KR102253122B1

KR102253122B1 - 여과기

Info

Publication number: KR102253122B1
Application number: KR1020190055839A
Authority: KR
Inventors: 김보경
Original assignee: 김보경; 대한민국(해양수산부장관)
Priority date: 2019-05-13
Filing date: 2019-05-13
Publication date: 2021-05-14
Also published as: KR20200131067A

Abstract

본 발명은 여과기에 관한 것이다. 상기 여과기는, 여과 전 원수가 유입되는 하단필터부; 상기 하단필터부의 상측에 마련되며, 상기 원수를 여과하는 복수의 제1 필터부재를 수용하는 본체; 상기 본체의 상측에 마련되며, 상기 본체를 통과하여 여과된 여과수가 배출되는 배출구를 갖는 배출부;를 포함하여, 상기 제1 필터부재는 상기 원수의 유동에 의해 상기 본체 내부에서 상승 및 하강을 반복하면서 상기 원수를 여과시키는 것을 특징으로 한다.

Description

여과기{Filter}

본 발명은 여과기에 관한 것으로, 특히 원수의 유동에 의해 필터부재를 순환시키면서 원수를 여과하고, 외부에서 유입되는 에어를 미세하게 분산시켜 공급할 수 있도록 한 여과기에 관한 것이다.

물고기를 기르기 위해 마련되는 수조 또는 어항의 물은 물고기들이 생존할 수 있는 상태를 유지하여야 한다. 이에 한 개 이상의 다양한 여과장치를 설치하여 물고기들에게 위험한 각종 오염물질들을 직접적으로 제거(물리적, 화학적 여과)하거나, 비교적 안전한 물질로 변환(생물학적 여과)시키며, 충분한 용존 산소를 제공하도록 유도한다.

종래 여과장치는 내부에 움직일 수 없는 입자성의 여과재를 채워 넣고, 물이 상기 여과재의 공극을 통과하면서 오염물질이 여과될 수 있도록 하는 고정상 여과방식을 주로 사용하고 있다. 그러나 이러한 고정상 여과재는 초기에는 원수와 함께 오염물질이 원활하게 흐를 수 있어 충분한 여과기능을 발휘할 수 있으나, 시간이 경과하면 오염물질이 상기 공극을 채워서 여과 기능이 서서히 떨어지고 물의 흐름을 방해하는 결과를 초래한다. 이를 극복하기 위해서 주기적으로 상기 여과장치 및 여과재를 청소해야 하는 번거로움이 있다. 또한, 대부분의 고정상 여과방식은 원수에 녹아있는 최대 8ppm 이하의 매우 낮은 용존 산소만을 여과에 이용하기 때문에 여과 효율이 높지 않은 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 산소를 직접 여과재의 생물막 및 여과균에 공급시킬 수 있도록 하여 여과 효율을 향상시키면서도 여과재가 스스로 움직이고 부딪칠 수 있도록 유도함으로써 자체적으로 청소도 될 수 있도록 하여, 유지 관리를 용이하게 하는 동시에 안정적인 여과를 제공하는 장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 요구를 해결하기 위해 안출된 것으로, 원수의 유동에 의해 필터부재를 순환시켜서 원수를 여과하고, 외부에서 유입되는 에어를 미세하게 분산시켜서 공급할 수 있도록 한 여과기를 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 여과기는, 여과 전 원수가 유입되는 하단필터부; 상기 하단필터부의 상측에 마련되며, 상기 원수를 여과하는 복수의 제1 필터부재를 수용하는 본체; 상기 본체의 상측에 마련되며, 상기 본체를 통과하여 여과된 여과수가 배출되는 배출구를 갖는 배출부;를 포함하여, 상기 제1 필터부재는 상기 원수의 유동에 의해 상기 본체 내부에서 상승 및 하강을 반복하면서 상기 원수를 여과시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하단필터부(10)는, 상기 원수에 포함된 이물질을 제거하는 제2 필터부재(111)가 수용되는 필터장착부(11)를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하단필터부(10)는, 상기 필터장착부(11)의 하측에 마련되며, 물에 가라앉는 중량체가 수용되는 공간이 마련되고, 상기 원수가 유입되는 유입공(123)이 형성된 유입부(12);를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본체(20)의 하측에는 에어를 공급받는 에어공급공(23)이 형성되고, 에어공급부로부터 생성된 에어를 공급하도록, 상기 에어공급공(23)에 결합되는 에어튜브(50)를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 배출부(30)의 상부 내면은 일측으로 갈수록 점진적으로 높아지도록 경사진 것이 바람직하다.

또한, 상기 배출부(30)의 상부 내면에는 상기 본체(20)의 상부로 유도된 상기 여과수를 상기 배출구(31)로 유도하기 위한 복수의 유도리브(60)가 이격되어 배치되며, 상기 유도리브(60)의 상측은 상기 상부 내면에 결합되고, 상기 유도리브(60)의 하측은 상기 본체(20)를 향하여 연장되며, 상기 각 유도리브(60)가 이격된 공간을 따라 상기 여과수가 유도되며, 상기 유도리브(60)의 하측은 상방향으로 오목한 라운드부(61)가 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 본체(20)의 하측에는 미세 기포를 발생시키는 에어디퓨저(70)가 결합되는 결합공(24)이 형성되고, 상기 에어디퓨저(70)는, 복수의 제3 통과공(711)이 형성된 상판부(71); 상기 상판부(71)의 하측에 마련되어, 상기 본체(20)의 결합공(24)의 내주면과 끼움결합되는 중공의 끼움부(72); 상기 결합공(24)의 하단부에 걸리도록 상기 끼움부(72)의 하측에서 외측으로 연장되는 걸림리브(73);를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 에어디퓨저(70)는, 상기 상판부(71)와 상기 끼움부(72)의 외경보다 작은 외경을 갖지며, 상기 상판부(71)와 상기 끼움부(72)를 연결하는 에어유로부(74)를 포함하고, 상기 결합공(24)의 내주면과 함께 에어분출공(75)을 형성하도록, 상기 상판부(71)의 외주면에는 내측으로 함몰된 홈(712)이 형성되어, 외부의 에어공급부로부터 제공된 에어가 상기 에어유로부(74)로 유도되고, 상기 에어분출공(75)을 경유하여 상기 본체(20)로 유입되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 필터부재(40)는, 원형의 상면(411) 및 하면(412)과, 상기 상면(411)과 하면(412)을 연결하는 측면(413)을 갖는 원기둥형의 몸체(41); 상기 측면(413)에 상기 몸체(41)의 높이 방향으로 연속적으로 형성되는 볼록부(42); 상기 몸체(41)의 내측에 형성되어 여과에 유익한 박테리아가 서식할 수 있도록, 상기 상면(411) 및 상기 하면(412)을 관통하여 상기 몸체(41)의 내측에 형성되는 증식홀(43)이 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 여과기는, 원수의 유동에 의해 제1 필터부재를 순환시켜서 원수가 여과되고, 상기 제1 필터부재는 순환시 서로 부딪혀 그 내외면이 지속적으로 청소되므로 여과기 내부의 청소 간격을 늘려 사용이 간편 및 용이한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 여과기는, 외부에서 유입되는 에어가 미세하게 분산될 수 있도록 하여 여과의 효율을 향상시키는 효과를 제공한다. 상기 외부에서 공급되는 에어는 본체 내부에서 순환하는 상기 제1 필터부재에 의해 분산되어 여과의 효율이 향상되는 효과를 제공한다.

또한, 상기 제1 필터부재는 물에 가까운 비중을 갖도록 하여 본체의 내부에서 원할하게 순환하면서 여과를 수행할 수 있도록 하고, 상기 제1 필터부재의 내면은 여과균들이 서식하는 바이오필름(생물막)이 잘 형성되고 보호하는 효과를 제공한다.

또한, 적절한 크기로 나누어 분산된 에어는 상부로 올라가면서 원수를 배출시키고, 새로운 원수가 본체 내부로 입수되도록 하여 여과기가 설치된 수조 또는 어항 내부의 물을 순환시키는 효과를 제공한다. 즉, 상부로 올라가는 에어의 움직임에 의해 원수의 입수 및 출수를 유도하여 물의 순환을 일으키는 효과를 제공한다.

또한, 상기 미세하게 분산된 에어는 상기 제1 필터부재의 내면에 생성되는 생물막 또는 여과균에 직접적으로 산소를 공급하는 작용을 하므로, 안정적이며 효율적으로 원수를 정화시키는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 여과기는, 원수가 유입되는 하단필터부에 제2 필터부재를 마련하여 1차적으로 물리적 여과를 수행하고, 본체의 내부에서 순환하는 상기 제1 필터부재에는 여과에 유익한 박테리아가 서식할 수 있는 증식홀을 마련하여 2차적으로 생물학적 여과를 수행하므로, 여과의 효율을 향상시키는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 여과기는, 제2 필터부재에 의해 1차적으로 물리적 여과가 수행되므로, 본체 내부로 이물질이 들어가는 것을 막아 청소주기를 늘리는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 여과기는, 상기 하단필터부에 수중에 가라앉을 수 있는 중량체를 용이하게 설치할 수 있는 효과를 제공하고, 상기 여과기는 상기 중량체에 의해 바닥에 가라앉게 되어 설치가 용이한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 여과기는, 여과 작용 및 에어공급 작용을 동시에 제공하여, 종래와 같이 여과장치 및 에어공급장치를 별도로 마련하여 설치할 필요가 없으므로, 설치 및 유지 관리가 편리하다.

도1은 본 발명 실시예에 따른 여과기의 사시도,
도2는 도1의 분리사시도,
도3은 도1의 단면도,
도4는 도3을 다른 각도에 바라본 도면,
도5는 본체에 대한 도면,
도6은 배출부에 대한 도면,
도7은 유도리브에 대한 도면,
도8은 에어디퓨저에 대한 도면,
도9는 제1 필터부재에 대한 도면,
도10은 도9의 평면도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 여과기는, 물고기를 기르는 인위적인 공간, 예컨대, 수족관이나 수반 등에 설치되어, 물고기들이 지속적으로 생존할 수 있도록 물을 여과하는데 사용되는 것이다. 상기 수족관 등에는 사료찌꺼기, 물고기의 배설물 등의 오염물질로 인하여 적절한 청소 내지 관리가 필요하며, 본 발명은 물고기의 서식을 위한 적절한 생태환경을 위해 간편하고 효과적으로 수질을 관리할 수 있도록 한 여과기에 관한 것이다. 상기 공간 내의 물은 연속적으로 본 발명에 따른 여과기를 통과한다. 본 명세서에서 여과기를 통과하기 전의 물을 원수라 칭하고, 상기 여과기를 통과한 물은 여과수로 칭한다.

도1은 본 발명 실시예에 따른 여과기의 사시도이고, 도2는 도1의 분리사시도이다. 도3은 도1의 단면도이고, 도4는 도3을 다른 각도에 바라본 도면이다. 도5는 본체에 대한 도면이고, 도6은 배출부에 대한 도면이며, 도7은 유도리브에 대한 도면이다. 도8은 에어디퓨저에 대한 도면이고, 도9는 제1 필터부재에 대한 도면이며, 도10은 도9의 평면도이다.

먼저, 도1 및 도2를 참조하면, 본 발명 실시예에 따른 여과기(100)는, 하단필터부(10), 본체(20), 배출부(30)를 포함한다.

상기 하단필터부(10)는 여과 전 원수가 유입되는 부분으로, 본 발명에 따르면 최하측에 배치된다. 상기 하단필터부(10)는 필터장착부(11)와, 유입부(12)를 포함한다.

상기 필터장착부(11)는 주로 상기 원수에 포함된 이물질을 제거하기 위해서 마련된다. 상기 필터장착부(11)는 상하방향으로 통기된 원통 형상으로 이루어진다. 상기 필터장착부(11)에는 제2 필터부재(111)이 삽입된다.

상기 제2 필터부재(111)는 상기 원수를 통과시키고 상기 원수에 포함된 이물질을 걸러내는 다공성의 소재로 이루어져서 상기 원수를 물리적으로 여과한다. 예컨대, 상기 제2 필터부재(111)는 스펀지로 이루어질 수 있다. 물론, 상기 제2 필터부재(111)가 상기 스펀지로 한정되는 것은 아니다.

상기 유입부(12)는 상기 필터장착부(11)의 하측에 마련된다. 상기 유입부(12)에는 상기 원수가 유입되는 유입공(123)이 형성된다. 상기 유입부(12)는 물에 가라앉을 수 있는 중량체가 수용되는 공간(S)을 형성한다.

구체적으로, 상기 유입부(12)는 확장부(121)와 바닥부(122)를 포함한다.

상기 확장부(121)는 상기 필터장착부(11)의 하측으로부터 갈수록 그 내경이 커지도록 경사지게 연장된다. 상기 바닥부(122)는 상기 확장부(121)의 하측에 결합된다. 본 실시예에 따르면, 상기 유입공(123)은 상기 확장부(121)의 외주면 둘레 방향 및 상기 바닥부(122)에 복수 개가 형성된다.

본 실시예에 따르면, 상기 필터장착부(11)와 상기 유입부(12)의 사이에는 구획판(13)에 배치된다. 상기 구획판(13)은 상기 확장부(121) 및 바닥부(122)와 함께 소정의 공간(S)을 형성한다. 상기 공간(S)에 물에 가라앉을 수 있는 중량체를 삽입할 수 있다. 상기 중량체에 의해, 본 발명에 따른 여과기(100)는 수중에서 부유하지 않고 가라앉은 상태로 여과 기능을 안정적으로 수행할 수 있다.

상기 중량체는 입자가 작은 자갈, 화산사, 제올라이트 및 세라믹 여과재 등의 단일소재 또는 복합소재로 구성될 수 있으며, 상기 중량체는 여과기를 수중에서 부유하지 않도록 하는 작용을 함과 동시에, 복수 개 마련되어서 물리적, 화학적, 생물학적 여과를 수행할 수 있도록 한다. 다만, 상기 중량체의 소재는 상기한 바로 한정되지 않는다.

상기 구획판(13)은 상기 제2 필터부재(111)와 중량체가 서로 분리되어 섞이지 않는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 여과기(100)는 상기 구획판(13)을 제거한 상태로 사용될 수 있으며, 이 경우 상기 제2 필터부재(111)가 수용되는 공간에 상기중량체가 채워질 수 있다. 상기 중량체가 제2 필터부재(111)가 수용되는 공간에 삽입되는 경우, 상기 중량체는 본 발명에 따른 여과기(100)를 수중에서 부유하지 않고 가라앉는 상태를 유지시키면서, 여과 기능을 수행하게 된다.

상기 구획판(13)에는 복수의 제1 통과공(131)이 마련되어, 유입부(12)로부터 유입된 원수가 상기 필터장착부(11) 측으로 유동할 수 있도록 한다. 상기 구획판(13)에는 삽입공(132)이 형성된다. 상기 바닥부(122)에서 상방향으로 돌출되는 결합핀(124)은 상기 삽입공(132)에 삽입되어 체결된다.

상기 구획판(13)은 상기 결합핀(124)과 상기 삽입공(132)에 의해 체결되는 방식 이외에 다른 방법, 예컨대, 필터장착부(11)의 내주면으로부터 걸림돌기를 형성하고, 상기 걸림돌기가 상기 구획판(13)에 삽입되어 걸리도록 하여 체결될 수도 있다.

상기 본체(20)는, 상기 하단필터부(10)의 상측에 마련되어, 상기 원수를 여과하는 복수의 제1 필터부재(40)를 수용한다. 도5를 참조하면, 상기 본체(20)의 하측에는 미세 기포를 발생시키는 에어디퓨저(70)가 결합되는 결합공(24)이 형성된다.

구체적으로, 상기 본체(20)는 저면부(21)와 측면부(22)를 포함한다.

도3을 참조하면, 상기 저면부(21)는 상기 본체(20)의 바닥면을 형성하는 부분으로, 상기 에어디퓨저(70)가 결합되는 결합공(24)이 중심측에 형성되고, 상기 결합공(24)의 둘레 방향으로 상기 제2 필터부재(111)를 통과한 원수가 상방향으로 유동하도록 제2 통과공(211)이 형성된다. 상기 결합공(24)은 상기 저면부(21)의 상면에서 하측으로 연장되어 소정의 높이를 갖도록 형성된다.

상기 측면부(22)는 상기 본체(20)의 측벽을 형성하는 부분으로, 상기 저면부(21)로부터 상방향으로 연장된다. 상기 본체(20)는 상측 및 하측이 개방된 구조를 가지며, 상기 본체(20)의 하측으로 상기 하단필터부(10)가 결합되고, 상기 본체(20)의 상측으로 배출부(30)가 결합된다.

상기 본체(20)의 하측에는 외부로부터 에어를 공급받기 위한 에어공급공(23)이 형성된다. 상기 에어공급공(23)은 상기 저면부(21)에 형성된다. 상기 에어공급공(23)은 상기 저면부(21)의 외측에서 내측으로 길게 연장되어 형성된다. 그리고, 상기 에어공급공(23)에는 에어공급부로부터 생성된 에어를 공급하는 에어튜브(50)가 결합된다. 상기 에어튜브(50)의 단부에는 연결부재(미도시)가 결합되어, 상기 연결부재가 상기 에어공급공(23)에 삽입될 수 있다.

상기 제1 필터부재(40)는 원수를 여과하기 위해서 사용되는 것으로, 원기둥 형의 몸체(41), 볼록부(42), 및 증식홀(43)을 포함한다.

도9를 참조하면, 상기 몸체(41)는, 원형의 상면(411) 및 하면(412), 그리고 상기 상면(411)과 하면(412)을 연결하는 측면(413)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 측면(413)의 높이는 상기 상면(411) 또는 상기 하면(412)의 직경과 실질적으로 유사하게 형성된다.

상기 볼록부(42)는 상기 측면(413)에 상기 몸체(41)의 높이 방향으로 연속적으로 형성된다. 상기 볼록부(42)에 의해 상기 원수와 접촉하는 제1 필터부재(40)의 외주면의 면적이 넓어진다.

상기 증식홀(43)은 상기 몸체(41)의 내측에 형성되어 여과에 유익한 박테리아가 서식할 수 있도록 하기 위해서 마련된다. 상기 증식홀(43)은 상기 상면(41) 및 하면(412)을 관통하여 상기 몸체(41)의 내측에 형성된다.

도10을 참조하면, 상기 증식홀(43)은 중앙홀부(431)와 가지홀부(432)를 포함한다.

상기 중앙홀부(431)는 상기 몸체(41)의 중심에 형성되는 홀이며, 상기 가지홀부(432)는 상기 중앙홀부(431)로부터 상기 몸체(41)의 측면(413)을 향하여 연장되는 홀이다.

상기 가지홀부(432)는 상기 중앙홀부(431)에 대하여 일정 간격으로 이격되어 복수 개가 마련되며, 상기 가지홀부(432)는 중간에서 그 폭이 좁아지도록 형성된다.

상기 증식홀(43)에는 박테리아 및 다양한 유·무기물질들이 달라붙어 바이오필름(생물막)을 형성하고, 원수를 생물학적으로 여과시키는 작용을 한다. 상기 증식홀(43)은 상기 바이오필름이 형성되더라도, 상기 상면(411)과 하면(412)이 관통된 상태를 유지하도록 적절한 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 배출부(30)는 상기 본체(20)의 상측에 마련되어, 상기 본체(20)를 통과하여 여과된 여과수를 배출시키기 위해서 마련된다. 상기 배출부(30)는 상기 여과수가 배출되는 배출구(31)가 형성된다. 도4를 참조하면 상기 배출부(30)는 그 상부 내면이 일측으로 갈수록 점진적으로 높아지도록 경사진 경사면(32)을 구비한다. 상기 배출구(31)의 크기는 상기 제1 필터부재(40)의 크기보다 작게 형성되어, 상기 제1 필터부재(40)가 빠져나가지 않도록 형성된다.

도6 및 도7을 참조하면, 상기 배출부(30)에는 복수의 유도리브(60)가 마련된다. 상기 유도리브(60)는 여과수를 상기 배출구(31)로 유도하고, 상기 제1 필터부재(40)가 부딪힐 때 발생하는 소음을 줄이기 위하여 마련되며, 상기 배출부(30)의 상면 내면에 서로 이격되어 배치된다.

상기 유도리브(60)의 상측은 상기 배출부(30)의 상부 내면에 결합되고, 상기 유도리브(60)의 하측은 상기 본체(20)를 향하여 연장된다. 상기 유도리브(60)의 이격된 공간을 따라 상기 여과수 및 에어 기포가 상기 배출구(31) 측으로 유도된다.

상기 유도리브(60)는 라운드부(61)가 형성된다. 상기 라운드부(61)는 상기 유도리브(60)의 하측에 상방향으로 오목하게 형성된다. 상기 라운드부(61)는 상기 제1 필터부재(40)가 상기 원수의 유동에 의해 상기 본체(20)의 내부에서 상승할 때, 상기 제1 필터부재(40)가 상기 라운드부(61)를 따라 다시 본체(20)의 하측으로 부딪혀 회전하면서 이동할 수 있도록 한다. 즉, 상기 라운드부(61)는 상기 제1 필터부재(40)가 회전할 때 도움을 주는 작용을 한다. 또한, 상기 에어디퓨저(70)에서 적절한 크기의 기포가 발생되어 상기 제1 필터부재(40)를 밀어올릴 때, 상기 제1 필터부재(40)는 상기 라운드부(61)를 따라서 회전 이동하게 된다. 따라서, 상기 제1 필터부재(40)는 상기 본체(20)의 내부에서 상승 및 하강을 반복하면서 상기 원수를 생물학적으로 여과시킨다.

본 발명의 실시예에 따른 여과기(100)는, 에어디퓨저(70)를 구비한다.

상기 에어디퓨저(70)는 상기 본체(20)의 하측에 결합되어, 미세 기포를 발생시키기 위해서 마련된다. 상기 에어디퓨저(70)는 적절한 크기의 기포를 발생시키도록 설계될 수 있다. 상기 에어디퓨저(70)는 상판부(71), 끼움부(72), 및 걸림리브(73)를 포함한다.

도3 및 도8을 참조하면, 상기 상판부(71)는 복수의 제3 통과공(711)이 형성된다. 상기 원수는 상기 하단필터부(10)에 마련된 중량체 및 제2 필터부재(111)를 통과하여 1차적으로 여과되고, 상기 원수의 일부는 상기 에어디퓨터(70)의 상판부(71)에 마련된 상기 제3 통과공(711)을 통과한 후에 상기 본체(20)로 유입된다. 한편 상기 제2 필터부재(111)를 통과한 나머지 원수는 상기 에어디퓨저(70)가 결합되는 결합공(24)의 외측에 형성된 제2 통과공(211)을 통해 본체(20)로 유입된다.

상기 끼움부(72)는 상기 상판부(71)의 하측에 마련되어, 상기 본체(20)의 결합공(24)의 내주면에 끼움 결합된다. 상기 끼움부(72)의 내측은 중공형으로 이루어져서 상기 제3 통과공(711)과 연통된다.

상기 걸림리브(73)는 상기 결합공(24)의 하단부에 걸리도록 상기 끼움부(72)의 하측에서 외측으로 연장된다. 상기 에어디퓨져(70)는 상기 걸림공(24)의 하측으로부터 상측으로 삽입되어 상기 결합공(24)에 결합된다.

상기 에어디퓨저(70)가 상기 본체(20)에 결합되고, 상기 본체(20)가 상기 하단필터부(10)와 체결되면, 상기 에어디퓨저(70)의 하단부와 구획판(13) 사이에는 공간이 형성되며, 상기 공간에 제2 필터부재(111)가 수용된다.

본 실시예에 채용된 상기 에어디퓨저(70)는, 에어유로부(74) 및 홈(712)을 구비한다.

도4에 도시된 바와 같이, 상기 에어유로부(74)는 상기 상판부(71)와 상기 끼움부(72)를 연결한다. 즉, 상기 에어유로부(74)는 상기 상판부(71)와 상기 끼움부(72) 사이에 배치된다. 상기 에어유로부(74)는 상기 상판부(71)와 상기 끼움부(72)의 외경보다 작은 외경을 갖는다. 상기 에어디퓨저(70)가 상기 결합공(24)에 체결되면, 상기 에어유로부(74)는 상기 결합공(24)이 내주면과 함께 외부에서 유입된 공기가 흐르는 유로를 형성한다.

상기 홈(712)은 상기 상판부(71)의 외주면에 내측으로 함몰되어 마련된다. 본 실시예에 따르면, 상기 홈(712)은 상기 상판부(71)의 외주면에 일정 간격으로 이격되어 복수 개가 마련된다.

상기 에어디퓨저(70)가 상기 결합공(24)에 체결되면, 상기 홈(712)은 상기 결합공(24)의 내주면과 함께 에어분출공(75)을 형성한다. 외부의 에어공급부로부터 제공된 에어는 상기 에어유로부(74)로 유도되고, 상기 에어분출공(75)을 경유하여 상기 본체(20)로 유입된다.

즉, 상기 에어공급공(23)으로 유입된 에어는 상기 에어유로부(74)와 상기 결합공(24)의 내주면이 형성하는 유로를 따라서 원주 방향으로 유동하며, 상기 유로의 상측에는 상기 에어분출공(75)이 형성되어 있으므로, 상기 에어는 상기 에어분출공(75)을 통과하여 본체(20) 내부에 제공된다.

이하, 상기 구성에 의한 본 발명 실시예에 따른 여과기(100)의 작용 내지 효과를 구체적으로 설명한다.

도2를 참고하면, 하단필터부(10)의 확장부(121)와 바닥부(122)는 서로 분리되며, 상기 확장부(121)와 바닥부(122)를 끼움 결합시킨다. 상기 확장부(121)와 바닥부(122) 사이에 적당한 중량체(예컨대, 돌, 쇠, 제올라이트, 세라믹 필터부재 등)을 수용시킨다.

이어서, 상기 바닥부(122)에 마련된 결합핀(124)을 상기 구획판(13)의 삽입공(132)에 삽입하여 상기 구획판(13)을 상기 확장부(121)와 결합시킨다. 그리고, 상기 제2 필터부재(111)를 필터장착부(11)에 수용시킨다. 한편, 상술한 바와 같이, 상기 구획판(13)이 미설치되는 경우, 하단필터부(10)의 내부에 중량체만을 수용시킬 수 있다.

상기 에어디퓨저(70)를 상기 본체(20)의 하단에 마련된 결합공(24)에 결합한다. 상기 에어디퓨저(70)가 결합된 본체(20)는 하단필터부(10)의 필터장착부(11)와 체결된다. 상기 필터장착부(11)의 상측 내주면에는 체결돌기(112)가 형성되고, 본체(10)의 저면부(21)에는 체결홈(212)이 마련된다. 상기 체결홈(212)은 "┌" 자로 형성되어, 상기 체결돌기(112)를 하방에서 삽입한 후 일방향으로 돌려서, 상기 본체(20)와 상기 하단필터부(10)는 간편하게 체결된다.

상기 본체(20)의 내부에는 제1 필터부재(40)를 적정한 양으로 채워넣고, 상기 본체(20)의 상부에 배출부(30)를 체결한다. 상기 에어공급공(23)에는 에어연결부재를 결합시키고 에어공급관(50)을 연결시킨다.

이와 같이 조립된 여과기(100)는 수조 또는 어항 속에 투입되어 원수를 여과시키면서 에어를 공급하는 기능을 동시에 구현한다.

원수는 하단필터부(10)의 유입공(123)을 통하여 여과기(100)의 하측으로 유입되고, 중량체 및 제2 필터부재(111)에 의해 순차적으로 여과된다. 상기 중량체 및 상기 제2 필터부재(111)를 통과한 원수는 상기 본체(20)의 저면부(21)에 마련된 제2 통과공(211) 및 에어디퓨저(70)의 상판부(71)에 마련된 제3 통과공(711)을 경유하여 상기 본체(20)의 내부로 유입된다.

한편, 상기 본체(20)에 마련된 에어공급공(23)에는 에어 연결부재를 결합시키고 에어공급관(50)이 결합되어 외부로부터 에어가 유입된다. 상기 에어는 에어디퓨저(70)의 에어유로부(74) 측으로 유도되어 에어분출공(75)을 통하여 상기 본체(20)의 내부로 제공된다.

상기 본체(20)의 내부에 수용되어 있는 제1 필터부재(40)는 상기 제2 통과공(211) 및 제3 통과공(711)을 통하여 상방향으로 유동하는 원수와 상기 에어분출공(75)을 통하여 상방향으로 유동하는 에어에 의해 상기 본체(20)의 상측으로 이동한다.

본 실시예에 따르면, 상기 제1 필터부재(40)는 상기한 바와 같이 원수 및 에어의 흐름에 의해 본체(20) 내부에서 유동한다. 따라서, 상기 제1 필터부재(40)의 비중은 0.95 내지 0.98 정도로 이루어지며, 예컨대 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene: HDPE)을 압출 가공하여 마련될 수 있다.

상기 제1 필터부재(40)의 비중이 너무 낮으면 상기 제1 필터부재(40)가 상기 본체(20)의 상측에 체류하고, 반면에 비중이 물에 비하여 크면 상기 제1 필터부재(40)가 본체(20)의 하측에 가라앉게 되므로 제1 필터부재(40)가 순환되는 효과가 제대로 달성되지 못한다.

상기 제1 필터부재(40)가 상기 본체(20)의 상측으로 유동할 때, 상기 제1 필터부재(40)는 서로 충돌하고 스스로 회전하면서 원수와의 접촉 면적을 넓게 확보하여 여과 효율을 향상시킨다. 또한, 상기 제1 필터부재(40)에 형성된 바이오필름 및 여과균에 에어 기포가 직접적으로 접촉되어 산소를 공급시키므로 생물학적 여과 효율이 향상된다.

또한, 상기 제1 필터부재(40)는 외주면에 볼록부(42)가 형성되어 원수와의 접촉 면적을 증대시킨다. 상기 제1 필터부재(40)의 내측에는 증식홀(43)이 형성되어 박테리아가 붙어서 증식할 수 있는 공간이 형성되므로, 상기 제1 필터부재(40)에서는 생물학적 여과 작용이 함께 일어난다.

또한, 상기 제1 필터부재(40)는 순환하는 중에 서로 충돌하므로, 상기 제1 필터부재(40)의 외주면에는 바이오필름이 쌓이지 않아서 제1 필터부재(40)의 청소 간격을 늘려 유지 관리가 용이하고, 상기 제1 필터부재(40)가 서로 엉겨붙어서 원수의 흐름이 방해되는 것을 사전에 예방할 수 있다.

또한, 상기 제1 필터부재(40)는 상측으로 유동한 후, 상기 배출부(30)에 마련된 유도리브(60)와 충돌하고, 상기 유도리브(60)에는 라운드부(61)가 마련되어 상기 제1 필터부재(40)를 다시 하측으로 원활하게 이동하도록 유도한다. 아울러, 상기 배출부(30)의 내주면은 사선 형태로 기울어져 형성되고, 상기 사선의 윗쪽 부분에 제1 필터부재(40) 보다 작은 크기의 배출구(31)가 형성되어 여과수의 배출을 용이하게 한다.

따라서, 상기 제1 필터부재(40)는 본체(20)의 하측으로부터 상측으로 이동한 후에 다시 하측으로 내려오는 과정을 반복하여 순환하고, 이러한 순환에 의한 유동은 원수 및 에어 기포가 배출구(31)를 통해 용이하게 배출되도록 한다.

이와 같이, 원수는 하측에 마련된 하단필터부(10)로 유입되어 상측에 마련된 배출구(31)를 통해 배출되기까지, 중량체, 제2 필터부재(111) 및 제1 필터부재(40)를 거치고, 제1 필터부재(40)에 형성되는 바이오필름 및 여과균은 공급되는 에어 기포로부터 산소를 원활하게 공급받으므로, 원수의 물리적, 생물학적 여과 효율이 현저히 향상되는 효과를 제공한다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다.

10... 하단필터부 11... 필터장착부
111... 제2 필터부재 112... 체결돌기
12... 유입부 121... 확장부
122... 바닥부 123... 유입공
124... 결합핀 13... 구획판
131... 제1 통과공 132... 삽입공
20... 본체 21... 저면부
211.. 제2 통과공 212... 체결홈
22... 측면부 23... 에어공급공
24... 결합공 30... 배출부
31... 배출구 40... 제1 필터부재
41... 몸체 411... 상면
412... 하면 413... 측면
42... 볼록부 43... 증식홀
431... 중앙홀부 432... 가지홀부
50... 에어튜브 60... 유도리브
61... 라운드부 70... 에어디퓨저
71... 상판부 711... 제3 통과공
712... 홈 72... 끼움부
73... 걸림리브 74... 에어유로부
75... 에어분출공 100... 여과기

Claims

여과 전 원수가 유입되는 하단필터부(10);
상기 하단필터부(10)의 상측에 마련되며, 상기 원수를 여과하는 복수의 제1 필터부재(40)를 수용하는 본체(20);
상기 본체(20)의 상측에 마련되며, 상기 본체(20)를 통과하여 여과된 여과수가 배출되는 배출구(31)를 갖는 배출부(30);를 포함하여,
상기 제1 필터부재(40)는 상기 원수의 유동에 의해 상기 본체(20) 내부에서 상승 및 하강을 반복하면서 상기 원수를 여과시키며,
상기 배출부(30)의 상부 내면은 일측으로 갈수록 점진적으로 높아지도록 경사진 경사면(32)을 구비하고, 상기 배출구(31)는 상기 경사면(32)의 상측에 마련되며,
상기 배출부(30)의 상부 내면에는 상기 본체(20)의 상부로 유도된 상기 여과수를 상기 배출구(31)로 유도하기 위한 복수의 유도리브(60)가 이격되어 배치되며,
상기 유도리브(60)의 상측은 상기 상부 내면에 결합되고, 상기 유도리브(60)의 하측은 상기 본체(20)를 향하여 연장되며, 상기 각 유도리브(60)가 이격된 공간을 따라 상기 여과수가 유도되며,
상기 유도리브(60)의 하측은 상방향으로 오목한 라운드부(61)가 형성된 것을 특징으로 하는 여과기.
제1항에 있어서,
상기 하단필터부(10)는,
상기 원수에 포함된 이물질을 제거하는 제2 필터부재(111)가 수용되는 필터장착부(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과기.
제2항에 있어서,
상기 하단필터부(10)는,
상기 필터장착부(11)의 하측에 마련되며, 물에 가라앉는 중량체가 수용되는 공간이 마련되고, 상기 원수가 유입되는 유입공(123)이 형성된 유입부(12);를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과기.
제1항에 있어서,
상기 본체(20)의 하측에는 에어를 공급받는 에어공급공(23)이 형성되고,
에어공급부로부터 생성된 에어를 공급하도록, 상기 에어공급공(23)에 결합되는 에어튜브(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과기.
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제1항에 있어서,
상기 본체(20)의 하측에는 미세 기포를 발생시키는 에어디퓨저(70)가 결합되는 결합공(24)이 형성되고,
상기 에어디퓨저(70)는,
복수의 제3 통과공(711)이 형성된 상판부(71);
상기 상판부(71)의 하측에 마련되어, 상기 본체(20)의 결합공(24)의 내주면과 끼움결합되는 중공의 끼움부(72);
상기 결합공(24)의 하단부에 걸리도록 상기 끼움부(72)의 하측에서 외측으로 연장되는 걸림리브(73);를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과기.
제7항에 있어서,
상기 에어디퓨저(70)는,
상기 상판부(71)와 상기 끼움부(72)의 외경보다 작은 외경을 갖지며, 상기 상판부(71)와 상기 끼움부(72)를 연결하는 에어유로부(74)를 포함하고,
상기 결합공(24)의 내주면과 함께 에어분출공(75)을 형성하도록, 상기 상판부(71)의 외주면에는 내측으로 함몰된 홈(712)이 형성되어,
외부의 에어공급부로부터 제공된 에어가 상기 에어유로부(74)로 유도되고, 상기 에어분출공(75)을 경유하여 상기 본체(20)로 유입되는 것을 특징으로 하는 여과기.
제1항에 있어서,
상기 제1 필터부재(40)는,
원형의 상면(411) 및 하면(412)과, 상기 상면(411)과 하면(412)을 연결하는 측면(413)을 갖는 원기둥형의 몸체(41);
상기 측면(413)에 상기 몸체(41)의 높이 방향으로 연속적으로 형성되는 볼록부(42);
상기 몸체(41)의 내측에 형성되어 여과에 유익한 박테리아가 서식할 수 있도록, 상기 상면(411) 및 상기 하면(412)을 관통하여 상기 몸체(41)의 내측에 형성되는 증식홀(43)이 형성된 것을 특징으로 하는 여과기.