KR101462278B1 - 여과 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동계의 유지보수성의 개선, 부품 갯수의 저감, 조립의 용이화 등을 도모하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 동심형으로 또한 중심이 상하 방향을 따르도록 배치된 원통형 또는 원추형의 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)를 그 중심 둘레를 따라 회전시키고, 내측 여과재(1)와 외측 여과재(2) 사이의 여과 공간(4)에 마련된 나선형의 칸막이(3)는 회전시키지 않으면서, 여과 공간(4)의 하단측으로부터 피처리액을 송입하여 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2) 내부를 통과시킨 여과액을 외부로 배출하며, 이 여과에 의해 형성되는 케이크(cake)를 칸막이(3)를 따라 상승시켜 여과 공간(4)의 상측으로 배출시키도록 구성하고, 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)가 칸막이(3)의 하단보다 하측에서 연결되며, 이 연결 위치보다도 상측에서는 연결되지 않게, 위쪽을 환상으로 개구시키고, 또한 이들 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)를 공통의 구동원(M1)에 의해 일체적으로 회전 구동시키는 여과 장치를 해결수단으로 제시한다.

Description

여과 장치{FILTRATION APPARATUS}

본 발명은 여과 장치에 관한 것이다.

금속으로 제조된 스크린, 망, 다공판 등의 여과재는 천(섬유)으로 제조된 것에 비하여 운전성, 보수성, 내구성 등의 면에서 우수하며, 이것을 이용한 것으로서 스크류 프레스나 회전 가압식 탈수기 등의 가압식 여과 장치가 있다. 이 장치는 역사가 오래되고, 매우 심플한 구조의 것으로서, 저동력·저소음·저비용 등을 특징으로 하며, 고형분 농도가 낮은 난탈수성의 고액 혼합물에 적용했을 경우에도 우수한 탈수 성능을 얻을 수 있기 때문에, 하수 오니(汚泥) 탈수 분야에서도 자주 이용되고 있다(예컨대, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2 참조).

그러나, 원통형의 외측 여과재와 그 내부에 삽입된 스크류를 포함하는 스크류 프레스에서는, 피처리액이 입구측에서 출구측을 향해 저속으로 이송되어 가는 동시에, 스크류의 체결력에 의해 발생하는 압착(壓搾) 압력에 의해 연속적으로 탈수되지만, 여과액은 외측 여과재에 의해서만 압착되어 배출되기 때문에, 외측 여과재의 길이를 단축하는 것이 곤란하며, 설비를 소형화하기 어려웠다.

한편, 회전 가압식 탈수기에 있어서, 탈수 여과의 처리량을 향상시키기 위해서는 디스크의 직경을 크게 하거나 또는 탈수기를 복수로 배치할 필요성이 있어, 설비의 대형화나 비용 증가의 문제를 안고 있었다.

그래서, 본 발명자들은 이러한 문제점을 감안하여, 동심형으로 배치된 원통형 또는 원추형의 내측 여과재 및 외측 여과재와, 이들 내측 여과재와 외측 여과재 사이의 여과 공간에 마련된 나선형의 칸막이를 구비하고, 여과 공간의 일단측으로부터 피처리액을 송입하여 여과 공간 내의 타단측으로부터 케이크를 배출하며, 내측 여과재 및 외측 여과재 내부를 통과시킨 여과액을 외부로 배출하는 구성의 여과 장치로서, 내측 여과재 및/또는 외측 여과재는 축심 둘레를 따라 회전하고, 나선형의 칸막이는 회전하지 않는 구성으로 된 여과 장치를 제안하였다(예컨대, 특허 문헌 3, 특허 문헌 4 참조).

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-212697호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2001-113109호 공보

[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2006-346600호 공보

[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 제2007-160246호 공보

그러나, 상기 발명에서는, 장치 자체를 소형화시키고 탈수 성능을 향상시킬 수 있었지만, 구조상 다음과 같은 문제점이 있었다.

(1) 내측 여과재 및 외측 여과재가 별개의 부재로 되어 있기 때문에, 부품 갯수가 많고, 조립이 번거로우며, 유지보수성도 나쁘다.

(2) 내측 여과재 및 외측 여과재의 구동계가 독립되어 있기 때문에, 부품 갯수가 많고, 조립이 번거로우며, 유지보수성도 나쁘다.

(3) 내측 여과재 및 외측 여과재가 별개의 부재로 되어 개별적으로 피봇 지지되어 있기 때문에, 내측 여과재 및 외측 여과재 사이의 동심도의 관리가 곤란하다.

(4) 나선형의 칸막이가 양단에서 지지 고정되기 때문에, 칸막이는 특히 축 방향 길이에 있어서 정밀도가 요구되며, 조립 시에 칸막이의 축 방향 길이를 조정할 필요가 있다.

그래서, 본 발명의 주된 과제는 이들 문제점을 해결하는 것에 있다.

상기 과제를 해결한 본 발명은 다음과 같다.

<발명 1>

동심형으로 또한 중심이 상하 방향을 따르도록 배치된 원통형 또는 원추형의 내측 여과재 및 외측 여과재와,

상기 내측 여과재와 상기 외측 여과재 사이의 여과 공간에 마련되고, 상기 내측 여과재의 둘레를 선회하면서 상기 내측 여과재의 중심을 따르는 방향으로 연장된 나선형의 칸막이
를 구비하며,

상기 내측 여과재 및/또는 상기 외측 여과재는 그 중심 둘레를 따라 회전하고, 상기 나선형의 칸막이는 회전하지 않도록 구성하며,

상기 여과 공간의 하단측으로부터 피처리액을 송입하여 상기 내측 여과재 및 상기 외측 여과재 내부를 통과시킨 여과액을 외부로 배출하고, 이 여과에 의해 형성되는 케이크를 상기 칸막이를 따라 상승시켜 상기 여과 공간의 상측으로 배출시키도록 구성한 여과 장치로서,

상기 내측 여과재와 상기 외측 여과재가 연결되어 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치.

(작용 효과)

발명 1에서는, 내측 여과재 및 외측 여과재가 일체화되어 있기 때문에, 유지보수성이 우수하고, 부품 갯수가 적으며, 조립이 용이하다는 등의 이점이 있다. 또한, 발명 1에서는, 내측 여과재 및 외측 여과재가 일체화되어 있기 때문에, 내측 여과재 및 외측 여과재 사이의 동심도의 관리가 불필요하다.

<발명 2>

상기 내측 여과재 및 외측 여과재는 공통의 구동원에 의해 일체적으로 회전 구동되도록 구성되어 있는 것인 여과 장치.

(작용 효과)

발명 2에서는, 내측 여과재 및 외측 여과재가 일체화되고 공통의 구동계에 의해 구동되는 구조로 되어 있기 때문에, 유지보수성이 우수하고, 부품 갯수가 적으며, 조립이 용이하다는 등의 이점이 있다.

<발명 3>

상기 내측 여과재 및 외측 여과재가 장치 상부에서 현수 지지되어 있는 것인 여과 장치.

(작용 효과)

발명 3의 기재와 같이, 내측 여과재 및 외측 여과재가 일체화되어 장치 상부에서 외팔보 형태로 지지 고정되어 있으면, 조립 시에 내측 여과재 및 외측 여과재의 위치 조정이 용이하다.

<발명 4>

상기 내측 여과재 및 외측 여과재의 주위 및 하측을, 여과액 배출 공간만큼의 간극을 두고 둘러싸는 케이싱이 마련되고, 상기 내측 여과재 및 외측 여과재가 상기 케이싱에 의해 지지되어 있지 않은 것인 여과 장치.

(작용 효과)

종래의 장치에서는, 케이싱의 상면 및 바닥면 사이에 내측 여과재 및 외측 여과재가 협지되어 있기 때문에, 케이싱에 가해지는 하중이 크고, 케이싱에 요구되는 사양도 엄격한 것으로 되어 있었다. 그러나, 발명 4의 기재와 같은 구조를 채용함으로써, 케이싱은 여과액 배출 공간만을 형성하기만 해도 되기 때문에, 설계가 용이해진다.

<발명 5>

상기 피처리액의 송입 관로가, 상기 케이싱의 외부로부터 상기 케이싱의 바닥부를 관통하여 상기 내측 여과재 및 외측 여과재의 하단측까지, 상기 내측 여과재 및 외측 여과재의 중심을 따라 연장된 후 방사 방향을 따라 연장되고, 그 선단이 상기 내측 여과재를 관통하여 여과 공간으로 개구되어 있으며,

이 송입 관로는 내부의 연통 상태를 유지한 채로 상기 내측 여과재 및 외측 여과재의 회전에 따라 회전 가능하게 구성되어 있고,

상기 내측 여과재 내부 및 외측 여과재 외부가 모두 상기 여과액 배출 공간으로 연통되어 있으며,

상기 케이싱의 바닥부에 여과액 배출구가 형성되어 있는 것인 여과 장치.

(작용 효과)

종래의 장치에서는, 케이싱의 상면 및 바닥면 사이에 내측 여과재 및 외측 여과재가 협지되어 있고, 양자 사이의 여과 공간의 밀폐성을 확보하기 위해서, 내측 여과재 내부와 외측 여과재 외부가 연통되어 있지 않기 때문에, 내측 여과재 내부로 배출되는 여과액과 외측 여과재 외부로 배출되는 여과액을 개별적으로 회수할 필요가 있었다. 이것에 대하여, 발명 5의 기재와 같은 구조를 채용함으로써, 내측 여과재 내부 및 외측 여과재 외부로 배출되는 각 여과액을 공통의 여과액 배출 공간을 통해 일괄적으로 회수할 수 있어 여과액 배출 경로의 소형화 및 간소화를 도모할 수 있다.

<발명 6>

상기 칸막이는 장치 상부에서 현수 지지되어 있는 여과 장치.

(작용 효과)

발명 6의 기재와 같이, 나선형의 칸막이가 장치 상부에서 외팔보 형태로 지지 고정되어 있으면, 조립 시에 칸막이의 상하 위치를 조정하는 것만으로 칸막이를 정확하게 부착할 수 있다.

<발명 7>

상기 내측 여과재와 상기 외측 여과재가 상기 칸막이의 하단보다 하측에서 연결되고, 이 연결 위치보다도 상측에서는 연결되지 않고 위쪽이 환상으로 개구되어 있으며,

상기 칸막이는 상기 여과 공간 위쪽의 환상 개구를 통하여 여과 장치에 의해 고정 지지되어 있는 것인 여과 장치.

(작용 효과)

발명 7의 기재와 같은 구조를 채용함으로써, 칸막이를 회전시키지 않고 여과재를 회전시키는 기본 동작 원리를 답습하면서도, 칸막이를 장치 상부에서 외팔보 형태로 지지할 수 있어, 조립 시에 칸막이의 상하 위치를 조정하는 것만으로 칸막이를 정확하게 부착할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 다음과 같은 이점이 유도된다.

(1) 내측 여과재와 외측 여과재가 일체화되어 있기 때문에, 부품 갯수가 적고, 조립이 용이하며, 유지보수성도 우수하다.

(2) 내측 여과재와 외측 여과재가 일체화되어 있기 때문에, 내측 여과재와 외측 여과재 사이의 동심도의 관리가 불필요하다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 여과 장치의 예를 도시하고 있고, 이 여과 장치는, 동심형으로 또한 중심이 상하 방향을 따르도록 배치되며 각각 원통형을 이루는 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)와, 이들 내측 여과재(1)와 외측 여과재(2) 사이의 여과 공간에 마련되고, 내측 여과재(1)의 둘레를 선회하면서 상승하도록 연장된 나선형의 칸막이(3)를 구비하고 있다.

내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)에 이용되는 여과재로서는 펀칭 메탈, 웨지 와이어, 철망 등의 스크린 이외에 여과천을 이용할 수도 있다. 또한, 고액 분리가 메인이 되는 여과 공간(4)의 하부에는 여과면의 개구율이 높은 웨지 와이어, 압착 탈수가 메인이 되는 여과 공간(4)의 상부에는 케이크와의 접촉 면적이 큰(개구율이 낮은) 펀칭 메탈을 배치하여도 좋다.

칸막이(3)는 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 내측 여과재(1)의 둘레를 선회하면서 상승하도록 연장하는 나선형(헬리컬형 또는 리본 스크류형)을 이루는 것으로서, 내측 여과재(1)와 외측 여과재(2) 사이에 형성되는 원통체형의 여과 공간(4) 내에 둘레 방향으로 균등한 회전 각도차를 가지며 다수 개(도시예에서는 2개)가 마련되어 있다. 칸막이(3)의 내주 가장자리와 외주 가장자리는 각각 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)의 여과면에 근접하거나 또는 접촉하도록 되어 있다. 칸막이(3)가 다수 개만큼 나선형으로 마련되어 있으면, 배출 케이크의 높이가 억제되고, 배출 경로의 필요 높이가 감소되며, 기기 전체 높이를 낮게 억제할 수 있고, 컨베이어에 의한 배출 케이크의 반송성이 향상되는 등의 이점이 유도된다. 물론, 종래와 같이 1개의 칸막이에 의해 구성할 수도 있다.

이하, 더욱 상세히 설명하면, 본 장치예는 수평인 주지지대(40)와, 주지지대의 위쪽에 이격되어 마련되고, 주지지대(40)에 의해 지지되는 수평인 부지지대(41)를 갖고 있다. 외측 여과재(2)는 이 주지지대(40)에 의해 자유자재로 회전할 수 있도록 지지된다. 구체적으로는, 외측 여과재(2)의 상단에는 원통형의 지지부(2X)가 이어져 설치되어 있고, 이 지지부(2X) 상면에 외측 여과재(2)와 동심을 이루는 환상 회전판(20)의 내주 가장자리부가 연결되며, 이것보다도 직경 방향 외측에 있어서 환상 회전판(20)의 하면에, 외측 여과재(2)와 동심형으로 제1 환상 피니언 기어(21)가 연결되고, 이 제1 환상 피니언 기어(21)가 주지지대(40) 위에 마련된 외측 여과재(2)와 동심형의 환상 레일(22)에 의해 지지되어 있다. 제1 환상 피니언 기어(21)의 외주면의 톱니는 주지지대(40)에 탑재된 제1 모터(M1)의 구동축의 피니언 기어(G1)에 맞물려져 있다.

내측 여과재(1)의 하단부는, 칸막이(3)의 하단보다 하측에서, 내측 여과재(1)와 외측 여과재(2) 사이(여과 공간)의 하측 개구를 막는 환상판(6)을 통해 외측 여과재(2)의 하단부에 연결되어 일체화되어 있다. 따라서, 제1 모터(M1)를 구동시킴으로써, 외측 여과재(2)뿐만 아니라, 이것에 연결된 내측 여과재(1)도 일체적으로 회전 구동되도록 되어 있다. 또한, 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)의 하부 연결 위치[환상판(6)]보다도 상측에서는, 양 여과재(1, 2)는 연결되어 있지 않고, 양 여과재(1, 2) 사이[여과 공간(4)]의 위쪽이 환상으로 개구되어 있으며, 이 환상 개구를 통하여 칸막이(3)가 외측 여과재(2)의 상단보다 상측으로 돌출되어 있다. 칸막이(3)의 상단에는 환상의 지지부(3X)가 이어져 설치되어 있고, 이 지지부(3X)의 상단이 부지지대(41)에 연결 고정됨으로써 장치 상부에 현수 지지되어 있으며, 칸막이(3)의 하단은 여과 공간(4)의 하단 근방에 위치하고 있다. 내측 여과재(1)도 외측 여과재(2)의 상단보다 상측으로 돌출되어 있고, 그 상단은 부지지대(41)에 의해 회전 가능하게 피봇 지지되어 있다. 이와 같이 구조의 일체화, 외팔보 지지화 및 구동의 공통화를 도모함으로써, 유지보수성이 우수하며, 부품 갯수가 적고, 조립이 용이해진다.

주지지대(40)의 하측에는 외측 여과재(2)의 주위 및 하측을, 여과액 배출 공간(16)만큼의 간극을 두고 둘러싸도록 하부 케이싱(42)이 현수 지지되어 있다. 하부 케이싱(42)은 여과액 배출 공간(16)을 형성하기만 하는 것으로 되어 있고, 큰 하중이 가해지는 일은 없다.

하부 케이싱(42)의 바닥부에는 여과액 배출구(13)가 형성되어 있다. 또한, 피처리액의 송입 관로(10)가, 하부 케이싱(42)의 외부로부터 하부 케이싱(42)의 바닥부를 관통하여 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)의 하단부까지, 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)의 중심을 따라 연장된 후, 방사 방향을 따라 연장되고, 그 선단이 내측 여과재(1)를 관통하여 환상판(6)보다 상측에 있어서 여과 공간(4)으로 개구되어 있다. 이 송입 관로(10)에는 하부 케이싱(42)의 외부에서 스위블 조인트(45)가 개재되어 있고, 관로 내부의 연통 상태를 유지한 채로 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)의 회전에 따라 회전 가능하게 되어 있다. 이 송입 관로(10)를 통해 피처리액이 펌프(도시하지 않음)에 의해 압송 공급된다. 또한, 내측 여과재(1) 내에는 송입 관로(10)가 통과하고 있지만, 아래쪽으로 개구되어 있기 때문에, 내측 여과재(1) 내부 및 외측 여과재(2) 외부가 공통의 여과액 배출 공간(16)으로 연통하는 구조로 되어 있다. 따라서, 여과액 배출 경로가 소형이며 간소하다.

여과 공간(4)의 상측[외측 여과재(2)의 상측과 같음]에는 여과 공간(4)을 그대로 위쪽으로 연장하여 연속 형성한 원통체형의 배출 공간(4X)이 마련되어 있다. 배출 공간(4X)의 위쪽은 칸막이(3)의 지지부(3X)의 바닥면에 의해, 또한 내주는 내측 여과재(1)의 외주면에 의해 둘러싸여 있다. 각 칸막이(3)는 배출 공간(4X)의 상단까지 각각 연장되어 있고, 각 연장 부분의 하단에서 상단까지의 부분 중 하단부 상면에 종단벽(3E)이 각각 세워져 설치되며, 종단벽(3E)에서 상단까지의 외주면이 종단벽(3E)과 동일한 높이 범위에 걸친 둘레벽(3R)에 의해 각각 덮여져 있고, 이 둘레벽(3R)들 사이의 개구 부분이, 배출 공간(4X)의 외주면(측면)으로 개구되는 방출구(24)로서, 칸막이(3)의 갯수만큼 형성된다. 종단벽(3E)은 칸막이(3)를 따라 상승하는 케이크를 받아내어 방출구(24)로 압출(壓出)시키는 기능을 갖는다.

배출 공간(4X)의 외주는 원통형의 개구 조절체(26)에 의해 동심형으로 둘러싸여 있다. 개구 조절체(26)에는 방출구(24)와 겹치는 위치에 개구부(26X)가 형성되어 있고, 또한, 환상 회전판(20)의 위쪽을 덮도록 환상 천판(天板; 26P)이 연장 되어 있다. 개구 조절체(26)는 배출 공간(4X)의 둘레 방향으로 회전 가능하게 되어 있고, 그 상단면에는 동심형으로 제2 환상 피니언 기어(27)가 연결되어 있으며, 제2 환상 피니언 기어(27)의 외주면의 톱니는 부지지대(41)에 탑재된 제2 모터(M2)의 구동축의 피니언 기어(G2)에 맞물려져 있다. 제2 모터의 구동 제어에 의해 개구 조절체(26)를 이동시킴으로써, 그 개구부(26X) 이외의 비개구부와 방출구(24)와 겹치는 부분의 면적이 변화되며, 방출구(24)의 개구 면적[개구부(26X)와 겹치는 부분]이 조절된다.

개구 조절체(26)의 위치 검출을 행하기 위해서, 근접 스위치 등의 비접촉 센서(30)가 개구 조절체(26)의 이동 방향으로 간격을 두고 복수로 마련되어 있다. 도시 형태에서는, 개구 조절체(26)의 환상 천판(26P)의 상측에 있어서의 적소에 하나 또는 복수의 검출부(검출판)(31)를 위치 조정 가능하게 마련하고, 개구 조절체(26)의 이동에 따른 검출부(31)의 이동 궤적 위에 비접촉 센서(30)를 마련하고 있으며, 검출부(31)를 비접촉 센서(30)로 검출한 위치와, 개구 조절체(26)의 위치와의 대응에 기초하여 개구 조절체(26)의 위치, 즉 방출구(24)의 개구 면적을 검출할 수 있다. 이 검출 결과에 기초하여 제2 모터(M2)의 구동 제어를 행함으로써, 방출구(24)의 개구 면적에 기초하여 배압을 제어하는 것이 가능하다.

전술한 환상 회전판(20)은 상면이 방출구(24)의 하단과 외측 여과재(2)의 상단 사이에 위치하고, 평면에서 보아 배출 공간(4X)의 주위를 둘러싸도록 마련되어 있다. 환상 회전판(20)의 상측에 환상 회전판(20)의 내주 가장자리로부터 외주 가장자리까지 횡단하도록 배출 안내판(25)이 세워져 설치되어 있다. 배출 안내판(25)의 하단은 환상 회전판(20)의 상면으로부터 약간 이격되어 있다. 배출 안내판(25)의 안쪽단[환상 회전판(20)의 내주측에 위치하는 단부]은 어느 하나의 방출구(24)에 있어서의 종단벽(3E)의 외측의 측부 가장자리에 접촉되어 있고, 바깥쪽단은 환상 회전판(20)의 외주 가장자리보다도 외측으로 돌출되어 주지지대(40)에 연결되어 있다. 배출 안내판(25)은 바깥쪽단을 향함에 따라 환상 회전판(20)의 회전 방향 후방측에 위치하도록 환상 회전판(20) 위를 그 직경 방향에 대하여 비스듬하게 횡단하고 있다.

또한, 환상 회전판(20)의 상측에 있어서의, 회전 방향으로 방출구(24) 사이에 위치하는 부위에, 환상 회전판(20)의 내주 가장자리로부터, 내주 가장자리와 외주 가장자리 사이의 중간 위치(예컨대 중앙)까지 횡단하도록 밖으로 치우친 안내판(29)이 세워져 설치되어 있다. 밖으로 치우친 안내판(29)의 하단은 환상 회전판(20)의 상면으로부터 약간 이격되어 있고, 안쪽단[환상 회전판(20)의 내주측에 위치하는 단부]은 개구 조절체(26)의 외주면에 연결되어 있다. 또한, 밖으로 치우친 안내판(29)은 바깥쪽단을 향함에 따라 환상 회전판(20)의 회전 방향 후방측에 위치하도록 환상 회전판(20) 위를 그 직경 방향에 대하여 비스듬하게 횡단하고 있다.

환상 회전판(20) 및 환상 천판(26P)의 외주는 원통형의 상부 케이싱(43)에 의해 둘러싸여 있다. 상부 케이싱(43) 중, 배출 안내판(25)의 안쪽단과 대응하는 둘레 방향 위치로부터 바깥쪽단과 대응하는 둘레 방향 위치까지의 범위가 배출 슈트(44)로서 개구되어 있다. 또한, 도시 형태에서는, 상부 케이싱(43)의 상단은 부지지대(41)에, 하단은 주지지대(40)에 연결되어 있고, 부지지대(41)는 상부 케이싱(43)을 통해 주지지대(40)에 의해 지지되는 구조로 되어 있다.

한편, 도시 형태에서는, 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)를 세정하기 위해서 내측 세정관(8) 및 외측 세정관(9)이 각각 마련되어 있다. 내측 세정관(8)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 내측 여과재(1)의 내주면을 따라 마련되어 있고, 또한, 복수의 세정 노즐(8A, 8A, ···)이 내측 여과재(1)의 내주면에 대향하도록 내측 세정관(8)에 부착되어 있다. 마찬가지로, 외측 세정관(9)은 외측 여과재(2)의 외주면을 따라 마련되어 있고, 또한, 복수의 세정 노즐(9A, 9A, ···)이 외측 여과재(2)의 내주면에 대향하도록 외측 세정관(9)에 부착되어 있다. 세정액으로서는, 물이나 알칼리성의 약품을 이용할 수 있다.

이렇게 구성된 여과 장치에 있어서는, 다음과 같이 여과 조작을 행할 수 있다. 즉, 제1 모터(M1)를 작동시켜 내측 여과재(1), 외측 여과재(2) 및 환상 회전판(20)을 칸막이(3)의 상승 선회 방향과 같은 방향으로 일체적으로 회전시키고, 피처리액 송입 관로(10)를 통해 피처리액을 여과 공간(4) 내로 압송한다.

여과 공간(4) 내로 송입된 피처리액은 내측 여과재(1)와 외측 여과재(2)에 의해 2면 여과가 행해진다. 보다 상세하게는, 피처리액 송입 관로(10)로부터 송입된 피처리액은 고형분 농도도 낮고 유동성을 지닌 상태이며, 여과 공간(4)의 하부에서는, 내측 여과재(1)와 외측 여과재(2)에 있어서의 구멍을 통해 여과 농축이 발생한다. 농축의 진행에 의해 유동성이 소실되게 되어 케이크가 형성된다. 케이크는 회전하는 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)와의 마찰에 의해 여과 공간(4)의 둘레 방향으로 이동한다. 이때, 여과 공간(4) 내에 나선형의 칸막이(3)가 배치되어 있기 때문에, 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)를 따라 회전하는 케이크는 이 칸막이(3)와 간섭함으로써, 또한, 피처리액의 송입 압력이 아래쪽에서 가해짐으로써, 축을 중심으로 선회 상승하게 된다. 이 운동에 의해 여과 공간(4)의 하부에서 고액 분리가 이루어져 케이크가 형성되고, 그 케이크가 여과 공간(4)의 상부에서 압착 탈수된 후, 여과 공간(4) 상부로부터 배출 공간(4X)으로 밀어올려진다.

한편, 여과에 의해 내측 여과재(1) 내부 및 외측 여과재(2) 외부로 배출된 여과액은 하부 케이싱(42)의 바닥부에 모여져 여과액 배출구(13)로부터 배출된다.

각각의 칸막이(3)를 따라 배출 공간(4X)으로 밀어올려진 케이크는 각 방출구(24)를 통해 환상 회전판(20) 위로 각각 배출된다. 이 때, 각 방출구(24)의 회전 방향 후방측에 있어서, 환상 회전판(20) 위의 내주 가장자리로부터 중간 위치까지 위치하는 케이크는 밖으로 치우친 안내판(29)에 의해 외주 가장자리측으로 미리 압출되고, 각 방출구(24)의 배출 위치에는 케이크 배출 공간이 확보된다. 환상 회전판(20) 위에 놓여진 케이크는 환상 회전판(20)의 회전에 따라 회전 이송되는 과정에서, 공통의 배출 안내판(25)에 의해 환상 회전판(20) 위로부터 외측의 배출 슈트(44)로 압출되어 기기 밖으로 배출되고, 컨베이어를 통해 다음 처리 공정으로 송출된다.

한편, 세정 시에는 내측 여과재(1)와 외측 여과재(2)를 축 둘레를 따라 회전시키면서, 복수의 세정 노즐(8A, 8A, ···, 9A, 9A, ···)로부터 세정수를 고압 분사함으로써, 막힌 내측 여과재(1)와 외측 여과재(2)의 여과면이 세정된다. 세정 시에 분사된 세정수는 세정 배수로서, 여과액과 함께 하부 케이싱(42)의 하부에 모여 여과액 배출구(13)로부터 배출된다.

<기타>

(a) 상기 예에서는, 칸막이(3)의 내주 가장자리와 외주 가장자리는 각각 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)의 여과면에 근접하거나 또는 접촉하도록 되어 있지만, 고액 분리 작용은 주로 여과 공간(4)의 하부, 즉 피처리액 송입구(10)측 부근에서 강하게 발휘되기 때문에, 칸막이(3)의 내주 가장자리와 외주 가장자리는 적어도 피처리액의 송입구(10)측 부근이 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)와 각각 근접하거나 또는 접촉하는 구성이면 좋다.

(b) 칸막이(3)는 나선 피치를 여과 공간(4) 내부 전체에 있어서 균일하게 하여도 좋지만, 필요에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 상측으로 갈수록 좁아지게 구성할 수도 있다. 또한, 반대로, 나선형의 칸막이(3)를 케이싱(7)의 바닥판(7B)측으로부터 상판(7A)측으로 갈수록 피치 간격이 길어지게 구성하여도 좋다.

(c) 실시 형태에 따른 여과 공간(4)은 위에서 아래까지 동일한 횡단 면적을 갖는 환상인 것을 나타내고 있지만, 여과 공간(4)의 하부는 처리량을 확보하기 위해서 대용량의 여과실 용적을 갖게 하고, 한편, 여과 공간(4)의 상부에 있어서 탈수 효율을 향상시키기 위해서 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)의 반경차를 좁히는 것도 바람직한 형태이다.

구체적으로는, 도 6에 도시된 바와 같이, 외측 여과재(2)의 형상은 동일한 채로 피처리액 송입측으로부터 케이크 배출측을 향해 내측 여과재(1)를 반경 방향으로 연속적으로 확대해 나가는 형상(대략 원추 형상), 또는 도 7에 도시된 바와 같이 계단형으로 확대해 나가는 형상(다단 원통 형상)을 제안할 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 내측 여과재(1)의 형상은 동일한 채로 피처리액 송입측으로부터 케이크 배출측을 향해 외측 여과재(2)를 반경 방향으로 연속적으로 축소해 나가는 형상, 또는 도 9에 도시된 바와 같이 계단형으로 축소해 나가는 형상도 제안할 수 있다.

(d) 내측 여과재(1)와 외측 여과재(2)는 같은 각속도(°/sec)로 회전시킨 경우에 있어서도, 각각의 반경차 만큼의 둘레 속도(mm/sec)가 발생하기 때문에, 케이크에 전단력이 발생하여 탈수 효율이 향상된다. 예컨대, 섬유분이 많은 생오니나 혼합 생오니가 함유된 피처리액에 대해서는 이 전단력이 보다 효과적이다. 케이크 성상(性狀)에 따라서는, 전단력을 가한 경우, 케이크가 유동화되어 버리고, 반대로 탈수성을 손상시키는 경우도 있으므로, 이러한 경우에는 둘레 속도차를 일정하게 하여 회전시키는 것이 바람직하다. 또한, 전단력에 의한 탈수 효과가 있고, 또한 케이크 성상이 1년에 걸쳐 거의 변화하지 않는 케이크에 대해서도 둘레 속도차를 일정하게 하여 회전시킬 수 있다.

(e) 내측 여과재(1)와 외측 여과재(2)를 서로 회전하지 않도록 연결하는 것 이외에, 서로 중심 둘레를 따라 회전 가능하게 연결할 수도 있다. 그 경우, 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2) 중 어느 한쪽만을 회전시킬 수 있다. 또한, 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2) 모두를 회전시키는 경우, 그 구동계를 개별 독립적으로 마련할 수 있다.

(f) 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)를 여과 장치의 하부에 대하여 외팔보 형태로 지지시키거나, 장치 상부 및 장치 하부에 대하여 양단 지지보 형태로 지지시킬 수 있다.

(g) 상기 예의 칸막이(3)는 여과 공간(4) 위쪽의 환상 개구를 통하여 여과 장치의 상부에서 외팔보 형태로 고정 지지되어 있지만, 그 지지 형태는 내측 여과재(1) 및 외측 여과재(2)의 연결 부위에 따라 적절하게 정할 수 있다. 예컨대, 내측 여과재(1)와 외측 여과재(2)를 칸막이(3)의 상단보다 상측에서만 연결하여 일체화할 수도 있고, 이 경우, 여과 공간(4) 하측의 환상 개구를 통하여 여과 장치의 하부에서 외팔보 형태로 지지할 수 있다.

도 1은 여과 장치의 종단면도.

도 2는 도 1의 A부 확대도.

도 3은 도 1의 B-B선을 따라 취한 단면도.

도 4는 도 1의 C-C선을 따라 취한 단면도.

도 5는 칸막이의 사시도.

도 6은 다른 여과 장치를 개략적으로 도시한 종단면도.

도 7은 다른 여과 장치를 개략적으로 도시한 종단면도.

도 8은 다른 여과 장치를 개략적으로 도시한 종단면도.

도 9는 다른 여과 장치를 개략적으로 도시한 종단면도.

〈부호의 설명〉

1 : 내측 여과재

1A : 상판

2 : 외측 여과재

3 : 칸막이

4 : 여과 공간

5 : 내부통 회전축

7 : 케이싱

7A : 상판

7B : 바닥판

7C : 경사면

8 : 내측 세정관

9 : 외측 세정관

10 : 피처리액 송입 관로

13 : 여과액 배출구

14 : 여과 공간 출구

16 : 여과액 배출 공간

20 : 환상 회전판

24 : 방출구

25 : 배출 안내체

26 : 개구 조절체

29 : 밖으로 치우친 안내체

40 : 주지지대

41 : 부지지대

42 : 하부 케이싱

43 : 상부 케이싱

44 : 배출 슈트

45 : 스위블 조인트

Claims (7)

1. 동심형으로 또한 중심이 상하 방향을 따르도록 배치된 원통형 또는 원추형의 내측 여과재 및 외측 여과재와,

   상기 내측 여과재와 상기 외측 여과재 사이의 여과 공간에 마련되고, 상기 내측 여과재의 둘레를 선회하면서 상기 내측 여과재의 중심을 따르는 방향으로 연장된 나선형의 칸막이

   를 구비하며,

   상기 내측 여과재와 상기 외측 여과재 중 하나 이상은 그 중심 둘레를 따라 회전하고, 상기 나선형의 칸막이는 회전하지 않도록 구성하며,

   상기 여과 공간의 하단측으로부터 피처리액을 송입(送入)하여 상기 내측 여과재 및 상기 외측 여과재 내부를 통과시킨 여과액을 외부로 배출하고, 이 여과에 의해 형성되는 케이크를 상기 칸막이를 따라 상승시켜 상기 여과 공간의 상측으로 배출시키도록 구성한 여과 장치로서,

   상기 내측 여과재와 상기 외측 여과재는 상기 칸막이의 하단보다 하측에서 연결되어 일체화되어 있고, 이 연결 위치보다도 상측에서는 연결되지 않으며 위쪽이 환상으로 개구되어 있고,

   상기 내측 여과재 및 외측 여과재가 장치 상부에서 현수 지지되어 있는 것과 함께 상기 칸막이는 상기 여과 공간 위쪽의 환상 개구를 통하여 여과 장치 상부에서 현수 지지되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 내측 여과재 및 외측 여과재는 공통의 구동원에 의해 일체적으로 회전 구동되도록 구성되어 있는 것인 여과 장치.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내측 여과재 및 외측 여과재의 주위 및 하측을, 여과액 배출 공간만큼의 간극을 두고 둘러싸는 케이싱이 마련되고, 상기 내측 여과재 및 외측 여과재가 상기 케이싱에 의해 지지되어 있지 않은 것인 여과 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 피처리액의 송입 관로가, 상기 케이싱의 외부로부터 상기 케이싱의 바닥부를 관통하여 상기 내측 여과재 및 외측 여과재의 하단측까지, 상기 내측 여과재 및 외측 여과재의 중심을 따라 연장된 후 방사 방향을 따라 연장되고, 그 선단이 상기 내측 여과재를 관통하여 여과 공간으로 개구되어 있으며,

   이 송입 관로는 내부의 연통 상태를 유지한 채로 상기 내측 여과재 및 외측 여과재의 회전에 따라 회전 가능하게 구성되어 있고,

   상기 내측 여과재의 내부 및 외측 여과재의 외부가 모두 상기 여과액 배출 공간으로 연통되어 있으며,

   상기 케이싱의 바닥부에 여과액 배출구가 형성되어 있는 것인 여과 장치.
6. 삭제
7. 삭제

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