KR101513346B1 - 여과 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 여재의 균일한 비틀림이 이루어지도록 함으로써 이물질의 여과 및 여재의 세척 효율을 향상시킬 수 있는 여과 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명은, 원수가 유입되고 이물질이 여과된 처리수가 배출되는 여과조(100); 상기 여과조(100)의 내측으로 연장되는 실린더(210)의 로드(220)와 연결된 샤프트(240)를 직선방향으로 왕복시키는 구동부(200); 상기 여과조(100)의 내부에 상하로 이격되어 배치되고, 상기 구동부(200)의 구동에 의해 상기 샤프트(240)의 운동방향을 축으로 정회전 또는 역회전하되, 서로 반대방향으로 동시에 회전하는 제1회전판(300)과 제2회전판(400); 및 상기 제1회전판(300)과 제2회전판(400)의 가장자리부분에 원주방향과 나란히 고정시킨 다수의 다발로 이루어진 여재(700)를 포함하여 구성된다.

Description

여과 장치{FILTRATION APPARATUS}
본 발명은 여과 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 구동부에 의해 여재의 상단과 하단이 고정된 제1회전판과 제2회전판이 동시에 서로 반대 방향으로 회전되어 여재의 균일한 비틀림이 이루어지도록 함으로써 이물질의 여과 및 여재의 세척 효율을 향상시킴과 아울러 여재의 유지보수 및 교체를 간편하게 수행할 수 있는 여과 장치에 관한 것이다.
일반적으로 여과 장치의 운전은 여과공정과 세척공정으로 구분된다. 여과공정이란 부유물 등의 이물질이 포함된 원수(原水)를 여과 장치에 유입시켜 여과 장치의 여과층 내의 공극에 이물질을 억류·포획시키고, 이물질이 제거된 깨끗한 처리수를 배출시키는 공정이다. 상기 여과공정을 계속하게 되면, 여과층 내의 공극은 점점 이물질로 채워지고 여과저항이 증가하여 더 이상 여과공정을 계속할 수 없는 상태에 이르게 된다. 이 때 깨끗한 세척수와 공기 등을 주입하여 공극에 포획된 부유물질을 탈리시켜 배출하기 위한 세척공정이 필요하다.
상기와 같이 여층 내의 공극에 이물질을 여과시키는 장치과 관련된 선행기술로, 등록특허 제10-0362594호에는 도 1에 도시된 공극 제어형 여과장치가 개시되어 있다. 상기 공극 제어형 여과장치는, 상부 회전축(25)에 체결된 방사상의 상부 여재걸대(23)와 다공관(22)의 고정축에 체결된 방사상의 하부 여재걸대(24)를 여과조(2) 내에 일정한 거리를 두고 서로 마주보게 설치하고, 신축성이 좋은 여재(21)를 상·하부 여재걸대(23,24)에 연결하여 여층(21a)을 만들고, 상·하부 여재걸대(23,24)는 다공관(22)에 연결하되 상부 회전축(25)의 회전에 움직이지 않도록 장착하고, 상부 회전축(25)의 회전 방향과 회전 정도에 따라 상·하부 여재걸대(23,24)에 걸려있는 여재(21)가 중심축에 위치한 다공관(22)에 감김과 동시에 인장력을 받아 상·하부 여재걸대(23,24)를 따라 중앙으로 모여들도록 하여 공극의 크기를 임의로 작게 하여 여과하거나, 여재(21)가 원래의 상태로 복원되도록 하여 공극의 크기를 임의로 크게 하여 역세척할 수 있도록 구성되어 있다. 미설명부호 28과 28a는 상부 회전축(25)에 연결된 상부 핸들(28)과, 상부 핸들(28)의 회전을 고정시키는 상부 핸들 고정핀(28a)을 나타낸 것이다.
그러나, 상기 공극 제어형 여과장치는, 상부 여재걸대(23)에 연결된 상부 회전축(25)의 회전에 의해 상·하부 여재걸대(23,24)에 걸려있는 여재(21)가 비틀어져 꼬는 방식으로 구성되어 있어, 상부 여재걸대(23) 부근의 여재(21)와 하부 여재걸대(24) 부근의 여재(21) 간의 비틀림이 균일하지 못하여 공극률의 편차가 발생하게 되어 여과효율이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 상기 여재(21)는 소모품으로서 장시간 사용시에는 여재(21)의 유지보수 및 교체를 필요로 하게 되는데, 종래의 여과장치에서는 밀폐된 여과조(2) 내부에 여재(21)가 장착된 구조로 이루어져 있어, 여재(21)의 유지보수 및 교체작업이 용이하지 않은 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 여재의 균일한 비틀림이 이루어지도록 함으로써 이물질의 여과 및 여재의 세척 효율을 향상시킬 수 있는 여과 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 여재를 감거나 되감아 풀어내는 동작을 위한 구동부의 구조를 간소화함과 동시에 여재의 공극의 크기를 필요한 만큼 자유롭게 조절하여 이물질의 여과 및 여재의 세척을 수행할 수 있는 여과 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 여재의 유지보수 및 교체 작업을 간편하게 수행할 수 있도록 하여 효율적인 운용이 가능한 여과 장치를 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 여과 장치는, 원수가 유입되고 이물질이 여과된 처리수가 배출되는 여과조(100); 상기 여과조(100)의 내측으로 연장되는 실린더(210)의 로드(220)와 연결된 샤프트(240)를 직선방향으로 왕복시키는 구동부(200); 상기 여과조(100)의 내부에 상하로 이격되어 배치되고, 상기 구동부(200)의 구동에 의해 상기 샤프트(240)의 운동방향을 축으로 정회전 또는 역회전하되, 서로 반대방향으로 동시에 회전하는 제1회전판(300)과 제2회전판(400); 및 상기 제1회전판(300)과 제2회전판(400)의 가장자리부분에 원주방향과 나란히 고정시킨 다수의 다발로 이루어진 여재(700)를 포함하여 구성된다.
이 경우 상기 샤프트(240)는 양측부의 외주면에 서로 반대방향으로 제1나선홈(242)과 제2나선홈(243)을 포함하고; 상기 제1회전판(300)과 제2회전판(400)은 상기 구동부(200)의 구동에 연동하여 정방향 또는 역방향으로 회전되도록 동력을 전달하는 제1회전부(500)와 제2회전부(600)를 포함하되; 상기 제1회전부(500)는, 상기 제1회전판(300)에 결합되는 제1몸체부(511)와, 상기 제1몸체부(511)에서 돌출되어 상기 제1나선홈(242)에 삽입되는 제1돌출부(512)로 이루어지며 상기 여과조(100)의 내부에 회전 가능하게 지지되는 제1회전가이드부재(510)를 포함하며, 상기 제2회전부(600)는, 상기 제2회전판(400)에 결합되는 제2몸체부(611)와, 상기 제2몸체부(611)에서 돌출되어 상기 제2나선홈(243)에 삽입되는 제2돌출부(612)로 이루어지며 상기 여과조(100)의 내부에 회전 가능하게 지지되는 제2회전가이드부재(610)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 상기 제1나선홈(242)은 상기 샤프트(240) 외주면의 대향된 위치에 대칭된 형상의 2중 구조로 형성되고, 상기 제1회전가이드부재(510)는 상기 2중의 제1나선홈(242)에 대응되도록 상기 샤프트(240) 양측의 대향된 위치에 각각 구비되고, 상기 제2나선홈(243)은 상기 샤프트(240)의 외주면의 대향된 위치에 대칭된 형상의 2중 구조로 형성되고, 상기 제2회전가이드부재(610)는 상기 2중의 제2나선홈(243)에 대응되도록 상기 샤프트(240) 양측의 대향된 위치에 각각 구비된 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 제1회전판(300)은, 상기 여재(700)의 일단이 결합되는 제1회전플레이트부(300a)와, 상기 제1회전플레이트부(300a)의 중앙부에서 일측으로 연장되며 상기 샤프트(240)가 관통됨과 아울러 상기 제1회전가이드부재(510)가 결합되는 제1원통부(300b)로 이루어지고, 상기 제1원통부(300b)는 제1베어링(530)을 매개로 상기 여과조(100)의 상부 내측에 장착되는 제1지지판(140)에 의해 지지되며; 상기 제2회전판(400)은, 상기 여재(700)의 타단이 결합되는 제2회전플레이트부(400a)와, 상기 제2회전플레이트부(400a)의 중앙부에서 일측으로 연장되며 상기 샤프트(240)가 관통됨과 아울러 상기 제2회전가이드부재(610)가 결합되는 제2원통부(400b)로 이루어지고, 상기 제2원통부(400b)는 제2베어링(630)을 매개로 상기 여과조(100)의 하부 내측에 장착되는 제2지지판(150)에 의해 지지되는 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 제1지지판(140)에는 상기 제1원통부(300b)와의 사이에 상기 제1베어링(530)을 지지하는 제1고정부재(520)가 결합되고, 상기 제2지지판(150)에는 상기 제2원통부(400b)와의 사이에 상기 제2베어링(630)을 지지하는 제2고정부재(620)가 결합된 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 샤프트(240)의 외주면에는 상기 제1나선홈(242)과 제2나선홈(243)에 각각 연결되며 상기 샤프트(240)의 외주면 둘레를 연결하는 제1원형홈(244)과 제2원형홈(245)이 형성되고, 상기 제1원형홈(244)과 제2원형홈(245)에 상기 제1돌출부(512)와 제2돌출부(612)가 각각 위치된 경우에는 상기 제1회전판(300)과 제2회전판(400)은 수동 회전이 가능한 상태가 되는 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 실린더(210)의 로드(220)와 상기 샤프트(240)는 커플링(230;230a,230b)에 의해 결합되고, 상기 커플링(230)의 분리시 상기 샤프트(240)는 그 자중에 의해 하향 이동되어 상기 제1원형홈(244)과 제2원형홈(245)이 상기 제1돌출부(512)와 제2돌출부(612)에 각각 위치되는 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 여과조(100)의 내부 공간은, 상기 제1회전판(300)과 제2회전판(400)을 지지하며 상하로 이격되어 횡방향으로 장착되는 제1지지판(140)과 제2지지판(150)에 의해 원수가 유입되는 제1챔버(100a)와, 원수가 여과되는 제2챔버(100b) 및 여과된 처리수가 배출되는 제3챔버(100c)로 구획되고, 상기 제2챔버(100b)에는 상기 제1회전판(300)과 제2회전판(400) 사이에 위치되어 상기 여재(700)가 외주면에 감기는 다공관(160)이 구비되며, 상기 다공관(160)은 상기 제2회전판(400)과 제2지지판(150)을 관통하는 제1연결관(161)과 제2연결관(162)에 의해 상기 제3챔버(100c)에 연통되는 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 제2회전판(400)에는 상기 다공관(160)의 중심축선을 기준으로 서로 다른 길이로 이격되어 형성되어, 상기 제1연결관(161)과 제2연결관(162)이 삽입되는 원호 형상의 제1연결관 삽입홀(413)과 제2연결관 삽입홀(414)이 형성된 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 여과조(100)의 일측면에는 상기 여과조(100)를 개폐하는 도어(110a)가 구비된 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 제2회전판(400)은, 상면 가장자리부분에 원주방향을 따라 여재걸이 고리(411)와 상측으로 돌출된 걸림핀(415)이 구비된 제1플레이트부(410)와, 상기 제1플레이트부(410)의 가장자리부분에 적층구조로 얹혀지며, 상기 걸림핀(415)이 관통되는 장공(421)과, 상기 여재걸이 고리(411)에 대응되는 간격으로 형성되어 여재(700)의 이탈을 방지하는 이탈방지핀(422)이 구비된 제2플레이트부(420)로 이루어지고, 상기 제1회전판(300)은 상기 제2회전판(400)과 대칭된 적층구조로 구성될 수 있다.
또한 상기 제2플레이트부(420)가 일방향으로 회전되어 상기 걸림핀(415)이 상기 장공(421)의 내부 일측면에 걸림되어 상기 걸림핀(415)이 체결수단(416)에 의해 체결되면, 상기 여재걸이 고리(411)와 이탈방지핀(422)이 상하로 일치되어 상기 여재(700)의 이탈이 방지되는 잠금 상태가 되고, 상기 체결수단(416)이 상기 걸림핀(415)으로부터 분리된 후, 상기 제2플레이트(420)가 타방향으로 회전되어 상기 걸림핀(415)이 상기 장공(421)의 내부 타측면에 걸림되면 상기 여재걸이 고리(411)와 이탈방지핀(422)이 원주방향으로 서로 이격되어 상기 여재(700)의 교체가 가능한 잠금 해제 상태가 되는 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 실린더(210)의 로드(220)에는 다수의 연결링크(221)가 방사상으로 결합되고, 상기 다수의 연결링크(221)에는 다수의 여과조(100;100-1,100-2,100-3,100-4)로 각각 연장되는 다수의 샤프트(240)가 연결되어, 하나의 구동부(200)에 의해 상기 다수의 여과조(100)에서 동시에 여과 동작이 수행되는 것으로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 여과 장치에 의하면, 하나의 구동부에 의해 여재의 양단이 고정되는 제1회전판과 제2회전판이 동시에 서로 반대방향으로 회전되므로 여재의 상부와 하부의 균일한 비틀림이 가능해져 공극률의 변화를 방지함으로써 이물질의 여과 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 실린더의 로드에 결합된 샤프트의 상하 구동에 연동하여 제1회전판과 제2회전판이 회전되도록 구성함으로써 구동부의 구조를 간소화 할 수 있다.
또한 구동부의 상하 구동량에 비례하여 제1회전판과 제2회전판의 회전량이 조절되므로 여재의 공극 크기를 여과 조건에 따라 필요한 만큼 임의로 조절할 수 있다.
또한 여과조의 일측면에 여과조를 개폐하는 도어를 구비하고, 여재의 유지보수 및 교체시에는 실린더의 로드와 샤프트를 연결하는 커플링을 분리하여 샤프트의 제1원형홈과 제2원형홈에 제1회전가이드부재의 제1돌출부와 제2회전가이드부재의 제2돌출부를 각각 위치시킨 상태에서 제1회전판과 제2회전판을 회전시키면서 여재의 유지보수 및 교체작업을 간편하게 수행할 수 있다.
또한 제1회전판과 제2회전판을 각각 제1플레이트부와 제2플레이트부의 적층구조로 구성하고, 제2플레이트부를 회전시켜 여재걸이 고리와 이탈방지핀 간의 이격된 위치를 조절함으로써 제1회전판과 제2회전판에 여재의 양단이 탈착되는 구조를 간소화할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 여과 장치를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 여과 장치의 단면도,
도 3은 도 2의 'A' 부분 확대도,
도 4는 도 2의 'B' 부분 확대도,
도 5는 샤프트의 확대도,
도 6은 제2회전판의 적층구조를 나타낸 분해 사시도,
도 7은 여재의 교체시 제2회전판의 동작 상태도,
도 8은 본 발명에 따른 여과 장치의 정면도,
도 9는 여재의 유지보수 및 교체시 동작 상태도,
도 10은 이물질의 여과시 동작 상태도,
도 11은 여재의 세척시 동작 상태도,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 여과 장치의 사시도,
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 여과 장치의 사시도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 여과 장치의 단면도, 도 3은 도 2의 'A' 부분 확대도, 도 4는 도 2의 'B' 부분 확대도, 도 5는 샤프트의 확대도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 여과 장치는, 원수가 유입되고 이물질이 여과된 처리수가 배출되는 여과조(100), 상기 여과조(100)의 내측으로 연장되는 실린더(210)의 로드(220)와 연결된 샤프트(240)를 직선방향으로 왕복시키는 구동부(200), 상기 여과조(100)의 내부에 상하로 이격되어 배치되고, 상기 구동부(200)의 구동에 의해 상기 샤프트(240)의 운동방향을 축으로 정회전 또는 역회전하되, 서로 반대방향으로 동시에 회전하는 제1회전판(300)과 제2회전판(400), 상기 구동부(200)의 구동에 연동하여 상기 제1회전판(300)과 제2회전판(400)이 정방향 또는 역방향으로 회전되도록 동력을 전달하는 제1회전부(500)와 제2회전부(600) 및 상기 제1회전판(300)과 제2회전판(400)의 가장자리부분에 원주방향과 나란히 고정시킨 다수의 다발의 여재(700)를 포함하여 구성된다.
상기 여과조(100)는, 원통형의 하우징(110)과, 하우징(110)의 상부와 하부를 덮는 상부 덮개(120)와 하부 덮개(130)로 구성된다. 상부 덮개(120)의 일측에는 이물질이 함유된 원수가 유입되는 제1배관(101)이 연결되고, 상부 덮개(120)의 타측에는 여재(700)의 세척공정에 의해 여재(700)로부터 탈리된 이물질과 세척수 및 공기가 배출되는 제3배관(103)이 연결된다. 하우징(110)의 하부 일측에는 여과공정을 거쳐 원수에 함유된 이물질이 제거된 처리수가 배출되거나, 세척공정을 위한 세척수가 유입되는 제2배관(102)이 연결되고, 상기 제2배관(102)의 상측에는 세척공정을 위한 에어가 공급되는 에어 주입관(111)이 연결되어 있다. 상기 제1배관(101)과 제2배관(102) 및 제3배관(103)에 연결되는 관로에는 각각 원수와 처리수 및 세척수의 흐름을 단속하는 밸브(미도시됨)가 설치된다.
상기 여과조(100)의 내부 공간은, 하우징(110)의 상부 내측과 하부 내측에 횡방향으로 장착되는 제1지지판(140)과 제2지지판(150)에 의해 제1챔버(100a)와 제2챔버(100b) 및 제3챔버(100c)로 구획된다. 즉, 여과조(100)의 내부 공간은, 상부 덮개(120)와 다수의 타공(141)이 상하로 관통된 제1지지판(140) 사이의 제1챔버(100a)와, 제1지지판(140)과 제2지지판(150) 사이의 제2챔버(100b)와, 제2지지판(150)과 하부 덮개(130) 사이의 제3챔버(100c)로 구획된다.
상기 제2챔버(100b)에는 원통 형상으로 이루어지고 외측면에는 다수의 구멍(160a)이 형성된 다공관(160)이 구비되고, 상기 다공관(160)은 그 하부에서 하측으로 연장되어 상기 제2지지판(150)에 하단부가 관통되도록 결합되는 제1연결관(161)과 제2연결관(162)에 의해 그 위치가 고정되도록 지지된다.
상기 구동부(200)는, 유압 또는 공압에 의해 구동되는 실린더(210)와, 상기 실린더(210)의 구동에 의해 상하 방향으로 길이가 가변되는 로드(220)가 상부 덮개(120)에 고정 장착되고, 상기 실린더(210)의 로드(220)에 커플링(230;230a,230b)을 매개로 결합되어 상기 여과조(100) 내부의 중앙부에 다공관(160)을 관통하여 상하 방향으로 배치되는 샤프트(240)를 포함한다.
도 5를 참조하면, 상기 샤프트(240)는, 원통형의 샤프트 몸체(241)의 상부 외주면과 하부 외주면에 나선 방향을 따르는 제1나선홈(242;242a,242b)과 제2나선홈(243;243a,243b)이 서로 반대의 나선방향으로 형성되어 있고, 상기 제1나선홈(242;242a,242b)과 제2나선홈(243;243a,243b)은 각각 샤프트(240)의 외주면에 180°로 대향된 위치에 대칭된 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 상기 샤프트(240)의 외주면에는 상기 제1나선홈(242)과 제2나선홈(243)의 상측단에 각각 연결되며 샤프트(240)의 외주면 둘레를 360°로 연결하는 제1원형홈(244)과 제2원형홈(245)이 소정의 폭으로 형성되어 있다. 상기 제1나선홈(242;242a,242b)과 제2나선홈(243;243a,243b)은 샤프트(240)의 상하 이동에 연동하여 제1회전판(300)과 제2회전판(400)의 회전을 위한 동력전달수단의 역할을 하고, 상기 제1원형홈(244)과 제2원형홈(245)은 제1회전판(140)과 제2회전판(150)의 수동 회전시 간섭을 피하기 위한 구성이며, 그 작용에 대한 설명은 후술하기로 한다.
도 3을 참조하면, 상기 제1회전판(300)은 여재(700)의 상단이 고정되는 제1회전플레이트부(300a)와, 상기 제1회전플레이트부(300a)의 중앙부에서 상측으로 연장되며 샤프트(240)가 관통되는 제1원통부(300b)로 구성된다.
상기 제1회전부(500)는, 샤프트(240)의 상하 운동을 회전 운동으로 변환하여 그 회전력을 상기 제1회전판(300)에 전달하는 역할을 하는 것으로, 상기 제1회전판(300)의 제1원통부(300b)에 체결수단(513)에 의해 결합되는 제1몸체부(511)와, 상기 제1몸체부(511)에서 돌출되어 상기 제1나선홈(242)에 삽입되는 제1돌출부(512)로 구성된 제1회전가이드부재(510)와, 상기 샤프트(240)가 관통하는 제1지지판(140)의 중앙부에 체결수단(521)에 의해 결합되는 제1고정부재(520)와, 상기 제1원통부(300b)와 제1고정부재(520) 사이에서 베어링 고정수단(531)에 의해 결합되는 제1베어링(530)을 포함하여 구성된다. 상기 제1회전가이드부재(510)는 상기 2중의 제1나선홈(242;242a,242b)에 대응되도록 상기 샤프트(240) 양측의 대향된 위치에 각각 구비된다. 이와 같은 제1회전부(500)의 구성에 의하면, 구동부(200)에 의해 샤프트(240)가 상하로 이동하는 경우, 상기 샤프트(240)에 형성된 제1나선홈(242;242a,242b)과 그 내측에 삽입된 제1돌출부(512) 간의 상대운동에 의해 제1회전가이드부재(510) 및 이에 결합된 제1회전판(300)이 정방향 또는 역방향으로 회전하게 되며, 이때 제1회전가이드부재(510)와 제1회전판(300)은 제1베어링(530)의 윤활작용에 의해 회전간섭을 받지 않으면서 원활하게 회전할 수 있게 되며, 이에 따라 제1회전판(300)에 상단이 고정된 여재(700)가 제1회전판(300)의 회전방향을 따라 감기거나 풀어지게 된다.
도 4를 참조하면, 상기 제2회전판(400)은 여재(700)의 하단이 고정되는 제2회전플레이트부(400a)와, 상기 제2회전플레이트부(400a)의 중앙부에서 하측으로 연장되며 샤프트(240)가 관통되는 제2원통부(400b)로 구성된다.
상기 제2회전부(600)는, 샤프트(240)의 상하 운동을 회전 운동으로 변환하여 그 회전력을 상기 제2회전판(400)에 전달하는 역할을 하는 것으로, 상기 제2회전판(400)의 제2원통부(400b)에 체결수단(613)에 의해 결합되는 제2몸체부(611)와, 상기 제2몸체부(611)에서 돌출되어 상기 제2나선홈(243)에 삽입되는 제2돌출부(612)로 구성된 제2회전가이드부재(610)와, 상기 샤프트(240)가 관통하는 제2지지판(150)의 중앙부에 체결수단(621)에 의해 결합되는 제2고정부재(620)와, 상기 제2원통부(400b)와 제2고정부재(620) 사이에서 베어링 고정수단(631)에 의해 결합되는 제2베어링(630)을 포함하여 구성된다. 상기 제2회전가이드부재(610)는 상기 2중의 제2나선홈(243;243a,243b)에 대응되도록 상기 샤프트(240) 양측의 대향된 위치에 각각 구비된다. 이와 같은 제2회전부(500)의 구성에 의하면, 구동부(200)에 의해 샤프트(240)가 상하로 이동하는 경우, 상기 샤프트(240)에 형성된 제2나선홈(243;243a,243b)과 그 내측에 삽입된 제2돌출부(612)의 상대운동에 의해 제2회전가이드부재(610) 및 이에 결합된 제2회전판(400)은 상기 제1회전가이드부재(510) 및 제1회전판(300)의 회전방향과 반대방향으로 회전하게 되며, 이때 제2회전가이드부재(610)와 제2회전판(400)은 제2베어링(630)의 윤활작용에 의해 회전간섭을 받지 않으면서 원활하게 회전할 수 있게 되며, 이에 따라 제2회전판(400)에 하단이 고정된 여재(700)가 제2회전판(400)의 회전방향을 따라 감기거나 풀어지게 된다.
상기와 같이 본 발명에서는 하나의 구동부(200)의 구동에 의해 상하로 이동하는 샤프트(240)의 상부와 하부 외주면에 서로 반대의 나선 방향을 따르는 제1나선홈(242)과 제2나선홈(243)을 형성하고, 제1회전부(500)와 제2회전부(600)에 의해 샤프트(240)의 직선운동을 서로 다른 방향의 회전운동으로 변환하여 그 회전력을 제1회전판(300)과 제2회전판(400)에 전달함으로써 제1회전판(300)과 제2회전판(400)에 양단이 고정된 여재(700)의 상부와 하부의 비틀림이 균일한 정도로 이루어지게 되어 공극의 크기 변화율을 균일하게 형성할 수 있게 된다.
도 6은 제2회전판의 적층구조를 나타낸 분해 사시도, 도 7은 여재의 교체시 제2회전판의 동작 상태도, 도 8은 본 발명에 따른 여과 장치의 정면도, 도 9는 여재의 유지보수 및 교체시 동작 상태도이다.
상기 제2회전판(400)은 다공관(160)의 하단과 제2지지판(150) 사이에 구비되고, 회전시 제1연결관(161)과 제2연결관(162)의 간섭을 회피할 수 있는 구조가 요구된다. 이를 위한 구성으로, 상기 다공관(160)의 하부에 연결된 제1연결관(161)과 제2연결관(162)은 다공관(160)의 중심축선으로부터 서로 다른 길이로 이격되어 형성되고, 상기 제2회전판(400)에는 상기 제1연결관(161)과 제2연결관(162)이 삽입되는 원호 형상의 제1연결관 삽입홀(413)과 제2연결관 삽입홀(414)이 형성되어 있다. 상기 제1연결관 삽입홀(413)과 제2연결관 삽입홀(414)은 제2회전판(400)의 중앙부에 형성된 샤프트 관통홀(412)의 중심을 반경 중심으로 하여 서로 중첩되지 않도록 서로 다른 길이의 반경을 가지며 소정의 회전각도 범위에서 형성된다. 따라서 상기 제1연결관 삽입홀(413)과 제2연결관 삽입홀(414)이 형성된 각도 범위가 180°를 초과하여 형성되더라도 서로 간섭을 일으키지 않으면서 제2회전판(400)의 회전이 가능해진다. 본 실시예에서는 상기 제1연결관(161)과 제2연결관(162) 및 제1연결관 삽입홀(413)과 제2연결관 삽입홀(414)이 각각 2개소에 형성된 경우를 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 그 개수를 달리하여 서로 간섭되지 않는 위치에 다수로 설치되는 것으로 구성될 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명에서는 여재(700)의 유지보수 및 교체의 편의성을 제고하기 위한 구성으로, 여재(700)의 양단은 제1회전판(300)의 저면 가장자리부와 제2회전판(400)의 상면 가장자리부에 원주방향을 따라 결합된 여재걸이 고리(311,411)에 걸림되어 탈착되도록 구성되어 있다.
또한, 상기 제1회전판(300)과 제2회전판(400)에는 여재(700)를 여재걸이 고리(311,411)에 손쉽게 탈착할 수 있도록 구성되어 있으며, 이를 위한 구성으로 이하에서는 도 6과 도 7을 참조하여 제2회전판(400)의 구성을 중심으로 설명하기로 하며, 제1회전판(300)에는 상기 제1연결관 삽입홀(413)과 제2연결관 삽입홀(414)의 구성을 제외하고는 제2회전판(400)과 동일한 구조가 대칭된 형태로 구성되므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 제2회전판(400)은, 상면 가장자리부분에 원주방향을 따라 여재걸이 고리(411)와 상측으로 돌출된 걸림핀(415)이 구비된 제1플레이트부(410)와, 상기 제1플레이트부(410)의 가장자리부분에 적층구조로 얹혀지며, 상기 걸림핀(415)이 관통되는 장공(421)과, 상기 여재걸이 고리(411)에 대응되는 간격으로 형성되어 여재(700)의 이탈을 방지하는 이탈방지핀(422)이 구비된 제2플레이트부(420)로 구성되어 있다.
따라서, 도 7(a)에 도시된 바와 같이 상기 제2플레이트부(420)가 일방향으로 회전되어 상기 걸림핀(415)이 상기 장공(421)의 내부 일측면에 걸림되어 상기 걸림핀(415)이 체결수단(416)에 의해 체결되면, 상기 여재걸이 고리(411)와 이탈방지핀(422)이 상하로 일치되어 상기 여재(700)의 이탈이 방지되는 잠금 상태가 된다.
도 7(b)에 도시된 바와 같이 상기 체결수단(416)이 걸림핀(415)으로부터 분리된 후, 상기 제2플레이트(420)가 타방향으로 회전되어 상기 이탈방지핀(422)이 상기 장공(421)의 내부 타측면에 걸림되면 상기 여재걸이 고리(411)와 이탈방지핀(422)이 원주방향으로 서로 이격되어 상기 여재(700)의 교체가 가능한 잠금 해제 상태가 된다.
도 8을 참조하면, 하우징(110)의 일측면에는 여과조(100)를 개폐하기 위한 도어(110a)가 구비된다. 이 경우 상기 도어(100a)는 여과조(100) 내부에 설치되는 여재(700)의 상태를 투시할 수 있도록 투명한 소재로 구성됨이 바람직하다.
상기 여재(700)의 유지보수 및 교체시에는, 먼저 상기 도어(110a)를 개방시키고, 도 9에 도시된 바와 같이 실린더(210)의 로드(220)와 샤프트(240)를 연결하는 커플링(230;230a,230b)에 체결되어 있던 체결수단(231)을 분리하게 되면, 상기 샤프트(240)는 그 자중에 의해 하향 이동되어 상기 샤프트(240)의 외주면에 형성된 제1원형홈(244)과 제2원형홈(245)이 제1회전가이드부재(510)의 제1돌출부(512)와 제2회전가이드부재(610)의 제2돌출부(612)에 각각 위치하게 된다. 이에 따라 제1회전판(300)과 제2회전판(400)은 수동 조작에 의해 회전 가능한 상태가 된다.
따라서 작업자는 상기 도어(110a)에 의해 개방된 공간을 통하여 상기 제1회전판(300)과 제2회전판(400)을 일정 각도씩 회전시키면서 제1회전판(300)과 제2회전판(400)의 원주방향을 따라 연결된 여재(700)의 상단과 하단을 도 7에서 설명된 바와 같은 동작에 의해 분리시켜 여재(700)의 유지보수 및 교체 작업을 간편하게 수행할 수 있다.
이하, 도 10과와 도 11을 참조하여 본 발명의 여과과정 및 세척과정의 작용을 설명한다. 도 10은 이물질의 여과시 동작 상태도, 도 11은 여재의 세척시 동작 상태도이다. 도 10을 참조하면, 여과과정의 수행시에는, 제3배관(103)의 세척수 배출유로에 설치된 밸브를 차단하고, 제1배관(101)의 원수 공급유로에 설치된 밸브와 제2배관(102)의 처리수 배출유로에 설치된 밸브를 개방한다. 그리고, 구동부(200)를 구동시켜 샤프트(240)를 상측으로 이동시키게 되면, 상기 샤프트(240)의 상향 이동에 연동하여 제1회전판(300)과 제2회전판(400)은 서로 반대방향으로 회전되고, 이에 따라 여재(700)는 그 사이의 공극이 작아지면서 다공관(160)의 외측면에 감겨져 꼬이게 된다. 이 경우 샤프트(240)의 상하 구동에 연동하는 제1회전판(300)과 제2회전판(400)의 회전각에 비례하여 여재(700)의 공극 크기를 필요한 여과 조건에 맞추어 임의로 조절할 수 있다.
상기 제1배관(101)을 통해 공급되는 원수는 제1챔버(100a)로 유입된 후에 제1지지판(140)에 형성된 타공(141)을 통과하여 제2챔버(100b)로 유입되고, 여재(700)와 다공관(160)의 구멍(160a)을 통과하면서 이물질이 걸러지게 되고, 다공관(160)의 내부로 유입된 처리수는 제1연결관(161)과 제2연결관(162)을 통과하여 제3챔버(100c)로 유입된 후에 제2배관(102)을 통해 처리수 배출유로로 배출된다.
도 11을 참조하면, 여재(700)의 세척과정 수행시에는, 제1배관(101)의 원수 공급유로에 설치된 밸브와 제2배관(102)의 처리수 배출유로에 설치된 밸브를 차단하고, 제2배관(102)의 세척수 공급유로에 설치된 밸브와 제3배관(103)의 세척수 배출유로에 설치된 밸브를 개방한다. 이와 동시에 에어 주입구(111)를 통해 여과조(100) 내부에 공기를 주입시킨다.
그리고, 구동부(200)를 구동시켜 샤프트(240)를 하측으로 이동시키게 되면, 상기 샤프트(240)의 하향 이동에 연동하여 제1회전판(300)과 제2회전판(400)은 상기 여과과정에서의 회전방향과 반대되는 방향으로 각각 회전되고, 이에 따라 꼬여있던 여재(700)는 그 사이의 공극이 커지게 되면서 풀어지게 된다. 이 상태에서 제2배관(102)을 통해 공급되는 세척수는 제3챔버(100c)로 유입된 후, 제1연결배관(161)과 제2연결배관(162)을 통과하여 다공관(160)의 내부 공간으로 유입되고, 다공관(160)에 형성된 다수의 구멍(160a)과 여재(700)를 통과하면서 이들에 부착되어 있던 이물질을 상기 구멍(160a)과 여재(700)로부터 탈리시키면서 제2챔버(100b)로 배출되고, 탈리된 이물질을 포함한 세척수는 제1지지판(140)의 타공(141)을 통과하여 제1챔버(100a)로 상승된 후에 제3배관(103)을 통과하여 세척수 배출유로로 배출된다. 세척수에 의한 세척작용과 함께 상기 에어 주입구(111)를 통해 유입되는 공기에 의한 폭기작용에 의해 다공관(160)의 구멍(160a)과 여재(700)에 부착되어 있던 이물질의 탈리 효과를 더욱 높일 수 있다.
상기 세척과정의 수행시, 여재(700)에서 이물질의 탈리 효과을 높이기 위하여 구동부(200)을 상반된 방향으로 반복적으로 구동시켜 여재(700)의 감김과 풀림을 반복하면서 수행할 수도 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 여과 장치의 사시도, 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 여과 장치의 사시도이다. 상기 실시예에서는 여과 장치가 하나의 여과조(100)에서 수행되는 경우를 예로들어 설명하였으나, 본 발명은 하나의 구동부(200)를 이용하여 다수의 여과조(100)에서 여과과정과 세척과정이 동시에 수행되는 것으로 구성될 수 있다.
이를 위한 구성으로, 상기 실린더(210)의 로드(220)에는 다수의 연결링크(221)가 방사상으로 결합되고, 상기 다수의 연결링크(221)에는 다수의 여과조(100;100-1,100-2,100-3,100-4)로 각각 연장되는 다수의 샤프트(240)가 연결되어, 하나의 실린더(210)에 의해 상기 다수의 여과조(100)에서 동시에 여과 및 세척 동작이 수행되는 것으로 구성될 수 있다. 이 경우 제1배관(101)과 제2배관(102)은 공용으로 사용되고, 각각의 여과조(100;100-1,100-2,100-3,100-4) 내부에 구비되는 기타의 구성은 전술한 첫번째 실시예와 동일한 원리를 적용하여 구성될 수 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
상기와 같이, 본 발명은 여재 상부와 하부의 균일한 비틀림이 가능해져 공극률의 변화를 방지함으로써 이물질의 여과 효율을 향상시키고, 구동부의 구조를 간소화할 수 있으며, 구동부의 상하 구동량에 비례하여 제1회전판과 제2회전판의 회전량이 조절되므로 여재의 공극 크기를 여과 조건에 따라 필요한 만큼 임의로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 여과조의 일측면을 개폐하는 도어를 투명한 소재로 구성하고, 제1회전판과 제2회전판에 여재의 양단이 탈착되는 구조를 간소화함으로써 여재의 유지보수 및 교체를 위한 장치의 운용 효율을 높일 수 있다.
100 : 여과조 100a : 제1챔버
100b : 제2챔버 100c : 제3챔버
101 : 제1배관 102 : 제2배관
103 : 제3배관 110 : 하우징
110a : 도어 111 : 에어 주입구
120 : 상부 덮개 130 : 하부 덮개
140 : 제1지지판 141 : 타공
150 : 제2지지판 160 : 다공관
200 : 구동부 210 : 실린더
220 : 로드 230;230a,230b : 커플링
240 : 샤프트 241 : 몸체
242 : 제1나선홈 243 : 제2나선홈
244 : 제1원형홈 245 : 제2원형홈
300 : 제1회전판 300a : 제1회전플레이트부
300b : 제1원통부 311 : 여재걸이 고리
400 : 제2회전판 400a : 제2회전플레이트부
400b : 제2원통부 410 : 제1플레이트부
411 : 여재걸이 고리 412 : 샤프트 관통홀
413 : 제1연결관 삽입홀 414 : 제2연결관 삽입홀
415 : 걸림핀 416 : 체결수단
420 : 제2플레이트부 421 : 장공
422 : 이탈방지핀 500 : 제1회전부
510 : 제1회전가이드부재 511 : 제1몸체부
512 : 제1돌출부 520 : 제1고정부재
530 : 제1베어링 531 : 베어링 고정수단
600 : 제2회전부 610 : 제2회전가이드부재
611 : 제2몸체부 612 : 제2돌출부
620 : 제2고정부재 630 : 제2베어링
631 : 베어링 고정수단 700 : 여재

Claims (13)

  1. 원수가 유입되고 이물질이 여과된 처리수가 배출되는 여과조(100);
    상기 여과조(100)의 내측으로 연장되는 실린더(210)의 로드(220)와 연결된 샤프트(240)를 직선방향으로 왕복시키는 구동부(200);
    상기 여과조(100)의 내부에 상하로 이격되어 배치되고, 상기 구동부(200)의 구동에 의해 상기 샤프트(240)의 운동방향을 축으로 정회전 또는 역회전하되, 서로 반대방향으로 동시에 회전하는 제1회전판(300)과 제2회전판(400); 및
    상기 제1회전판(300)과 제2회전판(400)의 가장자리부분에 원주방향과 나란히 고정시킨 다수의 다발로 이루어진 여재(700)를 포함하되,
    상기 샤프트(240)는 양측부의 외주면에 서로 반대방향으로 제1나선홈(242)과 제2나선홈(243)을 포함하고;
    상기 제1회전판(300)과 제2회전판(400)은 상기 구동부(200)의 구동에 연동하여 정방향 또는 역방향으로 회전되도록 동력을 전달하는 제1회전부(500)와 제2회전부(600)를 포함하되;
    상기 제1회전부(500)는, 상기 제1회전판(300)에 결합되는 제1몸체부(511)와, 상기 제1몸체부(511)에서 돌출되어 상기 제1나선홈(242)에 삽입되는 제1돌출부(512)로 이루어지며 상기 여과조(100)의 내부에 회전 가능하게 지지되는 제1회전가이드부재(510)를 포함하며,
    상기 제2회전부(600)는, 상기 제2회전판(400)에 결합되는 제2몸체부(611)와, 상기 제2몸체부(611)에서 돌출되어 상기 제2나선홈(243)에 삽입되는 제2돌출부(612)로 이루어지며 상기 여과조(100)의 내부에 회전 가능하게 지지되는 제2회전가이드부재(610)를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1나선홈(242)은 상기 샤프트(240) 외주면의 대향된 위치에 대칭된 형상의 2중 구조로 형성되고, 상기 제1회전가이드부재(510)는 상기 2중의 제1나선홈(242)에 대응되도록 상기 샤프트(240) 양측의 대향된 위치에 각각 구비되고,
    상기 제2나선홈(243)은 상기 샤프트(240)의 외주면의 대향된 위치에 대칭된 형상의 2중 구조로 형성되고, 상기 제2회전가이드부재(610)는 상기 2중의 제2나선홈(243)에 대응되도록 상기 샤프트(240) 양측의 대향된 위치에 각각 구비된 것을 특징으로 하는 여과 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1회전판(300)은, 상기 여재(700)의 일단이 결합되는 제1회전플레이트부(300a)와, 상기 제1회전플레이트부(300a)의 중앙부에서 일측으로 연장되며 상기 샤프트(240)가 관통됨과 아울러 상기 제1회전가이드부재(510)가 결합되는 제1원통부(300b)로 이루어지고, 상기 제1원통부(300b)는 제1베어링(530)을 매개로 상기 여과조(100)의 상부 내측에 장착되는 제1지지판(140)에 의해 지지되며;
    상기 제2회전판(400)은, 상기 여재(700)의 타단이 결합되는 제2회전플레이트부(400a)와, 상기 제2회전플레이트부(400a)의 중앙부에서 일측으로 연장되며 상기 샤프트(240)가 관통됨과 아울러 상기 제2회전가이드부재(610)가 결합되는 제2원통부(400b)로 이루어지고, 상기 제2원통부(400b)는 제2베어링(630)을 매개로 상기 여과조(100)의 하부 내측에 장착되는 제2지지판(150)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1지지판(140)에는 상기 제1원통부(300b)와의 사이에 상기 제1베어링(530)을 지지하는 제1고정부재(520)가 결합되고,
    상기 제2지지판(150)에는 상기 제2원통부(400b)와의 사이에 상기 제2베어링(630)을 지지하는 제2고정부재(620)가 결합된 것을 특징으로 하는 여과 장치.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 샤프트(240)의 외주면에는 상기 제1나선홈(242)과 제2나선홈(243)에 각각 연결되며 상기 샤프트(240)의 외주면 둘레를 연결하는 제1원형홈(244)과 제2원형홈(245)이 형성되고,
    상기 제1원형홈(244)과 제2원형홈(245)에 상기 제1돌출부(512)와 제2돌출부(612)가 각각 위치된 경우에는 상기 제1회전판(300)과 제2회전판(400)은 수동 회전이 가능한 상태가 되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 실린더(210)의 로드(220)와 상기 샤프트(240)는 커플링(230;230a,230b)에 의해 결합되고, 상기 커플링(230)의 분리시 상기 샤프트(240)는 그 자중에 의해 하향 이동되어 상기 제1원형홈(244)과 제2원형홈(245)이 상기 제1돌출부(512)와 제2돌출부(612)에 각각 위치되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 여과조(100)의 내부 공간은, 상기 제1회전판(300)과 제2회전판(400)을 지지하며 상하로 이격되어 횡방향으로 장착되는 제1지지판(140)과 제2지지판(150)에 의해 원수가 유입되는 제1챔버(100a)와, 원수가 여과되는 제2챔버(100b) 및 여과된 처리수가 배출되는 제3챔버(100c)로 구획되고,
    상기 제2챔버(100b)에는 상기 제1회전판(300)과 제2회전판(400) 사이에 위치되어 상기 여재(700)가 외주면에 감기는 다공관(160)이 구비되며,
    상기 다공관(160)은 상기 제2회전판(400)과 제2지지판(150)을 관통하는 제1연결관(161)과 제2연결관(162)에 의해 상기 제3챔버(100c)에 연통되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2회전판(400)에는 상기 다공관(160)의 중심축선을 기준으로 서로 다른 길이로 이격되어 형성되어, 상기 제1연결관(161)과 제2연결관(162)이 삽입되는 원호 형상의 제1연결관 삽입홀(413)과 제2연결관 삽입홀(414)이 형성된 것을 특징으로 하는 여과 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 여과조(100)의 일측면에는 상기 여과조(100)를 개폐하는 도어(110a)가 구비된 것을 특징으로 하는 여과 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2회전판(400)은, 상면 가장자리부분에 원주방향을 따라 여재걸이 고리(411)와 상측으로 돌출된 걸림핀(415)이 구비된 제1플레이트부(410)와, 상기 제1플레이트부(410)의 가장자리부분에 적층구조로 얹혀지며, 상기 걸림핀(415)이 관통되는 장공(421)과, 상기 여재걸이 고리(411)에 대응되는 간격으로 형성되어 여재(700)의 이탈을 방지하는 이탈방지핀(422)이 구비된 제2플레이트부(420)로 이루어지고,
    상기 제1회전판(300)은 상기 제2회전판(400)과 대칭된 적층구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 여과 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2플레이트부(420)가 일방향으로 회전되어 상기 걸림핀(415)이 상기 장공(421)의 내부 일측면에 걸림되어 상기 걸림핀(415)이 체결수단(416)에 의해 체결되면, 상기 여재걸이 고리(411)와 이탈방지핀(422)이 상하로 일치되어 상기 여재(700)의 이탈이 방지되는 잠금 상태가 되고,
    상기 체결수단(416)이 상기 걸림핀(415)으로부터 분리된 후, 상기 제2플레이트부(420)가 타방향으로 회전되어 상기 걸림핀(415)이 상기 장공(421)의 내부 타측면에 걸림되면 상기 여재걸이 고리(411)와 이탈방지핀(422)이 원주방향으로 서로 이격되어 상기 여재(700)의 교체가 가능한 잠금 해제 상태가 되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 실린더(210)의 로드(220)에는 다수의 연결링크(221)가 방사상으로 결합되고, 상기 다수의 연결링크(221)에는 다수의 여과조(100;100-1,100-2,100-3,100-4)로 각각 연장되는 다수의 샤프트(240)가 연결되어, 하나의 구동부(200)에 의해 상기 다수의 여과조(100)에서 동시에 여과 동작이 수행되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
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