KR101724995B1 - 형틀을 이용한 세라믹필터 제조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세라믹필터 성형용 금형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 설치공간부가 형성된 세라믹부를 성형하기 위한 세라믹금형, 및 내부에 관통공간부를 갖고, 상기 세라믹부의 설치공간부에 위치될 수 있는 외형으로 형성된 촉매부를 성형하기 위한 촉매금형,을 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 세라믹부와 촉매부의 외경과 내경을 조정하여 제작할 수 있어 일정한 두께로 제작할 수 있음은 물론, 상호 결합시켜 세라믹필터를 제조함에 따라, 필터링효율을 향상시킬 수 있어 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

형틀을 이용한 세라믹필터 제조{A mold for molding a ceramic filter}

본 발명은 금형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세라믹부와 촉매부를 상호 결합될 수 있도록 성형하되, 각각의 외경과 내경을 조정할 수 있도록 하여 균일한 두께와 위치에 형성되는 세라믹필터를 제조할 수 있어 필터효율을 향상시킴은 물론, 작업효율을 향상시킬 수 있는 세라믹필터 성형용 금형에 관한 것이다.

일반적으로, 각 산업공정에서 발생하는 분진, 매연, 폐가스, 연기, 휘발성 유기 화합물 등의 유해물질의 폐해는 더욱 늘어나고 있는 실정이다.

따라서 이러한 공해물질의 방출을 막기 위하여 일부에서는 고분자 필터나 산업용 필터, 부직포 필터를 사용하고 있으나 각 필터들은 각각의 문제점이 존재함에 따라, 최근에는 세라믹필터가 사용되고 있다.

이러한 세라믹필터는 세라믹 섬유(Fiber)를 이용한 튜브 형태를 진공성형이나 압축성형해서 제조되는 것으로, 진공챔버의 크기제한에 따라 제작할 수 있는 세라믹 필터의 크기에 제약을 받게 되고 진공성형에 따라 제조된 세라믹 필터의 크기 제한을 가지므로 대형 필터는 제조하지 못하는 문제가 있다.

이를 극복하기 위하여, 종래 세라믹필터 제조는 등록특허 10-1359017에서 개진된 바와 같이, 망상 또는 다공질 구조체로 이루어진 담지체를 말아 중공 원통 또는 중공 다각기둥 형태의 틀 구조물 내부에 위치시킨 후, 틀 구조물을 회전시킨 상태에서 담지체 내부에 세라믹 분말을 포함한 슬러리를 분사하여 크기에 제한되지 않도록 제작되고 있다.

그러나 종래 세라믹필터는 소결과정을 거쳐 망상 또는 다공질 구조체인 담지체를 제거함에 따라, 내부에 다공을 형성할 수 있지만, 소결 시, 발생되는 재 등이 발생되는 문제점이 있다.

특히, 담지체를 말아서 외형을 형성함에 따라, 말려지는 양 단부의 겹치는 부분들이 존재하여 세라믹필터의 두께가 일률적이지 못함은 물론, 회전되는 담지체에 세라믹분말을 분사함에 따라, 두께는 더 더욱 불규칙하게 성형된다.

이러한 종래 세라믹필터는 필터효율이 낮아 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

또한 세라믹필터에 촉매를 충진할 경우, 회전되는 세라믹필터 내측면을 향하여 촉매를 분사하여 원심력에 의해 세라믹필터 내부로 충진시키고 있지만, 이 역시, 균일하게 분포시키지 못함에 따라, 불량 및 기능저하를 초래하고 있다.

이에 따라, 크기가 제한되지 않고, 두께를 일률적으로 형성할 수 있는 기술에 대한 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 내부에 설치공간부가 형성된 세라믹부를 성형하기 위한 세라믹금형, 및 내부에 관통공간부를 갖고, 상기 세라믹부의 설치공간부에 위치될 수 있는 외형으로 형성된 촉매부를 성형하기 위한 촉매금형,을 포함하여 세라믹부와 촉매부의 외경과 내경을 조정하여 제작할 수 있어 일정한 두께로 제작할 수 있음은 물론, 상호 결합시켜 세라믹필터를 제조함에 따라, 필터링효율을 향상시킬 수 있어 신뢰성을 향상시킬 수 있는 세라믹필터 성형용 금형을 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 내부에 설치공간부가 형성된 세라믹부를 성형하기 위한 세라믹금형, 및 내부에 관통공간부를 갖고, 상기 세라믹부의 설치공간부에 위치될 수 있는 외형으로 형성된 촉매부를 성형하기 위한 촉매금형,을 포함하고, 상기 세라믹금형에 의해 내부에 설치공간부가 형성된 세라믹부를 성형하며, 상기 촉매금형에 의해 내부에 관통공간부를 갖고, 상기 세라믹부의 설치공간부에 위치될 수 있는 외형으로 형성된 촉매부를 성형하여 상기 촉매부를 세라믹부의 설치공간부에 끼워 세라믹필터를 제조한다.

바람직하게, 상기 세라믹금형은, 세라믹부의 외형을 형성하기 위해 내부공간부를 갖는 세라믹외형틀, 상기 세라믹외형틀의 내부공간부에 위치되어 세라믹외형틀과의 사이에 성형공간부를 형성하여 세라믹부의 내주면을 형성하기 위한 세라믹내형틀, 및 상기 세라믹외형틀과 세라믹내형틀에 의해 형성된 성형공간부에 충진된 세라믹분말을 압축하기 위한 세라믹가압틀,을 포함한다.

그리고 상기 세라믹외형틀의 내부공간부와 상기 세라믹내형틀의 외측 중 어느 하나 이상에 위치되어 상기 성형공간부의 크기를 조절함에 따라, 상기 세라믹부의 사이즈를 조절하기 위한 세라믹조정틀,이 더 포함된다.

또한, 상기 세라믹내형틀의 하단부는 상기 세라믹외형틀의 내부공간부 저면과 닿도록 위치시켜 상기 설치공간부가 상측과 하측으로 개방된 세라믹부를 성형한다.

그리고 상기 세라믹내형틀의 하단부는 상기 세라믹외형틀의 내부공간부 저면과 일정 간격 이격되도록 위치시켜 상기 설치공간부가 상측으로만 개방된 세라믹부를 성형한다.

또한, 상기 촉매금형은, 촉매부의 외형을 형성하기 위해 내부공간부를 갖는 촉매외형틀, 상기 촉매외형틀의 내부공간부에 위치되어 촉매외형틀과의 사이에 성형공간부를 형성하여 촉매부의 내주면을 형성하기 위한 촉매내형틀, 및 상기 촉매외형틀과 촉매내형틀에 의해 형성된 성형공간부에 충진된 촉매분말을 압축하기 위한 촉매가압틀,을 포함한다.

그리고 상기 촉매외형틀의 내부공간부와 상기 촉매내형틀의 외측 중 어느 하나 이상에 위치되어 상기 성형공간부의 크기를 조절함에 따라, 상기 촉매부의 사이즈를 조절하기 위한 촉매조정틀,이 더 포함한다.

또한, 상기 촉매내형틀의 하단부는 상기 촉매외형틀의 내부공간부 저면과 닿도록 위치시켜 상기 관통공간부가 상측과 하측으로 개방된 촉매부를 성형한다.

그리고 상기 촉매내형틀의 하단부는 상기 촉매외형틀의 내부공간부 저면과 일정 간격 이격되도록 위치시켜 상기 관통공간부가 상측으로만 개방된 촉매부를 성형한다.

또한, 상기 세라믹금형과 촉매금형은, 해당 내부를 가열하기 위한 가열부,가 더 구비된다.

그리고 상기 세라믹금형과 촉매금형은, 해당 중심축을 기준으로 정방향과 역방향 중 어느 하나 이상으로 회전시키는 회전부,가 각각 더 구비된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 세라믹필터 성형용 금형에 의하면, 세라믹부와 촉매부의 외경과 내경을 조정하여 제작할 수 있어 일정한 두께로 제작할 수 있음은 물론, 상호 결합시켜 세라믹필터를 제조함에 따라, 필터링효율을 향상시킬 수 있어 신뢰성을 향상시킬 수 있게 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 세라믹필터 성형용 금형을 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 세라믹금형을 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 세라믹금형에 세라믹조정틀이 더 포함된 상태를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 세라믹금형의 다른 실시 예를 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 촉매금형을 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 촉매금형에 촉매조정틀이 더 포함된 상태를 도시한 도면이며,
도 7은 본 발명에 따른 촉매금형의 다른 실시 예를 도시한 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 세라믹금형과 촉매금형에 가열부가 더 포함된 상태를 도시한 도면이며,
도 9는 본 발명에 따른 세라믹금형과 촉매금형에 회전부가 더 포함된 상태를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

또한, 본 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 세라믹필터 성형용 금형을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 세라믹금형을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 세라믹금형에 세라믹조정틀이 더 포함된 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 세라믹금형의 다른 실시 예를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 촉매금형을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 촉매금형에 촉매조정틀이 더 포함된 상태를 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 촉매금형의 다른 실시 예를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 세라믹금형과 촉매금형에 가열부가 더 포함된 상태를 도시한 도면이며, 도 9는 본 발명에 따른 세라믹금형과 촉매금형에 회전부가 더 포함된 상태를 도시한 도면이다.

도면에서 도시한 바와 같이, 세라믹필터 성형용 금형(1)은 세라믹금형(20)과 촉매금형(30)으로 구성된다.

세라믹금형(20)은 내부에 설치공간부(102)가 형성된 세라믹부(100)를 성형하기 위해 구비된다.

그리고 촉매금형(30)은 내부에 관통공간부(202)를 갖고, 세라믹부(100)의 설치공간부(102)에 위치될 수 있는 외형으로 형성된 촉매부(200)를 성형하기 위해 구비된다.

이 세라믹금형(20)에 의해 내부에 설치공간부(102)가 형성된 세라믹부(100)를 성형하며, 촉매금형(30)에 의해 내부에 관통공간부(202)를 갖고, 세라믹부(100)의 설치공간부(102)에 위치될 수 있는 외형으로 형성된 촉매부(200)를 성형하게 된다.

이와 같은, 촉매부(200)를 세라믹부(100)의 설치공간부(102)에 끼워 세라믹필터(10)를 제조한다.

이를 위한, 세라믹금형(20)은 도 2에서 도시한 바와 같이, 세라믹외형틀(22)과 세라믹내형틀(24) 및 세라믹가압틀(26)로 구성된다.

세라믹외형틀(22)은 세라믹부(100)의 외형을 형성하기 위해 내부공간부(23)가 형성된다.

그리고 세라믹내형틀(24)은 세라믹외형틀(22)의 내부공간부(23)에 위치되어 세라믹외형틀(22)과의 사이에 성형공간부(25)를 형성하여 세라믹부(100)의 내주면을 형성하게 된다.

세라믹가압틀(26)은 세라믹외형틀(22)과 세라믹내형틀(24)에 의해 형성된 성형공간부(25)에 충진된 세라믹분말을 압축하기 위해 구비된다.

이러한 세라믹외형틀(22)과 세라믹내형틀(24)은 지지된 상태에서 세라믹가압틀(26)을 프레스장치(미 도시)에 의해 충진된 세라믹분말이 가압되어 세라믹부(100)를 성형하게 된다.

여기서, 도 3에서 도시한 바와 같이, 세라믹금형(20)은 세라믹조정틀(28)이 더 포함된다.

이 세라믹조정틀(28)은 세라믹외형틀(22)의 내부공간부(23)와 세라믹내형틀(24)의 외측 중 어느 하나 이상에 위치되어 성형공간부(25)의 크기를 조절함에 따라, 세라믹부(100)의 사이즈를 조절할 수 있다.

다시 말해, 세라믹조정틀(28)을 세라믹외형틀(22)의 내부공간부(23)에 설치할 경우, 세라믹부(100)의 외경을 조절할 수 있고, 세라믹내형틀(24)의 외측에 설치될 경우, 세라믹부(100)의 설치공간부(102) 사이즈를 조절할 수 있다.

물론, 세라믹부(100)의 외경과 세라믹부(100)의 설치공간부(102) 사이즈를 동시에 조절할 수도 있다.

여기서, 세라믹내형틀(24)의 하단부는 세라믹외형틀(22)의 내부공간부(23) 저면과 닿도록 위치시켜 세라믹부(100)를 성형하게 된다.

이러한 세라믹금형(20)에 의하면, 설치공간부(102)가 상측과 하측으로 개방된 세라믹부(100)를 성형한다.

물론, 성형된 세라믹부(100)를 소결과정을 거침이 당연하다.

한편, 도 4에서 도시한 바와 같이, 세라믹내형틀(24)의 하단부는 세라믹외형틀(22)의 내부공간부(23) 저면과 일정 간격 이격되도록 위치시켜 세라믹부(100)를 성형하게 된다.

이러한 세라믹필터 성형용 금형(1)에 의하면, 설치공간부(102)가 상측으로만 개방된 세라믹부(100)를 성형한다.

물론, 성형된 세라믹부(100)를 소결과정을 거침이 당연하다.

또한 촉매금형(30)은 도 5에서 도시한 바와 같이, 촉매외형틀(32)과 촉매내형틀(34) 및 촉매가압틀(36)로 구성된다.

촉매외형틀(32)은 촉매부(200)의 외형을 형성하기 위해 내부공간부(33)가 형성된다.

그리고 촉매내형틀(34)은 촉매외형틀(32)의 내부공간부(33)에 위치되어 촉매외형틀(32)과의 사이에 성형공간부(35)를 형성하여 촉매부(200)의 내주면을 형성하게 된다.

촉매가압틀(36)은 촉매외형틀(32)과 촉매내형틀(34)에 의해 형성된 성형공간부(35)에 충진된 촉매분말을 압축하게 된다.

이러한 촉매외형틀(32)과 촉매내형틀(34)은 지지된 상태에서 촉매가압틀(36)을 프레스장치(미 도시)에 의해 충진된 촉매분말이 가압되어 촉매부(200)를 성형하게 된다.

여기서, 도 6에서 도시한 바와 같이, 촉매금형(30)은 촉매조정틀(38)이 더 포함된다.

이 촉매조정틀(38)은 촉매외형틀(32)의 내부공간부(33)와 촉매내형틀(34)의 외측 중 어느 하나 이상에 위치되어 성형공간부(35)의 크기를 조절함에 따라, 촉매부(200)의 사이즈를 조절할 수 있다.

다시 말해, 촉매조정틀(38)을 촉매외형틀(32)의 내부공간부(33)에 설치할 경우, 촉매부(200)의 외경을 조절할 수 있고, 촉매내형틀(34)의 외측에 설치될 경우, 촉매부(200) 내부에 관통공간부(202) 사이즈를 조절할 수 있다.

물론, 촉매부(200)의 외경과 촉매부(200)의 관통공간부(202) 사이즈를 동시에 조절할 수도 있음이 당연하다.

여기서, 촉매내형틀(34)의 하단부는 촉매외형틀(32)의 내부공간부(33) 저면과 닿도록 위치시켜 촉매부(200)를 성형하게 된다.

이러한 촉매금형(30)에 의하면, 관통공간부(202)가 상측과 하측으로 개방된 촉매부(200)를 성형한다.

물론, 성형된 촉매부(200)를 소결과정을 거침이 당연하다.

한편, 도 7에서 도시한 바와 같이, 촉매내형틀(34)의 하단부는 촉매외형틀(32)의 내부공간부(33) 저면과 일정 간격 이격되도록 위치시켜 촉매부(200)를 성형하게 된다.

이러한 촉매금형(30)에 의하면, 관통공간부(202)가 상측으로만 개방된 촉매부(200)를 성형한다.

물론, 성형된 촉매부(200)를 소결과정을 거침이 당연하다.

또한 도 8에서 도시한 바와 같이, 세라믹금형(20)과 촉매금형(30)은 해당 내부를 가열하기 위한 가열부(40)가 더 구비된다.

이 가열부(40)는 해당 금형(20, 30)을 각각 가열시키는 것으로, 해당 분말이 충진되어 성형될 경우, 열을 공급하여 더욱 용이하고 견고하게 성형시킬 수 있다.

그리고 도 9에서 도시한 바와 같이, 세라믹금형(20)과 촉매금형(30)은 해당 중심축을 기준으로 정방향과 역방향 중 어느 하나 이상으로 회전시키는 회전부(50)가 각각 더 구비된다.

이 회전부(50)는 해당 금형(20, 30)의 성형 시, 원심력을 이용하여 해당 분말을 용이하게 충진 및 가압시킬 수 있어 밀집도를 향상시킬 수 있다.

이와 같은, 세라믹금형(20)과 촉매금형(30)에 의해 외경과 내경이 상이한 복수의 세라믹부(100)와 촉매부(200)를 성형할 수 있어 적어도 하나 이상의 세라믹부(100)와 촉매부(200)를 갖는 세라믹필터(10)를 제조할 수 있는 것이다.

10 : 세라믹필터 20 : 세라믹금형
22 : 세라믹외형틀 24 : 세라믹내형틀
26 : 세라믹가압틀 28 : 세라믹조정틀
30 : 촉매금형 32 : 촉매외형틀
34 : 촉매내형틀 36 : 촉매가압틀
38 : 촉매조정틀 40 : 가열부
50 : 회전부 100 : 세라믹부
200 : 촉매부

Claims (12)

1. 내부에 설치공간부가 형성된 세라믹부를 성형하기 위한 세라믹금형; 및
   내부에 관통공간부를 갖고, 상기 세라믹부의 설치공간부에 위치될 수 있는 외형으로 형성된 촉매부를 성형하기 위한 촉매금형;을 포함하고,
   상기 세라믹금형에 의해 내부에 설치공간부가 형성된 세라믹부를 성형하며, 상기 촉매금형에 의해 내부에 관통공간부를 갖고, 상기 세라믹부의 설치공간부에 위치될 수 있는 외형으로 형성된 촉매부를 성형하여 상기 촉매부를 세라믹부의 설치공간부에 끼워 세라믹필터를 제조되며,
   상기 세라믹금형은,
   세라믹부의 외형을 형성하기 위해 내부공간부를 갖는 세라믹외형틀;
   상기 세라믹외형틀의 내부공간부에 위치되어 세라믹외형틀과의 사이에 성형공간부를 형성하여 세라믹부의 내주면을 형성하기 위한 세라믹내형틀; 및
   상기 세라믹외형틀과 세라믹내형틀에 의해 형성된 성형공간부에 충진된 세라믹분말을 압축하기 위한 세라믹가압틀;을 포함하고,
   상기 세라믹외형틀의 내부공간부와 상기 세라믹내형틀의 외측 중 어느 하나 이상에 위치되어 상기 성형공간부의 크기를 조절함에 따라, 상기 세라믹부의 사이즈를 조절하기 위한 세라믹조정틀;이 더 포함되며,
   상기 촉매금형은,
   촉매부의 외형을 형성하기 위해 내부공간부를 갖는 촉매외형틀;
   상기 촉매외형틀의 내부공간부에 위치되어 촉매외형틀과의 사이에 성형공간부를 형성하여 촉매부의 내주면을 형성하기 위한 촉매내형틀; 및
   상기 촉매외형틀과 촉매내형틀에 의해 형성된 성형공간부에 충진된 촉매분말을 압축하기 위한 촉매가압틀;을 포함하고,
   상기 촉매외형틀의 내부공간부와 상기 촉매내형틀의 외측 중 어느 하나 이상에 위치되어 상기 성형공간부의 크기를 조절함에 따라, 상기 촉매부의 사이즈를 조절하기 위한 촉매조정틀;이 더 포함되며,
   상기 세라믹금형과 촉매금형에 의해 성형된 상기 세라믹부와 촉매부는 각각 소결과정을 거쳐 소결성형되고,
   상기 세라믹금형과 촉매금형은,
   해당 내부를 가열하기 위한 가열부;가 더 구비되고,
   상기 세라믹금형과 촉매금형은,
   해당 중심축을 기준으로 정방향과 역방향 중 어느 하나 이상으로 회전시키는 회전부;가 각각 더 구비되는 것을 특징으로 하는 세라믹필터 성형용 금형.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 세라믹내형틀의 하단부는 상기 세라믹외형틀의 내부공간부 저면과 닿도록 위치시켜 상기 설치공간부가 상측과 하측으로 개방된 세라믹부를 성형하는 것을 특징으로 하는 세라믹필터 성형용 금형.
5. 제1항에 있어서,
   상기 세라믹내형틀의 하단부는 상기 세라믹외형틀의 내부공간부 저면과 일정 간격 이격되도록 위치시켜 상기 설치공간부가 상측으로만 개방된 세라믹부를 성형하는 것을 특징으로 하는 세라믹필터 성형용 금형.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 촉매내형틀의 하단부는 상기 촉매외형틀의 내부공간부 저면과 닿도록 위치시켜 상기 관통공간부가 상측과 하측으로 개방된 촉매부를 성형하는 것을 특징으로 하는 세라믹필터 성형용 금형.
9. 제1항에 있어서,
   상기 촉매내형틀의 하단부는 상기 촉매외형틀의 내부공간부 저면과 일정 간격 이격되도록 위치시켜 상기 관통공간부가 상측으로만 개방된 촉매부를 성형하는 것을 특징으로 하는 세라믹필터 성형용 금형.
10. 삭제
11. 삭제
12. 제1항, 제4항, 제5항, 제8항 및 제9항 중 선택된 어느 한 항에서의 세라믹금형과 촉매금형에 의해 내부에 설치공간부를 갖는 세라믹부와 내부에 관통공간부를 갖는 촉매부를 각각 성형하여 결합시켜 제조되는 세라믹필터.

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