KR20190032860A - 싸이클론 필터 장치 - Google Patents

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KR20190032860A
KR20190032860A KR1020170121226A KR20170121226A KR20190032860A KR 20190032860 A KR20190032860 A KR 20190032860A KR 1020170121226 A KR1020170121226 A KR 1020170121226A KR 20170121226 A KR20170121226 A KR 20170121226A KR 20190032860 A KR20190032860 A KR 20190032860A
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Abstract

본 발명은 싸이클론 필터 장치에 관한 것으로서, 유체에 포함된 서로 다른 비중을 가지는 파티클을 싸이클론에 의해 분리하는 싸이클론 필터 장치에 관한 것이다. 이를 위해 유입된 유체가 일방향에서 타방향으로 흐르면서 외측 싸이클론이 형성되는 싸이클론부, 유체에 포함된 파티클을 필터링하도록 싸이클론의 내측 중앙영역에 배치되는 필터부, 및 필터부의 상측영역에 배치되어 유체에 직접적인 회전력을 가함으로써 내측 싸이클론이 형성되도록 하는 임펠러부를 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치가 개시된다.

Description

싸이클론 필터 장치{Cyclone filter apparatus}
본 발명은 싸이클론 필터 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유체에 포함된 서로 다른 비중을 가지는 파티클을 싸이클론에 의해 분리하는 싸이클론 필터 장치에 관한 것이다.
선박의 평형수에는 서로 다른 비중을 가지는 해양 미생물 및 부유물이 다량 포함되어 있다. 국제기구인 IMO의 규약에 따라 평형수에 포함된 해양 미생물을 수처리 하여야 한다. 이에 따라 현재에는 자외선 조사나 전기분해에 의해 해양 미생물 등을 멸균하는 장치가 선박에 구비되고 있다. 그러나 이러한 멸균장치는 50 미크론 이상의 해양 미생물을 사멸시키지 못하고 있는 실정이다. 따라서 멸균장치 이전에 50 미크론 이상의 해양 미생물을 필터링할 수 있는 장치의 개발이 필요한 실정이다.
WO 2016/054756 KR 10-1286614 KR 10-1381892 KR 10-2013-0050557 KR 10-2004-0110883 KR 10-1277968
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 싸이클론 형성에 의해 유체에 포함된 서로 다른 비중을 가지는 파티클을 분리할 수 있는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적은, 유입된 유체가 일방향에서 타방향으로 흐르면서 외측 싸이클론이 형성되는 싸이클론부, 유체에 포함된 파티클을 필터링하도록 싸이클론의 내측 중앙영역에 배치되는 필터부, 및 필터부의 상측영역에 배치되어 유체에 직접적인 회전력을 가함으로써 내측 싸이클론이 형성되도록 하는 임펠러부를 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 내측 싸이클론은 필터부를 중심으로 외측 싸이클론의 내측영역에 형성된다.
또한, 유체보다 비중이 높은 파티클은 외측 싸이클론에 의해 싸이클론부의 내벽을 따라 하류영역으로 이동됨으로써 1차 필터링되고, 유체보다 비중이 낮은 파티클은 내측 싸이클론에 의해 필터부의 하류영역에서 상류영역으로 상승하면서 유체보다 비중이 높도록 서로 응집됨으로써 2차 필터링된다.
또한, 필터부는 회전함으로써 필터부 내측으로 유입되지 못한 파티클이 필터부의 회전 원심력에 의해 필터부에 부착되지 않도록 한다.
또한, 필터부는 상류영역에서 하류영역으로 갈수록 직경이 작아지도록 형성됨으로써 유체보다 비중이 낮은 파티클이 내측 싸이클론에 의해 필터부 표면을 타고 상승되도록 한다.
또한, 임펠러부의 구동을 제어하여 내측 싸이클론의 회전력을 증가시킴으로써 원심력에 의해 필터부에 부착된 파티클이 이탈된다. 즉, 내측 싸이클론의 회전력에 의해 발생된 원심력과 회전시 유체와의 마찰로 파티클이 필터부에 부착되는 것을 방지한다.
또한, 임펠러부 및 필터부와 함께 가상의 동일 수직선상에 배치되어 유체에 직접적인 회전력을 가함으로써 필터부내로 유체가 잘 유입되도록 하고, 필터부 내측의 하류영역에서 상류영역으로 필터링된 클린 유체가 펌핑되도록 하는 축류 펌핑용 임펠러부를 더 포함한다.
또한, 축류 펌핑용 임펠러부는 필터부의 상측영역 및 임펠러부의 내측영역에 배치된다.
또한, 싸이클론부 내측의 상류영역에 싸이클론부보다 작은 직경을 가지면서 임펠러부 및 필터부를 내측으로 포함하도록 배치되는 격벽부를 더 포함한다.
또한, 격벽부는 유체보다 비중이 높은 파티클이 싸이클론부의 중앙영역 또는 필터부로 향하지 않고 하류방향으로 하강하도록 한다.
또한, 격벽부의 내측에는 유체보다 비중이 낮은 파티클이 필터부의 상측영역에서 회전에 의해 유체보다 비중이 높도록 서로 응집되는 영역이 형성된다.
또한, 유체보다 비중이 높도록 응집된 파티클을 배출하는 파티클 배출홈이 격벽부의 둘레방향에 형성된다.
또한, 싸이클론부의 하방에 배치되어 유체보다 비중이 높은 파티클이 침전 수집되는 침전조를 더 포함한다.
또한, 침전조는 양측 단부에서 중앙영역으로 갈수록 경사지도록 구비됨으로써 유체보다 비중이 높은 파티클이 중앙영역으로 모이도록 한다.
또한, 침전조의 중앙영역에 배치되어 침전된 파티클을 이송하는 이송부를 더 포함한다.
또한, 침전조에 구비된 유체를 싸이클론부의 재순환유입부로 수송하도록하는 재순환 튜브부를 더 포함한다.
또한, 임펠러부, 필터부, 및 축류 펌핑용 임펠러부를 회전 구동시키는 모터부를 더 포함한다.
또한, 필터부 내측의 하류영역에서 상류영역으로 펌핑된 클린 유체를 멸균하도록 싸이클론부의 상측영역에 배치되는 멸균부를 더 포함한다.
한편, 본 발명의 목적은 싸이클론부의 상측영역에 구비되어 유체가 유입되는 물 유입영역, 싸이클론부의 내측영역에 형성되는 제1 싸이클론 생성영역, 제1 싸이클론 생성영역의 내측영역에 형성되는 제2 싸이클론 생성영역, 제1,2 싸이클론의 형성에 의해 비중에 따라 파티클이 분리되는 파티클 분리영역, 및 유체보다 비중이 높은 파티클이 포함된 유체가 배출되는 배출영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 유체보다 비중이 높은 파티클은 제1 싸이클론에 의해 싸이클론부의 내벽을 따라 하류영역으로 이동됨으로써 1차 필터링되고, 유체보다 비중이 낮은 파티클은 제2 싸이클론에 의해 필터부의 하류영역에서 상류영역으로 상승하면서 유체보다 비중이 높도록 서로 응집됨으로써 2차 필터링된다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 싸이클론의 형성에 의해 서로 다른 비중을 가지는 파티클을 분리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 시간당 많은 유체를 처리할 때 발생되는 필터의 막힘 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 의하면 싸이클론의 형성에 의해 발생되는 버려지는 유체를 재사용하도록 함으로써 평형수를 핌핑하는 해수펌프의 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 싸이클론 필터 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이고,
도 2는 침전조를 나타낸 도면이고,
도 3은 외측 싸이클론과 내측 싸이클론을 도시한 도면이고,
도 4는 비중이 높은 파티클과 비중이 낮은 파티클을 나타낸 도면이고,
도 5는 유체의 흐름을 나타낸 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다. 또한, 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.
<싸이클론 필터 장치>
본 발명의 일실시예에 따른 싸이클론 필터 장치는 싸이클론의 형성에 의해 유체에 포함된 비중이 서로 다른 파티클을 분리하는 장치이다. 이때, 본 발명에서 설명되는 유체는 바닷물 또는 물을 포함한다. 따라서 본 발명의 싸이클론 필터 장치는 싸이클론에 의해 비중이 서로 다른 파티클을 분리할 수 있는 유체는 모두 포함할 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 설명의 편의상 이하 설명되는 유체는 선박의 평형수를 가정하여 설명하기로 한다.
선박의 평형수에는 파티클인 다양한 해양 미생물 및 부유물이 포함되어 있다. 국제기구인 IMO의 규약에 따라 평형수에 포함된 해양 미생물을 수처리하여야 하며, 최근에는 해양 미생물을 멸균하는 장치가 규제에 따라 선박에 부착되고 있다. 이때, 멸균장치에 의해서도 사멸하지 않는 해양 미생물이 존재하며, 따라서 멸균장치로 평형수가 공급되기 전에 일정 수준의 해양 미생물 및 부유물(본 발명에서는 파티클로 정의함)을 미리 필터링할 필요가 있다. 따라서 본 발명의 싸이클론 필터 장치는 멸균장치로 평형수가 공급되기 전에 대략 50미크론(50㎛) 이상의 파티클을 평형수에서 분리 필터링하고, 클린 평형수(대략 50미크론 이하의 파티클을 포함하는 평형수)를 멸균장치로 공급한다.
도 1에 도시된 바와 같이 싸이클론부(100)는 단면 형상이 원뿔 형상으로서 평형수의 흐름을 기준으로 상류에서 하류로 갈수록 직경이 작아진다. 싸이클론부(100)의 상측영역의 일측에는 평형수가 유입되는 유체 유입부(11)가 배치된다. 유체 유입부(11)로부터 유입된 평형수는 외측 싸이클론(21)을 형성하며 하류방향으로 떨어진다. 평형수에는 상술한 바와 같이 서로 다른 비중을 가지는 파티클이 포함되어 있다. 외측 싸이클론(21)에 의해 유체보다 비중이 높은 파티클은 싸이클론부(100)의 하류방향으로 이동하고, 유체보다 비중이 낮은 파티클은 필터부(200) 방향으로 이동된다.
필터부(200)는 원뿔형상으로서(단면의 직경이 상부에서 하부로 갈수록 작아짐) 싸이클론부(100)의 중앙영역에 배치된다. 필터부(200)는 50미크론(크기는 필터장치의 환경에 따라 그 수치가 조금씩 달라질 수 있다) 이하의 파티클은 필터부(200) 내부로 통과되고 50미크론 이상의 파티클은 통과되지 못하도록 하는 메쉬홀(210)을 구비한다. 메쉬홀(210)은 필터부(200)의 모든 영역에 걸쳐 형성된다. 필터부(200)는 후술하는 임펠러부(300) 및 축류 펌핑용 임펠러부(400)와 함께 샤프트(610)에 연결됨으로써 모터부(600)의 구동에 의해 동시에 회전한다(필요에 따라 개별적으로 분리 구동 회전시킬 수 있다). 필터부(200)가 회전함으로써 필터부 내측으로 유입되지 못한 파티클이 필터부의 회전 원심력에 의해 필터부(200)에 부착되는 것을 최대한 방지할 수 있다. 평형수에는 각종 해양 미생물 및 부유물이 포함되어 있으며, 순간적으로 많은 양의 평형수가 공급되기 때문에 필터부(200)가 금방 막힐 수 있다. 따라서 본 발명에서는 필터부(200)가 회전함으로써 필터의 막힘을 방지할 수 있는 장점이 있다. 더 나아가 후술하는 임펠러부(300)의 구동을 제어하여 내측 싸이클론(22)의 회전력을 증가시킴으로써 원심력에 의해 필터부(200)에 부착된 파티클을 이탈시킬 수 있어 필터의 막힘을 더욱더 방지할 수 있는 장점이 있다.
필터부(200)의 상측에는 임펠러부(300)가 배치된다. 필요에 따라 필터부(200)와 임펠러부(300)는 일체로 제작될 수 있다. 임펠러부(300)는 회전함으로써 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 내측 싸이클론(22)을 형성한다. 내측 싸이클론(22)은 외측 싸이클론(21)의 내측영역에 형성된다. 즉, 필터부(200)의 주위에 내측 싸이클론(220)이 형성된다. 외측 싸이클론(21)과 내측 싸이클론(22)은 서로 동일한 방향으로 싸이클론이 형성되어야 하며, 바람직하게는 내측 싸이클론(22)이 외측 싸이클론(21)에 비해 더 빨리 회전하는 것이 좋다. 내측 싸이클론(22)에 의해 필터부(200)의 하측에서 상측방향으로 상승흐름이 만들어진다. 상승흐름은 평형수보다 비중이 낮은 파티클을 필터부(200)의 상측방향으로 이동시키면서 서로 뭉치게 한다. 이때, 필터부(200)가 원뿔형상으로 형성되기 때문에 상승흐름에 따른 파티클의 이동이 용이하다. 서로 뭉쳐진(또는 응집된) 비중이 낮은 파티클은 서서히 비중이 높은 파티클로 바뀐다. 이렇게 변환된 비중이 높은 파티클은 다시 외측 싸이클론(21)에 의해 싸이클론부(100)의 하측방향(또는 하류방향)으로 하강되어 침전조(700)로 모인다.
축류 펌핑용 임펠러부(400)는 가상의 수직선을 기준으로 필터부(200) 및 임펠러부(300)와 동일선상에 배치된다. 축류 펌핑용 임펠러부(400)는 필터부(200)의 상측영역에 배치되면서 임펠러부(300)의 내측영역에 배치된다. 축류 펌핑용 임펠러부(400)가 회전함에 따라 평형수에 직접적인 회전력을 가하며, 이에 따라 필터부(200) 내측으로 평형수가 잘 유입되고 압력손실이 보상된다. 또한, 축류 펌핑용 임펠러부(400)의 회전에 의해 필터부 내측의 하류영역에서 상류영역으로 필터링된 클린 평형수가 펌핑된다. 펌핑된 클린 평형수는 멸균부(1000)를 거쳐 클린 유체 배출부(12)로 배출된다. 멸균부(1000)는 자외선에 의해 클린 평형수에 포함된 파티클을 멸균하거나 또는 전기분해에 의해 파티클을 멸균한다.
격벽부(500)는 싸이클론부(100)의 내측의 상측영역에 배치된다. 따라서 평형수 유입부(11)를 통해 공급된 평형수가 싸이클론부(100)와 격벽부(500)의 사이를 따라 싸이클론을 형성하며 하류영역으로 하강한다. 격벽부(500)가 구비됨에 따라 평형수보다 비중이 높은 파티클이 필터부(200)측으로 이동하지 못하도록 할 수 있다. 평형수에 포함된 서로 다른 비중을 가진 파티클은 하류방향으로 이동하는 유체보다 비중이 높은 파티클과 필터부(200)측으로 이동하는 유체보다 비중이 낮은 파티클로 서로 분리된다. 즉, 싸이클론부(100) 내측에는 파티클 분리영역이 형성된다. 평형수보다 비중이 높은 파티클은 외측 싸이클론(21)을 따라 하류영역으로 이동하고, 평형수보다 비중이 낮은 파티클은 필터부(200)측으로 이동한다. 격벽부(500)는 단면 형상이 상류에서 하류방향으로 갈수록 직경이 작아지도록 형성되며, 싸이클론부(100)보다 직경이 작으면서 내측으로 필터부(200), 임펠러부(300) 및 축류 펌핑용 임펠러부(400)를 포함하도록 배치된다.
상술한 바와 같이 필터부(200)의 표면영역에는 내측 싸이클론(22)에 의해 상승흐름이 발생되며, 상승흐름을 타고 이동되는 평형수보다 비중이 낮은 파티클(이하 제2 파티클이라 함)은 도 4에 도시된 바와 같이 제1 파티클 응집영역(31)에서 서로 뭉쳐져 비중이 높은 파티클(이하 제1 파티클이라 함)로 변한다. 이때, 가장 비중이 낮은 파티클(이하 제3 파티클이라 함)은 상승흐름에 의해서도 응집되지 못하고 임펠러부(300)가 배치된 영역으로까지 상승흐름을 타고 이동한다. 이때, 임펠러부(300)의 회전에 의해 제3 파티클은 제2 파티클 응집영역(32)에서 서로 뭉쳐져 비중이 높은 파티클로 변한다. 이때, 제3 파티클이 서로 뭉쳐진 비중이 높은 파티클은 격벽부(500)의 둘레방향으로 일정 간격을 두고 마련된 파티클 배출홈(510)을 통해 배출된다. 배출된 비중이 높은 파티클은 외측 싸이클론(21)에 의해 하류방향으로 이동된다.
침전조(700)에는 평형수보다 비중이 높은 파티클이 평형수와 함께 모인다. 파티클은 침전조(700) 아래에 가라 않아 침전된다. 침전조(700)의 평형수는 다시 싸이클론부(100)의 재순환 유입부(110)로 유입됨으로써 평형수를 재사용하도록 한다. 또한, 싸이클론부(100)로 평형수가 재순환됨으로써 미쳐 필터링 되지 않은 평형수보다 비중이 낮은 파티클을 재필터링한다. 침전조(700)는 도 2에 도시된 바와 같이 침전조의 중앙영역으로 파티클을 모으기 위해 제1 경사부(710)와 제2 경사부(720)가 형성된다. 침전조의 중앙영역에는 이송 스크류부(810)를 구비하는 이송부(800)가 배치된다. 이송부(800)는 제어부(도면 미도시)의 제어에 따라 파티클을 파티클 배출부(13)측으로 배출한다.
재순환 튜브부(900)는 침전조의 일측과 싸이클론부의 재순환 유입부(610)를 서로 연통 연결하며, 이에 따라 침전조의 평형수가 다시 재순환되어 싸이클론부(100)로 재투입된다. 평형수의 재순환량을 조절하기 위해 재순환 펌프부(910)와 재순환 제어밸브부(920)가 구비된다. 이렇게 침전조의 평형수를 재순환시킴으로써 비중이 낮은 파티클을 다시 필터링할 수도 있고, 더 나아가 평형수를 재사용하는 장점이 있다. 즉, 싸이클론 필터 장치의 특성상 침전조로 떨어져 버려지는 평형수의 량이 많기 때문에 평형수를 재사용하는 것이 필요하다. 만약 평형수를 재사용하지 않는다면 그만큼 버려지는 평형수를 싸이클론부(100)로 외부에서 더 공급하여야 함으로 비효율적이 된다.
(외측 싸이클론 및 내측 싸이클론 생성영역)
도 3에 도시된 바와 같이 유체 유입부(11)를 통해 싸이클론부(100)로 공급된 평형수는 싸이클론부(100)의 내측에서 외측 싸이클론(21)이 형성된다. 외측 싸이클론(21)의 내측영역에는 내측 싸이클론(22)이 형성된다. 즉, 필터부(200)를 기준으로 필터부의 주위영역에 내측 싸이클론이 형성된다. 내측 싸이클론(22)에 의해 필터부(200) 주위영역에 상승흐름이 생성된다.
(제1,2 파티클 분리영역 / 제1,2 파티클 응집영역)
도 4에 도시된 바와 같이 외측 싸이클론(21)에 의해 평형수보다 비중이 높은 파티클(제1 파티클)과 비중이 낮은 파티클(제2 파티클)이 1차적으로 분리된다. 즉, 제1 파티클(51)은 싸이클론부(100)의 상류에서 하류방향으로 이동되고, 제2 파티클(52)은 필터부(200)측을 향해 이동한다.
필터부 측으로 이동한 제2 파티클(52)은 내측 싸이클론(22)에 의해 발생된 상승흐름을 타고 상측으로 이동하면서 서로 뭉쳐진다. 필터부(200)의 상류영역 또는 표면영역에는 제2 파티클(52)이 상승하면서 재응집되는 제1 파티클 응집영역(31)이 존재한다. 제1 파티클 응집영역(31)에서 재응집된 파티클은 필터부 주위영역으로부터 이탈되어 2차적으로 분리되며, 외측 싸이클론(21)에 의해 하류방향으로 이동된다. 한편, 상승흐름에 의해서도 유체보다 비중이 높은 파티클로 재응집되지 못한 가장 비중이 낮은 파티클(제3 파티클,53)은 필터부(200)의 하측에서 임펠러부(300)까지 상승흐름을 타고 이동한다. 이동한 제3 파티클(53)은 임펠러부의 회전에 의해 제2 파티클 응집영역(32)에서 재응집된다. 제2 파티클 응집영역(32)은 격벽부(500)의 내측영역 중 임펠러부(300)의 주위에 형성된다. 재응집된 제3 파티클(53)은 격벽부의 파티클 배출홈(510)을 통해 배출되며 외측 싸이클론(21)에 의해 하류방향으로 이동한다.
(평형수 및 파티클의 흐름경로)
유체 유입부(11)를 통해 싸이클론부(100)로 유입된 평형수는 외측 싸이클론(21)에 의해 침전조(700)로 이동하는 유체흐름이 형성된다. 또한, 유입된 평형수는 필터부(200) 측으로 이동하는 유체흐름이 형성된다. 필터부(200) 내측으로 유입된 평형수는 일정 기준을 만족하는 클린 평형수로서 축류 펌핑용 임펠러부(400)에 의해 멸균부(1000)로 펌핑된다. 클린 평형수는 멸균부(1000)에 의해 멸균된 후에 최종적으로 클린 유체 배출부(12)를 통해 배출된다.
침전조(700)로 떨어진 평형수는 다시 재순환 튜브부(900)를 통해 싸이클론부(100)로 재투입되며, 비중이 높은 파티클은 이송부(800)에 의해 파티클 배출부(13)로 이송된다.
본 발명을 설명함에 있어 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.
상술한 각부의 구성 및 기능에 대한 설명은 설명의 편의를 위하여 서로 분리하여 설명하였을 뿐 필요에 따라 어느 한 구성 및 기능이 다른 구성요소로 통합되어 구현되거나, 또는 더 세분화되어 구현될 수도 있다.
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 및 그 구성 또는 본 발명의 각 구성에 대한 결합관계에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
11 : 유체 유입부
12 : 클린 유체 배출부
13 : 파티클 배출부(제어밸브부)
21 : 외측 싸이클론(또는 제1 싸이클론)
22 : 내측 싸이클론(또는 제2 싸이클론)
31 : 제1 파티클 응집영역(또는 필터부 표면영역)
32 : 제2 파티클 응집영역(또는 격벽부 내측영역)
51 : 유체보다 비중이 높은 파티클(또는 제1 파티클)
52 : 유체보다 비중이 낮은 파티클(또는 제2 파티클)
53 : 유체보다 비중이 가장 낮은 파티클(또는 제3 파티클)
100 : 싸이클론부
110 : 재순환 유입부
200 : 필터부
210 : 메쉬(또는 메쉬홀)
300 : 임펠러부(또는 제1 임펠러부)
400 : 축류 펌핑용 임펠러부(또는 제2 임펠러부)
500 : 격벽부(또는 스크린부)
510 : 파티클 배출홈
600 : 모터부
610 : 샤프트
700 : 침전조
710 : 제1 경사부
720 : 제2 경사부
800 : 이송부
810 : 이송 스크류부
820 : 이송 모터부
900 : 재순환 튜브부
910 : 재순환 펌프부
920 : 재순환 제어밸브부
1000 : 멸균부(UV처리부 또는 전기처리부)

Claims (20)

  1. 유입된 유체가 일방향에서 타방향으로 흐르면서 외측 싸이클론이 형성되는 싸이클론부,
    상기 유체에 포함된 파티클을 필터링하도록 상기 싸이클론의 내측 중앙영역에 배치되는 필터부, 및
    상기 필터부의 상측영역에 배치되어 상기 유체에 직접적인 회전력을 가함으로써 내측 싸이클론이 형성되도록 하는 임펠러부를 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내측 싸이클론은 상기 필터부를 중심으로 상기 외측 싸이클론의 내측영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유체보다 비중이 높은 파티클은 상기 외측 싸이클론에 의해 상기 싸이클론부의 내벽을 따라 하류영역으로 이동됨으로써 1차 필터링되고,
    상기 유체보다 비중이 낮은 파티클은 상기 내측 싸이클론에 의해 상기 필터부의 하류영역에서 상류영역으로 상승하면서 상기 유체보다 비중이 높도록 서로 응집됨으로써 2차 필터링되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터부는 회전함으로써 상기 필터부 내측으로 유입되지 못한 파티클이 상기 필터부의 회전 원심력에 의해 상기 필터부에 부착되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 필터부는 상류영역에서 하류영역으로 갈수록 직경이 작아지도록 형성됨으로써 상기 유체보다 비중이 낮은 파티클이 상기 내측 싸이클론에 의해 상기 필터부 표면을 타고 상승되도록 하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 임펠러부의 구동을 제어하여 상기 내측 싸이클론의 회전력을 증가시킴으로써 원심력에 의해 상기 필터부에 부착된 파티클이 이탈되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 임펠러부 및 필터부와 함께 가상의 동일 수직선상에 배치되어 유체에 직접적인 회전력을 가함으로써 상기 필터부내로 유체가 잘 유입되도록 하고, 상기 필터부 내측의 하류영역에서 상류영역으로 필터링된 클린 유체가 펌핑되도록 하는 축류 펌핑용 임펠러부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 축류 펌핑용 임펠러부는,
    상기 필터부의 상측영역 및 상기 임펠러부의 내측영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 싸이클론부 내측의 상류영역에 상기 싸이클론부보다 작은 직경을 가지면서 상기 임펠러부 및 필터부를 내측으로 포함하도록 배치되는 격벽부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 격벽부는,
    유체보다 비중이 높은 파티클이 싸이클론부의 중앙영역 또는 필터부로 향하지 않고 하류방향으로 하강하도록 하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 격벽부의 내측에는,
    유체보다 비중이 낮은 파티클이 상기 필터부의 상측영역에서 회전에 의해 유체보다 비중이 높도록 서로 응집되는 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    유체보다 비중이 높도록 응집된 파티클을 배출하는 파티클 배출홈이 상기 격벽부의 둘레방향에 형성되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  13. 제 3 항에 있어서,
    상기 싸이클론부의 하방에 배치되어 유체보다 비중이 높은 파티클이 침전 수집되는 침전조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 침전조는,
    양측 단부에서 중앙영역으로 갈수록 경사지도록 구비됨으로써 상기 유체보다 비중이 높은 파티클이 상기 중앙영역으로 모이도록 하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 침전조의 중앙영역에 배치되어 침전된 파티클을 이송하는 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 침전조에 구비된 유체를 상기 싸이클론부의 재순환유입부로 수송하도록하는 재순환 튜브부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  17. 제 7 항에 있어서,
    상기 임펠러부, 필터부, 및 축류 펌핑용 임펠러부를 회전 구동시키는 모터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  18. 제 7 항에 있어서,
    상기 필터부 내측의 하류영역에서 상류영역으로 펌핑된 클린 유체를 멸균하도록 상기 싸이클론부의 상측영역에 배치되는 멸균부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  19. 싸이클론부의 상측영역에 구비되어 유체가 유입되는 물 유입영역,
    싸이클론부의 내측영역에 형성되는 제1 싸이클론 생성영역,
    상기 제1 싸이클론 생성영역의 내측영역에 형성되는 제2 싸이클론 생성영역,
    상기 제1,2 싸이클론의 형성에 의해 비중에 따라 파티클이 분리되는 파티클 분리영역, 및
    유체보다 비중이 높은 파티클이 포함된 유체가 배출되는 배출영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 유체보다 비중이 높은 파티클은 상기 제1 싸이클론에 의해 싸이클론부의 내벽을 따라 하류영역으로 이동됨으로써 1차 필터링되고,
    상기 유체보다 비중이 낮은 파티클은 상기 제2 싸이클론에 의해 필터부의 하류영역에서 상류영역으로 상승하면서 상기 유체보다 비중이 높도록 서로 응집됨으로써 2차 필터링되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 필터 장치.
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