KR20150102169A - 무동력 자동세척 필터링장치 - Google Patents

무동력 자동세척 필터링장치 Download PDF

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KR20150102169A KR1020140023545A KR20140023545A KR20150102169A KR 20150102169 A KR20150102169 A KR 20150102169A KR 1020140023545 A KR1020140023545 A KR 1020140023545A KR 20140023545 A KR20140023545 A KR 20140023545A KR 20150102169 A KR20150102169 A KR 20150102169A
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Abstract

본 발명에 따른 무동력 자동세척 필터링장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유입부와 배출부를 갖고, 수용부를 포함하는 필터하우징; 상기 필터하우징의 수용부에 수납되고, 상기 유입부로부터 유입된 원수를 여과하여 상기 배출부로 토출시키는 필터부; 상기 필터하우징에 장착되고, 상기 유입부와 상기 필터부간의 차압을 감지하는 차압감지부; 및 상기 차압감지부에 의한 차압에 따라 다수의 세척볼을 상기 필터부로 인입하여 상기 세척볼들과 상기 필터부와의 마찰을 통하여 필터부의 이물질을 제거하는 세척수단;을 포함하여 이루어진다.
즉 본 발명은 필터 전후단 간의 일정 차압에 이르면 전기 또는 유압으로 작동하는 구동실린더에 의해 수용체 하단에 장착된 임펠러가 원수 유입구까지 수직 하강하여 세척볼들이 필터부 내부로 인입되고, 필터부로 인입된 세척볼들은 필터부로 유입되는 원수에 의해 임펠러가 회전되면서 선회하게 되며, 세척볼들의 선회력에 의한 필터부와의 마찰을 통하여 이물질을 제거함으로써 무동력에 의한 세척력이 확보되고, 이에 의한 에너지 절감효과를 도모할 수 있다.
또한 본 발명은 필터하우징의 유입부에는 유입 원수에 의한 유동으로 회전하는 임펠러를 도입함으로써 필터부로 유입되는 원수는 임펠러를 통과하면서 압력이 감소하며 이에 따라 원수에 용존 되어 있는 공기를 수십 μm 직경의 마이크로(micro) 버블(bubble) 형태로 용출된다. 용출된 마이크로 버블들은 필터 면에서 파열되며 이때 프리라디칼(free radical) 발생 및 압력차에 의해 세척력 및 살균, 유기물 분해 성능 향상을 가져오며, 용출된 공기는 필터 상부에 위치한 용존 공기 포집부에 포집한 후 적정 감압 유로를 통해 외부로 방출된다. 이와 같이 마이크로 버블을 발생시켜 용존 공기량을 저하시키고 세척력 향상 도모 및 스케일과 파울링 발생률을 저감시킬 수 있는 무동력 자동세척 필터링장치를 제안하고자 한다.

Description

무동력 자동세척 필터링장치{NON-MOTORIZED AUTO-CLEANING FILTER DEVICE}
본 발명은 구동장치를 통하여 세척력을 확보하던 기존의 세척장치들과 달리 필터부의 세척 시, 원수의 유동력을 통해 세척력을 확보함으로써 에너지 절감 및 신뢰성 향상을 도모할 뿐만 아니라, 사이클론 유동과 세척볼, 마이크로 버블 등을 활용하여 세척력을 향상시킬 수 있는 무동력 자동세척 필터링 장치에 관한 것이다.
일반적으로 대부분의 정유 산업 및 화학 산업, 화력 및 원자력 발전 산업, 수처리 산업 등의 생산 공정이나 각종 시설에서는 액체 상태인 유체의 전달을 필요로 한다.
이때 사용되는 유체에 이물질의 포함 여부가 해당 생산 공정의 수율 및 성능에 미치는 영향이 클 뿐만 아니라, 배관 및 기계요소들의 내부 오염 여부도 결정하므로 시스템의 성능에 많은 영향을 미친다.
따라서 이러한 유체는 충분히 필터링된 고순도의 유체로 공급되어져야 한다.
그러나 필터는 원주의 압력이 충분하지 않은 경우에 필터의 효율이 낮을 뿐만 아니라, 시간이 지남에 따라 필터의 구멍(mesh)이 막히는 현상이 발생하게 된다.
이렇게 필터의 구멍이 막히면 필터링 시스템을 정지시키고, 그 필터를 세척하거나 교체한 후 다시 장착하여 가동을 해야 하므로 처리 효율이 급격히 떨어지게 된다.
또한 필터 교체 작업이 필요한 경우 필터를 교환한다는 것은 그만큼 비용을 증가시키는 것이 되어 유지비용의 부담이 커지는 문제가 있다.
현재까지 상기에서 전술한 문제점을 해결한 자동세척 필터링 시스템이 제작되어 판매되고 있는데 크게 형태별로 가압 역세척 방식과, 기계적 세척 방식, 베르누이 방식을 이용한 압력차 방식 등으로 나누어진다.
먼저 가압 역세척 방식의 경우에는 펌프 및 실린더 등을 통해 여과액 일부를 필터에 역으로 유동시켜 줌으로써 필터에 걸러진 이물질들을 세척하는 방식으로 이 방식의 경우 가압 역세척 구동력을 확보하기 위해 펌프 및 실린더 등의 구동 요소가 들어감으로서 에너지 소비 및 신뢰성 저하 등의 문제가 있다.
또한 역세척 방식의 경우 이물질의 일부만이 세척이 되어 세척 성능이 미흡한 단점이 있을 뿐만 아니라, 세척하는 동안 시스템 운전을 정지해야 되는 단점 또한 있다.
이러한 운전 정지 단점을 해결하기 위해 다단 필터 챔버를 설치하여 운전 필터 챔버와 세척 필터 챔버를 회전시켜 가면서 시스템 운전 정지 문제를 해결해 준 방식도 있으나, 이러한 경우 시스템이 매우 복잡해져 가격 상승 및 신뢰성 저하, 에너지 소비 증가 등의 문제점이 있다.
다음으로 기계적 세척 방식은 필터를 회전시켜 필터 내측 또는 외측에 설치된 scraper 또는 brush를 통해 필터에 걸러진 이물질을 긁어 탈착시키는 방식으로 이 경우에는 필터를 회전시켜야 하는 구동 장치가 필요하다.
이 또한 에너지 소비 증가 및 구동 장치가 필요함에 따라 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다. 반대로 scraper 또는 brush를 회전시키는 방법도 있으나, 이 또한 동일한 문제점이 마찬가지로 발생한다.
또한 베르누이 방식은 필터 내측으로 일정 간극을 갖는 원판의 disk를 위아래로 움직여 줌으로써 여과될 유체가 상기 간극 사이로 빠른 속도로 흐를 시, 압력이 낮아지는 베르누이 원리를 이용한 방식이다.
이러한 방식은 필터 내측이 일시적으로 압력이 낮아지면 필터 외측에서 내측으로 세정수가 역으로 유입되면서 필터에 걸러진 이물질을 탈착시키는 자동세척 방식이다.
이 경우에는 원판 disk가 하부로 움직이면서 원수의 유동 면적을 일시적으로 감소시킴으로서 펌프의 부하를 증가시켜 펌프의 무리를 줄 뿐만 아니라 일시적으로 불규칙적인 여과액 공급을 가져올 수 있는데, 이는 곧 에너지 소비 증가 및 신뢰성 저하의 원인이 되고, 세척력 또한 미흡하다는 단점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0530097호(2005.11.14.) 대한민국 등록특허 제10-1169436호(2012.07.23.)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
필터링장치는 정상 운전 시에는 세척수단의 수용체를 폐쇄하고 있던 임펠러가 차압감지부에 의하여 감지된 필터 전후단의 차입이 일정 차압에 이르게 되는 경우 필터하우징의 유입구까지 하강하여 수용체가 개방하게 된다. 이때 수용체에 내장되어 있던 세척볼들이 하강하여 필터부 내부로 인입되고, 필터부 내부로 유입되는 원수에 의한 유동으로 임펠러가 회전하여 필터부 내부에는 사이클론 유동이 유도된다. 이 사이클론 유동에 의하여 필터부 내부로 인입된 세척볼들은 선회력이 발생하게 되며, 이때 세척볼들과 필터부 간에 마찰을 통하여 필터부의 이물질을 제거함으로써 무동력에 의한 세척력을 확보하고, 이에 의하여 에너지 절감효과를 도모하고자 하는 것을 하나의 목적으로 한다.
또한 본 발명은 필터하우징의 유입구를 통하여 유입되는 원수에 의한 유동으로 회전하는 임펠러가 도입됨으로써 필터부로 유입되는 원수는 임펠러를 통과하면서 압력이 감소하게 되며, 이에 따라 원수에 용존 되어 있는 공기는 임펠러에 의하여 수십 μm 직경의 마이크로(micro) 버블(bubble) 형태로 용출된다. 용출된 마이크로 버블들은 필터 면에서 파열되고, 이때 프리라디칼(free radical) 발생 및 압력차에 의해 세척력 및 살균, 유기물 분해 성능 향상을 가져오며, 용출된 공기는 필터 상부에 위치한 용존 공기 포집부에 포집된 후, 적정 감압 유로를 통해 외부로 방출된다. 이와 같이 본 발명은 임펠러를 도입하여 마이크로 버블을 발생시킴으로써 용존 공기량을 저하시키고, 세척력 향상 도모 및 스케일과 파울링 발생률을 저감시키고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.
아울러 본 발명은 세척수단의 세척볼들간에 비중을 달리하여 필터부 내부에 세척볼들이 수직으로 균등 배치될 수 있도록 함으로써 세척효율을 높이고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.
나아가 본 발명은 임펠러의 블레이드 간극이나, 필터부 상단과 세척수단의 수용체 하단 간의 간극이 세척볼들의 단면적 또는 지름보다 작게 형성됨으로써 세척볼들의 이탈을 방지하여 장치의 신뢰성을 높이고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.
본 발명에 따른 무동력 자동세척 필터링장치는 유입부와 배출부를 갖고, 수용부를 포함하는 필터하우징; 필터하우징의 수용부에 수납되고, 유입부로부터 유입된 원수를 여과하여 배출부로 토출시키는 필터부; 필터하우징에 장착되고, 유입부와 필터부간의 차압을 감지하는 차압감지부; 및 차압감지부에 의한 차압에 따라 다수의 세척볼을 필터부로 인입하여 세척볼들과 필터부와의 마찰을 통하여 필터부의 이물질을 제거하는 세척수단을 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 필터하우징에 장착되고, 세척볼들이 수납되는 수용체와, 차압감지부에 의한 차압에 따라 승하강하고, 수용체의 입구를 여닫는 임펠러를 포함하여 이루어지되, 이 임펠러는 차압감지부에 의하여 감지된 차압이 일정 차압에 이르는 경우 필터하우징의 유입구까지 하강하여 유입부를 통하여 유입되는 원수의 유동으로 필터부 내부에 사이클론 유동을 유도하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 세척수단의 임펠러는 차압감지부에 의한 차압이 일정 차압에 이르게 되면 필터하우징의 유입구까지 하강하고, 유입구로부터 유입되는 원수의 유동으로 회전 구동되어 필터부 내부에 마이크로 버블을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 세척수단의 세척볼들은 필터부에 수직으로 균등 배치 가능하도록 비중이 상이한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 세척수단은 임펠러의 승하강 동작을 위해 동력을 전달하는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 필터부의 상단과 수용체의 하단은 이격 형성된 간극을 갖고, 간극은 세척볼들의 단면적 또는 직경 보다 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 세척수단의 임펠러를 구성하는 블레이드(blade) 간의 간극은 세척볼들의 단면적 또는 직경보다 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 필터하우징에 구비되어 용출된 용존 공기를 포집하고, 적정 감압 유로를 통해 용출된 공기를 외부로 배출하기 위한 용출 공기배출 유로관이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무동력 자동세척 필터링장치는 필터 전후단 간의 차압이 일정 차압에 이르면 전기 또는 유압으로 작동하는 구동실린더에 의해 수용체 하단에 장착된 임펠러가 원수 유입구까지 수직 하강하여 세척볼들이 필터부 내부로 인입되고, 필터부로 인입된 세척볼들은 필터부로 유입되는 원수에 의해 임펠러가 회전되면서 선회하게 되며, 세척볼들의 선회력에 의한 필터부와의 마찰을 통하여 이물질을 제거함으로써 무동력에 의한 세척력이 확보되고, 이에 의한 에너지 절감효과를 도모할 수 있게 된다.
또한 본 발명은 필터하우징의 유입구를 통하여 유입되는 원수에 의한 유동으로 회전하는 임펠러가 도입됨으로써 필터부로 유입되는 원수는 임펠러를 통과하면서 압력이 감소하게 되며, 이에 따라 원수에 용존 되어 있는 공기는 임펠러에 의하여 수십 μm 직경의 마이크로(micro) 버블(bubble) 형태로 용출된다. 용출된 마이크로 버블들은 필터 면에서 파열되고, 이때 프리라디칼(free radical) 발생 및 압력차에 의해 세척력 및 살균, 유기물 분해 성능 향상을 가져오며, 용출된 공기는 필터 상부에 위치한 용존 공기 포집부에 포집된 후, 적정 감압 유로를 통해 외부로 방출된다. 이와 같이 본 발명은 임펠러를 도입하여 마이크로 버블을 발생시킴으로써 용존 공기량을 저하시키고, 세척력 향상 도모 및 스케일과 파울링 발생률을 저감시킬 수 있게 된다.
아울러 본 발명은 세척수단의 세척볼들간에 비중을 달리하여 필터부 내부에 세척볼들이 수직으로 균등 배치될 수 있도록 함으로써 세척효율을 높일 수 있게 된다.
나아가 본 발명은 임펠러의 블레이드 간극이나, 필터부 상단과 세척수단의 수용체 하단 간의 간극이 세척볼들의 단면적 또는 직경보다 작게 형성되어 세척볼들의 이탈을 방지함으로써 장치의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 무동력 자동세척 필터링장치를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 필터링장치의 세척수단이 작동된 상태를 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 필터링장치의 세척수단에서 세척볼들의 다양한 변형례를 나타내는 사시도,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 세척수단의 임펠러에 의하여 발생되는 마이크로 버블의 특성 및 효과를 나타내는 개념도.
이하에서는 본 발명에 따른 무동력 자동세척 필터링장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 무동력 자동세척 필터링장치는
필터하우징(10)과, 필터하우징(10)에 수납되는 필터부(20)와, 유입부(11)와 필터부(20) 상호간의 차압을 감지하는 차압감지부(30)와, 세척볼(41)이 구비된 세척수단(40)을 포함하여 구성된다.
먼저 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 필터하우징(10)은
원통 형태로 구성되고, 하단에 원수가 유입되는 유입부(11)가 배치되며, 측면으로 돌출되어 필터부(20)에 의하여 여과된 여과수가 토출되는 배출부(13)가 구비되고,
필터하우징(10)의 유입부(11)에는 원수의 유입을 위한 공급관이 연결된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 필터부(20)는
필터하우징(10)의 내부에 내장되고, 그 내부로 유입된 원수가 측방향으로 토출되어 필터하우징(10)의 배출부(13)로 토출될 수 있도록 구성된다.
이 경우 필터부(20)는 필터하우징(10)에 수용되고, 필터부(20)의 외측면과 필터하우징(10)의 내측면 사이에는 배출유로(F)가 형성된다.
따라서 필터하우징(10)의 유입부(11)를 통하여 필터부(20)로 유입되는 원수는 필터부(20) 내부와 배출유로 간의 압력 차이로 인하여 필터부(20)의 외측으로 여과되어 토출되고,
이렇게 토출된 여과수는 배출유로(F)를 통하여 배출부(13)로 토출된다.
이때 원수에 포함되어 있는 이물질들은 필터부(20)에 의하여 여과되지만, 이렇게 여과된 이물질은 필터부(20)에 부착되어 필터부(20) 내부의 압력을 증가시키고 여과효율을 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 필터부(20)가 막혀 본래의 목적이 수행되지 못하는 문제가 있다.
또한 이러한 경우 필터부(20)를 세척하기 위해서는 시스템의 가동을 중단시킨 후, 필터를 세척하여 재장착하거나, 교체한 후, 시스템을 재가동시켜야 하므로 시스템의 처리효율이 급격하게 떨어지는 문제를 발생시킨다.
따라서 본 발명에서는 필터부(20)의 세척작업을 시스템의 가동 중단 없이 수행하고, 또한 원수의 자체 유입 유동력을 통해 세척작업을 수행할 수 있는 세척수단(40)을 공급하고자 한다.
그리고 세척수단(40)의 가동 시점을 파악하기 위해 유입부(11)와 필터부(20) 내부의 차압을 감지하여 일정 차압에서 세척수단(40)이 가동될 수 있도록 구성된다.
먼저 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 차압감지부(30)는
필터하우징(10)의 유입부(11)와, 필터부(20) 간의 차압을 감지하고, 이 차압에 따라 세척수단(40)을 가동시켜 자동세척이 가능하도록 구성된다.
이 차압감지부(30)는 필터하우징(10)에 구비된 컨트롤유닛(C)에 장착되어 있고, 이 컨트롤유닛(C)은 이물질 토출밸브(50)와 세척수단(40)의 구동부(47)에 연결된다.
그리고 차압감지부(30)는 필터하우징(10)의 유입부(11)와 필터부(20)에 각각 제1 채널과 제2 채널이 연결되고, 각 채널로부터의 2개의 신호를 받아 OPAMP를 사용하여 차동압력단자에 인가하면 차의 신호가 얻어지고, 이를 표시하게 된다.
이렇게 얻어진 차압이 일정 차압에 이르면, 즉 필터부(20)의 압력이 이물질 등에 의하여 상승하는 경우, 차압은 점점 커지게 되고, 이때 세척시점을 자동으로 파악하여 컨트롤유닛(C)이 토출밸브(50)와 세척수단(40)의 구동부(47)를 동시에 작동시키게 된다.
다음으로 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 세척수단(40)은
상기한 바와 같이 차압감지부(30)에 의한 차압이 일정 차압에 이르면 작동되어 세척볼들(41)이 필터부(20) 내부로 인입되고, 이때 세척볼들(41)과 필터부(20)와 마찰에 의하여 이물질이 제거되도록 구성된다.
이를 위한 세척수단(40)은 세척볼들(41)이 수납되는 수용체(43)와, 수용체(43)의 입구를 열고 닫는 임펠러(45)를 포함하여 이루어진다.
세척수단(40)의 수용체(43)는 필터하우징(10)의 상단 내부에 고정되고, 세척볼들(41)이 외부로 이탈되지 않도록 세척볼(41)돌의 단면적보다 작은 그물망 형태로 구성된다.
또한 세척수단(40)의 수용체(43)의 개폐수단 역할을 하는 임펠러(45)는 차압감지부(30)에 의하여 감지된 차압이 기준 차압 이상인 경우 컨트롤유닛(C)으로부터 신호를 전달받아 하강하고, 이때 수용체(43)의 입구가 개방되며, 필터부(20)의 이물질 제거로 적정 차압이 되는 경우 임펠러(45)가 상승하면서 세척볼을 회수한 후 수용체(43)의 입구를 폐쇄하게 된다.
즉 세척수단(40)의 임펠러(5)는 정상작동 시에는 수용체(43)의 밑판 수단으로 사용되어 세척볼들(41)이 수용체(43)로부터 빠져나오는 것을 방지하고, 자동세척 시에는 필터하우징(10)의 유입부(11)까지 구동부의 구동로드(47b)에 의해 하강하게 된다.
이때 임펠러(45)는 유입구(11)을 통하여 유입되는 원수의 유동으로 회전하여 필터부(20) 내부로 유입되는 원수의 사이클론 유동(CF)을 유도하게 된다.
즉 임펠러(45)가 수용체(43)를 개방하는 경우 세척볼들(41)이 임펠러를 따라 수직 하강하여 필터부(20) 내부로 인입되고, 인입된 후에는 임펠러(50)에 의하여 유도되는 원수의 사이클론 유동(CF)으로 세척볼들(41)이 회전하게 된다.
따라서 회전하는 세척볼들(41)과 필터부(20) 내부와의 접촉이나 마찰을 통하여 필터부(20)에 부착된 이물질, 스케일 및 파울링 등이 제거된다.
그리고 필터부(20)의 이물질 등이 제거되면 필터부(20) 내부의 압력이 하강하게 되고, 이때 차압감지부(30)에 의하여 감지된 차압이 기준 차압에 도달하면 임펠러(45)가 상승하면서 세척볼들(41)이 다시 수거되어 수용체(43)에 수납되고, 임펠러(45)는 수용체(43)의 입구를 폐쇄함으로써 세척작업을 종료하게 된다.
이 경우 임펠러(45)를 구성하는 다수의 블레이드(45a) 간극은 세척볼들(41)의 단면적보다 작게 형성되어 있어 임펠러(45)의 블레이드(45a)를 통하여 세척볼들(41)이 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
나아가 임펠러(45)의 승하강 동작을 위하여 컨트롤유닛(C)에 연결되는 구동부(47)가 구비되는데,
이 구동부(47)는 필터하우징(10)의 외측 상단에 구동실린더(47a)가 구비되고, 구동실린더(47a)에 구비되는 실린더로드에 연결된 구동로드(47b)를 포함하여 구성되며, 구동로드(47b)의 하단에 임펠러(45)가 공회전 가능하도록 장착된다.
따라서 차압감지부(30)의 신호에 따라 구동부(47)의 구동실린더(47a)가 작동하면 구동로드(47b)가 상승 또는 하강하게 되고, 이때 임펠러(45) 역시 상승 또는 하강하여 세척볼들(41)을 수용체(43)로부터 배출되도록 하거나, 또는 수거할 수 있게 된다.
특히 세척수단(40)의 임펠러(45)는 원수가 통과하면서 압력 감소로 원수에 용존되어 있는 공기를 마이크로 버블(MB) 형태로 발생시키게 된다.
이는 필터하우징의 유입부로 유입되는 원수는 임펠러를 통과하면서 압력이 감소하게 되며, 이에 따라 원수에 용존 되어 있는 공기는 임펠러에 의하여 수십 μm 직경의 마이크로 버블(micro bubble) 형태로 용출된다.
이렇게 용출된 마이크로 버블들은 도 4 및 도 5의 도시와 같이 필터 면에서 파열되고, 이때 프리라디칼(free radical) 발생 및 압력차에 의해 세척력 및 살균, 유기물 분해 성능 향상을 가져옴으로써 용존 공기량을 저감시킴은 물론이고, 세척력 향상 및 스케일과 파울링 발생률을 저감시킬 수 있게 된다.
또한 용출된 공기는 필터부(20) 상부에 위치하는 용출 공기 포집부에 의하여 포집된 후, 용출 공기배출 유로관(60)를 통하여 외부로 방출된다.
이는 공기 속에는 약 20%의 산소가 포함되어 있고, 공기에 노출되어 있는 수중에서는 25℃에서 약 8ppm의 산소가 용해되어 있는 것으로 알려져 있다.
이러한 산소가 부식속도에 미치는 영향을 살펴보면 pH 4~10의 중성인 담수 중에서 철강재에 부식을 일으키기 위한 가장 중요한 인자로 용존산소(dissolved oxygen)가 존재한다.
그리고 용존 산소는 철강재에 전면부식 (general corrosion)을 일으킬 뿐만 아니라 산소농담 전지에 의해 국부부식(local corrosion)도 일으킬 수 있기 때문에 공기 중의 용존산소는 가급적 제거해 주는 것이 유리하다.
따라서 상기한 바와 같이 임펠러(50)를 도입하여 용존산소량을 감소시켜 부재의 부식을 방지하고, 마이크로 버블(MB)을 발생시켜 세척효율을 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
나아가 본 발명에 따른 필터부(20)의 이물질을 제거하기 위한 세척볼들(41)은 다양한 형태와 사이즈로 제작이 가능한데,
예컨대 기존의 튜브형 열교환기에 사용되는 경우에는 스펀지 볼 형태의 세척볼들(41)이 도입되고, 고온고압 상태에서 작동되는 설비의 경우에는 세라믹 세척볼(41)과 같이 일정 이상의 강성을 갖는 세척볼들(41)이 사용되는 것이 바람직하다.
또한 도 3에 도시된 바와 같이 세척볼들(41)의 외측면에는 다수의 돌기(41a)나 홈(41b)이 형성되거나, 또는 돌기와 홈이 함께 형성될 수 있다.
또 다른 변형례로는 세척볼들(41)의 외형 자체가 톱니(41c) 형태로 제작되거나, 또는 톱니(41c)와 홈(41a)이 동시에 형성되는 등 다양한 형태로 제작이 가능하다.
즉 세척볼들(41)은 필터부(20)와의 접촉이나 마찰 시, 필터부(20)에 부착된 이물질이나, 스케일, 파울링 등을 쉽게 제거하면서도, 필터부(20)의 손상을 방지할 수 있는 형태를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
특히 세척볼들(41)은 필터부(20) 전체와 접촉이 이루어질 수 있도록 비중이나 밀도가 서로 다르게 구성되는 것이 바람직하다.
즉 세척볼들(41)은 필터부(20)의 상부에서 하부까지 연속적으로 배열되어야 필터부(20)와의 고른 접촉이 가능하고, 이렇게 되어야 고른 세척작업이 가능하게 때문에 세척볼들(41)의 비중이나, 밀도를 달리함으로써 필터부(20) 내부로 세척볼들(41)이 유입된 후에 필터부(20)의 상부에서 하부까지 세척볼들(41)이 비중이나 밀도에 따라 상하로 연속적으로 배열되어 고른 세척력을 보장할 수 있게 된다.
한편 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 이물질 토출밸브(50)는
상기한 바와 같이 차압감지부(30)에 의하여 감지된 차압이 일정 차압에 이르면 개방되고, 세척수단(40)에 의한 세척작업이 종료되는 경우 폐쇄하도록 구성된다.
이를 위하여 이물질 토출밸브(50)는 컨트롤유닛(C)에 연결되고, 필터하우징(10)의 상부에는 측방향으로 이물질 토출관(51)이 구비되어 이물질 토출밸브(50)가 장착된다.
즉 컨트롤유닛(C)에 의한 이물질 토출밸브(50)의 개방과 동시에, 세척수단(40)의 임펠러(45)가 개방되어 세척볼들(41)이 필터부(20) 내부로 유입됨으로써 세척작업이 수행된다.
이때 세척볼들(41)에 의하여 필터부(20)로부터 제거된 이물질 등은 이물질 토출밸브(50)와 이물질 토출관(51)을 통하여 외부로 방출된다.
또한 세척수단(40)에 의한 세척이물질이 모두 제거된 후, 즉 차압이 초기 차압으로 복귀되는 경우 컨트롤유닛(C)으로부터 신호를 받아 토출밸브(50)가 폐쇄됨과 동시에, 세척수단(40)의 임펠러(45)가 상승하여 세척볼들(41)을 수용체(43) 내부로 수거함으로써 세척작업이 종료된다.
이 경우 이물질 토출밸브(50)로는 볼(ball) 밸브 또는 나비(butterfly) 밸브나, 이와 유사하거나 동등한 개폐장치가 사용될 수 있다.
나아가 본 발명에 따른 세척수단(40)의 수용체(43)는 그 하단은 필터부(20)의 상단으로부터 이격되어 일정한 간극을 갖도록 설치되는데,
이 간극은 세척볼들(41)이 필터부(20)의 상단부까지 원활한 세척이 가능하도록 할 뿐만 아니라, 이물질이 원활히 배출될 수 있도록 수체용의 하단과 필터부(20)의 상단 간에 공간을 형성하는 것이다.
즉 수용체(43) 하단이 필터부(20) 내부로 유입되거나, 또는 필터부(20) 상단과 동일한 위치에 배열되는 경우 세척볼(41)과 필터부(20) 상단과의 접촉과 이물질 배출을 방해하게 되므로 이를 해소하기 위함이다.
그리고 이 간극이 세척볼들(41)의 단면적보다 큰 경우에는 세척볼들(41)이 수용체(43) 밖으로 이탈될 수 있으므로 세척볼들(41)의 단면적보다 작게 형성하여 세척볼들(41)의 이탈을 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이 경우 세척볼들(41)은 원형 형태나, 비원형 형태로 제작이 가능하고,
특히 세척볼들(41)이 원형 형태인 경우에는 임펠러(45)의 블레이드(45a) 간의 간극이나, 수용체(43)와 필터부(20) 간의 간극은 세척볼들(41)의 직경보다 작게 형성된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
C : 컨트롤유닛 MB : 마이크로 버블
CF : 사이클론 유동 F : 배출유로
10 : 필터하우징
11 : 유입부 13 : 배출부
20 : 필터부
30 : 차압감지부
40 : 세척수단
41 : 세척볼 41a : 돌기
41b : 홈 43 : 수용체
45 : 임펠러 45a : 블레이드
47 : 구동부 47a : 구동실린더
47b : 구동로드
50 : 이물질 토출밸브
51 : 토출관
60 : 용출 공기배출 유로관

Claims (8)

  1. 유입부(11)와 배출부(13)를 갖고, 수용부를 포함하는 필터하우징(10);
    상기 필터하우징(10)의 수용부에 수납되고, 상기 유입부(11)로부터 유입된 원수를 여과하여 상기 배출부(13)로 토출시키는 필터부(20);
    상기 필터하우징(10)에 장착되고, 상기 유입부(11)와 상기 필터부(20)간의 차압을 감지하는 차압감지부(30); 및
    상기 차압감지부(30)에 의한 차압에 따라 다수의 세척볼(41)을 상기 필터부(20)로 인입하여 상기 세척볼들(41)과 상기 필터부(20)와의 마찰을 통하여 필터부(20)의 이물질을 제거하는 세척수단(40);
    을 포함하여 이루어진 무동력 자동세척 필터링장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터하우징(10)에 장착되고, 상기 세척볼들(41)이 수납되는 수용체(43)와,
    상기 차압감지부(30)에 의한 차압에 따라 승하강하고, 상기 수용체(43)의 입구를 여닫는 임펠러(45)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 무동력 자동세척 필터링장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 세척수단(40)의 임펠러(45)는 상기 차압감지부(30)에 의한 차압이 일정 차압에 이르게 되면 상기 필터하우징(10)의 유입구(11)까지 하강하고, 상기 유입구(11)로부터 유입되는 원수의 유동으로 회전 구동되어 상기 필터부(20) 내부에 마이크로 버블(MB)과 사이클론 유동(CF)을 발생시키는 것을 특징으로 하는 무동력 자동세척 필터링장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 세척수단(40)의 세척볼들(41)은 상기 필터부(20)에 상하로 연속 배치 가능하도록 비중이 상이한 것을 특징으로 하는 무동력 자동세척 필터링장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 세척수단(40)은
    상기 임펠러(45)의 승하강 동작을 위해 동력을 전달하는 구동부(47)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 자동세척 필터링장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 필터부(20)의 상단과 상기 수용체(43)의 하단은 이격 형성된 간극을 갖고,
    상기 간극은 상기 세척볼들(41)의 단면적보다 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 무동력 자동세척 필터링장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 세척수단(40)의 임펠러(45)를 구성하는 블레이드(45a) 간의 간극은 상기 세척볼들(41)의 단면적보다 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 무동력 자동세척 필터링장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 필텅하우징(10)에 구비되어 용출된 용존 공기를 포집하고, 적정 감압 유로를 통해 용출된 공기를 외부로 배출하기 위한 용출 공기배출 유로관(60)가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 무동력 자동세척 필터링장치.
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