KR100354451B1 - 역류세정식 필터 - Google Patents

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KR100354451B1
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볼 앤드 키르흐 필터바우 게엠베하
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Abstract

본 발명은 여과하도록 하는 오탁액에 의해 역류성정시킬 수 있는 역류세정식필터(backflush filter)(10)에 관한 것이다.
본 발명에 의한 역류세정식필터는 필터하우징(11)내에 배치시켜 필터하우징을 통하여 오탁액이 길이방향으로 유통되는 다수의 필터엘레멘트(25)를 구비한다.
이와같은 구성에 의해, 여과조작을 할때 오탁액이 양단부(26,27)에서 필터엘레멘트를 통하여 동일하게 유통되며, 역류세정조작을 할때 필터엘레멘트를 한쪽 측면에서 세정부재(33)에 접속시키고, 또 다른쪽 단부(26)에서 오탁액유입구(14)에 접속시키며, 바람직하게는 스로틀부재(throttle element)(45또는 46)를 간삽한다.
각각의 필터엘레멘트는 압력손실의 감소에 따르는 여과능력의 향상 이외에 특히 역류세정을 효과적으로 행할 수 있고 이들의 필터엘레멘트의 폐쇄를 신뢰성있게 방지할 수 있다.

Description

역류세정식필터{back flush filter}
본 발명은 여과하도록 하는 오탁액(dirty liquid)에 의해 역류세정(back flush)할 수 있고, 필터하우징(filter housing)내에서 서로 원형으로 배치시켜 길이방향으로 오탁액이 유입되며 필터유입구(filter inlet)에 접속시킬 수 있는 필터엘레멘트(filter elements)를 구비하여 개별적으로 또는 집단(groups)으로 역류세정하기 위하여 한쪽 단부에서 슬러지유출구(sludge flow-off)에 접속되고 회전구동장치 (rotary drive)에 의해 구동되는 세정부재(flushing member)에 접속시킬 수 있는 역류세정식필터(backflush filter)에 관한 것이다.
이와같은 타입의 공지된 역류세정식필터(특허문헌으로, DE-OS 4,030,084)에서 사용되었던 필터엘레멘트(filter elements)는 한쪽 단부에서 오탁액측으로 개방되어있고, 또 다른쪽 단부에서 하나의 환상채널(annular channel)을 통하여 서로 접속되어있다.
이와같이 공지된 역류세정식 필터의 필터엘레멘트는 여과조작을 할때, 개방되어있는 단부에서 환상채널(annular channel)쪽으로 오탁액이 통과하도록 되어있다.
이와같이 역류세정조작을 할때 최소한 하나의 필터엘레멘트는 세정부재에 접속되어 그 환상채널에 유입되는 오탁액이 그 나머지 필터엘레멘트에서 고속으로 여과방향에 대하여 역류하여 역류세정하는 필터엘레멘트를 통하여 슬러지유출구(sludge flow-off)로 유동하고 동시에 그 여과하여 분리된 오물(dirt)을 그 필터의 내측에서 제거한다(pick up).
이와같이 공지된 역류세정식필터는 특히 더 작은 필터엘레멘트를 사용할때압력손실이 비교적 큰 결점이 있다.
더욱이, 그 환상채널 영역에서 오물(dirt)로 그 필러엘레멘트가 클로깅(clogging)될 우려가 있었다.
이와같은 이유는 그 오탁액의 유속이 감소되기 때문이다.
각각의 필터엘레멘트를 역류세정하기 위하여 오탁액이 사용되며, 이와같은 오탁액은 특히 크게 오염되어있다.
그 이유는 오탁액이 다른 필터 엘레멘트를 통하여 안내되기 때문이며, 따라서 그 오염농도가 그 유입액에 비하여 높다.
따라서, 효과적인 역류세정을 하기 위하여 비교적 다량의 오탁액이 필요하다.
본 발명의 목적은 작은 필터크기에 의한 높은 여과능력 이외에 특히 각각의 필터엘레멘트의 효과적인 역류세정을 하도록 하며, 오물 퇴적에 의한 필터엘레멘트의 폐쇄(blockage)우려를 신뢰성있게 방지할 수 있는 위에서 설명한 역류세정식필터를 제공하는 데 있다.
이와같은 발명의 목적은 여과조작을 할때 필터엘레멘트를 양쪽 단부에서 필터입구에 접속하도록 하여 달성할 수 있다.
이와같이 본 발명의 구성에 의한 필터엘레멘트가 양단부에서 오탁액으로 로딩(loading)시킬 수 있으므로, 각 필터 엘레멘트의 오탁액의 유입횡단면이 배가(doubling)되는 잇점이 있다.
따라서, 필터엘레멘트의 오탁액측에서의 압력손실이 현저하게 상당히 감소된다.
필터엘레멘트가 양측에서 오탁액 유입공급측에 대하여 개방되어있어 오탁액이 양측에서 이들의 필터엘레멘트를 통하여 유동되므로 오물입자(dirt particles)에 의한 폐쇄(blockages)우려가 현저하게 감소된다.
세정부재(flushing member)가 하나의 필터엘레멘트의 일단부에 접속될 경우 그 필터엘레멘트가 난류(turbulent flow)로 이루어진 횡류(cross current)형태로, 즉 여과방향에 대하여 횡방향으로 필터엘레멘트를 통하여 유동하는 아직도 여과되지 않은 오탁액에 의해 특히 효과적으로 역류세정된다.
역류세정을 할때, 필터엘레멘트의 외측에 대한 필터엘레멘트의 내측에서 발생하는 낮은 압력레벨에 의해, 횡류로 유동하는 오탁액에 의한 필터엘레멘트의 클리닝(cleaning off)은 필터엘레멘트의 내부로 역류하는 여액에 의해 더 향상된다.
따라서, 필터엘레멘트의 역류세정은 적은량의 역류세정액이라도 효과가 현저하다.
필터엘레멘트가 세정부재와 대향하여 위치한 유입구단부(inflow eud)에서 하나 또는 그 이상의 스로틀부재(throttle elements)에 의해 커버되도록 구성하는 것이 특히 바람직하다.
따라서, 역류세정하도록 하는 필터엘레멘트내 압력레벨을 정확하게 조절할 수 있고, 오탁액이 유동하는 필터엘레멘트 내부의 압력이 필터엘레멘트의 전체길이에 걸쳐 필터엘레멘트를 둘러싼 여액 체임버내 압력보다 확실하게 더 낮아지도록한다.
따라서, 역류세정을 조작할때 필터엘레멘트의 어느 지점에서도 오염액이 여과방향으로 필터엘레멘트를 통하여 통과되지 않으나, 역으로 여액을 그 필터엘레멘트의 전길이에 걸처 필터엘레멘트의 내부로 역류시킬 수 있다.
그 스로틀부재는 스로틀디스크(throttle disc)로 구성하는 것이 바람직하며, 그 스로틀디스크는 그 유입구단부에서 소정의 거리에 위치되어 있으며, 그 유입구 단부와 함께 환상갭(annular gap)을 형성한다.
이와같은 구성은 특히 구조가 간단하여 정비가 불필요하다.
스로틀디스크로 구성된 스로틀부재는 필터엘레멘트의 유입구단부에서 소정의 거리에 위치되어 있으므로, 이 지점에서 비용이 드는 시일링면(sealing surfaces)등이 불필요하다.
그 유입구단부에서 스로틀디스크의 거리를 조절할 수 있도록 하는 것이 특히 바람직하다.
이것에 의해 역류세정하도록 하는 필터엘레멘트의 경우 유입횡단면과 압력레벨을 정확하게 조절할 수 있다.
그 스로틀부재와 세정부재는 함께 필터하우징의 내부에 배치시킨 하나의 공통회전축에 고정시키는 것이 바람직하다.
따라서, 그 세정부재와 스로틀부재를 서로동시에 회전시키고 또 역류세정하도록 하는 필터엘레멘트에 대하여 조절할 수 있다.
필터엘레멘트가 서로 최소한 2개의 동심원상에 배치되어 있는 경우, 다수의 필터엘레멘트를 비교적 작은 스페이스(space)내에 배치할 수 있고, 각각의 경우 대부분의 필티엘레멘트가 여과조작을 행하도록 하며, 하나 또는 소수의 필터엘레멘트만을 항상 역류세정시킨다.
따라서, 역류세정에 의해 발생한 현저한 압력붕괴를 방지하며, 역류세정에 필요한 액체량은 그 필터엘레멘트의 전체통과량과 비교하여 약간만을 유지한다.
특히 바람직한 구성에서는 필터하우징이 제1유입체임버와, 접속통로(connecting conduit)를 통하여 제1유입체임버에 접속된 제2유입체임버를 구비한다.
그 접속통로는 원형상링내에 배치된 필터엘레멘트의 중심(centre)에 위치되는 것이 바람직하며, 이것에 의해 특히 콤팩트한 필터구조가 얻어진다.
그 필터엘레멘트가 바람직하게는 직선 형태로 형성되어 있는 양측에서 개방된 필터카트리지(filter cartridges)로 구성되어있다.
그 필터카트리지가 제1구멍-링플레이트(first hole-ring plate)와 제2구멍-링플레이트사이에 배치되어 이들의 구멍-링플레이트가 각각의 필터카트리지에 대하여 하나의 오탁액유출구멍을 가진다.
이와같은 구성에서는 필터엘레멘트가 필터하우징커버를 제거시킨후 구멍-링플레이트의 각각의 구멍을 통하여 길이방향으로 인발(drawing out)시킴으로써 각각 용이하게 교환시킬 수 있다.
또, 필터카트리지의 유닛전체를 구멍-링플레이트와 함께 그 필터에서 제거시켜 필터카트리지의 새로운 유닛과 교환할 수도 있다.
이들의 구멍-링플레이트중 하나는 세정부재를 위한 제어레벨면(control-level surface)을 형성하여, 그 세정부재가 제어레벨면상에서 슬라이딩하는 적어도 하나의 접속편을 구비하여 세정부재가 회전운동을 할때 구멍-링플레이트의 구멍이 교대로 슬러지 유출통로에 접속되도록 형성되어있다.
이와같은 구성은 역류세정하도록 하는 각각의 필터엘레멘트와 세정부재 사이에서 밀접한 접속을 간단하게 하며, 특히 마모가 적고 보수가 불필요하다.
그 세정부재가 최소한 2개의 반경방향의 세정암(flushing arms)을 가질 경우, 하나의 세정암이 역류세정을 행하기 위하여 외측원형상링(outer circular ring)상에서 필터엘레멘트를 제어하고, 다른 하나의 세정암이 내측원형상링상에서 필터엘레멘트를 제어하도록 하며, 이것에 의해 내측 및 외측 원형상링에서 각각의 필터엘레멘트가 다만 하나의 역류세정장치에 의해 역류세정할 수 있다.
이 경우, 내측원형상링의 필터엘레멘트와 외측원형상링의 필터엘레멘트를 동시에 클리닝 하는 것이 바람직하다.
그 세정부재의 회전축을 중공축으로 구성시켜 세정액의 슬러지배출통로를 형성하는 것이 바람직하다.
이와같은 구성에 의해 특히 소정의 스페이스를 절약하게되어 회전할 수 있는 세정부재와, 회전할 수 있게 고정한 슬러지배출통로 사이에 비용이 드는 복잡한 시일링접속(sealing connections)을 피하도록 한다.
그 슬러지 배출통로(sludge draw-off conduit)는 후치접속필터(follow-up filter) 및/또는 후치접속시브(follow-up sieve)를 구비한 슬러지 회수 체임버(sludge collecting chamber)내에 개방되어있어, 역류세정조작후 역류세정슬러지내에 있는 거친 오염물(coarse impurities), 예로서 거친 섬유등이 후치접속필터 또는 후치접속시브에 의해 잔류되어(retain), 슬러지가 후방으로 접속된 슬러지 처리장치로 도입된다.
후치접속필터 또는 후치접속 시브는 원통형상 필터면을 구비할 수 있으며, 그 필터면이 내측에서 외측으로 통과하도록 구성되어있다.
그리고, 그 필터면은 내측에 클리닝장치를 배치하는 것이 바람직하며, 클리닝장치는 세정부재의 회전축에 회전할 수 없도록 접속되어있다.
세정부재가 회전할때, 클리닝장치는 필터면의 내측에 따라 주행하여 필터면에서 거친 오물을 제거하며 그 다음으로 그 제거한 거친 오물이 분리식(separate)의 거친 입자 배출장치를 통하여 슬러지회수 체임버에서 제거된다.
이 경우에 클리닝장치가 슬러지스프레이노즐(sludge spray nozzles)을 구비하여, 슬러지스프레이노즐이 슬러지배출통로에 접속되어있어 슬러지에 의해 로딩(loading)되도록 한다.
슬러지스프레이노즐은 원통형상 필터면에 대하여 거의 접선방향으로 배향되어있어 시브(sieve)에 대하여 접속방향으로 세정부재를 통하여 배출시킨 역류세정액을 분무시키며, 시브는 클리닝장치에 의해 기계적으로 또는 유체역학적으로 부착되어있는 오물을 제거시킨다.
본 발명에 의한 역류세정식필터의 필터엘레멘트로서 그 자체공지된 에지-필터카트리지(edge-filter cartridges)를 사용할 수 있다.
그러나, 특히 적합한 필터 카트리지에는 길이방향으로 형성되어있고 서로 평행하게 지지되어있는 최소한 3개의 에지(edges)를 가진 지지부재(supporting body)와 지지부재를 들어싸며 지지되어있는 에지상에서만 접하여있는 필터엘레멘트를 구비한 필터카트리지가 있다.
이와같은 타입의 필터카트리지는 다른 필터에 바람직하게 사용할 수 있고 별도로 보호받을 수 있으며, 필터엘레멘트가 필터카트리지의 내부에도 거의 평편한 평면을 형성하여, 지지부재에 의해 형성되고 오탁액의 유통방향으로 오물입자를 침전시켜 필터엘레메트를 폐쇄시키도록 하는 장해물이 없도록 하는 잇점이 있다.
이와같은 타입의 필터카트리지의 경우, 난류로 역류세정을 효과적으로 실시할 수 있으며, 유동속도가 필터엘레멘트에 근접할때까지 아주 높아저 장해물에 의해 발생하여 오물의 침전을 조성하도록 하는 와류(eddy)등이 발생하지 않는다.
필터카트리지 전체길이에 걸처 평활하며 중단되지 않은 필터면에 의해 이 필터카트리지는 폐쇄경향이 적을뿐 아니라 특히 간단하게 적은 액체로 역류세정할 수 있다.
지지부재가 거의 별형상(star shaped)의 횡단면형상을 가지며, 그 횡단면형상의 별형상선단은 지지되어 있는 에지(edge)를 형성한다.
플라스틱 또는 금속으로 이루어진 지지부재는 필터카트리지를 각각 다수의 3각형상 횡단면의 필터체임버를 세분(subdivision)시켜, 필터체임버는 서로 접속하지 않도록 하고 그 필터체임버의 일측은 필터엘레멘트에 의해 형성되며, 그 필터엘레멘트가 지지되어 있는 에지에 의해 지지할 수 있게 지지부재 주위에 설정되어있다.
필터체임버의 소정의 유동횡단면 크기에 따라, 지지부재는 약 4개∼6개의 지지에지를 가진다.
크기가 더 작은 카트리지의 경우 4개의 지지에지만을 구비하는 것이 바람직하다.
따라서, 각각의 필터체임버의 횡단면 표면을 충분히 크게하여 가급적 압력손실을 감소시키면서 오탁액유동을 확실하게 보장 받을 수 있다.
크기가 큰 필터카트리지에 있어서는 6개 또는 그 이상의 지지에지를 구성시켜 이것에 의해 지지에지사이의 지지폭을 좁게 유지시킨다.
필터엘레멘트는 직물튜브로 이루어지는 것이 바람직하며, 직물튜브가 양단이 개방된 스타킹(stocking)과 같이 지지부재에 피복되어있다.
메시(mesh)폭 50㎛, 소정의 경우 25㎛를 가진 특히 가는 메시(fine mesh)의 직물이 쓰여진다.
이와같이 메시가 가는 직물에 의해 액체스트림중에 있는 아주 작은 입자라도 보유(retain)할 수 있다.
그 필터엘레멘트의 지지부재는 다수, 바람직하게는 6개의 지지바(supporting bars)로 이루어지며, 지지바가 지지에지를 형성하여 중앙에 최소한 1개의 보강부재(reiforcing element)에 지지되어있고, 보강부재는 거의 환상의 횡단면의 나선부재(spiral body)로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와같은 구성은 필터카트리지의 내부를 각각 다수의 체임버로 한번 더 세분하는 것이 바람직하지 않은 경우, 예로서 액체스트림중에 각각 크기가 더 큰 오물입자를 포함하여 각각의 체임버의 유동횡단면이 좁기 때문에 오물입자가 체임버내에 퇴적하여 어렵게 제거시킬 수 있는 경우에 특히 바람직하다.
이 구성에서도, 필터엘레멘트는 필터카트리지의 길이방향으로 형성되어있는 수개의 지지에지에서만 접하여 있고 (bearing), 그외의 부분에서는 필터의 내부측에 평활한 면을 형성하여 이와같은 필터면에 따라 역류세정을 할때 오탁액을 큰 난류속도에 따라 유동시켜 여과한 오물입자를 제거할 수 있다.
나선부재는 압축코일스프링 형태의 강선재(steel wire)로 이루어지는 것이 바람직하며, 강선재에 지지로드(rod)를 외측에서 정다각형으로 배치시켜 납땜, 용접 또는 기타형식으로 고정시킨다.
본 발명에 의한 역류세정식필터의 필터카트리지의 바람직한 구성특징은 청구범위 제25항∼제27항에 기재되어있다.
본 발명에 의한 역류세정식필터의 구동장치는 예로서 전기회전 구동장치이며, 이와같은 전기회전구동장치는 필터외측에 배치되어있고, 전동장치(gear)를 통하여 필터내측의 세정부재의 회전축에 연결되어있으며, 회전축은 필터내측의 중심방향으로 배치되어 있다.
그러나, 특히 연속적인 역류세정을 하는 역류세정식필터에 있어서는 구동장치가 액력구동장치(hydraulic drive)이며, 액력구동장치가 액체유료내에서 배치된 터빈휠(turbine wheel)과 세정부재의 회전축에 연결되어있는 감속전동장치(reduction gear)를 구비한다.
또 다른 필터타입에도 사용되는 이와같은 타입의 액력구동장치의 잇점은 필터에 전기적으로 구동하는 구성부분을 완전히 생략할 수 있고, 오탁액의 액압(liquid pressure), 즉 액력이 역류세정장치의 구동용으로 사용된다.
액력구동장치리 터빈휠, 예로서 액셜터빈(axial turbine)을 역류세정식필터의 오탁액 유입구내에 배치시킬 수 있다.
이 경우, 감속전동장치가 터빈휠의 높은 회전속도를 세정부재를 회전하는데 필요한 낮은 회전속도로 감속하며, 필터하우징의 제1 유입체임버내에서 세정부재에 근접하여 배치시키는 것이 바람직하다.
특히 여과하도록 하는 오탁액중에 함유되어있는 오물입자가 강한 마모 작용을 발생시켜 터빈휠 또는 전동장치를 손상시킬 수 있는 우려가 있는 경우에 터빈휠을 역류세정식필터의 여액유출구내에 배치시킬 수도 있다.
터빈휠을 슬러시 유출구내에 배치시켜 역류세정액에 의해 구동시키는 것도 고려할수도 있다.
감속전동장치는 윔치차장치(worm-wheel gear stage)를 갖는 것이 바람직하다.
따라서, 터빈휠의 높은 회전속도에서 세정부재축의 낮은 회전속도로 행하는데 필요한 감속은 적은 스텝(step)에서만 실시되어 이에 대응하여 전동장치는 컴팩트하게 구성할 수 있다.
첨부도면에 따라 본 발명에 의한 실시예를 아래에 구체적으로 설명한다.
도면에서, 부호 10은 역류세정식필터(backflush filter)를 나타내며, 역류세정식필터(10)는 거의 원통형상의 필터하우징(cylindrical filter housing)(11)과,원통형상의 필터하우징(11)의 상측(top side)을 폐쇄하고 스크루(screw)(13)에 의해 원통형상의 필터하우징(11)에 이탈할 수 있게 결합되어 있는 하우징커버(housing cover)(12)를 구비한다.
원통형상의 필터하우징(11)은 하측영역에 종축선에 대하여 횡방향으로 배치되고 하측유입체임버(lower inflow chamber)(15)로 개방되어 있는 필터유입구(filter inlet)(14)를 가진다.
원통형상의 필터하우징(11)은 중앙영역에서 필터유입구(14)위에 필터유출구(16)를 가지며, 필터유출구(16)를 통하여 여액이 유출된다.
필터유출구(16)는 유입체임버측의 여액체임버(17)에 접속되어있고, 상측의 여액체임버(17)는 하측유입체임버 위에 위치하여 설정되고 하측유입체임버에서 하측의 구멍-링플레이트(lower hole-ring plate)(18)에 의해 분리되어있다.
원통형상의 필터하우징(11)내에서 상측의 여액체임버(17)위에 상측의 유입체임버(19)를 배치시켜, 유입체임버(19)는 상측의 구멍-링플레이트(20)를 통하여 여액체임버(17)에 대하여 시일링시키고, 중앙의 접속통로(21)를 통하여 하측유입체임버(15)에 접속되어있다.
구멍-링플레이트(18,20)는 서로 일직선 배열한 다수의 구멍(22)을 구비하여, 이들의 구멍은 구멍-링플레이트 중심점을 중심으로 하여 서로 동심방향의 2개의원(23,24)상에 배치되어 있다.
상측과 하측의 구멍-링플레이트(20,18)에서 각각 서로 일직선 배열한 구멍(22)사이에, 여액체임버내에서 형성되어있는 가느다란 필터엘레멘트(filterelement)(25)(또는 필터카트리지)가 배치되어있어, 필터엘레멘트의 상측과 하측의 단부(26,27)가 접속슬리브(28)에 의해 각각의 구멍(22)에서 시일링할 수 있게 고정되어 있다.
하측유입체임버(lower inflow chamber)(15)바로아래에서 필터하우징 (11)에 슬러지회수하우징(sludge-collecting housing)(29)이 플랜지로 접속되어 있으며, 슬러지회수하우징은 1개의 체임버를 형성하고 슬러지배출접속부 또는 슬러지유출부(sludge draw-off connection piece)(30)를 구비한다.
슬러지배출접속부의 외측단부(outer end)에는 구체적으로 도면에 나타내지 않은 슬러지유출밸브가 슬러지배출용으로 플랜지 접속시킬 수 있다.
슬러지회수하우징(29)은 하측유입체임버(15)에 대하여 시일링되어 있고 슬라이딩베어링(sliding bearing)(31)내에서 회전할 수 있게 장착된 중공축(hollow shart)(32)을 통하여 세정부재(33)에 접속되어 있으며, 세정부재는 하측유입체임버(15)내에 배치되어있고, 횡방향으로 향한 2개의 암(arm)(34,35)을 구비하며, 암은 중공암(hollow arm)으로 구성되어있다.
암(34,35)은 이들의 자유단부에 스프링을 로딩시킨 중공피스톤(37)의 형태의 접속편(junction piece)(36)을 가지며 중공피스톤은 하측에서 제어레벨면(control-level surface)(38)을 형성하는 하측의 구멍-링플레이트(18)에 대하여 가압한다.
이와같은 구성에 의해, 중공축(32)이 회전할때 하나의 암(34)의 접속편(36)이 외측의원(23)의 구멍(22)상에서 합치(sweep)되고, 또 다른 하나의 암(35)의 접속편이 내측원의구멍상에서 합치되도록 구성되어있다.
그 결과, 각각의 필터엘레멘트(25)와 세정부재(33)사이에서 액체접속이 이루어진다.
중공피스톤(31)은 바람직하게는 내마모성 플라스틱으로 이루어진 환상슬라이딩라이닝(annular sliding lining)을 각각 가지며, 환상슬라이딩라이닝에 의해 제어레벨면(38)에 대하여 시일링할 수 있도록 접촉되어있다.
종공축(32)은 상측의단부(39)에서 접속축(40)에 회전할 수 없게 고정시켜 접속되어있으며, 접속측은 필터하우징 (11)의 중앙에서 접속통로(21)와 상측의 유입 체임버(19)를 통하여 안내되어, 하우징커버(12)의 헤드베어링(head vearing)(41)내에서 회전할 수 있게 장착되어있다.
헤드베어링(41)의 약간 하측에서 접속축(40)에 결합클립(clamping clip)(43)에 의해 스로틀장치(throttle device)(42)가 고정되어있으며, 스로틀장치는 2개의 암붐로드(two-armed boom rod)(44)와 그 로드에 고정시킨 스로틀디스크(45,46)로 이루어저 있다.
이 경우 이와같은 구성에 의해, 한쪽의 스로틀디스크(throttle disc)(45)가 제1세정부재의암(first flushing member arm)(34)의 접속편(36)과 정확하게 일치되고, 다른쪽의 스로틀디스크(46)가 제2세정부재의암(35)의 접속편과 정확하게 일치되어 스로틀디스크는 중공축 및 접속축(32,40)이 회전할때 상측의 구멍-링플레이트(20)에서 구멍원(23,24)을 이동한다.
스로틀디스크(45,46)는 조정스크루(47)에 의해 암붐로드(44)에 고정되어있어 상측의구멍-링플레이트(20)에서 위치 및 거리 a를 조절할 수 있다.
위에서 설명한 역류세정장치를 구동하기 위하여 역류세정식필터(10)의 하측 유입체임버(15)내에 액력구동장치(hydraulic drive)(48)를 구비하며, 액력구동장치는 터빈축(49)과 필터유입구(14)내에 배치되어 있는 액셜터빈휠(axial turbine wheel(50) 및 감속웜전동장치(reduction worm gear)(51)로 이루어저 있으며, 감속 웜전동장치의 피구동축(52)이 감속치차전동장치(reducing gear wheel mechanism)(53)를 통하여 중공축(32)에 연결되어있다.
중공축(32)은 슬러지회수하우징(29)내에 돌출되어있는 중공축(32)의 하측의 단부(55)를 사용하여 슬러지분배기(sludge distributor)(56)에 개구시켜 슬러지분배기에 회전할 수 없게 고정시켜 결합되어있다.
슬러지분배기(56)는 슬러지회수하우징(29)의 저부(57)중앙에서 회전할 수 있게 장착되어있고 축방향구멍(58)과 반경방향구멍(59)을 구비하여 반경방향구멍이 축방향구멍에 접속되어있고 지지관(carrier tube)(60)에 개구되어 있으며 지지관에는 후치접속시브(follow-up sieve)(62)의 클리닝장치(61)에 고정되어있어 후치접속시브 (62)는 슬러지회수하우징(29)내에서 원통형상의 필터면 또는 시브면(63)을 형성한다.
클리닝장치(61)는 상측과 하측에서 폐쇄된 횡단면의 정방형상의 튜브형상편(64)으로 이루어저 있으며, 튜브형상편에 다수의 슬러지-스프레이노즐(sludge-spray nozzles)이 고정되어있어 슬러지-스프레이노즐의 분무방향이 후치접속시브(62)에 대하여 거의 접선방향으로 향하여 있다.
위에서 설명한 역류세정식필터는 아래와 같이 작동한다.
오물입자를 함유는 오탁액이 필터유입구(14)를 통하여 필터하우징(11)내에 유입하여 동시에 하측유입체임버(15)를 채우며, 또 중앙의 접속통로(conduit)(21)를 통하여 상측의유입체임버(19)를 채운다.
유입하는 오탁액이 액셜터빈휠(50)을 구동하여, 감속웜 및 치차전동장치(51,53)를 통하여 세정부재(33), 스로틀장치(42) 및 클리닝장치(61)의 회전축을 회전시킨다.
오탁액은 상측과 하측의 단부에서 각각 역류세정되지않은 필터엘레멘트를 통하여 동일하게 흐르며, 이때 여액은 여액체임버(17)내에서 회수되고 필터유출구(16)를 통하여 그 필터에서 유출된다.
역류세정시키는 각각의 필터엘레멘트 (제1도에서 왼쪽 필터측의 외측필터엘레멘트와 오른쪽 필터측의 내측필터엘레멘트)가 하측의 단부(27)에서 세정부재(33)에 접속되고, 상측의단부(26)에서 스로틀디스크(45,46)에 의해 환상갭(annular gap)(66)을 형성한 상태로 커버되어있다.
세정부재와 스로틀장치가 일치하는 위치에서는 오탁액이 상측의유입체임버(19)에서 클리닝하도록 하는 필터엘레멘트(25)내로 유입되고 환상갭(66)을 통하여 유통할때 오탁액의 압력이 상당히 소멸되어 그 결과 클리닝하도록하는 필터엘레멘트 (25)내부의 액체압력이 필터엘레멘트(25)를 둘러싼 여액체임버(17)내 압력보다 더 낮아지게된다.
이와같은 압력차에 의해, 필터엘레멘트가 상측에서 하측으로 높은 속도가 와류(rurbulence)의 오탁액으로 통과하도록 할뿐만 아니라, 또 제1도의 화살표 67에의해 나타낸 바와 같이 여액이 필터엘레멘트의 전체길이에 걸처 여액체임버(17)에서 필터엘레멘트의 내부로 역류하도록 한다.
이와같은 구성에 의해 필터엘레멘트의 내측에 있는 필터직물이 특히 효과적으로 세정시킨다.
그 다음으로, 필터슬러지가 세정부재(33)와 중공축(32)을 통하여 슬러지분배기(56)로 안내되고, 거기서 클리닝장치(61)로 안내되며, 또 슬러지스프레이노즐(65)를 통하여 거의 접선방향으로 내측에서 원통형상의후치접속시브(62)로 스프레잉(spraying)시킨다.
그 후치접속시브는 비교적 거친 메시(mesh)이며, 특히 거친오물을 보유(retention)하기 위하여 사용되며, 거친 오물은 그 시브에 따라 회전하는 클리닝장치(61)에 의해 그 시브에서 스크래핑(scraping)시켜 슬러지회수하우징(29)의 저부(57)에서 회수하고, 여기서 배출장치(도면생략)를 통하여 그 필터에서 제거시킨다.
이와같이 거친오물에서 분리된 슬러지는 슬러지배출접속부(30)를 통하여 역류세정식필터에서 배출된다.
세정부재는 스로틀장치와 함께 연속적으로 회전되어 회전중에 모든 필터엘레멘트를 차례로 크리닝한다.
제5도 내지 제9도는 필터카트리지를 나타내며, 본 발명에 대한 역류세정식필터에 바람직하게 사용할 수 있다.
제5도와 제6도에 나타낸 필터카트리지는 별형상횡단면의 지지부재(70)로 이루어저 있으며, 지지부재의 6개의 첨단리브(71)가 자유단부에서 직물튜브(73)로 이루어진 필터카트리지(74)의 지지에지(72)를 형성하고, 필터카트리지는 스타킹(stocking)과 같이 지지부재에 커버되어있다.
필터카트리지는 상측과 하측의 단부(26,27)에서 각각의 경우 거의 원형상 유입횡단면(15)을 가진 접속슬리브(28)를 구비하고, 접속슬리브(28)는 첨단리브 (71)에 슬리핑(slipping)되여있다.
직물튜브(73)는 접속슬리브(28)의 외측원주를 커버하고, 거기서 인장클립부재 (tension clips)(76)에 의해 클램핑(clamping)되도록 고정되어있다.
특히 제6도에 나타낸 바와 같이, 필터카트리지는 거의 3각형상 단면의 6개의 필터체임버(77)를 구비하여 필터체임버는 한쪽에서 첨단리브(71)에 의해, 또 다른쪽에서 직물튜브(73)에 의해 제한되어있다.
이 경우, 직물튜브는 평활면(78)을 형성하여 이와같은 평활면에서는 오탁액의 유통방향에서 와류가 형성될 수 있고 오물입자가 퇴적될 수 있도록 하는 장해가 없다.
반면에, 이와같은 구성에 의해 오탁액 또는 역류세정액이 직물튜브(73)에 따라 난류범위에서 흘러, 그 결과 역류세정을 할때 역류에 의한 필터엘레멘트가 특히 우수한 클리닝이 행하여 진다.
제7도에 나타낸 필터카트리지의 실시예에서는 필터엘레멘트의 작은 직경이 특히 적합하다.
이 경우, 지지부재(70)은 4개의 첨단리브(71)만을 구비하여 첨단리브상에 직물튜브(73)가 커버되어 첨단리브의 지지에지(72)에 지지되어있다.
이 경우, 접속슬리브(28)는 직물튜브상에 배치되어있어 직물튜브는 지지에지와 지지부재 사이에서 클램핑시켜 고정한다.
제8도와 제9도는 필터카트리지의 특히 바람직한 실시예를 나타낸다.
이 경우에는 지지부재(70)가 원형상단면의 지지바(supporting bar)(79) 6개로 이루어저 있으며, 지지바는 지지바의 내측(80)에 코일스프링 형상으로 구성된 보강부재(reinforcing element)(81)에 접속되어 있다.
보강부재(81)와 지지바(79)는 강선재로 이루어저 있어, 서로 간단하게 용접 또는 납땜할 수 있다.
지지바(79)는 지지바의 외측(82)에 필터직물(필터메시)의 지지에지를 형성하며, 필터메시는 선재 직물튜브(wire-fabric tube)로 이루어지며 지지부재상에 커버되고 적합한 방법으로 단면(end face)에 부착된 접속슬리브(28)에 고정되어있다.
이 경우에, 필터엘레멘트는 필터엘레멘트의 내측에 평활면(78)을 형성하여, 평활면을 통해 역류세정액이 방해를 받지 않고 흐를 수 있다.
본 발명은 위에서 설명한 실시예에 한정되지 않으나, 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 다수의 변경을 할 수 있다.
예로서, 세정부재의 액력구동장치(hydraulic drive)를 여액 유출구 또는 슬러지유출부에 배치할 수도 있다.
액력모터(hydraulic motor)대신 전기모터 구동장치를 설치할 수 있으며, 이것은 필터엘레멘트의 역류세정을 불연속적으로(단속적으로)실시할때 특히 바람직하다.
배출하도록 하는 슬러지는 직접, 즉 슬러지배출체임버를 통하지 않고 역류세정식필터에서 제거할 수도 있다.
스로틀디스크(throttle disc)대신, 특히 바람직한 경우 다른 스로틀부재, 예로서 스로틀다이어프램(throttle diaphragms)등을 사용할 수 있다.
큰 필터출력용으로, 필터엘레멘트를 서로 동심원방향에 3개 또는 그 이상의 링(rings)상에 배치할 수도 있다.
제1도는 본 발명에 의한 역류세정식필터의 종단면도를 나타낸다.
제2도는 제1도의 II-II선 횡단면도를 나타낸다.
제3도는 제1도의 III-III선 횡단면도를 나타낸다.
제4도는 제1도의 IV-IV선 횡단면도를 나타낸다.
제5도는 본 발명에 의한 역류세정식필터에 사용되는 필터카트리지(filter cartridge)의 부분절단 종단면도를 나타낸다.
제6도는 제5도의 VI-VI선 횡단면도를 나타낸다.
제7도는 본 발명에 의한 역류세정식필터에 사용되는 필터카트리지(filter cartrige)의 또 다른 실시예로서 제6도에 대응되는 횡단면도를 나타낸다.
제8도는 본 발명에 의한 역류세정식필터에 사용되는 필터카트리지의 또 하나의 다른 실시예로서 제5도에 대응되는 횡단면도를 나타낸다.
제9도는 제8도의 VIII-VIII선 횡단면도를 나타낸다.
(도면의 주요부분에 나타낸 부호의 설명)
10: 역류세정식필터(back flush filter)
11: 필터하우징(filter housing)
12: 하우징커버(housing cover)
13: 스크루(screw)
14: 필터유입구(filter inlet)
15: 하측유입체임버(lower iuflow chamber)
16: 필터유출구(filter outlet)
17: 여액체임버(filtrate chamber)
18: 구멍-링플레이트(hole-ring plate)
19: 유입체임버(inflow chamber)
20: 구멍-링플레이트
21: 접속통로(connecting conluit)
22: 구멍(bore)
23.24: 원(circles)
25: 필터엘레멘트(filter element)
26,27: 단부(end)
28: 접속슬리브(connecting sleeve)
29: 슬러지회수하우징(sludge collecting housing)
30: 슬러지배출접속부(또는 슬러지유출구) (sludge draw-off connection piece)
31: 슬라이딩베어링(sliding bearing)
32: 중공축(hollow shaft)(또는 회전축)
33: 세정부재(flushing member)
34,35: 암(arm)
36: 접속편(junction piece)
37: 중공피스톤(hollow piston)
38: 제어레벨면(control level surface)
39: 단부(end)
40: 접속축(connecting shaft)
41: 헤드베어링(head bearing)
42: 스로틀장치(throttle device)(또는 교축장치)
43: 결합클립(clamping clip)
44: 암붐로드(armed boom rod)
45,46: 스로틀디스크(throttle disc)
47: 조정스크루(adjusting screw)
48: 액력구동장치(hydraulic drive)
49: 터빈축(turbine shaft)
50: 액셜터빈휠(axial turbine wheel)
51: 감속웜전동장치(reduction worm gear)
52: 출력축(output shaft)(피구동축)
53: 감속치차전동장치(reducing gearwheel mechanism)
55: 단부(end)
56: 슬러지분배기(sludge distributor)
57: 저부(bottom)
58: 축방향구멍(axial bore)
59: 반경방향구멍(radial bore)
60: 지지관(carrier tube)
61: 클리닝장치(cleaning off device)
62: 후치접속시브(follw-up sieve)
63: 필터면(sieve surface)
64: 튜브형상편(tubular piece)
65: 슬러지스프레이노즐(sludge-spray nozzles)
70: 지지부재(suporting body)
71: 첨단러브(rib)
72: 지지에지(supporting edge)
73: 직물튜브(fabric tube)
74: 필터엘레멘트(filter element)
75: 유입횡단면(inflow cross section)
76: 인장클립부재(tension clip)
77: 필터체임버(filter chamber)
78: 평활면(smooth surface)
79: 지지바(supporting bar)
80: 내측(inside)
81: 보강부재(reinforcing element)
82: 외측(outside)

Claims (32)

  1. 여과하도록 하는 오탁액(dirty liquid)에 의해 역류세정(backflush)할 수 있고, 필터하우징(filter housing)내에서 서로 원형으로 배치시켜 길이방향으로 유통되는 필터엘레멘트(filter element)를 구비하여 필터엘레멘트가 필터유입구(filter inlet)에 접속되고, 역류세정시키기 위하여 개별적으로 또는 그룹(groups)으로 한쪽 단부에서 슬러지유출구(sludge flow-off)에 접속되고 회전 구동장치에 의해 구동되는 세정부재(flushing member)에 접속시킬 수 있는 역류세정식필터(backflush filter)에 있어서,
    필터엘레멘트(25)가 여과조작을 할때 양단부(26,27)에서 필터유입구(14)에 접속되고, 필터엘레멘트(25)가 세정부재(33)에 대향하여 위치한 유입단부(inflow end)(26)에서 1개 이상의 스로틀부재(throttle elements)(45,46)에 의해 커버되도록 구성함을 특징으로 하는 역류세정식 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    스로틀부재는 스로틀디스크(throttle disc)로 이루어지며, 스로틀디스크가 유입단부(inflow end)(26)에서 소정의 거리(a)에 위치되어 있으며, 유입단부와 함께 환상갭(annular gap)(66)을 형성함을 특징으로 하는 역류세정식필터.
  3. 제2항에 있어서,
    스로틀디스크는 유입단부(26)에서 소정의 거리(a)를 조정할 수 있도록 함을 특징으로 하는 역류세정식필터.
  4. 제1항에 있어서,
    스로틀부재(45,46)와 세정부재(33)는 필터하우징(11)의 내부에 배치된 공통의 회전축(32,40)에 고정되어 있음을 특징으로 하는 역류세정식필터.
  5. 제1항에 있어서,
    필터엘레멘트(25)는 서로 동심방향에서 최소한 2개의 원(23,24)상에 배치되어 있음을 특징으로 하는 역류세정식필터.
  6. 제4항에 있어서,
    필터하우징(11)은 하측유입체임버(15)와 하측유입체임버와 접속통로(connecting conduit)(21)를 통하여 접속된 유입체임버(19)를 구비함을 특징으로 하는 역류세정식필터.
  7. 제6항에 있어서,
    접속통로(21)는 원(circles)(23,24)내에 배치된 필터엘레멘트 (25)의 중심에 위치됨을 특징으로 하는 역류세정식필터.
  8. 제1항에 있어서,
    필터엘레멘트(25)는 직선으로 형성되어있는 양측에서 개방된 필터카트리지(filter cartridges)로 이루어저 있으며, 필터카트리지가 제1의 구멍-링플레이트(first hole-ring plate)(18)와 제2의 구멍-링플레이트(20)사이에 배치되어있어 구멍-링플레이트가 각각의 필터카트리지에 대하여 오탁액을 유출시키는 하나의 구멍(22)을 가짐을 특징으로 하는 역류세정액필터.
  9. 제8항에 있어서,
    제1의 구멍-링플레이트(18)는 세정부재(33)의 제어-레벨면(control-level surface)(38)을 형성하고, 세정부재(33)가 제어레벨면(38)상에서 슬라이딩하는 최소하 하나의 접속편(36)을 구비하며 세정부재가 회전운동을 할때 구멍(22)을 교대로 슬러지유출구(sludge flow-off)에 접속되도록 구성함을 특징으로 하는 역류세정식필터.
  10. 제1항에 있어서,
    세정부재(33)는 최소한 2개의 반경방향의 세정암(radial flushing arms)(34,35)를 구비하며, 역류세정을 행하기 위하여 한쪽의 반경방향의 세정암(34)이 외측의 원(23)상에서 필터엘레멘트(25)를 제어하고, 또 다른쪽의 반경방향의 세정암(35)이 내측의 원(24)상에서 필터엘레멘트(25)를 제어하도록 구성함을 특징으로 하는 역류세정식필터.
  11. 제1항에 있어서,
    세정부재(33)의 회전축(32)은 중공축으로 구성하여 슬러지유출통로를 형성함을 특징으로 하는 역류세정식필터.
  12. 제11항에 있어서,
    슬러지유출통로가 슬러지 회수하우징(29)내로 개방되고 슬러지회수하우징은 후치접속필터(follow-up filter) 또는 후치접속시브(follow-up sieve)(62)를 구비함을 특징으로 하는 역류세정식필터.
  13. 제12항에 있어서,
    후치접속필터(62)는 원통형상의 필터면(63)을 가지며, 필터면이 내측에서 외측으로 유통되도록 구성함을 특징으로 하는 역류세정식필터.
  14. 제13항에 있어서,
    필터면(63)은 그 내측에 클리닝장치(61)를 배설시켜, 클리닝장치가 세정부재(33)의 회전축(32)에 회전할 수 없게 고정시켜 접속함을 특징으로 하는 역류세정식필터.
  15. 제14항에 있어서,
    클리닝장치(61)는 슬러지스프레이노즐(sluge-spray nozzles)(65)를 구비하며, 슬러지스프레이노즐이 슬러지유출통로에 접속되어있어 슬러지로 로딩(loading)되도록 구성함을 특징으로 하는 역류세정식필터.
  16. 제15항에 있어서,
    슬러지스프레이노즐(65)은 원통형상의 필터면(63)에 대하여 접선방향으로 배향되도록 구성함을 특징으로 하는 역류세정식필터.
  17. 필터카트리지의 길이방향으로 형성되어있는 지지부재(70)를 설치시켜 지지부재가 서로 평행하게 형성되어있는 최소한 3개의 지지에지(supporting edges)(72)가 지지부재(70)를 둘러싸며 지지에지(72)에서만 접하여 있는 필터엘레멘트(74)를 구비한 필터카트리지(filter cartridge)
  18. 제17항에 있어서,
    지지부재(70)는 별형상(star shaped)의 횡단면형상을 가지며, 횡단면형상의 별형상첨단리브(star points)(71)는 지지에지(72)를 형성함을 특징으로 하는 필터 카트리지.
  19. 제17항에 있어서,
    지지부재(70)는 4개 내지 6개의 지지에지(72)를 가짐을 특징으로 하는 필터 카트리지.
  20. 제17항에 있어서,
    필터엘레멘트(74)는 직물튜브로 이루어짐을 특징으로 하는 필터카트리지.
  21. 제17항에 있어서,
    지지부재(70)는 다수의 지지바(79)로 이루어지며, 지지바가 지지에지(supporting edge)(72)를 형성하고, 중앙에 최소한 1개의 보강부재(81)에 지지되어 있음을 특징으로 하는 필터카트리지.
  22. 제21항에 있어서,
    보강부재(81)는 환상 횡단면(annular cross section)의 나선부재(spiral body)로 이루어짐을 특징으로 하는 필터카트리지.
  23. 제22항에 있어서,
    나선부재는 강선재(steel wire)로 이루어짐을 특징으로 하는 필터카트리지.
  24. 제17항에 있어서,
    지지부재(70)는 단부에 구멍-링플레이트(18,20)와 접속하는 접속슬리브(28)을 구비함을 특징으로 하는 필터카트리지.
  25. 제17항에 있어서,
    필터엘레멘트(74)는 접속슬리브(28)의 외측원주상에서 최소한 부분적으로 결착하여, 인장클립부재(tension clip)(76)에 의해 접속슬리브에 고정시킴을 특징으로 하는 필터카트리지.
  26. 제17항에 있어서,
    필터엘레멘트(74)는 접속슬리브(28)와 지지부재(70)사이에서 클램핑(clamping)함을 특징으로 하는 필터카트리지.
  27. 여과하도록 하는 오탁액에 의해 역류세정할 수 있고, 필터하우징내에서 서로 원형으로 배치시켜 길이방향으로 유통되는 필터엘레멘트를 구비하여 필터엘레멘트가 필터유입구에 접속되고 역류세정하기 위하여 개별적으로 또는 그룹으로 한쪽 단부에서 슬러지유출구에 접속되고 회전구동장치에 의해 구동되는 세정부재에 접속될 수 있는 제1항의 역류세정식필터의 회전할 수 있는 세정부재에 사용하는 구동장치에 있어서,
    구동장치는 액력구동장치(hydraluic drive)(48)로서, 액력구동장치가 액체유로(liquid unit)내에 배치되어 있는 터빈휠(turbine wheel)(50)과 감속전동장치(reduction gear)(51,53)를 구비하며, 감속전동장치가 세정부재(33)의 회전축(32)에 연결됨을 특징으로 하는 구동장치.
  28. 제27항에 있어서,
    터빈휠(50)이 액셜터빈(axial turbine)임을 특징으로 하는 구동장치.
  29. 제27항에 있어서,
    터빈휠(50)은 역류세정식필터(10)의 오탁액의 필터유입구(14)내에 배치되어있음을 특징으로 하는 구동장치.
  30. 제27항에 있어서,
    터비휠(50)은 역류세정식필터(10)의 여액의 필터유출구(16)내에서 배치됨을 특징으로 하는 구동장치.
  31. 제27항에 있어서,
    터빈휠(50)은 역류세정식필터(10)의 슬러지유출구(30)내에 배치됨을 특징으로 하는 구동장치.
  32. 제27항에 있어서,
    감속전동장치(51,53)는 감속웜전동장치(51)를 가짐을 특징으로 하는 구동장치.
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