KR20170020405A - 액상혼합물 삼상분리장치 - Google Patents

Abstract

고비중 액상물질, 저비중 액상물질 및 고형물질을 포함한 처리대상 액상혼합물을 분리하기 위한 액상혼합물 삼상분리장치가 개시된다. 삼상분리장치는 액상혼합물을 수용하여 분리처리하는 기립방향을 따라 연장된 원통형상의 내부 수용처리부 및 액상혼합물이 수용처리부의 내벽면을 따라 회전하며 소용돌이치도록 액체펌프에 의해 수용처리부의 중앙축선에 대해 편위된 방향으로 분사유입되게 하고 수용처리부의 상부영역에 마련되는 유입관을 갖는 본체부와, 본체부의 상단에서 탈착 가능하도록 수용처리부를 차단하며, 고비중 액상물질 유출구와 저비중 액상물질 유출구가 형성된 상단덮개부와, 본체부의 하단에 배치되어 수용처리부 내의 고형물질을 하향배출하는 깔때기형상의 고형물질 배출통로를 형성하는 하단연결부와, 상단덮개부의 고비중 액상물질 유출구를 통해 수용처리부 내의 유입관의 하부에까지 연장된 고비중 액상물질 유출관과, 상단덮개부의 저비중 액상물질 유출구를 통해 수용처리부 내의 유입관의 상부에까지 연장된 저비중 액상물질 유출관을 포함하는 것을 기술적 요지로 한다. 상술한 본 발명에 따르면, 복수의 액상물질과 고형물질을 동시에 분리하여 처리효율과 경제성을 증대시킨 액상혼합물 삼상분리장치가 제공된다.

Description

액상혼합물 삼상분리장치{Separator for mixed liquid}

본 발명은 액상혼합물 삼상분리장치에 관한 것이다.

종래의 폐수나 폐유와 같은 액상혼합물 처리장치에서는 주로 액상물질 내에 섞여있는 슬러지 등의 고형물질의 제거하는 것이 가장 중요한 목적이었다.

그런데 일반적으로 액상혼합물은 고형물질만을 함유하고 있는 것뿐만 아니라, 복수의 상이한 액상성분으로 이루어진 경우가 많다. 예를 들어 물과 기름이 혼합된 상태이거나, 기름의 혼합물인 경우에도 종류가 상이한 복수의 기름이 섞여있는 경우 등 다양한 형태로 존재하였다.

그래서 종래에는 고형물질을 분리한 다음 액상물질을 추가적으로 재분리하거나, 혹은 유용한 액상성분이 잔존한 채로 폐기하였으므로, 처리효율성 및 경제성 등이 저조하였다.

한국등록특허공보 10-1544447(2015.08.07). 한국등록특허공보 10-1523721(2015.05.21).

따라서, 본 발명의 목적은 액상혼합물로부터 복수의 액상물질과 고형물질을 동시에 분리시켜 처리효율과 경제성을 증대시킨 액상혼합물 삼상분리장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적은 고비중 액상물질, 저비중 액상물질 및 고형물질을 포함한 처리대상 액상혼합물을 분리하기 위한 액상혼합물 삼상분리장치에 있어서, 액상혼합물을 수용하여 분리처리하는 기립방향을 따라 연장된 원통형상의 내부 수용처리부를 형성하며, 상기 수용처리부의 상부영역에 마련되어 유입펌프로부터의 상기 액상혼합물이 상기 수용처리부의 중앙축선에 대해 편위된 방향으로 분사유입되도록 하는 유입관을 갖는 본체부와; 상기 본체부의 상단에서 탈착 가능하도록 상기 수용처리부를 차단하며, 고비중 액상물질 유출구와 저비중 액상물질 유출구가 형성된 상단덮개부와; 상기 본체부의 하단에 배치되어 상기 수용처리부 내의 고형물질을 하향배출하는 깔때기형상의 고형물질 배출통로를 형성하는 하단연결부와; 상기 고비중 액상물질 유출구를 통해 상기 수용처리부 내로 상기 중앙축선을 따라 유입되어 상기 유입관의 하부에까지 연장된 고비중 액상물질 유출관과; 상기 저비중 액상물질 유출구에 연결되는 저비중 액상물질 유출관과; 상기 하단연결부에 결합되어 상기 수용처리부로부터의 고형물질을 수령하는 고형물질 침전부와; 상기 고형물질 침전부 하부에 연결되는 고형물질 유출관을 포함하는 액상혼합물 삼상분리장치를 통해서 달성된다.

여기서, 상기 고형물질 유출관은 개폐밸브를 더 포함하며, 상기 개폐밸브를 통해 상기 고형물질 침전부 내의 압력을 조절한다.

여기서, 상기 고형물질 침전부는 외부로부터 인식가능한 표시창을 가지며, 이를 통해 침전부 내의 고형물질의 침전 양을 확인한다.

또한, 상기 수용처리부 내에 배치되어 상기 수용처리부 내의 액체의 흐름 속도를 측정하는 수류센서와; 상시 수류센서의 신호에 기초하여 상기 액체 흐름속도가 소정의 적정속도 범위내에 있도록 상기 유입펌프와 상기 개폐밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고형물질 침전부 내에 배치되어 상기 고형물질 침전부 내의 압력을 측정하는 압력센서와; 상기 압력센서로부터의 압력신호에 기초하여 상기 고형물질 침전부 내의 압력이 소정의 적정 압력 범위내에 있도록 상기 유입펌프와 상기 개폐밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명에 따르면, 액상혼합물로부터 복수의 액상물질과 고형물질을 동시에 분리시켜 처리효율과 경제성을 증대시킨 액상혼합물 삼상분리장치가 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 액상혼합물 삼상분리장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 액상혼합물 삼상분리장치의 종단면도이고,
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ에 따른 확대 횡단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 액상혼합물 삼상분리장치의 제어블록도이다.

이하 도면을 참고하여 본 발명에 따른 액상혼합물 삼상분리장치(10)의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 1, 2 및 3은 각각 본 발명에 따른 액상혼합물 삼상분리장치(10)의 사시도, 단면도 및 횡단면도이다. 도 1과 2에 도시된 바와 같이, 공급된 액상혼합물을 수용하는 본체부(100)를 갖는다. 본체부(100)의 내부에는 기립방향을 따라 연장된 원통형상의 수용처리부(101)가 형성되어 있다. 그리고 수용처리부(101)의 상부영역에는 유입펌프(240)로부터 액상혼합물이 유입되는 유입관(120)이 형성되어 있다. 다만, 도시된 실시예에서 수용처리부(101)는 상하부의 내부직경이 일정한 원통형태로 도시되었지만, 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 형태 또는 하부로 갈수록 단면적이 넓어지는 형태의 원추형상 등 다양한 형태로 사용가능하다.

유입관(120)은 도 3에 도시된 바와 같이 수용처리부(101) 내의 중앙축선에 대해 편위된 방향으로 형성되어 있다. 이에 따라 유입펌프(240)를 통해 액상혼합물이 수용처리부(101) 내부로 유입되면, 수용처리부(101) 내부의 벽면의 따라 회전하며 소용돌이친다. 이에 따라 액상혼합물은 수용처리부(101) 내부에서 회전하며 원심력을 받게 되고, 이 원심력에 의해 액상혼합물 내의 물질이 비중의 차이에 따라 고비중 액상물질, 저비중 액상물질 및 고형물질로 분리가 된다. 대체로 폐수와 같은 물과 기름의 액상혼합물은 고비중 액상물질인 물, 저비중 액상물질인 기름, 그리고 고형물질인 슬러지로 분리된다. 이외 절삭유와 같은 기름혼합물에서는 고비중 액상물질의 절삭유, 저비중 액상물질의 잔유, 그리고 고형물질의 금속칩으로 분리된다. 이외에도 다양한 액상혼합물은 그 비중 차에 따라 분리 가능하다.

저비중 액상물질은 수용처리부(101) 내의 중앙축선을 기준으로 외부로, 고비중 액상물질은 저비중 액상물질의 내부로 분리가 된다. 그리고 대체로 무게가 무거운 고형물질은 하부로 가라앉는다. 다만 실시예에서 유입관(120)은 수용처리부(101)의 수직축선에 직각으로 교차하는 방향으로 유입되도록 도시되었으나, 필요에 따라 수용처리부(101)의 상하방향으로 경사도를 갖도록 형성될 수 있다.

본체부(100)의 상단에는 수용처리부(101)를 차단할 수 있도록 상단덮개부(150)가 배치된다. 상단덮개부(150)는 본체부(100)로부터 탈착이 가능하며, 이틀 통해 본체부(100) 내부의 개폐가 가능하다. 이러한 탈착구조로 본체부(100) 내부가 개방되며 이를 통해 내부 청소 및 부품교체 등의 유지관리가 용이하다. 상단덮개부(150)에는 고비중 액생물질 유출구와 저비중 액상물질 유출구가 형성되어 있다. 그리고 고비중 액생물질 유출구에는 고비중 액생물질 유출관(130)이 저비중 액상물질 유출구에는 저비중 액상물질 유출관(140)이 연결된다.

고비중 액생물질 유출관(130)은 상단덮개부(150) 외부로 돌출되게 형성되며, 수용처리부(101) 내 중앙축선을 따라 유입되어 상기 액상혼합물 유입관(120)의 하부에까지 연장되어 있다. 저비중 액생물질 유출관(140) 역시 상단덮개부(150) 외부로 돌출되어 형성되어 있지만, 고비중 액생물질 유출관(130)과 달리 유입관(120)의 상부로 형성되어 있다. 이러한 구조로 원심력에 의해 액상혼합물로부터 고비중 액생물질, 저비중 액생물질 및 고형물질로 분리되면, 비중이 가벼운 저비중 액생물질은 고비중 액생물질 위로 떠오르게되어 유입관(120) 상부에 형성되어 있는 저비중 액생물질 유출관(140)을 통해 외부로 제거된다. 그리고 저비중 액생물질보다 상대적으로 무거운 고비중 액생물질은 유입관(120) 하부까지 형성된 고비중 액생물질 유출관(130)을 통해 외부로 배출된다.

이때 고비중 액상물질보다 무거운 고형물질은 본체부(100)의 하단연결부(110)로 가라앉는다. 하단연결부(110)는 본체부(100)와 고형물질 침전부(200)를 연결하며, 깔때기 형상으로 가라앉은 고형물질이 고형물질 침전부(200)로 이동하기 용이한 형태를 띠고 있다. 또한 하단연결부(110)의 깔때기 형상으로 고형물질 침전부(200)로 가라앉은 고형물질이 수용처리부(101)로 역류하는 것을 방지한다.

가라앉은 고형물질은 고형물질 침전부(200)에 퇴적한다. 이러한 고형물질 침전부(200)에는 외부에서 인식가능하도록 표시창(230)이 형성되어 있으며, 이 표시창(230)을 통해 퇴적된 고형물질의 양을 외부에서 확인할 수 있다.

고형물질 침전부(200) 하부에는 고형물질을 배출하는 고형물질 유출관(210)이 설치되어 있다. 그리고 고형물질 유출관(210)에는 개폐밸브(220)가 마련되어 있다. 이와 같은 구조로 사용자는 표시창(230)을 통해 확인된 고형물질 침전부(200) 내의 고형물질 양에 따라 개폐밸브(220)를 조작하여 고형물질 침전부(200) 내의 고형물질이 외부로 배출되도록 한다.

이러한 동작은 사용자를 통해 직접 조작이 가능하지만, 시스템을 통해 자동으로 제어될 수 있다. 이 경우 액상혼합물 삼상분리장치(10)는 수류센서(310)와 압력센서(320)를 더 포함한다. 그리고 수류센서(310)와 압력센서(320)는 각각의 신호를 제어부(300)로 전송하고, 제어부(300)는 이를 기초로 동작을 제어한다.

이러한 제어동작은 도 4에 도시된 액상혼합물 삼상분리장치(10)의 제어블록도와 같이 진행된다. 도 4에 도시된 바와 같이 제어부(300)는 수용처리부(101) 내부의 액상혼합물의 흐름속도를 측정하는 수류센서(310)로부터 액상혼합물의 흐름속도 신호를 수신한다. 그리고 흐름 속도가 소정의 적정 속도 수준을 유지할 수 있도록 유입펌프(240)와 개폐밸브(220)를 제어한다. 또한 제어부(300)는 압력센서(320)로부터 수신된 고형물질 침전부(200) 내의 압력신호를 기초로 고형물질 침전부(200) 내부의 압력이 소정의 적정 압력 수준을 유지할 수 있도록 유입펌프(240)와 개폐밸브(220)를 제어한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 액상혼합물 삼상분리기(10)는 기립방향을 따라 연장된 원통형상의 내부 수용처리부(101)를 형성하는 본체부(100)를 갖는다. 본체부(100)의 상부에는 수용처리부(101)의 중앙축선에 대해 편위된 방향으로 분사 유입되도록 하는 유입관(120)이 형성되어 있다. 본체부(100)의 상단에는 수용처리부(101)를 차단하며, 고비중 액상물질 유출구와 저비중 액상물질 유출구가 형성된 상단덮개부(150)가 배치된다. 그리고 이 상단덮개부(150)의 고비중 액상물질 유출구와 저비중 액상물질 유출구에는 각각 고비중 액상물질 유출관(130)과 저비중 액상물질 유출관(140)이 연결된다. 이와 같은 구조로 외부의 유입펌프(240)로부터 유입된 액상혼합물이 수용처리부(101)에서 회전하며 소용돌이치게 되며, 이 과정에서 발생하는 원심력으로 액상혼합물은 고비중 액상물질, 저비중 액상물질 및 고형물질로 분리가 된다. 그리고 분리된 고비중 액상물질, 저비중 액상물질 및 고형물질은 각각 고비중 액상물질 유출관(130), 저비중 액상물질 유출관(140) 및 고형물질 유출관(210)을 통해 외부로 배출된다.

10: 액상혼합물 삼상분리장치 100: 본체부
101: 수용처리부 110: 하단연결부
120: 유입관 130: 고비중 액상물질 유출관
140: 저비중 액상물질 유출관 150: 상단덮개부
200: 고형물질 침전부 210: 고형물질 유출관
220: 개폐밸브 230: 표시창
240: 유입펌프 300: 제어부
310: 수류센서 320: 압력센서

Claims (3)

1. 고비중 액상물질, 저비중 액상물질 및 고형물질을 포함한 처리대상 액상혼합물을 분리하기 위한 액상혼합물 삼상분리장치에 있어서,
   상기 액상혼합물을 수용하여 분리처리하는 기립방향을 따라 연장된 원통형상의 내부 수용처리부 및 상기 액상혼합물이 상기 수용처리부의 내벽면을 따라 회전하며 소용돌이치도록 액체펌프에 의해 상기 수용처리부의 중앙축선에 대해 편위된 방향으로 분사유입되게 하고 상기 수용처리부의 상부영역에 마련되는 유입관을 갖는 본체부와;
   상기 본체부의 상단에서 탈착 가능하도록 상기 수용처리부를 차단하며, 고비중 액상물질 유출구와 저비중 액상물질 유출구가 형성된 상단덮개부와;
   상기 본체부의 하단에 배치되어 상기 수용처리부 내의 고형물질을 하향배출하는 깔때기형상의 고형물질 배출통로를 형성하는 하단연결부와;
   상기 상단덮개부의 고비중 액상물질 유출구를 통해 상기 수용처리부 내의 상기 유입관의 하부에까지 연장된 고비중 액상물질 유출관과;
   상기 상단덮개부의 저비중 액상물질 유출구를 통해 상기 수용처리부 내의 상기 유입관의 상부에까지 연장된 저비중 액상물질 유출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 액상혼합물 삼상분리장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 수용처리부 내에 배치되어 상기 수용처리부 내의 액체의 흐름 속도를 측정하는 수류센서와;
   상시 수류센서의 신호에 기초하여 상기 액체 흐름속도가 소정의 적정속도 범위내에 있도록 상기 유입펌프를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상혼합물 삼상분리장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 고형물질 침전부 내에 배치되어 상기 고형물질 침전부 내의 압력을 측정하는 압력센서와;
   상기 고형물질 유출관은 개폐밸브를 더 포함하며,
   상기 제어부는 상기 압력센서로부터의 압력신호에 기초하여 상기 고형물질 침전부 내의 압력이 소정의 적정 압력 범위내에 있도록 상기 유입펌프와 상기 개폐밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 액상혼합물 삼상분리장치.

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