KR101681865B1 - 프리 프랙션 필터 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

프리 프랙션 필터 장치에 관하여 개시한다. 플레이트 필터들을 층으로 적층 시킨 필터 유닛; 상기 필터 유닛을 필터 케이스 안에서 원주상으로 배열하고 상기 필터 유닛을 양편에서 지지하여 정 위치를 유지시키는 기판; 상기 기판을 양편 동일선상에서 탄력적으로 받쳐주고 지지하는 스프링; 및 상기 기판에 배열된 필터 유닛에 진동 충격을 전달하는 가동부;를 포함하는 프리 프랙션 필터 장치는 여과 유체의 대용량 여과 처리 및 이물질을 연속 제거하는 자동 제어가 가능하다.

Description

프리 프랙션 필터 장치 및 그 제어 방법{FREE FRACTION FILTER DEVICE AND THE CONTROL METHOD}
본 발명은 프리 프랙션 필터 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 구체적으로는, 대용량 여과 처리 및 연속 자동 운전이 가능한 프리 프랙션 필터에 관한 것이다.
디스크 필터(disk filter) 또는 플레이트 필터(plate filter)를 이용하는 적층 디스크 및 플레이트 필터 장치(이하, '적층 플레이트 필터 장치' 또는 '프리 프랙션 필터 장치'로 혼용하여 총칭함)는 유체가 유입되는 유입구와 유체를 내보내는 배출구를 가지는 케이스 및 케이스의 내부공간에 설치된 필터 유닛을 포함하여 구성되어 있다. 국내 등록특허 제10-1594876호에는 링 형태의 구조를 갖는 적층 플레이트 필터 및 청소와 세척을 위한 필터 조립체가 개시되어 있다.
적층 플레이트 필터 장치에서 유입구로부터 유입되는 유체는 필터 유닛을 구성하는 밀착된 복수 개의 플레이트 필터들 사이의 여과 유로를 통과하여 필터 유닛 내부로 유입됨으로써 여과되는데 필터의 여과작용으로 인하여 여과된 유체는 배출구를 통하여 케이스의 외부로 배출되는 흐름으로 불순물이 포함된 유체를 여과한다. 적층 플레이트 필터에 의한 유체 여과에서는 플레이트 상호 간의 간격이 중요하다. 일본 특개 제2011-212620호에는 디스크형 플레이트 필터에 관하여 개시되어 있다.
적층 플레이트 필터 장치는 세척을 위해 배출구로 세척수를 공급하여 세척할 수 있는 장점이 있다. 배출구로 공급되는 세척수는 유체 여과 시와 역으로 흘러 유체가 유입되는 유입구로 배출된다. 이를 역세척이라 하는데 역세척에 의하면 필터는 세척수에 의하여 세척되고 필터에 부착된 부유 물질을 세척수에 의해 탈락시켜 세척할 수 있지만, 적층 플레이트 필터 장치를 사용하는 현장에서는 세척 효율 면에서 개량을 요구하고 있다. 예를 들면 적층 플레이트 필터의 간극 사이에 끼거나 착상된 이물질 등은 세척수에 의해 잘 세척되지 않고 잔류하여 유동 유체의 흐름을 막고 여과 효율을 저하시키는 문제를 일으키게 되는데 이를 해결하기 위해 필터에 세척수를 직간접적으로 분사하거나 또는 바이브레이터 등을 이용한 기계적인 털어내기 장치 등이 제안되어 있다.
그러나, 적층 플레이트 필터 장치의 운용에서 역세척을 하더라도 필터의 세척이 제대로 이루어지지 않는 경우가 많고, 바이브레이터 등을 이용한 기계적인 털어내기 작업은 번거롭고 불편하여 필터를 상시적으로 관리하기 어렵고 필터의 관리 작업도 까다로와 개선이 필요한 실정이다.
특허문헌 1. 국내 등록특허공보 등록번호 제10-1594876호
특허문헌 2. 일본 특허공개공보 공개번호 제2011-212620호
특허문헌 3. 미국 등록특허 제6,391,199호
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은, 대용량 여과 처리 및 연속 자동 운전을 가능하게 하는 프리 프랙션 필터 장치(free fraction filter)를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상시 제어가 가능한 프리 프랙션 필터 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 반영구적 사용이 가능한 프리 프랙션 필터 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 낱장으로 이루어지는 플레이트 필터를 적어도 한 장 이상 층으로 적층 시켜 진동판의 요동으로 플레이트 필터의 적층 간격 사이에 끼이는 이물질을 털어낼 수 있도록 이루어진 필터 유닛; 다수의 상기 필터 유닛이 설치되는 원형의 케이스; 상기 필터 유닛을 상기 원형의 케이스를 따라 원주 상으로 배열하고 상기 필터 유닛을 상하부 양편에서 지지하여 필터 유닛의 배열 위치를 결정하고 정 위치를 유지시키는 상하부의 기판; 상기 기판을 양편 동일선상에서 각각 탄력적으로 받쳐주고 지지하는 스프링; 상기 기판에 배열된 필터 유닛에 대한 진동 충격을 구동 모터에 의해 회전하는 가동 캠을 통해 전달하는 가동부; 및 상기 기판은 케이스 내부에서 가동부에 의해 눌려져 있고, 상기 기판과 가동부 사이에는 상기 스프링에 의해 탄지된 진동판;을 포함하는 프리 프랙션 필터 장치에 의해 달성된다.
또한, 본 발명에 따르면, 기판은 케이스 내부에서 가동부에 의해 눌려져 있고, 상기 기판과 가동부 사이에는 진동판이 게재되고, 상기 진동판과 상기 기판 사이에는 스프링이 게재됨으로써, 가동부의 구동력에 의해 진동판이 요동하여 필터 유닛 적층 간격 사이에 끼이는 이물질을 상시적으로 털어낸다.
또한, 본 발명에 따르면, 진동판의 중심에 가이드 핀이 돌출되고, 상기 가이드 핀이 상기 기판을 따라 요동하도록 조립됨으로써, 필터 유닛을 원주상으로 배치한 기판의 상하 진동 밸런스가 흐트러지지 않고 규정된 위치에서 움직이게 유도한다.
또한, 본 발명에 따르면, 하부 기판은 케이스의 유격 공간 안에서 스프링에 의해 탄력적으로 지지한다. 이에 따라 상부 기판으로부터 전달되는 진동이 하부 유격 공간에서도 나타나도록 유도함으로써 필터 유닛의 진폭이 확대되어 이물질의 털어내기 효과를 좋게한다.
또한, 본 발명에 따르면, 가동부는 구동 모터 및 그 축과, 상기 축에 축설된 가동 캠 및 상기 가동 캠에 접촉하는 진동판을 포함함으로써, 진동판이 가동 캠의 상사점과 하사점에 접촉하여 필터 유닛에 직접 진동을 전달한다.
또한, 본 발명에 따르면, 가동부는 구동 모터를 포함하며, 상기 구동 모터는 유체 압력 측정으로 제어되는 제어장치를 더 포함함으로써, 유체 압력 변동에 따라 가동부의 출력을 제어할 수 있으므로 불필요한 부하 운전을 줄이고 필요할 때만 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제어장치는, 유체 유입 압력을 측정하는 유체 유입 압력 측정부, 케이스 내부의 압력을 측정하는 케이스 내부 압력 측정부를 포함하는 측정수단; 및 측정수단으로부터 측정된 압력을 설정된 압력 기준값과 비교하는 기준값 비교부 및 상기 구동 모터의 회전을 제어하는 모터 회전 제어부로 이루어지는 컨트롤러;를 포함함으로써, 압력 변동에 따라 필터 유닛을 진동시킨다.
또한, 본 발명에 따르면, 제어장치는, 측정된 케이스 내부 압력이 P2이고 압력 기준값이 P인 경우, P2 ＞ P에서 구동 모터를 가동시킬 수 있다.
상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 다수의 필터 유닛이 원주상으로 배열된 케이스의 안으로 유입되는 유체 유입 압력을 측정수단을 통해 측정하는 단계; 케이스 내부의 압력을 측정수단을 통해 측정하고 그 측정값을 제어장치의 컨트롤러를 통해 압력 기준값과 비교 연산하는 단계; 및 상기 단계로부터 비교 결과 케이스 내부 압력이 압력 기준값 보다 큰 조건에서 상기 필터 유닛에 진동 충격을 가동 캠을 통해 전달하기 위하여 가동 캠을 구동시키는 구동 모터를 구동시키고, 상기 케이스 내부 압력이 압력 기준값 보다 작으면 상기 구동 모터를 정지시켜 가동 캠의 구동을 정지시키는 제어 단계;를 포함하는 프리 프랙션 필터 장치의 제어 방법에 의해 달성된다.
또한, 본 발명에 따르면, 측정된 케이스 내부 압력이 P2, 압력 기준값이 P 일 때, P2 ＜ P에서 캠 구동 모터의 구동을 대기시키는 단계를 포함함으로써, 불필요한 부하 구동을 자동적으로 제어할 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 대용량 여과 처리 및 연속 자동 운전이 가능한 프리 프랙션 필터 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 플레이트 필터의 막힘 등 이상 징후에 따라 필터 유닛에 대한 진동을 가감속 시키면서 자동적으로 전달하여 이물질에 의한 필터 막힘 등에 의한 필터 장치의 여과 성능 저하나 효율 저하에 대비할 수 있는 효과가 있다.
또한, 이물질에 의한 필터 막힘 등 고장을 방지하여 반영구적 사용이 가능한 프리 프랙션 필터 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 필터 유닛의 이물질 제거를 위해 사용되는 기존의 기계적 방식에 비해 저소음 운전이 가능하고, 수조작을 대체할 수 있으므로 고신뢰성 프리 프랙션 타입의 필터 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프리 프랙션 타입 필터 장치의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 예시도 이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프리 프랙션 타입 필터 장치의 평면 예시도 이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 프리 프랙션 타입 필터 장치의 저면 예시도 이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 프리 프랙션 타입 필터 장치의 필터 유닛 배치 및 기판 구조를 발췌한 예시도 이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 적용되는 필터 유닛의 예시도 이다.
도 6은 도 5의 A 부 확대도 이다.
도 7 본 발명의 실시 예에 적용되는 필터 유닛의 플레이트 필터로서, (a)는 디스크 플레이트, (b)는 별 구조의 플레이트를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제어장치의 블럭도 이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 프리 프랙션 타입 필터 장치의 제어 예를 보인 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 프리 프랙션 필터 장치 및 제어 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 사용된 용어인 '프리 프랙션 필터 장치(free fraction filter device)'는, 여과 대상 유체에 포함된 이물질을 플레이트 필터들의 간격 조직 구조를 통해 자유롭게 나누어서 여과시키는 필터 장치의 의미이다. 프랙션(fraction)은 분획[分劃]의 의미로서 각종 구성성분 또는 혼합물로부터 각각의 성분 또는 특정의 그룹으로 분리하는 조작의 의미일 수 있다. 그러나, 상기 '프랙션'의 의미는 여기에 한정되지는 않으며, 여과 대상 유체에 포함된 이물질을 분리 여과하는 일반적인 넓은 의미의 필터링을 포함하는 의미로 혼용될 수 있다.
본 발명은 플레이트 필터를 적층하여 만들어지는 사이 간격으로 유체를 여과할 수 있는 필터 유닛을 구성한다. 플레이트 필터 사이는 원하는 만큼의 간격을 형성하여 간극 거리를 확보한 후 확보된 간극을 일정하게 유지함으로써 확보된 간극보다 큰 이물질을 프랙션 효과를 통해 통과하지 못하도록 한다.
본 발명은 세척(back wash)시 유체 흐름의 방향이 순방향 또는 역방향 어느 방향에서든 같은 결과를 얻을 수 있는 프리 프랙션 필터 장치로 설계될 수 있다.
본 발명은 플레이트 필터의 재질을 금속 및 비금속 중에서 자유롭게 선택하여 적용할 수 있다.
본 발명은 가동부를 통해 직접 케이스 내부에 진동 충격을 전달하여 이물질 제거가 가능하고 필터 세척에도 유리하다. 플레이트 필터의 모양은 디스크, 별 형상 등 필요에 따라 자유롭게 선택적으로 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프리 프랙션 필터 장치의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 예시도 이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프리 프랙션 필터 장치의 평면 구조이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 프리 프랙션 필터 장치의 저면 구조이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 프리 프랙션 필터 장치(100)는, 낱장의 플레이트 필터(111)들을 적어도 한 장 이상 층으로 적층 시켜 필터 유닛(110)을 구성하고, 필터 유닛(110)을 케이스(200) 안에 원주상으로 배열하여 대용량 여과 처리 및 연속 자동 운전이 가능하도록 구성된다.
케이스(200)의 하부는 막혀 있고 상부는 커버(260)에 의해 씌워져 있으며, 커버(260)는 리프팅 러그(240)를 통해 개폐 가능하며, 리프팅 러그(240)는 힌지편(250)으로 고정되어 있다. 케이스(200)에는 유체가 유입되는 유입구(270)와 여과된 유체를 내보내는 배출구(280)가 있다.
필터 유닛(110)은 플레이트 필터(111)들을 적층 시켜 놓은 것으로, 이들은 도 4에 도시된 바와 같이 상부와 하부에 위치하는 양편의 기판(210)(220)에 의해 위치 결정되어 케이스(200) 내부에 놓여 지고, 유입구(270)를 통해 유입되는 유체에 포함된 불순물을 다중 여과시켜 배출구(280)를 통해 케이스(200) 밖으로 여과된 유체를 배출한다.
필터 유닛(110)들은 기판(210)(220)에 의해 케이스 안에 원주상으로 배열되는데 상부와 하부 양편에 놓이는 기판(210)(220)은 스프링(300a)(300b)을 통해 동일선상에서 탄력적으로 지지되어 케이스(200) 내부에서 전체적으로 상하로 움직일 수 있도록 되어 있다.
케이스(200) 내부의 필터 유닛(110) 상하부에 배치되는 스프링(300a)(300b)은 가동부(400)의 가동 캠(420) 구동으로 전달되는 진동을 필터 유닛(110)으로 전달하는 동시에 운전 소음을 줄인다.
본 발명의 프리 프랙션 필터 장치(100)는 기판(210)(220)에 배열된 필터 유닛(110)에 충격 또는 진동을 전달하는 가동부(400)를 포함하여 구성된다.
도 5 및 도 6은 본 발명에서 적용 가능한 필터 유닛의 예이다. 도 7의 (a)(b)는 필터 유닛을 구성하는 플레이트 필터의 예이다.
필터 유닛(110)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상단과 종단 또는 어느 한쪽에 기판(210)(220)과의 결합을 위한 결합부(120)가 구비될 수 있다. 그리고, 필터 유닛(110)은 플레이트 필터(111)의 간극 사이를 통과하는 유동 유체가 유입되는 유입부(131)를 구비하고 유입부(131)를 통과하는 유체가 모이는 중공부(132)가 형성된 컬럼(130)으로 구성되고 컬럼(130)의 외경 상으로는 플레이트 필터(111)들이 적층된다.
컬럼(130)을 따라 적층되는 플레이트 필터(111)는 도 6에 도시된 바와 같이, 플레이트 필터(111)들의 적층 간 간격을 형성하는 돌기(112) 및 그 돌기(112)에 비해 낮은 표면(113)을 갖는다. 돌기(112) 또는 표면(113)의 모양 및 형상은 다양한 형상이 선택될 수 있다. 어느 것이나 플레이트 필터(111)의 간격 사이로 유체를 통과시켜 그 과정에서 유체에 포함된 이물질을 여과시킨다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에서 적용 가능한 필터 유닛의 대표적인 예이지만, 본 발명은 여기에 한정되지 않으며, 이 분야에서 알려져 있는 적층 디스크 필터 유닛, 또는 적층 플레이트 필터 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 프리 프랙션 피터 장치는 여과와 세척에서 다양한 운전 방식이 선택될 수 있다.
대표적으로, 정상 운전시, 여과 대상 유체는 유입구(270)로 유입되어 배출구(280)를 통해 배출하도록 운전된다.
또한, 정상 운전 방식에 따라 세척 운전을 수행할 수 있다. 이 경우 세척수를 유입구(270)를 통해 유입시켜 세척수가 필터 유닛(110)을 경유하도록 하고, 밸브 노즐(290)을 통해 세척수를 배출시킬 수 있다. 이러한 운전 방식에서는 배출구(280)의 밸브는 막고 밸브 노즐(290)을 개방하여 오염된 세척수를 배출한다.
또한, 역세척시 반대로 배출구(280)를 통해 세척수를 유입시키고 필터 유닛(110)에 대한 세척을 마친 세척수를 밸브 노즐(290)을 통해 빠져나가도록 하는 세척 운전도 가능하다.
여과 운전 및 세척 운전 방식의 선택은 필터 유닛의 오염원 및 오염 물질, 세척 조건 등에 따라 적절한 운전 방식을 선택하여 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 프리 프랙션 필터 장치를 구성하는 제어장치의 예를 나타낸 블럭도이다.
도 1 내지 도 4 및 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 프리 프랙션 필터 장치를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상부 기판(210)은 케이스(200) 내부에서 가동부(400)에 의해 눌려져 있다. 그리고 기판(210)과 가동부(400) 사이에는 진동판(230)이 게재된다. 진동판(230)과 기판(210) 사이에는 스프링(300a)이 게재되어 있다.
진동판(230)의 중심에 가이드 핀(231)이 돌출되고, 가이드 핀(231)이 기판(210)을 따라 요동하도록 조립된다. 가이드 핀(231)은 기판(210)의 홀(211)을 따라 상하 이동될 수 있게 조립된다.
하부측의 기판(220)은 케이스(200)의 유격 공간(t1) 안에서 스프링(300b)에 의해 탄력적으로 지지된다.
가동부(400)는 구동 모터(410) 및 그 축(430)과, 축(430)에 축설된 가동 캠(420), 가동 캠(420)에 접촉하는 진동판(230)을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 가동부(400)는 구동 모터(410)를 포함하며, 상기 구동 모터(410)는 유체 압력 측정으로 제어되는 제어장치(500)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
제어장치(500)는, 유체 유입 압력을 측정하는 유체 유입 압력 측정부(511), 케이스 내부의 압력을 측정하는 케이스 내부 압력 측정부(512)를 포함하는 측정수단(510) 및 측정수단(510)으로부터 측정된 압력을 설정된 압력 기준값과 비교하는 기준값 비교부(521), 구동 모터(410)의 회전을 제어하는 모터 회전 제어부(522)로 이루어지는 컨트롤러(520)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 제어장치(500)는, 측정된 케이스 내부 압력이 P2이고 압력 기준값이 P 일때, P2 ＞ P에서 구동 모터(410)를 제한적으로 가동시킬 수 있다. 또한, 구동 모터(410)의 속도를 증속 시킬 수 있다. 구동 모터(410)의 증속은 가동 캠(420)의 속도를 증가시켜 진동 전달 세기를 증가시킨다. 다른 조건에서는 구동 대기 또는 감속시킬 수 있으므로 유체 압력 변동에 따른 자유로운 운전 제어가 가능하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 프리 프랙션 필터 장치를 통한 유체 여과 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 여과 대상 유체는 유입구(270)를 통해 케이스(200) 안으로 유입된다.
케이스(200) 안에는 다중 필터 유닛(110)들이 상하부의 기판(210)(220)을 따라 원주상으로 배치되어 있어 유체는 필터 유닛(110)을 통과한다. 필터 유닛(110)은 적층 간 사이 틈새를 통해 입자가 틈새 간격보다 큰 이물질을 걸러내고 여과된 유체만 배출구(280)를 따라 배출시킨다.
필터 유닛(110)의 적층 간 틈새에 걸린 이물질들은 보통 그대로 잔류하는데, 이때 가동부(400)를 작동시키면 플레이트 필터(111) 간 틈새에 끼인 이물질을 이탈시킬 수 있다.
가동부(400)는 구동 모터(410)와 축(430)이 있고 축(430)에는 가동 캠(420) 이 장착되어 축(430)을 중심으로 가동 캠(420)은 상사점과 하사점을 형성하여 그 회전 위치에 따라 이와 접촉하는 진동판(230)을 진동시킨다.
진동판(230)은 스프링(300a)에 의해 떠받쳐져 있는 상태이므로 언제나 가동 캠(420)과 밀착되고 구동 모터(410)의 구동으로 가동 캠(420)이 회전되면 그 위치에 따라 회전 축간 편차에 의한 진동을 일으킨다.
진동판(230)의 진동 세기는 가동 캠(420)의 회전 속도에 따라 증감될 수 있으므로 구동 모터(410)의 속도 증감을 통해 진동의 세기는 자유롭게 조절될 수 있다.
진동판(230)의 진동은 연속적으로 필터 유닛(110)을 원주상으로 배치하고 있는 상부 기판(210)에 스프링(300a)을 통해 전달된다. 연속적으로 상부 기판(210)에 전달되는 진동은 필터 유닛(110)을 하부에서 지지하고 있는 하부 기판(220)으로도 동시에 전달된다. 이때, 하부 기판(220)을 받쳐주는 스프링(300b)은 진동 소음을 저감시키는 동시에 탄성 복원력으로 하부 기판(220)을 상부로 밀어올리는 작용을 한다. 스프링(300a)(300b)의 수축 복원 타이밍은 가동 캠(420)의 축간 회전 위치에 종속된다.
따라서, 구동 모터(410)의 구동력으로 가동 캠(420)이 회전하면, 필터 유닛(110)을 상부와 하부에서 지지하고 있는 기판(210)(220)에 전달되고, 그 힘으로 필터 유닛(110)은 케이스(200) 안에서 상하 왕복 진동 운동이 일어나며, 그 진동 운동을 통해 필터 유닛(110)의 플레이트 필터(110) 사이에 잔류하는 이물질의 유동을 촉진시켜 이물질에 의한 필터 막힘을 방지할 수 있게 된다.
필터 유닛(110)에 잔류하는 이물질은 가동부(400)의 구동 모터(410)로 인가되는 전원을 필요에 따라 스위치를 조작하여 적기에 제거할 수 있다.
가동부(400)의 구동 모터(410)는 유체 압력 측정으로 제어되는 제어장치(500)를 통해 제어하여 필터 장치 자동 운전 제어가 가능하다.
제어장치(500)는 도 8에 도시된 바와 같이, 유체 유입 압력을 측정하는 유체 유입 압력 측정부(511) 및 케이스 내부의 압력을 측정하는 케이스 내부 압력 측정부(512)를 포함하는 측정수단(510), 그리고, 측정수단(510)으로부터 측정된 압력을 설정된 압력 기준값과 비교하는 기준값 비교부(521) 및 구동 모터(410)의 회전을 제어하는 모터 회전 제어부(522)로 이루어지는 컨트롤러(520)로 구성될 수 있다.
여기서, 측정수단(510)은 유체의 압력을 측정할 수 있는 센서류로서, 압력 측정 신호를 컨트롤러(520)로 전송할 수 있는 센서이다.
유입구(270)로 유입되는 유체 유입 압력 P1을 측정하면, 유입구(270)를 통해 유입되는 유체의 압력을 파악할 수 있고, 이를 케이스 내부 압력 P2 또는 압력 기준값 P와 비교 연산하여 그 결과에 따라 가동부의 구동 조건을 결정할 수 있다.
케이스의 내부 압력 P2를 측정하면, 현재 케이스 내부 압력이 임의로 설정된 압력 기준값 P와 차이가 있는지를 판단할 수 있다.
케이스 내부 압력 P2가 압력 기준값 P와 비교하여 압력이 높으면 필터 유닛(110)을 통과하는 유체가 이물질에 의해 막혀 압력이 증가하는 것으로 판단하여 가동부(400)의 구동 모터(410)를 가동시킨다. 구동 모터(410)의 구동은 가동 캠(420)을 회전시켜 필터 유닛(110)에 대한 진동의 세기를 증가시켜 필터 유닛(110)에 걸린 이물질을 큰 세기의 진동으로 털어내도록 할 수 있다. 이 과정에서 구동 모터(410)의 회전 속도는 케이스 내부 압력 비에 따라 자유롭게 조절될 수 있고, 이를 통해 이물질 제거를 위한 진동의 크기를 조절할 수 있다.
여기서, 케이스 내부 압력 P2는 케이스 내부를 통과하는 유체의 압력, 또는 개개의 필터 유닛(110)들의 압력일 수 있다.
어느 경우이거나 케이스 내부로 유입된 유체의 압력은 센서를 통해 측정될 수 있다. 케이스 안으로 유입된 유체의 유량 흐름이 설정된 압력 기준값 보다 커지면 컨트롤러(520)는 이를 필터 막힘의 이상 징후로 판단하여 모터 회전 제어부(522)를 통해 구동 모터(410)를 기동시켜 필터 유닛(110)에 대한 진동을 전달하고 구동 모터의 속도를 증속시키는 방법으로 진동의 세기를 증가시킨다.
이와 다르게 케이스 내부 압력 P2가 압력 기준값 P에 비해 작으면 유량 흐름이 정상적인 흐름이 유지되는 것으로 판단하여 구동 모터(410)의 가동을 정지 모드로 변환하여 대기시킬 수 있다.
따라서, 필터 막힘에 대한 이상 징후를 자동적으로 판단하여 필터 막힘이 있을 때 가동부(400)의 구동 모터(410)를 제한적으로 작동시킬 수 있으며 가동 캠(420)에 의한 진동의 세기를 조정하면서 필터 막힘에 대비할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 프리 프랙션 필터 장치의 제어 방법의 예를 보인 플로우 차트이다.
프리 프랙션 필터 장치의 제어 방법은, 도 9를 참조하면, 먼저, 케이스 안으로 유입되는 유체 유입 압력 P1을 측정한다(S101). 유입 압력은 유입구로 유입되는 유동 유체의 압력으로서 정해지거나 규정된 압력값이 아니다.
유체의 유입 압력 P1은 컨트롤러(520)로 입력되어 설정된 임의의 압력 기준값 P와 비교하여 압력 추이를 판단하기 위한 정보이다.
유체의 유입 압력 측정과 별개로 케이스 내부로 유입이 이루어진 유체의 유동 압력을 케이스 내부 압력 P2를 측정한다(S102). 여기서, P2는 케이스 내부 압력을 의미하거나 또는 필터 유닛의 압력일 수 있다. 본 발명의 설명에서는 구분없이 이를 케이스 내부 압력으로 한다.
케이스 내부 압력 P2는 컨트롤러(520)로 입력되어 설정된 임의의 압력 기준값 P와 비교하여 압력 변동 추이를 판단하고 이를 통해 필터 막힘 상태를 판단하기 위한 정보이다.
유체의 유입 압력과 케이스 내부 압력 측정을 거쳐 연속적으로 케이스 내부 압력 P2와 압력 기준값 P를 컨트롤러(520)의 기준값 비교부(521)에서 비교 연산한다(S103).
비교 결과 케이스 내부 압력 P2가 압력 기준값 P보다 큰 조건이면(S104), 가동 캠(420)을 회전시키는 구동 모터(410)를 구동시키거나 증속시킨다(S105). 그렇지 않으면 구동 모터(410)의 구동 전원을 OFF시켜 대기 모드로 유지한다(106).
연속해서 컨트롤러(520)는 케이스 내부 압력 P2와 압력 기준값 P를 비교하여 케이브 내부 압력이 압력 기준값 P2에 비해 작아진 것으로 판단되면(S107), 가동 캠(410)을 회전시키는 구동 모터(410)를 정지시키거나 속도를 감속한다(S108). 감속 과정을 거치면 그 후 구동 모터(410)의 구동 전원을 OFF 시켜 대기 모드로 유지한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면으로 나타낸 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 실시 예로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있으며 수정과 변형이 이루어진 것은 본 발명의 기술 사상에 포함된다.
100: 필터 장치 110: 필터 유닛
111: 플레이트 필터 130: 컬럼
131: 유입부 200: 케이스
210.220: 기판 211: 홀
230: 진동판 231: 가이드 핀
300a.300b: 스프링 400: 가동부
410: 구동 모터 420: 가동 캠
430: 축 500: 제어장치
510: 측정수단 511: 유체 유입 압력 측정부
512: 케이스 내부 압력 측정부 520: 컨트롤러
521: 기준값 비교부 522: 모터 회전 제어부

Claims (10)

  1. 낱장으로 이루어지는 플레이트 필터를 적어도 한 장 이상 층으로 적층 시켜 진동판의 요동으로 플레이트 필터의 적층 간격 사이에 끼이는 이물질을 털어낼 수 있도록 이루어진 필터 유닛;
    다수의 상기 필터 유닛이 설치되는 원형의 케이스; 상기 필터 유닛을 상기 원형의 케이스를 따라 원주 상으로 배열하고 상기 필터 유닛을 상하부 양편에서 지지하여 필터 유닛의 배열 위치를 결정하고 정 위치를 유지시키는 상하부의 기판;
    상기 기판을 양편 동일선상에서 각각 탄력적으로 받쳐주고 지지하는 스프링; 상기 기판에 배열된 필터 유닛에 대한 진동 충격을 구동 모터에 의해 회전하는 가동 캠을 통해 전달하는 가동부; 및
    상기 기판은 케이스 내부에서 가동부에 의해 눌려져 있고, 상기 기판과 가동부 사이에는 상기 스프링에 의해 탄지된 진동판;을 포함하는 프리 프랙션 필터 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동판의 중심에 가이드 핀이 돌출되고, 상기 가이드 핀이 상기 기판을 따라 요동하도록 조립된 프리 프랙션 필터 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 케이스의 유격 공간 안에서 스프링에 의해 탄력적으로 지지된 프리 프랙션 필터 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가동부는 구동 모터 및 축과, 상기 축에 축설된 가동 캠 및 상기 가동 캠에 접촉하는 진동판을 포함하는 프리 프랙션 필터 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가동부는 구동 모터를 포함하며, 상기 구동 모터는 유체 압력 측정으로 제어되는 제어장치를 더 포함하는 프리 프랙션 필터 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    유체 유입 압력을 측정하는 유체 유입 압력 측정부, 케이스 내부의 압력을 측정하는 케이스 내부 압력 측정부를 포함하는 측정수단; 및
    상기 측정수단으로부터 측정된 압력을 설정된 압력 기준값과 비교하는 기준값 비교부, 상기 구동 모터의 회전을 제어하는 모터 회전 제어부로 이루어지는 컨트롤러;를 포함하는 프리 프랙션 필터 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어장치는, 측정된 케이스 내부 압력이 P2이고 압력 기준값이 P 일때, P2 ＞ P에서 구동 모터를 가동시키거나 또는 증속시키는 프리 프랙션 필터 장치.
  9. 다수의 필터 유닛이 원주상으로 배열된 케이스의 안으로 유입되는 유체 유입 압력을 측정수단을 통해 측정하는 단계;
    케이스 내부의 압력을 측정수단을 통해 측정하고 그 측정값을 제어장치의 컨트롤러를 통해 압력 기준값과 비교 연산하는 단계; 및
    상기 단계로부터 비교 결과 케이스 내부 압력이 압력 기준값 보다 큰 조건에서 상기 필터 유닛에 진동 충격을 가동 캠을 통해 전달하기 위하여 가동 캠을 구동시키는 구동 모터를 구동시키고, 상기 케이스 내부 압력이 압력 기준값 보다 작으면 상기 구동 모터를 정지시켜 가동 캠의 구동을 정지시키는 제어 단계;를 포함하는 청구항 1기재의 프리 프랙션 필터 장치의 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 측정된 케이스 내부 압력이 P2, 압력 기준값이 P 일 때, P2 ＜ P에서 캠 구동 모터의 구동을 대기시키는 단계를 포함하는 프리 프랙션 필터 장치의 제어 방법.
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