KR100432441B1

KR100432441B1 - 에어로졸 필터

Info

Publication number: KR100432441B1
Application number: KR10-1999-7003327A
Authority: KR
Inventors: 요한 리쏜; 빅터 글리아; 클라우스 블린; 칼-하인츠 클라인슈로트
Original assignee: 프라마톰 아엔페 게엠베하
Priority date: 1996-10-17
Filing date: 1996-10-17
Publication date: 2004-05-22
Also published as: CA2268919A1; US6096117A; JP4231109B2; JP2001502233A; KR20000049225A; WO1998017372A1

Abstract

본 발명은 에어로졸 필터에 관한 것이다. 동축으로 배치되고 실린더형인 다수의 필터 영역(2, 2')을 갖는 에어로졸 필터(1)에서 본 발명에 따라, 각각의 필터 영역(2, 2')이 금속 거즈(3)를 포함한다. 필터 영역(2, 2')으로 금속 거즈(3)를 사용함으로써 에어로졸 필터(1)는 간단하게 청소될 수 있으며 따라서 재생이 가능하다. 또한 상기 방식의 에어로졸 필터(1)는 높고 낮은 온도 및 부식에 대한 저항력이 매우 우수하다.

Description

에어로졸 필터 {AEROSOL FILTER}

필터링 시 여과될 매질은 필터를 관류한다. 이 경우 여과될 매질에 따라 다양한 유형의 필터가 사용된다. 예를 들어, 문헌[Dubbel, "Taschenbuch fur Maschinenbau", Springer 1987, Page M48]에 공지된 바와 같이, 공기 또는 유체로부터 오일, 에어로졸 또는 합착물(coalescer)을 분리하기 위해 통상적으로 에어로졸 필터(고효율 초미립자 에어필터)가 사용된다.

동축으로 배치되며 실린더형인 다수의 필터 영역을 갖는 상기 방식의 에어로졸 필터에서 여과될 매질은 내부로부터 외부로 흐른다. 이 경우 실린더 반경의 확대에 의한 필터 영역의 확대는 필터 영역의 실린더 반경이 증가함으로써 매질의 흐름 속도를 감소시킨다. 이러한 흐름 속도의 감소는 오일 방울 또는 에어로졸 입자를 더 큰 덩어리로 만든다. 따라서 더 커진 오일 방울 또는 에어로졸 입자는 중량이 증가하여 중력에 의해 매질의 흐름 방향으로부터 벗어나면서 분리된다.

본 발명은 동축으로 배치되고 실린더형인 다수의 필터 영역을 갖는 에어로졸 필터에 관한 것이다.

도 1은 다수의 필터 영역을 갖는 에어로졸 필터의 횡단면이고,

도 2는 필터 영역의 금속 거즈의 단면도이다.

2개의 도면에서 동일한 부분은 동일한 도면 부호로 표시된다.

필터 영역은 통상적으로 세라믹 엘리먼트, 유리 섬유 또는 합성 부직포로 이루어진다. 그러나, 이러한 재료들은 여과될 매질의 침전물을 흡수함으로써 막히는 경향이 있다. 따라서, 이러한 에어로졸 필터는 짧은 시간 후 교체되어 새로운 에어로졸 필터로 대체되어야 한다. 그러나, 특히 유독성 또는 방사성 물질의 필터링 시 이러한 물질을 함유하는 폐기물은 지양되어야 한다. 따라서 본 발명의 목적은 독성 및/또는 방사성 물질의 정화에도 매우 적합하며 재생 가능한 에어로졸 필터를 제공하는 것이다.

전술한 방식의 에어로졸 필터에 대한 상기 목적은, 다수의 필터 영역 중 하나가 또는 각각의 필터 영역이 금속 거즈(metallic gauze)를 포함함으로써 달성된다.

놀랍게도, 여과될 오일 또는 에어로졸이 기존의 필터 재료에서보다 금속 거즈에서 더 적게 쌓이는 것이 나타났다. 이 경우, 예를 들어 마이크로 거칠기(micro-roughness)가 세라믹과 비교하여 현저하게 더 작은 금속 거즈가 매우 유리하게 작용한다. 에어로졸 필터의 필터 영역으로 금속 거즈를 사용함으로써 상기 에어로졸 필터는 거의 잔류물 없이 청소될 수 있다. 상기 방식의 필터는 막힐 경우에도 예를 들어 반대 방향 송풍에 의해 간단하게 청소되고 새롭게 사용될 수 있어서, 추가 폐기물이 방지된다.

각각의 필터 영역에 규정 가능한 포어 크기를 설정하고 이에 따라 에어로졸 필터를 매질의 흐름 프로파일에 매우 우수하게 매칭할 수 있게 하기 위해, 금속 거즈는 바람직하게 금속 와이어로 이루어진 다수의 거즈층을 포함한다. 이 경우 금속 거즈의 포어 크기는 규정층에 의해 정해지며, 상기 규정층은 이에 비해 더 굵은 분배층에 의해 지지된다. 분배층은 상기 분배층 쪽에서 바람직하게 분배층에 비해 더 굵은 지지 거즈층에 의해 재차 지지된다. 손상을 막기 위해, 분배층의 맞은편에 위치하는 규정층면은 보호층에 의해 덮힌다.

오일 또는 에어로졸 방울의 응집화 또는 합착화를 촉진하기 위해, 각각의 필터 영역의 금속 거즈의 포어 크기는 바람직하게 필터 영역의 실린더 반경의 증가에 따라 증가한다. 그 결과 오일 또는 에어로졸의 매우 효율적인 분리가 얻어진다.

본 발명의 장점은 특히, 각각의 필터 영역이 금속 거즈를 가지며 동축으로 배치되고 실린더형인 다수의 필터 영역을 갖는 에어로졸 필터가 간단하게 청소되고 따라서 재생될 수 있다는 데에 있다. 또한 오일 또는 에어로졸 입자가 이러한 금속 거즈에 거의 쌓이지 않기 때문에, 이러한 에어로졸 필터는 매우 긴 수명을 갖는다.

첨부한 도면을 참고로 본 발명의 실시예를 자세히 살펴보면 하기와 같다.

도 1에 따른 에어로졸 필터(1)는 동축으로 배치되며 실린더형인 다수의 필터 영역(2, 2')을 가지며, 도 1에서는 2개의 필터 영역(2, 2')이 도시된다. 각각의 필터 영역(2,2')은 금속 거즈(3)를 갖는다. 에어로졸 필터(1)의 각각의 필터 영역(2, 2')은 스페이스 엘리먼트(4)에 의해 서로 분리된다. 스페이스 엘리먼트(4)는 각각 2개의 필터 영역(2) 사이의 정해진 간격 유지를 보장한다.

도 2에 도시된 바와 같이 금속 거즈(3)는 상이한 층의 연속층으로 구성된다. 여기에 지지 거즈층(5), 분배층(6), 규정층(8) 및 보호층(10)이 위 아래로 배치된다. 각각의 상기 거즈층(5, 6, 8, 10)은 금속 와이어(25, 26, 28, 30)로 이루어진 거즈로 이루어지며, 각각의 금속 와이어(25, 26, 28, 30)의 두께는 인접한 금속 와이어(25, 26, 28, 30)에 의해 형성된 각각의 거즈층(5, 6, 8, 10)의 포어(P, P', P'' 또는 P''')의 두께 및 크기를 결정한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 금속 와이어(25, 26, 28, 30)의 두께는 각각의 거즈층(5, 6, 8, 10)의 기능에 따라 달라진다. 이 경우 규정층(8)은 가장 얇은 금속 와이어(28)를 갖는다. 상기 금속 와이어(28)는, 약 몇 ㎛인 규정층(8)의 포어 크기(P'')가 형성되도록 짜여진다. 규정층(8)의 상기 포어 크기(P'')는, 어떤 입자 크기가 금속 거즈(3)를 포함하는 필터 영역(2, 2')에 걸리고, 어떤 입자 크기가 상기 필터 영역(2, 2')을 통과하는 지를 결정한다.

규정층(8)은 바람직하게 더 굵은 금속 와이어(26)를 포함하는 분배층(6)에 의해 지지되며, 상기 분배층(6)은 그것의 편에서 볼때 지지층(5) 상에 배치된다. 분배층(6)의 금속 와이어(26)와 비교하여 더 두꺼운 금속 와이어(25)로 구성된 지지층(5) 및 분배층(6)은 규정층(8)과 비교해서 더 큰 2개의 포어 너비(P, P')를 갖는다. 따라서 분배층(6) 및 지지층(5)은 필터링에 있어서 중요하지 않다. 분배층(6)과 반대되는 규정층(8) 면은 보호층(10)에 의해 덮히고, 상기 보호층(10)은 규정층(8)보다 더 굵은 금속 와이어를 가지며, 따라서 더 큰 포어 크기(P''')를 갖는다.

금속 거즈(3)를 갖는 특히 저항성을 띠는 에어로졸 필터(1)에 있어서, 이들의 거즈층(5,6,8,10)은 예를 들어 용접, 소결 또는 다른 접합 방법에 의해 접합되며, 예를 들어 하스텔로이(Hastelloy) 또는 카펜터(Carpenter)와 같은 내식성 합금이나 예를 들어 인코넬(Inconel)과 같은 내열성 합금으로 이루어질 수 있다.

에어로졸 필터(1)용으로 이러한 금속 거즈(3)를 사용함으로써 높고 낮은 온도 및 부식에 대해 높은 저항성을 갖는 에어로졸 필터(1)가 얻어진다. 게다가 이러한 에어로졸 필터(1)는 매우 높은 기계적 강도 및 충격 강도 그리고 높은 필터링 정확성을 갖는다. 에어로졸 필터(1)는 간단하게 청소될 수 있으며 따라서 여러번 재생이 가능하다.

각각의 필터 영역(2, 2')의 금속 거즈(3)의 포어 크기는 필터 영역(2, 2')의 실린더 반경의 증가에 따라 증가한다. 따라서, 도 1에 따른 실시예에서 반경 (R')을 갖는 필터 영역 (2')의 모든 거즈층의 포어는 반경 (R)을 갖는 필터 영역 (2)의 거즈층의 상응하는 포어 보다 크다.

실린더 반경(R, R')에 따라 증가하는 필터 영역(2, 2')의 크기에 의해, 여과될 매질이 에어로졸 필터(1)를 관류할 때 흐름 속도가 내부로부터 외부로 느려진다. 이렇게 속도가 감소함으로써 오일 또는 에어로졸 방울이 응집화되어 필터 영역(2, 2')의 실린더 반경(R, R')의 증가에 따라 점차 커지고 따라서 점차 무거워져서, 상기 오일 또는 에어로졸 방울이 중력에 의해 바람직하게 에어로졸 필터(1)의 외부 영역에서 분리된다. 금속 거즈(3)는 매우 간단하고 정확하게 작용할 수 있기 때문에, 필터 영역(2)은 예를 들어 이들의 배치 및 이의 금속 거즈(3)의 포어 크기에 있어서, 여과될 매질의 흐름 프로파일에 매우 우수하게 매칭될 수 있다. 그 결과 매우 효과적인 필터링이 얻어진다.

에어로졸 필터(1)는 반대 방향 송풍에 의해 청소될 수 있으며 따라서 재생될 수 있다. 에어로졸 필터(1)의 필터 영역(2, 2')에 금속 거즈(3)를 사용함으로써 폐기물이 잔류하지 않는다. 이 외에도 에어로졸 필터(1)는 매우 긴 수명을 갖는다.

Claims

동축으로 배치되며, 실린더형인 다수의 필터 영역(2,2')을 갖는 에어로졸 필터(1)로서, 각각의 필터 영역은 금속 거즈(3)를 가지며, 각각의 필터 영역(2,2')의 금속 거즈(3)는 금속 와이어로 이루어진 직조 파일 형태의 지지층(5), 규정층(8) 및 하나 이상의 보호층(10)을 포함하며, 각각의 필터 영역(2,2")의 금속 거즈(3)의 규정층(8)의 포어 크기(P")는 필터 영역(2,2')의 실린더 반경(R,R')이 증가함에 따라 증가함을 특징으로 하는 에어로졸 필터.
제 1항에 있어서, 두개의 각각의 인접한 필터 영역(2,2') 사이에 다수의 스페이서(4)가 위치함을 특징으로 하는 에어로졸 필터.
제 1항에 있어서, 각각의 필터 영역(2, 2')의 금속 거즈(3)가 분배층(6)을 가지며, 분배층(6)은 규정층(8)과 지지층(5) 사이에 위치함을 특징으로 하는 에어로졸 필터.
제 1항 내지 제 3항중의 어느 한 항에 있어서, 각각의 필터 영역(2,2')의 금속 거즈(3)가 내식성 또는 내열성 합금으로 이루어진 금속 와이어로 구성됨을 특징으로 하는 에어로졸 필터.
에어로졸 함유 유체 매질을 여과시키기 위한, 제 1항 내지 제 3항중의 어느 한 항에 따른 에어로졸 필터(1).
독성 또는 방사성 물질을 포함하는 유체 매질을 처리하기 위한, 제 1항 내지 제 3항중의 어느 한 항에 따른 에어로졸 필터(1).