KR20160049441A - 스크린 분할형 용수여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용수여과장치에 관한 것으로, 스크린을 두 개 영역에 분할하여 배치한 후 여과 과정과 역세 과정이 이루어지도록 함으로써, 전체 스크린의 면적은 줄어들지 않으면서도 역세암부터 스크린 끝까지의 거리가 가까워져 역세 과정도 효율적으로 이루어질 수 있다. 따라서 역세암으로부터 멀리 떨어진 스크린 종단부의 이물질이 제대로 역세되지 않아 여과 효율이 떨어지는 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 역세암이 스크린장착부에 지지되지 않게 함으로써 분해 및 조립을 용이하게 할 수 있도록 하고, 오염수가 유입되었을 때 오염수의 이물질이 모터의 회전동력을 전달하는 회전동력전달부에 부착되지 않도록 이물질차단스크린이 구비된다.

Description

스크린 분할형 용수여과장치{Strainer having separated screen}

본 발명은 용수여과장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 오염수를 여과하는 스크린을 2개 영역에 분리설치함으로써 여과 효율을 향상시키고, 역세암이 스크린장착부에 지지되지 않게 함으로써 분해 및 조립을 용이하게 할 수 있도록 하는 스크린 분할형 용수여과장치에 관한 것이다.

일반적으로 스트레이너(Strainer)라고 불리는 용수 여과기는 각종 설비 시스템에서 유입, 발생되는 유기적 부유물 등을 걸러내는 장치로써, 농업, 공업 용수 등을 정수시키는 용도로 많이 사용되고 있다. 또한 공장 등에서는 오염된 냉각수 등을 여과하는 용수 여과기가 배치되어 많은 양의 오염수를 여과하고 있으며, 여과된 여과수를 이용하여 철강 등의 제품을 식혀주는 데 사용하고 있다.

용수 여과기에서 오염수를 여과하기 위한 핵심 구성은 메쉬 형태로 제작되는 스크린이다. 즉 이물질이 혼합된 오염수가 스크린을 통과하면 이물질은 스크린에서 걸러지고 여과수만 통과하여 배출되는 원리이다. 이 때 지속적으로 여과가 이루어지다 보면 스크린에 이물질이 많이 끼어 여과 효율이 떨어질 수 있는데, 이를 위해 소정의 여과 과정 이후에는 스크린 하부에 역세암을 마주하게 함으로써 이물질을 포함하는 역세수를 외부로 배출하는 역세 과정이 이루어진다.

한편, 기존의 용수여과장치에서는 스크린이나 필터가 하나의 영역에 길게 형성되어 여과 후 스크린이나 필터를 역세하는 과정에서 스크린에 부착된 이물질을 제거하는 데 문제점이 있었다.

또한, 오염물질을 걸러내는 스크린이나 필터가 거치된 스크린장착부에 역세수가 흐르는 역세암이 지지되는 구조를 사용하여 역세암을 용수여과장치에서 분해하거나 조립하는 것이 어려웠다.

또, 오염수가 유입됨에 따라 수평으로 설치되어 역세수단으로 동력을 전달하는 회전축에 이물질이 부착되는 문제가 발생하였다.

이와 같은 용수여과장치와 관련된 종래기술로는 대한민국 등록실용신안 제20-0110358호 등이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 스크린을 짧게 분할하고 복수의 영역에 설치하여 스크린이 한 영역에 길게 설치되어 있을 때보다 여과 및 역세 효율을 높이는 데 그 목적이 있다.

또, 역세암이 스크린장착부에 지지되지 않아 역세암을 용수여과장치에서 분해하거나 조립하는 것을 용이하게 하는 데 또 그 목적이 있다.

또한, 이물질차단스크린을 설치하여 오염수가 용수여과장치 내부로 유입되었을 때 오염수에 포함된 이물질이 회전동력전달부에 부착되는 것을 방지하는데 또 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용수여과장치는 오염수가 유입되는 오염수유입구와, 상기 유입된 오염수에서 이물질이 걸러진 여과수를 배출하는 여과수배출구와, 이물질을 포함하는 역세수를 배출하는 역세수배출구가 마련된 케이싱; 상기 케이싱 내측에서 상기 오염수유입구 위쪽 및 아래쪽에 각각 장착되는 제1스크린장착부와 제2스크린장착부; 상기 제1스크린장착부 위쪽 및 상기 제2스크린장착부의 아래쪽에 각각 설치되어 상기 오염수유입구를 통해 유입된 오염수에서 이물질을 걸러내는 제1스크린 및 제2스크린; 상기 케이싱 내측에서 상기 제1스크린장착부 및 제2스크린장착부 사이에 설치되고, 모터로부터 전달되는 회전력을 전달받아 회전하는 역세암을 가지며, 상기 역세암이 상기 제1스크린장착부 및 제2스크린장착부를 통해 상기 제1스크린 및 제2스크린과 마주함으로써 이물질을 포함하는 역세수를 상기 역세수배출구 측으로 유도하는 역세수단; 및 상기 케이싱의 상부를 폐쇄 또는 개방시키는 동시에 상기 모터가 장착된 덮개부;를 포함한다.

여기서, 상기 역세수단은 역세본체 및 역세수배출통로를 포함하고, 상기 역세본체는 상기 케이싱 내측에 상기 케이싱 내부 중심을 향해 횡방향으로 설치된 역세수단배출챔버에 결합되어 회전가능하게 지지됨에 따라, 역세과정에서 필요한 회전을 하면서 상기 스크린에서 역세되어 역세수배출통로로 흐르는 역세수가 케이싱 내부로 흐르지 않고 외부로만 배출될 수 있도록 상기 역세본체가 역세수배출챔버에 의해 오염수유입공간으로부터 밀폐되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이싱 측면에 설치된 모터의 동력을 상기 역세본체에 공급하기 위해 상기 모터의 모터구동축과 상기 역세본체 사이에 걸어감는 동력전달수단이 설치된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 오염수유입구로 유입된 오염수가 상기 모터의 회전력을 전달하는 체인에 이물질이 부착되는 것을 방지하기 위해 케이싱 내부의 상기 오염수유입구 앞에 이물질차단스크린이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 용수여과장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 스크린을 분할하여 전체 여과면적은 유지하면서 여과 효율은 높일 수 있다. 스크린이 길게 형성되어 어느 한 영역에만 있다면, 오염수를 여과하고 스크린을 역세하는 과정에서 역세암과 거리가 먼 스크린의 최후단부는 역세가 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 따라서 스크린의 역세가 제대로 이루어지지 않는다면, 이후 여과과정에서도 스크린에 이물질이 그대로 끼어 있어 여과되지 않기 때문에 결국 전체적인 여과 효율이 떨어질 것이다. 하지만 본 발명에서는 스크린이 각각 짧은 길이로 분할되어 두 영역에 설치되어 있기 때문에 하나의 영역에 스크린이 길게 형성되어 있는 것과 비교하여 전체적인 여과면적은 유지하면서 여과 효율을 높일 수 있다.

둘째, 스크린의 전체 여과 면적을 동일하게 유지하면서도 스크린 각각은 짧은 길이로 형성되므로 케이싱에서 스크린을 분리하여 인출할 경우에, 케이싱의 스크린 인출 공간을 현저하게 감소시킬 수 있다. 따라서 선박과 같이 협소한 공간에 용수여과장치를 설치할 시 매우 유용하다.

셋째, 역세암이 스크린장착부에 지지되지 않기 때문에 역세암을 분해하거나 조립할 때 용이하게 할 수 있다. 즉, 종래에는 모터가 용수여과장치의 케이싱 최상부에 설치되어 동력전달축이 내부로 뚫고 들어와 역세암에 연결되는 장치도 있었고, 모터가 케이싱 최상부에 설치되지 않더라도 스크린장착부와 역세암이 결합되는 장치도 있었다. 이와 같은 용수여과장치들은 역세암을 교체하거나, 더 나아가 스크린과 같은 내부의 부품들을 교체할 때 부품 간의 결합을 분해하는 것이 복잡하고 작업자의 작업이 번거로워 시간이 많이 소요되는 단점이 있었지만, 본 발명에 따른 용수여과장치는 내부의 역세암이 케이싱 측면에 설치된 역세수배출구에 결합되어 내부에서 별도로 지지할 필요가 없으므로 내부 부품들 간의 복잡한 결합이 필요하지 않는다. 이에 따라, 내부에서는 최소한의 필요한 결합만 가능하기 때문에 작업자가 용수여과장치의 분해 및 조립을 용이하게 할 수 있다. 또한, 스크린장착부에 결합부가 없기 때문에 여과공간이 원천적으로 누수방지된다.

넷째, 역세수단으로 회전동력을 전달하는 회전동력전달부가 분리 및 결합 가능한 구조를 갖지 않아도 되기 때문에 설계가 단순하다. 즉 종래에는 모터를 덮개부 쪽인 상부에 설치한 후, 여과공간을 지나 스크린장착부 아래에 위치한 역세수단까지 회전축을 연결하여 회전력 전달이 이루어지도록 하였기 때문에 덮개부를 열고 닫을 시 회전축이 결합 및 해제 가능한 복잡한 구조로 설계되어야 했다. 하지만 본 발명에서는 모터를 케이싱 측면에 설치한 후 역세수단에 회전동력을 전달함으로써, 덮개부를 열더라도 회전동력전달부에는 아무런 영향을 주지 않기 때문에 동력 전달의 연결 및 해제를 위한 복잡한 설계가 필요하지 않는다.

다섯째, 오염수유입구로 최초로 유입되는 오염수에 포함된 상대적으로 크기가 큰 이물질들이 회전동력전달부의 부품들에 끼어서 회전동력 전달시 오작동을 일으키거나 동력전달에 관계된 부품들을 손상시키는 것을 미연에 방지하기 위해서 비교적 큰 이물질을 미리 걸러주기 위한 오염물질방지스크린을 설치하여 회전동력전달부에 이물질이 부착되거나 끼이는 것을 방지할 수 있다. 이는 오염수유입구로 오염수가 유입되면 케이싱 내부는 오염수에 직접 노출되는데, 그렇게 되면 스프로킷과 체인에는 오염수의 포함된 이물질이 부착되거나 끼일 수 있기 때문이다. 스프로킷과 체인에 이물질이 부착된다면 이로 인해 역세암에 제대로 동력 전달이 되지 않을 수도 있고, 정밀하게 서로 결합된 구성들 간에 이탈 및 손상이 발생할 수 있기 때문에 최종적으로 기계고장으로 이어질 수 있다. 따라서 오염수유입구에 오염물질방지스크린을 설치하여 회전동력전달부 및 역세수단에 이물질이 부착되는 것을 방지하고 기계고장을 예방할 수 있다. 즉 오염물질방지스크린은 용수여과장치의 고유의 정밀한 여과기능을 수행하는 것은 아니고 회전동력전달부의 오작동이나 손상을 방지하기 위한 예비적인 여과를 수행하는데 사용되는 것이다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 용수여과장치의 내부를 개략적으로 나타낸 단면도.
도2는 도1에 도시된 용수여과장치의 내부를 다른 각도에서 개략적으로 나타낸 단면도.
도3은 도1 및 도2에 도시된 용수여과장치를 위에서 본 모습을 개략적으로 나타낸 도면.
도4는 도1 및 도2에 도시된 용수여과장치에서 역세수배출챔버를 확대한 사시도.
도5는 도1 및 도2에 도시된 용수여과장치에서 역세수배출챔버와 역세수단이 걸림턱에 의해 걸려있는 모습을 나타낸 도면.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 용수여과장치의 내부를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도2는 도1에 도시된 용수여과장치의 내부를 다른 각도에서 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도3은 도1 및 도2에 도시된 용수여과장치를 위에서 본 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도4는 도1 및 도2에 도시된 용수여과장치에서 역세수배출챔버를 확대한 사시도이며, 도5는 도1 및 도2에 도시된 용수여과장치에서 역세수배출챔버와 역세수단이 걸림턱에 의해 걸려있는 모습을 나타낸 도면이다.

도1 내지 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스크린 분할형 용수여과장치(이하 '용수여과장치'라 함)는 케이싱(110), 덮개부(130, 131), 회전동력전달부(140), 역세수단(150), 제1스크린(190), 제2스크린(200), 역세수배출챔버(165) 및 이물질차단스크린(220)을 포함한다.

케이싱(110)에는 용수여과장치(100)의 다른 구성들이 위치하는 내부 공간이 있고, 덮개부(130, 131)에 의해 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 또한 케이싱(110)의 대략 중앙부의 측면에는 오염수가 유입되는 오염수유입구(111)와, 유입된 오염수에서 이물질이 걸러진 여과수를 배출하는 여과수배출구(112)가 마련되어 있다. 이러한 케이싱(110)은 제1스크린장착부(170) 및 제2스크린장착부(180)에 의해 다수의 공간으로 구획된다. 제1스크린장착부(170)는 케이싱(110) 내측에서 오염수유입구(111) 보다 위쪽에 설치되며, 제1스크린장착부(170)의 중심에서 같은 길이로 떨어진 위치에 제1스크린(190)이 장착되는 제1스크린장착공(171)이 형성되어 있다. 또한, 제1스크린장착부(170)는 오염수유입구(111) 위쪽에 고정된다. 이렇게 제1스크린장착부(170)가 설치되면 그 위쪽 부분이 제1여과공간(113)이 된다.

제2스크린장착부(180)는 오염수유입구(111)의 아래쪽에 고정되고, 제1스크린장착부(170)와 마찬가지로 제2스크린장착부(180)의 중심에서 같은 길이로 떨어진 위치에 제2스크린(200)이 장착되는 제2스크린장착공(181)이 형성되어 있다. 또한 제2스크린장착부(180)는 케이싱(110) 내측 벽면에 거치되어 고정된다. 이렇게 제2스크린장착부(180)가 설치되면 그 아래쪽 부분이 제2여과공간(115)이 된다. 그리고 제1여과공간(113)과 제2여과공간(115)의 일측면에는 여과수배출구(113)와 연통되는 제1배출홀(114) 및 제2배출홀(116)이 각각 형성되어 있다.

제1스크린(190)은 제1여과공간(113)에 설치되어 유입되는 오염수를 통과시키되 이물질은 걸러내기 위해 마련된다. 이러한 제1스크린(190)은 제1스크린장착부(170)의 제1스크린장착공(171)에 장착된다. 이때 제1스크린(190)은 제1스크린장착부(170)의 중심을 기준으로 동심원 상에 복수개가 설치된다. 또한 제1스크린(190)의 하부는 제1스크린장착공(171)을 통해 제1스크린장착부(210)의 하부와 연통된 상태이다.

제2스크린(200)은 제2여과공간(115)에 설치되어 이물질을 걸러낸다. 제2스크린(200)은 제2스크린장착부(180)의 제2스크린장착공(181)에 장착되며, 제1스크린(190)과 마찬가지로 복수개가 동심원 상에 설치된다.

덮개부(130, 131)는 스크린들(190, 200)이 설치된 양쪽 모두에 별도의 결합수단을 통해 케이싱(110)에 결합되어 케이싱(110)의 공간을 폐쇄시키거나 개방시킨다. 통상적으로 여과과정이 이루어질 때에는 덮개부(130, 131)가 폐쇄된 상태이며, 내부 구성들을 설치 및 분해할 시에는 덮개부(130, 131)가 개방된다. 덮개부(130, 131)를 개방하여 내부 부품들을 분해 및 조립할 수도 있지만, 맨홀(210)에서도 분해 및 조립이 가능하다. 맨홀(210)은 장치 중앙에 위치하고, 타원의 형태로 구성되어 그 크기가 내부의 부품들이 출입이 가능할 정도로 충분히 크기 때문에 스크린들(190, 200)과 같은 비교적 중앙에서 멀리 떨어진 부품보다는 역세수단(150)과 같은 중앙에 위치한 부품들의 분해 및 조립을 용이하게 할 수 있다.

회전동력전달부(140)는 회전동력을 역세수단(150)의 역세본체(151)에 전달시키기 위한 것으로 모터(141), 모터감속기(142), 모터회전축(143), 체인(145), 모터회전축고정부(146), 모터회전축지지베어링(147)을 포함한다.

모터(141)는 역세과정에서 역세수단(150)에 필요한 동력을 공급한다.

모터감속기(142)는 모터(141)의 동력을 감속시켜 필요한 만큼 동력을 전달하는 역할을 한다.

모터회전축(143)은 모터(141)의 구동에 따라 회전하고, 모터회전축(143)에 설치된 모터스프로킷(144)에는 체인(145)이 연결된다.

체인(145)은 모터회전축(143)의 모터스프로킷(144)과 연결되어 모터(141)가 공급한 동력을 모터회전축(143)을 거쳐 역세수단(150)의 역세본체(151)에 전달시킨다.

모터회전축고정부(146)와 모터회전축지지베어링(147)은 모터회전축(143)을 고정시키는 역할을 한다.

역세수단(150)은 회전동력전달부(140)로부터 동력을 전달받아 회전하여 스크린(190, 200)들에 끼인 이물질을 배출하기 위해 마련된다. 이러한 역세수단(150)은 역세본체(151), 제1역세암(156), 제2역세암(160) 및 역세수배출챔버(165)를 포함한다.

역세본체(151)는 역세수단(150)의 회전 중심상에 위치하며, 도면상으로 보았을 때 상하부에는 각각 제1역세암안착부(153)와 제2역세암안착부(154)가 마련되어 있다. 역세본체(151)의 제1역세암안착부(153)와 제2역세암안착부(154)에는 각각 제1역세암(156) 및 제2역세암(160)이 결합되어 역세본체(151)가 회전하면 제1역세암(156)과 제2역세암(160)도 회전하게 되며, 각 역세암을 통해 유입된 역세수가 역세본체(151) 내로 취수될 수 있다.

도1 상에서 역세본체(151)의 상부 우측에 도시된 제1역세암(156)은 역세수를 역세본체(151) 측으로 유도하는 통로 역할의 제1역세수유도부(157)를 중심으로 제1역세수유도부(157)의 상부에 제1스크린(190)과 순차적으로 마주하게 되는 제1역세수유입부(159)가 마련되어 있다. 또한, 제1역세수유입부(159)에는 상부로 밀착되는 제1밀착부(158)가 마련되어 있고, 제1밀착부(158) 내부에는 제1밀착스프링(158a)이 설치되어 있다. 또, 역세본체(151)는 상단 및 하단이 제1스크린장착부(170) 및 제2스크린장착부(180)와 이격된 상태에서 역세수배출챔버(165)의 역세수배출관(167)과 배출챔버덮개(168)에 의해 회전이 가능하게 지지되어 있다.

또한, 역세본체(151)의 하부 우측에 도시된 제2역세암(160)은 제1역세암(156)과 대칭되는 구조로 설치되며, 제2역세암(160)을 이루고 있는 구성들인 제2역세수유도부(161), 제2밀착부(162), 제2밀착스프링(162a), 제2역세수유입부(163)에 대한 설명은 제1역세암(156)의 설명으로부터 충분히 유추가 가능하므로 설명을 생략하도록 한다.

더불어 제1역세암(156)과 제2역세암(160) 사이의 역세본체(151)에는 회전동력전달부(140)로부터 동력을 전달받기 위한 역세수단스프로킷(152)이 마련되어 있다. 역세수단스프로킷(152)은 회전동력전달부(140)의 동력을 전달받아 역세수단(150)을 회전시키게 된다. 이러한 동력은 역세수단스프로킷(152)과 모터스프로킷(144)에 연결된 체인(145)에 의해 모터(141)의 동력이 역세수단(150)에 전달된다.

역세수배출챔버(165)는 케이싱(110) 내부에서 케이싱(110)의 내부공간의 중심을 향해 횡방향으로 연장되어 역세수를 외부로 배출하는 챔버로써, 역세본체(151)에서 흘러들어온 역세수를 역세수배출관(167)을 거쳐 외부로 역세수를 배출하는 역세수배출구(166)가 형성되어 있고, 역세수배출구(166)의 반대쪽에는 배출챔버덮개(168)가 설치되어 있다. 배출챔버덮개(168)는 역세수배출관(167)에서 흐르는 역세수가 케이싱(110) 내부로 흐르는 것을 방지하고, 외부로 빠져 나갈 수 있도록 일측을 차단하고, 역세본체(151)을 지지하는 역할을 한다. 역세수배출통로(155)는 역세수배출관(167)과 배출챔버덮개(168)에 의해 케이싱 내부의 오염수유입공간(111a)과 완전히 차단되어 있다. 또한, 배출챔버덮개(168)는 분해를 용이하게 하기 위해 역세수배출관(167)에서 분리되는 것이 가능하다. 역세수배출관(167)은 역세본체(151)를 사이에 두고 배출챔버덮개(168)와 나사로 결합되어 있고, 역세본체(151)는 상측과 하측의 챔버걸림턱(151a)이 역세수배출관(167) 및 배출챔버덮개(168)에 걸려서 역세수배출챔버(165)에 회전이 가능하게 지지되어 있다. 또한, 역세본체(151)와 역세수배출관(167) 및 배출챔버덮개(168) 사이에는 누수방지를 위한 실링수단(미도시)이 장착되어 있다. 도3에서 도시된 바와 같이, 역세수배출관(167)의 형태는 방사형으로 뻗어 케이싱(110)에 고정되어 있다. 이러한 방사형의 형태는 역세수단(150)의 구성들이 더욱 단단하게 지지되는 데 도움을 준다. 즉, 역세수배출관(167)에 나사결합되어 있고 챔버걸림턱(151a)에 걸려있는 역세수단(150)의 구성들은 역세과정에서 모터(141)의 동력으로 회전할 때 단단히 지지되어 고정되어 있어야 하기 때문에 역세수단(150)이 나사결합되어 있는 역세수배출관(167)이 방사형의 형태로 케이싱(110) 내벽에 단단히 고정되어 있으면, 역세수단(150)의 구성들도 안정될 수 있다. 또한, 역세수배출관(167)이 방사형으로 구성됨에 따라 케이싱(110) 내부의 안정적인 센터정렬이 가능하다.

이물질차단스크린(220)은 오염수유입구(111)에는 오염수가 오염수유입구(111)로 유입될 때 오염수유입구(111)에 이물질차단스크린(220)을 설치하여 오염수에 포함된 이물질이 회전동력전달부(140) 및 역세수단(150)의 역세수단스프로킷(152)과 체인(145)에 부착되는 것을 막는다. 이러한 이물질차단스크린(220)은 3-15mm 구멍이 다수개로 형성된 망구조로 되어 있어 오염수에 대하여 예비 여과를 거쳐 오염수유입공간(111a)으로 유입될 수 있도록 한다. 또한, 이물질차단스크린(220은 차단스크린가이드편(230)에 장착되어 탈부착이 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 용수여과장치는 이하 작동과정에 대한 설명을 통해 더욱 구체화될 것이다.

먼저 펌프(미도시)의 작동으로 케이싱(110)의 오염수유입구(111)를 통해 오염수가 유입되면 오염수는 이물질차단스크린(220)을 거쳐 예비 여과된 후 제1스크린장착부(170)와 제2스크린장착부(180) 사이의 오염수유입공간(111a)으로 유입된다. 이후 오염수는 제1스크린장착부(170)의 제1스크린장착공(171) 및 제2스크린장착부(180)의 제2스크린장착공(181)을 통해 제1스크린들(190)과 제2스크린들(200) 내측으로 유입되고, 각 스크린들(190, 200)의 측면을 통과하면서 이물질이 걸러진다. 이렇게 스크린들(190, 200)을 통해 제1여과공간(113) 및 제2여과공간(115)으로 여과수가 빠져나오면, 여과수는 제1배출홀(114) 및 제2배출홀(116)을 통해 여과수배출구(112)로 빠져나간다.

한편, 이물질차단스크린(220)은 오염수유입구(111)로 오염수가 유입될 때 이물질이 회전동력전달부(140) 및 역세수단(150)의 역세수단스프로킷(152)과 체인(145)에 유입되는 것은 막고, 제1여과공간(113)과 제2여과공간(115)으로만 유입될 수 있게 한다. 즉, 이물질차단스크린(220)의 양쪽에는 5mm 크기로 형성된 다수의 구멍(미도시)이 형성되어 있어 1차적으로 오염수를 여과한 후에 제1여과공간(113)과 제2여과공간(115)으로만 오염수가 유입된다.

이 때 일정 시간동안 여과 공정이 계속되다 보면, 스크린들(190, 200) 내측에 끼인 이물질의 양이 많아 여과 효율이 떨어진다. 따라서 스크린들(190, 200) 내측에 끼인 이물질을 제거하는 역세과정이 진행되어야 한다. 역세과정은 역세수단(150)의 작동에 따라 이루어진다. 즉, 모터(141)가 작동하면 모터회전축(143)이 회전하고, 모터회전축(143) 종단부의 모터스프로킷(144)에 연결된 체인(145)이 역세본체(151)의 역세수단스프로킷(152)과 연결되어 있기 때문에 역세본체(151)도 회전하게 된다. 그리고 역세본체(151)의 회전에 따라, 제1역세암(156)과 제2역세암(160)도 함께 회전한다.

제1역세암(156)이 회전할 시 제1밀착부(158)는 제1밀착스프링(158a)의 탄성력에 의해 제1스크린장착부(170) 저면에 밀착된 상태를 유지하기 때문에 제1역세수유입부(159)를 통해 오염수가 유입되지 못한다. 반면, 제1밀착부(158)가 제1스크린장착공(171)과 마주하게 되면, 제1스크린(190)의 내측이 제1스크린장착공(171), 제1역세수유입부(159), 제1역세수유도부(157), 역세본체(151), 역세수배출관(167) 및 역세수배출구(166)까지 모두 연통된 상태가 된다.

이 상태를 살펴보면 케이싱(110) 내측은 오염수의 유입에 따라 높은 압력을 유지하고 있고, 케이싱(110) 외부는 대기압 상태이다. 따라서 제1역세암(156)의 제1밀착부(158)가 제1스크린(190) 하부와 마주하고 있는 상태에서는 압력차에 의해 제1스크린(190) 바깥의 여과수가 제1스크린(190) 표면을 관통하여 내측으로 유입되고, 이 과정에서 제1스크린(190) 내측에 부착된 이물질이 이탈된다. 이렇게 세척된 이물질을 포함하는 역세수는 제1스크린(190) 하부의 제1스크린장착공(171), 제1역세수유입부(159), 제1역세수유도부(157), 역세본체(151), 역세수배출관(167), 역세수배출구(166) 순서로 통과하여 외부로 배출되는 것이다.

제1역세암(156)과 제2역세암(160)은 역세본체(151)의 회전에 따라 움직이고 동일한 기능을 한다. 따라서 제1역세암(156)의 설명에 따라 제2역세암(160)의 기능 설명은 대체될 수 있다. 제2역세암(160)의 제2밀착부(162) 또한 제2밀착스프링(162a)에 의해 제2스크린(200)에 밀착되었을 시 연결되는 통로를 정리하면, 제2밀착부(162)가 제2스크린(200)에 마주하였을 시, 제2스크린(200) 상부의 제2스크린장착공(181) 제2역세수유입부(163), 제2역세수유도부(161), 역세본체(151), 역세수배출관(167), 역세수배출구(166) 순으로 통로가 연결된다. 이렇게 역세암들(156, 160)이 회전하면 복수의 스크린들이 순차적으로 세척된다.

역세수단(150)은 별도의 제어부에 의해 작동될 수 있다. 즉 오염수유입구(111)와 여과수배출구(112) 상에 압력센서(미도시)를 각각 설치하고, 오염수유입구(111)의 압력과 여과수배출구(112)의 압력 차이가 일정 차이 이상이 되면 제어부가 스크린에 이물질이 많이 부착된 것으로 판단하고, 모터(141)를 작동시킴으로써 역세과정이 이루어지도록 하는 것이다. 물론 실시하기에 따라 여과 공정과 역세 공정이 처음부터 함께 이루어지는 상세역세도 가능하다.

맨홀(210)을 통하여 역세수단(150) 및 역세수배출챔버(165)를 분해할 때에는, 먼저 배출챔버덮개(168)를 역세수배출관(167)으로부터 이탈시킨다. 이후 역세본체(151)를 제1스크린(190) 방향으로 제1역세암(156)을 밀어 올려 제1밀착스프링(158a)을 제1스크린장착부(170)에 밀착시킨 다음, 밀착 시킨 방향의 반대편에 위치한 제2역세암안착부(154) 및 제2스크린장착부(180)에서 제2역세암(160)을 분리한다. 그렇게 되면 분리된 제2역세암(160)이 분리된 공간을 활용하여 밀착시킨 제1역세암(156)을 원위치로 복귀시킨 후에 제1역세암(156)도 마찬가지로 제1역세암안착부(153) 및 제1스크린장착부(170)에서 분리한다. 그 다음으로, 역세본체(151)를 역세수배출관(167)에서 분리시키면 역세수단(150)의 분해가 완료된다. 본 설명에서는 제2역세암(160)이 먼저 분리되는 것을 설명하였지만, 제1역세암(156)이 먼저 분리되는 것도 가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 용수여과장치는 스크린을 분할하여 전체 여과면적은 유지하면서 여과 효율은 높일 수 있다. 스크린이 길게 형성되어 어느 한 영역에만 있다면, 오염수를 여과하고 스크린을 역세하는 과정에서 역세암과 거리가 먼 스크린의 최후단부는 역세가 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 따라서 스크린의 역세가 제대로 이루어지지 않는다면, 이후 여과과정에서도 스크린에 이물질이 그대로 끼어 있어 여과되지 않기 때문에 결국 전체적인 여과 효율이 떨어질 것이다. 하지만 본 발명에서는 스크린이 각각 짧은 길이로 분할되어 두 영역에 설치되어 있기 때문에 하나의 영역에 스크린이 길게 형성되어 있는 것과 비교하여 전체적인 여과면적은 유지하면서 여과 효율을 높일 수 있다.

또한, 스크린의 전체 여과 면적을 동일하게 유지하면서도 스크린 각각은 짧은 길이로 형성되므로 케이싱에서 스크린을 분리하여 인출할 경우에, 케이싱의 스크린 인출 공간을 현저하게 감소시킬 수 있다. 따라서 선박과 같이 협소한 공간에 용수여과장치를 설치할 시 매우 유용하다.

또, 역세암이 스크린장착부에 지지되지 않기 때문에 역세암을 분해하거나 조립할 때 용이하게 할 수 있다. 즉, 종래에는 모터가 용수여과장치의 케이싱 최상부에 설치되어 동력전달축이 내부로 뚫고 들어와 역세암에 연결되는 장치도 있었고, 모터가 케이싱 최상부에 설치되지 않더라도 스크린장착부와 역세암이 결합되는 장치도 있었다. 이와 같은 용수여과장치들은 역세암을 교체하거나, 더 나아가 스크린과 같은 내부의 부품들을 교체할 때 부품 간의 결합을 분해하는 것이 복잡하고 작업자의 작업이 번거로워 시간이 많이 소요되는 단점이 있었지만, 본 발명에 따른 용수여과장치는 내부의 역세암이 케이싱 측면에 설치된 역세수배출구에 결합되어 내부에서 별도로 지지할 필요가 없으므로 내부 부품들 간의 복잡한 결합이 필요하지 않는다. 이에 따라, 내부에서는 최소한의 필요한 결합만 가능하기 때문에 작업자가 용수여과장치의 분해 및 조립을 용이하게 할 수 있다. 또한 제1스크린장착부 및 제2스크린장착부에 관통된 구조의 결합부가 없기 때문에 제1스크린장착부 및 제2스크린장착부를 통한 여과공간과 오염수공간의 사이에서의 누설이 원천적으로 방지된다.

또한, 역세수단으로 회전동력을 전달하는 회전동력전달부가 분리 및 결합 가능한 구조를 갖지 않아도 되기 때문에 설계가 단순하다. 즉 종래에는 모터를 덮개부 쪽인 상부에 설치한 후, 여과공간을 지나 스크린장착부 아래에 위치한 역세수단까지 회전축을 연결하여 회전력 전달이 이루어지도록 하였기 때문에 덮개부를 열고 닫을 시 회전축이 결합 및 해제 가능한 복잡한 구조로 설계되어야 했다. 하지만 본 발명에서는 모터를 케이싱 측면에 설치한 후 역세수단에 회전동력을 전달함으로써, 덮개부를 열더라도 회전동력전달부에는 아무런 영향을 주지 않기 때문에 동력 전달의 연결 및 해제를 위한 복잡한 설계가 필요하지 않는다.

마지막으로, 오염수유입구로 최초로 유입되는 오염수에 포함된 상대적으로 크기가 큰 이물질들이 회전동력전달부의 부품들에 끼어서 회전동력 전달시 오작동을 일으키거나 동력전달에 관계된 부품들을 손상시키는 것을 미연에 방지하기 위해서 비교적 큰 이물질을 미리 걸러주기 위한 오염물질방지스크린을 설치하여 회전동력전달부에 이물질이 부착되거나 끼이는 것을 방지할 수 있다. 이는 오염수유입구로 오염수가 유입되면 케이싱 내부는 오염수에 직접 노출되는데, 그렇게 되면 스프로킷과 체인에는 오염수의 포함된 이물질이 부착되거나 끼일 수 있기 때문이다. 스프로킷과 체인에 이물질이 부착된다면 이로 인해 역세암에 제대로 동력 전달이 되지 않을 수도 있고, 정밀하게 서로 결합된 구성들 간에 이탈 및 손상이 발생할 수 있기 때문에 최종적으로 기계고장으로 이어질 수 있다. 따라서 오염수유입구에 오염물질방지스크린을 설치하여 회전동력전달부 및 역세수단에 이물질이 부착되는 것을 방지하고 기계고장을 예방할 수 있다. 즉 오염물질방지스크린은 용수여과장치의 고유의 정밀한 여과기능을 수행하는 것은 아니고 회전동력전달부의 오작동이나 손상을 방지하기 위한 예비적인 여과를 수행하는데 사용되는 것이다.

한편, 이상에서 설명한 회전동력전달부에서 회전동력을 발생시키는 모터는 전기모터, 유압모터 또는 공압모터 등 다양한 형태가 적용 가능하다. 특히 액화천연가스(LNG)를 운반하는 LNG선에 용수여과장치가 설치되는 경우, 스파크로 인한 폭발 위험을 줄이기 위해 공압모터가 적용될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 회전동력전달부는 모터회전축에 스프로킷과 체인을 연결하는 것을 설명하였지만, 실시하기에 따라 모터회전축에 벨트를 연결하는 것도 가능하고, 모터의 동력을 전달하는 동력전달축을 구비하여 이를 베벨기어와 종동기어가 전달하게 하는 것도 가능하다. 즉, 모터의 동력을 역세암에 전달하는 것이 가능한 형태라면 다양한 방식의 동력전달이 가능하다.

또, 본 발명에서는 스크린이 제1여과공간, 제2여과공간 두 영역에 설치된 것을 설명하였으나, 실시하기에 따라 스크린은 한 영역에만 설치될 수 있다. 즉, 용수여과장치가 설치되는 공간이 넉넉지 않다면 제2스크린 없이 제1스크린으로만 여과할 수도 있다.

또한, 제1스크린 및 제2스크린의 동심원 내부에 또 다른 동심원을 형성하는 스크린을 더 설치하여 여과효율을 높일 수도 있다. 즉, 도1을 참고하면 제1스크린 및 제2스크린의 옆에 스크린을 더 설치하여 위에서 보았을 때 복수개의 스크린이 형성한 동심원이 같은 중심을 가지고 지름이 다르게 형성되는 것이다.

마지막으로, 본 발명에 따른 용수여과장치는 수평설치나 수직설치가 가능하다. 즉, 작업환경에 맞추어 자유롭게 설치하고, 양쪽 스크린에 구비된 덮개부를 이용하여 양쪽에서 용수여과장치에 대한 분해 및 조립을 할 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100 : 용수여과장치
110 : 케이싱
111 : 오염수유입구
111a : 오염수유입공간
112 : 여과수배출구
113 : 제1여과공간
114 : 제1배출홀
115 : 제2여과공간
116 : 제2배출홀
130 : 덮개부a
131 : 덮개부b
140 : 회전동력전달부
141 : 모터
142 : 모터감속기
143 : 모터회전축
144 : 모터스프로킷
145 : 체인
146 : 모터회전축고정부
147 : 모터회전축지지베어링
150 : 역세수단
151 : 역세본체
151a : 챔버걸림턱
152 : 역세수단스프로킷
153 : 제1역세암안착부
154 : 제2역세암안착부
155 : 역세수배출통로
156 : 제1역세암
157 : 제1역세수유도부
158 : 제1밀착부
158a : 제1밀착스프링
159 : 제1역세수유입부
160 : 제2역세암
161 : 제2역세수유도부
162 : 제2밀착부
162a : 제2밀착스프링
163 : 제2역세수유입부
164 : 역세수배출통로
165 : 역세수배출챔버
166 : 역세수배출구
167 : 역세수배출관
168 : 배출챔버덮개
170 : 제1스크린장착부
171 : 제1스크린장착공
180 : 제2스크린장착부
181 : 제2스크린장착공
190 : 제1스크린
200 : 제2스크린
210 : 맨홀
220 : 이물질차단스크린
230 : 차단스크린가이드편

Claims (1)

1. 오염수가 유입되는 오염수유입구와, 상기 유입된 오염수에서 이물질이 걸러진 여과수를 배출하는 여과수배출구와, 이물질을 포함하는 역세수를 배출하는 역세수배출구가 마련된 케이싱;
   상기 케이싱 내측에서 상기 오염수유입구 위쪽 및 아래쪽에 각각 장착되는 제1스크린장착부와 제2스크린장착부;
   상기 제1스크린장착부 위쪽 및 상기 제2스크린장착부의 아래쪽에 각각 설치되어 상기 오염수유입구를 통해 유입된 오염수에서 이물질을 걸러내는 제1스크린 및 제2스크린;
   상기 케이싱 내측에서 상기 제1스크린장착부 및 제2스크린장착부 사이에 설치되고, 모터로부터 전달되는 회전력을 전달받아 회전하는 역세암을 가지며, 상기 역세암이 상기 제1스크린장착부 및 제2스크린장착부를 통해 상기 제1스크린 및 제2스크린과 마주함으로써 이물질을 포함하는 역세수를 상기 역세수배출구 측으로 유도하는 역세수단; 및
   상기 케이싱의 상부를 폐쇄 또는 개방시키는 동시에 상기 모터가 장착된 덮개부를 포함하고,
   상기 역세수단은 구동력을 전달받아 회전하는 역세본체를 가지며,
   상기 역세본체는 횡방향에서 상기 역세본체에 연결되는 기어구동수단에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 용수여과장치.

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