KR200314830Y1 - 물과 압축공기를 이용한 용.폐수 절감형 자동세정형공기여과장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 필터에 포집된 먼지 등의 이물질을 물과 압축공기를 혼합한 혼합유체를 분사하여 세정 및 재생하고, 재생 후 노즐에 의한 압축공기분사로 잔류한 물기를 제거하여 동결을 방지하며, 점액을 분사 도포하여 분진의 재 비산을 방지하고, 또한 여과면적의 극대화로 여과성능의 향상과 물의 사용량을 저감 시킬 수 있도록 한 물과 압축공기를 이용한 용.폐수 절감형 자동세정형 공기여과장치에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 저장된 물을 공급하기 위한 물 공급수단; 고압의 공기를 공급하기 위한 압축 공기 공급수단; 상기 공기 공급수단과 물 공급수단에 각각 구비되어 공기와 물의 공급을 제어하는 전동밸브; 상기 진동밸브를 통제하여 물과 공기의 공급량을 일정 비율로 조절하여 공급하는 제어부; 상기 공기필터의 상부에 설치되며, 상기 혼합부에서 혼합된 혼합유체를 분출하는 혼합유체 분사수단이 구비되고, 또한 점액을 공급하기 위한 점액 공급수단 및 상기 점액 공급수단을 제어하는 전동밸브를 더 포함한 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 물과 공기를 소정의 비율로 혼합한 혼합유체를 생성하여 사용하므로 세척시 기존의 물에만 의존한 세정공정 보다 60% 이상의 물을 절약할 수 있으며, 이로 인하여 발생되는 세정 후 오수의 발생이 저감되는 잇점이 있는 것이다.

Description

물과 압축공기를 이용한 용.폐수 절감형 자동세정형 공기여과장치 {Water and wastewater savable Automatic cleaning regeneration type air filter device using water and compressed air}

본 고안은 물과 압축공기를 이용한 용.폐수 절감형 자동세정형 공기여과장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필터에 포집된 먼지 등의 이물질을 물과 압축공기를 혼합한 혼합유체를 분사하여 세정 및 재생하고, 재생 후 노즐에 의한 압축공기분사로 잔류한 물기를 제거하여 동결을 방지하며, 점액을 분사 도포하여 분진의 재 비산을 방지하고, 또한 여과면적의 극대화로 여과성능의 향상과 물의 사용량을 저감 시킬 수 있도록 한 물과 압축공기를 이용한 용.폐수 절감형 자동세정형 공기여과장치에 관한 것이다.

일반적으로 지하철이나 지하상기 및 공장 등의 산업 시설 및 백화점, 병원, 기타 업무용 건물 등에는 그 해당 시설과 외부 유입에 따라 발생하는 기름 먼지, 수분, 분진 등을 제거하기 위해 공기 정화장치를 설치하여 사용하고 있다.

이와 같이 공기 정화 필터 장치에는 필수적으로 큰 먼지나 미세한 분진 등을 포집하기 위한 복수개의 공기 필터가 설치되어 있으며, 공기 필터는 그 집진 효율을 항상 일정한 상태로 유지할 수 있도록 수시로 세척을 하거나 교체 등 별도의 관리를 해주어야 한다.

종래의 공기 필터 세척 방법은, 공기 필터를 하우징으로부터 분리시켜 청소하거나, 공기 필터 자체를 교체하는 방법이 있다.

그러나 공기 필터를 분리해서 세척하는 방법은 사람이 일일이 수작업으로 세척해야 하는 번거로움이 있었고, 공기 필터 자체를 교환해 주는 방법은 교환에 따른 노동력 및 공기 필터를 구입하는데 많은 비용을 지출해야 한다는 문제점이 있었다.

또한 종래의 다른 공기필터의 세척방법은 도 1에 도시된 바와 같이 공기 정화 장치의 하우징(10) 전면에 경사지게 다수개의 공기 필터(20)가 설치되고 상기 하우징(10)에는 세정에 필요한 세척수나 세제 또는 공기를 공급하기 위한 세척수 및 공기 공급관(30)과 연통되는 세척수 및 공기 공급지관(40)이 층마다 설치되고, 하우징(10)의 측면에 세척수 수거 박스(50)가 구비된 정화장치가 있다.

그러나 상기 정화장치는 물의 사용량이 많거나 세척능력이 낮고 폐수처리와 동결 등의 문제가 있거나 제한된 공간 등에서 이용이 불가능하다는 문제점이 있었다.

상기 기존의 방법은 40°전후의 경사가 진 상태에서 전면과 후면, 또는 후면에서 노즐의 분사로 세척을 하였으나 이는 경사가 진면을 노즐분사로 50 mm 두께의 공기필터를 100 %투과시키기에는 경사진 것과 필터조직의 장애물로 인하여, 필터의 전체 면과 두께의 1/3정도만 투과되고 나머지는 관성에 의해 경사진 면을 따라 하부로 흘러내림에 따라 사용과 세정의 시간이 경과가 될수록 필터의 일부분인 상부는 세정이 안 된 채로 사용이 되어 필터전체면의 성능이 상실되어가는 과정이 발생하여 필터의 본래성능을 지속적으로 유지하기가 곤란하였다.

세척 면이 수평에 가까울수록 관성과 중력의 법칙에 따라 세정의 투과력이 증가하여 100 %의 투과력으로 오염물질의 세정능력을 용이케 하여 다량의 공기오염을 제거하거나 장기간의 사용에도 필터본래의 성능 유지가 가능해진다.

기존의 방법 중에서는 경사진 후면의 청소만으로 세정하거나 전면과 후면을각각으로 청소를 하는 방식이 있으나 전자는 세정능력의 미흡으로 필터의 성능유지가 어렵고 별도의 세척작업이 필요로 하는 등 유지관리의 노동력과 추가 비용의 발생되는 등의 애로가 있었다.

전면과 후면을 각각으로 청소하는 방식은 전면에서 청소할 경우 필터에 포집된 방향으로 물을 분사함에 따라 오염물질이 필터내부에 쌓이는 현상과 물의 다량소비, 부대설비의 추가, 세정능력의 미흡 등의 문제가 있어왔다.

본 고안은 이러한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 상기 물과 공기를 체적의 비율로 혼합한 혼합유체를 이용하여 오염된 먼지 또는 분진을 제거하므로, 상기 오염된 먼지 또는 분진을 제거할 때 소모되는 물의 량을 절감할 수 있고, 공기필터에 포집된 먼지의 재 비산 방지 및 먼지 또는 분진을 제거함으로써 공기필터의 재생 효율을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.

도 1 은 종래의 공기 정화용 공기필터 장치의 보인 사시도.

도 2 는 본 고안에 따른 물과 압축공기를 이용한 용.폐수 절감형 자동세정형 공기여과장치를 보인 종단면도.

도 3 은 본 고안에 따른 물과 압축공기를 이용한 용.폐수 절감형 자동세정형 공기여과장치의 혼합유체가 생성되는 과정을 보인 개략도.

도 4는 본 고안에 따른 물과 압축공기를 이용한 용.폐수 절감형 자동세정형 공기여과장치의 다른 실시예를 보인 종단면도.

도 5 는 도 4의 A부를 상세하게 도시한 확대 단면도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

100 : 물 고급수단 200 : 공기 공급수단

300 : 점액 공급수단 400 : 제어부

500 : 공기정화장치 600 : 혼합 노즐

본 고안은 먼지 또는 분진을 포집하는 공기필터, 먼지 또는 분진을 포집하는 공기필터를 포함하는 공기정화장치에 있어서, 저장된 물을 공급하기 위한 물 공급수단; 고압의 공기를 공급하기 위한 압축 공기 공급수단; 상기 공기 공급수단과 물 공급수단에 각각 구비되어 공기와 물의 공급을 제어하는 전동밸브; 상기 진동밸브를 통제하여 물과 공기의 공급량을 일정 비율로 조절하여 공급하는 제어부; 상기 공기필터의 상부에 설치되며, 상기 혼합부에서 혼합된 혼합유체를 분출하는 혼합유체 분사수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2은 본 고안에 따른 물과 압축공기를 이용한 용.폐수 절감형 자동세정형 공기여과장치를 보인 종단면도이다. 공기필터 재생장치는, 공기정화장치(500) 내에 다단으로 설치되어 먼지 또는 분진을 포집하는 공기필터(510), 물을 공급하기 위한 물 공급수단(100), 고압의 압축공기를 공급하기 위한 고압 공기 공급수단(200), 상기 물 공급수단(100)과 공기 공급수단(200)에 각각 구비되어 공기와 물의 공급을 통제하는 전동밸브(112)(212), 상기 공기와 물의 혼합비율을 조절하기 위한 상기 진동밸브(112)(212)를 제어하는 제어부(400), 상기 공기필터(510)의 상부에 설치되며, 상기 제에부(400)의 제어에 의해 혼합된 혼합유체를 분출하는 혼합유체 분사수단(240)으로 구성된다.

또한 상기 공기필터(510)에 점액을 공급하기 위한 점액 공급수단(300) 및 점액 공급수단(300)의 점액을 제어하는 전동밸브(312)를 더 포함하고, 상기 전동밸브(312)는 제어부(400)의 통제에 의해 개폐된다.

상기 점액 공급수단(300)에서 공급되는 점액은 상기 물과 공기가 혼합된 혼합유체를 분사하는 혼합유체 분사수단(240)을 통해 분출된다. 이때, 상기 점액 공급수단(300)은 스팀을 공급할 수 있는 스팀 공급수단이 추가 되거나 스팀 공급수단으로 대체될 수 있다.

상기 물 공급수단(100)과 공기 공급 수단(200)은, 상기 물 공급수단(100)과 공기 공급수단(200)에 각각 구비되어 공기와 물의 공급을 제어하는전동밸브(112)(212)를 구비하고 상기 제어부(400)에서 상기 물 공급수단(100)과 공기 공급수단(200)에 구비된 진동밸브(112)(212)를 통제하여 물과 공기의 공급량을 일정 비율로 조절하여 공급되도록 하여 서로 혼합된 혼합유체가 생성되고 상기 혼합유체는 혼합유체 분사수단(240)으로 분출한다.

또한 상기 혼합유체 분사수단(240)을 통해 상기 공기필터(510)를 재생시 고압의 혼합유체를 공기필터(510)의 좌우로 이동하면서 분출하므로써, 상기 공기필터(510)에 포집된 먼지 또는 분진 등을 털어내어 공기필터(510)를 재생한다.

상기 혼합유체 분사수단(240)에 의해 털어진 먼지 또는 분진은 분사된 물과 같이 상기 공기필터(510)의 저면부에 구비된 오염물 유도부(530)을 타고 일측으로 몰려 하단부로 흐르게 되고 상기 하단부로 흐른 오염물의 먼지 또는 분진은 물과 같이 상기 공기정화장치(500)의 내부 하단부에 구비되어 있는 오염물 받이부(520)에 고이게 되고, 상기 오염물 받이부(520)에 모인 먼지 또는 분진과 물은 별도의 처리장치에 의하여 외부로 배출된다.

도 3는 본 고안에 따른본 고안에 따른 물과 압축공기를 이용한 용.폐수 절감형 자동세정형 공기여과장치의 혼합유체가 생성되는 과정을 보인 개략도로서, 상기 물 공급수단(100)과 공기 공급수단(200)에 각각 구비된 전동밸브(112)(212)를 열어 물 공급관(110)과 공기 공급관(210)을 통해 공급된 공기와 물이 유입되어 공기와 물은 서로 혼합되고 공기와 물이 혼합된 혼합유체는 혼합유체 분사수단(240)에 의해 분출된다.

이때 상기 전동밸브(112)(212)는 제어부(400)에서 일정량 즉, 공기와 물의공급량을 일정비율로 조절하여 공기와 물을 공급하게 된다.

상기 물 공급관(120)과 공기 공급관(210)에 센서부(114)(214)를 각각 구비하여 공기와 물의 공급량을 측정하게 되는데, 상기 센서부(114)(214)는 압력 또는 유량을 측정한 정보를 상기 제어부(400)로 전달하고 상기 제에부(400)에서는 전달된 정보를 기준으로 상기 전동밸브(112)(212)의 열림 정도를 제어하여 물과 공기의 유입량을 조절한다.

이때 입력을 기준으로 할 때는 물과 공기의 혼합 비율은 2:3이 바람직하고, 유량을 기준으로 할 때는 1:1.5~1:200이 바람직하고, 더 바람직하게는 1:100의 비율을 가진다.

본 고안에 따르면 공기필터를 세정하기 위해서는 먼저 공기정화장치(500) 내의 공기필터(510)를 재생하기 위하여 공기필터 세정장치를 작동시킨다.

그 다음 압축 물 공급수단(100)과 공기 공급수단(200)에 설치되어 공기와 물의 공급을 단속하는 전동밸브(112)(212)를 각각 개방하고, 이때 전동밸브(112)(212)의 개방정도를 제어부(400)에서 제어하여 물과 공기의 공급량을 일정량의 비율로 공급될 수 있도록 하고, 상기 공급된 물과 공기는 서로 혼합되어 혼합유체로 생성되며 생성된 혼합유체는 혼합유체 분사수단(240)으로 분출된다. 여기서, 혼합유체 분사수단(240)은 좌우로 이동이 가능하며, 상기 고압의 혼합유체는 공기필터(510)의 후단부, 즉 포잡된 먼지의 반대측에서 분출되어 상기 공기필터(510)에 포집되어 있는 먼지 또는 분진을 제거하는 세정공정에 의하여 상기 공기필터(510)를 재생해준다.

상기 혼합유체를 혼합유체 분사수단(240)에 의하여 상기 공기필터(510)에 분사하여 털어진 먼지 또는 분진은 물과 함께 오염물 유도부(530)를 타고 오염물 받이부(520)에 쌓이게 되고, 이때 상기 공기필터(510)에 혼합유체를 분사하고 잔류한 물은 혼합유체 분사수단(240)을 이용하여 압축공기를 분사하여 잔류한 물을 완전히 제거하므로 초기 압력 손실을 낮출 수가 있으며, 분진 포집 능력을 향상시킨다. 그리고 상기 공기필터(510)에 잔류한 물을 완전히 제거하므로 동절기에 공기필터(510)가 동결되는 것을 방지한다.

그러므로 상기 잔류한 물을 건조하기 위하여 공기를 분사하는 방식을 상기 공기 공급수단(200)의 공기를 이용하므로, 상기 제어부(400)에서 상기 물 공급수단(100)에 구비된 전동밸브(112)를 닫고 공기 공급수단(200)의 전동밸브(212)만 열어 공기가 공급되도록 하고, 상기 공급되는 공기는 혼합유체 분사수단(240)을 통해 분출되어 잔류한 물을 건조키고 상기 건조가 완료되면 상기 공기 공급수단(200)의 전동밸브(212)를 닫아 공기를 차단한다.

따라서 반복동작에 의하여 세정작업을 계속하는데, 이때 공기필터(510) 재생 작업은 설정된 소정시간 동안 계속 진행되고, 상기 소정시간이 경과하게 되면 공기필터 재생 작업은 정지된다. 상기 공기필터(510) 재생작업이 종료되면 상기 전동밸브(112)(212)를 제어부(400)에서 차단하여 공기 및 물의 공급을 제어한다.

그 다음, 상기 점액 공급수단(300)에 연결된 점액 공급관(310)에 설치된 전동밸브(312)을 제어부(400)의 제어에 의하여 개방된 후 상기 혼합유체 분사수단(240)으로 상기 점액을 분출시켜 공기필터(510)에 도포한다. 이때 상기 공기필터(510)에 점액을 도포시키므로써 공기필터(510)의 조직이 더욱 촘촘하게 되어 여과 효율을 향상시키고, 분진의 보유량을 증가시키고, 또한 점성을 갖는 점액을 공기필터(510)에 도포함에 따라 공기정화장치(500)의 동작시 공기필터(510)에 포집되는 먼지 또는 분진의 재 비산의 방지와 역류환경에서도 사용이 가능하도록 한 것이다.

상기 공기필터(510)에 점액을 분사하여 도포하는 과정을 완료하여 공기재생 작업이 끝나게 되면 상기 공기정화장치(500)는 다시 정상 작동하며, 일정 기간마다 공기필터 재생 작업이 반복된다.

도 4 는 본 고안의 다른 실시예를 보인 것으로, 상기 공기필터(510)에 점액을 도포하기 위하여 점액 공급수단(300)으로부터 공급되는 점액을 분출하기 위한 별도의 점액 분사수단(320)를 구비하고 상기 점액 공급수단(320)에 구비된 전동밸브(312)는 상기 제어부(400)의 제어에 의하여 개폐되는 것이다. 이는 전자의 작동관계와 동일하게 진행된다.

도 5 는 도 4의 A부를 보인 것으로, 상기 물 공급수단(100)과 공기 공급수단(200)에서 공급되는 물과 공기가 혼합되어 혼합유체 분사수단으로써 상기 혼합유체를 이동시킬 때 물과 공기를 한 노즐을 통하여 공급하기 위한 혼합유체 노즐(600)에 관한 것이다. 상기 혼합유체 노즐(600)의 일측에는 2개의 공급부(610)(620)가 형성되는데, 한쪽의 공급부(610)에는 물 공급수단(100)에 연결된 물 공급관(110)이 체결되고, 다른 한쪽의 공급부(620)에는 공기 공급수단(200)에 연결된 공기 공급관(210)이 체결되고, 상기 공급부(610)(620)의 타측부에는 물과 공기가 유입되어 배출되어 상기 혼합유체 분사수단(240)으로 공급하는 배출부(630)가 구비된다.

본 고안에 있어서, 상기 공기필터는 수평인 것을 사용하는 것이 바람직하나 상기 공기필터는 임의로 경사각을 조절하여 사용할 수 도 있는 것이다.

참고로 물과 압축공기를 이용한 혼합유체를 이용한 세정공정은 물과 압축공기의 혼합 비율은 2:3이 바람직하고, 유량을 기준으로 할 때는 1:1.5~1:200이 바람직하고, 더 바람직하게는 1:100의 비율을 가진는 혼합유체로 분사하여 공기필터에 포집된 먼지 또는 분진을 제거한다. 이때 사용되는 세척수의 양과 압력은 5.0ℓ/min, 노즐1개, 2.5㎏/㎠이며, 압축공기의 양과 압력은 500ℓ/min, 3.0㎏/㎠이다.

압축공기 분사에 의한 건조공정은 이류체 노즐에서 공기만을 분사하여 공기필터에 잔류한 물을 제거하는 것으로, 이때 사용되는 압축공기의 사용량과 압력은 500ℓ/min, 3.0㎏/㎠이다.

이상 본 고안의 바람지한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본고안의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 고안을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알게 될 것이다.

이상에서 설명 한 바와 같이 본 고안은 물과 공기를 소정의 비율로 혼합한 혼합유체를 생성하여 사용하므로 세척시 기존의 물에만 의존한 세정공정 보다 60%이상의 물을 절약할 수 있으며, 이로 인하여 발생되는 세정 후 오수의 발생이 저감된다.

그리고 공기필터의 재생을 공기와 물을 혼합한 혼합유체를 사용하므로 재생작업을 할 때의 먼지 또는 분진이 공기정화장치의 내부의 하단에 구비되어 있는 오염물 받이부로 모이게 되고 모인 오염물은 별도의 장치에 의하여 외부로 배출되므로 상기 공기정화장치의 내부에 오염된 먼지 또는 분진이 잔류하는 것을 방지한다.

또한 공기필터를 세정한 후 상기 공기필터에 잔류한 물들을 별도의 공기로 건조시켜 겨울철에 공기필터가 동결되는 것을 방지한다.

그리고 재생 후 공기필터에 점액을 도포하므로써 공기필터의 조직이 더욱 촘촘하게 되어 분진의 보유량과 여과 효율을 향상시키며, 또한 점액의 점성에 의해 상기 공기필터에 포집된 먼지 또는 분진의 재 비산과 역류환경에서 재 비산을 방지하여 사용이 가능하게 할 수 있는 잇점이 있는 것이다.

Claims (7)

1. 먼지 또는 분진을 포집하는 공기필터를 포함하는 공기정화장치에 있어서,

   물을 공급하기 위한 물 공급수단;

   고압의 공기를 공급하기 위한 압축 공기 공급수단;

   상기 공기 공급수단과 물 공급수단에 각각 구비되어 공기와 물의 공급을 제어하는 전동밸브;

   상기 진동밸브를 통제하여 물과 공기의 공급량을 조절하는 제어부;

   상기 공기필터에 물과 공기가 혼합된 혼합유체를 분출하는 혼합유체 분사수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 물과 압축공기를 이용한 용.폐수 절감형 자동세정형 공기여과장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합유체 분사수단은 공기필터의 전면을 좌우로 이동하면서 혼합유체를 골고루 분사시키는 노즐 또는 나이프형태인 것을 특징으로 하는 물과 압축공기를 이용한 용.폐수 절감형 자동세정형 공기여과장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 점액을 공급하기 위한 점액 공급수단 및 상기 점액 공급수단을 제어하는 전동밸브를 더 포함한 것을 특징으로 하는 공기 정화용 자동 재생형 공기필터 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 공기필터에의 후면부에 상기 점액 공급수단에서 공급된 점액을 분출하는 점액 분사수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물과 압축공기를 이용한 용.폐수 절감형 자동세정형 공기여과장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 혼합유체 분사수단은 상기 점액 분사수단과 분리 또는 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 물과 압축공기를 이용한 용.폐수 절감형 자동세정형 공기여과장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 고압의 공기와 물의 양을 측정하기 위한 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물과 압축공기를 이용한 용.폐수 절감형 자동세정형 공기여과장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 센서부는 압력 또는 유량을 검출하는 것을 특징으로 하는 물과 압축공기를 이용한 용.폐수 절감형 자동세정형 공기여과장치.