KR100245774B1 - Filter and filtering method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기체 또는 액체와 같은 유체에 함유된 고형물을 분리 제거하는 여과장치의 및 여과방법에 관한 것으로, 원통형의 케이스(1)내부에 원통형의 여과모듈(3)과 선회류형성공간(2)을 구성하여 유체유입구(4)를 통하여 유입되는 유체를 선회류 형성공간(2)내에서 회전시켜서 형성되는 원심력 및 전단력에 의하여 여과모듈(3)의 고형물 부하를 감소시키는 한편 여과모듈(3)의 표면에 부착되는 고형물을 탈리제거하므로써 여과모듈(3)의 폐쇄를 방지하고 역세척 빈도를 줄일 수 있게 한 것이다.The present invention relates to a filtration apparatus and a filtration method for separating and removing solids contained in a fluid such as gas or liquid, wherein the cylindrical filtration module (3) and the swirl flow forming space (2) inside the cylindrical case (1). By reducing the solids load of the filtration module (3) by the centrifugal force and shear force formed by rotating the fluid flowing through the fluid inlet (4) in the swirl flow forming space (2) By eliminating the solids attached to the surface to prevent the closing of the filtration module (3) and to reduce the backwash frequency.
Description
본 발명은 분진을 함유한 기체 또는 입자상 고형물로 오염된 액체 등의 유체로부터 고형물과 청정유체를 분리하는 장치에관한 것으로, 더욱 상세하게는 여과모듈을 이용하여 고형물을 여과분리하되, 여과모듈 주변에 선회류 또는 와류를 형성시키고 선회류에 의한 원심력에 의하여 고형물을 여과모듈로부터 분리시켜서 여과모듈에 부과되는 고형물부하를 감소시키는 한편 선회류 또는 와류에 의한 전단력에 의하여 여과모듈의 표면에 부착되는 고형물을 탈리제거하여 여과모듈의 폐쇄를 방지하고 여과모듈의 역세척 빈도를 줄일 수 있는 여과방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for separating solids and clean fluids from a fluid such as a liquid containing dust or a gas contaminated with particulate solids. More specifically, the solids are separated by filtration using a filtration module. It forms a swirl or vortex and separates the solids from the filtration module by centrifugal force by the vortex flow to reduce the solids load imposed on the filtration module, while reducing the solids attached to the surface of the filtration module by the shear force of the vortex or vortex The present invention relates to a filtration method and a device capable of eliminating desorption to prevent closure of the filtration module and reduce the frequency of backwashing of the filtration module.
유체로부터 고형물을 분리하는 장치는 시멘트 공장, 제분 공장 등 생산공정에서는 물론 오염된 공기의 정화 또는 하수 및 폐수로부터 입자상 오염물질을 분리제거하는 환경오염방지시설 등 매우 많은 분야에서 사용되고 있다.Apparatus for separating solids from fluids is used in many fields such as cement plants, milling plants, etc., as well as environmental pollution prevention facilities to clean contaminated air or to separate and remove particulate contaminants from sewage and wastewater.
이러한 고형물분리장치로는 지금까지 원심력을 이용하는 사이크론 중력을 이용하는 침전지, 여과기 등 다앙한 장치와 방법들이 개발되어 사용되고 있다. 사이크론은 비증이 작거나 미세한 입경의 고형물에 대한 분리제거 효율이 낮고, 침전지는 시설이 방대하고 부지소요 면적이 큰 단점이 있으며, 여과기는 미세한 입경도 효과적으로 제거할 수 있고 장치가 컴팩트하고 처리효율이 우수한 장점이 있다.As such a solids separation device, various devices and methods have been developed and used, such as a sedimentation basin using a centrifugal force and a filter using gravity. Cyclone has the disadvantage of low separation and removal efficiency for solids of small particle size or fine particle size, and the sedimentation basin has a large facility and a large area required.The filter can effectively remove fine particle size and the device is compact and processing efficiency. This has an excellent advantage.
그러나, 종래의 여과장치는 분리된 고형물이 여과모듈의 망목을 폐쇄시키는구조이어서 역세척(Back Wash)주기가 짧아 장치의 가동율이 낮고 여과모듈에 고형물이 축적됨에 따라 여과에 소요되는 압력이 증대되고 고형물 함량이 높은 유체에는 사용이 제한되는 문제점이 있었다.However, the conventional filtration device has a structure in which the separated solids close the mesh of the filtration module, so the backwash cycle is short, so the operation rate of the device is low and the pressure required for filtration increases due to the accumulation of solids in the filtration module. There is a problem that the use of the fluid having a high solid content is limited.
이에 본 발명은 상술한 제문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 여과모듈의 망목이 고형물에 의하여 폐쇄되는 것을 최대한 방지하여 처리유량을 증대시키고 여과장치의 가동율을 높히며 고형물농도가 매우 높은 유체에도 효율적으로 적용할 수 있는 여과장치와 여과방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, to prevent the network of the filtration module is closed by solids as much as possible to increase the processing flow rate, increase the operation rate of the filtration device, and is effective even in a very high solid concentration fluid Its purpose is to provide a filtration apparatus and a filtration method that can be applied as.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 원통형의 케이스안에 원통형의 여과모듈을 설치하고 여과모듈과 케이스 사이를 일정하게 이격시켜 선회류형성공간을 구성하고 상기 케이스에는 유체유입구와 처리된 청정유체출구외에 유입유체에서 청정유체가 분리되어 고형물 농도가 증가된 오탁유체가 유출되는 오탁유체유출구를 구비하는 구조이다. 유체유입구를통하여 케이스 내부로 유입되는 유체의 속도에너지 또는 압력에너지는 유입관, 안내날개, 노즐과 원통형케이스의 상호작용에 의하여 선회류형성공간에서 강하고 빠른 선회류로 전환되기도 하며 구동장치에 의하여 강제로 회전되는 회전차에 의하여 선회류를 형성하는 구조이다.In order to achieve the above object, in the present invention, a cylindrical filtration module is installed in a cylindrical case, and a space is formed between the filtration module and the case at regular intervals to form a swirl flow forming space, and in addition to the fluid inlet and the treated clean fluid outlet. The clean fluid is separated from the inflow fluid and has a foul fluid outlet for outflow of the foul fluid with an increased solid concentration. Velocity energy or pressure energy of the fluid flowing into the case through the fluid inlet is converted into strong and fast swirl flow in the swirl flow formation space by the interaction of the inlet pipe, guide vane, nozzle and the cylindrical case, and is forced by the driving device. It is a structure that forms a swirl flow by the rotary wheel rotated.
위와 같이 선회류가 케이스내부의 여과모듈 주위에서 빠른속도로 회전하면 유체중에 함유된 고형물에는 중력에 비교하여 매우 큰 원심력이 작용하게 되어 고형물들은 여과모듈로부터 멀어지고 반대로 케이스쪽으로 모이게 되어 오탁유체유출구를 통하여 여과장치 외부로 배출되므로 여과모듈에 미치는 고형물부하가 감소되어 여과유녹이 증대된다. 또한 여과모듈주위에서 빠른속도로 회전하는 유체에 의하여 생성되는 전단력에 의하여 여과모듈에 부착되는 고형물을 탈리시켜서 여과모듈의 망목이 폐쇄되는 것을 방지하여 여과기의 역세척 빈도를 줄이므로써 여과장치의 가동율을 높힐 수 있게 된다.As the swirl flow rotates rapidly around the filtration module inside the case, a very large centrifugal force is applied to the solids contained in the fluid as compared to gravity, and the solids are separated from the filtration module and conversely gathered toward the case. Since it is discharged to the outside of the filtration apparatus through the solid load on the filtration module is reduced, the filtration oil rust is increased. In addition, by removing the solids attached to the filtration module by the shear force generated by the fluid rotating at a high speed around the filtration module to prevent the mesh of the filtration module from being closed, the operation rate of the filtration device is reduced by reducing the frequency of backwashing of the filtration module. You can increase the.
제1도는 본 발명에 따른 여과방법의 개략 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of a filtration method according to the invention.
제2도는 본 발명에 따른 원주유입형 여과장치의 개략 사시도.2 is a schematic perspective view of the columnar filtration device according to the present invention.
제3도는 본 발명에 따른 안내날개가 구비된 여과장치의 개략 사시도.3 is a schematic perspective view of a filtration device equipped with a guide blade according to the present invention.
제4도는 본 발명에 따른 슬릿형 노즐이 구비된 여과장치의 개략 사시도.4 is a schematic perspective view of a filtration device equipped with a slit nozzle according to the present invention.
제5도는 본 발명에 따른 회전차가 구비된 여과장치의 개략 사시도.5 is a schematic perspective view of a filtration device equipped with a rotary difference according to the present invention.
제6도는 본 발명에 따른 다중여과장치의 개략 단면도.6 is a schematic cross-sectional view of a multi-filtration device according to the present invention.
제7도는 본 발명에 따른 다중여과장치의 제2실시예의 개략 평면도.7 is a schematic plan view of a second embodiment of a multiple filtration device according to the invention.
제8도는 본 발명에 따른 다중여과장치의 제2실시예의 개략 단면도.8 is a schematic cross-sectional view of a second embodiment of a multiple filtration device according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 케이스 2 : 선회류형성공간1 case 2: swirl flow forming space
3 : 여과모듈 4 : 유체유입부3: filtration module 4: fluid inlet
5 : 청정유체유출구 6 : 오탁유체유출구5: clean fluid outlet 6: dirty fluid outlet
7 : 안내날개 8 : 슬릿형노즐7: guide wing 8: slit nozzle
9 : 노즐판 10 : 압력공간9: nozzle plate 10: pressure space
11 : 선회류 12 : 안내판11: turning flow 12: information board
13 : 회전차 14 : 구동장치13: rotary wheel 14: drive device
15 : 유입유체저류통 15가 : 유체이송관15: inflow fluid reservoir 15A: fluid transfer pipe
16 : 청정유체저류통 16가 : 청정유체이송관16: clean fluid reservoir 16: clean fluid transfer pipe
17 : 오탁유체저류통 17가 : 오탁유체이송관17: fouling fluid reservoir 17A: fouling fluid transfer pipe
18 : 회전차설치공간 19 : 선회류방지판18: rotor wheel installation space 19: swirl flow prevention plate
20 : 선회류안내판 21 : 축봉20: swirl flow guide 21: shaft
22 : 와류형성판22: vortex forming plate
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명에 따른 여과장치에서 여과모듈(3)의 망목이 폐쇄되는 것을방지할 수 있는 여과방법에 관한 개략도로서, 원주유입형 여과장치를 예로 들어 나타낸 것 이 다.1 is a schematic diagram of a filtration method that can prevent the mesh of the filtration module 3 from closing in the filtration device according to the present invention, and shows a column-type filtration device as an example.
원통형의 여과기 케이스(1) 내부에는 원통형의 여과모듈(3)이 설치되고 상기 케이스(1)와 상기 여과모듈(3)의 사이에는 일정한 거리를 등거리 이격시켜서 선회류형성공간(2)을 구비한 여과장치를 구성한다.A cylindrical filtration module 3 is installed inside the cylindrical filter case 1, and has a swirl flow-forming space 2 spaced at an equidistant distance between the case 1 and the filtration module 3. Configure the filtration device.
이와 같이 구성한 여과장치의 상기 원통형 케이스(1)의 어느 일방에든 상기 케이스(1)의 원주와 접선방향으로 유입되는 유체유입구(4)를, 유체유입구(4)의 다른 일방에는 오탁유체가 유출되는 오탁유체유출구(6)를, 상기 여과모듈(3) 내부에는 여과된 유체가 상기 케이스(1) 외부까지 유출될 수 있는 청정유체유출구(5)를 구비하는 구조이다.The fluid inlet 4 which flows in the tangential direction with the circumference of the case 1 in any one of the said cylindrical case 1 of the filtration apparatus comprised in this way, and the other side of the fluid inlet 4, a dirty fluid flows out The contaminated fluid outlet (6), and the filtration module 3 inside the structure is provided with a clean fluid outlet (5) that can flow out to the outside of the case (1).
처리하고자하는 유체가 상기 유체유입구(4)를 통하여 상기 케이스(1)의 원주와 접선방향으로 유입하면 원통형으로 구성된 상기 케이스(1)의 기하학적 형상을 따라 선회류를 형성하면서 상기 케이스(1)와 상기 여과모듈(3)사이에 구비된 상기 선회류 형성공간(2) 내부에서 회전하게 된다.When the fluid to be treated flows in a tangential direction with the circumference of the case 1 through the fluid inlet 4, the case 1 and the case 1 form a swirl flow along the geometry of the case 1 having a cylindrical shape. It is rotated in the swirl flow forming space (2) provided between the filtration module (3).
유입된 유체에 함유된 고형물은 주로 여과모듈(3)을 통과하여 걸러져서 청정유체로 분리되고 청정유체는 여과모듈(3)의 내부로부터 케이스(1)를 관통하여 구성된 청정유체유출구(5)를 통하여 여과장치의 외부로 배출되게 된다. 유입유체중에서 청정유체가 분리되고 고형물 농도가 증가된 오탁유체는 오탁유체유출구(6)를 통하여 여과장치의 외부로 배출되게 된다. 오탁유체유출구(6)는 상기 케이스(1)의 길이와 평행하게 아래 방향으로 또는 상기 케이스(1) 아래 측면의 지름 방향으로 유출되도록 구성할 수 있으나, 선회류(11)의 방향을 따라 유출되도록 상기 케이스(1)의 원주와접선방향으로 상기 오탁유체유출구(6)를 구성하는 것이 유출과정에서의 에너지 손실이 감소하게 되어 유리하다.Solids contained in the introduced fluid are mainly filtered through the filtration module 3 to be separated into the clean fluid, and the clean fluid passes through the case 1 from the inside of the filtration module 3. It is discharged to the outside of the filtering device through. The clean fluid is separated from the inflow fluid, and the contaminated fluid whose solid concentration is increased is discharged to the outside of the filtration apparatus through the contaminated fluid outlet 6. The contaminated fluid outlet 6 may be configured to be discharged in a downward direction parallel to the length of the case 1 or in a radial direction of the side surface under the case 1, but may be discharged along the direction of the swirl flow 11. It is advantageous to configure the polluted fluid outlet 6 in the tangential direction with the circumference of the case 1 so that the energy loss in the outflow process is reduced.
종래의 여과장치에서는 고형물이 여과됨에 따라 여과모듈의 표면에 고형물이 축적되어 여과속도가 감소하고 여과에 소요되는 압력이 증대되게 되므로 주기적으로 청정유체를 여과의 반대방향으로 압송하여 여과모듈의 표면에 축적된 고형물을 빈번하게 역세척(Back Fresh)시켜서 제거하거나 여과모듈을 폐기하고 교환하여야 하므로 장치의 가동율이 낮고 상당량의 청정유체가 다시 오염되거나 여과모듈이 낭비되었다.In the conventional filtration apparatus, as the solids are filtered, solids accumulate on the surface of the filtration module, and thus the filtration speed is reduced and the pressure required for filtration increases, so that the clean fluid is periodically pumped in the opposite direction to the filtration module to the surface of the filtration module. Accumulated solids must be frequently back-freshed to remove, or the filtration module must be discarded and replaced, resulting in low utilization of the device and significant clean fluid contamination or waste of the filtration module.
본 발명에서는 앞에서 설명한 것과 같이 선회류(11)의 회전에 의하여 생성되는 원심력과 전단력에 의하여 여과모듈(3)에 미치는 고형물 부하가 감소되고 고형물이 탄리제거되어 망목이 재생되므로 역세척 주기를 매우 길게 할 수 있게 되어 여과장치의 가동율을 증대시키고 상기한 낭비요인이 감소 또는 제거된다. 또한 선회류(11)를 상기 여과모듈(3)의 주변으로 유도하여 상기 여과모듈(3) 표면에 대한 세척력을 증대시키기 위하여 여과모듈(3)의 주위에는 선회류안내판(20)을 구성할 수도 있다.In the present invention, the solid load on the filtration module 3 is reduced by the centrifugal force and the shear force generated by the rotation of the swirl flow 11, and the solids are removed by eliminating the carbon, so that the backwash cycle is very long. It is possible to increase the operation rate of the filtration device and the waste factors mentioned above are reduced or eliminated. In addition, the swirl flow guide plate 20 may be configured around the filtration module 3 to guide the swirl flow 11 to the periphery of the filtration module 3 to increase the washing force on the surface of the filtration module 3. have.
상기 여과모듈(3)은 금속을 천공하여 구성하거나 금속사를 엮어서 구성한 금속망, 다공성의 세라믹, 부직포 또는 섬유를 직조하여 구성하거나 여러겹을 적층하여구성할 수 있다.The filtration module 3 may be constructed by drilling a metal or weaving a metal mesh, a porous ceramic, a nonwoven fabric, or a fiber made by weaving metal yarns, or may be configured by stacking multiple layers.
제2도는 본 발명에 따른 여과방법을 실현하기 위하여 유입유체가 케이스(1)의 원주방향으로 유입되는 관으로 구성된 유체유입구(4)를 통하여 유입되도록 구성한 여과장치를 구성한 실시예이다. 본 실시예에서도 오탁유체유출구(6)를 선회류(11)의 회전방향을 따라 상기 케이스(1)의 원주와 접선방향으로 구성할 경우 유출과정에서의 에너지 손실이 감소하게 된다.2 is an embodiment in which the inlet fluid is introduced through a fluid inlet 4 composed of a pipe introduced in the circumferential direction of the case 1 in order to realize the filtration method according to the present invention. Also in this embodiment, when the contaminated fluid outlet 6 is configured in the tangential direction with the circumference of the case 1 along the rotational direction of the swirl flow 11, the energy loss in the outflow process is reduced.
선회류형성공간(2)으로 유입되는 유체의 유입속도는 빠른 속도가 요구되기 때문에 유체유입구(4)의 관경과 동일한 유체이송관을 통하여 유체가 펌프로부터 여과장치까지 빠른 속도로 이송될 경우에는 유입관 내부에서 마찰에 의한 에너지 손실은 유속의 자승(V2)에 비례하므로 길이가 긴 유입관을 통하여 유체가 빠른 속도로 이송함에 따라 양정손실이 크게 증대되게 된다. 따라서 유입관 내부의 유속을 감소시킬 수 있도록 유입관의 관경은 경제적인 범위내에서 가급적 크게 하고 유체유입구(4)에서 관경을 축소하거나 유체유입구(4)에 분사노즐(도면 미표기)을 부착하여 유입관 내부의 압력에너지를 유체유입구(4)에서 유속으로 전환하는 것이 유입유체의 이송과정에서 에너지 손실을 줄일 수 있게 된다.Since the inflow velocity of the fluid flowing into the swirl flow forming space (2) is required to have a high speed, when the fluid is transferred from the pump to the filtration device at a high speed through the same fluid transfer pipe as the diameter of the fluid inlet (4), the inflow pipe Since the energy loss due to friction is proportional to the square of the flow rate (V2), the head loss is greatly increased as the fluid is rapidly transferred through the long inlet pipe. Therefore, in order to reduce the flow rate inside the inlet pipe, the inlet pipe diameter should be as large as possible within the economic range, and the diameter of the inlet pipe should be reduced or the spray nozzle (not shown) attached to the fluid inlet 4 will be introduced. The conversion of the pressure energy inside the pipe into the flow rate at the fluid inlet 4 can reduce the energy loss during the transfer of the inflow fluid.
제3도는 본 발명에 따른 유입유체는 케이스(1)의 길이방향으로 평해하게 직선방향으로 유입되도록 상기 케이스(1)의 어느일방향끝의 원형중심에 유체유입구(4)를 구비하고 상기 유체유입구(4)와 여과모듈(3)사이에는 유체유입구(4)를 통하여 직진하여 유입되는 유체를 선회류로 전환시킬 수 있는 안내날개(Guide Vane)(7)를 구비한 여과장치에 관한 것이다. 본 실시예에서는 상기 유체유입구(4)를 통하여 직선방향으로 유입되는 유체는 상기 안내날개(7)를 통과하면서 상기 안내날개(7)의 기하학적형상에 의하여 선회류로 전환되게 되고 선회류형성공간(2)에서 선회류(11)를 형성하여 된 발명에 따른 여과방법을 실현하게 된다.3 is provided with a fluid inlet 4 at a circular center of one end of the case 1 so that the inflow fluid according to the present invention flows in a straight line in the longitudinal direction of the case 1 and the fluid inlet ( 4) and the filtration module (3) relates to a filtration device having a guide vane (7) for converting the fluid flowing straight through the fluid inlet (4) into a swirl flow. In the present embodiment, the fluid flowing in the straight direction through the fluid inlet (4) is converted to the swirl flow by the geometry of the guide blade (7) while passing through the guide blade (7) and the swirl flow forming space ( By forming the swirl flow 11 in 2) to realize the filtration method according to the invention.
제4도는 본 발명에 따른 여과모듈(2)의 직상부에 좁고 긴 다수의 슬릿형노즐(8)이 천공된 원판형의 노즐판(9)을 구비하고 상기 노즐판(9)과 여과모듈의 반대편케이스 (1)사이에는 압력공간(10)을 구비하여 유입유체는 상기 압력공간(10)으로 유입되도록 구성한 여과장치에 관한 것이다. 유입된 유체의 압력은 상기 압력공간(10)에서 상기 슬릿형노즐(8)을 통과하는 동안에 유속으로 전환되면서 상기 슬릿형노즐(8)에 부착된 안내판(12)에 의하여 상기 노즐판(9)과 평행한 수평류로 분사되고 상기수평류는 원통형으로 구성된 상기 케이스(1)의 기하학적인 형상을 따라 회전하면서 선회류(11)를 형성하게 된다. 본 실시예에서와 같이 슬릿형노즐(8)을 사용하게 되면유체가 얇은 층을 형성하면서 회전할 수 있게 되어 제한된 길이의 재이스(1)내부를 통과할 때에 회전수가 증대되고 단락(Short Circuit)이 방지되므로 선회류(11)에 의하여 생성되는 원심력이 유체에 함유된 고형물에 고르게 작용될 수 있게 되어 여과모듈(3)에 미치는 고형물부하를 감소시켜서 여과속도를 증대시킬 수 있게 된다.4 is provided with a disk-shaped nozzle plate 9 in which a plurality of narrow and long slit nozzles 8 are perforated directly on top of the filtration module 2 according to the present invention. Between the opposite case (1) is provided with a pressure space (10) relates to a filtration device configured to introduce the inlet fluid into the pressure space (10). The pressure of the fluid introduced into the nozzle plate 9 is guided by a guide plate 12 attached to the slit nozzle 8 while being converted to a flow rate while passing through the slit nozzle 8 in the pressure space 10. The horizontal flow is sprayed in parallel with the horizontal flow to form a swirl flow 11 while rotating along the geometric shape of the case (1) consisting of a cylindrical. When the slit nozzle 8 is used as in the present embodiment, the fluid can rotate while forming a thin layer, so that the rotation speed increases when passing through the inside of the jaws 1 of limited length, and a short circuit. This prevents the centrifugal force generated by the swirl flow 11 can be evenly applied to the solids contained in the fluid to reduce the solids load on the filtration module 3 to increase the filtration rate.
제5도는 본 발명에 따른 케이스(1)내부에 선회류(11)를 기계적인 방법으로 형성시킬 수 있는 구동장치(14)가 구비된 회전차(13)를 설치한 여과장치에 관한 것이다. 본 실시예에서는 선회류(11)의 회전속도를 매우 크게 할 수 있으며 기계적인 방법으로 유체를 직접 회전시키므로 동력효율이 좋고 여과모듈(3)과 케이스(1)의 직경을 크게 할 수 있는 장점이 있다. 또한 회전차(13)를 사용할 경우 유체유입구(4)에 흡입양정이 생성되므로 다른 실시예에서와 달리 유체를 여과장치의 내부로 유입시키기 위한 별도의 펌프시설이 생략될 수 있는 장점이 있다.5 is a filtration apparatus provided with a rotary car 13 provided with a drive device 14 capable of forming the swirl flow 11 mechanically in a case 1 according to the present invention. In this embodiment, the rotational speed of the swirl flow 11 can be made very large, and the fluid can be directly rotated by a mechanical method, so that the power efficiency is good and the diameters of the filtration module 3 and the case 1 can be increased. have. In addition, since the suction head is generated at the fluid inlet 4 when the rotary car 13 is used, a separate pump facility for introducing the fluid into the filtration apparatus may be omitted, unlike in other embodiments.
제거대상 고형물의 입경 또는 비중이 매우 작을 경우에는 선회류에 의한 원심분리기능은 기대할 수 없게 되어 선회류는 주로 여과모듈(3)의 표면을 세척하는 역할만을 할 수 있게 된다. 따라서 입경 또는 비중이 매우 작은 고형물을 제거대상으로 할 경우에는 선회류(11)에 의한 원심분리보다는 강력한 와류에 의하여 상기 여과모듈(3)을 세척하는 것이 더욱 유리하므로 본 실시예에서와 같아 회전차(13)가 구비된 여과장치에서는 상기 케이스(1)에 선회류방지판(Anti VortexBaffle)(19)을 구성하여 선회류 대신 와류를 형성하는 것이 바람직하다.When the particle size or specific gravity of the solid to be removed is very small, the centrifugal separation function due to the swirl flow cannot be expected, and the swirl flow can mainly serve to clean the surface of the filtration module 3. Therefore, in the case of removing the solid material having a very small particle size or specific gravity, it is more advantageous to wash the filtration module 3 by a strong vortex rather than centrifugal separation by the swirl flow 11, and thus the difference in rotation as in the present embodiment. In the filtering device provided with (13), it is preferable to form an anti-vortex plate (Anti Vortex Baffle) 19 in the case 1 to form a vortex instead of the swirl flow.
제6도는 본 발명에 따른 다수의 여과장치를 병렬로 연결하여 구성한 실시예로서 유입유체저류통(15), 청정유체저류통(16)및 오탁유체저류통(17)을 구성하되, 저류통사이로는 유체가 직접 통과될 수 없도록 상호 밀폐된 구조로 구성하고 다수의 유체유입구(4)는 상기 유체유체저류통(15)에 연결시키고, 다수의 청정유체유출구(5)는 상기 청정유체저류통(16)에 연결시키고, 다수의 오탁유체유출구(6)는 상기 오탁유체저류통 (17)에 연결시켜서 크기가 작은 다수의 여과장치를 저류통(15,16)의 내부에 설치하거나 직접 연결하여 구성한 실시예이다.6 is an embodiment configured by connecting a plurality of filtration devices according to the present invention in parallel to constitute an inflow fluid reservoir 15, a clean fluid reservoir 16 and a dirty fluid reservoir 17, between the reservoir It is configured in a mutually sealed structure so that the fluid can not pass directly, a plurality of fluid inlet (4) is connected to the fluid fluid reservoir 15, a plurality of clean fluid outlet (5) is the clean fluid reservoir ( 16), and the plurality of fouling fluid outlets 6 are connected to the fouling fluid reservoir 17 so that a plurality of small filtration devices are installed inside the reservoirs 15 and 16 or directly connected. Example.
유체유입구(4)로 유입되는 유압의 세기와 유속을 증대시키는 것은 이송펌프의 동력효율성 때문에 한계가 있으므로 선회류(11)의 회전 각속도를 크게 하기 위해서는 여과장치를 구성하는 케이스(1)의 직경이 작은 구조로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 원심력(fc)은 원주속도의 자승(υ2)에 비례하고 회전반경(r)에 반비레하므로 (fc=mυ2/r) 원심력(fc)을 크게 하기 위해서는 가급적 상기 케이스(1)의 직경(2r)은 작을수록 유리하다. 그러나 직경이 작은 여과장치에서는 처리유량도 작기 때문에 많은 유량을 처리하기 위해서는 유량에 비례하여 다수의 여과장치를 병렬로 연결시킨다중여과장치(Multi Filter)를 구성하여야 한다.Increasing the strength and flow rate of the hydraulic pressure flowing into the fluid inlet 4 is limited due to the power efficiency of the transfer pump. Therefore, in order to increase the rotational angular velocity of the swirl flow 11, the diameter of the case 1 constituting the filtration device is increased. It is desirable to be composed of a small structure. That is, since the centrifugal force fc is proportional to the square of the circumferential speed υ2 and inversely proportional to the rotation radius r (fc = mυ2 / r), in order to increase the centrifugal force fc, the diameter of the case 1 is preferably The smaller 2r), the better. However, in the small-diameter filtration device, since the processing flow rate is small, in order to process a large flow rate, a plurality of filtration devices must be connected in parallel in proportion to the flow rate.
많은 유량을 처리하기 위하여 소규모 여과장치를 다수의 병렬 연결하는 방법으로 관경이 큰 유체이송관(15가)으로부터 다수의 소구경 지관을 연장하여 다수의유체 유입구(4)에 각각 연결하여 다중여과장치를 구성할 수도 있으나, 이러한 구조에서는 유체이송관(15가) 내부의 압력과 유속을 각개의 여과장치에 균일하게 배분하는 것이 어렵기 때문에 본 실시예에서와 같이 유체저류통(15,16,17)에 유체유입구(4), 청정유체유출구(16가)가, 오탁유체유출구(17가)를 각각 직결하거나 여과장치와 함께 유체저류통 (15,16,17) 내부에 내장시키는 것이 효과적이며 컴팩트한 다중여과장치를 구성할 수 있게 된다.In order to process a large flow rate, a plurality of small filtration devices are connected in parallel, and a plurality of small diameter branch pipes are extended from a large flow pipe (15) to connect to a plurality of fluid inlets (4), respectively. In this structure, it is difficult to uniformly distribute the pressure and flow rate inside the fluid transfer pipe 15 to the respective filtration devices, so that the fluid reservoirs 15, 16, and 17 may be used as in this embodiment. It is effective and compact that the fluid inlet 4 and the clean fluid outlet 16 are connected directly to the dirty fluid outlet 17, respectively, or embedded in the fluid reservoir 15, 16, 17 together with the filtration device. The filtration device can be configured.
제7도, 제8도은 본 발명에 따른 선회류(11) 또는 불규칙한 와류를 기계적인 방법으로 형성시킬 수 있는 구동장치(14)가 구비된 회전차(13)를 구비하여 다중여과기 (Multi Filter)를 구성한 실시예에 관한 것이다.7 and 8 show a multi-filter having a rotary wheel 13 equipped with a drive device 14 capable of forming a swirling flow 11 or an irregular vortex in a mechanical manner according to the present invention. It relates to an embodiment configured to.
유체유체저류통(15)의 중앙부근에 회전차(13)를 설치하고 상기 회전차(13)의 주변에는 1개 또는 2개 이상 다수의 여과모듈(3)을 설치하고 각 개 여과모듈(3)에는 케이스(1)를 구비하였던 다른 실시예에서와는 달리 케이스(1), 유체유입구(4), 오탁유체유출구(6)와 오탁유체저류통(17)을 구비하지 않고 상기 유입유체저류통(16) 안에서걱회류(11) 또는 와류가 형성되도록 구성하여 상기 여과모듈(3)의 표면에 전단력을 가하므로써 표면에 부착되는 입자를 세척하도록 구성한 실시예이다.Install a rotor 13 near the center of the fluid fluid reservoir 15, and install one or two or more filtration modules 3 around the rotor 13 and each of the filtration modules 3 In contrast to the other embodiment having a case (1), the inlet fluid reservoir (16) is not provided with a case (1), a fluid inlet (4), a dirty fluid outlet (6) and a dirty fluid reservoir (17) ) Is configured to wash the particles adhered to the surface by applying a shear force to the surface of the filtration module (3) to form a sinter flow (11) or vortex inside.
유체이송관(16가)을 통하여 상기 유입유체저류통(16)으로 유입되고 상기 회전차(13)의 회전에 의하여 형성되는 선회류(Vortex)는 여과모듈(3)에 의한 선회류형성방지(Anti Vortex) 작용에 의하여 불규칙한 와류로 전환되면서 상기 여과모듈(3)의 표면을 세척하게 된다. 상기 여과모듈(3) 표면에 작용하는 세척력은 와류의 강도가 클수록 크게 되므로 와류의 형성을 증대시키기 위하여 상기 회전차(13)의 회전방향을 반복하여 반대방향으로 전환하는 여과방법을 사용할 수도 있으며, 이러한 여과방법은 제5도의 실시예에서도 이용할 수 있게 된다. 또한 상기 회전차(13)의 회전에 의하여 와류가 유입유체저류통(15) 내부에 고르게 작용하도록 하기 위하여 상기 회전차(13)의 중심축에는 축봉(21)을 연장하고 상기 축봉(21)에도 와류를 형성시킬 수 있는 와류형성판 (22)을 구비하는 것이 바람직하다.Swirl flow (Vortex) is introduced into the inflow fluid reservoir 16 through the fluid transfer pipe (16) and formed by the rotation of the rotary car 13 is anti-swirl flow formation prevention by the filtration module (Anti) Vortex) to clean the surface of the filtration module 3 while being converted to an irregular vortex. Since the washing force acting on the surface of the filtration module 3 becomes larger as the vortex intensity increases, a filtration method of repeatedly changing the rotation direction of the rotor wheel 13 in the opposite direction to increase the formation of the vortex may be used. This filtration method can also be used in the embodiment of FIG. In addition, in order to allow the vortex to work evenly in the inflow fluid reservoir 15 by the rotation of the rotor 13, the shaft 21 extends on the central shaft of the rotor 13 and also the shaft 21. It is preferable to provide the vortex forming plate 22 which can form a vortex.
본 실시예에는 케이스(1)등의 실치를 생략하므로 재료비와 제작에 소요되는 인건비를 줄일 수 있음은 물론 유체를 기계적인 방법으로 직접 교반하여 와류를 형성하므로 동력을 절약할 수 있게 되어 유리하다.In this embodiment, since the actual size of the case (1) and the like can be omitted, it is possible to reduce the material cost and labor cost required for manufacturing, as well as the power can be saved since the vortex is formed by directly stirring the fluid by a mechanical method.
여과모듈(3)의 표면 또는 망목에는 미생물이 부착 또는 포획증식되어 망목을 폐쇄하게 되기도 하며 이러한 경우 단순한 물리적인 역세척에 의해서는 미생물이쉽게 탈리되지 않는다. 미생물을 제거하기 위해서는 살균제가 함유된 유체를 역세척하거나 또는 세제를 주입하여 여과모듈(3)을 세척하는 방법이 있으며 이러한 미생물제거방법도 본 발명에 따른 모든 실시예에 적용할 수 있으며 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.Microorganisms are attached to or trapped on the surface of the filtration module (3) to close the mesh and in this case, the microorganism is not easily detached by a simple physical backwash. In order to remove microorganisms, there is a method of washing the filtration module 3 by backwashing a fluid containing a sterilizing agent or injecting a detergent, and the method of removing microorganisms may also be applied to all embodiments according to the present invention. It is included in the scope.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 여과장치 및 여과방법을 유체에 함유된 고형물을 회수하는 생산공정 또는 입자상 고형물로 오염된 공기나 폐수로부터 고형물을 여과시키는 데에 이용하면, 다음과 같은 효과가 기대된다.As described above, when the filtration device and the filtration method according to the present invention are used for the production process for recovering solids contained in a fluid or for filtering solids from air or waste water contaminated with particulate solids, the following effects are expected. do.
① 여과장치의 폐쇄를 방지하여 여과모듈(3)의 역세척이 불필요하거나 빈도를 줄일 수 있다.① By preventing the closing of the filtration device, backwashing of the filtration module 3 is unnecessary or the frequency can be reduced.
② 여과장치의 역세척 횟수가 감소 또는 불필요하게 되어 장치의 가동율을 증대시킬 수 있다.② The backwashing frequency of filtration device is reduced or unnecessary, which can increase the operation rate of the device.
③ 역세척에 소요되는 청정유체의 낭비를 방지하거나 여과모듈(3)을 폐기하지 않고 장기간 사용할 수 있게 된다.③ It is possible to prevent the waste of clean fluid for backwashing or to use it for a long time without discarding the filtration module (3).
④ 오탁유체유출구(6)를 통하여 오탁유체를 계속 외부로 유출시키므로 고형물농도가 높은 유체도 여과시킬 수 있다.④ It is possible to filter the fluid with high solids concentration because the pollutant fluid continues to flow out through the foul fluid outlet (6).
⑤ 여과모듈(3)이 계속 세척되고 고형물부하가 감소되므로 여과에 소요되는 압력이 감소하여 동력소모를 줄일 수 있게 된다.⑤ Since the filtration module (3) is continuously washed and the solid load is reduced, the pressure required for filtration can be reduced to reduce power consumption.
⑥ 회전차(13)가 구비된 여과장치를 사용할 경우 여과장치로 유체를 공급하는 펌프 또는 송풍기 시설을 생략할 수 있게되어 경제적이다.⑥ When using the filtration device equipped with a rotary wheel 13, it is economical to be able to omit the pump or blower facility for supplying fluid to the filtration device.
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