KR101985583B1 - 적층식 필터 디스크 구조를 채용한 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액체의 유동을 필터링하기 위한 필터에 관한 것으로, 상기 필터는 압력 용기; 및 압력 용기 내에 배치되는 필터 어셈블리;를 포함하고, 필터 어셈블리는 출구와 유체 연통하는 중앙 유로를 따라 동축 상에 배치되는 다수의 필터 디스크를 포함한다. 각 필터 디스크는 다수의 부분으로 구성되며, 바람직하게는 제1 및 제2 필터 스크린을 지지하도록 구성된 외향 필터 스크린 지지체를 구비한 스페이서(spacer)를 포함한다. 필터 스크린 지지체는 대부분의 표면 영역에 걸쳐 개방된 형태의 다공성 구조로 제공되며, 제1 및 제2 필터 스크린 지지체 사이의 간격을 유지하기 위해 일련의 하부 지지대가 배치된다. 바람직하게는, 각 스페이서의 내부 체적 중 적어도 20%는 개방됨으로써 액체가 스크린으로부터 중앙 유로로 흐르도록 구성된다. 또한, 필터 디스크는 모듈식 구조로 제공되며, 각 필터 디스크의 표면을 가로 질러 나선형 스캐닝 모션을 수행하도록 구성된 백워시 어셈블리(backwash arrangement)가 제공된다.

Description

적층식 필터 디스크 구조를 채용한 필터 {Filter Employing Stack of Filter Disks}
본 발명은 필터에 관한 것으로, 특히 압력 용기 내에 완전히 수용되도록 구성된, 적층식 필터 디스크 구조를 채용한 필터에 관한 것이다.
입자를 원하는 크기로 줄여 제거시키기 위한 방법으로, 물과 같은 액체의 인라인 필터링 방법이 공지되어 있다. 이러한 필터는 일반적으로 원통형 필터 스크린이 압력 용기 내의 액체에 수용되는 구조를 채택하고 있는데, 이러한 액체는 스크린을 거쳐 외부로 유동하도록 구성된다. 이러한 구조에 대한 예가 영국 특허공보 GB 1485989에 개시되어 있다. 이러한 원통형 필터 스크린 구조는 구현이 용이한 장점을 가진 반면, 압력 용기의 소정 체적에 비해 필터 스크린 영역이 상대적으로 낮게 제공된다는 단점이 있다.
미국특허 제 5855799호는 작은 압력을 가진 용기 체적에서 보다 큰 필터 스크린 표면의 제공이 가능하고, 보다 콤팩트하며 다양한 구조로 구성된 필터를 제안한다. 예컨대, 상기 미국특허 제 5855799호의 도 3의 경우, 적층식 필터 디스크가 압력 용기 내의 공통 축선 상에 위치한 출구측 파이프에 장착되는 구성을 나타낸다.
본 발명의 목적은 액체의 유동을 필터링하기 위한 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일실시예에 대한 내용에 따라 액체의 유동을 필터링하기 위한 필터가 제공되며, 상기 필터는 (a) 입구 및 출구를 구비한 압력 용기; 및 (b) 압력 용기 내에 배치되는 필터 어셈블리;를 포함하고, 필터 어셈블리는 출구와 유체 연통하는 중앙 유로를 따라 동축 상에 배치되는 다수의 필터 디스크를 포함하며, 각 필터 디스크는 제1 및 제2 외향 필터 스크린 지지체를 구비한 스페이서(spacer)를 포함하고, 필터링된 액체를 중앙 유로 안쪽으로 흐르게 하기 위한 출구를 구비하며, 스페이서의 제1 및 제2 외향 필터 스크린 지지체는 각 필터 디스크에 대응되는 제1 및 제2 표면을 형성하는 제1 및 제2 필터 스크린을 지지하도록 구성되고, 제1 및 제2 외향 필터 스크린 지지체는 대부분의 표면 영역에 걸쳐 개방된 형태의 다공성(cellular) 구조로 제공되며, 스페이서는 제1 및 제2 외향 필터 스크린 지지체 사이의 간격을 유지하도록 배치된 일련의 하부 지지대를 더 포함한다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 각 스페이서의 내부 체적 중 적어도 20%는 개방됨으로써 액체가 스크린으로부터 중앙 유로로 흐르도록 구성된다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 각 스페이서의 제1 외향 필터 스크린 지지체는 절반 두께로 구성된 적어도 하나의 제1 스페이서 세그먼트로부터 형성되고, 각 스페이서의 제2 외향 필터 스크린 지지체는 절반 두께로 구성된 적어도 하나의 제2 스페이서 세그먼트로부터 형성되며, 제1 및 제2 스페이서 세그먼트는 조립시 상기 제1 및 제2 외향 필터 스크린 지지체 사이의 간격을 유지하도록 구성된 일련의 상보적인 하부 지지대를 구비한다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 각 스페이서는 하나의 환형 제1 스페이서 세그먼트 및 하나의 환형 제2 스페이서 세그먼트로부터 형성된다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 각 스페이서는 다수의 제1 스페이서 세그먼트 및 다수의 제2 스페이서 세그먼트로부터 형성된다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 필터 스크린 지지체는 사각형 또는 육각형의 셀 형태이다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 제1 및 제2 필터 스크린을 필터 디스크에 부착시, 필터 스크린의 둘레 주위에서만 부착하도록 구성된다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 필터 어셈블리는 회전 가능하게 장착됨으로써 중앙 축선에 대해 회전하도록 구성되며, 상기 필터는 아래의 부품들을 포함하는 백워시 어셈블리(backwash assembly)를 더 포함한다:
(a) 인접한 다수의 필터 디스크들 사이에서 연장되는 백워시 암(backwash arm); 상기 백워시 암은 제1 및 제2 필터 스크린 중 하나와 대향 배치된 석션 노즐에서 종결되도록 구성됨,
(b) 백워시 암의 모션을 수용하도록 구성된 피봇 장치; 이러한 피봇 장치에 의해 석션 노즐을 제1 및 제2 필터 스크린 중 하나와 밀착 접촉시키도록 구성됨, 및
(c) 필터 어셈블리를 중앙 축선에 대해 회전시킴과 동시에 백워시 암을 이동시키도록 구성된 구동 장치; 이러한 구동 장치에 의해 석션 노즐을 필터 디스크 상의 반경 방향 영역의 범위 내에서 이동시킴으로써, 석션 노즐로 하여금 필터 디스크의 표면을 가로 지르는 나선형 트래킹 모션이 가능하도록 구성됨.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 석션 노즐은 백워시 암의 말단에 위치한 석션 헤드의 일부이며, 석션 헤드는 제1 및 제2 필터 스크린 중 하나와 롤링 접촉(rolling contact)을 제공하도록 배치된 적어도 하나의 회전가능식 롤러를 더 포함한다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 백워시 암은 한쌍의 인접한 필터 디스크들 사이에 삽입된 한쌍의 백워시 암 중 하나로 구성되며, 상기 피봇 장치는 제1백워시 암의 모션을 수용함으로써 제1필터 디스크의 제2필터 스크린과 접촉하고, 제2백워시 암의 모션을 수용함으로써 제2필터 디스크의 제1필터 스크린과 접촉하도록 구성된다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 상기 구동 장치는 단일 모터의 일방향 회전으로부터 필터 어셈블리의 회전 및 석션 노즐의 왕복 운동을 생성하도록 구성된다.
또한, 본 발명의 일실시예의 내용에 따라 액체의 유동을 필터링하기 위한 필터가 제공되며, 상기 필터는 (a) 입구 및 출구를 구비한 압력 용기; 및 (b) 압력 용기 내에 배치되는 필터 어셈블리;를 포함하고, 필터 어셈블리는 출구와 유체 연통하는 중앙 유로를 따라 동축 상에 배치되는 다수의 필터 디스크를 포함하며, 필터 어셈블리는 회전 가능하게 장착됨으로써 중앙 축선에 대해 회전할 수 있도록 구성되고, 각 필터 디스크는 (i) 지지 부재; 및 (ii) 지지 부재에 의해 지지되는 스페이서;를 포함하며, 스페이서는 제1 및 제2 외향 필터 스크린 지지체를 구비하고, 필터링된 액체를 중앙 유로 안쪽으로 흐르게 하기 위한 출구를 구비하며, 스페이서의 제1 및 제2 외향 필터 스크린 지지체는 각 필터 디스크에 대응되는 제1 및 제2 표면을 형성하는 제1 및 제2 필터 스크린을 지지하도록 구성되고, 상기 필터는 (c) 백워시 어셈블리를 더 포함하며, 백워시 어셈블리는 (i) 인접한 다수의 필터 디스크들 사이에서 연장되는 백워시 암(이러한 백워시 암은 제1 및 제2 필터 스크린 중 하나와 대향 배치된 석션 노즐에서 종결되도록 구성됨); (ii) 백워시 암의 모션을 수용하도록 구성된 피봇 장치(이러한 피봇 장치에 의해 석션 노즐을 제1 및 제2 필터 스크린 중 하나와 밀착 접촉시키도록 구성됨); 및 (iii) 필터 어셈블리를 중앙 축선에 대해 회전시킴과 동시에 백워시 암을 이동시키도록 구성된 구동 장치(이러한 구동 장치에 의해 석션 노즐을 필터 디스크 상의 반경 방향 영역의 범위 내에서 이동시킴으로써, 석션 노즐로 하여금 필터 디스크의 표면을 가로 지르는 나선형 트래킹 모션이 가능하도록 구성됨);를 포함한다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 석션 노즐은 백워시 암의 말단에 위치한 석션 헤드의 일부로 구성되며, 석션 노즐은 제1 및 제2 필터 스크린 중 하나와 롤링 접촉을 제공하도록 배치된 적어도 하나의 회전가능식 롤러를 더 포함한다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 백워시 암은 한쌍의 인접한 필터 디스크들 사이에 삽입된 한쌍의 백워시 암 중 하나로 구성되며, 상기 피봇 장치는 제1백워시 암의 모션을 수용함으로써 제1필터 디스크의 제2필터 스크린과 접촉하고, 제1백워시 암의 모션을 수용함으로써 제2필터 디스크의 제1필터 스크린과 접촉하도록 구성된다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 상기 구동 장치는 단일 모터의 일방향 회전으로부터 필터 어셈블리의 회전 및 석션 노즐의 왕복 운동을 생성하도록 구성된다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 상기 피봇 장치는 백워시 암을 편향시키도록 배치된 바이어싱 장치를 포함함으로써, 석션 노즐을 제1 및 제2 필터 스크린 중 한쪽으로 가압시키도록 구성된다.
본 발명에 따라, 압력 용기 내에 완전히 수용되도록 구성된, 적층식 필터 디스크 구조를 채용한 필터가 제공된다.
본 발명은 다음과 같은 도면을 첨부하여 설명하며, 이들은 단지 예로서만 기술된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 구성되고 작동되는 필터의 사시도이다.
도 2a는 도 1의 필터에서 외측 케이스의 일부가 제거된 상태를 도시한다.
도 2b는 도 2a의 필터에 대한 절개 사시도이다.
도 3a는 도 2a의 필터에서 필터 디스크에 대한 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 필터 디스크의 하부 구조에서 필터 스크린이 분리된 상태를 도시한다.
도 4는 도 3b에서 IV로 표시된 부분에 대한 확대 사시도이다.
도 5a는 도 3a의 필터 디스크에서 필터 스크린 지지 세그먼트에 대한 확대 사시도이다.
도 5b 및 5c는 도 5a의 필터 스크린 지지 세그먼트를 각각 양분하고 있는 외향면 및 내향면에 대한 사시도이다.
도 5d 및 5e는 도 5b의 일부 영역에 대한 확대 평면도 및 확대 사시도이다.
도 5f는 도 5e의 필터 스크린 지지 세그먼트에 필터 스크린이 배치된 것을 도시하는 사시도이다.
도 6a는 도 1의 필터 중 백워시 어셈블리(backwash assembly)의 일부에 대한 사시도이고, 도 6b는 도 6a의 원형(○)으로 표시된 부분에 대한 확대도이다.
도 7은 도 1의 백워시 어셈블리의 구동 장치에 대한 일실시예를 도시하는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 변형 실시예에 따라 구성되고 작동되는 필터의 개략적 인 단면도이다.
도 9a 및 9b는 도 8의 필터 중 필터 디스크부에 대한 사시도이다.
도 9c는 도 9a의 필터 디스크부에 대한 분해 사시도이다.
도 10은 도 8의 필터에서 사용에 필요한 2개 부분의 스페이서 세그먼트(spacer segment)의 구조에 대한 대안적인 실시예를 도시하는 확대 사시도이다.
도 11a 및 11b는 도 8의 필터 디스크에 대한 대안적인 실시예에서 사용에 필요한 절반의 두께로 구성된 환형 스페이서의 앞뒷면을 각각 도시한다.
도 12는 도 8의 필터 중 필터 디스크 및 백워시 어셈블리에 대한 축방향 도이다.
도 13a 및 13b는 도 12의 백워시 어셈블리에서 백워시 암(backwash arm) 중 하나의 일부에 대한 사시도 및 측면도이다.
본 발명은 필터 및 그에 대응된 서브 시스템, 그리고 관련된 방법에 대한 것이다.
본 발명에 따른 필터의 원리 및 작동은 첨부된 도면 및 설명을 참조함으로써 더욱 용이하게 이해될 수 있다.
도면을 참조하면, 도 1 내지 7은 물과 같은 액체의 유동을 필터링하기 위한, 본 발명의 바람직하고 비제한적인 제1실시예에 따라 제조 및 구동되는 필터의 다양한 형상들을 도시하며, 이들에 대한 참조부호는 통상 10으로 지정되어 있다. 도 8 내지 13b는 물과 같은 액체의 유동을 필터링하기 위한, 본 발명의 바람직하고 비제한적인 제2실시예에 따라 제조 및 구동되는 필터의 다양한 형상들을 도시하며, 이들에 대한 참조부호는 통상 100으로 지정되어 있다. 도 8 내지 13b의 필터(100)와 도 1 내지 7의 필터(10)는 대체로 유사하므로 다음에 기술되는 설명들은 특별히 지적되는 경우를 제외하고는 두 실시예들에 대해 모두 포괄적으로 적용되는 것으로 간주되며, 도 8 내지 13b의 필터(100)의 부품들에 대한 참조부호는 도 1 내지 7의 필터(10)의 설명에서 사용된 참조부호와 대응되는 한편, 100단위로 표기되어 있는 점에서 차이가 있다. 본원 전체에서, "물"이라는 용어는 전형적인 예로서 "액체"와 상호 교환 가능하게 사용될 수 있지만, 본 발명에서는 물의 사용으로만 제한되지 않으며, 석유화학 산업 등의 비수계 적용분야에서는 염수나 기타의 수계 용액도 동일하게 사용될 수 있다는 점을 유의할 필요가 있다.
일반적으로, 필터(10)는 입구(14) 및 출구(16)를 구비한 압력 용기(12)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 압력 용기(12) 내에 배치되는 필터 어셈블리(18)는 출구(16)와 유체 연통하는 중앙 유로(22)를 따라 동축상에 배열되는 다수의 필터 디스크(20)를 포함한다. 각 필터 디스크(20)는 스페이서(19)로서 형성되고, 이들 스페이서는 선택적으로 다수의 필터 스크린 지지 세그먼트(filter screen supporting segment, 24)로부터 형성되며, 이러한 필터 스크린 지지 세그먼트는 필터 디스크(20)의 대향 표면 위에 겹쳐지는 제1 및 제2 필터 스크린(21)에 대해 평탄한 환형 지지 표면을 제공한다. 도 3a 내지 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각 스페이서는 또한 필터링된 액체를 중앙 유로(22)의 안쪽으로 흐르게 하기 위한 하나 이상의 출구(28)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 조립시, 이러한 제1 및 제2 필터 스크린(21)은 각 필터 디스크(20)의 대응되는 제1 및 제2 표면을 형성한다.
필터(10)에 대한 다수의 상이한 양태들은 특허가 가능한 중요한 건으로 간주되며, 이들 각각은 그 자체로 권리가 있고, 시너지가 발휘되어 사용될 때 더욱 특별한 가치가 있는 것으로 여겨진다. 이러한 특징 들 중 일부는 다음과 같이 기술된다.
필터 스크린 지지 구조
본 발명의 양상에 대한 서론으로, 본 발명의 바람직한 실시예는 통상적으로 1~20 기압 범위의 압력, 많은 경우에 6 기압 이상에서 작동하는 가압 시스템으로(비가압 시스템은 제로 압력으로 언급됨), 전술한 바와 같은 압력 용기(12)을 사용하는 상응 구현이 필요하다는 점을 주목할 필요가 있다. 폐쇄형 가압 시스템의 사용에 의해 개방형 시스템보다 훨씬 더 큰 필터 처리량을 얻을 수 있으며, 이 때 필터를 통해 액체를 구동시키는 임의의 압력차(예컨대, 석션)는 본질적으로 약 0.4 기압으로 제한된다.
대면적의 필터 디스크에 높은 액체 압력이 부과됨에 따라, 필터 스페이서에는 매우 큰 압축 부하가 발생한다. 예컨대, 필터 전체의 각 대기 압력차로 인해 필터의 각 면에는 각 평방 센티미터 당 약 1kg의 힘이 부과된다. 1 평방 미터의 표면적을 가진 필터의 경우(각 면당 5,000 평방 센티미터에 해당), 디스크에는 대기 압력차 마다 10톤(10,000kg의 힘)에 해당하는 압축력이 전달된다. 6 기압의 작동 압력에서 부유 고형물의 초과로 인해 스크린이 일시적으로 막힐 경우, 스페이서의 총 압축력은 약 60톤이 된다. 이와 동시에, 에너지 손실을 최소화하고 처리량을 최대화하기 위해, 필터 세그먼트(filter segment)를 통과하여 중앙 유로(22)로 흐르는 액체의 유동 임피던스(flow impedance)는 가능한 한 최소화되어야 하는데, 이는 커다란 유동 통로를 갖는 구조를 필요로 한다.
이러한 상반된 조건들을 해결하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 각 필터 스크린 지지 세그먼트(24)는 제1 및 제2 필터 스크린(21)을 각각 지지하는 제1 및 제2 스크린 지지체(screen support configuration, 26)를 갖는 스페이서로서 구현되며, 이들은 바람직하게는 반드시 폴리머 재료로 제조되는 것은 아니다. 도 5a, 5b 및 5d에 가장 잘 도시된 바와 같이, 스크린 지지체(26)는 가장 바람직하게는 대부분의 표면 영역에 걸쳐 개방된 셀 형태(cellular form)로 형성된다. 도 5a 내지 5f의 특히 바람직하고 비제한적 실시예에서, 스크린 지지체(26)는 육각형 셀 형태로 형성되는데, 즉 각각의 셀은 여섯 개의 가장 가까운 이웃 셀들 중 하나와 공통으로 각각 공유되는 6개의 편평한 벽으로 형성된 확장 가능식 육각형 튜브에 가까운 형태를 나타낸다. 다른 실시예들에서는 반경 및 아치형 리브가 교차하여 형성된 대략 사각형 셀 형태(도 9c, 11a 및 11b), 및 원형 셀 형태(도 10)를 포함하기도 하는데, 이들로만 한정되지는 않는다. 셀 벽은 바람직하게는 표면에 수직으로 연장된다. 이러한 구조는 상부의 필터 스크린을 통과하는 액체에 대해 최소 유동 저항을 가지면서도 강성(rigid)의 지지체 구조를 제공하는데 있어 매우 효과적이다.
도 5d 내지 5f에 도시된 특히 바람직한 옵션에 따르면, 셀 구조를 가진 지지체(26)의 외향 에지들(27)은 둥글거나 또는 표면을 향해 테이퍼진 에지를 갖도록 형성됨으로써, 필터 스크린(21)과의 접촉 표면적을 감소시켜, 필터링 공정에 이용 가능한 필터 스크린의 최종 표면적을 증가시키도록 구성된다. 도 9c에 도시된 대안적인 바람직한 옵션에 따르면, 지지체(126)와 필터 스크린(121)의 사이에 하나 이상의 메시층(129, 131)을 개재시킴으로써, 필터 스크린에 대한 추가 지지 기능을 제공하는 한편, 필터 스크린을 지지체(26)의 표면으로부터 약간 이격시키도록 구성된다.
스페이서는 바람직하게는 제1 및 제2 스크린 지지체(26) 사이에 원하는 간격을 유지하도록 배치된 일련의 하부 지지대(support rib, 30)에 의해 형성된다. 본원에 도시된 바와 같이 특히 바람직하고 비제한적인 실시예에서, 각 필터 스크린 지지 세그먼트(24)는 조립시 제1 및 제2 스크린 지지체(26) 사이의 간격을 유지하도록 협력하는 상보적인 세트의 하부 지지대(30)를 갖는 두 개의 절반부(24a, 24b)로부터 형성된다. 또한, 필터 스크린 지지 세그먼트(24)를 일체형 구조로 구현하는 것도 본 발명의 범위 내에 해당됨을 유의할 필요가 있다.
도 5b에 잘 도시된 바와 같이, 하부 지지대(30)는 개구(32)의 형태로 형성되며, 이들 개구에 의해 적어도 필터 세그먼트 출구(28)를 향해 반경방향 내측으로 흐르는 주요 유동 경로를 제공함으로써, 필터링된 액체가 낮은 유동 임피던스를 갖고 중앙 유로(22)로 배출되도록 구성된다. 이와 함께 유동 임피던스의 최소화를 위해, 필터 스크린 지지 세그먼트(24)의 구조는 바람직하게는 각 필터 스크린 지지 세그먼트의 내부 용적의 적어도 20%, 더욱 바람직하게는 70% 이상이 개방됨으로써, 스크린에서 중앙 유로로 액체가 흐르도록 한다. 즉, 각 필터 스크린 지지 세그먼트를 구성하는 폴리머 재료의 총 부피는 바람직하게는 총 부피의 80% 미만을 차지하며, 더욱 바람직하게는 30% 미만을 차지한다.
본 발명의 특정한 특히 바람직한 실시예에서, 필터 스크린은 금속 스크린이다. 이 경우, 필터 스크린(21)을 필터 디스크(20)에 부착하는 작업은 바람직하게는 "용접"에 의해 구현될 수 있는데, 본원에서 용접이라는 용어는 두가지 재료를 함께 맞댐과 동시에 하나의 재료나 두가지 재료를 용융시키거나 연화시킴으로써 부착을 완료하는 임의의 공정에 의해 구현되는 연결 관계에 대한 일반적인 용어로 사용된다. 이러한 "용접"은 예컨대, 스크린에 약간의 압력을 가해 열가소성 폴리머에 대해 열을 인가하는 방법이나, 또는 초음파 용접에 의해 용이하게 구현될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 이러한 부착 공정은 필터 스크린을 제자리에 고정시키는 클립 등과 같은 추가적인 기계적 클램핑 기구 및/또는 다양한 접착제의 사용에 의해서도 구현될 수 있다. 기계적 클램핑의 사용에 대한 일실시예가 도 9a 내지 9c에 도시되어 있으며, 여기서는 필터 스크린(121)의 둘레를 따르는 클램핑 스트립(123)이 스크류에 의해 필터 스크린 지지 세그먼트(124)에 고정됨으로써, 필터 스크린을 제자리에 클램핑한다. 금속으로 구성된 필터 스크린의 사용 방법도 매우 바람직하나, 필터 스크린을 폴리머 재료, 천이나 메쉬 등 다른 유형의 다양한 재료로 구현하는 것도 또한 바람직할 수 있다.
필터 스크린을 필터 디스크(20)에 부착하는 것은 스크린을 가로지르는 다수의 위치에서 수행되거나, 스크린의 최내측 및 최외곽 주변 영역, 필터 스크린의 섹션의 임의의 다른 에지부 등으로 제한 수행될 수도 있다. 액체의 정상적인 필터 유동은 스크린 지지체(26)에 대해 필터 스크린을 가압하여, 필터 스크린을 스크린 지지체 전체에 걸쳐 부착할 필요까지는 없다는 것을 유의할 필요가 있다. 그러나, 백워시 어셈블리의 경우 통상적으로 지지체로부터 필터 스크린을 분리시키고자 하는 힘을 생성한다. 이러한 이유로, 상술된 필터 스크린 지지 세그먼트 구조와 후술되는 바람직한 실시예의 백워시 어셈블리 사이에는 특별한 시너지 관계가 있음을 주목할 필요가 있다.
본 발명의 특정한 바람직한 실시예에서는, 연속식 환형 필터 스크린층은 채택함으로써 필터 디스크의 각 면을 단일 피스로 커버하기 위해 사용된다. 그러나 다른 경우에는, 이러한 일체 구조의 적용을 위해서는, 비교적 고가인 원형 필터 스크린의 중심부를 절단함으로써 크기를 조절하는 낭비의 요소가 있음을 고려할 때, 다른 실시예에서는 각 필터 스크린 지지 어셈블리를 2 조각 이상의 필터 스크린으로 커버하는 것이 바람직할 수도 있다. 이러한 경우, 필터 스크린은 상술된 주변 고정용(clamping) 스트립과 유사한 클램핑 스트립(123)을 사용하여 조인트를 따라 클램핑될 수 있다. 대안적으로, 필터 스크린 재료의 약간의 중첩이 제공될 수 있는데, 이러한 중첩은 백워시 어셈블리의 모션에 대한 후미 방향으로 있는한, 즉 백워시 어셈블리에 의해 수행되는 임의의 단계는 필터 디스크(120)를 향하여, 회전 방향으로 "하향" 단계이다.
모듈 어셈블리
이제, 본 발명의 특히 바람직한 특정 실시예의 또 다른 특징으로 돌아가면, 도 3b 및 4에 잘 도시된 바와 같이, 각 필터 디스크(20)는 바람직하게는 다수의 필터 스크린 지지 세그먼트(24)를 수용하도록 구성된 필터 디스크 프레임(34)을 포함함으로써, 디스크로 정렬된 필터 스크린 지지 세그먼트(24)를 유지한다. 본원에 예시된 바와 같이, 필터 디스크 프레임(34)은 바람직하게는 중앙 유로(22)의 영역을 규정하는 허브(hub, 36)를 포함한다. 도 2b에 잘 도시된 바와 같이, 허브(36)는 바람직하게는 다른 유사한 허브들과 결합하여, 이러한 필터 디스크(20)의 스택의 허브가 필터 디스크(20)의 스택을 통과하는 중앙 유로(22)를 함께 규정하도록 구성된다.
허브들(36) 간의 밀봉 연결을 구현하기 위해, 각 허브(36)에는 바람직하게는 실질적으로 원통형의 외부 스커트(38)로 형성되며(도4), 외부 스커트는 허브의 다른쪽에 배치된 상보식 내부 스커트(40)와 밀봉식 중첩 관계가 되도록 구성된다. 바람직하게는 인접한 필터 디스크들(20) 사이에 축방향 돌출식 체결구(interlocking feature, 42)가 추가로 제공됨으로써, 디스크들 사이의 상대적인 회전을 방지하도록 구성된다.
본원에 기술된 실시예에서, 프레임(34)의 나머지 구조는 주로 외측 고정 후프(46)와 연결되는 반경방향 스트럿(strut, 44)으로부터 형성되고, 인접한 스트럿들(44) 간의 허브(36)와 후프(46)의 부분은 필터 스크린 지지 세그먼트(24)용 리셉터클을 규정한다. 허브(36)에는 또한 필터 세그먼트 출구(28)로부터 필터링된 액체의 유동을 수용하도록 각 필터 스크린 지지 세그먼트(24)에 대해 유로용 개구(48) 포함하는 것을 특징으로 한다.
중앙 유로(22)의 대응 영역(segment)을 규정하는 필터 디스크 구조의 사용에 의해, 본 발명에 따른 필터 어셈블리의 디자인에 있어 특별한 유연성을 제공한다는 점을 주목할 필요가 있다. 특히 전체 어셈블리는 주어진 설치에 대한 흐름 요구사항에 맞게 확장 또는 수축될 수 있으며, 일련의 공용 모듈식 부품을 채용함으로써 시스템의 조립 및 서비스를 수행하도록 구성된다. 따라서, 작은 설비는 적절한 크기의 압력 용기(12) 내에 하나의 필터 디스크 또는 한쌍의 필터 디스크를 사용할 수 있는 반면, 큰 설비는 적절한 크기의 압력 용기(12) 내에 5개 이상의 필터 디스크 스택(stack), 일부 경우에서는 10개 이상의 필터 디스크 스택을 사용할 수도 있다. 본 발명에서 사용하는 바람직한 실시예의 백워시 어셈블리도 또한 모듈 구조로 구현되며, 이에 대해서는 후술된다.
변형 실시예
본원에 기술된 바와 같은, 프레임 내에 조립되는 필터 스크린 지지 세그먼트의 모듈식 구조는 매우 바람직한 것으로 생각되지만, 다양한 대안 예의 필터 디스크 구조들도 또한 본 발명의 양태에 대한 범위 내에 포함된다는 것을 주목해야 한다. 특히, 도 8 내지 10의 경우 필터 스크린 지지 세그먼트(124)가 서로 직접 상호 연결됨으로써, 별도의 프레임이 없이도 필터 디스크(120)를 형성하도록 구성된 본 발명의 실시예를 도시하고 있다. 도 10의 변형예에 도시된 바와 같이, 선택적으로 각 필터 스크린 지지 세그먼트(124)의 2개의 절반부에는 인접 세그먼트 사이의 정확한 정렬을 보장하도록 돕는 고정 상응식 돌출부(125a) 및 리세스(125b), 그리고 인접하는 세그먼트에 각 세그먼트를 볼트 고정하기 위해 필터 스크린 지지 세그먼트의 에지에 필터 스크린 지지 세그먼트의 두 절반부를 함께 볼트 고정하도록 하는 볼트 소켓(127)이 형성된다. 바람직하게는, 각 필터 스크린 지지 세그먼트(124)는 또한, 전체 필터 어셈블리의 필터 디스크들 사이에 정렬을 유지하는 정렬봉(alignment rod, 135, 도 8 참조)을 수용하기 위한 내측 돌출형 아일릿(eyelet, 133)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 11a 및 11b에 추가의 옵션이 도시되어 있는데, 여기서는 단일 성형된 디스크 구조에 의해 연속식 환형 필터 스크린 지지 표면이 제공되며, 이들은 필터 디스크 스페이서의 전체 두께를 함께 형성하게 되는 두 개의 유사한 절반-두께의 환형 스페이서 구조로 구현된다. 각각의 경우에, 상기 구조는 바람직하게는 다공성(cellular) 스크린 지지체, 내부의 하부 지지대, 및 전술된 바와 같이 필터 스크린을 지지하기 위한 다른 구조 등 상술된 모든 특징들을 포함하도록 구성된다.
도 8 내지 11b의 프레임이 없는 실시예에 도시된 바와 같이, 일체형 허브는 바람직하게는 인접한 필터 디스크들(120) 사이에 밀봉 연결을 형성하는 연결 튜브(136)의 단순한 섹션으로 대체됨으로써(도 8 참조), 디스크를 통과하는 중앙 유로(122)를 형성하도록 구성된다. 어셈블리는 바람직하게는, 인장력의 인가를 위해 정렬봉(135)을 조이는 한편, 필터 디스크(120)와 연결 튜브 섹션(136)을 함께 조임으로써 함께 클램핑된다.
체크 밸브
도 8에 도시된 본 발명의 특정 실시예에 대한 추가의 바람직한 특징은 체크 밸브(190)를 필터의 본체에, 더욱 바람직하게는 출구(116)의 일부로서 통합하는 것이다. 전술한 바와 같이, 필터 디스크 구조는 큰 내부 작동 압력을 견딜 수 있도록 구성되나, 필터 스크린의 넓은 영역에 걸쳐 인가되는 임의의 상당한 역압(reverse pressure)은 필터 스크린을 스페이서로부터 분리시킬 위험이 있다. 광범위한 작동 조건 하에서 발생하는 이러한 역압에 대한 예방책으로서, 체크 밸브 (190)를 필터 조립체에 일괄 통합시키는 것이 바람직하다. 특히, 출구 유로 내에 체크 밸브(190)를 배치함으로써, 역압에 대해 신뢰성 있는 보호가 제공된다. 비제한적인 바람직한 실시예에서, 단일 또는 이중 힌지식 플랩 체크 밸브 등 광범위한 종류의 체크 밸브가 사용될 수 있다.
백워시 어셈블리
본 발명에 따른 필터 시스템의 지속적인 작동이 가능하게 하기 위해서, 작동 중 필터 스크린에 축적되는 입자들을 제거하는 장치가 만들어진다. 개방형(대기압) 시스템의 경우, 스프레이 제트(spray jet) 등의 사용에 의해 필터 부품의 세정이 구현되는 것과는 달리, 폐쇄식 가압 시스템에서의 스크린 세정은 물을 스크린 통과 방향의 역방향으로 역류(backwash)시킴으로써 수행된다. 필터 표면 전체에 대한 효과적인 역류 세척을 가능하게 하고 에너지 낭비를 방지하기 위해, 스크린 표면과 근접한 곳에 백워시 노즐(backwash nozzle)을 배치할 필요가 있다. 특히, 본 발명에 따른 병렬식 필터 디스크 적층 구조에 있어서, 이러한 요건은 구현하기가 어렵지 않다.
필터 디스크 적층식 배열의 역류 세정을 구현하기 위한 하나의 예시적인 접근 방법이 전술한 미국특허 제5855799호에 개시되어 있다. 여기서는, 고정식 백워시 구성은 디스크의 전체 반경에 걸쳐 디스크의 각 측면에 배치된다. 이는 임의의 순간에 스크린의 상당한 표면적을 차단하는 결과를 낳는다.
이와는 대조적으로, 본 발명의 바람직한 특정 실시예에서는 백워시 노즐을 이동 가능식 암의 단부에 배치함으로써, 필터 디스크의 회전과 함께 필터 디스크 스크린 표면을 가로 지르는 나선형의 역세척 스캐닝 경로(spiral backwash scanning path)를 제공하도록 구성된다. 이러한 구조에 대해 이제부터 더욱 상세히 설명한다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 바람직한 양태의 실시예에 따른 백워시 어셈블리가 참조부호 50으로 표기되어 있다. 백워시 어셈블리(50)는 한 세트의 백워시 암(54a, 54b)을 돌출시키는 백워시 배출 도관(52)으로부터 형성된다. 백워시 암(54a, 54b)은 이웃한 필터 디스크들(20) 사이에서 연장된다. 도 6a에 도관(52)의 대응되는 세그먼트를 구비한 백워시 암(54)에 대한 바람직한 구현예가 도시되어 있다.
도 6b의 확대도에 더욱 명확히 도시된 바와 같이, 각각의 백워시 암(54a, 54b)은 석션 헤드(56a, 56b)에서 종결되며, 석션 헤드는 제1 및 제2 필터 스크린 중 하나와 대향 배치되는 노즐(58)을 포함한다. 특히 도 6a 및 6b에 도시된 임의의 방향(arbitrary orientation)에서, 한쪽 석션 헤드(56a)의 노즐은 제1 필터 디스크의 제2 스크린 표면의 역류 세정을 위한 단면 쪽을 향하고 있는 반면, 다른쪽 석션 헤드(56b)의 노즐은 제2 필터 디스크의 제1 스크린 표면의 역류 세정을 위한 단면 쪽(page)을 향하도록 구성된다. 필터 디스크 스택의 각 단부에는 단일의 백워시 암이 제공됨으로써 외향 표면을 세정하도록 구성되며, 이 때 백워시 암의 다른 연결 부위는 잠기도록 구성된다.
각 석션 헤드(56a, 56b)를 대응되는 필터 스크린에 각각 밀접 접촉시키기 위해, 각 백워시 암(54a, 54b)은 바람직하게는 백워시 암의 충분한 범위의 모션을 제공하는 피봇 장치(60)를 포함함으로써, 대응되는 제1 및 제2 필터 스크린 중 하나와 석션 헤드를 밀접 접촉시키는 한편, 여기에 임의의 언듈레이션(undulation)이 따라 오도록 구성된다. 피봇 장치(60)는 가요성 호스(도시되지 않음)가 통과하여 석션 연결부를 제공하는 피봇형 연결부로서 본원에 도시되어 있다. 가장 바람직하게는, 가요성 호스 및/또는 개별 스프링 부품의 고유 복원력은 바이어싱(biasing) 장치로서 작용하여, 대응되는 필터 스크린을 향해 석션 노즐을 가압한다. 본원에 도시된 예에서, 한쪽 백워시 암(54a)의 바이어싱 장치는 도시된 바와 같이 암을 단면의 단면 안쪽으로 편향시키는 경향이 있는 한편, 다른 쪽 백워시 암(54b)의 바이어싱 장치는 도시된 바와 같이 암을 단면의 바깥쪽으로 편향시키는 경향이 있다.
2개의 백워시 암이 백워시 배출 도관(52)에 대한 연결부 가까이에서 피봇되는 특정 실시예는 본 발명의 교시에 따라 유사한 기능을 제공하는데 사용될 수 있는 다수의 구현 가능한 실시예 중 단지 하나에 불과하다는 점에 유의해야 한다. 예컨대, 대안적인 실시예에서는 석션 헤드(56a 및 56b)를 이송하는 한쌍의 브랜치(branch) 또는 대향으로 바이어스된 브랜치가 돌출된 형태의 단일식 백워시 암을 채택할 수도 있다. 이러한 모든 변형은 본 발명에 따른 양태의 범위 내에 있다.
이러한 바이어스 배치 및 역류 석션은, 필터 스크린 표면의 임의의 언듈레이션이나 변형에도 불구하고, 석션 헤드(56a, 56b)와 이에 대응되는 필터 스크린 표면 간의 밀접 접촉 유지를 돕는다. 그러나, 노즐을 스크린에 직접 문지르게 되면 노즐 및/또는 스크린의 과도하고 급격한 마모를 초래할 수 있다. 이러한 마모를 최소화하기 위해, 본 발명의 바람직한 특정 실시예에 따르면, 각 석션 헤드는 석션 헤드와 이에 대응하는 제1 및 제2 필터 스크린의 롤링 접촉을 제공하도록 배치되는 적어도 하나의 회전가능식 롤러(62)를 포함한다. 롤러들은 필터 스크린과 노즐 사이의 간격이 거의 없도록 유지하는 한편, 노즐과의 과도한 마찰 접촉을 방지하도록 배치된다.
도 6b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 특히 바람직한 실시예에서, 필터 스크린을 가로지르는 이동 방향으로 노즐(58)의 전방에 배치되는 롤러(62)는 중앙 여백을 갖는 스플릿 롤러(split roller) 또는 비대칭으로 배치된 단일 롤러로 배치됨으로써, 스크린을 세정하는 노즐의 선 상에 있는 입자들을 가압하는 것을 방지한다. 후방 롤러의 경우 완전한 원통형 롤러일 수 있다.
도 12, 13a 및 13b는 상술된 백워시(50)와 유사한 구조 및 기능을 갖는 변형 실시예의 백워시 어셈블리(150)를 도시하고 있으며, 동일한 요소에 100 단위의 참조 부호가 표기된 점이 다르다. 이 경우, 롤러(162)는 노즐(158)의 내부 직경에 비해 통상적으로 적어도 2배, 바람직하게는 적어도 3배의 직경을 갖는, 비교적 큰 롤러로 서 구현된다. 롤러(162)는 바람직하게는 예컨대, UHMWPE와 같은 내마모성, 비연마성 재료로 제조된다. 특히 금속 필터 스크린이 사용되는 곳에서, 이와 같이 비교적 큰 크기 및 적절한 내마모성 재료의 롤러를 선택함으로써, 롤러가 마모가 심한 필터 스크린의 표면을 통과시 마모를 감소시키도록 구성된다.
또한, 백워시 암의 전체 사용 수명 동안 노즐(158)과 필터 스크린 간에 제로 간극을 유지하기 위해, 노즐(158)의 말단부는 바람직하게는 실질적으로 일정한 단면을 갖는 원통형 단부로 형성됨으로써, 노즐의 특성이 노즐 팁의 점진적인 마모에 의해 영향을 받지 않도록 구성된다. 특히, 노즐 팁의 마모는 통상적으로 노즐이 롤러와 수평이 될 때까지 초기에 발생하며, 롤러는 필터 스크린에 대한 접촉하중을 받는다. 또한 롤러(162)가 서서히 더욱 마모되면, 노즐(158)은 그 형상을 변화시키지 않고 약간 대응되어 마모됨으로써, 노즐과 필터 스크린 간에 거의 제로 간극을 유지한다.
백워시 어셈블리는 도 7에서 참조부호 64로 표기된 구동 장치에 의해 작동되며, 이러한 구동 장치는 필터 어셈블리(18)를 그의 중앙 축선에 대해 동시에 회전시키는 한편, 백워시 암(54a, 54b)를 이리저리 변위시키도록 구성되어, 석션 노즐이 필터 디스크 상의 반경방향 위치의 범위를 통과하여 이동하도록 한다. 이러한 두 가지 모션의 결합에 의해, 각 석션 노즐(58)이 필터 디스크 중 하나의 대응 표면을 가로질러 나선형 트랙킹 모션을 따름으로써, 각 필터 디스크 스크린의 표면을 완전히 커버하도록 구성된다.
도 1 및 8에 도시된 바와 같이, 필터(10)는 바람직하게는 필터 디스크 스택의 주축선을 회전시키기 위한 외부접근식 링크(66) 및 백워시 암의 지지 구조를 회전시키기 위한 외부접근식 링크(68)를 포함한다. 이 경우, 백워시 암의 지지 구조는 백워시 배출 도관(52) 자체이다. 선택적으로, 각 링크(66, 68)에는 그들의 모션을 동기화시키기 위한 공통 제어 시스템에 의해 제어되는 자체 구동식 부품이 제공될 수 있다. 더욱 바람직하게는 추가의 위치 센서 및 제어 부품에 대한 필요성을 최소화시키기 위해, 구동 장치(64)는 단일 모터의 단방향 회전으로부터 필터 어셈블리의 회전 및 석션 노즐의 왕복 운동을 발생시키도록 구성된다. 이러한 구현예에 대한 바람직한 실시예가 도 7에 도시되어 있다.
구체적으로, 본원에 도시된 바와 같은 구동 장치(64)는 링크(66)와 구동 결합되는 제1회전 출력부(74) 및 제2회전 출력부(76)를 갖는 하향식 동력전달 유닛(step-down transmission unit, 72)에 연결된 모터(70)를 포함한다. 제2회전 출력부(76)는 왕복 블록(80) 내에서 초승달 모양의 캠-팔로워(cam-follower, 도시되지 않음)가 뒤따르는 무한-나선형 그루브에 의해 캠 샤프트(78)를 구동한다. 이러한 메커니즘은 미국특허 제4535642호 등의 문서에 개시되고 다양한 맥락에서 사용되며(1985년부터), 동력전달 유닛(72)으로부터의 연속적인 회전 출력을 대체로 균일한 속도의 블록의 왕복 직선 운동으로 변환시킨다. 블록(80)은 액츄에이터 암(82)을 거쳐 링크(68)와 연결됨으로써, 블록(80)의 왕복 직선 운동을 백워시 어셈블리의 회전 왕복 운동을 발생시킨다. 회전 출력부들(74, 76)의 출력비는 캠 샤프트(78)의 나선형 그루브의 각도와 함께, 필터 디스크 및 백워시 어셈블리의 다른 기하학적 특성과 함께 선택됨으로써, 노즐(58)로 하여금 필터 스크린의 표면을 가로질러 얕은 각도의 나선형 경로를 따르게 하고 이러한 노즐의 통과 경로에 의해 필터 스크린의 표면 전체가 커버되도록 한다.
필터(10)의 작동 조건에 따라, 백워시 어셈블리(50)는 연속적으로 작동될 수도 있고 또는 간헐적으로 작동될 수도 있다. 간헐적 작동으로도 충분할 경우, 밸브 장치(도시되지 않음)는 백워시 어셈블리가 작동되지 않는 동안 백워시 배출 도관(52)을 통과하는 유동을 차단한다. 백워시 어셈블리의 구동은 사전에 정해진 일정에 따라 수행될 수도 있고, 및/또는 필요시, 예컨대 소정 임계 값보다 큰 필터 스크린에 대한 전체 압력 강하(예컨대, 입구 압력과 출구 압력 사이의)를 검출하는 압력 센서로부터의 출력에 기초하여 조정될 수도 있다.
정상 조건하에서, 필터의 역류 세척은 충분히 빈번하게 수행됨으로써, 필터 스크린의 심각한 막힘(clogging)을 피하고, 따라서 필터 디스크에 주요 압력이 형성되는 것을 피하도록 수행된다. 통상적인 작업 조건에서 필터 스크린을 가로지르는 압력차는 약 0.4 bar 미만이어야 한다. 선택적으로, 구조물의 완전성에 대한 추가적인 보호 수단으로서, 압력 해제 밸브(88)가 포함될 수 있다(도 2 참조). 압력 해제 밸브(88)는 통상적으로 폐쇄되어 있으나, 일부 임계값 이상의 초과 압력차에 반응하며, 필터 스크린을 우회하는 바이패스 유로를 개방하기 위해, 바람직하게는 0.5 bar 내지 1 bar 범위의 소정값으로 설정된다. 도 2에 도시된 경우에, 밸브(88)는 출구(16)와 멀리 이격된 단부에서 중앙 유로(22)상에 위치한다. 대안적으로, 압력 해제 밸브는 출구(16)와 근접한 중앙 유로(22)의 다른 위치에 있을 수도 있고, 또는 완전히 독립식이거나, 심지어는 외부의, 필터의 입구 및 출구 배관 사이의 바이패스 유로에 있을 수도 있다.
마지막으로, 도 6a에 도시된 바와 같이, 본원에 도시된 바와 같은 바람직한 실시예의 백워시 어셈블리는 모듈형 장치를 채택하고 있으며, 여기에서 백워시 배출 도관(52)의 세그먼트는 각 쌍의 백워시 암(54a, 54b)과 통합되어 있다. 여기서도 역시, 이러한 상이한 수의 필터 디스크를 갖는 상이한 필터 설비에 대한 표준 부품 풀로부터 백워시 어셈블리의 모듈 조립 및 서비스를 용이하게 할 수 있다.
상기 언급된 내용들은 단지 예로서만 제공되는 것으로,첨부된 청구항에 정의된 본 발명의 범위 내에서 수많은 다른 실시예들이 실시 가능하다는 것이 이해될 것이다.

Claims (16)

  1. 액체의 유동을 필터링하기 위한 필터에 있어서,
    상기 필터는:
    (a) 입구 및 출구를 구비한 압력 용기;
    (b) 압력 용기 내에 배치되는 필터 어셈블리; 및
    (c) 백워시 어셈블리(backwash assembly)를 포함하고,
    상기 필터 어셈블리는 상기 출구와 유체 연통하는 중앙 유로를 따라 동축 상에 배열되는 다수의 필터 디스크를 포함하며, 상기 필터 어셈블리는 중앙 축선에 대해 회전가능하도록 장착되고, 각 필터 디스크는 제1 및 제2 외향 필터 스크린 지지체를 구비한 스페이서(spacer)를 포함하고, 필터링된 액체를 중앙 유로 안쪽으로 흐르게 하기 위한 출구를 구비하며, 제1 및 제2 외향 필터 스크린 지지체는 각 필터 디스크의 대응되는 제1 및 제2 표면을 형성하는 제1 및 제2 필터 스크린을 지지하고,
    상기 백워시 어셈블리는:
    (i) 인접한 다수의 필터 디스크 사이에서 연장되는 백워시 암(backwash arm)으로서, 제1 및 제2 필터 스크린 중 하나와 대향 관계인 석션 노즐과 상기 제1 및 제2 필터 스크린 중 하나와의 롤링 접촉(rolling contact)을 제공하도록 배치된 적어도 하나의 회전 가능식 롤러를 포함하는 석션 헤드에서 종결되는 백워시 암;
    (ii) 상기 백워시 암의 모션을 수용하여 석션 노즐을 제1 및 제2 필터 스크린 중 하나와 밀착 접촉시키도록 하는 피봇 장치; 및
    (iii) 필터 어셈블리를 중앙 축선에 대해 회전시킴과 동시에 백워시 암을 이동시켜서, 석션 노즐을 필터 디스크 상의 반경 방향 위치의 범위를 따라 이동시킴으로써, 석션 노즐로 하여금 필터 디스크의 표면을 가로지르는 나선형 트래킹 모션이 가능하도록 구성되는 구동 장치를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 외향 필터 스크린 지지체는 대부분의 표면 영역에 걸쳐 개방된 형태의 다공성 구조를 갖고,
    각 스페이서의 제1 외향 필터 스크린 지지체는 절반 두께로 구성된 적어도 하나의 제1 스페이서 세그먼트로부터 형성되고, 각 스페이서의 제2 외향 필터 스크린 지지체는 절반 두께로 구성된 적어도 하나의 제2 스페이서 세그먼트로부터 형성되며, 상기 제1 및 제2 스페이서 세그먼트는 조립시 상기 제1 및 제2 외향 필터 스크린 지지체 사이의 간격을 유지하도록 구성된 일련의 상보적인 하부 지지대를 구비하는 것을 특징으로 하는
    액체의 유동을 필터링하기 위한 필터.
  2. 제 1항에 있어서,
    각 스페이서의 내부 체적 중 적어도 20%는 개방됨으로써 액체가 스크린으로부터 중앙 유로로 흐르도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    액체의 유동을 필터링하기 위한 필터.
  3. 제 1항에 있어서,
    각 스페이서는 하나의 환형 제1 스페이서 세그먼트 및 하나의 환형 제2 스페이서 세그먼트로부터 형성되는 것을 특징으로 하는
    액체의 유동을 필터링하기 위한 필터.
  4. 제 1항에 있어서,
    각 스페이서는 다수의 제1 스페이서 세그먼트 및 다수의 제2 스페이서 세그먼트로부터 형성되는 것을 특징으로 하는
    액체의 유동을 필터링하기 위한 필터.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 외향 필터 스크린 지지체는 사각형 또는 육각형의 다공성 형태(cellular form)로 형성되는 것을 특징으로 하는
    액체의 유동을 필터링하기 위한 필터.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 필터 스크린은 필터 스크린의 둘레 주위만 상기 필터 디스크에 부착되는 것을 특징으로 하는
    액체의 유동을 필터링하기 위한 필터.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 백워시 암은 한쌍의 인접한 필터 디스크들 사이에 삽입된 한쌍의 백워시 암 중 하나이며, 상기 피봇 장치는 제1 백워시 암의 모션을 수용함으로써 제1 필터 디스크의 제2 필터 스크린과 접촉하고, 제2 백워시 암의 모션을 수용함으로써 제2 필터 디스크의 제1 필터 스크린과 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    액체의 유동을 필터링하기 위한 필터.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 구동 장치는 단일 모터의 일방향 회전으로부터 필터 어셈블리의 회전 및 석션 노즐의 왕복 모션을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    액체의 유동을 필터링하기 위한 필터.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 피봇 장치는 백워시 암을 바이어스시키도록 배치된 바이어싱 장치를 포함함으로써, 석션 노즐을 제1 및 제2 필터 스크린 중 한쪽으로 가압하는 것을 특징으로 하는
    액체의 유동을 필터링하기 위한 필터.
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