KR20160080845A - 필터부를 포함하는 유체분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨지 와이어 스크린과 필터탱크를 구비하고 웨지 와이어 스크린의 일측에 소정의 각도로 인입되는 절삭유 인입관을 통하여 형성되는 사이클론에 의해 불순물과 정제된 물을 분리시키는 필터부를 포함하는 유체분리장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 수작업으로 불순물이 흡착되어 있는 메쉬망을 교체하던 번거로움이 해소되어 작업자에게 편리성을 제공하는 효과가 있다.

Description

필터부를 포함하는 유체분리장치{A fulid separating device including filter part}

본 발명은 유체분리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨지 와이어 스크린과 필터탱크를 구비하고 웨지 와이어 스크린의 일측에 소정의 각도로 인입되는 절삭유 인입관을 통하여 형성되는 사이클론에 의해 불순물과 정제된 물을 분리시키는 필터부를 포함하는 유체분리장치에 관한 것이다.

현대사회는 급속한 산업화에 따라 경제가 발전되고, 경제의 발전으로 사람들의 생활은 윤택해지고 있다. 그러나, 이러한 현대사회의 급속한 산업화에 따른 부산물들로 인한 환경오염이 심화되고 있으며, 가정 및 공장 등에서 산업화와 생활수준의 향상으로 인해 오염된 폐수나 화장실, 목욕탕, 주방 등에서 배출되는 오수 및 가축의 분뇨나 축산폐수 등이 환경오염의 주범으로 자리잡고 있다.

이에 발맞추어 기존 시장에는 필터 탱크와 펀칭 스트레이너 내부의 메쉬망을 사용하여 각종 유체와 불순물을 여과, 제거하는 기술은 상용화되어 있어 사용되고 있다.

따라서, 이러한 환경오염물질을 처리하기 위해 가정, 축산장소 및 산업현장에서는 다양한 오수 정화시설 또는 정화조 등이 설치되어 일차 처리하게 된다. 이렇게 일차 처리된 후, 최종적으로 하수 종말처리장이나 폐수 종말처리장 또는 분뇨처리장, 축산폐수처리장, 산업폐수처리장 등의 오폐수 처리시설에서 정화된다.

여기서, 오수나 분뇨 등의 처리되는 오폐수 처리시설에서 발생되는 슬러지(Sludge : 다량의 수분과 함께 협잡물이나 부유물과 같은 고형물이 함유되어 있는 상태)는 함유된 수분과 고형물을 분리 제거하여야함 뛰어난 정화효율을 기대할 수 있다. 한편, 이러한 슬러지는 오니라고도 하며, 슬러지는 함수율이 최초 침전슬러지의 경우 96~98%의 함수율을 가지며, 활성슬러지의 경우 99~99.5%의 함수율로 높기 때문에 처리하기가 상당히 어려운 문제점이 있다.

따라서, 이러한 슬러지의 함수율을 낮추어 처리하기 위한 다양한 기술이 개시되고 있으며, 이러한 기술로서 기계에 의한 함수율을 저감하기 위한 탈수장치가 다수 개시되고 있다. 그 중 대표적으로 개시되고 있는 종래의 슬러지 고액분리장치로는 필터프레스식 또는 벨트프레스식 고액분리장치가 있다. 이러한 필터프레스식 또는 벨트프레스식 고액분리장치는 여과포 벨트가 다수의 롤러를 통과하도록 설치되어 여과포 사이에 슬러지가 투입 이송되면서 롤러에 의해 가압되고 슬러지의 탈수가 이루어지도록 하는 방식이다.

그러나, 이와 같은 고액분리방식은 여과포의 눈막힘 현상이 발생하여 탈수효울이 저하되고, 탈수에 따른 각종 부대장비의 설치가 요구되어 그 장치가 대형화로서 제작비용이 많이 소요됨은 물론이며, 설치면적이 넓어야 하는 등의 문제점을 갖게 되었다.

한편, 이러한 필터프레스식 또는 벨트프레스식 고액분리장치의 문제점을 보완하기 위해 개시되고 있는 것으로 스크류프레스방식이 있다. 이러한 스크류프레스 방식은 외주연에 스크류 날개가 형성되어 있는 스크류 샤프트가 여과체의 내주에 회전 가능하게 설치되고, 상기 스크류 샤프트의 직경이 전방으로 갈수록 커지면서 탈수부의 용적이 점차 작아지도록 형성되어, 상기 여과체에 슬러지가 투입되어 전방으로 이송되면서 점차적으로 압축되어 슬러지의 고액분리가 이루어지도록 하는 방식이다.

그러나, 이와 같은 스크류프레스 방식의 고액분리장치는 탈수와 농축 과정이 동시에 이루어지기 때문에 압축이 제대로 되지 않을 뿐만 아니라 탈수 효과가 낮아서 배출되는 슬러지 케이스의 함수율이 약 85%로 탈수하는데 그쳐 다량의 수분이 여전히 슬러지에 잔류하는 등의 문제점이 있고, 슬러지의 수분 함수율이 높아 폐기물 처리비용을 상승시키는 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 종래의 고액분리장치의 문제점을 개선하기 위해 최근들어 개시되고 있는 고액분리장치로 상술한 바와 같은 제작비 및 설치면적, 배출되는 슬러지의 함수율 등을 고려한 유동링 스크류식 고액분리장치가 있다.

이러한 종래의 유동링 스크류식 고액분리장치는 스크류의 회전력을 이용하여 슬러지의 고액분리를 행하도록 한 것으로, 다수의 고정링에 틈새를 두고 배치하고 그 사이에 유동링을 움직을 수 있는 상태로 적층배치함과 동시에 고정링과 유동링의 내부공간 내주연상에서 스크류를 회전가능토록 설치된다. 이렇게 고정링과 유동링의 내주연상에 설치되는 스크류는 샤프트에 형성된 스크류 날개의 피치에 따라 유동링이 회전되로록 형성된다.

즉, 고정링과 유동링의 내주연 공간내부에 슬러지를 넣고 스크류를 회전시키면 스크류의 회전날개의 피치에 의해 슬러지가 압축 이동되면서 수분이 제거되며, 상기 수분은 유동링과 고정링 사이의 미소갭(유격)을 통하여 외부로 배출되고, 또한 상기 미소갭은 유동링의 움직임에 의해 슬러지에 의해 막히는 일이 없이 수분의 배출이 용이하도록 구성되어 있다. 따라서, 상기 유동링 스크류식 고액분리장치에 의하면 필터프레스 방식 또는 벨트프레스식 탈수장치에 비하여 소형화 및 제작비용의 절감을 가져오고 설치면적이 적어도 되는 장점을 가진다.

그러나, 상기한 종래 유동링 스크류식 고액분리장치는 필터프레스 방식 또는 벨트프레스식, 스크류 프레스방식 등의 고액분리장치에 비하여는 제작비용의 절감과 좁은 면적에 설치가 가능한 장점은 있으나, 슬러지를 투입하기 전 약품투입과 응집을 위한 교반기가 일체화되어 있고, 고정링과 유동링이 설치된 본체 내부가 밀폐되어 있지 않아 외부로 악취가 상당히 발생되어 민원의 발생이 빈번하다. 또한, 장기간 사용시 고정링 및 유동링에 따른 파손이 빈번하여 유지보수비용이 증대되며, 파손이 빈번하게 발생함으로써, 슬러지 처리효율이 떨어지는 문제점이 발생된다. 또한, 인건비와 부대비용이 증대되는 문제점이 있었다.

한편, 상기한 종래 유동링 스크류식 고액분리장치와 다른 종래기술의 경우에는 매쉬에 불순물이 채워지면 수작업으로 메쉬망을 청소 및 새 메쉬망으로 교체해 주어야 하는 불편함이 발생하거나 작업자들이 교체를 잘 해주지 않아 공작기계 공구가 소손되는 등 생산되는 제품에 손상이 발생하는 문제점이 있었다.

(특허문헌 1) KR10-0760185 B1

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 웨지 와이어 스크린의 일측으로부터 소정의 각도로 삽입되는 절삭유 인입관을 통하여 웨지 와이어 스크린 내부에 사이클론을 형성함으로써 종래기술에서 사용하던 메쉬망의 교체 없이 유체에 포함되어 있는 불순물을 여과 및 제거하는 유체분리장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 유체분리장치는,

웨지 와이어 스크린 및 상기 웨지 와이어 스크린과 연통하는 필터탱크로 이루어진 필터부; 및

상기 웨지 와이어 스크린의 일측으로부터 소정의 각도로 삽입되는 절삭유 인입관;을 포함하고,

상기 절삭유 인입관은 외부로부터 유입되는 물과 불순물을 포함하는 유체를 상기 웨지 와이어 스크린의 내벽으로 흐르도록 유도함으로써 상기 물과 상기 불순불을 분리시키는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 웨지 와이어 스크린은 원통형상이고,

상기 필터탱크는 상기 웨지 와이어 스크린의 하부와 연통하면서 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 콘 형상인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 소정의 각도는 3°내지 5°인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 유체분리장치는 상기 필터탱크의 하부와 연통하는 불순물 배출관;을 더 포함하고,

상기 불순물 배출관은 상기 웨지 와이어 스크린과 상기 필터탱크에서 형성되는 사이클론에 의해 상기 필터탱크의 하부로 배출되는 상기 불순물을 통과시키는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 유체분리장치는 상기 웨지 와이어 스크린과 상기 필터탱크에서 상기 물을 정제한 정제수가 외부로 배출되는 정제수 배출관;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 유체분리장치는 상기 불순물 배출관 상에 설치되는 유량조절부;를 더 포함하고,

상기 유량조절부는 상기 불순물 배출관의 개폐를 조절하여 상기 불순물의 배출을 조절하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 유체분리장치는 상기 불순물 배출관의 말단 하부에 위치하여 상기 불순물을 수거하는 수납부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명은 웨지 와이어 스크린을 사용함에 따라 반영구적으로 사용 가능하다.

또한, 본 발명은 수작업으로 불순물이 흡착되어 있는 메쉬망을 교체하던 번거로움이 해소되어 작업자에게 편리성을 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 웨지 와이어 스크린을 사용하므로 펀칭 스트레이너와 메쉬망을 사용하면서 메쉬망을 교체하는 종래기술과의 비용대비 경비 절감의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터부를 포함하는 유체분리장치를 나타낸 개념도이다.

본 발명의 필터부를 포함하는 유체분리장치를 이루는 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용 가능하다.

본 발명에 따른 필터부를 포함하는 유체분리장치(100)의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 2을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 필터부를 포함하는 유체분리장치(100)를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따른 필터부를 포함하는 유체분리장치(100)는 주입부(110), 필터부(120), 절삭유 인입관(130), 정제수 배출관(140), 불순물 배출관(150), 유량조절부(160) 및 수납부(170)를 포함한다.

주입부(110)는 커버(111), 하우징(112), 불순물 배출구(113) 및 절삭유 인입구(114)를 포함한다.

커버(111)는 하우징(112)의 상부를 둘러싸도록 돔형상으로 이루어질 수 있으며, 커버(111)의 상부에는 커버(111)를 이동시킬 경우 사용자의 손으로 잡아서 운반할 수 있는 손잡이가 형성될 수 있다.

하우징(112)은 상하가 개방된 호퍼 형상이며, 이는 후술되는 필터부(120)를 하우징(112)의 내부에 수납할 수 있도록 하기 위함이다.

하우징(112)의 일측에는 정제수 배출관(140)이 삽입될 수 있도록 정제수 배출구(113)가 형성되고, 하우징(112)의 타측에는 절삭유 인입관(130)이 삽입될 수 있도록 절삭유 인입구(114)가 형성된다.

또한, 하우징(112)의 하부로는 후술되는 불순물 배출관(150)과 연통함에 따라 필터탱크(122)로부터 배출되는 불순물(A)이 통과하게 된다.

필터부(120)는 웨지 와이어 스크린(121) 및 필터탱크(122)를 포함한다.

웨지 와이어 스크린(121)은 상하가 개방된 원통형상이다.

보다 구체적으로 웨지 와이어 스크린(121)의 내벽에는 외부로부터 절삭유 인입관(130)을 통하여 유입되는 유체가 일정한 방향으로 가이드되도록 가이드부재(미도시)가 높이방향으로 소정거리 이격되어 형성된다.

여기서, 가이드부재는 원형의 띠형상으로서, 웨지 와이어 스크린(121)의 내벽에 다수로 형성되며, 이러한 웨지 와이어 스크린(121)은 그 내부에서 정제된 유체, 즉 물은 통과시키며 각종 불순물(A)은 제거하는 역할을 한다.

필터탱크(122)는 웨지 와이어 스크린(121)의 하부와 연통하면서 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 콘형상이며, 웨지 와이어 스크린(121)과 같이 필터탱크(122)의 내벽에는 웨지 와이어 스크린(121)을 통하여 하부로 유입되는 유체가 일정한 방향으로 가이드되도록 가이드부재가 높이방향으로 소정거리 이격되면서 다수로 형성된다.

절삭유 인입관(130)은 웨지 와이어 스크린(121)의 일측으로부터 소정의 각도로 삽입되는 관으로서, 이때의 소정의 각도는 3°내지 5°인 것이 특히 바람직하다.

이러한 절삭유 인입관(130)은 외부로부터 유입되는 물과 불순물(A)을 포함하는 유체를 웨지 와이어 스크린(121)의 내벽으로 흐르도록 유도함으로써 물과 불순불을 분리시키는 중요한 역할을 하게 된다.

정제수 배출관(140)은 웨지 와이어 스크린(121)과 필터탱크(120)에서 물을 정제한 정제수가 외부로 배출되도록 유도하는 역할을 한다.

불순물 배출관(150)은 필터탱크(122)의 하부와 연통하며, 이러한 불순물 배출관(150)은 웨지 와이어 스크린(121)과 필터탱크(122)에서 형성되는 사이클론에 의해 필터탱크(122)의 하부로 배출되는 불순물(A)을 통과시키는 역할을 한다.

유량조절부(160)는 불순물 배출관(150) 상에 설치되며, 이러한 유량조절부(160)는 불순물 배출관(150)의 개폐를 조절하여 불순물(A)의 배출을 조절하게 된다.

수납부(170)는 불순물 배출관(150)의 말단 하부에 위치하여 불순물(A)을 수거하는 역할을 한다.

전술한 본 발명은 웨지 와이어 스크린(121)과 필터 탱크(122)를 콘 타입으로 설계 제작하여 필터 탱크(122) 내부에서 유체의 흐름을 하부로 자연스럽게 흘러가는 구조로 설계함에 따라 유체 속에 포함되어 있는 각종 불순물(A)과 슬러지 칩(chip) 등을 하부에 쌓이도록 유도한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 유체분리장치
110 : 주입부
111 : 커버
112 : 하우징
113 : 정제수 배출구
114 : 절삭유 인입구
120 : 필터부
121 : 웨지 와이어 스크린
122 : 필터탱크
130 : 절삭유 인입관
140 : 정제수 배출관
150 : 불순물 배출관
160 : 유량조절부
170 : 수납부

Claims (7)

1. 웨지 와이어 스크린 및 상기 웨지 와이어 스크린과 연통하는 필터탱크로 이루어진 필터부; 및
   상기 웨지 와이어 스크린의 일측으로부터 소정의 각도로 삽입되는 절삭유 인입관;을 포함하고,
   상기 절삭유 인입관은 외부로부터 유입되는 물과 불순물을 포함하는 유체를 상기 웨지 와이어 스크린의 내벽으로 흐르도록 유도함으로써 상기 물과 상기 불순불을 분리시키는 것을 특징으로 하는 필터부를 포함하는 유체분리장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 웨지 와이어 스크린은 원통형상이고,
   상기 필터탱크는 상기 웨지 와이어 스크린의 하부와 연통하면서 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 콘 형상인 것을 특징으로 하는 필터부를 포함하는 유체분리장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 소정의 각도는 3°내지 5°인 것을 특징으로 하는 필터부를 포함하는 유체분리장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 유체분리장치는 상기 필터탱크의 하부와 연통하는 불순물 배출관;을 더 포함하고,
   상기 불순물 배출관은 상기 웨지 와이어 스크린과 상기 필터탱크에서 형성되는 사이클론에 의해 상기 필터탱크의 하부로 배출되는 상기 불순물을 통과시키는 것을 특징으로 하는 필터부를 포함하는 유체분리장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 유체분리장치는 상기 웨지 와이어 스크린과 상기 필터탱크에서 상기 물을 정제한 정제수가 외부로 배출되는 정제수 배출관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터부를 포함하는 유체분리장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 유체분리장치는 상기 불순물 배출관 상에 설치되는 유량조절부;를 더 포함하고,
   상기 유량조절부는 상기 불순물 배출관의 개폐를 조절하여 상기 불순물의 배출을 조절하는 것을 특징으로 하는 필터부를 포함하는 유체분리장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 유체분리장치는 상기 불순물 배출관의 말단 하부에 위치하여 상기 불순물을 수거하는 수납부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터부를 포함하는 유체분리장치.

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