KR20040010593A - 섬유성 현탁액을 위한 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬유성 현탁액(S)을 위한 로터리필터(1)에 관한 것으로, 이 로터리필터는 여과통(4)의 내부에 동축으로 배치되는 로터(2)와, 로터와 여과통 사이에 형성되는 환형상의 중공부(8)를 포함하여 이루어지며, 환형상의 중공부(8)에는 로터(2)를 따라 축방향으로 뻗는 로터(2)의 외측면(2a)에 고정된 하나 이상의 날개형상부(15)가 구비되고, 여과통(4)에 면해 있는 각 날개형상부(15)의 외면(16)은 하나 이상의 불연속구역(16b,16d)을 구비하는 바, 이 불연속구역(16b,16d)의 점들은 로터(2)의 회전방향(V)에 반대되는 방향으로 날개형상부(15)의 외면(16)이 이어질 때 로터(2)의 길이방향축(3)으로부터 증가하는 거리를 갖도록 되어 있다.

Description

섬유성 현탁액을 위한 필터 {Filter for fibrous suspensions}

제지산업에 이용되는 현탁액과 같은 섬유성 수성현탁액을 더럽히는 물질을 분리하기 위해, 스트레이너라고 하는 기계장치가 이용됨은 잘 알려져 있다. 상기 스트레이너는 일반적으로 현탁액으로부터 비여과물질의 분리가 소위 고밀도 스크린과정을 통해 일어나는 로터리필터이다.

예컨대 본 출원인에 의해 출원된 이탈리아 특허출원 제VI98A000008호에 설명된 종래예에 따르면, 로터리필터는 그 둘레에 여과통이 배치되는 중앙로터를 포함하여 이루어지며, 이들 여과통과 중앙로터는 고정하우징내에 삽입되어 있다. 정화될 현탁액은 상기 하우징의 상부에 있는 공급구역에서 복수의 디퓨저덕트를 거쳐서 로터와 여과통 사이에 형성된 환형상의 중공부로 전달된다.

여기서 섬유성 현탁액은 원심력에 의해 회전하여 2개의 부분으로 분리되는데, 그 중 첫번째 부분은 일반적으로 "통과한다"라고 하며 종이의 제조를 위한 연속된 작업단계에 이용되는 여과된 부분이다. 일반적으로 "폐기한다"라고 하는 두번째 부분은 중공부 내부에 남겨져서 하우징의 바닥부에 배치된 배출체임버에 모이는, 연속해서 배출될 섬유성 현탁액의 비여과물질로 이루어진다.

여과통의 측벽에서 분리가 진행되는 동안 중공부 내부에 남겨진 비여과물질은 상기 벽의 개구부를 차단하기 쉬워서, 기술용어로 "매트형성(mat formation)"이라고 하는 현상을 일으킨다. 이러한 현상은 여과력 저하의 원인이며, 여과통의 세척이나 재배치를 수행하기 위해서는 주기적인 조정이 필요하다.

"매트형성"의 문제를 해결하기 위해 중공부 내부에 정렬되고 로터에 고정된 날개형상부를 이용하는 시스템이 공지되어 있으며, 회전하는 상기 날개형상부는 여과통의 표면을 확실하게 세척한다. 이 시스템에 따르면, 회전하는 중공부 내부의 날개형상부는 맥동진공을 발생시켜서 여과통의 벽을 막아 섬유를 분리시키게 된다. 상기 설명된 시스템을 이용하는 장치는 여과통을 최적으로 세척하는 것을 목표로 하고 있다.

유럽특허 EP-A-0206975호에는 예컨대 날개형상부를 구비한 필터가 기술되어 있고, 여과통에 면해 있는 필터의 표면은 처음에는 여과통에 대해 거리가 증가하다가 나중에는 줄어들어서, 처음에는 양압을 발생시키다가 나중에는 부압을 발생시킨다고 되어 있다. 하지만 이런 종류의 날개형상부를 갖춘 필터의 이용은, 발생된 양압파가 여과통을 더 막히게 하고 밀도가 증가할 때 재밍(jamming)을 일으킨다는 단점을 갖고 있음이 입증되었다.

국제특허공개 WO 90/07807호도 공지되어 있는 바, 여기서 날개형상부는 축방향과 원주방향의 중공부내에서 뻗으며 볼록하게 휘어진 형상부를 구비하고 여과통에 면해 있는 표면을 갖추고 있는데, 이 표면의 점들은 표면이 로터의 회전방향에 반대되는 방향으로 연속될 때 로터의 회전중심에 대해 규칙적으로 감소하는 거리를 갖는다. 로터가 회전될 때, 로터와 함께 회전하는 날개형상부는 압력이 일정하게 감소되는 맥동부압파를 발생시키고, 로터의 회전방향에 반대되는 방향을 따라 선단에서 말단까지 날개표면을 형성하게 된다.

이와 같이 일정하게 감소되는 압력변화는 비여과물질의 완전한 분리가 여과통의 벽에 형성된 구멍을 차단시키지 않는 제한을 나타내며, 이에 따라 여과성능을 일정하게 유지시키는 여과통의 최적의 세척은 성취될 수 없게 된다.

본 발명은 섬유성 현탁액(fibrous suspensions)을 위한 로터리필터에 관한 것으로, 특히 이물질(foreign matter)과 비여과물질(polluting contraries)의 분리에 이용되는 로터리필터에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 로터리필터의 길이방향 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 로터의 등각사시도,

도 3은 본 발명에 따른 필터의 평단면도,

도 4는 도 3에 도시된 평단면도의 일부확대도,

도 5는 도 4의 일부확대도이다.

본 발명은 상기 제한을 극복하는 데에 목적이 있다.

더 상세하게는, 본 발명의 목적은 종래의 로터리필터와 비교하여 여과통의 내면에 침적된 섬유의 분리를 향상시키는 로터리필터를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 종래의 로터리필터와 비교하여 단위시간당 증가된 양의 섬유성 현탁액을 처리할 수 있는 로터리필터를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 공지된 필터와 비교하여 섬유성 표면의 정화도를 더 향상시킬 수 있는 필터를 제공하는 데에 있다.

상기 목적들은 섬유성 현탁액을 위한 필터를 제조함으로써 성취되는 바, 청구항의 내용에 따르면 이 필터는 대체로 수직한 길이방향축을 갖춘 로터와, 이 로터의 외부에 로터와 동축으로 배치된 여과통, 상기 로터의 외측면과 상기 여과통의 내측면 사이에 형성된 환형상의 중공부, 상기 여과통과 로터를 수용하도록 된 외측하우징, 상기 하우징의 상부에 형성되고 상기 로터의 상부와 연통되어 있는 여과될 섬유성 현탁액을 위한 공급체임버, 상기 여과통의 외측면에 형성되어 있는 여과물을 위한 방출체임버, 상기 하우징의 하부에 형성되어 있는 비여과물을 위한 배출체임버, 상기 공급체임버를 상기 환형상의 중공부와 연통되게 배치시키는 다수의 덕트 및, 각각 상기 여과통에 면해 있고 선단과 말단 사이에서 뻗는 볼록하게 휘어진 외면을 구비하고, 선단이 상기 길이방향축으로부터 말단까지의 거리보다 긴 거리를 갖는, 상기 로터의 길이방향축을 중심으로 환형상 중공부내의 상기 로터의 외측면에 배치된 하나 이상의 날개형상부를 포함하여 이루어지고, 이 날개형상부의 외면이 하나 이상의 불연속구역을 구비하되, 상기 로터의 회전방향에 반대되는 방향으로 날개형상부의 외면이 이어질 때 상기 불연속구역의 점들이 상기 길이방향축으로부터 증가하는 거리를 갖는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 필터는 로터의 전체길이에 걸쳐 길이방향축을 중심으로 배치되고, 규칙적인 5각구조의 꼭지점에 따라 로터의 회전축에 대해 대칭으로 배치되는 5개의 날개형상부를 갖추고 있다.

각각의 날개형상부는 여과통에 면해 있고, 2개씩 방사상의 표면으로 형성된 불연속구역에 의해 서로 연결된 3개의 계단부로 이루어진 볼록하게 휘어진 형상의 외면을 구비한다.

다른 실시예에 따르면, 날개형상부와 각 날개형상부의 휘어진 형상에 의해 이루어진 계단부는 각각 5개나 3개의 날개형상부와 같이 갯수가 다르게 형성될 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 방사상의 표면은 로터의 길이방향축에 대해 방사상으로 배치되어 있다.

날개형상부는 각각 로터의 상단과 하단에 인접하게 배치된 연결블록을 통해 로터의 외면에 연결된다.

바람직하게는, 본 발명의 로터리필터는 공지된 형태의 동등한 로터리필터와 비교하여 여과성능은 향상되고 단위시간당 여과량은 증가하며 세척조정은 덜 요구된다.

상기 설명된 목적과 장점은 첨부하는 도면을 참조하여 예시적이지만 제한적이지 않은 본 발명의 바람직한 실시예의 설명으로 더 잘 이해될 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 대체로 참조부호 1로 나타내어진 본 발명의 로터리필터는 대체로 수직방향의 길이방향축(3)을 중심으로 배치되고, 도면에 도시되지 않은 구동수단에 연결되며, 회전하도록 되어 있는 대체로 원통형상의 로터(2)와, 대체로 이 로터(2)의 외부에 로터(2)와 동축으로 배치되고 외측면(6)에 형성된 다수의 개구부(5)를 구비하며 대체로 참조부호 7로 표시된 여과면을 형성하는 여과통(4)을 포함하여 이루어진다.

외측하우징(9)은 여과통(4)과 로터(2) 및, 로터(2)의 외측면(2a)과 여과통(4)의 여과면(7) 사이에 형성되는 중공부(8)를 수용한다. 하우징(9)의 내부에는 상기 하우징(9)의 상부에 형성되고 상기 로터(2)의 상부(2b)와 연통되어 있는 여과될 섬유성 현탁액(S)을 위한 공급체임버(10)와, 여과통(4)의 여과면(7)에 형성되어 있는 여과물을 위한 방출체임버(11) 및, 상기 하우징(9)의 하부에 형성되어 있는 비여과물을 위한 배출체임버(12)가 구비된다.

로터(2)에는 대체로 참조부호 13으로 표시되고, 공급체임버(10)를 환형상의 중공부(8)와 연통되게 배치시키는 다수의 덕트가 구비되어 있다. 각각의 덕트(13)는 공급체임버(10)를 구획하는 로터(2)의 상부 바닥에 형성된 입구부(2c)와, 중공부(8)를 구획하는 로터(2)의 외측면(2a)에 형성된 출구부(14) 사이에 형성되어 있다.

로터(2)의 외부에는 이 로터(2)의 회전축(3)에 대해 대칭으로 정렬된 5개의 동일한 날개형상부(15)가 있으며, 이들 날개형상부(15)는 로터(2)의 전체길이(L)에걸쳐 축방향으로 배치되어 있다. 상기 설명된 도면을 참조하는 아래의 설명에서, 5개의 날개형상부(15) 중 단지 하나만 상세히 설명될 것이지만 하나의 날개형상부에 대해 설명된 내용이 임의의 다른 날개형상부에 대해서도 적용된다.

도 3 내지 도 5에 도시된 것과 같이, 각 날개형상부(15)는 로터(2)의 길이방향축(3)에 대해 소정의 거리(R1)에 배치되는 선단(15a)을 구비하는 바, 이 거리(R1)는 말단(15b)까지의 거리(R2)보다 길다.

본 발명에 따르면 상기 날개형상부(15)의 외면(16)은 2개의 불연속구역(16b,16d)을 구비하는 바, 이 구역의 점들은 화살표(V)로 표시된 로터(2)의 회전방향에 반대되는 방향으로 날개형상부(15)의 외면(16)이 연속되도록 상기 길이방향축(3)으로부터 증가하는 거리를 갖는다. 이에 따라, 날개형상부(15)의 볼록하게 휘어진 외면(16)은 상기 불연속구역(16b,16d)에 의해 이어져서 서로 연결되는 3개의 계단부(16a,16c,16e)를 포함하는데, 각 불연속구역(16b,16d)은 대체로 평평한 표면(16f,16g)으로 이루어진다.

더 상세하게는, 제 1계단부(16a)는 선단(15a)에서 시작하여 제 1불연속구역(16b)에서 끝난다. 이 제 1계단부(16a) 표면의 점들은 로터(2)의 길이방향축(3)으로부터 최대거리(R1)에서 최소거리(R3)로 감소하는 소정의 거리를 갖는다. 제 2계단부(16c)는 제 1불연속구역(16b)에서 시작하여 제 2불연속구역(16d)에서 끝나며, 제 1계단부(16a)와 마찬가지로 그 표면의 점들은 로터(2)의 길이방향축(3)에 관해 최대거리(R4)에서 최소거리(R5)로 감소하는 소정의 거리를 갖는다.

유사한 방식으로, 제 2불연속구역(16d)에서 시작하여 말단(15b)에서 끝나는 제 3계단부(16e)에서는 그 표면의 점들이 로터(2)의 길이방향축(3)으로부터 최대거리(R6)에서 최소거리(R2)로 감소하는 소정의 거리를 갖는다.

따라서, 각 불연속구역(16b,16d)에서 대응되는 표면(16f,16g)의 점들은, 각각 거리(R3)에서 거리(R4)로 그리고 거리(R5)에서 거리(R6)로 증가하여 로터(2)의 회전방향(V)에 반대되는 방향으로 하나의 계단부에서 다른 계단부로 이어지는, 로터(2)의 길이방향축(3)으로부터 소정의 증가하는 길이를 갖게 된다.

불연속구역(16b,16d)은 날개형상부(15)의 전체길이(L)에 걸쳐서 축방향으로 연장되어 도 2에 상세하게 도시된 형상을 갖게 된다. 각 날개형상부(15)는 나사나 용접 등으로 고정되는 연결블록(17a,17b)의 개재에 의해 로터(2)에 연결된다. 상기 연결블록(17a,17b)의 배치는 로터(2)로부터 날개형상부(15)를 이격시키고, 이에 따라 날개형상부(15)는 중공부(8)에 채워지는 현탁액(S)으로 완전히 둘러싸인다.

길이방향축(3)으로부터의 거리가 감소되는 날개형상부(15)의 휘어진 형상으로 인해, 각 날개형상부(15)의 외면(16)은 일련의 맥동하는 음의 마이크로압(마이크로파)으로 이루어진 일련의 맥동하는 음의 매크로압(매크로파)을 발생시키는데, 상기 마이크로압은 상기 설명된 특징을 갖는 각 날개형상부(15)의 특별한 계단식 형상에 의해 발생된다. 상기 맥동하는 음의 마이크로압은 공지된 형태의 동등한 필터에서는 발생되지 않는데, 이렇게 맥동하는 음의 매크로압과 조합되면 우수한 점착사라 해도 여과통(4)으로부터 더 효과적인 분리가 일어나게 되어 필터성능이 향상된다.

전술된 설명으로부터 본 발명의 필터가 의도한 목적을 성취할 것은 명료해진다.

구조적 측면에서, 실시예에 설명되지 않고 또한 첨부도면에 도시되지 않은 다른 변경예가 본 발명의 필터에 적용될 수 있다. 이러한 구조상의 변경예로는 예컨대 다른 갯수의 날개형상부나, 로터의 외측면을 따라 형성되는 날개형상부의 다른 배치, 또는 로터에 날개형상부를 고정하는 수단의 다른 구조나 배치까지도 포함될 수 있다. 한편, 설명되지 않거나 도시되지 않은 구조상의 변경예는 본 발명에 따른 청구범위의 범주내에 있을 것이다.

Claims (8)

1. 대체로 수직한 길이방향축(3)을 갖춘 로터(2)와, 이 로터(2)의 외부에 로터(2)와 동축으로 배치된 여과통(4), 상기 로터(2)의 외측면(2a)과 상기 여과통(4)의 내측면 사이에 형성된 환형상의 중공부(8), 상기 여과통(4)과 로터(2)를 수용하도록 된 외측하우징(9), 상기 하우징(9)의 상부에 형성되고 상기 로터(2)의 상부(2b)와 연통되어 있는 여과될 섬유성 현탁액(S)을 위한 공급체임버(10), 상기 여과통(4)의 외측면(6)에 형성되어 있는 여과물을 위한 방출체임버(11), 상기 하우징(9)의 하부에 형성되어 있는 비여과물을 위한 배출체임버(12), 상기 공급체임버(10)를 상기 환형상의 중공부(8)와 연통되게 배치시키는 다수의 덕트(13) 및, 각각 상기 여과통(4)에 면해 있고 선단(15a)에서 말단(15b)으로 뻗는 볼록하게 휘어진 외면(16)을 구비하고, 상기 선단(15a)이 상기 길이방향축(3)에 대해 말단(15b)까지의 거리(R2)보다 긴 거리(R1)로 배치되는, 환형상 중공부(8)내의 상기 로터(2)의 외측면(2a)에 배치되고 상기 로터(2)를 따라 길이방향축(3)을 중심으로 배치된 하나 이상의 날개형상부(15)를 포함하여 이루어진 섬유성 현탁액(S)을 위한 로터리필터(1)에 있어서,

   상기 날개형상부(15)의 외면(16)이 하나 이상의 불연속구역(16b,16d)을 구비하되, 이 불연속구역(16b,16d)의 점들은 상기 로터(2)의 회전방향(V)에 반대되는 방향으로 상기 날개형상부(15)의 외면(16)이 이어질 때 상기 길이방향축(3)으로부터 증가하는 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 로터리필터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 각 불연속구역(16b,16d)은 상기 로터(2)의 길이방향을 따라 형성되고, 상기 불연속구역(16b,16d)에 의해 표면이 방사상으로 배치되는 계단부의 쌍(16a,16c;16c,16e)이 상기 외면(16)에 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리필터.
3. 제 1항에 있어서, 상기 각 불연속구역(16b,16d)은 평평한 표면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로터리필터.
4. 제 3항에 있어서, 상기 평평한 표면은 방사상으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 로터리필터.
5. 제 1항에 있어서, 상기 각 불연속구역(16b,16d)은 휘어진 표면에 의해 구획되는 것을 특징으로 하는 로터리필터.
6. 제 1항에 있어서, 상기 선단(15a)과 말단(15b) 사이의 길이는 100mm 내지600mm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 로터리필터.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 날개형상부(15)는 상기 로터(2)의 전체길이(L)에 걸쳐 축방향으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 로터리필터.
8. 제 1항에 있어서, 상기 각 날개형상부(15)는 고정수단과, 상기 로터(2)에서 이 날개형상부(15)를 이격시키도록 된 연결블록(17a,17b)에 의해 상기 로터(2)에 연결되는 것을 특징으로 하는 로터리필터.