KR102494009B1 - 복식 필터프레스의 플레이트 - Google Patents

Abstract

복식 필터프레스의 플레이트가 개시된다. 본 발명의 복식 필터프레스의 플레이트는 중앙부; 및 상기 중앙부 양측에 포개어져 접합된 2개의 외측부;를 포함하고, 상기 중앙부 및 상기 외측부는, 유입 및 배출 유로를 각각 정의하는 유로부가 적어도 2이상의 귀퉁이에 각각 형성되고, 상기 외측부는, 수직방향으로 연장된 사각봉이 소정간격으로 반복 배열된 형상을 가진 외측구조부;를 포함하고, 상기 중앙부는, 상기 외측구조부에 대응되는 위치에서 상기 사각봉과 함께 요철구조를 형성하도록 대체로 평면이 형성되는 중앙구조부;를 포함한다.

Description

복식 필터프레스의 플레이트{plate for plate and frame type filter press}

본 발명은 복식 필터프레스의 플레이트에 관한 것이다.

필터프레스는 복수 개의 여과판과 여과포 및 가압수단을 이용하여 산업폐수 등의 피처리액으로부터 액성분은 챔버 외측으로 탈수시키고 챔버 내측으로는 남는 슬러지를 분리하는 여과장치이다. 여기서, 챔버(chamber)는 피처리액을 공급받기 위한 빈공간을 의미한다. 챔버 내의 피처리액을 탈수시키면 함수율이 현저히 낮아진 슬러지가 남는데 이를 케익(cake)이라고 한다.

한편, 필터프레스는 식품용으로 사용되기도 하며 이 경우 소형으로 제작되기도 한다.

필터프레스는 그 용도에 따라 단식 필터프레스 또는 복식 필터프레스로 분류될 수 있다.

단식 필터프레스는 동일한 형상의 여과판이 반복 배치되며, 여과판 내측은 오목하게 리세스(recess)된 부분을 포함하고 있어 두 여과판이 밀착되면 리세스된 두 부분이 하나의 챔버를 형성한다.

이에 비해, 복식 필터프레스는 폐회로 구조의 프레임(frame)과 막구조로 형성된 플레이트가 한 쌍으로 이루어지며 이들이 반복 배치된다. 복식 필터프레스에서 챔버는 내측에 빈 공간을 가진 프레임과 양측의 플레이트에 의하여 그 외벽이 정의된다.

도 1은 복식 필터프레스의 전체적인 형상을 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 복식 필터프레스의 일부 구성을 예시적으로 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 필터프레스는 복수의 프레임(10), 복수의 플레이트(20), 여과포(30), 피처리액 공급부(40), 유압실린더(50), 압력제어수단(52), 헤드(60) 및 팔로워(70)를 포함한다.

프레임(10)과 플레이트(20)는 번갈아가며 반복 배치된다.

여과포(30)는 프레임(10)과 플레이트(20) 사이에 배치된다.

피처리액 공급부(40)는 함수율을 줄일 필요가 있는 피처리액을 공급한다.

피처리액은 다양한 방식으로 챔버에 주입될 수 있다. 예를 들어, 피처리액은 복수의 프레임(10)과 플레이트(20)들이 압착됨으로 인하여 형성되는 유로를 통하여 공급될 수 있다. 유로는 프레임(10)의 제3유로부(16)와 플레이트(20)의 제3유로부(26)가 그 상부 유로를, 프레임(10)의 제4유로부(18)와 플레이트(20)의 제4유로부(28)가 그 하부 유로를 각각 형성한다. 유로에 공급된 피처리액은 제3유로부(16)에 형성된 유로공과 챔버 사이에 형성된 유입공을 통하여 챔버 내부(즉, 프레임이 정의하는 폐회로 내부 공간)로 주입될 수 있다.

챔버에 주입된 피처리액은 그 피처리액을 공급하는 압력을 제공받으며 함유된 수분을 여과포를 통하여 배출하게 된다. 수분은 플레이트(20)측으로 배출될 수 있다.

플레이트(20)에서는 수분이 미리 정의된 경로를 통하여 네 모서리 중 적어도 어느 한 부분으로 흘러간다. 수분은 결국 플레이트(20)의 테두리 내측과 유로부 사이에 형성된 배수공을 통하여 배출된다. 예를 들어, 플레이트(20)의 내측 공간에서 흐르는 수분은 제1유로부(22) 및 제2유로부(24)으로 흐르며, 프레임(10)의 제1유로부(12)와 플레이트(20)의 제1유로부(22)가 정의하는 하부 유로와 프레임(10)의 제2유로부(14)와 플레이트(20)의 제2유로부(24)가 정의하는 상부 유로를 통하여 필터프레스의 외부로 배출된다.

플레이트(20)는 직사각형 판에 네귀퉁이에는 유로공이 형성되고, 중앙에는 유로공이 차지하는 공간을 피하여 대략 육각형 평면 상에 형성된 배수공간으로 형성될 수 있다. 이러한 형상은 한국등록특허 제10-1195669호에 개시되어 있다.

한편, 공간을 보다 효율적으로 쓰기 위하여 플레이트(20)는 별도의 연장부를 두어 유로공을 형성하기도 한다. 이는 직사각형 판의 모서리를 제외한 대부분의 면적을 여과를 위해 사용하기 위함이다. 이러한 연장부는 도 2 및 도 3에 도시된 제1유로부(22) 내지 제4유로부(28)로 도시되었다.

유압실린더(50)는 프레임(10) 및 플레이트(20)에 압력을 제공하며, 이 압력은 압력제어수단(52)을 통하여 조절할 수 있다.

헤드(60)는 필터프레스의 프레임(10) 및 플레이트(20)를 압착하기 위한 기준면이 되는 부분으로 기준 위치에 고정되어 있다.

팔로워(70)는 헤드(60)의 반대편에서 프레임(10) 및 플레이트(20)를 압착하기 위한 면을 포함하여 이동할 수 있다.

팔로우(70)는 프레임(10) 및 플레이트(20)들을 향하거나 이들로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다.

팔로워(70)는 프레임(10) 및 플레이트(20)를 향하여 이동하여 유압실린더(50)의 압력을 이들에 전달한다. 팔로워(70)는 위와 반대방향으로 이동하여 프레임(10) 및 플레이트(20)의 이격을 보조하기도 한다. 즉, 팔로워(70)는 체인 등의 연결 보조수단으로 연결된 프레임(10) 및 플레이트(20)와 연달아 연결되어 이들을 끌어당겨 서로를 이격시킬 수 있다.

한편, 도 3은 종래에 사용되는 플레이트(20)의 분해도를 나타낸 것이다.

플레이트(20)는 제1유로부(22), 제2유로부(24), 제3유로부(26), 제4유로부(28), 타공판(23) 및 나사결합부(25)를 포함한다.

타공판(21)은 챔버에 형성된 피처리액이 누르는 압력에 의하여 플레이트(20)가 함몰되지 않도록 그 형상을 지지한다. 한편, 타공판(23)에 형성된 통공은 여과포(30)를 투과한 수분(여액)이 두 타공판(23) 사이의 공간으로 흐를 수 있도록 통로를 제공한다.

대향되어 배치된 두 타공판(21, 23)은 나사결합부(25)에 의하여 나사결합될 수 있다.

플레이트(20)의 모서리 부분과 타공판(23)은 수분이 흐르는 공간을 정의한다. 수분은 다시 배수공과 제1유로부(22) 및 제2유로부(24)를 통하여 외부로 배출될 수 있다.

타공판(21, 23)은 피처리액이 공급되는 압력에 의하여 강한 압력을 받게 된다. 이러한 압력 때문에 일어날 수 있는 함몰을 방지하기 위하여 플레이트(20) 모서리 내측으로, 예를 들어 십자형상의 지지대를 설치할 수도 있다.

이러한 종래의 플레이트(20)는 다음의 몇 가지 단점을 가지고 있다.

첫째로, 타공판(21, 23)을 플레이트(20)의 전면 및 후면 양측으로 설치해야 하기 때문에 공간적으로 효율적이지 못하다. 즉, 플레이트(20) 자체의 두께가 두께워지는 단점이 있으며, 내측에 이물질이 끼어 세척에 많은 시간을 낭비하게 된다.

둘째로, 타공판(21, 23)은 피처리액의 공급압에 의하여 함몰되기 쉽다. 지지대를 설치한다고 하더라도, 타공판(21, 23)은 압력에 의한 형상 변형에 저항하는 데에는 한계가 있다.

셋째로, 타공판(21, 23) 내측을 세척하려면 분해작업이 동반되므로 세척 작업시간이 오래 소요되었으며, 이물질이 제거되지 않은 상태가 빈번하게 발생되었다. 이러한 단점으로 인하여 종래 기술은 특히 불순물이 최소화되어야 할 식품, 제약업계에 사용될 경우 제품의 불안정을 야기할 수 있었다. 즉, 필터프레스를 식품의 제조, 제약 등에 활용하는 데에는 이러한 한계가 존재하였다.

본 발명은 종래발명의 상술한 문제점들을 개선하기 위한 것임과 동시에 신규한 구조로써 제안된 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상대적으로 얇고, 모양이 쉽게 변형되지 않으면서 종래와 같이 타공망판 등으로 양면을 지지하는 방식을 사용하지 않아도 플레이트 상의 여과액이 흐름을 가져올 수 있어 여과 효율을 높일 수 있으며, 구성요소를 분리하지 않고도 세척이 가능하여 세척이 매우 용이한 복식 필터프레스의 플레이트를 제공하는 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트는 중앙부; 및 상기 중앙부 양측에 포개어져 접합된 2개의 외측부;를 포함하고, 상기 중앙부 및 상기 외측부는, 유입 및 배출 유로를 각각 정의하는 유로부가 적어도 2이상의 귀퉁이에 각각 형성되고, 상기 외측부는, 수직방향으로 연장된 사각봉이 소정간격으로 반복 배열된 형상을 가진 외측구조부;를 포함하고, 상기 중앙부는, 상기 외측구조부에 대응되는 위치에서 상기 사각봉과 함께 요철구조를 형성하도록 대체로 평면이 형성되는 중앙구조부;를 포함하되, 상기 중앙구조부는, 상부 및 하부 중 적어도 어느 한 곳에서 적어도 수평방향 요소를 가지며 상기 배출유로로 연결되도록 형성된 유도유로; 및 상기 확산유로와 배출 유로를 연결하는 배수공;을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 중앙구조부는, 수평방향으로 적어도 하나 이상 형성되는 확산유로;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 중앙구조부는, ‘X’자 형으로 형성되는 확산유로;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 중앙부와 상기 2개의 외측부가 포개어진 면은 금속확산접합면일 수 있다.

종래 필터프레스에 사용되던 플레이트는 식품제조, 제약에 있어 플레이트 내부의 이물질로 인한 식품의 부패, 불순물의 잔존 등이 가장 큰 문제점이 있었으나, 본 발명은 1) 세척이 용이하면서 이물질이 쉽사리 낄 수 없는 구조로 부패 등 상기 문제점을 해소하였으며, 2) 보다 얇은 플레이트를 구성할 수 있으므로 하나의 필터프레스에 포함될 수 있는 프레임 및 플레이트의 수가 늘어나 훨씬 더 많은 양의 피처리액을 처리(여과)할 수 있으며, 3) 종래의 얇은 판이 아닌 견고한 구조를 취한 것이기 때문에 함몰 등 모양의 변형이 쉽게 일어나지 않아 생산성이 월등히 향상되는 현저한 효과가 있다. 4) 신규한 구조로써 여액의 배출흐름이 원활히 이루어지며 제조상 용이한 효과가 있다.

도 1은 종래 복식 필터프레스의 전체적인 형상을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 종래 복식 필터프레스의 일부 구성을 예시적으로 도시한 것이다.
도 3은 종래 복식 필터프레스의 일부 구성의 분해도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 전체적인 형상을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트의 분해도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트와 함께 사용될 수 있는 프레임을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트, 프레임, 여과포의 배치도를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 동작순서에 따른 피처리액의 이동방향을 설명하기 위한 것이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 전체적인 형상을 개략적으로 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 필터프레스는 복수의 프레임(200), 복수의 플레이트(100), 여과포(300), 피처리액 공급부(400), 유압실린더(500), 압력제어수단(520), 헤드(600) 및 팔로워(700)를 포함한다.

프레임(200)과 플레이트(100)는 번갈아가며 반복 배치된다.

여과포(300)는 프레임(200)과 플레이트(100) 사이에 배치된다.

피처리액 공급부(400)는 함수율을 줄일 필요가 있는 피처리액을 공급한다.

피처리액은 다양한 방식으로 챔버에 주입될 수 있다. 예를 들어, 피처리액은 복수의 프레임(200)과 플레이트(100)들이 압착됨으로 인하여 형성되는 유로를 통하여 공급될 수 있다. 유로는 프레임(200)의 제1유로부(231)와 플레이트(100)의 제1유로부(131)가 정의할 수 있다. 유로에 공급된 피처리액은 제1유로부(231)에 형성된 유로공과 챔버 사이에 관통 형성된 유입공(218)을 통하여 챔버 내부(즉, 프레임(200)이 정의하는 폐회로 내부 공간)로 주입될 수 있다.

챔버에 주입된 피처리액은 그 피처리액을 공급하는 압력을 제공받으며 함유된 수분을 여과포(300)를 통하여 배출하게 된다. 수분은 여과포(300)를 통과한 후 플레이트(100)측으로 배출될 수 있다.

플레이트(100)에서는 수분이 소정의 경로를 통하여 네 모서리 중 적어도 어느 한 부분으로 흘러간다. 수분은 결국 플레이트(100)의 테두리 내측과 유로부 사이에 형성된 배수공(118)을 통하여 배출된다. 예를 들어, 플레이트(100)의 내측 구조 사이로 흐르는 수분은 제2유로부(132), 제3유로부(133) 및 제4유로부(134)로 흐른다. 한편, 프레임(200)의 제2유로부(232)와 플레이트(100)의 제2유로부(132), 프레임(200)의 제3유로부(233)와 플레이트(100)의 제3유로부(133), 그리고 프레임(200)의 제4유로부(234)와 플레이트(100)의 제4유로부(134)는 상호 밀착됨으로서 각각 긴 배출유로를 정의한다. 결국 수분은 프레임(200) 및 플레이트(100)가 밀착됨으로써 함께 정의하는 상부 일측의 배출유로 및 하부 양측의 배출유로를 통하여 필터프레스 외부로 배출된다.

유압실린더(500)는 프레임(200) 및 플레이트(100)에 압력을 제공하며, 이 압력은 압력제어수단(520)을 통하여 조절할 수 있다.

헤드(600)는 필터프레스의 프레임(200) 및 플레이트(100)를 압착하기 위한 기준면이 되는 부분으로 기준 위치에 고정되어 있다.

팔로워(700)는 헤드(600)의 반대편에서 프레임(200) 및 플레이트(100)를 압착하기 위한 면을 포함하여 이동할 수 있다.

팔로워(700)는 프레임(200) 및 플레이트(100)들을 향하거나 이들로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다.

팔로워(700)는 프레임(200) 및 플레이트(100)를 향하여 이동하여 유압실린더(500)의 압력을 이들에 전달한다. 팔로워(700)는 위와 반대방향으로 이동하여 프레임(200) 및 플레이트(100)의 이격을 보조하기도 한다. 즉, 팔로워(700)는 체인 등의 연결 보조수단으로 연결된 프레임(200) 및 플레이트(100)와 연달아 연결되어 이들을 끌어당겨 서로를 이격시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트(100)의 분해도를 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트(100)는 중앙부(110) 및 외측부(120)를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트(100)는 가운데 배치되는 중앙부(110)와 그 양측에 포개어지는 외측부(120)가 하나로 접합되어 제조될 수 있다.

중앙부(110)는 유입 및 배출 유로를 각각 정의하는 유로부가 적어도 2이상의 귀퉁이에 각각 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서 중앙부(110)는 제1유로부(131), 제2유로부(132), 제3유로부(133) 및 제4유로부(134)가 형성될 수 있다.

제1유로부(131)는 좌측 상단 모서리, 제2유로부(132)는 우측 상단 모서리, 제3유로부(133)는 좌측 하단 모서리, 그리고 제4유로부(134)는 우측 하단 모서리 부근에 형성될 수 있다.

제1유로부(131)는 유입 유로를 정의할 수 있다. 유입 유로는 교대로 배치되는 플레이트(100)의 제1유로부(131) 및 프레임(200)의 제1유로부(231)가 연결되어 하나의 긴 유로로 정의될 수 있다.

제2유로부(132), 제3유로부(133) 및 제4유로부(134)는 배출 유로를 정의할 수 있다. 배출 유로는 교대로 배치되는 플레이트(100)의 제2유로부(123) 내지 제4유로부(134)와 프레임(200)의 제2유로부(223) 내지 제4유로부(234)가 연결되어 하나의 긴 유로로서 정의될 수 있다.

물론, 상기 유입 및 배출유로가 정의되기 위하여 여과포(300)에도 제1유로부(131) 내지 제4유로부(134)와 동일한 위치에 유로공이 형성될 수 있다.

중앙부(110)는 외측부(120)의 사각봉과 함께 요철구조를 형성하도록 대체로 평면으로 형성되는 중앙구조부(112)를 포함한다. 중앙구조부(112)는 상기 제1유로부(131) 내지 제4유로부(134) 이외의 부분에서 가급적 최대한 면적을 활용하도록 사각형 모서리 부분만 사선으로 처리된 육각형의 영역을 갖는 것으로 정의될 수 있다. 중앙구조부(112)는 수평방향 요소를 가지며 배출유로로 연결되도록 형성된 유도유로(114) 및 수평방향요소를 가진 유로가 적어도 하나 이상 형성되는 확산유로(116)를 포함할 수 있다. 여기서 유로는 중앙구조부(112)에 형성된 비어있는 혹은 파여진 부분이며, 중앙구조부(112) 단일 구조만으로 유로로서 기능하는 것은 아니고 외측구조부(122)와 함께 관 형상의 유로가 정의될 수 있을 때 비로서 유로로서 기능할 수 있다. 구조적으로 유도유로(114) 및 확산유로(116)는 중앙부(110) 평면 중 비어있도록 형성된 곳을 의미한다.

달리 표현하면, 중앙부(110)는 소정두께를 가진 사각 평면에 제1유로부(131) 내지 제4유로부(134)가 형성된 것이며, 중앙구조부(112)의 육각형의 윤곽선 부분 중 좌측, 우측 단부의 수직선을 제외한 부분을 유도유로(114)로 형성하고 좌, 우측 수직선 중앙을 서로 연결하는 선을 확산유로(116)로 형성한 것이다.

한편, 유도유로(114) 중 제2유로부(132), 제3유로부(133) 및 제4유로부(134)와 각각 인접한 곳에는 각각 배수공(118)이 형성될 수 있다. 배수공(118)은 유도유로(114)와 제2유로부(132), 제3유로부(133) 및 제4유로부(134)를 각각 연결하는 빈 공간일 수 있다(여기서, 연결은 물리적 구조간의 연결이 아닌 빈 공간 내지 유로간의 연결을 의미하기 위하여 사용되었다).

중앙부(110)는 금속재질의 물질로 제조될 수 있다.

중앙부(110)는 외측부(120)에서 흘러오는 여액에 부가적인 흐름을 부여하여 배출유로(즉, 제2유로부(132), 제3유로부(133) 및 제4유로부(134))로의 흐름을 유도하는 구조를 부여한다.

외측부(120)는 중앙부(110)와 같이 금속재질의 물질로 제조될 수 있다.

외측부(120)는 중앙부(110)의 양면에 포개어져 접합된다.

여기서 두 외측부(120)는 금속확산접합 방법에 의하여 중앙부(110)의 양면과 각각 접합되어 하나의 플레이트(100)를 형성한다.

외측구조부(122)는 중앙구조부(112)와 같이 제1유로부(131) 내지 제4유로부(134) 이외의 부분에서 가급적 최대한 면적을 활용하도록 육각형의 영역을 갖는 것으로 정의될 수 있다.

외측구조부(122)는 수직방향으로 연장된 사각봉이 소정간격으로 반복 배열된 형상을 가질 수 있다. 사각봉의 두께는 외측부(120)의 두께와 동일할 수 있다.

사각봉이 배열되는 간격은 여과포(300)가 사각봉 사이에 끼워져 찢어지지 않을 정도의 간격을 유지하는 것이 필요하다. 이 간격은 일반적으로 잘 알려져 있으므로 이 간격보다 넓지 않게 설계할 수 있다.

중앙부(110)와 외측부(120)에 접합에 따라 자연히 외측구조부(122)와 중앙구조부(112)가 접합되면, 상기 사각봉과 중앙구조부(112)는 함께 요철구조를 형성한다. 요철구조 중 파인 부분은 피처리액으로부터 분리되는 여액이 흘러들어갈 수 있는 공간을 제공한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트(100)를 나타낸 것이다.

도 6을 참조하면, 복식 필터프레스의 플레이트(100)는 세 장의 금속이 합쳐져서 하나의 플레이트(100)를 형성한 것을 알 수 있다. 그 중앙은 중앙부(110)이고 두 개의 외측면은 외측부(120)로 구성된다.

합쳐진 플레이트(100)에는 핸들(140)이 부가될 수 있다. 핸들(140)은 중앙부(110) 및 외측부(120)를 금속확산접합방법에 의하여 접합한 후, 용접에 의하여 부가할 수 있다(물론, 처음부터 세 장의 분리된 플레이트(100)에 각각 핸들(140)모양을 형성해 두고 금속확산접합방법에 의하여 접합하는 방법을 사용할 수도 있다).

중앙구조부(112)와 외측구조부(122)가 제공하는 요철구조는 여과포(300)를 통과한 여액이 상하 방향으로 흐를 수 있는 공간을 제공한다. 그러나 상하 방향 흐름만으로는 여액을 외부로의 배출통로인 배출유로(제2유로부(132) 내지 제4유로부(134))로 배출하기 어려우므로 부가적인 유로의 설계가 필요하였다. 이는 금속 구조 내부에 천공을 하는 방법으로는 달성하기 어려웠다. 이미 형성된 요철구조에 의하여 작업공간을 확보하기가 어렵기 때문이다.

또한, 두께가 수mm 단위의 금속재질의 플레이트(100)에 이러한 부가적 유로를 만들기 위해서는 미세한 가공을 해야하는데 금속재질의 플레이트(100)에서 이러한 가공은 용이하지 않다. 통철판을 밀링으로 가공을 할 수 있으나 수mm(예를 들어, 3mm) 정도의 수 많은 홈을 가공하고자 한다면 밀링의 엔드밀 공구가 쉽게 파손되고 작업성이 떨어져 시간적으로도 비효율성이 커진다.

금속확산접합 방법의 응용은 이러한 기술적 한계를 극복하기 위한 것이다. 즉, 중앙부(110)와 외측부(120) 세 부분으로 플레이트(100)를 나누고 각 구조를 부여한 후 금속확산접합 방법으로 접합하여 하나의 플레이트(100)를 제조하여 유로를 타공한 것도 같은 효과를 제공하는 것이다.

유도유로(114)와 확산유로(116)는 각 구조를 가진 중앙부(110)와 외측부(120)를 금속확산접합 방법에 의하여 접합한 결과 정의될 수 있다.

유도유로(114)는 상하방향으로 흘러간 여액을 수평방향으로 흐르도록 하여 배출유로로의 흐름을 유도한다. 유도유로(114)의 각 단부에 흘러간 여액은 배수공(118)을 통하여 제2유로부(132), 제3유로부(133) 및 제4유로부(134)로 각각 흘러갈 수 있다. 유도유로(114)는 대체로 수평방향으로 형성되나, 육각 구조의 중앙구조부(112) 및 외측구조부(122)에 대응하도록 사선(대각선) 방향으로 형성된 부분도 포함한다.

한편, 확산유로(116)는 수평방향의 흐름과 면을 관통하는(즉, 두께방향) 방향의 흐름을 부가한다. 확산유로(116)의 부가는 여액의 흐름에 더 많은 방향을 부여하여 여액의 배출이 보다 원활히 이루어질 수 있도록 한다. 만약 확산유로(116)가 없다면 여액은 상하방향으로 단부까지 이동 후에야 수평방향으로 이동하게 되어 배출 시간을 지연시킬 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트(100)를 나타낸 것이다.

도 9를 참조하면, 도 5에서의 실시예에 비해 수평방향으로 형성되는 확산유로(116)가 중앙을 기준으로 상하로 일정간격 이격되어 2개가 형성된 것을 알 수 있다. 확산유로(116)의 수를 추가한 것은 수평방향 및 두께방향 흐름을 더 부가하여 원활한 배출이 이루어지게 하기 위함이다.

도 10은 본 발명의 또 다른 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트(100)를 나타낸 것이다.

도 10을 참조하면, 도 5에서의 실시예에 비해 확산유로(116)가 ‘X’자 형으로 형성된 것을 알 수 있다. ‘X’자 홈 중 중앙 부분의 연결은 일부분 끊겨있다. 이는 단지 구조적 안정성을 위함이며, 반드시 이러한 구조에 제한되는 것은 아니다.

‘X’자 홈은 상하방향으로 흐르던 여액의 흐름을 자연스럽게 이어받으며 수평방향 및 두께방향의 흐름을 부가할 수 있어 더욱 원활한 여액 배출을 제공할 수 있으며, 디자인 적으로도 가치가 있는 것이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트(100)와 함께 사용될 수 있는 프레임(200)을 나타낸 것이다.

본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트(100)와 함께 사용될 수 있는 프레임(200)은 중앙부(210) 및 외측부(220)를 포함한다.

중앙부(210)와 외측부(220)는 각각 속이 빈 폐회로 형상으로 형성된다. 빈 공간은 플레이트(100)의 중앙구조부(112) 내지 외측구조부(122) 위치에 대응하며, 챔버(chamber)라고 한다. 챔버는 피처리액이 충진되는 곳이며, 챔버의 외벽은 프레임(200)과 플레이트(100)의 외측구조부(122)에 의하여 정의될 수 있다. 물론, 프레임(200)과 플레이트(100) 사이에는 여과포(300)가 배치된다.

여과포(300)는 피처리액에서 케익은 투과하지 못하게 하고 수분(여액)만 통과하게 하는 것이며, 일반적으로 천 재질로 제조되나 종이 재질로 제조되기도 한다.

중앙부(210) 및 외측부(220)는 플레이트(100)에서의 그것과 같이 각 네 귀퉁이에 제1유로부(231), 제2유로부(232), 제3유로부(233) 및 제4유로부(234)가 각각 형성된다.

한편, 중앙부(210)의 내측 공간과 제1유로부(231) 사이에는 유입공(218)이 형성될 수 있다. 유입공(218)은 유입유로(본 발명의 실시예에서 제1유로부(231))로 유입된 피처리액이 챔버 내로 흐를 수 있도록 형성된 통로이다.

유입공(218)은 중앙부(210) 및 외측부(220)가 금속확산접합에 의하여 접합됨으로써 정의될 수 있다.

합쳐진 프레임(200)에는 핸들(240)이 부가될 수 있다. 핸들(240)은 플레이트(100)의 핸들(140)과 동일한 방법으로 부가될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트(100), 프레임(200), 여과포(300)의 배치도를 나타낸 것이다.

도 8을 참조하면, 플레이트(100)와 프레임(200)이 교대로 배치되며 그 사이사이에는 여과포(300)가 배치되는 것을 알 수 있다. 필터프레스를 가동할 때에는 이들 구성요소들은 모두 밀착되어 가동된다. 제1유로부(131, 231) 내지 제4유로부(134, 234)는 하나로 연결되어 긴 관처럼 기능한다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 동작순서에 따른 피처리액의 이동방향을 설명하기 위한 것이다.

도 11a는 필터프레스의 일부구성을 측면(제1유로부(131) 및 제3유로부(133)측 측면)에서 바라볼 때, 피처리액의 공급흐름과 여액의 여과 흐름을 나타낸 것이다. 도 11a에서 제1유로부(131, 231) 및 제3유로부(133, 233)는 점선으로 표현되었다. 도 11a에서 제1유로부(231)와 연결된 유입공(218)은 점선으로 표현되었다.

도 11a를 참조하면, 피처리액은 제1유로부(131, 231)를 통하여 각 프레임(200)과 플레이트(100)의 한 귀퉁이로 흐른다. 흐르는 피처리액은 프레임(200)에 형성된 유입공(218)을 통하여 챔버 내부로 충진된다.

프레임(200)과 플레이트(100)가 정렬되는 방향을 전후방향이라 할 때, 피처리액은 상, 하, 좌, 우로는 프레임(200)에 의하여, 전, 후로는 플레이트(100)에 의하여 둘러쌓여진다. 그리고, 플레이트(100)와 프레임(200) 사이에는 여과포(300)가 배치되어 있다. 피처리액은 챔버로 공급되는 힘에 의하여 강한 압력을 형성하며, 이에 의하여 수분이 여과포를 투과하여 피처리액으로부터 분리되며(여액) 잔여물(슬러지)인 케익(C)(cake)이 챔버내로 남게된다. 케익(C)은 여과포(300)를 통과하지 못하며, 수분(여액)만 여과포(300)를 통과하여 플레이트(100)로 흐르게 된다. 이 때, 여액은 플레이트(100)의 요철 구조 중 빈 공간으로 흘러들어간다.

도 11b는 필터프레스의 플레이트(100)를 정면에서 바라볼 때, 플레이트(100) 내에서 여액의 흐름을 나타낸 것이다. 도 11b에서, 수분이 흐르는 통로에 참조번호를 표시하였다. 배수공(118)은 점선으로 표현되었다.

도 11b를 참조하면, 여액은 플레이트(100)의 중앙구조부(112)와 외측구조부(122) 내의 빈 공간, 유도유로(114) 및 확산유로(116)에서 흐를 수 있다.

구체적으로 여액은 요철구조의 사이사이에서 상하 방향으로 흐른다(①번 흐름). 한편, 여액은 중앙구조부(112)의 확산유로(116)에서 수평방향(②번 흐름)과 전후방향 흐름을 갖는다. 이러한 흐름은 여액의 흐름의 방향을 다각화하여 보다 빠른 여액의 배출이 이루어지도록 한다.

여액이 상단과 하단으로 흘러간 후, 상단과 하단에서 대각선 방향과 수평방향 흐름을 가질 수 있다(③번 흐름). 이후 여액은 양단에서 배수공(118)으로의 흐를 수 있다.

마지막으로 여액은 배수공(118)으로부터 배수유로(132, 133 및 134)로 배출되어(④번 흐름) 필터프레스 외부로 배출될 수 있다.

도 11c는 필터프레스의 일부구성을 다른 측면(제2유로부(132) 및 제4유로부(134) 측 측면)에서 바라볼 때, 여액의 배출 흐름을 나타낸 것이다. 도 11c에서 제2유로부(132, 232), 제4유로부(134, 234) 및 금속확산접합면은 점선으로 표시되었다.

도 11c를 참조하면, 여액은 상하방향, 지면을 관통하는 방향의 흐름을 가질 수 있으며, 중앙의 확산유로(116)에 해당하는 부분과 상단과 하단의 유도유로(114)에 해당하는 부분에서는 지면을 관통하는 방향과 전후방향의 흐름을 모두 가질 수 있다. 구체적으로, 지면을 관통하는 방향은 유도유로(114) 및 확산유로(116)에서의 흐름이고, 전후방향의 흐름은 확산유로(116)과 요철구조 사이, 유도유로(114)와 요철구조 사이에서의 흐름일 수 있다. 여액은 제2유로부(132), 제3유로부(133) 및 제4유로부(134)로 흘러들어가 필터프레스 외부로 배출될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 플레이트(100)는 다음의 각 단계에 의한 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.

중앙부(110)를 준비하는 단계에서, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 구조를 갖는 중앙부(110)를 준비할 수 있다.

외측부(120)를 준비하는 단계에서, 본 발명의 일실시예에 따른 구조를 갖는 외측부(120)를 준비할 수 있다.

적층 단계에서, 상기 중앙부(110)를 사이에 두고 두 개의 외측부(120)를 중앙부(110)에 포개에 적층할 수 있다.

접합 단계에서, 상기 중앙부(110)와 상기 두 개의 외측부(120)를 금속확산접합방법에 의하여 접합한다. 금속확산접합이 진행되면 중앙부(110)와 외측부(120) 각각에는 금속확산접합면에 각각 형성될 수 있다. 금속확산접합면에 의하여 중앙부(110)와 외측부(120)는 접합되어 하나의 플레이트(100)를 구성할 수 있다.

이렇게 접합된 플레이트(100)에는 핸들(140)이 부가되어 사용될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

100: 플레이트
110: 중앙부
112: 중앙구조부
114: 유도유로
116: 확산유로
118: 배수공
120: 외측부
122: 외측구조부
131: 제1유로부
132: 제2유로부
133: 제3유로부
134: 제4유로부
140: 핸들
200: 프레임
210: 중앙부
218: 유입공
220: 외측부
231: 제1유로부
232: 제2유로부
233: 제3유로부
234: 제4유로부
240: 핸들
300: 여과포

Claims (4)

1. 삭제
2. 중앙부; 및
   상기 중앙부 양측에 포개어져 접합된 2개의 외측부;를 포함하고,
   상기 중앙부 및 상기 외측부는,
   유입 및 배출 유로를 각각 정의하는 유로부가 적어도 2이상의 귀퉁이에 각각 형성되고,
   상기 외측부는,
   수직방향으로 연장된 사각봉이 소정간격으로 반복 배열된 형상을 가진 외측구조부;를 포함하고,
   상기 중앙부는,
   상기 외측구조부에 대응되는 위치에서 상기 사각봉과 함께 요철구조를 형성하도록 대체로 평면이 형성되는 중앙구조부;를 포함하되,
   상기 중앙구조부는,
   상부 및 하부 중 적어도 어느 한 곳에서 적어도 수평방향 요소를 가지며 상기 배출유로로 연결되도록 형성된 유도유로;
   상기 유도유로와 배출 유로를 연결하는 배수공; 및
   수평방향으로 적어도 하나 이상 형성되는 확산유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복식 필터프레스의 플레이트.
   
3. 중앙부; 및
   상기 중앙부 양측에 포개어져 접합된 2개의 외측부;를 포함하고,
   상기 중앙부 및 상기 외측부는,
   유입 및 배출 유로를 각각 정의하는 유로부가 적어도 2이상의 귀퉁이에 각각 형성되고,
   상기 외측부는,
   수직방향으로 연장된 사각봉이 소정간격으로 반복 배열된 형상을 가진 외측구조부;를 포함하고,
   상기 중앙부는,
   상기 외측구조부에 대응되는 위치에서 상기 사각봉과 함께 요철구조를 형성하도록 대체로 평면이 형성되는 중앙구조부;를 포함하되,
   상기 중앙구조부는,
   상부 및 하부 중 적어도 어느 한 곳에서 적어도 수평방향 요소를 가지며 상기 배출유로로 연결되도록 형성된 유도유로;
   상기 유도유로와 배출 유로를 연결하는 배수공; 및
   ‘X’자 형으로 형성되는 확산유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복식 필터프레스의 플레이트.
   
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 중앙부와 상기 2개의 외측부가 포개어진 면은 금속확산접합면인 것을 특징으로 하는 복식 필터프레스의 플레이트.
   

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