WO2012124839A1 - 수처리용 여과 장치 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a filtration device for water treatment, and more particularly, to a filtration device for water treatment, which removes impurities in water, including fibrous media.
- the filtration device for water treatment uses fiber yarns as filter media to filter impurities in water, and uses the gaps between the fibers as filtration pores.
- the fiber media is compressed to reduce the filtration pores.
- the filtration pores are gradually blocked by the filtered impurities, thereby increasing the filtration pressure and decreasing the filtration capacity.
- the compressed fiber yarns are relaxed to enlarge the filtration pores, and then the filtration impurities are removed to remove the filtration impurities, and the backwashing process is performed to wash the filtrate.
- the fiber bundles are arranged in the longitudinal direction of the cylindrical or tetrahedral filter barrel, and both ends of these fiber bundles are fixed. Simply pull the fiber bundles upwards to compress them, rotate the fiber bundle fixing plate to which the fiber bundles are fixed, compress them, pull the fiber yarn bundles in the longitudinal direction with a square hexahedral filter, and fix both sides of the fiber bundles. A method of compressing and relaxing the fiber yarn by expanding the size of the cylindrical filter barrel itself has been applied.
- the most ideal arrangement of fiber yarns is that the fibers are uniformly placed and compressed over the entire effective surface of the filter tube to maintain a constant density, so that the filtration takes place under very small pore conditions on the effective filter area of the filter tube, and the filter impurities during backwashing. It is necessary to maximize the voids of the fiber so that it can be easily detached and washed.
- the fiber yarn can not be rotated several times in a circle according to the length of the array and then fixed to the fixing plate as it is, so it is wound in a bundle form with a unit fiber yarn bundle and knotted and fixed to the fixing plate. Since the yarns are divided into two parts to form grains, it is impossible to maintain a uniform fiber density.
- the length of the fiber yarn path between the upper and lower fixing plates increases toward the outside of the filter, so when pulled uniformly, splitting of the fiber This may occur, and as a result, not only the filtration reliability may be deteriorated, but also the compressive force decreases toward the outside in contact with the filter barrel.
- the force of pulling the fiber (Vp) at the upper and lower ends of the filter barrel functioning as a compression point when the fiber is compressed by pulling the fiber in the direction of the fiber, and thereby It consists of the effective compressive force (Veff) and the force (Vl) to increase the tension of the fiber unnecessarily.
- Veff effective compressive force
- Vl force
- the media is a fiber, if colloidal and organic impurities adhere to the media, cleaning becomes difficult.
- Filter apparatus for water treatment comprises a fiber filter (filter fiber) for filtering impurities in the water; And a waveform strainer in which the fibrous media is surrounded.
- the corrugated filter cylinder has at least one cross section of the portion in which the fibrous media is in contact so that the fibrous media surrounded by the corrugated filter can be compressed to a constant density according to the outer shape of the corrugated filter to obtain a uniform and minimal filtration void. It is characterized by having a curved surface.
- the fibrous media when the surface of the corrugated filter tube forms a curved surface with a predetermined curvature, when the fibrous media is pulled by an external force to filter impurities, it surrounds the corrugated filter tube.
- the fibrous media has the effect of being compressed to a constant density over its entire filtering surface so that a uniform and minimal filtration void can be obtained.
- a filtration device for water treatment wherein the filter material constituting the fibrous media comprises at least one other material in the upper and lower parts, in which a plurality of fiber strands are arranged side by side in a vertical direction and connected to each other.
- the fiber strand is formed in a woven form across the plurality of fiber strands, and as the filter material is wound around the corrugated filter tube to form a fiber media, a plurality of fiber strands constituting the fiber media are divided to form a grain. The phenomenon can be prevented and there is an effect to achieve a uniform fiber density throughout the fiber media.
- the connecting member when the fiber media is tightened or relaxed by the fiber tightening member, the external force applied to the fiber media by the fiber tightening member Since it can be buffered, there is an effect that excessive external force is applied to the fibrous media can prevent the phenomenon of damaging the fibrous media.
- the fiber tightening member, the connecting member and the like are dispersed in the filtration device for water treatment, access to each member constituting the filtration device for water treatment can be improved. In addition, there is an effect that the maintenance of the filtering device for water treatment can be facilitated.
- the ultrasonic generating member As the ultrasonic generating member is provided, not only the fiber media is washed by cavitation, but also organic and colloids that are difficult to wash when washed by air ) Material can be washed, growth of weeds, bacteria, etc. inside the filtration device for water treatment can be suppressed, and the configuration for backwashing the fibrous media can be compact, so that the filtration device for water treatment is standardized and There is an effect that can be produced in small doses.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state that the fiber filter is tightened in the filtration device for water treatment according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is an enlarged view of a portion A shown in FIG. 1.
- FIG. 2 is an enlarged view of a portion A shown in FIG. 1.
- FIG 3 is a cross-sectional view showing a state in which the fibrous media is relaxed in the filtration device for water treatment according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is an enlarged view of a portion B shown in FIG. 3.
- Figure 5 is a perspective view showing a wave filter applied to the filtration device for water treatment according to the first embodiment of the present invention.
- Figure 6 is a view showing a state in which the filter raw material constituting the fibrous media applied to the filtration device for water treatment according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a cross-sectional view of a filtration device for water treatment according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a view showing a fiber tightening member applied to the water treatment filtration apparatus according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a perspective view showing a wave filter and a fiber tightening member applied to a water treatment filtration device according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of a water treatment filtration device according to a third embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing an ultrasonic wave generating member applied to a filtration device for water treatment according to a fourth embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which the filtrate is tightened in the filtration device for water treatment according to the first embodiment of the present invention
- Figure 2 is an enlarged view of the portion A shown in Figure 1
- Figure 3 is a third embodiment of the present invention
- the filtration device for water treatment according to the first embodiment is a cross-sectional view showing the relaxed state of the fibrous media
- Figure 4 is an enlarged view of the portion B shown in Figure 3
- Figure 5 is a water treatment according to the first embodiment of the present invention
- Figure 6 is a perspective view showing a wave filter applied to the filtration device
- Figure 6 is a view showing a state in which the filter material constituting the fibrous media applied to the filtration device for water treatment according to the first embodiment of the present invention unfolded
- Figure 7 8 is a cross-sectional view of a filtration device for water treatment according to a first embodiment of the present invention
- FIG. 8 is a view showing a fiber tightening member applied to the filtration
- the filtration device 100 for water treatment is a filtration device case 110, a fiber filter 120, a waveform strainer 130, and a fiber Impurities in the water are filtered, including the fastening members 140 and 180 and the connecting members 150 and 160.
- the filter device case 110 is formed in a cylindrical shape, the fiber filter media (120), the corrugated filter barrel 130, the fiber tightening member (140, 180) and the connection member 150, 160 provides space for accommodation.
- a water inlet 111 through which water to be treated is introduced is formed at an upper portion of the filtering device case 110.
- One side of the filtering device case 110 is formed with a rotating shaft case 112 to accommodate the rotating shaft 147 and the rotating gear 146 to be described later.
- the portion through which the rotating shaft 147 penetrates in the rotating shaft case 112 is sealed while allowing the rotating shaft 147 to rotate, so that water inside the filtering device case 110 is not leaked.
- the fiber filter 120 is introduced into the filtering device case 110 through the water inlet 111 to filter impurities in the water passing through the fiber filter 120.
- the filter raw material 125 constituting the fiber media 120, a plurality of fiber strands 127 are arranged side by side in the vertical direction, the connecting members 150, 160 At least one other fiber strand is formed in the form of the woven across the plurality of fiber strands (127) in the upper and lower portions (126, 128), which is a portion that is connected to, and the filter material 125 formed as described above
- the fiber filter 120 is formed by winding along the periphery of the wave filter 130.
- the filter raw material 125 may be formed in a plurality of layers by winding a plurality of times along the outer circumferential surface of the waveform filter barrel 130.
- the phenomenon in which the plurality of fiber strands 127 constituting the fiber media 120 are divided to form grains can be prevented, and the fiber media 120 has a uniform fiber density as a whole. To help.
- the corrugated filter tube 130 is that the fibrous filter media 120 is surrounded on the outer surface, the fiber filter 120 surrounded by the corrugated filter tube 130 is constant according to the outer shape of the corrugated filter tube 130
- the corrugated filter barrel 130 has at least one curved surface in the cross section of the portion in which the fibrous media 120 is in contact so that it can be compressed to a density to obtain a uniform and minimum filtration void.
- the term 'waveform' in the waveform filter barrel 130 means that a cross section of the waveform filter barrel 130 may form a waveform.
- Reference numeral 134 denotes a plurality of through holes penetrating the corrugated filter barrel 130, and water passing through the fiber media 120 may flow through the plurality of through holes 134.
- the surface of the corrugated filter barrel 130 forms a curved surface with a predetermined curvature, so that when the fiber media 120 is pulled by an external force to filter the impurities, it is surrounded by the corrugated filter cylinder 130.
- the fibrous media 120 is compressed to a constant density over its entire filtration surface so that a uniform and minimal filtration void can be obtained.
- the waveform filter barrel 130 is composed of a plurality of filter parts (131, 132), and the waveform filter tube connecting portion 133.
- the filter unit 131, 132 is two
- the waveform filter tube connection unit 133 is disclosed as an example, it is applied to a single filter or a larger number of filter unit and each of the corrugated filter tube connection between each It may be.
- the plurality of filtration units 131 and 132 are formed in a jar shape having a relatively narrow upper portion and a lower portion and a bulging portion in the middle thereof, and a plurality of through holes 134 are formed. Water passing through the fibrous media 120 may flow in and out of it.
- the corrugated filter tube connecting portion 133 is a narrow portion formed between the neighboring filtering portions 131 and 132 and connects the neighboring filtering portions 131 and 132.
- the corrugated filter tube connecting portion 133 communicates with the neighboring filtration units 131 and 132 to allow water to flow between the neighboring filtration units 131 and 132.
- the plurality of filtration units 131 and 132 may be arranged in the vertical direction, and the corrugated filter tube connecting unit 133 may be disposed between the filtration units 131 and 132 arranged as described above.
- the corrugated filter barrel 130 has a plurality of filtration units 131 and 132 having a relatively narrow upper and lower portions thereof and a bulging jar in the middle thereof, and neighboring the plurality of filtration units 131 and 132.
- Reference numeral 135 is an upper protrusion protruding in a cylindrical shape of the upper portion of the upper filtration unit 131 from the upper side of the plurality of filtration unit 131, 132, the reference numeral 136 is the upper protrusion 135 and
- the upper connection member guide part having the same center point and having a diameter relatively smaller than the diameter of the upper protrusion 135 and protruding in a cylindrical shape whose upper end is opened upward from the upper filter part 131.
- the upper connection member guide part 136 is formed at a portion in which the connection member 160 is disposed in the corrugated filter 130, and guides the lifting of the lifting member 161 to be described later.
- Reference numeral 137 denotes a lower protrusion protruding in a cylindrical shape with a lower end of the plurality of filtration units 131 and 132 lower from the lower filtration unit 132.
- a lower connection member guide part corresponding to the upper connection member guide part 136 is formed inside the lower protrusion 137.
- the upper connecting member guide and the lower connecting member guide may be defined as connecting member guides.
- Reference numeral 138 denotes an outlet pipe protruding from the lower inner protrusion, penetrating the lower end of the filter case 110 so that the inner lower portion of the corrugated filter barrel 130 communicates with the outside of the filter case 110. The water flows into the corrugated filter barrel 130 and the filter case 110.
- the connecting members 150 and 160 connect upper and lower portions of the fibrous mediator 120 to upper and lower portions of the corrugated filter barrel 130, respectively.
- connection member 160 of the connection members 150 and 160 will be described, but the description may be equally applied to the lower connection member 150 of the connection members 150 and 160.
- the upper connection member 160 includes an elevating member 161, an elastic member 166, a fiber media coupling member 167, and an outer edge member 170.
- the elevating member 161 may be elevated along the connecting member guide part, here, the upper connecting member guide part 136, with the fibrous median 120 fixed here.
- the elevating member 161 has a elevating member body 162 having a disk shape to cover the upper protrusion 135 and a cylindrical shape extending downward from the elevating member body 162 to guide the upper connecting member ( Guide portion inserting portion 163 is inserted therein, and guide portion fixing portion extending downward from the elevating member body 162 so as to be spaced apart by a predetermined distance from the outside of the upper protrusion 135. 164 and a plurality of coupling holes 165 formed in the guide part fixing part 164.
- the guide part inserter 163 may be elevated along the upper connection member guide part 136.
- the elastic member 166 is a spring or the like, and is disposed between the guide portion inserting portion 163 and the upper protrusion 135 to provide elasticity to the elevating member 161.
- the fiber media coupling member 167 protrudes from the fiber media coupling member body 168 of the cylindrical shape and the fiber media coupling member body 168 disposed inside the guide part fixing part 164 and the fiber media A plurality of coupling protrusions 169 penetrating the upper portion of the 120 and coupled to the coupling hole 165.
- An upper portion of the fibrous mediator 120 may be fixed to the elevating member 161 by the fibrous mediar coupling member 167.
- the outer edge member 170 is fitted to the outside of the guide fixing portion 164, so that the guide fixing portion 164 does not open arbitrarily.
- the fiber media 120 is the fiber tightening member 140, 180 is pulled toward 180, and thus the elevating member 161 to which the fiber media 120 is fixed is arranged along the upper connecting member guide 136 in the direction in which the fiber tightening members 140 and 180 are disposed. As it moves, that is, the restoring force is accumulated in the elastic member 166.
- the elevating member 161 is provided by the restoring force accumulated in the elastic member 166. ) Is returned along the upper connecting member guide 136.
- the connecting members 150 and 160 are applied, when the fiber media 120 is tightened or relaxed by the fiber tightening members 140 and 180, the connecting members 150 and 160 Since the external force applied to the fiber media 120 may be buffered by the fiber tightening members 140 and 180, excessive external force may be applied to the fiber media 120 to damage the fiber media 120. Can be prevented.
- the fiber tightening members 140 and 180 are formed at positions corresponding to the corrugated strainer connecting portion 133, and the fiber media 120 connected to the corrugated strainer 130 by the connecting members 150 and 160. Can be tightened or relaxed.
- Reference numeral 147 is a rotary shaft rotated by receiving a driving force from a drive member (not shown) such as an external motor, and reference numeral 146 is a rotary gear formed on the rotary shaft 147.
- the first fiber tightening member 140 of the fiber tightening members 140 and 180 is formed along an inner surface of the fiber tightening member case 141 and the filtering device case 110 that is outside the fiber media 120.
- An outer rotary part 145 rotated in engagement with the rotary gear 146 and one end thereof is connected to the outer rotary part 145, and wound along the surface of the fibrous mediator 120 to tighten the fibrous mediator 120.
- the tightening unit 144 penetrates, the tightening unit connection holder 142 is connected to the other side of the tightening unit 144 passing through the tightening unit penetrating holder 182 to be described later, It includes a fastener elastic member 143 disposed inside the fiber tightening member case 141 to provide elasticity to the fastener connecting holder 142.
- the second fiber tightening member 180 of the fiber tightening members 140 and 180 may be formed at a position symmetrical with the first fiber tightening member 140, and instead of the fastener connecting holder 142, And a tightening part penetrating holder 182 disposed to be spaced apart from the connecting connector holder 142 and through which the tightening part 144 penetrates, and otherwise have the same configurations as those of the first fiber tightening member 140. Can be.
- the rotation direction of the rotary shaft 147, the rotary gear 146, the outer rotary part 145 and the like is exemplary, the rotation direction may be changed according to the engagement position.
- the fiber tightening members 140, 180, the connecting members 150, 160, and the like are dispersed and disposed in the water treatment filtration device 100, thereby constituting each member constituting the water treatment filtration device 100. Since the accessibility to the field can be improved, maintenance of the filtration device 100 for water treatment can be facilitated.
- the fiber media 120 is filtered entirely on the surface of the corrugated filter 130, which is curved. Compressed at a constant density relative to the face, the connecting members 150 and 160 are moved toward the fiber tightening members 140 and 180, respectively.
- the filtered water is introduced into the corrugated filter barrel 130 through the through hole 134, and then flows out through the outlet pipe 138.
- the supply of the water to be treated through the water inlet 111 is stopped by tightening a raw water valve (not shown), and tightening by the fiber tightening members 140 and 180. 3, the fiber media 120 is relaxed, as shown in FIG.
- water is flowed back through the outlet pipe 138 to backwash the fiber media 120 by, for example, opening a backwash drain valve (not shown). Outflow through the water inlet 111 to be discharged through the backwash drain valve.
- the fiber tightening members 140 and 180 operate to retighten the fiber media 120, and then resume the filtration process.
- FIG. 9 is a perspective view showing a wave filter and a fiber tightening member applied to a water treatment filtration device according to a second embodiment of the present invention.
- the water treatment filtration device 200 has a rectangular parallelepiped shape in which the width L1 of two faces facing each other in a slope is formed to be relatively narrower than the width L2 of two facing faces. It includes a filter device case 210, the corrugated filter barrel 230 has a large filtration area, the fiber media enclosed by the corrugated filter barrel 230 is compressed to a constant density according to the outer shape of the corrugated filter barrel 230 In order to obtain a uniform and minimum filtration void, the fibrous media is arranged inside two opposite sides of relatively wide width L2 in the filtration device case 210, and the fibrous media in the corrugated filter barrel 230.
- the filter section 231, 232, and 233 having a plurality of curved surfaces with a cross section of a surface in contact with each other, and connecting parts 234 and 235 connecting between the curved surfaces of the filter units 231, 232, and 233. do.
- the fiber tightening member 240 constituting the filtration device 200 for water treatment is rotatably connected by a lifting bar 241 and a connecting bar connecting portion 242 to the lifting table 241 and the connecting bar connecting portion.
- the pair of connecting bars 243 and the pair of connecting bars 243 are symmetrically arranged on the basis of 242 and the pair of connecting bars 243 are movably penetrated to the filter device case 210, respectively.
- a pair of connecting bar pivoting portion 244 and a pair of tightening bars 246 rotatably connected to each of the pair of connecting bar 243 by a pair of tightening bar connecting portions 245.
- the pair of connecting bars 243 are rotated in one direction around each of the connecting bar pivoting parts 244, whereby each of the tightening bars 246 is rotated. It descends and approaches the corrugated filter tube connection portion 234 between the neighboring filter portions 231 and 232 while pressing the fiber media. The fiber media is then tightened and compressed to a uniform density.
- connecting bar connecting portion 242 the pair of connecting bars 243, the pair of pressing the fiber media against the corrugated filter barrel connecting portion 235 between the neighboring filtering portion (232, 233)
- Members corresponding to the connecting bar pivoting part 244, the pair of tightening bar connecting parts 245, and the pair of tightening bars 246 are further provided.
- the corrugated filter barrel 230 and the fiber tightening member 240 may be applied to the inside of the filtration device case 210 of the rectangular parallelepiped.
- FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of a water treatment filtration device according to a third embodiment of the present invention.
- the water treatment filtration device 300 further includes an ultrasonic wave generating member 390.
- the ultrasonic wave generating member 390 is disposed on the bottom of the filtering device case 310 and generates ultrasonic waves in the upper portion of the filtering device case 310 in a state in which the fiber filter 320 is relaxed at the time of backwashing.
- the ultrasonic wave is generated in the ultrasonic wave generating member 390 as described above, a sound field is formed in the upper portion, and the fiber media 320 is not only washed by cavitation, but also at the time of washing by air.
- This difficult organic and colloidal (coloid) material can be washed, the growth of algae (weed), bacteria, etc. in the water treatment filtration device 300 can be suppressed.
- the ultrasonic generating member 390 when backwashing the fibrous media, ultrasonic waves may be applied from the ultrasonic generating member 390 to wash the fibrous media, so that the backwashing of the fibrous media is smooth. While it can be made, the configuration for backwashing the fibrous media can be compact, so that the water treatment filtration device 300 can be manufactured in a standardized and small capacity.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing an ultrasonic wave generating member applied to a water treatment filtration device according to a fourth embodiment of the present invention.
- the ultrasonic wave generating member 490 applied to the filtration device for water treatment includes an ultrasonic wave generator 491 for generating ultrasonic waves by being provided with a piezoelectric element and the like, and the ultrasonic wave generator 491.
- Plate-shaped ultrasonic wave generation unit 492 the plate spring portion 493 which is connected to the lower end of the ultrasonic wave generation unit 492 to provide elasticity, and the lower plate spring portion 493
- a connection portion 494 connected to the connection portion, a rubber portion 495 such as silicone rubber surrounding the connection portion 494, a pedestal 496 connected to a lower end of the connection portion 494, and a pedestal 496.
- a gasket disposed between the coupling member 498 and the pedestal 496 while surrounding the coupling member 498 such as a bolt coupled to the filtration device case 410 and at least a portion of the coupling member 498 ( 497).
- the ultrasonic wave generating unit holder 492, the leaf spring portion 493, the connecting portion 494, the pedestal 496, the coupling member 498 may be formed of stainless steel, the rubber portion 495 ),
- the gasket 497 and the like may be formed of silicone rubber or the like.
- the ultrasonic generator holder 492 is formed with a contact point of a power connection line connected to a power source outside the filtering device case 410, and the contact point and the ultrasonic wave generator 491 are electrically connected to each other.
- the connection portion of the ultrasonic wave generator 491 is insulated with an insulator such as epoxy.
- the leaf spring portion 493 may be formed in a shape in which a plurality of leaf springs are engaged with each other.
- the rubber part 495 secondly attenuates the vibration of the ultrasonic generator 491 which is primarily attenuated by the leaf spring 493.
- the gasket 497 waterproofs the portion of the coupling member 498 while thirdly damping vibrations attenuated by the leaf spring portion 493 and the rubber portion 495.
- the gasket 497 may have a circular shape, and may be installed on the ultrasonic generator holder 492.
- the vibration generated by the ultrasonic generator 491 may be attenuated by the leaf spring portion 493, the rubber portion 495, and the gasket 497, and thus, the ultrasonic wave generator 491.
- a protection circuit may be formed in the switching unit of the high frequency amplifier (not shown) for generating the ultrasonic wave in the ultrasonic generator 491 to cut off the current in the case of a short circuit.
- the fibrous media surrounded by the filter can be compressed to a constant density with respect to the entire filtration surface to obtain a uniform and minimal filtration void, and the filtration device can be standardized and miniaturized. It has a structure for backing the fibrous media, which makes it possible to use it.
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Abstract
수처리용 여과 장치가 개시된다. 개시되는 수처리용 여과 장치는 물 속의 불순물을 여과하는 섬유 여재(fiber filter media); 및 상기 섬유 여재가 둘러지는 파형 여과통(waveform strainer);을 포함하고, 상기 파형 여과통에 둘러진 상기 섬유 여재가 상기 파형 여과통의 외부 형상에 따라 일정한 밀도로 압축되어 균일하고 최소 여과 공극이 얻어질 수 있도록, 상기 파형 여과통은 상기 섬유 여재가 접촉되는 부분의 단면이 적어도 하나의 곡면을 가지는 것을 특징으로 한다. 개시되는 수처리용 여과 장치에 의하면, 파형 여과통의 표면이 소정 곡률로 만곡된 곡면을 이룸으로써, 섬유 여재가 불순물을 여과하기 위하여 외력에 의해 당겨지는 상태가 되면, 파형 여과통에 둘러진 섬유 여재가 그 전체 여과면에 대해 일정한 밀도로 압축되어 균일하고 최소 여과 공극이 얻어질 수 있게 되는 장점이 있다. 대표도는 도 1이다.
Description
본 발명은 수처리용 여과 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 섬유 여재를 포함하여 수중의 불순물을 제거하는 수처리용 여과 장치에 관한 것이다.
수처리용 여과 장치는 물 속의 불순물을 여과하기 위하여 섬유사들을 여과재로 사용하여 섬유 사이의 간격을 여과 공극으로 사용하는 것으로서, 여과 시에는 섬유 여재를 압축하여 여과 공극(pore)을 작게 하는데, 이러한 여과가 진행되면 점차로 여과 공극이 걸러진 불순물에 의해 막히게 되고, 그에 따라 여과 압력이 증가하게 되는 동시에 여과 능력이 떨어지게 된다. 그러면, 압축되었던 섬유사들을 이완시켜 여과 공극을 크게 한 다음 여과 불순물을 탈리시켜 여과 장치 외부로 배출시키고 섬유 여재를 세척하는 역세 공정을 실시한 후 다시 여과 상태로 환원시킨다.
현재까지 개발된 섬유사를 여재로 하는 여과 장치에서는, 섬유들 사이의 공극을 이용하기 위하여 원통형 또는 사면체 형태의 여과통의 종축 방향으로 섬유 다발들을 배열하고, 이러한 섬유 다발들의 양 말단을 고정시킨 후, 단순히 상방으로 섬유 다발들을 당겨 압축시키는 방식, 섬유 다발이 고정된 섬유 다발 고정판을 회전시켜 압축시키는 방식, 사각 육면체형의 여과통을 가지고 섬유사 다발을 종축 방향으로 당기는 방식, 섬유 다발 양쪽을 고정시킨 후 원통형 여과통 자체 크기를 확장시켜서 섬유사를 압착 이완시키는 방식 등이 적용되고 있다.
가장 이상적인 섬유사의 배열은 여과통의 전체 유효면에 걸쳐서 섬유사들이 균일하게 배치되고 압축되어 일정한 밀도를 유지함으로써 여과통의 유효 여과면적 상에서 극소(極小) 공극 상태 하에서 여과가 이루어지고, 역세 시에는 여과 불순물이 쉽게 탈리 세척될 수 있도록 섬유의 공극이 극대화되는 것이 필요하다.
그러나, 종래의 여과 장치에 의하면, 다음과 같은 문제들이 발생될 수 있다.
첫째, 섬유사를 배열 길이에 맞추어 수 회 원형으로 회전시킨 후 그대로 고정판에 고정 시킬 수 없어서, 단위 섬유사 다발로 다발 형식으로 감아 매듭을 지어 고정판에 고정시키는데, 이러한 방식으로는, 매듭 주위로 섬유사가 양갈래로 나뉘게 되어 결(結)이 형성되므로 균일한 섬유 밀도를 유지할 수 없다.
둘째, 상기와 같은 종래의 방식으로 여과통 주위에 섬유 다발을 배치하면, 여과통의 외측으로 갈수록 상하부 고정판 사이의 섬유사 경로의 길이가 증가하게 되므로, 일률적으로 당길 경우, 이러한 경로 차이로 인하여 섬유사의 갈라짐이 발생될 수 있고, 그에 따라 여과 신뢰성이 떨어질 수 있을 뿐만 아니라 여과통과의 접촉부위에서 외측으로 갈수록 압축력이 떨어지게 된다.
셋째, 도 12에 도시된 섬유사 장력 벡터도에서와 같이, 섬유사를 섬유사 방향으로 당겨서 섬유사를 압축할 때 압축작용점의 기능을 하는 여과통 상하부 끝단에서는 섬유를 당기는 힘(Vp)과 이로 인해 발생하는 섬유압축력으로 유효한 힘(Veff)과 섬유의 장력만 불필요하게 증가시키는 힘(Vl)으로 구성되는데, 여과통의 양 끝단에서 여과통의 중앙부로 갈수록, 압축작용점과 멀어지게 되어 Veff는 급격히 줄어들게 되어 여과통의 정중앙에서는 거의 제로에 가까워지는 반면 Vl은 늘어나게 되어, 이론적으로는 여과통의 중앙부에서는 아무리 섬유를 당겨도 압축이 일어나지 아니하게 된다.
넷째, 여과 장치의 역세를 위하여 압축공기를 사용하여 섬유사를 흔들어 여과 불순물을 제거하는데, 이러한 방식에 의하면, 별도의 공기 압축기 또는 에어 블로워(air blower)가 필요하게 되어, 가정용 또는 소규모의 사용자 용도로는 부적합하게 되고, 에너지 효율이 낮은 압축 공기를 사용하며, 배관 손실 및 제어 용도를 위하여 일정한 압력을 유지하기 위하여 여과 중에도 가동되어야 하므로 전력손실이 커지게 된다.
여섯째, 여과기 상부에 섬유 당김 장치 및 배관 등 여러 장치가 배치되어, 사후보수(A/S)가 어렵게 된다.
일곱째, 여재가 섬유이므로, 콜로이드(Coloid)성 및 유기(有機)성 불순물이 여재에 부착되면, 세척이 어렵게 된다
본 발명은 여과통에 둘러진 섬유 여재가 그 전체 여과면에 대해 일정한 밀도로 압축되어 균일하고 최소 여과 공극이 얻어질 수 있는 구조를 가진 수처리용 여과 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 여과 장치가 표준화 및 소형화될 수 있도록 하는 섬유 여재를 역세하기 위한 구조를 가진 수처리용 여과 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 수처리용 여과 장치는 물 속의 불순물을 여과하는 섬유 여재(fiber filter media); 및 상기 섬유 여재가 둘러지는 파형 여과통(waveform strainer);을 포함하고,
상기 파형 여과통에 둘러진 상기 섬유 여재가 상기 파형 여과통의 외부 형상에 따라 일정한 밀도로 압축되어 균일하고 최소 여과 공극이 얻어질 수 있도록, 상기 파형 여과통은 상기 섬유 여재가 접촉되는 부분의 단면이 적어도 하나의 곡면을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 수처리용 여과 장치에 의하면, 파형 여과통의 표면이 소정 곡률로 만곡된 곡면을 이룸으로써, 섬유 여재가 불순물을 여과하기 위하여 외력에 의해 당겨지는 상태가 되면, 파형 여과통에 둘러진 섬유 여재가 그 전체 여과면에 대해 일정한 밀도로 압축되어 균일하고 최소 여과 공극이 얻어질 수 있게 되는 효과가 있다.
*본 발명의 다른 측면에 따른 수처리용 여과 장치에 의하면, 섬유 여재를 구성하는 필터 원재가 복수 개의 섬유 가닥이 나란히 상하 방향으로 배열되고, 연결 부재가 연결되는 부분인 상부와 하부에서 적어도 하나의 다른 섬유 가닥이 복수 개의 섬유 가닥을 가로질러 직조된 형태로 이루어지고, 상기 필터 원재가 파형 여과통 주변을 따라 감겨 섬유 여재가 형성됨에 따라, 섬유 여재를 구성하는 복수 개의 섬유 가닥이 분할되어 결이 형성되는 현상이 방지될 수 있고, 섬유 여재 전체적으로 균일한 섬유 밀도를 이룰 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 수처리용 여과 장치에 의하면, 연결 부재가 적용됨에 따라, 섬유 조임 부재에 의해 섬유 여재가 조이거나 이완될 때, 연결 부재가 섬유 조임 부재에 의해 섬유 여재에 가해지는 외력을 완충시킬 수 있으므로, 섬유 여재에 과도한 외력이 인가되어 섬유 여재가 손상되는 현상이 방지될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 수처리용 여과 장치에 의하면, 수처리용 여과 장치에서 섬유 조임 부재, 연결 부재 등이 분산 배치됨으로써, 수처리용 여과 장치를 구성하는 각 부재들에 대한 접근성이 향상될 수 있으므로, 수처리용 여과 장치의 유지 보수가 용이해질 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 수처리용 여과 장치에 의하면, 초음파 발생 부재가 구비됨에 따라, 캐비테이션(cavitation)에 의해 섬유 여재가 세척됨은 물론, 공기에 의한 세척 시에 세척이 어려운 유기성 및 콜로이드(coloid) 상의 물질이 세척될 수 있으며, 수처리용 여과 장치 내부의 조류(weed), 세균 등의 생장이 억제될 수 있고, 섬유 여재의 역세를 위한 구성이 컴팩트해질 수 있어서, 수처리용 여과 장치가 표준화 및 소용량으로 제조될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에서 섬유 여재가 조여진 모습을 보이는 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 A부분에 대한 확대도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에서 섬유 여재가 이완된 모습을 보이는 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 B부분에 대한 확대도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에 적용되는 파형 여과통을 보이는 사시도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에 적용되는 섬유 여재를 구성하는 필터 원재가 펼쳐진 모습을 보이는 도면.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에 대한 평 단면도.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에 적용되는 섬유 조임 부재를 보이는 도면.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에 적용되는 파형 여과통과 섬유 조임 부재를 보이는 사시도.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 수처리용 여과 장치의 구성을 보이는 단면도.
도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에 적용되는 초음파 발생 부재를 보이는 단면도.
도 12는 종래의 수처리용 여과 장치에서의
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 수처리용 여과 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에서 섬유 여재가 조여진 모습을 보이는 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 A부분에 대한 확대도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에서 섬유 여재가 이완된 모습을 보이는 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 B부분에 대한 확대도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에 적용되는 파형 여과통을 보이는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에 적용되는 섬유 여재를 구성하는 필터 원재가 펼쳐진 모습을 보이는 도면이고, 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에 대한 평 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에 적용되는 섬유 조임 부재를 보이는 도면이다.
도 1 내지 도 8을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 수처리용 여과 장치(100)는 여과 장치 케이스(110)와, 섬유 여재(120)와, 파형 여과통(waveform strainer)(130)과, 섬유 조임 부재(140, 180)와, 연결 부재(150, 160)를 포함하여, 물 속의 불순물을 여과시키는 것이다.
상기 여과 장치 케이스(110)는 원통형으로 형성되어, 내부에 상기 섬유 여재(fiber filter media)(120), 상기 파형 여과통(130), 상기 섬유 조임 부재(140, 180) 및 상기 연결 부재(150, 160)가 수용되는 공간을 제공한다.
상기 여과 장치 케이스(110)의 상부에는 처리 대상인 물이 유입되는 물 유입구(111)가 형성된다.
상기 여과 장치 케이스(110)의 일 측에는 후술되는 회전축(147) 및 회전 기어(146)가 내부에 수용되는 회전축 케이스(112)가 형성된다. 상기 회전축 케이스(112)에서 상기 회전축(147)이 관통되는 부분은 상기 회전축(147)이 회전 가능하도록 하면서 실링되어, 상기 여과 장치 케이스(110) 내부의 물이 누수되지 아니하도록 한다.
상기 섬유 여재(120)는 상기 물 유입구(111)를 통해 상기 여과 장치 케이스(110)로 유입되어, 상기 섬유 여재(120)를 경유하는 물 속의 불순물을 여과시킨다.
본 실시예에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 섬유 여재(120)를 구성하는 필터 원재(125)가 복수 개의 섬유 가닥(127)이 나란히 상하 방향으로 배열되고, 상기 연결 부재(150, 160)가 연결되는 부분인 상부와 하부(126, 128)에서 적어도 하나의 다른 섬유 가닥이 상기 복수 개의 섬유 가닥(127)을 가로질러 직조된 형태로 이루어지고, 상기와 같이 형성된 필터 원재(125)가 상기 파형 여과통(130) 주변을 따라 감겨 상기 섬유 여재(120)가 형성된다. 상기 필터 원재(125)는 상기 파형 여과통(130) 외주면을 따라 복수 번 감겨 복층으로 이루어질 수 있다.
상기와 같이 구성됨으로써, 상기 섬유 여재(120)를 구성하는 상기 복수 개의 섬유 가닥(127)이 분할되어 결이 형성되는 현상이 방지될 수 있고, 상기 섬유 여재(120) 전체적으로 균일한 섬유 밀도를 이룰 수 있도록 한다.
상기 파형 여과통(130)은 상기 섬유 여재(120)가 그 외부면에 둘러지는 것으로, 상기 파형 여과통(130)에 둘러진 상기 섬유 여재(120)가 상기 파형 여과통(130)의 외부 형상에 따라 일정한 밀도로 압축되어 균일하고 최소 여과 공극이 얻어질 수 있도록, 상기 파형 여과통(130)은 상기 섬유 여재(120)가 접촉되는 부분의 단면이 적어도 하나의 곡면을 가진다.
여기서, 상기 파형 여과통(130)에서 '파형'이라 함은, 상기 파형 여과통(130)의 단면이 파형(waveform)을 이룰 수 있다는 의미이다.
도면 번호 134는 상기 파형 여과통(130)을 관통하는 복수 개의 관통 홀로서, 상기 복수 개의 관통 홀(134)을 통해 상기 섬유 여재(120)를 경유하는 물이 유동될 수 있다.
상기 파형 여과통(130)의 표면은 소정 곡률로 만곡된 곡면을 이룸으로써, 상기 섬유 여재(120)가 상기 불순물을 여과하기 위하여 외력에 의해 당겨지는 상태가 되면, 상기 파형 여과통(130)에 둘러진 상기 섬유 여재(120)는 그 전체 여과면에 대해 일정한 밀도로 압축되어 균일하고 최소 여과 공극이 얻어질 수 있게 된다.
상세히, 본 실시예에서는, 상기 파형 여과통(130)이 복수 개의 여과부(131, 132)와, 파형 여과통 연결부(133)로 구성된다. 여기서, 상기 여과부(131, 132)가 두 개로, 상기 파형 여과통 연결부(133)가 하나로 개시된 것은 예시적인 것이고, 단수 개의 여과부 또는 더 많은 갯수의 여과부 및 그 각 사이의 파형 여과통 연결부로 적용될 수도 있다.
본 실시예에서는, 상기 복수 개의 여과부(131, 132)는 각각 그 상부와 하부가 상대적으로 좁고 그 가운데가 상대적으로 불룩한 항아리 형상을 이루는 것으로, 상기 관통 홀(134)이 복수 개 형성되어, 상기 섬유 여재(120)를 경유하는 물이 그 내외부를 유동할 수 있다.
상기 파형 여과통 연결부(133)는 상기 이웃하는 여과부(131, 132) 사이에 형성되는 잘록한 부분으로, 상기 이웃하는 여과부(131, 132)를 연결한다. 상기 파형 여과통 연결부(133)는 상기 이웃하는 여과부(131, 132) 내부를 연통시켜, 상기 이웃하는 여과부(131, 132) 간에 물이 유동될 수 있게 된다.
상기 복수 개의 여과부(131, 132)는 상하 방향으로 배열되고, 상기와 같이 배열된 여과부(131, 132) 사이에 상기 파형 여과통 연결부(133)가 배치될 수 있다.
상기와 같이, 상기 파형 여과통(130)이 그 상부와 하부가 상대적으로 좁고 그 가운데가 불룩한 항아리 형상을 이루는 복수 개의 여과부(131, 132)와, 상기 복수 개의 여과부(131, 132)에서 이웃하는 여과부(131, 132)의 사이에 형성되는 파형 여과통 연결부(133)로 구성되는 등 파형 여과통의 표면이 곡면을 이룸으로써, 상기 섬유 여재(120)가 상하 방향에서 당겨질 때, 상기 파형 여과통(130)에 둘러진 상기 섬유 여재(120)는 그 전체 여과면에 대해 일정한 밀도로 압축되어 균일하고 최소 여과 공극이 얻어질 수 있게 된다.
도면 번호 135는 상기 복수 개의 여과부(131, 132) 중 상측 여과부(131) 상부에서 상측으로 그 상단이 개방된 원통 형상으로 돌출된 상측 돌출부이고, 도면 번호 136은 상기 상측 돌출부(135)와 동일한 중심점을 가지면서 상기 상측 돌출부(135)의 직경보다 상대적으로 작은 직경을 이루면서 상기 상측 여과부(131) 상부에서 상측으로 그 상단이 개방된 원통 형상으로 돌출된 상측 연결 부재 안내부이다.
상기 상측 연결 부재 안내부(136)는 상기 파형 여과통(130)에서 상기 연결 부재(160)가 배치된 부분에 형성되는 것으로, 후술되는 승강 부재(161)의 승강을 안내한다.
도면 번호 137은 상기 복수 개의 여과부(131, 132) 중 하측 여과부(132) 하부에서 하측으로 그 하단이 개방된 원통 형상으로 돌출된 하측 돌출부이다. 도 5에 도시되지는 아니하였지만, 상기 하측 돌출부(137) 내부에도 상기 상측 연결 부재 안내부(136)에 대응되는 하측 연결 부재 안내부가 형성된다.
상기 상측 연결 부재 안내부와 상기 하측 연결 부재 안내부는 연결 부재 안내부로 정의될 수 있다.
도면 번호 138은 상기 하측 내곽 돌출부 내부에서 돌출되는 유출 관으로서, 상기 여과 장치 케이스(110)의 하단을 관통하여, 상기 파형 여과통(130) 내측 하부가 상기 여과 장치 케이스(110) 외부와 연통되도록 하여, 상기 파형 여과통(130) 내측과 상기 여과 장치 케이스(110) 외부로 물이 유동될 수 있도록 한다.
상기 연결 부재(150, 160)는 상기 섬유 여재(120)의 상부 및 하부를 상기 파형 여과통(130)의 상부 및 하부에 각각 연결하는 것이다.
이하에서는 상기 연결 부재(150, 160) 중 상측 연결 부재(160)에 대해 설명하나, 이러한 설명은 상기 연결 부재(150, 160) 중 하측 연결 부재(150)에도 동일하게 적용될 수 있다.
상기 상측 연결 부재(160)는 승강 부재(161)와, 탄성 부재(166)와, 섬유 여재 결합 부재(167)와, 외곽 테두리 부재(170)를 포함한다.
상세히, 상기 승강 부재(161)는 상기 섬유 여재(120), 여기서는 그 상부가 고정된 상태로 상기 연결 부재 안내부, 여기서는 상측 연결 부재 안내부(136)를 따라 승강될 수 있는 것이다.
상기 승강 부재(161)는 상기 상측 돌출부(135)를 덮도록 원판 형상으로 이루어지는 승강 부재 몸체(162)와, 상기 승강 부재 몸체(162)에서 하방으로 원통 형상으로 연장되어 상기 상측 연결 부재 안내부(136)가 그 내부에 삽입되는 안내부 삽입부(163)와, 상기 상측 돌출부(135)의 외곽에서 소정 거리로 이격되도록 상기 승강 부재 몸체(162)에서 하방으로 원통 형상으로 연장되는 안내부 고정부(164)와, 상기 안내부 고정부(164)에 형성되는 복수 개의 결합 홀(165)을 포함한다.
상기 안내부 삽입부(163)는 상기 상측 연결 부재 안내부(136)를 따라 승강될 수 있다.
상기 탄성 부재(166)는 스프링 등으로서, 상기 안내부 삽입부(163)와 상기 상측 돌출부(135) 사이에 배치되어, 상기 승강 부재(161)에 탄성을 제공할 수 있는 것이다.
상기 섬유 여재 결합 부재(167)는 상기 안내부 고정부(164)의 내측에 배치되는 원통 형상의 섬유 여재 결합 부재 몸체(168)와, 상기 섬유 여재 결합 부재 몸체(168)에서 돌출되어 상기 섬유 여재(120)의 상부를 관통하여 상기 결합 홀(165)에 결합되는 복수 개의 결합 돌기(169)를 포함한다.
상기 섬유 여재 결합 부재(167)에 의해 상기 섬유 여재(120)의 상부가 상기 승강 부재(161)에 고정될 수 있다.
상기 외곽 테두리 부재(170)는 상기 안내부 고정부(164)의 외곽에 끼워져서, 상기 안내부 고정부(164)가 임의로 벌어지지 아니하도록 한다.
상기와 같이 구성되면, 상기 섬유 조임 부재(140, 180)가 상기 섬유 여재(120)를 조이면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 섬유 여재(120)가 상기 섬유 조임 부재(140, 180) 쪽으로 당겨지게 되고, 그에 따라 상기 섬유 여재(120)가 고정된 상기 승강 부재(161)가 상기 상측 연결 부재 안내부(136)를 따라 상기 섬유 조임 부재(140, 180)가 배치된 방향으로 이동, 즉 하강되면서, 상기 탄성 부재(166)에 복원력이 축적된다.
한편, 상기 섬유 조임 부재(140, 180)가 상기 섬유 여재(120)를 이완시키면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 탄성 부재(166)에 축적된 복원력에 의해 상기 승강 부재(161)가 상기 상측 연결 부재 안내부(136)를 따라 원위치된다.
상기와 같이, 상기 연결 부재(150, 160)가 적용됨에 따라, 상기 섬유 조임 부재(140, 180)에 의해 상기 섬유 여재(120)가 조이거나 이완될 때, 상기 연결 부재(150, 160)가 상기 섬유 조임 부재(140, 180)에 의해 상기 섬유 여재(120)에 가해지는 외력을 완충시킬 수 있으므로, 상기 섬유 여재(120)에 과도한 외력이 인가되어 상기 섬유 여재(120)가 손상되는 현상이 방지될 수 있다.
상기 섬유 조임 부재(140, 180)는 상기 파형 여과통 연결부(133)와 대응되는 위치에 형성되는 것으로, 상기 연결 부재(150, 160)에 의해 상기 파형 여과통(130)에 연결된 상기 섬유 여재(120)를 조이거나 이완시킬 수 있는 것이다.
도면 번호 147은 외부의 모터 등의 구동 부재(미도시)에서 구동력을 전달받아 회전되는 회전축이고, 도면 번호 146은 상기 회전축(147) 상에 형성되는 회전 기어이다.
상기 섬유 조임 부재(140, 180) 중 제 1 섬유 조임 부재(140)는 섬유 조임 부재 케이스(141)와, 상기 섬유 여재(120)의 외측인 상기 여과 장치 케이스(110) 내면을 따라 형성되어 상기 회전 기어(146)와 맞물려 회전되는 외측 회전부(145)와, 상기 외측 회전부(145)에 그 일단이 연결되고, 상기 섬유 여재(120)를 조일 수 있도록 상기 섬유 여재(120)의 표면을 따라 감기는 조임부(144)와, 상기 조임부(144)가 관통되며, 후술되는 조임부 관통 홀더(182)를 관통한 상기 조임부(144)의 타측이 연결되는 조임부 연결 홀더(142)와, 상기 섬유 조임 부재 케이스(141) 내부에 배치되어 상기 조임부 연결 홀더(142)에 탄성을 제공하는 조임부 탄성 부재(143)를 포함한다.
상기 섬유 조임 부재(140, 180) 중 제 2 섬유 조임 부재(180)는 상기 제 1 섬유 조임 부재(140)와 대칭되는 위치에 형성될 수 있는 것으로, 상기 조임부 연결 홀더(142) 대신 상기 조임부 연결 홀더(142)와 이격되도록 배치되고 상기 조임부(144)가 관통되는 조임부 관통 홀더(182)를 구비하고, 그 외에는 상기 제 1 섬유 조임 부재(140)의 구성들과 동일한 구성들을 가질 수 있다.
상기 회전축(147)이 일방(도 8에 도시된 방향을 기준으로 시계 방향)으로 회전되어 상기 회전 기어(146)가 동일한 방향(시계 방향)으로 회전되면, 상기 회전 기어(146)에 맞물린 상기 외측 회전부(145)가 상기 회전 기어(146)와 반대 방향(반시계 방향)으로 회전되고, 그에 따라 상기 외측 회전부(145)에 연결된 상기 조임부(144)가 당겨지면서, 상기 조임부(144)가 상기 섬유 여재(120)를 조이게 된다.
한편, 상기 회전축(147)이 타방(도 8에 도시된 방향을 기준으로 반시계 방향)으로 회전되어 상기 회전 기어(146)가 동일한 방향(반시계 방향)으로 회전되면, 상기 회전 기어(146)에 맞물린 상기 외측 회전부(145)가 상기 회전 기어(146)와 반대 방향(시계 방향)으로 회전되고, 그에 따라 상기 외측 회전부(145)에 연결된 상기 조임부(144)가 밀리면서, 상기 조임부(144)가 상기 섬유 여재(120)를 이완시킨다.
여기서, 상기 회전축(147), 상기 회전 기어(146), 상기 외측 회전부(145) 등의 회전 방향은 예시적인 것이고, 그 맞물리는 위치 등에 따라 그 회전 방향은 변경될 수 있다.
상기와 같이, 상기 수처리용 여과 장치(100)에서 상기 섬유 조임 부재(140, 180), 상기 연결 부재(150, 160) 등이 분산 배치됨으로써, 상기 수처리용 여과 장치(100)를 구성하는 각 부재들에 대한 접근성이 향상될 수 있으므로, 상기 수처리용 여과 장치(100)의 유지 보수가 용이해질 수 있다.
이하에서는 상기 수처리용 여과 장치(100)의 작동에 대하여 간단히 설명한다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 섬유 조임 부재(140, 180)가 상기 섬유 여재(120)를 조이면, 상기 섬유 여재(120)는 곡면인 상기 파형 여과통(130)의 표면에서 그 전체 여과면에 대해 일정한 밀도로 압축되고, 상기 연결 부재(150, 160)는 각각 상기 섬유 조임 부재(140, 180)가 위치한 쪽으로 이동된다.
이러한 상태에서, 상기 물 유입구(111)를 통해 상기 처리 대상인 물이 유입되면, 상기와 같이 유입된 물은 상기 섬유 여재(120)를 통과하고, 그러한 통과 과정에서 수중의 불순물이 제거된다.
상기와 같이 여과된 물은 상기 관통 홀(134)을 통해 상기 파형 여과통(130) 내측으로 유입된 후, 상기 유출 관(138)을 통해 외부로 유출된다.
한편, 상기와 같은 여과 과정이 지속되면, 상기 섬유 여재(120)에 상기 불순물이 쌓여, 여과 압력이 증가하게 되는데, 이러한 경우 역세(backwash)가 요구된다.
상기와 같은 역세를 위하여, 원수 밸브(미도시)를 잠그는 등의 방식에 의해, 상기 물 유입구(111)를 통한 상기 처리 대상인 물의 공급을 중단하고, 상기 섬유 조임 부재(140, 180)에 의한 조임을 해제시켜, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 섬유 여재(120)를 이완시킨다.
이러한 상태에서, 역세 드레인 밸브(미도시)를 여는 등의 방식에 의해, 상기 유출 관(138)을 통해 물을 역류시켜, 상기 섬유 여재(120)를 역세시키고, 상기와 같이 역류된 물은 상기 물 유입구(111)를 통해 유출되어 상기 역세 드레인 밸브를 통해 배출되도록 한다.
상기와 같은 역세가 완료되면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 섬유 조임 부재(140, 180)가 상기 섬유 여재(120)를 다시 조이도록 작동시킨 후, 여과 과정을 재개한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서 상기된 본 발명의 제 1 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에 적용되는 파형 여과통과 섬유 조임 부재를 보이는 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에서는, 수처리용 여과 장치(200)가 사면 중 마주보는 두 면의 폭(L1)이 다른 마주보는 두 면의 폭(L2)보다 상대적으로 좁게 형성되는 직육면체 형상의 여과 장치 케이스(210)를 포함하고, 파형 여과통(230)은 넓은 여과 면적을 가지고, 상기 파형 여과통(230)에 둘러진 섬유 여재가 상기 파형 여과통(230)의 외부 형상에 따라 일정한 밀도로 압축되어 균일하고 최소 여과 공극이 얻어질 수 있도록, 상기 여과 장치 케이스(210)에서 상대적으로 폭(L2)이 넓은 마주보는 두 면 내측에 상기 섬유 여재가 배열되고, 상기 파형 여과통(230)에서 상기 섬유 여재가 접촉되는 면의 단면이 파형으로 복수 개의 곡면을 가지는 여과부(231, 232, 233)와, 상기 여과부(231, 232, 233)의 각 곡면 사이를 연결하는 연결부(234, 235)를 포함한다.
또한, 상기 수처리용 여과 장치(200)를 구성하는 섬유 조임 부재(240)는 승강 바아(241)와, 상기 승강대(241)에 연결 바아 연결부(242)에 의해 회동 가능하게 연결되고 상기 연결 바아 연결부(242)를 기준으로 대칭되도록 배치되는 한 쌍의 연결 바아(243)와, 상기 한 쌍의 연결 바아(243)가 각각 이동 가능하게 관통되면서 상기 여과 장치 케이스(210)에 회동 가능하게 연결되는 한 쌍의 연결 바아 회동부(244)와, 상기 한 쌍의 연결 바아(243)에 한 쌍의 조임 바아 연결부(245)에 의해 각각 회동 가능하게 연결되는 한 쌍의 조임 바아(246)를 포함한다.
상기 승강 바아(241)가 외력에 의해 상승되면, 상기 한 쌍의 연결 바아(243)는 상기 각 연결 바아 회동부(244)를 중심으로 일방으로 회동되고, 그에 따라 상기 각 조임 바아(246)가 하강되어 상기 섬유 여재를 누르면서 상기 이웃하는 여과부(231, 232) 사이의 파형 여과통 연결부(234)에 근접된다. 그러면, 상기 섬유 여재가 조여지게 되어, 균일한 밀도로 압축된다.
한편, 상기 승강 바아(241)가 외력에 의해 하강되면, 상기 한 쌍의 연결 바아(243)는 상기 각 연결 바아 회동부(244)를 중심으로 타방으로 회동되고, 그에 따라 상기 각 조임 바아(246)가 상승되어 상기 섬유 여재를 이완시키면서 상기 이웃하는 여과부(231, 232) 사이의 파형 여과통 연결부(234)와 이격된다. 그러면, 상기 섬유 여재가 이완된다.
물론, 상기 이웃하는 여과부(232, 233) 사이의 파형 여과통 연결부(235)에 대해 상기 섬유 여재를 누르기 위한 상기 연결 바아 연결부(242), 상기 한 쌍의 연결 바아(243), 상기 한 쌍의 연결 바아 회동부(244), 상기 한 쌍의 조임 바아 연결부(245) 및 상기 한 쌍의 조임 바아(246)에 대응되는 부재들이 더 구비된다.
상기와 같이 구성되면, 직육면체의 여과 장치 케이스(210) 내부에도 상기 파형 여과통(230)과 상기 섬유 조임 부재(240)가 적용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 수처리용 여과 장치의 구성을 보이는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에서는, 상기 수처리용 여과 장치(300)가 초음파 발생 부재(390)를 더 포함한다.
상기 초음파 발생 부재(390)는 여과 장치 케이스(310)의 바닥부 등에 배치되어, 역세 시에 섬유 여재(320)가 이완된 상태에서, 상기 여과 장치 케이스(310) 상부로 초음파를 발생시키는 것이다.
상기 초음파 발생 부재(390)에서 상기와 같이 초음파가 발생되면, 상부로 음방(sound field)이 형성되어 캐비테이션(cavitation)에 의해 상기 섬유 여재(320)가 세척됨은 물론, 공기에 의한 세척 시에 세척이 어려운 유기성 및 콜로이드(coloid) 상의 물질이 세척될 수 있으며, 상기 수처리용 여과 장치(300) 내부의 조류(weed), 세균 등의 생장이 억제될 수 있다.
또한, 상기 초음파 발생 부재(390)가 구비됨에 따라, 섬유 여재를 역세시킬 때, 상기 섬유 여재의 세척을 위하여 상기 초음파 발생 부재(390)에서 초음파가 인가될 수 있으므로, 상기 섬유 여재의 역세가 원활하게 이루어질 수 있으면서도, 상기 섬유 여재의 역세를 위한 구성이 컴팩트해질 수 있어서, 상기 수처리용 여과 장치(300)가 표준화 및 소용량으로 제조될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에 적용되는 초음파 발생 부재를 보이는 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 수처리용 여과 장치에 적용되는 초음파 발생 부재(490)는 압전 소자 등이 구비되어 초음파를 발생시키는 초음파 발생부(491)와, 상기 초음파 발생부(491)가 결합되는 플레이트 형상의 초음파 발생부 거치대(492)와, 상기 초음파 발생부 거치대(492) 하단에 연결되어 탄성을 제공하는 판스프링인 판스프링부(493)와, 상기 판스프링부(493) 하부와 연결되는 연결부(494)와, 상기 연결부(494)를 감싸는 실리콘 고무 등의 러버부(495)와, 상기 연결부(494)의 하단이 연결되는 받침대(496)와, 상기 받침대(496)를 관통하여 여과 장치 케이스(410)에 결합되는 볼트 등의 결합 부재(498)와, 상기 결합 부재(498)의 적어도 일부를 감싸면서 상기 결합 부재(498)와 상기 받침대(496) 사이에 배치되는 개스킷(497)을 포함한다.
상기 초음파 발생부 거치대(492), 상기 판스프링부(493), 상기 연결부(494), 상기 받침대(496), 상기 결합 부재(498) 등은 스테인리스 등으로 형성될 수 있고, 상기 러버부(495), 상기 개스킷(497) 등은 실리콘 고무 등으로 형성될 수 있다.
상기 초음파 발생부 거치대(492)에는 상기 여과 장치 케이스(410) 외부의 전원과 연결되는 전원 연결선의 접점이 형성되고, 상기 접점과 상기 초음파 발생부(491)가 전기적으로 연결되면서, 상기 접점과 상기 초음파 발생부(491)의 연결 부분에는 에폭시 등의 절연체로 절연처리된다.
상기 판스프링부(493)는 복수 개의 판스프링이 서로 맞물려지는 형태 등으로 형성되는 것으로, 상기 초음파 발생부 거치대(492)에 결합된 상기 초음파 발생부(491)가 초음파를 발생시킬 때, 상기 초음파 발생부(491)의 진동을 감쇠시킨다.
또한, 상기 러버부(495)는 상기 판스프링부(493)에서 1차적으로 감쇠된 상기 초음파 발생부(491)의 진동을 2차적으로 감쇠시킨다.
또한, 상기 개스킷(497)은 상기 판스프링부(493)와 상기 러버부(495)에서 감쇠된 진동을 3차적으로 감쇠시키면서, 상기 결합 부재(498) 부분을 방수 처리시킨다. 상기 개스킷(497)은 원형 등의 형태로 이루어져서, 상기 초음파 발생부 거치대(492)에 설치될 수 있다.
상기와 같이 구성되면, 상기 초음파 발생부(491)에서 발생된 진동이 상기 판스프링부(493), 상기 러버부(495) 및 상기 개스킷(497)에서 감쇠될 수 있어서, 상기 초음파 발생부(491)를 상기 여과 장치 케이스(410) 내의 수중에 설치할 수 있으면서도, 상기 초음파 발생부(491)에서 발생된 진동이 상기 여과 장치 케이스(410)로 전달되는 것을 최소화시킬 수 있다.
한편, 상기 초음파 발생부(491)에서 초음파가 발생되도록 하기 위한 고주파 증폭기(미도시)의 스위칭부에는 단락 등의 경우에 전류를 차단할 수 있는 보호 회로(미도시)가 형성될 수 있다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 수처리용 여과 장치에 의하면, 여과통에 둘러진 섬유 여재가 그 전체 여과면에 대해 일정한 밀도로 압축되어 균일하고 최소 여과 공극이 얻어질 수 있고, 여과 장치가 표준화 및 소형화될 수 있도록 하는 섬유 여재를 역세하기 위한 구조를 가지므로, 그 산업상 이용 가능성이 높다고 하겠다.
Claims (9)
- 물 속의 불순물을 여과하는 섬유 여재(fiber filter media); 및상기 섬유 여재가 둘러지는 파형 여과통(waveform strainer);을 포함하고,상기 파형 여과통에 둘러진 상기 섬유 여재가 상기 파형 여과통의 외부 형상에 따라 일정한 밀도로 압축되어 균일하고 최소 여과 공극이 얻어질 수 있도록, 상기 파형 여과통은 상기 섬유 여재가 접촉되는 부분의 단면이 적어도 하나의 곡면을 가지는 것을 특징으로 하는 수처리용 여과 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 파형 여과통은 그 상부와 하부가 상대적으로 좁고 그 가운데가 불룩한 항아리 형상을 이루는 복수 개의 여과부와, 상기 복수 개의 여과부에서 이웃하는 여과부의 사이에 형성되는 파형 여과통 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리용 여과 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 파형 여과통에 둘러진 상기 섬유 여재가 상기 파형 여과통의 외부 형상에 따라 일정한 밀도로 압축되어 균일하고 최소 여과 공극이 얻어질 수 있도록, 상기 파형 여과통에 둘러진 상기 섬유 여재를 조이거나 이완시키는 섬유 조임 부재;를 포함하는 수처리용 여과 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 섬유 조임 부재는외부에서 구동력을 전달받아 회전되는 회전축과,상기 회전축 상에 형성되는 회전 기어와,상기 섬유 여재의 외측을 따라 형성되어 상기 회전 기어와 맞물려 회전되는 외측 회전부와,상기 외측 회전부에 그 일단이 연결되고, 상기 섬유 여재를 조일 수 있도록 상기 섬유 여재의 표면을 따라 감기는 조임부와,상기 조임부가 관통되는 조임부 관통 홀더와,상기 조임부 관통 홀더와 이격되도록 배치되고, 상기 조임부가 관통되며, 상기 조임부 관통 홀더를 관통한 상기 조임부의 타측이 연결되는 조임부 연결 홀더를 포함하고,상기 회전축이 일방으로 회전되어 상기 회전 기어가 상기 회전축과 동일한 방향으로 회전되면, 상기 회전 기어에 맞물린 상기 외측 회전부가 회전되어, 상기 외측 회전부에 연결된 상기 조임부가 당겨지면서, 상기 조임부가 상기 섬유 여재를 조이게 되고,상기 회전축이 타방으로 회전되어 상기 회전 기어가 상기 회전축과 동일한 방향으로 회전되면, 상기 회전 기어에 맞물린 상기 외측 회전부가 회전되어, 상기 외측 회전부에 연결된 상기 조임부가 밀리면서, 상기 조임부가 상기 섬유 여재를 이완시키는 것을 특징으로 하는 수처리용 여과 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 수처리용 여과 장치는 상기 섬유 여재의 상부 및 하부를 상기 파형 여과통의 상부 및 하부에 각각 연결하는 연결 부재;를 포함하고,상기 파형 여과통에서 상기 연결 부재가 배치된 부분에는 연결 부재 안내부가 형성되고,상기 연결 부재는 상기 섬유 여재가 고정된 상태로 상기 연결 부재 안내부를 따라 승강될 수 있는 승강 부재와, 상기 승강 부재에 탄성을 제공하는 탄성 부재를 포함하여,상기 섬유 조임 부재가 상기 섬유 여재를 조이면, 상기 섬유 여재가 고정된 상기 승강 부재가 상기 연결 부재 안내부를 따라 상기 섬유 조임 부재가 배치된 방향으로 이동되면서, 상기 탄성 부재에 복원력이 축적되고,상기 섬유 조임 부재가 상기 섬유 여재를 이완시키면, 상기 탄성 부재에 축적된 복원력에 의해 상기 승강 부재가 상기 연결 부재 안내부를 따라 원위치되며,상기 섬유 여재가 상기 승강 부재에 고정될 수 있도록, 상기 연결 부재는 상기 섬유 여재를 관통하면서 상기 승강 부재에 결합되는 섬유 여재 결합 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리용 여과 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 섬유 여재를 구성하는 필터 원재는 복수 개의 섬유 가닥이 나란히 배열되고, 상기 연결 부재가 연결되는 부분에서 적어도 하나의 다른 섬유 가닥이 상기 복수 개의 섬유 가닥을 가로질러 직조된 형태로 이루어지고,상기 필터 원재가 상기 파형 여과통 주변을 따라 감겨 상기 섬유 여재가 형성된 것을 특징으로 하는 수처리용 여과 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 수처리용 여과 장치는 사면 중 마주보는 두 면의 폭이 다른 마주보는 두 면의 폭보다 상대적으로 좁게 형성되는 직육면체 형상의 여과 장치 케이스를 포함하고,상기 파형 여과통은 상기 파형 여과통에 둘러진 상기 섬유 여재가 상기 파형 여과통의 외부 형상에 따라 일정한 밀도로 압축되어 균일하고 최소 여과 공극이 얻어질 수 있도록, 상기 여과 장치 케이스에서 상대적으로 폭이 넓은 마주보는 두 면 내측에 상기 섬유 여재가 배열되고, 상기 파형 여과통에서 상기 섬유 여재가 접촉되는 면의 단면이 파형으로 복수 개의 곡면을 가지는 여과부와, 상기 여과부의 각 곡면 사이를 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리용 여과장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 섬유 여재를 역세(backwash)시킬 때 상기 섬유 여재의 세척을 위하여 초음파를 인가하는 초음파 발생 부재를 포함하는 수처리용 여과 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 초음파 발생 부재는초음파를 발생시키는 초음파 발생부와,상기 초음파 발생부가 결합되는 초음파 발생부 거치대와,상기 초음파 발생부 거치대에 연결되어 상기 초음파 발생부에서 발생되는 진동을 감쇠시키는 판스프링부와,상기 판스프링부 하부와 연결되는 연결부와,상기 연결부를 감싸 상기 초음파 발생부에서 발생되는 진동을 감쇠시키는 러버부와,상기 연결부의 하단이 연결되는 받침대와,상기 받침대를 관통하여 상기 수처리용 여과 장치의 케이스에 결합되는 결합 부재와,상기 결합 부재와 상기 받침대 사이에 배치되어 상기 초음파 발생부에서 발생되는 진동을 감쇠시키는 개스킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리용 여과 장치.
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KR20100137350A (ko) * | 2010-03-23 | 2010-12-30 | 김창수 | 수처리용 여과 장치 |
-
2011
- 2011-03-15 WO PCT/KR2011/001786 patent/WO2012124839A1/ko active Application Filing
Patent Citations (3)
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