KR101157477B1 - Cross-flow filtration system using micro or nano-sized bubble - Google Patents
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Abstract
마이크로나노 버블을 이용한 이류체 역세척 시스템을 제공한다.
본 발명은 원수를 정화하는 여과필터와, 정수관에 연결되어 여과필터의 세척을 위해 나노 단위로 생성된 버블이 포함된 나노버블수를 여과필터로 제공하는 세척수관과, 공기와 나노단위의 공기방울을 세척수에 포함시켜 나노버블수를 생성하고 나노버블수를 세척수관에 제공하는 나노버블수 생성모듈과, 원수관에 연결되어 여과필터를 세척후 생성된 세척유출수를 배출하는 세척유출수관과, 원수관과 세척유출수관의 결합 영역에 장착되어 여과필터가 원수관과 세척유출수관 중 하나와 연통되도록 스위칭되는 제1밸브와, 정수관과 세척수관의 결합 영역에 장착되어 여과필터가 정수관과 세척수관 중 하나와 연통되도록 스위칭되는 제2밸브;를 포함한다. 이에 의해, 역세척시 나노버블을 이용하여 세척효과를 향상시키고 세척시간을 단축할 수 있다.Provided is an air backwash system using micronano bubbles.
The present invention provides a filtration filter for purifying raw water, a washing water pipe connected to a purified water pipe, and a nano-bubble water containing bubbles generated in nano units for washing of the filtration filter, as a filtration filter, and air and nano air bubbles. And a nanobubble water generation module for generating nanobubble water by providing the nanobubble water to the washing water pipe, and a washing effluent pipe which is connected to the raw water pipe and discharges the washing effluent water generated after washing the filtration filter. A first valve mounted at a coupling area of the water pipe and the flushing water pipe and switched to communicate with one of the raw water pipe and the flushing water pipe; and a filtering filter at the coupling area of the purified water pipe and the washing water pipe. It includes; the second valve is switched to communicate with one. As a result, it is possible to improve the washing effect and shorten the washing time by using the nanobubbles at the time of back washing.
Description
본 발명은 마이크로나노 버블을 이용한 이류체 역세척 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 나노단위 크기의 공기로 형성된 공기나노버블이 함유된 나노버블수를 이용하여 역세척을 수행함으로써, 물과 공기나노버블에 의해 여과필터의 역세척이 단시간에 깨끗이 실행되도록 하는 마이크로나노 버블을 이용한 이류체 역세척 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a two-fluid backwashing system using micro-nano bubbles, and more particularly, by performing backwashing using nanobubble-containing nanobubbles containing air formed of nano-sized air. The present invention relates to a two-fluid backwash system using micro-nano bubbles for backwashing a filtration filter by a nanobubble.
일반적으로 정수기는 활성탄, 이온교환수지, 여과 등의 방법을 사용하는 각종 필터가 장착되어 원수에 함유된 산화물, 중금속, 이물질 등을 제거한다. 이러한 정수기의 각 필터는 필터를 사용함에 따라 원수에 함유되었던 산화물, 중금속, 이물질 등이 필터에 흡착되기 때문에 필터의 특성에 따라 정해진 일정 시간마다 필터를 새것으로 교체하여야 한다. 그러나 필터를 새것으로 교체하기 위해서는 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라, 일일이 전문적인 인력이 방문하여 교체하여야 하기 때문에 시간과 인적비용이 소요된다. Generally, the water purifier is equipped with various filters using methods such as activated carbon, ion exchange resin, and filtration to remove oxides, heavy metals, foreign substances, etc. contained in raw water. As each filter of the water purifier uses a filter, oxides, heavy metals, and foreign substances contained in the raw water are adsorbed on the filter. Therefore, the filters should be replaced with new ones every predetermined time according to the characteristics of the filter. However, replacing the filter with a new one is not only costly, but also requires time and personnel costs because it must be visited and replaced by professional personnel.
이에 따라, 정수기내에서 각 필터를 자체적으로 세척하는 방법으로서, 역세척 방법이 제안되어 있다. Accordingly, a backwashing method has been proposed as a method of washing each filter in itself in a water purifier.
역세척 방법은, 정수기의 각 필터에서 원수가 공급되는 흐름에 반대되는 방향으로 필터의 세척을 위한 세척수를 공급함으로써, 필터의 흡착된 이물질을 제거하는 방법이다. 이러한 역세척 방법의 사용시, 세척수에 공기방울을 함께 공급하여 필터의 세척효율을 높이는 기술이 제안되어 있다. The backwashing method is a method of removing adsorbed foreign matter from a filter by supplying washing water for washing the filter in a direction opposite to the flow of raw water from each filter of the water purifier. When using this backwashing method, a technique for increasing the washing efficiency of the filter by supplying air bubbles to the washing water has been proposed.
그런데, 이렇게 세척수에 공기방울을 함께 공급하는 경우, 물보다 가벼운 공기가 위로 부상하려는 성질 때문에, 공기방울에 의한 필터세척효과가 기대에 미치지 못한다는 단점이 있다. 뿐만 아니라, 공기의 공급을 위한 공기탱크가 구비되어야 하므로 제조비가 증가한다. However, in the case of supplying air bubbles to the washing water in this way, because the air lighter than the water to float upward, there is a disadvantage that the filter cleaning effect by air bubbles does not meet expectations. In addition, the manufacturing cost increases because an air tank for supplying air must be provided.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 그 목적은, 역세척시 나노버블을 이용하여 세척효과를 향상시키고 세척시간을 단축할 수 있도록 하는 마이크로나노 버블을 이용한 이류체 역세척 시스템을 제공하는 것이다. The present invention to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an air backwash system using a micro-nano bubble to improve the cleaning effect and shorten the cleaning time by using a nanobubble during backwashing.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 원수를 정화하는 여과필터의 세척을 위해 나노 단위로 생성된 버블이 포함된 나노버블수를 상기 여과필터로 제공하는 세척수관; 세척수관에 연결되며, 공기와 나노단위의 공기방울을 세척수에 포함시켜 나노버블수를 생성하고, 상기 나노버블수를 상기 세척수관에 제공하는 나노버블수 생성모듈; 및 상기 여과필터를 세척 후 생성된 세척유출수를 배출하는 세척유출수관; 을 포함한다. As a specific means for achieving the above object, the present invention, the washing water pipe for providing a nano-bubble water containing the bubbles generated in nano units to the filtration filter for cleaning the filtration filter to purify the raw water; A nanobubble water generation module connected to the washing water pipe, including nanobubbles with air and nanobubbles in the washing water to generate nanobubble water, and providing the nanobubble water to the washing water pipe; And a washing effluent pipe for discharging the washing effluent water generated after washing the filtration filter. .
바람직하게, 원수를 제공하는 원수관과 상기 세척유출수관의 결합 영역에 장착되어 상기 여과필터가 상기 원수관과 상기 세척유출수관 중 하나와 연통되도록 스위칭되는 제1밸브; 및, 상기 여과필터에서 정화되는 정수를 배출하는 정수관과 상기 세척수관의 결합 영역에 장착되어 상기 여과필터가 상기 정수관과 상기 세척수관 중 하나와 연통되도록 스위칭되는 제2밸브;를 포함한다. Preferably, the first valve is mounted to the coupling region of the raw water pipe for providing the raw water and the washing outflow pipe, the filter is switched to communicate with one of the raw water pipe and the washing outflow pipe; And a second valve mounted at a coupling region of the purified water pipe discharging the purified water purified by the filtration filter and the washing water pipe so that the filtration filter is switched to communicate with one of the purified water pipe and the washing water pipe.
바람직하게, 상기 제1밸브는, 상기 여과필터의 정수모드시에는 상기 원수관으로부터의 원수가 상기 여과필터로 제공되고 상기 여과필터의 세척모드시에는 상기 여과필터로부터의 세척유출수가 상기 세척유출수관으로 제공되도록 스위칭되며; 상기 제2밸브는, 상기 여과필터의 정수모드시에는 상기 여과필터로부터의 정수가 상기 정수관으로 제공되고 상기 여과필터의 세척모드시에는 상기 세척수관으로부터의 세척수가 상기 여과필터로 제공되도록 스위칭된다. Preferably, the first valve, the raw water from the raw water pipe is provided to the filtration filter in the water purification mode of the filtration filter, and the washing effluent water from the filtration filter in the washing mode of the filtration filter is Switched to provide; The second valve is switched so that the purified water from the filtration filter is provided to the purified water pipe in the purified water mode of the filtration filter and the washing water from the washing water pipe is provided to the filtration filter in the cleaning mode of the filtration filter.
바람직하게, 상기 나노버블수 생성모듈은, 공기를 압축하는 공기 압축기; 상기 공기 압축기로부터 제공받은 공기로 나노버블을 생성하고, 외부로부터 제공받은 세척수에 공기를 용해시키고 상기 나노버블을 포함시켜 나노버블수를 생성하는 나노버블수 생성장치;가 연결된다. Preferably, the nanobubble water generating module, the air compressor for compressing air; Nanobubble water generating device for generating nanobubble with the air provided from the air compressor, dissolving air in the wash water provided from the outside and including the nanobubble to generate nanobubble water;
더욱 바람직하게, 상기 나노버블수 생성장치는, 상기 공기 압축기로부터의 공기를 상기 세척수에 용해시키는 벤투리 인젝터; 상기 공기 압축기로부터의 공기로 상기 나노버블을 생성하고, 상기 나노버블을 상기 벤투리 인젝터에서 공기가 용해된 세척수에 부가하여 상기 나노버블이 함유된 상기 나노버블수를 생성하는 나노버블수 생성기;를 포함한다. More preferably, the nanobubble water generating device, Venturi injector for dissolving the air from the air compressor in the wash water; A nanobubble water generator for generating the nanobubbles with air from the air compressor and adding the nanobubbles to the wash water in which the air is dissolved in the venturi injector to generate the nanobubbles containing the nanobubbles; Include.
더욱 바람직하게, 상기 나노버블수 생성기는, 상기 세척수와 함께 유입된 공기를 상기 공기가 용해된 세척수와 서로 충돌시켜 상기 세척수의 공기 용해도를 증가시키는 스태틱 믹서;를 포함한다. More preferably, the nano bubble water generator, a static mixer to increase the air solubility of the washing water by colliding the air introduced with the washing water with the washing water in which the air is dissolved.
더욱 바람직하게, 상기 나노버블수 생성기는, 상기 공기 압축기로부터의 공기로 상기 나노버블을 발생시켜 상기 공기가 용해된 세척수에 나노버블을 공급하는 공기나노버블 발생기를 포함한다.More preferably, the nanobubble water generator includes an air nanobubble generator that generates the nanobubbles with air from the air compressor and supplies nanobubbles to the washed water in which the air is dissolved.
본 발명의 마이크로나노버블을 이용한 이류체 역세척 시스템에 의하면, 여과필터의 세척시 나노단위 크기의 공기나노버블이 포함된 세척수인 나노버블수를 이용함으로써, 공기나노버블이 여과필터의 공극에 골고루 분포되어 유체역학적으로 강한 교란을 유발하므로, 단시간내에 여과필터에 억류된 이물질들이 깨끗이 세척된다. 따라서, 역세척에 소요되는 시간이 단축될 뿐만 아니라, 세척수의 사용량도 감소된다. According to the dual-fluid backwashing system using the micro-nanobuble of the present invention, by using the nanobubble water, which is a washing water containing nano-nanobubble air nanobubbles, the air-nanobubble is evenly distributed in the pores of the filter. Since it is distributed and causes hydrodynamically strong disturbances, foreign substances held in the filtration filter are washed out in a short time. Thus, not only the time required for backwashing is shortened, but the amount of washing water used is also reduced.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로나노 버블을 이용한 이류체 역세척 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노버블수 생성장치의 구성도,
도 3은 도 2의 나노버블수 생성장치의 부분확대 사시도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노버블수 생성장치의 구성도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 나노버블수 생성장치의 구성도,
도 6은 도 1의 여과필터의 역세척시 나노버블수가 공급되는 상태를 간단화하여 나타낸 도면이다. 1 is a block diagram of a two-fluid backwash system using a micro-nano bubble according to the present invention,
2 is a block diagram of a nanobubble water generating device according to an embodiment of the present invention,
3 is a partially enlarged perspective view of the nanobubble water generating device of FIG. 2;
4 is a block diagram of a nanobubble water generating device according to another embodiment of the present invention,
5 is a block diagram of a nanobubble water generating device according to another embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a view schematically illustrating a state in which nanobubble water is supplied during backwashing of the filtration filter of FIG. 1.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로나노 버블을 이용한 이류체 역세척 시스템의 구성도이다. 1 is a block diagram of a two-fluid backwash system using a micro-nano bubble according to the present invention.
본 발명의 마이크로나노 버블을 이용한 이류체 역세척 시스템(1)은, 여과필터(100)를 역세척 방식으로 세척하며, 여과필터(100)의 세척시 세척수로 나노버블이 포함된 나노버블수를 사용한다. 여기서, 나노버블이란 나노 단위의 크기로 생성된 공기 방울을 의미하고, 나노버블수는 공기가 용해되어 있고 나노버블이 포함c되어 있는 세척수를 의미한다. In the air backwash system (1) using the micro-nano bubble of the present invention, the
본 발명의 마이크로나노 버블을 이용한 이류체 역세척 시스템(1)은, 여과필터(100), 여과필터(100)에서 이물질을 여과할 때 사용되는 정수모드 설비와, 여과필터(100)를 역세척할 때 사용되는 역세척모드 설비를 포함한다. 정수모드 설비로는, 원수관(10), 정수관(11)을 포함하며, 역세척모드 설비로는 세척수관(20), 세척유출수관(21), 나노버블수 생성모듈(140,150,200)을 포함한다. 그리고 마이크로나노 버블을 이용한 이류체 역세척 시스템(1)은, 정수모드와 역세척모드 간의 스위칭을 위한 제1밸브(50), 제2밸브(55)를 포함한다. The air backwash system (1) using the micro-nano bubble of the present invention, the
여과필터(100)는, 원수에 포함된 부유고형물질과 용존오염물질 등을 제거하며, 일반적으로 종이, 석면, 유리 섬유 등의 섬유질이 불규칙적으로 배열된 구조로 형성되나, 원수에 포함된 부유고형물질과 용존오염물질을 제거할 수 있는 어떠한 재질로도 형성될 수 있음은 물론이다. The
원수관(10)은 여과필터(100)의 여과방향을 따라 일측면에 연결되며, 여과필터(100)로 부유고형물질과 용존오염물질이 포함된 원수를 제공한다. The
정수관(11)은 여과필터(100)에 대해 원수관(10)에 대향되는 타측면에 연결되며, 여과필터(100)에서 원수의 부유고형물질과 용존오염물질이 필터링된 정수를 배출한다. The purified
일반적으로 정수기에서는 하나의 필터만을 사용하기 보다는 상호 역할이나 재질이 상이한 복수개의 필터가 직렬로 연결되며, 이에 따라, 원수관(10)을 통해 여과필터(100)로 제공되는 원수는 다른 필터에서 일 회 또는 여러 회에 걸쳐 정수된 상태의 물일 수 있다. 마찬가지로 정수관(11)을 통해 배출되는 정수는 외부로 배출될 수도 있지만, 다른 정수공정을 위해 타 필터로 제공될 수도 있음은 물론이다. In general, in a water purifier, a plurality of filters having different roles or materials are connected in series, rather than using only one filter. Accordingly, raw water provided to the
세척수관(20)은 정수관(11)에 연결되며, 여과필터(100)를 역세척하기 위한 세척수를 여과필터(100)에 공급한다. 세척수는 별도의 약품이나 세척액이 포함될 수도 있고, 정수된 물이나 수도물일 수도 있다. The
세척유출수관(21)은 원수관(10)에 연결되며, 여과필터(100)를 세척하여 오염된 세척유출수를 배출한다. 세척유출수에는 여과필터(100)에 흡착되어 있던 부유고형물질과 용존오염물질 등의 이물질이 포함된다. The
나노버블수 생성모듈(140,150,200)은, 세척수관(20)상에 설치되며, 세척수관(20)에서 세척수에 공기를 용해시키고 나노버블을 포함시켜 나노버블수를 생성한다. 나노버블수 생성모듈(150,200)은, 공기를 압축하는 공기 압축기(150)와, 나노버블을 생성하여 세척수에 용해시켜 나노버블수를 생성하는 나노버블수 생성장치(200)를 포함한다. 나노버블수 생성장치(200)의 상세한 구성에 대해서는 후술하기로 한다. 이러한 나노버블수 생성장치(200)에서 생성된 나노버블수는 역세척모드시 세척수관(20)을 통해 여과필터(100)로 제공된다. Nanobubble water generation module (140,150,200), is installed on the
한편, 원수관(10)과 정수관(11)에는 정수모드시와 역세척모드시 원수와 세척수(나노버블수)의 공급을 제어하기 위해 각각 제1밸브(50)와 제2밸브(55)가 장착되어 있다. 원수관(10)에는 세척유출수관(21)이 연결되고 정수관(11)에는 세척수관(20)이 연결됨에 따라, 정수모드시 원수관(10)에서 원수가 공급될 때는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부에서 하부로 여과필터(100)에 원수가 공급된다. 이에 반해, 역세척모드시 세척수인 나노버블수가 공급될 때는, 세척수관(20)에서 세척유출수관(21)으로 공급됨에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부에서 상부로 나노버블수가 공급된다. 따라서, 원수와 나노버블수는 각각 반대방향에서 공급되므로, 원수가 공급될 때는 나노버블수의 공급이 차단되어야 하고, 나노버블수가 공급될 때는 원수의 공급이 차단되어야 한다. 이렇게 원수와 나노버블수의 공급을 제어하기 위해 제1밸브(50)와 제2밸브(55)가 사용된다. On the other hand, the
제1밸브(50)는 원수관(10)과 세척유출수관(21)의 결합 영역에 장착되며, 원수관(10), 세척유출수관(21), 여과필터(100)에 각 단자가 연결되는 3-웨이 밸브로서, 여과필터(100)가 원수관(10)과 세척유출수관(21) 중 하나와 연통되도록 스위칭된다. The
제2밸브(55)는 정수관(11)과 세척수관(20)의 결합 영역에 장착되며, 정수관(11), 세척수관(20), 여과필터(100)에 각 단자가 연결되는 3-웨이 밸브로서, 여과필터(100)가 정수관(11)과 세척수관(20) 중 하나와 연통되도록 스위칭된다. The
이에 따라, 여과필터(100)가 원수를 정화하는 정수모드시에는, 원수관(10)과 여과필터(100)가 연통되어 원수관(10)으로부터의 원수가 여과필터(100)로 제공되도록 제1밸브(50)가 스위칭된다. 이와 동시에, 여과필터(100)와 정수관(11)이 상호 연통되도록 제2밸브(55)가 스위칭되어 여과필터(100)에서 정화된 정수가 정수관(11)을 통해 배출될 수 있도록 한다. 따라서, 여과필터(100)는 원수관(10) 및 정수관(11)과 연통되고, 원수관(10)을 통해 여과필터(100)로 원수가 제공되면, 여과필터(100)에서 원수가 정화되어 정수가 된 다음, 정수는 정수관(11)을 통해 배출된다. Accordingly, when the
반면, 여과필터(100)가 세척되는 역세척모드시에는, 여과필터(100)와 세척수관(20)이 연통되도록 제2밸브(55)가 스위칭되어 나노버블수 생성장치(200)로부터의 나노버블수가 세척수관(20)을 통해 여과필터(100)에 공급되도록 한다. 이와 동시에, 세척유출수관(21)과 여과필터(100)가 연통되도록 제1밸브(50)가 스위칭되어 여과필터(100)를 세척한 세척유출수가 세척유출수관(21)으로 배출되도록 한다. 이에 따라, 여과필터(100)는 세척수관(20) 및 세척유출수관(21)과 연통되고, 세척수관(20)을 통해 여과필터(100)로 제공된 나노버블수는 여과필터(100)를 세척한 다음, 세척유출수가 되어 세척유출수관(21)을 통해 배출된다. On the other hand, in the backwash mode in which the
도 2 내지 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 나노버블수 생성장치의 구성도이다. 2 to 5 is a block diagram of a nanobubble water generating apparatus according to various embodiments of the present invention.
나노버블수 생성장치(200)는, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 다양한 실시예로 마련될 수 있다. The
도 2의 나노버블수 생성장치는, 밸브-1(210), 유량계(FlowMeter)(220), 밸브-2(230), 급수 펌프(240), 벤투리 인젝터(Venturi Injector)(250), 나노버블수 생성기(260) 및 서지 탱크(270)를 구비한다.The nanobubble water generator of FIG. 2 includes a valve-1 210, a
밸브-1(210)은 후술할 급수 펌프(240)로 유입되는 세척수의 유량을 조절하기 위한 수단이다. 그리고, 유량계(220)는 급수 펌프(240)로 유입되는 세척수의 유량을 측정하기 위한 수단이다. 따라서, 유량계(220)에 의한 측정된 세척수의 유량을 참고로 밸브-1(210)를 조작하여, 급수 펌프(240)로 유입되는 세척수의 유량을 적정하게 유지시킬 수 있다. 여기서, 밸브-1(210)을 통해 급수 펌프(240)로 제공되는 세척수는 외부로부터 제공받는다. Valve-1 210 is a means for adjusting the flow rate of the washing water flowing into the
급수 펌프(240)는 밸브-1(210)를 통해 유입되는 세척수를 일정한 압력으로 벤투리 인젝터(250)에 공급한다.The
벤투리 인젝터(250)는 양 단의 단면적이 중앙의 단면적 보다 넓은 형상의 관이다. 벤투리 인젝터(250)는, 1) 일 단에는 세척수가 유입되고, 2) 중앙에는 전술한 공기 압축기(150)에서 배출되는 공기가 유입된다.
벤투리 인젝터(250)의 중앙으로 유입된 공기는 일 단을 통해 유입된 세척수에 용해되어, 벤투리 인젝터(250) 내에서는 공기 함유량이 높은 세척수가 생성된다. The air introduced into the center of the
한편, 벤투리 인젝터(250)의 중앙으로 유입되었지만 세척수에 용해되지 않은 공기는 벤투리 인젝터(250) 내에서 생성된 나노버블수와 함께 벤투리 인젝터(250)의 타 단으로 배출된다.Meanwhile, the air introduced into the center of the
나노버블수 생성기(260)는 벤투리 인젝터(250)에서 유출되는 세척수의 공기 용해도를 증가시킨다. 그리고, 세척수의 공기 용해도를 증가시키는 중에, 나노버블수 생성기(260)는 공기 압축기(150)에서 배출되는 공기로 공기나노버블을 생성하여, 세척수에 부가함으로써, 나노버블수를 생성한다.The
이와 같은 기능을 수행하는 나노버블수 생성기(260)는, 공기나노버블 발생기(261)와 스태틱 믹서(Static Mixer)(264)를 구비한다.The
공기나노버블 발생기(261)는 공기나노버블을 발생시켜 스태틱 믹서(264)로 공급한다. 이와 같은 기능을 수행하는 공기나노버블 발생기(261)는 공기 수용기(262)와 세라믹 다공질체(263)을 구비한다.The
공기 수용기(262)는 공기 압축기(150)에서 배출되는 공기를 수용하고, 수용되어 있는 공기를 세라믹 다공질체(Porous body)(263)로 유출시킨다.The
세라믹 다공질체(263)는 공기 수용기(262)에서 유출되는 공기를 지름이 매우 작은 관들을 통해 스태틱 믹서(264)로 전달한다. 그러면, 스태틱 믹서(264) 내에서 유동하는 나노버블수에 의해, 세라믹 다공질체(263)로부터 유출되는 공기는 공기나노버블로 나노버블수에 유입되어 분산된다.The ceramic
스태틱 믹서(264)는 나노버블수 통로(265), 가이드 베인(Guide Vane)(266) 및 베인 지지대(267)를 구비한다. 스태틱 믹서(264)에 형성되어 있는 나노버블수 통로(265)에는 1) 벤투리 인젝터(250)에서 배출되는 나노버블수와 나노버블수에 용해되지 않은 공기가 유입되고, 2) 공기나노버블 발생기(261)에서 발생되는 공기나노버블이 유입된다.The
한편, 베인 지지대(267)는 양 단이 막혀 있으며, 스태틱 믹서(264)의 중앙에 고정 설치된다. 따라서, 벤투리 인젝터(250)에서 배출되는 나노버블수와 용해되지 않은 공기는 베인 지지대(267)의 내부를 관통할 수 없고, 오직 나노버블수 통로(265)를 통과하는 것만이 가능하다. 그 결과, 스태틱 믹서(264)에서 나노버블수의 유속은 증가하게 된다.On the other hand, the
베인 지지대(267)의 외곽에는 가이드 베인(266)이 형성되어 있다. 가이드 베인(266)은 유입된 나노버블수와 용해되지 않은 공기의 유동을 분할하고 혼합하기를 반복하여 나노버블수와 공기의 유동 방향을 연속적으로 변화시킨다.
가이드 베인(266)에 의해, 나노버블수에 용해되지 않은 공기는 작게 분쇄되면서 나노버블수와 매우 빈번하게 충돌하게 된다. 이와 같은 빈번한 충돌로 인해, 가이드 베인(266) 내에서 공기는 나노버블수에 용해되어, 나노버블수의 공기 용해도는 증가하게 된다.By the
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노버블수 생성기의 구성도이다. 도 3에 도시된 나노버블수 생성장치(200)는 밸브-1(210), 유량계(220), 급수 펌프(240), 벤투리 인젝터(250), 나노버블수 생성기(260) 및 서지 탱크(280)를 구비한다.3 is a block diagram of a nanobubble water generator according to another embodiment of the present invention. The
밸브-1(210), 유량계(220), 벤투리 인젝터(250) 및 나노버블수 생성기(260)는 도 2에 도시된 밸브-1(210), 유량계(220), 벤투리 인젝터(250) 및 나노버블수 생성기(260)와 기능이 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The valve-1 210, the
도 3에 도시된 서지 탱크(280)는 나노버블수 생성기(260)에서 생성되어 배출되는 공기나노버블 함유 나노버블수를 저장하는 저장기의 일종이다. 도 3에 도시된 서지 탱크(280)는 유입되는 나노버블수를 선회시키지 않으며, 상부에 모인 공기는 급수 펌프(240)로 전달되지 않는다는 점에서, 도 2에 도시된 서지 탱크(270)와 차이가 있다. 이에 따라, 도 3에 도시된 급수 펌프(240)에서 벤투리 인젝터(250)로 공급되는 것은 세척수뿐이다.The
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 나노버블수 생성장치의 구성도이다. 4 is a block diagram of a nanobubble water generating device according to another embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 나노버블수 생성장치(200)는 밸브-1(210), 유량계(220), 밸브-2(230), 급수 펌프(240), 벤투리 인젝터(250), 스태틱 믹서(290), 공기나노버블 발생기(300) 및 서지 탱크(270)를 구비한다.The
도 4에 도시된 밸브-1(210), 유량계(220), 밸브-2(230), 급수 펌프(240), 벤투리 인젝터(250) 및 서지 탱크(270)는, 도 2에 도시된 밸브-1(210), 유량계(220), 밸브-2(230), 급수 펌프(240), 벤투리 인젝터(250) 및 서지 탱크(270)와 기능이 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The valve-1 210, the
도 4에 도시된 나노버블수 생성장치(200)는, 도 2에 도시된 나노버블수 생성기(260) 대신 스태틱 믹서(264)와 공기나노버블 발생기(300)를 서로 분리하는 구성을 채택하였다는 점에서, 도 2에 도시된 나노버블수 생성기와 차이가 있다.The
스태틱 믹서(264)는 나노버블수 통로(265), 가이드 베인(266) 및 베인 지지대(267)를 구비한다. 스태틱 믹서(264)에 형성되어 있는 나노버블수 통로(265)에는 벤투리 인젝터(250)에서 배출되는 나노버블수와 나노버블수에 용해되지 않은 공기가 유입된다.The
한편, 베인 지지대(267)는 양 단이 막혀 있으며, 스태틱 믹서(264)의 중앙에 고정 설치된다. 따라서, 벤투리 인젝터(250)에서 배출되는 나노버블수와 용해되지 않은 공기는 베인 지지대(267)의 내부를 관통할 수 없고, 오직 나노버블수 통로(265)를 통과하는 것만이 가능하다. 그 결과, 스태틱 믹서(264)에서 나노버블수의 유속은 증가하게 된다.On the other hand, the
베인 지지대(267)의 외곽에는 가이드 베인(266)이 형성되어 있다. 가이드 베인(266)은 유입된 나노버블수와 용해되지 않은 공기의 유동을 분할하고 혼합하기 반복하면서 유동 방향을 연속적으로 변화시킨다.
가이드 베인(266)에 의해, 나노버블수에 용해되지 않은 공기는 작게 분쇄되면서 나노버블수와 매우 빈번하게 충돌하게 된다. 이와 같은 빈번한 충돌로 인해, 가이드 베인(266) 내에서 공기는 나노버블수에 용해되어, 나노버블수의 공기 용해도는 증가하게 된다.By the
공기나노버블 발생기(300)는 공기나노버블을 발생시켜 스태틱 믹서(264)에서 배출되는 나노버블수에 공기나노버블을 공급한다. 이와 같은 기능을 수행하는 공기나노버블 발생기(300)는 공기 수용기(301), 세라믹 다공질체(302) 및 나노버블수 통로(303)를 구비한다.The
공기 수용기(301)는 세척유출수관(21)에서 배출되는 공기를 수용하고, 수용되어 있는 공기를 세라믹 다공질체(302)로 유출시킨다.The
세라믹 다공질체(302)는 공기 수용기(301)에서 유출되는 공기를 지름이 매우 작은 관들을 통해 나노버블수 통로(303)로 전달한다. 그러면, 나노버블수 통로(303) 내에서 유동하는 나노버블수에 의해, 세라믹 다공질체(302)로부터 유출되는 공기는 공기나노버블로 나노버블수에 유입되어 분산된다.The ceramic
이에 따라, 공기나노버블 발생기(300)에서는 공기나노버블 함유 나노버블수가 배출되어 서지 탱크(270)로 유입된다. Accordingly, in the
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 나노버블수 생성장치의 구성도이다. 5 is a block diagram of a nanobubble water generating device according to another embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 나노버블수 생성장치(200)는, 도 2에 도시된 나노버블수 생성기(260) 대신 스태틱 믹서(264)를 채택하였다는 점에서, 도 2에 도시된 나노버블수 생성장치와 차이가 있다.The
스태틱 믹서(264)는 나노버블수 통로(265), 가이드 베인(266) 및 베인 지지대(267)를 구비한다. 스태틱 믹서(264)에 형성되어 있는 나노버블수 통로(265)에는 벤투리 인젝터(250)에서 배출되는 나노버블수와 나노버블수에 용해되지 않은 공기가 유입된다. The
스태틱 믹서(264)의 각 구성요소와, 스태틱 믹서(264)에서 나노버블수의 공기 용해도를 증가시키는 과정은 도 4를 참조하여 설명하였으므로, 반복되는 설명은 생략하기로 한다. Since the components of the
이러한 스태틱 믹서(264)로부터의 나노버블수는 서지 탱크(270)로 유입된다. Nanobubble water from the
한편, 가이드 베인(260)은 도시된 형상과 다른 형상으로 구현하는 것도 가능하며, 베인 지지대(267) 역시 생략가능하다. Meanwhile, the
이러한 나노버블수를 역세척에 사용할 경우, 나노버블의 크기가 충분히 작기 때문에, 도 6에 도시된 바와 같이, 공기나노버블과 세척수가 함께 여과필터 안을 통과하게 된다. 이렇게 공기나노버블과 세척수가 함께 여과필터를 통과하는 경우, 세척수만을 사용하는 경우나 일반 크기의 공기방울만 사용하는 경우보다 유속이 커진다. 따라서, 나노버블수를 사용할 경우, 세척수나 일반 공기방울을 사용하는 것보다 역세척에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있는 것이다. When the nanobubble water is used for backwashing, since the size of the nanobubble is sufficiently small, as shown in FIG. 6, the air nanobubble and the washing water pass through the filtration filter together. In this case, when the air and the bubble and the washing water pass through the filtration filter together, the flow rate is higher than when using only the washing water or only the air bubbles of the normal size. Therefore, when using nanobubble water, it is possible to reduce the time required for backwashing than using wash water or normal air bubbles.
이러한 구성에 의한 마이크로나노 버블을 이용한 이류체 역세척 시스템(1)에서 여과필터(100)를 역세척하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. Looking at the process of backwashing the
먼저, 여과필터(100)를 역세척하기 위해서는, 제1밸브(50)와 제2밸브(55)를 스위칭하여 세척수관(20)과 세척유출수관(21)이 여과필터(100)와 연통하도록 한다. 이 상태에서 펌프(140)와 공기 압축기(150)를 작동시켜 세척수와 압축된 공기를 나노버블수 발생장치로 제공한다. 나노버블수 발생장치에서는 도 2 내지 도 6를 참조하여 설명한 바와 같이, 세척수와 공기를 이용하여 공기가 용해되고 공기나노버블이 포함된 나노버블수를 생성한다. 생성된 나노버블수는 세척수관(20)을 통해 여과필터(100)로 제공되고, 공기나노버블과 세척수가 함께 여과필터(100)를 통과하면서 여과필터(100)에 축적된 오염물질을 여과필터(100)로부터 분리하게 된다. 이때, 공기나노버블이 나노단위로 작기 때문에 세척수와 함께 여과필터(100)의 사이사이를 통과할 수 있다. 이렇게 공기나노버블이 포함된 세척수는 일반 세척수로 세척하는 경우나, 공기를 이용하는 경우보다 세척속도가 빠르다. First, in order to backwash the
여과필터(100)의 세척이 완료되면, 제1밸브(50)와 제2밸브(55)를 스위칭하여 원수관(10) 및 정수관(11)이 여과필터(100)와 연통되도록 하여 여과필터(100)를 이용하여 원수를 정수할 수 있도록 한다. When the washing of the
상기의 실시예에서는 나노버블이 포함된 나노버블수를 예로 들어 설명하나, 마이크로버블이 포함된 마이크로버블수를 이용하여 역세척하는 이류체 역세척 시스템(1)도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 물론이다. 마이크로버블이란 마이크로 단위의 크기로 형성된 공기 방울을 말하고, 마이크로버블수란 공기가 용해되어 있고 마이크로 버블이 포함되어 있는 세척수를 의미한다. In the above embodiment, a nanobubble including nanobubbles will be described as an example, but the
10 : 원수관 11 : 정수관
20 : 세척수관 21 : 세척유출수관
50 : 제1밸브 55 : 제2밸브
100 : 여과필터 150 : 공기 압축기
200 : 나노버블수 생성장치 10: water pipe 11: water pipe
20: washing water pipe 21: washing outflow water pipe
50: first valve 55: second valve
100: filtration filter 150: air compressor
200: nano bubble water generator
Claims (7)
세척수관에 연결되며, 공기와 나노단위의 공기방울을 세척수에 포함시켜 나노버블수를 생성하고, 상기 나노버블수를 상기 세척수관에 제공하는 나노버블수 생성모듈;
상기 여과필터를 세척 후 생성된 세척유출수를 배출하는 세척유출수관;
원수를 제공하는 원수관과 상기 세척유출수관의 결합 영역에 장착되어 상기 여과필터가 상기 원수관과 상기 세척유출수관 중 하나와 연통되도록 스위칭되는 제1밸브; 및
상기 여과필터에서 정화되는 정수를 배출하는 정수관과 상기 세척수관의 결합 영역에 장착되어 상기 여과필터가 상기 정수관과 상기 세척수관 중 하나와 연통되도록 스위칭되는 제2밸브;를 포함하며,
상기 나노버블수 생성모듈은,
세척수를 유입받고, 유입받은 세척수에 공기 압축기로부터 제공받은 공기를 주입하여 유출하는 벤투리 인젝터; 상기 벤투리 인젝터로부터 유출되는 물을 유입 받아 분할하고 혼합하며, 상기 벤투리 인젝터로부터 유출되는 물의 유속보다 더 빠르게 유속을 증가시키는 스태틱 믹서; 상기 믹서를 둘러싸는 관 형상의 다공질체; 및 상기 다공질체를 둘러싸는 공기 수용기;를 포함하며, 상기 공기 수용기에 수용되는 공기가 상기 다공질체를 통해서 상기 스태틱 믹서로 유입되면, 상기 믹서에서의 물의 유속에 의해 상기 다공질체를 통해서 유입되는 공기가 나노버블의 형태로 생성되며,
상기 제1밸브는, 상기 여과필터의 정수모드시에는 상기 원수관으로부터의 원수가 상기 여과필터로 제공되고 상기 여과필터의 세척모드시에는 상기 여과필터로부터의 세척유출수가 상기 세척유출수관으로 제공되도록 스위칭되며,
상기 제2밸브는, 상기 여과필터의 정수모드시에는 상기 여과필터로부터의 정수가 상기 정수관으로 제공되고 상기 여과필터의 세척모드시에는 상기 세척수관으로부터의 세척수가 상기 여과필터로 제공되도록 스위칭되며,
상기 스태틱 믹서는,
양단이 막혀 있는 원통형 베인 지지대; 상기 원통형 베인 지지대의 외곽에 형성된 가이드 베인; 및 상기 벤투리 인젝터로부터 유출되는 물이 이동되는 경로를 제공하는 통로;를 포함하며,
상기 통로를 통해서 이동하는 물은 상기 가이드 베인에 의해 분할 및 혼합되고, 상기 양단이 막혀 있는 원통형 베인 지지대로 인하여 물의 유속이 증가되며, 이렇게 유속이 증가된 물에 의해 상기 다공질체를 통해서 유입되는 공기가 분산되어 나노 버블이 발생되는 것을 특징으로 하는 마이크로나노 버블을 이용한 이류체 역세척 시스템. A washing water pipe providing nanobubble water including bubbles generated in nano units to the filtration filter for washing the filtration filter for purifying raw water;
A nanobubble water generation module connected to the washing water pipe, including nanobubbles with air and nanobubbles in the washing water to generate nanobubble water, and providing the nanobubble water to the washing water pipe;
A washing effluent pipe for discharging the washing effluent water generated after washing the filtration filter;
A first valve mounted at a coupling region of the raw water pipe providing the raw water and the washing discharge water pipe so that the filtration filter is switched to communicate with one of the raw water pipe and the washing discharge water pipe; And
And a second valve mounted at a coupling region of the purified water pipe discharging the purified water purified by the filtration filter and the washing water pipe to switch the filtration filter to communicate with one of the purified water pipe and the washing water pipe.
The nano bubble number generation module,
A venturi injector that receives the washing water and injects the air provided from the air compressor into the washing water to flow out into the washing water; A static mixer for receiving, dividing and mixing the water flowing out of the venturi injector, and increasing the flow rate faster than the flow rate of the water flowing out of the venturi injector; A tubular porous body surrounding the mixer; And an air receiver surrounding the porous body, wherein when the air accommodated in the air receiver enters the static mixer through the porous body, the air is introduced through the porous body by the flow rate of water in the mixer. Is generated in the form of nanobubbles,
The first valve is such that the raw water from the raw water pipe is provided to the filtration filter in the water purification mode of the filtration filter, and the washing effluent water from the filtration filter is provided to the washing effluent water pipe in the washing mode of the filtration filter. Switch,
The second valve is switched so that the purified water from the filtration filter is provided to the purified water pipe in the purified water mode of the filtration filter, and the washing water from the washing water pipe is provided to the filtration filter in the cleaning mode of the filtration filter.
The static mixer,
Cylindrical vane support closed at both ends; A guide vane formed on an outer side of the cylindrical vane support; And a passage providing a path through which the water flowing out of the venturi injector is moved.
The water moving through the passage is divided and mixed by the guide vanes, and the flow rate of water is increased due to the cylindrical vane support that is blocked at both ends, and the air flowing through the porous body by the water having the increased flow rate is thus increased. The air backwash system using micro-nano bubbles, characterized in that the nano-bubbles are generated by the dispersion.
상기 나노버블수 생성장치는,
상기 스태틱 믹서를 통과하여 유출되는 물을 저장하는 서지 탱크; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로나노 버블을 이용한 이류체 역세척 시스템. The method of claim 1,
The nano bubble water generating device,
A surge tank for storing the water flowing out through the static mixer; Air backwash system using a micro-nano bubble further comprising a.
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