KR101552972B1 - 고액분리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 고액분리장치는 처리조(9) 내에 배열된 적층형상 회전 여과체(1t)를 갖고, 적층형상 회전 여과체(1t)의 복수의 凸자 원판형상 여과편(5)의 배면과 凸자(5t)의 단면을 맞닿게 하여 여과홈(S)이 형성되며, 각 여과홈(S) 내에서 대직경 원판형상 여과편(2)과 소직경 원판형상 여과편(3)이 서로 번갈아 배치되도록 직경이 다른 각 여과편(5, 2, 3)이 차례차례 회전축(4)의 바깥쪽 둘레에 삽입 적층되고, 한쪽 회전 여과체(1t)의 대직경 원판형상 여과편(2)의 바깥쪽 둘레 가장자리가 다른쪽 회전 여과체(1t)의 여과홈(S) 내의 凸자(5t)부와 소직경 여과편(3)의 바깥쪽 둘레 가장자리에 접근하며, 대직경 여과편(2)과 소직경 여과편(3)은 해당 여과홈(S) 내를 축 방향으로 요동되고, 해당 회전축(4)과 동조 회전되도록 구성되어 있다.
Description
본 발명은 예를 들면, 하수 처리장, 분뇨 처리장, 축산 농업, 식료품 제조업, 화학 공업 등의 오니(汚泥)를 포함하는 배수의 처리 시설에서 발생하는, 액체 중에 포함되어 있는 오니의 고형물, 특히 현탁 고형물(SS)로부터 분리된 고체부분과 액체부분을 각 별도로 골라내기 위한 고액분리장치에 관한 것이다.
현재, 하수 처리장, 분뇨 처리장, 축산 농업, 식료품 제조업, 화학 공업 등의 배수 처리장에서 발생하는 오니를 포함하는 배수, 즉 현탁 오수는 환경 파괴의 문제로 그대로는 배수할 수 없는 것은 주지의 사실이다. 그 때문에, 현탁 오수에 포함되는 현탁 고형물(SS)을 가능한 한 제거한 상태로 처리하는 것이 과제로 되어 있다.
그것을 위해, 특허문헌 1에는 두께가 0.1mm∼2mm 정도로 직경이 다른 각 대직경 여과편 및 소직경 여과편 그리고 틈새 유지용(spacer) 여과편을 1조로서, 그들 복수 조를 회전축에 꽂아 끼워(揷嵌) 고정된 적층형상 회전 여과체를 배출 방향을 향하여 등간격으로 복수 배열시키고, 해당 적층형상 회전 여과체를 동일 방향으로 회전시키며, 서로 인접하는 적층형상 회전 여과체의 한쪽 적층형상 회전체에 있어서의 대직경 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리가 다른쪽 적층형상 회전 여과체에 있어서의 소직경 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리에 접근한 여과장치가 개시되어 있다. 이 여과장치에서는 적층형상 회전 여과체의 대직경 원판형상 여과편은 전후에 인접하는 소직경 원판형상 여과편과 마주보도록 조합되어 있고, 각 적층형상 회전 여과체의 회전에 의해, 대직경 원판형상 여과편이 소직경 원판형상 여과편의 좁은 틈으로 파고드는 형태로 회전함으로써, 여과면의 막힘을 방지하고 있는 현탁액이 여과된다.
또, 특허문헌 2에는 상기 적층형상 회전 여과체의 직경이 다른 대직경 여과편 및 소직경 여과편의 두께가 0.2mm∼1mm정도로 구성된 현탁액을 여과하는 여과장치가 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 3에는 상기 적층형상 회전 여과체의 직경이 다른 대직경 여과편 및 소직경 여과편의 두께가 더욱 얇아 0.05mm∼0.8mm가 되고, 서로 인접하는 적층형상 회전 여과체 중 한쪽 적층형상 회전체에 있어서의 대직경 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리가 다른쪽 적층형상 회전 여과체에 있어서의 소직경 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리에 접근하는, 즉 교접부에 있어서의 다른쪽 대직경 원판형상 여과편 사이의 틈새가 0.2mm의 세극(細隙) 홈으로 된 현탁액을 여과하는 여과장치가 개시되어 있다.
그러나, 상기 특허문헌 1의 현탁액 여과장치에서는 소직경 원판형상 여과편의 좁은 틈은 당해 소직경 원판형상 여과편으로 파고드는 형태로 회전하는 대직경 원판형상 여과편의 두께보다 조금이라도 넓어야 한다. 그러나, 대직경 원판형상 여과편이 회전축에 완전히 고정되어 있어 동일 궤도를 회전한다. 그 때문에 본래 긁어내어야 하는 여과 탈수물의 케이크가 소직경 원판형상 여과편의 좁은 틈에서 대직경 원판형상 여과편의 두께를 제외한 영역에 부착 고형화하여 여과면이 막히는 일이 발생함으로써 현탁액의 고액분리를 할 수 없게 된다는 결점이 있었다.
또, 상기 특허문헌 2의 현탁액 여과장치에서는 대·소직경 원판형상 여과편은 0.2mm∼1mm정도의 매우 얇은 것이기 때문에, 그 프레스 가공이나 레이저 가공시에 가공 변형이나 열 변형이 생기므로 변형 제거가 필요하다. 또, 원판형상 여과편의 지름을 크게 하면, 변형의 영향이 현저해지며, 서로 인접하는 소직경 원판형상 여과편의 좁은 틈을 구성하는 대직경 원판형상 여과편의 양 측면이 접촉 간섭되어 적층형상 회전 여과체의 회전축 토르크가 증대하는 것에 더하여 대·소 원판형상 여과편의 마모가 빨라진다는 결점이 있었다.
또한, 상기 특허문헌 3의 현탁액 여과장치에서는 대·소직경 원판형상 여과편은 더욱 얇아 0.05mm∼0.8mm이며, 서로 인접하는 적층형상 회전 여과체의 한쪽 적층형상 회전 여과체에 있어서의 대직경 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리가 다른쪽 적층형상 회전 여과체에 있어서의 소직경 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리에 접근하는, 즉 교접부에서의 다른쪽 대직경 원판형상 여과편 사이의 간극이 0.2mm인 세극홈으로 되어 있다. 이에 따라, 필연적으로 해당 세극홈으로 돌입하는 해당 대직경 원판형상 여과편의 두께는 해당 세극홈보다 작은 0.1mm 정도가 되기 때문에, 대직경 원판형상 여과편의 전후면의 틈은 {0.2mm (세극홈) - 0.1mm (대직경 원판형상 여과편의 두께)} ÷ 2 = 0.05mm인 정밀도가 높은 조립이 요구된다. 그 때문에, 대·소직경 원판형상 여과편의 변형이나, 두께의 오차를 조정하는 방법으로서 적절한 두께 0.05mm 정도의 예를 들면 조정 필름 등의 조정 부재를 삽입하면서, 각 세극홈으로 돌입되는 대직경 원판형상 여과편의 전후면의 틈을 조정 확인하여 조립하지 않으면 안되어 조립에 대해 시간과 숙련이 필요하게 된다는 결점이 있었다.
그래서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 적층형상 회전 여과체의 여과면이 막히는 일이 없고, 또한 대직경 원판형상 여과편의 양 측면에서의 접촉 간섭이 없는 적층형상 회전 여과체의 회전축 토르크가 증대하는 일이 없으며, 더 나아가 조립에 대해 시간과 숙련을 필요로 하지 않아 여과 기능을 안정적으로 유지할 수 있는 고액분리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 고액분리장치는 원액 공급구와, 고체부분(固分) 배출구와, 여액(濾液)부분 배출구를 갖는 처리조와,
상기 원액 공급구와 상기 고체부분 배출구의 사이에 설치되고, 대직경 원판형상 여과편(filter piece)과, 상기 대직경 원판형상 여과편보다 소직경인 소직경 원판형상 여과편과, 상기 대직경 원판형상 여과편보다 소직경이고 상기 소직경 원판형상 여과편보다 대직경인 복수의 凸자 원판형상 여과편과, 회전축을 각각 갖는 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체와,
처리액 중에 포함되는 회수 미립자를 회수하도록 상기 처리조의 공급측 측벽과 배출측 측벽에 부설된 시일 부재를 구비하며,
상기 복수의 凸자 원판형상 여과편에 각각 볼록 설치된 凸자 단면이 서로 이웃하는 凸자 원판형상 여과편의 배면에 차례차례 맞닿아짐으로써 복수의 여과홈이 형성되고,
상기 대직경 원판형상 여과편은 상기 복수의 여과홈 중 제 1 여과홈 내에 있어서 축 방향으로 이동 가능하게 되도록 상기 회전축의 바깥쪽 둘레에 삽입 적층되며,
상기 소직경 원판형상 여과편은 상기 제 1 여과홈에 인접하는 제 2 여과홈 내에 있어서, 축 방향으로 이동 가능하게 되도록 상기 회전축의 바깥쪽 둘레에 삽입 적층되고,
상기 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체는 상기 고체부분 배출구의 배출 방향으로 올라가는 기울기 형상의 등간격으로 상하 2단으로 대향 배열되며,
서로 인접하는 트리플 적층형상 회전 여과체 중 한쪽 트리플 적층형상 회전 여과체에 있어서의 대직경 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리는 다른쪽 트리플 적층형상 회전 여과체의 상기 제 2 여과홈 내로 돌입함으로써 다른쪽 트리플 적층형상 회전 여과체의 凸자 원판형상 여과편의 凸자부와 소직경 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리에 접근하도록 설치되고,
상기 시일 부재의 바깥쪽 가장자리가, 상하 2단으로 대향 배열된 상기 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체 중 상기 고체부분 배출구측 종단(終端)의 상하 2단으로 배치된 트리플 적층형상 회전 여과체의 凸자 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리와 상기 원액 공급구측의 시단(始端)의 하단(下段)에 배치된 트리플 적층형상 회전 여과체의 凸자 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리에 틈을 두고 근접 대향되고,
상기 대직경 원판형상 여과편 및 상기 소직경 원판형상 여과편은 상기 제 1 여과홈 및 상기 제 2 여과홈 내를 축 방향으로 요동하면서 상기 회전축과 동조(同調) 회전하도록 구성되어 있는 것을 가장 주요한 특징으로 한다.
본 발명의 고액분리장치에 있어서, 또한 한 쌍의 凸자 원판형상 여과편과, 소직경 원판형상 여과편과, 회전축을 갖는 더블 적층형상 회전 여과체를 구비하고,
상기 더블 적층형상 회전 여과체의 상기 한 쌍의 한쪽 凸자 원판형상 여과편에 볼록 설치된 凸자 단면이 다른쪽 凸자 원판형상 여과편의 배면에 차례차례 맞닿아짐으로써 복수의 제 3 여과홈이 형성되며,
상기 더블 적층형상 회전 여과체의 상기 소직경 원판형상 여과편은 상기 복수의 제 3 여과홈 내에 있어서, 축 방향으로 이동 가능하도록 상기 더블 적층형상 회전 여과체의 상기 회전축의 바깥쪽 둘레에 삽입 적층되고,
상기 더블 적층형상 회전 여과체는 상기 대향 배열된 트리플 적층형상 회전 여과체의 상기 고체부분 배출구측 종단의 상하 2단 및/또는 상기 원액 공급구측의 시단의 하단에 배치되며,
상기 더블 적층형상 회전 여과체의 바깥쪽 둘레 가장자리에, 상기 시일 부재의 바깥쪽 가장자리가 틈을 두고 근접 대향하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 고액분리장치에 있어서,
상기 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체의 상기 凸자 원판형상 여과편과 상기 대직경 원판형상 여과편 및 상기 원액 공급구측의 시단의 하단에 배치된 더블 적층형상 회전 여과체의 상기 凸자 원판형상 여과편에는 여액 구멍이 동심상(同心狀)으로 뚫어 설치되고, 상기 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체의 상기 소직경 원판형상 여과편 및 상기 더블 적층형상 회전 여과체의 상기 원판형상 여과편에는 여액 절결(cutout) 구멍이 동심상으로 뚫어 설치되며,
상기 여액 구멍 및 상기 여액 절결 구멍에 의해 적층 후의 상기 트리플 적층형상 회전 여과체 및 상기 더블 적층형상 회전 여과체 내에 여액로가 형성되고,
상기 여액로의 송액(送液) 종단측의 개구부는 상기 처리조 측벽의 외측에 부설된 여액실 내로 도통되며,
상기 여액실 하벽에는 여액실 배수구가 개설되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 고액분리장치에 있어서, 상기 凸자 원판형상 여과편은 수지로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 고액분리장치에 의하면, 트리플 적층형상 회전 여과체에는 특허문헌 1 내지 3과 같이 대직경 및 소직경 원판형상 여과편이 적층 고정되어 있지 않기 때문에, 여과홈 내를 축 방향으로 요동하면서 회전하는 것이 가능하다. 그 때문에, 대직경 및 소직경 원판형상 여과편의 두께보다 넓은 여과홈 내의 영역, 즉 凸자 원판형상 여과편의 단면간에 있어서의 소직경 원판형상 여과편 및 대직경 원판형상 여과편의 요동 작용이나 여과홈에 돌입된 다른쪽 트리플 적층형상 회전 여과체의 대직경 원판형상 여과편의 요동 작용에 더하여, 한쪽 트리플 적층형상 회전 여과체의 대직경 원판형상 여과편 바깥쪽 둘레 가장자리와 당해 대직경 원판형상 여과편에 대향하는 다른쪽 트리플 적층형상 회전 여과체의 소직경 원판형상 여과편 바깥쪽 둘레 가장자리가 서로 전동(轉動)함에 따른 전단 작용에 의해, 본래 긁어내어야 하는 여과 탈수물의 케이크가 좁은 틈의 여과홈에 부착 고형화하는 것을 방지할 수 있다. 이 셀프 클리닝 효과에 의해, 항상 여과면의 막힘을 해소한다는 이점이 있다.
또한, 특허문헌 1 내지 3에서는 대직경 및 소직경 원판형상 여과편을 적층 고정함으로써 여과홈을 형성하고 있기 때문에, 여과홈의 폭과 위치의 정밀도는 양 여과편의 두께와 평탄도의 정밀도 및 적층 조립시의 조임 가감 등에 크게 영향을 받는다. 그 때문에, 조립시에는 세심한 주의와 조정이 필요하고, 조립에는 많은 노력과 숙련이 필요하게 된다. 이에 대해, 본 발명에 관한 트리플 적층형상 회전 여과체에서는 凸자 원판형상 여과편에 볼록 설치된 凸자 단면을 맞닿게 하여 형성되는 여과홈 내에, 해당 대직경 및 소직경 원판형상 여과편이 축 방향으로 이동 가능하도록 끼워 장착, 즉 유동 가능하게 끼워진 상태로 장착되어 있다. 이 구성에 의해, 개개의 해당 양 여과편의 변형이나 두께의 불균일(오차)에 대하여 조립시에 세심한 주의와 조정에 신경쓰는 일 없이 필요한 여과홈의 정밀도가 매우 용이하게 확보된다. 그 때문에, 해당 양 여과편의 두께와 평탄도의 과잉한 정밀도를 요구하는 일이 없어 조립의 숙련도 필요로 하지 않으며, 특히 처리 능력의 향상을 도모하기 위한 폭이 넓은 적층형상 회전 여과체의 조립에 대해서는 비숙련자라도 신속하고 또한 정확하게 조립할 수 있다는 큰 효과를 갖고 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 X-X선 화살표 방향의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1 또는 2의 트리플 적층형상 회전 여과체의, (a)는 정면도, (b)는 그 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1 또는 2의 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체의 인접상태를 나타낸 요부 확대 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1 또는 2의 트리플 적층형상 회전 여과체를 구성하는 대직경 원판형상 여과편의, (a)는 정면도, (b)는 그 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1 또는 2의 트리플 혹은 더블 적층형상 회전 여과체를 구성하는 소직경 원판형상 여과편의, (a)는 정면도, (b)는 그 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1 또는 2의 트리플 혹은 더블 적층형상 회전 여과체를 구성하는 凸자 원판형상 여과편의, (a)는 정면도, (b)는 그 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1을 기초로 한 실시예 3의 종단면도이다.
도 9는 도 8의 Y-Y선 화살표 방향의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 3의 트리플 적층형상 회전 여과체의, (a)는 정면도, (b)는 그 단면 A-A도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 3의 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체의 인접상태를 나타낸 요부 확대 측면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 3의 트리플 적층형상 회전 여과체를 구성하는 대직경 원판형상 여과편의, (a)는 정면도, (b)는 그 종단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 3의 트리플 적층형상 회전 여과체를 구성하는 소직경 원판형상 여과편의, (a)는 정면도, (b)는 그 종단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예 3의 트리플 적층형상 회전 여과체를 구성하는 凸자 원판형상 여과편의, (a)는 정면도, (b)는 그 단면 B-B도이다.
도 15는 본 발명의 실시예 1을 기초로 한 실시예 2의 고체부분 배출구측 종단의 상하 2단을 더블 적층형상 회전 여과체로 구성한 실시예의 종단면도이다.
도 16은 본 발명의 실시예 1을 기초로 한 실시예 2의 원액 공급구측 시단의 하단을 더블 적층형상 회전 여과체로 구성한 다른 실시예의 종단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예 1을 기초로 한 실시예 2의 고체부분 배출구측 종단의 상하 2단과 원액 공급구측 시단의 하단을 더블 적층형상 회전 여과체로 구성한 다른 실시예의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 X-X선 화살표 방향의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1 또는 2의 트리플 적층형상 회전 여과체의, (a)는 정면도, (b)는 그 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1 또는 2의 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체의 인접상태를 나타낸 요부 확대 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1 또는 2의 트리플 적층형상 회전 여과체를 구성하는 대직경 원판형상 여과편의, (a)는 정면도, (b)는 그 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1 또는 2의 트리플 혹은 더블 적층형상 회전 여과체를 구성하는 소직경 원판형상 여과편의, (a)는 정면도, (b)는 그 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1 또는 2의 트리플 혹은 더블 적층형상 회전 여과체를 구성하는 凸자 원판형상 여과편의, (a)는 정면도, (b)는 그 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1을 기초로 한 실시예 3의 종단면도이다.
도 9는 도 8의 Y-Y선 화살표 방향의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 3의 트리플 적층형상 회전 여과체의, (a)는 정면도, (b)는 그 단면 A-A도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 3의 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체의 인접상태를 나타낸 요부 확대 측면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 3의 트리플 적층형상 회전 여과체를 구성하는 대직경 원판형상 여과편의, (a)는 정면도, (b)는 그 종단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 3의 트리플 적층형상 회전 여과체를 구성하는 소직경 원판형상 여과편의, (a)는 정면도, (b)는 그 종단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예 3의 트리플 적층형상 회전 여과체를 구성하는 凸자 원판형상 여과편의, (a)는 정면도, (b)는 그 단면 B-B도이다.
도 15는 본 발명의 실시예 1을 기초로 한 실시예 2의 고체부분 배출구측 종단의 상하 2단을 더블 적층형상 회전 여과체로 구성한 실시예의 종단면도이다.
도 16은 본 발명의 실시예 1을 기초로 한 실시예 2의 원액 공급구측 시단의 하단을 더블 적층형상 회전 여과체로 구성한 다른 실시예의 종단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예 1을 기초로 한 실시예 2의 고체부분 배출구측 종단의 상하 2단과 원액 공급구측 시단의 하단을 더블 적층형상 회전 여과체로 구성한 다른 실시예의 종단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관한 고액분리장치에 관하여, 이하의 실시예 1∼4에 의거하여 도면을 참조해 상세하게 설명하지만, 이 실시예의 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시형태에 관한 고액분리장치는 원액 공급구와, 고체부분 배출구와, 여액부분 배출구를 갖는 처리조와, 상기 원액 공급구와 상기 고체부분 배출구의 사이에 설치되고, 대직경 원판형상 여과편과, 상기 대직경 원판형상 여과편보다 소직경인 소직경 원판형상 여과편과, 상기 대직경 원판형상 여과편보다 소직경이고 상기 소직경 원판형상 여과편보다 대직경인 복수의 凸자 원판형상 여과편과, 회전축을 각각 갖는 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체와, 처리액 중에 포함되는 회수 미립자를 회수하도록 상기 처리조의 공급측 측벽과 배출측 측벽에 부설된 시일 부재를 구비하며, 상기 복수의 凸자 원판형상 여과편에 각각 볼록 설치된 凸자 단면이 서로 이웃하는 凸자 원판형상 여과편의 배면에 차례차례 맞닿게 됨으로써 복수의 여과홈이 형성되고, 상기 대직경 원판형상 여과편은 상기 복수의 여과홈 중 제 1 여과홈 내에 있어서, 축 방향으로 이동 가능하게 되도록 상기 회전축의 바깥쪽 둘레에 삽입 적층되며, 상기 소직경 원판형상 여과편은 상기 제 1 여과홈에 인접하는 제 2 여과홈 내에 있어서, 축 방향으로 이동 가능하게 되도록 상기 회전축의 바깥쪽 둘레에 삽입 적층되고, 상기 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체는 상기 고체부분 배출구의 배출 방향으로 올라가는 기울기 형상의 등간격으로 상하 2단으로 대향 배열되며, 서로 인접하는 트리플 적층형상 회전 여과체 중 한쪽 트리플 적층형상 회전 여과체에 있어서의 대직경 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리는 다른쪽 트리플 적층형상 회전 여과체의 상기 제 2 여과홈 내로 돌입함으로써 다른쪽 트리플 적층형상 회전 여과체의 凸자 원판형상 여과편의 凸자부와 소직경 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리에 접근하도록 설치되고, 상기 시일 부재의 바깥쪽 가장자리가, 상하 2단으로 대향 배열된 상기 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체 중 상기 고체부분 배출구측의 종단의 상하 2단으로 배치된 트리플 적층형상 회전 여과체의 凸자 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리와 상기 원액 공급구측의 시단의 하단에 배치된 트리플 적층형상 회전 여과체의 凸자 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리에 틈을 두고 근접 대향되고, 상기 대직경 원판형상 여과편 및 상기 소직경 원판형상 여과편은 상기 제 1 여과홈 및 상기 제 2 여과홈 내를 축 방향으로 요동하면서 상기 회전축과 동조 회전하도록 구성되어 있다.
실시예 1
도 1 내지 7에 있어서, 처리조(9)의 상부에 원액을 공급하는 원액 공급구(10)가 개설되어 있는 동시에, 처리조(9)의 하부에는 고액 분리된 여액을 처리조(9)의 바깥으로 배수하는 여액 배수구(12)가 개설되어 있다. 또, 처리조(9)의 측면부에는 고액 분리된 고체부분의 여과 탈수물인 케이크를 처리조(9)의 바깥으로 배출 회수하는 고체부분 배출구(11)가 개설되어 있다. 해당 처리조(9) 내의 원액 공급구(10)와 고체부분 배출구(11)의 사이에, 도 1에 나타내는 바와 같이, 해당 고체부분 배출구(11)의 배출 방향으로 올라가는 기울기 형상이 되도록 등간격으로 상하 2단으로 대향 배열된 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체(1t)가 배치 설치되어 있다.
도 3 및 도 5 내지 도 7에 나타내는 바와 같이, 해당 트리플 적층형상 회전 여과체(1t)는 대직경 원판형상 여과편(2)과, 대직경 원판형상 여과편(2)보다 소직경인 소직경 원판형상 여과편(3)과, 회전축(4)과, 대직경 원판형상 여과편(2)보다 소직경이고 소직경 원판형상 여과편(3)보다 대직경인 복수의 凸자 원판형상 여과편(5)을 갖고 있다.
그리고, 회전축(4)은 원기둥의 일부를 평면형상으로 커트한 D컷 혹은 키(도시하지 않음) 등의 걸림 기능을 갖고 있다. 또한 회전축(4)은 도 2에 나타내어지는 바와 같이 처리조(9)의 정면측 측벽(9f) 및 배면측 측벽(9r)의 외측에 설치된 베어링(17)에 의해 축 지지되는 동시에, 해당 정면측 측벽(9f)의 외측에 설치된 구동 전달구(16)(예를 들면 웜 기어(worm gear) 등)에 의해 회전 구동되고 있다. 그 때문에, 지름이 다른 각 여과편(2, 3, 5)은 그 중심에, 회전축(4)과 동조 회전하도록 해당 회전축(4)의 걸림 형상으로 끼워지는 축 구멍이 뚫어 설치되어 있다. 그리고, 복수의 凸자 원판형상 여과편(5)에는 볼록 설치된 凸자(5t) 단면이 서로 이웃하는 凸자 원판형상 여과편(5)의 배면에 차례차례 맞닿게 함으로써 여과홈(S)(제 1 여과홈 및 제 2 여과홈)이 형성되어 있다. 각 여과홈(S) 내에는 대직경 원판형상 여과편(2)과 소직경 원판형상 여과편(3)이 축 방향으로 이동 가능하게 서로 번갈아 끼워 장착되어 있다. 이에 따라, 대직경 원판형상 여과편(2) 및 소직경 원판형상 여과편(3)은 해당 여과홈(S) 내를 축 방향으로 요동하면서 해당 회전축(4)과 동조 회전할 수 있도록 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 트리플 적층형상 회전 여과체(1t)에 있어서, 각 여과편(2, 3, 5)을 회전축(4)에 걸어 맞추는 방법에 대하여 이하 설명한다. (i) 먼저 회전축(4)의 바깥쪽 둘레에 복수의 凸자 원판형상 여과편(5) 중 제 1 凸자 원판형상 여과편(5)을 凸자(5t)가 설치된 측과는 반대의 배면으로부터 삽입시키고, (ii) 다음으로 상기 제 1 凸자 원판형상 여과편(5)의 凸자(5t)에 대직경 원판형상 여과편(2)의 凸자 유동 가능하게 끼우는 구멍(2h)이 끼워지도록 해당 대직경 원판형상 여과편(2)을 회전축(4)에 삽입시키고, (iii) 다음으로 상기 제 1 凸자 원판형상 여과편(5)과는 다른 제 2 凸자 원판형상 여과편(5)을 凸자(5t)가 설치된 측과는 반대의 배면으로부터 삽입시켜 상기 제 1 凸자 원판형상 여과편(5)의 凸자(5t) 단면에 상기 제 2 凸자 원판형상 여과편(5)의 배면을 맞붙여 여과홈(S)을 형성하고, (iｖ) 다음으로 소직경 원판형상 여과편(3)의 凸자 절결 구멍에 상기 제 2 凸자 원판형상 여과편(5)의 凸자(5t)가 끼워지도록 해당 소직경 원판형상 여과편(3)을 회전축(4)에 삽입시키고, (ｖ) 다음으로 새로운 제 1 凸자 원판형상 여과편(5)의 배면을 상기 제 2 凸자 원판형상 여과편(5)의 凸자(5t) 단면에 맞붙여 여과홈(S)을 형성한다.
상기 (i)부터 (ｖ)의 순서를 반복함으로써 형성된 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체(1t)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 서로 인접하는 트리플 적층형상 회전 여과체(1t) 중 한쪽 트리플 적층형상 회전 여과체(1t)에 있어서의 대직경 원판형상 여과편(2)의 바깥쪽 둘레 가장자리가 다른쪽 트리플 적층형상 회전 여과체(1t)의 제 2 여과홈(S) 내로 돌입함으로써 다른쪽 트리플 적층형상 회전 여과체(1t)의 凸자 원판형상 여과편(5)의 凸자(5t)부와 소직경 원판형상 여과편(3)의 바깥쪽 둘레 가장자리에 접근하도록 구성되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 처리액 중에 포함되는 회수 미립자를 효율적으로 회수하기 위해, 시일 부재(15)가 처리조(9)의 공급측 측벽(9s)과 배출측 측벽(9d)에 부설되어 있다. 시일 부재(15)의 주요부 바깥쪽 가장자리는 해당 고체부분 배출구(11)측의 종단의 상하 2단과 원액 공급구(10)측의 시단의 하단에 설치된 트리플 적층형상 회전 여과체(1t)의 凸자 원판형상 여과편(5)의 바깥쪽 둘레 가장자리에 약간의 틈을 두고 근접 대향하고 있다. 또한 해당 시일 부재(15)의 바깥쪽 가장자리부에 슬라이딩 저항이 적은 브러시가 부설되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 보다 한층 시일 기능을 향상할 수 있는 동시에 회전축(4)의 토르크 증가를 억제할 수 있다.
실시예 2
예를 들면 도 15 내지 도 17을 이용해 실시예 2를 설명하면, 처리조(9)는 상기 고체부분 배출구(11)의 배출 방향으로 올라가는 기울기 형상이 되도록 등간격으로 상하 2단으로 대향 배열된 상기 트리플 적층형상 회전 여과체(1t)와는 별도로, 한 쌍의 凸자 원판형상 여과편(5, 5)과, 소직경 원판형상 여과편(3)과, 회전축(4)을 갖는 더블 적층형상 회전 여과체(1w)를 구비하고 있다. 더블 적층형상 회전 여과체(1w)는 해당 고체부분 배출구(11)측의 종단의 상하 2단 및/또는 원액 공급구(10)측의 시단의 하단에 설치되어 있다.
더블 적층형상 회전 여과체(1w)의 조립 방법에 대해 이하 설명한다. (ⅵ) 우선 회전축(4)의 바깥쪽 둘레에 한 쌍의 凸자 원판형상 여과편(5, 5) 중 한쪽 凸자 원판형상 여과편(5)을 凸자(5t)가 설치된 측과는 반대의 배면으로부터 삽입시키고, (ⅶ) 다음으로, 소직경 원판형상 여과편(3)의 凸자 절결 구멍(3h)에 상기 凸자 원판형상 여과편(5)의 凸자(5t)가 끼워지도록 해당 소직경 원판형상 여과편(3)을 축 방향으로 이동 가능하도록 회전축(4)에 삽입시키고, (ⅷ) 다음으로, 다른쪽 凸자 원판형상 여과편(5)의 배면을 상기 凸자 원판형상 여과편(5)의 凸자 단면에 맞붙여 여과홈(S)(제 3 여과홈)을 형성한다.
상기 (ⅵ)부터 (ⅷ)의 순서를 반복함으로써 형성된 더블 적층형상 회전 여과체(1w)의 바깥쪽 둘레 가장자리에는 처리조(9)의 측벽에 부설된 시일 부재(15)의 바깥쪽 가장자리가 약간의 틈을 두고 근접 대향하고 있다. 해당 시일 부재(15)의 바깥쪽 가장자리 선단은 스크레이퍼(scraper)와 같이 슬라이딩 저항이 적은 주걱형상의 칼날부로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
실시예 3
예를 들면 도 8 내지 도 14를 이용하여 실시예 3을 설명하면, 상기 고체부분 배출구(11)의 배출 방향으로 올라가는 기울기 형상이 되도록 등간격으로 상하 2단으로 대향 배열된 트리플 적층형상 회전 여과체(1t) 및 원액 공급구(10)측 시단의 하단에 배치된 더블 적층형상 회전 여과체(1w)에 있어서, 도 12 내지 도 14에 나타내는 바와 같이, 凸자 원판형상 여과편(5)과 대직경 원판형상 여과편(2)에는 여액 구멍(7)이, 소직경 원판형상 여과편(3)에는 여액 절결 구멍(8)이 각각 동심상으로 뚫어 설치되어 있다. 도 9 내지 도 11에 나타내는 바와 같이, 여액 구멍(7) 및 여액 절결 구멍(8)에 의해 적층 후의 상기 양 적층형상 회전 여과체(1t, 1w) 내에 여액로(6)가 형성되어 있다. 해당 여액로(6)의 송액 종단의 개구부는 상기 처리조(9)의 배면측 측벽(9r)의 외측에 부설된 여액실(13) 내로 도통되고, 해당 여액실(13) 하벽에 여액실 배수구(14)가 개설되어 있다.
실시예 4
본 실시형태에 있어서는 트리플 적층형상 회전 여과체(1t) 및 더블 적층형상 회전 여과체(1w)를 구성하는 凸자 원판형상 여과편(5)은 녹의 발생이 없는 경량이고 또한 가공이 불필요한 양산성에 뛰어난 수지제의 성형품으로 구성되어 있다.
본 실시형태에 관한 고액분리장치에 따르면, 트리플 적층형상 회전 여과체(1t)에는 대직경 원판형상 여과편(2) 및 소직경 원판형상 여과편(3)이 적층 고정되어 있지 않기 때문에, 대직경 원판형상 여과편(2) 및 소직경 원판형상 여과편(3)은 여과홈(S) 내를 축 방향으로 요동하면서 회전하는 것이 가능하다. 그 때문에, 대직경 원판형상 여과편(2) 및 소직경 원판형상 여과편(3)의 두께보다 넓은 여과홈(S) 내의 영역, 즉 凸자 원판형상 여과편(5)의 단면 사이에 있어서의 소직경 원판형상 여과편(3) 및 대직경 원판형상 여과편(2)의 요동 작용이나 여과홈(S)에 돌입된 다른쪽 트리플 적층형상 회전 여과체(1t)의 대직경 원판형상 여과편(2)의 요동 작용에 더하여, 대직경 원판형상 여과편(2)의 바깥쪽 둘레 가장자리와 당해 대직경 원판형상 여과편(2)에 대향하여 배치되는 다른쪽 트리플 적층형상 회전 여과체(1t)의 소직경 원판형상 여과편(3)의 바깥쪽 둘레 가장자리가 서로 전동함에 따른 전단 작용에 의해, 본래 긁어내어야 하는 여과 탈수물(케이크)이 좁은 틈의 여과홈(S)에 부착 고형화하는 것을 방지할 수 있다. 케이크의 부착 고형화를 방지하는 이른바 셀프 클리닝 효과에 의해, 항상 여과면의 막힘을 해소할 수 있다.
종래는 대직경 및 소직경 원판형상 여과편을 적층 고정함으로써 여과홈을 형성하고 있기 때문에, 여과홈의 폭과 위치의 정밀도는 양 여과편의 두께와 평탄도의 정밀도 및 적층 조립시의 조임 가감 등에 크게 영향을 받고 있었다. 그 때문에, 적층형상 회전 여과체의 조립시에는 세심한 주의와 조정이 필요하게 되어 조립에 많은 노력과 숙련이 필요하게 되어 있었다.
이에 대해, 본 실시형태에 관한 트리플 적층형상 회전 여과체(1t)에서는 凸자 원판형상 여과편(5)에 볼록 설치된 凸자 단면을 맞닿게 하여 형성되는 여과홈(S) 내에, 대직경 원판형상 여과편(2) 및 소직경 원판형상 여과편(3)이 축 방향으로 이동 가능하도록 끼워 장착되어 있는, 즉, 유동 가능하게 끼워진 상태로 장착되어 있다. 이 구성에 의해, 개개의 대직경 원판형상 여과편(2) 및 소직경 원판형상 여과편(3)의 변형이나 두께의 불균일(오차)에 대하여, 조립시에 세심한 주의와 조정에 신경쓰는 일 없이 필요한 여과홈(S)의 정밀도가 매우 용이하게 확보된다. 그 때문에, 대직경 원판형상 여과편(2) 및 소직경 원판형상 여과편(3)의 두께와 평탄도의 과잉한 정밀도를 요구하는 일이 없어 조립의 숙련도 필요로 하지 않는다. 특히, 처리 능력의 향상을 도모하기 위해 폭이 넓은 적층형상 회전 여과체를 조립할 시에는 비숙련자라도 신속하고 또한 정확하게 조립할 수 있기 때문에 적합하다.
또, 본 실시형태에 관한 고액분리장치에 따르면, 처리조(9)의 측벽에 부설된 시일 부재(15)는 트리플 적층형상 회전 여과체(1t) 또는 더블 적층형상 회전 여과체(1w)의 바깥쪽 둘레 가장자리에 약간의 틈을 두고 근접 대향하는 구성으로 할 수 있기 때문에, 시일 부재(15)의 바깥쪽 가장자리는 대직경 원판형상 여과편(2)과의 간섭을 배려할 필요가 없다. 이 구성에 따르면, 조립 작업성이 뛰어난 동시에, 시일 부재(15)의 근접 대향 바깥쪽 가장자리를 축 방향으로 길게 형성할 수 있다. 그 때문에, 처리액 중에 포함되는 회수 미립자를 리크(leakage) 하는 일 없이 효율적으로 회수할 수 있다.
또, 본 실시형태에 관한 고액분리장치에 따르면, 여액로(6)가 형성된 적층형상 회전 여과체(1t, 1w)에서는 여액로가 없는 적층형상 회전 여과체의 경우보다 여액로(6) 경유의 여액실(13) 하벽의 여액실 배수구(14)로부터의 배수가 더해지기 때문에 여과홈(S) 내에서 요동 회전하는 대직경(2) 및 소직경 원판형상 여과편(3)의 여액 분리 능력이 향상된다. 그 때문에, 함수율이 낮은 케이크를 회수할 수 있다.
본 실시형태에 관한 고액분리장치에 따르면, 적층형상 회전 여과체(1t, 1w)에 있어서 가장 중량이 큰 凸자 원판형상 여과편(5)을 수지제로 함으로써, 비약적으로 적층형상 회전 여과체(1t, 1w)를 경량화할 수 있다. 그 때문에, 구동 동력의 저감에 더하여 녹이 발생하지 않기 때문에 막힘없는 클린 상태의 여과홈(S)의 형성을 유지할 수 있는 동시에, 적층형상 회전 여과체(1t, 1w)를 수지 성형품으로 할 수 있다. 따라서, 가공하는 일 없이 치수 정밀도가 높은 凸자 원판형상 여과편(5)을 대량으로 생산할 수 있어 저렴하고 조립성에도 뛰어나다. 특히, 정밀도가 높은 적층형상 회전 여과체(1t, 1w)를 용이하게 조립할 수 있기 때문에, 안정된 여과 기능을 얻을 수 있다.
이상, 본 발명을 상세하게 또 특정의 실시형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나는 일 없이 여러 가지 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 분명하다. 또, 상기 설명한 구성 부재의 수, 위치, 형상 등은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명을 실시하는데 있어서 적합한 수, 위치, 형상 등으로 변경할 수 있다.
본 출원은 2012년 9월 19일 출원의 일본특허출원(특원 2012-205180)에 의거하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.
Claims (5)
- 원액 공급구와, 고체부분 배출구와, 여액부분 배출구를 갖는 처리조와,
상기 원액 공급구와 상기 고체부분 배출구의 사이에 설치되고, 대직경 원판형상 여과편과, 상기 대직경 원판형상 여과편보다 소직경인 소직경 원판형상 여과편과, 상기 대직경 원판형상 여과편보다 소직경이고 상기 소직경 원판형상 여과편보다 대직경인 복수의 凸자 원판형상 여과편과, 회전축을 각각 갖는 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체와,
처리액 중에 포함되는 회수 미립자를 회수하도록 상기 처리조의 공급측 측벽과 배출측 측벽에 부설된 시일 부재를 구비하며,
상기 복수의 凸자 원판형상 여과편에 각각 볼록 설치된 凸자 단면이 서로 이웃하는 凸자 원판형상 여과편의 배면에 차례차례 맞닿음으로써 복수의 여과홈이 형성되고,
상기 대직경 원판형상 여과편은 상기 복수의 여과홈 중 제 1 여과홈 내에 있어서 축 방향으로 이동 가능하게 되도록 상기 회전축의 바깥쪽 둘레에 삽입 적층되며,
상기 소직경 원판형상 여과편은 상기 제 1 여과홈에 인접하는 제 2 여과홈 내에 있어서 축 방향으로 이동 가능하게 되도록 상기 회전축의 바깥쪽 둘레에 삽입 적층되고,
상기 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체는 상기 고체부분 배출구의 배출 방향으로 올라가는 기울기 형상의 등간격으로 상하 2단으로 대향 배열되며,
서로 인접하는 트리플 적층형상 회전 여과체 중 한쪽 트리플 적층형상 회전 여과체에 있어서의 대직경 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리는 다른쪽 트리플 적층형상 회전 여과체의 상기 제 2 여과홈 내로 돌입함으로써 다른쪽 트리플 적층형상 회전 여과체의 凸자 원판형상 여과편의 凸자부와 소직경 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리에 접근하도록 설치되고,
상기 시일 부재의 바깥쪽 가장자리가, 상하 2단으로 대향 배열된 상기 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체 중 상기 고체부분 배출구측의 종단의 상하 2단으로 배치된 트리플 적층형상 회전 여과체의 凸자 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리와 상기 원액 공급구측의 시단의 하단에 배치된 트리플 적층형상 회전 여과체의 凸자 원판형상 여과편의 바깥쪽 둘레 가장자리에 틈을 두고 근접 대향되며,
상기 대직경 원판형상 여과편 및 상기 소직경 원판형상 여과편은 상기 제 1 여과홈 및 상기 제 2 여과홈 내를 축 방향으로 요동하면서 상기 회전축과 동조 회전하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고액분리장치. - 제 1 항에 있어서,
추가로 한 쌍의 凸자 원판형상 여과편과, 소직경 원판형상 여과편과, 회전축을 갖는 더블 적층형상 회전 여과체를 구비하고,
상기 더블 적층형상 회전 여과체의 상기 한 쌍의 한쪽 凸자 원판형상 여과편에 볼록 설치된 凸자 단면이 다른쪽 凸자 원판형상 여과편의 배면에 차례차례 맞닿아짐으로써 복수의 제 3 여과홈이 형성되며,
상기 더블 적층형상 회전 여과체의 상기 소직경 원판형상 여과편은 상기 복수의 제 3 여과홈 내에 있어서, 축 방향으로 이동 가능하도록 상기 더블 적층형상 회전 여과체의 상기 회전축의 바깥쪽 둘레에 삽입 적층되고,
상기 더블 적층형상 회전 여과체는 상기 대향 배열된 트리플 적층형상 회전 여과체의 상기 고체부분 배출구측의 종단의 상하 2단, 상기 원액 공급구측의 시단의 하단, 또는 상기 고체부분 배출구측의 종단의 상하 2단 및 상기 원액 공급구측의 시단의 하단에 배치되며,
상기 더블 적층형상 회전 여과체의 바깥쪽 둘레 가장자리에, 상기 시일 부재의 바깥쪽 가장자리가 틈을 두고 근접 대향하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고액분리장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체의 상기 凸자 원판형상 여과편과 상기 대직경 원판형상 여과편 및 상기 원액 공급구측의 시단의 하단에 배치된 더블 적층형상 회전 여과체의 상기 凸자 원판형상 여과편에는 여액 구멍이 동심상으로 뚫어 설치되고, 상기 복수의 트리플 적층형상 회전 여과체의 상기 소직경 원판형상 여과편 및 상기 더블 적층형상 회전 여과체의 상기 소직경 원판형상 여과편에는 여액 절결 구멍이 동심상으로 뚫어 설치되며,
상기 여액 구멍 및 상기 여액 절결 구멍에 의해 적층 후의 상기 트리플 적층형상 회전 여과체 및 상기 더블 적층형상 회전 여과체 내에 여액로가 형성되고,
상기 여액로의 송액 종단측의 개구부는 상기 처리조의 배면측 측벽의 외측에 부설된 여액실 내로 도통되며,
상기 여액실의 하벽에는 여액실 배수구가 개설되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고액분리장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 凸자 원판형상 여과편은 수지에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고액분리장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 凸자 원판형상 여과편은 수지에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고액분리장치.
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