KR20210045204A - 여과 면적이 넓은 고효율 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 각종 설비나 장치에 사용되는 와이어 메쉬를 사용한 필터를 구성하는 메쉬망과, 메쉬망에 덧씌워지는 타공판 모두에 파형(波形)의 주름을 형성해 줌으로써 유체가 접촉하게 되는 여과 면적을 현저히 넓혀서 여과 성능을 향상시키면서 필터의 강성도 향상시킬 수 있는, 여과 면적이 넓은 고효율 필터를 제공하기 위한 것이다.

Description

여과 면적이 넓은 고효율 필터{High efficiency filter with large filtration area}

본 발명은 여과 필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 각종 설비나 장치에 사용되는 필터를 구성하는 메쉬망과 타공판 모두에 주름을 형성해 줌으로써 여과 면적을 현저히 넓혀서 여과 성능을 향상시킬 수 있는, 여과 면적이 넓은 고효율 필터에 관한 것이다.

필터는 각종 산업용 장치나 설비 등에 설치되어 유입되는 유체에 함유된 이물질을 걸러주기 위해 사용되는데, 석유정제, 석유화학 플랜트, 상수도, 발전소, 제철소, 조선, 식품, 제지 등 다양한 분야에서 물, 공기, 연료, 윤활유 등 유체가 사용되는 개소에 광범위하게 사용되고 있고, 중요 설비 앞에 장착되어 배관 내의 오물, 녹, 용접 슬러그 및 기타 이물질을 여과해 주고 있다. 만일 이러한 이물질이 제거되지 않은 상태로 유입될 경우 작동기기의 마모나 오작동 등을 유발하여 장치나 설비의 성능 저하 및 고장의 원인이 되기 때문에, 이물질을 제거하여 각종 장치 및 시설로 이물질이 유입하는 것을 방지해 줌으로써 장치나 설비의 성능 유지 및 수명을 보장하고 정비 비용을 절감시키는 중요한 역할을 한다.

이와 같은 필터에 관하여 공개특허 제2018-60584호 "주름형의 메쉬필터가 구비된 오일 스트레이너", 특허등록 제1706529호 "공작기계용 냉각수 필터", 특허등록 제1591296호 "금속망을 이용한 고온용 집진필터" 등과 같은 많은 기술이 출현하였다. 상기 특허들은 물론 거의 모든 메쉬망을 사용한 필터는 필터의 일측에 형성된 유입구를 통해 유체가 유입되어 원통 형상의 메쉬망 내부공간으로 진입한 다음 측면으로 빠져나가는 과정을 거치면서 이물질이 걸러지게 된다.

도 4a, 4b에 도시된 바와 같이. 일반적으로 사용되는 와이어 메쉬를 사용한 필터(1)는 와이어 메쉬(mesh)를 가진 필터망 전체를 주름망 형태로 성형시킨 다음, 이를 원통 형태로 말아 와이어 필터망의 양측 가장자리가 서로 맞대어지는 연결부위를 용접시켜 필터바디('메쉬망'이라고도 함)(2)를 제작하고, 와이어 필터망을 사각판 형태로 절단하여 길이 방향을 따라 동일한 직경을 가지는 원통 형상으로 제작될 수도 있고, 필터망을 단면(斷面)이 사다리꼴 형태로 절단하여 일측으로 갈수록 직경이 점차 증대되는 형상으로 제작될 수도 있다. 그후 필터바디의 외측면을 따라 필터바디와 대응되는 형상의 금속판에 균등 분포를 이루도록 타공하여 금속제 타공판('스크린', '케이스'라고도 함)(3)을 덧씌우고 나서, 필터바디의 상하측 단부(端部)에 필터캡(5)과 링(4)을 각각 조립 및 고정시키고 필터바디(2)와 타공판(3)을 일체로 연결하여 필터를 제작하고 있다.

필터에서 가장 핵심적인 사항은 필터의 여과 면적을 넓혀서 여과 성능을 향상시키는 것인데, 상기 특허 기술 뿐만 아니라 지금까지 출현했던 모든 와이어 메쉬망을 사용한 필터는 여과면적을 넓히기 위해 필터바디(메쉬망)를 주름 형태로 형성하고, 그 외측에 타공판을 덧씌워서 제작했는데, 타공판의 형상이 원통 형상이기 때문에 유체가 접촉되는 면적이 작고 강성이 약하다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 각종 설비나 장치에 사용되는 와이어 메쉬를 사용한 필터를 구성하는 메쉬망과 메쉬망에 덧씌워지는 타공판 모두에 주름을 형성해 줌으로써 유체가 접촉하게 되는 여과 면적을 현저히 넓혀서 여과 성능을 향상시키면서 필터의 강성도 향상시킬 수 있는, 여과 면적이 넓은 고효율 필터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 여과 면적이 넓은 고효율 필터는, 원통 또는 원뿔대 형상으로 형성되고, 일측에 형성된 유입구를 통해 유체가 유입되어 원통 또는 원뿔대 형상의 측면으로 배출되면서 여과되는 필터에 적용되는데, 상기 필터는, 와이어 메쉬가 파형(波形)의 주름 형상으로 형성되어, 필터의 내측에 위치하면서 이물질을 걸러주는 메쉬망; 판상(板狀)의 금속제 플레이트에 균등 분포를 이루도록 타공되고, 상기 메쉬망과 동일한 형상의 주름이 형성되어 메쉬망의 외측에 위치하게 되는 타공판; 링 형상으로 형성되어 있고, 원통 또는 원뿔대 형상의 일단에 조립되어 메쉬망과 타공판을 일체로 연결하는 상부링; 판상으로 형성되어, 원통 또는 원뿔대 형상에서 상기 상부링의 대향(對向)하는 면에 조립되어 메쉬망과 타공판을 일체로 연결하는 하부캡을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 하부캡 대신 메쉬망과 타공판이 조립되어 구성되며, 필터가 원뿔 형상일 경우에는 상부링만 조립되고 하부캡은 불필요하게 된다.

바람직하게는, 메쉬망에 형성된 파형의 방향과 타공판에 형성된 파형의 방향이 서로 수직을 이루도록 배치된다.

본 발명에 따른 필터는, 와이어 메쉬를 사용한 필터를 구성하는 메쉬망의 형상이 주름 형태로 형성되어 파형(波形)을 이루고, 메쉬망에 덧씌워지는 타공판에도 메쉬망에 형성된 형태와 동일한 주름을 형성했기 때문에 특히 주름 형태로 인하여 타공판에서 유체가 접촉하게 되는 여과 면적이 원통 형상보다 훨씬 넓어지게 되므로 여과 성능을 현저하게 향상시킬 수 있다. 또한, 금속제 판상(板狀)에 균등한 분포를 이루조록 타공이 형성된 타공판이 주름 형상으로 형성되어 메쉬망에 덧씌워지기 때문에 원통 형상일 때보다 필터 자체의 강성이 훨씬 강해진다.

도 1은 본 발명에 따른 필터가 배관라인에 설치된 상태를 도시한단면도이다.
도 2a, 2b는 본 발명에 따른 필터를 설명하기 위한 조립도 및 분해도이다.
도 3은 본 발명에 따른 필터의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 4a, 4b는 종래의 필터를 도시한 조립도 및 분해도이다.

필터에서 여과(濾過) 면적은 여재(濾材)층의 표면적을 말하는데, 본 발명에 따른 필터의 기술적 특징은, 필터를 구성하는 메쉬망과 타공판 모두에 주름 형태의 파형(波形)을 형성해 줌으로써 여과 면적을 훨씬 넓혀서 여과 성능을 현저하게 향상시키면서 필터의 강성도 향상시켰다는 점이다.

본 발명과 같이 와이어 메쉬를 사용한 필터는 외형이 원통 또는 원뿔대 형상으로 형성되고, 일측(원뿔대 형상일 경우 단면적이 큰 쪽을 말함)에 형성된 유입구를 통해 유체가 유입되어 원통 또는 원뿔대 형상의 측면으로 배출되면서 여과되도록 구성된다. 필터(20)는 메쉬망(21)과, 메쉬망(21) 외측에 배치되는 타공판(22)과, 유입구에 조립되는 상부링(24) 및 상부링(24)의 대향하는 면에 조립되는 하부캡(23)을 구비하여 구성된다.

메쉬망(21)은 와이어 메쉬가 파형(波形)의 주름 형상으로 형성되어, 필터의 내측에 위치하면서 유입된 유체에 포함된 이물질을 걸러주는 구성으로, 여과 면적을 최대화 해주기 위하여 파형으로 주름을 형성하여 구성한 것이며, 스테인레스 재질이 일반적으로 많이 사용되고 있다.

타공판(22)은 판상(板狀)의 금속제 플레이트에 균등 분포를 이루도록 타공(221)하여 구성된 것으로, 메쉬망(21)의 외측에 배치되는데, 타공판(22)에도 메쉬망(21)에 형성된 주름과 동일한 형상의 주름을 형성했다는 것이 본 발명의 가장 중요한 기술적 특징이다. 필터에서 여과(濾過) 면적은 여재(濾材)층의 표면적을 말하는데, 이와 같이 타공판(22)에도 파형의 주름을 형성함으로써 주름이 형성되지 않은 원통 형상보다는 표면적이 훨씬 넓어지게 되어 여과 면적의 증가와 함께 여과 효율이 현저하게 증가하게 된다. 본 실시예에서는 메쉬망(21)에 형성된 파형의 방향과 타공판(22)에 형성된 파형의 방향이 서로 일치하도록 형성한 것이다.

상부링(24)은 링 형상으로 형성되어, 원통 또는 원뿔대 형상에서 단면적이 넓은 일단(一端)에 조립되어 메쉬망(21)과 타공판(22)을 일체로 연결하면서 조립되고, 하부캡(23)은 판상으로 형성되어, 원통 또는 원뿔대 형상에서 단면적이 작은 상부링(24)의 대향(對向)하는 면에 조립되어 메쉬망(21)과 타공판(22)을 일체로 연결하면서 조립되게 된다. 원통 형상인 경우에는 양단(兩端)의 단면적이 동일하므로 단면적에 상관없이 일단에 상부링(24)이 조립되면 타단에 하부캡(23)을 조립한다.

필터(20)가 사용되는 개소에 따라서는 하부캡(23) 대신 메쉬망(21)과 타공판(22)이 조립되어 원통 또는 원뿔대 형상의 측면 뿐만 아니라 일측 단면(端面)(유입구에 대향하는 면을 말함)으로도 여과된 유체가 배출되게 할 수도 있다.

도시하지는 않았지만, 필터가 원통 또는 원뿔대 형상이 아니고 원뿔 형상인 경우에는 하부캡(23)을 조립할 개소가 없으므로, 유체가 원뿔 형상 내부로 유입되는 유입구에 상부링(24)만 조립하면 된다.

도 3은 본 발명에 따른 필터의 다른 실시예를 도시한 도면인데, 앞에서 설명한 실시예와 다른 점은 타공판(32)에 형성된 주름 형상의 파형(波形)을 메쉬망(31)에 형성된 주름 형상의 파형과 서로 수직방향으로 위치하도록 배치했다는 점이다. 타공판(32)에 형성된 파형은, 도 3에서 보아 수직방향으로 봤을 때, 타공판(32)의 하부에서 상부까지 등간격으로 일정하게 파형을 형성할 수도 있고(미도시), 수 개의 파형을 등간격으로 형성한 다음 일정 간격 이격되어(이격된 부분에는 파형을 형성하지 않음) 수 개의 파형을 등간격으로 형성하는 구성을 반복하여 배치해서 구성한다(도 3 참조). 이와 같이 메쉬망(31)에 형성된 파형과 타공판(32)에 형성한 파형을 수직으로 배치하면 필터(30)의 강도를 더 높일 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 배관
20, 30 : 필터 21, 31 : 메쉬망
22, 32 : 타공판 221, 321 : 타공
23, 33 : 하부캡 24, 34 : 상부링

Claims (4)

1. 원통 또는 원뿔대 형상으로 형성되고, 일측에 형성된 유입구를 통해 유체가 유입되어 원통 또는 원뿔대 형상의 측면으로 배출되면서 여과되는 필터에 있어서,
   상기 필터는,
   와이어 메쉬가 파형(波形)의 주름 형상으로 형성되어, 필터의 내측에 위치하면서 이물질을 걸러주는 메쉬망;
   판상(板狀)의 금속제 플레이트에 균등 분포를 이루도록 타공되고, 상기 메쉬망과 동일한 형상의 주름이 형성되어 메쉬망의 외측에 위치하게 되는 타공판;
   링 형상으로 형성되어 있고, 원통 또는 원뿔대 형상의 일단에 조립되어 메쉬망과 타공판을 일체로 연결하는 상부링;
   판상으로 형성되어, 원통 또는 원뿔대 형상에서 상기 상부링의 대향(對向)하는 면에 조립되어 메쉬망과 타공판을 일체로 연결하는 하부캡;
   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 여과 면적이 넓은 고효율 필터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 하부캡 대신 메쉬망과 타공판이 조립되어 있는 것을 특징으로 하는 여과 면적이 넓은 고효율 필터.
   
3. 원뿔 형상으로 형성되고, 일측에 형성된 유입구를 통해 유체가 유입되어 원뿔 형상의 측면으로 배출되면서 여과되는 필터에 있어서,
   상기 필터는,
   와이어 메쉬가 파형(波形)의 주름 형상으로 형성되어, 필터의 내측에 위치하면서 이물질을 걸러주는 메쉬망;
   판상(板狀)의 금속제 플레이트에 균등 분포를 이루도록 타공되고, 상기 메쉬망과 동일한 형상의 주름이 형성되어 메쉬망의 외측에 위치하게 되는 타공판;
   링 형상으로 형성되어 있고, 원뿔 형상의 일단에 조립되어 메쉬망과 타공판을 일체로 연결하는 상부링;
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 여과 면적이 넓은 고효율 필터.
   
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 메쉬망에 형성된 파형의 방향과 타공판에 형성된 파형의 방향이 서로 수직을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 여과 면적이 넓은 고효율 필터.

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