KR100923585B1 - 회전 필터용 분배기와 이를 구비한 회전 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원 운동으로 회전하는 여과 셀을 포함하는 회전 필터에 관한 것으로, 각각 원호 형상의 상향 개구(17)를 가지는 적어도 두 개의 구획부(12, 14)와 상기 각 구획부와 연통하는 하향 개구를 가지는 중앙 분리 챔버(9)를 가지고 상기 하향 개구는 상기 각 구획부의 상향 개구(17)보다 낮은 위치에 설치되는 고정된 수집기 베이스(8)를 포함하며, 수직 단면에서 중앙 분리 챔버(9,9')의 하향 개구와 수집기 베이스(8)의 각 구획부(12-14)의 상기 상향 개구는 부분적으로 겹쳐진다.

Description

회전 필터용 분배기와 이를 구비한 회전 필터{DISTRIBUTOR FOR ROTARY FILTER AND ROTARY FILTER EQUIPPED THEREWITH}

본 발명은 원 운동으로 회전하는 여과 셀들을 포함하는 회전 필터용 분배기에 관한 것으로, 이는

- 각각 원호 형상의 상향 개구와 적어도 하나의 유체 방출 파이프를 가지는 적어도 두 개의 구획부와, 상기 각 구획부 및 가스 배출 파이프와 연통하도록 하향 개구를 가지는 중앙 분리 챔버를 포함하며, 상기 하향 개구는 상기 각 구획부의 상향 개구보다 낮은 위치에 설치되는 고정된 수집기 베이스,

- 상기 원운동 중 상기 수집기 베이스 위를 슬라이딩하고, 여과 셀로부터 나온 여과된 액체/가스 혼합물을 수용하기 위한 입구와 상기 원운동 중 상기 각 구획부(12 내지 14)에서 원호형 개구 맞은편을 통과하는 출구를 가지고 있어 상기 혼합물이 수집기 베이스를 통과하도록 하는 구멍을 여과 셀마다 포함하는 이동가능한 분배기 헤드, 및

- 상기 분리 챔버의 하향 개구로 부터 가스의 상향 운동과 함께, 상기 수집기 베이스의 구획부를 흐르는 유체/가스 혼합물로부터 가스를 분리하기 위하여, 상기 분리 챔버를 부압 하에 놓이게 하는 수단들,

을 포함한다.

그러한 분배기는 예컨대 특허 BE-A-847088과 EP-B-0 175 702에 개시되고 기술되어 있다.

즉, 이러한 장치들은 가스가 흡입되는 중앙 분리 챔버를 설치함으로써 액체/가스 혼합물에 존재하는 가스를 분리하여 여과 셀에 분리된 여과액을 생성하도록 한다.

그러나, 흡입된 가스는 액체 방울들을 가지고 있으며, 이는 중앙 분리 챔버에서 얻어지는 가스의 상향 이동 중 가스로부터 중력에 의해 분리되어야 한다. 이를 위해서, 분리 챔버 입구에서의 가스의 상승 속도는 바람직하게는 상기 물방울들의 분리 효율을 향상시키기 위하여 제한되어야 하며, 따라서 중앙 분리 챔버의 하향 개구는 분배기의 고정된 수집기 베이스에 도달하는 여과액의 유속에 따라 최소 단면적을 가져야 한다.

종래 기술에 따른 분배기들의 단점은 중앙 분리 챔버의 이러한 주어진 최소 단면에서 회전 필터의 중앙에 바람직하지 않은 전체적 부피를 갖게 되어 마찰 에너지를 더 많이 소모하고 장치 제작에 추가 비용이 발생한다는 것이다.

본 발명의 목적은, 회전 필터의 여과 셀로부터 나오는 여과된 혼합물에서 액체와 가스를 효과적으로 분리할 수 있으며 반면 부피는 감소된 회전 필터용 분배기를 개발하는데 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따르면 상기된 분배기는 수직 단면에서 중앙 분리 챔버의 하향 개구와 수집기 베이스의 각 구획부의 상향 개구가 부분적으로 겹쳐진다. 따라서, 구획부 중앙에 중앙 분리 챔버를 병치하는 대신에 고정된 수집기 베이스에서, 본 발명에 따른 분배기는 상기 구획부의 원호형 상향 개구부 아래에서 하향 돌출되는 중앙 분리 챔버를 제공한다. 그 결과 여과된 혼합물의 액체/가스 분리 효율이 향상되지 않는다면 적어도 동일한 효율을 얻기 위한 분배기의 전체 크기는 줄어드는 것을 알 수 있었다.

본 발명의 바람직한 구현 형태에 따르면, 상기 중앙 분리 챔버는, 적어도 각 상향 개구의 아래에 위치하는 높이에서 외부 아래로 비스듬히 기울어지도록 연장되고, 따라서 상기 구획부들에서 제 1 방향으로 그 외부로 유체/가스 혼합물을 전향하고 제 1 방향에 대해 180°로 꺽인 제 2 방향으로 이 혼합물로부터 가스를 분리하도록 하는 전향부를 형성하는 외부 가장자리 벽을 가진다. 이동가능한 분배부의 구멍으로부터 나오는 액체/가스 혼합물은 전향부에서 외부방향 아래로 비스듬히 기울어진 방향으로 전향된다. 반면 가스는 중앙 챔버의 상단쪽 위로 비스듬하게, 즉 액체의 방향과 180°방향으로 전향부에 의하여 반향된다. 따라서, 액체/가스의 분리 효율은 전향부에 충돌하여 사전 분리된 후 즉시 가스의 흐름 방향이 180°로 역전됨으로써 향상된다.

본 발명에 따른 분배기의 다른 구현형태는 첨부된 청구항들에 나타나 있다.

본 발명의 다른 상세 사항과 특이점들은 첨부된 도면을 참조한 아래의 설명을 통하여 나타날 것이며, 이는 결코 한정적인 것은 아니다.

도 1은 분배기가 구비된 회전 필터의 일반적인 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 분배기의 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 부분 축 단면도이다.

도 3은 도 2에 따른 분배기의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 부분 종 단면도이다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 분배기의 다른 실시예의 도 2 및 도 3과 유사한 도면이다.

도면들에서 동일하거나 유사한 요소는 동일한 참조 번호로 표시한다.

여기서는 바람직하게는 기울어질 수 있는 셀을 가진 연속적인 회전 필터를 특히 예를 들어 설명하지만, 본 발명은 이러한 연속적인 회전 필터에 한정되지 않고 거의 수평 여과면을 가지는 다른 유형의 진공 회전 필터 분배기에 일반적으로 적용될 수 있다.

상기 필터는 일반적으로 보통 "셀"이라고 불리우는 일련의 여과 유닛들을 포함하며, 상기 셀들은 연속적인 여과 작동, 세척, 다양한 특별 처리, 여과면에 형성된 덩어리들의 제거, 셀과 필터링 천의 세척 및 건조등을 불연속적으로 분리되어 겪는다. 이러한 모든 다양한 작동들은 각 이동 주기의 과정에서 재연되며, 모든 주기들은 여과 라인에 집적된 연속적인 전체 공정을 구성한다.

그러한 여과 라인의 일 예가 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 그러한 필터는 기본적으로 다음을 포함한다:

a) 베어링에 의하여 셀들(1)을 운반하고, 이러한 셀들을 화살표 방향으로 원 운동하도록 구동하는 종래의 회전 프레임(도시되지 않음),

b) 예컨대 톱니 막대에 의해 회전 운동을 회전 프레임에 전달하는 구동 유닛(도시되지 않음),

c) 그 자체로 주지된 가장자리 구조체에 부착된 레일 위를 구르는 롤러를 가진 셀(1)을 위한 종래의 가이드 레버. 이러한 레버들은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 셀들이 기울어지도록 구동한다,

d) 셀 위의 구조체에 매달려있고 여과되는 슬립(slip)과 세정액을 셀에 분배하는 분배기(2,3),

e) 첫째로 원형으로 설치되어 가요성 튜브(7)에 의해 각각 셀(1)에 연결되는 구멍(6)을 포함하고 상기 프레임 및 셀(1)과 결합 회전하는 원형 회전 분배기 헤드(5)와, 둘째로 칸막이에 의해 한정된 챔버와 구획부를 포함하는 고정된 수집기 베이스(8)로 구성되며, 상기 회전 분배기 헤드(5)는 평면 방수 마찰 실(seal)에 의해 고정된 수집기 베이스(8) 위에서 회전 슬라이딩 하는 중앙 분배기(4).

칸막이들에 대응하도록 위치된 분배기는 연속적인 여과 및 세척 섹터(sector)들을 한정하며, 이러한 각 섹터의 셀들의 여과 베드를 통과한 액체와 가스는 분리된 구획부에 수집된다.

고정된 수집기 베이스(8)는 또한 중심부에 분리 챔버(9)를 포함하며, 이 챔버로 가스가 유입되고 분리 챔버(9)를 부압 하에 놓이게 함으로써 가스가 방출된다. 반면, 액체는 중력에 의해 방출 파이프(11)로 수집된다.

도 2 내지 도 5에 도시된 실시예들에서는 50%만 개략적으로 도시하였다. 나머지는 전체적으로 동일하거나, 예컨대 여과 또는 세척없이 회전 필터의 부분을 향하도록 위치된 수집기 베이스의 부품에 관한 것 등 그 차이가 본 발명에서 그리 중요하지 않기 때문이다.

도 2와 3에 따른 분배기는 방사상 칸막이(15,16)에 의해 상호 분리된 적어도 세개의 구획부(12,13,14)를 가지는 고정된 수집기 베이스(8)를 포함한다. 이들 구획부는 예컨대 다양한 공정의 단계들: 여과, 첫번째 세척, 두번째 세척 등을 거칠 수 있다. 도시된 실시예에서, 수집기 베이스는 모든 구획부(12 내지 14)를 덮고 방사상 칸막이(15,16)에 의해 더 세분될 수 있는 원호 형상의 상부로 향한 개구(17)를 가진다. 각 구획부(12 내지 14)는 또한 액체를 수용하기 위해 하단에 배치된 액체 방출 파이프(11)를 가지며, 이들 파이프(11)에서는 중력의 영향 하에서 종래의 방법으로 석션(suction)이 실행될 수 있다.

유동가능한 분배기 헤드(5)는 여과 셀 만큼의 구멍(6)을 포함한다. 도 2에는, 하나의 구멍만이 도시되어 있다. 이는 하나의 셀에서 이어진 가요성 튜브(7)에 밀폐 연결될 수 있는 입구 개구(18)와 아래로 향한 출구(19)를 가진다. 상기 분배기 헤드에는 출구(19)가 위치한 곳 이외의 위치에 마찰 실(seal)(22)이 구비되는데, 이는 분배기 헤드가 움직이는 동안 수집기 베이스(8)의 개구(17)의 각 면에 배치된 수평 림(rim)(20,21)에서 슬라이딩한다.

수집기 베이스의 중앙에는 또한 중앙 분리 챔버(9)가 구비된다. 도 2와 3에 도시된 실시예에서, 이 챔버는 수평 림(21)의 내부 가장자리 에지(edge)(27)로부터 위쪽으로 가스 흐름의 단면을 한정하고, 개구(17)의 높이 아래에서, 상기 수평 림(21)의 외부 가장자리 에지(28)로부터 외부 아래로 기울어지도록 돌출 연장된 스커트(skirt) 형태로 전향부(24)에 의해 연장되는 원뿔대형 가장자리 벽(23)을 가진다.

따라서, 중앙 분리 챔버(9)는 하부로 향한 원형 개구를 가지며, 전향부(24)의 자유단에 의해 한정된다. 이는 본 실시예에서는 폭 S의 개방 환형면을 가진다. 본 실시예에서 분리 챔버는, 이 챔버(9)에서 가스를 흡입하도록 분리 챔버(9)를 부압 하에 두는 수단(10)을 통해 상단에서 가스 방출 파이프(25) 방향으로 나아간다.

수직단면인 도 3에 명백히 도시된 바와 같이, 전향부(24)의 자유단(26)에 의해 한정되는 분리 챔버(9)의 하단을 향한 개구와 수평 림(21)의 외부 가장자리 에지(28)와 수평 림(20)의 내부 가장자리 에지(29)에 의해 한정되는 수집기 베이스의 상단을 향한 개구(17)는 부분적으로 겹쳐진다.

본 분배기의 기능은 아래와 같다:

여과 중 분배기 헤드(5)는 분배기 둘레의 카로셀(carousel)에서 회전하는 셀들의 원 운동을 수반한다. 각 구멍(6)는 셀의 가요성 튜브(7)에 연결되어 셀로부터 나오는 액체와 가스의 혼합물로 된 여과액을 수집한다. 이는 당업자에게 주지된 이유들로 인하여 가스와 액체를 효과적으로 분리하고 이를 개별적으로 수집하는데 유리하다.

분배기 헤드(5)가 회전하는 동안에, 각 구멍은 수집기 베이스의 림들(20,21)위에 밀폐되어 슬라이딩하며, 따라서 각 구획부의 상부로 향한 개구의 맞은편에 연속적으로 배치되고, 대응하는 구획부에 수용된 여과된 혼합물을 분배한다.

이러한 분배 중, 여과된 혼합물은 전향부(24)에 대하여 접하며, 화살표 F1으로 표시된 방향으로 구획부 외부를 향하여 비스듬히 아래로 전환된다.

전향부의 하단에서 여과된 혼합물은 중앙 분리 챔버(9)의 부압의 영향을 받으며, 여과된 혼합물에 존재하는 가스는 F1 방향에 대해 180°로 전향된 F2 방향으로, 즉 수평 통로를 통해 전달되지 않고 상향 이동으로 직접 분리 챔버로 흡입된다. 반면 액체는 아래의 방출 파이프(11)로 계속 떨어진다. 분리를 향상시키는 전향부에서는 가스와 액체의 분리가 180°로 일어날 뿐 아니라, 가스의 상향 속도가 제한되도록 분리 챔버(9)의 바닥 개구의 폭 S의 환형면도 동시에 충분히 크게 유지된다. 사실 이러한 제한은 흡입된 가스에 불가피하게 포함된 유체 방울을 보다 효과적으로 떨어지게 한다. 기울어진 표면(30)위로 떨어지는 이러한 물방울은 파이프(11)에서 또한 수거된다.

물방울이 제거된 가스는 마지막으로 방출 파이프(25)로 오픈된 분리 챔버(9)의 상단을 통해 흡입된다.

따라서 본 발명에 따른 장치는 가스를 수평으로 통과시키지 않고 가스 흐름을 180°반향시켜, 이전 기술의 분배기와 동일하거나 또는 그 보다 큰 중앙 분리 챔버의 하향 개구 너비를 통하여 액체와 가스를 보다 효율적으로 분리할 수 있다. 이는 동시에 보다 콤팩트한 장비를 얻을 수 있게 해준다.

사실, 2.700mm의 외부 지름을 갖는 본 발명에 따른 소형 분배기를 제공하는 것이 가능하다. 그러한 분배기는 예컨대 230m²의 유효 면적과 9.2t의 중량를 갖는 회전 필터에 설치될 수 있다.

종래의 분배기는 일반적으로 3.140mm의 외부 지름을 가진다. 이런 유형의 보다 부피가 큰 분배기는 예컨대 동일 전체 크기에 대해 180m²의 더 작은 유효 면적과 12t의 중량을 갖는 필터들을 구비할 수 있다.

도 4 및 5에 도시된 분배기는 본 발명에 따른 다른 실시예이다.

이는 중앙 챔버(9')가 도 2 및 3에 따른 실시예와는 다르다.

여기의 중앙 챔버(9')는 그 가장자리 벽(23)이 원통형인 엎어진 그릇 형태를 가진다. 상기 챔버(9')의 상단은 커버(30)에 의해 폐쇄된다. 중앙 챔버의 중심에는 비스듬히 벌어져 상단으로 오픈되고 가스 방출 파이프와 연통되는 노즐(31)이 배치된다. 이 지점에서, 유체 방울이 제거된 가스는 흐름 방향이 화살표 F3를 따라 새로운 반전을 겪는다. 따라서 가스는 노즐(31)에서 아래로 흡입된다.

본 발명은 상기된 실시예에 결코 한정되지 않으며 첨부된 청구항의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 많은 변경이 가능하다 할 것이다.

Claims (6)

1. - 각각 원호 형상의 상향 개구(17)와 적어도 하나의 유체 방출 파이프(11)를 가지는 적어도 두 개의 구획부(12 내지 14)와, 상기 각 구획부 및 가스 배출 파이프(25,31)와 연통하도록 하향 개구를 가지는 중앙 분리 챔버(9,9')를 포함하며, 상기 하향 개구는 상기 각 구획부의 상향 개구보다 낮은 위치에 설치되는 고정된 수집기 베이스(8),

   - 원운동 중 상기 수집기 베이스(8) 위를 슬라이딩하고, 여과 셀로부터 나온 여과된 액체/가스 혼합물을 수용하기 위한 입구(18)와 상기 원운동 중 상기 각 구획부(12 내지 14)에서 원호형 개구 맞은편을 통과하는 출구(19)를 가지고 있어 상기 혼합물이 수집기 베이스(8)를 통과하도록 하는 구멍(6)을 여과 셀(1)마다 포함하는 이동가능한 분배기 헤드(5), 및

   - 상기 분리 챔버의 하향 개구로 부터 가스의 상향 운동과 함께, 상기 수집기 베이스의 구획부(12 내지 14)를 흐르는 유체/가스 혼합물로부터 가스를 분리하기 위하여, 상기 분리 챔버(9,9')를 부압 하에 놓이게 하는 수단들(10),

   을 포함하는 원운동으로 회전하는 여과 셀(1)을 포함하는 회전 필터용 분배기에 있어서,

   수직 단면에서, 상기 중앙 분리 챔버(9,9')의 하향 개구와 상기 수집기 베이스(8)의 각 구획부(12-14)의 상향 개구는 부분적으로 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 분배기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 중앙 분리 챔버(9,9')는, 적어도 각 출구 개구(17)의 아래에 위치하는 높이에서 외부 아래로 비스듬히 기울어지도록 연장되고, 따라서 상기 구획부들(12 내지 14)에서 제 1 방향(F1)으로 그 외부로 유체/가스 혼합물을 전향하고 제 1 방향(F1)에 대해 180°로 꺽인 제 2 방향(F2)으로 이 혼합물로부터 가스를 분리하도록 하는 전향부(24)를 형성하는 외부 가장자리 벽(23,23')을 가지는 것을 특징으로 하는 분배기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 원호 형상의 각 상향 개구(17)는 외부 가장자리 에지(29)와 내부 가장자리 에지(28)를 가지며, 상기 전향부(24)는 상기 각 상향 개구(17)의 내부 가장자리 에지(29)에 고정된 스커트 형상의 판인 것을 특징으로 하는 분배기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 가스 방출 도관(25)은 중앙 분리 챔버(9)의 상단에 배치되는 것을 특징으로 하는 분배기.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 중앙 분리 챔버(9')는 상단이 폐쇄되고, 상기 가스 방출 파이프(31)는 분리 챔버 상단의 입구와 바닥 방향의 출구를 가지고 중앙에 배치되는 것을 특징으로 하는 분배기.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 분배기를 포함하는 회전 필터.

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