KR100676953B1 - 액체 청정 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 액체 청정 여과장치는 복수개의 개구가 형성된 격판에 의해 내부공간이 상하측 공간으로 구획된 탱크와, 상기 탱크 내의 격판 상에 순차적으로 적층되는 여과재와, 상기 탱크와 연결되어 정화를 위한 물을 상부측 공간부로 공급하기 위한 급수관과, 상기 격판 하부측 공간부와 연통 되도록 상기 탱크에 설치되는 배수관을 구비하며, 상기 급수관과 배수관의 사이에 설치되어 물의 흐름을 변화시켜 여과재를 세척하는 역세수단과, 상기 탱크에 설치되며 여과되는 물을 살균하며 역세시 여과재에 의해 세척되는 적어도 하나의 자외선 살균 램프을 구비한다.

탱크, 여과재, 자외선 살균램프.

Description

액체 청정 여과장치{an apparatus for disinfecting liquid}

도 1은 본 발명에 따른 액체 청정 여과장치의 일부 절제 사시도,

도 2는 격판에 설치된 스트레이너를 발췌하여 도시한 일부절제 사시도,

도 3은 탱크에 자외선 살균램프가 설치된 상태를 나타내 보인 단면도,

도 4는 본 발명에 다른 액체 청정 여과장치의 다른 실시예를 나타내 보인 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 액체 청정 여과장치의 또 다른 실시예를 나타내 보인 일부절제 사시도.

본 발명은 액체 청정 여과장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 음용수, 산업용수, 우수 및 폐수를 정화하기 위한 액체 청정 여과장치에 관한 것이다.

통상적으로 음용수의 정수, 수영장 또는 목용탕의 풀에 공급되는 물, 공업용수, 공업폐수, 우수 등은 적절한 수질을 유지하기 위하여 필터를 이용하여 이물을 제거함과 아울러 멸균 또는 정화를 위하여 약품처리하고 있다. 특히 수영장 또는 목욕탕에 공급된 물은 정기적으로 염소화석회, 차아염소산 소다 (NaClO) 등을 투 입하여 멸균처리하고 있다.

특히, 빌딩의 옥상 등에 배치되는 급수조에 저장된 물은 염소의 멸균력만을 의지하는 것이 현실이며, 급수조의 내부에서 번식하는 조류나 세균에 의한 오염을 근본적으로 방지할 수 없다. 또, 일반가정용 욕조의 경우, 입욕 시 물을 갈아넣기 때문에 수질 면에서 문제는 없다고 생각되기 쉬우나, 욕조에 접속된 보일러 안은 자주 청소할 수 없기 때문에 잡균 및 곰팡이 등이 번식하기 쉽기 때문에 역시 수질의 악화가 우려된다.

상술한 것과 같은 급수조와 욕조에 저장된 물을 멸균 처리를 위해 염소를 사용하는 경우 물의 용도에 따라 잔류염소농도가 소정 범위내가 되도록 할 필요가 있다.

대한민국 공개특허 제 2001-0024674호에는 액체 및 기체의 살균방법 및 그 장치가 개시되어 있다. 개시된 장치는 하나 이상의 광섬유를 살균하고자 하는 기체가 액체에 분포시키고 광섬유에 광을 조사 할 수 있도록 하나 이상의 광원을 가지는 방사유닛들을 구비한다.

공개 특허 제 1996-7002419호에는 오염된 유체를 정제하는 방법이 개시되어 있으며, 등록특허 10-0485897호에는 자외선 물 살균장치가 개시되어 있으며, 공개특허 제 1994-006934호에는 폐수처리 방법 및 장치가 개시되어 있다.

이 폐수처리 장치에는 필터링 된 폐수가 통과하면서 살균될 수 있도록 내부에 자외선 살균램프가 설치된 탱크가 개시되어 있다. 이러한 탱크의 구조는 단순히 살균만을 위해 자외선 살균램프가 탱크의 설치되어 있으므로 물을 필터링 할 수 없으며, 살균 램프에 이물질이 끼이는 경우 탱크로부터 자외선 살균램프를 분리하여 세척하여야 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 세균에 의한 여과재의 오염을 방지할 수 있으며, 여과되는 액체를 살균하고, 이 액체로부터 이물을 제거할 수 있는 액체 청정 여과장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 여과재와 자외선 살균램프의 세척이 가능한 액체 청정 여과장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 액체 청정 여과장치는

복수개의 개구가 형성된 격판에 의해 내부공간이 상하측 공간으로 구획된 탱크와, 상기 탱크 내의 격판 상에 순차적으로 적층되는 여과재와, 상기 탱크와 연결되어 정화를 위한 물을 상부측 공간부로 공급하기 위한 급수관과, 상기 격판 하부측 공간부와 연통 되도록 상기 탱크에 설치되는 배수관을 구비하며, 상기 급수관과 배수관의 사이에 설치되어 물의 흐름을 변화시켜 여과재를 세척하는 역세수단과, 상기 탱크에 설치되며 여과되는 물을 살균하며 역세시 여과재에 의해 세척되는 적어도 하나의 자외선 살균 램프을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 여과재는 자갈, 세사, 카본수지 이온수지 등이 적층되어 이루어질 수 있으며, 상기 배수 또는 급수관의 적어도 일측에는 염소를 공급할 수 있는 염소 공급수단이 설치될 수 있다.

그리고 상기 여과재의 적어도 하나는 광촉매가 코팅되고, 이 광촉매가 코팅된 층에 자와선을 조사할 수 있는 보조 자외선 램프가 더 구비될 수 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액체 청정 여과장치의 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 액체 청정 여과장치는 여과재를 이용하여 액체를 정화시킴과 아울러 살균할 수 있는 것으로 그 일 실시예를 도 1에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 액체 청정 여과장치(10)는 격판(11)에 의해 상하로 구획된 상하부측 공간부(12)(13)를 가지는 탱크(14)를 구비한다. 상기 탱크(14)의 내부를 상하 공간부(12)(13)로 분리하는 격판(11)에는 후술하는 여과재를 통과한 물이 하부측 공간부(13)로 흐를 수 있도록 복수개의 스트레이너(15)가 설치된다. 상기 스트레이너(15)는 도 2에 도시된 바와 같이 격판(11)에 관통공(11a)이 형성되고, 이에 중공부를 가지는 기부(15a)가 설치되고 이 기부의 상부측에는 여과재가 통과하지 못하고 물만 통과할 수 있는 절두 원추형상의 그릴부(15b)가 마련된다. 상기 격판(11)에 설치되는 스트레이너(15)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 여과재를 통과한 물을 여과재의 편승 없이 하부 공간부로 이동시킬 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 예컨데, 상기 격판에 여과재가 통과하지 못하도록 형성된 미세한 관통공으로 이루어질 수도 있다.

그리고 상기 탱크(14)의 상부측 공간부(13)에는 여과재(20)가 설치되는데, 이 여과재(20)는 자갈, 세사, 카본수지, 작은 직경의 이온수지 등이 순차적으로 적층되어 이루어질 수 있다. 상기 여과재(20)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 정화 하고자하는 액체 즉, 음용수 또는 폐수, 산업용수, 오수 등에 따라 다양하게 변형될 수 있음은 당연하다.

한편, 상기 탱크(14)에는 상기 상부측 공간부(12)에 정화시키기 위한 물을 공급하며 제 1밸브(31a)가 설치된 급수관(31)과, 상기 하부측 공간부(13)와 연통되며 여과재(20)를 통과하여 정화된 물을 배출하며 제 2밸브(32a)가 설치된 배수관(32)이 설치된다. 그리고 상기 급수관(31)과 배수관(32)의 사이에는 상기 급수관(31)을 통하여 유입되는 물이 하부측 공간부(13) 측으로부터 상부측 공간부(12) 측으로 흐르도록 하여 상기 여과재를 역세하는 역세수단(35)이 더 구비된다.

상기 역세수단(35)은 급수관(31)과 배수관(32)을 연결하며 제 3밸브(36a)가 설치되는 역세관(36)과, 외부로 물을 배출 할 수 있도록 급수관(31)과 연결되며 제 4밸브(37a)가 설치된 역세 배출관(37)을 구비한다. 여기에서 상기 역세수단은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 물을 상기 하부측 공간부(13)로부터 상부측 공간부(12)로 흐르도록 하여 여과재(20)를 세척할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다.

상기 탱크(14) 또는 상기 배수관(32)은 염소화석회 및 차아염소산 소다 등의 염소가 저장된 보조탱크(40)와 분기관(41)에 의해 연결되고, 이 분기관(41)에는 탱크(14)에 설치된 염소 잔류감지센서(42)에 의해 감지된 염소함량에 따라 부족한 염소량을 공급하는 펌프(43)가 설치된다.

한편, 상기 탱크(14)에는 도 1에 도시된 바와 같이 유입되는 물을 살균하기 위한 살균수단(50)이 설치되는데, 이 살균수단(50)은 상기 탱크(14)에 설치되어 급수관(31)을 통하여 상부측 공간부(12)에 공급되는 물을 살균하기 위한 적어도 하나의 자외선 살균램프(51)를 구비한다. 상기 자외선 살균램프(51)는 상기 탱크(14)에 형성된 램프 장착부(52)에 지지되는데, 이 자외선 살균램프(51)는 석영관에 의해 감싸여질 수 있으며, 전원을 공급하기 위한 전원공급부(51a)가 상기 램프 장착부(52)에 장착될 수 있다. 여기에서 상기 자외선 살균램프(51)는 여과재(20)를 역세하는 과정에서 여과재(20)가 부상하여 자외선 살균램프(51)의 외주면을 세척할 수 있도록 상기 여과재(20)와 근접되도록 설치함이 바람직하다.

여기에서 상기 자외선 살균램프(51)는 도 3에 도시된 바와 같이 탱크(14)의 측면으로부터 방사상으로 설치될 수 있다. 이 경우 자외선램프(51)의 설치 수는 상기 상부측 공간부(12)로 공급되는 물을 충분히 자외선 살균할 수 있도록 설치함이 바람직하다. 여기에서 상기 자외선 살균램프(51)는 광학 스펙트럼으로 파장이 253.7nm의 자외선 C를 사용함이 바람직하다.

도 4에는 본 발명에 따른 액체 청정 여과장치의 다른 실시예를 나타내 보였다. 이 실시예에 있어서, 상기 실시예와 동일한 부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도면을 참조하면, 액체 청정 여과장치(10)는 적어도 일측의 입자상 여과재(21)에 광촉매를 코팅하고, 이 광촉매가 코팅된 여과재(21)에 자외선 광이 고루 분사될 수 있도록 광촉매가 코팅된 여과재(21)에 매립되는 보조자외선 살균램프(55)가 설치되고, 상기 탱크(11)에는 상부측 공간부에 유입되는 액체 즉, 정화를 위한 액체에 자외선을 조사하여 살균하기 위한 자외선 살균램프(51)가 설치된다. 여기에서 상기 광촉매가 코팅된 여과재(21)에는 여과재의 각 부위에 자외선 광이 조사될 수 있도록 소정패턴의 도광부재(미도시)가 설치될 수 있다. 여기에서 상기 도광부재는 광의 투과가 가능한 석영으로 이루어진 망상의 판 또는 여과재(21)에 혼합된 구 또는 파상편으로 이루어질 수 있다.

상기 실시예들에 있어서, 탱크(14)의 내부에 자외선 살균램프(51)는 도 5에 도시된 바와 같이 탱크(14)의 내부에 램프 장착부(61)들이 소정의 간격으로 형성된 브라켓(62)이 고정되고, 이 브라켓(62)에 형성된 램프 장착부(61)들에 고정됨으로써 탱크(14)의 내부에 설치될 수 있다. 상기 브라켓은 도면에 도시되어 있지 않으나 탱크(14)의 내주면에 독립적으로 설치될 수도 있다. 또한 상기 탱크에 대한 자외선 살균램프의 설치는 도면에 도시되어 있지 않으나 탱크의 외주면에 소정의 간격으로 투시창들이 설치되고, 이와 대응되는 탱크의 외주면에 자외선 살균램프가 설치될 수 있다. 이 경우 상기 투시창과 대응되는 영역 이외의 영역에는 상기 자외선 살균램프로부터 조사되는 광을 투시창을 통하여 내부로 투사시킬 수 있도록 반사판이 설치된다. 상기 투시창은 자외선 광의 흡수가 상대적으로 적은 석영으로 제조함이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 액체 청정 여과장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

액체 청정 여과장치(10)를 이용하여 음용수, 산업용수, 오폐수를 정수하기 위해서는 상기 급수관(31)의 제 1밸브(31a)를 작동시켜 급수관(31)을 통하여 정수하고자 하는 액체 즉, 물을 공급함과 아울러 상부 공간부에 설치된 자외선 살균램프(51)를 발광시킨다. 이와 같이 하면, 상기 급수관(31)을 통하여 공급되는 물은 먼저 자외선 살균램프(51)로부터 조사되는 자외선 광에 의해 살균된다. 그리고 살균된 물은 여과재(20)를 통과하면서 정화되고, 이 정화된 물은 격판(11)에 설치된 스트레이너(15)를 통하여 하부측 공간부(13)으로 이동된 후 배출관(32)를 통하여 배출된다. 이와 같이 액체인 물의 정화가 이루어지는 과정에서 도 4에 도시된 바와 같이 여과재(20)의 내부에는 보조 자외선 살균램프(55)가 매립되고 보조 자외선 살균램프를 매립하는 여과재(20)에는 광촉매가 코팅되어 있으므로 여과재가 세균에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.

특히, 상기 보조 자외선 살균램프(55)가 매립된 여과재에는 도광부재가 설치되어 있으므로 여과재(21)의 각 부위로 자외선을 조사할 수 있어 살균력을 높일 수 있다.

상기와 같이 액체인 물의 정화가 이루어지는 과정에서 상기 여과재(20)들이 오염되므로 주기적으로 이를 세척하여 주어야 하는데, 이의 세척은 역세수단을 이용하여 물을 역으로 공급 및 배출함으로써 이루어질 수 있다.

즉, 상기 급수관(31)에 설치된 제 1밸브(31a)와 배출관(32)에 설치된 제 2밸브(32a)를 차단한다. 그리고 상기 역세관(36)에 설치된 제 3밸브(36a)와 역세 배출관(37)에 설치된 제 4밸브(37a)를 연다. 이와 같이 하면 상기 급수관(31)으로 공급된 물은 상기 역세관(36)을 통하여 탱크(14)의 하부측 공간부(13)로 공급되고 이와 같이 공급된 물은 격판(11)에 설치된 스트레이너(15), 여과재(20), 상부측 공간부(12)를 통하여 역세배출관(37)로 배출된다. 이 과정에서 상기 여과재(20)에 침적된 이물은 여과재(20)로부터 분리되어 배출된다. 또한 역세가 이루어지는 과정에서 상기 여과재(20)가 부상하게 되는데, 이 부상된 여과재에 의해 자외선 살균램프(51)의 외주면을 세척하게 된다.

특히 상기 탱크의 내부에는 램프 장착부를 가지는 브라켓이 설치되어 다수개의 자외선 살균램프가 설치되고, 이 자외선 살균램프(51)가 여과재와 근접된 상태이므로 여과재에 의한 세척효율을 높일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 액체 청정 여과장치는 자외선 살균램프를 이용하여 액체와 여과재를 살균할 수 있으며, 오염된 여과재를 주기적으로 역세하여 세척함으로써 여과재의 반복 사용이 가능하다. 또한 자외선 살균램프에 의해 액체를 살균할 수 있으므로 탱크를 사용하지 않은 휴지 기간동안 미생물이 번식하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 액체 청정 여과장치는 폐수의 고도처리, 우수의 정수 등에 널리 이용될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 복수개의 개구가 형성된 격판에 의해 내부공간이 상하측 공간으로 구획된 탱크와, 상기 탱크 내의 격판 상에 순차적으로 적층되는 여과재와, 상기 탱크와 연결되어 정화를 위한 물을 상부측 공간부로 공급하기 위한 급수관과, 상기 격판 하부측 공간부와 연통 되도록 상기 탱크에 설치되는 배수관을 구비하며, 상기 급수관과 배수관의 사이에 설치되어 물의 흐름을 변화시켜 여과재를 세척하는 역세수단과, 상기 탱크에 설치되며 여과되는 물을 살균하며 역세시 여과재의 유동에 의해 세척되는 하나 이상의 자외선 살균 램프를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 액체 청정 여과장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 여과재는 자갈, 세사, 입자상의 카본수지 및 이온수지가 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 청정 여과장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 여과재에 광촉매가 코팅되고 이 광촉매가 코팅된 여과재에 보조 자외선 살균램프가 매립된 것을 특징으로 하는 액체 청정 여과장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 여과재에 보조 자외선 살균램프로부터 조사되는 광을 여과재에 분산 조사하기 위한 도광부재가 더 구비된 것을 특징으로 하는 액체 청정 여과장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 탱크의 내부에 설치되며 자외선 살균램프들이 설치되는 램프 장착부를 가진 브라켓을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 액체 청정 여과장치.

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