KR102387777B1 - 자동 세척 필터 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 간단한 구성으로 필터를 세척할 수 있고, 유체의 소비를 최소화하면서 필터의 세척력을 향상시킨 자동 세척 필터 구조체에 관한 것이다.
본 발명은, 유체 공급라인에 연결되는 유입관(I)과, 여과된 유체를 배출하는 유출관(O) 사이에 장착되어 유체에 함유된 이물질을 여과하는 자동 세척 필터 구조체에 있어서, 일단은 상기 유입관(I)에 장착되고 타단은 상기 유출관(O)에 장착되는 하우징(10); 상기 하우징(10) 내주연에 장착되되, 상단은 상기 유입관(I) 측으로 배치되고 하단은 상기 유출관(O) 측으로 배치되어 경사지게 장착되며 메쉬형태로 이루어지는 필터(20); 상기 필터(20)의 하단에 대응되는 하우징(10)에 장착되되 상기 필터(20)의 전단에서 상기 하우징(10)과 연통되게 장착되고 상기 필터(20)의 경사각도와 동일한 각도로 상기 필터(20)의 전단 중심부를 향하여 배치되며 개폐를 위한 제어밸브(31)를 구비하는 배출관(30); 및 상기 배출관(30)에 장착되는 모터(41)와, 일단을 중심으로 회전하면서 상기 필터(20)의 전면을 세척하도록 일단은 상기 필터(20)의 중심부에 배치되고 타단은 방사상으로 연장되어 상기 필터(20)의 전면에 접촉되는 세척팔(42)과, 상기 모터(41)의 회전력을 통해 상기 세척팔(42)을 회전시키도록 상기 모터(41)와 세척팔(42) 간을 연결하는 동력전달수단(43)을 포함하는 세척부(40);를 포함한다.

Description

자동 세척 필터 구조체{AUTO CLEANING FILTER STRUCTURE}

본 발명은 자동 세척 필터 구조체에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 간단한 구성으로 필터를 세척할 수 있고, 유체의 소비를 최소화하면서 필터의 세척력을 향상시킨 자동 세척 필터 구조체에 관한 것이다.

일반적으로 석유화학, 산업용수처리, 냉각 시스템 등 모든 산업현장에서 유체에 함유되어 있는 각종 이물질을 제거하는데 전처리용 필터를 사용하고 있다.

세척 기능이 없는 필터의 경우 사용기간이 증가함에 따라 필터에 쌓이는 이물질의 증가로 인하여 여과할 수 있는 유량이 감소되고, 이물질에 의한 압력 및 내부저항으로 인하여 유체의 흐름이 정체된다. 나아가 유체를 사용하는 공정의 지장을 초래하게 되고, 이는 제품의 불량으로 이어지게 된다.

따라서 세척 기능을 갖는 필터, 즉 오토 필터(auto filter)가 개발되어 사용되고 있다. 상기 오토 필터는 유체가 유입되는 유출구와 유체를 내보내는 배출구를 가지는 하우징과, 하우징의 내부 공간에 설치된 필터 및 상기 필터의 청소와 세척을 위한 세척장치를 포함하여 구성된다. 이러한 오토 필터는 유출구와 배출구 사이의 압력차를 감지하여 필터 세척 여부를 판단하고 세척장치를 가동하여 필터를 세척하는 방식으로 작동된다.

그런데 종래의 오터 필터는 구성면에서 단순하지 않고 필터에 대한 세척력이 높지 않다는 한계가 있었다. 또한 종래의 오토 필터는 필터에 부착된 부유물을 필터로부터 분리하여 배출하는 방식으로서, 배출에만 중점을 두어 부유물의 배출을 위해 많은 유체를 함께 소비하는 단점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1169954호 (2012. 07. 25)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 구성으로 필터를 세척할 수 있는 자동 세척 필터 구조체를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 유체의 소비를 최소화하면서 필터의 세척력을 향상시킨 자동 세척 필터 구조체를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 자동 세척 필터 구조체는, 유체 공급라인에 연결되는 유입관과, 여과된 유체를 배출하는 유출관 사이에 장착되어 유체에 함유된 이물질을 여과하는 자동 세척 필터 구조체에 있어서, 일단은 상기 유입관에 장착되고 타단은 상기 유출관에 장착되는 하우징; 상기 하우징 내주연에 장착되되, 상단은 상기 유입관 측으로 배치되고 하단은 상기 유출관 측으로 배치되어 경사지게 장착되며 메쉬형태로 이루어지는 필터; 상기 필터의 하단에 대응되는 하우징에 장착되되 상기 필터의 전단에서 상기 하우징과 연통되게 장착되고 상기 필터의 경사각도와 동일한 각도로 상기 필터의 전단 중심부를 향하여 배치되며 개폐를 위한 제어밸브를 구비하는 배출관; 및 상기 배출관에 장착되는 모터와, 일단을 중심으로 회전하면서 상기 필터의 전면을 세척하도록 일단은 상기 필터의 중심부에 배치되고 타단은 방사상으로 연장되어 상기 필터의 전면에 접촉되는 세척팔과, 상기 모터의 회전력을 통해 상기 세척팔을 회전시키도록 상기 모터와 세척팔 간을 연결하는 동력전달수단을 포함하는 세척부;를 포함한다.

그리고 상기 하우징에는 상기 필터에 대한 이물질의 부착 정도를 감지하는 감지센서가 장착될 수 있다.

또한 상기 세척부는, 상기 세척팔의 일단에 형성되는 회전축과, 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하며 방사상으로 연장되는 지지팔과, 상기 필터의 전면에서 하우징의 내주연에 장착되며 상기 지지팔이 연결되는 지지링을 포함할 수 있다.

아울러, 상기 동력전달수단은 상기 세척팔의 회전축과 상기 모터의 회전축 간을 연결하는 벨트로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 자동 세척 필터 구조체에 의하면, 간단한 구성으로 필터를 세척할 수 있어 제작이 쉽고 그로 인해 저렴하게 생산 가능하다는 장점이 있다.

그리고 본 발명에 따르면, 유체의 소비를 최소화하면서 필터의 세척력을 향상시킬 수 있으므로 유체의 낭비가 적으면서도 신속하고 높은 세척력을 발휘하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 세척 필터 구조체의 외관을 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 자동 세척 필터 구조체의 구성을 도시한 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 자동 세척 필터 구조체의 작용을 도시한 단면도,
도 5는 본관과 바이패스 관의 결합관계를 도시한 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 세척 필터 구조체의 외관을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자동 세척 필터 구조체의 구성을 도시한 분해 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 세척 필터 구조체는 유체 공급라인에 연결되는 유입관(I)과, 여과된 유체를 배출하는 유출관(O) 사이에 장착되어 유체에 함유된 이물질을 여과하는 것으로서, 하우징(10), 필터(20), 배출관(30), 세척부(40)를 포함하여 구성되고, 추가적으로 감지센서(50)를 더 포함할 수 있다.

상기 하우징(10)은 일단이 상기 유입관(I)에 장착되고 타단이 상기 유출관(O)에 장착되어 유입관(I)에서 유입되는 유체가 유출관(O)으로 흐를 수 있도록 하고 그 내외부에 본 발명에 따른 구성요소들이 장착되는 구성이다. 이러한 하우징(10)은 일반적으로 원통형으로 이루어지고 상기 유입관(I)과 유출관(O)에 장착되기 위한 구성을 구비한다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 체결공(12)이 형성된 플랜지(11)를 구비하여 그 플랜지(11)를 통하여 유입관(I) 및 유출관(O)에 볼트 결합될 수 있다.

필터(20)는 상기 하우징(10) 내주연에 장착되어 통과되는 유체에 포함된 이물질을 필터링한다. 상기 필터(20)로는 다양한 재질과 입도의 필터가 사용될 수 있는데, 본 실시예에서는 써스(sus) 메쉬 형태의 필터가 사용될 수 있다. 그리고 필터는 1겹으로 사용될 수도 있고 2겹 또는 3겹으로도 겹쳐서 사용될 수도 있다. 이때 3겹의 필터를 사용하는 경우에는, 1겹과 2겹은 써스 메쉬 필터, 3겹은 PP, PE 또는 부직포의 필터가 사용될 수 있는데, 이는 필터링되는 유체와 이물질의 크기 및 상태에 따라 선택되어 적용되는 것이 바람직하다.

이러한 필터(20)는 하우징(10)의 내주연에 장착될 때 경사지게 장착된다. 즉, 상단은 유입관(I) 측으로 배치되고 하단은 유출관(O) 측으로 배치되어 경사지게 장착된다. 이는 필터(20)에 걸리는 이물질을 필터 하단으로 유도함으로서 필터 하단으로 이물질이 포집될 수 있는 공간을 형성하기 위함이다.

필터의 경사각도는 특별히 한정되지 않지만, 30°미만인 경우에는 경사배치에 따른 이물질 유도 성능이 저하되고, 45°를 초과하는 경우에는 필터가 배치되는 영역이 증대되는 만큼의 이물질 유도 성능이 발휘되지 않으므로 30°~ 45°범위인 것이 바람직하다.

그리고 필터(20)의 지지를 위하여 상기 하우징(10) 내주면에는 고정링이 장착되거나 돌기가 형성될 수 있다.

배출관(30)은 필터(20)에 부착된 이물질을 유체와 함께 배출하는 관으로서, 상기 필터(20)의 하단에 대응되는 하우징(10)에 장착되되 상기 필터(20)의 전단에서 상기 하우징(10)과 연통되게 장착된다. 이때 상기 배출관(30)이 장착되는 각도는 상기 필터(20)의 경사각도와 동일하고 상기 필터(20)의 전단 중심부를 향하게 된다. 이는 필터(20)의 전단에서 하향 경사진 부분에 포집되는 이물질의 배출을 용이하게 함과 아울러, 이하에서 설명될 모터(41)와 세척팔(42)의 회전축(41a, 42a) 간을 벨트로 연결하기 위함이다.

그리고 상기 배출관(30)의 하단부에는 배출관(30)의 개폐를 위한 제어밸브(31)가 장착된다. 상기 제어밸브(31)의 위치는 특별히 한정되지 않지만, 모터(41) 및 벨트와의 간섭을 피하기 위하여 모터(41)에서 하단으로 이격되게 설치된다.

세척부(40)는 모터(41), 세척팔(42) 및 동력전달수단(43)을 포함하여 구성된다. 상기 모터(41)는 배출관(30)에 장착되는 것으로, 배출관(30)의 제어밸브(31)보다 상부측에 설치되고, 모터(41) 전체가 배출관(30) 내부에 설치될 수도 있으나, 배출관(30)을 통한 유체 유동 저항을 감소하고 모터 유지보수의 용이를 위하여 모터(41)의 회전축(41a)만 배출관(30)의 측면을 관통하여 배출관(30)의 내부로 노출되게 배치되고 모터(41) 몸체는 배출관(30)의 외부에 배치될 수 있다.

세척팔(42)은 회전하면서 필터(20)의 전면에 부착된 이물질을 필터(20)로부터 분리시키기 위한 것으로, 세척솔 형태로 이루어진다. 세척팔(42)의 일단은 필터(20)의 중심부에 배치되고 타단은 방사상으로 연장되어 상기 필터(20)의 전면에 접촉되게 배치된다. 이때 세척팔(42)은 그 일단을 중심으로 회전운동을 하면서 필터(20)의 세척을 하게 되고, 이를 위해 상기 모터(41)와 세척팔(42) 간에는 동력전달수단(43)으로 연결된다.

동력전달수단(43)은 다양한 구성으로 이루어질 수 있는데, 본 실시예에서는 벨트로 구성된 형태가 예시되어 있다.

그리고 상기 세척부(40)는 상기 세척팔(42)의 일단에 형성되는 회전축(42a)과, 상기 회전축(42a)을 회전 가능하게 지지하며 방사상으로 연장되는 지지팔(44)과, 상기 필터(20)의 후면에서 하우징(10)의 내주연에 장착되며 상기 지지팔(44)이 연결되는 지지링(45)을 더 포함할 수 있다.

이때 상기 세척팔(42)은 필터(20)의 전면에 배치되고 상기 세척팔(42)이 장착되는 지지팔(44)은 필터(20)의 후면에 배치되므로 상기 필터(20)의 중앙부는 관통홀이 형성되고 그 관통홀을 통해 회전축(42a)이 통과하여 세척팔(42)을 지지팔(44)에 장착한다.

또한 감지센서(50)는 상기 하우징(10)에 장착되는 것으로, 상기 필터(20)에 대한 이물질의 부착 정도를 감지한다. 이러한 감지센서(50)는 필터(20)의 전단 및 후단의 압력 변화를 감지할 수 도 있고, 유량의 변화를 감지할 수도 있으며, 전도도의 변화를 감지할 수도 있다. 또는 상기 감지센서(50)로 pH, 잔류염소, 탁도 등을 감지하는 센서가 사용될 수도 있다.

이러한 감지센서(50)는 필터(20)의 전단 및 후단에 각각 장착한 후 전단 및 후단의 측정값의 변화를 감지하게 할 수도 있으나, 필터(20)의 후단에 하나의 감지센서(50)만을 두고 필터(20) 설치시의 측정값에 대해 현재 측정값의 차이를 토대로 이물질의 부착정도를 판단하게 할 수 있다.

본 발명에 따른 세척부(40)는 타이머의 작동에 의해 설정시간 간격으로 작동되게 할 수도 있지만, 감지센서(50)를 통해 감지된 측정값을 토대로 세척이 필요한 시점에만 작동되도록 할 수도 있다.

다음으로 본 발명에 따른 자동 세척 필터 구조체의 작용에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 자동 세척 필터 구조체의 작용을 도시한 단면도이고, 도 5는 본관과 바이패스 관의 결합관계를 도시한 도면이다.

유체 공급라인에서 유입관(I)을 통해 유입된 유체는 본 발명에 따른 필터 구조체를 통과하면서 이물질의 필터링이 이루어진 상태로 유출관(O)으로 이동된다. 이와 같이 본 발명에 따른 필터 구조체는 유입관(I)과 유출관(O) 사이에 결합되고 유지보수 및 교체를 위해 유입관(I)과 유출관(O)으로부터 해체도 가능하다.

또한 도 5에 도시된 바와 같이, 바이패스 관을 추가로 구비하여 본관의 유지보수 및 교체나 필터(20)의 자동 세척 작업시에는 바이스패 관으로 유체가 이동되도록 할 수도 있다. 이를 위한 밸브의 조작과 같은 일반적인 제어는 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 필터(20)는 하우징(10) 내에서 경사지게 배치된다. 보다 상세하게는, 상단이 유입관(I) 측으로 배치되고 하단이 유출관(O) 측으로 배치되어 유체의 흐름과 이물질의 하중에 의해 필터 하단 공간으로 쌓이게 된다. 물론 필터의 전체 영역에 이물질의 흡착이 이루어지지만, 필터(20)가 경사 배치되어 있으므로 유체의 흐름에 의해 이물질이 하단 공간으로 상대적으로 많이 포집된다.

이물질이 필터(20)에 흡착되어 유속이 느려지거나 수질이 악화되면 이를 감지센서(50)를 통해 감지하여 배출관(30)이 개방되고 세척부(40)가 작동될 수 있다. 본 실시예에서는 감지센서(50)가 유체의 전도도 변화를 감지하여 작동 여부를 결정하게 된다. 즉, 필터(20)의 후단에 장착된 감지센서(50)는 필터(20)에 이물질이 흡착되면서 유체의 농도가 변화함에 따라 저항의 증가를 측정하여 이물질의 흡착 정도를 감지하게 된다.

배출관(30)의 개방은 제어밸브(31)에 의해 이루어지고, 세척부(40)의 가동은 모터(41)의 구동에 의해 이루어진다. 상기 모터(41)는 배출관(30)에 장착되고 모터(41)의 회전축(41a)과 세척팔(42)의 회전축(42a)이 동력전달수단(43)으로 연결되어 모터(41)의 회전축(41a)이 회전하면 세척팔(42)도 회전하면서 세척팔(42)이 필터(20)의 전면을 순차적으로 접촉하면서 필터(20)에 흡착된 이물질을 제거한다.

세척팔(42)에 의해 필터(20)로부터 분리된 이물질은 배출관(30)으로 배출되는 유체와 함께 외부로 배출된다. 특히 본 발명에서는 필터 하단에 이물질이 포집되고 하우징(10)의 하단에 배출관(30)이 연결되므로 필터 하단에 포집된 이물질의 배출이 보다 용이하게 이루어진다.

필터(20)에 대한 세척이 이루어지면 감지센서(50)에서 감지된 측정값이 변화하여 정상상태로 판명되고, 이렇게 되면 배출관(30)의 제어밸브(31)를 폐쇄하고 모터(41)의 구동을 정지시킨다. 만일 유체의 흐름을 바이패스 관으로 변경하였다면 바이패스 관을 폐쇄하고 본관으로 유체의 흐름을 유도할 수 있다.

본 발명에서는 이러한 과정을 반복하면서 필터(20)의 성능을 안정적이고 지속적으로 유지하여 유체 공급라인에 부하가 발생하지 않게 하면서 필터링된 정제된 유체가 안정적으로 공급되게 작동한다.

또한 감지센서(50)에서 감지된 측정값을 서버나 중앙관리센터로 전송하여 다수의 필터 구조체의 작동을 제어할 수도 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

10 : 하우징 11 : 플랜지
20 : 필터
30 : 배출관 31 : 제어밸브
40 : 세척부 41 : 모터
42 : 세척팔 43 : 동력전달수단
44 : 지지팔 45 : 지지링
50 : 감지센서
I : 유입관
O : 유출관

Claims (4)

1. 유체 공급라인에 연결되는 유입관(I)과, 여과된 유체를 배출하는 유출관(O) 사이에 장착되어 유체에 함유된 이물질을 여과하는 자동 세척 필터 구조체에 있어서,
   일단은 상기 유입관(I)에 장착되고 타단은 상기 유출관(O)에 장착되는 하우징(10);
   상기 하우징(10) 내주연에 장착되되, 상단은 상기 유입관(I) 측으로 배치되고 하단은 상기 유출관(O) 측으로 배치되어 경사지게 장착되며 메쉬형태로 이루어지는 필터(20);
   상기 필터(20)의 하단에 대응되는 하우징(10)에 장착되되 상기 필터(20)의 전단에서 상기 하우징(10)과 연통되게 장착되고 상기 필터(20)의 경사각도와 동일한 각도로 상기 필터(20)의 전단 중심부를 향하여 배치되며 개폐를 위한 제어밸브(31)를 구비하는 배출관(30); 및
   상기 제어밸브(31)와 인접하게 상기 배출관(30)에 장착되는 모터(41)와, 일단을 중심으로 회전하면서 상기 필터(20)의 전면을 세척하도록 일단은 상기 필터(20)의 중심부에 배치되고 타단은 방사상으로 연장되어 상기 필터(20)의 전면에 접촉되는 세척팔(42)과, 상기 모터(41)의 회전력을 통해 상기 세척팔(42)을 회전시키도록 상기 모터(41)와 세척팔(42) 간을 연결하는 동력전달수단(43)을 포함하는 세척부(40);를 포함하고,
   상기 세척부(40)는, 상기 세척팔(42)의 일단에 형성되는 회전축(42a)과, 상기 회전축(42a)을 회전 가능하게 지지하며 방사상으로 연장되는 지지팔(44)과, 상기 필터(20)의 후면에서 하우징(10)의 내주연에 장착되며 상기 지지팔(44)이 연결되는 지지링(45)을 포함하며,
   상기 동력전달수단(43)은 상기 세척팔(42)의 회전축(42a)과 상기 모터(41)의 회전축(41a) 간을 연결하는 벨트인 것을 특징으로 하는 자동 세척 필터 구조체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 하우징(10)에는 상기 필터(20)에 대한 이물질의 부착 정도를 감지하는 감지센서(50)가 장착되는 것을 특징으로 하는 자동 세척 필터 구조체.
   
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