KR100995011B1 - 파형 구조를 사용한 유체용 필터 - Google Patents

파형 구조를 사용한 유체용 필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파형 구조를 사용한 유체용 필터를 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터는 파형 구조를 갖는 단위 필터를 적용하여 필터링 면적을 증가시키고, 유체의 이동 경로를 증가시키도록 하며, 가스 스크러버나 각종 소각설비의 배기장치 등에서 유체 내 다양한 특정 물질을 필터링하도록 구성할 수 있도록 한 것이다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터는 단위 필터(20), 케이싱(30), 칸막이(40)를 포함하는 구성으로 이루어지는데, 단위 필터(20)는 골과 마루가 주기적으로 반복되는 파형(wave shaping)의 웨이브 플레이트(22a)에 의해 길이 방향으로 유체가 흐르는 메인 통로(21)가 형성되고, 유체의 진행방향으로 적층되도록 설치된다. 케이싱(30)은 단위 필터(20)를 감쌓아 단위 필터(20)의 메인 통로(21)와 연통되는 외측 통로(12)가 형성되도록 하고, 유입공(32)을 통해 외부로부터 유입되는 유체가 단위 필터(20)로 유입되는 경로를 형성하며, 유출공(34)을 통해 단위 필터(20)로부터 유출되는 유체가 외부로 배출되는 경로를 형성한다. 칸막이(40)는 유입공(32)을 통해 유입된 유체가 적층되도록 설치되는 단위 필터(20)의 메인 통로(21)와 케이싱(30)의 외측 통로(12)를 순차적으로 흘러 유출공(34)으로 흐르도록 한다.

Description

파형 구조를 사용한 유체용 필터{FLUID FILTER USING WAVE STRUCTURE}
본 발명은 파형 구조를 사용한 유체용 필터에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 파형 구조를 갖는 단위 필터를 적용하여 필터링 면적을 증가시키고, 유체의 이동 경로를 증가시키도록 하며, 가스 스크러버나 각종 소각설비의 배기장치 등에서 유체 내 다양한 특정 물질을 필터링하도록 구성할 수 있도록 하는 파형 구조를 사용한 유체용 필터에 관한 것이다.
유체용 필터(filter)는 액체나 기체와 같은 유체 내의 이물질을 걸러내는데 사용되는 것으로, 이와 같은 유체용 필터는 유체가 유동하는 경로 상에 설치되어 필터의 특성에 따라 유체로부터 특정성분의 물질을 필터링(filtering)하게 된다.
이와 같은 유체용 필터는 적용분야나 필터링 대상에 따라 다양한 구성의 것이 개발되어 사용되고 있는데, 이와 관련한 기술로는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0214769호 "유체 여과용 필터 시스템", 등록번호 제10-0586781호 "유체필터", 등록번호 제10-0535694호 "회전 장착식 유체 필터 조립체", 등록번호 제10-0901076호 "고점성유체 필터링유닛", 등록실용신안 등록번호 제20-0211515호 "유체배관용 필터" 등이 안출되어 있다.
한편, 유체로부터 특정성분의 물질을 최대한 많이 걸러내도록 하기 위하여 유체용 필터의 성능향상을 위한 다양한 시도들이 현재 이루어지고 있다. 이와 관련하여 유체용 필터를 이루는 구성요소의 형상이 파형(wave type)으로 이루어지도록 하므로써 유체와 접촉하게 되는 유효면적을 증대시키려고 한 기술들이 안출되어 있다.
이와 같은 기술은 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2006-0026180호 "화상형성장치의 공기정화장치", 공개번호 제10-2005-0106513호 "열 재생 탈취 필터", 등록특허공보 등록번호 제10-0500223호 "파상벽 벌집형 구조체 및 이것의 제조방법" 등에서 개시되고 있다.
이때, "파상벽 벌집형 구조체 및 이것의 제조방법"에서 제안한 기술은 자동차 배기 가스를 비롯한 각종 내연기관 배기 가스의 정화 촉매용 담체나 탈취용 촉매 담체, 각종 여과 기기용 필터, 열교환기 유닛, 연료전지의 개질 촉매용 담체와 같은 화학 반응 기기용 담체로서 사용되는 구조체로서, 통로 방향이 서로 평행인 복수개의 셀 통로를 갖는데, 셀 통로를 이격시키는 격벽끼리의 교차부는 셀 통로에 수직인 단면에서 소정 거리(pitch)를 유지하면서 규칙적인 위치에 형성되도록 하고, 교차부를 제외한 격벽의 벽면부는 셀 통로 방향 및 셀 통로 방향에 수직인 단면 방향의 양방향 모두에서 파상 형태로 형성되도록 된 것을 특징으로 한다.
이와 같은 기술은 격벽의 벽면부가 파상 형태를 이루어 각종 여과 기기용 필터에 적용될 시 필터를 통과하는 액체나 기체가 접촉하게 되는 유효면적이 증대되는 장점이 있으나, 격벽의 벽면부의 형상을 단순히 변경하는 것이어서 각종 여과 기기용 필터에 적용하게 될 시 필터의 필터링 성능을 향상시키는데에는 한계가 있었다.
또한, 격벽의 벽면부가 셀 통로 방향 및 셀 통로 방향에 수직인 단면 방향으로 파상 형태로 형성된 반면, 셀 통로는 유체가 파상벽 벌집형 구조체로 유입되는 방향으로 형성됨에 따라, 셀 통로로 유입되는 유체는 격벽의 파상 형상에 의한 유동저항만을 받으며 유동하게 되었는데, 이로써 유체에 대한 유동저항을 증대시켜 유체의 체류시간이나 유체의 접촉압력을 높이는데 한계가 있었다.
따라서, 상기와 같은 구조의 파상벽 벌집형 구조체를 각종 여과 기기용 필터에 적용할 경우 필터링 효율의 증대시키는데 어려움이 따랐으므로, 필터의 필터링 효율을 증대시킬 수 있는 새로운 구조의 구조체 개발이 현재 요구되고 있는 실정이라 하겠다.
따라서 본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 파형 구조를 적용하되 종래기술에 비해 유체의 이동 경로와 접촉 면적을 더욱 증가시킴으로써 여과(filtering) 효율을 높일 수 있는 새로운 형태의 파형 구조를 사용한 유체용 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 파형 구조를 형성하여 이루어지는 단위 필터를 유체의 진행방향으로 적층시켜 구성하고, 적층되는 단위 필터를 감쌓아 연속적인 유체 이동을 위한 공간을 형성하는 케이싱을 설치함으로써, 유체의 이동이 연속적이고 순차적으로 이루어져 종래기술에 비해 유체의 이동 경로와 접촉 면적을 더욱 증가되어 필터링 효율을 높일 수 있는 새로운 형태의 파형 구조를 사용한 유체용 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 파형 구조를 적용하여 유체의 이동 경로와 접촉 면적을 더욱 증가시키고, 다양한 종류의 보조 여재(filtering media)를 적용함으써 더욱 다양한 필터링 효과를 갖도록 하면서 필터링 효과를 높일 수 있도록 하는 새로운 형태의 파형 구조를 사용한 유체용 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 골과 마루가 주기적으로 반복되는 파형(wave shaping)의 웨이브 플레이트(22a)에 의해 길이 방향으로 유체가 흐르는 메인 통로(21)가 형성되고, 유체의 진행방향으로 적층되도록 설치되는 단위 필터(20)와; 상기 단위 필터(20)를 감쌓아 상기 단위 필터(20)의 메인 통로(21)와 연통되는 외측 통로(12)가 형성되도록 하고, 유입공(32)을 통해 외부로부터 유입되는 유체가 상기 단위 필터(20)로 유입되는 경로를 형성하며, 유출공(34)을 통해 상기 단위 필터(20)로부터 유출되는 유체가 외부로 배출되는 경로를 형성하는 케이싱(30) 및; 상기 유입공(32)을 통해 유입된 유체가 상기 적층되도록 설치되는 단위 필터(20)의 메인 통로(21)와 상기 케이싱(30)의 외측 통로(12)를 순차적으로 흘러 상기 유출공(34)으로 흐르도록 하는 칸막이(40)를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터에서 상기 단위 필터(20)는 상기 유체의 진행방향으로 적층될 때, 연이어 적층되는 단위 필터(20)의 메인 통로(21)의 방향이 서로 어긋나도록 배치될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터에서 상기 단위 필터(20)는 중심에 유체의 진행방향으로 관통되도록 형성되는 내측 통로(14)를 더 구비하고, 상기 칸막이(40)는 유체의 진행방향으로 상기 단위 필터(20)의 내측 통로(14)와 상기 케이싱(30)의 외측 통로(12)를 교번적으로 막도록 설치되어 상기 유입공(32)을 통해 유입된 유체가 상기 외측 통로(12), 내측 통로(14) 및 메인 통로(21)를 교번적으로 흘러서 상기 유출공(34)으로 흐르도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터에서 상기 외측 통로(12), 내측 통로(14) 및 메인 통로(21) 중 적어도 어느 하나에 결합되는 보조 여재를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 의한 파형 구조를 사용한 유체용 필터에 의하면, 파형 구조를 형성하여 이루어지는 단위 필터(20)가 유체의 진행방향으로 적층되어 이루어지고, 케이싱(30)과 칸막이(40)에 의해 형성되는 외측 통로(12) 및 내측 통로(14)를 통해 유입홀(32)로 유입되는 유체가 적층되는 단위 필터(20)의 메인 통로(21)를 순차적으로 통과하여 유출홀(34)로 배출되게 되므로, 종래기술에 비해 유체의 이동 경로와 접촉 면적을 더욱 증가되어 상대적으로 높은 필터링 효율을 기대할 수 있다. 또한, 유체가 순차적으로 걸쳐서 이동하게 되는 외측 통로(12), 내측 통로(14) 및 메인 통로(21)내에 활성탄, 제올라이트, 실리카겔과 같은 다양한 종류의 여재(filtering media)를 적용할 수 있으므로, 파형 구조에 의한 유체의 이동 경로와 접촉 면적의 증가와 더불어 더욱 다양한 필터링 효과를 갖도록 하여 필터링 효능을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 필터를 통과하는 유체가 가스일 경우, 단위 필터를 골판지로 형성하여 제조를 편리하게 하고 자원의 활용과 제조비용의 절감을 도모할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유체용 필터는 외측 통로(12), 내측 통로(14) 및 메인 통로(21)를 미생물 담채로 이용할 수 있으므로, 수처리 분야에서도 미생물과 오페수의 접촉시간을 길게 할 수 있어 매우 유용하게 적용될 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터를 설명하기 위한 도면;
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터를 시각적으로 보여주기 위한 사시도;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터의 단면 사시도;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터에서 단위 필터의 구성 형태를 설명하기 위한 도면;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터에서 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도;
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터를 설명하기 위한 도면이다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 기술적 사상에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터를 시각적으로 보여주기 위한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터(100)는 단위 필터(20), 케이싱(30), 칸막이(40)를 구비하여 이루어진다.
이때, 단위 필터(20)는 케이싱(30)의 내부에서 유체의 진행방향으로 적층되도록 설치되는 것으로, 이와 같은 단위 필터(20)에는 유체가 흐르게 되는 메인 통로(21)가 단위필터(10)의 길이방향으로 형성된다. 여기서, 메인 통로(21)는 유체의 진행방향을 따라 다수열을 이루며 형성된다.
한편, 단위 필터(20)의 길이방향과 유체의 진행방향은 서로 어긋나도록 하여 메인 통로(21)를 통해 유체가 흐르는 방향이 유체의 진행방향과 다르도록 하는데, 단위 필터(20)의 길이방향과 유체의 진행방향은 수직을 이루도록 하여 단위 필터(20)에 형성된 메인 통로(21)가 유체의 진행방향에 수직으로 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
케이싱(30)은 유체용 필터(10)의 외형을 이루는 것으로, 이와 같은 케이싱(30)은 내부에 설치된 단위 필터(20)의 길이방향 양단으로부터 일정거리 이격된 위치에 내주면에 형성되도록 하는 크기를 가진다. 이에 따라 단위 필터(20)를 감쌓아 단위 필터(20)의 메인 통로(21)와 연통되는 외측 통로(12)가 케이싱(30)의 내부에 형성된다. 여기서, 케이싱(30)은 유체의 진행방향 양단부에 유입공(32)과 유출공(34)을 형성하게 되는데, 이와 같은 케이싱(30)은 유입공(32)을 통해 외부로부터 유입되는 유체가 단위 필터(20)로 유입되는 경로가 형성되도록 하는 한편, 유출공(34)을 통해 단위 필터(20)로부터 유출되는 유체가 외부로 배출되는 경로가 형성되도록 한다.
칸막이(40)는 케이싱(30)의 내부에 유체의 진행방향을 따라 서로 이격되게 설치되어 케이싱(30)에 형성되는 외측 통로(12)를 분할하게 되는 것으로, 이와 같은 칸막이(40)는 유입공(32)을 통해 유입된 유체가 적층되도록 설치되는 단위 필터(20)의 메인 통로(21)와 케이싱(30)의 외측 통로(12)를 순차적으로 흘러 유출공(34)으로 흐르도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터(10)는 적층되도록 설치되는 단위 필터(20)를 통해 다수열의 메인 통로(21)가 형성되고, 단위 필터(20)를 감싸는 케이싱(30)에 형성되어 칸막이(40)에 의해 분할되는 외측 통로(12)를 통해 다수열의 메인 통로(21)가 연속적이고 순차적으로 연통되면서 유동의 이동경로를 이루게 됨에 따라, 유체의 이동 경로가 증대되어 유체에 대한 여과(filtering) 효율을 높일 수 있게 된다.
다시, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터(100)는 웨이브 플레이트(22a)에 의해 메인 통로(21)가 단위 필터(20)의 길이방향으로 형성되도록 한다.
이때, 웨이브 플레이트(22a)는 골과 마루가 주기적으로 반복되는 파형(wave shaping)으로 이루어지는 것으로, 단위 필터(20)에 유체의 진행방향으로 따라 다수개의 웨이브 플레이트(22a)가 일정간격으로 설치되어 유체의 진행방향으로 다수열의 메인 통로(21)가 형성된다. 여기서 웨이브 플레이트(22a)는 도 2에 도시된 사인파 형상의 파형 이외에, 삼각파 형상의 파형, 사각파 형상의 파형 등으로 이루어질 수 있는 것이다.
이와 같은 본 발명에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터(10)는 단위 필터(20)의 메인 통로(21)가 웨이브 플레이트(22a)에 의해 형성되어 파형 구조를 가짐에 따라 메인 통로(21)를 흐르는 유체와의 접촉면적이 증대되어 유체에 대한 여과(filtering) 효율을 높일 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 파형 구조를 가용한 유체용 필터(10)는 수처리 시설에서도 매우 유용하게 적용할 수 있는 것이다. 즉, 단위 필터(20)와 케이싱(30) 및 칸막이(40)를 세라믹 물질 또는 플라스틱 제품으로 형성하여 미생물의 담채로 적용하는 것이다. 물론, 단위 필터(20)의 메인 통로(21), 외측 및 내측 통로(12, 14)에 설치되는 담채의 형태는 입자 형태 등 이미 이 분야에 다양하게 사용되고 있는 종류가 적용될 수 있는 것이다. 이와 같은 구성을 통해 처리수는 상대적으로 긴 처리경로를 흐르면서 미생물과 오랜 접촉시간을 갖게 되므로, 수처리 효과를 높일 수 있게 되는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 3 내지 도 6에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 필터, 유체 필터, 에어 필터 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터의 단면 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터(10)는 단위 필터(20)와 케이싱(30)의 수평 단면이 원형으로 이루어져 원형으로 된 관이나 파이프에 적용될 수 있는 것이다. 물론, 이와 같은 필터의 전체적인 형상은 본 발명의 기술 사상아래 필터가 설치되는 관, 장치의 형태에 따라 다양하게 적용할 수 있는 것이다.
본 실시예에서 단위 필터(20)는 유입공(32)으로 유입되어 유출공(34)으로 유출되는 유체의 진행방향으로 적층되는데, 연이어 적층되는 단위 필터(20)의 메인 통로(21)의 방향이 서로 어긋나도록 배치된다. 이와 같은 단위 필터(20)는, 도 3 및 도 5에서 보는 바와 같이, 메인 통로(21)의 배치 방향을 달리한 제 1 단위 필터(20a)와 제 2 단위 필터(20b)로 구분되는데, 제 1 단위 필터(20a)와 제 2 단위 필터(20b)가 유체의 진행방향으로 서로 번갈아가며 적층되게 된다. 본 실시예에서 제 1 단위 필터(20a)는 메인 통로(21)가 좌우방향으로 배치된 것이고, 제 2 단위 필터(20b)는 메인 통로(21)가 전후방향으로 배치된 것이다. 이에 따라, 제 1 단위 필터(20a)는 좌우방향으로 배치된 메인 통로(21) 만이 외측 통로(12) 및 내측 통로(14)와 연통되고, 제 2 단위 필터(20b)는 전후방향으로 배치된 메인 통로(21) 만이 외측 통로(12) 및 내측 통로(14)와 연통된다. 물론, 이와 같은 단위 필터(20)가 서로 어긋나도록 배치하는 방법은 필요에 따라 다양한 각도와 방향 및 개수로 구성할 수 있는 것이다.
또한, 본 실시예에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터(10)에서 단위 필터(20)는 중심에 유체의 진행방향으로 관통되도록 내측 통로(14)가 원형 단면 형상으로 형성되도록 하는데, 이와 같은 내측 통로(14)는 단위 필터(20)의 메인 통로(21)와 연통되어 유체의 이동 경로를 형성하게 된다. 여기서, 유체의 진행방향 최하단에 배치되는 단위 필터(20)의 내측 통로(14)는 유입공(32)과 연통되어 유입공(32)을 통해 유입되는 유체가 단위 필터(20)의 내측 통로(14)를 통해 단위 필터(20)의 메인 통로(21)로 흐를 수 있도록 한다. 또한, 유체의 진행방향 최상단에 배치되는 단위 필터(20)의 내측 통로(14)는 유출공(34)과 연통되어 단위 필터(20)의 내측 통로(14)로 유입되는 유체가 유출공(34)을 통해 외부로 유출될 수 있도록 한다.
본 실시예의 파형 구조를 사용한 유체용 필터(10)에서 케이싱(30)은 내부가 빈 원통체 형상으로 이루어지는 것으로, 케이싱(30)의 상부면과 하부면의 중심부에는 유체의 유출입이 이루어지는 유입공(32)과 유출공(34)이 원형으로 형성되어 단위 필터(20)의 내측 통로(14)와 연통된다. 이와 같은 케이싱(30)은 서로 적층되는 단위 필터(20)의 전체 높이와 동일한 높이로 형성된다. 이에 따라, 케이싱(30)은 상부면과 하부면이 단위 필터(20)와 접촉하여 유입공(32)과 유출공(34)이 단위 필터(20)의 내측 통로(14)와 곧바로 연결되도록 한다. 이와 달리, 케이싱(30)의 내주면은 서로 적층되는 단위 필터(20)의 외주면으로부터 일정거리 이격되도록 하는데, 이에 따라 서로 적층되는 단위 필터(20)의 외주면과 이와 같은 단위 필터(20)를 감싸는 케이싱(30)의 외주면 사이에 외측 통로(12)가 링 형상으로 형성되게 된다.
한편, 케이싱(30)에는 평판 형상으로 된 다수개의 칸막이(40)가 형성되어 외측 통로(12)와 내측 통로(14)를 교번적으로 막게 된다. 즉, 유체의 진행방향으로 높이가 높이지면서 외측 통로(12)와 내측 통로(14)가 교번적으로 막으면서 다수개의 칸막이(40)가 설치되는데, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 도 3에서와 같이 제 1 단위 필터(20a)를 아래로 두고 연이어 적층된 제 1 단위 필터(20a)와 제 2 단위 필터(20b) 사이의 내측 통로(14) 상에 내측 칸막이(40a)가 설치되고, 제 2 단위 필터(20b)를 아래로 두고 연이어 적층된 제 1 단위 필터(20a)와 제 2 단위 필터(20b) 사이의 내측 통로(14) 상에 외측 칸막이(40b)가 설치된다. 이는 유입공(32)을 통해 유입된 유체가 외측 통로(12), 내측 통로(14), 메인 통로(21)를 교번적으로 흘러서 유출공(34)으로 흐르도록 하기 위함이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터에서 단위 필터의 구성 형태를 설명하기 위한 도면이다.
여기서, 도 4의 (a)는 단위 필터(20)를 이루는 통로 형성용 시트(20')의 구성을 보여주기 위한 도면으로, 통로형성용 시트(20')는 웨이브 플레이트(22a)의 상하단으로 상부 플레이트(22b)와 하부 플레이트(22c)가 결합되면서 메인 통로(21)가 형성되도록 한다. 이와 같은 통로 형성용 시트(20')는 웨이브 플레이트(22a)의 사용으로 메인 통로(21)가 파형 구조를 가지도록 하는데, 이로써 하나의 통로형성용 시트(20')에 다수개의 메인 통로(21)가 형성되면서 메인 통로(21)를 흐르는 유체와의 접촉 면적이 증대될 수 있게 된다.
도 4의 (b)는 통로 형성용 시트(20')가 적층되어 단위 필터(20)를 이루는 것을 보여주기 위한 도면으로, 단위 필터(20)는 다수개의 통로형성용 시트(20')가 유체의 진행방향으로 적층되어 다수열의 메인 통로(21)를 형성시키면서 이루어지게 된다.
본 발명의 유체용 필터(10)가 가스 스크러버(gas scrubber)나 각종 소각설비의 배기장치에서와 같이 가스와 같은 기체에 대한 필터링을 수행하는데 적용될 경우 단위 필터(20)는 골판지로 형성될 수 있다. 이와 같은 골판지(corrugated cardboard)는 물결 모양으로 골을 만든 골심지에 면이 반듯하고 빳빳한 판지인 라이너 지(紙)를 한 면 또는 양 면에 접착제로 붙여 제조되는 것으로 골심지의 사용으로 내부에 일정크기의 공극을 많이 가지게 됨에 따라 기체로부터 각종 유해물질을 흡착할 수 있게 된다. 이와 같은 골판지를 필터에 적용한 기술로는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0473011호 "산화티탄함유지, 골판지 및 탈취 엘리먼트"가 안출된 바 있다.
상기와 같이 골판지로서 단위 필터(20)로 제조할 경우 단위 필터(20)의 제조가 편리하게 이루어지는 한편, 자원의 활용과 제조비용의 절감도 동시에 도모할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터에서 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 케이싱(30)의 유입공(32)으로 통과한 유체는 먼저 제 1 단위 필터(20a)의 내측 통로(14)으로 유입된다. 이와 같은 내측 통로(14)는 상측이 내측 칸막이(40a)에 의해 막혀 있음에 따라, 유체를 좌우방향으로 메인 통로(21)가 형성된 제 1 단위 필터(20a)로 유도하게 된다. 여기서, 제 1 단위 필터(20a)는 메인 통로(21)가 좌우방향으로 형성되어 있음에 따라 좌우방향으로 배치된 메인 통로(21)만이 내측 통로(14)와 연통되는데, 이에 따라, 내측 통로(14)의 유체는 제 1 단위 필터(20a)의 좌우방향에 배치된 메인 통로(21)를 흘러 외측 통로(12)로 유도된다.
그리고, 외측 통로(12)는 외측 칸막이(40b)에 의해 상측이 막혀 있고 연이어 적층되는 제 1 단위 필터(20a)와 제 2 단위 필터(20b)의 외측에 일체로 형성됨에 따라, 제 1 단위 필터(20a)의 메인 통로(21)를 통과한 유체는 외측 통로(12)를 통해 유체의 진행방향 상측으로 이동하여 제 2 단위 필터(20b)로 유도된다. 여기서, 제 2 단위 필터(20b)는 메인 통로(21)가 전후방향으로 형성되어 있음에 따라 전후방향으로 배치된 메인 통로(21) 만이 외측 통로(12) 및 내측 통로(14)와 연통되는데, 이에 따라, 외측 통로(12)를 통해 제 2 단위 필터(20b)로 유도된 유체는 제 2 단위 필터(20b)의 전후방향에 배치된 메인 통로(21)를 흘러 내측 통로(14)로 유도된다.
이와 같이 제 2 단위 필터(20b)의 내측 통로(14)로 유도된 유체는 연통되어 있는 제 1 단위 필터(20a)의 내측 통로(14)로 유입된 후, 상술된 과정을 반복하여 유출공(34)을 통해 외부로 유출되게 된다.
이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 파형 구조를 사용한 유체용 필터(10)는 유입공(32)으로 유입된 유체가 내측 통로(14), 제 1 단위 필터(20a)에 다수열로 형성된 파형 구조의 메인 통로(21), 외측 통로(12), 제 2 단위 필터(20b)에 다수열로 형성된 파형 구조의 메인 통로(21)를 교번적으로 흘러서 유출공(34)으로 흐르게 됨에 따라, 유체의 이동 경로와 접촉 면적이 최대화되어 높은 여과 효율을 가질 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터(10)는 유체의 이동경로를 이루는 외측 통로(12), 내측 통로(14) 및 메인 통로(21) 상에 다양한 종류의 보조 여재(filtering media)가 결합되도록 할 수 있다. 즉, 외측 통로(12), 내측 통로(14) 및 메인 통로(21) 전체에 보조 여재가 결합되도록 할 수도 있고, 외측 통로(12), 내측 통로(14) 및 메인 통로(21) 중에서 선택된 통로 상에 보조 여재가 결합되도록 할 수도 있다. 여기서, 보조 여재로는 활성탄, 제올라이트, 실리카겔 등이 사용될 수 있으며, 유체의 진행방향으로 높이를 달리하여 활성탄, 제올라이트, 실리카겔을 순차적으로 배열할 수도 있다.
이와 같이 보조 여재가 유체가 흐르게 되는 외측 통로(12), 내측 통로(14), 메인 통로(21)에 적용되면 더욱 다양한 필터링 효과를 갖도록 하면서 여과 효율을 높일 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 유체용 필터(10)는 연결소켓(50)에 의해 서로 착탈가능하게 직렬로 연결되는 것이다. 이는 유체용 필터(10)의 길이를 확장시켜 유체의 여과 효율을 보다 증대시키기 위함이다.
이를 위하여 연결소켓(50)을 통해 서로 연결되는 유체용 필터(10)의 케이싱(30)에는 나사산이 가공된 결합용 유입구(32')과 결합용 유출구(34')이 형성되도록 하고, 이에 대응하여 연결소켓(50)에는 암나사가공된 볼트공(52)이 형성되도록 하여 케이싱(30)과 연결소켓(50)이 서로 볼트-너트 결합방식으로 결합될 수 있도록 한다.
이와 같은 형태의 필터(10)의 조합은 필터의 유지보수를 편리하게 하고, 다양한 여재의 적용이 가능하도록 하는 장점을 갖는다. 예컨대, 유체가 유입되는 최하측에 설치되는 필터와 유체가 유출되는 최상측의 필터의 유지보수기간을 달리할 수 있는 것이다. 물론, 이와 같은 구성은 필요한 개수로 적용할 수 있을 것이고, 본 발명의 기술 사상아래 서로 다른 여재를 적용하여 형성되는 필터들을 조합하여 사용하도록 할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 파형 구조를 사용한 유체용 필터를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10 : 필터 12 : 외측 통로
14 : 내측 통로 20 : 단위 필터
20a : 제 1 단위 필터 20b : 제 2 단위 필터
20' : 통로형성용 시트 21 : 메인 통로
22a : 웨이브 플레이트 22b : 상부 플레이트
22c : 하부 플레이트 30 : 케이싱
32 : 유입공 32' : 결합용 유입공
34 : 유출공 34' : 결합용 유출공
40 : 칸막이 40a : 내측 칸막이
40b : 외측 칸막이 50 : 연결소켓
52 : 볼트공

Claims (4)

  1. 골과 마루가 주기적으로 반복되는 파형(wave shaping)의 웨이브 플레이트(22a)에 의해 길이 방향으로 유체가 흐르는 메인 통로(21)가 형성되고, 유체의 진행방향으로 적층되도록 설치되는 단위 필터(20)와;
    상기 단위 필터(20)를 감쌓아 상기 단위 필터(20)의 메인 통로(21)와 연통되는 외측 통로(12)가 형성되도록 하고, 유입공(32)을 통해 외부로부터 유입되는 유체가 상기 단위 필터(20)로 유입되는 경로를 형성하며, 유출공(34)을 통해 상기 단위 필터(20)로부터 유출되는 유체가 외부로 배출되는 경로를 형성하는 케이싱(30) 및;
    상기 유입공(32)을 통해 유입된 유체가 상기 적층되도록 설치되는 단위 필터(20)의 메인 통로(21)와 상기 케이싱(30)의 외측 통로(12)를 순차적으로 흘러 상기 유출공(34)으로 흐르도록 하는 칸막이(40)를 포함하는 파형 구조를 사용한 유체용 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 필터(20)는 상기 유체의 진행방향으로 적층될 때, 연이어 적층되는 단위 필터(20)의 메인 통로(21)의 방향이 서로 어긋나도록 배치되는 것을 특징으로 하는 파형 구조를 사용한 유체용 필터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 단위 필터(20)는 중심에 유체의 진행방향으로 관통되도록 형성되는 내측 통로(14)를 더 구비하고,
    상기 칸막이(40)는 유체의 진행방향으로 상기 단위 필터(20)의 내측 통로(14)와 상기 케이싱(30)의 외측 통로(12)를 교번적으로 막도록 설치되어 상기 유입공(32)을 통해 유입된 유체가 상기 외측 통로(12), 내측 통로(14) 및 메인 통로(21)를 교번적으로 흘러서 상기 유출공(34)으로 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 파형 구조를 사용한 유체용 필터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 외측 통로(12), 내측 통로(14) 및 메인 통로(21) 중 적어도 어느 하나에 결합되는 보조 여재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파형 구조를 사용한 유체용 필터.
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