KR100921590B1

KR100921590B1 - 카트리지 필터

Info

Publication number: KR100921590B1
Application number: KR1020020085853A
Authority: KR
Inventors: 요시타카 다나카
Original assignee: 신토고교 가부시키가이샤
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2002-12-28
Publication date: 2009-10-13
Also published as: KR20030057485A; CN1304086C; TW200301710A; CN1429650A; TWI254649B; MY136331A

Abstract

카트리지 필터 조립체는 공기 여과 시스템내에 신속하고 탈착가능한 설치를 위해 개시되어 있다. 카트리지 필터 조립체는 카트리지 필터(10)와 이 필터(10)의 짝맞춤 부착물(20)을 포함한다. 짝맞춤 부착물(20)은 공기 여과 시스템(30)의 셀 플레이트(22) 내의 구멍(18)의 주변부에 고정되어 있다. 짝맞춤 부착물(20)은 상부로부터 바닥으로 경사진 주변부를 가진다. 카트리지 필터(10)는 여과 매체를 함유하는 실린더(10a)와 상단부에 있는 탄성 커넥터(12)를 포함한다. 탄성 커넥터(12)는 짝맞춤 부착물(20)의 경사진 주변부와 짝을 이루도록 되어 있는 리셉터클 공간을 한정하는 내벽을 가진다. 이것은 카트리지 필터(10)가 짝맞춤 부착물(20)을 동축선 관계로 되도록 가압할 때 짝맞춤 부착물(20)의 주변부와 커넥터(12)의 내벽 사이의 짝맞춤 결합을 야기한다.

Description

카트리지 필터{CARTRIDGE FILTER}

도 1은 본 발명의 카트리지 필터 조립체의 부분적인 종방향 단면도이다.

도 2는 본 발명의 공기 여과 시스템 내의 필터를 상승시키기 위해 최하부 위치의 복수의 카트리지 필터를 교체하기 위한 장치의 정면도이다.

도 3은 도 2의 장치의 좌측면도이다.

도 4는 상승된 위치에 있는 도 2의 장치의 정면도이다.

도 5는 크랭크 아암 및 추가의 아암 사이의 위치 관계를 나타내는 도 3의 장치의 하부 부분의 확대 측면도이다.

도 6은 도 5에 도시된 장치의 크랭크 아암 및 추가의 아암의 정면도이다.

도 7은 하부 부분에 도시된 레버와 크랭크 아암 사이의 위치 관계를 나타내는 도 3의 장치의 하부 부분의 확대 좌측면도이다.

도 8은 도 7에 도시된 장치의 레버 및 크랭크 아암의 정면도이다.

도 9는 대안의 카트리지 필터를 나타내는 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 70 : 카트리지 필터 10a, 70a : 외부 실린더

12 : 탄성 커넥터 14, 16 : 압축 릿지

18 : 구멍 20 : 짝맞춤 부착물

22 : 셀 플레이트 30 : 공기 여과 시스템

40 : 교체 장치 42 : 플랫폼

44 : 링키지 메카니즘 46 : 레버

48 : 스토퍼 50 : 브라켓

52 : 짝맞춤 브라켓 52a : 보어 관통 안내핀

54 : 크랭크 아암 54a : 말단부

55 : 추가의 아암 56 : 커넥팅 아암

57 : 롤러 58 : 고정 마운트

60a, 60b : 피봇 샤프트 62 : 대향 플레이트

64 : 조절식 멈추개 72 : 리테이너

74 : 원통형 커넥터 76 : 링

78 : 스트립

본 발명은 카트리지 필터에 관한 것이며, 보다 상세하게는 공기 여과 시스템에 용이하게 설치되고 또한 제거되는 카트리지 필터에 관한 것이다.

종래의 먼지 수집 시스템 또는 공기 여과 시스템은 공기로부터 먼지와 진흙과 같은 입자 물질을 제거하기 위해, 카트리지 필터 또는 필터 백(filter bag)이라고 하는 개별의 교체식 원통형 필터를 사용하도록 구성되어 있다. 이러한 공기 여과 시스템은 청정 공기용 상부 플래넘(plenum)과, 제거되는 입자 물질을 함유하는 오염 공기용 하부 플래넘을 갖춘 하우징을 구비한다. 이들 2개의 플래넘은 금속의 튜브 시트 또는 셀 플레이트에 의해 분리되어 있다. 이러한 셀 플레이트는 내부에 복수의 구멍을 가지며, 하부 플래넘 내부에서 이들 구멍으로부터 카트리지 필터가 매달려 있다.

각각의 카트리지 필터는 전형적으로 여과 물질 또는 매체로 형성되는 외부 실린더와, 외부 실린더가 바람직하지 않게 팽창하는 것을 방지하도록 외부 실린더를 둘러싸기 위한 금속 스트립을 포함한다. 카트리지 필터는 자신을 셀 플레이트에 부착시키기 위한 지지 부재 또는 구조체를 포함한다.

예컨대, 한 가지 종래의 지지 구조체는 상단부가 형성되어 있는 플랜지형 캡(flanged cap)의 지지 부재와, 패스너(fastener)를 포함한다. 이러한 카트리지 필터는, 나사형 볼트 및 너트와 같은 패스너를 사용하여 플랜지형 캡이 셀 플레이트에 연결되는 방식으로 셀 플레이트의 구멍들 중 하나 안으로 삽입되고 매달려 있다.

종래의 다른 지지 구조체는 리테이너(retainer)라고 하는 분리된 원통형 지지 구조체와 패스너를 포함한다. 이러한 리테이너는 그의 상단부에서 셀 플레이트의 대응하는 구멍보다 큰 직경을 가지는 플랜지형 부분과, 카트리지 필터 안으로 삽입가능한 하부를 가진다. 리테이너의 하부는 셀 플레이트의 대응하는 구멍 안으로 삽입된 후 카트리지 필터 안으로 삽입된다. 이후, 카트리지 필터는 피팅 밴드(fitting bands)와 같은 패스너에 의해 리테이너에 고정된다.

그러나, 이들 종래의 카트리지 필터를 교체하기 위해, 육체적 또는 정신적 고통을 야기시킬 수도 있는 지저분한 환경인 먼지 수집기의 내부를 향해 정비사가 몸을 기대거나 구부려야만 한다.

또한, 카트리지 필터를 교체하기 위해 패스너(고정 볼트 및 너트, 또는 클립 벨트)를 수동으로 작동하는 것은 지저분한 환경에서 소비하는 시간의 양이 상당히 길어질 뿐만 아니라 복잡한 작업을 필요로 한다.

패스너가 수반하는 상술한 문제들을 방지하기 위해서, 본 발명의 양수인에게 양도된 일본특허공개 제 2001-269527호에는 패스너없이 먼지 수집기 내에 설치될 수 있고 또한 먼지 수집기로부터 제거될 수 있는 카트리지 필터가 개시되어 있다. 이 카트리지 필터의 상단부에는 원통형 부분이 일체로 형성되어 있다. 이 원통형 부분은 탄성을 가지는 합성 수지로 형성되어 있으며, 그 상단부는 셀 플레이트의 대응하는 구멍보다 큰 직경을 가지는 플랜지 부분을 가진다. 카트리지 필터는 원통형 부분의 내경보다 큰 외경을 가지는 확대 부분을 가지는 개별의 관형 리테이너를 또한 구비한다. 먼지 수집기 내에 카트리지 필터를 설치하기 위해, 이 과정은 다음과 같은 2단계를 필요로 한다. 첫째, 셀 플레이트의 구멍 내에 원통형 부분이 삽입되어, 셀 플레이트로부터 매달리도록 대응하는 구멍의 주변부에서 플랜지형 부분과 셀 플레이트가 결합된다. 둘째로, 팽창된 부분에 의해 매달린 원통형 부분을 벌리도록, 매달린 원통형 부분에 관형 리테이너가 삽입된다. 이것은 매달리고 팽창된 원통형 부분을 구멍의 내벽과 밀착 접촉하게 하여, 셀 플레이트에 카트리지 필터가 부착된다.

불행하게도, 패스너없는 이러한 카트리지 필터의 설치는 그 설치에 있어 2단계가 요구되므로 복잡성 또는 시간 소모가 다소 줄어들지라도, 복잡한 작업이 수행되어야 하고, 지저분한 환경에서 소모되는 시간이 요구된다.

카트리지 필터는 주기적인 교체가 요구되므로, 먼지 수집기 내에 용이하게 설치하고 또한 이로부터 용이하게 제거될 수 있는 카트리지 필터에 대한 요구가 존재한다.

또한, 금속 스트립에 의해 둘러싸이는 외부 실린더는 전형적으로 그 내부로부터 먼지를 제거하기 위해 펄스형 공기에 의해 청소된다. 펄스형 공기가 외부 실린더의 내면 위로 통과될 때, 외부 실린더의 내면으로부터 먼지 및 진흙을 날려버리거나 제거하기 위해, 외부 실린더의 내면이 펄스형 공기에 의해 일시적으로 팽창되거나 변형되는 것이 바람직하며, 이러한 외부 실린더의 팽창 과정이 없다면 먼지와 진흙은 내부에 남아 있을 것이다. 그러나, 외부 실린더를 둘러싸는 금속 스트립은 외부 실린더의 바람직한 일시적인 팽창 또는 변형을 막아서, 먼지가 그 위에 쌓여있을 수도 있다. 외부 실린더의 내면 상의 층에 생성된 쌓여진 입자 물질은 카트리지 필터의 여과 성능을 감소시킨다.

따라서, 이러한 입자 물질을 날려버리거나 제거하도록 공기에 의해 용이하게 청소될 수 있는 카트리지 필터에 대한 요구도 존재한다.

본 발명의 주 목적은 부착물 및 카트리지 필터를 포함하는 카트리지 필터 조립체(cartridge filter assembly)를 제조하는 것이다. 부착물은 상부로부터 바닥으로 점점 가늘어지는 주변부를 가지며, 소정의 위치로부터 매달려 있게 된다. 카트리지 필터는 공기를 여과하기 위한 여과 매체를 함유하는 실린더와, 외부 실린더의 상단부에 부착된 탄성 관형 부재를 포함한다. 이 탄성 관형 부재는 리셉터클용 공간을 한정하는 내벽을 가진다. 리셉터클용 공간은 동축 관계로 탄성 관형 부재를 향해 카트리지 필터를 가압시키는 가압력이 적용되는 동안 상기 부착물의 주변부와 탄성 관형 부재의 내벽을 짝맞춤 결합시키도록 상기 부착물의 테이퍼형 주변부와 짝맞춤되도록 되어 있다. 탄성 관형 부재의 내벽과 부착물의 주변부 사이의 짝맞춤 결합은 가압력을 제거함으로써 해제될 수 있다.

상기 탄성 관형 부재의 내벽에는 탄성 관형 부재 내의 위치 안으로 부착물을 스내핑(snapping)되게 하기 위한 적어도 하나의 환형 릿지(ridge)가 일체로 형성될 수도 있다.

입자 물질을 날려버리거나 제거하도록 공기에 의해 실린더를 용이하게 청소하기 위해, 실린더의 주변부는 벨로우(bellow)를 형성할 수도 있다. 이 벨로우는 비팽창 상태 또는 팽창된 상태일 수 있도록 실린더의 종축선에 대해 원형으로 팽창가능하다. 비팽창 상태 또는 팽창된 상태 중 어느 한 경우에, 실린더 내에 관형 보강재가 동축으로 수용된다. 또한, 실린더의 주변부 상에 실질적으로 평행한 열로 복수의 링 부재가 배열된다. 이후, 각각의 링 부재는 팽창된 실린더의 팽창된 주변부에서 링 접촉하도록 소정의 간극을 가지고서 비팽창 상태의 실린더의 주변부 상에 고정되어, 실린더의 과도한 팽창을 방지한다. 링 부재를 일체로 지지하기 위해, 실린더의 주변부 상에 실질적으로 평행한 컬럼(column)으로 배열되도록 길다란 스트립이 탄성 관형 부재로부터 매달려 있다.

본 명세서와 병합되어 그 일부를 이루는 첨부 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시하며, 상술한 개괄적인 설명과 아래에 기술되는 바람직한 실시예의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 카트리지 필터의 상부의 일부분을 나타낸다. 카트리지 필터 조립체는 카트리지 필터(10) 및 연관된 짝맞춤 부착물(mating attachment; 20)을 포함한다. 카트리지 필터(10)는 외부 실린더(10a) 및 이러한 외부 실린더(10a)의 상단에 위치하는 관형의 탄성 커넥터(12)를 포함한다. 이러한 탄성 커넥터(12)는 적절한 탄성 재료로 제조되며, 이러한 재료는 우레탄과 같은 탄성 합성 수지, 또는 탄성 고무를 포함할 수도 있다.

커넥터(12)의 내벽은 리셉터클용 공간을 형성한다. 이러한 공간은 상부로부터 바닥으로 실질적으로 원추형 테이퍼(taper)를 구비한다. 바람직하게, 커넥터(12)의 내부면은 또한 하나 이상의 환형 릿지(14,16)를 일체로 제공하도록 계단형으로 된다.

짝맞춤 부착물(20)은 먼지 수집 시스템 또는 공기 여과 시스템(30)의 셀 플레이트(cell plate; 22) 내의 구멍(18)(도 1에는 하나의 구멍만이 도시되어 있다) 중 하나의 주변부로부터 매달려 있도록 되어 있다.

짝맞춤 부착물(20)의 주변부에는 탄성 커넥터(12)의 리셉터클용 공간에 대응하지만 계단형이 아닌 대체로 원추형 테이퍼(taper)가 존재한다.

탄성 커넥터(12)의 내부면 내에서 계단부를 포함하지 않는 부분의 주변부는 짝맞춤 부착물(20)의 외부면의 대응 부분의 주변부보다 다소 크다. 즉 2개의 주변부 사이의 차(difference)는 대략 2mm 내지 8mm이다. 이러한 주변부의 차는 카트리지 필터(10)에 상승력(lifting force)을 적용하는 수단에 의해 카트리지 필터(10)가 짝맞춤 부착물(20)로 밀려 올려질 때 짝맞춤 부착물(20)이 커넥터(12) 내의 위치 안으로 동축으로 삽입되고 스내핑되게 한다.(이러한 수단은 아래에 기술되어 있다.)

짝맞춤 부착물(20)이 탄성 커넥터(12) 안으로 스내핑될 때, 짝맞춤 부착물(20)의 외부면은 서로 밀도록 이들 사이에서 발생하는 마찰력 또는 클램핑력(clamping force)을 사용하여 탄성 커넥터(12)의 내부면과 짝맞춤 결합된다. 바람직하게, 짝맞춤 부착물(20)의 주변부 및 탄성 커넥터(12)의 내벽은 서로 실질적으로 평행하다.

또한, 이러한 탄성 커넥터(12)와 짝맞춤 부착물(20) 사이의 짝맞춤 결합에는 압축 릿지(compressed ridges; 14,16)에 의해 발생되는 탄성 파지력(gripping forces)이, 이들이 제공된다면, 추가로 기여한다. 그러나, 압축 릿지(14,16)는 커넥터(12)의 내부면과 짝맞춤 부착물(20)의 외부면 사이의 마찰력 또는 클램핑력이 이들의 바람직한 짝맞춤 결합을 허용하기에 충분하다면 제공되지 않을 수도 있다.

카트리지 필터(10)의 탄성 커넥터(12)와 짝맞춤 부착물(20) 사이의 짝맞춤 결합은 카트리지 필터(10)가 짝맞춤 부착물(20)까지 밀려 올라가는 동안 유지된다.

상술한 바와 같은 과정에 의해, 정비사는 공기 여과 시스템(30)의 크기에 따라 오염 환경이 존재하는 공기 여과 시스템(30)의 내부 안으로 단지 팔(또는 팔들)을 집어 넣음으로써 용이하고 안전하게 카트리지 필터(10)를 교체할 수 있다.

이것은 수리 중에 정비사의 물리적 고통 또는 정신적 고통을 감소시키게 하며, 카트리지 필터(10)의 교체를 완료하는데 걸리는 시간을 절약할 수 있다.

도 2 내지 도 8은 공기 여과 시스템(30)의 하부 부분에서 카트리지 필터(10)를 교체하기 위해 대응하는 부착 구조체(22)(도 2 내지 도 8에 도시 안됨)로 복수의 카트리지 필터(10)를 상승시키기 위한 장치 또는 교체 장치(40)를 도시한다.

상술한 방식에서 공기 여과 시스템(30)의 셀 플레이트(22)(도 1에 도시되어 있지만, 도 2 내지 도 8에는 도시안됨) 내의 구멍(도 1에 도시되어 있지만, 도 2 내지 도 8에는 도시안됨)의 주변부로부터 복수의 부착물(20)이 매달려 있다.

교체 장치(40)는 수직 이동가능한 플랫폼(42)을 포함하며, 이 플랫폼(42) 상에는, 공기 여과 시스템(30) 내에 설치되는 복수의 카트리지 필터(10)가 서로로부터 이격되어 고정적인 직립(standing) 위치로 배열된다. 예컨대, 본 실시예에서 카트리지 필터(10)는 플랫폼(42) 상에 4×3 행렬로 배열된다.

도 2는 교체 장치(40)의 정면도로서, 최하부 위치에 도시된 바와 같이, 플랫폼(42) 상의 4개의 컬럼의 카트리지 필터(10)를 포함하는 제 1 열이 도시되어 있다.

도 3은 도 2에 도시된 상태에서 교체 장치(40)의 측면도로서, 플랫폼(42) 상에 3개의 열의 카트리지 필터(10)를 포함하는 제 1컬럼이 도시되어 있다.

교체 장치(40)는 또한, 수직으로 이동가능한 플랫폼(42)을 상방 및 하방으로 이동시키기 위한 링키지 메카니즘(linkage mechanism; 44)과, 이 링키지 메카니즘(44)을 수동으로 작동시키기 위한 레버(46)와, 그리고 링키지 메카니즘(44)의 이동의 정도를 제한하는 상부 및 하부 제한 위치를 결정하기 위한 한 쌍의 스토퍼(stopper; 48)를 포함한다.

수직으로 이동가능한 플랫폼(42)의 대향 단부에는 도 2에 도시된 바와 같이 브라켓(50)이 제공되어 있지만, 도 3에서 제 2열의 카트리지 필터(10) 하에서는 하나의 브라켓(50)을 볼 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 브라켓(50)은 공기 여과 시스템(30)의 내벽에 고정되는 짝맞춤 브라켓(52)(도 3에는 도시되지 않았지만, 짝맞춤 브라켓(52) 중 하나가 도 4의 부분과 같이 도시되어 있다)에 대응한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 플랫폼(42)이 최하부 위치에 있는 경우, 각각의 브라켓(50) 및 대응하는 짝맞춤 브라켓(52)은 서로의 위에 적층되어 있다.

각각의 브라켓(50) 및 짝맞춤 브라켓(52)은 보어 관통 안내핀(through-bored guiding pin; 52a)을 수용하기 위한 보어(도시 안됨)를 구비한다. 따라서, 각각의 브라켓(50)은 보어 관통 안내핀(52a)을 통해 대응하는 짝맞춤 브라켓(52)에 의해 수직으로 그리고 미끄럼가능하게 지지되어, 소정의 범위에서 플랫폼(42)의 수직 이동을 허용한다.

링키지 메카니즘(44)은 2쌍의 크랭크 아암(54)을 포함하는데, 한 쌍의 크랭크 아암(54)은 공기 여과 시스템(30)의 전방에 위치하고 다른 한 쌍의 크랭크 아암은 공기 여과 시스템(30)의 후방에 위치한다. 링키지 메카니즘(44)은 또한, 이동가능한 커넥팅 아암(56)을 포함하는데, 이러한 커넥팅 아암(56)은 공기 여과 시스템(30)의 하부 전방 부분에서 우측으로부터 좌측으로 연장된다. 커넥팅 아암(56) 위로는, 공기 여과 시스템(30)의 우측으로부터 좌측으로 연장되는 한 쌍의 고정 마운트(fixed mounts; 58)가 공기 여과 시스템(30)의 전방 및 후방에 고정적으로 위 치한다.(도 2 및 도 3에 후방의 고정 마운트(58)가 도시되어 있다.)

각각의 고정 마운트(58)의 양 단부는 고정 마운트(58)에 직교하는 한 쌍의 피봇 샤프트(60a,60b)에 대한 회전가능한 지지부를 제공한다.

크랭크 샤프트(54)의 각각의 말단부(54a)는 대응하는 피봇 샤프트(60a,60b)에 피봇가능하게 연결되어 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 확대 부분에서와 같이, 시스템(30)의 우측 부분에서 링키지 메카니즘(44)은 우측 피봇 샤프트(60a)에 피봇가능하게 연결된 말단부(55a)를 가지는 단지 하나의 추가의 아암(55)을 또한 포함한다.(하나의 추가의 아암(55)만이 존재하지만, 통합 부분 또는 분리 및 대칭 부분으로 이루어질 수도 있다.) 추가의 아암(55)의 말단부(55b)는 추가의 아암(55)이 대응하는 크랭크 아암(54)(우측편에서)과 협력하도록 대응하는 피봇 샤프트(60a)에 피봇가능하게 연결되어 있다.

반대로, 도 7 및 도 8에 도시된 확대 부분에서와 같이, 커넥팅 아암(56)의 좌측단은 레버(46)의 말단부(46a)에 피봇가능하게 연결되어 있다. 이러한 피봇 지점 근처에서, 레버(46)는 대응하는 크랭크 아암(54)(좌측편에서)과 협력하도록 지점(46b)에서 대응하는 피봇 샤프트(60b)에 피봇가능하게 연결되어 있다.

또한, 크랭크 아암(54)의 말단부에는 롤러(57)가 피봇가능하게 제공된다. 롤러(57)는 플랫폼(42)을 지지하는 동안 소정의 범위에서 플랫폼(42)의 밑면을 따라갈 수 있다. 따라서, 플랫폼(42), 레버(46), 크랭크 아암(54), 추가의 아암(55) 및 커넥팅 아암(56)은 크랭크 아암(54)을 각운동으로 회전시킴으로써 플랫폼(42)을 상방 및 하방으로 이동시키기 위한 평행사변형-형상 링크를 형성한다. 이러한 평행사변형-형상 링크에서, 크랭크 아암(54)을 시계 방향으로 회전시킴으로써 플랫폼(42)이 상방으로 이동하고, 크랭크 아암(54)을 따라가는 커넥팅 아암(56)이 좌측으로 수평으로 이동한다. 유사하게, 크랭크 아암(54)을 반시계 방향으로 회전시킴으로써, 플랫폼(42)이 하방으로 이동하고, 커넥팅 아암(56)이 좌측으로 수평으로 이동한다.

하나의 크랭크 아암(54)(공기 여과 시스템(30)의 좌측에서)이 피봇 샤프트(60)를 통해 레버(46)와 피봇가능하게 협력하기 때문에, 아래에 기술하는 바와 같이, 레버(46)는 공기 여과 시스템의 카트리지 필터를 설치하도록 평행사변형-형상 링크와 협력할 수 있다.

한 쌍의 대향 스토퍼(48)는 한 쌍의 대향 플레이트(62)와 나사형 볼트와 같은 한 쌍의 조절가능한 멈추개(64)를 포함하는데, 플레이트(62) 각각은 커넥팅 아암(56)의 각 단부에 인접하여 고정적으로 위치하며 서로 마주하고, 멈추개(64) 각각은 대향 플레이트(62) 각각의 위에 있다. 한 쌍의 조절가능한 멈추개(64)는 수평으로 이동가능하고 대향 플레이트(62) 위에 장착되어 있어서, 멈추개(62) 사이에 위치하는 커넥팅 아암(56)에 관해 서로 축방향으로 대향해 있다. 커넥팅 아암(56)에 관한 조절가능한 멈추개(64)의 상대 위치는 커넥팅 아암(56)의 수평 이동에 대한 제한 위치와 이에 따른 크랭크 아암(54)의 회전을 형성한다. 커넥팅 아암(56)에 관한 각각의 조절가능한 멈추개(64)의 상대 위치는 소정의 위치로 조절될 수 있다. 예컨대, 조절가능한 멈추개(64)가 나사형 볼트라면, 볼트의 위치는 볼트를 나사조임함으로써 조절될 수 있다.

공기 여과 시스템(30) 내에 복수의 카트리지 필터(10)를 설치하기 위한 교체 장치(40)의 작동을 아래에 기술할 것이다.

도 2 및 도 3에서, 플랫폼(42)은 그 최하부 위치에서, 각각의 브라켓(50) 및 대응하는 짝맞춤 브라켓(52)이 적층되어 있다. 이러한 상태에서, 레버(46)가 위치하는 도 2의 좌측편에서, 커넥팅 아암(56)의 일단부(좌측단)는 대응하는 멈추개(64)로부터 자유롭다. 도 2의 우측편에서, 맞은편 멈추개(64)는 이러한 위치로부터 반시계 방향으로의 크랭크 아암(54)의 회전을 제한하도록 커넥팅 아암(56)의 대응 단부(우측단)와 접촉한다.

도 1 및 상술한 바와 같이, 각각의 짝맞춤 부착물(20)은 공기 여과 시스템(30)의 셀 플레이트(22) 내의 대응 구멍(18)의 주변부로부터 매달려 있다. 복수의 카트리지 필터(10)는 부착 구조물(22)과 정렬되도록 플랫폼(42) 상에 놓여있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 이후 레버(46)는 시계 방향으로 회전하고, 피봇 샤프트(60)에 대해 시계 방향으로 크랭크 아암(54)을 회전시킨다. 크랭크 아암(54)이 회전함에 따라, 롤러(57)는 플랫폼(42)을 상승시키도록 플랫폼(42)의 밑면 상에서 우측으로 미끄럼가능하게 이동한다. 이것은 플랫폼(42) 상의 카트리지 필터(10)가 대응 부착 구조물(22)로 들어 올려지게 한다.

이후, 짝맞춤 부착물(20)의 외부면이 카트리지 필터(10)의 내부면과 짝맞춤 결합되면서, 각각의 짝맞춤 부착물(20)이 카트리지 필터(10)의 대응 커넥터(12) 안으로 삽입되어 유지된다. 도 1에 도시된 바와 같이 커넥터(12)의 내부면에 환형 릿지(14,16)가 형성된다면, 짝맞춤 부착물(20)도 이들 환형 릿지(14,16) 안으로 탄성적으로 스내핑된다.

이후, 상승된 카트리지 필터(10)는 플랫폼(42)의 상승 위치에서 대응 커넥터(12)를 통해 대응 부착 구조물(22)에 의해 유지된다. 따라서, 카트리지 필터(10)는 공기 여과 시스템(30)(도 4에 도시 안됨) 내에 신속하고 용이하게 설치된다. 플랫폼(42)이 상승 위치에 있는 경우, 좌측에 있는 멈추개(64)가 커넥팅 아암(56)과 접촉하므로 크랭크 아암(54)의 추가의 시계 방향 이동이 방지된다. 카트리지 필터(10)를 사용하는 동안, 플랫폼(42)은 상승 위치에서 유지된다.

부착 구조물(22)로부터 카트리지 필터(10)를 제거하기 위해, 레버(46)가 반시계 방향으로 회전해서, 롤러(57)가 플랫폼(42)을 하강시키도록 플랫폼(42)의 밑면 상에서 미끄럼가능하게 이동하는 동안 피봇 샤프트(60)에 대해 반시계 방향으로 크랭크 아암(54)을 회전시킨다. 플랫폼(42)이 하방으로 이동함에 따라, 커넥터 및 이에 따른 플랫폼(42) 상의 카트리지 필터(10)는 자신의 무게로 인해 대응 부착물(22)로부터 제거된다. 그러나, 플랫폼(42)이 하강하면, 이들의 커넥터(12) 및 대응 부착 구조물(22)은 이들 사이의 마찰력으로 인해 짝맞춤 결합된다는 점에서, 카트리지 필터(10)의 일부는 여전히 남아 있을 수도 있다. 부착 구조물(22) 상에 남아 있는 일부 카트리지 필터(10)는 용이하게 수동으로 제거될 수 있다.

하부 위치에서 사용되고 제거된 플랫폼(42) 상의 카트리지 필터(10)는 새로운 또는 재생 카트리지 필터(10)와 교체될 것이다. 플랫폼(42) 상의 새로운 또는 재생 카트리지 필터(10)는 도 2에 도시된 상태로부터 상술한 바와 동일한 방식으로 공기 여과 시스템 내에 설치될 수 있다.

도 9는 본 발명의 카트리지 필터 조립체의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 카트리지 필터 조립체는 카트리지 필터(70) 및 부착물(20)을 포함하는데, 이 부착물(20)은 도 1에는 도시되어 있지만, 편의를 위해 도 9에는 도시되어 있지 않다.

카트리지 필터(70)는 외부 실린더(70a)를 포함하는데, 이 외부 실린더(70a)의 주변부가 벨로우를 형성하며, 벨로우는 외부 실린더(70a)가 비팽창 또는 팽창 상태에 있도록 외부 실린더(70a)의 종축선을 중심으로 원형으로 팽창가능하다. 카트리지 필터(70)는 또한 보강재를 제공하도록 외부 실린더(70a) 내에 동축으로 수용되는 원통형 리테이너(72)를 포함한다. 외부 실린더(70a)는 예컨대 스펀본드(spunbond)로 이루어진다. 외부 실린더(70a)를 위에서 일부분으로서 내려다 보면, 리테이너(72)는 예컨대 폴리프로필렌으로 이루어지는 새장(cage) 형상의 그리드(grid)를 형성한다.

카트리지 필터(70)는 탄성의 원통형 커넥터(74)를 포함하는데, 이 커넥터(74)는 제 1 실시예의 커넥터(12)와 동일하며 상술한 바와 동일한 방식으로 짝맞춤 부착물(20)(도 1에 도시됨)과 탈착가능하게 결합된다.

외부 실린더(70a)의 주변부 상에서, 카트리지 필터(70)는 또한 복수의 링(76)을 포함하는데, 이러한 링(76)은 외부 실린더(70a)의 과도한 팽창을 방지하기 위해 실질적으로 평행한 열로 배열되어 있다. 각각의 링(76)은 팽창된 실린더(70a)의 팽창된 주변부에서 링 접촉하도록 비팽창 상태의 외부 실린더(70a)의 주변부 상에 소정의 간극을 가지고 고정되어 있다. 링(76)의 내부면과 외부 실린더(70a)의 주변부 사이의 소정의 간극, 즉 갭(gap)은 균일할 수도 있다. 그러나, 소정의 간극은 외부 실린더(70a)의 단부들로부터 중앙으로 종축방향으로 점진적으로 증가되는 것이 바람직하다. 각각의 링(76)은 예컨대 20mm의 폭과 1mm의 두께를 가질 수도 있다.

외부 실린더(70a)의 주변부에서, 카트리지 필터(70)는 링(76)을 통합적으로 지지하기 위해 링(76)에 부착된 길다란 복수의 유연성 스트립(78)을 또한 포함한다. 이 스트립(78)은 외부 실린더(70a)의 주변부 상에 실질적으로 평행한 컬럼으로 배열되도록 커넥터(74)로부터 매달려 있다. 스트립(78)은 링(76)에 안정성을 제공하도록 외부 실린더(70a)의 주변부에 대해 실질적으로 고정된 각도 간격으로 배열되는 것이 바람직하므로, 적어도 3개의 스트립(78)이 존재한다. 또한, 과다한 수의 스트립(78)은 카트리지 필터(70)를 구성하고 제조하는 것을 복잡하게 하므로, 적정 수의 스트립(78)은 3개 내지 6개이다. 각각의 스트립(78)은 예컨대 10mm의 폭과 0.5mm의 두께를 가질 수 있다.

제조 비용을 절감하기 위해, 링(76) 및 스트립(78)은 나일론 또는 폴리에스테르와 같은 동일한 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 각각의 링(76)에는 폴리에스테르와 같은 그 재료에 따라 결정되는 조절가능한 내경이 형성될 수도 있다.

카트리지 필터(70)는 제 1 실시예의 카트리지 필터(10)로 대체될 수 있으며 제 1 실시예의 공기 여과 시스템(30)과 함께 사용될 수 있다.

카트리지 필터(70)의 사용량에 따라, 외부 실린더(70a)의 내부면은 수집된 먼지를 제거하도록 펄스형 공기에 의해 주기적으로 청소되어야 한다. 외부 실린더(70a)의 내부면에 대해 펄스형 공기를 불어넣을 때, 링(76)과 외부 실린더(70a)의 주변부 사이에 소정의 간극이 제공되므로, 실린더(70a)의 주변부 상의 벨로우는 링(76)에 의한 어떤 바람직하지 않은 방해없이 가능한 많이 팽창될 수 있다. 외부 실린더(70a)의 종축선을 따라 그 중앙에 가장 넓은 간극이 위치한다면, 팽창된 외부 실린더(70a)는 그 종축선을 따라 중앙에 가장 큰 직경을 가지는 배럴(barrel)을 형성한다. 펄스형 공기 주입에 반응해서, 외부 실린더(70a)는 자유롭게 진동되도록 반복적으로 팽창될 수 있다. 이것은 외부 실린더(70a)가 효과적으로 변형하게 하여, 외부 실린더로부터 먼지를 소제하거나 제거한다. 스트립(78)의 유연성은 링(76)이 상방 또는 하방으로 추가로 이동하게 하여, 외부 실린더(70a)의 팽창을 따라간다.

여기의 실시예 및 도면들은 단지 본 발명의 상세한 설명의 인용예로 의도된 것이지, 제한하고자 하는 것이 아니다. 예컨대, 상술한 실시예들은 필터 카트리지와 대응 부착 구조체 사이의 결합을 유지하기 위해 교체 장치(40)를 사용한다. 대안으로, 교체 장치(40)는 필터 카트리지와 대응 부착 구조체 사이의 결합을 유지할 수 있는 기계적 수단과 같은 다른 수단으로 대체될 수 있다.

첨부된 청구범위에 기술되는 바와 같은 본 발명의 요지 및 범위를 벗어나지 않는 한도에서, 상술한 변경과 다른 여러 변경 및 변화가 당업자에 의해 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 부착물 및 카트리지 필터를 포함하는 카트리지 필터 조립체에 의하면, 공기 여과 시스템 내에 용이하게 설치하고 또한 이로부터 용이하게 제거될 수 있고, 또한 더러운 입자 물질을 날려버리거나 제거하도록 공기에 의해 용이하게 청소될 수 있는 카트리지 필터를 제공할 수 있다.

Claims

카트리지 필터 조립체로서,

상부로부터 바닥으로 테이퍼된(tapered) 주변부를 가지며, 소정의 위치로부터 매달리도록 되어 있는 부착물과 카트리지 필터를 포함하며,

상기 카트리지 필터는:

공기를 여과하기 위한 여과 매체를 함유하는 실린더와,

상기 외부 실린더의 상단부에 부착되고 리셉터클용 공간을 한정하는 내벽을 가지는 탄성 관형 부재를 포함하며,

상기 리셉터클용 공간은, 상기 탄성 관형부재를 향해서 상기 카트리지 필터를 동축선 관계로 가압하는 가압력을 인가하면서 상기 탄성 관형 부재의 상기 내벽과 상기 부착물의 주변부 사이에서 짝맞춤 결합을 하도록, 상기 부착물의 상기 테이퍼된 주변부와 짝맞춤 되도록 되어 있어서,

상기 탄성 관형부재의 상기 내벽과 상기 부착물의 주변부 사이의 상기 짝맞춤 결합은 상기 가압력을 해제함으로써 결합해제(disengage)될 수 있는 카트리지 필터 조립체.
제 1항에 있어서, 상기 탄성 관형부재의 상기 내벽에는 상기 부착물이 상기 탄성 관형부재내의 위치로 스내핑(snapping)될 수 있게 하는 적어도 하나의 환형 릿지가 일체로 형성되어 있는 카트리지 필터 조립체.
제 2항에 있어서, 상기 탄성 관형부재와 상기 환형 릿지는 탄성 합성수지 또는 탄성 고무로 일체형으로 성형되어 있는 카트리지 필터 조립체.
제 1항에 있어서,

상기 실린더의 주변부는 상기 실린더의 종축선에 대해 원형으로 팽창가능한 벨로우를 형성하여, 상기 실린더가 비팽창 상태 또는 팽창 상태로 있을 수 있으며,

상기 카트리지 필터는:

상기 실린더 내에 동축선 방향으로 수용되는 관형 보강재;

상기 실린더의 과도한 팽창을 방지하도록 상기 팽창된 실린더의 팽창된 주변부에서 링접촉(ring contact)을 이루게 하기 위해, 상기 비팽창 상태에 있는 상기 실린더의 주변부상에 소정의 간극(clearance)으로 각각 끼움결합되도록, 상기 실린더의 주변부상에 실질적으로 평행한 열로 배열되어 있는 복수의 링 부재; 및

상기 링 부재를 일체로 지지하기 위해 상기 실린더의 주변부상에 실질적으로 평행한 컬럼으로 배열되도록, 상기 탄성 관형 부재로부터 매달려 있는 길다란 스트립을 더 포함하는 카트리지 필터 조립체.
제 4항에 있어서, 상기 실린더의 주변부에 대해 실질적으로 고정되어 각도 간격으로 배열되어 있는 적어도 3개의 길다란 스트립이 있는 카트리지 필터 조립체.
제 4항에 있어서, 상기 소정의 간극은 상기 링 부재 각각에 대해 실질적으로 동일한 카트리지 필터 조립체.
제 4항에 있어서, 상기 소정의 간극은 상기 실린더의 양단부로부터 중앙으로로 상기 실린더의 종축선을 따라 점진적으로 증가되는 카트리지 필터 조립체.
제 4항에 있어서, 상기 링 부재의 각각은 조절가능한 내경을 가지는 카트리지 필터 조립체.
제 1항에 있어서, 상기 가압력은 기계 수단에 의해 제공되는 카트리지 필터 조립체.
제 1항에 있어서, 상기 기계 수단은,

상기 카트리지 필터가 상기 소정의 위치로부터 매달려 있는 상기 짝맞춤 부착물과 동축선 관계로 실질적으로 수직으로 직립할 수 있는 수직 이동가능한 플랫폼과,

일단부를 중심으로 회전하는 레버와,

상기 레버의 회전 운동을 상기 수직 이동가능한 플랫폼의 상하 운동으로 변환하는 변환 수단과,

상기 변환 수단에 의해 상기 수직 이동가능한 플랫폼의 상기 상하 운동을 상한값과 하한값내에서 제한하여, 상기 플랫폼이 상한값내에 있을 때 상기 가압력이 작용하는 한편, 상기 플랫폼이 상한값으로부터 아래로 이동할 때 상기 가압력이 해제되게 하는, 상하 운동 제한 수단을 포함하는 카트리지 필터 조립체.
상부로부터 바닥으로 테이퍼된 주변부를 가지는 부착물에 탈착가능하게 부착되어 있는 카트리지 필터로서,

상기 카트리지 필터는:

공기를 여과하기 위한 여과 매체를 함유하는 실린더; 및

상기 외부 실린더의 상단부에 부착되고 리셉터클용 공간을 형성하는 내벽을 가지는 탄성 관형 부재를 포함하며,

상기 리셉터클용 공간은, 상기 탄성 관형부재를 향해서 상기 카트리지 필터를 동축선 관계로 가압하는 가압력을 인가하면서 상기 탄성 관형 부재의 상기 내벽과 상기 부착물의 주변부 사이에서 짝맞춤 결합을 하도록, 상기 부착물의 상기 테이퍼된 주변부와 짝맞춤 되도록 되어 있어서,

상기 탄성 관형부재의 상기 내벽과 상기 부착물의 주변부 사이의 상기 짝맞춤 결합은 상기 가압력을 해제함으로써 결합해제될 수 있는 카트리지 필터.
공기 여과 시스템으로서,

상부로부터 바닥으로 테이퍼된 주변부를 각각 구비하며 상기 공기 여과 시스템내의 대응하는 위치로부터 각각 매달려 있는 복수의 부착물; 및

복수의 카트리지 필터를 포함하며,

상기 카트리지 필터 각각은:

공기를 여과하기 위한 여과 매체를 함유하는 실린더; 및

상기 외부 실린더의 상단부에 부착되고 리셉터클용 공간을 형성하는 내벽을 가지는 탄성 관형 부재를 포함하며,

상기 리셉터클용 공간은, 상기 탄성 관형부재를 향해서 상기 카트리지 필터를 동축선 관계로 가압하는 가압력을 인가하면서 상기 탄성 관형 부재의 상기 내벽과 상기 부착물의 주변부 사이에서 짝맞춤 결합을 하도록, 상기 부착물의 상기 테이퍼된 주변부와 짝맞춤 되도록 되어 있어서,

상기 탄성 관형 부재의 상기 내벽과 상기 부착물의 주변부 사이의 상기 짝맞춤 결합은 상기 가압력을 해제함으로써 결합해제될 수 있는 공기 여과 시스템.
제 12항에 있어서, 상기 가압력을 제공하는 수단을 더 포함하는 공기 여과 시스템.
제 13항에 있어서, 상기 수단은:

상기 카트리지 필터가 상기 짝맞춤 부착물과 동축선 관계로 수직으로 서있을 수 있는 수직 이동가능한 플랫폼;

일단부 주위로 회전하는 레버;

상기 레버의 회전 운동을 상기 수직 이동가능한 플랫폼의 상하 운동으로 변환하는 변환 수단과,

상기 변환 수단에 의해 상기 수직 이동가능한 플랫폼의 상기 상하 운동을 상한값과 하한값내에서 제한하여, 상기 플랫폼이 상한값내에 있을 때 상기 가압력이 작용하는 한편, 상기 플랫폼이 상한값으로부터 아래로 이동할 때 상기 가압력이 해제되게 하는, 상하 운동 제한 수단을 포함하는 공기 여과 시스템.