KR20070087546A - 여과기 청소 헤드 - Google Patents

Abstract

여과 장치는 장치의 흡입구와 배출구 사이에 설치된 여과기 본체를 가진다. 여과기 본체의 흡입 표면에는 원료 유체와 동반되어 들어온 떠있는 입자들, 예를 들어 이물질들이 들러붙기 쉽다. 본 발명은 여과기 장치를 위한 기초부와 거기에 움직일 수 있게 장착된 노즐을 포함하는 청소 헤드를 제공한다. 청소 헤드 기초부는 구동장치에 장착되어서 노즐이 거기에 평행한 흡입 표면을 스캐닝 할 수 있고, 낮은 압력의 배출구에 노즐을 연결함에 의하여 생겨나는 청소 압력차 하에서 여과기 본체를 통하여 노즐 속으로 흐르는 역류로 인해 흡입 표면을 청소할 수 있다. 노즐은 스캐닝 중에 흡입 표면과 영구적인 접촉을 유지하여서, 스캐닝 중에 청소 헤드 기초부와 흡입 표면 사이의 거리 변화에 불구하고 바로 노즐 속으로 흐르는 측류가 본질적으로 방지 된다.

여과장치, 여과기 본체, 청소 헤드, 청소 헤드 기초부, 노즐, 흡입 표면, 흡입구, 배출구, 구동장치

Description

여과기 청소 헤드{FILTER CLEANING HEAD}

본 발명은 자정식 및 수동 청소식 여과기(filter)에 관한 것으로, 특히, 여과기 본체(filter element)의 막힌 표면을 청소하기 위해 흡입 헤드를 사용하는 여과기에 관한 것이다.

GB 1485989 에는 세 개의 축방향 및 각도 방향으로 이격된 회전식 노즐(rotary nozzle)에 의해 청소되는 외향류 실린더형(outward-flow cylindrical) 여과기 본체를 가진 여과기가 개시되어 있다. 노즐은 축방향으로 연장되고 여과기 본체의 내면에 접촉하도록 스프링 하중을 받는다. 이들은 중앙 덕트(duct)에 의해 견고한 배출 밸브에 연결되고, 대기 중으로 개방되어 여과기 본체 외부의 압력으로 인해 노즐에 대향하는 여과기 본체를 통해 역류(reverse flow)가 생성된다. 덕트는 모터에 의하여 회전되어 세 개의 노즐이 여과기 본체의 축방향으로 중첩된 영역을 청소한다. 노즐은 각 축단부 또는 그 중앙부에서 스프링 하중을 받고, 반경 방향으로 이동가능하다. 각 노즐은 여과기 본체의 내벽에 결합되고, 독립적으로 스프링을 받을 수 있는 표면 강화식 페놀수지 패드를 포함한다.

GB 2157964 에는 실린더형 여과기 본체와, 여과된 유체의 역류에 의해 여과기 본체를 역류로 씻어주기 위한 여과기 본체 내에 위치되는 장치를 갖는 여과기가 개시된다. 이 장치는 역류 유체의 제거를 위한 회전식 동축 역류 덕트와, 역류 덕트에 핀에 의해 피봇된 몇개의 역류 헤드(노즐)를 포함한다. 역류 헤드는 여과기 축에 평행하게 연장되고, 핀 또한 여과기 축에 평행하다. 헤드는 여과기 본체와 결합 되도록 편향되어, 역류 덕트의 회전 이동시 피봇식 장착이 표면 윤곽의 불규칙성을 흡수하면서 헤드가 여과기 본체를 청소한다.

US 4,042,504 에는 실린더형 여과기 본체와, 흡입에 의해 청소하기 위해 여과기 본체의 실린더형 표면을 따라서 이동가능한 청소 본체(노즐)를 갖는 자정 가능한(self-cleanable) 다수의 여과기가 개시되어 있다. 몇몇 실시예에 있어서는 청소 본체가 병진 및 회전 운동을 모두 할 수 있도록 장착되어 나선형의 경로를 따라서 여과기 본체를 스캐닝하게 된다.

여과기 장치는 높은 작업 압력하에서 원료 유체(raw fluid)가 들어오는 흡입구와, 여과된 유체를 위한 배출구와, 흡입구와 배출구 사이에 설치된 여과기 본체를 갖는다. 흡입구는 여과기 본체의 흡입 표면(inlet surface)에 의해 둘러싸인 흡입 챔버(inlet chamber)와 유체 연통되고, 흡입 표면에는 원료 유체와 함께 동반되어 들어온 이물질 같은 떠있는 입자들이 달라붙기 쉽다.

본 발명에 따르면 상기 여과기 장치를 위한 청소 헤드(cleaning head)가 제공된다. 청소 헤드는 기초부와 기초부에 이동가능하게 장착된 노즐을 포함한다. 노즐은 림(rim)에 형성된 구멍을 가지고, 구멍은 낮은 압력의 배출구와 연결이 가능하다. 청소 헤드 기초부(cleaning head basis)는 구동장치에 장착이 가능하여, 노즐은 평행하게 흡입 표면을 스캐닝할 수 있으며, 낮은 압력의 배출구에 구멍을 연결함으로써 생기는 청소 압력차(cleaning pressure differential) 하에서 여과기 본체를 통하여 구멍으로 흐르는 역류에 의해 흡입 표면을 청소할 수 있다.

구멍은 최대 치수가 적어도 흡입 표면에 따른 여과기 본체의 소정의 치수보다 작을 정도로 소형이다. 그리고, 노즐은 스캐닝 중에 림과 흡입 표면 사이에 영구적인 접촉을 유지하기 위하여 이동가능하여 스캐닝 중에 청소 헤드 기초부와 흡입 표면 사이의 거리 변화에도 불구하고 흡입 챔버로부터 직접 구멍으로 흐르는 측류가 본질적으로 방지된다.

노즐은 가동 조인트에 의해 청소 헤드 기초부에 장착될 수 있고, 가동 조인트는 영구적인 접촉을 유지하기 위해 흡입 표면에 대해 노즐의 수직방향 이동을 허용한다. 바람직하게는, 가동 조인트는 노즐을 흡입 표면으로 가압하는 편향 수단(biasing means)을 포함한다.

가동 조인트와 편향 수단은 청소 헤드 기초부에 대한 거리의 제1 범위 내에서 노즐의 수직 방향 이동을 허용한다. 여과기 본체는 청소 헤드 기초부에 대한 거리 제2 범위 내에서 흡입 표면의 편차를 갖는다. 바람직하게는, 제2 범위는 스캐닝 중에 실질적으로 제1 범위 내에 있다. 더 바람직하게는 제2 범위의 중간이 실질적으로 제1 범위의 중간에 있다.

바람직하게는, 청소 헤드의 가동 조인트는 원료 유체와 역류 안에 떠있는 입자들로부터 격리된다.

청소 헤드의 일 실시예에서, 가동 조인트는 헤드 기초부에 노즐을 연결하는 끼움식 조인트(telescope joint)이다. 편향 수단은 하나 이상의 스프링일 수 있고, 바람직하게는 끼움식 조인트와 동축인 실린더형 압축 스프링일 수 있다. 바람직하게는 스프링은 예비하중이 걸려있다.

끼움식 조인트는 헤드 기초부에 기밀식으로 견고하게 장착되고 노즐을 따라 기밀식으로 활주하는 적어도 하나의 밀봉링(sealing ring)에 의해 격리된다. 또한 끼움식 조인트는 밀봉링을 지나 활주하는 노즐 표면의 부분을 닦아내기 위해 헤드 기초부에 장착된 적어도 하나의 환형 와이퍼(annular wiper)를 더 포함해도 좋다. 환형 와이퍼는 밀봉링과 일체가 되어도 좋다.

혹은 끼움식 조인트는 일단부가 헤드 기초부에 단단하게 장착되고 타단부가 가동 노즐에 단단하게 장착된 적어도 하나의 탄성 슬리브에 의해 격리되어도 좋다.

바람직하게는, 구멍 림은 구멍 면적의 9배 미만의 접촉면적을 가지고, 더 바람직하게는 구멍 면적의 4배 미만을 가진다. 바람직하게는 구멍은 본질적으로 환형 림에 의해 형성된 원형이다.

청소 헤드의 일 실시예에서, 여과기 본체는 내부에 흡입 챔버를 갖는 실린더 형상이고, 구동장치는 나선형의 경로를 따라 흡입 표면에 평행하게 상기 흡입 표면의 스캐닝을 제공한다.

소형 구멍을 가지고, 여과기 본체 표면을 향하여 편향된 노즐을 사용하면 흡입 과정이 최적화될 수 있다. 소형 구멍이 효과적인 흡입을 위해서 작은 영역으로 유효 압력차를 집중하는 반면에, 편향된 노즐은 기생하는 측류를 막기 위해서 여과기 본체 표면과 영구적인 접촉을 유지한다. 편향력(biasing force)은 접촉 마찰과 마모가 제한되도록 선택된다. 나아가 구멍 림은 림과 여과기 본체 사이에 작용하는 힘을 감소시키기 위해 폭이 좁게 만들어져도 좋다. 본 발명의 노즐은 종래 기술의 노즐로 얻을 수 있는 압력차보다 훨씬 더 높은 청소 압력차 하에서 작업을 할 수 있게 한다.

용어:

청소 압력차(cleaning pressure differential): 여과기 본체의 출구(배출구) 표면(플러싱하는 동안 더 높은 압력)과 청소 헤드 구멍 앞(플러싱하는 동안 더 낮은 압력)에 있는 여과기 본체의 흡입 표면 사이의 압력차

접촉면적(contact area): 여과기 본체의 흡입 표면과 접촉할 수 있는 구멍 림의 최대 면적

여과기 본체의 치수(dimension of the filter element): 하나의 여과기에서 사용되는 다수의 노즐들에 있어서, 여과기 본체 중 특정 노즐로 스캐닝 되는 영역의 치수들을 말한다.

본 발명을 이해하고, 그것이 또한 실제 어떻게 실행되는지를 알기 위해서 바람직한 실시예를 단지 제한없는 예시로서, 첨부된 도면들과 관련해서 설명한다.

도1은 본 발명의 실린더형 여과 본체와 청소 헤드를 갖는 여과기의 개략도이다.

도2A는 설계상 작동 위치에 있는 도1의 청소 헤드의 정단면도이다.

도2B 및 도2C는 두 끝부분의 작동 위치에 있는 도1의 청소 헤드의 정단면도 이다.

도3A는 종래 기술로 알려진 폭이 넓은 림(rim)과 간극을 가진 노즐의 작동에 대한 개략도이다.

도3B는 여과기 본체와 영구히 접촉하는 본 발명의 노즐의 작동에 대한 개략도이다.

도3C는 좁은 림을 가진 도3B의 노즐의 작동에 대한 개략도이다.

도 1을 참조하면, 예를 들어 끌어들인 물을 여과하기 위한 여과기(10)가 개략적으로 도시되며, 여과기(10)는 흡입 포트(14)와, 흡입 정지 밸브(16)와, 배출 포트(18)와, 메쉬(20)와 같은 여과 본체를 갖는 하우징(12)을 포함한다. 메쉬(20)는 곧은 원형 실린더 형상을 가지며, (도2A 내지 도2C까지에 도시된) 지지 골격 구조(22)에 의해 외부로부터 지지 된다. 메쉬(20)는 단단하고 굵은 격자(26)에 의해 단면 또는 양면으로부터 지지 되는 미세하고 고운 메쉬 층(24)을 포함할 수 있다.

각 헤드가 지지 기초부(40)와 가동 노즐(34)을 포함하는 반경 방향 청소 헤드(32)를 갖는 회전식 파이프(30)는 여과기 메쉬(20)와 동축으로 장착된다. 파이프(30)은 또한 축방향 병진을 위해 하우징(12) 안에서 지지 되어, 구동장치(도시 안됨)가 파이프를 회전시킬 수도 있고 병진시킬 수도 있다. 회전운동과 병진운동으로 인하여 청소 헤드(32)가 메쉬(20)의 흡입(내부의) 표면을 나선형의 선(33)을 따라서 그 흡입 표면에 평행하게 스캐닝할 수 있다. 회전식 파이프(30)는 평소에는 폐쇄된 플러싱 밸브(flushing valve; 36)를 갖는 배출구(35)를 포함한다.

정상적인 여과 작업 중, 원수(raw water)는 작업 압력(Po) 하에서 흡입 포트(14)를 통하여 여과기(10)로 들어가고, 여과 메쉬(20)를 통해 안에서 밖으로 나간다. 여과된 물은 배출 포트(18)을 통하여 출구 압력(Pe)으로 여과기에서 나간다. 작업 중에, 떠돌던 입자들은 메쉬의 흡입 표면에 침전되고, 점차 여과기 본체에 달라붙는다. 여과기를 지나는 압력 강하(ㅿPf = Po - Pe)는 커지고, "차단 압력(blockage pressure)"이라고 불리고 조작자 또는 자동 제어기에 의해 감지되는 소정의 수치 ㅿPb 에서 여과기가 청소 작업을 실행한다.

청소 작업 시작시, 플러싱 밸브(36)가 대기중 또는 낮은 압력의 엔클로져(enclosure)로 개방된다. 구동 시스템은 파이프(30)를 회전 또는 병진시키기 시작하여, 노즐(34)이 메쉬(20)의 흡입 표면을 스캐닝한다. 메쉬의 배출 측에서의 압력이 대기압(Pa)보다 높아짐에 따라, 압력차(ㅿP)는 노즐(34)에 대향한 영역에 있는 메쉬를 가로지르며 설정되며, 메쉬로부터 배출구(35)로 향한다(도3B 참조). ㅿP는 청소 압력차이다. 노즐(34)은 메쉬(20)의 흡입 표면에 침전된 이물질을 빨아들이고 역류 흐름(37)에 의해 파이프(30)과 배출구(35)를 통해 여과기 밖으로 그것을 버리기 시작한다. 각 청소 헤드(32)는 빽빽하게 감겨있는 나선형 경로(33)를 따라서 메쉬(20)의 영역을 스캐닝하며 메쉬의 전체 표면을 청소한다.

본 발명의 청소 헤드의 구조와 이점들은 도2A 내지 도2C에 도시된 정단면도들로부터 보다 명확해진다. 도2A를 참조하면, 청소 헤드(32)는 회전식 파이프(30)에 반경 방향으로 용접 등을 통하여 장착되어 있는 관형 헤드 기초부(40)를 포함한다. 헤드 기초부(40)는, 가동 노즐(34)과 실린더형 압축 스프링(42)을 수용한다. 노즐(34)은 노즐 파이프(44)와, 환형 림(47)을 가진 노즐 캡(46)을 포함한다. 관형 기초부(40)은 커버(48)에 의해 폐쇄된다. 노즐 파이프(44)는 관형 기초부(40) 안에서 환형 가이드(50)와 커버(48) 속에 있는 개구에 의해 지지 되어 축방향으로 이동가능한 끼움식 조인트(telescope joint)를 형성한다. 실린더형 스프링(42)은 노즐 파이프(44)를 메쉬(20)의 흡입 표면을 향해 축 방향으로 가압한다.(주의: 노즐 축에 따른 방향은 실린더 메쉬(20)와 회전식 파이프(30)에 대한 "반경 방향"이다).

실린더 메쉬(20)의 형상은 항상 회전식 파이프(30)의 회전축과 동축인 기하학적으로 완전한 실린더 형상으로부터 벗어나 있어서, 스캐닝 중 청소 헤드의 기초부(40)와 메쉬(20) 사이의 거리가 변한다. 그 변화는 지지 구조(22)의 편차, 메쉬 형상의 편차, 실린더형 메쉬에 대한 구동장치의 부정확한 장착 등으로 인한 것일 수 있다. 도2B는 청소 헤드 기초부에 대해 메쉬가 가장 근접한 위치를 도시하며, 도2C는 메쉬가 가장 멀리 있는 위치를 도시한다. 청소 헤드(32)의 설계상 작동 위치는 도2A에 도시되는데, 스프링 편향식 노즐(34)이 양 끝 위치 사이의 중간쯤에 있어서 어느 한쪽의 끝의 위치를 향해서도 움직일 수 있다. 스프링(42)은 메쉬 형상의 편차에 따라 노즐(34)이 항상 메쉬(20)와 접촉하도록 유지하여서 림(47)과 메쉬(20) 사이에 간극이 실질적으로 폐쇄된다.

영구적인 접촉과 간극의 폐쇄 상태를 유지하기 위해서, 메쉬 표면에 수직방향으로 노즐의 가능한 이동 범위는 메쉬와 여과기의 구조 공차들을 감안한 메쉬 표면의 편차 범위를 포함하고 있어야 한다는 것을 알 수 있다. 여과기 구조와 여과 기 본체의 공차는 보통 사전에 알려져 있으므로, 노즐이 움직이는 범위는 그것들을 포함할 수 있도록 설계된다. 바람직하게는 이동 범위의 중간점이 공차 범위의 중간에 있다.

스프링(42)은 메쉬에 낮은 접촉압력을 유지하고 과도한 마찰력을 방지하기 위해서 상대적으로 약하지만, 청소 압력차(ㅿP)의 작용 하에서 메쉬에 대한 노즐의 현저한 변위를 막을 정도로 충분히 강하다. 이러한 이유로 끼움식 조인트와 스프링에 먼지가 달라붙지 않게 하는 것이 중요하다. 따라서, 커버(48)와 관형 기초부(40)에 장착되어 노즐 파이프(44) 위로 활주하는 두 개의 기밀식 밀봉링(52, 54)에 의해 끼움식 조인트와 스프링(42)이 유해한 입자들로부터 보호된다. 또한, 밀봉링은 노즐 파이프가 환형 가이드(50)와 밀봉된 챔버에 들어가기 전에 노즐파이프 표면에 입자들이 들러붙는 것을 방지해주는 환형 립(와이퍼)을 가진다.

메쉬와 영구적이면서 부드럽게 접촉하여 청소하는 작업의 이점은 도3A 내지 도3C를 참조해보면 알 수 있다. 이 도면들에서, 청소 중에 여과기 본체에 작용하는 청소 압력 차(ㅿP 또는 ㅿPo)는 여과기 본체의 배출 표면에서 정해진다.

도3A는 종래기술로 알려진 메쉬 표면으로 노즐을 가압할 편향 수단이 없는 노즐(134)를 도시한다. 노즐(134)이 메쉬(20)의 표면을 스캐닝할 때, 스캐닝 경로의 실질적인 부분에서 노즐 캡(146)이 메쉬(20)의 표면으로부터 간극ㅿY만큼 떨어져 있다. 이 경우 역류(137)는 측방 성분(58)과 중앙 성분(59)으로 이루어진다. 중앙 성분(59)는 메쉬(20)을 통과하여 메쉬를 청소하는데 효과적이다. 반면에 측방 성분(58)은 청소에 기여함 없이 낭비된다. 만일 노즐 림(147)과 메쉬(20) 사이 에 간극ㅿY가 크다면, 메쉬를 가로지르는 청소 압력 차(ㅿPo)는 낮아진다는 것을 알 수 있다. 예를 들어 노즐 구멍이 둥글고 반지름이 r。라면, 폭 r。/2인 간극은 ㅿPo를 0으로 감소시킨다.

간극을 통과하는 측방 흐름(58)이 더 큰 수압의 저항을 경험하도록 두꺼운 벽들(147; 두꺼운 림)을 가진 노즐을 사용함으로써 측방 성분이 감소 될 수도 있다. 그러나 그러한 경우 여과기 본체를 노즐 림(147)으로 가압하는 힘은 큰 값을 가지게 된다. 이 힘은 거의 압력 차 ㅿPo와, 구멍 면적과 림 접촉면적을 포함하는 노즐의 면적 ΠRo²의 곱이다. 더 큰 압력 차 ㅿPo가 적용된다면, 이 힘이 현저해져서 노즐이 여과기 본체를 더 멀리 스캐닝하기 위해 이동할 때 여과기 본체가 노즐을 향해 구부러질 수도 있다. 마찰 마모에 더하여 여과기 본체는 주기적인 구부림 변형 때문에 피로가 올 수도 있다. 이 때문에 더 높은 청소 압력 차를 사용하기 어렵다.

도3B에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 노즐(47)은 편향 스프링(42)의 조절 작용으로 인해 여과기 본체(20)와 영구적이면서 부드러운 접촉을 한다. 영구적인 접촉으로 인해 측방 흐름(59)은 실질적으로 존재하지 않고, 역류 흐름(37)은 오직 여과기 본체를 청소하는 중앙 흐름 요소(59)만으로 이루어진다. 노즐 캡(46)의 폭이 더 작아질 수 있고, 바람직하게는 림 접촉면적이 구멍 면적의 9배를 넘지 않도록 한다. 그리하여 여과기 본체를 노즐 림(47)에 가압하는 하중 스프링(42)의 힘이 감소될 수 있다.

적용된 청소 압력 차 ㅿP는 여과기 본체에 남아있는 모든 입자들을 확실히 제거하기 위해서 "차단 압력" ㅿPb 보다 몇 배 높아야 한다. 그러한 높은 청소 압력차는 통상 여과작용에서 여과기 본체를 통과하는 특정 흐름보다도 더 빠른 특정 흐름 속도를 가진 채 노즐을 통과하는 강한 흐름을 만들어낸다. 그러한 흐름은 큰 구멍 면적을 가진 공지된 노즐, 예를 들어 여과기 본체 축에 평행하게 연장된 노즐로는 얻을 수 없다. 본 발명의 노즐은 매우 소형이고, 청소 흐름을 여과기 본체의 한정된 면적을 통과하도록 집중시키고, 주어진 작업 압력(operative pressure)에서 공지된 여과기에서 사용되는 청소 압력차보다 적어도 3배 높은 청소 압력차를 가지고 작업할 수 있도록 한다.

전형적인 관개 여과기는 그것의 흡입구에서 2 내지 10 bar 사이의 작업 압력 Po 하에서 작동한다. 여과기 본체를 가로지르는 압력차 ㅿPf 는 흐름 속도와, 메쉬의 형상과, 오염 정도에 달려있다. 작업 과정에서, ㅿPf는 통상 대략 0.5 bar의 값을 갖는 "차단 압력" ㅿPb에 도달한다. 따라서 청소 작업 전 출구 압력(Pe = Po - ㅿPb)은 대략 1.5 - 9.5 bar이다. 플러싱 밸브가 노즐을 대기(기준 압력 Pa=0)중에 연결하기 위해 개방되면, 여과기 본체의 출구 측과 플러싱 밸브의 배출구 사이의 전체 압력차 ㅿPt는 ㅿPt=Pe-Pa≒Pe이다. 본 발명의 "뒤따르는" 노즐은 흡입 챔버로부터 직접 구멍으로 향하는 측방 흐름을 막아줌으로써 ㅿPt가 거의 완전히 청소를 위해 사용되도록 한다. 본 발명자들은 달성된 청소 압력 차 ㅿP가 총 차이 ㅿPt의 80%를 상회할 수 있다는 것을 입증하였다. 구멍으로부터 대기까지로의 흐름 경로에서(파이프, 플러싱 밸브등에서) 불가피한 수압 손실 때문에 원칙적으로 그 전체 차이가 청소하는데 모두 사용될 수는 없다는 것을 알아야 한다. 작업 압 력 Po가 낮을 때 여과과정은 플러싱 중에, 예를 들어 배출 포트(18)를 폐쇄함으로써 멈출 수 있다. 따라서 출구 압력 Pe를 작업 압력 Po와 같도록 올릴 수 있고, 청소 압력 차 ㅿP 역시 올릴 수 있다.

도3C를 참조하면, 노즐 캡 표면을 계단식으로 형성함으로써 본 발명의 노즐(34')의 림 폭은 더 감소 될 수 있고, 여기서 계단의 높이는 적어도 구멍 반지름의 반이고 림의 면적은 구멍 면적의 4배를 넘지 않는다. 그리하여 여과기 본체를 노즐 림에 가압하는 힘은 수반되는 마모와 마찬가지로 더 감소 될 수 있다.

노즐 캡(46')과 림(47')은 낮은 마찰과 낮은 마찰 마모를 제공하는 물질로 만들어지고, 따라서 여과기 본체 표면과 노즐 캡(46')은 적어도 여과기 수명 동안 적절하게 기능을 발휘할 수 있다.

본 발명의 청소 헤드는 높은 청소 압력 하에서 여과기 본체(메쉬)의 효과적인 청소와, 확실히 연장된 작업을 달성한다. 소형의(예를 들어 둥근) 노즐 구멍은 효과적인 흡입을 위해 총 유효 압력 차를 조그만 범위에 집중시킨다. 그때 스프링 편향식 노즐은 여과기 본체 표면과 영구한 접촉을 유지하고, 마찰과 메쉬의 변형, 마모를 제한한다. 노즐과 헤드 기초부 사이에 끼움식 조인트와 스프링 본체가 오염되거나 들러붙지 않도록 보호되어, 약한 스프링 본체를 사용할 수 있게 하고, 나아가서 접촉 마모를 감소시킨다. 감소 된 폭을 가진 림 역시 노즐 림과 여과 본체 사이에 작용하는 힘을 감소시키는 것을 돕는다.

특정한 실시예들에 대한 설명이 개시되었으나, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 다양한 변형례들이 있을 수 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들어 본 발명 은 스캐닝 이동에 적당한 구동장치들을 사용함으로써, 평평하거나 원뿔 형태로, 구부러진 여과기 본체의 내부로부터 또는 외부로부터, 메쉬 여과기에서 그리고 디스크 여과기에서, 등과 같이 설계를 달리하는 청소 여과기 본체를 위해 변형되어 사용될 수 있다. 노즐의 조인트는 끼움식 이외에 다른 것일 수 있고, 벨로우즈 슬리브(bellows sleeve)와 같은 다른 수단에 의해 보호될 수 있다.

Claims (38)

1. 높은 작업 압력 하에서 원료 유체가 들어오는 흡입구와, 여과된 유체를 위한 배출구와, 상기 흡입구와 배출구 사이에 배치되는 여과기 본체와, 기초부와 그 기초부에 장착된 노즐을 포함하고 상기 여과기 본체의 흡입 표면을 청소하기 위한 청소 헤드와, 상기 청소 헤드의 기초부가 장착된 구동장치를 포함하며,

   상기 흡입구는 상기 여과기 본체의 흡입 표면에 의해 둘러싸인 흡입 챔버와 유체 연통되고, 상기 흡입 표면은 원료 유체에 있는 입자들이 들러붙기 쉬우며,

   상기 노즐은 림에 의해 둘러싸인 구멍을 갖고 낮은 압력의 배출구에 연결 가능하며,

   상기 구동장치는 상기 노즐이 스캐닝 치수를 따라 상기 흡입 표면을 스캐닝하도록 상기 청소 헤드 기초부를 이동시키고, 상기 구멍을 낮은 압력의 배출구에 연결함으로써 생기는 청소 압력차 하에서 상기 여과기 본체를 통하여 상기 구멍으로 흐르는 역류로 상기 흡입표면을 청소하도록 구성되고, 상기 청소 헤드 기초부와 상기 흡입 표면 사이의 거리는 상기 흡입 표면 형상의 편차에 의해 스캐닝 중에 변화하고,

   상기 구멍의 최대 치수는 적어도 상기 흡입 표면의 소정의 스캐닝된 치수보다 크기가 작고,

   상기 노즐은 상기 청소 헤드 기초부에 대해 이동가능하고, 스캐닝 중에 상기 림과 흡입 표면 사이에 영구적인 접촉을 유지하기 위해 상기 흡입 표면을 가압하여 상기 편차에도 불구하고 상기 흡입 챔버로부터 직접 상기 구멍으로 흐르는 측방 흐름이 본질적으로 방지되는 여과 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 노즐은 가동 조인트에 의해 상기 청소 헤드 기초부에 장착되고, 상기 가동 조인트는 상기 영구적인 접촉을 유지하기 위해 상기 흡입 표면에 대한 노즐의 수직방향 이동을 허용하는 여과 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 조인트는 상기 영구적인 접촉을 유지하기 위해 상기 노즐을 상기 흡입 표면으로 가압하는 편향 수단을 포함하는 여과 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 가동 조인트와 편향 수단은 상기 청소 헤드 기초부에 대한 거리의 제1 범위 내에서 상기 노즐의 수직 방향 이동을 허용하고, 상기 여과기 본체는 상기 청소 헤드 기초부에 대한 거리의 제2 범위 내에서 상기 흡입 표면의 편차를 가지며, 상기 스캐닝 중에 상기 제2 범위는 실질적으로 상기 제1 범위 내에 있는 여과 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제2 범위의 중간은 상기 스캐닝 중에 실질적으로 상기 제1 범위의 중간에 있는 여과 장치.
6. 제2항에 있어서, 상기 가동 조인트는 상기 원료 유체와 상기 역류 안에 떠있는 입 자들로부터 격리되는 여과 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 여과 본체는 내부에 상기 흡입 챔버를 갖는 실린더 형상이고, 상기 구동장치는 상기 실린더와 동축의 나선형 경로를 따라 상기 흡입 표면에 대한 스캐닝을 제공하는 여과 장치.
8. 제1항의 여과장치에 사용되는 청소 헤드이며, 상기 노즐은 가동 조인트에 의해 상기 청소 헤드 기초부에 장착되고, 상기 가동 조인트는 상기 영구적인 접촉을 유지하기 위해 상기 흡입 표면에 대해 노즐의 수직방향 이동을 허용하는 청소 헤드.
9. 제8항에 있어서, 상기 가동 조인트는 끼움식 조인트인 청소 헤드.
10. 제9항에 있어서, 상기 조인트는 상기 영구적인 접촉을 유지하기 위해 상기 노즐을 상기 흡입 표면으로 가압하는 편향 수단을 포함하는 청소 헤드.
11. 제10항에 있어서, 상기 편향 수단은 적어도 하나의 실린더형 압축 스프링인 청소 헤드.
12. 제11항에 있어서, 상기 편향 수단은 상기 끼움식 조인트와 동축인 실린더형 압축 스프링인 청소 헤드.
13. 제8항에 있어서, 상기 가동 조인트는 상기 원료 유체와 상기 역류 안에 떠있는 입자들로부터 격리되는 청소 헤드.
14. 제13항에 있어서, 상기 가동 조인트는 상기 헤드 기초부에 기밀식으로 견고하게 장착되고 상기 노즐을 따라서 기밀식으로 활주하는 적어도 하나의 밀봉링에 의해 상기 떠있는 입자들로부터 격리되는 끼움식 조인트인 청소 헤드.
15. 제14항에 있어서, 상기 끼움식 조인트는 상기 밀봉링을 지나 활주하는 노즐의 표면의 부분을 닦아내기 위해 상기 헤드 기초부에 장착되는 적어도 하나의 환형 와이퍼를 더 포함하는 청소 헤드.
16. 제15항에 있어서, 상기 밀봉링은 상기 환형 와이퍼와 일체인 청소 헤드.
17. 제13항에 있어서, 상기 가동 조인트는 일단부가 상기 헤드 기초부에 단단하게 장착되고 타단부가 상기 노즐에 단단하게 장착된 적어도 하나의 변형가능한 슬리브에 의해 상기 떠있는 입자들로부터 격리되는 청소 헤드.
18. 제8항에 있어서, 상기 림은 상기 구멍의 면적의 9배 미만의 접촉면적을 가지 는 청소 헤드.
19. 제18항에 있어서, 상기 접촉면적은 상기 구멍의 면적의 4배 미만인 청소 헤드.
20. 제8항에 있어서, 상기 림은 원형인 청소 헤드.
21. 여과 장치 안의 여과기 본체를 청소하기 위한 청소 헤드이며,

    상기 여과 장치는 높은 작업 압력 하에서 원료 유체가 들어오는 흡입구와, 여과된 유체를 위한 배출구를 포함하고, 상기 여과기 본체는 상기 흡입구와 배출구 사이에 배치되고, 상기 흡입구는 상기 여과기 본체의 흡입 표면에 의해 둘러싸인 흡입 챔버와 유체 연통되고, 상기 흡입 표면은 원료 유체에 있는 입자들이 들러붙기 쉽고,

    상기 청소 헤드는 기초부와, 상기 기초부에 이동가능하게 장착된 노즐을 포함하고,

    상기 노즐은 림 안에 형성된 구멍을 갖고, 상기 구멍은 낮은 압력의 배출구에 연결가능하고, 상기 청소 헤드 기초부는 구동장치에 장착가능하여 상기 노즐이 상기 흡입 표면을 평행하게 스캐닝할 수 있고 상기 낮은 압력의 배출구에 상기 구멍을 연결함으로써 생기는 청소 압력차 하에서 상기 여과기 본체를 통하여 상기 구멍으로 흐르는 역류에 의해 상기 흡입 표면을 청소할 수 있으며,

    상기 구멍의 최대 치수는 적어도 상기 흡입 표면에 따른 상기 여과기 본체의 소정의 치수보다 작은 크기이고,

    상기 노즐은 스캐닝 중 상기 림과 상기 흡입 표면 사이에 영구적인 접촉을 유지하도록 이동가능하여, 상기 스캐닝 중에 상기 청소 헤드 기초부와 상기 흡입 표면 사이의 거리 변화에도 불구하고 상기 흡입 챔버로부터 직접 상기 구멍으로 흐르는 측방 흐름이 본질적으로 방지 되는 청소 헤드.
22. 제21항에 있어서, 상기 노즐은 조인트에 의해 상기 청소 헤드 기초부에 장착되고, 상기 조인트는 상기 영구적인 접촉을 유지하기 위해 상기 흡입 표면에 대해 상기 노즐의 수직방향 이동을 허용하는 청소 헤드.
23. 제22항에 있어서, 상기 조인트는 상기 영구적인 접촉을 유지하기 위해 상기 노즐을 상기 흡입구 표면으로 가압하는 편향 수단을 포함하는 청소 헤드.
24. 제23항에 있어서, 상기 가동 조인트와 편향 수단은 상기 청소 헤드 기초부에 대한 거리의 제1 범위 내에서 상기 노즐의 수직 방향 이동을 허용하고, 상기 여과기 본체는 상기 청소 헤드 기초부에 대한 거리의 제2 범위 내에서 상기 흡입 표면의 편차를 가지며, 상기 스캐닝 중에 상기 제2 범위는 실질적으로 상기 제1 범위 내에 있는 청소 헤드.
25. 제24항에 있어서, 상기 스캐닝 중에 상기 제2 범위의 중간은 실질적으로 상기 제1 범위의 중간에 있는 청소 헤드.
26. 제23항에 있어서, 상기 가동 조인트는 끼움식 조인트인 청소 헤드.
27. 제26항에 있어서, 상기 편향 수단은 적어도 하나의 실린더형 압축 스프링인 청소 헤드.
28. 제27항에 있어서, 상기 편향 수단은 상기 끼움식 조인트와 동축인 실린더형 압축 스프링인 청소 헤드.
29. 제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 가동 조인트는 상기 원료 유체와 역류 안에 떠있는 입자들로부터 격리되는 청소 헤드.
30. 제29항에 있어서, 상기 가동 조인트는 상기 헤드 기초부에 상기 노즐을 연결하는 끼움식 조인트인 청소 헤드.
31. 제30항에 있어서, 상기 끼움식 조인트는 상기 헤드 기초부에 기밀식으로 견고하게 장착되고 상기 노즐을 따라서 기밀식으로 활주하는 적어도 하나의 밀봉링에 의해 격리되는 청소 헤드.
32. 제31항에 있어서, 상기 끼움식 조인트는 상기 밀봉링을 지나 활주하는 노즐 표면의 부분을 닦아내기 위해 상기 헤드 기초부에 장착되는 적어도 하나의 환형 와이퍼를 더 포함하는 청소 헤드.
33. 제31항에 있어서, 상기 밀봉링은 상기 환형 와이퍼와 일체인 청소 헤드.
34. 제29항에 있어서 상기 끼움식 조인트는 일단부가 상기 헤드 기초부에 단단하게 장착되고 타단부가 상기 노즐에 단단하게 장착되는 적어도 하나의 변형가능한 슬리브에 의해 격리되는 청소 헤드.
35. 제21항에 있어서, 상기 여과 본체는 내부에 상기 흡입 챔버를 갖는 실린더 형상이고, 상기 구동장치는 상기 실린더와 동축인 나선형 경로에 따른 상기 흡입 표면의 스캐닝을 제공하는 청소 헤드.
36. 제21항에 있어서, 상기 림은 상기 구멍의 면적의 9배 미만의 접촉면적을 갖는 청소 헤드.
37. 제36항에 있어서, 상기 접촉면적은 상기 구멍의 면적의 4배 미만인 청소 헤드.
38. 제36항 또는 제37항에 있어서, 상기 림은 원형인 청소 헤드.

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