KR20170011786A

KR20170011786A - 하이브리드 주름필터백

Info

Publication number: KR20170011786A
Application number: KR1020150105049A
Authority: KR
Inventors: 이충중
Original assignee: 이충중
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2017-02-02
Also published as: KR101823731B1

Abstract

하이브리드 주름필터백은 주름필터와 벤츄리와 필터 케이지의 분리가 용이하여 필터백의 폐기시 필터 케이지와 벤츄리의 재사용이 가능하여 필터를 폐기하는 과정에서 시간과 비용을 절감하며, 주름필터의 바깥쪽 둘레에 결합되는 필터백용 스프링 밴드의 탄성에 의해 여과재의 팽창과 수축, 여과재의 진동, 투과되는 압축공기의 힘으로 탈진하므로 낮은 탈진 압력에도 습한 분진, 점성이 강한 분진, 덩어리 분진도 용이하게 분리하는 효과가 있다.

Description

하이브리드 주름필터백{Hybrid Pleated Filter Bag}

본 발명은 필터 구조체에 관한 것으로서, 특히 주름필터와 벤츄리와 필터 케이지의 분리가 용이하여 필터백의 폐기시 필터 케이지와 벤츄리의 재사용이 가능하여 필터를 폐기하는 과정에서 시간과 비용을 절감하는 하이브리드 주름필터백에 관한 것이다.

집진장치는 일종의 공기 정화 장치로서, 분진 등을 포함하는 가스를 필터링한 후, 실내로 다시 유입시키거나 외부로 배출시키는 장치이다.

집진장치의 일반적인 구조는 흡기실, 배기실, 흡기구, 배기부, 필터, 압축공기 공급관, 분사 노즐 등으로 구성된다. 하우징 내의 흡기실과 배기실은 격벽으로 분리되어 있다.

흡기구를 통하여 흡기실로 유입된 가스는 필터에 의해 분진 등이 걸려진 후 배기실로 이동된다. 배기실로 이동된 가스는 배기부를 통하여 실내로 유입되거나 외부로 배출된다.

집진장치에는 복수개의 필터가 설치되어 있다. 집진 필터는 가온 가스에 견딜 수 있게 내열성을 갖출 필요가 있고, 필터링 효율을 높이기 위해 가능한 한 표면적을 넓게 형성시키고 있다. 넓은 표면적을 갖는 필터로 카트리지 필터가 있다.

종래의 카트리지 필터백은 다수의 골이 형성되도록 접철되어 주름지게 원통 형상으로 형성된 카트리지 필터와, 카트리지 필터의 상부 및 하부에 각각 결합되는 상부캡과 하부캡 및 카트리지 필터의 내측에 망 구조의 지지틀이 설치된다.

상부캡, 하부캡 및 지지틀은 통상적으로 알루미늄과 같은 금속 재질로 제조된다.

도 1은 종래의 카트리지 필터백을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 카트리지 필터백(10)은 카트리지 필터(11), 직물밴드(12), 상부프레임(13) 및 하부프레임(14)을 포함한다.

카트리지 필터(11)에는 표면적을 넓히기 위해 복수개의 절곡산들이 형성되어 있다.

하나 이상의 직물밴드(12)가 카트리지 필터(11)의 외주연에 결합되어 있다. 직물밴드(12)는 카트리지 필터(11)의 외형을 유지하고, 아울러 고압의 압축 가스가 카트리지 필터(11)에 가해질 때 카트리지 필터(110)의 변형을 억제한다.

상부캡(13)과 하부캡(14)은 카트리지 필터(11)의 상단과 하단에 각각 결합되어 카트리지 필터(110)을 지지 고정한다.

상부캡(13)과 하부캡(14)의 내부에는 접착제(미도시)가 도포되고, 카트리지 필터(11)의 양단부는 상부캡(13)과 하부캡(14)의 각 내부로 삽입되면, 접착제에 의해 카트리지 필터(11)과 상부캡(13)과 하부캡(14)이 접착된다.

이러한 카트리지 필터백(10) 즉 주름필터백은 상부캡(13), 하부캡(14), 카트리지 필터(11)의 내측에 망 구조의 지지틀(미도시)이 카트리지 필터(11)와 다량의 접착제에 의해 일체형으로 제조된다.

따라서, 카트리지 필터백(10)을 사용한 후 폐기해야 하는 경우 상부캡(13), 하부캡(14), 지지틀, 카트리지 필터(11)를 일일이 분리해야 하는데 접착력이 강한 에폭시, 우레탄계 접착제를 제거하기가 어려워 상부캡(13)과 하부캡(14)을 절단하여 카트리지 필터(11)와 지지틀 및 상부캡(13)과 하부캡(14)을 분리하여 폐기한다.

집진장치는 카트리지 필터백(10)이 수천 개 또는 수만 개가 장착되는데 각각의 카트리지 필터백(10)의 상부캡(13)과 하부캡(14)을 절단하고 접착제에 붙어 있는 지지틀과 카트리지 필터(11)를 분리하는 폐기 과정이 시간과 비용이 많이 발생한다.

또한, 지지틀과 카트리지 필터(11)는 접착제로 인하여 분리가 어려워서 소각되지 않는 문제점이 발생된다.

이러한 카트리지 필터백(10)은 상부캡(13), 하부캡(14), 지지틀을 카트리지 필터(11)와 쉽게 분리하지 못하거나 분리되지 않기 때문에 재사용도 쉽지 않은 실정이다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 주름필터와 벤츄리와 필터 케이지의 분리가 용이하여 필터백의 폐기시 필터 케이지와 벤츄리의 재사용이 가능하여 필터를 폐기하는 과정에서 시간과 비용을 절감하는 하이브리드 주름필터백을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 주름필터의 바깥쪽 둘레에 결합되는 필터백용 스프링 밴드의 탄성에 의해 여과재의 팽창과 수축, 여과재의 진동, 투과되는 압축공기의 힘으로 탈진하므로 낮은 탈진 압력에도 습한 분진, 점성이 강한 분진도 용이하게 분리하는 필터백용 스프링 밴드를 구비한 하이브리드 주름필터백을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 하이브리드 주름필터백은,

원통 모양으로 중심부가 상하로 관통되고 복수개의 산부와 골부를 갖는 일정한 길이의 주름필터;

내부가 비어 있는 원통 형상으로 형성되고, 환형으로 일정 간격마다 배치되며 길이 방향으로 연장되는 직선 형태의 복수개의 세로살과, 세로살과 수직 방향으로 교차되어 세로살을 연결하는 복수개의 가로살로 이루어지고 주름필터의 내부로 삽입되어 주름필터에 탈부착이 가능하며 주름필터를 지지 고정하는 필터 지지용 케이지;

주름필터의 바깥쪽 둘레의 일정 지점의 산부와 골부에 대응 결합되는 일정 두께와 길이의 연결지그; 및

연결지그의 일측면과 연결지그의 타측면에 결합되는 코일스프링을 포함하며, 연결지그의 일측면에 코일스프링의 일측 끝단인 제1 최외각 선재가 결합되고, 연결지그를 주름필터의 바깥쪽 둘레의 일정 지점의 산부와 골부에 결합한 후, 제1 최외각 선재로부터 연장된 코일스프링의 선재가 주름필터의 바깥쪽 둘레의 산부와 골부에 끼워지면서 주름필터의 바깥쪽 둘레를 감싸며, 연결지그의 타측면에 연결스프링의 제2 최외각 선재가 결합된다.

전술한 구성에 의하여, 본 발명은 주름필터와 벤츄리와 필터 케이지의 분리가 용이하여 필터백의 폐기시 필터 케이지와 벤츄리의 재사용이 가능하여 필터를 폐기하는 과정에서 시간과 비용을 절감하는 효과가 있다.

본 발명은 필터백용 스프링 밴드에 의해서 탈진 주기가 길어지고 탈진 압력이 낮게 조절할 수 있어 필터백의 수명 연장 및 집진기의 운전 에너지를 절감할 수 있다.

본 발명은 필터백용 스프링 밴드의 탄성에 의해 여과재의 팽창과 수축, 여과재의 진동, 투과되는 압축공기의 힘으로 탈진하므로 낮은 탈진 압력에도 습한 분진, 점성이 강한 분진, 덩어리 분진도 용이하게 분리하고 탈진 성능의 향상과 집진기의 운전 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 종래의 카트리지 필터를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 주름필터백의 주름필터의 원단을 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 주름을 접어서 원통 형상의 주름필터를 만드는 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주름필터의 상부와 하부에 상부캡과 하부캡이 장착되는 모습을 나타낸 분해 사사도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 필터 지지용 케이지가 장착된 주름필터를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 필터 지지용 케이지의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 주름필터백의 구성을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 주름필터백의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 필터백용 스프링 밴드의 구성을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 필터백용 스프링 밴드의 연결지그의 구성을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 필터백용 스프링 밴드를 하이브리드 주름필터백에 결합하는 모습을 나타낸 동작도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 주름필터백의 주름필터의 원단을 나타낸 도면이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 주름을 접어서 원통 형상의 주름필터를 만드는 모습을 나타낸 도면이다.

주름필터(110)는 원통 모양으로 중심부가 상하로 관통된 형태이며 판상의 필터체를 길이 방향으로 산부와 골부를 이루는 구조로 접어서 형성된다. 주름필터(110)는 절곡여과재(120)와 절곡여과재(120)의 상부와 하부에 재봉하여 결합되는 일반여과재(122)를 포함한다.

절곡여과재(120)는 폴리에스터 스판본드(장섬유 부직포)를 사용하고 절곡 후에 열처리 공정을 거쳐 주름 형태를 유지하여 주름필터(110)를 조립하기 쉬운 소재를 사용한다.

절곡여과재(120)는 주름필터(110)를 제조하는 일반용 또는 고온용을 동일하게 사용할 수 있으나 일반용과 고온용 모두 스판레이스 공법(Water Jet 공정)으로 생산한 부직포가 바람직하다.

일반여과재(122)는 절곡여과재(120)의 상부와 하부에 결합되는 여과재로 강도가 좋고 부드러운 니들펀칭 부직포, 스판레이스 공법으로 생산된 부직포를 사용한다.

절곡여과재(120)와 일반여과재(122)는 고온(180 내지 260℃) 또는 상온(120℃ 이하)에서 니들 펀칭(Neddle Punching) 방식으로 제조된 부직포 또는 특수한 제법으로 제조된 유리섬유 부직포를 사용한다.

부직포는 단섬유 또는 장섬유를 이용하여 습식공법(wet-laid), 스폰본드(spandbond), 스판레이스(spanlace), 또는 카렌다본드(calender bond), 니들펀칭(needle punching) 등의 제조공법으로 섬유를 서로 엉키게 만든 형태로 특히 상온용으로는 폴리에스테르(PET), 아크릴(acrylic), 폴리프로필렌(PP), 고온용으로는 유리섬유(glass fiber), PA(Poly Amide), PI(Poly Imide), PAI(Poly Amide Imide), PPS(Poly Phenylene Sulfide), PSA(Poly Sulfon Amide)로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.

주름필터(110)의 제조 방법은 절곡여과재(120)를 20 내지 30mm 간격으로 절곡한 후 열처리하고, 열처리된 절곡여과재(120)를 편 상태에서 절곡여과재(120)의 상부와 하부에 일정 길이와 폭으로 형성된 일반여과재(122)를 재봉하여 결합한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 주름필터(110)의 제조 방법은 절곡여과재(120)의 상부와 하부에 상부 일반여과재(122a)와 하부 일반여과재(122b)를 재봉한 후, 상부 일반여과재(122a)와 하부 일반여과재(122b)를 주름 치마와 같이, 주름을 접으면서 양쪽을 원통 모양으로 형성하여 접착제에 의해 결합한다.

상부 일반여과재(122a)의 상단 끝단과 하부 일반여과재(122b)의 하부 끝단은 주름 치마와 같이 접은 상태에서 원통 모양으로 감아서 형성된다.

재봉할 때 사용하는 재봉사는 사용온도와 조건에 따라 폴리에스터, 유리섬유, PTFE 섬유 등을 사용할 수 있다. 일반적으로 일반 폴리에스터 스판본드 및 스판레이스 여과포는 주름을 접어 초음파 접착도 가능하다.

이하, 도 6을 참조하여 원통 형상의 주름필터(110)를 만든 후, 주름필터(110)의 상부와 하부에 상부캡(112)과 하부캡(114)을 결합하는 모습을 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주름필터의 상부와 하부에 상부캡과 하부캡이 장착되는 모습을 나타낸 분해 사사도이다.

주름필터(110)는 상부와 하부에 각각 상부캡(112)과 하부캡(114)이 결합된다.

상부캡(112)은 외측면 테두리를 감싸도록 상부캡(112)의 외측면 테두리에 패킹부재(130)가 끼워진다. 주름필터(110)는 상부면에 접착제(미도시)에 의해 상부캡(112)을 결합하고, 상단 외측면 테두리에 패킹부재(130)가 재봉되어 결합된다.

패킹부재(130)는 하단 내측면 테두리를 주름필터(110)의 상부 일반여과재(122a)의 외측면 테두리에 맞닿도록 하여 재봉한다.

패킹부재(130)는 중심부에 중공이 형성된 도넛 형상으로 이루어지고 섬유재질의 직물로 제조된 링 형태의 실링부재이다.

패킹부재(130)의 역할은 집진장치의 타공판에 상부캡(112)이 끼워질 때, 타공판과 상부캡(112)의 사이의 공간에 끼워져 실링하는 기능을 한다.

하부캡(114)은 일측이 밀폐된 원통 형상을 가지며, 내부의 전체 공간에 접착제(미도시)가 도포된다.

패킹부재(130)의 내부에는 링 타입의 탄성부재(132)가 설치되는 것이 좋다. 탄성부재(132)는 금속 스프링, 수지계열의 스프링 또는 코일스프링 중 하나의 스프링을 선택한다.

패킹부재(130)는 집진장치의 타공판의 관통공 테두리에 끼워서 결합시 탄성부재(132)의 탄성력에 패킹부재(130)가 타공판의 관통공 테두리에서 빠지는 것을 억제하게 된다.

이하, 도 7 및 도 8를 참조하여 주름필터(110)의 내부로 필터 지지용 케이지(140)를 장착하는 모습을 상세하게 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 필터 지지용 케이지가 장착된 주름필터를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 필터 지지용 케이지의 구성을 나타낸 사시도이다.

필터 지지용 케이지(140)는 금속 재질로 제조되어 내부가 비어 있는 원통 형상으로 형성되고, 주름필터(110)의 내부에 삽입되어 주름필터(110)에 탈부착이 가능하며 주름필터(110)를 지지하며 고정해주는 역할을 한다.

필터 지지용 케이지(140)는 상부캡(112)의 관통공(112a)으로 삽입되어 주름필터(110)의 내부로 밀어 넣어 장착되며, 주름필터(110)의 내부로 유입된 공기를 외부로 배출하는 배출 통로의 역할을 한다.

주름필터(110)는 필터 지지용 케이지(140)를 수용 가능한 필터 백(Filter Bag)의 형태로 형성되어 필터 지지용 케이지(140)의 외주면을 감싸게 된다. 오염된 공기는 필터 지지용 케이지(140)의 내부로 유입되면서 주름필터(110)를 통과되어 정화된다.

필터 지지용 케이지(140)의 외주면은 가로살(146) 및 세로살(144)이 교차되는 격자 구조로 형성되어 있다. 필터 지지용 케이지(140)는 환형으로 일정 간격마다 배치되고 길이 방향으로 연장되어 직선 형태의 세로살(144) 및 세로살(144)과 수직 방향으로 교차되어 세로살(144)들을 서로 연결하는 가로살(146)로 이루어지며, 세로살(144)들의 상부 끝단에 벤츄리(142)가 용접되어 결합되어 있다.

세로살(144) 및 가로살(146)은 각각 복수개가 형성되어 각각 서로 교차되면서 격자 구조를 형성한다. 필터 지지용 케이지(140)의 하단 단부는 하부면을 폐쇄하는 커버판(148)이 결합되어 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 주름필터백의 구성을 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 주름필터백의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 필터백용 스프링 밴드의 구성을 나타낸 도면이고, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 필터백용 스프링 밴드의 연결지그의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 필터백용 스프링 밴드(200)를 구비한 하이브리드 주름필터백(100)은 다수의 골이 형성되도록 접철되어 주름지게 원통 형상으로 형성된 주름필터(110)와, 주름필터(110)의 상부 및 하부에 각각 결합되는 상부캡(112)과 하부캡(114) 및 필터백용 스프링 밴드(200)를 포함한다.

상부캡(112)의 외측면 테두리에는 패킹부재(130)가 결합되어 있으며 패킹부재(130)는 주름필터(110)의 상부 일반여과재(122a)의 외측면 테두리에 패킹부재(130)의 내측면 테두리를 맞닿도록 하여 재봉한다.

필터 지지용 케이지(140)는 상부캡(112)의 관통공(112a)으로 밀어 넣어 삽입된다.

상부캡(112)과 하부캡(114)은 주름필터(110)의 양단부와 결합되어 주름필터(110)를 지지 고정한다.

상부캡(112)에는 중심부에 가스나 공기가 이동하는 관통공(112a)이 형성되어 있다.

상부캡(112)은 원통 형상으로 한정되지는 않으며, 사각형 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.

상부캡(112)과 하부캡(114)은 내열성 소재를 사용한다. 예를 들어, 0.1~0.5 mm 두께의 스틸강판(SUS 또는 아연 도금 강판)은 고온 집진에 적합하여 널리 사용되고 있다.

주름필터(110)를 상부캡(112)과 하부캡(114)에 고정할 때 쓰는 접착제(미도시)는 내열성과 강도가 우수한 에폭시 몰타르, 즉 에폭시 수지와 돌가루를 반죽 형태로 섞은 것)을 사용할 수 있으며, 그 밖에 페놀, 폴리이미드 등의 내열성 수지도 사용할 수 있다.

상부캡(112)과 하부캡(114)에 결합된 주름필터(110)를 150~200℃의 고온 챔버에서 30~60분 동안 숙성시키는 과정을 거치게 할 수 있는데, 이는 접착제의 접착 성능과 내구성을 높이는 데 도움이 된다.

필터백용 스프링 밴드(200)는 종래의 고정식 직물밴드(12)가 아니라 환형으로 만들 수 있는 일정 탄성을 갖는 코일스프링(210)과, 코일스프링(210)의 일측 끝단과 타측 끝단에 결합되는 연결지그(300)를 포함한다.

코일스프링(210)은 동일한 선경을 가지는 선재(212)를 동일한 직경을 가지도록 나선형으로 감아 형성한다.

연결지그(300)는 일정 두께의 금속, 합성수지 재질, 플라스틱 중 하나의 재질로 제조된 몸체(302)로 이루어져 있다.

연결지그(300)는 주름필터(110)의 부직포접합부(111)의 산부(111a)와 골부(111b, 111c)에 삽입되고, 연결지그(300)의 일측에 코일스프링(210)의 일측 끝단인 제1 최외각 선재(213)를 결합하며, 연결지그(300)의 타측에 코일스프링(210)의 타측 끝단인 제2 최외각 선재(214)를 결합하여 코일스프링(210)을 환형이 되도록 한다.

주름필터(110)는 다수의 골이 형성되도록 부직포가 절곡되어 주름지게 형성되고 부직포의 양단부를 원통 형상으로 만든다.

부직포접합부(111)는 부직포의 양단부를 원통 형상으로 접합할 때 부직포 양단부의 접합 부위를 나타내고 필터 기능을 못하는 길이 방향의 필터백이다.

코일스프링(210)은 주름필터(110)의 바깥쪽 둘레의 산부(110a)와 골부(110b)에 끼워지면서 주름필터(110)의 바깥쪽 둘레를 전체적으로 감싸게 된다.

몸체(302)는 주름필터(110)의 산부(110a)가 삽입되도록 끼움홈(304)이 형성되며, 끼움홈(304)이 형성되도록 끼움홈(304)의 양측에 제1 연결판(310)과 제2 연결판(320)을 형성한다.

끼움홈(304)은 주름필터(110)의 산부가 삽입되도록 연결지그(300)의 일측면의 일측 끝단이 개방된 개방 단부와, 개방 단부로부터 일정 길이만큼 내측으로 뚫려 있으며 타측 끝단이 폐쇄되어 있다.

끼움홈(304)은 주름필터(110)의 산부(110a)가 용이하게 결합되도록 개방 단부의 폭이 넓고 개방 단부로부터 내측으로 갈수록 폭이 좁아지는 '∨' 형태의 테이퍼진 형태로 구성된다.

제1 연결판(310)과 제2 연결판(320)은 주름필터(110)의 산부(110a)의 양측에 형성된 제1 골부(110b)와 제2 골부(110c)에 끼워져 결합된다.

제1 연결판(310)과 제2 연결판(320)은 주름필터(110)의 제1 골부와 제2 골부에 용이하게 끼워지도록 주름필터(110)의 골부(110b)에 끼워지는 방향에서 골부(110b)에 먼저 삽입되는 제1 면(311, 321)을 좁게 하고 제1 면(311, 321)과 반대 방향의 타면인 제2 면(313, 323)을 넓게 하여 'Δ' 형태의 산 모양으로 형성된다.

제1 연결판(310)의 제1 면(311)의 일측에는 코일스프링(210)의 제1 최외각 선재(213)의 일부분이 삽입되도록 관통구멍(312)이 뚫려 있다.

제1 연결판(310)의 제2 면(313)의 일측에는 코일스프링(210)의 제1 최외각 선재(213)의 일부분이 제2 면(313)의 일측면에 형성된 제1 절곡면(315)을 타고 들어와 삽입되도록 제1 연결판홈(314)이 형성되어 있다.

제1 연결판홈(314)은 제2 면(313)의 일측면의 일측 끝단이 개방된 개방 단부와, 개방 단부로부터 일정 길이만큼 내측으로 뚫려 있으며 타측 끝단이 폐쇄된 형태이며, 제1 최외각 선재(213)의 일부분이 삽입된 후 쉽게 빠지지 않도록 홈의 형태가 일정 각도로 비스듬하게 파져 있다.

제1 절곡면(315)은 제1 연결판홈(314)과 동일선 상에 위치한 제1 연결판(310)의 제2 면(313)의 외측면을 완만한 곡선 형태나 경사지게 깎여진 곡선면이며, 제1 최외각 선재(213)의 일부분이 제1 연결판홈(314)에 쉽게 밀어 넣을 수 있는 역할을 한다.

제2 연결판(320)의 제1 면(321)의 일측에는 코일스프링(210)의 제2 최외각 선재(214)의 일부분이 삽입되도록 체결홈(322)이 뚫려 있다. 체결홈(322)은 제1 면(321)의 일측면의 일측 끝단이 개방된 개방 단부와, 개방 단부로부터 일정 길이만큼 내측으로 뚫려 있으며 타측 끝단이 폐쇄된 형태이다.

제2 연결판(320)의 제2 면(323)의 일측에는 코일스프링(210)의 제2 최외각 선재(214)의 일부분이 제2 면(323)의 일측면에 형성된 제2 절곡면(325)을 타고 들어와 삽입되도록 제2 면(323)의 일측면의 일측 끝단이 개방된 개방 단부와, 개방 단부로부터 일정 길이만큼 내측으로 뚫려 있으며 타측 끝단이 폐쇄된 제2 연결판홈(324)이 형성되어 있다.

제2 연결판홈(324)은 제2 면(333)의 일측면의 일측 끝단이 개방된 개방 단부와, 개방 단부로부터 일정 길이만큼 내측으로 뚫려 있으며 타측 끝단이 폐쇄된 형태이며, 제2 최외각 선재(214)의 일부분이 삽입된 후 쉽게 빠지지 않도록 홈의 형태가 일정 각도로 비스듬하게 파져 있다.

제2 절곡면(325)은 제2 연결판홈(324)과 동일선 상에 위치한 제2 연결판(320)의 제2 면(323)의 외측면을 완만한 형태나 경사지게 깎여진 곡선면이며, 제2 최외각 선재(214)의 일부분이 제2 연결판홈(324)에 쉽게 밀어 넣을 수 있는 역할을 한다.

필터백용 스프링 밴드(200)은 주름필터(110)의 바깥쪽 둘레의 산부(110a)와 골부(110b)에 끼워지면서 주름필터(110)의 바깥쪽 둘레를 감싸는 형태로 주름필터(110)의 바깥쪽 둘레에 일정 간격으로 하나 이상 설치된다.

기존의 섬유 재질의 고정식 직물밴드(12)는 탈진 시 충격 기류의 힘에 의해 파손되는 위험이 있었다.

하이브리드 주름필터백(100)은 필터백용 스프링 밴드(200)에 의해서 코일스프링(210)의 탄성으로 탈진 시에도 정확하게 여과재의 산 간격이 유지되고 탈진 시 충격 기류의 힘이 여과재에 고르게 전달되기 때문에 분진이 골에 누적되지 않고 탈착이 잘 되며, 필터 수명이 연장된다.

하이브리드 주름필터백(100)은 필터백용 스프링 밴드(200)에 의해서 탈진 시 순간적으로 여과재와 같이 팽창과 수축을 하므로 여과재 표면 및 골에 부착된 분진이 팽창 시 덩어리로 탈착이 되고 여과재가 수축을 하면 관성의 법칙에 의해 분진이 집진기의 호퍼로 떨어진다.

하이브리드 주름필터백(100)은 필터백용 스프링 밴드(200)에 의해서 탈진 시 분진이 덩어리로 여과재에서 분리가 되므로 재비산이 되지 않아 집진기의 차압 상승 및 막힘 현상이 거의 일어나지 않는다.

하이브리드 주름필터백(100)은 필터백용 스프링 밴드(200)에 의해서 탈진 주기가 길어지고 탈진 압력이 낮게 조절할 수 있어 필터백(100)의 수명 연장 및 집진기의 운전 에너지를 절감할 수 있다.

하이브리드 주름필터백(100)은 필터백용 스프링 밴드(200)의 탄성에 의해 여과재의 팽창과 수축, 여과재의 진동, 투과되는 압축공기의 힘으로 탈진하므로 낮은 탈진 압력에도 습한 분진, 점성이 강한 분진, 덩어리 분진도 용이하게 분리하고 탈진 성능의 향상과 집진기의 운전 비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 하이브리드 주름필터(100)의 제조 방법은 고온(180 내지 260℃) 또는 상온(120℃ 이하)에서 니들 펀칭(Neddle Punching) 방식으로 제조된 부직포 또는 특수한 제법으로 제조된 유리섬유 부직포를 내열성 수지에 함침 가공하여 저온 건조 후에 절곡 및 경화시켜 제조된다.

먼저, 1000 Deniar 굵기, 10×10 mesh의 유리섬유 직물을 준비하고, 니들펀칭(Needle Punching)시 직물에 손상을 줄이기 위해 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 수용액(고용분 60 중량% 내외)을 무게비 10 - 50 %로 물에 희석한 후 그 용액에 유리섬유 직물을 함침시켜 건조하고, 300 - 350 ℃의 온도에서 열처리 한다. 이는 PTFE가 유리섬유 직물에 코팅되어 니들 펀칭시 PTFE가 윤활작용을 하기 때문에 섬유의 손상을 최소화할 수 있기 때문이다.

여기에 단섬유 굵기가 직경 10 ㎛ 내외인 미세한 섬유로 이루어진 1000 Deniar 굵기의 Multi Filament를 30 - 60mm의 길이로 Cutting하여 개섬(Opening), 정섬(Carding)을 하여 일정한 두께와 폭의 Web을 성형기로 성형한 후 PTFF로 코팅된 유리섬유 직물에 200 내지 300 g/m²의 중량으로 니들 펀칭하여 유리섬유 직물과 합지된 유리섬유 부직포를 만든다.

다음으로, 본 발명은 상온 또는 고온에서 니들 펀칭 공법으로 제조된 부직포 및 유리섬유 부직포를 내열성 수지 수용액에 함침 가공한다.

함침 가공은 부직포에 내열성을 증가시키고, 필터섬유의 윤활성을 향상시켜 섬유 상호간의 마찰에 의한 마모를 감소시키며, 또한 절곡성능 및 탈진 성능을 올려 주기 위함이다.

바람직하기로는 내열성수지 수용액은 페놀수지 수용액과 PTFE 수용액의 혼합액인 것이 좋으며, 더욱 바람직하기로는 페놀수지 수용액 10 ~ 40 중량％와, PTFE 수용액 60 ~ 90 중량％인 것이 내열성 증가, 필터섬유의 윤활성, 절곡성능 및 탈진성능 측면에서 좋다. 구체적인 일예로 시판되고 있는 60% 페놀수지 수용액 또는 58 % PTFE 수용액을 사용할 수 있음은 물론이다.

또한, 내열성 수지 수용액의 함량은 당업자가 적절히 조절할 수 있음은 물론이며, 바람직하기로는 함침되는 부직포 100 중량부에 대하여 10 내지 80 중량부, 더욱 바람직하게는 20 내지 50 중량부를 사용하는 것이 좋다. 상기 범위 내인 경우 후공정 및 제조된 주름필터의 내구성, 내열성 등에 있어서 더욱 좋다.

다음으로, 본 발명은 내열성 수지 수용액에 함침된 후, 부직포를 저온 건조 단계를 거친다. 이러한 과정은 부직포 내의 내열성 수지 수용액 중 액체 성분을 제거하며, 절곡에 적합한 정도의 뻣뻣함을 갖게 한다.

부직포가 너무 뻣뻣하면, 절곡 과정에서 섬유가 손상되어 인장 강도가 낮아지고, 그 결과 주름필터(110)의 수명이 짧아진다. 저온 건조의 온도는 80℃ 이하가 바람직하고, 생산성을 고려하면 50 ~ 80℃ 범위로 조절하는 것이 바람직하다.

저온 건조된 부직포는 절곡기를 이용하여 절곡된다. 여기서, 부직포를 절곡하기 전에, 50 ~ 100℃로 예열하는 과정을 거칠 수 있는데, 이 과정은 부직포를 절곡에 적합한 정도의 뻣뻣함을 가지게 하는 데 도움이 된다.

더욱 바람직하기로는 본 발명의 절곡 및 경화는 프리 및 포스트 히터가 설치된 나이프 타입의 절곡기를 사용하는 것이 좋다. 절곡기에서 프리히터(Pre-heater)는 절곡 전의 예열 공정을 수행하며, 포스트히터(Postheater)는 절곡 후의 경화 공정을 수행한다.

절곡된 부직포는 경화 단계를 거쳐, 상온 및 고온에서의 하이브리드 주름필터(110)으로 만들어진다.

본 발명은 하이브리드 주름필터(110)의 바깥쪽 둘레에 연결지그(300)와 코일스프링(210)을 구비한 필터백용 스프링 밴드(200)를 하나 이상을 끼워 결합하여 최종 제품이 완성된다.

이하, 도 14를 참조하여 필터백용 스프링 밴드(200)를 하이브리드 주름필터백(100)에 결합하는 모습을 상세하게 설명한다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 필터백용 스프링 밴드를 하이브리드 주름필터백에 결합하는 모습을 나타낸 동작도이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 주름필터(110)의 부직포접합부(111)의 산부에 연결지그(300)의 끼움홈(304)을 끼우고, 부직포접합부(111)의 골부(111b, 111c)에 제1 연결판(310)과 제2 연결판(320)을 삽입한다.

제1 연결판(310)은 코일스프링(210)의 제1 최외각 선재(213)의 일부분이 제1 연결판(310)의 관통구멍(312)과 제1 연결판홈(314)에 체결된다.

다음으로, 작업자는 제1 최외각 선재(213)로부터 연장된 코일스프링(210)의 선재를 주름필터(110)의 골부(110b)와 산부(110a)에 하나씩 끼워가면서 주름필터(110)의 바깥쪽 둘레를 감아서 결합한다.

작업자는 코일스프링(210)의 제2 최외각 선재(214)를 제2 연결판(320)의 체결홈(322)과 제2 연결판홈(324)에 체결한다.

하이브리드 주름필터백(100)은 필터백용 스프링 밴드(200)를 주름필터(110)의 3군데 지점에 위의 같은 방법으로 체결하여 최종 완성된다.

필터백용 스프링 밴드(200)는 주름필터(110)의 바깥쪽 둘레에 3개 설치되는 것으로 예시하고 있지만, 이에 한정되지 않으며 1개, 2개 등 필요에 따라 설치 개수를 조절할 수 있다.

도 1에 기재된 직물밴드(12)가 카트리지 필터백(11)의 외주면에 6군데 결합되어 있는 반면, 본 발명의 필터백용 스프링 밴드(200)는 하이브리드 주름필터백(100)의 외주면에 1개 내지 3개 정도 결합된다.

이렇게 완성된 하이브리드 주름필터백(100)은 필터백용 스프링 밴드(200)가 주름필터(110)에 결합된 상태에서 최종 제품으로 출시된다.

본 발명의 하이브리드 주름필터백(100)은 주름필터(110)와 금속으로 된 필터 지지용 케이지(140)와 상부캡(112), 하부캡(114)을 쉽게 분리하여 주름필터(110)를 소각하며 벤츄리(142)를 포함한 필터 지지용 케이지(140), 상부캡(112), 하부캡(114)이 재사용이 가능하다.

상부캡(112)은 부직포로 된 패킹부재(130)가 주름필터(110)와 재봉되어 있어 그 재봉된 부분을 분리하는 것으로 상부캡(112)을 쉽게 분리할 수 있다.

다른 실시예로서 본 발명의 하이브리드 주름필터백(100)은 하부캡(114)을 장착하지 않고 상부캡(112), 주름필터(110)와 필터 지지용 케이지(140)로 구성하여 주름필터백(100)의 폐기시 부품 분리를 더욱 용이하게 하여 폐기 과정에서 발생되는 시간과 비용을 많이 줄일 수 있다.

본 발명은 주름필터백(100)의 폐기시 필터 지지용 케이지(140)를 분리하여 주름필터(110)만 폐기할 수 있어 폐기 비용을 일반백 수준으로 절감할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 하이브리드 주름필터백 110: 주름필터
110a: 산부 110b: 골부
111: 부직포접합부 111a: 산부
111b: 골부 111c: 골부
112: 상부캡 114: 하부캡
120: 절곡여과재 122: 일반여과재
122a: 상부 일반여과재 122b: 하부 일반여과재
130: 패킹부재 132: 탄성부재
140: 필터 지지용 케이지 142: 벤츄리
144: 세로살 146: 가로살
148: 커버판 200: 필터백용 스프링 밴드
210: 코일스프링 212: 선재
213: 제1 최외각 선재 214: 제2 최외각 선재
300: 연결지그 302: 몸체
304: 끼움홈 310: 제1 연결판
311: 제1 면 312: 관통구멍
313: 제2 면 314: 제1 연결판홈
315: 제1 절곡면 320: 제2 연결판
321: 제1 면 322: 체결홈
323: 제2 면 324: 제2 연결판홈
325: 제2 절곡면

Claims

집진장치용 주름필터백에 있어서,
원통 모양으로 중심부가 상하로 관통되고 복수개의 산부와 골부를 갖는 일정한 길이의 주름필터;
내부가 비어 있는 원통 형상으로 형성되고, 환형으로 일정 간격마다 배치되며 길이 방향으로 연장되는 직선 형태의 복수개의 세로살과, 상기 세로살과 수직 방향으로 교차되어 상기 세로살을 연결하는 복수개의 가로살로 이루어지고 상기 주름필터의 내부로 삽입되어 상기 주름필터에 탈부착이 가능하며 상기 주름필터를 지지 고정하는 필터 지지용 케이지;
상기 주름필터의 바깥쪽 둘레의 일정 지점의 산부와 골부에 대응 결합되는 일정 두께와 길이의 연결지그; 및
상기 연결지그의 일측면과 상기 연결지그의 타측면에 결합되는 코일스프링을 포함하며, 상기 연결지그의 일측면에 상기 코일스프링의 일측 끝단인 제1 최외각 선재가 결합되고, 상기 연결지그를 상기 주름필터의 바깥쪽 둘레의 일정 지점의 산부와 골부에 결합한 후, 상기 제1 최외각 선재로부터 연장된 상기 코일스프링의 선재가 상기 주름필터의 바깥쪽 둘레의 산부와 골부에 끼워지면서 상기 주름필터의 바깥쪽 둘레를 감싸며, 상기 연결지그의 타측면에 상기 연결스프링의 제2 최외각 선재가 결합되는 하이브리드 주름필터백.
제1항에 있어서,
상기 주름필터는,
폴리에스터 스판본드를 사용하고 절곡 후 열처리 공정을 거쳐 주름 형태를 유지하는 절곡여과재; 및
상기 절곡여과재의 상부와 하부에 재봉하여 결합하는 여과재로 부드러운 니들펀칭 부직포 또는 스판레이스 공법으로 제조된 일반여과재를 포함하며, 상기 절곡된 후 열처리된 절곡여과재를 편 상태에서 상기 절곡여과재의 상부와 하부에 상기 일반여과재를 재봉하여 결합하고 상기 일반여과재를 주름을 접으면서 양쪽을 원통 모양으로 형성하여 접착제에 의해 결합하는 하이브리드 주름필터백.
제2항에 있어서,
중심부에 가스나 공기가 이동하는 관통공이 형성된 상부캡과, 상기 상부캡의 외측면 테두리에 끼워지도록 중심부에 중공이 형성된 도넛 형상으로 이루어지고 섬유 재질의 직물로 제조된 링 형태이며, 내부에 링 타입의 탄성부재가 삽입되는 패킹부재를 더 포함하고,
상기 상부캡에 상기 패킹부재가 끼워진 상태에서 상기 절곡여과재의 상부에 결합된 일반여과재는 외측면 테두리에 상기 패킹부재의 하단 내측면 테두리를 맞닿도록 하여 재봉하는 하이브리드 주름필터백.
제1항에 있어서,
상기 연결지그의 일측면에는 2개의 지점에 구멍이 각각 뚫려 있어 상기 연결스프링의 제1 최외각 선재의 일측과 타측이 삽입되어 결합되고, 상기 연결지그의 타측면에는 2개의 지점에 구멍이 각각 뚫려 있어 상기 연결스프링의 제2 최외각 선재의 일측과 타측이 삽입되어 결합되는 하이브리드 주름필터백.
제1항에 있어서,
상기 연결지그는 상기 주름필터의 산부가 삽입되도록 상기 연결지그의 일측면의 일측 끝단이 개방된 개방 단부와, 개방 단부로부터 일정 길이만큼 내측으로 뚫려 있고 타측 끝단이 폐쇄된 끼움홈이 형성되고, 상기 끼움홈이 형성되도록 상기 끼움홈의 양측에 제1 연결판과 제2 연결판이 형성되고,
상기 제1 연결판은 상기 주름필터의 골부에 끼워지는 방향에서 골부에 먼저 삽입되는 제1 면과, 상기 제1 면과 반대 방향의 타면인 제2 면으로 형성되고, 상기 제1 면의 일측에 상기 제1 최외각 선재의 제1 부분이 삽입되는 관통구멍이 뚫려 있고, 상기 제2 면의 일측면의 끝단으로부터 상기 제1 최외각 선재의 제2 부분을 밀어 넣어 삽입되도록 상기 제2 면의 일측면의 일측 끝단이 개방되어 일정 길이만큼 뚫려 있는 제1 연결판홈이 형성되며,
상기 제2 연결판은 상기 주름필터의 골부에 끼워지는 방향에서 골부에 먼저 삽입되는 제3 면과, 상기 제3 면과 반대 방향의 타면인 제4 면으로 형성되고, 상기 제3 면의 일측에 상기 제2 최외각 선재의 제1 부분을 밀어 넣어 삽입되도록 상기 제3 면의 일측면의 일측 끝단이 개방되어 일정 길이만큼 뚫려 있는 체결홈과, 상기 제4 면의 일측면의 끝단으로부터 상기 제2 최외각 선재의 제2 부분을 밀어 넣어 삽입되도록 상기 제4 면의 일측면의 일측 끝단이 개방되어 일정 길이만큼 뚫려 있는 제2 연결판홈이 형성되는 하이브리드 주름필터백.
제1항에 있어서,
상기 연결지그는 상기 주름필터의 산부가 삽입되도록 상기 연결지그의 일측면의 일측 끝단이 개방된 개방 단부와, 개방 단부로부터 일정 길이만큼 내측으로 뚫려 있고 타측 끝단이 폐쇄된 끼움홈이 형성되고, 상기 끼움홈이 형성되도록 상기 끼움홈의 양측에 제1 연결판과 제2 연결판이 형성되고,
상기 제1 연결판은 상기 주름필터의 골부에 끼워지는 방향에서 골부에 먼저 삽입되는 제1 면과, 상기 제1 면과 반대 방향의 타면인 제2 면으로 형성되고, 상기 제1 면의 일측에 상기 제1 최외각 선재의 제1 부분이 삽입되는 제1 구멍이 형성되고, 상기 제2 면의 일측에 상기 제1 최외각 선재의 제2 부분이 삽입되는 제2 구멍이 형성되며,
상기 제2 연결판은 상기 주름필터의 골부에 끼워지는 방향에서 골부에 먼저 삽입되는 제3 면과, 상기 제3 면과 반대 방향의 타면인 제4 면으로 형성되고, 상기 제3 면의 일측에 상기 제2 최외각 선재의 제1 부분이 삽입되는 제3 구멍이 형성되고, 상기 제4 면의 일측에 상기 제2 최외각 선재의 제2 부분이 삽입되는 제4 구멍이 형성되는 하이브리드 주름필터백.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 끼움홈은 상기 주름필터의 산부가 용이하게 결합되도록 개방 단부의 폭이 넓고 개방 단부로부터 내측으로 갈수록 폭이 좁아지는 '∨' 형태의 테이퍼진 형태이고,
상기 제1 연결판과 상기 제2 연결판은 상기 주름필터의 골부에 끼워지는 방향에서 골부에 먼저 삽입되는 상기 제1 면을 좁게 하고 상기 제1 면과 반대 방향의 타면인 상기 제2 면을 넓게 하여 산 모양으로 형성되는 하이브리드 주름필터백.
제5항에 있어서,
상기 제1 연결판의 제2 면과 상기 제2 연결판의 제2 면은 상기 제1 연결판홈과, 상기 제2 연결판홈과 동일선 상에 위치한 외측면이 완만한 곡선 형태나 경사지게 깎여진 곡선면으로 형성하는 하이브리드 주름필터백.