KR102145251B1

KR102145251B1 - 복식 필터프레스의 프레임

Info

Publication number: KR102145251B1
Application number: KR1020180068827A
Authority: KR
Inventors: 경윤현
Original assignee: 한국필터 주식회사
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2020-08-18
Also published as: KR20190141963A

Abstract

복식 필터프레스의 프레임이 개시된다. 본 발명의 프레임은 폐회로 구조로 형성되며 상기 폐회로 구조상에 유입공이 형성된 제1금속프레임; 폐회로 구조로 형성되며 상기 제1금속프레임과 동일한 위치에 유입공이 형성되고, 상기 유입공으로부터 상기 폐회로 내측 공간으로 통하는 주입로가 형성된 제2금속프레임; 및 폐회로 구조로 형성되며 상기 제1금속프레임과 동일한 위치에 유입공이 형성된 제3금속프레임;을 포함하고, 상기 제1금속프레임, 상기 제2금속프레임 및 상기 제3금속프레임은 적층되어 하나의 프레임을 형성한다.

Description

복식 필터프레스의 프레임{frame for plate and frame type filter press}

본 발명은 복식 필터프레스의 프레임에 관한 것이다.

필터프레스는 복수 개의 여과판과 여과포 및 가압수단을 이용하여 산업폐수 등의 피처리액으로부터 액성분은 챔버 외측으로 탈수시키고 챔버 내측으로는 남는 슬러지를 분리하는 여과장치이다. 여기서, 챔버(chamber)는 피처리액을 공급받기 위한 빈공간을 의미한다. 챔버 내측에 남는 슬러지는 케익(cake)이라고도 한다.

필터프레스는 그 용도에 따라 단식 필터프레스 또는 복식 필터프레스로 분류 될 수 있다. 단식 필터프레스에서는 동일한 형상의 여과판이 반복 배치되며 여과판 내측은 오목하게 리세스(recess)된 부분을 포함하고 있어 두 여과판이 하나의 챔버를 형성한다. 단식 필터프레스에서 여과포는 여과판 사이사이에 각각 배치된다.

이에 비해, 복식 필터프레스에서 여과판은 폐회로 구조의 프레임과 막구조로 형성된 플레이트의 한 쌍으로 이루어지며 이들이 반복 배치된다. 복식 필터프레스에서 챔버는 내측에 빈 공간을 가진 프레임과 양측의 플레이트에 의하여 그 외벽이 구성된다. 복식 필터프레스에서 여과포는 프레임과 플레이트 사이에 각각 배치된다.

한편, 기존의 필터프레스에 사용되는 여과판은 폴리프로필렌, 폴리우레탄 등의 플라스틱 소재가 대부분이었다. 플라스틱 소재에 의하여 제조된 여과판의 프레임 또는 플레이트는 필터프레스 장비의 동작 시 가해지는 고압을 견디기 위하여 일정 수준 이상의 두께가 요구되었다.

일정 수준 이상의 두께를 가진 여과판이 설치된 필터프레스는 함수율이 비교적 낮은 피처리액의 여과에는 적합하지만 함수율이 매우 높아 슬러리의 비율이 낮은 피처리액의 여과에는 적합하지 않을 수 있다. 이 경우 피처리액을 아무리 탈수하여도 고형화되지 않아 케익이 형성되지 않는다. 케익화가 되려면 챔버가 약 2T(2mm) 이내로 형성되어야 하는 경우도 있다.

여과판의 두께를 줄이기 위하여 플라스틱 소재보다 강도가 높은 금속 소재를 사용하는 방법을 생각할 수 있다. 금속 소재의 프레임을 제작할 경우 피처리액을 챔버 내로 유입할 경로의 형성에 어려움이 있을 수 있다. 일반적으로 복식 필터프레스의 여과판의 프레임은 주입로가 두께방향을 관통하여 형성되도록 제작된다.

그러나 프레임의 두께를 충분히 두껍게 제조한 경우에 피처리액의 주입로를 형성하기에 용이하나 프레임의 두께를 얇게 제조하고자 할 경우에 미세한 두께의 주입로를 형성하기는 매우 어렵다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 미세한 두께의 피처리액 주입로가 형성될 수 있는 복식 필터프레스의 프레임을 제공하는 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 프레임은 폐회로 구조로 형성되며 상기 폐회로 구조상에 유입공이 형성된 제1금속프레임; 폐회로 구조로 형성되며 상기 제1금속프레임과 동일한 위치에 유입공이 형성되고, 상기 유입공으로부터 상기 폐회로 내측 공간으로 통하는 주입로가 형성된 제2금속프레임; 및 폐회로 구조로 형성되며 상기 제1금속프레임과 동일한 위치에 유입공이 형성된 제3금속프레임;을 포함하고, 상기 제1금속프레임, 상기 제2금속프레임 및 상기 제3금속프레임은 적층되어 하나의 프레임을 형성할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 프레임은 상기 제1금속프레임과 상기 제2금속프레임의 사이에 형성된 제1금속확산접합면; 및 상기 제2금속프레임과 상기 제3금속프레임의 사이에 형성된 제2금속확산접합면;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기의 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스용 프레임의 제조방법은 폐회로 구조로 형성되며 상기 폐회로 구조상에 유입공이 형성된 제1금속프레임, 제2금속프레임 및 제3금속프레임을 준비하는 단계; 상기 제2금속프레임에 상기 유입공으로부터 상기 폐회로 내측 공간으로 통하는 주입로를 형성하는 단계; 및 상기 제1금속프레임, 제2금속프레임 및 제3금속프레임을 적층하여 하나의 프레임을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스용 프레임의 제조방법은 금속확산접합에 의하여 상기 제1금속프레임과 상기 제2금속프레임, 상기 제2금속프레임과 상기 제3금속프레임을 접합하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 얇게 제조된 복식 필터프레스의 프레임에 미세한 두께의 피처리액 주입로가 형성될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 프레임이 적용될 수 있는 필터프레스의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 복식 필터프레스의 프레임의 일부 구성을 나타낸 분해도이다.
도 3은 본 발명에 의한 복식 필터프레스의 프레임을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 복식 필터프레스의 프레임이 적용되는 경우의 타 구성요소와의 상대적 배치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 복식 필터프레스의 프레임의 제조방법을 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 프레임이 적용될 수 있는 복식 필터프레스의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 필터프레스는 복수의 프레임(10), 복수의 플레이트(20), 피처리액 공급부(30), 유압실린더(40), 압력제어수단(42), 헤드(50) 및 팔로워(60)를 포함한다.

프레임(10)은 플레이트(20)와 번갈아가며 반복 배치된다.

필터프레스 사용 시에는 프레임(10)과 플레이트(20) 사이에 여과포가 배치된다.

피처리액 공급부(30)는 산업용 폐수 등과 같이 탈수가 필요한 피처리액을 공급하는 역할을 한다.

피처리액은 다양한 방식으로 챔버에 주입될 수 있다. 프레임(10)과 플레이트(20) 각각에는 모서리 부근의 어느 한 곳을 관통하여 유입공이 형성될 수 있다. 피처리액은 프레임(10)과 플레이트(20)들이 밀착되어 연결된 유입공으로 유입되어 챔버로 공급될 수 있는 상태가 된다. 유입된 피처리액은 유입공으로부터 챔버로 통하는 주입로를 통하여 공급될 수 있다.

유압실린더(40)는 프레임(10) 및 플레이트(20)에 압력을 제공하며, 이 압력은 압력제어수단(42)을 통하여 조절할 수 있다.

압력제어수단(42)은 유압실린더(40)가 제공하는 압력의 크기를 단계적으로 조절할 수 있다.

헤드(50)는 필터프레스의 프레임(10) 및 플레이트(20)를 압착하기 위한 기준면이 되는 부분으로 기준 위치에 고정되어 있다.

팔로워(60)는 헤드(50)의 반대편에서 프레임(10) 및 플레이트(20)를 압착하기 위한 면을 포함하며 이동할 수 있다.

팔로워(60)는 프레임(10) 및 플레이트(20)들을 향하거나 이들로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다.

팔로워(60)는 프레임(10) 및 플레이트(20)를 향하여 이동하여 유압실린더(40)의 압력을 이들에 전달한다. 팔로워(60)는 위와 반대방향으로 이동하여 프레임(10) 및 플레이트(20)의 이격을 보조하기도 한다. 즉, 팔로워(60)는 체인 등의 연결 보조수단으로 연결된 프레임(10) 및 플레이트(20)와 연달아 연결되어 이들을 끌어당겨 서로를 이격시킬 수 있다.

본 발명에 의한 상기와 같은 복식 필터프레스에 사용되는 프레임(10)에 관한 것이다.

도 2는 본 발명에 의한 복식 필터프레스의 프레임(100)의 일부 구성을 나타낸 분해도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 프레임(100)은 제1금속프레임(110), 제2금속프레임(120) 및 제3금속프레임(130)이 적층되어 형성된 하나의 프레임일 수 있다.

제1금속프레임(110), 제2금속프레임(120) 및 제3금속프레임(130)은 각각 폐회로 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 제1금속프레임(110), 제2금속프레임(120) 및 제3금속프레임(130) 각각은 가운데 부분이 빈 직사각형 형상을 띌 수 있다. 본 발명의 설명에서 프레임 내측으로 비어있는 부분을 챔버(chamber)라고 부르기로 한다.

제1금속프레임(110), 제2금속프레임(120) 및 제3금속프레임(130) 각각은 한 귀퉁이 부분에 유입공(160)이 형성될 수 있다. 유입공(160)은 프레임과 플레이트들이 밀착됨으로써 긴 관과 같은 통로를 형성하며 피처리액의 공급로가 될 수 있다.

제1금속프레임(110), 제2금속프레임(120) 및 제3금속프레임(130) 각각은 유입공(160)이 형성된 부분과 다른 세 귀퉁이 부분에 배출공(170)이 각각 형성될 수 있다. 배출공(170)은 프레임과 플레이트들이 밀착됨으로서 긴 관과 같은 통로를 형성하며 여과액의 배출로가 될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서 각 프레임에는 유입공(160) 한 곳, 배출공(170) 세 곳이 형성된 것을 예시하였으나, 유입공(160), 배출공(170)의 형성위치와 개수가 본 발명의 실시예에 제한되는 것은 아니다.

제2금속프레임(120)의 유입공(160)과 챔버 사이에는 주입로(162)가 형성될 수 있다.

주입로(162)는 제1금속프레임(110), 제2금속프레임(120) 및 제3금속프레임(130)이 적층되어 하나의 프레임을 형성하면, 주입로(162)의 상부 및 하부가 제1금속프레임(110) 및 제2금속프레임(120)의 주입로(162)가 형성되지 않은 부분에 의하여 씌워지면서 하나의 통로가 된다. 이렇게 제조됨으로써, 유입공(160)에 유입되는 피처리액은 주입로(162)를 통하여 챔버로 공급될 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 복식 필터프레스의 프레임(100)을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 복식 필터프레스의 프레임(100)은 도 2에서의 제1금속프레임(110), 제2금속프레임(120) 및 제3금속프레임(130)이 적층되어 접합된 것일 수 있다. 이러한 접합에 의하여 주입로(162)는 유입공(160)으로부터 챔버를 연결하는 관 형상을 띌 수 있다.

본 발명에 의한 복식 필터프레스의 프레임(100)은 경계면에 형성되는 제1금속확산접합면(140) 및 제2금속확산접합면(150)을 포함할 수 있다.

제1금속확산접합면(140) 및 제2금속확산접합면(150)은 금속확산접합(metal diffusion bonding) 방법에 의하여 형성될 수 있다.

금속확산접합은 열과 압력에 의하여 미소한 간격을 가진 접합면이 최소한의 변형을 일으키면서 결합되는 접합방법이다. 금속확산접합은 미시적으로 보면 고체 상태에서 접합면의 양쪽 원자들을 인력권 내에 접근시켜 결합시키는 접합방법이다.

금속확산접합은 동종의 금속뿐만 아니라 이종의 금속 간의 접합도 가능한 방법이다. 이종의 금속 간에 금속확산접합을 수행하면, 접합면에는 이종의 금속의 원자들이 혼재될 수 있다.

본 발명의 설명에서, 금속확산접합 방법에 의하여 양 금속 간에 형성된 접합면을 금속확산접합면으로 부르기로 한다.

본 발명의 프레임은 주입로(162)가 형성되지 않은 제1금속프레임(110) 및 제3금속프레임(130) 사이에 주입로(162)가 형성된 제2금속프레임(120)을 두고 금속확산접합에 의하여 접합하여 형성한 것이기 때문에 미세한 크기의 주입로(162)가 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서는 총 두께가 약 3T(3mm)인 프레임을 제조할 수 있고, 이 프레임에는 약 1T(1mm) 두께의 주입로(162)가 형성될 수 있다.

본 발명과 같이 세 개의 분리된 프레임의 결합방법을 사용하지 않고 약 3T(3mm) 두께의 하나의 금속 프레임을 제조한다면 유입공, 배출공 등이 형성된 프레임의 제조 후 주입로를 형성하여야 한다. 그러나 3T(3mm) 정도의 얇은 두께의 금속에 천공 작업을 하는 것은 매우 어려운 일이며 파손 위험이 큰 문제점이 있다. 이러한 문제점을 고려하면, 본 발명은 미세한 두께의 주입로(162)가 형성된 매우 얇은 두께의 금속 프레임을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 4는 본 발명에 의한 복식 필터프레스의 프레임(100)이 적용되는 경우의 타 구성요소와의 상대적 배치를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 복식 필터프레스의 프레임(100)은 플레이트(200)와 번갈아가며 반복 배치될 수 있다.

프레임(100)과 플레이트(200) 사이에는 여과포(300)가 배치될 수 있다. 여과포(300)는 피처리액에서 수분만을 걸러내기 위한 도구이다.

복식 필터프레스 동작 시에 프레임(100), 플레이트(200) 및 여과포(300)의 역할을 간단히 설명하면 다음과 같다.

프레임(100)은 양측의 플레이트(200)와 밀착됨으로써 내부에 챔버를 형성할 수 있다. 이 때 플레이트(200)는 챔버의 전면, 후면의 외벽을 구성할 수 있고, 프레임(100)은 상, 하, 좌, 우면의 외벽을 구성할 수 있다.

피처리액은 외력에 의하여 유입공(160) 내부로 유입되어 각 챔버에 공급될 수 있는 상태가 된다. 피처리액은 각 프레임(100)에 형성된 주입로(162)를 통하여 챔버에 공급될 수 있다.

필터프레스 장치가 프레임(100) 및 플레이트(200)를 압착하면, 챔버에 주입된 피처리액 중 수분은 여과포(300)를 통과하여 플레이트(200)의 요철(凹凸) 사이로 흐르게 된다. 플레이트(200)의 요철 사이로 흐르는 여과액은 세 모서리에 형성된 배출공(170)으로 흘러들어가 외부로 배출될 수 있다. 도면에 도시하지는 않았으나, 각 플레이트(200)에는 요철의 파인 부분과 각 배출공(170)을 연결하는 통로가 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명에 의한 복식 필터프레스의 프레임(100)의 제조방법을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, S501단계에서 금속 소재의 프레임을 준비할 수 있다. 금속 프레임은 도 2 및 도 3에서 설명한 제1금속프레임(110)과 같은 형상을 띄며 동일한 형상의 프레임 세 개를 준비할 수 있다.

S503단계에서 준비한 세 개의 금속 프레임 중 하나의 금속 프레임에 상술한 형상의 주입로(162)를 형성할 수 있다. S503단계를 거치면 도 2에서 본 바와 같은 제1금속프레임(110), 제2금속프레임(120) 및 제3금속프레임(130)이 준비될 수 있다.

S505단계에서 금속프레임을 제1금속프레임(110), 제2금속프레임(120) 및 제3금속프레임(130) 순으로 적층할 수 있다. 주입로(162)가 형성된 제2금속프레임(120)이 제1금속프레임(110) 및 제3금속프레임(130) 사이로 오도록 해야 한다.

S507단계에서 제1금속프레임(110), 제2금속프레임(120) 및 제3금속프레임(130)이 적층된 형태 그대로 접합될 수 있도록 금속확산접합한다.

금속확산접합이 진행되면 제1금속프레임(110)과 제2금속프레임(120) 사이에는 제1금속확산접합면(140), 제2금속프레임(120)과 제3금속프레임(130) 사이에는 제2금속확산접합면(150)이 형성될 수 있다. 금속확산접합면이 형성되면 제1금속프레임(110), 제2금속프레임(120) 및 제3금속프레임(130)은 하나의 프레임(100)으로 합체될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

100: 프레임
110: 제1금속프레임
120: 제2금속프레임
130: 제3금속프레임
140: 제1금속확산접합면
150: 제2금속확산접합면
160: 유입공
162: 주입로
170: 배출공
200: 플레이트
300: 여과포

Claims

복식 필터프레스의 여과판의 구성요소인 플레이트와 프레임 중 상기 프레임에 있어서,
폐회로 구조로 형성되며 상기 폐회로 구조상에 유입공이 형성된 제1금속프레임;
폐회로 구조로 형성되며 상기 제1금속프레임과 동일한 위치에 유입공이 형성되고, 상기 유입공으로부터 상기 폐회로 내측 공간으로 통하는 주입로가 형성된 제2금속프레임;
폐회로 구조로 형성되며 상기 제1금속프레임과 동일한 위치에 유입공이 형성된 제3금속프레임;
상기 제1금속프레임과 상기 제2금속프레임의 사이에 형성된 제1금속확산접합면; 및
상기 제2금속프레임과 상기 제3금속프레임의 사이에 형성된 제2금속확산접합면;을 포함하고,
상기 제1금속프레임, 상기 제2금속프레임 및 상기 제3금속프레임은 적층되어 하나의 프레임을 형성하는 것을 특징으로 하는 복식 필터프레스의 프레임.
제1항에 있어서,
상기 프레임의 총 두께는 3mm로 형성되고,
상기 주입로는 1mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 복식 필터프레스의 프레임.
복식 필터프레스의 여과판의 구성요소인 플레이트와 프레임 중 상기 프레임을 제조하는 방법에 있어서,
폐회로 구조로 형성되며 상기 폐회로 구조상에 유입공이 형성된 제1금속프레임, 제2금속프레임 및 제3금속프레임을 준비하는 단계;
상기 제2금속프레임에 상기 유입공으로부터 상기 폐회로 내측 공간으로 통하는 주입로를 형성하는 단계;
상기 제1금속프레임, 제2금속프레임 및 제3금속프레임을 적층하여 하나의 프레임을 형성하는 단계; 및
금속확산접합에 의하여 상기 제1금속프레임과 상기 제2금속프레임, 상기 제2금속프레임과 상기 제3금속프레임을 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복식 필터프레스용 프레임의 제조방법.
제3항에 있어서,
상기 프레임의 총 두께는 3mm로 형성되고,
상기 주입로는 1mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 복식 필터프레스용 프레임의 제조방법.