KR100353136B1

KR100353136B1 - 필터부재

Info

Publication number: KR100353136B1
Application number: KR1019990038823A
Authority: KR
Inventors: 마에다요시히사; 엔도오고오
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1999-09-11
Publication date: 2002-09-18
Also published as: EP0995475B1; KR20000023082A; JP2000093709A; US6209728B1; JP4007416B2; EP0995475A1; DE69904791T2; DE69904791D1

Abstract

축선방향으로 탄력적으로 신축이 자유롭고, 그 신축에 따라서 여과간극이 대소로 변형이 가능함과 동시에, 여과재의 압축량을 제한함으로써 필요한 여과간극을 확보하기 위한 압축제한수단을 구비한 여과재를, 홀더에 압축량 조절이 자유롭도록 유지시킨다.

Description

필터부재{FILTER ELEMENT}

본 발명은, 유체를 여과하기 위한 필터장치에 사용되는 필터부재에 관한 것이다.

종래부터 필터장치에 장착되어 유체를 여과하는 필터부재로는, 각종 구성을 보유한 것이 공지되어 있다.

그러나, 상기 필터부재는 한 번 쓰고 버리는 것이 일반적이고, 가령 필터부재를 세정하여 재생이용할 수 있다고 해도, 필터부재에 퇴적된 이물질의 제거가 곤란하거나, 또는 특수한 약품으로 장시간 침지할 필요가 있는 등, 수고로움이 많이 들게 된다.

이 때문에, 필터부재에 퇴적된 이물질을 용이하게 제거할 수가 있고, 이로 인해서 필터부재를 용이하게 재생하여 이용할 수 있는 것이 요망되고 있다.

본 발명의 기술적 과제는, 여과할 유체 중의 이물질을 양호하게 제거할 수 있는 것과 동시에, 부착되어 여과간극을 막는 이물질을 용이하게 또한 단시간에 깨끗히 흘려보냄으로써 재이용할 수 있고, 취급이 간단하여 사용성이 우수한 필터부재를 제공하는 것이다.

상기 문제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 통형상으로 된 여과재와 이 여과재를 유지하는 홀더를 보유한 필터부재가 제공된다. 상기 여과재는, 축선방향으로 탄력적으로 신축이 자유로움과 동시에, 그 신축에 따라서 여과간극이 대소로 변형이 가능하도록 형성되고, 또 상기 여과재의 압축량을 제한하는 것에 의해서 소요의 여과간극을 형성하기 위한 압축제한수단을 보유함으로써, 상기 홀더에 압축량의 조절이 자유롭도록 유지되어 있다.

본 발명에 의하면, 상기 여과재는, 소재 자체가 압축성을 보유하지 않는 경질의 탄성소재로 형성되어 있다.

본 발명의 구체적인 일 실시예에 의하면, 상기 소재는, 탄성선재를 나선형으로 감는 것에 의해 형성되어, 인접하는 권선부분 사이에 상기 여과용 간극을 보유하는 것과 동시에, 상기 탄성선재의 일부에는, 권선부분 사이에 상기 여과용 간극을 형성하기 위한 복수의 노치(notch)가 구비되어 있다. 상기 노치는, 탄성선재의 일부를 절곡시키는 것에 의해 형성할 수가 있다.

본 발명의 구체적인 다른 실시예에 의하면, 상기 소재가, 고리형으로 된 탄성프레임을 복수단으로 적층하는 것에 의해 형성되므로, 각 프레임은, 인접하는 프레임과의 사이의 간극을 탄력적으로 밀어 넓히기 위한 복수의 스프링부와, 상기 여과재의 압축시에 인접하는 플레이트와의 사이에 여과간극을 확보하기 위한 복수의 돌기부를 보유하게 된다. 상기 스프링부 및 돌기부는, 플레이트의 일부를 랜싱(lancing)하여 형성할 수 있다.

본 발명의 구체적인 또 다른 실시예에 의하면, 상기 소재는, 고리형의 스프링부재와 고리형의 간극형성부재를 상호 복수단으로 적층하는 것에 의해 형성되고, 상기 스프링부재가 두께방향으로 주름지게 부착되어, 여과재의 압축에 의해 평평한판형상으로 탄성변형하고, 또 상기 간극형성부재가, 방사형으로 연장하는 복수의 여과홈을 보유하게 된다. 상기 여과홈은, 간극형성부재의 표면 양면에 형성할 수 있다.

상기 구성을 보유한 본 발명의 필터부재는, 여과재를 압축한 상태에서 소요의 여과간극이 형성되기 때문에, 이 여과간극을 통하여 유체를 확실하게 여과할 수가 있다. 또한 세정시에 있어서 여과재의 압축상태를 해제하지 않을 때에는, 수작업 또는 작동기 등의 수단, 혹은 여과재를 구성하는 탄성선재나 탄성플레이트 등의 탄성력에 의해서, 상기 여과간극을 충분하게 크게 확대할 수가 있으므로, 용이하게 또한 양호하게 상기 필터부재에 퇴적된 이물질을 제거할 수가 있다.

즉, 여과재를 탄성선재에 의해 코일형으로 형성한 경우에는, 탄성선재에 형성된 노치에 의해 압축시의 여과간극이 형성되고, 필터장치로부터 떼어낼 때에는, 여과재를 압축상태로부터 개방하는 것에 의해 탄성선재가 신장하여 여과간극이 거의 균일하게 확개된다.

또, 여과재를 고리형의 탄성플레이트에 의해 형성한 경우에는, 그 압축시에 각 플레이트에 설치된 돌기부에 의해 일정 크기의 여과간극이 형성되고, 압축을 해제한 때에는, 각 플레이트에 설치된 스프링부에 의해 인접하는 플레이트와의 사이의 여과간극이 확대된다.

더욱이, 스프링부재와 간극형성부재를 상호 적층하여 여과재를 형성한 경우에는, 상기 여과재의 압축에 의해 스프링부재가 판형으로 편평화되고, 간극형성부재의 여과홈에 의해 일정한 여과간극이 형성되며, 압축을 해제한 때에는, 두께방향으로 주름지게 부착된 스프링부재의 복원에 의해서 상기 여과간극이 확대된다.

이와 같이 하여, 상기 필터부재의 여과간극을 용이하게 확개하는 것이 가능하므로, 그 세정시에 있어서 여과한 이물질을 용이하게 제거할 수가 있다. 특히, 여과재를 개별적인 탄성플레이트나 스프링부재 또는 간극형성부재 등으로 형성한 경우에는, 이들을 각각으로 분해하여 세정할 수가 있으므로, 세정이 보다 용이하게 된다. 게다가, 분해된 상기 각 부재를 비교적 간단하게 재적층할 수가 있으므로, 세정에 의해 이물질의 제거가 한층 용이하게 된다. 이로 인하여 필터부재 자체를 용이하게 재생하여 재이용할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예의 필터부재의 측단면도이다.

도 2는 본 발명의 제1실시예의 필터부재의 평단면도이다.

도 3은 탄성선재의 압축시의 상태를 나타내는 측면도이다.

도 4는 탄성선재의 압축을 해제한 상태를 나타내는 측면도이다.

도 5는 제2실시예의 플레이트의 적층체의 압축시의 상태를 나타내는 측단면도이다.

도 6은 제2실시예의 플레이트의 적층체의 평면도이다.

도 7은 제2실시예의 플레이트의 적층체의 압축을 해제한 상태를 나타내는 측단면도이다.

도 8은 제3실시예에서의 필터부재의 측단면도이다.

도 9는 제3실시예의 평단면도이다.

도 10은 제3실시예의 스프링부재와 간극형성부재와의 적층체의 압축을 해제한 상태를 나타내는 측면도이다.

도 11은 제3실시예의 간극형성부재의 평면도이다.

도 12는 도 11의 A-A선에서의 확대단면도이다.

도 13은 제3실시예에서의 스프링부재의 평면도이다.

본 발명의 필터부재의 몇가지 바람직한 실시예에 대하여 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 도 1 내지 도 4는, 본 발명의 필터부재의 제1실시예를 나타낸다.

상기 필터부재(1)는, 유체를 여과하기 위한 필터장치에 내장되는 것으로서, 도 1 및 도 2에 나타내듯이, 축선방향으로 탄력적으로 신축이 자유로운 원통형으로 된 여과재(3)와, 이 여과재(3)를 압축상태로 유지하는 홀더(5)로 구성되어 있다.

상기 여과재(3)는, 도 2 내지 도 4에 나타내듯이, 금속 또는 세라믹과 같이 소재 자체는 압축성을 보유하지 않은 경질의 탄성선재(3a)를 나선형으로 감아서 형성된 것으로서, 그 탄성선재(3a)의 일부를 거의 같은 간격으로 국부적으로 절곡하는 것에 의해, 단위감기에 맞게 소정수의 노치(7)가 설치되게 되고, 그 노치(7)의 형성에 의해서, 도 3에 명료하게 나타내듯이, 상기 여과재(3)의 압축시에 인접하는 권선부분 사이에 상기 노치(7)가, 여과재(3)의 압축량을 제한함으로써 필요한 여과간극을 형성하는 압축제한수단을 구비하도록 한 것이다. 그리고 상기 여과재(3)는, 그 양단을 상기 홀더(5)의 엔드플레이트(13)와 가동판(15)과의 사이에 끼우는 것에 의해, 상기 홀더(5)에 유지되게 된다.

상기 홀더(5)는, 도 1 및 도 2에 나타내듯이, 상기 여과재(3)의 둘레를 같은 간극으로 에워싸는 복수의 가이드바아(17)와, 이들 가이드바아의 양단에 고정된 엔드플레이트(11),(13)와, 이들 엔드플레이트(11),(13) 사이에서 상기 가이드바아 (17)에 삽통(揷通)하는 상태로 부착되고, 이 가이드바아(17)를 따르는 방향으로만 이동이 자유로운 가동판(15)을 포함한다.

상기 엔드플레이트(11)에는, 홀더(5)의 중앙부가 다른 쪽 엔드플레이트(13)측을 향하여 연장하는 원통형의 가이드통부(11A)가 형성되고, 이 가이드통부(11A) 내에, 주위에 스프링부(19a)를 구비한 회전체(19)가 회전이 자유롭게 C형 정지륜(21)에 의해 기지(技止)형상으로 수용되어 있다. 또한, 상기 가동핀(15)은, 엔드플레이트(11)의 상기 가이드통부(11A)의 외주에 O링(23)을 통하여 미끄러짐이 자유롭도록 끼워맞춰짐으로써, 그 가이드통부(11A)와 동일방향으로 연장하는 통형상부 (15A)를 보유하고, 그 통형상부(15A)의 선단부 내면에는, 상기 회전체(19)의 외주의 스프링(19a)에 나사선 결합하는 스프링부(15a)가 나사선으로 새겨져 있다. 이러한 구성에 의하여, 상기 회전체(19)를 회전시킴으로서 상기 가동판(15)을 가이드바아(17)를 따라서 왕복이동시킬 수가 있다.

그리고, 상기 여과재(3)를 상기 엔드플레이트(13)와 가동판(15)과의 사이에 배치하고, 상기 회전체(19)를 회전시켜서 가동판(15)을 엔드플레이트(13)측으로 이동시키는 것에 의해, 상기 여과재(3)를 각 노치(7)가 인접하는 권선부분에 압접하는 위치까지 압축하고, 이로 인하여 상기 여과재(3)를, 인접하는 권선부분 사이에 노치(7)에 의한 여과간극을 확보한 상태에서 홀더에 압축상태로 유지시킨다.

또, 도 1 중의 부호 25, 27은, 각각 엔드플레이트(11),(13)의 외측면에 부착되는 패킹재이다.

상기 구성을 보유한 제1실시예의 필터부재(1)는, 탄성선재(3a)에 설치된 노치(7)에 의해, 여과재(3)의 압축시에 그 측벽에 소정 크기의 여과간극이 형성되고(도 3), 이로 인하여 원통형으로 이루어진 여과재(3)의 내측과 외측과의 사이를 흐르는 유체가 여과된다. 또한, 홀더(5)의 회전체(19)를 회전시켜서 가동판(15)을 가이드바아(17)를 따라서 엔드플레이트(13)로부터 이탈시키는 방향으로 이동시키는 것에 의해, 여과재(3)를 탄력적으로 신장시킬 때(도 4)에 상기 여과간극이 충분히 크게 확대된다.

따라서, 그 세정시에 있어서, 용이하게 또한 양호하게 상기 필터부재 (1)에 의해 여과된 이물질을 제거할 수가 있고, 이로 인하여 필터부재(1) 자체를 재생하여 재이용할 수가 있다.

도 5 내지 도 7은, 본 발명의 필터부재의 제2실시예를 나타낸다. 이 제2실시예의 필터부재는, 상기 홀더(5)에 압축상태로 유지되는 여과재(33)를, 고리형으로 된 복수의 탄성플레이트(33A)를 적층하는 것에 의해 통형상으로 구성된 것이다.

상기 각 플레이트(33A)는, 상기 탄성선재(3a)와 마찬가지로 금속이나 세라믹 등의 경질소재로 이루어진 것으로서, 인접하는 플레이트(33A)와의 사이의 간극을탄력적으로 밀어 넓히기 위한 복수의 스프링부(33a)와, 여과재(33)의 압축시에 인접하는 플레이트(33A)와의 사이에 필요한 여과간극을 확보하기 위한 압축제한수단인 복수의 돌기부(33b)를 보유하고 있다. 이들 스프링부(33a) 및 돌기부(33b)는, 상기 플레이트(33A)의 일부를 동일한 방향으로 랜싱하는 것에 의해, 각각 같은 각도로 간극이 형성되게 된다. 그리고, 상기 각 플레이트(33A)를, 인접하는 플레이트(33A)의 스프링부(33a)의 위치를 상호 1/2피치씩 어긋난 한 상태로 상하로 적층하는 것에 의해, 상기 적층체(33)를 구성하고 있다.

또, 제2실시예에서 사용되는 홀더는, 상기 제1실시예와 마찬가지의 구성으로 할 수 있기 때문에, 상기 홀더의 구성은 도 1 및 도 2를 참고하는 것으로서 도시를 생략한다.

상기 구성을 보유한 제2실시예의 필터부재에 있어서, 고리형의 플레이트(33A)를 적층하여 형성한 상기 여과재(33)는, 도 5에 나타내는 바와 같이 압축된 상태로 상기 홀더(5)에 유지된다. 이 때, 각 플레이트(33A)의 스프링부(33a)는, 돌기부(33b)가 인접하는 플레이트(33A)에 접하는 위치까지 변형하고, 이로 인하여 인접하는 플레이트(33A,33A)간에는, 상기 돌기부(33b)의 높이에 의해 규정되는 일정의 여과간극이 형성된다.

한편, 상기 여과재(33)의 압축을 해제한 때에는, 도 7에 나타내듯이, 각 플레이트(33A)의 스프링부(33a)의 탄성복원력에 의해 상기 여과재(33)가 신장되고, 인접하는 플레이트(33A,33A)간의 여과간극이 거의 균일하게 확개된다.

이와 같이 하여, 필터부재에서의 여과재(33)의 여과간극을 용이하게 확대할 수가 있으므로, 그 세정시에 있어서 여과된 이물질을 용이하게 제거할 수가 있다.

특히, 제2실시예의 여과재(33)는, 각각으로 분리가 가능한 복수의 플레이트 (33A)로 형성되어 있기 때문에, 각 플레이트(33A)를 각각으로 해체하여 세정할 수가 있고, 세정에 의한 이물질의 제거를 한층 용이하게 행할 수가 있다. 게다가, 이 경우에 재적층도 간단하다.

도 8 내지 도 13은 본 발명의 제3실시예를 나타낸다. 이 제3실시예의 필터부재(61)는, 홀더(65)에 압축상태로 유지되는 여과재(63)를, 고리형의 스프링부재 (63A)와 압축제한수단인 고리형의 간극형성부재(63B)를, 상호 복수단으로 적층하는 것에 의해 전체적으로 통형상으로 구성한 것이다.

상기 스프링부재(63A)는, 도 10 및 도 13으로부터 알 수 있듯이, 두께방향으로 주름지게 부착되어, 여과재(63)의 비압축시에는 인접하는 간극형성부재(63B)와의 사이의 간극을 탄력적으로 밀어 넓히고, 여과재(63)의 압축시에는 평평한 판형상으로 탄성변형하여 간극형성부재(63B)에 밀접하게 된다. 도 13에 있어서, 부분(63c)은 위로 볼록하게 만곡하고, 부분(63d)는 아래로 볼록하게 만곡된 부분을 나타낸다.

또한, 상기 간극형성부재(63B)는, 도 11 및 도 12에 나타내듯이, 그 표면과 내면의 양면에 각각, 방사방향으로 연장하는 복수의 여과홈(63b)을 보유한 것으로서, 표면측의 여과홈(63b)과 내면측의 여과홈(63b)이, 상호 1/2피치 차이가 나는 위치에 구비되어 있다.

한편, 상기 홀더(65)는, 도 8 및 도 9에 나타내듯이, 상기 여과재(63)를 양측으로부터 끼우는 2개의 엔드플레이트(71),(73)와, 이들 엔드플레이트(71),(73)의 간격을 조정하는 텐션볼트(75)와, 상기 여과재(63)를 내측으로부터 지지하는 복수의 가이드바아(77),(78)를 보유하고 있다.

상기 엔드플레이트(71),(73)의 내측면에는 각각 지지부재(71A),(73A)가 설치되며, 한쪽의 지지부재(71A)에는 텐션볼트(75)의 일단이 너트(74a),(74b)에 고정되고, 다른 쪽 지지부재(73A)에는 텐션볼트(75)의 다른 일단이 나비너트(74c)에 부착되어, 상기 접너트(74c)의 회전에 의해 텐션볼트(75)를 신축시켜 상기 엔드플레이트(71),(73)간의 간격을 조정할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 가이드바아(77),(78)는, 홀더(65)의 축방향 길이보다는 짧지만, 축방향 길이의 1/2 보다는 큰 길이를 보유하고 있어, 상기 엔드플레이트(71),(73)에 각각 반수씩 부착되어 있다. 즉, 홀더(65)의 하부에 위치하는 상기 엔드 플레이트(71)에는, 가이드바아(77)가 같은 각도의 간격으로 홀더(65)의 축선방향을 향하여 부착되고, 상부의 엔드플레이트(73)에는, 다른 가이드바아(78)가, 상기 가이드바아(77)와 간섭하지 않는 위치에 같은 각도의 간격으로 부착된다. 이들 가이드바아(77),(78)는, 상기 여과재(63)를 구성하는 스프링부재(63A)와 간극형성부재(63B)를 내측으로부터 지지하는 것에 의해 이들 적층형태를 유지하는 것이다.

그리고, 상기 여과재(63)를, 상기 엔드플레이트(71),(73) 사이에 가이드바아(77),(78)가 내부에 삽입되도록 배치하여, 상기 나비나사(74c)를 조여 텐션볼트(75)를 단축하는 것에 의해, 상기 엔드플레이트(71),(73)간에 압축형태로 끼워진다.

상기 구성을 보유한 제3실시예의 필터부재(61)는, 고리형의 스프링부재(63A)와 고리형의 간극형성부재(63B)를 상호 적층한 상기 여과재(63)가, 홀더(65)에 의한 압축시에는, 상기 스프링부재(63A)가 판형상으로 편평화되어 간극형성부재(63B)에 밀착하는 것에 의해, 그 간극형성부재(63B)의 표면과 내면의 양면의 여과홈(63b)에 의해 일정한 여과간극이 형성된다.

한편, 홀더(65)에 의한 조임을 해제한 때에는, 상기 스프링부재(63A)가 주름형상으로 복원되는 것에 의해, 인접하는 간극형성부재(63B)와의 사이의 여과간극이 확대된다.

여기에서, 상술한 제1 및 제2실시예의 홀더(5)와, 제3실시예의 홀더(65)는, 각각 다른 실시예의 여과재의 유지에도 사용될 수 있다. 즉, 홀더(5)는, 스프링부재(63A)와 간극형성부재(63B)로 이루어진 제3실시의 여과재(63)의 유지에도 사용될 수 있고, 또 홀더(65)는, 제1 및 제2실시예의 여과재(3) 및 (33)의 유지에도 사용될 수 있다.

특히, 제3실시예의 홀더(65)를 제2실시예의 여과재(33)의 유지에 사용하는 경우에는, 도 6에 나타내듯이, 플레이트(33A)의 내주측에 복수의 오목부(33c)를 방사형으로 설치하고, 이들 오목부(33c)에 홀더(65)에 설치된 가이드바아(77),(78)를 끼워맞추도록 할 수 있다. 이 경우, 오목부(33c)와 가이드바아(77),(78)는, 상호 적합한 수만큼 형성되게 된다.

또, 상기 홀더의 구성은 각 실시예에 기재된 구성의 것에 한정되지 않으며, 여과재를 압축형태로 유지시킬 수 있는 것이라면 적당한 구성의 것을 사용할 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 여과할 유체중의 이물질을 양호하게 제거할 수 있고, 게다가 그 자체를 용이하게 또한 단시간에 세정하여 재이용할 수 있는 필터부재를 제공할 수 있다.

Claims

유체를 여과하기 위한 필터장치에 이용되는 필터부재로서, 측벽에 여과간극을 갖는 통형상의 여과재와, 상기 여과재를 유지하는 홀더를 포함하고,

상기 여과재가 고리형의 스프링부재와 고리형의 간극형성부재를 교대로 복수단 적층함으로써 축선방향으로 탄력적으로 신축가능하도록 형성되고, 상기 스프링부재는 두께방향으로 주름지게 되어 있어 여과재의 압축에 의해 평평한 판형상으로 탄성변형하고, 또한 상기 간극형성부재가 방사형으로 연장된 복수의 여과홈을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 필터부재.
제 1항에 있어서, 상기 여과홈이 간극형성부재의 표면과 이면의 양면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 필터부재.
제 1항에 있어서, 상기 홀더가 상기 여과재를 축선방향 양쪽으로부터 끼우는 2개의 엔드플레이트와, 상기 엔드플레이트의 간극을 조정하는 텐션볼트와, 상기 여과재를 그 안쪽으로부터 지지하는 복수의 가이드바아를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터부재.
제 3항에 있어서, 상기 엔드플레이트의 내측면에 각각 지지부재가 부착되고, 한쪽의 지지부재에는 상기 텐션볼트의 일단이 너트로 고정되고, 다른쪽의 지지부재에는 상기 텐션볼트의 다른 단이 나비너트로 부착되며, 상기 나비너트를 회전시켜 텐션볼트를 신축시킴으로써 상기 양 엔드플레이트 사이의 간극이 조절가능한 것을 특징으로 하는 필터부재.
제 3항 또는 4항에 있어서, 상기 복수의 가이드바아의 길이가 각각 상기 홀더의 축방향 길이보다는 짧지만, 축방향 길이의 1/2보다는 길고, 그들의 반수씩이 상기 2개의 엔드플레이트에 각각 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 필터부재.
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