KR100323298B1

KR100323298B1 - 보강필터엘리먼트

Info

Publication number: KR100323298B1
Application number: KR1019950005181A
Authority: KR
Inventors: 야나기하라히로유끼; 타니구찌세이호우; 하제야마다께시; 오다까히토시; 하시모토데이지; 소우마산산
Original assignee: 니테 마이닝 가부시키가이샤
Priority date: 1994-07-12
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 2002-06-22
Also published as: DE69512713T2; KR960003783A; EP0692293B1; CA2144298A1; EP0692293A1; CN1063673C; CN1119962A; US5558689A; DE69512713D1; ATE185494T1

Abstract

고분자재료로 된 부직포 또는 펠트를 파형 단면을 갖는 판상으로 성형하여 되는 한쌍의 필터판(10)을 하나의 필터판(10)의 오목부(12)와 다른 필터판(10)의 오목부(12)와 대향배치시켜 구성되는 필터 엘리멘트(60)에 그 전체 너비에 가로지르는 보강부재(20)를 배설한다. 보강부재(20)의 단부와 필터엘리먼트(60)의 단부는 볼트(1)에 의해 고정된다. 보강부재(20)는 필터판(10)가 필터 엘리먼트(60)를 지지한다.

Description

보강 필터 엘리먼트

본 발명은 다양한 플랜트로부터의 배출 가스와 같은 증기 중에 함유되어 있는 분진 및 먼지 입자를 여과하는데 사용되는 필터 엘리먼트에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 필터 엘리먼트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

공지된 바와 같이, 철강, 생활용품, 요업, 야금, 화학 및 그 밖의 분야의 각종 플랜트로부터 발생하는 고온의 가스는 분진 입자를 함유하고 있으며, 이를 제거하기 위해서, 예컨대 비심사된 일본국 특개평 5-277321호에 기술된 유형의 필터 엘리먼트가 사용되며; 상기 특허출원에 기술된 필터 엘리먼트는 중합체 재료로 된 부직포 또는 펠트를 파형 단면을 갖는 판으로 성형시켜 제조된 조합형 필터판이다.

파형 단면을 갖는 필터판을 제조하기 위해서, 폴리이미드, 폴리폐닐렌설파이드, 폴리에스테르 및 폴리프로필렌과 같은 중합체 재료의 섬유를 카드화하고 니이들 펀칭시켜 소정의 섬유 밀도를 갖는 부직포를 형성한 후, 열경화시키고, 파형 표면 프로필을 갖는 프레스에서 압착시켜, 상기 부직포를 파형 단면을 갖는 다공성 필터판으로 성형시킨다.

이러한 한 쌍의 필터판은 하나의 필터판의 파형 단면의 그루브가 다른 필터판의 파형 단면의 그루브와 접촉한 상태로 위치하는 한편, 하나의 필터판의 파형 단면의 리지가 다른 필터판의 파형 단면의 리지와 대향되어, 여과시키려는 가스를 통과시키기 위한 다수의 통로를 갖는 필터 엘리먼트를 형성하도록 함께 형성된다.

이러한 필터 엘리먼트의 가스 통로를 흡인원에 연결시켜, 여과시키려는 분진 함유 가스를 필터 엘리먼트를 통해 흡인시킴으로써, 가스중의 분진입자를 필터판의 외측 표면에 포집하고 청정 가스를 가스 통로내에서 수득한다.

파형 단면을 갖는 필터판을 사용하는 경우에, 상기 필터 엘리먼트는 다량의 분진 함유 가스를 효율적인 방식으로 처리하기에 충분히 큰 표면적을 갖는다. 또한, 각각의 필터판의 파형 단면에서 교대로 이루어진 리지와 그루브를 연결하는 경사 측벽은 분진 함유 가스를 흡인하는 부압(negative pressure)에 저항하는 작용을 하여, 필터판 전체로서의 강도를 보다 높아지도록 한다.

중합체 재료로 된 부직포 또는 펠트로부터 성형된 전술한 필터 엘리먼트를 사용하여 고온의 분진 함유 가스를 여과함에 있어서 문제점은 필터판의 가요성이증가하여 이들의 파형 형상이 분진 함유 가스를 흡인하는 부압하에서 점차로 변형될 것이고, 흡인력이 경우에 따라서 필터판의 인장력을 초과하여 필터판을 파손시킨다는 점이다.

필터판의 표면상에 부착된 분진 입자를 제거하기 위해, 필터 엘리먼트를 주기적으로 진동시키거나 필터 엘리먼트 내로 펄스 제트형 공기를 유입시키지만, 이로 인해 파형 필터판이 변형되거나 필터 엘리먼트가 파손되는 문제가 야기된다.

이와 같이, 중합체 재료로 된 부직포 또는 펠트를 파형 단면의 판으로 성형시켜 제조된 필터판을 사용하는 통상의 필터 엘리먼트는 고온의 분진 함유 가스의 여과시 강도가 낮고, 펄스 제트형 공기에 대한 내구성이 낮다는 문제를 안고 있다.

본 발명은 이러한 여건에서 이루어졌으며, 본 발명의 목적은 중합체 재료로 된 부직포 또는 펠트를 파형 단면의 판으로 성형시켜 제조된 필터판을 사용하며 고온의 분진 함유 가스의 여과시의 강도 뿐만 아니라 펄스 제트형 공기에 대한 내구성이 개선된 필터 엘리먼트를 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적은 중합체 재료로 된 부직포 또는 펠트를, 교대로 이루어진 다수의 리지와 그루브로 구성된 파형 단면을 가지는 판으로 성형시켜 각각 제조된 한 쌍의 필터판을 포함하는 필터 엘리먼트로서, 상기 필터판이 한 필터판의 그루브가 다른 필터판의 그루브에 대향되도록 배치되고, 필터 엘리먼트가 리지 및 그루브의 길이에 대해 수직 방향으로 제공된 보강재로 보강되며, 상기 각각의 보강재의 양단부가 필터 엘리먼트의 양단부에 고정되어 있는 보강 필터 엘리먼트에 의해 달성될 수 있다.

보강재는 필터판의 단면과 유사한 단면 형상을 가지며 필터판의 리지 및 그루브와 외접할 수 있는 치수를 갖는 보강재; 필터판의 단면과 유사한 단면 형상을 가지며 필터판의 리지 및 그루브와 내접할 수 있는(즉, 외접의 반대) 치수를 갖는 보강재; 평판의 스트립 형태의 보강재; 및 스트립형 저면판 및 상기 저면판의 대향 단부에서 직립된 한 쌍의 플랜지를 각각 갖는 일반적으로 U 자형 단면의 보강재 중에서 선택될 수 있다. 이들 보강재는 단독으로 또는 적합하게 조합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 목적은 각 보강재가 교대로 이루어진 다수의 리지와 그루브로 구성된 파형 단면을 가지며 한 보강재의 그루브가 다른 보강재의 그루브에 대향되도록 배치된 한 쌍의 보강재;

중합체 재료로 된 부직포 또는 펠트를, 보강재의 각 리지의 정점을 덮고 있는 상면, 상기 상면으로 연속되고 보강재의 경사면을 따라 연장되는 경사면, 보강재의 상응하는 그루브로부터 상대적으로 멀리 떨어진 소정 위치에서 필터판의 인접 경사면을 연결하는 하나 이상의 제 1 저면, 및 보강재의 상응하는 그루브에 상대적으로 근접하게 연장되는 하나 이상의 제 2 저면을 포함하는 반복되는 파형 단면으로 구성된 형태로 형성시켜 각각 제조된 필터판; 및

양단부에서 필터판과 보강재를 함께 연결하는 연결재를 포함하는 보강 필터 엘리먼트에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 필터 엘리먼트가 보강재에 의해 보강된 필터판을 가지므로, 필터 엘리먼트의 강도가 매우 증가되어, 고온의 분진 함유 가스의 여과 결과로서 필터판의 가요성이 증가하는 경우에도 쉽게 변형되지 않을 것이며, 또한 펄스 제트형 공기에 의한 분진 입자의 반복적 제거에 대해 보다 높은 내구성을 지니게 된다.

보강재가 필터판의 단면과 유사한 단면 형상을 가지고, 보강재가 필터판의 리지 및 그루브와 외접할 수 있는 치수를 가지며, 보강재가 그 사이에 필터 엘리먼트가 유지되도록 서로 대향되는 경우, 필터판의 파형 형상은 보강재의 형상에 의해 유지되므로, 필터판의 파형 프로필은 고온의 분진 함유 가스의 여과의 결과로서 이들의 가요성이 증가하는 경우에도 용이하게 변형되지 않을 것이다. 또한, 펄스 제트형 공기가 분진 누적물을 제거하기 위해 필터 엘리먼트내 가스 통로내로 유입될 때 발생하는 필터판의 팽창으로 인한 변형이 충분히 감소되어 반복된 제거 조작에 대한 필터 엘리먼트의 내구성을 증가시킨다.

보강재가 필터판의 단면과 유사한 단면 형상을 가지고, 보강재가 필터판의 리지 및 그루브와 내접할 수 있는 치수를 가지며, 보강재가 서로 대향되도록 필터판의 내측에 제공되는 경우, 여과시키려는 가스를 흡인하는 부압하에서 필터판의 파형 단면의 내향 변형(함몰)이 보강재에 의해 충분히 감소되어, 부압 및 그로 인한 흡인량이 보다 다량의 분진 함유 가스의 처리를 허용할 수 있을 정도로 증가될 수 있다.

보다 큰 보강 효과는 적합한 방식으로 이들 두 유형 보강재를 조합함으로써 달성될 수 있다.

또한, 각각의 필터판이 보강재의 각 리지의 정점을 덮고 있는 상면, 상기 상면으로 연속되고 보강재의 경사면을 따라 연장되는 경사면, 소정 위치에서 경사면을 연결하는 제 1 저면, 및 보강재의 그루브에 연장되는 제 2 저면을 포함하는 반복되는 파형 단면으로 구성된 형태로 성형되는 경우, 필터판 자체가 보강되어 훨씬 더 강도가 큰 필터 엘리먼트를 제공한다.

또한, 본 발명의 필터 엘리먼트는 가스중에 분산 및 함유된 입자의 원료 물질을 재이용하기 위해 수집하는데 사용될 수 있다.

또한, 상기된 본 발명의 목적은 중합체 재료로 된 부직포 또는 펠트를 파형 단편을 가진 판으로 성형시켜 각각 제조되는 한 쌍의 필터판을 포함하고, 필터판이 한 필터판의 그루브가 다른 필터판의 그루브에 대향되도록 배치되어 있는 필터 엘리먼트에 있어서, 각각의 필터판이 인접 리지를 상호 연결하고 이와 일체화하는 일체 연결재를 구비함을 특징으로 하는 필터 엘리먼트에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 필터 엘리먼트는 연결재와 상호연결된 각 필터판의 파형 단면에서 인접 리지를 가지므로, 필터판의 파형 단면은 코너에서 쉽게 휘지 않을 것이며, 고온의 분진 입자의 여과시에 필터판의 가요성이 증가하는 경우에도 효과적으로 변형을 방제할 수 있다.

각 필터판의 파형 단면에서 인접 리지를 상호연결하는 연결재가 필터판 자체를 보강하는 작용도 하므로, 펄스 제트형 공기의 반복적인 적용에 대한 필터판의 내구성이 증대될 뿐만 아니라 분진 함유 가스를 흡인하기 위한 부압이 분진 함유 가스의 처리능을 개선시킬 정도로 충분히 증가될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 하기 특성을 갖는 필터 엘리먼트와 같은 통기성 성형품이 작업자의 측면에서 보다 적은 노력으로 고효율로 제조될 수 있는 바람직한 방법을 제공하는 데에 있다.

(1) 최소 두께의 소형 내지 대형 크기로 얻을 수 있음

(2) 다양한 메쉬 크기를 통한 통기성을 얻을 수 있음

(3) 막힘의 가능성이 적어 사용 기간이 연장가능함

(4) 높은 내열성

(5) 표면적이 큰 바람직한 형상을 얻을 수 있음

(6) 효율적으로 백워싱되는 셀 구조를 가짐

상기 본 발명의 목적은 하기 일반식( I )의 반복 단위를 가진 내열성이 큰 폴리이미즈 섬유로 된, 통기성이며 용적 밀도가 0.5 내지 1g/㎤인 폴리이미드 섬유 성형품을 제조하는 방법으로서, 내열성이 큰 폴리이미드 섬유로부터 부직포 또는 펠트를 성형하는 단계, 후속하여 캐터필러 몰드 또는 그루브 롤을 사용하는 연속적인 예열, 성형 및 냉각 단계에서 부직포 또는 펠트를 가로 방향 또는 세로 방향으로 통과시켜 파형화하는 단계, 및 후속하여 파형 부직포 또는 펠트 부재 2개를 함께 접합시켜 자체 지지하기에 충분한 강도의 파형 표면을 갖는 필터 엘리먼트를 제조하는 단계를 포함하는 방법에 의해 달성된다:

상기 식에서,

n은 1 이상의 정수이며,

X는

4가 방향족 작용기이며,

R은

로부터 선택되는 1종 이상의 2가 방향족 작용기이다.

본 발명에 따른 보강 필터 엘리먼트의 실시예는 첨부 도면을 참조로 이하에 상세하게 기술될 것이다. 본 발명의 보강 필터 엘리먼트가 하기의 설명 및 첨부 도면에 의해 어떠한 식으로든 제한되지 않으며 다양한 변형이 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있음에 주의해야한다.

제 1도는 본 발명에 따른 실시예 1의 보강 필터 엘리먼트의 사시도이다. 제 8도는 제 1도의 8-8 방향 단면도이다. 일반적으로 A로 나타낸 보강 필터 엘리먼트는 파형 단면을 갖는 한 쌍의 필터판(10) 및 필터판의 외측 표면을 따라 연장되는,파형 단면을 갖는 두 쌍의 보강재(20)를 포함한다.

필터판(10)은 500g/㎠의 면적 밀도, 2.0mm의 두께, 3,000mm의 폭 및 1,500mm의 길이를 갖는 폴리이미드 펠트를 몰드내에 설치하고 320℃에서 30분 동안 유지시켜, 1,000mm 폭 및 1,500mm 길이를 갖는 파형 단면의 치밀한 강성의 판으로 성형시켜 각각 제조하였다.

제 2도에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 각각의 필터판(10)은 교대로 이루어진 평행한 리지(11)과 그루브(12)를 포함하며; 각 리지(11)은 평판으로서의 상면(13) 및 한 쌍의 대향 경사면(14 및 15)에 의해 규정되고, 각 그루브(12)는 상면(13)으로부터 이격되고 이에 평행하게 연장되는 평판으로서의 저면(17) 및 한 쌍의 경사면(14 및 15)에 의해 규정된다. 또한, 각 필터판은 그 폭의 대향 단부에 위치하고 저면(17)과 같은 높이로 연장되는 한쌍의 플랜지(16)을 갖는다.

제 3도에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 필터판(10)은 한 필터판의 리지(13)이 다른 필터판에 대향되도록 서로 조합되는 한편, 한 필터판의 그루브(12)의 저면(17) 및 플랜지(16)은 다른 필터판의 그루브 저면 및 플랜지와 접촉되어 배치된다. 이와 같이 조합된 필터판은 서로 결합되어 다수의 가스통로(61)를 규정한다(도시할 경우, 필터 엘리먼트(60)는 8개의 가스 통로를 갖는다). 필터 엘리먼트(60)는 일반적으로 그 상단부에 집진기의 컨테이너의 상판에 연결되는 연결부(미도시)를 갖추고 있는 한편, 필터 엘리먼트(60)의 하단부는 적합한 수단에 의해 폐쇄된다.

각각의 보강재(20)은 금속 스트립을 벤딩함으로써 파형 단면을 가지는 형상으로 성형된다. 제 4도에 상세하게 도시된 바와 같이, 각각의 보강재(20)은 교대로 이루어진 평행한 리지(21)와 그루브(22)를 포함하며; 각각의 리지(21)은 평판으로서의 상면(23) 및 한 쌍의 대향 경사면(24및 25)에 의해 규정되며, 각각의 그루브(22)는 상면(23)로부터 이격되고 이에 평행하게 연장되는 평판으로서 저면(27) 및 한 쌍의 경사면(24 및 25)에 의해 규정된다. 각각의 보강재(20)은 그 폭의 대향 단부에 위치하고 저면(27)과 같은 높이로 연장되는 한 쌍의 플랜지(26)을 갖는다.

교대로 이루어진 리지(21)와 그루브(22)로 구성된 각각의 보강재(20)의 파형 단면은 각각의 필터판(10)의 파형 단면과 형상이 유사하며; 부가적으로, 각각의 보강재(20)의 파형 단면이 각 필터판(10)의 리지(13) 및 그루브(17)와 외접할 수 있도록 하기 위해, 리지(21)의 상면(23)이 각 필터판(10)의 리지(13)의 폭보다 더 큰 크기로 형성되는 한편, 그루브(22)의 저면(27)은 필터판의 그루브(17)의 폭보다 더 작은 크기로 형성된다.

보강재(20)이 필터 엘리먼트(60)에 설치될 때, 상면(23)은 필터판(10)의 상면(13)로부터 이격되어 연장되며, 한 쌍의 경사면(25 및 25)도 필터판(10)의 한 쌍의 경사면(14 및 15)로부터 이격되어 연장되는 한편, 저면(27)은 필터판(10)의 저면(17)의 외측 표면과 접촉하여 배치되고 플랜지(26)도 필터판(10)의 플랜지(16)의 외측 표면과 접촉하여 배치된다(제 8도 참조).

제 8도에 도시한 바와 같이, 하나 이상의 세트(제 1도의 경우 두 세트)로 쌍을 이루는 보강재(20)가 그 사이에서 필터 엘리먼트(60)를 유지하며, 부가적으로,겹쳐진 필터판(10)과 보강재(20)은 볼트(1)과 너트(2)에 의해 각각의 플랜지(16 및 26)에서 함께 고정되어, 실시예 1의 보강 필터 엘리먼트(A)가 완성된다.

필요한 경우, 보강재(20)은 세로 방향 변형 진동의 안티노드인 영역의 필터판(10)상에 제공될 수 있다. 이는 필터판(10)이 세로 방향으로 뒤틀리고 기타 변형되는 것을 방지하는데 보다 효과적인 것으로 입증되었다.

따라서, 실시예 1의 보강 필터 엘리먼트(A)는 외측 표면을 따라 연장되는 보강재(20)에 의해 보강된 필터판(10)을 가지므로, 고온의 분진 함유 가스의 여과 결과 필터판(10)의 온도가 증가하여 가요성을 지니게 되는 경우에도, 필터판(10)의 파형 단면 형상은 변형 없이 유지될 수 있으며, 분진 또는 먼지 입자의 여과에 대한 유효 면적이 상응하게 높은 값에서 유지될 수 있다.

고압 공기가 백워싱을 위해 필터 엘리먼트(60)로 유입되는 경우, 필터판(10)의 팽창으로 인한 변형이 보강재(20)에 의해 효과적으로 방지될 수 있으므로, 필터판(10)은 그 파형의 변형이 방지된다.

또한, 실시예 1의 보강 필터 엘리먼트(A)는 필터판(10) 상의 각 리지(11)과 보강재(20) 상의 각 리지(21) 사이에 제공된 간격을 가지므로, 필터 엘리먼트의 표면으로부터 분진 및 먼지 누적물을 제거하기 위하여 필터 엘리먼트(60)에 작은 진동을 가한 경우, 필터판(10) 상의 리지(11)은 보강재(20)상의 리지(21)에 대해 마찰되지 않아, 필터판(10)이 마모되어 파손되지 않을것이다.

실시예 1에서, 보강재(20)은 금속 스트립으로부터 성형되나, 이는 본 발명의 유일한 형태는 아니며, 내열성 플라스틱판, 탄소섬유판, 유리섬유판 및 세라믹판과같은 다른 물질로부터도 성형될 수 있다. 필요에 따라, 분진 함유 가스의 흐름이 방해되지 않도록 다수의 관통공이 보강재에 형성될 수 있다.

제 9도는 본 발명에 따른 실시예 2의 보강 필터 엘리먼트의 요부를 도시하는 단면도이다. 일반적으로 B로 나타낸 보강 필터 엘리먼트는 보강재(20)이 필터판(10)과 내접할 수 있는 단면 형상을 갖는 보강재(30)에 의해 대체된 것을 제외하고는 실시예 1에 기술된 보강 필터 엘리먼트와 동일하다.

각각의 보강재(30)은 금속 스트립을 벤딩함으로써 파형 단면을 가지는 형상으로 성형된다. 제 5도에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 각각의 보강재(30)은 교대로 이루어진 평행한 리지(31)와 그루브(32)를 포함하며; 각각의 리지(31)는 평판으로서의 상면(33) 및 한 쌍의 경사면(34 및 35)으로 형성되며, 그루브(32)는 상기 상면(33)로부터 이격되고 이에 평행하게 연장되는 평판으로서의 저면(37) 및 한 쌍의 경사면(34 및 35)으로 형성된다. 또한, 각각의 보강재(30)은 그 폭의 대향 단부에 위치하고 저면(37)과 같은 높이로 연장되는 한 쌍의 플랜지(26)을 갖는다.

교대로 이루어진 리지(31)과 그루브(32)로 구성된 각각의 보강재(30)의 파형 단면은 각 필터판(10)의 파형 단면과 형상이 유사하며; 부가적으로, 각 보강재(30)의 파형 단면이 각 필터판(10)의 리지(13) 및 그루브(17)과 내접할 수 있도록 하기 위하여, 리지(31)의 상면(33)은 각 필터판(10)의 리지(13)의 폭보다 더 작은 크기로 형성되는 한편, 그루브(32)의 저면(37)으 필터판의 그루브의 폭보다 더 큰 크기로 형성된다.

한 쌍의 보강재(30)이 서로 대향되고 필터판(10)의 뒷면에 설치된 견우, 상면(33)은 필터판(10)의 상면(13)으로부터 이격되어 연장되고, 한 쌍의 경사면(34 및 35)도 필터판(10)의 한 쌍의 경사면(14 및 15)로부터 이격되어 연장되는 한편, 저면(37)은 필터판(10)의 저면(17)의 내측 표면과 접촉하여 배치되고, 플랜지(36)은 필터판(10)의 플랜지(16)의 내측 표면과 접촉하여 배치된다.

부가적으로, 겹쳐진 필터판(10) 및 보강재(30)은 볼트(1) 및 너트(2)에 의해 각 플랜지(16 및 36)에서 보강판(4)와 함께 고정되어, 실시예 2의 보강 필터 엘리먼트(B)가 완성된다.

따라서, 실시예 2의 보강 필터 엘리먼트(B)는 그 내측 표면을 따라 연장되는 보강재에 의해 보강된 필터판(10)을 갖기 때문에, 고온의 분진 함유 가스의 여과 결과 필터판(10)의 온도가 상승하여 가요성이 증가되는 경우에도, 필터판(10)의 파형 형상이 쉽게 변형되지 않아, 분진 또는 먼지 입자의 여과에 대한 유효 면적이 상응하게 높은 값으로 유지될 수 있다.

또 다른 장점으로서, 분진 함유 가스를 흡인하기 위한 부압을 높은 수준으로 설정해도, 필터판(10)이 부압 때문에 휘어질 가능성이 증가되지 않아, 필터판(10)의 파형 프로필이 변형되지 않도록 할 수 있다.

또한, 실시예 2의 보강 필터 엘리먼트(B)가 필터판(10) 상의 각 리지(11)과 보강재(30) 상의 각 리지(31) 사이에 제공된 간격을 가지므로, 필터 엘리먼트의 표면으로부터 분진 및 먼지 누적물을 제거하기 위하여 필터 엘리먼트(60)에 작은 진동을 가한 경우, 필터판(10) 상의 리지(11)은 보강재(30)상의 리지(31)에 대해 마찰되지 않아, 필터판(10)이 마모되어 파손되지 않을것이다.

실시예 2에서, 보강재(30)은 금속 스트립으로부터 성형되지만, 이는 본 발명의 유일한 형태는 아니며, 내열성 플라스틱판, 탄소섬유판, 유리섬유판 및 세라믹판과 같은 다른 물질로부터도 성형될 수 있다. 대안적으로, 분진 함유 가스의 흐름이 방해되지 않도록 다수의 관통공이 보강재에 형성될 수 있다.

제 10도는 본 발명에 따른 실시예 3의 보강 필터 엘리먼트의 요부를 도시하는 단면도이다. 일반적으로 C로 나타낸 보강 필터 엘리먼트는 실시예 1 및 2의 조합된 형태와 동일하며, 필터판(10)은 외부에 고정된 보강재(20)과 내부에 고정된 보강재(30) 사이에서 유지됨으로써 보강된다.

따라서, 실시예 3의 보강 필터 엘리먼트(C)는 그 외측 표면을 따라 연장되는 보강재(20, 제 1 유형 보강재) 및 그 내측 표면을 따라 연장되는 보강재(30, 제 2 유형 보강재)에 의해 보강되어, 고온의 분진 함유 가스의 여과 결과 필터판(l0)의 가요성에 증가하는 경우에도, 필터판(10)의 파형 프로필이 쉽게 변형되지 않을 것이다. 따라서, 분진 입자의 여과에 대한 유효 면적이 상응하는 높은 값으로 유지될 수 있다.

고압 공기가 백워싱 목적으로 필터 엘리먼트(60)으로 유입되는 경우, 필터판(10)의 팽창으로 인한 변형은 제 1 유형 보강재(20)에 의해 효과적으로 방지될 수 있으며; 또 다른 장점으로서, 분진 함유 가스를 흡인하기 위한 부압을 높은 수준으로 설정해도, 필터판(10)이 부압 때문에 휘어질 가능성이 증가되지 않아, 필터판(10)의 파형 프로필이 변형되지 않도록 할 수 있다.

또한, 실시예 3의 보강 필터 엘리먼트(C)가 필터판(10)의 상면(13)과 제 1유형 보강재(20)의 상면(23) 사이 및 상면(13)과 제 2 유형 보강재(30)의 상면(33) 사이 둘 모두에 제공된 간격을 가지므로, 필터 엘리먼트의 표면으로부터 분진 및 먼지 누적물을 제거하기 위하여 필터 엘리먼트(60)에 작은 진동을 가한 경우, 필터판(10)의 상면(13)은 제 1 유형 보강재(20)의 상면(23) 또는 제 2 유형 보강재(30)의 상면(33)에 대해 마찰되지 않아, 필터판(10)이 마모되어 파손되지 않을 것이다.

제 11도는 본 발명에 다른 실시예 4의 보강 필터 엘리먼트의 요부를 도시하는 단면도이다. 일반적으로 D로 나타낸 보강 필터 엘리먼트는 보강재(30)이 제 6도에 도시된 바와 같이 평판 형태의 보강재(40)에 의해 대체된 것을 제외하고는 실시예 3에 기재된 바와 동일하다.

따라서, 보강 필터 엘리먼트(D)는 제 1 유형 보강재로서 보강재(20, 제 4도 참조) 및 제 2 유형 보강재로서 보강재(40, 제 6도 참조)을 사용하며, 제 2 유형 보강재는 필터판(10) 사이에 유지되도록 제 1 유형 보강재와 대향된다.

보강재(20)만을 사용하는 실시예 1의 보강 필터 엘리먼트(A)와 비교하여, 상기 구조를 가지는 보강 필터 엘리먼트(D)는 평판 형태의 보강재(40)에 의해 보강되는 필터판(10)이 높은 강도를 갖도록 할 뿐만 아니라 필터판(10) 폭의 가능한 치수 변화를 감소시키는데 보다 효과적인 것으로 나타났다.

제 12도는 본 발명에 따른 실시예 5의 보강 필터 엘리먼트의 사시도이다. 제 13도는 제 12도의 13-13 방향의 단면도이다. E로 일반적으로 나타낸 보강 필터 엘리먼트는 보강재(20)이 도 7의 저면(51) 및 플랜지(52)의 U자형 단면을 가지는 보강재(50)에 의해 대체된 것을 제외하고는 실시예 3에 기재된 바와 동일하다.

따라서, 보강 필터 엘리먼트(E)는 제 1 유형 보강재로서 보강재(30, 제 5도 참조) 및 제 2 유형 보강재로서 보강재(50, 제 7도)를 사용하며, 제 2 유형 보강재는 제 1 유형 보강재(30)에 대향되어 필터 엘리먼트(60) 외부의 양 측면에 제공되고, 제 1 유형 보강재(30)의 플랜지(36)은 관형 스테이(3)의 중개로 필터판(10)의 플랜지(16)에 일체로 고정된다.

보강재(30)만을 사용하는 실시예 2의 보강 필터 엘리먼트(B)와 비교하여, 상기 구조를 가지는 보강 필터 엘리먼트(E)는 U자형 단면의 제 2유형 보강재(50)에 의해 보강되는 필터판이 높은 강도를 갖도록 할 뿐만 아니라 필터판(10) 폭의 가능한 치수 변화를 감소시키는데 보다 더 효과적인 것으로 나타난다.

제 14도는 본 발명에 따른 실시예 6의 보강 필터 엘리먼트의 요부를 나타내는 단면도이다. 여러 디자인의 보강재를 사용하거나 보강재의 다양한 조합을 사용하는 보강 필터 엘리먼트가 실시예 1 내지 5에 기재되어 있다. 이와 대조적으로, 실시예 6은 독특하게 성형된 필터판을 사용하는 보강 필터 엘리먼트(F)에 관한 것이다.

보강재(80)은 금속 스트립을 벤딩시켜 파형 단면을 갖도록 제조된다. 각각의 보강재는 교대로 이루어진 평행한 리지(81)와 평판형의 저면(82 및 83)을 포함한다. 각각의 리지(81)은 한 쌍의 경사면(84 및 85)로 형성되는 한편, 저면(82 및 83)은 리지(81)에 대해서는 그루브이며 경사면(84 및 85)과 같은 길이로 연장되어 있다. 각각의 보강재(80)은 또한 그 폭의 대향 단부에 위치하고 저면(82 및 83)과 같은 높이로 연장되는 한 쌍의 플랜지(86)을 갖는다.

각 필터판(70)은 보강재(80)내의 리지(81)의 정점을 덮고 있는 상면(73), 상면(73)까지 연속되고 보강재(80)의 경사면(84 및 85)을 따라 연장되는 경사면(76 및 77), 소정 위치, 즉 일반적으로 중간 위치에서 경사면(76 및 77)을 연결하는 제 1 저면(74), 및 보강재(80)의 저면(82)으로 연장되는 제 2 저면(75)을 기본적으로 포함하는 파형 단면을 갖는다. 제 14도에 도시한 바와 같이, 각 필터판(70)의 파형 단면은 두 단위의 제 1 저면(74) 및 세 단위의 상면(73)의 반복으로 이루어지고; 대안적으로, 제 1 저면(74)가 제 2 저면(75)와 교대로 되어 반복 단위를 형성할 수 있다.

필터판(70)의 강도를 균일하게 하기 위하여, 필터판(70)의 제 1 및 제 2 저면(74 및 75)은 폭(인접 리지 사이의 공간)이 동일한 것이 바람직하다. 따라서, 보강재(80)의 저면(82 및 83)은 필터판(70)의 제 1 저면(74)에 대향하는 저면(83)이 필터판(70)의 제 2 저면(75)에 대향하는 저면(82) 보다 폭이 작게 설계된다.

실시예 6의 보강 필터 엘리먼트(F)를 완성하기 위하여, 각각의 저면(82 및 83)이 서로 접촉하도록 서로 대향하는 한 쌍의 보강재(80)가 필터판(70)의 뒷면상에 설치되고, 이렇게 하여 겹쳐진 필터판(70) 및 보강재(80)이 볼트(1) 및 너트(2)에 의해 각 플랜지(76 및 86)에서 보강판(4)과 함께 고정된다.

실시예 6의 보강 필터 엘리먼트(F)는 필터판(70)이 이의 내측 표면을 따라 연장되는 보강재(80)에 의해 보강되는 실시예 2의 보강 필터 엘리먼트(B)와 유사하다. 따라서, 실시예 6의 보강 필터 엘리먼트(F)는 실시예 2의 보강 필터 엘리먼트(B)와 같은 효과를 내며, 이러한 효과는 제 1 저면(74)에 의해 경사면(76및 77)을 연결시킴으로써 달성되는 필터판(70) 자체의 강도의 증가에 의해 증가한다.

실시예 1 내지 6에서 제조된 보강 필터 엘리먼트에 대하여, 여과 온도가 일반적으로 사용되는 수치 보다 높은 270℃로 설정되고 펄스 제트형 공기에 의한 분진 입자의 제거가 통상적인 작동 보다 짧은 12초 간격으로 수행된 악화 가속 조건하에서 여과 시험을 수행하였다. 여과시키려는 공급 가스는 분진으로서 5g/N㎥의 칸토 롬(Kanto Loam)(JIS 클래스 11)을 함유하였고, 1m/분의 속도로 처리시켰다. 여과된 가스내에 함유된 분진 입자의 양을 광산란 적분 방식의 디지탈 분진 모니터(쉬바타 사이언티픽 테크놀로지, 엘티디(Shibata Scientific Technology, LTD.))에 의해 측정하였다.

분진 입자의 측정량이 0.5mg/N㎥을 초과하였을 때, 시험중인 필터 엘리먼트가 파손된 것으로 판정하였다. 시험 결과를 하기 표 1에서 파손에 이르는 시간으로 나타내었다.

비교를 위하여, 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 한 쌍의 필터판을 한 필터판의 그루브가 다른 필터판의 그루브에 대향하도록 배치시켜 제 3도에 도시된 형태의 필터 엘리먼트를 제조하였고, 상기 필터 엘리먼트의 제조에 어떠한 보강재도 사용하지 않았다. 비교용 필터 엘리먼트에 대해 상기한 바와 동일한 여과 시험을 수행하였고, 시험 결과를 또한 표 1에 나타내었다.

표 1

명백하게, 보강재의 설치는 파손에 이르는 시간을 상당한 정도로 연장시키는데 효과적이었다.

본 발명에 따른 필터 엘리먼트는, 앞서 기술된 구조적 특징을 가지고있기 때문에, 하기의 우수한 장점을 제공하는 것으로 나타났다.

본 발명의 필터 엘리먼트는 보강재에 의해 보강된 필터판을 가지므로, 그 강도가 매우 증가되어 필터판의 가요성이 고온의 분진 함유 가스의 여과 결과로서 증가하는 경우에도, 쉽게 변형되지 않으며, 부가적으로, 펄스제트형 공기에 의한 분진 입자의 반복 제거에 대해 높은 내구성을 지닌다.

보강재가 필터판과 유사한 단면 형상을 가지고, 보강재가 필터판의 리지 및 그루브에 외접할 수 있는 치수를 가지며, 보강재가 서로 대향하여 필터 엘리먼트가 그 사이에 유지되는 경우, 필터판의 파형 형상이 보강재의 파형 형상에 의해 유지되기 때문에, 필터판의 파형 프로필은 고온의 분진 함유 가스의 여과 결과로서 가요성이 증가되는 경우더라도 쉽게 변형되지 않을 것이다. 부가적으로, 펄스 제트형 공기가 분진 누적물을 제거하기 위해 필터 엘리먼트내 가스 통로내로 유입될 때 발생하는 필터판의 팽창으로 인한 변형이 충분히 감소되어 반복된 제거 조작에 대한 필터 엘리먼트의 내구성을 증가시킨다.

보강재가 필터판과 유사한 단면 형상을 가지고, 보강재가 필터판의 리지 및 그루브에 내접할 수 있는 치수를 가지며, 보강제가 서로 대향되도록 필터판의 내측에 제공되는 경우, 여과시키려는 가스를 흡인하는 브압하에서 필터판의 파형 단면의 내향 변형(함몰)이 보강재에 의해 충분히 감소되어, 부압 및 그로 인한 흡인량이 보다 다량의 분진 함유 가스의 처리를 허용할 수 있을 정도로 증가될 수 있다.

더 큰 보강 효과는 적합한 방식으로 이들 두가지 유형 보강재를 결합시켜 달성될 수 있다.

또한, 각각의 필터판이 보강재의 각 리지의 정점을 덮고 있는 상면, 상기 상면까지 연속되고 보강재의 경사면을 따라 연장되는 경사면, 소정 위치에서 경사면을 연결하는 제 1 저면, 및 보강재의 그루브로 연장되는 제 2 저면을 포함하는 반복되는 파형 단면으로 구성된 형태로 성형되는 경우, 필터판 자체가 보강되어 훨씬 더 강도가 큰 필터 엘리먼트를 제공한다.

상기한 바와 같이, 필터판을 구성하는 파형 성형품은 일반적으로 폴리이미드, 폴리폐닐렌 설파이드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리아미드 및 폴리에틸렌과 같은 중합체 재료의 섬유로 제조된다. 이러한 섬유로 된 부직포 또는 펠트는, 부직포에 접착제를 도포하며 섬유를 함께 결합시키는 스판결합 공정(span-bond process)으로 처리하고, 저융점을 갖는 합성 섬유를 부직포에 혼합시키며, 부직포 등에 저융점을 갖는 합성 수지 입자를 분산시킴으로써 목적하는 형상, 즉 목적하는파형 형상으로 성형될 수 있다. 파형 성형품이 특정 유형의 폴리이미드 섬유로 제조되는 경우, 통기성의 파형 성형품이 폴리이미드의 특성을 사용하여 효과적인 방식으로 제조될 수 있다. 즉, 폴리이미드의 유리 전이 온도보다 높은 온도에서 적합한 시간 동안 내열성이 큰 방향족 폴리이미드 섬유로 된 부직포 또는 펠트를 가열시킴으로써, 폴리이미드 섬유가 연화시에 수축할 것이고 이는 섬유의 조밀 경향을 가속시켜, 필터판으로서 사용될 수 있는 다공성 및 자체 지지 특성을 갖는 통기성의 파형 성형품을 형성시킨다.

이하에서는 폴리이미드 섬유로부터 파형 성형품을 제조하기 위하여 연속적인 예열, 성형 및 냉각 단계를 수행하는데 적합한 캐터필러 몰드를 사용하는 파형기의 특정 예가 기술된다. 그러나, 본 발명이 어떠한 수단에 의해서도 이러한 특정 실시예에 한정되지 않음을 주목해야 한다. 또한, 예열, 성형 및 냉각 단계가 캐터필러 몰드 대신 그루브 롤에서 수행될 수도 있음을 주목해야 한다.

본 발명에서 사용하려는 파형기를 파형기의 측면도 및 평면도가 각각 도시된 제 15도 및 제 16도를 참고로 하여 기술하고자 한다.

제 15도 및 제 16도에 도시된 파형기는 펠트(102)가 공급 영역의 릴(101)로부터 풀린 상태로 공급되는 예열 영역(103) 뿐만 아니라, 열성형 영역(104), 냉각 영역(105) 및 냉각된 형상을 목적하는 크기로 절단하는 절단기(109)를 포함한다. 하기의 설명은 캐터필러 몰드를 사용하는 파형기의 측면도인 제 15도를 기초로 한 것이다.

제 15도에 도시된 바와 같이, 예열 영역(103)은 한 쌍의 대향 예열캐터필러몰드(106)를 구비하고 있고, 열성형 영역(104)는 한 쌍의 대향 열성형 캐터필러 몰드(107)를 구비하고 있으며, 냉각 영역(105)는 한 쌍의 대향 냉각 캐터필러 몰드(108)를 구비하고 있다. 공급 영역의 릴(101)로부터 풀린 상태의 펠트(102)가 예열 영역(103)의 예열 캐터필러 몰드(106) 사이로 전달 통과되어 예열된다. 그 다음, 예열된 펠트(102)가 열성형 영역(104)의 열성형 캐터필러 몰드(107) 사이로 전달 통과되어, 열성형되어 파형 표면이 얻어지고, 후속하여 파형 펠트가 냉각 영역(105)의 냉각 캐터필러 몰드(108) 사이로 전달 통과되어 냉각 고정된다. 최종적으로, 냉각된 펠트가 절단기(109)상에서 목적하는 크기로 절단된다. 파형 표면을 갖는 바람직한 형상의 절단 시이트(110)이 도시되어 있다.

제 17도 및 제 18도는 각각 본 발명에 사용되는 변형된 형태의 파형기의 측면도 및 평면도이며, 예열, 성형 및 냉각 단계가 그루브 롤상에서 수행된다. 도시된 바와 같이, 예열 영역(103)은 한 쌍의 대향 예열 그루브 롤(111)을 구비하고 있고, 열성형 영역(104)는 한 쌍의 대향 열성형 그루브 롤(112)을 구비하고 있으며, 냉각 영역(105)는 한 쌍의 냉각 그루브 롤(113)을 구비하고 있다. 캐터필러 몰드를 사용하는 파형기의 경우에서와 같이, 펠트(102)가 공급 영역의 릴(101)로부터 풀려서, 예열, 열성형 및 냉각의 연속 단계를 통과하여 파형 표면이 얻어진 후, 성형된 펠트가 절단기(109)로 방출되어, 목적하는 크기(110)으로 절단된다.

실시예 7을 다음과 같은 방식으로 수행하였다.

1:5의 연신률 및 30㎛의 두께를 가지는 폴리이미드 섬유를 벤조페논-3,3',4,4'-테트라카르복실산 이무수물 및 4,4'-메틸렌-비스-(롤릴렌 이소시아네이트)로부터 제조하였다. 섬유를 니이들 펀칭에 의해 예비 성형하여 475g/㎡의 면적 밀도, 2.5mm의 두께 및 1,630mm의 폭을 가지는 니이들 펠트(102)샘플을 제조하였다.

이와 같이 제조된 펠트(102)를 릴(101)에 감고 제 15도에 도시된 바와 같은 캐터필러 몰드를 사용하는 파형기에 의해 하기와 같이 처리하여, 폴리이미드 섬유로부터 파형 표면을 갖는 통기성 성형품을 제조하였다.

릴(101)로부터 풀린 펠트(102)를 약 300℃의 예열 영역(103)으로 공급하고, 예열 캐터필러 몰드(106)에서 예열시켰다. 예열된 펠트(102)를 340℃에서 유지되는 열성형 영역(104)로 이동시켜, 펠트(102)의 이동 방향에 수직 방향인 열성형 캐터필러 몰드(107)에 의해 25mm 높이의 파형(단면에 대하며, 제 19도 참조)을 성형시켰다. 후속하여, 펠트를 냉각 영역(105)로 공급하여, 냉각 캐터필러 몰드(108)상에서 70℃로 냉각시켰다. 그 다음, 냉각 펠트를 절단기(109)로 전달하며, 1,000mm 길이로 절단함으로써, 폴리이미드 섬유(제 19도에서 (114)로 표시)로 된, 파형 표면을 갖는 통기성 성형품을 제조하였다.

이러한 성형품의 절단 시이트 2개를 함께 결합시켜 파형 표면을 갖는 자체 지지성 상자형 필터 엘리먼트(제 20도에서 (115))를 제조하였고; 필터 엘리먼트는 높이가 50mm, 폭에 1,000mm, 및 길이가 1,500mm이었다.

실시예 7에서 사용된 폴리이미드는 하기 화학식을 가졌다:

실시예 8을 하기 방식으로 수행하였다.

니이들 펠트(102) 샘플을 실시예 7에서와 같이 니이들 펀칭에 의해 예비성형품으로서 제조하였다. 이와 같이 제조된 펠트(102)를 릴(101)에 감고 제 17도에 도시된 캐터필러 몰드를 사용하는 파형기에 의해 하기와 같이 처리하여, 폴리이미드 섬유로부터 파형 표면을 갖는 통기성 성형품을 제조하였다.

릴(101)로부터 풀린 펠트(102)를 300℃의 예열 영역(103)으로 공급하고, 예열된 그루브 롤(111)상에서 예열시켰다. 예열 펠트(102)를 340℃에서 유지되는 열성형 영역(104)으로 이동시켜, 펠트(102)의 이동 방향에 대해 평행 방향인 열성형 그루브 롤(112)에 의해 파형(제 21도에 도시된 바와 같이, 세 번째 마다의 파형은 이전의 두 개의 파형 보다 5mm 높음)을 성형시켰다. 그 다음, 펠트를 냉각 영역(105)로 공급하여, 냉각 그루브 롤(113)에서 70℃로 냉각하였다. 그 다음, 냉각된 펠트를 절단기(109)로 전달하고, 1,500mm 길이로 절단하여 폴리이미드 섬유(제 21도에서 (116)으로 표시)로 된, 파형 단면을 갖는 통기성 성형품을 제조하였다.

이러한 성형품의 절단 시이트 2개를 함께 결합하여, 파형 표면 및 효율적인 백워싱을 허용하는 셀 구조를 가진 자체 지지성 상자형 필터 엘리먼트(제 22도에서(117))를 제조하였고; 필터 엘리먼트는 높이 60mm, 폭 1,000mm, 및 길이 1,500mm이었다.

실시예 9는 하기 방식으로 수행하였다.

니이들 펠트(102) 샘플은 실시예 7에서 1,630mm인 니이들 펠트(102)의 폭을 800mm로 변화시킨 것을 제의하고는, 실시예 7에서와 같이 니이들 펀칭에 의해 예비성형품으로서 제조하였다. 이와 같이 제조된 펠트(102)를 릴(101)에 감고, 실시예 8에서 사용된 과정과 동일한 과정에 의해 제 17도에 도시된 바와 같은 그루브 롤을 사용하는 파형기에 의해 처리하여, 폴리이미드 섬유로부터 40mm 파형 높이의 파형 표면을 갖는 통기성 성형품을 제조하였다. 절단기(109)상에서 절단함으로써 수득된 성형품은 제 23도에 (118)로 도시한 바와 같이 매우 길었다(10m).

이와 같이 성형품을 두 개의 측면을 따라 접합시켜 108개 파형을 가지며, 직경이 115mm이고 길이가 10m인 관형 필터 엘리먼트(제 24도에서 (119))를 제조하였다.

본 발명에 따른 공정에 의해 폴리이미드 섬유로부터 내열성이 크고, 다양한 메쉬 크기를 통하는 통기성을 가지며, 입자가 쉽게 부착되지 않고 침착된 입자가 쉽게 제거될 수 있는 매끄러운 표면을 가지며, 이로써 막힘의 가능성에 적어 사용 기간이 연장된 성형품을 제조할 수 있다. 본 발명에 따르면, 내염성이며 내열성이 큰 방향족 폴리이미드 섬유로 만들어진 부직포 또는 펠트를, 캐터필러 몰드 또는 그루브 롤의 탠덤 배열을 사용하는 연속적인 예열, 성형 및 냉각 단계에서 가로 방향 또는 세로 방향으로 통과시킴으로써 파형화시키고, 이러한 한 쌍의 파형 부직포또는 펠트를 함께 접합시켜 자체 지지되기에 충분한 강도의 파형 표면을 갖는 필터 엘리먼트를 제조한다.

필요에 따라, 펠트를 세로 방향으로 파형화하고 두 측면을 따라 접합시켜 차체 지지되기에 충분한 강도의 파형 표면을 갖는 긴 관형 필터 엘리먼트를 제조할 수 있다.

가로 방향 또는 세로 방향 파형의 높이가 일정한 간격으로 변화하는 방식으로 성형이 수행되는 경우, 효율적인 백워싱을 허용하는 셀 구조를 갖는, 폴리이미드 섬유로 된 통기성 성형품을 제조할 수 있다.

보강재가 필터 엘리먼트 내측에 제공되는 경우, 보강재는 하기의 절단 시이트가 서로 결합되기 전에 성형품의 두 절단 시이트 사이에 삽입된다.

보강 필터 엘리먼트의 추가의 예는 하기에 기술될 것이다.

제 25도는 본 발명에 따른 필터 엘리먼트의 사시도이고, 제 26도는 제 25도에 도시된 필터 엘리먼트의 일부인 필터판의 사시도이고, 제 27도는 제 26도의 27-27 방향의 단면도이고, 제 28도는 제 26도의 28-28 방향의 단면도이며, 제 29도는 본 발명에 따른 필터 엘리먼트의 일부인 변형된 형태의 필터판의 사시도이다.

제 25도에 일반적으로 G로 나타낸 본 발명의 필터 엘리먼트는 파형단면의 각 인접 리지가 다수의 연결재(220)에 의해 상호연결되는 한 쌍의 필터판(250)의 조합이다.

제 26도에 도시한 바와 같이, 각각의 필터판(250)은 다수의 연결재(220)에 의해 상호연결된 인접 리지(211)를 갖는다. 또한, 각각의 필터판(250)은그루브(212) 및 한 쌍의 플랜지(216)을 갖는다, 필터판(250)을 제조하기 위해서, 폴리이미드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에스테르 및 폴리프로필렌과 같은 중합체 재료의 섬유를 카드화하고 니이들 펀칭시켜 소정의 섬유 밀도를 가지는 부직포를 성형시킨 후, 연결재(220)를 형성시킬 수 있는 파형 표면 프로필을 가지는 프레스에서 압착시켜 열경화시킨다. 필터 엘리먼트(G)가 내열성일 필요가 있기 때문에, 사용하려는 중합체 재료는 폴리이미드 섬유가 바람직하다. 캐터필러 몰드 또는 그루브 롤을 사용하는 방법은 이러한 경우에 적용될 수 있다.

연결재(220)이 필터판(250)의 파형 단면의 일체 부분으로서 성형되기 때문에, 각각의 연결재는 필터판(250)의 상면(213)과 같은 높이로 연장되는 평면 부분(221) 및 상기 평면 부분(221)의 대향 단부로부터 필터판(250)의 저면(217)을 향해 경사진 한 쌍의 경사면(222 및 223)을 포함한다. 평면 부분(221)은 상면(213)과 상이한 높이를 가질 수 있다.

연결재(220)는 필터판(250)의 리지(211)의 길이에 대하여 수직 방향으로 필터판(250)의 폭을 가로지르는 직선으로 제공된다. 직선은 연결재(220)이 목적하는 보강 특성을 제공하는 한, 리지(211)의 길이에 대해 90° 이외의 각을 가질 수 있다. 직선으로 제공된 연결재(220)는 필터판(250)의 세로 방향으로 이격되어 있다. 필터판(250)의 강도에 있어 추가의 개선은 필터판(250)의 변형 진동의 안티노드인 영역내에 연결재(220)를 제공함으로써 달성된다.

따라서, 연결재(220)의 평면 부분(221)에 의해 상호연결된 필터판(250)의 인접 리지(211)의 상면(213) 뿐만 아니라 필터판(250)의 파형 단면의 대향경사면(214 및 215)가 연결재(220)의 경사면(222 및 223)에 의해 상호 연결되므로 필터판(250)이 경사면(214 및 215)을 가진 파형 단면 형상의 상면(213) 코너에서 또는 경사면(214 및 215)을 가진 저면(217) 형태 코너에서 휘어질 수 없다. 즉, 필터판(250)이 효과적으로 보강되면, 파형 프로필은 쉽게 변형되지 않을 것이다.

따라서, 필터 엘리먼트(G)는 연결재(220)에 의해 보강된 필터판(250)의 파형부를 가지며, 고온의 분진 함유 가스의 여과로 인한 온도 상승의 결과로서 필터판(250)의 가요성이 증가하는 경우에도, 필터판(250)의 파형 프로필은 쉽게 변형되지 않을 것이다.

부가적으로, 펄스 제트형 공기에 의해 분진을 제거하기 위해 고압 공기를 필터 엘리먼트(G)내의 가스 통로내로 유입시키는 경우에도, 연결재(220)는 필터판(250)의 팽창으로 인한 변형을 감소시킴으로써 그 파형 프로필의 변형을 방지하므로, 백워싱에 대한 필터 엘리먼트(G)의 내구성이 효과적으로 개선된다.

더욱이, 여과하려는 가스를 흡인하기 위한 부압이 증가되는 경우에도, 연결재(220)에 의해 보강된 필터판(250)의 파형 프로필이 쉽게 변형되지 않으므로, 필터판(250)의 여과능이 효과적으로 개선된다.

제 25도 내지 28도에 도시된 경우에 있어서, 연결재(220)은 필터판(250)의 폭을 가로지르는 직선으로 제공되나, 이는 본 발명의 유일한 경우는 아니며, 연결재(220)은 제 29도에 도시된 필터판(260)의 경우에서와 같이 파형 단면의 한 리지(211)의 길이를 따라, 인접 리지(211)의 길이를 따라 있는 것들과 엇갈리게 될 수 있다.

실시예 10은 하기 방식으로 수행하였다.

면적 밀도가 500g/㎠이고, 두께가 2.0mm이며, 폭이 3,000mm이고, 길이가 1,500mm인 폴리이미드 펠트를 몰드내에 설치하고 30분 동안 320℃에서 유지시켜, 파형 단면 형상을 가지며 제 26도에 도시한 바와 같이 연결된 리지를 갖는 폭 1,000mm, 길이 1,500mm인 필터판을 성형시켰다. 필터판의 리지는 30mm 높이를 가지며, 그 정점은 28mm 간격으로 이격되어 있었다. 인접 리지는 필터판의 세로 방향으로 300mm의 간격으로 연결재에 의해 상호연결되었다. 연결재의 폭은 15mm이었고, 각각의 연결재는 30° 의 각도로 하향 경사져 있는 대향 단부에서 경사면을 가졌다.

이러한 한 쌍의 필터판을 함께 결합하여 제 25도에 도시된 바와 같은 필터 엘리먼트를 제조하였다. 그 다음, 필터 엘리먼트에 대하여, 여과 온도가 통상적으로 사용되는 수치 보다 높은 270℃로 설정되고 펄스 제트형 공기에 의한 분진 입자의 제거가 정상적인 작동 보다 짧은 12초 간격으로 수행되는 악화 가속 조건에서 여과 시험을 수행하였다. 여과시키려는 공급 가스는 분진으로서 5g/N㎥의 칸토 롬(JIS 클래스 11)을 함유하였고, 이를 1m/분의 속도로 처리하였다. 여과된 가스내에 함유된 분진 입자의 양은 광산란 적분 방식의 디지탈 분진 모니터(쉬바타 사이언티픽 테크놀로지, 엘티디.)에 의해 측정하였다. 측정된 분진 농도가 0.05mg/N㎥을 초과할 때, 시험중인 필터 엘리먼트가 파손된 것으로 판정하였다. 파손에 이르는 시간은 118시간이었다.

또 다른 시험에 있어, 5g/㎤의 칸토 롬(JIS 클래스 11)을 함유하는 고온 가스(270℃)를 250시간 동안 0.05kg/㎡의 흡인 압력으로 여과하여, 3kg/㎡의 압력에서 펄스 제트형 공기에 의해 부착된 분진 입자를 제거하였다. 여과 후, 필터 엘리먼트를 해체하고 필터판을 검사하였으나, 이들의 파형 프로필은 어떠한 변형도 없었음을 확인하였다.

실시예 10에 사용된 것과 동일한 폴리이미드 펠트를 몰드내에 설치하고 320℃에서 30분 동안 유지시켜, 제 2도에 도시된 파형 단면을 가지는 폭이 1,000mm이고 길이가 1,500mm인 필터판을 성형시켰다. 한 쌍의 이러한 필터판을 결합하여 제 3도에 도시된 바와 같은 필터 엘리먼트를 제조하였다. 각 필터판의 리지는 실시예 10에서와 동일한 정점간 거리 및 높이를 가졌다.

필터 엘리먼트를 실시예 10에서와 같은 조건하에서 여과 시험하였으며, 파손에 이르는 시간은 64시간이었고 필터판의 파형 프로필은 세로 방향으로 뒤틀렸으며, 리지 사이의 거리에서 생긴 불균일은 필터판이 상당히 변형되었음을 입증하였다.

따라서, 필터 엘리먼트의 리지를 연결하는 보강 효과가 입증되었다.

따라서, 본 발명에 따른 필터 엘리먼트는 다음과 같은 현저한 장점을 제공한다.

각 필터판의 파형 단면내의 인접 리지는 연결재에 의해 상호연결되므로, 필터판의 파형 단면은 코너에서 쉽게 휘어지지 않을 것이며, 고온의 분진 함유 가스의 여과시에 필터판의 가요성이 증가하는 경우에도 변형이 효과적으로 방지될 수 있다.

필터판의 파형 단면내의 인접 리지를 상호연결하는 연결재가 필터판 자체를 보강하는 작용을 하기 때문에, 펄스 제트형 공기의 반복적인 적용에 대한 필터판의 내구성이 증대될 뿐만 아니라 분진 함유 가스를 흡인하기 위한 부압이 분진 함유 가스의 처리능을 개선시킬 정도로 충분히 증가될 수 있다.

본 발명은 상기에서 특정 실시예를 참조로 상세하게 기재되었으나, 본 발명의 사상 및 범위로부터의 일탈 없이 다양한 변경 및 변형이 가능함은 당업자에게 자명할 것이다.

제 1도는 본 발명의 실시예 1의 보강 필터 엘리먼트의 사시도이다.

제 2도는 필터판의 사시도이다.

제 3도는 제 2도에 도시된 필터판의 두 개 단위를 조합하여 성형한 필터 엘리먼트의 사시도이다.

제 4도는 한 유형 보강재의 사시도이다.

제 5도는 또 다른 유형 보강재의 사시도이다.

제 6도는 또 다른 유형 보강재의 사시도이다.

제 7도는 또 다른 유형 보강재의 사시도이다.

제 8도는 제 1도의 8-8 방향 단면도이다.

제 9도는 본 발명의 실시예 2의 보강 필터 엘리먼트의 요부를 도시하는 단면도이다.

제 10도는 본 발명의 실시예 3의 보강 필터 엘리먼트의 요부를 도시하는 단면도이다.

제 11도는 본 발명의 실시예 4의 보강 필터 엘리먼트의 요부를 도시하는 단면도이다.

제 12도는 본 발명의 실시예 5의 보강 필터 엘리먼트의 사시도이다.

제 13도는 제 12도의 13-13 방향 단면도이다.

제 14도는 본 발명의 실시예 6의 보강 필터 엘리먼트의 요부를 도시하는 단면도이다.

제 15도는 캐터필러 몰드를 사용하여 본 발명의 공정을 수행하는데 사용될 수 있는 파형기의 측면도이다.

제 16도는 제 15도에 도시된 파형기의 평면도이다.

제 17도는 그루브 롤을 사용하여 본 발명의 공정을 수행하는데 사용될 수 있는 파형기의 측면도이다.

제 18도는 제 17도에 도시된 파형기의 평면도이다.

제 19도는 본 발명에 따른 파형 표면을 갖는, 폴리이미드 섬유로부터 제조되는 성형품의 사시도이다.

제 20도는 본 발명에 따른 제 19도에 도시된 성형품의 두 보강재를 조합하여 제조되는, 파형 표면을 갖는 상자형 필터 엘리먼트의 사시도이다.

제 21도는 본 발명에 따라 자체 지지되고 파형 표면을 갖는, 폴리이미드 섬유로부터 제조된 성형품의 사시도이다.

제 22도는 본 발명에 따라 백워싱(backwashing)을 허용하는 셀 구조를 갖는 상자형 필터 엘리먼트의 사시도이다.

제 23도는 본 발명에 따른 폴리이미드 섬유로부터 제조된 긴 자체 지지된 성형품의 사시도이다.

제 24도는 본 발명에 따른 긴 관형 필터 엘리먼트의 사시도이다.

제 25도는 본 발명의 필터 엘리먼트의 사시도이다.

제 26도는 제 25도에 도시된 필터 엘리먼트의 일부인 필터의 사시도이다.

제 27도는 제 26도의 27-27방향 단면도이다.

제 28도는 제 26도의 28-28 방향 단면도이다.

제 29도는 본 발명의 필터 엘리먼트의 일부인 필터판의 변형예의 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 필터판 20,30,40,50 : 보강재

60 : 필터 엘리먼트 70 : 필터판

80 : 보강재

Claims

중합체 재료로 된 부직포 또는 펠트로 제조되며, 교대로 이루어진 다수의 리지와 그루브를 가진 파형 단면을 갖는 판으로 성형된 한 쌍의 필터판으로서, 한 필터판의 그루브가 다른 필터판의 그루브에 대향되고 두개의 단부가 존재하도록 배치된 한 쌍의 필터판 및 상기 필터판을 보강하기 위하여, 두개의 단부를 가지며 상기 리지 및 그루브의 길이에 대해 수직 방향으로 제공된 하나 이상의 보강재로서, 하나 이상의 보강재의 양단부가 한 쌍의 필터판의 양단부에 각각 고정되어 있는 하나 이상의 보강재를 포함하는 보강 필터 엘리먼트.
제 1항에 있어서, 하나 이상의 보강재가 필터판의 단면과 유사한 단면 형상을 가지는 한 쌍의 보강재를 포함함을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 2항에 있어서, 한 쌍의 보강재가 필터판의 리지 및 그루브와 외접할 수 있는 치수를 가지며, 보강재가 그 사이에 필터판이 유지되도록 서로 대향되어 있음을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 2항에 있어서, 한 쌍의 보강재가 필터판의 리지 및 그루브와 내접할 수 있는 치수를 가지며, 보강재가 서로 대향되도록 필터판의 내축에 제공됨을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 1항에 있어서, 하나 이상의 보강재가 필터판의 단면과 유사한 단면 형상을 가지며 필터판의 그루브 및 리지와 외접할 수 있는 치수를 가지는 한 쌍의 제 1 유형 보강재 및 필터판의 단면과 유사한 단면 형상을 가지며 필터판의 그루브 및 리지와 내접할 수 있는 치수를 가지는 한 쌍의 제 2 유형 보강재를 포함하며;

한 쌍의 제 1 유형 보강재가 그 사이에 필터판을 유지하도록 필터판의 외측에서 서로 대향되어 제공되고, 한 쌍의 제 2 유형 보강재가 서로 대향되도록 필터판의 내측에 제공됨을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 5항에 있어서, 한 쌍의 제 1 유형 보강재가 필터판을 통해 한 쌍의 제 2 유형 보강재와 각각 직면함을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 1항에 있어서, 하나 이상의 보강재가 필터판의 단면과 유사한 단면 형상을 가지며 필터판의 그루브 및 리지와 외접할 수 있는 치수를 가지는 한 쌍의 제 1 유형 보강재 및 평판의 스트립인 제 2유형 보강재를 포함하며;

한 쌍의 제 1 유형 보강재가 그 사이에 필터판이 유지되도록 서로 대향되며, 제 2 유형 보강재가 필터판을 통해 한 쌍의 제 1 유형 보강재에 대향되도록 필터판의 내측에 제공됨을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 1항에 있어서, 하나 이상의 보강재가 필터판의 단면과 유사한 단면 형상을 가지며 필터판의 그루브 및 리지와 내접할 수 있는 치수를 가지는 한 쌍의 제 1 유형 보강재 및 U 자형 단면을 가지며 저면판 및 저면판의 양단부에 직립된 한 쌍의 플랜지로 구성된 제 2 유형 보강재를 포함하며;

한 쌍의 제 1 유형 보강재가 서로 대향되도록 필터판의 내측에 제공되고, 한 쌍의 제 2 유형 보강재가 그 저면이 상기 필터판에 대향하며 한 제 2 유형 보강재의 각 플랜지가 연결재에 의해 다른 제 2 유형 보강재의 상응하는 플랜지에 연결되도록 제공됨을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 1항에 있어서, 다수의 관통공이 하나 이상의 보강재에 형성됨을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
교대로 이루어진 다수의 리지와 그루브로 구성된 파형 단면을 갖는 한 쌍의 보강재로서, 한 보강재의 그루브가 다른 보강재의 그루브에 대향되고 두 개의 단부가 형성되도록 배치된 한 쌍의 보강재;

두 개의 단부를 가지며, 중합체 재료로 된 부직포 또는 펠트로 제조되고 보강재의 각 리지의 정점을 덮고 있는 상면, 상기 상면으로 연속되고 보강재의 경사면을 따라 연장되는 경사면, 보강재의 상응하는 그루브로부터 멀리 떨어진 위치에서 필터판의 인접 경사면을 연결하는 하나 이상의 제 1 저면, 및 하나 이상의 제 1 저면 보다 보강재의 상응하는 그루브에 더 근접하게 연장되는 하나 이상의 제 2 저면을 포함하는 반복되는 파형 단면으로 구성된 형태로 성형되는 한 쌍의 필터판;및

양단부에서 필터판과 보강재를 연결하는 연결재를 포함하는 보강 필터 엘리먼트.
제 10항에 있어서, 필터 엘리먼트의 상면 및 경사면이 보강재와 접촉됨을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 10항에 있어서, 제 1 저면의 폭이 제 2 저면의 폭과 실질적으로 동일함을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 10항에 있어서, 필터 엘리먼트가 보강재에 외접함을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 10항에 있어서, 다수의 관통공이 보강재에 형성됨을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
중합체 재료로 된 부직포 또는 펠트로 제조되며 다수의 리지 및 그루브를 가진 파형 단면을 갖는 판으로 성형되는 한 쌍의 필터 판으로서, 한 필터판의 그루브가 다른 필터판의 그루브에 대향되도록 배치되며, 각 필터판이 인접 리지를 상호연결하는 일체형 연결재를 구비하고 있는 한 쌍의 필터판을 포함하는 보강 필터 엘리먼트.
제 15항에 있어서, 연결재가 필터판의 리지와 같은 높이임을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 15항에 있어서, 연결재가 그루브가 연장되는 방향에 대하여 수직선으로 배열됨을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 15항에 있어서, 연결재가 그루브가 연장되는 방향에 대하여 2개의 수직선으로 배열됨을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
하기 일반식( I )의 반복 단위를 가진 내열성이 큰 폴리이미드 섬유로 된, 통기성이며 용적 밀도가 0.5 내지 1g/㎤인 폴리이미드 섬유 성형품을 제조하는 방법으로서, 내열성이 큰 폴리이미드 섬유로부터 부직포 또는 펠트를 성형하는 단계, 후속하에 캐터필러 몰드 또는 그루브 롤을 사용하는 연속적인 예열, 성형 및 냉각 단계에서 부직포 또는 펠트를 가로 방향 또는 세로 방향으로 통과시켜 파형화하는 단계, 및 후속하여 파형 부직포 또는 펠트 부재 2개를 함께 접합시켜 자체 지지하기에 충분한 강도의 파형 표면을 갖는 필터 엘리먼트를 제조하는 단계를 포함하는 방법에 있어서, 세로 방향 또는 가로 방향 파형의 높이가 일정한 간격으로 주기적으로 변화하는 방식으로 성형을 수행함을 특징으로 하는 방법:

상기 식에서,

n은 1 이상의 정수이며,

X는

4가 방향족 작용기이며,

R은

군으부터 선택되는 1종 이상의 2가 방향족 작용기이다.
중합체 재료로 제조되며 중공의 파형 형태로 성형되어 다수의 가스 통로를규정하고, 각각의 가스 통로가 세로 방향으로 신장되어 있는 통기성 필터 엘리먼트, 및

상기 파형 형태의 형상을 유지하도록 필터 엘리먼트를 보강하는 하나 이상의 보강재로서, 세로 방향에 대하여 축방향으로 배열되는 하나 이상의 보강재를 포함하는 보강 필터 엘리먼트.
제 20항에 있어서, 하나 이상의 보강재가 볼트와 너트에 의해 필터 엘리먼트의 플랜지에 연결되는 별도의 보강재를 포함함을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 20항에 있어서, 하나 이상의 보강재가 중합체 재료로 제조되고 필터 엘리먼트가 성형될 때 일체로 및 동시에 성형되는 일체 보강재를 포함함을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 20항에 있어서, 하나 이상의 보강재가 통기성임을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 20항에 있어서, 하나 이상의 보강재가 필터 엘리먼트의 외측에 배열되고, 상기 필터 엘리먼트의 외측 표면과 접촉이 가능하며 필터엘리먼트의 과도한 팽창을 억제함을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 20항에 있어서, 하나 이상의 보강재가 필터 엘리먼트의 외측에 배열되고, 필터 엘리먼트의 플랜지를 지지하여 필터 엘리먼트의 측방향 변형을 억제함을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 20항에 있어서, 하나 이상의 보강재가 필터 엘리먼트의 내측에 배열되고, 필터 엘리먼트의 내측 표면과 접촉이 가능하여 필터엘리먼트의 과도한 수축을 억제함을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 20항에 있어서, 하나 이상의 보강재가 필터 엘리먼트의 내측에 배열되고, 필터 엘리먼트의 플랜지를 지지하며 필터 엘리먼트의 측방향 변형을 억제함을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 20항에 있어서, 파형 형태가 교대로 이루어진 그루브와 리지에 의해 형성되며, 하나 이상의 보강재가 리지로부터 간격을 가짐을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 20항에 있어서, 파형 형태가 교대로 이루어진 그루브와 리지에 의해 형성되며, 하나 이상의 보강재가 그루브와 접촉함을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 20항에 있어서, 가스 통로가 서로 연통함을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 20항에 있어서, 가스 통로가 서로 분리되어 있음을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 20항에 있어서, 필터 엘리먼트가 하나 이상의 말단이 흡인원에 연결된 세로 말단을 가지며, 보강재가 세로 말단으로부터 이격되어 배열됨을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.
제 20항에 있어서, 하나 이상의 보강재가 세로 방향에 대하여 수직 방향으로 배열됨을 특징으로 하는 보강 필터 엘리먼트.