KR20110020470A - 디스크 필터의 노즐암 제어 장치 - Google Patents

디스크 필터의 노즐암 제어 장치 Download PDF

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KR20110020470A
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Abstract

본 발명은 디스크 필터의 노즐암 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 복수의 노즐암들이 연결된 샤프트의 회전 각도를 제어하여, 노즐암을 일정 범위 내에서 회전시킬 수 있는 디스크 필터의 노즐암 제어 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 필터의 노즐암 제어 장치는, 노즐이 부착되는 복수의 노즐암; 상기 노즐암을 상기 디스크 필터의 길이 방향을 따라 연결시키는 샤프트; 상기 샤프트가 미리 설정된 회전 각도 내에서 회전하는지 여부를 감지하는 제1 센서; 및 상기 제1 센서에서 감지한 상기 샤프트의 회전 각도에 따라 상기 노즐암들의 회전을 제어하는 제어기를 포함한다.
Figure P1020090078091
디스크, 드럼, 필터, 디스크 필터, 노즐암

Description

디스크 필터의 노즐암 제어 장치 {CONTROLLING DEVICE FOR CONTROLLING NOZZLE ARMS OF DISK FILTER}
본 발명은 디스크 필터의 노즐암 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 복수의 노즐암들이 연결된 샤프트의 회전 각도를 제어하여, 노즐암을 일정 범위 내에서 회전시킬 수 있는 디스크 필터의 노즐암 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 강이나 호수 또는 토양오염은 바닷물, 우물 등의 심각한 생태계 오염으로 이어지는데, 이는 가정 또는 공장에서 방류하는 폐수방류수, 오수방류수를 포함하는 오폐수에서 발생하는 오염물질이 부폐되어 하천이나 바다로 유입되고, 유입된 오염물질에 의해서 수중생물을 폐사시키고, 부유물질의 퇴적에 의해서 조류, 어류 생태계를 파괴하는 등의 환경문제를 초래하였다.
이에 따라, 외부로 방류되는 오폐수에 포함된 오염물질을 정화처리해야 하며, 이러한 기술로서는 침전, 흡착, 이온교환, 중화처리, 응집, 부상 및 역삼투 등을 이용하여 오염물질을 제거하고, 오염물질이 제거된 처리수를 재이용하였다.
도 1은 종래의 디스크 필터의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 디스크 필터는 프레임(1), 축방향 단부에 유입구를 가지며, 외면에 방사상으로 복수의 배출구(미도시)를 갖는 드럼(2), 상기 드럼(2)의 외주 상에 조립되어 상기 배출구를 통해 유입되는 오폐수에 포함된 이물질을 여과하는 필터부재(3), 프레임(1)의 일측에 설치되는 구동모터(미도시) 및 상기 구동모터와 드럼(2)을 연결하는 전동수단(미도시)으로 구성된다.
상기와 같은 구성을 갖는 디스크 필터는 오폐수가 유입되면 중앙의 드럼(2)이 회전하면서, 외면에 형성된 상기 배출구를 통해 필터부재(3)로 오폐수가 유입된다.
필터부재(3)는 드럼(2)과 연결되어 있으므로, 드럼(2)과 같이 회전하면서, 드럼(2)으로부터 내측으로 유입되는 오폐수를 필터링한다. 여기서, 상기 오폐수의 이물질들이 필터부재(3)에 의해 여과되면서, 필터부재(3)의 여과막에 결착하게 되면, 필터부재(3)의 여과 능력이 저하된다. 이 경우, 필터부재(3)의 여과막에 결착된 이물질들을 제거하기 위해, 도 1에 도시된 화살표 방향(A)을 따라 샤프트(6)를 선회시키면서, 노즐암(5)의 선단 또는 측면에 결합한 노즐(4)에서 세척액을 분사한다.
종래의 디스크 필터의 경우, 필터부재(3)를 세척하기 위해 노즐암(5)을 필터부재(3)의 측부로 접근시키고자 하는 경우, 상기 구동모터의 회전력을 감속기에 의해 감속시켜서 샤프트(6)를 회전시켰다.
그러나, 종래 방식에 따라 샤프트(6)를 회전시키는 경우에 있어, 상기 구동모터에 이상이 발생하면, 노즐암(5)이 한계 범위를 초과하여 회전함으로써, 디스크 필터 내 다른 부품들과 부딪히면서 기계적 손상이 발생할 수 있었다.
따라서, 노즐암(5)이 연결된 샤프트(6)의 회전 각도를 제어하여, 설정된 범위 내에서 노즐암(5)을 회전시킴으로써, 노즐암(5)에 의해 발생할 수 있는 기계적 손상을 미연에 방지할 수 있는 수단이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 디스크 필터의 노즐암의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 노즐암들이 연결된 샤프트의 회전 각도를 제어하여, 노즐암을 일정 범위 내에서 회전시킬 수 있는 디스크 필터의 노즐암 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기존의 디스크 필터에 센서를 부착하는 간단한 구성만으로, 노즐암의 이동 범위를 감지하여, 노즐암에 의해 발생할 수 있는 기계적 손상을 미리 방지할 수 있는 디스크 필터의 노즐암 제어 장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 필터의 노즐암 제어 장치는, 노즐이 부착되는 복수의 노즐암; 상기 노즐암을 상기 디스크 필터의 길이 방향을 따라 연결시키는 샤프트; 상기 샤프트가 미리 설정된 회전 각도 내에서 회전하는지 여부를 감지하는 제1 센서; 및 상기 제1 센서에서 감지한 상기 샤프트의 회전 각도에 따라 상기 노즐암들의 회전을 제어하는 제어기를 포함한다.
상기 노즐암 제어 장치는, 상기 노즐암이 상기 디스크 필터의 내측을 향하는 방향으로 상기 샤프트가 미리 설정된 한계 범위를 넘어 회전하는지 여부를 감지하는 제2 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 노즐암 제어 장치는, 상기 노즐암이 상기 디스크 필터의 외측을 향하는 방향으로 상기 샤프트가 미리 설정된 한계 범위를 넘어 회전하는지 여부를 감지하는 제3 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서는 근접 센서로 구성될 수 있으며, 상기 샤프트의 일단에는 돌출부가 형성된 고리형 링이 결합할 수 있다.
상기 노즐암 제어 장치는, 상기 노즐암의 외측에서 상기 디스크 필터에 결합하는 보호 케이스와, 상기 보호 케이스의 개폐여부를 감지하는 제4 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 노즐암 제어 장치는, 양방향의 회전 구동력을 발생시키며, 선단에 구동기어가 결합하는 모터를 더 포함하고, 상기 모터의 구동기어에 맞물리는 종동기어가 상기 샤프트의 외측면에 고정 결합할 수 있다.
본 발명에 따른 디스크 필터의 노즐암 제어 장치는 복수의 노즐암들이 연결된 샤프트의 회전 각도를 제어하여, 노즐암을 일정 범위 내에서 회전시킴으로써, 노즐암이 미리 설정된 한계 범위를 이탈하여 회전하는 것에 의해 발생할 수 있는 기계적 손상을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 디스크 필터의 노즐암 제어 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐암 제어 장치를 구비하는 디스크 필터의 구성을 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 노즐암 제어 장치를 구비하는 디스크 필터(100)는 드럼(110), 프레임(120), 제1 축(130), 제2 축(140), 베어링하우징(150), 구동모터(160) 및 필터부재(190)를 포함한다.
우선, 디스크 필터(100)의 구성 및 구동 과정에 대해 설명한 후, 본 발명의 노즐암 제어 장치가 작동하는 과정을 설명한다.
드럼(110)의 원주를 따라 외측 방향으로 복수의 필터부재(190)가 설치되며, 드럼(110)의 내부로 유입되는 오폐수는 필터부재(190)에 의해 정화처리된다. 필터부재(190)에 의해 여과된 처리수는 처리수 이송관(116)을 따라, 외부로 배출된다. 여기서, 처리수의 용이한 이송을 위해, 처리수 이송관(116)은 드럼(100)의 입구에서 출구 방향으로 소정 각으로 하향 경사지도록 구성하는 것이 바람직하다.
프레임(120)은 디스크 필터(100)의 외형을 구성하며, 드럼(110)의 하중을 지지하기 위한 구조를 갖는다. 프레임(120)의 상부에는 보호 케이스(미도시)가 결합하여, 내측에 배치되는 필터부재(190) 등을 보호할 수 있다.
상기 보호 케이스는 개폐가 가능한 구조로 구성하여, 디스크 필터(100)의 구동시에는 폐쇄되고, 필터부재(190)의 교체나 노즐(310)의 정비 등을 수행시에는 개방될 수 있다.
제1 축(130)은 프레임(120)에 의해 지지되며, 오폐수가 유입되는 방향의 드럼(110) 내측에서 결합한다. 복수의 리브(112)는 드럼(110)의 내측에서 방사형으로 결합하며, 그 중심에는 중공의 링(114)이 배치되어, 리브들(112)의 일단과 결합한다. 제1 축(130)은 상기 중공의 링(114)을 관통하여, 프레임(120) 상에 배치된다.
제2 축(140)은 제1 축(130)의 맞은 편에서 드럼(110)의 일단과 연결되며, 프레임(120)에 의해 지지된다. 제2 축(140)은 속이 빈 구조를 가지며, 드럼(110) 내의 처리수 이송관(116)과 연결되어 있어서, 처리수를 외부로 배출하는 통로 역할을 한다.
따라서, 제2 축(140)은 제1 축(130)과 함께 드럼(110)의 양단에서 드럼(110)의 하중을 프레임(120)으로 전달하므로, 디스크 필터(100)가 구동 중이라도, 드럼(110)의 위치를 안정적으로 유지시킬 수 있다. 또한, 제2 축(140)은 드럼(110)의 하중을 지지하는 것과 동시에, 처리수의 배출 통로로도 사용될 수 있으므로, 디스크 필터(100)의 구조가 간소화될 수 있다.
베어링하우징(150)은 제2 축(140)의 외면을 둘러싸며, 체인 또는 벨트 등의 전동수단(162)을 통해 구동모터(160)의 구동력을 전달받아 드럼(110)으로 회전력을 전달한다. 즉, 베어링하우징(150)의 내측에는 복수의 베어링이 설치되며, 베어링하우징(150)은 드럼(110)의 일단과 결합한다. 이 상태에서, 구동모터(160)의 동력이 베어링하우징(150)으로 전달되면, 제2 축(140)은 고정된 상태에서, 제2 축(140)의 외면을 따라 베어링하우징(150)이 회전하게 되며, 베어링하우징(150)과 결합된 드럼(110)도 같이 회전하게 된다.
세척수 공급기(200)는 필터부재(190)를 세척하기 위한 염소 등의 수용액을 제조하며, 세척수 펌프(180)는 세척수 공급기(200)에서 제조된 세척수에 압력을 가 하여, 세척수 이송관(182)으로 이송시킨다. 세척수 이송관(182)은 드럼(110)의 길이 방향을 따라 배치되며, 필터부재들(190) 사이에 배치되는 노즐(310)과 연결되어 있다. 노즐(310)은 세척수 이송관(182)을 따라 이송된 세척수를 필터부재(190)로 분사하여, 필터부재(190)를 세척하게 된다.
디스크 필터(100)의 구성에 있어서, 제1 축(130)과 제2 축(140)이 드럼(110)에 연결되는 방식 및 구동 방식 등은 상기 서술한 방식에 한정되지 않으며, 디스크 필터(100)의 노즐암(320)의 구동을 제어한다는 본 발명의 사상 범위 내에서, 제1 축(130) 및 제2 축(140), 베어링하우징(150) 등의 구성에 대해서는 다른 방식이 적용될 수 있다.
이하에서는, 상기와 같은 구성을 갖는 디스크 필터(100)의 필터부재(190)의 세척 시, 노즐암(320)의 구동을 제어하기 위한 본 발명의 노즐암 제어 장치를 도 3 및 4를 참조하여 상술한다.
도 3은 도 2에 도시한 디스크 필터의 노즐암 제어 장치에 관한 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시한 노즐암 제어 장치의 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 4를 참조하면, 본 발명의 노즐암 제어 장치는 노즐암(320), 샤프트(330), 제1 센서(350) 및 제어기(미도시)를 포함한다. 선택적으로, 제2 센서(360), 제3 센서(370) 및 제4 센서(380)를 더 포함할 수 있다.
노즐암(320)의 선단 또는 측면에는 노즐(310)이 부착되며, 노즐(310)은 양방향으로 세척액을 분사하여, 필터부재(190)를 세척한다.
복수의 노즐암(320)은 소정 거리로 이격되어, 필터부재들(190) 사이에서 도 3에 도시한 B와 C의 양방향으로 선회 운동한다.
샤프트(330)는 디스크 필터(100)의 길이 방향을 따라 노즐암들(320)을 연결시킨다. 따라서, 샤프트(330)가 회전하게 되면, 이에 수반하여 노즐암들(320)도 회전하게 된다.
샤프트(330)의 일단에는 도 3의 B와 C의 양방향으로 회전 구동력을 발생시키는 모터(340)가 결합할 수 있으며, 다른 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 모터(340)는 샤프트(330)와 직접 연결되지 않고, 구동기어(342)와 종동기어(332)에 의해 회전 구동력을 전달할 수 있다.
즉, 모터(340)는 양방향으로 회전 구동력을 발생시키며, 선단에는 구동기어(342)가 결합하고, 상기 모터(340)의 구동기어(342)에는 종동기어(332)가 맞물리면서, 샤프트(330)의 외측에 고정 결합될 수 있다.
제1 센서(350)는 샤프트(330)의 일측에 고정 배치되어, 샤프트(330)가 미리 설정된 회전 각도 내에서 회전하는지 여부를 감지한다.
모터(340)가 소정 속도로 구동하고 있으므로, 제1 센서(350)는 샤프트(330)의 특정 지점이 B와 C의 양방향으로 선회하면서 걸리는 일정한 시간 간격을 감지할 수 있다. 상기 일정한 시간 간격을 샤프트(330)의 회전에 대해 미리 기준값으로 설정한 후, 샤프트(330)의 특정 지점이 B와 C의 양방향으로 선회하면서 걸리는 시간이 상기 기준값을 초과하거나 미달하는 경우, 샤프트(330)의 회전 각도가 정상 범위를 벗어난 것으로 감지할 수 있다.
제어기(미도시)는 제1 센서(350)에서 감지한 샤프트(330)의 회전 각도에 따 라 샤프트(330)의 구동을 제어한다. 즉, 상기 제어기는 제1 센서(350)에서 감지한 샤프트(330)의 회전 각도가 정상 범위를 벗어난 것으로 판단하는 경우, 모터(340)의 구동을 차단하여, 노즐암(320)의 회전을 중지시킨다.
이에 따라, 노즐암(320)이 드럼(110)의 외측면이나 보호 케이스에 부딪혀서 발생할 수 있는 기계적 손상이 방지될 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명의 노즐암 제어 장치는 제2 센서(360)와 제3 센서(370)를 더 구비하며, 도 4를 참조하여 3개의 센서(350, 360 및 370) 사용 시, 노즐암 제어 장치의 동작 과정에 대해 상술한다.
도 4에서, 3개의 센서(350, 360 및 370)는 각각 소정 간격(D1 및 D2)으로 고정 배치된다. 3개의 센서(350, 360 및 370)의 종류는 특별히 제한적이지 않으며, 설명의 목적으로, 여기서는 근접 센서를 사용하는 경우를 예로 든다.
3개의 센서(350, 360 및 370)의 대향하는 면에는 3개의 돌출부(392, 394 및 396)가 형성된 고리형 링(390)이 샤프트(330)의 일단에 결합한다. 샤프트(330)는 고리형 링(390)의 중공 영역(398)과 3개의 센서(350, 360 및 370)의 중공 영역(352)을 관통한다.
고리형 링(390)은 샤프트(330)에 고정 결합되나, 3개의 센서(350, 360 및 370)는 샤프트(330)의 외측에 배치될 뿐, 결합하지는 않으므로, 샤프트(330)가 회전하더라도 3개 센서(350, 360 및 370)의 위치는 고정된다.
여기서, 3개의 센서(350, 360 및 370) 사이의 간격(D1 및 D2)에 비해 3개의 돌출부(392, 394 및 396) 사이의 간격(d1 및 d2)은 작게 구성된다.
모터(340)의 구동에 따라 샤프트(330)는 B와 C의 양방향으로 회전하며, 샤프트(330)에 결합한 고리형 링(390)의 돌출부들(392, 394 및 396)도 B와 C의 양방향으로 회전한다. 모터(340)의 정상 구동시, 각각의 돌출부들(392, 394 및 396)은 정상 범위(θ1) 내에서 회전하며, 제1 센서(350)는 제1 돌출부(392)가 정상 범위(θ1) 범위 내에서 회전하는지 감지한다.
한편, 모터(340)의 구동 이상 등에 의하여, 정상 범위(θ1)를 벗어나 B 방향으로 샤프트(330)가 더 회전하는 경우, 노즐암(320)이 드럼(110)의 외측면에 부딪혀서 기계적 손상이 발생할 수 있다.
따라서, B 방향으로 회전할 수 있는 한계 범위(θ2)를 미리 설정하여 제어기에 저장하고, 제2 돌출부(394)가 한계 범위(θ2)까지 근접하는 것을 제2 센서(360)가 감지하여 상기 제어기로 전달하면, 상기 제어기는 모터(340)의 구동을 차단하여, 노즐암(320)의 회전을 중지시킬 수 있다.
마찬가지로, 모터(340)의 구동 이상 등에 의하여, 정상 범위(θ1)를 벗어나 C 방향으로 샤프트(330)가 더 회전하는 경우, 노즐암(320)이 보호 케이스에 부딪혀서 기계적 손상이 발생할 수 있다.
따라서, C 방향으로 회전할 수 있는 한계 범위(θ3)를 미리 설정하여 상기 제어기에 저장하고, 제3 돌출부(396)가 한계 범위(θ3)까지 근접하는 것을 제3 센서(396)가 감지하여 상기 제어기로 전달하면, 상기 제어기는 모터(340)의 구동을 차단하여, 노즐암(320)의 회전을 중지시킬 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명의 노즐암 제어 장치는 노즐암(320)의 외측에 결합 한 보호 케이스의 개폐여부를 감지하는 제4 센서(380)를 더 포함한다(도 2 참조).
제4 센서(380)에서 상기 보호 케이스가 폐쇄되어 있는 것을 감지하면, 노즐암 제어 장치는 전술한 바와 같은 과정에 의해 노즐암(320)의 회전을 제어한다.
한편, 제4 센서(380)에서 상기 보호 케이스가 개방되어 있는 것을 감지하면, 상기 제어기는 노즐암(320)을 회전시키는 모터(340)의 구동 뿐만 아니라, 드럼(110)을 회전시키는 구동모터(160)의 구동을 차단하도록 구성할 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 단지 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 종래의 디스크 필터의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐암 제어 장치를 구비하는 디스크 필터의 구성을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 디스크 필터의 노즐암 제어 장치에 관한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 노즐암 제어 장치의 센서를 설명하기 위한 도면이다.

Claims (6)

  1. 디스크 필터의 노즐암의 회전을 제어하기 위한 노즐암 제어 장치로서,
    노즐이 부착되는 복수의 노즐암;
    상기 노즐암을 상기 디스크 필터의 길이 방향을 따라 연결시키는 샤프트;
    상기 샤프트가 미리 설정된 회전 각도 내에서 회전하는지 여부를 감지하는 제1 센서; 및
    상기 제1 센서에서 감지한 상기 샤프트의 회전 각도에 따라 상기 노즐암들의 회전을 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐암 제어 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 노즐암이 상기 디스크 필터의 내측을 향하는 방향으로 상기 샤프트가 미리 설정된 한계 범위를 넘어 회전하는지 여부를 감지하는 제2 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐암 제어 장치.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 노즐암이 상기 디스크 필터의 외측을 향하는 방향으로 상기 샤프트가 미리 설정된 한계 범위를 넘어 회전하는지 여부를 감지하는 제3 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐암 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서는 근접 센서로 구성되며, 상기 샤프트의 일단에는 돌출부가 형성된 고리형 링이 결합하는 것을 특징으로 하는 노즐암 제어 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 노즐암의 외측에서 상기 디스크 필터에 결합하는 보호 케이스와, 상기 보호 케이스의 개폐여부를 감지하는 제4 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐암 제어 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 양방향의 회전 구동력을 발생시키며, 선단에 구동기어가 결합하는 모터를 더 포함하고, 상기 모터의 구동기어에 맞물리는 종동기어가 상기 샤프트의 외측면에 고정 결합하는 것을 특징으로 하는 노즐암 제어 장치.
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