KR102614550B1

KR102614550B1 - 여과 시스템 및 그 운전방법

Info

Publication number: KR102614550B1
Application number: KR1020230143431A
Authority: KR
Inventors: 오금봉
Original assignee: 주식회사 지비이앤지
Priority date: 2023-10-25
Filing date: 2023-10-25
Publication date: 2023-12-15

Abstract

본 발명은 규조토와 피정제물을 혼합 및 교반하여 피정제물을 정제하고 필터를 이용하여 피정제물을 여과하는 과정을 반복 수행함으로써 피정제물을 재활용할 수 있도록 한 여과 시스템 및 그 운전방법에 관한 것으로,
여과 시스탬은, 교반기 모터(15)를 이용하여 교반날개를 회전시켜 피정제물과 규조토를 혼합하는 교반기(10); 필터에 누적된 슬러지 제거를 위하여 필터를 회전시키는 하우징 모터(25)가 결합된 필터 하우징(20); 피정제물을 교반기로 공급하며 입구측에 투입밸브(11)가 구비되고 진공펌프(12) 및 펌프배출밸브(13)가 설치된 제1관로(31); 교반기(10)의 출구와 제1관로(31)를 연결하며 교반기 배출밸브(14)가 구비된 제2관로(32); 펌프배출밸브(13)의 후방에서 제1관로(31)와 필터 하우징(20)을 연결하며 하우징 투입밸브(16)가 구비된 제3관로(33); 필터하우징(20)의 출구에 연결되고 하우징 순환밸브(17)가 구비된 제4관로(34); 제4관로(34)에서 분기되어 제1관로(31)의 펌프배출밸브(13) 전방에 연결되며 하우징 배출밸브(18)가 구비된 제5관로(35); 필터의 슬러지를 제거하고 필터를 세척하는 리무벌 블레이드(40)를 회동시키는 슬러지모터(45); 필터하우징(20)의 내부 압력을 감지하는 청소압력계(21); 슬러지 배출구(55)를 통래 슬러지를 배출시키도록 스크루를 회전시키는 스크루모터(50); 및 밸브들을 개폐하는 제어반;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

여과 시스템 및 그 운전방법{Filtration System and Its Operation Method}

본 발명은 여과 시스템 및 그 운전방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 규조토와 피정제물을 혼합 및 교반하여 피정제물을 정제하고 필터를 이용하여 피정제물을 여과하는 과정을 반복 수행함으로써 피정제물을 재활용할 수 있도록 한 여과 시스템 및 그 운전방법에 관한 것이다.

공장 등에서 사용하는 오일이나 액상의 수지는 사용 기간이 길어짐에 따라 불순물이 증가하여 그대로 사용할 수 없다. 따라서 일정 기간 사용한 오일 등은 정제하여 재사용하게 된다.

한편, 규조토는 백색 또는 회백색으로 그 입자 크기가 수㎛부터 수십㎛의 미세한 조류(藻類)의 화석으로 규산이 주성분이고, 분말입자는 다수의 조그만 구멍이 있어 이런 성질을 이용하여 여과재, 흡착제 등으로 널리 쓰이고 있다.

규조토를 이용한 여과기는 이러한 규조토의 성질을 이용하여 금광과 여포 등의 여재 표면에 규조토를 층모양으로 부착시켜서 여과하는 프리코트 여과법과, 여과하는 액에 소량의 규조토를 혼입해 여과하는 바디피드 여과법이 있는데 주로 가압식이다. 즉, 규조토의 공극 사이로 정제대상물을 통과시켜 불순물이 규조토에 부착되도록 함으로써, 정제대상물로부터 불순물을 분리하여 깨끗하게 정제하는 것이다.

하지만 프리코트 여과법은 규조토 층의 두께에 따라 정제율이 달라지고, 바디피드 여과법은 별도로 규조토를 분리해야 하는 문제점이 있다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 공사장 저류지나 지하수 관정의 오수를 가압펌프로 흡입하여 여과한 후 정수처리하고 처리된 정수를 방류함에 따라 오수를 그대로 방류함에 따라 야기되는 환경오염을 방지할 수 있으며 여과된 정수를 저장하여 역세척할 때 재사용하도록 함에 따라 일반 정수의 사용량을 크게 줄일 수 있으며 현장에서 직접 여과된 정수를 재사용하여 역세척함에 따라 사용성 및 편의성이 크게 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 규조토가 희석된 희석탱크로부터 공급받은 희석수에 함침된 규조토가 필터탱크에 구비된 복수개 부직포에 코팅되도록 하고 강제흡입된 오수가 복수개 부직포필터에 코팅된 규조토에 의해 여과 정수처리되도록 하여 오수의 정수에 대한 여과성은 물론 여과효율성이 크게 향상될 수 있으며 정수에 화확적인 여과물질이 함유되지 않게 되어 방류되는 정수에 의해 환경오염이 발생됨을 방지하며 부직포의 규조토의 기능이 저하되거나 떨어지면 고압공기를 이용하여 부직포를 역세척한 후 다시 규조토를 재코팅하도록 하여 오수에 대한 여과성이 항상 고르게 유지될 수 있는 규조토를 이용한 정수처리시스템 및 이 시스템을 이용하는 정수처리방법이 개시되어 있다.

특허문헌 2는, 공업용수, 도시하수, 분뇨, 도축, 수산물, 산업폐수, 양식장, 양어장, 수족관, 수영장, 목욕탕, 정수관련제제, 피혁, 염색, 섬유, 공해방지, 세차장 폐수, 유리, 석재, 금속가공액, 방전가공액, 압연유, 도장, 도금액, 비자성체 연마가공액 등의 액상 오염물질을 규조토 층에 의해 정화시키며, 원형으로 배열한 여러 개의 지지간 바깥쪽에 와이어를 두르되 와이어의 단면은 뉘인 사다리꼴 형상으로 형성하여 지지간에 닿는 쪽의 와이어와 인접한 와이어 사이에 형성하는 틈새는 넓게 형성하고, 지지간에서 먼 쪽의 와이어와 인접한 와이어 사이에 형성하는 틈새는 좁게 형성하여 구성하며, 프리코트과정에 의해 와이어의 바깥쪽에 규조토 층을 형성하고, 더 이상 여과할 수 없을 때에 여과기에서 규조토를 분리하는 역세과정을 실시하되 역세과정에서는 베르누이 정리에 의해 고압의 공기가 와이어와 인접한 와이어 사이에 형성하는 틈새에 가해져 더욱 강한 압력으로 규조토를 밀어낼 수 있도록 하여 여과기를 더욱 청결한 상태로 유지할 수 있도록 하는 규조토를 이용한 정화시스템의 여과기를 개시하고 있다.

특허문헌 3은, 탁해진 식용유를 정제하기 위해 교반통에 넣고 110~120℃로 식용유의 온도를 조정하여 식용유량의 0.05~0.08중량%에 해당하는 규조토를 첨가하고 30분간 교반기를 작동시켜서 교반하여 50℃가 될 때까지 방치하는 교반부와, 여과첨가제와 교반된 식용유를 망목크기 80~100매쉬가 되는 여과지가 장치되고 뚜껑결합부에 패킹이 개입된 제1여과통에 넣고 혼탁물을 걸러내는 1차 여과부와, 1차여부과에서 여과된 식용유를 냉각통에 넣고 냉각통 외면에 장치된 냉각장치를 가동시켜서 식용유를 10~17℃로 냉각시켜서 식용유에 포함된 동물성 기름을 경화(응고)시키는 냉각부와, 동물성 기름이 경화된 식용유를 망목크기 80~100매쉬가 되는 여과지가 장치되고 뚜껑결합부에 패킹이 개입된 제2여과통에 넣고 걸러내는 2차여과부와 흡입구와 배출구를 가진 펌프를 기틀에 장치하고 기틀 외측에 공기발생기와 연결되어 탈취기내에 공기를 방출하는 공기방출기가 하측에 장치되고 상하측에 주입구와 배출구가 형성되며 주벽 외면에 전기히터가 장치되어 보온재와 커버가 씌워지고 온도감지기가 구비되며 상단부에 배기공이 형성된 탈취기가 장치되어 2차여과부에서 여과된 정제유를 탈취기에 담아 잔류냄새를 휘산시킬 수 있게 한 탈취부를 구비하여 이루어진 식용유 정제장치를 개시하고 있다.

KR

10-2022-0122906

A

KR

10-0626405

B1

KR

20-0407219

Y1

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 규조토와 피정제물을 혼합 및 교반하여 피정제물을 정제하고 필터를 이용하여 피정제물을 여과하는 과정을 반복 수행함으로써 피정제물을 재활용할 수 있도록 한 여과 시스템 및 그 운전방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 여과 시스템은, 교반기 모터를 이용하여 교반날개를 회전시켜 피정제물과 규조토를 혼합하는 교반기; 피정제물과 규조토의 혼합물을 정제하는 필터가 구비되며, 필터에 누적된 슬러지 제거를 위하여 필터를 회전시키는 하우징 모터가 결합된 필터 하우징; 피정제물을 교반기로 공급하며 입구측에 투입밸브가 구비되고 진공펌프 및 펌프배출밸브가 설치된 제1관로; 교반기의 출구와 제1관로를 연결하며 교반기 배출밸브가 구비된 제2관로; 펌프배출밸브의 후방에서 제1관로와 필터 하우징을 연결하며 하우징 투입밸브가 구비된 제3관로; 필터하우징의 출구에 연결되고 하우징 순환밸브가 구비된 제4관로; 제4관로에서 분기되어 제1관로의 펌프배출밸브 전방에 연결되며 하우징 배출밸브가 구비된 제5관로; 필터하우징의 내부에 구비되어 필터의 슬러지를 제거하고 필터를 세척하는 리무벌 블레이드를 일정 각도 범위로 회동시키는 슬러지모터; 필터하우징의 내부 압력을 감지하여 슬러지모터를 작동시키는 청소압력계; 필터하우징에 연결된 슬러지 배출구를 통래 슬러지를 배출시키도록 슬러지 배출구의 스크루를 회전시키는 스크루모터; 및 각 공정에 따라 각 관로에 구비된 밸브들을 개폐하는 제어반;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 여과 시스템에 따르면, 상기 제1관로에 진공펌프를 우회하는 바이패스 관로가 구비되고, 상기 필터하우징과 제1관로를 연결하며 리턴밸브가 구비된 제6관로가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 여과 시스템에 따르면, 상기 필터하우징의 필터는 다단으로 설치되고, 상기 리무벌 블레이드는 각 필터의 슬러지를 제거하도록 다단으로 설치된 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 여과 시스템에 따르면, 상기 필터하우징에 에어투입밸브가 구비되어 필터하우징의 중간부로 에어를 투입하는 에어공급관과, 벤트밸브가 구비되며 필터하우징의 상부에 설치된 벤트관 및 필터하우징의 상단 부분에 설치되어 에어압력을 감지하는 에어청소 압력계를 더 포함하여, 필터에 부착된 슬러지를 건조시키고 잔여물을 제거하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 여과 시스템의 운전방법은, 교반기에 규조토를 투입하고 제1관로를 통해 피정제물을 투입하여 피정제물과 규조토를 혼합하는 제1공정; 투입밸브와 펌프배출밸브는 차단한 상태에서 교반기 배출밸브와 하우징 투입밸브를 개방하여 혼합물을 제2관로와 제1관로 및 제3관로를 통해 필터하우징으로 공급하는 제2공정; 하우징 배출밸브는 차단하고 하우징 순환밸브를 개방하여 제4관로와 제5관로 및 제1관로를 통해 혼합물을 교반기로 귀환시켜 교반하고 혼합물을 제2관로와 제1관로 및 제3관로를 통해 필터하우징으로 공급하는 공정을 반복하여서 필터하우징의 필터에 규조토가 골고루 쌓이도록 프리코팅하는 제3공정; 투입밸브와 하우징 투입밸브를 개방하여 제1관로와 제3관로를 통해 피정제유를 필터하우징에 공급하여 피정제유를 정제함과 동시에 하우징 순환밸브는 차단하고 하우징 배출밸브를 개방하여 제4관로를 통해 정제된 피정제물을 배츨하는 제4공정; 필터하우징의 압력이 청소압력계의 규정압력에 도달하면 필터하우징에 에어를 공급하면서 하우징 순환밸브를 개방하고 하우징 배출밸브는 차단하여 필터하우징의 혼합물을 교반기로 이송함과 동시에 리턴밸브를 개방하여 필터하우징 바닥에 남아있는 규조토를 제6관로를 통해 교반기로 공급하여 슬러지를 건조시키는 제5공정; 하우징모터를 통해 필터를 회전시킴과 동시에 슬러지모터로 리무벌 블레이드를 회전시켜 필터의 슬러지를 제거한 후 스크루모터를 작동시켜 슬러지 배출구로 슬러지를 배출하는 제6공정; 슬러지모터를 작동시켜 리무벌 블레이드를 회동시키되 리무벌 블레이드의 관통공을 통해 물 또는 피정제물을 필터에 분사하여 필터를 세척하고 사용한 액체는 드레인 라인을 통해 배출하는 제7공정 및 필터하우징에 에어를 공급하여 필터를 건조시킴과 아울러 필터하우징에 남아있는 잔여물을 제거하여 배출하는 제8공정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 여과 시스템의 운전방법에 따르면, 상기 공정들에서 밸브와 모터의 작동이 시간과 압력에 따라 자동으로 제어되도록 제어반에 통해 미리 설정하여 자동화가 구현되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 여과 시스템 및 그 운전방법은 교반기에서 규조토와 피정제물을 혼합 및 교반하여 피정제물을 정제하고 필터하우징에서 필터를 이용하여 피정제물을 여과하는 과정을 반복 수행함으로써 피정제물을 정제하여 재활용할 수 있는 효과가 있다,

또한, 본 발명의 여과 시스템 및 그 운전방법에 따르면, 바이패스 관로와 리턴밸브가 구비된 관로를 통해 진공펌프와 교반기의 과부하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 여과 시스템 및 그 운전방법에 따르면, 필터하우징에 필터가 다단으로 설치되어 여과 효율이 향상되고 다단 설치된 리무벌 블레이드를 통해 각 필터의 슬러지를 동시에 제거할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 여과 시스템 및 그 운전방법에 따르면, 필터의 슬러지를 건조시켜 쉽게 분리시킬 수 있으며, 슬러지가 분리된 필터에 물이나 피정제물을 분사하여 필터를 세척하고 건조시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 여과 시스템이 도시된 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 여과 시스템의 평면 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 여과 시스템의 운전방법에서 교반기에 피정제유가 공급되는 모습을를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 여과 시스템의 운전방법에서 규조토와 피정제물이 혼합되는 모습을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 여과 시스템의 운전방법에서 교반기의 혼합물이 필터하우징으로 공급되는 모습을 나타내 도면.
도 6은 본 발명에 따른 여과 시스템의 운전방법에서 혼합물이 교반기와 필터하우징 사이를 순환하면서 필터를 프리코팅하는 모습이 도시된 도면.
도 7은 본 발명에 따른 여과 시스템의 운전방법에서 피정제물이 필터하우징게 공급되어 정제된 후 배출되는 모습을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 여과 시스템의 운전방법에서 필터하우징의 압력이 설정한 압력에 도달할 때 잔여물을 교반기로 이송한 후 에어를 공급하여 필터의 슬러지를 건조시키는 모습을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 여과 시스템의 운전방법에서 필터의 슬러지를 제거하여 배출하는 모습을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 따른 여과 시스템의 운전방법에서 필터하우징의 내부를 건조시키고 잔여 이물질을 배출하는 모습을 나타낸 도면.
도 11은 본 발명에 따른 여과 시스템의 시제품을 나타낸 참고도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여과 시스템 및 그 운전방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예이다.

그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이에, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한, 도 1은 본 발명에 따른 여과 시스템이 도시된 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 여과 시스템의 평면 구성도이며, 도 3 내지 10은 본 발명에 따른 여과 시스템의 운전방법의 각 공정을 설명하기 위한 공정들을 타나낸 도면들이며, 도 11은 본 발명에 따른 여과 시스템의 시제품을 나타낸 참고도이다.

본 발명에 따른 여과 시스템은 도 1과 2에 도시된 바와 같이, 피정제물과 규조토를 혼합 및 교반하기 위한 교반기(10)와, 피정제물과 규조토를 필터링하여 피정제물을 여과 및 분리하는 필터 하우징(20), 피정제물을 공급 및 배출하고 순환시키기 위한 복수의 관로, 피정제물 또는 피정제물과 규조토의 혼합물이 이동하는 유동경로를 결정할 수 있도록 각 관로에 구비된 복수의 밸브와, 필터하우징(20)에 에어를 공급하여 필터에 부착된 슬러지 또는 필터를 건조시키는 건조수단. 필터하우징(20)의 필터에 부착된 슬러지를 제거하기 위한 슬러지 제거수단, 슬러지 배출수단 및 각 공정에 따라 각 관로에 구비된 밸브들을 개폐하는 제어반을 포함하여 이루어진다.

상기 교반기(10)는 상부에 구비된 교반기 모터(15)를 이용하여 교반날개를 회전시킴으로써 피정제물과 규조토를 혼합하는 장치로, 상부측에 규조토를 투입하기 위한 투입구가 형성됨과 아울러 피정제물의 공급을 위한 제1관로(31)가 연결되고, 하부에는 피정제물과 규조토의 혼합물을 배출하는 제2관로(32)가 연결된다.

상기 필터하우징(20)은 필터를 이용하여 피정제물과 규조토의 혼합물을 정제하는 것으로, 필터에 누적된 슬러지 제거를 위하여 필터를 회전시키는 하우징 모터(25)가 상부에 구비되고, 하우징 모터(25)에 연결된 회전축에 원형의 필터가 다단으로 설치된다.

그리고 필터하우징(20)의 내부에는 필터의 슬러지를 제거함과 아울러 물 또는 피정제물을 필터에 분사하여 필터를 세척하는 리무벌 블레이드(40)가 설치되고 필터하우징(20)의 측부에는 리무벌 블레이드(40)를 일정 각도 범위로 회동시키는 슬러지모터(45)가 구비된다. 이를 위하여 슬러지모터 또는 리무벌 블레이드의 회동 범위를 설정하기 위한 센서가 구비되는 것은 당연하다. 이때, 상기 리무벌 블레이드(40)가 각 필터의 슬러지를 제거하고 세척할 수 있도록 다단으로 설치된다.

또한, 필터하우징(20)의 하부측에는 필터에서 제거된 슬러지를 배출할 수 있도록 스크루가 설치되며, 필터하우징(20)의 측부에는 슬러지 배출구(55)가 형성되고 반대쪽에 스크루를 구동하기 위한 스크루 모터(50)가 설치된다. 그리고 필터하우징(20)에는 내부 상태를 관찰할 수 있도록 투시창(28)이 설치될 수 있다.

그리고 필터하우징(20)의 하부에는 피정제물과 규조토의 혼합물이 공급되는 제3관로(33)와, 피정제물 또는 피정제물과 규조토의 혼합물이 배출되는 제4관로(34)가 연결된다. 또, 필터하우징(20)의 상부에는 필터하우징(20)의 내부 압력을 감지하여 슬러지모터(45)를 작동시키는 청소압력계(21)가 설치된다.

상기 제1관로(31)는 피정제물을 교반기(10)로 공급하는 통로로, 입구측에 투입밸브(11)가 구비되고, 진공펌프(12)와 펌프배출밸브(13)가 설치된다. 이때, 제1관로(31)에는 진공펌프(12)를 우회하는 바이패스 관로(36)가 설치되는 것이 바람직하다. 상기 제2관로(32)는 교반기(10)의 출구와 제1관로(31)를 연결하는 통로로, 교반기 배출밸브(14)가 구비된다.

상기 제3관로(33)는 피정제물과 규조토의 혼합물을 필터하우징(20)에 공급할 수 있도록 펌프배출밸브(13)의 후방에서 제1관로(31)와 필터 하우징(20)을 연결하는 통로로, 하우징 투입밸브(16)가 구비된다. 그리고 제4관로(34)는 피정제물의 배출을 위하여 필터하우징(20)의 출구에 연결되는 통로로, 하우징 순환밸브(17)가 구비된다.

상기 제5관로(35)는 제4관로(34)에서 분기되어 제1관로(31)의 펌프배출밸브(13) 전방에 연결되며 필터하우징(20)에서 배출되는 피정제물과 규조토의 혼합물을 교반기로 귀환시키는 통로로, 하우징 배출밸브(18)가 구비된다. 그리고 상기 필터하우징(20)과 제1관로(31)를 연결하며 리턴밸브(19)가 구비된 제6관로(37)가 더 설치될 수 있다.

그리고 상기 건조수단은 필터하우징(20)에 에어투입밸브(23)가 구비되어 필터하우징(20)의 중간부로 에어를 투입하는 에어공급관(22)과, 벤트밸브(27)가 구비되며 필터하우징(20)의 상부에 설치된 벤트관(26) 및 필터하우징(20)의 상단 부분에 설치되어 에어압력을 감지하는 에어청소 압력계(24)을 포함하여 이루어진다.

제어반은 각 공정에 따라 상기 밸브들을 제어하는 것으로, 각 밸브들을 온/오프시켜 각각의 공정이 이루어지도록 하여 자동화가 가능하게 한다. 이를 위하여 각각의 공정을 오퍼레이팅할 수 있도록 각 밸브가 온/오프되는 시간을 제어반을 통해 설정할 수 있도록 하는 것은 당연하다.

그리고 상기한 본 발명의 여과 시스템은 바퀴(65)가 구비된 받침대(60)에 설치됨으로써 이동 배치가 가능하게 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기한 여과 시스템을 작동시키기 위한 본 발명의 여과 시스템의 운전방법은, 교반기(10)에 규조토를 투입하고 제1관로(31)를 통해 피정제물을 투입하여 피정제물과 규조토를 혼합하는 제1공정; 투입밸브(11)와 펌프배출밸브(13)는 차단한 상태에서 교반기 배출밸브(14)와 하우징 투입밸브(16)를 개방하여 혼합물을 제2관로(32)와 제1관로(31) 및 제3관로(33)를 통해 필터하우징(20)으로 공급하는 제2공정; 하우징 배출밸브(17)는 차단하고 하우징 순환밸브(18)를 개방하여 제4관로(34)와 제5관로(35) 및 제1관로(31)를 통해 혼합물을 교반기(10)로 귀환시켜 교반하고 혼합물을 제2관로(32)와 제1관로(31) 및 제3관로(33)를 통해 필터하우징(20)으로 공급하는 공정을 반복하여서 필터하우징(30)의 필터에 규조토가 골고루 쌓이도록 프리코팅하는 제3공정; 투입밸브(11)와 하우징 투입밸브((16)를 개방하여 제1관로(31)와 제3관로(33)를 통해 피정제유를 필터하우징(20)에 공급하여 피정제유를 정제함과 동시에 하우징 순환밸브(18)는 차단하고 하우징 배출밸브(17)를 개방하여 제4관로(34)를 통해 정제된 피정제물을 배츨하는 제4공정; 필터하우징(20)의 압력이 청소압력계(21)의 규정압력에 도달하면 필터하우징(20)에 에어를 공급하면서 하우징 순환밸브(18)를 개방하고 하우징 배출밸브(17)는 차단하여 필터하우징(20)의 혼합물을 교반기(10)로 이송함과 동시에 리턴밸브(19)를 개방하여 필터하우징(20) 바닥에 남아있는 규조토를 제6관로(37)를 통해 교반기(10)로 공급하여 슬러지를 건조시키는 제5공정; 하우징모터(25)를 통해 필터를 회전시킴과 동시에 슬러지모터(45)로 리무벌 블레이드(40)를 회전시켜 필터의 슬러지를 제거한 후 스크루모터(50)를 작동시켜 슬러지 배출구(55)로 슬러지를 배출하는 제6공정; 슬러지모터(45)를 작동시켜 리무벌 블레이드(40)를 회동시키되 리무벌 블레이드(40)의 관통공을 통해 물 또는 피정제물을 필터에 분사하여 필터를 세척하고 사용한 액체는 드레인 라인(38)을 통해 배출하는 제7공정 및 필터하우징(20)에 에어를 공급하여 필터를 건조시킴과 아울러 필터하우징(20)에 남아있는 잔여물을 제거하여 배출하는 제8공정;을 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 공정들에서 밸브와 모터의 작동이 시간과 압력에 따라 자동으로 제어되도록 제어반에 통해 미리 설정하여 자동화가 구현되도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 여과 시스템 및 그 운전방법을 통해 피정제물을 정제하는 것에 대하여 다음과 같이 설명한다.

기름 등의 유체로 이루어진 피정제물을 규조토에 혼합 및 교반하여 정제한 후 필터로 여과하여 불순물이 흡착된 규조토로 아루어진 슬러지를 여과하는 과정을 반복함으로써 피정제물을 정제하여 재활용한다.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1관로(31)의 입구측에 구비된 투입밸브(11)와 펌프투입밸브(13)를 개방하고 진공펌프(12)를 작동시킴으로써 저장탱크나 실시간 여과장치와 연결된 제1관로(31)를 통해 피정제물을 교반기(10)에 정해진 용량만큼 주입한다. 피정제물의 주입이 환료되면 투입밸브(11)를 차단하고, 도4에 도시된 바와 같이 규조토를 투입하고 규조토가 잘 혼합되도록 교반기 모터(15)를 일정시간(3~5분) 동안 작동시켜 교반한다. 이때, 사용하는 규조토의 종류와 혼합 비율은 레시피로 미리 설정해두어야 한다.

교반을 마치면, 도 5에 도시된 바와 같이. 투입밸브(11)와 펌프배출밸브(13)는 차단한 상태에서 제3관로(33)를 통해 피정제물과 규조토의 혼합물을 필터하우징(20)에 공급한다. 즉, 교반기 배출밸브(14)와 하우징 투입밸브(13)를 개방함으로써, 피정제물과 규조토의 혼합물이 제2관로(32)와 제1관로(31) 및 제3관로(33)를 거쳐 필터하우징(20)으로 공급되도록 하는 것이다. 이 공정은 혼합물이 필터하우징(20)에 가득 찰 때까지 주입하는 공정으로, 필터하우징(20)에 구비된 센서와 에어벤트가 작동한다.

필터하우징(20)에 피정제물과 규조토의 혼합물이 가득 차게 되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 하우징 배출밸브(17)는 차단하고 하우징 순환밸브(18)를 개방하여 제4관로(34)와 제5관로(35) 및 제1관로(31)를 통해 혼합물을 교반기(10)로 귀환시켜 교반하고, 교반기(10)의 혼합물을 다시 제2관로(32)와 제1관로(31) 및 제3관로(33)를 통해 필터하우징(20)으로 공급하는 공정을 대략 5~30분 동안 반복하여 수행한다. 따라서 필터하우징(30)의 필터에 구비된 스테인리스 메쉬 위에 혼합물 중의 규조토가 골고루 쌓이게 되는데, 이를 프리코팅(Pre-Coating) 공정이라 한다.

이후, 도 7에 도시된 바와 같이, 투입밸브(11)와 하우징 투입밸브((16)를 개방하여 제1관로(31)와 제3관로(33)를 통해 피정제유를 필터하우징(20)에 공급하여 피정제유를 정제함과 동시에 하우징 순환밸브(18)는 차단하고 하우징 배출밸브(17)를 개방하여 제4관로(34)를 통해 정제된 피정제물을 배츨하게 된다.

즉, 프리코팅이 완료되면, 교반기(10)와의 순환을 멈추고, 외부 탱크 또는 여과하려는 장치와 연결된 파이프에서 제1관로(31)로 피정제유가 유입되어 본격적인 여과가 시작되는 것이다. 여과된 피정제유는 피정저유 보관 탱크 또는 제품 생산 장치로 보내진다. 필터 위에 쌓여 있는 규조토의 높은 공극률의 성질로 인하여 순수 물질은 규조토 사이를 통과하지만, 불순물은 규조토 위에 쌓이게 된다. 계속되는 여과 작업으로 디스크 필터 위에 슬러지가 쌓이기 시작하면서 압력이 서서히 높아지고, 여과량은 줄어들게 된다. 여과하려는 물질의 슬러지 정도, 점도, 여과 정밀 정도에 따라 작동하는 시간이 다르며, 보통 4~12시간 동안 여과가 이루어진다

이후, 필터하우징(20)의 압력이 청소압력계(21)의 규정압력에 도달하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 필터하우징(20)에 에어를 공급하면서 하우징 순환밸브(18)를 개방하고 하우징 배출밸브(17)는 차단하여 필터하우징(20)의 혼합물을 교반기(10)로 이송함과 동시에 리턴밸브(19)를 개방하여 필터하우징(20) 바닥에 남아있는 규조토를 제6관로(37)를 통해 교반기(10)로 공급하여 슬러지를 건조시킨다.

구체적으로, 필터하우징(20)의 압력이 청소압력계(21)의 규정압력에 도달하면, 하우징 투입밸브(16)과 하우징 배출밸브(17)가 자동으로 닫히고, 하우징 순환밸브(18)과 리턴밸브(19)가 자동으로 열려 필터하우징(20)에 있는 남아 있는 여과 물질을 내부 압력에 위해 교반기(10)로 이송한다. 이때, 필터하우징(20)의 압력이 청소압력계(21)의 규정압력 이하로 떨어지면, 하우징 순환밸브(18)과 리턴밸브(19)가 닫히면서 에어가 주입되고, 입력된 압력 이상이 되면 다시 하우징 순환밸브(18)과 리턴밸브(19)가 개방되어 압으로 남아 있는 여과 물질을 교반기(10) 이송한다. 다시 압력이 떨어지면 해당 밸브를 잠그고, 압력이 오르면 해당 밸브를 여는 작업을 반복하면서 남아 있는 여과 물질은 모두 교반기(10)로 이송되고, 반복 과정하면서 필터 위에 쌓여 있는 슬러지를 건조하는 것이다, 이를 위하여 청소압력계(21)에는 상한 압력과 하한 압력 및 반복 횟수가 변수로 입력된다.

슬러지의 건조가 완료되면, 도 9에 도시된 바와 같이, 하우징모터(25)를 통해 필터를 회전시킴과 동시에 슬러지모터(45)로 리무벌 블레이드(40)를 회전시켜 필터의 슬러지를 제거한 후 스크루모터(50)를 작동시켜 슬러지 배출구(55)로 슬러지를 배출한다. 필터의 슬러지를 제거하기 위하여 하우징모터(25)와 슬러지모터(45)를 작동시키면, 필터가 회전되고 리무벌 블레이드(40)가 필터와 역방향으로 회전하면서 필터의 슬러지를 제거하게 낙하시키게 된다. 이후, 스크루모터(50)를 작동시키면, 스크루에 의해 슬러지 배출구(55)로 슬러지가 배출된다.

슬러지 청소를 마치면, 도 10에 도시된 바와 같이, 다음 공정을 위해 물 또는 동일 액상으로 청소를 수행한다. 하우징 모터(25)가 작동하면서 필터가 회전되고 고, 슬러지모터(45)가 작동되어 리무벌 블레이드(40)를 회동시키면서 리무벌 블레이드(40)의 관통공(41)을 통해 물 또는 피정제물을 필터의 상면에 분사하게 된다, 따라서, 물 또는 피정제물에 의해 필터가 세척되고 필터에 남아 있는 잔여 이물질이 제거되며, 청소하면서 사용하였던 액체는 드레인 라인(38)을 통해 밖으로 배출하게 된다.

청소를 마치면 모든 모터는 정지하고, 남아 있는 액체를 제거하고 건조를 위해 에어가 주입된다. 에어를 주입하여 일정 압력 이상이 되면 드레인 밸브(38')를 열어 청소한 액체를 밖으로 배출시키고, 압력이 일정 아하로 떨어지면 다시 드레인 밸브(38')를 닫아 에어를 주입하는, 일련의 반복 과정을 통해 필터하우징(20)의 내부를 건조시키는 것이다. 이때, 에어 압력을 이용하여 필터하우징(20)의 잔여물을 제거하는 것은 당연하다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 발명의 설명에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10...교반기
11...투입밸브
12...진공펌프
13...펌프배출밸브
14...교반기 배출밸브
15...교반기 모터
16...하우징 투입밸브
17...하우징 배출밸브
18...하우징 순환밸브
19...리턴밸브
20...필터하우징
21...청소압력계
22...에어공급관
23...에어투입밸브
24...에어청소 압력계
25...하우징 모터
26...벤트관
27...벤트밸브
31~35...제1~5관로
36...바이패스 관로
37...제6관로
38...드레인 라인
38'...드레인 밸브
40...리무벌 블레이드
45...슬러지모터
50...스크루모터
55...슬러지 배출구

Claims

교반기 모터(15)를 이용하여 교반날개를 회전시켜 피정제물과 규조토를 혼합하는 교반기(10);
필터에 누적된 슬러지 제거를 위하여 필터를 회전시키는 하우징 모터(25)가 결합된 필터 하우징(20);
피정제물을 교반기로 공급하며 입구측에 투입밸브(11)가 구비되고 진공펌프(12) 및 펌프배출밸브(13)가 설치된 제1관로(31);
교반기(10)의 출구와 제1관로(31)를 연결하며 교반기 배출밸브(14)가 구비된 제2관로(32);
펌프배출밸브(13)의 후방에서 제1관로(31)와 필터 하우징(20)을 연결하며 하우징 투입밸브(16)가 구비된 제3관로(33);
필터하우징(20)의 출구에 연결되고 하우징 순환밸브(17)가 구비된 제4관로(34);
제4관로(34)에서 분기되어 제1관로(31)의 펌프배출밸브(13) 전방에 연결되며 하우징 배출밸브(18)가 구비된 제5관로(35);
필터하우징(20)의 내부에 구비되어 필터의 슬러지를 제거하고 필터를 세척하는 리무벌 블레이드(40)를 회동시키는 슬러지모터(45);
필터하우징(20)의 내부 압력을 감지하여 슬러지모터(45)를 작동시키는 청소압력계(21);
필터하우징(20)에 연결된 슬러지 배출구(55)를 통래 슬러지를 배출시키도록 슬러지 배출구(55)의 스크루를 회전시키는 스크루모터(50); 및
각 공정에 따라 각 관로에 구비된 밸브들을 개폐하는 제어반;을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1관로(31)에 진공펌프(12)를 우회하는 바이패스 관로(36)가 구비되고,
상기 필터하우징(20)과 제1관로(31)를 연결하며 리턴밸브(19)가 구비된 제6관로(37)가 구비된 것을 특징으로 하는 여과 시스템.
제1항에 있어서,
상기 필터하우징(20)의 필터는 다단으로 설치되고,
상기 리무벌 블레이드(40)는 각 필터의 슬러지를 제거하도록 다단으로 설치된 것을 특징으로 하는 여과 시스템.
제1항에 있어서,
상기 필터하우징(20)에 에어투입밸브(23)가 구비되어 필터하우징(20)의 중간부로 에어를 투입하는 에어공급관(22)과, 벤트밸브(27)가 구비되며 필터하우징(20)의 상부에 설치된 벤트관(26) 및 필터하우징(20)의 상단 부분에 설치되어 에어압력을 감지하는 에어청소 압력계(24)을 더 포함하여, 필터에 부착된 슬러지를 건조시키고 잔여물을 제거하는 것을 특징으로 하는 여과 시스템.
제1항의 여과 시스템을 운전하는 방법으로서,
교반기(10)에 규조토를 투입하고 제1관로(31)를 통해 피정제물을 투입하여 피정제물과 규조토를 혼합하는 제1공정;
투입밸브(11)와 펌프배출밸브(13)는 차단한 상태에서 교반기 배출밸브(14)와 하우징 투입밸브(16)를 개방하여 혼합물을 제2관로(32)와 제1관로(31) 및 제3관로(33)를 통해 필터하우징(20)으로 공급하는 제2공정;
하우징 배출밸브(17)는 차단하고 하우징 순환밸브(18)를 개방하여 제4관로(34)와 제5관로(35) 및 제1관로(31)를 통해 혼합물을 교반기(10)로 귀환시켜 교반하고 혼합물을 제2관로(32)와 제1관로(31) 및 제3관로(33)를 통해 필터하우징(20)으로 공급하는 공정을 반복하여서 필터하우징(30)의 필터에 규조토가 골고루 쌓이도록 프리코팅하는 제3공정;
투입밸브(11)와 하우징 투입밸브((16)를 개방하여 제1관로(31)와 제3관로(33)를 통해 피정제유를 필터하우징(20)에 공급하여 피정제유를 정제함과 동시에 하우징 순환밸브(18)는 차단하고 하우징 배출밸브(17)를 개방하여 제4관로(34)를 통해 정제된 피정제물을 배츨하는 제4공정;
필터하우징(20)의 압력이 청소압력계(21)의 규정압력에 도달하면 필터하우징(20)에 에어를 공급하면서 하우징 순환밸브(18)를 개방하고 하우징 배출밸브(17)는 차단하여 필터하우징(20)의 혼합물을 교반기(10)로 이송함과 동시에 리턴밸브(19)를 개방하여 필터하우징(20) 바닥에 남아있는 규조토를 제6관로(37)를 통해 교반기(10)로 공급하여 슬러지를 건조시키는 제5공정;
하우징모터(25)를 통해 필터를 회전시킴과 동시에 슬러지모터(45)로 리무벌 블레이드(40)를 회전시켜 필터의 슬러지를 제거한 후 스크루모터(50)를 작동시켜 슬러지 배출구(55)로 슬러지를 배출하는 제6공정;
슬러지모터(45)를 작동시켜 리무벌 블레이드(40)를 회동시키되 리무벌 블레이드(40)의 관통공을 통해 물 또는 피정제물을 필터에 분사하여 필터를 세척하고 사용한 액체는 드레인 라인(38)을 통해 배출하는 제7공정; 및
필터하우징(20)에 에어를 공급하여 필터를 건조시킴과 아울러 필터하우징(20)에 남아있는 잔여물을 제거하여 배출하는 제8공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 시스템의 운전방법.
청구항 5에 있어서,
상기 공정들에서 밸브와 모터의 작동이 시간과 압력에 따라 자동으로 제어되도록 제어반에 통해 미리 설정하여 자동화가 구현되도록 하는 것을 특징으로 하는 여과 시스템의 운전방법.