TWI533917B - Rotary filter structure - Google Patents

Description

旋轉式過濾結構

本發明係關於一種過濾結構，更特別的是，關於一種旋轉式過濾結構，能降低能量耗損，並提高過濾效果。

習知進行固液分離的設備係使用旋轉式過濾器，早期的旋轉盤容易導致過濾元件的表面產生濾餅，從而降低過濾通量，使得過濾速度慢；為了增加過濾通量，來提高過濾速度，已有使用者改用旋轉葉片的方式，來提高過濾元件表面的剪切力，從而防止濾餅的形成，故可有效增加過濾通量，以提高過濾速度，但因為該等葉片係裝設於旋轉盤上，導置旋轉盤過重，容易導致能量大幅度耗損。

因此，如何發明出一種旋轉式過濾器，能於提高過濾效果的同時，降低能量耗損，將是本發明所欲積極揭露之處。

為解決上述現有技術的問題，本發明之一目的在於提供一種旋轉式過濾結構，能於提高過濾效果的同時，降低能量耗損。

為達上述目的及其他目的，本發明提出一種旋轉式過濾結構，包含：一本體，具有一容置空間；至少一過濾元件，設置於該本體內，並將該容置空間區分為一作業空間及一過濾空間；至少一液體進口，穿設於該本體，連通該作業空間；至少一液體濃縮出口，穿設於該本體，連通該作業空間；至少一液體過濾出口，穿設於該本體，連通該過濾空間；及至少一旋轉盤，軸設於該本體，並容置於該作業空間，且該旋轉盤具有至少二通孔。

於本發明之旋轉式過濾結構中，當該過濾元件為兩個時，使該容置空間依序區分為一第一過濾空間、一作業空間及一第二過濾空間，該液體過濾出口為兩個，分別連通該第一過濾空間及該第二過濾空間。

於本發明之旋轉式過濾結構中，當該旋轉盤為兩個時，該容置空間藉由該本體及二過濾元件依序區分為一第一作業空間、一過濾空間及一第二作業空間，該等旋轉盤分別容置於該第一作業空間及該第二作業空間，且連通該第一作業空間的液體濃縮出口連接至連通該第二作業空間的液體進口。其中，該等旋轉盤係為共軸；此外，該等旋轉盤較佳係為一體成型。

於本發明之旋轉式過濾結構中，該液體進口的位置高於該液體濃縮出口的位置。

於本發明之旋轉式過濾結構中，該等通孔為四個。

於本發明之旋轉式過濾結構中，該等通孔係以該旋轉盤的圓心為中心進行對稱排列。

於本發明之旋轉式過濾結構中，該等通孔的形狀係為圓形、方形、橢圓形、三角形或多邊形。

於本發明之旋轉式過濾結構中，該過濾元件為陶瓷膜、玻璃纖維膜、聚偏氟乙烯膜、尼龍膜、混合纖維膜、再生纖維膜、鐵氟龍膜、活性碳膜或離子交換樹脂膜。

此外，為達上述目的及其他目的，本發明更提出另一種旋轉式過濾結構，包含：一本體，具有一容置空間；一液體進口，穿設於該本體，連通該容置空間；一液體濃縮出口，穿設於該本體，連通該容置空間；及一過濾旋轉盤，軸設於該本體，並容置於該容置空間，且該過濾旋轉盤具有：至少二通孔，分別穿設於該過濾旋轉盤的一盤體；及一液體過濾出口，設置於該過濾旋轉盤的一軸心，並連通於該本體外。

於本發明之旋轉式過濾結構中，該過濾旋轉盤的材質為陶瓷、玻璃纖維、聚偏氟乙烯、尼龍、混合纖維、再生纖維、鐵氟龍、活性碳或離子交換樹脂。

藉此，本發明旋轉式過濾結構藉由上述的結構，減輕該旋轉盤的重量，降低能量耗損，並提高該過濾元件表面之剪切力，來增加擾流的產生，從而提高過濾效果。

1‧‧‧匯流單元

10‧‧‧本體

11‧‧‧容置空間

111‧‧‧作業空間

112‧‧‧過濾空間

113‧‧‧第一過濾空間

114‧‧‧作業空間

115‧‧‧第二過濾空間

116‧‧‧第一作業空間

117‧‧‧過濾空間

118‧‧‧第二作業空間

20‧‧‧過濾元件

30‧‧‧液體進口

40‧‧‧液體濃縮出口

50‧‧‧液體過濾出口

50’‧‧‧過濾旋轉盤

51‧‧‧通孔

52‧‧‧液體過濾出口

60‧‧‧旋轉盤

61‧‧‧通孔

100‧‧‧旋轉式過濾結構

200‧‧‧旋轉式過濾結構

300‧‧‧旋轉式過濾結構

400‧‧‧旋轉式過濾結構

500‧‧‧旋轉式過濾結構

〔圖1〕係為本發明旋轉式過濾結構之第一實施例的分解圖。

〔圖2〕係為本發明旋轉式過濾結構之第一實施例的剖面圖。

〔圖3〕係為本發明旋轉式過濾結構之第二實施例的剖面圖。

〔圖4〕係為本發明旋轉式過濾結構之第三實施例的剖面圖。

〔圖5〕係為本發明旋轉式過濾結構之第四實施例的剖面圖。

〔圖6〕係為本發明旋轉式過濾結構之第五實施例的示意圖。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：

請參照圖1與圖2，其係為本發明旋轉式過濾結構100之第一實施例。該旋轉式過濾結構100包含一本體10、一過濾元件20、一液體進口30、一液體濃縮出口40、一液體過濾出口50及一旋轉盤60。

該本體10具有一容置空間11；該過濾元件20設置於該本體10內，並將該容置空間11區分為一作業空間111及一過濾空間112，如圖2所示， 該作業空間111大於該過濾空間112，但不限於此。其中，該過濾元件20為陶瓷膜、玻璃纖維膜、聚偏氟乙烯膜、尼龍膜、混合纖維膜、再生纖維膜、鐵氟龍膜、活性碳膜或離子交換樹脂膜。

該液體進口30穿設於該本體10，並連通該作業空間111，藉此讓固液混合的溶液進入至該本體10內；該液體濃縮出口40穿設於該本體10，並連通該作業空間111，藉此將未過濾完全且濃度高的多餘溶液排出至該本體10外。

該液體過濾出口50穿設於該本體10，並連通該過濾空間112，藉此將過濾後的液體排出至該本體10外，以進行收集。

該旋轉盤60軸設於該本體10，並容置於該作業空間111，且該旋轉盤60具有至少二通孔61。

請再次參照圖2，並配合以下敘述來說明該旋轉式過濾結構100的作動與功效。

當將固液混合的溶液從該液體進口30輸送至該本體10內後，於該作業空間111中，該旋轉盤60開始旋轉，使該溶液的固體與液體分離，固體部分殘留在該過濾元件20，分離的液體通過該過濾元件20進入至該過濾空間112後，從該液體過濾出口50排出，進而達到過濾的功效；同時，該旋轉盤60使該作業空間111中的溶液產生擾流，進而使該過濾元件20朝向該作業空間111的表面具有剪切力，以避免殘留在該過濾元件20的固體形成濾餅，藉此提升過濾通量，並增加過濾速度；至於容置在該作業空間111中未過濾完全的多餘溶液(以下簡稱多餘液體)，因部分液體被過濾排出，從而使得多餘液體的濃度提高，並從該液體濃縮出口40被排出，以進行後續處理。

雖然圖未示，但經實驗可知，該旋轉盤60為二通孔61時，相較於沒有通孔61的旋轉盤，於該過濾元件20的表面所產生的剪切力提升40-50%； 當該旋轉盤60的通孔61為四個時，剪切力更提升110-150%。同時，因該旋轉盤60具有該等通孔61，使得該旋轉盤60的重量減輕，故降低旋轉該旋轉盤60所需的能量，進而達到節省能源的功效。

如圖2所示，當該液體進口30的位置高於該液體濃縮出口40的位置時，提高該溶液的流動性。此外，雖然圖未示，應了解到，為了使該旋轉盤60易於轉動，該等通孔61較佳係以該旋轉盤60的圓心為中心進行對稱排列；再者，該等通孔61的形狀為任意形狀，例如：圓形、方形、橢圓形、三角形或多邊形...等幾何形狀。

綜上所述，本發明旋轉式過濾結構藉由上述的結構，減輕該旋轉盤的重量，降低能量耗損，並提高該過濾元件表面之剪切力，來增加擾流的產生，從而提高過濾效果。

接著，如圖3所示，其係為本發明旋轉式過濾結構200之第二實施例，該旋轉式過濾結構200的結構與該旋轉式過濾結構100的結構大致相同，其中，為了提高過濾速度，該過濾元件20較佳為兩個以上，使該容置空間11依序區分為一第一過濾空間113、一作業空間114及一第二過濾空間115，且該液體過濾出口50亦為兩個，分別連通該第一過濾空間113及該第二過濾空間115。藉此，能加速該溶液進行過濾，並排出至該本體10外。

接著，如圖4所示，其係為本發明旋轉式過濾結構300之第三實施例，該旋轉式過濾結構300的結構與該旋轉式過濾結構100的結構大致相同，其中，為了加速固液混合的溶液進行分離，該旋轉盤60較佳為兩個以上，該容置空間11藉由該本體10及二過濾元件20依序區分為一第一作業空間116、一過濾空間117及一第二作業空間118，該等旋轉盤60分別容置於該第一作業空間116及該第二作業空間118，且連通該第一作業空間116的液體濃縮出口40連接至連通該第二作業空間118的液體進口30，藉此，讓於該第一作業空間116中未 過濾完全的多餘溶液再次進行過濾處理。如圖4的箭頭所示，該第一作業空間116及該第二作業空間118所過濾的液體分別經過各該過濾元件20後，從該液體過濾出口50排出。

接著，如圖5所示，其係為本發明旋轉式過濾結構400之第四實施例，該旋轉式過濾結構400的結構與該旋轉式過濾結構300的結構大致相同，藉此，不但能加速固液混合的溶液分離速度，而且能提高過濾速度；此外，於該本體10中，最後末端的液體濃縮出口40能獲得高濃度的溶液。另外，應了解到，該等液體過濾出口50能藉由一匯流單元1來收集所過濾的液體。

最後，如圖6所示，其係為本發明旋轉式過濾結構500之第五實施例。該旋轉式過濾結構500包含一本體10、一液體進口30、一液體濃縮出口40及一過濾旋轉盤50’。

該本體10具有一容置空間11；該液體進口30穿設於該本體10，並連通該容置空間11，藉此讓固液混合的溶液進入至該本體10內；該液體濃縮出口40穿設於該本體10，並連通該容置空間11，藉此將未過濾完全且濃度高的多餘溶液排出至該本體10外。

該過濾旋轉盤50’軸設於該本體10，並容置於該容置空間11，且該過濾旋轉盤50’具有至少二通孔51及一液體過濾出口52，該等通孔51分別穿設於該過濾旋轉盤50’的一盤體，該液體過濾出口52設置於該過濾旋轉盤50’的一軸心，並連通於該本體10外。其中，該過濾旋轉盤50’的材質為陶瓷、玻璃纖維、聚偏氟乙烯、尼龍、混合纖維、再生纖維、鐵氟龍、活性碳或離子交換樹脂。

請再次參照圖6，並配合以下敘述來說明該旋轉式過濾結構500的作動與功效。

當將固液混合的溶液從該液體進口30輸送至該本體10內後，於該容置空間11中，該過濾旋轉盤50’開始旋轉，使該溶液的固體與液體分離，固體部分殘留在該過濾旋轉盤50’的表面，分離的液體穿透進入該過濾旋轉盤50’內，並從該液體過濾出口52排出，進而達到過濾的功效；同時，該過濾旋轉盤50’使該容置空間11中的溶液產生擾流，進而使該過濾旋轉盤50’的表面具有剪切力，以避免殘留在該過濾旋轉盤50’的表面之固體形成濾餅，藉此提升過濾通量，並增加過濾速度；至於容置在該容置空間11中未過濾完全的多餘溶液(以下簡稱多餘液體)，因部分液體被過濾排出，從而使得多餘液體的濃度提高，並從該液體濃縮出口40被排出，以進行後續處理。由此可知，該過濾旋轉盤50’為過濾的材質所製成，故能於旋轉的同時，進行過濾，從而減少製造成本。

雖然圖未示，但經實驗可知，該過濾旋轉盤50’為二通孔61時，相較於沒有通孔51的旋轉盤，於該過濾旋轉盤50’的表面所產生的剪切力提升40-50%；當該過濾旋轉盤50’的通孔51為四個時，剪切力更提升110-150%。同時，因該過濾旋轉盤50’具有該等通孔51，使得該過濾旋轉盤50’的重量減輕，故降低旋轉該過濾旋轉盤50’所需的能量，進而達到節省能源的功效。

如圖6所示，當該液體進口30的位置高於該液體濃縮出口40的位置時，提高該溶液的流動性。此外，雖然圖未示，應了解到，為了使該過濾旋轉盤50’易於轉動，該等通孔51較佳係以該過濾旋轉盤50’的圓心為中心進行對稱排列；再者，該等通孔51的形狀為任意形狀，例如：圓形、方形、橢圓形、三角形或多邊形...等幾何形狀。

綜上所述，本發明旋轉式過濾結構藉由上述的結構，減輕該過濾旋轉盤的重量，降低能量耗損，並提高該過濾旋轉盤的表面之剪切力，來增加擾流的產生，從而提高過濾效果。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧本體

11‧‧‧容置空間

111‧‧‧作業空間

112‧‧‧過濾空間

20‧‧‧過濾元件

30‧‧‧液體進口

40‧‧‧液體濃縮出口

50‧‧‧液體過濾出口

60‧‧‧旋轉盤

61‧‧‧通孔

100‧‧‧旋轉式過濾結構

Claims (16)

1. 一種旋轉式過濾結構，包含：一本體，具有一容置空間；至少一過濾元件，設置於該本體內，並將該容置空間區分為一作業空間及一過濾空間；至少一液體進口，穿設於該本體，連通該作業空間；至少一液體濃縮出口，穿設於該本體，連通該作業空間；至少一液體過濾出口，穿設於該本體，連通該過濾空間；及至少一旋轉盤，軸設於該本體，並容置於該作業空間，且該旋轉盤具有至少二通孔。
2. 如請求項1所述之旋轉式過濾結構，其中，當該過濾元件為兩個時，使該容置空間依序區分為一第一過濾空間、一作業空間及一第二過濾空間，該液體過濾出口為兩個，分別連通該第一過濾空間及該第二過濾空間。
3. 如請求項1所述之旋轉式過濾結構，其中，當該旋轉盤為兩個時，該容置空間藉由該本體及二過濾元件依序區分為一第一作業空間、一過濾空間及一第二作業空間，該等旋轉盤分別容置於該第一作業空間及該第二作業空間，且連通該第一作業空間的液體濃縮出口連接至連通該第二作業空間的液體進口。
4. 如請求項3所述之旋轉式過濾結構，其中，該等旋轉盤係為共軸。
5. 如請求項3所述之旋轉式過濾結構，其中，該等旋轉盤係為一體成型。
6. 如請求項1至5中任一項所述之旋轉式過濾結構，其中，該液體進口的位置高於該液體濃縮出口的位置。
7. 如請求項1至5中任一項所述之旋轉式過濾結構，其中，該等通孔為四個。
8. 如請求項1至5中任一項所述之旋轉式過濾結構，其中，該等通孔係以該旋轉盤的圓心為中心進行對稱排列。
9. 如請求項1至5中任一項所述之旋轉式過濾結構，其中，該等通孔的形狀係為圓形、方形、橢圓形、三角形或多邊形。
10. 如請求項1至5中任一項所述之旋轉式過濾結構，其中，該過濾元件為陶瓷膜、玻璃纖維膜、聚偏氟乙烯膜、尼龍膜、混合纖維膜、再生纖維膜、鐵氟龍膜、活性碳膜或離子交換樹脂膜。
11. 一種旋轉式過濾結構，包含：一本體，具有一容置空間；一液體進口，穿設於該本體，連通該容置空間；一液體濃縮出口，穿設於該本體，連通該容置空間；及一過濾旋轉盤，軸設於該本體，並容置於該容置空間，且該過濾旋轉盤具有：至少二通孔，分別穿設於該過濾旋轉盤的一盤體；及一液體過濾出口，設置於該過濾旋轉盤的一軸心，並連通於該本體外。
12. 如請求項11所述之旋轉式過濾結構，其中，該液體進口的位置高於該液體濃縮出口的位置。
13. 如請求項11所述之旋轉式過濾結構，其中，該等通孔為四個。
14. 如請求項11所述之旋轉式過濾結構，其中，該等通孔係以該旋轉盤的圓心為中心進行對稱排列。
15. 如請求項11所述之旋轉式過濾結構，其中，該等通孔的形狀係為圓形、方形、橢圓形、三角形或多邊形。
16. 如請求項11所述之旋轉式過濾結構，其中，該過濾旋轉盤的材質為陶瓷、玻璃纖維、聚偏氟乙烯、尼龍、混合纖維、再生纖維、鐵氟龍、活性碳或離子交換樹脂。