KR20090038571A - 개선된 자체 세척식 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개선된 자체 세척식 필터에 관한 것으로서, 필터 내의 유체 흐름을 불규칙하게 생성하게 하고 노즐의 흡입관부를 탄성 지지 되도록 구성하여 스크린 필터에 침전된 불순물이 더욱 효과적으로 노즐에 흡입될 수 있도록 개선된 자체 세척식 필터를 제공한다.

본 발명은 유체 유입구와 청정유체 출구를 가지는 필터 하우징과, 상기 유체 유입구와 청정유체 출구 사이에 원통 형상으로 형성되는 스크린 필터와, 상기 스크린 필터와 근접하도록 방사형으로 다수의 노즐을 가지며, 그 내부는 상기 필터 하우징 내의 압력보다 낮은 압력원에 연결되어 있는 석션(suction) 샤프트와, 상기 유체 유입구와 청정유체 출구 사이에서 다수의 날개를 가지고 축 회전하여 불규칙한 유체의 흐름을 생성하는 난류 발생기를 포함하는 자체 세척식 필터를 제공한다.

자체 세척, 필터, 석션 스캐너, 배기 밸브, 플러싱 챔버

Description

개선된 자체 세척식 필터{SELF-CLEANING FILTER}

본 발명은 유입관과 유출관과, 상기 유입관과 유출관 사이에 스크린 필터를 형성하여 유동 유체에 포함된 불순물을 걸러내되, 이를 흡입 노즐이 마련된 석션 샤프트를 이용하여 상기 스크린 필터를 세척하는 필터에 관한 것이다.

유동 유체를 스크린 필터를 사용하여 포함된 불순물 등을 걸러 청정유체로 만드는 것을 목적으로 하는 필터는 널리 공지되어 있다.

이와 같은 필터는 유입관과 유출관을 포함하며, 특히 상기 유입관과 유출관 사이에 스크린 등으로 형성되는 필터를 그 유체 관로에 설치하여 불순물이 상기 필터에 걸러지도록 구성된다.

이에 더하여 걸러진 불순물을 자동으로 회수 가능한 자체 세척식 필터 또한 이미 공지되어 있으며, 간단한 구성을 알아보면 유체가 유입하고 배출되는 입구와 출구를 각각 가지는 필터 하우징, 상기 필터 하우징 내에 설치되는 스크린형의 필터, 그리고 상기 필터 하우징 내부에 설치되어 상기 스크린 필터에 침전된 불순물을 흡입하는 다수의 노즐을 가지는 석션 샤프트 등으로 구성된다.

이하, 도 1의 본 발명에 따른 자체 세척식 필터의 구성도를 참고하여 종래의 자체 세척시 필터의 구성을 알아본다.

상기 석션 샤프트는 연결된 노즐의 흡입작용을 위하여 중공관으로 이루어지며 외부의 흡입 수단부(10)와 연결 구성되는 것이 일반적이다. 이러한 흡입작용을 실현하기 위한 흡입 수단부는 펌프를 사용하기도 하며, 대기압에 노출된 배기 밸브와 연결 구성되기도 한다. 필터 하우징(100) 내부는 유체의 흐름으로 인해 통상 대기압보다 높은 압력으로 설정되기 때문에 외부의 대기압은 상대적으로 낮은 압력원으로 작용하여 압력차에 의한 흡입작용이 가능한 것이다.

이러한 흡입작용으로 인해 스크린 필터(200)에 침전되고 부착된 침전물을 흡입하여 필터 하우징(100) 외부로 이동시켜 자체적으로 스크린 필터(200)를 세척한다.

하지만, 상술한 종래의 자체 세척식 필터는 다음과 같은 문제점이 있었다.

먼저, 필터 하우징(100) 내부에서 유체의 흐름은 유입관(110)에서 유출관(120)으로 형성되고 그 사이에 스크린 필터(200)를 마련하여 두는 것이 통상의 구조이다. 이는 유체의 흐름이 스크린 필터(200)의 내측에서 외측으로 향한다고 가정하면 유체가 포함하고 있는 불순물은 스크린 필터(200) 내벽에 닿고 그 외측으로 빠져나가지 못하는 형태로써 불순물이 걸러지는 것이다.(도 4의 유체방향 A 참고)

따라서, 불순물은 자체 세척식 필터가 작동되고 있는 한 계속하여 스크린 필터의 내측에서 외측으로 힘이 작용하게 된다.

이에, 자체 세척식 필터에 마련되어 있는 석션 샤프트(300)는 상기 스크린 필터의 내측을 향하여 다수의 노즐(310)을 근접하게 설치 구성하고, 상기 노즐(310)의 말단에 구비되는 흡입관부로 상기 불순물을 흡입하게 된다.

이때 상술한 것과 같이 상기 불순물은 노즐의 흡입방향과 항시 반대방향(스크린 필터의 외측으로 향하는)으로 힘이 작용되고 있기 때문에 불순물의 흡입 효율을 높이기 위하여 더욱 높은 압력차를 구비하여야 하는 문제점이 있었다.

한편, 석션 샤프트(300)는 흡입효율을 더욱 높이기 위하여 원통형으로 형성되는 스크린 필터(200)의 내부 중심축에서 회전하도록 구성하되, 석션 샤프트(300)에는 방사형으로 마련되는 다수의 노즐(310)이 스크린 필터(200) 내측을 향하도록 마련하여 효과적으로 이동하면서 흡입작용을 하도록 구성되는 것이 일반적이다.

이와 같은 구성을 위하여, 상기 석션 샤프트(300)는 외부의 모터부(20)에의 해 회전운동과 스크린 필터(200)의 길이 방향으로 직선 왕복운동을 하도록 구성되는 것이 일반적이다.

상기 노즐(310)은 보다 효과적인 흡입을 위하여 상기 스크린 필터(200)의 내벽에 근접되도록 설치된다. 이는 장시간 작동에 의해 노즐(310)과 스크린 필터(200)가 서로 맞닿거나 하여 서로 손상을 생기고 이는 흡입효율을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

본 발명은 스크린 필터에 침전된 불순물을 효과적으로 흡입 가능하도록 하며, 스크린 필터와 근접하게 설치되는 노즐의 형상을 개선하여 효과적인 흡입작용 이 가능한 자체 세척식 필터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 유체 유입구와 청정유체 출구를 가지는 필터 하우징과, 상기 유체 유입구와 청정유체 출구 사이에 원통 형상으로 형성되는 스크린 필터와, 상기 스크린 필터와 근접하도록 방사형으로 다수의 노즐을 가지며, 그 내부는 상기 필터 하우징 내의 압력보다 낮은 압력원에 연결되어 있는 석션(suction) 샤프트와, 상기 유체 유입구와 청정유체 출구 사이에서 다수의 날개를 가지고 축 회전하여 불규칙한 유체의 흐름을 생성하는 난류 발생기;를 포함하여, 스크린 필터에 걸러져 침전된 불순물이 난류 발생기에 의해 보다 효과적으로 상기 노즐로 흡입되는 자체 세척식 필터를 제공한다.

또한, 상기 필터 하우징은 유체 유입구가 하단부에 마련되며, 상기 석션 샤프트는 상기 하우징의 중심축에 수직 설치되어 회전운동하며, 상기 난류 발생기는 판상으로 이루어져 상기 석션 샤프트 말단에 결합되어 석션 샤프트와 연동되어 회전운동하는 것을 특징으로 하는 자체 세척식 필터를 제공한다.

또한, 상기 석션 샤프트에 마련되는 각 노즐은, 노즐의 말단에 마련되는 흡입관부가 탄성수단에 의해 결합되도록 하여, 상기 흡입관부가 항시 상기 스크린 필 터에 근접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자체 세척식 필터를 제공한다.

본 발명에 따른 자체 세척식 필터는 필터 하우징 내부에서 유동하는 유체에 난류 등과 같은 불규칙한 흐름을 생성함으로써 스크린 필터의 내벽에 침전된 불순물이 노즐에 더욱 효과적으로 흡입될 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 노즐의 흡입관부를 스프링 등의 탄성수단에 의해 결합 구성함으로써 스크린 필터와의 근접 설치에 있어 보다 효과적인 흡입효과를 기대할 수 있는 이점이 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 각 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 자체 세척식 필터의 구성 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자체 세척식 필터에서 유체의 흐름을 보여주는 구성도이다.

도 3a 3b 각각은 본 발명에 따른 자체 세척식 필터의 난류 발생기의 실시 예를 보여주는 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 자체 세척식 필터의 노즐의 일 실시 예를 보여주는 구성도이다.

먼저, 도 1과 도 4에서 보이는 것과 같이, 본 발명은 스크린 필터(200)에 걸 러져 침전된 불순물이 난류 발생기(400)에 의해 보다 효과적으로 석션 샤프트(300)의 노즐(310)로 흡입되는 자체 세척식 필터의 구성을 그 기술적 요지로 한다.

본 발명에 따른 자체 세척식 필터는, 크게 유체 유입구(110)와 청정유체 출구(120)를 가지는 필터 하우징(100)가 마련된다. 그리고 상기 유체 유입구(110)와 청정유체 출구(120) 사이에 원통 형상으로 형성되는 스크린 필터(200)가 구비된다.

도 1과 도 2에서 보이는 것과 같이, 상기 필터 하우징(100)은 내부에 수용부를 가지는 용기로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 필터 하우징(100)의 내부는 유체의 관로로 이용되기 때문에 유체 유입구(110)와 청정유체 출구(120)가 마련된다.

상기 유체 유입구(110) 및 청정유체 출구(120) 각각은 통상의 파이프 라인과 접속될 수 있도록 플랜지부가 형성되도록 하며 유동되는 유체의 량을 고려하여 상기 필터 하우징(100)의 체적과 유체 유입구(110)와 청정유체 출구(120)의 지름 등을 산정하여 형성하는 것이 바람직하다.

상기 필터 하우징(100)의 내부 수용부에는 스크린 필터(200)가 설치되되 최적의 불순물을 거둘 수 있도록 원통 형상으로 구성하는 것이 바람직하다. 이는 유동되는 유체와의 접촉면을 늘리기 위한 것이다. 그리고 상기 스크린 필터(200)는 통상의 메쉬(그물)상이면 충분하다.

특히, 상기 필터 하우징(100)의 형상을 원통형으로 구성하고 유체 유입구(110)를 하단부에 마련하고 필터링 된 청정유체의 출구(120)를 일 측면에 구성하도록 형성하는 것이 바람직하다. 그리고 내부에는 원통형의 스크린 필터(200)를 마 련하여 상기 유체 유입구(110)로 유입되는 유체가 통과할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 필터 하우징(100) 하단부로부터 유입된 후 스크린 필터(200)를 거쳐 불순물이 걸려진 청정 유체가 측면에 마련된 청정유체 출구(120)로 유출될 수 있도록 구성한다.

상기 필터 하우징(100)의 내부 중심부에는 석션(suction) 샤프트(300)가 구성된다. 상기 석션 샤프트(300)는 내부 중공부가 형성된 수직형의 관체로 이루어지면 충분하다. 그리고 상기 스크린 필터(200)와 근접하도록 방사형으로 다수의 노즐(310)을 가지도록 구성한다.

도 1에서와 같이, 상기 석션 샤프트(300)는 내부에 상기 필터 하우징(100) 내의 압력보다 낮은 압력원에 연결되도록 하여 상기 압력원의 단속작동에 의해 노즐(310)들이 흡입 작용을 할 수 있도록 한다. 상기 다수의 노즐(310)은 스크린 필터(200)의 내벽에 근접하도록 설치되기 때문에 유체로부터 걸러져 스크린 필터(200) 내벽에 침전된 불순물을 흡입하게 된다. (도 4 참고)

이에, 본 발명에 따른 자체 세척식 필터는 상기 노즐(310)이 보다 효과적으로 흡입할 수 있도록 필터 하우징 내부에 난류를 발생시키는 난류 발생기(400)를 구비한다. 상기 난류 발생기(400)는 상기 유체 유입구(110)와 청정유체 출구(120) 사이에서 다수의 날개를 가지고 축 회전하도록 구성되어 유체의 불규칙한 흐름을 생성한다.

도 3a와 도 3b각각은 상기 난류 발생기(400)의 서로 다른 실시예를 보여주고 있다. 난류 발생기(400)는 필터 하우징(100) 내부에서 유동하는 유체를 불규칙하게 회전시켜 유체가 소용돌이치게 한다. 즉 유체 유입구(110)에서 청정유체 출구(120)로의 고정된 유체의 관로의 내부에서 와류 등을 형성하여 불규칙한 유체의 흐름을 만들어 내는 것이다. 다만, 상기 난류 발생기(400)를 구현함에 있어 스크류 형상은 피하도록 한다. 이는 내부 유체가 회전하게 되어 입구에서 출구로 향하는 유체의 유동을 방해하여 필터의 효율을 떨어지게 하는 요인이 된다.

도 3a은 상기 난류 발생기의 일 실시예로서, 평판으로 형성된 양 날개편이 일직선으로 형성된 것이며, 도 3b은 4개의 날개편이 일정 간격의 방사형으로 형성된 것을 보여주고 있다. 또한, 유체의 흐름을 막아 유속을 방해하지 않도록 하단부가 좁아지는 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기의 난류 발생기(400)는 그 설치에 있어서, 외부의 독립된 회전 동력원으로 상기 필터 하우징(100) 내부 일측에 마련될 수도 있으며, 보다 효과적인 동작을 위하여 본 발명은 다음과 같은 구조를 더욱 제안한다.

도 1에서와 같이, 상기 난류 발생기(400)를 상기 석션 샤프트(300) 말단에 결합시킴으로써 석션 샤프트(300)와 연동되어 회전운동하도록 형성시킨다. 특히, 상술한 것과 같이 필터 하우징(100) 하단부에 마련되는 유체 유입구(110)에 근접시키는 것이 더욱 바람직하다.

도 2는 상기 난류 발생기(400)에 의해 유입되는 유체가 상기 청정유체 출 구(120)까지 도달하기까지의 유체 흐름을 대략적으로 보여주는 것이다. 특히, 스크린 필터(200)의 내측에 형성되는 유체의 흐름(B)은 상기 난류 발생기에 의해 형성된 불규칙 유체 흐름 등에 의해 스크린 필터(200) 내벽과 충돌되어 형성되는 것이다.

상기 불규칙한 유체 흐름(B)은 침전물이 더욱 효과적으로 노즐(310)에 흡입될 수 있도록 도와주는데 이에 대한 상세한 설명은 다음과 같다.

도 4는 도 2의 부분확대도 I를 보여주는 것으로, 노즐(310)을 더욱 상세하게 보여준다. 도 4에서 보이는 스크린 필터(200)의 내벽 측에는 불순물이 들어 붙어있는데 상기 난류 발생기(400)가 없는 경우에는 유체의 일반적인 흐름(A)에 의해 스크린 필터(200)의 내측에서 외측으로 향하는 힘이 불순물에 미친다.

이런 경우 스크린 필터(200) 내벽에 근접하여 설치된 노즐(310)이 흡입력이 상기 불순물을 충분히 빨아 들려야 할 정도의 큰 흡입력이 필요하다. 하지만, 난류 발생기(400)에 의해 발생한 불규칙한 유체의 흐름(B)으로 인하여 스크린 필터(200) 내측에 붙어 있는 불순물이 일시적으로 외측으로 향하는 힘이 약화시킬 수 있다. 이에 노즐(310)은 보다 효과적으로 상기 불순물 들을 흡입할 수 있다.

즉, 난류 발생기(400)에 의해 유체의 흐름이 불규칙해지면 스크린 필터(200)의 내벽에 붙어 있는 불순물들에게 일시적인 빽플러싱(backflusing) 효과가 발생하여 쉽게 노즐(310)이 불순물 들을 흡입할 수 있는 것이다.

한편, 도 4에서 보이는 것과 같이, 석션 샤프트(300)에 마련된 다수의 노 즐(310)은 그 말단에 형성되는 흡입관부(315)를 스프링과 같은 탄성수단(316)을 사용하여 항시 스크린 필터(200) 내벽으로 향하게 지지하도록 구성함으로써, 노즐(310)이 효과적으로 상기 스크린 필터(200)에 근접하도록 구성할 수 있다.

이는 스크린 필터(200)의 형상이 변형되어 굴곡이 형성되거나, 잦은 마찰로 인한 마모가 발생하여도 탄성 지지되는 흡입관부(315)를 가지는 노즐(310)에 의해 항시 근접 설치되도록 하여 일정한 흡입력으로 불순물을 효과적으로 흡입하여 자체적으로 세척이 가능하도록 구성된다.

상기에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시한 예를 위주로 상술하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 각 구성요소는 동일한 목적 및 효과의 달성을 위하여 본 발명의 기술적 범위 내에서 변경 또는 수정될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자체 세척식 필터의 구성 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 자체 세척식 필터에서 유체의 흐름을 보여주는 구성도.

도 3a 3b 각각은 본 발명에 따른 자체 세척식 필터의 난류 발생기의 실시예를 보여주는 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 자체 세척식 필터의 노즐의 일 실시예를 보여주는 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호*

10 : 배기 밸브 20 : 모터부

100 : 필터 하우징 200 : 스크린 필터

300 : 석션 샤프트 400 : 난류발생기

110 : 유체 유입구 120 : 청정유체 출구

310 : 노즐 315 : 흡입관부

316 : 탄성수단

A : 유체의 흐름을 보여주는 방향선

B : 난류에 의한 유체 흐름의 방향선

Claims (3)

1. 유체 유입구와 청정유체 출구를 가지는 필터 하우징과;

   상기 유체 유입구와 청정유체 출구 사이에 원통 형상으로 형성되는 스크린 필터와;

   상기 스크린 필터와 근접하도록 방사형으로 다수의 노즐을 가지며, 그 내부는 상기 필터 하우징 내의 압력보다 낮은 압력원에 연결되어 있는 석션(suction) 샤프트와;

   상기 유체 유입구와 청정유체 출구 사이에서 다수의 날개를 가지고 축 회전하여 불규칙한 유체의 흐름을 생성하는 난류 발생기;를 포함하여, 스크린 필터에 걸러져 침전된 불순물이 난류 발생기에 의해 보다 효과적으로 상기 노즐로 흡입되는 자체 세척식 필터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 필터 하우징은 유체 유입구가 하단부에 마련되며; 상기 석션 샤프트는 상기 하우징의 중심축에 수직 설치되어 회전운동하며; 상기 난류 발생기는 판상으로 이루어져 상기 석션 샤프트 말단에 결합된 상태로 석션 샤프트와 연동되어 회전운동하는 것을 특징으로 하는 자체 세척식 필터.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 석션 샤프트에 마련되는 각 노즐은,

   노즐의 말단에 마련되는 흡입관부가 탄성수단에 의해 결합되도록 하여, 상기 흡입관부가 항시 상기 스크린 필터에 근접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자체 세척식 필터.

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