KR20100000219U - 자동 세정 필터 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 자동 세정 필터 시스템에 관한 것으로서, 이는 점도 있는 액상의 물질이 주입되는 인입측 3-웨이 밸브(22)와; 필터 하우징(242)과, 상기 인입측 3-웨이 밸브(22)에 연결된 인입구(247)와, 내측에 회전가능하게 설치된 필터 스크린(244)과, 배출구(248), 및 드레인(249)을 구비하는 자동-세정 필터(24)와; 배출구(248)에 연결된 배출측 3-웨이 밸브(26)와; 인입측 3-웨이 밸브(22)와 배출측 3-웨이 밸브(26) 사이에 연결된 우회 필터(28)를 포함하고, 여기서 평시에 상기 점도 있는 액상의 물질은 자동-세정 필터(24)를 통과하여 이물질이 필터링되도록 동작하며, 미리 결정된 조건이 충족될 때, 미리 결정된 시간 동안 상기 자동-세정 필터(24)로의 경로를 폐쇄하고 상기 점도 있는 액상의 물질이 상기 우회 필터(28)를 통과하는 경로를 개방하도록 동작하며, 상기 자동-세정 필터(24)의 상기 필터 스크린(244)이 회전하여 상기 필터 스크린(244) 상에 부착되어 있는 이물질이 상기 드레인(249)을 통해 배출되도록 동작한다. 이에 따라 시스템 중단없이 필터 세정이 자동으로 이루어지면서도 클로깅 문제가 크게 저감될 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있다.
필터, 세정, 회전, 원심력

Description

자동 세정 필터 시스템{AUTO-CLEANING FILTER SYSTEM}
본 고안은 일반적으로 필터 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 점성이 있는 액상의 물질을 필터링하는 필터 시스템이 일정한 시간 또는 필터 전후의 압력차에 따라 자동으로 세정을 수행하면서 운전하도록 구성함으로써 시스템 중단 없이 필터 세정이 자동으로 이루어지면서도 클로깅 문제가 크게 저감될 수 있는 새로운 자동 세정 필터 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 폴리우레탄의 원료 물질인 폴리올(polyol)은 100℃에서 약 1500cp의 점도를 가지며, 25℃에서는 6000cp의 점도를 가지는 유체이다. 폴리올의 제조 공정에 있어서, 제조된 폴리올은 약 5 ㎥/hr의 속도로 이송되며 마지막 공정에는 필터 시스템을 설치하여 이물질을 여과시키도록 되어 있다.
이렇게 점성 있는 액상의 물질 내에 함유되어 있는 이물질을 여과시키기 위해서 사용되는 필터는, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 금속으로 된 필터 스크린(1)을 사용하게 되는데, 스크린(1) 내의 갭의 크기는 약 150 ㎛ 정도이다. 통상 실린더 형상으로 된 필터 스크린(1)의 내측으로 폴리올이 주입되면, 이 필터 스크린(1) 사이의 갭을 통과하면서 이물질이, 도 1의 (b)의 제일 왼쪽에 도시된 바와 같이, 필터 스크린(1)의 갭을 통과하지 못하는 한편 폴리올 물질을 통과하게 함으로써 필터링이 이루어진다.
필터링이 어느 정도 된 이후에는 이물질이 필터 스크린(1)에 많이 쌓이게 되므로 필터 스크린(1)을 세정하기 위하여 전체 시스템을 중지시켜야 한다. 통상 필터 스크린(1)의 세정은 고압의 기체/유체를 분사하거나, 세정액으로 세척하거나, 또는 도 1의 (b)의 중간에 도시된 바와 같이 브러시(3)를 사용하여 닦아내는 등 여러 가지 방법이 이용될 수 있다.
그런데, 종래 필터 시스템을 세정하기 위해서는 전체 시스템이 중지되어야 하므로 제조시간이 증가된다는 단점이 있었다. 더 나아가, 도 1의 (b)의 제일 오른쪽에 도시된 바와 같이, 이물질이 필터 스크린(1)의 갭 사이에 완전히 끼여지는 클로깅(clogging) 현상이 자주 발생하여 필터 효율이 크게 저하되기 쉽다는 문제가 있었다.
그러므로 필터 시스템에 있어서, 시스템 중단 없이 필터 세정이 자동으로 이루어지면서도 클로깅 문제가 크게 저감될 수 있는 필터 구성에 대한 절실한 요구가 존재한다.
본 고안은 상술한 종래 필터 시스템의 문제를 개선하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위하여 고안된 것으로서, 점성이 있는 액상의 물질을 필터링하는 필터 시스템이 일정한 시간 또는 필터 전후의 압력차에 따라 자동으로 세정을 수행하면서 운전하도록 구성함으로써 필터 시스템의 유효 수명을 연장시킴과 동시에 필터 세정을 위하여 운전 정지되는 시간을 감소시켜 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 시스템 중단없이 필터 세정이 자동으로 이루어지면서도 클로깅 문제가 크게 저감될 수 있는 새로운 자동 세정 필터 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적은 본 고안에 따라 제공되는 자동 세정 필터 시스템에 의하여 달성된다.
본 고안의 일 실시예에 따른 자동 세정 필터 시스템은, 점도 있는 액상의 물질이 주입되는 인입측 3-웨이 밸브와; 필터 하우징과, 상기 인입측 3-웨이 밸브에 연결되며 상기 필터 하우징의 일측에 형성된 인입구와, 상기 필터 하우징의 내측에 회전가능하게 설치된 필터 스크린과, 상기 인입구로부터 인입된 상기 점도 있는 액상의 물질이 상기 필터 스크린를 통과한 후 배출되도록 상기 필터 하우징의 타측에 설치된 배출구, 및 상기 필터 하우징 하단측에 형성된 드레인을 구비하는 자동-세정 필터와; 상기 자동-세정 필터의 배출구에 연결된 배출측 3-웨이 밸브와; 상기 인입측 3-웨이 밸브와 상기 배출측 3-웨이 밸브 사이에 연결된 우회 필터를 포함하고, 여기서 평시에 상기 인입측 및 배출측 3-웨이 밸브는 상기 점도 있는 액상의 물질이 상기 자동-세정 필터를 통과하여 이물질이 필터링되도록 동작하며; 미리 결정된 조건이 충족될 때, 미리 결정된 시간 동안 상기 자동-세정 필터로의 경로를 폐쇄하고 상기 점도 있는 액상의 물질이 상기 우회 필터를 통과하는 경로를 개방하도록 동작하며, 상기 자동-세정 필터의 상기 필터 스크린이 회전하여 상기 필터 스 크린 상에 부착되어 있는 이물질이 상기 드레인을 통해 배출되도록 동작한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 미리 결정된 조건은 미리 결정된 시간 기간 또는 상기 자동-세정 필터의 인입구와 배출구 사이의 미리 결정된 압력차이다.
또한 바람직한 실시예에 있어서, 상기 자동-세정 필터의 하우징 바닥면은 상기 드레인을 향하여 경사진 형태를 가진다.
상술한 바와 같은 목적과 구성을 가지는 본 고안에 따른 자동 세정 필터 시스템은, 점성이 있는 액상의 물질을 필터링하는 필터 시스템이 일정한 시간 또는 필터 전후의 압력차에 따라 자동으로 세정을 수행하면서 운전하도록 구성함으로써 필터 시스템의 유효 수명을 연장시킴과 동시에 필터 세정을 위하여 운전 정지되는 시간을 감소시켜 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 시스템 중단없이 필터 세정이 자동으로 이루어지면서도 클로깅 문제가 크게 저감될 수 있는 등의 효과를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 자동 세정 필터 시스템의 구성을 보여주는 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 자동 세정 필터 시스템 중 자동 세정 필터의 구성예를 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 자동 세정 필터 시스템(20)은 2개의 3-웨이 밸브(22, 26) 사이에 각각 연결되어 있는 2 개의 필터(24, 28)를 포함하 여 구성될 수 있다. 2개의 필터(24, 28) 중 적어도 하나는 도 3에 도시된 바와 같은 자동 세정 필터(24)와 같은 구성을 할 수 있다.
인입측 3-웨이 밸브(22)는 예컨대 폴리올과 같은 점도 있는 액상의 물질이 주입되는 밸브이며, 주입된 물질을 자동-세정 필터(24) 또는 우회 필터(28) 중 어느 하나로 전달한다. 배출측 3-웨이 밸브(26)는 자동-세정 필터(24)의 배출구와 우회 필터(28)의 배출구에 연결된 밸브이며, 둘 중 하나로부터 이동하여 온 유체를 이후 공정으로 공급한다.
자동-세정 필터(24)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 필터 하우징(242), 필터 스크린(244), 모터(246), 인입구(247), 배출구(248), 및 드레인(249)을 구비한다.
인입구(247)는 인입측 3-웨이 밸브(22)에 연결되며 필터 하우징(242)의 일측, 예컨대 필터 하우징(242)의 상단부에 형성된다.
필터 스크린(244)은 원통형으로서 도 1에 도시된 바를 참조하여 설명한 구조와 유사하다. 다만 본 고안에 따른 필터 스크린(244)은 예컨대 필터 하우징(242) 외측 상단에 설치될 수 있는 모터(246)의 회전축에 연결되어 모터(246)의 회전력에 의하여 회전하도록 구성된다는 독특한 특징을 가진다.
평상시에 인입구(247)로부터 인입된 점도 있는 액상의 물질은 필터 스크린(244)을 외측에서 내측으로 통과한 후 필터 하우징(242)의 타측, 즉 필터하우징(242)의 측면에서 하부측에 설치된 배출구(248)를 통하여 외부로 배출된다.
드레인(249)은 필터 하우징(249) 하단측에 형성된다. 드레인(249)은 자동-세정 필터(24)의 자동-세정시 회전하는 필터 스크린(244)으로부터 원심력에 의하여 떨어져 나온 점성있는 이물질이 중력에 의하여 자연스럽게 모인 후 배출되도록 형성되는 것이 바람직하다, 이를 위하여 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징 바닥면(242a)은 상기 드레인(249)을 향하여 경사진 형태를 가지는 것이 바람직하다.
부연하면, 필터 하우징(242)의 하우징 바닥면(242a)은 필터 스크린(244)이 회전하는 경우 원심력에 의하여 필터 스크린(244)에 붙어있던 점성 있는 이물질들이 떨어지는 곳이다. 이물질들은 본질적으로 유체이므로, 경사진 하우징 바닥면(242a)을 따라 중력에 의해 가장 낮은 곳으로 이동하게 될 것이다. 따라서 이 경사진 하우징 바닥면(242a)의 가장 낮은 곳에 드레인(249)이 형성되는 본 실시예의 경우에는 별도로 이물질의 이송을 위한 물과 같은 유체를 필터 하우징(242) 내에 공급할 필요없이 이물질의 드레인 동작이 쉽게 가능해지는 장점이 제공될 수 있다.
또한 본 고안에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 인입측 3-웨이 밸브(22)와 배출측 3-웨이 밸브(26) 사이에 또 하나의 필터인 우회 필터(28)가 연결된다. 이 우회 필터(28)는 평시에는 사용되지 않으며, 자동-세정 필터(24)가 세정 동작을 하는 경우에만 필터링 동작을 하는 필터 장치이다.
이 우회 필터(28)는 해당 기술분야에서 공지된 필터라면 다 사용가능하며, 심지어 도 3에 도시된 바와 같은 자동-세정 필터(24)와 동일한 구조를 가질 수도 있고, 특별히 제한되지는 않는다.
이상과 같은 구성을 가지는 필터 시스템(20)의 동작은 다음과 같다. 평시에 상기 인입측 및 배출측 3-웨이 밸브(22, 26)는 예컨대 폴리올과 같은 점도 있는 액상의 물질이 상기 자동-세정 필터(24)를 통과하여 이물질이 필터링되도록 동작한 다.
이후 미리 결정된 조건이 충족되면, 예컨대 미리 결정된 시간 기간이 경과한 때 또는 자동-세정 필터(24)의 인입구(247)와 배출구(248) 사이의 미리 결정된 압력차가 도달된 때, 미리 결정된 시간 동안 상기 자동-세정 필터(24)로의 경로를 폐쇄하고 상기 점도 있는 액상의 물질이 상기 우회 필터(28)를 통과하는 경로를 개방하도록 동작한다. 이에 따라 우회 필터(28)에 의하여 폴리올과 같은 물질의 필터링 동작이 끊김없이 진행될 수 있다.
이렇게 우회 필터(28)에 의하여 필터링이 계속되는 동안, 자동-세정 필터(24)는 자동-세정 동작을 개시한다. 즉 모터(246)가 동작하여 필터 스크린(244)이 회전한다. 그러면, 필터 스크린(244) 상에 부착되어 있는 이물질이 하우징 바닥면(242a)에 떨어지고, 중력에 의하여 아래로 모여서 제일 낮은 곳에 형성된 드레인(249)을 통해 배출되도록 한다.
이러한 자동-세정 필터(24)의 세정 동작이 완료되면, 우회 필터(28)에 의한 필터링이 중지되고, 다시 자동-세정 필터(24)에 의한 필터링이 이루어지는 평시 동작으로 복귀된다. 평시 동작시 필요한 경우 우회 필터(28)에 대한 세적 작업이 이루어질 수 있다.
한편, 상기와 같이, 평시 동작즉 자동-세정 필터(24)에 의한 필터링만 진행)과 자동-세정 동작즉 우회 필터(28)에 의한 필터링 및 자동-세정 필터(24)의 원심력에 의한 세정 동작이 수회 반복된 이후, 자동-세정 필터(24)의 필터 스크린(244)에 대하여 예컨대 세정액에 의한 화학적 세정이 이루어질 수 있다.
이상과 같이 본 고안에 따른 필터 시스템은, 비교적 시스템 동작 중지없이 필터링이 계속될 수 있어 시스템 중지에 따른 추가 비용이 들지 않고 필터의 유효수명이 연장될 수 있다. 또한 회전하는 필터 스크린(244)의 원심력에 의하여 이물질의 세정이 이루어질 수 있으므로, 필터 스크린(244)의 파손 위험이 크게 감소할 수 있고 클로깅 문제도 거의 없다는 장점이 제공된다.
이상에서는 본 고안을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 여러 가지 특징을 참조하고 조합하여 다양한 변형이 가능하다. 따라서 본 고안의 범위가 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 함을 지적해둔다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 예컨대 폴리우레탄의 원료인 폴리올(polyol) 등과 같이 점성이 강한 액상의 물질을 생산하는 공정의 예컨대 마지막 공정에 설치되어 이물질을 제거하기 위한 필터 시스템 분야에서 널리 이용할 수 있다.
도 1은 종래 필터 스크린의 형태와 이물질에 의해 스크린의 갭이 클로깅(clogging)되는 예를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 자동 세정 필터 시스템의 구성을 보여주는 개략적인 구성도.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 자동 세정 필터 시스템 중 자동 세정 필터의 구성예를 도시하는 개략적인 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 필터 스크린 2 : 이물질
3 : 브러시 20 : 필터 시스템
22 : 인입측 3-웨이 밸브 24 : 자동 세정 필터
26 : 배출측 3-웨이 밸브 28 : 우회 필터
242 : 필터 하우징 244 : 필터 스크린
246 : 모터 247 : 인입구
248 : 배출구 249 : 드레인
242a : 하우징 바닥면

Claims (3)

  1. 자동 세정 필터 시스템으로서,
    점도 있는 액상의 물질이 주입되는 인입측 3-웨이 밸브(22)와;
    필터 하우징(242)과, 상기 인입측 3-웨이 밸브(22)에 연결되며 상기 필터 하우징(242)의 일측에 형성된 인입구(247)와, 상기 필터 하우징(242)의 내측에 회전가능하게 설치된 필터 스크린(244)과, 상기 인입구(247)로부터 인입된 상기 점도 있는 액상의 물질이 상기 필터 스크린(244)를 통과한 후 배출되도록 상기 필터 하우징(242)의 타측에 설치된 배출구(248), 및 상기 필터 하우징(249) 하단측에 형성된 드레인(249)을 구비하는 자동-세정 필터(24)와;
    상기 자동-세정 필터(24)의 배출구(248)에 연결된 배출측 3-웨이 밸브(26)와;
    상기 인입측 3-웨이 밸브(22)와 상기 배출측 3-웨이 밸브(26) 사이에 연결된 우회 필터(28)를
    포함하고, 여기서 평시에 상기 인입측 및 배출측 3-웨이 밸브(22, 26)는 상기 점도 있는 액상의 물질이 상기 자동-세정 필터(24)를 통과하여 이물질이 필터링되도록 동작하며,
    미리 결정된 조건이 충족될 때, 미리 결정된 시간 동안 상기 자동-세정 필터(24)로의 경로를 폐쇄하고 상기 점도 있는 액상의 물질이 상기 우회 필터(28)를 통과하는 경로를 개방하도록 동작하며, 상기 자동-세정 필터(24)의 상기 필터 스크 린(244)이 회전하여 상기 필터 스크린(244) 상에 부착되어 있는 이물질이 상기 드레인(249)을 통해 배출되도록 동작하는
    는 것을 특징으로 하는, 자동 세정 필터 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 미리 결정된 조건은 미리 결정된 시간 기간 또는 상기 자동-세정 필터(24)의 인입구(247)와 배출구(248) 사이의 미리 결정된 압력차인 것을 특징으로 하는, 자동 세정 필터 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 자동-세정 필터(24)의 하우징 바닥면(242a)은 상기 드레인(249)을 향하여 경사진 형태를 가지는 것을 특징으로 하는, 자동 세정 필터 시스템.
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