JP2014534070A - フィルタードラムによる加圧逆洗方式のフィルター装置 - Google Patents

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Abstract

本発明はフィルタードラムによる加圧逆洗方式のフィルター装置を提供する。本発明の実施例に係るフィルタードラムによる加圧逆洗方式のフィルター装置は、流体が流出入する流入口および流出口を備えたハウジング;前記ハウジング内に上下に離隔して配置され、それぞれ円周方向に複数の貫通孔が設けられた上板および下板と、上下に開放された円筒状をし、両端がそれぞれ前記上板および下板の貫通孔に嵌合されて上下に連通させる複数のフィルタードラムと、前記各フィルタードラムに収容され、流入した流体をフィルタリングするフィルターエレメントとを含むフィルタリング手段;前記上板および下板の中心を貫いて設置される供給管と、流体を加圧して前記供給管の下部に流体を供給するシリンダーと、前記フィルタードラムの上部にモーターによって回転可能に設置され、内部に前記供給管と連通している噴射路が形成された上部ブランチと、前記フィルタードラムの下部に前記上部ブランチと共に回転するように設置され、内部に吐出路が形成される下部ブランチとを含むフィルター洗浄手段;を含んでなり、前記上部および下部ブランチが回転していずれか一つのフィルタードラムの上下部を密閉すると、前記シリンダーから供給された流体が前記噴射路を介して噴射されて前記フィルターエレメントを洗浄し、前記吐出路を介して排出されるが、前記上部ブランチには、前記ハウジング内の流体の圧力によって開放されて前記噴射路に流体を流入させる逆止弁が備えられることを特徴とする。

Description

本発明は、自動洗浄可能なフィルター装置に係り、より詳しくは、シリンダーの加圧によってフィルターが自動的に洗浄されるフィルター装置に関する。
一般に、大部分の生産工程または各種産業施設では、気体や液体などの流体の伝達を必要とする。
この際、使用される流体に異物が含まれているか否かが該当生産工程の収率および性能に及ぼす影響は非常に大きい。
よって、このような流体は、十分にフィルタリングされた高純度の流体として供給されなければならない。
ところが、フィルターは、円周の圧力が十分でない場合にフィルターの効率が低いうえ、時間の経過に伴ってフィルターの網目(Mesh)が詰まる。このようにフィルターの網目が詰まると、該当装置を停止させ、そのフィルターを洗浄した後、さらに稼働を行わなければならないので、処理効率が急激に低下してしまう。
また、フィルターを交換する場合にも、同様に該当装置を停止させた後にフィルターを取り替える作業が必要であり、フィルターの交換は、その分費用を増加させて維持費用の増加をもたらす。
かかる問題を解決するために、従来の韓国登録特許第10−1054236号(2011年7月29日)では「自動洗浄されるフィルターシステム」(以下「先行技術」という。)を開示している。図1は従来の自動洗浄されるフィルターシステムを示す斜視図である。
先行技術について簡略に説明すると、流体が流入する流入口と、流入した流体が通過する複数のフィルターエレメント13と、前記フィルターエレメント13を取り囲み、選択される場合に洗浄用として一つが使用される複数のエレメントドラム14と、シャフトで連結されて上部および下部に備えられ、自動洗浄のために選択された特定のエレメントドラム14aに連結されるブランチ15と、フィルタリングされた流体が流出する流出口とを含むフィルターボディ10;前記フィルターボディ10に備えられ、自動洗浄の際にその前端部の流体が前記フィルターボディ10の上部に加圧流入した後、自動洗浄のために選択された特定のエレメントドラム14aの上端部に流入し、自動洗浄のために選択された特定のエレメントドラム14aの下端部の流体がその後端部へ吸入されるシリンダー20;前記フィルターボディ10の側面に備えられ、第1軸は前記フィルターボディ10に連結され、第2軸は前記シリンダー20に連結され、第3軸は前記フィルターボディ10の上部に連結され、自動洗浄の際に前記第2および第3軸が連結される第1三方弁30;および前記フィルターボディ10の側面に備えられ、第1軸は前記フィルターボディ10に連結され、第2軸は前記シリンダー20に連結され、第3軸はドレインタンクに連結され、自動洗浄の際に前記第1および第2軸が連結される第2三方弁40;を含んでなる構造を持つ。
このような先行技術によれば、シリンダー加圧によって自動的に洗浄されるので、洗浄機能が強化されるうえ、自動洗浄の際に発生する脈動現象が遮断される。そして、必要に応じて自動洗浄の回数を調節することができ、自動洗浄の際に使用される流体と排出される流体の量を最小化することができるという効果があった。
ところが、シリンダーから1回自動洗浄のために排出する流体の量が一定であるから、1回のみでは洗浄が円滑に行われないため、シリンダーが反復的に加圧、復帰するように作動しなければならない。これは洗浄を遅延させる原因になった。
本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、逆止弁を備えることにより、フィルター洗浄のための流体に加えて、フィルタリングされた流体が内部の圧力によって洗浄のための流体として使用できるようにする、フィルタードラムによる加圧逆洗方式のフィルター装置を提供することにある。
本発明のある観点によれば、流体が流出入する流入口および流出口を備えたハウジング;前記ハウジング内に上下に離隔して配置され、それぞれ円周方向に複数の貫通孔が設けられた上板および下板と、上下に開放された円筒状をし、両端がそれぞれ前記上板および下板の貫通孔に嵌合されて上下に連通させる複数のフィルタードラムと、前記各フィルタードラムに収容され、流入した流体をフィルタリングするフィルターエレメントとを含むフィルタリング手段;前記上板および下板の中心を貫いて設置される供給管と、流体を加圧して前記供給管の下部に流体を供給するシリンダーと、前記フィルタードラムの上部にモーターによって回転可能に設置され、内部に前記供給管と連通している噴射路が形成された上部ブランチと、前記フィルタードラムの下部に前記上部ブランチと共に回転するように設置され、内部に吐出路が形成される下部ブランチとを含むフィルター洗浄手段;を含んでなり、前記上部および下部ブランチが回転していずれか一つのフィルタードラムの上下部を密閉すると、前記シリンダーから供給された流体が前記噴射路を介して噴射されて前記フィルターエレメントを洗浄し、前記吐出路を介して排出されるが、前記上部ブランチには、前記ハウジング内の流体の圧力によって開放されて前記噴射路に流体を流入させる逆止弁が備えられることを特徴とする、フィルタードラムによる加圧逆洗方式のフィルター装置が提供できる。
ここで、前記モーターには、モーターの回転を制御して前記上部ブランチと前記下部ブランチが前記いずれか一つの貫通孔と正確に対応する箇所に位置するようにする制御手段がさらに含まれてもよい。
この際、前記制御手段は、円周に沿って一定の間隔で円弧状の溝が設けられた第1円板と、前記第1円板の上面に位置して前記溝の有無を判断するセンサーと、前記第1円板の上側で前記モーターによって回転する回転アームと、前記回転アームの両端から下方に突出し、前記溝に挿入されながら前記第1円板を押して回転させる突出棒と、前記センサーの信号を受信して前記モーターの回転を制御する第1コントローラとから構成できる。
或いは、前記制御手段は、円周に沿って一定の間隔で上方に突出した接触棒を有する第2円板と、前記第2円板の上側に位置し、前記接触棒と接点しながら回動してから元の状態に回復する接点棒と、前記接点棒が接点する信号に応じて前記モーターの回転を制御する第2コントローラとから構成できる。
一方、前記各フィルターエレメントの内部には、下側に行くほど断面積が漸進的に大きくなるようにテーパーされた流速調節棒がさらに備えられてもよい。
前記下部ブランチには、前記吐出路と連通しており、前記フィルターエレメントを洗浄した流体が排出されるドレインバルブが連結できる。
また、前記シリンダーは、前記ハウジングと連結されて洗浄のための流体の供給を受けることができる。
本発明の実施例に係る効果は、次のとおりである。
一つ目は、簡単な構造を持つので製造コストが低く、流体をフィルタリングしながら複数のフィルターのうちいずれか一つを洗浄することにより、フィルターの洗浄または交換のために装置を停止する必要がないため効率的な使用が可能であり、自動的にフィルターを洗浄することにより交換または補修による費用が大きく節減される。
二つ目は、上部ブランチに逆止弁を設置することにより、シリンダーのみで洗浄するときに足りない洗浄用流体をさらに供給することができるため、1回のみでフィルターエレメントを容易に洗浄することができる。
三つ目は、流速調節棒が設置され、フィルターエレメントの上部だけでなく下部までも均一かつ確実に洗浄することができる。
従来の自動洗浄されるフィルターシステムを示す斜視図である。 本発明の好適な一実施例に係るフィルタードラムによる加圧逆洗方式のフィルター装置を示す内部切開斜視図である。 本発明の制御手段の構成を示す構成図である。 本発明の流速調節棒を示す断面図である。 本発明における流体のフィルタリング過程を示す作動状態図である。 本発明におけるフィルターの洗浄過程を示す作動状態図である。 シリンダーに水を供給する概略的な構造を示す構造図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な一実施例を詳細に説明する。下記の説明および添付図面に示された内容は、本発明の全般的な理解のために提示されたものに過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明の要旨を無駄に不明確にするおそれのある公知の構成および機能に関する詳細な説明は省略する。
図2は本発明の好適な一実施例に係るフィルタードラムによる加圧逆洗方式のフィルター装置を示す内部切開斜視図である。
図2を参照すると、本発明は、大きくはハウジング100、フィルタリング手段200およびフィルター洗浄手段300から構成され、前記フィルター洗浄手段300に逆止弁350が含まれた構造である。
まず、前記ハウジング100は、内部に空間を有する容器状をしており、一側下部には汚染した流体が流入する流入口100、一側上部にはフィルタリングされた流体が流出する流出口120がそれぞれ設けられる。ところが、これに限定されず、必要に応じて、前記流出口120から流体が流入し、流入口110から流体が流出してもよい。
次に、前記フィルタリング手段200は、前記ハウジング100の内部に設置され、前記流入口110から流入した汚染流体をフィルタリングした後、前記流出口120から流出させる。
このために、前記フィルタリング手段200は、図示の如く、上板210および下板220、複数のフィルタードラム230、並びに前記各フィルタードラム230に収容されるフィルターエレメント240から構成できる。
前記上板210と前記下板220は、それぞれ前記ハウジング100の内部を水平方向に分割しながら上下に離隔して設置され、それぞれ円周方向に一定の間隔で貫通した孔たる貫通孔211、221が設けられる。この際、前記上板210と前記下板220の貫通孔211、221はそれぞれ垂直に互いに対応する位置に配置される。
前記フィルタードラム230は、上下に開放された円筒状を有し、両端が前記上板210と下板220の貫通孔211、221に嵌合される。すなわち、前記上板210の各貫通孔211と前記下板220の各貫通孔221とを互いに連通させる。
また、前記フィルタードラム230の内部には前記フィルターエレメント240が挿入、収容される。前記フィルターエレメント240は汚染流体の異物を濾過するものである。好ましくは、前記フィルターエレメント240は、下部が開放され上部には蓋がある下部オーブン型であって、下側から流体が流入してフィルタリングされる。
次に、前記フィルター洗浄手段300は、前記ハウジング100内で前記上板210の上側と前記下板220の下側に備えられて回転可能な構造を有し、前記複数のフィルタードラム230のうちいずれか一つを選択してその内部のフィルターエレメント240を洗浄する。
これを達成するために、前記フィルター洗浄手段300は、供給管310、シリンダー320、上部ブランチ330および下部ブランチ340から構成でき、制御手段360がさらに含まれてもよい。
前記供給管310は、前記上板210および前記下板220の中心を貫通するパイプであって、前記シリンダー320から供給される洗浄用流体を供給する。
前記シリンダー320は、前記ハウジング100の一側に設置され、連結管370によって前記供給管310と連通して前記供給管310へ洗浄のための流体をピストン運動によって加圧、供給する。
また、前記上部ブランチ330は、前記上板210の上側に設置され、モーターMによって回転可能であり、内部に噴射路331が形成される。略「┐」字状をなし、前記供給管310と噴射路331とが互いに連通し、前記噴射路331が前記フィルタードラム230のうちいずれか一つと連通することにより、前記供給管310から供給された流体が噴射路331を介して前記フィルタードラム230の内部へ噴射されるように作動する。
また、前記下部ブランチ340は、前記下板220の下側に設置され、前記上部ブランチ330と共にモーターMによって回転可能であり、内部に吐出路341が形成される。 略「L」字状をなし、前記フィルタードラム230から排出される流体が前記吐出路341に流入し、前記吐出路341を介して外部へ排出される。
この際、本発明の技術的核心に該当する逆止弁350が前記上部ブランチ330に設置できる。
前記逆止弁350は、一方向にのみ流体の流れを許容する技術的手段であって、前記上部ブランチ330の外部から内部、すなわち噴射路331へ流体が流入するが、逆に、前記噴射路331から前記上部ブランチ330の外部へ流体が流出することを遮断させる。
これは、従来の前記シリンダー320から1回洗浄のために供給する流体の量が足りない場合にシリンダー320の反復的な作動が必要であったことを改善したものであって、前記ハウジング100内のフィルタリング済みの流体の一部が圧力によって前記逆止弁350を介して前記噴射路331へ流入できるため、前記シリンダー320から供給された洗浄用流体の不足量を補充しながら前記フィルターエレメント240の洗浄を助けることができる。
ところが、前記上部および下部ブランチ330、340が前記モーターMによって回転するが、前記モーターMが制御手段360によって制御されるから、前記上部および下部ブランチ330、340の噴射路331および吐出路341がそれぞれ前記貫通孔211、221に正確に位置し、洗浄しようとするいずれか一つのフィルタードラム230に固定される。
図3を参照して、前記制御手段についてさらに説明する。図3は本発明の制御手段の構成を示す構成図である。
図3(a)に示すように、前記制御手段360は第1円板361、センサー362、回転アーム363、突出棒364、および第1コントローラ365から構成できる。
前記第1円板361はその円周方向に沿って一定の間隔で溝361aが設けられるが、前記溝は円弧状にその中心に向かって刻まれた形状である。
前記センサー362は、前記第1円板361の上側に位置して前記溝361aの有無を感知するものである。
前記回転アーム363は、平板形状をしており、前記モーターMによって回転するもので、前記第1円板361の上側に位置する。また、前記突出棒364は、前記回転アーム363の両端から下方に突出し、前記溝361aに挿入できる。
また、前記第1コントローラ365は、前記センサー362の信号を受信して前記モーターMの回転を制御する。
したがって、前記いずれか一つの突出棒364が回転して前記第1円板361の溝361aに挿入されながらその第1円板361を押すことになり、前記第1円板361が回転する。
前記センサー362は、図示の如く、前記第1円板361の上面から前記溝361aの有無を識別してそれに対応する信号を送り、前記第1コントローラ365は、前記センサー362の信号を受信して前記モーターMの回転を制御する。
一方、前記制御手段360は、図3(b)のように、第2円板366、接点棒367および第2コントローラ368から構成できる。
前記第2円板366は、回転する円板状を有し、その円周方向に沿って一定の間隔で、上方に突出した接触棒366aを有する。
前記接点棒367は、前記第2円板366の上側に位置し、前記接触棒366aと接点しながら回動してからさらに元の状態に回復するのである。
また、前記第2コントローラ368は、前記接点棒367が接点する信号に応じて前記モーターMの回転を制御する。
このように前記接触棒366aと接点棒367とが互いに接点する瞬間の信号に応じて前記モーターMの回転を制御しても、上述したように制御されるため、同一の効果を得ることができる。
一方、本発明において、前記各フィルターエレメント240の内部には、洗浄の際に流入する流体の流速が一定に保たれるようにする流速調節棒250がさらに備えられてもよい。図4は本発明の流速調節棒を示す断面図である。
図示の如く、前記流速調節棒250は、前記フィルターエレメント240の内部空間に位置し、下側に行くほど断面積が漸進的に大きくなるようにテーパーされた棒状を有する。
前記上部ブランチ330の噴射路331を介して噴射された洗浄用流体は前記特定のいずれか一つのフィルターエレメント240の上部に進入するが、この流体は、前記流速調節棒250とフィルターエレメント240の内壁との間を流動して前記フィルターエレメント240を通過しながら、表面に固着している各種滓を落として洗浄した後、外部に流出する。
一般に、前記フィルターエレメント240の上部から流入した流体の流速は、最初には速いが下側に行くほど弱くなる。ところが、前記流速調節棒250がテーパーされた形状を持つので、下側に行くほど前記流速調節棒250とフィルターエレメント240の内壁との間隔が益々狭くなってノズルの役割を果たすため、ベルヌイ原理によって流速が減少しない。よって、前記フィルターエレメント240全体が均一に洗浄できる。
以下、図5および図6を参照して本発明の作動状態を説明する。図5は本発明における流体のフィルタリング過程を示す作動状態図、図6は本発明におけるフィルターの洗浄過程を示す作動状態図である。
図5を参照すると、フィルタリング状態の場合、汚染した流体が前記流入口110から流入して前記下板220の貫通孔221を介して各フィルタードラム230の内部へ上向きに流入する。
その次、流入した汚染流体は、前記フィルターエレメント240を通過しながらフィルタリングされ、前記フィルタードラム230の上部へ移動して前記流出口120から流出する。
このように吸入される流体をフィルタリングしている状態で、前記フィルターエレメント240のうちいずれか一つを洗浄するときは、図6に示すように、前記モーターMの駆動によって前記上部および下部ブランチ330、340が回転して、選択されたフィルタードラム230の上端に前記上部ブランチ330が位置し、下端に前記下部ブランチ340が位置することにより前記フィルタードラム230を密閉する。
次いで、前記シリンダー320内のピストン321が下降しながら、内部に貯留された洗浄用流体が、前記連結管370、供給管310及び噴射路331を介して、選択された前記フィルタードラム230の内部に噴射される。噴射された流体は、前記フィルタードラムの内部にあるフィルターエレメント240の中に進入して外部へ流出しながら洗浄する。
この際、前記フィルタードラム230の上端、すなわち前記噴射路331から噴射された流体が流入する入り口側には、流入する流体が渦巻きの流れを持つことができるように別途の曲がった形の羽根がさらに備えられてもよい。このような構造は、流体が直線に流入する構造より一層効果的に洗浄が行われる。
このように洗浄を済ませた流体は前記吐出路341を介して排出されるが、好ましくは、前記吐出路341と連通するドレインバルブ400がさらに備えられ、洗浄を済ませた流体をドレインタンク(図示せず)に収去することができる。
ここで、図6および前述のように洗浄が行われるとき、前記逆止弁350を介して前記ハウジング100内のフィルタリング済みの流体の一部が流入して洗浄に使用される。
勿論、このように洗浄が完了すると、前記制御手段360の制御によって前記上部および下部ブランチ330、340は、さらに回転して他のフィルターエレメント240を洗浄することを繰り返し行うことができる。
参考として、図7はシリンダーに水を供給する概略的な構造を示す構造図である。
前記シリンダー320の内部には流体をポンピングするピストン321が備えられるが、前記ハウジング100の上部は前記ピストン321の前方、すなわち前記ピストン321の下部に連結され、これにより、前記ハウジング100の上部にあるフィルタリング済みのクリーンな流体が前記シリンダー320の内部に供給されて洗浄のために使用できる。
前記ハウジング100の下部は前記ピストン321の後方、すなわち前記ピストン321の上部に連結され、これにより、前記ハウジング100の下部にあるフィルタリング前の流体が前記ピストン321に供給されて前記ピストン321の加圧力を補助することができる。
前述した本発明の好適な実施例を参照して説明したが、該当技術分野における通常の知識を有する者であれば、下記の特許請求の範囲で本発明の思想および領域から逸脱しない範疇内において本発明に様々な修正および変更を加え得ることを理解することができるであろう。
本発明は、自動洗浄可能なフィルター装置に関するもので、より詳しくはシリンダーの加圧によってフィルターが自動的に洗浄されるフィルター装置分野に利用可能である。

Claims (7)

  1. 流体が流出入する流入口(110)および流出口(120)を備えたハウジング(100);
    前記ハウジング(100)内に上下に離隔して配置され、それぞれ円周方向に複数の貫通孔(211、221)が設けられた上板(210)および下板(220)と、上下に開放された円筒状をし、両端がそれぞれ前記上板(210)および下板(220)の貫通孔(211、221)に嵌合されて上下に連通させる複数のフィルタードラム(230)と、前記各フィルタードラム(230)に収容され、流入した流体をフィルタリングするフィルターエレメント(240)とを含むフィルタリング手段(200);
    前記上板(210)と前記下板(220)の中心を貫いて設置される供給管(310)と、流体を加圧して前記供給管(310)の下部に流体を供給するシリンダー(320)と、前記フィルタードラム(230)の上部にモーター(350)によって回転可能に設置され、内部に前記供給管(310)と連通している噴射路(331)が形成された上部ブランチ(330)と、前記フィルタードラム(230)の下部に前記上部ブランチ(330)と共に回転するように設置され、内部に吐出路(341)が形成される下部ブランチ(340)とを含むフィルター洗浄手段(300);を含んでなり、
    前記上部および下部ブランチ(330、340)が回転していずれか一つのフィルタードラム(230)の上下部を密閉すると、前記シリンダー(320)から供給された流体が前記噴射路(331)を介して噴射されて前記フィルターエレメント(240)を洗浄し、前記吐出路(341)を介して排出されるが、前記上部ブランチ(330)には、前記ハウジング(100)内の流体の圧力によって開放されて前記噴射路(331)に流体を流入させる逆止弁(350)が備えられることを特徴とする、フィルタードラムによる加圧逆洗方式のフィルター装置。
  2. 前記モーター(350)には、モーター(350)の回転を制御して前記上部ブランチ(330)と前記下部ブランチ(340)が前記いずれか一つの貫通孔(211、221)と正確に対応する箇所に位置するようにする制御手段(360)がさらに含まれることを特徴とする、請求項1に記載のフィルタードラムによる加圧逆洗方式のフィルター装置。
  3. 前記制御手段(360)は、円周に沿って一定の間隔で円弧状の溝(361a)が設けられた第1円板(361)と、前記第1円板(361)の上面に位置して前記溝(361a)の有無を判断するセンサー(362)と、前記第1円板(361)の上側で前記モーター(350)によって回転する回転アーム(363)と、前記回転アーム(363)の両端から下方に突出し、前記溝(361a)に挿入されながら前記第1円板(361)を押して回転させる突出棒(364)と、前記センサー(362)の信号を受信して前記モーター(350)の回転を制御する第1コントローラ(365)とから構成されることを特徴とする、請求項2に記載のフィルタードラムによる加圧逆洗方式のフィルター装置。
  4. 前記制御手段(360)は、円周に沿って一定の間隔で上方に突出した接触棒(366a)を有する第2円板(366)と、前記第2円板(366)の上側に位置し、前記接触棒(366a)と接点しながら回動してから元の状態に回復する接点棒(367)と、前記接点棒(367)が接点する信号に応じて前記モーター(350)の回転を制御する第2コントローラ(368)とから構成されることを特徴とする、請求項2に記載のフィルタードラムによる加圧逆洗方式のフィルター装置。
  5. 前記各フィルターエレメント(240)の内部には、下側に行くほど断面積が漸進的に大きくなるようにテーパーされた流速調節棒(250)がさらに備えられることを特徴とする、請求項1に記載のフィルタードラムによる加圧逆洗方式のフィルター装置。
  6. 前記下部ブランチ(340)には、前記吐出路(341)と連通しており、前記フィルターエレメント(240)を洗浄した流体が排出されるドレインバルブ(400)が連結されることを特徴とする、請求項1に記載のフィルタードラムによる加圧逆洗方式のフィルター装置。
  7. 前記シリンダー(320)は、ピストン(321)の前方と前記ハウジング(100)の上部が連結されて洗浄のための流体の供給を受け、前記ピストン(321)の後方と前記ハウジング(100)の下部が連結されて前記ピストン(321)の加圧力を増加させることを特徴とする、請求項1に記載のフィルタードラムによる加圧逆洗方式のフィルター装置。
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