KR20060114691A

KR20060114691A - 여과 장치

Info

Publication number: KR20060114691A
Application number: KR1020067008100A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 사이또
Original assignee: 니혼 겐료 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2006-11-07
Also published as: TW200528173A; US7520986B2; ES2318351T3; EP1683561A4; EP1683561B1; JP2005131443A; ATE416019T1; CN1874831A; US20070125694A1; EP1683561A1; DE602004018176D1; WO2005039733A1; TWI316869B

Abstract

여과 장치에 있어서, 스크류 컨베이어의 피봇 지지부가 마모되어도 마모된 부품을 수리 및 교환하지 않고, 마모를 자동적으로 보상함으로써 덜걱거림을 방지하고, 장기간에 걸쳐 안정된 성능을 유지할 수 있게 한다. 여과 장치(1)는 입상의 여과재(14) 층을 갖는 여과조(2)와, 여과조(2) 내에 세로로 배치된 하단부에 개구(40)를 갖는 중공의 세정조(38) 및 이 세정조(38) 내에 배치되어 여과재(14)를 세정하는 스크류 컨베이어(32)를 갖는다. 스크류 컨베이어(32)는 여과조(2) 내에 상방으로부터 수직 하강되고, 상부를 구동시켜 하단부가 여과조(2) 또는 세정조(38)의 하부에 고정 설치된 피봇 지지부(60)에 의해 피봇 지지된 축(34)을 갖는다. 피봇 지지부(60)는 축(34)과 피봇 지지부(60)와의 접촉부에 있어서의 마모를 보상하는 마모 보상 기구를 갖는다.

스크류 컨베이어, 여과조, 여과재, 여과 장치, 세정조, 피봇 지지부

Description

여과 장치 {FILTRATION DEVICE}

본 발명은 활성탄 등의 여과재를 사용하여 물 등의 액체를 여과하는 여과 장치에 관한 것으로, 특히 여과재의 흡착 기능이나 여과 기능을 회복시키기 위해 여과 장치 내의 스크류 컨베이어를 회전시켜 여과재의 세정을 행하는 여과 장치에 관한 것이다.

여과 장치를 장기간 사용하면, 여과 장치의 여과 탱크(여과조) 내의 여과재(여과사, 활성탄)가 막혀 효율적인 여과를 행할 수 없게 되고, 여과된 물 등의 질이 악화되어 버린다. 이로 인해, 여과재에 설치된 오탁 물질(탁질)을 제거하여 막힘을 해소하는 것이 행해지고 있다. 여과재로부터 이 오탁 물질을 제거하는 작업, 소위 세정 작업은 공장의 조업을 효율적으로 행하기 위해 가능한 한 단시간에 공정수를 가하지 않고, 또한 장소를 차지하지 않으며 행할 수 있는 것이 바람직하다. 이로 인해, 여과재를 여과 탱크의 외측으로 취출하는 일 없이, 여과 탱크 내에 여과재를 수용한 상태에서, 단시간에 효율적으로 세정할 수 있게 여과사 세정 장치(여과재 세정 기구)를 여과 탱크 내에 마련하는 것이 고려되어 있다.

종래, 이러한 관점에서 고려된 여과기로서, 조체(여과조) 내에 양송관(세정조)을 배치하고, 이 양송관 내에 나선 양수기(스크류 컨베이어)를 회전 가능하게 배치한 것이 알려져 있다(예를 들어, 일본 실용신안 공개 소63-98704호 공보, 도1 참조).

이 여과기는, 통상의 여과에 있어서는 원수가 여과사를 하방으로부터 상방으로 통과하고, 여과된 처리수(정수)가 여과사의 상방으로 배출되도록 되어 있다. 또, 여과사의 세정시에는 나선 양수기가 회전하고, 탁질을 포착한 여과사를 나선 양수기의 하부로부터 상승시켜 원심 분리 작용에 의해 탁질을 여과사로부터 박리시켜 세정하고 있다. 세정된 여과사는 양송관의 상부의 여과사 배출구로부터 배출되고, 다시 조체 내로 복귀하도록 구성되어 있다. 나선 양수기는 상부를 모터에 의해 구동되고, 하단부가 베어링에 의해 피봇 지지되어 있다.

상기 종래 기술의 여과기에 있어서는, 나선 양수기는 조체의 하단부에 마련된 구멍에 나선 양수기의 축이 삽입되어 피봇 지지되어 있기 때문에, 이 축과 구멍의 접촉부가 마모되면 덜걱거림이 생긴다. 그 결과, 나선 양수기가 원활하게 회전하지 않게 되거나 누수 등의 문제가 생길 우려가 있다.

나선 양수기의 지지는 상방과 하방의 양측으로 지지하는 쪽이 회전시 흔들림 및 진동이 생기기 어렵다. 그러나, 주위가 여과재라는 환경 속에서, 베어링이 심하게 마모되는 것은 피할 수 없다. 베어링이 마모된 경우, 이 베어링을 간단하게 수리 및 교환할 수 없다는 문제가 있다. 또한, 수리 교환하는 경우에는, 그동안 여과 작업을 중단해야만 한다.

본 발명은, 이상의 점에 비추어 이루어진 것으로, 스크류 컨베이어의 피봇 지지부가 마모되어도, 마모된 부품을 수리 및 교환하지 않고, 마모를 자동적으로 보상함으로써 덜걱거림을 방지하고, 장기간에 걸쳐 안정된 성능을 유지하는 여과 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명의 여과 장치는 입상의 여과재 층을 갖는 여과조와, 여과조 내에 세로로 배치된 하단부에 개구를 갖는 중공의 세정조와, 세정조 내에서 여과재를 상방으로 반송하면서 여과재를 세정하는 스크류 컨베이어와, 여과재의 세정시에 여과재로부터 박리한 오탁 물질을 여과조의 외부로 배출하는 탁질 배출 수단을 구비하고, 통상의 여과시에 여과조 내로 도입되어 여과재에 의해 여과된 액체를 여과조의 외부로 배출하는 여과 장치에 있어서,

스크류 컨베이어가 여과조 내에 상방으로부터 수직 하강되고, 상부를 구동하여 하단부가 여과조 또는 세정조의 하부에 고정 설치된 피봇 지지부에 의해 피봇 지지된 축을 갖고, 피봇 지지부가 축과 피봇 지지부와의 접촉부에 있어서의 마모를 보상하는 마모 보상 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 스크류 컨베이어의 축의 하단부에 오목부가 마련되고, 피봇 지지부에 오목부와 결합하는 볼록 부재가 마련되고, 마모 보상 기구가 볼록 부재를 스크류 컨베이어를 향해 항상 스프링 압박하도록 구성할 수 있다.

또한, 볼록 부재의 상부 선단부는 원뿔형이며, 오목부가 원뿔형과 대략 상보향이며, 볼록 부재의 선단부에 결재부(欠載部) 또는 오목부의 중앙에 오목 함몰부가 마련되어 있어도 좋다.

또한, 세정조는 여과조 내에 수직 하강되어 있고, 피봇 지지부가 세정조의 하단부에 설치되어 있어도 좋다.

그리고, 피봇 지지부는 세정조의 하단부 주위에 설치되는 링과, 볼록 부재 및 볼록 부재를 압박하는 스프링을 보유 지지하는 중앙부와, 중앙부 및 링을 연결하는 복수의 연결 기둥으로 구성되어도 좋다.

또한, 여과재는 활성탄으로 할 수 있다.

본 발명의 여과 장치는 입상의 여과재 층을 갖는 여과조와, 여과조 내에 세로로 배치된 하단부에 개구를 갖는 중공의 세정조와, 세정조 내에서 여과재를 상방으로 반송하면서 여과재를 세정하는 스크류 컨베이어를 구비하고, 이 스크류 컨베이어가 여과조 내에 상방으로부터 수직 하강되고, 상부를 구동하여 하단부가 여과조 또는 세정조의 하부에 고정 설치된 피봇 지지부에 의해 피봇 지지된 축을 갖고, 피봇 지지부가 축과 피봇 지지부와의 접촉부에 있어서의 마모를 보상하는 마모 보상 기구를 갖기 때문에 다음 효과를 발휘한다.

즉, 스크류 컨베이어의 피봇 지지부가 마모되어도 피봇 지지부가 마모를 자동적으로 보상하기 때문에, 마모된 부품을 수리 및 교환하지 않고, 축과 피봇 지지부 사이의 덜걱거림을 방지하여 장기간에 걸쳐 안정된 성능을 유지할 수 있다.

또한, 스크류 컨베이어의 축의 하단부에 오목부가 마련되고, 피봇 지지부에 오목부와 결합하는 볼록 부재가 마련되고, 마모 보상 기구가 볼록 부재를 스크류 컨베이어를 향해 항상 스프링 압박하도록 구성되어 있는 경우에는, 볼록 부재가 마모되어도 볼록 부재는 항상 스프링에 의해 오목부에 압박되어 있기 때문에, 마모가 진행되어도 항상 적절하게 피봇 지지 상태를 유지할 수 있다.

또한, 볼록 부재의 상부 선단부가 원뿔형이며, 오목부가 원뿔형과 대략 상보형이며, 볼록 부재의 선단부에 결재부 또는 오목부의 중앙에 오목 함몰부가 마련되어 있는 경우에는, 볼록 부재의 선단부가 마모되어도 상보형의 오목부 내에 항상 적절하게 피봇 지지되는 동시에, 스크류 컨베이어의 축심을 항상 소정의 위치에 유지할 수 있어 진동 및 흔들림이 생길 우려가 없다.

또한, 세정조가 여과조 내에 수직 하강되어 있고, 피봇 지지부가 세정조의 하단부에 설치되어 있는 경우에는, 세정조와 스크류 컨베이어가 유닛화할 수 있어 여과 장치의 조립 보수가 용이해진다.

그리고, 피봇 지지부가 세정조의 하단부 주위에 설치되는 링과, 볼록 부재 및 볼록 부재를 압박하는 스프링을 보유 지지하는 중앙부와, 중앙부 및 링을 연결하는 복수의 연결 기둥으로 구성되어 있는 경우에는 세정조의 하단부에 여과재를 인입하기 위한 충분한 개구를 확보할 수 있다. 또한, 세정조의 하단부 개구를 링에 의해 보강하여 여과재의 압력에 의한 세정조의 변형을 방지할 수 있는 동시에, 스크류 컨베이어의 축과 세정조를 항상 동축으로 유지할 수 있다. 따라서, 스크류 컨베이어와 세정조가 길어도 스크류 컨베이어와 세정조의 내면 간격이 항상 일정하게 유지되기 때문에, 스크류 컨베이어의 회전시에 서로 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 여과재가 활성탄인 경우에는 염소나 유기물 등을 흡착할 수 있고, 특히 두꺼운 층으로 할 수 있고, 또한 적절하게 세정되기 때문에, 활성탄으로서의 기능을 충분히 발휘할 수 있다.

도1은 본 발명의 여과 장치의 실시 형태를 도시하는 종단면도이다.

도2는 도1의 여과 장치의 피봇 지지부의 주변부를 부분적으로 확대하여 도시하는 부분 확대 단면도이다.

도3은 세정조의 바닥부의 확대 바닥면도이며, 블레이드부는 생략한 도면이다.

도4는 본 발명의 여과 장치에 사용되는 피봇 지지 블록의 확대 종단면도이다.

도5는 도4에 도시한 피봇 지지 블록의 확대 평면도이다.

도6은 도4의 피봇 지지 블록에 설치되는 부재를 도시하고, (a)는 코어 압박 핀의 확대 정면도, (b)는 코어 압박 핀의 확대 평면도, (c)는 스프링 압박 부재의 확대 정면도를 각각 도시하는 도면이다.

도7은 본 발명의 여과 장치에 사용되는 피봇 지지부를 스크류 컨베이어의 축과 동시에 도시하는 확대 부분 단면도이다.

도8은 스크류 컨베이어에 사용되는 블록의 확대 종단면도이다.

도9는 마모 보상 기구의 변형예를 도시하는 확대 종단면도이다.

이하, 본 발명의 여과 장치의 바람직한 실시 형태에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도1은, 본 발명의 여과 장치의 실시 형태를 도시하는 종단면도이다. 이하, 도1을 참조하여 여과 장치(1)의 개략에 대해 설명한다.

여과 장치(1)는, 도1에 도시한 바와 같이 상하가 폐쇄된 대략 원통형의 여과조(2)와, 이 여과조(2)의 내측 하부에 상하에 간격을 두고 수평하게 배치된 철망(여과상)(50) 및 여상판(여과상)(4)과, 여과조(2)의 만곡한 상부벽(20)에 설치된 여과재 세정 기구(이하, 간단히 세정 기구라 함)(6)를 갖는다. 이 세정 기구(6)는, 후술하는 모터(26), 감속 기구부(27), 다이 시트(28), 세정조(38) 및 스크류 컨베이어(32)를 포함한다. 또한, 세정 기구(6)는 탁질 배출 수단으로서의 정수 출구관(46) 및 원수 주입관(56)도 포함한다.

여과조(2)에는, 4개의 지지 다리(8)(도1에서는 1개만을 도시함)가 설치되어 있고, 이에 의해 여과조(2)가 바닥면(10) 상에 설치된다. 여상판(4)은 여과조(2)의 만곡한 바닥면(9)으로부터 상방으로 격리하여 마련되어 있고, 이 여상판(4)에는 여과된 액체(여과수)를 집수하여 하방으로 통과시키는 복수의 집수부 즉 스트레이너(12)가 설치되어 있다.

전술한 철망(50) 상에는 원수 주입관(56)으로부터 주입된 원수를 여과하기 위한 활성탄(여과재)(14) 층이 배치된다. 철망(50)은 활성탄(14)이 하방에 낙하하기 어렵도록, 활성탄(14)의 모래 입자보다도 대강 작은 메시(그물망)를 갖는다. 이 활성탄(14)은, 대략 10 메시로부터 32 메시의 입경을 갖는다. 또, 이 메시를 단위로서 나타내는 입경은 25.4 ㎜를 분할하는 수로 그 크기를 나타낸다. 즉, 대강 10 메시는 25.4 ㎜를 10 분할하고, 32 메시는 마찬가지로 32 분할하여 얻어지는 입경을 나타낸다.

철망(50)과 여상판(4) 사이의 공간(52)에는 활성탄(14)보다 큰 직경의 자갈 (여과재)(54) 층(지지층)이 배치된다. 이 자갈(54)은 활성탄(14)을 지지하는 지지재로서 사용된다. 자갈(54) 층은 상부가 철망(50)에 의해 덮어져 있고, 활성탄(14) 층쪽으로 이동할 수 없기 때문에, 불육이 생기는 일이 없으며, 수류가 분산되어 균일한 여과가 가능해진다. 본 실시 형태인 경우, 여과조(2)의 높이는 대략 3.5 m, 직경은 약 1. 6 m이며, 공간(52)의 높이는 약 19 ㎝로 설정되어 있다.

본 발명에 있어서 여과조(2)가 비교적 긴 것은 다음 이유에 의한다. 즉, 여과재로서 사용되는 활성탄(14)은 흡착에 의해 염소나 유기 물질 등을 제거하기 위해, 활성탄과 처리하는 물(액체)이 접촉하는 시간을 충분히 취할 필요가 있고, 또한 일반적으로 단면적이 큰 활성탄 흡착 장치(여과 장치)보다도 설치 장소를 차지하지 않는 에너지 공간 절약형의 여과 장치가 요구되어 있는 것에 의한다. 이로 인해, 여과조(2)의 단면적을 작게 하여 여과 장치(1)를 설치하였을 때 바닥면(10)의 점유 면적을 적게 하고, 그 대신에 활성탄층을 두껍게 함으로써 접촉 시간을 길게 하고 있다. 또, 유속을 느리게 하여 접촉 시간을 길게 하는 것도 동시에 행해지고 있다.

일반적으로, 여과재의 층이 비교적 얇은 경우에는 스크류 컨베이어도 짧은 치수로 좋기 때문에, 스크류 컨베이어 상부의 구동측에서 지지하는 것만으로도 스크류 컨베이어의 진동 및 흔들림 등의 문제는 생기기 어렵다. 그러나, 상술의 이유로 여과재로서 활성탄을 사용하여 여과재의 층을 두껍게 하면 스크류 컨베이어의 길이도 그에 대응하여 길게 할 필요가 있다. 그 결과, 스크류 컨베이어가 회전시에 쉽게 축이 흔들리게 되어, 내통 즉 세정조와 접촉하는 등의 장해가 발생할 우려 가 커진다. 그로 인해, 본 발명에서는 긴 스크류 컨베이어(32)의 하단부(44)를 피봇 지지하는 구조를 채용하고 있다. 이 피봇 지지의 형태에 대해서는 후술한다.

여과조(2)의 상부벽(20)의 중앙부에는 원형의 설치구(22)가 형성되어 있고, 이 설치구(22)에 세정 기구(6)가 볼트(도시하지 않음)에 의해 설치되어 있다. 설치구(22)의 주연부는 설치용의 돌출부(24)에 형성되어 있다. 따라서, 유닛으로서 여과조(2)에 설치된 세정 기구(6)는 볼트를 빼냄으로써 돌출부(24)로부터 제거할 수 있다. 돌출부(24) 상에는 모터(26) 및 감속 기구부(27)를 설치한 다이 시트(28)가 설치되어 있다. 이 다이 시트(28)에는, 복수의 베어링(30)을 갖는 보유 지지부(36)가 형성되어 있고, 이러한 베어링(30)에 의해 스크류 컨베이어(세정 수단)(32)의 축(34)이 흔들림 없이 회전 가능하게 지지되어 있다. 또, 모터(26) 및 감속 기구부(27)를 구동부라 한다.

다음에, 이 세정 기구(6)에 대해 상세하게 설명한다. 세정 기구(6)의 원통형 즉 통형체의 세정조(38)는 상부에 원판형의 설치벽(29)을 갖는다. 그리고, 설치벽(29)이 다이 시트(28)와 함께 돌출부(24)에 볼트(25)(도면 중 1개만을 도시함)에 의해 설치되어 있다. 이렇게 하여, 세정조(38)의 상부가 돌출부(24)에 설치되면, 세정조(38)의 대략 전체가 여과조(2)의 상부로부터 수직 하강하고 있는 구성이 된다.

도1에 도시한 바와 같이 세정조(38)의 하부에는 하방으로 개방한 원형의 하부 개구(40)와, 측방으로 개방한 복수의 개구(62)가 형성되어 있다. 또한, 세정조(38)의 상부에는 세정조(38)의 외주에 따라서 소정 간격으로 형성된 복수의 상부 개구(42)가 형성되어 있다. 이 상부 개구(42)는 상하 2단으로 형성되어 있다. 하부 개구(40)는 활성탄(14) 중에 위치하도록 활성탄(14)과의 위치 관계가 정해져 있다. 이 세정조(38)의 내측에는 스크류 컨베이어(32)가 배치되어 있다. 스크류 컨베이어(32)의 축(34)은 비교적 소직경의 직경 축소부(34a)와, 직경이 큰 대직경부(34b)로 구성되어 있다.

축(34)은 커플링(49)을 통해 모터(26)와 연결되어 있다. 축(34)에 강도를 갖게 하기 위한 대직경부(34b)는 중공의 파이프 형상으로 되어 있고, 하단부(44)는 폐쇄되어 있다. 하단부(44)는 구면 형상으로 형성되어 있기 때문에, 스크류 컨베이어(32)를 회전시켜 활성탄(14)을 세정할 때에 소용돌이를 발생시키지 않도록 하여 하단부(44)와 접촉하는 활성탄(14)을 불필요하게 교란하는 것을 방지할 수 있다. 이 하단부(44)의 형상에 대해서는 후술한다. 축(34)의 대직경부(34b)에는 나선형 스크류의 블레이드부(43)가 형성되어 있다. 블레이드부(43)는 축(34)의 하단부(44) 근방에 도달할 때까지 형성되어 있다. 또, 블레이드부(43)는, 도시하지 않은 복수의 스테이를 통해 축(34)에 격리한 상태로 설치되어 있다. 또한, 블레이드부(43)의 외연은 세정조(38)의 내주면 사이에 갭을 약간 형성하여 배치되어 있다.

스크류 컨베이어(32)가 세정조(38) 내에 배치되면, 도1에 도시된 바와 같이 블레이드부(43)의 상단부는 하단의 상부 개구(42)의 하부 모서리(42a) 근방에 위치한다. 또한, 스크류 컨베이어(32)의 하단부(44)는 세정조(38)의 하부 개구(40) 근방에 위치한다. 스크류 컨베이어(32)의 하단부(44)는 세정조(38)의 하단부에 설치된 피봇 지지부(60)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 피봇 지지의 형태에 대해서는 후술한다.

다음에, 여과조(2)의 외부에 부속되는 부품에 대해 설명한다. 여과조(2)의 만곡한 바닥벽(9)의 중앙에는, 하방으로 연장되는 정수 출구관(46)이 설치되어 있고, 활성탄(14), 철망(50), 자갈(54), 스트레이너(12)를 지나서 여상판(4)을 통과한 정화된 액체가, 이 정수 출구관(46)을 통해 여과조(2)의 외부로 송출된다. 스트레이너(12)에는 자갈(54)보다 작은 도시하지 않은 슬롯이 형성되어 있다. 공간(52)에 대응하는 여과조(2)의 외벽에 설치되어 있는 것은 세정수 분사관(액체 분사부)(58)이다. 세정수 분사관(58)은 여과조(2)의 외벽에 대해 각도를 두고, 여과조(2)의 외주에 따라서 등간격으로 3 군데 설치되어 있다. 세정수 분사관(58)의 수량은 여과조(2)의 사이즈 등에 따라서 증감해도 좋다. 이 세정수 분사관(58)의 기능에 대해서는 후술한다.

다음에, 본 발명의 특징인 피봇 지지부(60)의 상세에 대해, 도2 및 도3을 참조하여 설명한다. 도2는, 도1의 여과 장치(1)의 피봇 지지부(60)의 주변부를 부분적으로 확대하여 도시하는 부분 확대 단면도, 도3은 세정조(38)의 바닥부의 확대 바닥면도를 각각 도시한다. 또, 도3에서는 블레이드부(43)는 생략하고 있다. 세정조(38)는 하부 측방에 등간격으로 4개의 개구(62)(도2에서는 2개만 나타냄)가 형성되어 있다. 원통형의 세정조(38)의 하단부에는 원형의 플랜지(64)가 세정조(38)의 하부 모서리의 원주에 따라서 형성되어 있다. 이 플랜지(64)의 내측은 세정조(38)의 내부에 통하는 원형의 개구(40)로 되어 있다. 플랜지(64)에는 하측 방향으로 6개의 나사 구멍(68)이 등간격으로 형성되어 있다.

또한, 스크류 컨베이어(32)의 축(34)의 하단부에는 구멍(72)이 형성되고, 이 구멍(72)에 원기둥형의 블록(70)이 용접되어 설치되어 있다. 이 블록(70)의 상세에 대해서는 후술한다. 플랜지(64)에 설치되어 있는 피봇 지지부(60)는 링(74)과, 스크류 컨베이어(32)의 축(34)을 지지하는 피봇 지지 블록(중앙부)(76)과, 이 피봇 지지 블록(76)과 링(74)을 연결하는 6개의 등간격으로 배치된 단면 원형의 연결 기둥(78)을 갖는다. 이들 링(74), 피봇 지지 블록(76) 및 연결 기둥(78)은, 예를 들어 스테인리스강 등의 금속으로 형성된다.

이러한 연결 기둥(78)은 링(74)과 피봇 지지 블록(76)에 용접되어 있다. 링(74)은 플랜지(64)에 대응한 직경을 갖고, 플랜지(64)의 나사 구멍(68)에 대응하여 6개의 나사 구멍(80)을 갖는다. 피봇 지지부(60)는 나사(82)가 이들 나사 구멍(68, 80)에 나사 삽입되어 세정조(38)의 하단부에 설치된다.

다음에 피봇 지지부(60)에 대해, 도4 내지 도6을 참조하여 더 상세하게 설명한다. 도4는 피봇 지지 블록(76)의 확대 종단면도, 도5는 지지 블록(76)의 확대 평면도이다. 또한, 도6은 피봇 지지 블록(76)에 설치되는 부재를 도시하고, 도6의 (a)는 코어 압박 핀의 확대 정면도, 도6의 (b)는 코어 압박 핀의 확대 평면도, 도6의 (c)는 스프링 압박 부재의 확대 정면도를 각각 도시한다.

우선 도4 및 도5를 참조하여 설명한다. 피봇 지지 블록(76)은 원기둥형을 이루고 있고, 측면에 전술한 연결 기둥(78)이 삽입되어 용접되는 원형 구멍(84)이 등간격으로 6개 뚫어 설치되어 있다. 그리고 원기둥의 축심과 동심으로 상하로 관통하는 관통 구멍(86)이 형성되어 있다. 관통 구멍(86)은, 복수의 영역으로 구획 되어 있고, 하방으로부터 대직경의 나사부(86a), 이 나사부(86a)와 거의 같은 내경의 중간 구멍(86b), 중간 구멍(86b)보다 소직경의 통과 구멍(86c), 이 통과 구멍(86c)보다 더 소직경의 상부 구멍(86d)으로 구성되어 있다.

중간 구멍(86b)과 통과 구멍(86c)의 경계에는 환형의 하향의 단부(88)가 형성되어 있다. 또한, 상부 구멍(86d)에는 관통 구멍(86)의 길이 방향에 따르는 키 홈(90)이 형성되어 있다. 이러한 각 영역은, 모두 관통 구멍(86)의 축심(도시하지 않음)에 동심으로 형성되어 있다. 또한, 피봇 지지 블록(76)의 측면(76a)의 하부로부터 나사부(86a)에 직교하는 나사 구멍(92)이 형성되어 있다.

다음에, 피봇 지지 블록(76)에 설치되는 전술한 코어 압박 핀(볼록 부재)(94) 및 스프링 압박 부재(98)에 대해 설명한다. 또, 도7을 합쳐서 참조하여 설명한다. 도7은 피봇 지지부(60)를 스크류 컨베이어(32)의 축(34)과 함께 도시하는 확대 부분 단면도이다. 코어 압박 핀(94)은, 예를 들어 포금 등의 스테인리스강보다 저경도의 금속으로 형성되는 원기둥형의 부재이다. 이 코어 압박 핀(94)은, 상부로부터 대략 원뿔형의 선단부(94a), 원기둥형의 상부(94b), 상부(94b)보다 대직경의 중간부(94c), 원판형의 플랜지(94d) 및 중간부(94c)보다 소직경의 하부(94e)를 갖는다. 중간부(94c)에는 코어 압박 핀(94)의 길이 방향에 따르는 키 홈(96)이 형성되어 있다. 이 키 홈(96)은, 전술한 피봇 지지 블록(76)의 키 홈(90)에 대응하는 것이다.

도6의 (c)에 도시한 스프링 압박 부재(98)는 스테인리스강 등의 금속으로 형성되는 대강 원기둥형의 부재이다. 이 스프링 압박 부재(98)는 상부에 피봇 지지 블록(76)의 나사부(86a)에 나사 결합하는 수나사(100)를 갖는 동시에, 하면에 스크류 드라이버와 같은 공구와 결합하는 결합 홈(102)을 갖는다.

이들 코어 압박 핀(94) 및 스프링 압박 부재(98)가, 지지 블록(76)에 설치된 상태에 대해 도7을 합쳐서 참조하여 설명한다. 코어 압박 핀(94)을 피봇 지지 블록(76)의 관통 구멍(86)에 하방으로부터 삽입하면, 선단부(94a) 및 상부(94b)는 피봇 지지 블록(76)의 상부면(76b)으로부터 돌출하고, 중간부(94c)는 관통 구멍(86)의 상부 구멍(86d), 통과 구멍(86c)에 위치하고, 플랜지(94d) 및 하부(94e)는 중간 구멍(86b)에 위치한다. 그리고, 코어 압박 핀(94)은 압축 코일 스프링(104)을 통해, 코어 압박 핀(94)을 하방으로부터 스프링 압박한다. 이때 플랜지(94d)는 관통 구멍(86)의 단차부(88)에 접촉하여 상방으로의 이동을 저지하기 때문에, 코어 압박 핀(94)이 지지 블록(76)으로부터 상방으로 빼내는 일은 없다.

그리고, 나사 구멍(92)에는 고정 나사(106)가 나사 삽입되고, 고정 나사(106)의 선단부가 스프링 압박 부재(98)의 하부(98a)에 접촉하여 스프링 압박 부재(98)의 회전을 저지한다. 즉, 스프링 압박 부재(98)가 회전하여 상하로 이동하는 것이 저지된다. 또한, 전술한 키 홈(90, 96)은 정렬시켜 키 부재(122)가 정렬된 양쪽 키 홈(90, 96)에 삽입되고, 양쪽 키 홈(90, 96)의 정렬 상태가 유지된다. 즉, 코어 압박 핀(94)이 지지 블록(76) 내에서 회전하는 것이 방지된다. 키 부재(122)로 코어 압박 핀(94)을 회전 불가능하게 하고, 또 고정 나사(106)로 스프링 압박 부재(98)를 고정하는 이유는, 다음과 같다. 즉, 코어 압박 핀(94)이 회전하면, 이 코어 압박 핀(94)이 스프링 압박 부재(98)를 회전시켜, 그 결과 스프링 압 박 부재(98)가 탈락되거나 코어 압박 핀(94)의 위치가 저하되거나 할 우려가 생기는 것에 의한다.

다음에, 피봇 지지부(60)와 결합하는 스크류 컨베이어(32)의 축(34)의 블록(70)에 대해, 도8을 참조하여 더 상세하게 설명한다. 도8은 블록(70)의 확대 종단면도이다. 스테인리스강 등의 금속으로 형성된 원기둥형의 블록(70)은 하부면(70a)으로부터 축(34)의 축심과 동심으로 베어링 구멍(오목부)(110)이 뚫어 설치되어 있다. 베어링 구멍(110)은 코어 압박 핀(94)의 상부(94b)를 수용하는 대직경부(112)와, 이 대직경부(112)로부터 내방에 수렴하면서 연장되는 테이퍼부(114)와, 이 테이퍼부(114)로부터 내방으로 더 연장되는 오목부(116)를 갖는다.

대직경부(112)에는 그 축선 방향의 중간에 대직경부(112)보다 더 대직경의 환형의 시일 받이 홈(118)이 형성되어 있다. 시일 받이 홈(118)에는 링형의 오일 시일(120)(도7)이 배치된다. 전술한 테이퍼부(114)는 코어 압박 핀(94)의 선단부(94a)의 테이퍼와 같은 경사의 테이퍼로 되어 있다. 따라서, 베어링 구멍(110)은 코어 압박 핀(94)의 선단부와 대략 상보형이다.

코어 압박 핀(94)의 선단부와 베어링 구멍(110)이 결합하면, 부호 94b는 오일 시일에 의해 시일되고, 미소한 여과재(14)가 진입하지 않도록 되어 있다. 또한, 오목부(116)는 선단부(94a)의 선단부의 릴리프하게 되어 있다. 블록(70)과 코어 압박 핀(94)이 결합하면, 코어 압박 핀(94)은 상방으로부터의 하중을 받아 약간 하강한다. 따라서, 코어 압박 핀(94)의 플랜지(94d)는 관통 구멍(86)의 단부(88)로부터 하방으로 격리하고, 또한 상방에 스프링 압박된 상태로 유지된다. 이 격리 된 거리는 마모를 보상할 수 있는 치수가 된다.

이와 같이 구성된 여과 장치(1)의 여과 작용에 대해, 다시 도1을 참조하여, 개략 설명한다. 통상의 여과에 있어서는, 원수가 원수 주입관(56)으로부터 여과조(2) 내에 주입된다. 원수는 활성탄(14)에 침투하는 동시에, 상부 개구(42)로부터도 세정조(38) 내에 진입하여 세정조(38) 내의 활성탄(14)에 침투하고, 세정조(38) 내에 있어도 여과를 할 수 있게 되어 있다.

활성탄(14)을 통과하고, 염소나 유기 물질 등이 흡착되고, 여과된 물은 철망(50)을 통과하여 자갈(54) 층에 침투하고, 스트레이너(12)를 지나서 여상판(4)을 통과하여 여과조(2)의 하부의 정수 출구관(46)으로부터 외부로 송출되어 사용에 이바지된다.

다음에, 장기간 사용하여 활성탄(14)에 막힘이 생겼을 때 활성탄(14)의 세정 방법에 대해 설명한다. 우선 마지막으로, 정수 출구관(46)으로부터 정수를 역류시키고, 자갈(54)을 지나서 활성탄(14) 속에 정수를 분출시켜 활성탄(14)을 부유시킨다. 이에 의해, 모터(26)를 기동할 때 모터(26)로의 부하가 저감된다.

다음에, 모터(26)가 구동되어 스크류 컨베이어(32)가 회전하면, 스크류 컨베이어(32)의 블레이드부(43)에 의해, 활성탄(14)이 개구(40, 62)로부터 흡입되어 세정조(38) 내에 밀어 올려진다. 이때 스크류 컨베이어(32)의 회전 속도는 여과조(2)의 용량이나 스크류 컨베이어(32)의 블레이드부(43)의 직경 등에 의해 가장 적합한 속도, 예를 들어 100 내지 400 회전/분의 범위에서 선택되지만, 이 속도의 범위 외에서도 좋다. 이 세정 작업은, 예를 들어 2 내지 3일에 한 번 행해지고, 또한 각 회에 관해 약 1분간 정도 행해지지만, 여과조(2)의 사이즈나 막힘(흡착 능력의 저하)의 정도에 의해, 세정의 간격 및 세정 시간을 임의로 바꾸더라도 좋은 것은 물론이다.

스크류 컨베이어(32)의 회전 초기의 단계에서는, 전술한 정수의 역류가 계속된다. 이 이유는 스크류 컨베이어(32)를 역류 세정 상태로 회전시킴으로써, 세정조(38)의 외측 활성탄(14)과, 세정조(38)의 내측 활성탄(14)이 스크류(32)의 원심력에 의해 용이하게 혼합되고, 또한 이동함으로써 전체의 활성탄(14)이 구석구석까지 세정되기 때문이다. 정수의 역류는, 그 후 유속을 떨어뜨려 집수부에 오염이 들지 않을 정도로 매우 천천히 한 속도로 계속된다. 또한, 스크류 컨베이어(32)도, 여과사(14)의 세정을 위해 회전이 계속된다.

밀어 올려진 활성탄(14)의 입자끼리는 블레이드부(43)의 회전에 의해 서로 문질러 비벼 빨면서 상승하고, 상부 개구(42)로부터 세정조(38) 밖으로 배출된다. 이때, 활성탄(14)이 수면상에 낙하하였을 때 충격으로 탁질이 활성탄(14)으로부터 박리하는 것이 촉진된다. 낙하한 활성탄(14)은 세정 시간의 경과에 따라서 하강하고, 다시 블레이드부(43)에 의해 세정조(38) 내에 밀어 올려져 비벼 빨게 된다. 이렇게 하여, 활성탄(14)은 세정조(38) 내에서 세정이 반복되어 오탁 물질이 박리된다.

세정이 완료되면, 스크류 컨베이어(32)의 회전이 정지되기 전에 정수 출구관(46)으로부터 다시 정수를 역류시켜 헹굼 작업이 행해진다. 이 헹굼 작업은 스크류 컨베이어(32)의 정지 후도, 계속해서 계속된다. 정수 출구관(46)으로부터 역 류한 액체는 여상판(4)의 스트레이너(12)의 슬롯으로부터 자갈(54) 층으로 분출하고, 또한 철망(50)을 통과하여 활성탄(14) 층으로 상승한다. 이 때, 철망(50) 근방의 활성탄(14, 54)의 탁질은 역세척 수류에 의해 용이하게 제거된다. 또한, 스트레이너(12)에 막힌 탁질도 역세척 수류에 의해 슬롯으로부터 용이하게 제거된다. 그리고, 활성탄(14)으로부터 박리한 오탁 물질은 부유하여 원수 주입관(56)으로부터 외부로 탁질을 포함한 물과 함께 배출된다. 역류 세정시에 세정조(38) 내의 탁질도 배출된다.

또한, 헹굼 작업시에는 세정수 분사관(58)으로부터도 세정수가 여과조(2) 내 2개의 여과상(50, 4) 사이에 강력하게 분사된다. 분사된 세정수는 자갈(54) 층 속에서 와류를 형성하고, 자갈(54)에 설치되어 있는 탁질은, 이 소용돌이 상태의 수류에 노출되어 자갈(54)로부터 박리한다. 그리고 박리한 탁질은 철망(50)을 통과하여 상방으로 흘러가게 된다. 전술한 스트레이너(12)로부터 분출하는 세정액은, 이때도 자갈(54)로부터 박리한 탁질을 단시간에 효과적으로 상방으로 배출하는 데 도움이 된다. 이상의 역류 세정을 필요한 시간을 속행함으로써, 여과조(2) 내에 잔류하는 탁질은 모두 제거된다.

이상과 같이 여과 및 세정이 이루어지지만, 전술한 스크류 컨베이어(32)의 피봇 지지 구조에 의해, 스크류 컨베이어(32)가 회전해도 하단부(44)가 피봇 지지된 축(34)이 축 흔들림을 발생시키는 일은 없다. 그리고, 또 중요한 것은 코어 압박 핀(94)과 블록(70)이 접촉하여 회전함에 따른 마모를 자동적으로 보상할 수 있는 점이다. 이 보상 기능에 대해 이하 설명한다.

도7에 가장 잘 도시한 바와 같이, 스크류 컨베이어(32)는 코어 압박 핀(94)의 선단부(94a)에 의해 그 하중 및 회전시 가로 방향의 부하가 지지되어 있다. 스크류 컨베이어(32)는 그 상부에서 스크류 컨베이어(32)의 하중의 대부분이 지지되어 있기 때문에, 하측 방향으로의 하중은 크지는 않다. 그러나, 스크류 컨베이어(32)의 회전에 의해, 피봇 지지부(60)의 선단부(94a)와 블록(70)의 테이퍼부(114)는 항상 접촉하여 마모한다. 특히, 피봇 지지부(60)의 주위가 활성탄(14)이기 때문에, 오일 시일(120)을 빠져나온 활성탄의 미세한 분말 등이 개재되기 때문에, 어떠한 금속 재료라도 어느 정도의 마모를 피할 수 없다.

이 결과, 스테인리스강보다 경도가 낮은 포금제의 코어 압박 핀(94)의 선단부(94a)는 스테인리스제의 블록(70)의 테이퍼부(114)에 의해 마모되고, 코어 압박 핀(94)의 길이가 짧아진다. 그러나, 코어 압박 핀(94)은 항상 상방에 스프링 압박되어 있기 때문에, 마모에 의해 감소한 길이를 보상하도록 자동적으로 상방으로 밀어내어진다. 따라서 코어 압박 핀(94)과, 스크류 컨베이어(32)는 덜걱거림이 생기는 일 없이, 항상 양호한 접촉 상태를 유지하여 피봇 지지부(60)에 의해 지지되게 된다.

이 마모에 의한 코어 압박 핀(94)의 치수의 감소는, 예를 들어 수밀리미터 정도까지 대응할 수 있지만, 코어 압박 핀의 길이나 베어링 구멍(110)의 치수 등을 바꿈으로써, 증감 가능한 것은 물론이다. 또, 코어 압박 핀(94) 및 이 코어 압박 핀(94)을 압박하는 압축 코일 스프링(104) 및 스프링 압박 부재(98)를 총괄하여 마모 보상 기구라 한다.

본 발명은 이상과 같이, 상하 방향으로 길이가 긴 여과조를 갖는 여과 장치(1)를 장기간에 걸쳐 그 성능을 유지하고, 또한 보수를 최소로 할 수 있기 때문에, 특히 활성탄을 사용한 여과조에 적합하다. 활성탄은 자갈에 비교하여 단가가 매우 높고, 어느 시점에서 흡착 능력이 저하되기 때문에, 교체 빈도가 자갈보다 높고, 그로 인해 운전 비용이 모래 여과 장치에 비해 매우 높다.

그 이유는 다음과 같다. 활성탄립인 경우, 사용 중에 여과재층의 표층으로부터 상층에 걸쳐서 고정 설치 즉 연속적으로 판형으로 굳어져 수도를 형성하기 쉽다. 그 결과, 이 수도 주위의 부분으로만 여과 작용이 행해지지 않고, 중간층으로부터 하층에 걸쳐서 위치하는 활성탄은, 아직 흡착 능력이 남아 있는 상태가 된다. 그러나, 전체적으로 흡착 능력이 저하되기 때문에, 활성탄 전체층을 유효하게 이용하지 않는 상태로 교체가 이루어진다.

그러나, 본 발명의 여과 장치(1)를 사용함으로써, 활성탄 수명을 연장 및 교체하여 빈도를 낮게 하여 운전 비용을 삭감하는 것이 가능해진다. 특히, 코어 압박 핀(94)을 교환해야만 할 경우라도, 전술한 바와 같이 세정조(38)와 스크류 컨베이어(32)를 포함하는 세정 기구(6)를 여과조(2)로부터 제거할 수 있으므로, 코어 압박 핀(94)의 교환을 용이하게 행할 수 있다. 또, 코어 압박 핀(94)을 블록(70)보다 저경도의 금속 재료로 성형하고 있기 때문에, 마모의 정도는 코어 압박 핀(94)쪽이 블록(70)보다 크다. 따라서, 보수를 위해 교환하는 부품은, 간단히 교환할 수 있는 코어 압박 핀(94)만으로 좋기 때문에, 부품 교환을 한층 더 간단히 행할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 상세히 설명하였지만, 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 여러 가지의 변형 변경이 고려된다. 예를 들어, 여과조(2)의 외벽에 복수개, 예를 들어 2개 혹은 3개의 초음파 진동 발생기를 대략 등간격으로 배치해도 좋다. 이에 의해, 활성탄(14)에 흡착된 분자나 탁질이 초음파 진동에 의해 활성탄(14)으로부터 인출되어, 한층 더 효율적으로 활성탄(14)을 세정할 수 있고, 또 활성탄(14)의 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 전술한 실시 형태에서는 스크류 컨베이어(32)의 축(34)측에 오목부로서 베어링 구멍(110)이 형성되고, 피봇 지지부(60)측에 볼록 부재로서 코어 압박 핀(94)이 설치되어 있지만, 서로 역의 관계라도 좋다. 즉, 축(34)의 하단부(44)에 볼록 부재가 고정 설치되고, 피봇 지지부측에 이 볼록 부재를 수용하여 피봇 지지하는 비교적 경도가 낮은 오목 부재가 상방에 스프링 압박되어 설치되어도 좋다. 이 경우에는, 서로의 접촉에 의한 마모는 오목 부재가 상방으로 이동하여 마모에 의해 감소한 양을 보상하게 된다.

또한, 베어링 구멍의 변형예로서, 도9에 도시한 베어링 구멍(170)을 갖는 블록(130)을 사용해도 좋다. 도9는 마모 보상 기구의 변형예를 도시하는 확대 종단면도이다. 이 베어링 구멍(170)은, 전술한 오목부(116)를 갖지 않는다. 또한, 코어 압박 핀(194)은 상부에 결재부(196)가 형성되어 있고, 코어 압박 핀(194)이 마모되어도 상방으로 이동하여 마모를 보상할 수 있다.

또, 상기 실시 형태에서는 세정조(38)를 여과조(2)의 상부로부터 수직 하강시켜 하단부를 여과조(2)의 공중에 위치시키고 있지만, 하단부를 직접 여과조(2)에 설치해도 좋다. 또, 피봇 지지부를 여과조에 고정 설치해도 좋다.

또한, 전술한 실시 형태는 여과재로서 활성탄(14)을 사용한 경우에 대해 설명하였지만, 자갈 등을 여과재로서 사용해도 물론 좋다.

Claims

입상의 여과재 층을 갖는 여과조와, 상기 여과조 내에 세로로 배치된 하단부에 개구를 갖는 중공의 세정조와, 상기 세정조 내에서 상기 여과재를 상방으로 반송하면서 상기 여과재를 세정하는 스크류 컨베이어와, 상기 여과재의 세정시에 상기 여과재로부터 박리한 오탁 물질을 상기 여과조의 외부로 배출하는 탁질 배출 수단을 구비하고, 통상의 여과시에 상기 여과조 내로 도입되고, 상기 여과재에 의해 여과된 액체를 상기 여과조의 외부로 배출하는 여과 장치에 있어서,

상기 스크류 컨베이어가 상기 여과조 내에 상방으로부터 수직 하강되고, 상부를 구동하여 하단부가 상기 여과조 또는 상기 세정조의 하부에 고정 설치된 피봇 지지부에 의해 피봇 지지된 축을 갖고, 상기 피봇 지지부가 상기 축과 상기 피봇 지지부와의 접촉부에 있어서의 마모를 보상하는 마모 보상 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제1항에 있어서, 상기 스크류 컨베이어의 상기 축의 하단부에 오목부가 마련되고, 상기 피봇 지지부에 상기 오목부와 결합하는 볼록 부재가 마련되고, 상기 마모 보상 기구가 상기 볼록 부재를 상기 스크류 컨베이어를 향해 항상 스프링 압박하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제2항에 있어서, 상기 볼록 부재의 상부 선단부가 원뿔형이며, 상기 오목부 가 상기 원뿔형과 대략 상보형이고, 상기 볼록 부재의 선단부에 결재부 또는 상기 오목부의 중앙에 오목 함몰부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세정조가 상기 여과조 내에 수직 하강되어 있고, 상기 피봇 지지부가 상기 세정조의 하단부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제4항에 있어서, 상기 피봇 지지부가 상기 세정조의 하단부 주위에 설치되는 링과, 상기 볼록 부재 및 상기 볼록 부재를 압박하는 상기 스프링을 보유 지지하는 중앙부와, 상기 중앙부 및 상기 링을 연결하는 복수의 연결 기둥으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 여과재가 활성탄인 것을 특징으로 하는 여과 장치.