KR20070004665A - 슬릿 블로우식 스크레이퍼를 구비하는 회전식 압축 여과기 - Google Patents

Abstract

스크린의 내측면에 부착되어 형성되어 있는 고형물층을 박리하여 제거할 뿐만 아니라 스크린의 소공 내에 체류하는 미립자 덩어리를 제거할 수 있어 스크린의 막힘을 적절하게 해소할 수 있는 회전식 압축 여과기를 제공하고자 하는 것이다.

회전축32 둘레에 형성된 환상의 여과실41 내를 진행시키면서 처리원액에 점차로 압력을 가하고, 액상의 처리원액을 케이크 모양으로 변화시킴으로써 탈수처리를 하는 회전식 압축 여과기3에 있어서, 스크린35의 내측면을 향하여 기체 또는 액체를 분사시킬 수 있도록 구성된 스크레이퍼40을, 스크린35의 내측면에 대하여 엣지가 예각으로 접촉하도록 부착한 것을 특징으로 한다.

Description

슬릿 블로우식 스크레이퍼를 구비하는 회전식 압축 여과기{ROTARY　COMPRESSION　FILTER　WITH　SLIT　BLOW　SCRAPER}

본 발명은, 가공식품의 원료나 그 반가공품 또는 오니 등 고체물질과 액체물질의 혼합물(처리원액)을 여과(濾過), 압착(壓搾)하여 탈수처리를 하는 장치로서, 특히 회전축 둘레에 형성된 환상(環狀)의 여과실 내를 진행시키면서 처리원액에 점차로 압력을 가하여 탈수처리를 하는 회전식 압축 여과기에 관한 것이다.

회전식 압축 여과기(로타리 프레스 필터)는, 예를 들면 일본국 공개특허공보 특개2001-113109호 공보에 나타나 있는 바와 같이 회전축 둘레에 형성된 환상의 여과실 내로 처리원액을 유입하고, 중공원반형(中空圓盤型)의 스크린을 회전시킴으로써 처리원액을 전방으로 진행시켜, 점차로 압력을 가하여 탈수처리를 하는 장치이다.

더 구체적으로 설명하면 처리원액은, 원액 공급구로부터 여과실 내로 유입되어, 회전하는 스크린과의 사이에서 생기는 마찰력에 의하여 여과실 내를 소정의 방향으로 순차적으로 진행하여 가게 된다. 이 때에, 스크린은 다수의 소공(小孔)을 구비하고 있기 때문에, 처리원액이 여과실 내를 진행하여 감에 따라 처리원액 중의 수분이 이 스크린의 소공을 거쳐 여과실 외로 점차로 배출되어 가게 된다. 그리고 기내(機內)에 유입될 때에는 액체 상태이었던 처리원액은, 원액 공급구로부터 약 반원주(半圓周) 후의 위치(초기여과영역(初期濾過領域))를 통과할 때까지의 사이에 반고형(半固形)이 되고, 최종적으로는 케이크 모양(탈수 케이크)이 되어 케이크 출구에서 기외(機外)로 배출된다.

또한 스크린은 연속적으로 회전하기 때문에, 초기여과영역, 이에 계속되는 여과압착영역(濾過壓搾領域) 그리고 최종압착영역(最終壓搾領域)을 거쳐 다시 초기여과영역에 되돌아가, 처리원액 또는 탈수 케이크를 진행방향으로 연속적으로 반송하게 된다.

종래의 회전식 압축 여과기 중에는, 회전하는 스크린의 내측면에 대하여 엣지가 예각으로 접촉하는 스크레이퍼(scraper)를 부착하고, 처리원액 중에 포함되는 미립자 덩어리에 의하여 스크린의 표면이 덮어져버린다고 하는 사태를 회피할 수 있도록 구성된 것도 있다.

그러나 그러한 스크레이퍼는, 스크린 내측면에 부착된 고형물층을 박리(剝離)시킬 수는 있어도, 스크린의 소공 내에 삽입된 미립자 덩어리에 대해서는 제거하는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있다.

본 발명의 「회전식 압축 여과기」는, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하도록 이루어진 것으로서, 회전축 둘레에 형성된 환상의 여과실 내를 진행시키면서 처리원액에 점차로 압력을 가하여 액상의 처리원액을 케이크 모양으로 변화시킴으로써 탈수처리를 하는 회전식 압축 여과기에 있어서, 회전하는 스크린의 내측면에 대하여 엣지가 예각으로 접촉하도록 부착된 스크레이퍼를 구비하고, 당해 스크레이퍼로부터 스크린의 내측면을 향하여 기체 또는 액체를 분사시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.

또한 스크레이퍼는, 원액 공급구로부터 약 반원주까지의 범위(초기여과영역)에 배치되어 있는 것이 바람직하고, 이 경우에 처리원액 중에 포함되는 미립자 덩어리에 의하여 스크린 내측면에 부착, 형성되는 고형물층을 초기여과단계에 있어서 기계적으로 박리시킬 수 있고, 또한 스크린의 소공 내에 삽입된 미립자 덩어리를 직접 제거할 수 있어, 초기여과단계에 있어서의 막힘을 적절하게 방지할 수 있다.

또한 세정액 또는 기체를, 처리원액의 입구측 액압보다 높은 압력으로 스크레이퍼로부터 분사할 수 있도록 구성하였을 경우에는, 더 적절하게 스크린의 소공 내에 체류하는 미립자 덩어리를 제거할 수 있다.

본 발명에 관한 「회전식 압축 여과기용 스크레이퍼」는, 스크린의 내측면을 향하여 개구하는 분사구가 길이방향을 따라 다수 형성됨과 아울러 분사구로 통하는 유로가 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.

제1도는, 본 발명에 관한 회전식 압축 여과기3의 단면도이다.

제2도는, 제1도에 나타나 있는 회전식 압축 여과기3의 AA선에 의한 단면도이다.

제3도는, 제1도에 나타나 있는 스크레이퍼40의 확대도이다.

제4도는, 제3도에 나타나 있는 스크레이퍼40의 CC선에 의한 단면도이다.

제5도는, 스크레이퍼40에 의한 미립자 덩어리의 세정공정의 설명도이다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 제1도는, 본 발명에 관한 「회전식 압축 여과기」의 단면도이다. 도면에 나타나 있는 바와 같이, 이 회전식 압축 여과기3은, 회전축32, 내륜 스페이서33, 외륜 스페이서34, 2장의 도넛 모양의 투수성 스크린(透水性screen)35, 35, 분리판36, 외부 케이싱37 및 도면에 나타나 있지 않은 구동장치 등으로 구성되어 있다.

회전축32는, 대략 수평으로 지지됨과 아울러 구동장치에 의하여 구동 력이 공급됨으로써, 제1도에 나타나 있는 화살표B의 방향으로 저속(0.2∼3회전/분)으로 회전하게 되어 있다. 또한 내륜 스페이서33은 회전축32 둘레에 고정되어 있으므로 회전축32를 따라서 회전하게 되어 있다.

외륜 스페이서34는, 내륜 스페이서33의 외측에 배치됨과 아울러 외부 케이싱37(제2도 참조)에 의하여 고정, 지지되어 있다. 또한 외륜 스페이서34는, 그 내주면34c가 내륜 스페이서33의 외주면33a와 항상 일정한 간격을 가지고 대향하도록 배치되어 있다.

2장의 스크린35, 35는, 투수성을 확보하기 위하여 지름 0.38mm 정도의 다수의 소공(小孔)을 구비하고 있어, 후술하는 바와 같이 처리원액으로부터 수분을 섭취하여 제거하기 위한 필터로서 기능하는 것이다.

이들의 스크린35, 35는, 내륜 스페이서33의 양 측면 상에 각각 고정되어 있고, 회전축32 및 내륜 스페이서33이 회전하면 그들과 함께 회전하게 되어 있다. 또한 스크린35, 35는, 외주 가장자리부가 외륜 스페이서34의 양 측면에 근접하는 위치 및 치수로 배치되어 있다.

분리판36은, 대략 수평이고 또한 회전축32의 축방향과 직교하는 방향으로 지지되어 있다. 또한 분리판36의 내측 단부36a는, 내륜 스페이서33의 외주면33a의 곡률(曲率)과 일치하여 이것과 면접촉하여 슬라이딩 하도록 형성되어 있다.

분리판36의 외측 단부36b(내측 단부36a와는 반대측의 단부)는, 외륜 스페이서34의 기단부34a 및 종단부34b의 사이에 각각 소정의 간격을 둔 위치 에 지지되어 있다. 그리고 외측 단부36b와 외륜 스페이서34의 기단부34a의 사이에 확보된 스페이스는 원액 공급구38로서 장치 내부에 유입하는 처리원액을 공급하기 위하여 사용되고, 외측 단부36b와 외륜 스페이서34의 종단부34b의 사이에 확보된 스페이스는 케이크 출구39로서 기능하게 되어 있다.

또한 이 회전식 압축 여과기3은, 원액 공급구38, 케이크 출구39 및 액체배출구42를 제외하고, 외부 케이싱37에 의하여 밀폐되는 구조로 되어 있다. 또한 이 회전식 압축 여과기3은, 내부에 여과실41(내륜 스페이서33, 분리판36 및 외륜 스페이서34의 사이에 형성되어 있는 스페이스로서, 원액 공급구38로부터 케이크 출구39에 이르기까지의 스페이스)이 형성되어 있다. 제2도에 나타나 있는 바와 같이, 여과실41의 단면은 사각형 모양으로 되어 있고, 또한 제1도에 나타나 있는 바와 같이 환상(C자 모양)으로 연장되는 부분(환상부분)과 직선 모양으로 연장되는 부분(직선부분)으로 이루어지도록 되어 있다.

또한 이 회전식 압축 여과기3의 외륜 스페이서34에는, 다수의 스크레이퍼40이 부착되어 있다. 이들 스크레이퍼40은, 슬릿 블로우(slit blow)식의 스크레이퍼로서, 소정의 방향으로 회전하는 스크린35의 내측면에 부착된 처리원액 중의 미립자 덩어리 및 스크린35의 소공 내에 체류하고 있는 미립자 덩어리 등을, 초기여과단계에 있어서 적절하게 제거할 수 있게 되어 있어, 스크린35의 막힘에 의한 탈액량(脫液量)의 저하(처리능력의 저하)를 적절하게 회피할 수 있도록 되어 있다.

더 구체적으로는, 이들의 스크레이퍼40은, 그 선단부가 내륜 스페이서33 쪽을 지향하는 방향으로 기단부를 외륜 스페이서34의 측면에 고정시켜 부착되고 있어, 엣지가 스크린35의 내측면에 대하여 예각으로 접촉하게 되어 있다. 또한 스크레이퍼40은, 외륜 스페이서34의 두개의 측면에 각각 4장씩(양측 합계 8장) 부착되어 있어, 원액 공급구38로부터 약180도의 범위(초기여과영역)에 있어서 대략 균등하게(45도의 간격으로) 배치되어 있다.

제3도는 스크레이퍼40의 확대도이고, 제4도는 제3도의 스크레이퍼40의 CC선에 의한 단면도이다. 이들의 도면으로부터도 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 스크레이퍼40은, 선단부40a 측이 기단부40b 측보다 폭이 좁은 즉 「끝이 가는 형상」으로 되고 있고, 내부에는 길이방향으로 연장되는 중공유로(中空流路)2가 형성되어 있다.

또한 스크레이퍼40의 일방의 면에는 다수의 슬릿4가 길이방향을 따라 형성되어 있다. 이들 슬릿4는, 모두 엣지의 선단40c보다 내측(중심에 가까운 위치)에 배치되어, 각각 중공유로2와 통하고 있다. 그리고 세정액을 기단부 측의 개구부5로부터 스크레이퍼40의 내부(중공유로2)에 공급함으로써 제5도에 나타나 있는 바와 같이 각 슬릿4로부터 스크린35의 내측면을 향하여 세정액을 고압으로(처리원액의 입구 측 액압보다 높은 압력으로) 분사시킬 수 있도록 되어 있다. 더 구체적으로는, 처리원액의 입구 측 액압은 보통 10∼50KPa인 것에 반하여, 여기에서는 세정액을 그보다 높은 0.4∼1MPa의 압력으로 분사시킬 수 있다. 즉, 스크레이퍼40의 슬릿4는 세정액의 분 사구로서 기능한다.

이와 같이 슬릿4로부터 스크린35의 내측면을 향하여 세정액을 고압으로 분사하면, 스크린35의 소공 내에 체류하고 있는 미립자 덩어리를 반대측(스크린35의 외측면 측)으로 밀어내어 소공 내를 세정할 수 있으므로 스크린35의 막힘 상태를 해소할 수 있다. 또한 슬릿4는, 상기한 바와 같이 모두 엣지의 선단40c보다 내측에 배치되어 있기 때문에, 제5도에 나타나 있는 바와 같이, 스크린35가 화살표E의 방향으로 회전하여 갈 때에, 스크레이퍼40의 엣지의 선단40c에 의하여 스크린35의 내측면에 부착된 고형물층D가 제거된 후의 단계에서, 세정액을 스크린35의 소공 내에 직접 분사할 수 있어, 매우 효과적으로 스크린35의 막힘을 해소할 수 있다.

여기에서 사용되는 세정액은 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 물이나 온수 등도 좋고, 또한 계면활성제 등을 사용할 수도 있다. 온수나 계면활성제 등을 사용하는 경우에는, 스크린35의 소공 내에 유지류(油脂類) 등이 부착되어 체류하고 있는 것 같은 경우에도 그것을 적절하게 제거할 수 있다.

또한 고압의 세정액의 대신에, 고압의 공기(또는 그 이외의 가스)나 고온의 증기를 분사할 수 있도록 구성할 수도 있다. 이 경우에, 처리원액으로부터 분리된 노액(爐液)에 세정액이 혼입된다고 하는 사태, 또는 세정액에 의하여 노액이 희석되어버린다고 하는 사태를 회피할 수 있다. 또한 온수와 고온의 증기를 동시에 분사할 수 있도록 구성할 수도 있다.

또한 스크레이퍼40은, 제4도에 나타나 있는 바와 같이 전체가 일체적으로 성형되었지만, 그 외에도 표면에 홈이 형성된 2장의 판재를 홈이 내측이 되도록 하여 접합함으로써 내부에 중공유로 및 슬릿을 형성한 것 등을 사용할 수도 있다.

또한 분사구의 형상은 반드시 슬릿에 한정되지 않고, 슬릿의 대신에 다수의 원형 모양, 타원 형상, 또는 사각형 모양의 분사구를 병렬로 배치시켜도 좋다.

또한 분사구는, 스크린35의 반경방향의 대략 전역에 걸쳐 세정액 등을 분사할 수 있도록 배치되는 것이 바람직하지만, 반드시 하나의 스크레이퍼40에 있어서 선단부40a로부터 기단부40b까지의 모든 범위에 걸쳐 분사구가 배치될 필요는 없고, 예를 들면 복수 개 배치되는 스크레이퍼40 중에서 원액 공급구38에 가장 가까운 제1스크레이퍼40에 있어서는 기단부40b 측에만 분사구를 형성하고, 이에 인접하는 제2스크레이퍼40에 있어서는 중간부에만 분사구를 형성하고, 제3스크레이퍼40에 있어서는 선단부40a 측에만 분사구를 형성하고, 이들 복수의 스크레이퍼40에 의하여 스크린35의 전역이 커버되도록 구성할 수도 있다. 이렇게 구성하였을 경우에, 하나의 스크레이퍼40에 있어서의 분사구의 개구면적을 작게 하는 것이 가능하기 때문에 제3도에 나타나 있는 바와 같이, 길이방향의 대략 전체에 걸쳐 분사구를 형성한 스크레이퍼40에 비하여 보다 작은 공급압력으로 보다 큰 분사압력을 구현할 수 있다.

본 발명의 회전식 압축 여과기는, 스크레이퍼로부터 스크린의 내측면을 향하여 기체 또는 액체를 분사시킬 수 있도록 구성되어 있기 때문에, 스크린의 내측면에 부착되어 형성된 고형물층을 박리하여 제거할 뿐만 아니라, 스크린의 소공 내에 체류하는 미립자 덩어리를 제거할 수 있어 스크린의 막힘 상태를 적절하게 해소할 수 있다.

또한 기체 등을 분사시킬 수 있는 스크레이퍼를, 초기여과영역의 전체에 걸쳐서 또는 초기여과영역의 일부의 범위에 배치하였을 경우에는, 초기여과 공정에 있어서 스크린의 막힘을 방지할 수 있기 때문에 여과효율을 향상시킬 수 있고, 또한 장기운전을 하는 경우에도 안정된 탈액 레벨을 유지할 수 있다.

Claims (4)

1. 회전축(回轉軸) 둘레에 형성된 환상(環狀)의 여과실(濾過室) 내를 진행시키면서 처리원액(處理原液)에 점차로 압력을 가하여 액상(液狀)의 처리원액을 케이크 모양으로 변화시킴으로써 탈수처리를 하는 회전식 압축 여과기에 있어서,

   회전하는 스크린의 내측면에 대하여 엣지(edge)가 예각(銳角)으로 접촉하도록 부착된 스크레이퍼(scraper)를 구비하고,

   당해 스크레이퍼로부터 상기 스크린의 내측면을 향하여 기체 또는 액체를 분사시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 회전식 압축 여과기(回轉式壓縮濾過機).
2. 제1항에 있어서,

   상기 스크레이퍼가, 원액 공급구로부터 약 반원주(半圓周)까지의 범위에 배치되는 것을 특징으로 하는 회전식 압축 여과기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 스크레이퍼가, 처리원액의 입구 측 액압(液壓)보다 높은 압력으 로 세정액 또는 기체를 분사할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 회전식 압축 여과기.
4. 스크린의 내측면을 향하여 개구하는 분사구가 길이방향을 따라 다수 형성됨과 아울러 상기 분사구로 통하는 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 회전식 압축 여과기용 스크레이퍼.

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