KR20110009167A

KR20110009167A - 섬유 현탁액의 처리를 위한 개선된 필터드럼

Info

Publication number: KR20110009167A
Application number: KR1020107026001A
Authority: KR
Inventors: 지안카를로 달 마소
Original assignee: 코메르 에스.피.에이.
Priority date: 2008-05-21
Filing date: 2009-05-21
Publication date: 2011-01-27
Also published as: EP2282823A1; JP2011523445A; US20110100901A1; ITVI20080017U1; WO2009141147A1; CN102065971A

Abstract

본 발명은 주된 세로축으로 확장되고, 실질적으로 원형 단면을 갖는 관상구조(tubular structure)를 형성하기 위해 나란히 배열되며, 필터표면을 형성하는 다수의 슬릿(3)에 의해 둘러싸이는 내부측면(4)을 구비하는 다수의 형상 바아(2, 11, 13); 서로 동축에 위치하고, 관상구조에 의해 형성된 세로축(X)을 따라 이격되며, 형상 바아(2, 11, 13)의 바깥쪽에서의 접촉을 통해 연결되는 2개 이상의 고리부재(15)를 포함하고, 여기에서 형상 바아(2, 11, 13)가 나선형태를 따라 배열되는 섬유 현탁액의 처리를 위한 필터드럼에 관한 것이다.

Description

섬유 현탁액의 처리를 위한 개선된 필터드럼{Improved filtering drum for fibre suspensions in water}

본 발명은 수중의 섬유 현탁액, 특히 현탁액에서 셀롤로우스 섬유(cellulose firbres)를 여과하기 위한 시스템에서 주로 사용되는 개선된 필터드럼에 관한 것이다.

알려진 것처럼, 제지산업에서, 물에서의 셀롤로오스 섬유의 현탁액, 특히 폐지로부터 얻어지는 셀롤로오스의 현탁액은 제조공정에 사용되기 전에 현탁액이 포함하는 모든 불순물을 제거하기 위해서 적절하게 여과되어야만 한다.

여과공정은 주로 길이방향으로 확장된 다수의 금속바아(metal bar)로 구성되는 고정된 필터드럼을 실질적으로 포함하는 이미 알려진 여과기(strainer)에 의해 이루어지고, 금속바아는 세로축을 형성하는 관상구조를 형성하기 위해 원주방향으로 나란히 배열된다.

금속바아는 실질적으로 사다리꼴 형태의 형상화 단부를 구비하고, 필터드럼의 내부를 향하며, 서로에 대해 동일하게 적절히 이격되어 있다.

이러한 방식으로, 필터드럼의 내부측면(inner lateral surface)은 다수의 길이방향 슬릿을 구비하고, 세로축에 평행하며, 여과되는 액체를 통과시키기 위해 유사한 다수의 덕트를 형성하는 수축-확산하는 횡단 프로파일(converging-diverging transverse profile)을 구비한다.

따라서, 필터드럼의 내부측면이 여과표면이 된다.

서로에 대해 동축으로 이격된 고리부재가 금속바아의 바깥쪽에 위치하고, 고리부재는 필터드럼이 일정한 관상구조를 갖는 것을 보장하기 위해서 금속바아를 방사상으로 고정한다.

여과되는 현탁액을 이동시키는 로터가 드럼의 내부에 설치되고, 현탁액이 길이방향 슬릿을 통과하는 동안 필터드럼의 내부측면에서 현탁액에 포함된 불순물을 배출하게 된다.

실제로 도 1을 참조하면, 도 1은 종래 기술에 의해 형성된 필터드럼의 부등각 도법(axonometric)의 도면을 나타내고, 도 2는 동일한 금속바아의 확대된 부분을 나타낸다. 로터가 여과되는 현탁액을 회전시킬 때, 소용돌이(vortices, V)가 슬릿의 높이(F)에서 발생된다.

현탁액이 상기에서 언급된 덕트(duct, C)를 통해 지나가는 동안에 현탁액은 이미 잘 알려진 벤츄리 효과(venturi effect)에 의해 여과되고, 현탁액이 필터드럼의 바깥쪽으로 모이게 된다.

여과공정 동안에, 불순물이 슬릿의 높이에서 형성된 소용돌이(V)의 중심에서 농축되고, 중력 때문에 여과되는 현탁액과 함께 자연스럽게 아래로 이동하게 된다.

종래 기술에 의해 수행되는 필터드럼은 필터드럼의 필터작용이 극한값(limit value)을 나타내는 특정값을 초과할 수 없다는 단점을 갖는다.

특히 도 1에 나타난 것처럼, 임펠러에 의해 여과되는 유체에 전달되는 속도의 방향은 수직하는 슬릿에 의해 형성된 방향과 교차하고, 이미 언급된 것처럼 형성된 소용돌이가 중력에 의해 필터드럼의 바닥을 향해 자연스럽게 이동하게 된다.

이러한 아래쪽으로의 이동이 다소 느리기 때문에, 종래 기술에 의해 수행되는 필터드럼의 여과속도와 여과효율을 제한하게 되고, 이미 설명된 것처럼 여과속도와 여과효율의 값은 상단한 범위를 초과할 수 없는 표준값을 갖게 된다.

국제공개 WO 96/26315 A1과 독일공개공보 DE 30 33 217 A1은 고장을 줄이고 처리용량을 증가시킨 스크린의 수직방향에 대해 기울어져 있는 스크린 슬롯을 구비한 종이펄프용 스크린 장치를 나타낸다.

본 발명은 섬유 현탁액의 처리를 위한 필터드럼을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 종래 기술에 속하는 필터드럼과 비교하여 더욱 빠르게 훨씬 많은 양의 현탁액을 여과시킬 수 있다.

상기에서 설명된 본 발명의 목적은 청구항 1항에 설명된 특징들을 구비한 필터드럼의 구조를 통해 달성된다.

즉, 본 발명의 목적은 주된 세로축으로 확장되고, 실질적으로 원형 단면을 갖는 관상구조를 형성하기 위해 나란히 배열되며, 필터표면을 형성하는 다수의 슬릿에 의해 둘러싸이는 내부측면을 구비하는 다수의 형상 바아; 서로 동축에 위치하고, 상기 관상구조에 의해 형성된 세로축을 따라 이격되며, 상기 형상 바아의 바깥쪽에서의 접촉을 통해 연결되는 2개 이상의 고리부재; 및 나선형태에 따라 배열되는 상기 형상 바아를 구비하는 섬유 현탁액의 처리를 위한 필터드럼에 있어서, 상기 형상 바아는 상기 필터드럼의 안쪽을 향하는 장측면을 갖는 사다리꼴 형태의 단면을 가지는 형상화 단부를 각각 구비하는 다수의 메인 바아; 및 상기 필터드럼의 안쪽을 향하는 볼록면을 갖는 굽은 단면을 구비한 형상화 단부를 각각 구비하는 다수의 보조바아를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 현탁액의 처리를 위한 개선된 필터드럼에 의해 달성된다.

추가로 본 발명의 세부적인 사항이 종속항에 설명되어 있다.

본 발명은 필터드럼의 바닥을 향하는 소용돌이의 이동속도가 종래 기술에 의한 필터드럼으로부터 얻을 수 있는 속도보다 더 빠르게 되고, 이에 따라 필터드럼의 여과효율과 유효성이 증가하게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 속하는 필터드럼의 부등각 투영(axonometric)도면을 나타낸다.
도 2는 필터드럼의 세로축에 수직으로 작동되는 도 1에 나타난 필터드럼의 확대단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 주제인 필터드럼의 부등각 투영도면을 나타낸다.
도 4에서 도 6은 도 3에 나타난 필터드럼의 확대된 상세도의 다른 도면을 나타낸다.

본 발명의 주제인 필터드럼은 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 상세히 설명될 것이다.

본 발명의 주제인 필터드럼이 도 3에서 부등각 투영도면으로 나타나 있고, 여기에서 필터드럼(filter drum,1 )은 참조번호 1에 의해 전체로 표시되어 있다.

필터드럼은 현탁액(water suspension)에서 섬유를 여과하는 데 사용되고, 주로 세로확장을 갖는 다수의 형상 바아(shaped bar, 2)를 구비한다. 형상 바아들은 다수의 슬릿(slit, 3)을 형성하는 것과 같은 방식으로 한 개의 바아가 다른 바아에 대해 나란하게 배열된다.

이러한 방식으로, 형상 바아(2)는 세로축(longitudinal axis, X)을 형성하는 실질적인 원형 단면을 갖는 관상구조(tubular structure)를 형성하고, 관상구조의 내부표면(inner surface, 4)이 여과표면이 된다.

형상 바아는 형상 바아들을 통해서 방사상으로 흘러가는 액체에 벤츄리 효과를 발생시키는 수축-확산(converging-diverging)을 하는 단면을 갖는 슬릿(3)을 형성하는 것과 같은 다양한 기하학적인 구조를 갖는 프로파일에 의해 형성되는 필터드럼(1)의 안쪽을 향하는 바아들의 단부(edge, 5)를 구비한다.

본 발명에 따르면, 형상 바아(2)는 나선형태(helical pattern)로 배열된다. 이러한 방식으로, 도 3에 나타난 것처럼, 필터드럼(1)의 안쪽에 배열된 로터(도시되지는 않음)가 유체에 전달하는 속도(speed, U)의 방향은 직각과는 구별되는 2개의 보각(α,β)을 구성하는 형상 바아(2)에 의해 형성되는 방향(direction, S)과 교차한다.

따라서, 이런 식으로 형성된 소용돌이(vortices, V)는 각각의 형상 바아(2)를 따라 배열되는 속도(U)성분이 되고, 소용돌이는 중력 때문에 필터드럼의 바닥쪽으로 향하는 유체의 자연스러운 이동속도에 합산된다.

결과적으로 필터드럼(1)의 바닥을 향하는 소용돌이(V)의 이동속도는 종래 기술에 의한 필터드럼으로부터 얻을 수 있는 속도보다 더 빠르게 되고, 따라서 필터드럼(1)의 여과효율과 유효성(effectiveness)이 증가하게 된다.

이에 따라 많은 양의 현탁액을 더욱 빨리 여과시키려는 본 발명의 목적이 달성될 수 있다.

세로축(X)에 대한 형상 바아(2)의 경사각(γ)은 15°부터 45°까지 변화할 수 있고, 30°의 경사각도에서 최적의 여과효율을 얻을 수 있다.

더욱이, 형상 바아(2)는 세로축(X)에 의해 형성된 길이방향과 관련하여 왼쪽감기 방향(left-hand winding direction)이나 오른쪽 감기 방향(right-hand winding direction)으로 배열될 수 있다.

물론, 필터드럼은 예를 들어 도 4부터 도 6에 나타난 형태와 같은 어떠한 형태의 형상 바아(2)로도 형성될 수 있고, 이러한 도면에서 필터드럼이 사다리꼴 단면을 갖는 형상화 단부(shaped edge, 12)와 메인 바아에 의해 형성된 필터드럼(1)의 안쪽을 향하는 장측면(longer side, 12a)을 각각 구비하는 다수의 메인 바아(main bar, 11) 및 굽은 단면을 갖는 형상화 단부(shaped edge, 14)와 필터드럼의 안쪽을 향하는 볼록면(convexity)을 각각 구비하는 다수의 보조바아(secondary bar, 13)를 구비한다는 것을 알 수 있다.

도 5와 도 6은 각각의 메인 바아(11)가 2개의 보조바아(13) 사이에 포함되어 있는 것을 나타내고, 각각의 메인 바아(11)는 메인 바아의 길이방향으로 일정한 단면을 갖는 것을 나타낸다.

메인 바아의 옆에 길이방향으로 가변의 단면을 갖는 보조바아(13)가 위치하고, 보조바아는 C형태의 길이방향 단면을 갖는 바아의 일부에 의해 한정되는 오목부로 나타나 있는 빈 공간(empty area, 13a)을 특징으로 한다.

이런 방식으로, 배수챔버(drainage chamber, 14a)가 필터드럼(1)의 메인 바아(11)와 보조바아(13) 사이에 설치되고, 배수챔버들은 형상 바아(2)의 나선배열에 의해 나타나는 개선점뿐만 아니라 섬유 현탁액의 여과량을 추가로 향상시킨다.

보조바아(13)의 빈 공간(13a)은 배수챔버(14a)가 배수챔버를 연결시키는 데 적용되는 메인 바아(11)와 보조바아(13)를 바깥쪽에서 둘러싸는 고리부재(annular element, 15) 사이에 포함될 수 있는 위치에 형성된다.

상기 내용에 기초하여, 본 발명의 주제인 필터드럼이 모든 목적을 달성한다는 것을 명백히 알 수 있다.

생산단계에서, 본 발명의 필터드럼은 여기에서 설명되지 않거나 도면에 나타나지 않은 변화를 받을 수도 있다.

그러나, 이러한 변화는 모두 본 발명의 명세서에 첨부된 청구항의 범주내에서 보호받는 것으로 고려되어야만 한다.

본 발명의 모든 청구항에서 언급된 기술적인 특징이 참조번호에 나타나있고, 이러한 참조번호는 청구항의 명료성을 증가시키기 위한 목적으로만 표시된 것으로서, 따라서 이러한 참조번호는 참조번호로 표시된 각 구성요소의 해석의 효과에 어떠한 제한을 가하는 것은 아니다.

1 : 필터드럼, 2: 형상 바아,
3 : 슬릿, 4 : 내부표면,
5 : 단부, 11 : 메인 바아,
12 : 형상화 단부, 12a : 장측면,
13 : 보조바아, 13a : 빈 공간
14 : 형상화 단부, 14a : 배수챔버
15 : 고리부재, C: 덕트,
F : 슬릿의 높이, U : 속도,
V : 소용돌이, X : 세로축,
α : 보각, β : 보각,
γ : 경사각.

Claims

주된 세로축으로 확장되고, 실질적으로 원형 단면을 갖는 관상구조(tubular structure)를 형성하기 위해 나란히 배열되며, 필터표면을 형성하는 다수의 슬릿(3)에 의해 둘러싸이는 내부측면(4)을 구비하는 다수의 형상 바아(2, 11, 13);
서로 동축에 위치하고, 상기 관상구조에 의해 형성된 세로축(X)을 따라 이격되며, 상기 형상 바아(2, 11, 13)의 바깥쪽에서의 접촉을 통해 연결되는 2개 이상의 고리부재(15); 및
나선형태에 따라 배열되는 상기 형상 바아(2, 11, 13)를 구비하는 섬유 현탁액의 처리를 위한 필터드럼에 있어서,
상기 형상 바아(2)는 상기 필터드럼의 안쪽을 향하는 장측면(12a)을 갖는 사다리꼴 형태의 단면을 가지는 형상화 단부(12)를 각각 구비하는 다수의 메인 바아(11); 및
상기 필터드럼의 안쪽을 향하는 볼록면을 갖는 굽은 단면을 구비한 형상화 단부(14)를 각각 구비하는 다수의 보조바아(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 현탁액의 처리를 위한 필터드럼(1).
제1항에 있어서, 상기 형상 바아(2, 11, 13)는 상기 세로축(X)에 의해 형성된 길이방향을 따라 왼쪽 감기 방향을 갖는 것을 특징으로 하는 섬유 현탁액의 처리를 위한 필터드럼(1).
제1항에 있어서, 상기 형상 바아(2, 11, 13)는 상기 세로축(X)에 의해 형성된 길이방향을 따라 오른쪽 감기 방향을 갖는 것을 특징으로 하는 섬유 현탁액의 처리를 위한 필터드럼(1).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 형상 바아(2, 11, 13)는 상기 세로축(X)에 대해 15°에서 45°사이에서의 범위를 갖는 경사각(γ)을 형성하는 것을 특징으로 하는 섬유 현탁액의 처리를 위한 필터드럼(1).
제4항에 있어서, 상기 각각의 형상 바아(2, 11, 13)는 상기 세로축(X)에 대해 30°의 경사각(γ)을 형성하는 것을 특징으로 하는 섬유 현탁액의 처리를 위한 필터드럼(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 메인 바아(11)는 2개의 상기 보조바아(13) 사이에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유 현탁액의 처리를 위한 필터드럼(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조바아(13)중의 하나가 상기 메인 바아(11)의 각각의 쌍 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 섬유 현탁액의 처리를 위한 필터드럼(1).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 메인 바아(11)는 일정한 길이방향으로의 단면을 갖고, 상기 각각의 보조바아(13)는 변화하는 길이방향으로의 단면을 갖으며, 상기 각각의 보조바아(13)는 C형태의 길이방향의 단면을 갖는 바아의 일부에 의해 한정되는 오목부로 나타나는 빈 공간(13a)을 특징으로 하는 섬유 현탁액의 처리를 위한 필터드럼(1).
제8항에 있어서, 상기 빈 공간(13a)은 상기 고리부재(15) 사이에 포함되는 상기 필터드럼(1)의 범위 안에 설치되는 것을 특징으로 하는 섬유 현탁액의 처리를 위한 필터드럼(1).