KR20230005171A

KR20230005171A - 처리 장치용 필터

Info

Publication number: KR20230005171A
Application number: KR1020227036860A
Authority: KR
Inventors: 가레스 존스
Original assignee: 프레쉬 웍스 엘티디
Priority date: 2020-03-23
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2023-01-09
Also published as: US20230347267A1; GB202004161D0; WO2021191215A1; JP2023518961A; CN115698416A; EP4127302A1; CA3175902A1; GB2593465A

Abstract

입자성 물질 함유 액체(particulate-laden liquid)로부터 입자성 물질의 분리를 위한 필터 유닛(10)으로서, 상기 필터 유닛은: 축방향 상단부 벽(14)과, 대향하는 축방향 하단부 벽(16)과, 주변 입자 포집 벽(peripheral particle collection wall)(18)에 의해 형성된 챔버(12)로서, 상기 축방향 상단부 및 하단부 벽들은 상기 주변 입자 포집 벽에 의해 이격되며, 상기 챔버는 액체에 회전 운동을 부여하기 위해 회전축(30)을 중심으로 회전 가능한, 챔버; 입자성 물질 함유 액체를 상기 챔버(12) 내부로 전달하기 위한 유입구(inlet)(23); 상기 챔버로부터 여과된 액체를 배출하기 위한, 상기 축방향 상단부 또는 하단부 벽 내의 유출구(outlet)(24); 및 상기 유입구로부터 유출구까지의 흐름 경로(22);를 포함하며, 상기 흐름 경로는 상기 유입구로부터 상기 주변 입자 포집 벽까지의 반경방향 성분과 상기 입자 포집 벽을 따른 축방향 성분을 포함한다.

Description

처리 장치용 필터

본 개시내용은 입자성 물질 함유 액체(particulate-laden liquid)로부터 입자성 물질의 분리를 위한 필터 유닛 및 필터 유닛을 포함하는 세탁 장치에 관한 것이다. 본 개시내용은 또한 입자성 물질 함유 액체로부터 입자성 물질을 여과하는 방법에 관한 것이다.

가정용 및 상업용의 섬유 및 직물 처리 및 세탁 기기는 섬유 및 직물 물품들 세탁하거나 상태를 컨디셔닝하기 위해 보통 세제와 같은 화학 물질을 함유한 물을 사용한다. 세탁 과정 중에, 세탁되는 섬유/직물 물품들로부터 미세-섬유들과 미세-입자들이 흔히 생성된다. 이러한 미세-섬유들과 미세-입자들은 물에 들어가고 세탁 사이클이 끝날 때 기기로부터 더러운 물과 함께 배출된다.

이러한 미세-섬유들과 미세-입자들은 결국 물의 순환에 들어가 강과 바다를 오염시키기 때문에 이들이 우리의 환경에 미치는 영향에 대한 우려가 커지고 있다. 일반적인 가정용 세탁기는 한 번 세탁할 때마다 대략 700,000개의 미세 섬유들을 생성할 수 있는 것으로 추정된다. 의류 물품들은 면과 같은 천연 섬유, 폴리에스터 및 나일론과 같은 합성 섬유, 또는 다양한 섬유의 혼합으로 구성될 수 있다. 폴리코튼(polycotton) 소재로 만든 의류 물품들은 합성 섬유와 천연 섬유를 포함한다. 합성 섬유는 모노 필라멘트가 더 큰 경향이 있으므로 일반적으로 직경이 대략 10미크론이고 길이가 대략 150미크론인 규칙적인 직경을 가진다. 면 섬유와 같은 천연 섬유는 함께 실을 형성하는 많은 작은 섬유들로 구성된다. 면이 분해될 때, 생성된 섬유들은 수 미크론의 직경을 가진 합성 섬유보다 훨씬 작다.

합성 섬유는, 이들의 크기 때문에, 해양 생물이 쉽게 섭취할 수 있지만 플라스틱이기 때문에 독성이 있다. 이러한 섬유들이 해양 환경, 특히 먹이 사슬에 장기적인 손상을 초래하고 있다는 우려가 커지고 있다.

세탁기는 때때로 더러운 세탁액이 기기로부터 배출되기 전에 불순물을 여과하기 위한 필터 장치를 가진다. 이러한 필터 기기는 세탁 과정 중에 생성된 미세-섬유들을 제거하는 데 항상 효과적인 것은 아니다. 많은 미세 섬유들을 위한 필터는 액체는 통과시키지만 입자성 물질은 유지하도록 설계된 일정 형태의 미세한 메쉬(fine mesh) 또는 투과성 필터 멤브레인을 사용한다.

또한, 섬유가 여과됨에 따라 섬유가 축적되어 필터 매체에 불투과성 층을 형성하는 경향이 있다. 축적된 섬유들의 비교적 작은 층이라도 필터를 통한 물의 지속적인 흐름을 상당히 감소시킬 수 있고 때로는 방지할 수 있다. 이는 필터가 더 큰 메쉬 크기를 가진 때에도 발생하며, 더 많은 찌꺼기가 포집될수록 필터의 효율성이 높아져 궁극적으로 차단으로 이어진다. 이는 세탁 사이클 중에 유량에 문제를 일으키고 수집된 찌꺼기의 탈수를 어렵게 한다. 이는 또한 필터는 효과적으로 기능하기 위해 빈번한 비우기(emptying)와 청소를 요구한다는 것을 의미하며, 이는 가정용 또는 상업용 애플리케이션 모두에서 바람직하지 않다. 시간이 지남에 따라 메쉬 필터들의 기공들도 라임스케일(limescale)과 같은 물 내에 침전물들의 축적에 의해 차단되며, 이는 필터의 성능에 영향을 미치고 유지보수 또는 교체가 필요하게 된다.

추가적인 문제점은 많은 새로운 직물들은, 예를 들어 직조 공정에 도움을 주는 윤활제를 포함하여, 이들의 제조에 사용되는 화학물질들의 잔류물을 포함하고 있다는 것이다. 이러한 화학 물질들이 세탁 과정 중에 씻겨 나갈 때, 이들은 세탁 과정 중에 생성된 미세 섬유들과 결합하여 불투과성 왁스 슬러지를 생성하며, 이는 위의 문제점을 악화시킨다. 이는 흐름을 크게 감소시키고 필터의 빠른 막힘에 기여하므로 정기적인 비우기와 청소가 필요하게 된다.

상기한 문제점들을 감소시킬 수 있는 필터를 개발하고자 하는 소망이 있다.

제1 측면에 따르면, 입자성 물질 함유 액체(particulate-laden liquid)로부터 입자성 물질의 분리를 위한 필터 유닛이 제공되며, 상기 필터 유닛은:

축방향 상단부 벽과, 대향하는 축방향 하단부 벽과, 주변 입자 포집 벽(peripheral particle collection wall)에 의해 형성된 챔버로서, 상기 축방향 상단부 및 하단부 벽들은 상기 주변 입자 포집 벽에 의해 이격되며, 상기 챔버는 액체에 회전 운동을 부여하기 위해 회전축을 중심으로 회전 가능한, 챔버;

입자성 물질 함유 액체를 상기 챔버 내부로 전달하기 위한 유입구(inlet);

상기 챔버로부터 여과된 액체를 배출하기 위한, 상기 축방향 상단부 또는 하단부 벽 내의 유출구(outlet); 및

상기 유입구로부터 유출구까지의 흐름 경로;를 포함하며,

상기 흐름 경로는 상기 유입구로부터 상기 주변 입자 포집 벽까지의 반경방향 성분과 상기 입자 포집 벽을 따른 축방향 성분을 포함한다.

상기 유입구로부터 상기 주변 입자 포집 벽(이하, 포집 벽이라고 함)까지의 반경방향 성분과 상기 포집 벽을 따른 축방향 성분을 포함하는 흐름 경로를 필터 유닛에 제공함으로써, 입자성 물질 함유 액체는 회전하는 챔버에 들어갈 수 있으며 상기 유입구로부터 포집 벽을 향해 흐를 수 있고 이어서 상기 유출구를 통해 상기 챔버를 빠져나가기 전에 포집 벽을 따라서 흐를 수 있다. 입자성 물질 함유 액체가 포집 벽을 따라서 축방향으로 지나갈 때, 액체 내부의 입자성 물질(예를 들어, 섬유, 미세 섬유, 입자, 등)은 큰 원심력을 받고 이에 따라 포집 벽 상에 증착되어 유출구에서 필터 유닛을 빠져나가는 액체에는 실질적으로 입자성 물질이 없다. 따라서, 궁극적으로 차단하는 임의의 형태의 차단 필터(barrier filter)(예를 들어, 메쉬 또는 천공된 멤브레인/벽)의 사용 없이 여과가 달성될 수 있다. 따라서, 필터의 흐름 특성 및 분리(즉, 여과) 성능은 포집된 입자성 물질의 양에 관계없이 유리하게 일정할 수 있다. 메쉬 배리어를 필요로 하지 않음으로써, 상기 필터 유닛은 여과할 때 막히는 것을 유리하게 피할 수 있다.

이제, 선택적 특징들이 제시될 것이다. 이들은 단독으로 또는 임의의 측면과 조합하여 적용 가능하다.

상기 흐름 경로의 축방향 성분은 포집 벽에 인접할 수 있다(예를 들어, 직접 인접할 수 있다). 상기 흐름 경로의 축방향 성분은 포집 벽과 평행할 수 있다.

상기 반경방향 성분은 축방향 상단부 벽(이하, 상단부 벽으로 지칭됨)에 인접할 수 있다. 상기 반경방향 성분은 축방향 하단부 벽(이하, 하단부 벽으로 지칭됨)에 인접할 수 있다.

상기 유입구와 유출구는 축방향으로 이격될 수 있다. 상기 유입구는 하단부 벽에(또는 가까이에) 있으며 상기 유출구는 상단부 벽에(또는 가까이에) 있을 수 있다. 이러한 실시예들에서, 흐름 경로는 포집 벽을 따른 축방향 상향 성분을 포함할 것이다. 챔버가 회전할 때, 액체는 (회전축 둘레로) 원주방향 성분을 포함할 것이며, 즉, 챔버 내의 액체는 와류를 생성하도록 회전한다. 회전하는 챔버 내의 액체 와류는 액체가 유입구로부터 유출구로 상향 이동할 수 있게 한다. 다른 실시들예에서, 유입구는 상단부 벽에(또는 가까이에) 있으며 유출구는 하단부 벽에(또는 가까이에) 있을 수 있으며, 흐름 경로는 포집 벽을 따른 축방향 하향 성분을 포함한다.

상기 입구와 유출구 사이의 축방향 간격은 챔버의 축방향 길이일 수 있다(예를 들어, 유입구는 축방향 상단부 벽에 있는 개구일 수 있고 유출구는 축방향 하단부 벽에 있는 개구이거나 그 반대일 수 있다). 다른 실시예들에서, 유입구와 유출구 사이의 축방향 간격은 챔버의 전체 축방향 길이보다 작을 수 있으며, 예를 들어 축방향 간격은 챔버의 축방향 길이의 90%보다 작거나, 75%보다 작거나, 50%보다 작거나, 25%보다 작거나, 5%보다 작을 수 있다. 일반적으로, 축방향 간격이 클수록 입자성 물질의 분리가 더 잘된다.

상기 필터 유닛은 유입구로부터 포집 벽으로의 안내 표면을 포함할 수 있다.

상기 안내 표면은 액체를 유입구로부터 포집 벽으로 반경방향으로 안내하도록 구성될 수 있다. 상기 안내 표면은 유입구로부터 포집 벽을 향해 반경방향으로 연장될 수 있다(즉, 안내 표면은 유입구로부터 포집 벽까지의 흐름 경로의 반경방향 성분을 적어도 부분적으로 형성할 수 있다).

상기 안내 표면은 솔리드(solid)(즉, 천공되지 않은) 표면일 수 있다. 예를 들어, 상기 유입구가 하단부 벽에(또는 가까이에) 있는 실시예들에서, 상기 안내 표면은 하단부 벽의 내측 표면일 수 있다. 상기 유입구가 상단부 벽에(또는 가까이에) 있는 실시예들에서, 상기 안내 표면은 상단부 벽의 내측 표면일 수 있다.

상기 유입구와 포집 벽 사이에 솔리드 안내 표면을 포함함으로써, 챔버 내부로 유입된 액체는 유입구로부터 포집 벽으로 안내된다.

상기 필터 유닛은 하단부 벽과 유입구 사이에 안내 플레이트를 포함할 수 있다. 상기 안내 플레이트는 솔리드 표면일 수 있다. 안내 표면은 안내 플레이트의 상부 표면일 수 있다.

상기 안내 플레이트는, 예를 들어, 리브들(ribs)에 의해 지지되어 하단부 벽에 연결될 수 있다. 따라서, 안내 플레이트는 챔버와 함께(즉, 챔버와 동일한 방향 및 동일한 회전 속도로) 회전하도록 구성될 수 있다.

상기 안내 플레이트는 하단부 벽과 안내 플레이트 사이에 추가 공간을 생성하기 위해 챔버 내부에서 축방향 위쪽으로 이동 가능할 수 있다. 상기 안내 플레이트는 축방향 아래쪽으로 이동 가능할 수 있다.

상기 필터 유닛은 안내 플레이트를 하단부 벽에 연결하는 기계적 아암들을 포함할 수 있다. 상기 기계적 아암들은 챔버 내부에서 안내 플레이트를 축방향 위쪽으로 및/또는 아래쪽으로 이동시키도록 구성될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 안내 플레이트는 챔버에 대해 축방향으로 고정될 수 있으며, 즉 챔버 내에서 축방향으로 이동할 수 없다. 이러한 실시예들에서, 안내 플레이트는 축방향 하단부 벽에 대해 밀봉되지 않을 수 있다.

위에서 논의된 바와 같이, 상기 유입구는 상단부 벽에 있을 수 있으며, 예를 들어, 상기 유입구는 상단부 벽 내의 개구일 수 있다. 상기 유입구는 하단부 벽에 있을 수 있으며, 예를 들어, 상기 유입구는 하단부 벽 내의 개구일 수 있다.

다른 실시예들에서, 상기 필터 유닛은 챔버 내부에서 (예를 들어, 축방향 상단부 벽으로부터) 연장되는 유입 도관(inlet conduit)을 포함할 수 있으며, 유입구는 도관 개구일 수 있다. 상기 유입구/도관 개구는 유입 도관의 개방 단부(즉, 유입 도관의 축방향 단부의 개구)일 수 있다. 상기 유입구/도관 개구는 유입 도관의 측벽 내의 개구일 수 있다. 상기 유입 도관은 도관의 측벽 내에 다수의 개구들을 포함할 수 있다.

상기 유입구/도관 개구는 하단부 벽을 향할 수 있으며, 예를 들어, 도관 개구와 하단부 벽 사이의 축방향 간격은 도관 개구와 상단부 벽 사이의 축방향 간격보다 작을 수 있으며, 사용 시, 액체가 상단부 벽보다 하단부 벽에 더 가깝게 전달된다. 예를 들어, 상기 유입 도관은 축방향 상단부 벽으로부터 또는 이를 통해 축방향 하단부 벽을 향해 연장될 수 있으며, 축방향 하단부 벽에 근접하여 챔버 내부에 개구(예를 들어, 측면 또는 단부 개구)를 가진다.

상기 도관 개구와 상단부 벽 사이의 축방향 간격은 챔버의 축방향 길이의 50%보다 크거나, 60%보다 크거나, 70%보다 크거나, 80%보다 크거나, 또는 90%보다 클 수 있다.

상기 유입 도관은 상단부 벽 내의 개구로부터 연장될 수 있다. 상기 유입 도관은 상단부 벽을 통해 연장될 수 있다(즉, 유입 도관은 상단부 벽 위로부터 상단부 벽을 관통하여 챔버 내부로 연장될 수 있다).

상기 유입 도관의 길이방향 중심축은 챔버의 길이방향 중심축과 동축일 수 있다. 상기 유입 도관의 길이방향 중심축은 챔버의 회전축과 동축일 수 있다.

상기 유입 도관은 회전 가능한 챔버에 대해 고정될 수 있다. 대안으로서, 상기 유입 도관은 챔버의 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 유입 도관은 챔버와 동일한 속도로 회전축을 중심으로 회전할 수 있다.

대안으로서, 상기 유입 도관은 챔버와 상이한 속도로 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 유입 도관은 (사용 시, 유입 도관이 챔버에 대해 상이한 속도로 회전하도록) 유입 도관을 챔버에 연결하기 위한 회전 씨일(rotary seal)을 포함할 수 있다.

상기 유입 도관으로의 공급은 중력, 압력 펌프, 또는 필터 챔버 내부의 임펠러(impeller)에 의해 이루어질 수 있다.

상기 유입 도관은 반경방향 유입 플랜지를 포함할 수 있다. 상기 유입 플랜지는 실질적으로 디스크 형상일 수 있다.

입구 플랜지는 유입 도관의 축방향 단부(예를 들어, 축방향 개방 단부)로부터 방사상으로 또는 근위에서 연장될 수 있다.

상기 유입 플랜지는 (존재하는 경우) 흐름 경로의 반경방향 성분을 적어도 부분적으로 형성한다. 예를 들어, 안내 표면과 유입 플랜지 사이에 반경방향 통로가 형성될 수 있다.

사용 시, 상기 유입 플랜지(및 안내 표면)는 전달된 액체를 챔버의 포집 벽을 향해 반경방향 외측으로 전향시킨다. 그 다음, 전향된 액체는 (회전축에 더 가까운 액체와 비교하여) 더 높은 원심력을 받는 챔버의 반경방향 외측 가장자리에 더 가까운 위치에서 축방향으로 흐를 수 있으며, 이에 따라 액체 내부에 함유된 입자성 물질이 포집 벽을 향하도록 강제되는 가능성을 증가시킨다. 원심력은 회전축으로부터 반경방향 간격에 정비례하여 증가한다는 것을 이해할 것이다.

상기 유입 플랜지는 하단부 벽에 근접하여 연장되는 하부 플랜지일 수 있다. 이러한 실시예들에서, 반경방향 흐름 경로는 하단부 벽의 상부(안내) 표면과 하부 플랜지의 하부 표면 사이에서 연장될 것이다.

상기 유입 도관은 추가적으로 또는 대안으로서 유출구에 근접하여 유입 도관으로부터 반경방향으로 연장되는 유출 플랜지(outlet flange)를 포함할 수 있다. t상기 유출 플랜지는 흐름 경로의, 예를 들어, 포집 벽으로부터 유출구까지의 제2 반경방향 성분을 적어도 부분적으로 형성할 수 있다.

사용 시, 상기 유출 플랜지는 포집 벽으로부터 유출구를 통해 빠져나갈 수 있는 챔버의 중심축을 향해 반경방향 내측으로 액체를 전향시킨다.

상기 유출 플랜지는 상단부 벽에 근접하여 연장되는 상부 플랜지일 수 있다. 이러한 실시예들에서, 제2 반경방향 흐름 경로는 상단부 벽의 하부 표면과 상부 플랜지의 상부 표면 사이에서 연장될 것이다. 예를 들어, 상부 플랜지와 상단부 벽 사이에 반경방향 통로가 형성될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 유출 플랜지를 포함하는 것은 액체가 유입구로부터 하단부 벽을 향해 챔버로 전달될 때 액체의 초킹(choking)을 방지할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 유입 도관을 따른 유출(상부) 플랜지의 축방향 위치와 유출 플랜지의 직경은 필터를 통한 유량을 제어하기 위해 변경될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 필터 유닛은 유출(상부) 플랜지와 유입(하부) 플랜지를 포함할 수 있다. 상기 유출(상부) 플랜지와 유입(하부) 플랜지를 모두 포함하면 필터 유닛의 여과 효율을 유리하게 증가시킬 수 있다.

상기 유출(예를 들어, 상부) 플랜지 및/또는 유입(예를 들어, 하부) 플랜지는 각각 각개의 플랜지의 대향하는 축방향 면들 사이에서 연장되는 벤트(vent) 또는 블리드(bleed) 장치를 포함할 수 있다. 상기 벤트/블리드 장치는 개구, 예를 들어, 원형 개구, 또는 채널일 수 있다. 이는 밸브를 포함할 수 있다. 상기 유출/유입 플랜지의 상기/각각의 벤트/블리드 장치는 대략 1.5mm의 폭을 가질 수 있다. 상기 유출/유입 플랜지 내의 벤트/블리드 장치와 유입 도관 사이의 반경방향 간격은 유출/유입 플랜지의 벤트/블리드 장치와 유출/유입 플랜지의 반경방향 외측 가장자리 사이의 반경방향 간격보다 작을 수 있다. 사용 시, 상기 벤트/블리드 장치는 공기 압력(및 이에 따른 수위)의 균형을 맞추기 위해 플랜지의 일측면으로부터 플랜지의 타측면으로 공기가 통과하도록 구성될 수 있다. 상기 벤트/블리드 장치는 또한 유출/유입 플랜지가 챔버 내의 액체의 흐름을 초킹(choking)하는 것을 방지하는 데 도움이 된다.

상기 유출/유입 플랜지는 연속적이거나 불연속적인 환형일 수 있다.

상기 유출/유입 플랜지의 반경방향 외측 가장자리와 포집 벽 사이의 반경방향 간격은 유입 도관의 길이방향 중심축과 플랜지의 반경방향 외측 가장자리 사이의 반경방향 간격보다 작을 수 있다(즉, 플랜지의 반경방향 외측 가장자리는 유입 도관의 길이방향 중심축보다 포집 벽에 더 가깝다). 상기 유입 도관의 중심축으로부터 유출/유입 플랜지의 반경방향 외측 가장자리까지의 거리는 챔버의 반경의 50%보다 크거나, 60%보다 크거나, 70%보다 크거나, 80%보다 크거나, 또는 90%보다 클 수 있다.

다른 실시예들에서, 상기 유출/유입 플랜지의 반경방향 외측 가장자리와 포집 벽 사이의 반경방향 간격은 유입 도관의 길이방향 중심축과 플랜지의 반경방향 외측 가장자리 사이의 반경방향 간격보다 클 수 있다(즉, 플랜지의 반경방향 외측 가장자리는 포집 벽보다 유입 도관의 길이방향 중심축에 더 가깝다). 상기 중심축으로부터 유출/유입 플랜지의 반경방향 외측 가장자리까지의 거리는 챔버의 반경의 95% 이하 또는 70% 이하, 예를 들어 60% 이하, 예를 들어, 50% 이하, 또는 40% 이하, 예를 들어, 30% 이하, 또는 20% 이하일 수 있다. 예를 들어, 유입 도관의 중심축으로부터 유출/유입 플랜지의 반경방향 외측 가장자리까지의 거리는 20-95% 또는 30-95%, 예컨대 40-95% 또는 50 내지 95%일 수 있다. 이러한 범위들은 유입 도관/플랜지가 챔버의 직경의 20-95% 또는 30-95%, 예컨대 40-95% 또는 50 내지 95%를 가로질러 반경방향으로 연장됨을 의미한다. 일반적으로, 플랜지의 직경이 클수록 물이 플랜지를 지나 흐를 때 받는 'g' 힘이 커지고 여과 효율이 높아진다.

상기 챔버는 챔버의 영역(예를 들어, 중심 영역)을 차단하도록 구성된 솔리드 코어(solid core)를 포함할 수 있다. 상기 코어는 유입 도관을 둘러쌀 수 있으며, 즉 코어는 일반적으로 환형일 수 있다. 상기 솔리드 코어는 챔버의 횡방향 폭의 50%보다 크게, 60%보다 크게, 70%보다 크게, 80%보다 크게, 또는 90%보다 크게 반경방향으로(즉, 횡방향으로) 연장될 수 있다.

상기 솔리드 코어는 하단부 벽으로부터 상단부 벽까지 축방향으로 또는 (유입구와 유출구를 차단하지 않도록) 하단부 벽 가까이로부터 상단부 벽 가까이까지 축방향으로 연장될 수 있다. 유입(예를 들어, 하부) 플랜지를 포함하는 실시예에서, 솔리드 코어는 유입(예를 들어, 하부) 플랜지로부터 원위 단부(예를 들어, 상단부) 벽 가까이까지 축방향으로 연장될 수 있다.

사용 시, 상기 솔리드 코어는 회전하는 액체를 포집 벽 쪽으로(즉, 챔버의 외측 가장자리 쪽으로) 전향시켜 액체에 더 높은 원심력을 가한다. 따라서, 솔리드 코어는 챔버 내부에 축방향 흐름 경로를 형성하고 챔버의 외측 가장자리를 향해 더 좁은 환형 흐름 경로를 제공한다.

상기 필터 유닛은 유입구에 유입 임펠러(inlet impeller)(예를 들어, 회전 가능한 임펠러)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유입 임펠러는 유입 도관의 하류에, 예를 들어 유입 도관의 개방 단부에 있을 수 있다. 상기 유입 임펠러는 유입 플랜지 챔버의 근위 단부(예를 들어, 하단부) 벽 사이에 위치할 수 있다.

상기 유입 임펠러의 중심축은 챔버의 길이방향 중심축과 동축, 즉 챔버의 회전축과 동축일 수 있다.

상기 유입 임펠러는 유입 임펠러의 베인들(vanes)이 챔버를 가로질러 횡방향/반경방향으로 연장되도록 배향될 수 있으며, 즉 유입 임펠러는 챔버의 길이방향 중심축에 수직으로 회전할 수 있다. 상기 유입 임펠러는 챔버에 들어가는 액체의 유량을 증가시키도록 구성될 수 있다. 상기 유입 임펠러는 챔버와 동일한 회전 속도로 액체를 회전시키도록 구성될 수 있다. 상기 유입 임펠러는 액체를 챔버 내부로 흡입하도록 구성될 수 있다.

'횡방향(transverse)'이라는 용어는, 예를 들어, 길이방향 축에 수직인 실질적으로 원형 단면을 갖는 챔버에 대해 반경방향으로, 챔버의 길이방향 회전축을 횡단하는 방향을 정의하는 데 사용된다.

'상류' 및 '하류'라는 용어는 요소의 정상적인 사용 중에 요소를 통해 유입구로부터 유출구로 액체가 이동하는 방향과 관련하여 사용된다.

상기 유출구는 원형 개구, 예를 들어 상단부 또는 하단부 벽 내에 원형 개구를 포함할 수 있다.

상기 유출구는 챔버의 회전축으로부터 반경방향으로 이격될 수 있다. 회전축으로부터 유출구까지의 반경방향 간격은 유출구로부터 포집 벽까지의 반경방향 간격보다 작을 수 있다.

상기 유출구는, 예를 들어, 상단부 벽에 배치된, 단일 개구 또는 일련의 개구들을 포함할 수 있다. 상기 일련의 개구들은 챔버의 길이방향 중심축의 양측에 대칭적으로(즉, 길이방향 축의 양측에 정반대로) 위치할 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 개구는 길이방향 중심축의 양측에 비대칭적으로 배치될 수 있다. 상기 개구들은 챔버의 길이방향 중심축 둘레에(예를 들어, 중심축에 중심을 둔) 링으로 배열될 수 있다. 상기 개구들은 개구들 사이의 원주방향 간격이 균일한 링으로 배열될 수 있다. 상기 일련의 개구들은 크기가 다양하거나 회전축을 향해 크기가 증가할 수 있다. 상기 개구들은 폭 또는 직경이 대략 1.5mm일 수 있다.

상기 유출구는 환형 개구일 수 있다. 상기 환형 개구의 중심축은 챔버의 길이방향 중심축과 일치할 수 있으며, 즉, 회전축과 일치할 수 있다.

상기 환형 개구는 유입 도관이 상단부 벽을 통과할 때 유입 도관을 둘러쌀 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 유출구는 (예를 들어, 상단부 벽 내에) 환형 개구 뿐만 아니라 (예를 들어, 상단부 벽 내에) 추가 개구 또는 다수의 추가 개구들을 포함할 수 있다. 상기 환형 개구는 유입 도관에 근접할 수 있고 추가 개구는 유입 도관으로부터 반경방향으로 원위일 수 있다.

상기 유출구는 배수구(drain)에 유체적으로 연결될 수 있다. 상기 유출구는 상단부 벽 내에 있을 수 있다. 상기 유출 개구(outlet opening)는 바깥쪽으로(즉, 상단부 벽의 내측 표면에서 상단부 벽의 외측 표면으로) 테이퍼질 수 있다. 사용 시, 이는 배출된 액체가 챔버를 빠져나갈 때 위쪽 및 바깥쪽으로 이동하도록 조장할 수 있다.

상기 유출 개구의 크기와 위치는 필터 내부에서 회전하는 액체의 압력이 회전축으로부터 반경방향 거리의 제곱으로 변하기 때문에 필터를 통한 액체 유량을 결정하는 데 사용될 수 있다.

상기 필터 유닛은 필터 유닛 유출구를 빠져나가는 액체 내의 입자성 물질의 레벨을 모니터링하기 위한 액체 품질 센서(예컨대, 탁도 센서)를 포함할 수 있다. 상기 액체 품질 센서는 유출구에 근접하여 배치될 수 있다.

상기 필터 유닛은 유출구에 유출 임펠러(outlet impeller)(예를 들어, 회전 가능한 임펠러)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유출 임펠러는 액체가 유출구를 통해 배출될 때 액체를 안내하기 위해 유출구의 하류에 있을 수 있다.

상기 유출 임펠러의 중심축은 챔버의 길이방향 중심축과 동축, 즉 챔버의 회전축과 동축일 수 있다.

상기 유출 임펠러는 임펠러의 베인들이 챔버를 가로질러 횡방향으로/반경방향으로 연장되도록 배향될 수 있으며, 즉 유출 임펠러는 챔버의 길이방향 중심축에 수직으로 회전할 수 있다. 상기 유출 임펠러는 챔버를 통한 액체의 유량 및/또는 챔버를 빠져나가는 액체의 유량을 증가시키도록 구성될 수 있다.

상기 유출 임펠러는 액체 흐름 경로의 제2 반경방향 성분 내에 있도록 유출 플랜지에 장착될 수 있다. 예를 들어, 유출 임펠러는 유출 플랜지와 상단부 벽 사이에서 상부(유출) 플랜지의 상부 표면상에 장착될 수 있다.

상기 필터 유닛은 입자성 물질 함유 액체를 수용하기 위한 챔버를 포함한다. 상기 챔버는 원통형일 수 있다. 상기 원통형 챔버는 120mm 내지 180mm 범위의 직경을 가질 수 있다. 상기 원통형 챔버는 대략 300mm의 직경을 가질 수 있다. 상기 챔버는 80-100mm의 축방향 길이를 가질 수 있다.

상기 챔버의 부피는 1-30리터 사이일 수 있다. 예를 들어, 상기 챔버의 부피는 20-30리터일 수 있다. 예를 들어, 상기 챔버의 부피는 대략 1리터일 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 챔버는 다각형 또는 회전축에 대해 임의의 다른 대칭 형상일 수 있으며, 즉, (회전축에 수직인) 챔버의 횡단면 프로파일은 다각형이거나 그렇지 않으면 대칭형일 수 있다.

상기 포집 벽은 테이퍼질 수 있다(예를 들어, 챔버는 일반적으로 원뿔대 형상일 수 있다). 예를 들어, 상기 포집 벽은 상단부 벽으로부터 하단부 벽까지 또는 하단부 벽으로부터 상단부 벽까지 바깥쪽으로 테이퍼질 수 있다.

상기 포집 벽은 테이퍼진 부분을 포함할 수 있다(예를 들어, 챔버는 원뿔대 부분들을 포함할 수 있다). 상기 포집 벽은, 챔버의 가장 넓은 부분이 챔버의 상부, 하부 또는 중간(즉, 챔버의 축방향 길이의 중간)쪽에 있도록, 포집 벽의 부분이 바깥쪽으로 테이퍼질 수 있으며 포집 벽의 부분(예를 들어, 나머지 부분)이 안쪽으로 테이퍼질 수 있다.

테이퍼진 포집 벽을 포함하는 챔버는 입자성 물질이 챔버의 가장 넓은 부분에 수집되고 농축되도록 조장한다.

테이퍼진 벽 또는 테이퍼진 부분들의 각도는 챔버 내부에 수집되는 입자성 물질의 특성에 따라 달라질 수 있다. 더 점성이 있는 입자성 물질은 벽이 더 예각으로 테이퍼지도록 요구할 수 있다.

상기 포집 벽은 중실형(solid)일 수 있다(즉, 개구들을 포함하지 않을 수 있다). 몇몇 실시예들에서, 상단부 또는 하단부 벽은 중실형(solid)일 수 있다(즉, 유입구/유출구를 제외하고 천공되지 않을 수 있다).

상기 챔버는 적어도 하나의 반경방향으로 연장되는 배플(baffle)을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 배플은 포집 벽에 근접하도록 (예를 들어, 유입 도관으로부터) 반경방향 외측으로 연장될 수 있다. 상기 배플은 포집 벽으로부터 챔버의 중심축을 향해 반경방향 내측으로(예를 들어, 유입 도관 가까이로) 연장될 수 있다. 상기 배플은 유입 도관 및/또는 포집 벽의 원주의 적어도 부분 둘레로 또는 전체 원주 둘레로 연장될 수 있다. 상기 배플은 액체가 유입구로부터 유출구로 이동할 때 배플 주위의 액체 흐름을 전향시키도록 구성된다.

상기 챔버는 반경방향으로 연장되는 복수의 배플들을 포함할 수 있다. 상기 챔버는 일련의 교번하는 외향 연장 배플들과 내향 연장 배플들을 포함할 수 있다.

상기 배플들은 액체가 유입구에서 유출구로 이동할 때 액체의 흐름 경로의 길이를 증가시키도록 구성될 수 있다. 액체의 흐름 경로의 길이, 즉 액체가 유입구로부터 유출구까지 이동해야 하는 거리를 증가시킴으로써, 체류 시간(즉, 주어진 부피의 회전하는 액체가 챔버 밖으로 배출되기 전에 회전하는 챔버 내에 남아 있는 시간의 양)이 증가할 수 있다. 체류 시간을 증가시키면 여과 효율이 증가하는 것으로 나타났다(즉, 필터 유닛은 특히 작은 입자들을 여과할 수 있다).

상기 챔버는 하나 이상의 축방향 연장 리브들(ribs)을 포함할 수 있다. 상기 리브(들)는 챔버의 축방향 길이의 적어도 부분 또는 전체를 따라서 축방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 상기 리브(들)는 챔버의 축방향 길이의 1/4 내지 1/3을 따라 축방향으로 연장될 수 있다. 상기 리브(들)는 챔버의 축방향 길이의 20%, 30%, 40% 또는 50%보다 크게 연장될 수 있다.

사용 시, 상기 리브(들)는 액체가 유출구를 향해 회전할 때 챔버 내부에서 유체 흐름을 직선화(즉, 난류를 감소)하도록 구성될 수 있다.

유출/유입 플랜지 및 리브(들)를 포함하는 실시예들에서, 유입 도관의 중심축으로부터 유출/유입 플랜지의 반경방향 외측 가장자리까지의 거리는 (리브(들)과 간섭되지 않도록) 챔버의 반경의 50%보다 작거나, 40%보다 작거나, 30%보다 작거나, 또는 20%보다 작을 수 있다.

상기 리브(들)는 포집 벽으로부터 챔버의 길이방향 중심축 가까이까지 반경방향으로 연장될 수 있다. 상기 리브(들)는 챔버의 중심축으로부터 반경방향으로 이격될 수 있으며, 즉 리브(들)는 챔버의 중심축까지 연장되지 않는다. 상기 유입구의 하류 영역에는 전달된 액체가 챔버에 들어갈 수 있도록 리브(들)가 없을 수 있다. 상기 리브(들)의 내측 상부 코너들은 둥글 수 있다. 둥근 코너들은 유리하게는 챔버 내부로의 원활한 액체 흐름을 촉진하고 머리카락과 같은 긴 섬유질 찌꺼기가 리브들 상에 모이는 것을 피할 수 있다.

상기 유입 도관을 포함하는 실시예들에서, 상기 리브들은 유입 도관 가까이까지 반경방향 내측으로 연장될 수 있다. 상기 리브들은 챔버의 원주 둘레에 방사상으로 균일하게 분포될 수 있다(즉, 챔버의 횡단면에서 각각의 리브 사이의 각도 분리가 동일하다).

상기 리브들은 하단부 벽으로부터 축방향으로 연장될 수 있다. 상기 리브들은 하단부 벽 상에 있을 수 있다(예를 들어, 하단부 벽과 통합되거나 하단부 벽에 고정될 수 있다). 따라서, 상기 리브들은 챔버와 함께(즉, 챔버와 동일한 방향 및 동일한 회전 속도로) 회전하도록 구성될 수 있다.

안내 플레이트를 포함하는 실시예들에서, 상기 리브들은 안내 플레이트 상에 있을 수 있다(예를 들어, 안내 플레이트와 통합되거나 안내 플레이트에 고정될 수 있다). 따라서, 상기 리브들은 안내 플레이트와 함께 회전하도록 구성될 수 있다.

사용 시, 상기 리브(들)는 챔버 내부의 액체를 회전시키도록 구성될 수 있다. 상기 리브(들)는 유리하게는 액체가 챔버와 동일한 회전 속도로 회전하도록 강제할 수 있다. 이는 유체를 임펠러 입구 내부로 흡입하고 유체를 반경방향 외측으로 배출하도록 설계되어 유량에 영향을 미치는 임펠러와는 다르다(예를 들어, 유입 임펠러는 챔버로 들어가는 액체의 유량을 증가시키도록 구성된다).

상기 리브(들)는 챔버에 들어가는 액체의 유량보다는 회전하는 액체의 회전 속도에 영향을 준다. 상기 리브(들)가 없으면, 액체가 회전하는 챔버와 동일한 속도로 회전하지 않을 수 있다. 대신에, 액체가 회전하는 챔버보다 느린 회전 속도로 회전할 수 있으며, 이는 여과 효율을 감소시킬 수 있다. 상기 리브(들)를 포함하면 액체가 회전하는 챔버와 동일한 회전 속도로 회전하는 것을 보장할 수 있다.

상기 리브(들)를 포함하면 필터 유닛의 여과 효율이 증가할 수 있다. 또한, 상기 리브들은 높은 여과 효율을 달성하면서 더 높은 유량(예를 들어, 15-20리터/분)에서 필터 유닛을 작동시킬 수 있게 한다.

상기 챔버는 유입 도관 둘레에 또는 솔리드 코어 둘레에 반경방향으로 연장되는 적어도 하나의 나선형 배플을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 배플은 일반적으로 내부 아르키메데스식 스크루 형상일 수 있습니다.

상기 나선형 배플의 베인(들)은 유입 도관/솔리드 코어로부터 포집 벽을 향해 반경방향으로 연장될 수 있으며, 이에 의해 액체가 유입 도관 둘레에서 나선형으로 이동하도록 강제할 수 있다.

상기 나선형 배플을 포함하면 챔버 내의 액체의 흐름 경로와 체류 시간이 증가할 수 있다.

상기 필터 유닛은 챔버의 외측 표면(예를 들어, 포집 벽의 외측 표면)에 하나 이상의 베인들을 포함할 수 있다. 상기 베인들은 포집 벽의 외측 표면으로부터 반경방향 외측으로 연장될 수 있다. 상기 베인들은 챔버의 축방향 길이의 적어도 부분 또는 전체를 따라서 연장될 수 있다.

상기 포집 벽의 외측 표면에 베인들을 포함함으로써, 챔버는 임펠러로서의 역할을 할 수 있으며, 즉, 필터 유닛은 펌프로서의 역할을 하도록 구성될 수 있다.

상기 포집 벽의 외측 표면 상의 베인들을 포함하는 다중 필터 유닛들은 직렬로 연결될 수 있으며(즉, 필터 유닛들은 유체 연통됨), 필터 유닛들은 서로에 대해 펌프로서의 역할을 할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 필터 유닛은 유출 도관(outlet conduit)을 포함할 수 있으며, 상기 유출구는 챔버로부터 액체를 배출하기 위한 챔버 내부의 유출 도관 개구이다. 상기 유출 도관은 상단부 벽을 통해 챔버 내부로 연장될 수 있다. 상기 유입구는 상단부 벽 내의 개구일 수 있다. 이러한 실시예들에서, 흐름 경로는 유입구로부터 포집 벽까지의 반경방향 성분과 상단부 벽으로부터 하단부 벽까지 포집 벽을 따른 축방향 하향 성분을 포함할 수 있다. 액체 와류는 액체가 유출 도관 개구로 위로 역류하도록 한다.

상기 유출 도관은 챔버 내부에 축방향 도관 부분을 포함할 수 있다. 상기 유출 도관은 챔버 외부에 반경방향 도관 부분을 포함할 수 있다. 상기 유출 도관은 편향 부분(예를 들어, 축방향 도관 부분과 반경방향 도관 부분을 연결하는 만곡된 도관 부분)을 포함할 수 있다. 상기 편향 부분은 상단부 벽을 통해 연장될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 배출되는 액체는 챔버로부터 반경방향으로 배출될 수 있다. 상기 유출 도관은 와류 탐지기(vortex finder)일 수 있다.

다른 실시예들에서, 상기 유출 도관은 챔버 내부에 반경방향 도관 부분을 포함할 수 있다. 상기 유출 도관은 상단부 벽을 통해 연장되는 축방향 도관 부분을 포함할 수 있다. 이들 실시예에서, 편향 부분은 챔버 내부에 있을 수 있다. 상기 유출 도관은 실질적으로 'L' 형상일 수 있다.

상기 유출 도관은 유출구(즉, 도관 개구)와 챔버의 중심축 사이의 반경방향 간격을 변경하기 위해 상단부 벽에 대해 회전 가능(예를 들어, 축방향으로 회전 가능)할 수 있다.

상기 유출 도관은 축방향으로 90도 회전할 수 있다.

상기 필터 유닛은 챔버를 수용하기 위한 하우징을 포함할 수 있다. 상기 하우징은 배출된 여과된 액체를 수집하고 이를 배수구로 보내도록 구성될 수 있다. 상기 하우징은 챔버로부터 배출된 입자성 물질을 수집하도록 구성될 수 있다(아래에서 더 설명됨). 상기 하우징은 정적 하우징일 수 있다(즉, 하우징은 챔버와 함께 회전 불가능할 수 있다).

상기 필터 유닛은 입자성 물질 함유 물질의 흐름이 필터 챔버 내에서 완전히 연장되고 (챔버 외부의) 하우징을 통해 흐르지 않도록 구성될 수 있다.

상기 필터 유닛은 회전축을 중심으로 챔버를 회전시키기 위한 모터를 포함할 수 있다. 상기 모터는 모터로부터 챔버까지 연장되는 구동 샤프트를 포함할 수 있다. 상기 모터는 제1 방향 및 제2 방향(즉, 역방향)으로 챔버를 회전시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기 챔버는 제1 방향 및/또는 제2 방향으로 회전할 수 있다.

상기 유입 도관은 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 모터는 유입 도관을 회전시키도록 구성될 수 있습니다. 상기 유입 도관은 제1 방향 및/또는 제2 방향으로 회전할 수 있다. 상기 모터는 챔버 및 유입 도관을 동일한 방향 및 동일한 회전 속도로 회전시키도록 구성될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 도관은 챔버를 관통하여(예를 들어, 축방향으로 관통하여) 연장될 수 있으며, 즉 유입 도관은 상단부 벽을 축방향으로 관통하고 하단부 벽을 축방향으로 관통하여 연장될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 유입 도관은 모터의 구동 샤프트를 형성할 수 있다. 상기 모터는 상기 챔버를 작은 가정용 필터 유닛들에서 1000-10000 rpm 사이의 속도로, 예를 들어 대략 10000rpm의 속도로 회전시키고, 큰 필터 유닛들에서 대략 4000rpm 또는 대략 6000rpm의 속도로 회전시키도록 구성될 수 있다.

상기 유입 도관의 외측 표면은 유입 도관이 리드 스크류로서 작용할 수 있고 유입 도관에 장착된 요소들을 도관의 축방향 위로 및/또는 아래로 구동시킬 수 있도록 나사산을 포함할 수 있다(아래에서 더 설명됨).

상기 필터 유닛은 회전하는 필터 유닛에 대한 기계적 응력을 감소시키기 위한 하나 이상의 베어링 및 밀봉(seal) 유닛들을 포함할 수 있다. 상기 베어링 및 밀봉 유닛(들)은 유입 도관과 상단부 벽 사이의 결합부에서 유입 도관 둘레에 및/또는 구동 샤프트 둘레에 있을 수 있다. 상기 필터 유닛과 모터 구동장치는 유연성 베어링 내에 장착될 수 있다. 이는 챔버가 회전할 때 필터 유닛 내에 생성되는 진동을 흡수하는 데 도움이 된다.

상기 필터 유닛은 회전하는 챔버에 의해 생성된 균형을 벗어난 힘에 대응하기 위한 자동 밸런싱 유닛(autobalancing unit)을 포함할 수 있다. 상기 자동 밸런싱 유닛은 자동 동적 밸런서(balancer)를 포함할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 챔버의 내측 표면(예를 들어, 포집 벽의 내측 표면)은 융기부들(ridges) 또는 홈들을 포함할 수 있다(예를 들어, 내측 표면은 주름지거나 메쉬 층을 가질 수 있다). 상기 융기부들 또는 홈들은 포집 벽에 대해 포집된 입자성 물질을 포획하거나, 가두거나, 농축시키며 입자성 물질이 회전하는 액체 내부로 되돌아가는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.

상기 필터 유닛은 하나 이상의 구성으로 작동되도록 구성될 수 있다. 위의 특징들은, 사용 시 포집 벽에 대해 입자성 물질을 포집하도록 챔버가 회전축을 중심으로 회전할 수 있는 사용 구성에서 작동될 때 필터 유닛과 관련될 수 있다.

상기 필터 유닛은 사용 구성에서 필터 유닛을 작동시킨 후 챔버에 남아 있을 수 있는 임의의 잔류 액체가 챔버로부터 배수될 수 있는 탈수 구성(dewatering configuration)으로 작동되도록 구성될 수 있다.

상기 필터 유닛은 챔버에(예를 들어, 포집 벽 상에) 포집된 입자성 물질이 챔버로부터 추출되거나 배출될 수 있는 입자 배출 구성으로 작동되도록 구성될 수 있다.

상기 필터 유닛은 구성들을 통해 순차적으로 작동되도록 구성될 수 있으며, 예를 들어 필터 유닛은 사용 구성, 그 다음 탈수 구성 및 최종적으로 입자 배출 구성으로 작동되도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 필터 유닛은 오직 일부 또는 하나의 구성으로만 작동되도록 구성될 수 있거나 다음 구성으로 이동하기 전에 하나의 구성으로 여러 번 작동될 수 있다. 예를 들어, 상기 필터 유닛은 입자 배출 구성으로 이동하기 전에 사용 구성, 탈수 구성, 다른 사용 구성 및 다른 탈수 구성에서 작동되도록 구성될 수 있다.

상기 필터 유닛은 각각의 구성 사이에서 회전을 멈출 수 있다. 상기 필터 유닛은 회전을 멈추지 않고 하나의 구성으로부터 다음 구성으로 즉시 이동할 수 있다.

이용 가능한 액체가 여과된 때, 액체는 더 이상 유입구로 유입되지 않을 수 있다. 상기 챔버 내에 남아 있는 임의의 액체는 유출구를 통해 챔버로부터 배출될 수 있다.

유출구가 상단부 벽에 환형 개구 및 추가 개구를 포함하는 실시예들에서, 여과된 액체의 대부분은 챔버가 회전함에 따라 환형 개구를 빠져나갈 수 있다. 이용 가능한 액체가 여과된 때, 액체는 더 이상 유입구로 유입되지 않을 수 있다. 상기 챔버 내에 남아 있는 임의의 액체는 상단부 벽의 추가 개구로부터 배출될 수 있다.

잔류 액체가 챔버로부터 배출된 때, 챔버는 회전을 멈출 수 있다.

몇몇 경우에서, 사용 구성 중에 유출구를 통해 챔버로부터 배출되지 않은 잔류 액체가 챔버 내에 남아 있을 수 있다. 상기 필터 유닛은 챔버로부터 잔류 액체를 배수시키기 위해 탈수 구성으로 작동될 수 있다. 상기 챔버로부터 잔류 액체를 배수시키는 것은 입자성 물질을 페이스트로 농축시키거나 입자성 물질 층을 고체로 건조시킬 수 있다.

상기 챔버는 사용 구성 후에 챔버에 남아 있는 잔류 액체가 챔버 외부로 배출될 수 있도록 하는 개방 구성 및 폐쇄 구성을 가지는 배수구를 포함할 수 있다.

상기 배수구는 상단부 벽, 하단부 벽 및/또는 포집 벽에 있을 수 있다. 상기 포집 벽은 중실형(solid)일 수 있으며, 즉 배수구 외에는 천공되지 않을 수 있다.

상기 필터 유닛은 다수의 배수구들, 예를 들어, 포집 벽에 2개의 배수구들 및/또는 챔버의 양측에 하나의 배수구를 포함할 수 있다.

상단부 벽의 배수구는 챔버의 길이방향 중심축으로부터 반경방향으로 이격될 수 있다. 챔버의 길이방향 중심축과 배수구 사이의 반경방향 간격은 배수구와 포집 벽 사이의 반경방향 간격보다 클 수 있다. 상기 배수구는 포집 벽으로부터 반경방향으로 이격될 수 있다. 사용 시, 상단부 벽의 배수 구멍과 포집 벽 사이의 반경방향 간격은 탈수 액위(liquid level)를 정의할 수 있다. 상기 포집 벽으로부터 반경방향으로 이격된 배수구를 제공함으로써, 챔버는 유리하게 배수될 수 있으며, 입자성 물질이 페이스트로 농축될 수 있도록 챔버 내에 여전히 약간의 잔류 액체를 남길 수 있다.

상기 배수구는 상기 배수구를 개방 구성과 폐쇄 구성 사이에서 이동시키기 위한 밸브를 포함할 수 있다. 개방 구성에서, 배수구는 액체가 챔버 밖으로 배수될 수 있도록 개방될 수 있다. 밸브는 원심 밸브(즉, 챔버가 미리 결정된 회전 속도로 회전하고 원심력이 원심 밸브를 열 수 있을 만큼 충분히 높을 때 개방되도록 구성된 밸브)일 수 있다.

상기 필터 유닛은 상단부 또는 하단부 벽 및/또는 포집 벽의 내측면에 메쉬 라이닝(mesh lining)을 포함할 수 있습니다. 상기 메쉬 라이닝은 배수구를 포함하는 벽의 내측면에 있을 수 있다. 사용시, 상기 메쉬 라이닝은 액체가 배수구로부터 배수될 때 유리하게 입자성 물질을 포획할 수 있다. 상기 메쉬 라이닝은 필터 유닛으로부터 제거될 수 있다.

L 형상의 유출 도관(위에서 설명됨)을 포함하는 실시예들에서, L 형상의 도관은 사용 구성 및 탈수 구성을 가질 수 있다.

사용 구성에서 L 형상의 도관의 유출 개구는 반경방향 안쪽으로 향할 수 있다. L 형상의 도관은 탈수 구성에서 L 형상의 도관의 유출 개구가 챔버의 접선 방향으로 향할 수 있도록 축방향으로 (예를 들어 90도만큼) 회전할 수 있다.

L 형상의 도관이 사용 구성에 있을 때 유출구(즉, 챔버 내부의 도관 개구)와 포집 벽 사이의 반경방향 간격은 사용 액위를 정의할 수 있다. L 형상의 도관이 탈수 구성에 있을 때 유출구와 포집 벽 사이의 반경방향 간격은 탈수 액위를 정의할 수 있다. L 형상의 도관이 사용 구성일 때 유출구와 포집 벽 사이의 반경방향 간격은 L 형상의 도관이 탈수 구성일 때 유출구와 포집 벽 사이의 반경방향 간격보다 클 수 있다. 사용 시, 이는 사용 액위가 탈수 액위보다 큰 결과를 낳는다.

상기 필터 유닛은 여과 구성과 탈수 구성 사이에서 L 형상의 유출구를 회전시키기 위한 기계적 연결 장치를 포함할 수 있다. 상기 기계적 연결 장치는 챔버가 회전할 때 및/또는 챔버가 고정되어 있을 때 L 형상의 유출구를 회전시키도록 구성될 수 있다. 상기 챔버는 다수의 L 형상의 도관들을 포함할 수 있다. 상기 기계적 연결 장치는 다수의 L 형상의 도관들을 동시에 회전시킬 수 있다. 당업자는 다수의 적합한 기계적 연결 장치들을 알고 있을 것이다.

상기 필터 유닛은 (챔버로부터 입자성 물질을 추출/배출하기 위해) 입자 배출 구성으로 작동되도록 구성될 수 있다. 상기 필터 유닛은 탈수 구성으로 작동된 직후에 입자 배출 구성으로 작동될 수 있다. 상기 필터 유닛은 사용 구성에서 작동되는 필터 유닛의 20, 30 또는 100 사이클마다 입자 배출 구성으로 작동되도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서(예를 들어, 입자성 물질이 많이 함유된 액체를 여과할 때), 상기 필터 유닛은 사용 구성으로 작동되도록 구성될 수 있고, 바로 이어서 탈수 구성 및 입자 배출 구성이 뒤따른다.

상기 챔버는 입자 배출구(예를 들어, 포집 벽 내의 개구)를 포함할 수 있다. 상기 배출구는 포집 벽의 바닥 쪽에(즉, 하단부 벽 쪽에) 있을 수 있다. 상기 입자 배출구는 챔버 밖으로 입자성 물질을 배출하기 위해 선택적으로 개방될 수 있다.

상기 챔버의 반경방향으로 연장되는 배플들 중 하나는 챔버의 원주의 부분 둘레로 연장되는 측벽을 포함할 수 있다. 상기 측벽은 입자 배출구와 정렬될 수 있는 개구를 포함할 수 있어서, 사용 시, 상기 개구가 입자 배출구와 정렬될 때 입자성 물질이 개구로부터 배출될 수 있다.

상기 측벽은 나선형 배플(또는 다수의 나선형 배플들이 포함된 경우 나선형 배플들 중 하나)의 베인으로부터, 예를 들어, 나선형 배플의 베인의 하부로부터 연장될 수 있다. 여과 작업 중에, 상기 나선형 배플은 챔버와 함께 회전하여 여과 중에 입자 배출구는 폐쇄 상태를 유지한다. 여과 후 포집된 입자성 물질을 챔버로부터 제거하기 위해, 상기 나선형 배플은 측벽 개구를 입자 배출구와 정렬시키기 위해 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 나선형 배플은, 입자 배출 사용에서, 나선형 배플의 회전이 포집 벽에 포집된 입자성 물질을 입자 배출구를 향해 아래쪽으로 밀어낼 수 있도록 아르키메데스식 스크류의 형상을 가질 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 입자 배출구는 하단부 벽 내의 개구일 수 있다.

안내 플레이트를 포함하는 실시예들에서, 상기 안내 플레이트는 하단부 벽의 배출구를 폐쇄하기 위해 (상술한 바와 같이) 하단부 벽을 향해 축방향 아래쪽으로 이동가능할 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 안내 플레이트는 챔버에 대해 축방향으로 고정될 수 있으며, 즉 축방향으로 이동할 수 없다. 상기 안내 플레이트는 로터에 장착되거나 입자 배출구, 예를 들어, 축방향 하단부 벽 내에 제공된 입자 배출구를 통해 연장되는 장착부에 장착될 수 있다. 이는 입자 배출구가 작동 중에 챔버에 대해/챔버와 유체 연통되도록 영구적으로 개방된다는 것을 의미할 수 있으며, 즉, 안내 플레이트는 축방향 하단부 벽에 대해 밀봉되지 않는다. 대신에, 안내 플레이트는 입자 배출구로의 채널들을 형성하는 리브들(ribs)를 통해 장착된다.

몇몇 실시예들에서, 안내 플레이트를 가지는 경우, 예를 들어 안내 플레이트와 영구적으로 개방된 입자 배출구를 가지는 경우, 유입구는 전술한 바와 같이 유입 도관, 예를 들어, 하단부 벽에 근접한 (그리고 안내 플레이트에 근접한) 개구를 가진 유입 도관을 포함할 수 있다. 상기 도관은 위에서 설명한 바와 같이 상부 및/또는 하부 플랜지, 예를 들어, 각개의 벤트/블리드 장치를 각각 가지는 상부 및/또는 하부 플랜지를 포함할 수 있다.

개방된 입자 배출구와 함께 축방향으로 고정된 안내 플레이트가 있는 경우에, 상기 유출구는 위에서 설명한 바와 같은 환형 유출구, 예를 들어, 유입 도관을 둘러싸는 환형 유출구일 수 있다. 이러한 실시예들에서, (축방향 하단부 벽 내의) 입자 배출구의 직경은 바람직하게는 (축방향 상단부 벽 내의) 유출구의 직경보다 작다.

몇몇 실시예들에서, 상기 챔버는 일체형일 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 챔버는 챔버를 형성하기 위해 함께 결합되는 다수의 케이싱 요소들로 형성될 수 있다. 상기 케이싱 요소들은 하나 이상의 주변 조인트들에서 결합될 수 있다. 상기 주변 조인트(들)는 유체 기밀 밀봉을 형성할 수 있다.

상기 챔버는 2개의 케이싱 요소들, 즉 주변 조인트에서 결합될 수 있는 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소로 형성될 수 있다. 상부 케이싱 요소는 상단부 벽을 포함할 수 있다. 하부 케이싱 요소는 하단부 벽을 포함할 수 있다. 상부 및 하부 케이싱 요소들은 케이싱 절반부들일 수 있다. 상부 케이싱 요소는 뚜껑일 수 있으며, 하부 케이싱 요소는 챔버의 베이스일 수 있다.

상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소는, 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소가 주변 조인트에서 결합되어 폐쇄된 챔버를 형성하는 폐쇄 위치와 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소가 주변 조인트에서 분리되어 주변 조인트에 환형 개구를 형성하는 개방 위치 사이에서 이동 가능할 수 있다. 상기 입자 배출구는 개방 위치에 있을 때 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소 사이의 환형 개구일 수 있다.

상부 및 하부 케이싱 요소들의 포집 벽들은 챔버의 가장 넓은 부분이 주변 조인트에 있을 수 있도록 케이싱 요소들 사이의 주변 조인트를 향해 바깥쪽으로 테이퍼질 수 있다. 이는 유리하게는 상부 및 하부 케이싱 요소들이 개방 위치로 이동할 때 입자성 물질이 환형 개구로부터 용이하게 추출될 수 있도록 주변 조인트에 입자성 물질이 집중되는 것을 가능하게 한다.

상부 및 하부 케이싱 요소들은 폐쇄 위치를 향해 편향될 수 있다(즉, 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동시키는 데 힘이 요구된다). 상부 케이싱 요소는, 예를 들어, 스프링(예컨대, 나선형 스프링)을 통해, 폐쇄 위치를 향해 편향될 수 있다(즉, 상부 케이싱 요소는 하부 케이싱 요소를 향해 편향될 수 있다). 상기 스프링은 상부 케이싱 요소 위에 축방향으로 위치할 수 있다. 상기 스프링은 유입 도관을 둘러쌀 수 있다.

이동 가능한 상부 및 하부 케이싱 요소들을 포함하는 실시예들에서, 유입 도관은 구동 수단의 구동 샤프트를 형성할 수 있으며, 유입 도관의 외측 표면은 나사산을 포함할 수 있다. 상기 유입 도관은 리드 스크류로서 작용할 수 있도록 모터에 의해 회전될 수 있다.

상부 및 하부 케이싱 요소들은 유입 도관에 장착될 수 있다. 상부 및 하부 케이싱 요소들은 유입 도관에 횡방향으로/반경방향으로 구속될 수 있다(예를 들어, 상부 및 하부 케이싱 요소들은 각각 유입 도관을 수용하기 위한 축방향 슬롯(또는 보어)을 포함할 수 있다). 따라서, 상부 및 하부 케이싱 요소들이 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동함에 따라, 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소는 유입 도관과 축방향으로 정렬된 상태로 유지될 수 있다(따라서, 서로 축방향으로 정렬된 상태로 유지된다).

상기 축방향 슬롯/보어의 내측 표면은 유입 도관의 나사산에 연결될 수 있는 나사산을 포함할 수 있다. 즉, 상부 및 하부 케이싱 요소들은 유입 도관의 나사산에 연결되어 케이싱 요소들은 나사산의 회전에 의해 유입 도관을 따라 축 방향으로(즉, 위아래로) 구동될 수 있다. 특히, 상부 및 하부 케이싱 요소들은 나사산의 회전에 의해 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 유입 도관을 따라서 축방향으로 구동될 수 있다. 상부 및 하부 케이싱 요소들은 유입 도관의 나사산에 연결함으로써, 유입 도관은 케이싱 요소들에 대한 리드 스크류로서 작용할 수 있다. 즉, 유입 도관의 회전은 상부 및 하부 케이싱 요소들을 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 유입 도관을 따라서 축방향으로 구동시킬 수 있다. 당업자는 유입 도관의 회전 관성이 상부 및 하부 케이싱 요소들 사이의 고유한 마찰을 극복할 것임을 이해할 것이다.

몇몇 실시예들에서, 오직 하부 케이싱 요소만 유입 도관 상의 나사산에 연결될 수 있다. 상부 케이싱 요소는 유입 도관을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있다(예를 들어, 상부 케이싱 요소는 유입 도관 상의 나사산에 의해 구동될 수 없도록 상부 케이싱 요소의 축방향 슬롯/보어의 내측 표면은 매끄럽다(또는 평면 베어링에 의해 연결될 수 있다)). 상부 케이싱 요소는 유입 도관에 대해 축방향으로 구속될 수 있다(예를 들어, 축방향 슬롯/보어는 유입 도관의 벽에 있는 홈 내에 유지되거나 또는 상부 케이싱 요소는 어깨부(shoulder)와 서클립(circlip)에 의해 유입 도관에 연결될 수 있다). 반면에, 하부 케이싱 요소는 유입 도관의 나사산에 의해 축방향으로 구동될 수 있다. 사용 시, 유입 도관은 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 유입 도관을 따라서 하부 케이싱 요소를 축방향으로 구동시킬 수 있는 반면, 상부 케이싱 요소는 축방향으로 제 위치에 유지된다.

다른 실시예들에서, 상부 케이싱 요소는 유입 도관 상의 나사산에 연결될 수 있으며 하부 케이싱 요소는 유입 도관을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있다. 상부 케이싱 요소는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 유입 도관 상의 나사산에 의해 축방향으로 구동될 수 있는 반면, 하부 케이싱 요소는 유입 도관에 축방향으로 구속될 수 있다.

다른 실시예들에서, 필터 유닛은 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 상부 및/또는 하부 케이싱 요소들을 구동하기 위한 기계적 액추에이터를 포함할 수 있다.

상기 필터 유닛은 포집 벽의 내측으로부터 포집된 입자성 물질을 긁어내기 위해 유입 도관에 장착된 스크레이핑 플레이트(scraping plate)(예를 들어, 스크레이핑 디스크)을 포함할 수 있다.

상기 플레이트는 챔버의 전체 폭을 가로질러 반경방향으로 연장될 수 있다(즉, 플레이트의 반경방향 외부 가장자리가 챔버의 포집 벽과 접촉할 수 있다).

상기 플레이트는 하부 잠금 위치와 상부 결합 위치 사이에서 유입 도관을 따라서 축방향으로(즉, 위와 아래로) 이동할 수 있다. 상기 플레이트가 유입 도관 위아래로 이동함에 따라, 플레이트는 유리하게는 포집 벽을 긁어서 포집 벽의 내측면에 축적된 입자성 물질 층을 긁어낼 수 있다. 상기 스크레이핑 플레이트/디스크의 반경방향 외측 가장자리는 위쪽을 경사진 에지를 포함할 수 있다. 경사진 에지는 포집 벽에 대한 긁힘을 돕기 위해 날카롭게 될 수 있다. 경사진 에지는 챔버 폭/직경의 약간의 변화를 수용하도록 유연할 수 있다.

상기 스크레이핑 플레이트/디스크를 포함하는 실시예들에서, 유입 도관은 모터의 구동 샤프트를 형성할 수 있으며 유입 도관의 외측 표면은 나사산을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 유입 도관은 유입 도관이 리드 스크류로서 작용할 수 있도록 모터에 의해 회전될 수 있다.

상기 스크레이핑 플레이트는 챔버와 함께 회전할 수 있도록 챔버에 회전 가능하게 결합될 수 있다(예를 들어, 스크레이핑 플레이트는 챔버의 슬롯 내에 끼워질 수 있는 페그(peg), 탭(tab) 또는 핀을 포함할 수 있다).

상기 스크레이핑 플레이트/디스크는 유입 도관에 장착될 수 있다. 상기 플레이트/디스크는 유입 도관에 대해 횡방향으로/반경방향으로 구속될 수 있으며, 예를 들어, 상기 플레이트는 유입 도관을 수용하기 위한 축방향 슬롯 또는 보어를 포함할 수 있다. 따라서, 스크레이핑 플레이트가 유입 도관을 따라서 축방향으로 이동할 때 스크레이핑 플레이트는 유입 도관과 축방향으로 정렬된 상태를 유지할 수 있다. 축방향 슬롯의 내측 표면은 유입 도관의 나사산에 연결될 수 있는 나사산을 포함할 수 있다. 즉, 스크레이핑 플레이트는 나사산의 회전에 의해 유입 도관을 따라서 축방향으로 구동될 수 있도록 유입 도관의 나사산에 연결될 수 있다. 유입 도관은 스크레이핑 플레이트에 대한 리드 스크류로서 작용할 수 있다. 즉, 유입 도관의 회전은 스크레이핑 플레이트를 유입 도관을 따라서 축방향으로 구동시킨다.

상기 스크레이핑 플레이트는 상부 결합 위치에 있을 때 상부 케이싱 요소와 결합될 수 있다. 사용 시, 상기 스크레이핑 플레이트가 유입 도관 위로 축방향으로 이동하면 스크레이핑 플레이트가 상부 케이싱 요소를 밀어서 상부 케이싱 요소가 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동하게 되며, 상기 플레이트가 축방향으로 유입 도관 아래로 그리고 상부 케이싱 요소로부터 멀어지게 이동하면, 상부 케이싱 구성요소가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하게 된다.

상기 스크레이핑 플레이트를 포함하는 실시예들에서, (예를 들어, 챔버의 뚜껑 및 베이스 형태의) 상부 및 하부 케이싱 요소는 유입 도관을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있다.

상기 스크레이핑 플레이트는 하부 잠금 위치에 있을 때 하부 케이싱 요소에 잠길 수 있으며, 예를 들어, 스크레이핑 플레이트는 하부 케이싱 요소에 바닥이 접하도록 구성될 수 있다. 하부 잠금 위치에 있을 때 스크레이핑 플레이트의 회전은 하부 케이싱 요소를 회전시키도록 구성될 수 있다.

제2 측면에 따르면, 입자성 물질 함유 액체(particulate-laden liquid)로부터 입자성 물질의 분리를 위한 필터 유닛이 제공되며, 상기 필터 유닛은:

입자성 물질 함유 액체를 상기 챔버 내부로 전달하기 위한 유입구; 및

상기 챔버로부터 여과된 액체를 배출하기 위한 유출구;를 포함하며,

상기 챔버는 상기 챔버 내부로부터 입자성 물질을 배출하기 위한 입자 배출구를 포함한다.

상기 입자 배출구는 제1 측면에 대해 위에서 설명된 바와 같을 수 있다. 실제로, 제1 측면과 관련하여 위에서 설명된 임의의 특징들은 제2 측면과 결합될 수 있다.

상기 입자 배출구는 챔버 밖으로 입자성 물질을 배출하기 위해 선택적으로 개방될 수 있다.

상기 입자 배출구는 챔버 포집 벽 내의 개구일 수 있다.

상기 입자 배출구는 개방 위치에 있을 때 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소 사이의 환형 개구일 수 있다.

이러한 실시예들에서, 상기 챔버는 챔버를 형성하기 위해 함께 결합되는 다수의 케이싱 요소들로 형성될 수 있다. 상기 케이싱 요소들은 하나 이상의 주변 조인트에서 결합될 수 있다. 상기 주변 조인트(들)는 유밀 밀봉을 형성할 수 있다. 상기 입자 배출구는 주변 조인트에 제공될 수 있으며, 즉 주변 조인트는 환형 입자 배출구를 형성하도록 선택적으로 개방될 수 있다.

상기 챔버는 2개의 케이싱 요소들, 즉 주변 조인트에서 결합될 수 있는 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소로 형성될 수 있다. 상부 케이싱 요소는 상단부 벽을 포함할 수 있다. 하부 케이싱 요소는 하단부 벽을 포함할 수 있다. 상부 및 하부 케이싱 요소들은 케이싱 절반부들일 수 있다. 상부 케이싱 요소는 뚜껑일 수 있고 하부 케이싱 요소는 챔버의 베이스일 수 있다.

상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소는, 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소가 주변 조인트에서 결합되어 폐쇄 챔버를 형성하는 폐쇄 위치와 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소가 주변 조인트에서 분리되어 주변 조인트에 환형 입자 배출구를 형성하는 개방 위치 사이에서 이동할 수 있다.

상부 및 하부 케이싱 요소들은 폐쇄 위치를 향해 편향될 수 있다(즉, 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동시키는 데 힘이 필요하다). 상부 케이싱 요소는, 예를 들어, 스프링(예컨대, 나선형 스프링)에 의해, 폐쇄 위치를 향해 편향될 수 있다(즉, 상부 케이싱 요소는 하부 케이싱 구성요소를 향해 편향될 수 있다), 상기 스프링은 상부 케이싱 요소 위에 축방향으로 위치할 수 있다. 상기 스프링은 유입 도관을 둘러쌀 수 있다.

이동 가능한 상부 및 하부 케이싱 요소들을 포함하는 실시예들에서, 유입 도관은 구동 수단의 구동 샤프트를 형성할 수 있으며 유입 도관의 외측 표면은 나사산을 포함할 수 있다. 상기 유입 도관은 리드 스크류로서 작용할 수 있도록 모터에 의해 회전될 수 있다.

상부 및 하부 케이싱 요소들은 유입 도관에 장착될 수 있다. 상부 및 하부 케이싱 요소들은 유입 도관에 대해 횡방향으로/반경방향으로 구속될 수 있다(예를 들어, 상부 및 하부 케이싱 요소들은 각각 유입 도관을 수용하기 위한 축방향 슬롯(또는 보어)을 포함할 수 있다). 따라서, 상부 및 하부 케이싱 요소들이 폐쇄 위치와 개방 위치(환형 입자 배출구가 형성되는 위치) 사이에서 이동할 때, 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소는 유입 도관과 축방향으로 정렬된 상태로 유지될 수 있다(따라서 축 방향으로 서로 정렬된 상태로 유지된다).

축방향 슬롯/보어의 내측 표면은 유입 도관의 나사산에 연결될 수 있는 나사산을 포함할 수 있다. 즉, 상부 및 하부 케이싱 요소들은 유입 도관의 나사산에 연결되어 나사산의 회전에 의해 유입 도관을 따라서 축방향으로(즉, 위아래로) 구동될 수 있다. 특히, 상부 및 하부 케이싱 요소들은 나사산의 회전에 의해 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 유입 도관을 따라서 축방향으로 구동될 수 있다. 상부 및 하부 케이싱 요소들을 유입 도관의 나사산에 연결함으로써, 유입 도관은 케이싱 요소에 대한 리드 스크류로서 작용할 수 있다. 즉, 유입 도관의 회전은 상부 및 하부 케이싱 요소들을 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 유입 도관을 따라서 축방향으로 구동시킬 수 있다. 당업자는 유입 도관의 회전 관성이 상부 및 하부 케이싱 요소들 사이의 고유한 마찰을 극복할 것임을 이해할 것이다.

상기 스크레이핑 플레이트는 상부 결합 위치에 있을 때 상부 케이싱 요소와 결합될 수 있다. 사용 시, 상기 스크레이핑 플레이트가 유입 도관 위로 축방향으로 이동하면 스크레이핑 플레이트가 상부 케이싱 요소를 밀어서 상부 케이싱 요소가 폐쇄 위치로부터 (입자 배출구가 형성되는) 개방 위치로 이동하게 되며, 상기 플레이트가 축방향으로 유입 도관 아래로 그리고 상부 케이싱 요소로부터 멀어지게 이동하면, 상부 케이싱 구성요소가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하게 된다.

상부 및 하부 케이싱 요소들의 포집 벽들은 챔버의 가장 넓은 부분이 주변 조인트에 있을 수 있도록 케이싱 요소들 사이의 주변 조인트를 향해 바깥쪽으로 테이퍼질 수 있다. 이는 유리하게는 상부 및 하부 케이싱 요소들이 개방 위치로 이동할 때 환형 개구로부터 입자성 물질이 용이하게 추출될 수 있도록 주변 조인트에 입자성 물질이 집중되는 것을 가능하게 한다.

상기 포집 벽은 테이퍼진 부분들을 포함할 수 있다(예를 들어, 챔버는 원뿔대 부분들을 포함할 수 있다). 예를 들어, 상부 케이싱은 바깥쪽으로(상단부 벽으로부터 주변 조인트로) 테이퍼질 수 있고 하부 케이싱은 안쪽으로(주변 조인트로부터 하단부 벽으로) 테이퍼질 수 있어서 챔버의 가장 넓은 부분(및 입자 배출구)이 챔버의 축방향 길이의 중간쪽에 있을 수 있다.

상기 배출구는 포집 벽의 바닥 쪽에(즉, 하단부 벽 쪽에) 있을 수 있다

이러한 실시예들에서, 상기 챔버는 유입 도관(유입 도관은 제1 측면에 대해 위에서 설명된 바와 같음) 둘레에 나선형으로 연장되는 적어도 하나의 나선형 배플을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 배플은 일반적으로 내부 아르키메데스식 스크류의 형상일 수 있다. 상기 나선형 배플(들)의 베인(vane)(들)은 유입 도관으로부터 포집 벽을 향해 반경방향으로 연장될 수 있으며, 이에 의해 액체가 유입 도관 둘레에서 나선형으로 이동하도록 강제할 수 있다. 상기 나선형 배플은 여과 중에 챔버와 함께, 예를 들어 유입 도관과 함께 회전할 수 있다.

상기 챔버의 나선형 배플들 중 하나는 챔버의 원주의 부분 둘레로 연장되는 측벽을 포함할 수 있다. 상기 측벽은 입자 배출구와 정렬될 수 있는 개구를 포함할 수 있어, (여과 후) 입자 배출 사용 시, 개구가 입자 배출구와 정렬될 때, 입자성 물질이 개구로부터 배출될 수 있다.

상기 측벽은 나선형 배플(또는 다수의 나선형 배플들이 포함된 경우 나선형 배플들 중 하나)의 베인으로부터, 예를 들어, 나선형 배플의 베인 하부로부터 연장될 수 있다. 상기 나선형 배플은 여과 후 측벽 개구를 입자 배출구와 정렬시키기 위해 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 전술한 바와 같이, 나선형 배플은 사용 시에 나선형 배플의 회전이 포집 벽에 포집된 입자성 물질을 입자 배출구를 향해 아래쪽으로 밀어낼 수 있도록 아르키메데스식 스크류의 형상을 가질 수 있다.

상기 입자 배출구는 하단부 벽 내의 개구일 수 있다.

이러한 실시예들에서, 상기 필터 유닛은 축방향 하단부 벽과 유입구 사이에 제1 측면에 대해 전술한 바와 같은 안내 플레이트를 포함할 수 있다. 상기 안내 플레이트는, 예를 들어, 리브들(ribs)에 의해, 하단부 벽에 연결/장착될 수 있다. 상기 안내 플레이트는 축방향 하단부 벽과 안내 플레이트 사이에 추가 공간을 생성하기 위해 챔버 내부에서 축방향 위쪽으로 이동할 수 있다. 위쪽으로 이동할 때, 입자 배출구는 포집 벽으로부터 (예를 들어, 중력에 의해) 찌꺼기의 제거를 허용하도록 노출된다. 상기 안내 플레이트는 입자 배출구를 폐쇄하기 위해 축방향 아래쪽으로 이동할 수 있다. 상기 필터 유닛은 안내 플레이트를 하단부 벽에 연결하는 기계적 아암들 포함할 수 있다. 상기 기계적 아암들은 챔버 내에서 안내 플레이트를 축방향 위쪽으로 및/또는 아래쪽으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 상기 안내 플레이트에는 제1 측면에 대해 전술한 바와 같이 축방향으로 연장된 리브들이 제공될 수 있다.

다른 실시예들에서, 상기 안내 플레이트는 챔버에 대해 축방향으로 고정될 수 있으며, 즉 축방향으로 이동할 수 없다. 상기 안내 플레이트는 로터에 장착되거나 입자 배출구를 통해 연장되는, 예를 들어, 축방향 하단부 벽에 제공된 입자 배출구를 통해 연장된 장착부에 장착될 수 있다. 이는 입자 배출구가 작동 중에 챔버와 유체 연통된다는 것을 의미할 수 있다. 즉, 안내 플레이트는 축방향 하단부 벽에 대해 밀봉되지 않는다. 대신에, 축방향으로 고정된 안내 플레이트는 리브들 상에 놓이며, 리브들 사이에 입자 배출구에 대한 접근을 제공하는 채널이 형성된다.

안내 플레이트를 가지는, 예를 들어, 안내 플레이트와 개방된/노출된 입자 배출구를 가지는 실시예들에서, 상기 유입구는 상술한 바와 같은 유입 도관, 예를 들어, 축방향 하단부 벽에 근접한(그리고 안내 플레이트에 근접한) 개구를 가진 유입 도관을 포함할 수 있다. 상기 도관은 위에서 설명한 바와 같은 상부 및/또는 하부 플랜지를 포함할 수 있으며, 플랜지 각각은 각개의 벤트(vent)/블리드 장치를 가진다.

상기 입자 배출구가 축방향 하단부 벽에 있는 경우, 상기 필터 유닛은 입자 배출구와 유체 연통되는 2차(하부) 챔버를 더 포함할 수 있다. 상기 2차 챔버는 (1차) 챔버와 일체로 형성될 수 있다.

상기 2차 챔버는 입자 배출구와 유체 연통되는 개구를 가진 축방향 상단부 벽을 가질 수 있다. 상기 2차 챔버의 축방향 상단부 벽은 2차 유출구, 예를 들어, 2차 챔버의 축방향 상단부 벽에 링으로 배열된 일련의 유출 개구들을 가질 수 있다. 상기 2차 유출 개구(들)는 (1차) 챔버의 축방향 상단부 벽 내의 유출구(들)의 반경방향 외측에 있을 수 있다. 상기 2차 챔버는 2차(하부) 입자 배출구를 가지는 축방향 하단부 벽을 가질 수 있다. 상기 2차 챔버는 2차 챔버의 축방향 상단부 및 하단부 벽들 사이에서 연장되는 주변 포집 벽을 가질 수 있다.

(1차) 챔버의 입자 배출구와 마주보는 수집 개구(collection opening)를 가진 수용 리세스(receiving recess)를 가지는 수집 컵(collection cup)이 2차(하부) 챔버 내에 제공될 수 있다. 상기 수집 컵은 축방향 장착부/로터에, 예를 들어, (1차) 챔버의 안내 플레이트가 장착되는 축방향 장착부/로터에 장착될 수 있다. 상기 수집 컵은 수집 개구가 수집 컵 바닥보다 넓도록 테이퍼진 벽들을 가진다.

사용 시, 입자성 물질을 포함하는 페이스트 또는 농축 액체는 (1차) 챔버의 입자 배출구로부터 (중력 하에서) 2차 챔버 내부로 배출되고 여기에서 수집 컵 내에 수집된다.

상기 필터 유닛의 회전이 재개된 때, 농축된 액체/페이스트는 원심력에 의해 수집 벽의 베이스로부터 테이퍼진 벽들 위로 이동하고 상기 컵으로부터 2차 챔버의 주변 벽들로 분출된다. 농축물/페이스트 내부의 임의의 액체는 축방향 상단부 벽 내의 유출구(들)로부터 배출되어 농축물/페이스트는 더 농축된다. 2차 챔버의 주변 벽에 포집된 입자성 물질은 회전이 정지된 때 중력에 의해 하부 입자 배출구를 통해 필터 유닛으로부터 배출된다.

제2 측면의 임의의 실시예들에 대해, 유입구 및/또는 유출구는 제1 측면에 대해 위에서 설명된 바와 같을 수 있다. 예를 들어, 유입구는 전술한 바와 같이 유입 도관에 의해, 예를 들어, 하단부 벽 가까이에 축방향 및/또는 측면 개구를 가지며 축방향 상단부 벽으로부터 또는 이를 관통하여 연장된 유입 도관에 의해 제공될 수 있다.

상기 유입 도관은 제1 측면에 대해 위에서 설명된 바와 같이 유출(예를 들어, 상부) 플랜지를 포함할 수 있다.

상기 플랜지 또는 각각의 플랜지는 전술한 바와 같이 각개의 벤트/블리드 장치를 포함할 수 있다.

상기 유출구는 원형 개구, 예를 들어, 단부 벽 내에 원형 개구를 포함할 수 있다. 상기 유출구는 유입 도관을 둘러싸는 환형 개구를 포함할 수 있으며, 유입 도관으로부터 반경방향으로 이격될 수 있거나 유입 도관으로 연장될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 유출구는 (예를 들어, 상단부 벽에) 환형 개구 뿐만 아니라 (예를 들어, 상단부 벽에) 추가 개구 또는 다수의 추가 개구들을 포함할 수 있다. 상기 환형 개구는 유입 도관 가까이에 있을 수 있으며, 추가 개구는 유입 도관으로부터 반경방향으로 원위일 수 있다.

안내 플레이트, 예를 들어, 축방향으로 고정된 안내 플레이트와 노출된 배출구가 있는 실시예들에서, (축방향 하단부 부 벽 내의) 입자 배출구의 직경은 (축방향 상단부 벽 내의) 환형 유출구의 직경보다 작을 수 있다.

제2 측면의 필터 유닛은 (챔버로부터 입자성 물질을 추출/배출하기 위해) 입자 배출 구성으로 작동되도록 구성될 수 있다. 상기 필터 유닛은 탈수 구성(제1 측면에 대해 위에서 설명됨)으로 작동된 직후에 입자 배출 구성으로 작동될 수 있다. 상기 필터 유닛은 사용 구성으로 작동되는 필터 유닛의 20, 30 또는 100 사이클마다 입자 배출 구성으로 작동하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서(예를 들어, 입자성 물질이 많이 함유된 액체를 여과할 때), 필터 유닛은 사용 구성으로 작동되고, 바로 이어서 탈수 구성 및 입자 배출 구성으로 작동되도록 구성될 수 있다.

제3 측면에 따르면, 직물 물품들을 세탁하기 위한 세탁 장치가 제공되며, 상기 장치는:

하우징으로서, 상기 하우징 내에 드럼이 회전 가능하게 장착되고, 상기 드럼은 상기 드럼으로부터 액체를 배출하도록 구성된 하나 이상의 개구들을 포함하는 측벽들을 포함하는, 하우징;

상기 드럼의 하류에 위치하고 상기 드럼으로부터 배출되는 액체를 수집하도록 구성된 수집기(collector);

제1 또는 제2 측면에 따른 필터 유닛; 및

상기 수집기와 상기 필터 유닛의 유입구 사이의 유체 경로;를 포함한다.

상기 필터 유닛의 유출구는 드럼에 유체적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 필터 유닛의 유출구는 세탁 과정 중에 드럼에 유체적으로 연결되도록 드럼에 선택적으로 유체적으로 연결될 수 있다. 상기 필터 유닛의 유출구는 탈수 과정 중에 배수구에 선택적으로 유체적으로 연결될 수 있다.

상기 장치는 세탁기일 수 있다. 상기 필터 유닛은 세탁 성능을 향상시키기 위해 세탁 사이클 중에 세탁수를 세정하는 데 사용될 수 있다.

제4 측면에 따르면, 제1 측면 또는 제2 측면에 따른 필터 유닛을 포함하는 세탁 장치에서 입자성 물질 함유 액체로부터 입자성 물질을 여과하는 방법이 제공되며, 상기 방법은:

입자성 물질 함유 액체를 상기 유입구를 통해 상기 챔버 내부로 도입하는 단계; 및

액체를 상기 유입구로부터 상기 주변 입자 포집 벽으로 반경방향으로 그리고 상기 주변 입자 포집 벽을 따라서 축방향으로 이동시키도록 구성된 제1 속도로 상기 챔버를 회전축을 중심으로 회전시키는 단계;를 포함한다.

상기 챔버를 회전축을 중심으로 회전시키는 단계는 챔버를 회전시키도록 모터를 작동시키는 것을 포함할 수 있다.

상기 방법은 회전하는 액체 내에 액체에 작용하는 중력보다 수십 배 더 큰 원심력을 생성하도록 구성된 제1 속도로 챔버를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

원심력이 중력보다 수십 배 더 크므로, 필터 유닛이 임의의 배향에서, 즉 거꾸로, 수평으로 또는 그 사이의 임의의 지점에서, 설명된 바와 같이 효과적으로 작동할 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다.

회전 속도는 원심력이 임의의 형태의 차단 필터(barrier filter)(예를 들어, 메쉬) 없이도 주변 입자 포집 벽(즉, 포집 벽)에 대해 원하는 비율의 입자성 물질을 포획하기에 충분하도록 선택될 수 있다.

제1 속도는 1000 - 10000rpm 사이일 수 있으며, 예를 들어, 작은 가정용 필터 유닛의 경우 대략 10000rpm이고, 더 큰 필터 유닛의 경우 대략 4000rpm 또는 대략 6000rpm일 수 있다.

상기 방법은 액체 내에 생성된 원심력이 15000ms^-2 또는 대략 1500G가 되도록 챔버를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 제1 및 제2 측면에 대해 전술한 바와 같은 유입 도관을 제공하는 단계, 상기 유입 도관을 챔버와 동일한 방향 및/또는 동일한 회전 속도로 회전축을 중심으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 제1 측면에 대해 위에서 설명된 바와 같은 유출구를 제공하는 단계 및 액체 내의 입자성 물질이 포집 벽에 대해 포집될 수 있고 여과된 액체가 유출구를 빠져나갈 수 있도록 제1 속도로 챔버를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 필터 유닛은 1 내지 120초의 체류 시간(dwell time)(즉, 주어진 부피의 회전하는 액체가 챔버 밖으로 배출되기 전에 회전하는 챔버 내에 남아 있는 시간)을 가질 수 있다.

예를 들어, 상기 필터 유닛은 6초의 체류 시간을 가질 수 있으며, 예를 들어, 필터 유닛은 1리터의 챔버 용량과 10리터/분의 유량을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 필터 유닛은 120초의 체류 시간을 가질 수 있으며, 예를 들어, 필터 유닛은 1리터의 챔버 용량과 0.5리터/분의 유량을 가질 수 있다.

상기 필터 유닛은 0.5리터/분 내지 20리터/분 사이의 유량을 가질 수 있다. 예를 들어, 필터 유닛은 대략 10리터/분의 유량을 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 필터 유닛은 15-20 리터/분의 유량을 가질 수 있다. 상당히 더 높은 유량을 가지는 실시예들 또한 구상된다.

체류 시간은 또한 필터 챔버의 부피를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 체류 시간을 증가시키면 여과 효율이 증가하는 것으로 나타났다. 즉, 필터 유닛은 특히 작은 입자들을 여과할 수 있고 공급 액체 내의 더 많은 비율의 입자성 물질을 포집할 수 있다.

상기 필터의 분리 효율은 필터를 통과하는 유량을 변경함으로써 사용 중에 변경될 수 있다. 유량은 챔버로의 유입구를 조절하거나 챔버 내의 유출 개구(들)의 크기 및/또는 회전축에 대한 유출 개구(들)의 위치를 변경함으로써 변경될 수 있다. 액체 품질 센서는 유출구에서 필터를 빠져나가는 액체의 청결도와 일정한 여과 효율을 유지하기 위해 조절된 유량을 모니터링할 수 있다.

위의 특징들은 사용 구성에서 작동되는 필터 유닛과 관련될 수 있다. 이용 가능한 모든 액체가 여과된 때, 액체는 더 이상 유입구로 도입되지 않을 수 있다.

상기 챔버 내에 남아 있는 임의의 액체는 유출구를 통해 챔버로부터 배출될 수 있다.

상기 방법은 제1 측면에 대해 위에서 설명된 바와 같이 상단부 벽 내의 환형 개구 및 상단부 벽 내의 추가 개구를 포함하는 유출구를 제공하는 단계, 및 여과된 액체가 환형 개구를 빠져나갈 수 있도록 제1 속도로 챔버를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 이용 가능한 모든 액체가 여과된 때, 액체는 더 이상 유입구 내부로 도입되지 않을 수 있습니다. 상기 챔버 내에 남아 있는 임의의 액체는 추가 개구를 통해 챔버로부터 배출될 수 있다.

나머지 액체가 챔버로부터 배출된 때, 챔버는 회전을 멈출 수 있다. 챔버가 회전을 멈춘 때, 포집 벽에 포집된 입자성 물질은 (중력 하에서) 하단부 벽 쪽으로 떨어질 수 있다. 상기 방법은 챔버가 회전을 멈춘 때 입자성 물질이 입자 배출구 밖으로 떨어질 수 있도록 제1 측면에 대해 전술한 바와 같이 하단부 벽에 입자 배출구를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 어떤 경우에는 모든 액체가 챔버로부터 배출되지 않는다. 사용 구성으로 필터 유닛을 작동할 때 챔버로부터 배출되지 않은 잔류 액체가 챔버 내에 남아 있을 수 있다.

상기 방법은 챔버로부터 잔류 액체를 배출시키기 위해 탈수 구성으로 필터 유닛을 작동시키는 단계를 포함할 수 있다. 챔버에서 잔류 액체를 탈수시키는 것은, 포집 벽에 축적된 입자성 물질을 페이스트/농축 액체로 농축(즉, 입자성 물질의 수분 함량 감소)시키거나 또는 입자성 물질을 취급하기 더 쉽고 이에 따라 챔버로부터 입자성 물질의 제거를 용이하게 하는 고체로 건조시킬 수 있다.

상기 방법은 제1 및 제2 측면에 대해 위에서 설명된 바와 같이 배수 밸브(들)를 제공하는 단계 및 배수구(들) 내의 배수 밸브(들)(예를 들어, 원심 밸브(들))를 개방하기 위해 제2 속도로 챔버를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 잔류 액체의 챔버를 배수하기 위해 배수 밸브(들)를 개방하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상단부 벽 내에 배수 밸브(들)를 제공하고, 배수 밸브(들)를 개방하고, 잔류 액체의 챔버를 탈수 액위로 배수하도록 챔버를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 제1 측면에 대해 전술한 바와 같은 사용 구성에서 L 형상의 유출 도관을 제공하는 단계 및 포집 벽에 입자성 물질을 포집하기 위해 챔버를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 L 형상의 유출 도관을 사용 구성으로부터 탈수 구성으로 회전시키는 단계 및 챔버 내의 잔류 액체를 탈수 액위로 배수시키기 위해 챔버를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 제1 측면에 대해 전술한 바와 같은 기계적 연결 장치를 제공하는 단계 및 사용 구성으로부터 탈수 구성으로 L 형상의 유출 도관을 회전시키기 위해 기계적 연결 장치를 작동시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 제1 및 제2 측면에 대해 전술한 바와 같은 유입 도관을 제공하는 단계 및 유입 도관을 제1 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 유입 도관과 챔버 사이의 고유 마찰로 인해 챔버를 제1 방향으로 회전시키기 위해 유입 도관을 제1 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 제1 및 제2 측면에 대해 전술한 바와 같이 상부 및 하부 케이싱 요소들을 제공하는 단계 및 상부 및 하부 케이싱 요소들이 폐쇄 위치에 있을 때 유입 도관을 제1 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 유입 도관 및 하부 케이싱 요소를 제1 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소 사이의 고유 마찰로 인해 하부 케이싱 요소와 동일한 방향 및 동일한 회전 속도로 상부 케이싱 요소를 회전시키기 위해 하부 케이싱 요소를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 유입 도관을 제2 방향(예를 들어, 반시계 방향)으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 유입 도관 상에 나사산을 제공하는 단계 및 유입 도관 상의 나사산을 제2 방향으로 회전시키기 위해 유입 도관을 제2 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 하부 케이싱 요소를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 구동시키기 위해 나사산을 제2 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있으며, 이에 의해 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소 사이에 환형 개구를 제공할 수 있다. 상부 케이싱 요소가 유입 도관에 축방향으로 고정되는 제1/2 측면의 실시예들에서, 상기 방법은 나사산을 제2 방향으로 회전시켜 하부 케이싱 요소를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 유입 도관 축방향 아래로 구동시키기 위해 유입 도관을 제2 방향으로 회전시키는 (그리고 상부 케이싱 요소를 축방향으로 제 위치에 유지시키는) 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 상부 및 하부 케이싱 요소들이 개방 위치에 있을 때 챔버를 회전시키고, 이에 의해 포집된 입자성 물질을 상부 및 하부 케이싱 요소들 사이의 환형 개구로부터 반경방향 외측으로 방출하는 단계를 포함할 수 있다. 방출되는 입자성 물질은 하부 횡방향 평면을 따라서 환형 개구로부터 방출될 수 있다.

상기 방법은 상부 및 하부 케이싱 요소들이 개방 위치에 있을 때 유입 도관을 제1 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 나사산을 제1 방향으로 회전시켜 하부 케이싱 요소를 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 유입 도관 위로 구동시키기 위해 유입 도관을 제1 방향으로 회전시키고, 이에 의해 상부 및 하부 케이싱 요소들 사이의 환형 개구를 폐쇄하는 단계를 포함할 수 있다.

상부 및 하부 케이싱 요소들 모두가 유입 도관 상의 나사산에 연결되는 실시예들에서, 상기 방법은 상부 및 하부 케이싱 요소들 모두를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 구동시키기 위해 나사산을 제2 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상부 및 하부 케이싱 요소들 모두를 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 구동시키기 위해 나사산을 제1 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 제1 측면에 대해 위에서 설명된 바와 같은 스크레이핑 플레이트를 제공하는 단계, 및 스크레이핑 플레이트가 하부 잠금 위치에 있고 상부 및 하부 케이싱 요소들이 폐쇄 위치에 있을 때 유입 도관을 제1 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 하부 케이싱 요소를 제1 방향으로 회전시키기 위해 (스크레이핑 플레이트가 하부 케이싱 요소에 잠겨 있거나 바닥이 접하여 있기 때문에) 스크레이핑 플레이트를 제1 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 나사산을 제2 방향으로 회전시켜 스크레이핑 플레이트를 하부 잠금 위치로부터 잠금 해제시키고 이에 따라 하부 케이싱 요소로부터 스크레이핑 플레이트를 잠금 해제시키기 위해 유입 도관을 제2 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 유입 도관을 하부 잠금 위치로부터 상부 결합 위치로 축방향 위로 구동시키기 위해 나사산을 제2 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 유입 도관을 제2 방향으로 회전시키는 단계 및 스크레이핑 플레이트를 상부 케이싱 요소에 대해 구동시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 스크레이핑 플레이트를 상부 케이싱 요소에 대해 구동시키고 상부 케이싱 요소를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동시키기 위해 유입 도관을 제2 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 스크레이핑 플레이트를 상부 케이싱 요소에 대해 구동시키는 단계는 상부 케이싱 요소를 폐쇄 위치 쪽으로 미는 스프링의 편향을 극복하기 위해 상부 케이싱 요소에 대해 충분한 상향력을 가할 수 있다. 상기 방법은 상부 케이싱 요소가 개방 위치에 있을 때 챔버를 회전시키고, 이에 의해 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소 사이의 환형 개구로부터 반경방향 외측으로 입자성 물질을 방출하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 나사산을 제1 방향으로 회전시키기 위해 유입 도관을 제1 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 스크레이핑 플레이트를 유입 도관 아래로 축방향으로 구동시키기 위해 스크레이핑 플레이트가 상부 결합 위치에 있을 때 나사산을 제1 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 스크레이핑 플레이트를 유입 도관 아래로 구동시키고 상부 케이싱 요소를 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동시키기 위해 나사산을 제1 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상부 케이싱 요소를 폐쇄 위치 쪽으로 편향시키는 스프링은 스크레이핑 플레이트가 유입 도관 아래로 구동될 때 상부 케이싱 요소가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하는 것을 보장할 수 있다. 상기 방법은 스크레이핑 플레이트를 하부 잠금 위치로 축방향 아래로 구동시키기 위해 나사산을 제1 방향으로 회전시키는 단계 및 스크레이핑 플레이트를 하부 케이싱 요소에 잠그는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 나선형 배플을 제공하는 단계 및 상기 나선형 배플을 챔버에 대해 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 나선형 배플을 회전하는 챔버보다 30-60rpm 만큼 빠르거나 느리게 회전시킴으로써 나선형 배플을 챔버에 대해 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 배출구를 개방하기 위해 나선형 배플을 챔버에 대해 회전시켜 측벽 개구를 입자 배출구와 정렬시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 측벽 개구가 입자 배출구와 정렬될 때 챔버를 회전시켜 입자성 물질이 배출구로부터 반경방향 외측으로 배출되도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 측벽 개구가 나선형 배플의 회전당 한 번 입자 배출구와 정렬되도록 챔버에 대해 나선형 배플을 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 챔버에 대해 나선형 배플을 회전시키는 단계 및 배출구를 폐쇄하기 위해 측벽 개구를 입자 배출구와 오정렬시키는 단계를 포함할 수 있다.

위의 설명은 액체로부터 입자성 물질을 여과하기 위한 필터 유닛과 관련되어 있지만, 동일한 기술이 기체로부터 입자성 물질 또는 기체 중의 액체 입자의 미세 현탁액을 여과하기 위해 적용될 수 있다는 것은 명백할 것이다.

본 개시는 그러한 조합이 명백하게 허용될 수 없거나 명시적으로 회피되는 경우를 제외하고 설명된 측면들과 바람직한 특징들의 조합을 포함한다.

이제, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예들이 논의될 것이다.
도 1은 제1 실시예에 따른 필터 유닛의 개략도이며;
도 2는 제2 실시예에 따른 필터 유닛의 단면도이며;
도 3은 제3 실시예에 따른 필터 유닛의 개략도이며;
도 4는 제4 실시예에 따른 필터 유닛의 단면도이며;
도 5 내지 7은 다양한 배플 배열들을 포함하는 필터 유닛의 실시예들을 보여주며;
도 8은 추가 실시예에 따른 필터 유닛의 단면도이며;
도 9는 추가 실시예에 따른 필터 유닛의 단면도이며;
도 10은 추가 실시예에 따른 필터 유닛의 단면도이며;
도 11은 추가 실시예에 따른 필터 유닛의 단면도이며;
도 12는 추가 실시예에 따른 필터 유닛의 단면도이며;
도 13은 추가 실시예에 따른 필터 유닛의 단면도이며;
도 14와 15는 탈수를 위한 필터 유닛의 실시예들을 보여주며;
도 16과 17은 폐쇄 및 개방 위치에 있는 필터 유닛의 추가 실시예를 보여주며;
도 18 및 19는 폐쇄 및 개방 위치에 있는 필터 유닛의 추가 실시예를 보여주며;
도 20은 추가 실시예에 따른 필터 유닛의 단면도이며;
도 21은 추가 실시예에 따른 필터 유닛의 단면도이며;
도 22는 추가 실시예에 따른 필터 유닛의 단면도이며;
도 23은 도 22의 변형된 필터 유닛의 단면도이다.

이제, 이제 첨부 도면들을 참조하여 측면들과 실시예들이 논의될 것이다. 추가적인 측면들과 실시예들은 당업자에게 명백할 것이다.

도 1은 제1 실시예에 따른 필터 유닛(10)의 개략도를 보여준다. 상기 필터 유닛(10)은 축방향 상단부 벽(상단부 벽)(14), 대향하는 축방향 하단부 벽(하단부 벽)(16), 및 주변 입자 포집 벽(peripheral particle collection wall)(포집 벽)(18)에 의해 형성된 원통형 챔버(12)를 포함한다. 상기 상단부 벽과 하단부 벽은 포집 벽(18)에 의해 이격되고 연결된다. 상기 필터 유닛(10)은 입자성 물질 함유 액체를 챔버(12) 내부로 전달하기 위한 유입 개구(inlet opening)(23)를 포함한다. 특히, 유입구(inlet)는 상단부 벽(14)을 관통하여 챔버(12) 내부로 축방향으로 연장된 도관(20)을 포함한다. 상기 유입 개구(23)는 도관(20)의 축방향 개방 단부이다.

상기 유입 개구(23)는 하단부 벽(16)을 향한다. 상기 유입 도관(inlet conduit)(20)은 유입 개구(23)와 하단부 벽(16) 사이의 축방향 간격이 유입 개구(23)와 상단부 벽(14) 사이의 축방향 간격보다 작도록 챔버(12)의 축방향 길이의 80%보다 더 큰 길이를 포함한다.

상기 필터 유닛(10)은 챔버(12)로부터 여과된 액체를 배출하기 위해 상단부 벽(14)에 유출구(outlet)(24)를 포함한다. 이 실시예에서, 상기 유출구(24)는 유입 도관(20)을 둘러싸는 환형 개구이다.

상기 챔버(12)는 이 실시예에서 챔버(12)의 길이방향 중심축인 회전축(30)을 중심으로 회전 가능하다. 상기 유입 도관(20)의 길이방향 중심축과 환형 유출구(24)의 축방향 중심은 상기 회전축(30)과 동축이다. 상기 필터 유닛(10)은 회전축(30)을 중심으로 챔버(12)를 회전시키기 위한 모터(34)를 포함한다.

화살표(22)로 표시된 바와 같이, 유입구(23)로부터 유출구(24)로의 액체의 흐름 경로는 유입구(23)로부터 포집 벽(18)까지의 반경방향 성분과 포집 벽(18)을 따른 축방향 상향 성분을 포함한다. 하단부 벽(16)을 향하는 상기 유입구(23)는 하단부 벽(16)에 직접 인접하고 평행한 흐름 경로의 반경방향 성분을 초래한다. 특히, 하단부 벽(16)의 내측 표면(25)은 액체를 유입구(23)로부터 포집 벽(18)으로 안내하는 솔리드(solid) 안내 표면을 형성한다.

도 3을 참조하면, 이는 플랜지(50), 특히 하부 플랜지를 포함하는 필터 유닛(10)의 실시예를 보여준다. 상기 플랜지(50)는 상기 도관의 축방향 개방 단부(23)로부터 반경방향 외측으로 연장된다. 상기 플랜지(50)의 외측 가장자리와 포집 벽(18) 사이의 반경방향 간격(즉, 횡방향 환형 간격)은 유입 도관(20)의 길이방향 충심축과 플랜지의 외측 가장자리 사이의 반경방향 간격보다 작다(즉, 상기 플랜지의 외측 가장자리는 유입 도관(20)의 길이방향 중심축보다 포집 벽(20)에 더 가깝다). 이는 유리하게는 챔버 내부로 도입된 액체의 대부분이 더 높은 원심력을 받게 되는 챔버(12)의 포집 벽(18)을 향해 반경방향 외측으로 전향되는 것을 보장한다. 따라서, 포집 벽(18)을 따른 액체의 축방향 성분은 포집 벽(18)에 더 가깝고 바람직하게는 직접 인접한다(즉, 흐름 경로의 축방향 성분은 챔버(12)의 외측 가장자리에 직접 인접한다). 이 실시예에서, 상기 플랜지(50)의 하부 표면(52)은 안내 표면을 형성한다. 상기 하단부 벽(16)의 내측 표면(25)과 플랜지(50)의 하부 표면(52)은 둘 다 액체를 유입구(23)로부터 포집 벽(18)으로 안내하기 위한 솔리드 안내 표면들을 제공한다.

도 3의 실시예에서, 유출구는 회전축(30)에 중심을 둔 환형 개구(24)이다. 회전축(30)으로부터 환형 개구(24)까지의 반경방향 간격은 환형 개구(24)로부터 포집 벽(18)까지의 반경방향 간격보다 작다(즉, 환형 개구(24)는 포집 벽(18)보다 회전축(30)에 더 가깝다).

도 3의 필터 유닛(10)은 솔리드 코어(solid core)(54)(필터 유닛의 다른 부분들을 가리지 않도록 윤곽으로 보여짐)를 포함한다. 상기 솔리드 코어(54)는 유입 도관(20)을 둘러싸서 챔버의 중심 영역을 차단한다. 상기 솔리드 코어(54)는 액체가 더 높은 원심력을 받게 되는 포집 벽(18) 쪽으로 액체를 전향시킨다. 상기 솔리드 코어(54)는 챔버의 횡방향 폭의 50%를 가로질러 반경방향으로 연장된다. 상기 솔리드 코어(54)는 플랜지(50)로부터 상단부 벽(14) 가까이까지 축방향으로 연장된다.

도 2는 필터 유닛(10)의 실시예들에 제공될 수 있는 유출구들의 유형들을 도시한다. 상술한 바와 같이, 상기 유출구는 유입 도관(20)을 둘러싸는 환형 개구(24)일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 상기 유출구는 유입 도관(20)으로부터 반경방향으로 이격된 개구(46)를 포함할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 환형 개구는 액체가 오직 개구(46)를 통해서만 빠져나가도록 필요한 경우 회전 씨일(rotary seal)(42)에 의해 밀봉될 수 있다.

도 4를 참조하면, 필터 유닛(10)의 이 실시예는 플랜지(50)와 하단부 벽(16) 사이에 유입 도관(20)의 개방 단부(23)의 바로 하류에 유입 임펠러(inlet impeller)(60)를 포함한다. 상기 유입 임펠러(60) 중심축은 회전축(30)과 동축이다. 상기 유입 임펠러(60)의 베인들(vanes)(62)은 유입 임펠러(60)가 챔버의 길이방향 중심축에 수직으로 회전 가능하도록 챔버를 가로질러 횡방향으로/반경방향으로 놓인다. 상기 유입 임펠러(60)는 챔버(12)로 들어가는 액체의 유량을 증가시키고 챔버(12) 내부로 액체를 흡입하도록 구성된다.

상기 필터 유닛(10)은 또한 유출구(24)의 바로 하류에 배출 임펠러(outlet impeller)(66)를 포함한다. 상기 유입 임펠러(60)와 유사하게, 상기 배출 임펠러(66)의 중심축은 회전축(30)과 동축이며 챔버의 길이방향 중심축에 수직으로 회전 가능하다. 상기 배출 임펠러(66)는 챔버(12)를 통한 액체의 유량 및 챔버(12)를 빠져나가는 액체의 유량을 증가시키도록 구성된다.

도 4의 필터 유닛(10)은 또한 포집 벽(18)의 외측면(72)에 위치한 외측 임펠러(68)를 포함한다. 상기 외측 임펠러(68)의 베인들(70)은 포집 벽(18)의 외측면(72)으로부터 반경방향 외측으로 연장되며 챔버(12)의 축방향 길이를 따라서 연장된다. 상기 외측 임펠러(68)는 유리하게는 필터 유닛(10)이 펌프로서 작용할 수 있게 한다.

도 5 내지 8은 필터 유닛(10)과 함께 포함될 수 있는 다양한 배플(baffle) 배열들을 보여준다. 먼저, 도 5를 참조하면, 챔버(12)는 일련의 교번하는 외향 연장 배플들(outward extending baffles)(80a)과 내향 연장 배플들(80b)을 포함한다. 상기 외향 연장 배플들(80a)은 유입 도관(20)으로부터 반경방향 외측으로 포집 벽(18) 가까이까지 연장되고 유입 도관의 전체 원주 둘레로 연장된다. 상기 내향 연장 배플들(80b)은 포집 벽(18)으로부터 반경방향 내측으로 유입 도관(20) 가까이까지 연장되고 포집 벽(18)의 전체 원주 둘레로 연장된다. 상기 배플들은 화살표(82)로 표시된 바와 같이 배플들 주위의 액체의 흐름을 전향시키도록 구성된다. 이는 유리하게는 액체가 유입구(23)로부터 유출구(24)로 이동할 때 액체의 흐름 경로를 증가시키고, 이에 의해 필터 유닛의 체류 시간(dwell time)을 증가시킨다.

도 7은 챔버(12)가 복수의 축방향으로 연장된 리브들(ribs)(100)를 포함하는 필터 유닛(10)을 보여준다. 상기 리브들(100)은 포집 벽(18)으로부터 반경방향으로 유입 도관(20) 가까이까지 연장된다. 상기 리브들은 챔버(12)의 원주 둘레에 방사상으로 균등하게 이격되며 챔버(12)의 전체 길이방향 길이에 걸쳐 축방향으로 연장된다. 리브들을 포함하는 것은 필터 유닛의 여과 효율을 증가시킨다.

도 6은 챔버(12)가 유입 도관(20) 둘레에 반경방향으로 연장된 나선형 배플(90)을 포함하는 필터 유닛(10)을 보여준다. 상기 나선형 배플(90)의 베인(92)은 유입 도관(20)으로부터 포집 벽(18)까지 반경방향으로 연장된다. 사용 시, 이는 액체가 유입 도관(20) 둘레에서 나선형으로 이동하도록 강제한다. 이 실시예에서, 유입 도관(20)은 입자성 물질 함유 액체를 전달하기 위해 도관의 벽 내에 개구(23)를 포함한다.

도 8은 일련의 리브들(110)을 포함하는 챔버(12)를 가진 필터 유닛(10)을 보여준다. 상기 리브들(110)은 포집 벽(18)으로부터 반경방향 내측으로 연장되며 하단부 벽(16)과 일체형이다. 따라서, 상기 리브들(110)은 챔버(12)와 동일한 회전 속도로 회전 가능하다.

상기 리브들(110)는 챔버(12)의 중심축(112)으로부터 반경방향으로 이격된다. 상기 유입구의 하류 영역(114)에는 리브들(110)이 없어서 전달된 액체가 챔버(12)에 들어갈 수 있다. 상기 리브들(110)의 내측 상부 코너들(116)은 찌꺼기가 리브들 상에 모여서 유입구를 막는 것을 방지하기 위해 모따기되거나 둥글다. 이는 유리하게는 챔버 내부로의 액체의 원활한 흐름을 촉진시킨다. 이 실시예에서, 플랜지(50)와 유입 도관(20)은 챔버 직경의 30% 이하를 가로질러 반경방향으로 연장된다.

상기 리브들(110)은 챔버(12)의 축방향 길이의 1/4을 따라서 축방향으로 연장되며 챔버(12)의 길이방향 중심축(112)을 중심으로 방사상으로 균일하게 분포된다. 상기 리브들(110)은 회전축(30)을 중심으로 회전 가능하며, 사용 시, 챔버 내부의 액체를 회전시키도록 구성된다.

상기 리브들은 챔버와 동일한 회전 속도로 회전 가능하다. 따라서, 상기 리브들은 유리하게는 액체가 챔버와 동일한 회전 속도로 회전하도록 강제할 수 있다. 상기 리브들이 없으면, 액체는 회전하는 챔버보다 느린 회전 속도로 회전하며, 이는 감소된 여과 효율을 초래할 수 있다. 상기 리브들을 포함하는 것은 챔버 내의 액체가 회전하는 챔버와 동일한 회전 속도로 회전하도록 보장한다. 이는 여과 효율을 높일 수 있으며, 높은 여과 효율을 달성하면서 높은 유량(예를 들어, 15-20리터/분)으로 필터 유닛을 작동시킬 수 있게 한다.

이 실시예에서, 유입 도관의 중심축으로부터 하부 플랜지의 반경방향 외측 가장자리까지의 거리는 리브들과 간섭되지 않도록 챔버의 반경의 40%이다(즉, 유입 도관/하부 플랜지는 챔버 직경의 대략 40%를 점유한다).

도 9는 일련의 리브들(110)(상술한 바와 같음)과, 상단부 벽(14) 쪽에 상부 플랜지(50a)를 가지는 필터 유닛(10)을 보여준다. 상단부 벽(14)과 상부 플랜지(50a) 사이의 축방향 간격은 챔버(12)의 축방향 길이의 10%보다 작다. 이는 상기 플랜지가 리브들(110)과 간섭되는 것을 방지한다.

이제, 도 10을 참조하면, 테이퍼진 포집 벽(18)을 가지는 필터 유닛(10)을 보여준다(즉, 챔버는 원뿔대 형상이다). 이 실시예에서, 상기 포집 벽(18)은 상단부 벽(14)으로부터 하단부 벽(16)까지 외측으로 테이퍼진다. 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이, 이는 유리하게는 입자성 물질(36)이 챔버(12)의 가장 넓은 부분에 농축되도록 조장할 수 있다.

도 11은 상단부 벽(14)에 유입 도관(20) 둘레에 환형 베어링 및 씨일(seal)(120)을 포함하는 필터 유닛(10)을 보여준다.

도 12와 13은 필터 유닛(10)의 2개의 대체 가능한 구성들을 보여준다. 먼저, 도 12를 참조하면, 상단부 벽(14)에 유입 개구(23')를 가지고 하단부 벽(16)에 한 쌍의 유출 개구들(24')을 가지는 필터 유닛(10)이 도시된다. 화살표(150)로 표시된 액체의 흐름 경로는 유입구(23')로부터 포집 벽(18)으로의 반경방향 성분과 포집 벽(18)을 따른 축방향 하향 성분을 포함한다. 도 12의 실시예는 또한 유입 임펠러(60)와 상부 플랜지(50a)를 포함한다. 상기 유입 임펠러(60)의 베인들(62)은 상부 플랜지(50a)를 상단부 벽(14)에 연결한다. 상단부 벽(14)의 내측 표면(152)과 상부 플랜지(50a)의 상부 표면(154)은 유입구(23')로부터 포집 벽(18)으로 액체를 안내하는 솔리드 안내 표면들을 제공한다.

도 13은 상단부 벽(14)에 유입 개구(23')를 가지고 와류 탐지기(vortex finder)(156) 형태의 유출구를 가지는 필터 유닛(10)을 보여준다. 상기 와류 탐지기(156)는 챔버로부터 액체를 배출하기 위한 유출 개구(158)를 가지는 도관(157)을 포함한다. 상기 와류 탐지기(156)는 상단부 벽(14)을 통해 챔버(12) 밖으로 연장된다.

도 14와 15는 챔버를 탈수시키기 위한 필터 유닛(10', 10'')의 2개의 실시예들을 보여준다. 먼저, 도 14를 참조하면, 챔버 내의 배수구들에 대한 2개의 예시적인 위치들이 도시된다.

상기 필터 유닛은 상단부 벽에 유출구들(24)을 포함하며, 포집 벽에 배수구(102)를 포함하거나 상단부 벽에 배수구(104)을 포함할 수 있다. 각각의 배수구(102, 104)는 원심 밸브(101, 103)를 포함한다. 상단부 벽의 배수구(104)는 챔버의 길이방향 중심축(112)으로부터 축방향으로 이격된다. 챔버(112)의 길이방향 중심축과 배수구(104) 사이의 축방향 간격은 배수구(104)와 포집 벽 사이의 축방향 간격보다 더 크다. 상기 필터 유닛은 포집 벽의 내측면(107) 상에 메쉬 라이닝(mesh lining)(106)을 포함한다.

도 15는 상단부 벽을 통해 연장되는 'L' 형상의 유출 도관(outlet conduit)(108)을 포함하는 필터 유닛(10'')의 상면도와 단면도를 도시한다. 상기 'L' 형상의 유출 도관은 유출 개구가 반경방향 안쪽을 가리키는 제1 사용 위치(도면의 좌측에 도시됨)와 파이프가 90도 회전된 제2 탈수 위치(도면의 우측에 도시됨) 사이에서 축방향으로 회전 가능하다. 상기 필터 유닛은 제1 사용 위치와 제2 탈수 위치 사이에서 'L' 형상의 유출 도관을 회전시키기 위한 기계적 연결 장치(미도시)를 포함한다.

이제, 도 16 내지 도 20을 참조하면, 포집된 입자성 물질을 챔버 밖으로 배출할 수 있는 필터 유닛(400'')의 실시예들이 도시된다. 먼저, 도 20을 참조하면, 필터 유닛(10) 포집 벽(18)에, 특히 포집 벽(18)의 바닥 쪽에 입자 배출구(particle dispensing opening)(300)를 포함하는 챔버(12)를 보여준다. 상기 입자 배출구(300)는 입자성 물질을 챔버(12) 밖으로 배출하기 위해 개방 가능하다. 상기 챔버(12)는 위에서 설명된 것과 유사한 유입 도관(20) 둘레에 나선형 배플(90)을 포함한다. 이 실시예에서, 상기 나선형 배플(90)의 베인들 중 하나, 특히 최하단 베인(94)은 챔버(12)의 원주 둘레 둘레로 연장되는 측벽(97)을 포함한다. 상기 측벽(97)은 입자 배출구(300)와 정렬 가능한 개구(미도시)를 포함한다. 상기 나선형 배플(90)은, 측벽 개구가 입자 배출구(300)와 정렬될 수 있고 입자성 물질이 개방된 입자 배출구(300)를 통해 챔버로부터 배출되도록, 회전축(30)을 중심으로 회전 가능하다. 상기 나선형 배플(90)은 유리하게는, 나선형 배플(90)의 회전이 포집 벽(18) 상에 포집된 입자성 물질을 입자 배출구(300)를 향해 아래쪽으로 밀어내도록, 아르키메데스식 스크루 형상이다.

도 18과 19는 챔버가 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소로 형성된 필터 유닛(400')의 실시예를 보여준다. 이 실시예에서, 상기 상부 케이싱 요소는 상부 케이싱 절반부(192)이고 하부 케이싱 요소는 하부 케이싱 절반부(194)이다. 상기 상부 케이싱 절반부(192)와 하부 케이싱 절반부(194)는 폐쇄 위치(도 18에 도시됨)와 개방 위치(도 19에 도시됨) 사이에서 이동 가능하다. 폐쇄 위치에서, 상부 케이싱 절반부(192)와 하부 케이싱 절반부(194)는 폐쇄된 챔버를 형성하기 위해 주변 조인트(196)에서 함께 결합된다. 상기 주변 조인트(196)는 유밀 씨일(seal)을 형성한다. 개방 위치에서, 상부 케이싱 절반부(192)와 하부 케이싱 절반부(194)는 주변 조인트에서 분리되어 케이싱 절반부들 사이에 환형 입자 배출구(200)를 형성한다. 상부 케이싱 절반부(192)와 하부 케이싱 절반부(194)의 주변 포집 벽들(198, 199)은, 챔버(12)의 가장 넓은 부분이 주변 조인트(196)에 있도록, 주변 조인트(196)를 향해 외측으로 테이퍼진다. 이는 유리하게는, 상부 케이싱 절반부(192)와 하부 케이싱 절반부(194)가 개방 위치로 이동할 때 입자성 물질이 환형 입자 배출구(200)로부터 쉽게 추출될 수 있도록, 입자성 물질이 주변 조인트(196)에 농축될 수 있도록 한다.

이 실시예에서, 유입 도관은 모터(34)의 구동 샤프트(174)를 형성하고 유입 도관의 외측 표면은 나사산(176)을 포함한다. 상기 유입 도관(174)은 유입 도관(174)이 리드 스크류로서 작용할 수 있도록 모터(34)에 의해 회전 가능하다.

상부 케이싱 절반부(192)와 하부 케이싱 절반부(194)는 유입 도관(174)을 수용하기 위한 길이방향 슬롯/보어(191, 193)를 각각 포함하는 각각의 케이싱 절반부에 의해 유입 도관(174)에 장착되고 횡방향/반경방향으로 구속된다. 따라서, 상부 및 하부 케이싱 절반부들이 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동할 때, 케이싱 절반부들은 유입 도관과 그리고 서로 축 방향으로 정렬된 상태로 유지된다(즉, 이들의 중심축들이 일치된 상태로 유지된다).

하부 케이싱 절반부(194)의 축방향 슬롯/보어(193)의 내측 표면은 유입 도관(174) 상의 나사산(176)에 연결되는 나사산을 포함한다. 따라서, 하부 케이싱 절반부(194)는 나사산(196)에 의해 축방향으로 구동 가능하다. 상부 케이싱 절반부(192)의 축방향 슬롯(191)의 내측 표면은 상측 케이싱 절반부(192)가 유입 도관(174)을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있도록 매끄럽다. 상부 케이싱 절반부(192)는 유입 도관(174)의 벽 내의 홈(195) 내부에 끼워질 수 있는(유지되는 또는 구속되는) 축방향 슬롯(191)에 의해 유입 도관에 축방향으로 구속된다.

도 16과 17은 챔버가 주변 조인트(164)에서 결합되는 상부 케이싱 요소(160)와 하부 케이싱 요소(162)로 형성되는 필터 유닛(400)의 실시예를 보여준다. 실제로, 상부 케이싱 요소(160)는 챔버의 뚜껑을 형성하고 하부 케이싱 요소(162)는 챔버의 베이스를 형성한다. 상부 케이싱 요소(160)는 상단부 벽(14)을 포함하고 유출구는 상부 케이싱 요소(160) 내의 개구(168)를 포함한다. 상기 유출구(168)는 외측으로(즉, 상단부 벽(14)의 내측 표면(161)으로부터 상단부 벽(14)의 외측 표면(163)으로) 테이퍼져 있다. 외측으로 테이퍼진 유출구는 유리하게는 배출되는 액체가 챔버(12)를 빠져나갈 때 평면(180)을 따라서 위쪽 및 외측으로 이동하도록 조장한다.

도 16과 17의 필터 유닛은 스크레이핑 플레이트(scraping plate)(170)를 포함한다. 상기 스크레이핑 플레이트(170)는 챔버(12)의 전체 폭을 반경방향으로 가로질러 연장되며 날카로운 상향 경사 에지(172)를 포함한다. 스크레이핑 플레이트(170)는 하부 잠금 위치(도 6에 도시됨)와 상부 결합 위치(도 17에 도시됨) 사이에서 유입 도관(174) 위아래로 축방향으로 이동할 수 있다.

스크레이핑 디스크는 유입 도관(174)에 장착되며, 스크레이핑 플레이트(170)를 유입 도관(174)에 횡방향으로/반경방향으로 구속하기 위해 유입 도관(174)을 수용하기 위한 축방향 슬롯/보어(177)를 포함한다. 상기 축방향 슬롯(177)의 내측 표면은 유입 도관(174)의 나사산(176)에 연결되는 나사산을 포함하며, 즉 스크레이핑 플레이트(170)가 나사산(176)의 회전에 의해 유입 도관(174) 위아래로 축방향으로 구동될 수 있도록 스크레이핑 플레이트(170)는 유입 도관(174)의 나사산(176)에 연결된다. 스크레이핑 플레이트(170)는 하부 잠금 위치에 있을 때 하부 케이싱 요소(162)에 잠길 수 있다.

이 실시예에서, 상부 케이싱 요소(160)는 나선형 스프링(178)에 의해 폐쇄 위치를 향해 편향된다(즉, 상부 케이싱 요소(160)는 하부 케이싱 요소(162)를 향해 편향된다). 상기 스프링(178)은 상부 케이싱 요소(160) 위에 축방향으로 위치되고 유입 도관을 둘러싸고 있다.

이 실시예에서, 상부 케이싱 요소(160)와 하부 케이싱 요소(162)는 유입 도관을 중심으로 자유롭게 회전 가능하다.

도 21은 입자 배출구(510)가 하단부 벽에 있는 필터 유닛(500)의 추가 실시예를 보여준다. 상기 필터 유닛(500)은, 하단부 벽(16)과 유입구(23) 사이에 위치하며 액체를 유입구로부터 포집 벽으로 반경방향으로 안내하도록 구성된 안내 플레이트(520)를 포함한다. 상기 안내 플레이트는, 챔버가 회전함에 따라 챔버와 동일한 방향 및 동일한 속도로 안내 플레이트가 회전하도록 하단부 벽(16)에 연결된다. 상기 필터 유닛(500)은 테이퍼진 상단부 벽(14)과 하단부 벽(16)을 포함한다. 상기 필터 유닛(500)은 유입 도관을 둘러싸는 상단부 벽(14) 내의 환형 유출 개구(524)와 유입 도관의 양측에 상단부 벽(14) 내의 일련의 유출 개구들(525)을 포함한다. 상기 일련의 개구들(525)은 챔버의 상단부 벽(14) 내에 동심으로 배열된다.

상기 필터 유닛(500)은 또한 전술한 바와 같이 일련의 리브들(110)과 상부 플랜지(50a)를 포함한다. 상기 리브들(110)은 안내 플레이트(520)의 부분을 형성하여(예를 들어, 안내 플레이트와 일체로 형성되거나 안내 플레이트에 부착됨), 안내 플레이트가 (챔버와 함께) 회전할 때, 리브들은 안내 플레이트(및 챔버)와 동일한 방향 및 동일한 회전 속도로 회전한다. 안내 플레이트(520)는 한 쌍의 기계적 아암들에 의해 하단부 벽에 연결된다. 상기 기계적 아암들 안내 플레이트를 축방향 위쪽으로 이동시켜 하단부 벽(16)과 안내 플레이트(520) 사이에 공간을 생성하고 이에 의해 입자 배출구(510)를 개방시키도록 구성된다. 기계적 아암들은 입자 배출구(510)를 폐쇄하기 위해 안내 플레이트를 축방향으로 아래쪽으로 이동시키도록 구성된다.

도 22는 안내 플레이트가 리브들에서 하단부 벽에 장착되고 챔버 내부에서 축방향으로 이동할 수 없다는 점을 제외하고는 도 21에 도시된 것과 유사한 필터 유닛(500)의 실시예를 보여준다. 입자 배출구(510)는 챔버에 대해 영구적으로 개방되며, 즉, 안내 플레이트는 하단부 벽(16)에 대해 밀봉하지 않지만 리브들은 입자 배출구(510)에 대한 접근을 제공하는 채널들을 형성한다. (하단부 벽 내의) 입자 배출구(510)는 (상단부 벽 내의) 환형 유출 개구(524)보다 작은 직경을 가진다. 유입 도관은 하부 플랜지(50)와 상부 플랜지(50a)를 가진다. 둘 다 각각의 벤트(vent)(550)를 포함하며, 이 벤트들은 플랜지들을 관통하여 연장되는 개구 또는 채널을 포함하고 플랜지들의 양측면에서 공기 압력(및 그에 따른 수위)의 균형을 허용한다.

이전 실시예들에서 도시된 상부 또는 하부 플랜지들(50a, 50) 중 임의의 플랜지는 이러한 벤트를 가질 수 있다.

도 23은 입자 배출구(510)와 유체 연통되는 2차(하부) 챔버(560)를 더 포함하는 도 22의 필터 유닛(500)을 도시한다. 상기 2차 챔버(560)는 (1차) 챔버(12)와 일체로 형성된다.

상기 2차 챔버(560)는 입자 배출구와 유체 연통되는 개구를 가지는 축방향 상단부 벽(14a)을 가진다. 상기 2차 챔버(560)의 축방향 상단부 벽(14a)은 2차 유출구, 예를 들어, 2차 챔버(560)의 축방향 상단부 벽(14a)에 링으로 배열된 일련의 유출 개구들(525a)을 가질 수 있다. 상기 2차 유출 개구(들)(525a)은 (1차) 챔버(12)의 축방향 상단부 벽(14) 내의 유출구(들)(524, 525)의 반경방향 외측에 있다. 상기 2차 챔버(560)는 2차 (하부) 입자 배출구(510a)를 가지는 축방향 하단부 벽(16a)을 가질 수 있다. 2차 챔버(560)는 2차 챔버(560)의 축방향 상단부 및 하단부 벽들(14a, 16a) 사이에서 연장되는 주변 포집 벽(18a)을 가질 수 있다.

상기 2차 (하부) 챔버(560) 내에 상기 1차 챔버(12)의 입자 배출구(510)와 마주보는 수집 개구(collection opening)(563)를 가진 수용 리세스(562)를 가지는 수집 컵(collection cup)(561)이 제공될 수 있다. (1차) 챔버(12) 내의 안내 플레이트(520)가 장착된 축방향 장착부/로터(rotor)(564)에 상기 수집 컵(561)이 장착된다. 상기 수집 컵(561)은 수집 개구(563)가 수집 컵(561)의 베이스보다 넓도록 테이퍼진 벽(565)을 가진다. 사용 시, 상기 필터 유닛(10, 400, 500)은 사용 구성에서 작동되도록 구성된다. 입자성 물질 함유 액체는 유입구(23)를 통해 챔버(12) 내부로 도입되고 필터 유닛(10, 400, 500)은 액체에 회전 운동을 부여하기 위해 회전축(30)을 중심으로 챔버(12)를 회전시키도록 작동된다. 특히, 모터(34)는 챔버(12)를 제1 속도로 회전시키도록 작동된다. 챔버를 제1 속도로 회전시키면 챔버 내의 액체는 와류를 생성한다. 따라서, 챔버(12) 내의 액체는 유입구(23)로부터 포집 벽(18)으로 반경방향으로 이동하고 그 다음에 유출구(들)(24, 524, 525)를 통해 챔버(12) 밖으로 배출되기 전에 포집 벽(18)을 따라서 축방향으로 이동한다.

유입구가 유출구 아래에 있는 실시예들에서(예를 들어, 유입구가 하단부 벽 쪽에 있거나 또는 유입구가 상단부 벽에 있고 유출구가 와류 탐지기인 경우), 액체 와류는 물이 유출구를 향해 축방향 위쪽으로 이동하도록 허용한다.

상기 챔버를 제1 속도로 회전시키면, 액체에 작용하는 중력보다 수십 배 더 큰 원심력이 회전하는 액체에 생성된다. 전술한 실시예들에서, 상기 챔버(12)는 4000rpm의 제1 속도로 회전되고, 이는 주변부의 액체 내에 최대 15000ms^-2의 원심력을 생성한다. 액체 내의 원심력은 액체 내부의 입자성 물질을 회전축으로부터 멀어지도록 그리고 포집 벽(18)을 향하도록 강제하며, 이는 입자성 물질의 층이 포집 벽(18)에 접하여 형성되도록 한다.

몇몇 실시예들에서, 유입 도관(20)과 하부 플랜지(50)는 챔버(12)와 동일한 방향 및 동일한 회전 속도로 회전된다.

하부 플랜지(50) 및/또는 솔리드 코어(54)를 포함하는 실시예에서, 챔버 내의 액체는 포집 벽을 향해 반경방향 외측으로 전향된다. 전향된 액체는 더 높은 원심력을 받는 챔버의 외측 가장자리 가까이에서 축 방향으로 흐른다.

리브들(110)을 포함하는 실시예들에서, 리브들(110)는 챔버(12)와 동일한 회전 속도로 회전한다. 리브들은 챔버 내부의 액체를 챔버와 동일한 회전 속도로 회전시킨다. 이는 여전히 높은 여과 효율을 달성하면서 더 높은 유량으로 필터 유닛을 작동시키는 것을 가능하게 할 수 있다.

이용 가능한 액체가 필터 유닛(10)을 통과한 때(또는 이용 가능한 모든 액체가 여과된 때), 액체는 더 이상 챔버 내부로 유입되지 않고 챔버 내에 남아 있는 액체는 유출구로부터 배출된다.

도 21, 22 및 23을 참조하면, 챔버는 제1 속도로 회전하도록 구성되고 입자성 물질 함유 액체는 챔버(12) 내부로 도입된다. 입자성 물질은 포집 벽에 포집되고 여과된 액체는 환형 유출 개구(524)로부터 배출된다. 이용 가능한 액체가 필터 유닛(500)을 통과한 때, 액체는 더 이상 챔버 내부로 도입되지 않는다. 챔버(12) 내의 임의의 잔류 액체는 유출구들(525)로부터 배출된다. 잔류 액체가 챔버로부터 배출된 때, 챔버는 회전을 멈출 수 있다. 이 실시예에서, 챔버는 유리하게는 액체로부터 입자성 물질을 포집하고 챔버를 제1 속도로 회전시킴으로써 챔버로부터 임의의 잔류 액체를 방출시킬 수 있다. 챔버가 회전을 멈춤에 따라, 포집 벽에 대해 포집된 입자성 물질은 입자 배출구(510) 밖으로 (중력에 의해) 떨어질 수 있다.

도 21에서, 안내 플레이트(520)는 하단부 벽과 안내 플레이트 사이에 추가 공간을 생성하기 위해 축방향 위쪽으로 이동 가능하며, 이는 입자 배출구(510)를 개방시키고 입자성 물질이 하단부 벽의 입자 배출구(510) 밖으로 떨어지는 것을 허용한다. 안내 플레이트는 입자 배출구를 폐쇄하기 위해 축방향 아래쪽으로 이동 가능하다.

도 22와 23에서, 안내 플레이트(520)는 하부 단부 벽(16)에 대해 밀봉되지 않으며, 입자 배출구(510)는 예를 들어 제1 속도로 회전하는 작동 중에 개방 상태로 유지된다. 여과 중에, 필터 내부의 액체는 (더 작은 직경의) 입자 배출구 외부가 아니라 유출구들(524, 525)을 향해 위쪽으로 이동한다. 이는 환형 유출 개구(524)의 직경에 의해 정의되는 내경을 가지는 액체의 환상형 벽(toroidal wall)을 생성하는 원심력의 결과이다. 챔버가 회전을 멈춘 때에만, 포집 벽(18)에 포집된 입자성 물질이 입자 배출구(510)를 통해 (중력에 의해) 챔버 밖으로 떨어진다. 챔버를 제1 속도로 회전시킬 때 챔버 내의 잔류 액체가 챔버에서 배출되지 않는 경우, 필터 유닛은 챔버로부터 잔류 액체를 배수하기 위해 탈수 구성으로 작동되도록 구성된다.

도 23에서, 입자성 물질을 함유하는 페이스트 또는 농축된 액체는 (1차) 챔버(12)의 입자 배출구(510)로부터 2차 챔버(560) 내부로 (중력 하에서) 배출되며, 여기에서 수집 컵(561) 내에 수집된다.

필터 유닛(500)의 회전이 재개된 때, 농축된 액체/페이스트는 원심력 하에서 수집 컵(561)의 베이스로부터 테이퍼진 벽(565) 위로 이동하고 컵으로부터 2차 챔버(560)의 주변 벽(18a)으로 분출된다. 농축물/페이스트 내부의 임의의 액체는 축방향 상단부 벽(14a) 내의 유출구(들)(525a)로부터 배출되어 농축물/페이스트는 더 농축된다. 2차 챔버(560)의 주변 벽(18a)에 포집된 입자성 물질은 회전이 정지된 때 중력에 의해 하부 입자 배출구(510a)를 통해 필터 유닛(500)으로부터 배출된다.

도 14를 참조하면, 모터는 챔버(12)를 제2 회전 속도로 회전시키도록 작동되며, 제2 회전 속도는 제1 회전 속도보다 빠르다. 제2 속도는 제1 속도보다 20% 더 높다. 챔버(12)를 제2 회전 속도로 회전시키면 배수구들 내의 원심 밸브들이 개방되어 챔버(12)에 남아 있는 잔류 액체가 배수구들로부터 배수될 수 있다. 포집 벽 내에 배수구들을 포함하는 필터 유닛의 실시예들에서, 모든 잔류 액체는 챔버로부터 배수된다. 따라서, 제2 회전 속도로 챔버(12)를 회전시키는 것은 또한 포집 벽(18)에 포집된 입자성 물질의 층을 건조시킨다. 입자성 물질을 건조시키는 것은 유리하게는 챔버(12)로부터 입자성 물질의 제거를 용이하게 한다. 상단부 벽에 배수구들을 포함하는 필터 유닛의 실시예들에서, 액체는 사용 액위(liquid level)로부터 탈수 액위까지 배수된다. 배수구와 포집 벽 사이의 축방향 간격의 영역 내의 액체는 배수되지 않고 입자성 물질을 함유한 페이스트/농축된 액체가 남는다. 입자성 물질을 배수시켜 페이스트로 만드는 것은 특정 상황에서 유리할 수 있다. 페이스트/농축된 액체를 (예를 들어, 증발에 의해) 고체로 건조시키면 취급이 더 쉬워지고 따라서 챔버로부터 입자성 물질의 제거가 용이하게 된다.

도 20을 참조하면, 액체 내의 입자성 물질이 포집된 때, 필터 유닛은 탈수되고 포집 벽에 대해 포집된 입자성 물질의 층은 전술한 바와 같이 건조된다.

그 다음, 필터 유닛(400)은 더 회전되고 나선형 배플(90)은 챔버에 대해 회전된다. 챔버를 주어진 속도(예를 들어, 500 내지 3000rpm)로 회전시키고 나선형 배플을 챔버(12)보다 30-60rpm 만큼 빠르거나 느리게 회전시키면, 나선형 배플(90)은 챔버(12)에 대해 회전하게 되고 결국 측벽 개구가 입자 배출구(300)와 정렬될 것이다. 측벽 개구가 입자 배출구(300)와 정렬된 때(즉, 입자 배출구(300)가 개방된 때), 챔버는 계속 회전하고 이에 의해 입자성 물질을 챔버(12) 밖으로 반경방향으로 배출한다. 챔버에 대한 나선형 배플(90)의 계속된 회전은 결국 측벽 개구를 입자 배출구(300)와 오정렬시켜 입자 배출구(300)가 폐쇄되도록 한다. 챔버(12)에 대해 나선형 배플(90)을 회전시키는 것은 유리하게는 두 가지 목적을 달성한다: (i) 포집 벽에 포집된 입자성 물질이 입자 배출구(300)를 향해 아래쪽으로 밀리고; (ii) 입자 배출구(300)와 정렬되는 측벽 개구에 의해 입자 배출구(300)가 주기적으로 개방되어 입자성 물질이 챔버 밖으로 배출될 수 있다. 따라서, 충분한 입자성 물질이 포집 벽(18)으로부터 입자 배출구(300)로 밀려진 때 입자 배출구(300)가 개방된다.

도 18과 19를 참조하면, 모터(34)는 상부 케이싱 절반부(192)와 하부 케이싱 절반부(194)가 폐쇄 위치에 있는 상태에서 유입 도관(174)을 제1 방향으로 회전시키도록 작동된다. 유입 도관(174)이 제1 방향으로 회전하면, 하부 케이싱 절반부(194)가 제1 방향으로 회전한다. 상부 케이싱 절반부(192)와 하부 케이싱 절반부(194) 사이의 관성(또는 밀봉 마찰)은 상부 케이싱 절반부(192)가 하부 케이싱 절반부(194)와 동일한 회전 속도로 회전하도록 한다. 챔버(12)는 (위에서 설명한 바와 같이) 제1 속도로 회전되어 액체 내의 입자성 물질이 포집 벽에 대해 포집되도록 한다.

액체 내의 입자성 물질이 포집된 때, 필터 유닛은 탈수되고 포집 벽에 대해 포집된 입자성 물질의 층은 전술한 바와 같이 건조 또는 농축된다.

그 다음, 모터(34)는 유입 도관(174)을 제2 방향으로 회전시키도록 작동된다. 제2 방향으로의 유입 도관(174)의 회전은 나사산(176)을 제2 방향으로 회전시키며, 이는 하부 케이싱 절반부(194)를 유입 도관(174) 아래로 축방향으로 구동시킨다. 이는 하부 케이싱 절반부(194)를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동시킨다. 상부 케이싱 절반부(192)는 유입 도관(174)의 벽 내의 홈(195) 내부에 유지되는 축방향 슬롯(191)으로 인해 유입 도관(174)을 따라 축방향으로 제 위치에 유지된다.

하부 케이싱 절반부(194)가 개방 위치에 있을 때, 챔버의 추가 회전은 상부 케이싱 절반부(192)와 하부 케이싱 절반부(194) 사이의 환형 입자 배출구(200)로부터 반경방향 외측으로 입자성 물질을 배출한다. 입자성 물질이 챔버로부터 배출된 때, 모터(34)는 유입 도관(174)을 제1 방향으로 회전시키도록 작동되어 나사산(176)을 제1 방향으로 회전시킨다. 제1 방향으로의 나사산의 회전은 하부 케이싱 절반부(194)를 유입 도관(174) 위로 축방향으로 구동시킨다. 이는 하부 케이싱 절반부(194)를 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동시키며, 이에 의해 환형 입자 배출구(200)를 폐쇄시킨다. 그 다음, 챔버는 제1 방향으로 계속 회전할 수 있으며, 한 번 더 액체가 도입된 때 포집 벽에 대해 입자성 물질을 포집한다.

도 16과 17을 참조하면, 모터(34)는 스크레이핑 플레이트(170)가 하부 잠금 위치에 있고 상부 및 하부 케이싱 요소들(160, 162)이 폐쇄 위치에 있을 때 유입 도관(174)을 제1 방향으로 회전시키도록 작동된다. 플레이트가 하부 잠금 위치에 있을 때, 제1 방향으로의 유입 도관(174)의 회전이 하부 케이싱 요소(162)를 제1 방향으로 회전시키도록, 플레이트는 하부 케이싱 요소(162)에 잠긴다(또는 바닥이 접한다). 상부 및 하부 케이싱 요소들(160, 162) 사이의 마찰은 상부 케이싱 요소(160)가 하부 케이싱 요소(162)와 동일한 회전 속도로 회전하도록 한다. 챔버는 (전술한 바와 같이) 제1 속도로 회전되어 액체 내의 입자성-물질이 포집 벽에 포집되도록 한다.

그 다음, 모터(34)는 유입 도관(174)을 제2 방향으로 회전시키도록 작동된다. 유입 도관(174)이 제2 방향으로 회전하면 나사산(176)이 제2 방향으로 회전하고, 이는 (챔버 및 내부의 찌꺼기의 관성과 결합하여) 하부 잠금 위치로부터 스크레이핑 플레이트(170)를 잠금 해제시키고 스크레이핑 플레이트(170)를 유입 도관(174)의 축방향 위로 구동시킨다.

제2 방향으로의 유입 도관(174)의 계속된 회전은 스크레이핑 플레이트(170)를 하부 잠금 위치로부터 상부 결합 위치로 구동시킨다. 스크레이핑 플레이트(170)가 유입 도관(174)을 따라서 축방향으로 이동함에 따라, 스크레이핑 플레이트는 포집 벽 상의 입자성 물질을 긁어서 수집한다.

스크레이핑 플레이트(170)가 상부 결합 위치에 도달한 때, 유입 도관(174)이 제2 방향으로 계속 회전하면 스크레이핑 플레이트(170)가 상부 케이싱 요소(160)에 대해 가압되고 상부 케이싱 요소(160)가 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동한다. 스크레이핑 플레이트(170)는 상부 케이싱 요소를 폐쇄 위치 쪽으로 미는 스프링(178)의 편향을 극복하기 위해 상부 케이싱 요소(160)에 대해 충분한 상향력을 인가한다. 상부 케이싱 요소(160)가 개방 위치에 있을 때, 챔버의 추가 회전은 환형 입자 배출구(182)로부터 입자성 물질을 반경방향 외측으로 배출한다. 입자성 물질이 챔버로부터 배출된 때, 모터(34)는 유입 도관(174)을 회전시키도록 작동되고, 따라서 나사산(176)은 제1 방향으로 회전한다. 제1 방향으로의 나사산의 회전은 스크레이핑 플레이트(170)를 유입 도관(174) 아래로 축방향으로 구동시킴으로써 상부 케이싱 요소(160)를 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동시키고 환형 입자 배출구(182)를 폐쇄한다. 상부 케이싱 요소를 폐쇄 위치를 향해 편향시키는 스프링(178)은 스크레이핑 플레이트(170)가 유입 도관 아래로 이동할 때 상부 케이싱 요소가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하는 것을 보장한다. 스크레이핑 플레이트가 하부 잠금 위치로 다시 내려가도록 구동된 때, 스크레이핑 플레이트는 하부 케이싱 요소와 함께 잠긴다. 제1 방향으로의 스크레이핑 플레이트의 계속되는 회전은 하부 케이싱 요소를 제1 방향으로 구동시킨다. 상부 케이싱 요소(160)와 하부 케이싱 요소 사이의 마찰은 상부 케이싱 요소(160)가 하부 케이싱 요소(162)와 동일한 회전 속도로 회전하도록 한다. 따라서, 필터 유닛은 입자성 물질을 포집 벽에 계속 포집할 수 있다.

도 17에 도시된 바와 같이, 입자성 물질은 배출되는 액체의 평면(180)보다 낮은 평면(184)을 따라서 환형 입자 배출구(182)로부터 반경방향 외측으로 배출된다. 따라서, 챔버를 수용하는 외부 하우징(미도시)은 배출된 입자성 물질과 배출된 여과된 액체를 별도의 격실들 또는 배수구들 내에 수집할 수 있다.

전술한 설명, 또는 다음의 청구항들, 또는 첨부 도면들에 개시된 특징들은 개시된 기능을 수행하기 위한 특정한 형태 또는 수단으로 표현되거나, 또는 개시된 결과를 얻기 위한 방법 또는 공정은, 적절하다면, 별도로 또는 이러한 특징들의 조합으로서 사용될 수 있다.

본 개시는 위에서 설명된 예시적인 실시예를 포함하지만, 본 개시가 주어질 때의 당업자에게는 많은 동등한 수정들과 변형들이 명백할 것이다. 따라서, 위에서 제시된 예시적인 실시예들은 보여주기 위한 것이며 한정적이 아닌 것으로 간주되어야 한다. 설명된 실시예들에 대한 다양한 변경들이 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.

임의의 의심의 여지를 없애기 위해, 여기에서 제공된 모든 이론적 설명들은 독자의 이해를 향상시키기 위해 제공된다. 본 발명자들은 이러한 이론적 설명들 중 어떠한 것에 의해서도 구속되기를 원하지 않는다.

여기에서 사용된 모든 섹션 제목은 편성의 목적으로만 사용되며 설명된 주제를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 됩니다.

문맥이 달리 요구하지 않는 한, 뒤따르는 청구항들을 포함하여 본 명세서 전반에 걸쳐, "포함하다"라는 단어와 "포함하는"과 같은 변형은 명시된 정수 또는 단계 또는 정수들 또는 단계들의 그룹을 포함하지만 다른 정수 또는 단계 또는 정수들 또는 단계들의 그룹을 배제하지 않는다는 것을 의미하는 것으로 이해될 것이다.

명세서 및 첨부된 청구항들에 사용된 바와 같이, 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 문맥에서 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수 참조를 포함한다는 점에 유의해야 한다. 범위들은 여기에서 "대략" 하나의 특정 값 및/또는 "대략" 다른 특정 값으로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 다른 실시예는 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 값들이 근사치로 표현될 때, 선행된 "대략"의 사용에 의해, 특정 값은 다른 실시예를 형성함을 이해할 것이다. 수치와 관련된 "대략"이라는 용어는 선택 사항이며 예를 들어 +/- 10%를 의미한다.

Claims

입자성 물질 함유 액체(particulate-laden liquid)로부터 입자성 물질의 분리를 위한 필터 유닛으로서, 상기 필터 유닛은:
축방향 상단부 벽과, 대향하는 축방향 하단부 벽과, 주변 입자 포집 벽(peripheral particle collection wall)에 의해 형성된 챔버로서, 상기 축방향 상단부 및 하단부 벽들은 상기 주변 입자 포집 벽에 의해 이격되며, 상기 챔버는 액체에 회전 운동을 부여하기 위해 회전축을 중심으로 회전 가능한, 챔버;
입자성 물질 함유 액체를 상기 챔버 내부로 전달하기 위한 유입구(inlet);
상기 챔버로부터 여과된 액체를 배출하기 위한, 상기 축방향 상단부 또는 하단부 벽 내의 유출구(outlet); 및
상기 유입구로부터 유출구까지의 흐름 경로;를 포함하며,
상기 흐름 경로는 상기 유입구로부터 상기 주변 입자 포집 벽까지의 반경방향 성분과 상기 입자 포집 벽을 따른 축방향 성분을 포함하는, 필터 유닛.
제1항에 있어서,
상기 필터 유닛은 상기 축방향 단부 벽들 중 하나로부터 대향하는 축방향 단부 벽을 향해 상기 챔버 내부에서 연장되는 유입 도관(inlet conduit)을 포함하며, 상기 유입 도관은 상기 유입구를 형성하는 개구를 포함하는, 필터 유닛.
제2항에 있어서,
상기 유입 도관은 상기 유입구를 형성하는 개구에 근접한 유입 플랜지를 포함하는, 필터 유닛.
제3항에 있어서,
상기 유입 플랜지는 대향하는 축방향 면들 사이에서 연장되는 벤트(vent)를 포함하는, 필터 유닛.
제2항, 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 유출구는 상기 유입 도관을 둘러싸는 환형 개구를 포함하는, 필터 유닛.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 축방향으로 연장된 리브(rib)를 더 포함하며, 상기 축방향으로 연장된 리브들은 주변 벽으로부터 반경방향으로 연장되는, 필터 유닛.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 반경방향 및 원주방향으로 연장된 배플들(baffles)을 더 포함하는, 필터 유닛.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
나선형 배플(helical baffle)을 포함하는, 필터 유닛.
입자성 물질 함유 액체(particulate-laden liquid)로부터 입자성 물질의 분리를 위한 필터 유닛으로서, 상기 필터 유닛은:
축방향 상단부 벽과, 대향하는 축방향 하단부 벽과, 주변 입자 포집 벽(peripheral particle collection wall)에 의해 형성된 챔버로서, 상기 축방향 상단부 및 하단부 벽들은 상기 주변 입자 포집 벽에 의해 이격되며, 상기 챔버는 액체에 회전 운동을 부여하기 위해 회전축을 중심으로 회전 가능한, 챔버;
입자성 물질 함유 액체를 상기 챔버 내부로 전달하기 위한 유입구; 및
상기 챔버로부터 여과된 액체를 배출하기 위한 유출구;를 포함하며,
상기 챔버는 상기 챔버 내부로부터 입자성 물질을 배출하기 위한 입자 배출구를 포함하는, 필터 유닛.
제9항에 있어서,
상기 입자 배출구는 선택적으로 개방 가능한, 필터 유닛.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 챔버는 상기 입자 배출구를 개방하기 위해 제1 방향으로 회전 가능한, 필터 유닛.
제11항에 있어서,
상기 챔버는 유입 도관(inlet conduit) 둘레에 나선형으로 연장된 적어도 하나의 나선형 배플(helical baffle)을 포함하며, 상기 챔버의 나선형 배플들 중 하나는 상기 입자 배출구와 선택적으로 정렬 가능한 개구를 구비한 측벽을 포함하는, 필터 유닛.
제9항, 제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 챔버는 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소로 형성되며, 상기 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소는 상기 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소가 주변 조인트(peripheral joint)에서 결합되는 폐쇄 위치와 상기 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소가 상기 주변 조인트에서 분리되는 개방 위치 사이에서 이동 가능한, 필터 유닛.
제13항에 있어서,
상기 입자 배출구는 상기 상부 케이싱 요소와 하부 케이싱 요소 사이의 주변 조인트에 있는 환형 개구인, 필터 유닛.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 필터 유닛은 상기 포집 벽으로부터 포집된 입자성 물질을 긁어내기 위해 축방향으로 이동 가능한 스크레이핑 플레이트(scraping plate)를 더 포함하는, 필터 유닛.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 필터 유닛은 상기 축방향 하단부 벽과 상기 유입구 사이에 안내 플레이트를 포함하는, 필터 유닛.
제16항에 있어서,
상기 안내 플레이트는 상기 축방향 하단부 벽 내에 제공된 상기 입자 배출구를 차단 해제하도록 축방향으로 이동 가능한, 필터 유닛.
제16항 또는 제17항에 있어서,
상기 입자 배출구는 상기 유출구보다 큰 직경을 가지는, 필터 유닛.
제9항, 제10항 또는 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 입자 배출구는 상기 축방향 하단부 벽 내에 있고 상기 유출구는 상기 축방향 상단부 벽 내에 있는, 필터 유닛.
제19항에 있어서,
상기 입자 배출구와 유체 연통되는 2차 챔버를 더 포함하는, 필터 유닛.
제20항에 있어서,
상기 2차 챔버는 상기 입자 배출구와 유체 연통되는 개구와 2차 유출구를 가진 축방향 상단부 벽, 및 2차 입자 배출구를 가진 축방향 하단부 벽을 가지는, 필터 유닛.
제20항 또는 제21항에 있어서,
상기 2차 챔버는 상기 입자 배출구와 마주보는 수집 개구(collection opening)를 가진 수용 리세스(receiving recess)를 가지는 수집 컵을 포함하는, 필터 유닛.
제16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유입구는 상기 축방향 하단부 벽에 근접한 유입 개구(inlet opening)를 가진 유입 도관을 포함하는, 필터 유닛.
제23항에 있어서,
상기 유입 도관은 상부 및/또는 하부 플랜지를 포함하는, 필터 유닛.
제24항에 있어서,
상기 플랜지 또는 각각의 플랜지는 각개의 벤트(vent)를 포함하는, 필터 유닛.
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 따른 필터 유닛을 포함하는 세탁 장치에서 입자성 물질 함유 액체로부터 입자성 물질을 여과하는 방법으로서, 상기 방법은:
입자성 물질 함유 액체를 상기 유입구를 통해 상기 챔버 내부로 도입하는 단계; 및
액체를 상기 유입구로부터 상기 주변 입자 포집 벽으로 반경방향으로 그리고 상기 주변 입자 포집 벽을 따라서 축방향으로 이동시키도록 구성된 제1 속도로 상기 챔버를 회전축을 중심으로 회전시키는 단계;를 포함하는 방법.
직물 물품들을 세탁하기 위한 세탁 장치로서, 상기 장치는:
하우징으로서, 상기 하우징 내에 드럼이 회전 가능하게 장착되고, 상기 드럼은 상기 드럼으로부터 액체를 배출하도록 구성된 하나 이상의 개구들을 포함하는 측벽들을 포함하는, 하우징;
상기 드럼의 하류에 위치하고 상기 드럼으로부터 배출되는 액체를 수집하도록 구성된 수집기(collector);
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 따른 필터 유닛; 및
상기 수집기와 상기 필터 유닛의 유입구 사이의 유체 경로;를 포함하는, 세탁 장치.