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KR102425275B1 - 유수분리필터 구조체 및 이를 포함하는 유수분리장치 - Google Patents

유수분리필터 구조체 및 이를 포함하는 유수분리장치 Download PDF

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KR102425275B1
KR102425275B1 KR1020200045429A KR20200045429A KR102425275B1 KR 102425275 B1 KR102425275 B1 KR 102425275B1 KR 1020200045429 A KR1020200045429 A KR 1020200045429A KR 20200045429 A KR20200045429 A KR 20200045429A KR 102425275 B1 KR102425275 B1 KR 102425275B1
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oil
water separation
separation filter
water
filter structure
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문명운
이영아
조서현
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한국과학기술연구원
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Abstract

본 발명은, 이물질을 포함하는 혼합유체로부터 분리된 유체를 배출하는 분리수배출홀을 형성하는 베이스 가이드부; 상기 베이스 가이드부의 상부에 위치하고, 상기 혼합액체가 포함하는 상기 이물질과 상기 유체를 분리하는 유수분리필터; 및 상기 유수분리필터의 상부에 위치하고, 상기 혼합유체를 유입하는 1개 이상의 혼합유체유입홀을 형성하면서, 상기 베이스 가이드부에 결합하는 탑 가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유수분리필터 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 유수분리필터 구조체가 친수성 소재를 포함하여 물과 오일을 분리하므로, 종래의 부직포 형태의 필터와 달리 지속적으로 사용이 가능하여 환경 오염문제를 유발하지 않는 효과가 있다.

Description

유수분리필터 구조체 및 이를 포함하는 유수분리장치{OIL-WATER SEPARATION FILTER STRUCTURE AND OIL-WATER SEPARATOR COMPRISING THE SAME}
본 발명은 해양 또는 강에 부유하는 오일을 수거하기 위한 유수분리필터 구조체 및 이를 포함하는 유수분리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 친수성 소재를 포함하여 오일과 물을 분리하는 유수분리필터 구조체와, 설치면에 대하여 소정의 각도를 형성하는 유수분리필터 구조체를 포함하여 오일과 물을 분리하고, 분리된 오일을 수거하는 유수분리장치에 관한 것이다.
최근 다양한 원인으로 인해, 해양이나 강에서 오일 유출 사고가 빈번하게 일어나고 있으며, 해양나 강에서 오일 유출사고가 발생하는 경우, 해수나 강물의 표면에 오일이나 위험유해물질(HNS; Hazardous & Noxious Substance)이 주변으로 빠르게 전파되어 심각한 환경오염을 초래한다.
따라서, 이러한 수질오염을 방지하기 위해서는, 해양이나 강에서 운행되는 선박 등의 다양한 이동수단의 사고를 미연에 방지하는 것이 무엇보다 중요하며, 오일이나 HNS의 유출사고가 발생하였을 때에는 유출된 오일이나 HNS를 신속히 제거하는 것이 중요하다.
한편, 오일이 유출되었을 때는 통상적으로 오일이 떠다니는 수면에 유화제를 살포하여 오일을 바다나 강의 바닥으로 가라앉게 하는 방법이나, 해안까지 오염물질이 전파된 후에 흡착포를 써서 해안의 오일을 제거하는 방법 등이 사용된다.
그러나, 유화제는 오일을 바닥에 가라앉혀 2차적인 오염을 발생시키는 문제가 있고, 흡착포에 의한 오일 제거는 오염물질의 전파가 이미 심각하게 진행된 후에야 사용될 수 있는 방법이므로 오일 유출 발생 직후에 오일의 확산을 효과적으로 차단하고 회수하는 기술의 개발이 요구된다.
오일을 회수하기 위해서 오일스키머(oil skimmer)를 이용하기도 하는데 회수 중에 물을 더 많이 회수하게 되어 회수된 오일저장소에 오일보다 물이 더 많이 저장되는 상황이 발생하여 오일회수 효율이 낮은 특징을 가진 것으로 보고된다.
한편, 위와 같은 방법 외에, 표면의 친수성과 소수성과 같은 표면에너지를 조절함으로써 유출된 오일을 물에서부터 분리하는 유수분리방법이 있다.
이와 같은 유수분리방법은 크게 표면에너지가 낮은 초소수성 필터를 이용하여 기름은 통과시키고 물은 거르는 방법과, 표면에너지가 높은 친수성 혹은 초친수성 필터를 이용하여 물은 통과시키고 필터 사이에 형성된 수막에 의해 기름은 통과시키지 않는 방법으로 나눌 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 종래에는 해양 또는 강에 유출된 오일을 제거하기 위하여 흡착포, 유화제 및 친유성 소재를 포함하는 오일 스키머 등은 오일 회수 성능이 우수하지 못하므로, 친수성 소재를 포함하여 물과 오일을 분리해내는 장비에 관한 개발이 요구되는 실정이다.
한국등록특허공보 제10-0711296호(2007.04.18 등록)
이에 본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 친수성 소재를 포함하여 혼합유체에 포함된 오일과 물을 효과적으로 분리할 수 있는 유수분리필터 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 친수성 소재를 포함하는 유수분리필터 구조체를 설치면과 소정의 각도를 형성하도록 설치하여, 물과 오일을 포함하는 혼합유체를 유수분리필터 구조체의 경사를 따라 유동시키면서, 물은 유수분리필터 구조체의 하부 방향으로 배출시키고, 오일은 유수분리필터 구조체의 단부에 마련된 분리유저장부에 회수할 수 있는 유수분리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는, 이물질을 포함하는 혼합유체로부터 분리된 유체를 배출하는 분리수배출홀을 형성하는 베이스 가이드부; 상기 베이스 가이드부의 상부에 위치하고, 상기 혼합액체가 포함하는 상기 이물질과 상기 유체를 분리하는 유수분리필터; 및 상기 유수분리필터의 상부에 위치하고, 상기 혼합유체를 유입하는 1개 이상의 혼합유체유입홀을 형성하면서, 상기 베이스 가이드부에 결합하는 탑 가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유수분리필터 구조체를 제공한다.
또한, 이물질을 포함하는 혼합유체로부터 분리된 유체를 배출하는 분리수배출홀을 형성하는 베이스 가이드부와, 상기 베이스 가이드부의 상부에 위치하고, 상기 혼합액체가 포함하는 상기 이물질과 상기 유체를 분리하는 유수분리필터 및 상기 유수분리필터의 상부에 위치하고, 상기 혼합유체를 유입하는 1개 이상의 혼합유체유입홀을 형성하면서, 상기 베이스 가이드부에 결합하는 탑 가이드부를 포함하는 유수분리필터 구조체; 및 상기 유수분리필터 구조체의 하부에 결합하고, 상기 유수분리필터 구조체가 설치면에 대하여 소정의 각도를 형성하도록, 상기 유수분리필터 구조체의 양 단부를 서로 다른 높이로 지지하는 지지장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유수분리필터 구조체를 포함하는 유수분리장치를 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따른 유수분리필터 구조체는 친수성 소재를 포함하여 물과 오일을 분리하므로, 종래의 부직포 형태의 필터와 달리 지속적으로 사용이 가능하여 환경 오염문제를 유발하지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터 구조체를 포함하는 유수분리장치는, 경사를 형성하는 유수분리필터 구조체에 혼압액체를 유동시키면서 물과 오일을 분리하므로, 유수분리필터 구조체에 혼합액체를 공급하기 위한 동력 이외에 별도의 동력 제공 없이도 지속적이고 반복적인 오일의 수거가 가능한 효과가 있다.
또한, 유수분리필터에 유수분리공간을 형성하여, 물과 유수분리필터 표면 간의 접촉 시간 및 접촉 면적을 증가시킴으로서, 유수분리필터의 유수분리효율을 상승시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터 구조체의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터 구조체의 전체 구성을 나타내는 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유수분리필터 구조체의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유수분리필터 구조체의 전체 구성을 나타내는 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유수분리필터 구조체의 탑 가이드부의 다른예를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유수분리필터 구조체의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터 구조체를 포함하는 유수분리장치의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리장치가 포함하는 유수분리필터 구조체 및 지지장치를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리장치가 포함하는 유수분리필터 구조체 및 지지장치를 나타내는 측면도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리장치가 포함하는 유수분리필터 구조체가 혼합유체에 포함된 이물질 및 이물질 외의 유체를 분리하는 모습을 나타내는 측면도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리장치가 포함하는 유수분리필터 구조체 및 지지장치를 나타내는 분해사시도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리장치가 포함하는 유수분리필터 구조체 및 지지장치를 나타내는 결합사시도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리장치가 포함하는 유수분리필터 구조체에 수막형성장치가 구비된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유수분리장치를 나타내는 측면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유수분리장치를 나타내는 측면도이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터의 선택투과 예를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터의 표면에 나노 돌기 구조체가 형성된 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 도 15의 나노 돌기 구조체의 다른 예를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터 구조체(100-1)는, 이물질(6)을 포함하는 혼합유체(1)로부터 분리된 유체(3)를 배출하는 분리수배출홀(111-1)을 형성하는 베이스 가이드부(110-1); 베이스 가이드부(110-1)의 상부에 위치하고, 혼합액체(1)가 포함하는 이물질(6)과 유체(3)를 분리하는 유수분리필터(130-1); 및 유수분리필터(130-1)의 상부에 위치하고, 혼합유체(1)를 유입하는 1개 이상의 혼합유체유입홀(151-1)을 형성하면서, 베이스 가이드부(110-1)에 결합하는 탑 가이드부(150-1);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터 구조체(100-1)는 이물질(6)을 포함하는 혼합유체(1)에서, 이물질(6)과 이물질(6) 이외의 유체(3)를 분리한다.
여기서, 이물질(6)은 오일(oil)일 수 있으며, 이물질 이외의 유체(3)는 물(water)을 수 있고, 따라서 혼합액체(1)은 오일 등이 유출되어 방제작업이 요구되는 해수일 수 있다(이하에서는 이물질(6)은 오일이고, 유체(3)는 물인 것으로 하여 설명한다).
본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터 구조체(100-1)는 오일 등이 유출된 해양의 방제작업에 사용될 수 있으며, 후술하는 바와 같이 유수분리장치(10, 11)의 일 구성으로서, 오일(6)과 물(3)을 분리하는 기능을 수행할 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터 구조체(100-1)의 각 구성에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 베이스 가이드부(110-1)는 오일(6)을 포함하는 혼합유체(1)로부터 분리된 물(3)을 배출하는 분리수배출홀(111-1)을 형성한다.
베이스 가이드부(110-1)는 일예로 플레이트 형상으로 형성될 수 있으며, 내부에 유수분리필터(130-1)에 의해 분리된 물(3)을 배출하는 분리수배출홀(111-1)을 형성한다.
분리수배출홀(111-1)은 사각형상으로 형성될 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
이어서, 유수분리필터(130-1)는 베이스 가이드부(110-1)의 상부에 위치하고, 혼합액체(1)가 포함하는 오일(6)과 물(3)을 분리한다.
유수분리필터(130-1)는 베이스 가이드부(110-1)의 상부에 위치하는데, 유수분리필터(130-1)는 베이스 가이드부(110-1)의 형상과 대응하는 형상으로 형성되어, 베이스 가이드부(110-1)의 상부에 위치할 수 있다.
유수분리필터(130-1)는 베이스 가이드부(110-1)의 상부에 완전히 고정될 수도 있고, 교체가 가능하도록 탈착 가능하게 결합할 수도 있다.
유수분리필터(130-1)는 혼합액체(1)가 포함하는 오일(6)과 이물질 이외의 물(3)을 분리하게 되는데, 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터(130-1)는 도 16에 도시된 바와 같이, 친수성을 갖도록 표면 처리된 다공성 소재(porous material)(12)를 포함할 수 있다.
유수분리필터(130-1)는 친수성을 갖도록 표면 처리된 다공성 소재(12)를 포함함으로써, 표면에 수막이 형성될 수 있으며, 유수분리필터(200)의 표면에 형성된 수막에 의해 오일(6)을 통과시키지 않고 물(3)만을 선택적으로 통과시킬 수 있게 된다.
이때, 다공성 소재(12)의 친수성은, 물(3)에 대한 접촉각을 0 내지 50 도로 형성할 수 있으며, 유수분리필터(130-1)는 마이크로미터 수준의 기공들(pores)을 포함함으로써 친수성을 갖도록 제작될 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터(130-1)는 오일(6)과 물(3)을 선택적으로 투과시키는 친수성 소재를 포함하여, 유수분리필터(130-1)에 공급되는 혼합유체(1)에 포함된 물(3)은 유수분리필터(130-1)의 하부로 통과시키고, 오일(6)은 유수분리필터(130-1)의 상부에 잔류하도록 만든다.
한편, 유수분리필터(130-1)는 도 17에 도시된 바와 같이 그물형 메쉬망(12b) 형태로, 메쉬 기공(pores)을 포함하는 다공성 구조체일 수 있다.
여기서, 메쉬 기공(pores)의 지름은 1 내지 1000 마이크로미터일 수 있다.
또한, 그물형 메쉬망(12b) 형태는, 섬유 가닥 사이의 간격이 1 내지 1000 마이크로미터 가량 되는 매크로 간극(macro-pores)을 이루도록 섬유 가닥을 배열하여 이뤄질 수 있다.
이때, 그물형 메쉬망(12b)을 이루는 섬유 가닥의 지름은 10 내지 1000 마이크로미터로 형성될 수 있다.
또한, 도 17에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터(130-1)는, 표면에 나노 돌기 구조체(12n)를 형성할 수 있다.
여기서, 나노 돌기 구조체(12n)는 1 내지 100 나노미터의 직경으로 형성될 수 있으며, 길이는 1 내지 1000 나노미터로 형성될 수 있다.
이때, 나노 돌기 구조체(12n)는 고분자 소재로 이뤄질 수 있으며, 또한 나노 돌기 구조체(12n)는, 나노 헤어(nano-hair), 나노 섬유(nanofiber), 나노 필라(nano-pillar), 나노 로드(nano-rod), 나노 와이어(nano-wire)일 수 있다.
이처럼 유수분리필터(130-1)에 나노 돌기 구조체(12n)가 형성됨으로써, 유수분리필터(130-1) 표면의 친수성이 향상된다.
이러한 유수분리필터(130-1)는, 물(3)에 대한 젖음성을 가지며 물(3)을 흡수할 수 있는 특징을 갖기 때문에 물(3)을 쉽게 통과시킨다.
따라서, 유수분리필터(130-1)에 오일(6)과 물(3)이 혼합된 혼합유체(1)를 통과시키면, 물(3)은 유수분리필터(130-1)를 쉽게 통과하지만, 오일(6)은 물(3)에 대한 척력으로 인해 유수분리필터(130-1)를 통과하지 못하고 유수분리필터(130-1)에 의해 걸러져 포집되는 것이다.
한편, 나노 돌기 구조체(12n)는, 도 18에 도시된 바와 같이 그물형 메쉬망(12b)에 다수개의 홈을 형성함으로써 만들어질 수 있다.
그물형 메쉬망(12b)은 나노 돌기 구조체(12n)에 의해 초친수 특성을 가지므로, 그물형 메쉬망(12b)에 물(3)과 오일(6)이 접촉할 때, 물(3)이 친수성의 다공성 기재의 표면과 접하여 물(3)과 그물형 메쉬망(12b) 사이의 강한 결합으로 인해 그물형 메쉬망(12b)의 표면에 수막이 형성된다.
따라서, 오일(6)은 그물형 메쉬망(12b) 표면의 수막에 의한 반발로 인해 그물형 메쉬망(12b)의 기공 사이를 통과하지 못하므로, 결국 오일(6)이 유수분리필터(130-1)에 의해 포집될 수 있는 것이다.
이어서, 탑 가이드부(150-1)는 유수분리필터(130-1)의 상부에 위치하고, 혼합유체(1)를 유입하는 1개 이상의 혼합유체유입홀(151-1)을 형성하면서, 베이스 가이드부(110-1)에 결합한다.
탑 가이드부(150-1)는 일예로 플레이트 형상으로 형성될 수 있으며, 이때 탑 가이드부(150-1)는 베이스 가이드부(110-1)와 대응하는 형상으로 형성될 수 있다.
탑 가이드부(150-1)는 내부에 외부로부터 공급되는 혼합유체(1)를 유입하는 1개 이상의 혼합유체유입홀(151-1)을 형성하는데, 혼합유체유입홀(151-1)은 사각형상으로 형성될 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
탑 가이드부(150-1)는 유수분리필터(130-1)의 상부에 위치하면서 베이스 가이드부(110-1)에 결합하여 하부에 위치하는 유수분리필터(130-1)를 고정하는 기능을 수행할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시에에 따른 유수분리필터 구조체(100-1)는 베이스 가이드부(110-1), 유수분리필터(130-1) 및 탑 가이드부(150-1)로 구성되여, 외부로부터 공급되는 혼합액체(1)로부터 오일(6)과 물(3)을 상호 분리할 수 있다.
다음으로, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유수분리필터 구조체(100-2)의 각 구성에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유수분리필터 구조체(100-2)를 설명함에 있어, 전술한 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터 구조체(100-1)와 동일한 구조 및 기능에 관한 설명은 생략한다.
먼저, 본 발명의 다른 실시예에 따른 베이스 가이드부(110-2)는, 혼합유체유입홀(151-2)과 대응하는 위치에, 분리수배출홀(111-2)을 1개 이상 형성하는 것을 특징으로 한다.
베이스 가이드부(110-2)는 분리수배출홀(111-2)을 탑 가이드부(150-2)에 형성된 혼합유체유입홀(151-2)의 위치와 대응하는 위치에 형성할 수 있고, 또한 탑 가이드부(150-2)에 형성된 혼합유체유입홀(151-2)의 개수와 대응하는 개수로 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 탑 가이드부(150-2)는, 유수분리필터(130-2)의 일부분을 분리수배출홀(111-2) 내부로 함몰시키는 프레스부(153-2)를 혼합유체유입홀(151-2) 상에 형성하는 것을 특징으로 한다.
탑 가이드부(150-2)는 프레스부(153-2)를 혼합유체유입홀(151-2) 상의 일부분에 형성할 수 있으며, 프레스부(153-2)는 혼합유체유입홀(151-2) 상에서 탑 가이드부(150-2)의 하부방향으로 함몰되어 형성된다.
탑 가이드부(150-2)는 프레스부(153-2)를 혼합유체유입홀(151-2) 상에 1개 이상 형성할 수 있고, 프레스부(153-2)는 탑 가이드부(150-2)의 하부방향으로 함몰되어 형성되되, 만곡된 형상을 갖거나 절곡된 형상을 가질 수 있다.
프레스부(153-2)는 탑 가이드부(150-2)가 유수분리필터(130-2)의 상부에 위치하였을 때, 유수분리필터(130-2)의 일부분을 분리수배출홀(111-2)의 내부로 함몰시키게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 베이스 가이드부(110-2)는 분리수배출홀(111-2)을 탑 가이드부(150-2)에 형성된 혼합유체유입홀(151-2)의 위치와 대응하는 위치에 형성할 수 있고, 또한 탑 가이드부(150-2)에 형성된 혼합유체유입홀(151-2)의 개수와 대응하는 개수로 형성할 수 있다.
이에 따라, 탑 가이드부(150-2)가 유수분리필터(130-2)의 상부에 위치하면, 프레스부(153-2)가 유수분리필터(130-2)의 일부분에 접촉하면서, 유수분리필터(130-2)의 일부분을 혼합유체유입홀(151-2)에 대응하는 위치에 형성된 분리수배출홀(111-2)에 함몰시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유수분리필터(130-2)는 일부분을 베이스 가이드부(110-2)에 형성된 분리수배출홀(111-2)에 함몰시킴에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이 혼합유체(1)를 수용할 수 있는 유수분리공간(S-2)를 형성하게 된다.
유수분리공간(S-2)에 혼합유체(1)가 수용되면, 혼합유체(1)와 유수분리필터(130-2) 사이의 접촉 면적이 증가하여, 유수분리필터(130-2)의 유수분리효율은 상승하게 된다.
한편, 탑 가이드부(150-2‘)는 도 5에 도시된 바와 같이, 다수개의 프레임들이 결합한 구조로 형성될 수도 있다.
탑 가이드부(150-2‘)가 다수개의 프레임들을 포함하여 형성되는 경우에는, 탑 가이드부(150-2‘)는 프레스부(153-2’)가 형성되는 혼합유체유입홀(151a-2’)과, 프레스부(153-2‘)가 형성되지 않는 혼합유체유입홀(151b-2’)을 형성할 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유수분리필터 구조체(100-3)는, 전술한 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터 구조체(100-1) 및 다른 실시예에 따른 유수분리필터 구조체(100-2)와 같이 베이스 가이드부(110-3), 유수분리필터(130-3) 및 탑 가이드부(150-3)를 포함할 수 있다.
이때, 탑 가이드부(150-3)에 형성된 혼합유체유입홀(151-3)이 원형으로 형성되면서, 다수개가 지그재그 경로를 따라 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 베이스 가이드부(110-1, 110-2, 110-3)와 탑 가이드부(150-1, 150-2, 150-2‘, 150-3)는 가요성(可撓性)을 구비할 수 있다.
즉, 베이스 가이드부(110-1, 110-2, 110-3)와 탑 가이드부(150-1, 150-2, 150-2‘, 150-3)는 연질의 소재로 이루어져 가요성을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 베이스 가이드부(110-1, 110-2, 110-3)와 탑 가이드부(150-1, 150-2, 150-2‘, 150-3)가 가요성을 구비하는 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 유수분리필터 구조체(100-1, 100-2, 100-3)는 양 단부를 상호 연결하여 벨트를 형성하고, 내측에 결합하는 1개 이상의 회전축 부재에 의해 회전하는 구조로 형성되어, 혼합유체(1)에 포함된 오일(6)과 물(3)을 분리할 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 탑 가이드부(150-1, 150-2, 150-3)는 소수성 소재로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 탑 가이드부(150-1, 150-2, 150-3)가 소수성 소재로 이루어짐에 따라, 탑 가이드부(150-1, 150-2, 150-3)가 유수분리필터(130-4)의 상부에 위치하였을 때, 혼합유체(1)에 포함된 물(3)은 유수분리필터(130-1, 130-2, 130-3)로 용이하게 이동할 수 있고, 오일(6)은 유수분리필터(130-1, 130-2, 130-3)로의 이동이 용이하지 않게 되어, 유수분리필터(130-1, 130-2, 130-3)의 유수분리효율이 상승할 수 있게 된다.
다음으로, 본 발명의 실시예들에 따른 유수분리필터 구조체(100-4, 100-5)를 포함하는 유수분리장치(10, 11)에 대하여 설명한다.
먼저, 도 7 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터 구조체(100-4)를 포함하는 유수분리장치(10)는, 이물질(6)을 포함하는 혼합유체(1)로부터 분리된 유체(3)를 배출하는 분리수배출홀(111-4)을 형성하는 베이스 가이드부(110-4)와, 베이스 가이드부(110-4)의 상부에 위치하고, 혼합액체(1)가 포함하는 이물질(6)과 유체(3)를 분리하는 유수분리필터(130-4) 및 유수분리필터(130-4)의 상부에 위치하고, 혼합유체(1)를 유입하는 1개 이상의 혼합유체유입홀(151-4)을 형성하면서, 베이스 가이드부(110-4)에 결합하는 탑 가이드부(150-4);를 포함하는 유수분리필터 구조체(100-4); 및 유수분리필터 구조체(100-4)의 하부에 결합하고, 유수분리필터 구조체(100-4)가 설치면에 대하여 소정의 각도(a)를 형성하도록, 유수분리필터 구조체(100-4)의 양 단부를 서로 다른 높이로 지지하는 지지장치(200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 7 내지 도 13를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리장치(10)의 각 구성에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터 구조체(100-4)를 포함하는 유수분리장치(10)는, 이물질(6)과 이물질(6) 이외의 유체(3)를 포함하는 혼합유체(1)에서 이물질(6)과 유체(3)를 상호 분리하여, 이물질(6)을 수거하는 장치로서, 이때 혼합유체(1)에 포함된 이물질(6)은 오일(oli)일 수 있으며, 유체(3)는 물(water)일 수 있다(이하에서는 이물질(6)은 오일이고, 유체(3)는 물인 것으로 하여 설명한다).
본 발명의 일실시예에 따른 유수분리장치(10)는 해양 또는 강에 유출된 오일(6)에 대한 방제작업에 동원되는 선박 등에 구비되어 오일(6)을 수거할 수 있으며, 이때 유수분리장치(10)는 선박의 선수(船首) 등에 구비될 수 있다.
여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 따른 유수분리장치(10)는 해양 또는 강으로부터 물(3)과 오일(6)이 포함된 혼합유체(1)를 흡입하기 위한 유체흡입수단(300)을 구비할 수 있다.
유체흡입수단(300)은 일예로 낮은 곳에서 높은 곳으로 혼합유체를 이동시키기 위한 양수펌프(lifting pump)로 제공될 수 있으며, 유수분리필터 구조체(100-4)의 양 단부 중 더 높은 단부에 인접하여 설치될 수 있다.
유체흡입수단(300)은 해양 또는 강으로부터 물(3)과 오일(6)이 포함된 혼합유체(1)를 흡입하여, 유수분리필터 구조체(100-4)의 양 단부 중 더 높은 단부에 흡입한 혼합유체(1)를 공급하게 된다.
이어서, 유수분리필터 구조체(100-4)는 양 단부를 서로 다른 높이로 형성하여 설치면과 소정의 각도(a)를 형성하면서, 오일(6)을 포함하는 혼합유체(1)에서, 오일(6)과 오일(6) 이외의 물(3)을 분리한다.
유수분리필터 구조체(100-4)는 후술하는 지지장치(200)에 의해 양 단부를 서로 다른 높이로 형성하여, 설치면에 대하여 소정의 각도(a)를 갖는 경사를 형성하는 것을 특징으로 한다.
유수분리필터 구조체(100-4)가 설치면에 대하여 소정의 각도(a)를 형성함으로써, 유체흡입수단(300)부터 공급받은 혼합유체(1)를 중력에 의하여 유동시킬 수 있게 된다.
유수분리필터 구조체(100-4)의 양 단부 중 더 높은 단부에 공급되는 혼합유체(1)는 유수분리필터 구조체(100-4)를 따라 유동하면서, 유수분리필터 구조체(100-4)가 포함하는 유수분리필터(130-4)에 의해 오일(6)과 물(3)로 분리되게 된다.
이때, 유수분리필터 구조체(100-4)가 설치면에 대하여 갖는 각도(a)는 0도 내지 45도로 형성될 수 있는데, 유수분리필터 구조체(100-4)가 설치면에 대하여 갖는 각도(a)가 45도를 초과하게 되면, 유수분리필터 구조체(100-4)의 상부를 유동하는 혼합유체(1)의 속도가 너무 커지게 되어, 유수분리의효율이 감소할 수 있기 때문이다.
유수분리필터 구조체(100-4)가 설치면에 대하여 갖는 각도(a)는 혼합유체(1)의 유동을 원활하게 형성하면서, 유수분리효율 또한 유지할 수 있도록 20도로 형성되는 것이 바람직하다.
좀 더 구체적으로, 유수분리필터 구조체(100-4)는 분리된 물(3)을 배출하는 분리수배출홀(111-4)을 형성하는 베이스 가이드부(110-4); 베이스 가이드부(110-4)의 상부에 위치하고, 혼합액체(1)가 포함하는 오일(6)과 물(3)을 분리하는 유수분리필터(130-4); 및 유수분리필터(130-4)의 상부에 위치하고, 혼합유체(1)를 유입하는 1개 이상의 혼합유체유입홀(151-4)을 형성하면서, 베이스 가이드부(110-4)에 결합하는 탑 가이드부(150-4);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
먼저, 베이스 가이드부(110-4)는 분리된 물(3)을 배출하는 분리수배출홀(111-4)을 형성한다.
베이스 가이드부(110-4)는 일예로 플레이트 형상으로 형성될 수 있으며, 내부에 유수분리필터(130-4)에 의해 분리된 물(3)을 배출하는 분리수배출홀(111-4)을 형성한다.
분리수배출홀(111-4)은 사각형상으로 형성될 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 베이스 가이드부(110-4)는, 베이스 가이드부(110-4)의 상단에 위치하는 유수분리필터(130-4)를 따라 유동하는 혼합유체(1)가 외부로 유출되지 않도록, 양 측단에 가이드벽체(113-4)를 형성하는 것을 특징으로 한다.
좀 더 구체적으로, 가이드벽체(113-4)는 베이스 가이드부(110-4)의 길이 방향을 따라 베이스 가이드부(110-4)의 양 측단 각각에서 돌출되어 형성될 수 있다.
이어서, 유수분리필터(130-4)는 베이스 가이드부(110-1)의 상부에 위치하고, 혼합액체(1)가 포함하는 오일(6)과 물(3)을 분리한다.
본 발명의 일실시예에 따른 유수분리장치(10)가 포함하는 유수분리필터(130-4)는 전술한 유수분리필터(130-1)와 동일한 소재로 이루어지면서 동일한 기능을 수행할 수 있으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
이어서, 탑 가이드부(150-4)는 유수분리필터(130-1)의 상부에 위치하고, 혼합유체(1)를 유입하는 1개 이상의 혼합유체유입홀(151-4)을 형성하면서, 베이스 가이드부(110-4)에 결합한다.
탑 가이드부(150-4)는 일예로 플레이트 형상으로 형성될 수 있으며, 이때 탑 가이드부(150-4)는 베이스 가이드부(110-1)와 대응하는 형상으로 형성될 수 있다.
탑 가이드부(150-4)는 내부에, 유체흡입수단(300)으로부터 공급되는 혼합유체(1)를 유입하는 1개 이상의 혼합유체유입홀(151-4)을 형성하는데, 혼합유체유입홀(151-4)은 사각형상으로 형성될 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
탑 가이드부(150-4)는 유수분리필터(130-4)의 상부에 위치하면서 베이스 가이드부(110-4)에 결합하여 하부에 위치하는 유수분리필터(130-4)를 고정하는 기능을 수행할 수도 있다.
한편, 베이스 가이드부(110-4)는, 혼합유체유입홀(151-4)과 대응하는 위치에, 분리수배출홀(111-4)을 1개 이상 형성하는 것을 특징으로 한다.
베이스 가이드부(110-4)는 분리수배출홀(111-4)을 탑 가이드부(150-4)에 형성된 혼합유체유입홀(151-4)의 위치와 대응하는 위치에 형성할 수 있고, 또한 탑 가이드부(150-4)에 형성된 혼합유체유입홀(151-4)의 개수와 대응하는 개수로 형성할 수 있다.
또한, 탑 가이드부(150-4)는, 유수분리필터(130-4)의 일부분을 분리수배출홀(111-4) 내부로 함몰시키는 프레스부(153-4)를 혼합유체유입홀(151-4) 상에 형성하는 것을 특징으로 한다.
탑 가이드부(150-4)는 프레스부(153-4)를 혼합유체유입홀(151-4) 상의 일부분에 형성할 수 있으며, 프레스부(153-4)는 혼합유체유입홀(151-4) 상에서 탑 가이드부(150-4)의 하부방향으로 함몰되어 형성된다.
탑 가이드부(150-4)는 프레스부(153-4)를 혼합유체유입홀(151-4) 상에 1개 이상 형성할 수 있고, 프레스부(153-4)는 탑 가이드부(150-4)의 하부방향으로 함몰되어 형성되되, 만곡된 형상을 갖거나 절곡된 형상을 가질 수 있다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 프레스부(153-4)는 탑 가이드부(150-4)가 유수분리필터(130-4)의 상부에 위치하였을 때, 유수분리필터(130-4)의 일부분을 분리수배출홀(111-4)의 내부로 함몰시키게 된다.
전술한 바와 같이, 베이스 가이드부(110-4)는 분리수배출홀(111-4)을 탑 가이드부(150-4)에 형성된 혼합유체유입홀(151-4)의 위치와 대응하는 위치에 형성할 수 있고, 또한 탑 가이드부(150-4)에 형성된 혼합유체유입홀(151-4)의 개수와 대응하는 개수로 형성할 수 있다.
이에 따라, 탑 가이드부(150-4)가 유수분리필터(130-4)의 상부에 위치하면, 프레스부(153-4)가 유수분리필터(130-4)의 일부분에 접촉하면서, 유수분리필터(130-4)의 일부분을 혼합유체유입홀(151-4)에 대응하는 위치에 형성된 분리수배출홀(111-4)에 함몰시킬 수 있게 된다.
유수분리필터(130-4)는 일부분을 베이스 가이드부(110-4)에 형성된 분리수배출홀(111-4)에 함몰시킴에 따라, 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이 혼합유체(1)를 수용할 수 있는 유수분리공간(S-4)를 형성하게 된다.
도 10을 참조하면, 유수분리공간(S-4)은 내부에 유수분리필터(130-4)의 경사를 따라 유동하는 혼합액체(1)를 수용할 수 있으며, 이때 물(3)과 오일(6)의 상호 간 비중차이에 의하여 유수분리공간(S-4)의 하부에는 물로 이루어진 유체층이 형성되고, 유수분리공간(S-4)의 상부에는 오일(6)로 이루어진 유체층이 형성될 수 있다.
즉, 유수분리필터(130-4)를 유동하는 혼합액체(1)가 유수분리필터(130-4)에 형성된 유수분리공간(S-4)에 유입될 때에, 물(3)과 오일(6)은 상호 간의 비중 차이에 의해 물(3)은 유수분리공간(S-4)의 하부에 위치하게 되고, 오일(6)은 유수분리공간(S-4)의 상부에 위치하게 된다.
물(3)이 유수분리공간(S-4)의 하부에 위치하게 되면서, 물(3)과 유수분리필터(130-4)의 접촉 면적이 증가하게 되어, 종국적으로는 유수분리필터(130-4)의 유수분리효율은 현저하게 상승하게 된다.
또한, 유수분리공간(S-4)에 혼합액체(1)가 수용됨으로써, 혼합액체(1)의 유동이 정체되고, 이에 따라 물(3)과 유수분리필터(130-4)의 접촉 시간이 증가하게 되어, 종국적으로는 유수분리필터(130-4)의 유수분리효율은 현저하게 상승하게 된다.
한편, 탑 가이드부(150-4)는 소수성 소재로 이루어질 수 있다.
탑 가이드부(150-4)가 소수성 소재로 이루어짐에 따라, 탑 가이드부(150-4)가 유수분리필터(130-4)의 상부에 위치하였을 때, 혼합유체(1)에 포함된 물(3)은 유수분리필터(130-4)로 용이하게 이동할 수 있고, 오일(6)은 유수분리필터(130-4)로의 이동이 용이하지 않게 되어, 유수분리필터(130-4)의 유수분리효율이 상승할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리장치(10)는, 유수분리필터 구조체(100-4)의 양 단부 중 더 낮은 단부에 위치하여, 유수분리필터 구조체(100-4)로부터 분리된 오일(6)을 수거하는 분리유저장부(400);를 더 포함할 수 있고, 유수분리필터 구조체(100-4)에 의해 분리된 오일(6)은 유수분리필터 구조체(100-4)의 경사를 타고 흘러내려 수분리유저장부(400)에 수거될 수 있다.
이어서, 지지장치(200)는 유수분리필터 구조체(100-4)의 하부에 결합하고, 유수분리필터 구조체(100-4)가 설치면에 대하여 소정의 각도(a)를 형성하도록, 유수분리필터 구조체(100-4)의 양 단부를 서로 다른 높이로 지지한다.
지지장치(200)는 상단부가 유수분리필터 구조체(100-4)의 하부에 결합하면서, 하단부는 유수분리필터 구조체(100-4)의 설치면에 고정 설치될 수 있으며, 유수분리필터 구조체(100-4)가 전술한 바와 같이 소정의 길이 및 폭을 갖는 플레이트 형상으로 형성되는 경우, 4개의 지지장치(200)가 유수분리필터 구조체(100-4)의 모서리부분에 각각 결합할 수 있다.
지지장치(200)는 유수분리필터 구조체(100-4)의 하부를 지지하면서, 유수분리필터 구조체(100-4)의 양 단부의 높이 차이를 형성하게 된다.
좀 더 구체적으로 본 발명의 일실시예에 따른 지지장치(200)는 유수분리필터 구조체(100-4)의 양 단부의 높이 차이를 변화시킬 수 있는 높이조절부(210) 및 유수분리필터 구조체(100-4)의 하부와 높이조절부(210)의 상단부를 연결하는 회동부(230)를 포함할 수 있다.
먼저, 높이조절부(210)의 하단부는 설치면에 고정 설치될 수 있고, 상단부는 회동부(230)에 결합할 수 있다.
이때, 높이조절부(210)의 중단부에는 일예로 유압실린더 또는 공압실린더가 구비되어, 길이 변화가 가능하게 구성될 수 있다.
한편, 회동부(230)는 유수분리필터 구조체(100-4)의 하부와 높이조절부(210)의 상단부를 연결하는데, 회동부(230)는 일예로 힌지와 같이 소정의 각도만큼 회전이 가능한 부재로 제공되어, 높이조절부(210)의 길이 변화에 따라서 유수분리필터 구조체(100-4)와 설치면 사이의 각도(a)가 가변되도록 할 수 있다.
즉, 유수분리필터 구조체(100-4)는 높이조절부(210) 및 회동부(230)를 포함하는 지지장치(200)와 결합하여, 지지장치(200)에 의해 양 단부의 높이 차이를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 방제작업의 환경에 따라 설치면과 이루는 각도(a)도 변화시킬 수도 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리장치(10)는 도 13에 도시된 바와 같이, 유수분리필터(130-4)에 물을 분사하여, 유수분리필터(130-4) 표면에 수막을 형성하는 수막형성장치(500);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이, 유수분리필터(130-4)는 친수성을 갖도록 표면 처리된 다공성 소재(12)를 포함함으로써, 표면에 수막이 형성될 수 있으며, 유수분리필터(130-4)의 표면에 형성된 수막에 의해 오일(6)을 통과시키지 않고 물(3)만을 통과시킬 수 있게 된다.
따라서, 유수분리장치(10)를 이용하여 방제작업을 시작하기 전에, 유수분리필터(130-4)에 수막을 먼저 형성시킬 필요성이 있고, 이에 따라 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리장치(10)는 유수분리필터(130-4)에 물을 분사하여, 유수분리필터(130-4) 표면에 수막을 형성하는 수막형성장치(500)를 구비할 수 있다.
수막형성장치(500)는 일예로 유수분리필터 구조체(100-4)의 양 단부 중 더 높은 단부에 구비되어, 유수분리필터(130-4) 상으로 물을 분사할 수 있다.
이어서, 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유수분리장치(11)는 가요성(可撓性)을 구비하는 베이스 가이드부(110-5)와 탑 가이드부(150-5)를 포함할 수 있고, 이때 유수분리필터 구조체(100-5)는 양 단부를 상호 연결하여 벨트를 형성하고, 내측에 결합하는 1개 이상의 회전축(600)에 의해 회전하도록 구비될 수 있다.
유수분리필터 구조체(100-5)를 벨트 컨베이어 형태로 회전하도록 구성함으로써, 유수분리필터(130-5)에 의해 분리되어 유수분리공간(S-5)에 잔류하는 오일(6)이 분리유저장부(400)로 용이하게 배출할 수 있다.
또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유수분리장치(12)는 가요성(可撓性)을 구비하는 베이스 가이드부(110-6)와 탑 가이드부(150-6)를 포함할 수 있고, 이때 유수분리필터 구조체(100-6)는 양 단부를 상호 연결하여 벨트를 형성하고, 내측에 결합하는 1개 이상의 회전축(600)에 의해 회전하도록 구비될 수 있다.
이때, 벨트 형상의 유수분리필터 구조체(100-6)의 양 단부 중 어느 하나의 단부를 혼합유체(1)에 침수시키고, 유수분리필터(130-6)에 형성된 유수분리공간(S-6)에 혼합유체(1)를 수용한 상태에서, 혼합유체(1)를 유수분리필터 구조체(100-6)의 양 단부 중 나머지 단부 방향으로 끌어올리면서 혼합유체(1)에 포함된 오일(6)과 물(3)을 분리하도록 구성할 수 있다.
즉, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유수분리장치(12) 혼합유체(1)를 유수분리공간(S-6)에 수용시킨 상태에서, 혼합유체(1)를 유수분리필터 구조체(100-6)의 양 단부 중 나머지 단부 방향으로 끌어올리면서 물(3)을 유수분리필터(130-6) 하부 방향으로 배출시킴으로써 물(3)과 오일(6)을 분리해 낼 수 있다.
한편, 유수분리필터 구조체(100-6)의 양 단부 중 나머지 단부측에는 분리유저장부(400)가 구비되어, 혼합유체(1)로부터 분리되어 유수분리공간(S-6)에 잔류하는 오일(6)을 수거할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 유수분리필터 구조체(100-1, 100-2, 100-3)는 친수성 소재를 포함하여 물(3)과 오일(6)을 분리하므로, 종래의 부직포 형태의 필터와 달리 지속적으로 사용이 가능하여 환경 오염문제를 유발하지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리필터 구조체(100-4)를 포함하는 유수분리장치(10)는, 경사를 형성하는 유수분리필터 구조체(100-4)에 혼압액체(1)를 유동시키면서 물(3)과 오일(6)을 분리하므로, 유수분리필터 구조체(100-4)에 혼합액체(1)를 공급하기 위한 동력 이외에 별도의 동력 제공 없이도 지속적이고 반복적인 오일(6)의 수거가 가능한 효과가 있다.
또한, 유수분리필터(130-4)에 유수분리공간(S-4)을 형성하여, 물(3)과 유수분리필터(130-4) 표면 간의 접촉 시간 및 접촉 면적을 증가시킴으로서, 유수분리필터(130-4)의 유수분리효율을 상승시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10, 11, 12 : 유수분리장치
100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6 : 유수분리필터 구조체
200 : 지지장치
300 : 유체흡입수단
400 : 분리유저장부
500 : 수막형성장치

Claims (16)

  1. 일정한 길이를 갖고, 길이 방향을 따라 서로 일정간격 이격되어 배치되어 이물질을 포함하는 혼합유체로부터 분리된 유체를 배출하도록 구비되는 복수개의 분리수배출홀을 형성하는 베이스 가이드부와, 상기 베이스 가이드부의 상부에 위치하고, 상기 혼합유체가 포함하는 상기 이물질과 상기 유체를 분리하는 유수분리필터 및 일정한 길이를 가지면서 상기 유수분리필터의 상부에 위치하고, 길이 방향을 따라 서로 일정간격 이격되어 배치되어 상기 혼합유체를 유입하도록 구비되는 복수개의 혼합유체유입홀을 형성하면서, 상기 베이스 가이드부에 결합하는 탑 가이드부를 포함하는 유수분리필터 구조체;
    상기 유수분리필터 구조체의 하부에 결합하고, 상기 유수분리필터 구조체가 설치면에 대하여 소정의 각도를 형성하도록, 상기 유수분리필터 구조체의 양 단부를 서로 다른 높이로 지지하는 지지장치; 및
    상기 유수분리필터 구조체의 양 단부 중 더 높은 단부에 인접하여 설치되어, 외부로부터 상기 혼합유체를 흡입하여 상기 유수분리필터 구조체의 양 단부 중 더 높은 단부에 흡입한 상기 혼합유체를 공급하는 유체흡입수단;
    을 포함하고,
    상기 베이스 가이드부에 형성된 상기 복수개의 분리수배출홀은, 상기 탑 가이드부에 형성된 상기 복수개의 혼합유체유입홀에 대응하는 위치에 배치되며,
    상기 탑 가이드부의 상기 복수개의 혼합유체유입홀 각각은,
    상기 혼합유체유입홀 상의 일부분에 상기 탑 가이드부의 하부 방향으로 함몰 형성되어, 상기 탑 가이드부를 상기 유수분리필터의 상부에 위치시켰을 때, 상기 유수분리필터의 일부분에 접촉하여 상기 유수분리필터의 일부분을 가압하여 상기 유수분리필터의 일부분을 상기 분리수배출홀의 내부로 함몰시키는 프레스부를 포함하고,
    상기 분리수배출홀의 내부로 함몰된 상기 유수분리필터의 일부분에는, 상기 유수분리필터 구조체의 경사에 따라 유동하는 상기 혼합유체를 수용하여 상기 혼합유체의 유동을 정체시키는 유수분리공간이 형성되며,
    상기 지지장치는,
    상기 유수분리필터 구조체의 양 단부의 높이 차이를 변화시킬 수 있도록 길이 변화가 가능하게 구비되는 높이조절부와, 상기 유수분리필터 구조체의 하부와 상기 높이조절부의 상단부 사이에 구비되어, 상기 유수분리필터 구조체를 상기 높이조절부에 회전 결합시키는 회동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유수분리필터 구조체를 포함하는 유수분리장치.
  2. 일정한 길이를 갖고, 길이 방향을 따라 서로 일정간격 이격되어 배치되어 이물질을 포함하는 혼합유체로부터 분리된 유체를 배출하도록 구비되는 복수개의 분리수배출홀을 형성하는 베이스 가이드부와, 상기 베이스 가이드부의 상부에 위치하고, 상기 혼합유체가 포함하는 상기 이물질과 상기 유체를 분리하는 유수분리필터 및 일정한 길이를 가지면서 상기 유수분리필터의 상부에 위치하고, 길이 방향을 따라 서로 일정간격 이격되어 배치되어 상기 혼합유체를 유입하도록 구비되는 복수개의 혼합유체유입홀을 형성하면서, 상기 베이스 가이드부에 결합하는 탑 가이드부를 포함하는 유수분리필터 구조체; 및
    일정 간격 이격되면서 서로 다른 높이로 배치되고, 가요성(可撓性)을 구비하면서 양 단부가 상호 연결되어 벨트 형태로 형성된 상기 유수분리필터 구조체를 외측부에 걸어, 벨트 형태의 상기 유수분리필터 구조체를 무한궤도 형태로 회전시키도록 구비되는 한 쌍의 회전축;
    을 포함하고,
    상기 베이스 가이드부에 형성된 상기 복수개의 분리수배출홀은, 상기 탑 가이드부에 형성된 상기 복수개의 혼합유체유입홀에 대응하는 위치에 배치되며,
    상기 탑 가이드부의 상기 복수개의 혼합유체유입홀 각각은,
    상기 혼합유체유입홀 상의 일부분에 상기 탑 가이드부의 하부 방향으로 함몰 형성되어, 상기 탑 가이드부를 상기 유수분리필터의 상부에 위치시켰을 때, 상기 유수분리필터의 일부분에 접촉하여 상기 유수분리필터의 일부분을 가압하여 상기 유수분리필터의 일부분을 상기 분리수배출홀의 내부로 함몰시키는 프레스부를 포함하고,
    상기 분리수배출홀의 내부로 함몰된 상기 유수분리필터의 일부분에는, 상기 혼합유체를 수용하는 유수분리공간이 형성되되, 상기 유수분리공간은 벨트 형태의 상기 유수분리필터 구조체의 회전에 따라 벨트 형태의 상기 유수분리필터 구조체와 일체로 이동하도록 구비되며,
    벨트 형태의 상기 유수분리필터 구조체는,
    양 단부 중 어느 하나의 단부를 상기 혼합유체에 침수시킨 상태에서 무한궤도 형태로 회전하도록 구비시킴으로써, 상기 유수분리공간에 상기 혼합유체를 수용하여 상기 혼합유체를 벨트 형태의 상기 유수분리필터 구조체의 양 단부 중 나머지 단부 방향으로 끌어올리면서 상기 혼합유체에 포함된 상기 이물질과 상기 유체를 분리하도록 구비시킨 것을 특징으로 하는 유수분리필터 구조체를 포함하는 유수분리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유수분리필터 구조체에 물을 분사하여, 상기 유수분리필터 구조체 표면에 수막을 형성하는 수막형성장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유수분리필터 구조체를 포함하는 유수분리장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유수분리필터는,
    친수성을 갖도록 표면 처리된 다공성 소재(porous material)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유수분리필터 구조체를 포함하는 유수분리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다공성 소재의 친수성은,
    물에 대한 접촉각을 0 내지 50 도로 형성하는 것을 특징으로 하는 유수분리필터 구조체를 포함하는 유수분리장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유수분리필터는,
    그물형 메쉬망 형태로, 메쉬 기공(pores)을 포함하는 다공성 구조체인 것을 특징으로 하는 유수분리필터 구조체를 포함하는 유수분리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메쉬 기공은,
    지름을 1 내지 1000 마이크로미터로 형성하는 것을 특징으로 하는 유수분리필터 구조체를 포함하는 유수분리장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 그물형 메쉬망을 이루는 섬유 가닥은,
    지름을 10 내지 1000 마이크로미터로 형성하는 것을 특징으로 하는 유수분리필터 구조체를 포함하는 유수분리장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 유수분리필터는,
    표면에 나노 돌기 구조체를 형성하는 것을 특징으로 하는 유수분리필터 구조체를 포함하는 유수분리장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 나노 돌기 구조체는,
    지름을 1 내지 100 나노미터로 형성하는 것을 특징으로 하는 유수분리필터 구조체를 포함하는 유수분리장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 나노 돌기 구조체는,
    길이를 1 내지 1000 나노미터로 형성하는 것을 특징으로 하는 유수분리필터 구조체를 포함하는 유수분리장치.
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