KR101739383B1 - 필터 모듈 및 이를 포함하는 필터 시스템 - Google Patents

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Abstract

필터 모듈, 특히 가스 여과용 필터 모듈은 필터 모듈을 포함하는 필터 시스템의 체적당 필터 영역의 비가 개선되고 필터 시스템 내의 충전 밀도가 높다. 상기 필터 모듈은 하나 이상의 블록형 단위체, 및 상기 블록형 단위체의 배출 측부에서 청정 가스 수집 및 배출용 배열부를 포함하며, 상기 블록형 단위체 각각은 복수의 필터 요소와 청정 가스 덕트를 포함한다. 상기 필터 요소는 생 가스 입구로서 제공되는 개방 제1 단부 및 폐쇄 제2 단부를 갖는 세로형 다공성 관상 벽부를 갖고, 상기 필터 요소는 관상 벽부와 동일 공간에 병렬 배향으로 배치되고, 상기 개방 단부가, 공급 측부로서 제공되는 상기 필터 모듈의 일 측부에 모두 위치한다. 상기 청정 가스 덕트는 상기 필터 요소와 실질적으로 동일 공간에 있고, 상기 필터 요소와 병렬 배향되며 상기 필터 요소 사이에 규칙적으로 끼어들어 있고, 상기 청정 가스 덕트는 청정 가스 출구를 형성하는 일 단부에서 개방되고 그 반대편 단부에서 폐쇄되고, 상기 청정 가스 덕트의 폐쇄 단부가 필터 모듈의 공급 측부에 위치하는 반면, 그의 개방 단부는 필터 모듈의 공급 측부에 대해 반대편에 있는 필터 모듈의 배출 측부에 인접하여 위치한다. 상기 필터 요소의 개방 단부 및 상기 청정 가스 덕트의 폐쇄 단부가 블록형 단위체의 공급 측부 표면을 형성하고, 상기 청정 가스의 개방 단부 및 상기 필터 요소의 폐쇄 단부가 블록형 단위체의 배출 측부 표면을 형성한다. 상기 청정 가스 수집 및 배출용 배열부는 상기 하나 이상의 단위체의 청정 가스 덕트의 청정 가스 출구 모두를 가로질러 연장하고, 상기 청정 가스 덕트의 청정 가스 출구와 유체 소통하고 상기 청정 가스 유동의 방향을 바꾸어 상기 청정 가스 유동을 상기 청정 가스 덕트의 개방 단부에서부터 상기 필터 모듈의 청정 가스 배출 개구부까지 상기 배출 측부 표면의 수직면에 횡방향으로 진행시키는 하나 이상의 청정 가스 채널을 포함한다.

Description

필터 모듈 및 이를 포함하는 필터 시스템 {Filter module and filter system comprising same}
본 발명은 필터 모듈, 특히 가스 여과용 필터 모듈 및 상기 본 발명의 필터 모듈을 포함하는 필터 시스템에 관한 것이다.
종래 기술에는 가스 여과, 특히 열 가스 여과 공정을 위한 다양한 구성형태의 필터 모듈이 제안되어 왔다.
미국 특허 5,482,537 A는 예를 들어, 외부 직립 용기 및 내부 직립 용기를 포함하고 상기 내부 용기가 외부 용기의 가스 체적부를 청정 및 생(raw) 가스 체적부들로 분할하는 가스 불침투성 주변 벽을 포함하는 조립체에서 유동층 반응기로부터 고온 가스를 여과할 것을 제안한다. 다수의 모놀리식(monolithic) 세라믹 필터 모듈이 내부 용기의 주변 벽에 위치한 개구부에 실장되어 청정 가스가 필터 모듈을 통해 오염 가스 체적부에서 청정 가스 체적부까지 유동하게 하여준다. 청정 가스가 청정 가스 출구를 통해 청정 가스 체적부에서 배출된다. 필터 모듈은 허니콤 구조의 것이고, 그의 필터 요소 및 청정 가스 덕트는 수평 방향으로 배향된다.
US 특허 5,593,471 A는 입구와 출구를 갖는 하우징 및 하우징 내에 수용된 하나 이상의 필터 모듈을 포함하는 집진 장치를 개시한다. 필터 모듈은 허니콤 구조의 것이고, 수직 또는 수평 방향으로 배치된다. 필터 모듈의 청정 가스 덕트는 하우징 내에서 폐쇄 챔버를 향해 개방된다. 폐쇄 챔버는, 하우징의 출구와 유체 연결된 청정 가스 출구를 포함한다. 상기 장치는 필터 모듈의 필터 요소를 세정하기 위하여 역류 작동으로 고압 가스를 폐쇄 챔버로 운반하는 역류 장치를 추가로 포함한다.
다른 접근법에 따르면, 예를 들어 WO 00/62902 A1에 개시된 바와 같은, 관상 필터 캔들(candle) 형태의 필터 모듈이 열 가스 여과에 사용된다. 필터 용기는 용기의 내부를 생 가스 및 청정 가스 챔버로 분할하는 튜브 시트를 포함한다. 튜브 시트는 그의 한 단부에서 필터 캔들을 수용하는 개구부를 포함한다. 필터 캔들은 튜브 시트에 매달려서 생 가스 챔버 중에 있는다. 필터 용기는 필터 캔들로부터의 여과 동안에 축적된 입상 물질을 탈착하기 위한 역류 시스템을 추가로 포함한다.
열 가스 여과에서는, 큰 체적의 가스가 상당한 양의 필터 면적을 필요로 하며 처리될 것이다.
종래 기술에서 통상의 열 가스 여과 시스템은 세라믹 또는 금속 재료로 만들어진 필터 캔들을 사용한다. 이러한 캔들의 필터 영역은 제한되므로, 더 높은 체적 유량을 위해서는 수천 또는 수만의 필터 캔들을 하우징 내에 내장하는 것이 필수적이다.
이것은 매우 큰 필터 용기 또는 동시에 작동되는 몇가지 용기들을 필요로 한다. 약 1백만 m3/h 이상의 체적 유량의 경우, 2m 또는 심지어 3m 길이의 세라믹 또는 금속 필터 캔들의 사용이 더 이상 적합하지 않다.
본 발명의 목적은 필터 모듈, 및 필터 시스템의 체적당 필터 영역의 비가 개선되고 필터 시스템 내의 충전 밀도(packing density)가 높은, 상기 필터 모듈을 포함하는 필터 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 제1항의 특징을 갖는 필터 모듈로 해결한다.
본 발명의 핵심 요소는, 청정 가스 덕트의 모든 청정 가스 출구를 가로질러 연장하는 청정 가스 수집 및 배출용 배열부를 제공하는 규칙적으로 개재된 청정 가스 덕트 및 필터 요소의 허니콤 구조에 있다. 필터 요소의 폐쇄 단부, 즉, 필터 모듈의 배출 측부에서, 청정 가스 유동이 방향을 바꾸어 단위체의 배출 측부 표면의 수직면에 대해 횡방향으로 진행한다. 모든 청정 가스 덕트로부터의 청정 가스 유동의 편향 및 직향은 실질적으로 균일하다. 청정 가스 덕트의 청정 가스 출구는 청정 가스 수집 및 배출용 배열부와 유체 소통한다. 이는 필터 모듈의 구조가 매우 효율적이고 치밀하도록 하여준다.
바람직하게는, 청정 가스 개구부는 필터 모듈의 옆면에 제공된다.
본 발명의 필터 모듈을 포함하는 필터 시스템은 필터 시스템의 체적당 필터 영역의 비가 개선되고 필터 시스템 내의 충전 밀도가 높다.
도 1a는 본 발명의 필터 모듈의 제1 구현예의 대표도이고;
도 1b는 도 1a의 본 발명의 필터 모듈의 변형예이고;
도 2는 본 발명의 필터 모듈의 제2 구현예의 대표도이고;
도 3은 본 발명의 필터 모듈의 제3 구현예의 대표도이고;
도 4a 내지 4c는 본 발명에 따른 필터 시스템의 제1 구현예 및 그의 상세도이고;
도 5a 내지 5c는 본 발명의 시스템의 제2 구현예의 개요도 및 그의 상세도이고;
도 6a 내지 6c는 본 발명의 시스템의 제3 구현예의 개요도 및 그의 상세도이다.
필터 요소의 관상(tubular) 벽부 및 선택적으로 본 발명의 필터 모듈의 필터 요소 및/또는 청정 가스 덕트의 폐쇄 단부는 바람직하게는 세라믹, 금속 및/또는 폴리머 재료로 만들어진다. 다공성 구조는 상기 재료의 그레인 및/또는 섬유를 소결함으로써 만들어질 수 있다.
필터 모듈은 둘 이상의 블록형 단위체의 다중 블록 구조로서, 예를 들어, 각각의 블록형 단위체를 함께 접착, 용접 또는 소결함으로써 또는 각각의 블록형 단위체들을 공통의 프레임 구조 내에 수용함으로써 그들의 측부 면에서 서로 연결되고 병렬로 배치된 둘 이상의 블록형 단위의 다중 블록 구조를 포함할 수 있다. 모듈의 공급면에서 청정 가스 수집 및 배출용 배열부까지에 이르는 우회를 피하기 위해, 상기 프레임 구조 내의 블록형 단위체는 서로에 대해 밀봉된다.
블록형 단위체가 세라믹 재료로 만들어진 경우, 다중 블록 구현예에서 개개의 블록형 단위체를 수용하기 위한 프레임 구조를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
바람직하게는, 프레임 구조는 메틸로 만들어진다.
다수의 블록형 단위체를 수용하기 위해 프레임 구조를 포함하는 구현예는 바람직하게는 프레임 구조의 일부로서 청정 가스 수집 및 배출용 배열부를 갖는다.
통상적으로 청정 가스 수집 및 배출용 배열부는 실질적으로 필터 모듈의 하나 이상의 블록형 단위체의 전체 배출 측부를 가로질러 연장한다. 바람직하게는, 청정 가스 수집 및 배출용 배열부의 배출 단부는 필터 모듈의 측벽과 대략 동일 평면상에 있는다.
또한, 블록형 단위체는 등을 맞대고 배치될 수 있다. 즉, 블록형 단위체의 배출 측부가 서로 마주할 수 있고, 하나의 공통의 청정 가스 수집 및 배출용 배열부를 공유할 수 있다.
청정 가스 수집 및 배출용 배열부가 청정 가스 유동의 방향을 바꾸어 진행시키는 횡 방향은 바람직하게는 배출 측부 표면의 수직선에 대해 약 30°이상, 더 바람직하게는 약 60°이상, 특히 약 90°의 각도로 배향될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 상기 편각은, 필터 모듈의 블록형 단위체의 배출 측부를 가로질러 연장되는 청정 가스 수집 및 배출용 배열부의 채널(들)의 벽 또는 벽들의 배향으로서 정의된다.
필터 요소의 관상 벽부의 바람직한 축 길이는 약 10 내지 약 300 mm, 더 바람직하게는 약 30 내지 약 150 mm의 범위이다. 관상 벽부의 바람직한 축 길이는, 필터 요소의 세로축이 수평 배향된 경우에서 조차도, 역펄싱(back-pulsing) 동안에 입상 물질이 필터 요소에서 효율적으로 배출되게 하여준다.
바람직하게는, 청정 가스 수집 및 배출용 배열부의 채널의 상기 벽 또는 벽들은, 필터 요소의 관상 벽부의 길이의 약 0.1 내지 약 0.7배, 더 바람직하게는 약 0.3 내지 약 0.5배가 되는 블록형 단위체의 배출 측부 표면까지의 거리 (간극(clearance))에 배치된다.
블록형 단위체의 배출 측부 표면에 안전 퓨즈 요소가 제공된 경우, 상기 거리 (간극)는 배출 측부 표면 대신에 안전 퓨즈 요소의 하류 표면에서부터의 것으로서 결정된다.
다수의 블록형 단위체가 등을 맞댄 배치의 경우, 각각의 다른 블록형 단위체의 배출 측부 표면이 상기 벽 또는 벽들을 형성하고, 한 방향으로 청정 가스 수집 및 배출용 배열부를 구획한다. 통상적으로, 등을 맞댄 배치에 있어서 두 블록형 단위체의 각 배출 측부 표면 사이의 거리(간극)는 바람직하게는, 필터 요소의 관상 벽부의 길이의 약 0.2 내지 약 1.4배의 범위인데, 이는 청정 가스 수집 및 배출용 배열부가 더 많은 체적의 청정 가스를 수령하기 때문이다. 더 바람직하게는, 상기 거리(간극)는 필터 요소의 관상 벽부의 길이의 약 0.6 내지 약 1배의 범위이다.
바람직하게는, 등을 맞댄 배치에서 블록형 단위체에는 그의 배출 측부 표면이 병렬 배향된다. 이 때, 청정 가스 덕트를 탈출하는 청정 가스의 편각은 약 90°이다.
그러나, 등을 맞댄 배치의 블록형 단위체는 상기 병렬 배향에서 벗어나 배치된 배출 측부 표면을 가질 수 있다. 그러나, 청정 가스 덕트를 탈출하는 청정 가스에 대한 편각은 바람직하게는 약 30°이상, 더 바람직하게는 약 60°이상이다.
통상 사용되는 그레인 크기는 평균 크기로서 약 1 내지 약 450 ㎛일 수 있다. 통상 사용되는 섬유는 평균 직경이 약 1 내지 400 ㎛, 평균 길이가 약 1 내지 약 50 mm이다.
블록형 단위체의 공급 측부의 단면적 10 cm2 당 필터 요소의 수는 바람직하게는 약 1 내지 약 100개, 더 바람직하게는 2 내지 약 10개의 범위이다. 통상적으로, 10 cm2 단면적 당 동일한 수의 청정 가스 덕트가 제공된다.
바람직하게는, 청정 가스 덕트는 셋 이상의 필터 요소의 관상 벽부의 세로 구획부들에 의해 한정된다. 즉, 필터 요소의 벽부가 청정 가스 덕트의 벽을 형성한다. 청정 가스 덕트를 구축하기 위한 추가의 구조는 필수적이지 않다.
더 바람직하게는, 인접 필터 요소의 관상 벽부가 서로서로 직접 접촉하여 폐쇄 단부와 개방 단부 사이에서 청정 가스 덕트를 구획한다.
필터 요소의 관상 벽부의 단면은 다각형, 특히 직사각형, 더 바람직하게는 정사각형, 원형 또는 타원형일 수 있다.
관상 벽부는 모서리 길이가 약 3 내지 약 20 mm, 바람직하게는 약 5 내지 약 10 mm인 정사각형의 면적에 대응하는 단면적을 갖는다. 또한, 대응하는 단면적은 다른 직사각형, 타원형 또는 원형 단면을 갖도록 디자인된 필터 요소용으로도 바람직하다.
상기 필터 요소의 관상 벽부의 길이는 약 300 mm 이하, 바람직하게는 약 30 내지 약 200 mm, 더 바람직하게는 약 50 내지 약 150 mm이다.
바람직하게는, 관상 벽부 및 선택적으로는 필터 요소 및/또는 청정 가스 덕트의 폐쇄 단부는 기공 크기가 약 0.1 내지 약 150 ㎛, 더 바람직하게는 약 1 내지 약 100 ㎛, 가장 바람직하게는 약 2 내지 약 10 ㎛이다.
관상 벽부의 평균 다공도 및 선택적으로는 필터 요소 및/또는 청정 가스 덕트의 폐쇄된 단부의 평균 다공도는 약 25 체적% 내지 약 90 체적%의 범위이다.
본 발명의 필터 모듈의 다른 구현예에 따르면, 필터 요소의 관상 벽부는 공급 측부 표면의 수직면에 대해, 바람직하게는 약 10°내지 약 60°, 더 바람직하게는 약 30°내지 약 60°의 각도로 배치된다. 본 발명의 필터 모듈의 작동 동안에, 공급 측부 표면은 통상적으로 수직 배향된다.
종래 기술에 대한 본 발명의 필터 모듈의 이점은, 필터 요소가 하우징 내에 수용될 때 소모되는 평방미터에 대한 높은 표면적을 제공하는 능력에 특히 있다.
본 발명에 따른 바람직한 필터 모듈은, 하우징 체적 구획부의 m3 당 약 40 m2 이상의 표면적, 바람직하게는 m3 당 약 60 m2 이상의 표면적을 제공한다. 상기 비를 계산할 때, 필터 모듈이 하우징 내에 완전히 작동가능하고 쉽게 사용되도록 배치되었을 때, 필터 모듈이 차지하는 하우징의 체적 구획부만을 고려한다.
또한, 본 발명은 하나 이상의 본 발명의 필터 모듈을 포함하는 필터 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 필터 시스템은 통상적으로, 하나 이상의 필터 모듈을 수용하는 하우징을 포함하고, 바람직하게는 생 가스 및 청정 가스 각각을 위한 공통의 공급 및/또는 배출 채널을 포함한다.
바람직하게는, 필터 모듈의 청정 가스 수집 및 배출용 배열부는 그의 배출 단부를 통해 시스템의 공통의 청정 가스 배출 채널 중으로 청정 가스를 곧바로 배출한다.
도면의 상세한 설명
도 1a는 본 발명의 제1 구현예에 따른 필터 모듈(10)을 보여준다.
필터 모듈(10)은 개방 단부(18) 및 폐쇄 제2 단부(20)를 갖는 세로형 다공성 관상 벽부(16)를 갖는 복수의 필터 요소(14)를 포함하는 일 블록형 단위체(12)를 포함한다. 관상 벽부(16)는 정사각 단면을 가지며, 실질적으로 동일 공간에 있고 병렬 배향되며 필터 요소들(16) 사이에 규칙적으로 끼어들어 있는 복수의 청정 가스 덕트(22)와 함께 바둑판 패턴으로 배치되어 있다. 청정 가스 덕트(22)는 일 단부(24)에서 개방되고 그의 다른 단부(26)에서 폐쇄된다. 필터 요소의 개방 단부(18)와 청정 가스 덕트의 폐쇄 단부(26)는 필터 모듈(10)의 상류 또는 공급 측부 표면(28) 상에서 제1 바둑판 패턴을 형성한다. 필터 요소(14)의 폐쇄 단부(20)와 청정 가스 덕트의 개방 단부(24)의 바둑판 패턴이 블록형 단위체(22)의 반대면 또는 하류 면(30) 상에 제공된다. 이 면(30)은 블록형 단위체(12)의 배출 측부 표면이다. 필터 요소(14)의 관상 벽부(16)는 다공성 재료의 것, 예를 들어, 특정의 평균 기공 크기를 갖는 소결된 세라믹 재료, 소결된 금속 재료 또는 소결된 폴리머 재료의 것이다. 그와 동시에, 벽부(16)는 그의 세로 방향을 따라 청정 가스 덕트(22)를 구획한다.
필터 모듈(10)의 공급 면(28)으로 들어간 생 가스는 필터 요소(14)의 개방 단부(28) 중으로 유동하고, 관상 벽부(16)로 침투하고, 청정 가스가 청정 가스 덕트(22)에서 수령되고, 청정 가스 덕트(22)로부터 블록형 단위체(12)의 배출 측부 표면(30)으로 배출된다.
블록형 단위체(12)의 배출 측부 표면에는, 청정 가스 수집 및 배출용 배열부(32)가 폐쇄된 뒷벽 및 3개의 폐쇄된 옆면을 가진 채널의 형태로 제공된다. 상기 채널은 필터 모듈(10)의 청정 가스 배출 개구부(36)를 제공하는 도 1a의 앞쪽에 도시된 면(34)에서 개방된다.
청정 가스 수집 및 배출용 배열부(32)의 채널이 수령한 청정 가스는 약 90°만큼 방향을 바꾸고, 필터 모듈(10)의 배출 측부의 수직면에 대해 횡방향으로 진행한다 (다시 말하자면, 필터 모듈(10)의 배출 측부에 대해 실질적으로 평행하게).
청정 가스는 개구부(36)를 통해 필터 모듈(10)을 탈출한다. 단위체(12)의 배출 측부 표면까지의 채널(32)의 폐쇄된 뒷벽의 거리는 바람직하게는 필터 요소(14)의 관상 벽부(16)의 축 길이의 약 0.3 내지 약 0.5배이다.
필터 시스템의 하우징 내에 필터 모듈(10)을 용이하게 실장하기 위해, 필터 모듈(10)은 외부로 돌출한 플랜지(46)를 그의 전방 측면에 포함한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 필터 요소(14)의 관상 벽부의 길이가 약 300 mm 이하로 제한되는데, 이것은 놀랍게도, 관상 벽부(16) 상에서의 여과 작동 동안에 수집된 입상 물질이 필터 모듈 및 그의 필터 요소에서 매우 용이하게 세척되게 하여준다.
필터 모듈(10)의 옆 표면은 바람직하게는 청정 가스 수집 및 배출용 배열부(32)를 내장할 수 있는 금속 프레임 구조(40)에 의해 덮여있다. 프레임 구조(40)는, 옆 표면 중 하나(도 1b에서 전방 표면)에는, 개구부(36) 뿐만 아니라 플랜지(38)를 제공한다.
도 1b는 필터 모듈(42)를 나타내는데, 이는 도 1a의 필터 모듈(10)의 변형이다. 따라서, 동일한 부분은 도 1a의 기재시 사용한 것과 동일한 도면 부호로 표기한다. 도 1a를 참조하여 이미 기재한 구성부에 추가하여, 필터 모듈(42)은 안전 퓨즈(44)를 청정 가스 덕트(22)의 출구를 덮는 디스크형 요소의 형태로 포함한다. 안전 퓨즈(44)는 배출 측부 표면과 실질적으로 동일 공간에 있다. 하나 이상의 필터 요소, 예를 들어 그들의 관상 벽부의 실패시, 청정 가스 덕트로 침투하는 여과되지 않은 생 가스는, 사전에 안전 퓨즈(44)를 통과하지 않고는 청정 가스 수집 및 배출용 배열부(32)에 도달할 수 없다.
채널(32)의 폐쇄된 뒷벽에서 단위(12)의 안전 퓨즈(44)의 하류 표면까지의 거리 (간극 h)는 바람직하게는, 필터 요소(14)의 관상 벽부(16)의 축 길이의 약 0.3 내지 약 0.5배이다.
청정 가스는 안전 퓨즈(44)의 하류 측부를 탈출할 때 청정 가스 수집 및 배출용 배열부(32)에서 수령된다. 그 후, 청정 가스 유동은 약 90°만큼 편향되고, 필터 모듈(42)의 청정 가스 면에 평행하게 직향한다.
도 2는 본 발명에 따른 필터 모듈(50)의 제2 구현예를 나타낸다.
필터 모듈(50)은, 개방 단부(58) 및 폐쇄 제2 단부(60)가 있는 세로형 다공성 관상 벽부(56)를 갖는 복수의 필터 요소(54)를 포함하는 일 블록형 단위체(52)를 포함한다. 관상 벽부(56)는 정사각 단면을 가지며, 실질적으로 동일 공간에 있고 병렬 배향되며 필터 요소들(54) 사이에 규칙적으로 끼어들어가 있는 복수의 청정 가스 덕트(62)와 함께 바둑판 패턴으로 배치되어 있다. 청정 가스 덕트(62)는 일 단부(64)에서 개방되고 그의 다른 단부(66)에서 폐쇄된다. 필터 요소의 개방 단부(58)와 청정 가스 덕트(62)의 폐쇄 단부(66)는 필터 모듈(50)의 상류 또는 공급 측부 표면(68) 상에서 제1 바둑판 패턴을 형성한다. 필터 요소(54)의 폐쇄 단부(60)와 청정 가스 덕트(62)의 개방 단부(64)의 바둑판 패턴이 블록형 단위체(52)의 하류 측부 또는 반대면(70) 상에 제공된다. 이 면(70)은 블록형 단위체(52)의 배출 측부 표면이다. 필터 요소(54)의 관상 벽부(56)는 다공성 재료의 것, 예를 들어, 특정의 기공 크기를 갖는 소결된 세라믹 재료, 소결된 금속 재료 또는 소결된 폴리머 재료의 것이다. 그와 동시에, 벽부(56)는 그의 세로 방향을 따라 청정 가스 덕트(22)를 구획한다.
필터 모듈(50)의 공급 측부(68)로 들어간 생 가스는 필터 요소(54)의 개방 단부(58) 중으로 유동하고, 관상 벽부(56)로 침투하고, 청정 가스가 청정 가스 덕트(62)에서 수령되고, 청정 가스 덕트(62)로부터 블록형 단위체(52)의 배출 측부 표면(70)으로 배출된다.
블록형 단위체(52)의 배출 측부 표면(70)에는, 청정 가스 수집 및 배출용 배열부(72)가, 도 2에 도시된 전면(74)에서는 개방되고 3개의 옆면에서는 폐쇄된 단일 채널의 형태로 제공된다. 청정 가스 수집 및 배출용 배열부(72)를 들어갈 때, 청정 가스 유동은 약 90°만큼 방향을 바꾸고, 필터 모듈(50)의 배출 측부의 수직면에 대해 횡방향으로 진행한다.
채널(72)의 폐쇄된 뒷벽에서 단위(52)의 배출 측부 표면까지의 거리 (간극 h)는 바람직하게는, 필터 요소(54)의 관상 벽부(56)의 축 길이의 약 0.3 내지 약 0.5배이다.
청정 가스는 전면(74)의 개구부(76)를 통해 필터 모듈(50)을 탈출한다. 필터 시스템(미도시)의 하우징 내에 필터 모듈(50)을 용이하게 실장하기 위해, 필터 모듈(50)은 외부로 돌출한 플랜지(78)를 그의 전방 측면(74)에 포함한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 필터 요소(14)의 길이가 약 300 mm 이하로 제한되는데, 이것은 놀랍게도, 관상 벽부(56) 상에서의 여과 작동 동안에 수집된 입상 물질이 필터 모듈 및 그의 필터 요소에서 매우 용이하게 세척되게 하여준다.
도 1의 필터 모듈(10)과는 대조적으로, 도 2의 필터 모듈(50)은 필터 요소(54) 및 청정 가스 덕트(62)가 수평면에 대해 약간의 경사 배향으로 배치된다.
필터 요소(54)의 관상 벽부(56)의 비스듬한 구성배열 덕분에, 작동시, 필터 요소(54)의 내부 공간은, 여과 과정 동안에 축적된 입상 물질을 보다 용이하게 세척할 수 있다. 공급 표면의 수직면에 대한 관상 벽부의 세로축의 각은 약 25°이다. 블록형 단위체(52) 내에서 필터 요소(54)의 비스듬한 구성배열 덕분에, 체적 비에 대해 다소 더 낮은 여과 표면이 얻어진다. 그러나, 이것은, 필터 모듈(10)에 비하여 이 타입의 모듈(50)의 사이클 시간을 결국에는 더 길게 연장하여주는 필터 모듈(50)의 개선된 재생 특성에 의해 보상된다.
도 3은 필터 모듈(100)의 형태인 본 발명의 제3 구현예를 나타낸다. 필터 모듈(100)은 도 1의 필터 모듈(10)의 단위체와 동일한 기본 구조를 가지면서 등을 맞대고 배치된 두개의 블록형 단위체(102, 104)를 포함한다.
블록형 단위체(102, 104)는 개방 단부(118, 120) 및 폐쇄된 제2 단부(122, 124)가 있는 세로형의 다공성 관상 벽부(114, 116)를 갖는 복수의 필터 요소(110, 112)를 포함한다. 관상 벽부(114, 116)는 정사각 단면을 가지며, 실질적으로 동일 공간에 있고 병렬 배향되며 필터 요소(110, 112) 사이에 규칙적으로 끼어들어가 있는 복수의 청정 가스 덕트(126, 128)와 함께 바둑판 패턴으로 배치되어 있다. 청정 가스 덕트(126, 128)는 일 단부(130, 132)에서 개방되고 그의 다른 단부(134, 136)에서 폐쇄된다. 필터 요소(110, 112)의 개방 단부(118, 120)와 청정 가스 덕트(126, 128)의 폐쇄 단부(134, 136)는 블록형 단위체(102, 104)의 상류 또는 공급 측부 표면(140) 상에서 제1 바둑판 패턴을 형성한다. 필터 요소(110, 112)의 폐쇄 단부(122, 124)와 청정 가스 덕트(126, 128)의 개방 단부(130, 132)의 바둑판 패턴이 블록형 단위체(102, 104)의 반대면(142, 144) 상에 제공된다. 이들 면(142, 144)은 블록형 단위체(106, 108)의 배출 측부 표면이다. 필터 요소(110, 112)의 관상 벽부(114, 116)는 다공성 재료의 것, 예를 들어, 특정의 기공 크기를 갖는 소결된 세라믹 재료, 소결된 금속 재료 또는 소결된 폴리머 재료의 것이다. 그와 동시에, 벽부(114, 116)는 그의 세로 방향을 따라 청정 가스 덕트(126, 128)를 구획한다.
필터 모듈(100)의 공급 면(140)으로 들어간 생 가스는 필터 요소(110, 112)의 개방 단부(118, 120) 중으로 유동하고, 관상 벽부(114, 116)로 침투하고, 청정 가스가 청정 가스 덕트(126, 128)에서 수령되고, 청정 가스 덕트(126, 128)로부터 블록형 단위체(102, 104)의 배출 측부 표면(142, 144)에서 배출된다.
배출 측부 표면(142, 144)와 세개의 폐쇄된 옆면에 의해 구획된 공통의 청정 가스 수집 및 배출용 배열부(150)가 블록형 단위체(102, 104)의 배출 측부 표면(142, 144)에 제공된다. 상기 배열부(150)는 도 3에 도시된 전면(152)에서 개방되고 필터 모듈(100)의 배출 개구부(154)를 제공한다.
청정 가스 수집 및 배출용 배열부(150)에서 수령된 청정 가스는 90°만큼 편향되어 단위체(102, 104)의 배출 측부 표면에 대해 평행하게 나아가서, 개구부(154)를 통해 필터 모듈(100)을 탈출한다.
필터 시스템의 하우징 내에 필터 모듈(100)을 용이하게 실장하기 위해, 필터 모듈(100)은 외부로 돌출한 플랜지(158)를 그의 전면에 포함한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 필터 요소(110, 112)의 관상 벽부의 길이가 약 300 mm 이하로 제한되는데, 이것은 놀랍게도, 관상 벽부(114, 116) 상에서의 여과 작동 동안에 수집된 입상 물질이 필터 모듈 및 그의 필터 요소에서 매우 용이하게 세척되게 하여준다.
역펄싱 후, 필터 모듈(100)은, 필터 시스템에서 제거되지 않고도, 필터 시스템의 여과 모드로 다시 작동할 수 있다.
그러나, 도 1a의 필터 모듈(10)과는 달리, 도 3의 필터 모듈(100)은, 등을 맞댄 구성배열로 배치되어 필터 요소의 폐쇄 단부가 서로 마주하고 청정 가스 덕트의 개방 단부가 서로 마주하는 두 블록형 단위체(102, 104)를 갖는다.
선택적으로는, 등을 맞대로 배향된 블록형 단위체의 배출 측부 표면에는 도 1b와 관련하여 기재한 안전 퓨즈 요소가 제공될 수 있다.
따라서, 하나의 공통의 청정 가스 수집 및 배출용 배열부(150)가, 두 블록형 단위체(102, 104)에서 제공하는 청정 가스를 필터 모듈(100)의 전방 측부 면(156)으로의 방향으로 충분히 수집 및 배출하고, 상기 전방 측무 면(156)에서 청정 가스가 개구부(152)를 탈출하여, 상기 블록형 모듈(100)을 포함하는 여과 시스템에서 배출된다. 청정 가스가 두 블록형 단위체에서 동시에 수용되기 때문에, 배출 측부 표면 사이의 거리(간극)는 통상적으로, 도 1과 2와 관련하여 기재한 청정 가스 수집 및 배출용 배열부의 간극보다 더 크다.
전술한 바와 같이, 통상적으로는, 본 발명의 필터 모듈은 공통의 하우징 내에 다수 수용되어 사용될 수 있다. 그 상황이 도 3에 개략적으로 도시되어 있다.
전면(28, 68)이 예를 들어, 인접 필터 모듈의 청정 가스 수집 및 배출용 배열부의 채널의 뒷벽에 대해, 모두 동일한 방향으로 향하는 구성배열로, 도 1과 도 2의 필터 모듈(10 및 50)을 쉽게 배치할 수 있다. 역펄싱시, 필터 요소에서 탈착된 입상 물질이 상기와 같은 필터 요소(10 또는 50)을 내장한 여과 시스템으로부터 쉽게 폐기 및 제거될 수 있다.
도 3에 도시한 필터 모듈(100)을 배치하는 데에는 예방적 수단이 취해져야 한다.
역펄싱시, 필터 모듈(100)에서는, 두 필터 모듈의 교차 오염이 일어날 수 있고, 따라서, 필터 모듈(100)의 두 공급 면 사이에 칸막이 플레이트(160)를 배치하는 것이 바람직하다.
도 4a는 본 발명에 따른 여과 시스템(200)의 제1 구현예를 도시한다. 필터 시스템(200)은 길쭉한 박스형의 하우징(202)을 포함한다. 하우징(202)은 기초 프레임(203)에 의해 지지된다.
박스형 하우징(202) 내에는, 2열의 복수의 촉매 필터 모듈 스택 (204, 204', 204" ... 및 206, 206', 206" ...)이 반대 방향으로 마주보는 2열의 필터 모듈의 배출 개구부와 함께 배치되어 있다. 박스형 하우징(202)의 세로축을 따라, 상기 스택이 서로 일정한 거리로 병렬 배치된다 (도 4b와 4c를 참고).
필터 모듈의 개개 스택(204),(206) 각각 (204a, 204b, 204c, 204d) 및 (206a, 206b, 206c, 206d) 내에서, 필터 모듈은 서로 접착, 용접 또는 소결함으로써 또는 프레임 내에 실장함으로써 서로에 대해 상호 고정될 수 있다.
필터 시스템(200)의 예시적 레이아웃에서, 필터 모듈의 공급 측부(204a), (206a)는 길이가 1500 mm이고 높이가 1000 mm일 수 있고, 필터 모듈의 깊이는 약 200 mm일 수 있다. 상기 필터 모듈은 예를 들어, 필터 요소의 관상 벽부의 길이가 약 140 mm이고 공급 측부 표면의 크기가 250 mm x 250 mm일 수 있는 24개의 블록형 단위체를 포함할 수 있다. 청정 가스 수집 및 배출용 채널의 간극(h)은 약 60 mm일 수 있다.
필터 모듈의 인접한 두 스택들, (204)와 (204') 또는 (206)과 (206') 사이의 거리는, 예를 들어 약 100 mm로 설정될 수 있다.
하우징은, 생 가스를 생 가스 하우징(202)과 그의 스택 필터 모듈(204, 206)로 공급하는 생 가스 공급 채널(208)을 최상부 표면에 포함한다. 생 가스 공급 채널(208)은 도 4a의 앞부분에 도시한 전방 단부에서부터 시스템(200)의 후방 단부(214)에 위치한 사단부(dead end)까지 단면적이 감소한다.
세로 방향의 두 측부 면에서, 하우징(202)은, 청정 가스가 배출될 수 있는 시스템(200)의 후방 단부(214)에서 개방된 청정 가스 통로(210, 212)를 포함한다.
하우징(202)의 세로축을 따라 다수의 필터 모듈 스택(204, 206)으로부터 수령된 증가하는 양의 청정 가스를 수용하기 위해서, 청정 가스 통로(210, 212)의 단면적은 시스템(200)의 후방 단부(214)의 방향으로 점진적으로 증가한다.
일 변형례에 따르면, 필터 모듈 스택(204, 206)을 교체해야 할 경우, 청정 가스 배출 채널(210, 212)을 전체적으로 제거할 수 있다. 대안적으로, 도 4a에 도시한 바와 같이, 필터 모듈로의 접근을 허용하고 청정 가스 배출 채널(210, 212)을 완전히 제거하지 않고도 필터 모듈을 교체하도록 하여주는 다수의 문(216)을 청정 가스 배출 채널(210, 212)에 제공할 수 있다.
시스템(200)은, 단지 개략적으로만 도시된 파이프(260)에 의해 역펄싱 가스를 수령하는 역펄싱 설비를 내장한다. 도 4a는 스택(204)의 재생을 위해 스택(204)의 필터 모듈에 역펄싱 가스를 제공하는 파이프(260)만을 오직 도시한다. 스택(206)의 재생을 위한 대응하는 파이프가 필요하다 (미도시).
역펄싱 가스 파이프(260)로부터 연장된 복수의 역펄스 공급 튜브(2764)가 역류 가스를 다양한 필터 모듈 스택(204, 204', 204" ...)로 보낸다.
청정 가스 개구부을 통해 개별 스택 필터 모듈(204a, 204b, 204c, 204d 및 206a, 206b, 206c, 206d)로 공급되는 역펄싱 압력이, 여과 작동 동안에 수집된 입상 물질을 필터 모듈의 필터 요소에서 탈착시킨다.
역펄싱 동안에 촉매 필터 모듈에서 배출된 입상 물질은, 하우징(202)의 바닥부에 배치된 원뿔형 집진기(262)에 수집된다.
도 5a에서, 본 발명의 촉매 필터 시스템(300)의 제2 구현예가 도시되어 있으며, 상기 시스템은 상부 단부가 반구형 덮게(306)에 의해 폐쇄되고 하부 단부에서 원뿔형 집진기(308)에 연결된 실린더형 벽 부분(304)으로 본질적으로 이루어지는 하우징(302)을 포함하는 것이다.
하우징(302)은, 실린더형 벽 부분(304)의 상부 단부에서 그의 단면 전체에 걸쳐 이어지는 튜브 시트(314)에 의해 생 가스 챔버(310) 및 청정 가스 챔버(312)로 분할된다.
생 가스 챔버(310)은 공급 가스 주입구(316)을 통해 접근가능하고, 상기 공급 가스 주입구(316)을 통해 생 가스가 생 가스 챔버(310)로 도입될 수 있다.
하우징(302)의 돔형 부분(306)은 청정 가스 출구(318)을 포함하고, 상기 청정 가스 출구(318)를 통해 청정 가스가 배출될 수 있다.
튜브 시트(314)는, 본 발명에 따른 복수의 캔들형 촉매 필터 모듈(330)을 수용하는 복수의 직사각형 개구부(320)을 포함한다.
캔들형 촉매 필터 모듈(330)은 도 5b에 보다 상세히 도시되어 있고, 상기 모듈의 상부 단부에는 외부로 연장하는 주변형 플랜지(332)를 포함하고, 상기 플랜지(332)는, 튜브 시트(314)의 개구부(320) 내에 촉매 필터 모듈(330)가 아래 방향으로 매달린 방식으로 실장되도록 하여준다.
개개의 촉매 필터 모듈(330)은, 공급 면 또는 상류 측부가 모두 도 5b에 도시된 좌측으로 향하고 서로의 위에 포개어진 5개의 단위체(334, 335, 336, 337 및 338)을 포함한다. 블록형 단위체(334 내지 338)는 도 1에서 도시한 바와 대략 동일한 구성배열을 가지므로, 여기에서는 이에 대한 보다 자세한 설명을 생략한다. 블록형 단위체(334 내지 338)는, 상기 단위체들을 함께 잡고 있고 공통의 청정 가스 채널(340)을 제공하는 공통의 프레임 구조(344)에서 조립될 수 있다. 공통의 프레임 구조(344)의 최상부 표면은 플랜지(332)를 일체형으로 내장할 수 있고 개구부(342)를 제공한다.
공급 측부 표면의 반대쪽에 있는 배출 측부 표면에서, 블록형 단위체(334 내지 338)가 공통의 청정 가스 수집 및 배출용 배열부로 덮여 있고, 상기 배열부는, 청정 가스를 청정 가스 챔버(312)로 배출하기 위해 그의 상부 단부(342)가 개방된 일 청정 가스 채널(340)으로 본질적으로 이루어진다. 도 1b에 도시하고 설명한 바와 유사하게, 필터 모듈(330)에는 필터 모듈의 전체 배출 측무 표면을 가로질러 연장하는 디스크형 안전 퓨즈 요소(도 5a 내지 5c에 미도시)가 제공될 수 있다.
캔들형 필터 모듈(330)이, 개별 필터 모듈(330)의 공급 측부가 이웃하는 필터 모듈(330)의 청정 가스 채널에 마주하는 병렬의 엇갈린 배열로 튜브 시트(314) 내에 배치된다.
따라서, 역펄싱시, 입상 물질이 필터 모듈의 블록형 단위체의 필터 요소에서 탈착될 때, 이웃하는 필터 모듈(330) 사이의 교차 오염이 일어나지 않을 수 있다.
개별 필터 모듈(330)의 재생을 위해 필터 시스템(300)이 역펄싱 시스템(350)을 포함하는데, 상기 역펄싱 시스템(350)은 돔형 덮게(306) 내에서 개별 필터 모듈(330)의 위에서 끝나는 복수의 공급선(354) 뿐만 아니라 압력 공급원(352)를 포함한다.
필터 모듈(330)의 필터 요소에서 탈착된 입상 물질은 집진성 원뿔형 하우징 부분(308) 내에 중력에 의해 수집된다.
도 6a에는 유사한 본 발명의 시스템인 제3 구현예를 도시한다.
도 6a에서, 본 발명의 촉매 필터 시스템(400)의 제3 구현예가 도시되어 있으며, 상기 시스템은 상부 단부가 반구형 덮게(406)에 의해 폐쇄되고 하부 단부에서 원뿔형 집진기(408)에 연결된 실린더형 벽 부분(404)으로 본질적으로 이루어지는 하우징(402)을 포함하는 것이다.
하우징(402)은, 상부 단부에서 실린더형 벽 부분(304)의 단면 전체에 걸쳐 이어지는 튜브 시트(414)에 의해 생 가스 챔버(410) 및 청정 가스 챔버(412)로 분할된다.
생 가스 챔버(410)는, 생 가스를 생 가스 챔버(410)로 도입시킬 수 있는 공급 가스 도입구(416)를 통해 접근가능하다.
하우징(402)의 돔형 부분(406)은 청정 가스를 배출할 청정 가스 출구(418)을 포함한다.
튜브 시트(414)는 본 발명에 따른 복수의 캔들형 필터 모듈(430)을 수용하는 복수의 직사각형 개구부(420)를 포함한다.
캔들형 필터 모듈(430)이 도 6b에서 보다 상세히 도시되어 있고, 상기 모듈의 상부 단부에는 외부로 연장하는 주변형 플랜지(432)를 포함하고, 상기 플랜지(432)는 튜브 시트(414)의 개구부(420) 내에서 필터 모듈(430)이 아래 방향으로 매달린 방식으로 실장되도록 하여준다.
개개의 필터 모듈(430)은, 서로의 위에 포개지고 등을 맞대고 위치한 5쌍의 블록형 단위체(434, 435, 436, 437 및 438)을 포함한다. 짝지어진 단위체들(434 내지 438)은 도 3에 도시된 바와 대략 동일한 구성배열을 가지므로, 여기에서는 이에 대한 보다 상세한 설명을 생략한다. 짝지어진 블록형 단위체들(434 내지 438)은 서로 접착, 용접 또는 소결될 수 있거나 또는 공통의 프레임 구조 내에 수용될 수 있다.
짝지어진 블록형 단위체들(434 내지 438) 모두에 공통인 일 청정 가스 채널(442)로 실질적으로 이루어진 청정 가스 수집 및 배출용 배열부(440)는, 청정 가스를 하우징(402)의 청정 가스 챔버(412)로 배출하기 위해 모듈(430)의 상부 단부에 개구부(444)와 함께, 등을 맞대고 위치한 단위체들 사이에 위치한다.
선택적으로, 필터 모듈(430)의 블록형 단위체에는, 도 3과 관련하여 이미 설명했던 바와 같이, 배출 측부 표면에 안전 퓨즈(미도시)가 제공될 수 있다.
캔들형 필터 모듈(430)은 도 6c에 나타나 있듯이, 병행의 엇갈린 배열로 튜브 시트(414)에 배치된다. 개별 필터 모듈의 공급 측부가 필연적으로 서로 마주할 것이기 때문에, 칸막이 플레이트(446)가 인접한 필터 모듈(430) 사이에 제공되었다.
블록형 단위체(434 내지 438)는, 상기 단위체들을 밀봉하여 함께 잡고 있고 공통의 청정 가스 채널(440)을 제공하는 공통의 프레임 구조(448)에서 조립된다. 프레임 구조(448)의 최상부 표면은 플랜지(432)를 일체형으로 내장할 수 있고 개구부(444)를 제공한다.
개별 필터 모듈(430)의 역펄싱을 위해, 필터 시스템(400)은 역펄싱 시스템(450)을 포함하는데, 상기 역펄싱 시스템(450)은 돔형 덮게(406) 내에서 개별 필터 모듈(430)의 위에서 끝나는 복수의 공급선(454) 뿐만 아니라 압력 공급원(452)을 포함한다.
필터 모듈(430)의 필터 요소에서 탈착한 입상 물질은 집진성 원뿔형 하우징 부분(408) 내에 중력에 의해 수집된다.
역펄싱시, 입상 물질이 필터 요소(430)에서 탈착될 때, 이웃하는 필터 모듈(430) 사이의 교차 오염이 일어날 수 없는데, 이는 그들의 공급면이 칸막이 플레이트(446)에 의해 가려져있기 때문이다.
예시적 디자인을 이용하여 관상 캔들 필터 모듈을 포함하는 종래 기술의 시스템과 비교함으로써, 본 발명의 이점을 보다 상세히 설명할 것이다.
제1 종래 기술의 시스템에서는, 외경 60 mm, 길이 2500 mm의 표준 기하구조를 갖는 7200개 필터 캔들에 의해 3325 m2의 필터 표면적이 제공된다. 이렇게 많은 수의 관상 필터 캔들을 수용하기 위해서는, 풋프린트(footprint)가 63.7 m2인(예를 들어, 3.5 m x 18.2 m의 직사각형 영역에 대응함)인 필터 용기가 필요하다. 풋프린트에 대한 여과 표면적의 비는 52로서 계산된다.
도 4a 타입의 본 발명의 시스템은 포개진 필터 모듈(204, 204', 204" ... 및 206, 206', 206" ...)을 사용하여 다음과 같이 실장될 수 있다:
필터 모듈 스택은 도 4a 내지 4c와 관련하여 기재한 바와 같이 4개 필터 모듈을 포함하고 높이가 4000 mm이다. 블록형 단위체들은 길이가 140 mm이고 관상 벽부의 정사각형의 단면적이 10 mm x 10 mm인 관상 벽부를 가진 필터 요소로 이루어진다.
약 3325 m2 이상의 필터 표면적을 제공하는데 필요한 모듈의 수는 128개이고, 17.5 m2 (예를 들어, 3.5 m x 5 m에 대응함)의 시스템용 풋프린트를 필요로 한다. 풋프린트에 대한 여과 표면적의 비는 190에 대응한다.
종래 기술의 시스템의 추가 예에서, 외경 60 mm, 길이 2500 mm의 표준 기하구조의 51개 관상 캔들형 필터 모듈을 사용하여 23.5 m2의 필터 표면적이 제공된다. 작동적으로 필요한 인접 필터 모듈 사이의 거리를 30 mm로 하여 상기 51개의 관상 캔들형 필터 모듈을 수용하는 하우징은 0.9 m3의 체적이 필요하다 (본 계산에서는 집진기가 차지하는 체적은 고려하지 않음). 이는 약 26의 체적에 대한 필터 표면적의 비에 대응한다.
140 mm의 필터 요소 길이 및 10 mm x 10 mm의 정사각형 관상 벽부를 갖는 도 1a에 도시한 바와 같은 필터 모듈을 작동적으로 수용하는 0.9 m3의 하우징 체적의 경우, 약 67 m2의 필터 표면적이 제공될 수 있다. 부피에 대한 여과 표면적의 계산된 비는 약 74이다.

Claims (28)

  1. 가스 여과용 필터 모듈로서, 상기 필터 모듈은 하나 이상의 블록(block)형 단위체를 포함하며, 각각의 상기 단위체는,
    생 가스 입구로서 제공되는 개방 제1 단부 및 폐쇄 제2 단부를 갖는 세로형 다공성 관상 벽부를 갖는 복수의 필터 요소로서, 상기 필터 요소들이 상기 관상 벽부와 동일 공간에 병렬 배향으로 배치되고, 상기 개방 제1 단부들이, 공급 측부로서 제공되는 상기 필터 모듈의 일 측부에 모두 위치하는 필터 요소, 및
    상기 필터 요소들과 동일 공간에 있고, 상기 필터 요소들에 대해 병렬 배향되며 상기 필터 요소들 사이에 규칙적으로 끼어들어 있는 복수의 청정 가스 덕트로서, 상기 청정 가스 덕트들은 일 단부에서 개방되어 청정 가스 출구를 형성하고 그 반대편 단부에서 폐쇄되고, 상기 청정 가스 덕트들의 폐쇄 단부들이 상기 필터 모듈의 공급 측부에 위치하는 반면, 그의 개방 단부들은 상기 필터 모듈의 공급 측부에 대해 반대편에 있는 상기 필터 모듈의 배출 측부에 인접하여 위치하는 청정 가스 덕트를 포함하고,
    여기서, 상기 필터 요소들의 상기 개방 제1 단부들 및 상기 청정 가스 덕트들의 상기 폐쇄 단부들이 블록형 단위체의 공급 측부 표면을 형성하고, 상기 청정 가스 덕트들의 상기 개방 단부들 및 상기 필터 요소들의 상기 폐쇄 단부들이 블록형 단위체의 배출 측부 표면을 형성하고,
    상기 필터 모듈이 상기 하나 이상의 단위체의 상기 청정 가스 덕트들의 청정 가스 출구들 모두를 가로질러 연장하고 상기 필터 모듈을 위한 청정 가스 배출 개구부를 제공하는 청정 가스 수집 및 배출용 배열부를 상기 배출 측부에서 추가로 포함하고, 상기 청정 가스 수집 및 배출용 배열부가 상기 청정 가스 덕트들의 상기 청정 가스 출구들과 유체 소통하는 하나 이상의 청정 가스 채널을 포함하고, 상기 하나 이상의 청정 가스 채널은 상기 청정 가스 덕트들의 상기 개방 단부로부터 상기 청정 가스 유동의 방향을 바꾸어 상기 배출 측부 표면의 수직면에 대해 횡방향으로 진행시키고,
    상기 청정 가스 수집 및 배출용 배열부의 하나 이상의 채널은, 상기 블록형 단위체(들)의 배출 측부 표면에 수직하는 방향에서의 간극(clearance)으로서 측정했을 때의 높이가, 상기 필터 요소의 상기 관상 벽부의 길이의 0.3 내지 0.5배의 범위이며,
    상기 필터 모듈은 그의 일 단부에 상기 청정 가스 수집 및 배출용 배열부에 의해 제공되는 상기 청정 가스 배출 개구부를 포함하고, 청정 가스가 상기 필터 모듈을 상기 청정 가스 배출 개구부를 통하여 탈출하는 방향은, 상기 배출 측부 표면의 수직선에 대해 30° 내지 90°의 각도인,
    필터 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 모듈이 캔들(candle)형 필터 모듈로서 디자인되는, 필터 모듈.
  5. 제4항에 있어서, 상기 캔들형 필터 모듈은 상기 일 단부에 실장 플랜지(mounting flange)를 포함하는, 필터 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 청정 가스 덕트들이 셋 이상의 상기 필터 요소의 관상 벽부의 세로 구획부에 의해 한정되는, 필터 모듈.
  7. 제6항에 있어서, 인접 필터 요소의 상기 관상 벽부들이 서로 직접 접촉하여 상기 관상 벽부들의 폐쇄 단부들과 개방 단부들 사이에서 상기 청정 가스 덕트들을 구획하는, 필터 모듈.
  8. 제1항에 있어서, 상기 필터 요소들의 상기 관상 벽부들의 단면이 다각형, 원형 또는 타원형인, 필터 모듈.
  9. 제1항에 있어서, 상기 관상 벽부들이 모서리 길이가 3 내지 20 mm인 정사각형의 면적에 대응하는 단면적을 갖는, 필터 모듈.
  10. 제1항에 있어서, 상기 필터 요소들의 상기 관상 벽부들의 길이가 300 mm 이하인, 필터 모듈.
  11. 제10항에 있어서, 상기 필터 요소들의 상기 관상 벽부들의 길이가 30 내지 200 mm인, 필터 모듈.
  12. 제1항에 있어서, 상기 관상 벽부들이 0.1 내지 150 ㎛의 평균 기공 크기를 갖는, 필터 모듈.
  13. 제1항에 있어서, 상기 관상 벽부들 및 상기 필터 요소들 또는 상기 청정 가스 덕트들의 상기 폐쇄 단부들이 0.1 내지 150 ㎛의 평균 기공 크기를 갖는, 필터 모듈.
  14. 제1항에 있어서, 상기 관상 벽부들 및 선택적으로 상기 필터 요소들 또는 상기 청정 가스 덕트들의 상기 폐쇄 단부들이 세라믹 재료, 금속 또는 플라스틱 재료로 만들어진, 필터 모듈.
  15. 제1항에 있어서, 상기 관상 벽부들 및 선택적으로 상기 필터 요소들 및 상기 청정 가스 덕트들의 상기 폐쇄 단부들이 세라믹 재료, 금속 또는 플라스틱 재료로 만들어진, 필터 모듈.
  16. 제1항에 있어서, 상기 필터 요소들의 상기 관상 벽부들이 상기 필터 모듈의 공급 측부 표면의 수직면에 대해 10°내지 60°의 각도로 배치되는, 필터 모듈.
  17. 제16항에 있어서, 상기 필터 요소들의 상기 관상 벽부들이 상기 필터 모듈의 공급 측부 표면의 수직면에 대해 30°내지 60°의 각도로 배치되는, 필터 모듈.
  18. 제1항에 있어서, 상기 청정 가스 수집 및 배출용 배열부의 하나 이상의 채널이 상기 필터 모듈의 상기 배출 측부의 표면에 대해 30°이상의 각도로 세로 방향으로 배향된, 필터 모듈.
  19. 제1항에 있어서, 상기 청정 가스 수집 및 배출용 배열부의 하나 이상의 채널이 상기 필터 모듈의 상기 배출 측부의 표면에 대해 60°이상의 각도로 세로 방향으로 배향된, 필터 모듈.
  20. 제1항에 있어서, 상기 블록형 단위체들이 상기 청정 가스 덕트들의 상기 개방 단부들을 가로질러 연장하는 안전 퓨즈 요소를 포함하는, 필터 모듈.
  21. 제1항에 있어서, 상기 청정 가스 수집 및 배출용 배열부의 하나 이상의 채널이 일 단부에서 폐쇄되고 그 반대편 단부에서 개방되고, 선택적으로는 상기 채널(들)의 상기 폐쇄 단부에서부터 상기 채널(들)의 반대쪽 상기 개방 단부까지 상기 채널(들)의 단면적이 증가하는, 필터 모듈.
  22. 필터 시스템으로서, 상기 필터 시스템은 하나 이상의 필터 모듈뿐만 아니라 생 가스와 청정 가스 챔버를 포함하는 하우징을 포함하고, 상기 하나 이상의 필터 모듈은 하나 이상의 블록형 단위체를 포함하고, 각각의 상기 단위체는,
    생 가스 입구로서 제공되는 개방 제1 단부 및 폐쇄 제2 단부를 갖는 세로형 다공성 관상 벽부를 갖는 복수의 필터 요소로서, 상기 필터 요소들이 상기 관상 벽부들과 동일 공간에 병렬 배향으로 배치되고, 상기 개방 제1 단부들이, 공급 측부로서 제공되는 상기 필터 모듈의 일 측부에 모두 위치하는 필터 요소들, 및
    상기 필터 요소들과 동일 공간에 있고, 상기 필터 요소들에 대해 병렬 배향되며 상기 필터 요소들 사이에 규칙적으로 끼어들어 있는 복수의 청정 가스 덕트로서, 상기 청정 가스 덕트들은 일 단부에서 개방되어 청정 가스 출구를 형성하고 그 반대편 단부에서 폐쇄되고, 상기 청정 가스 덕트들의 폐쇄 단부들이 상기 필터 모듈의 공급 측부에 위치하는 반면, 그의 개방 단부들은 상기 필터 모듈의 공급 측부에 대해 반대편에 있는 상기 필터 모듈의 배출 측부에 인접하여 위치하는 청정 가스 덕트들을 포함하고,
    여기서, 상기 필터 요소들의 상기 개방 단부들 및 상기 청정 가스 덕트들의 상기 폐쇄 단부들이 블록형 단위체의 공급 측부 표면을 형성하고, 상기 청정 가스 덕트들의 상기 개방 단부들 및 상기 필터 요소들의 상기 폐쇄 단부들이 블록형 단위체의 배출 측부 표면을 형성하고,
    상기 필터 모듈(들)이 상기 하나 이상의 단위체의 상기 청정 가스 덕트들의 청정 가스 출구들 모두를 가로질러 연장하고 상기 필터 모듈을 위한 청정 가스 배출 개구부를 제공하는 청정 가스 수집 및 배출용 배열부를 상기 배출 측부에서 추가로 포함하고, 상기 청정 가스 수집 및 배출용 배열부가 상기 청정 가스 덕트들의 상기 청정 가스 출구들과 유체 소통하는 하나 이상의 청정 가스 채널을 포함하고, 상기 하나 이상의 청정 가스 채널은 상기 청정 가스 덕트들의 상기 개방 단부로부터 상기 청정 가스 유동의 방향을 바꾸어 상기 배출 측부 표면의 수직면에 대해 횡방향으로 진행시키고,
    상기 필터 시스템의 상기 하우징은 생 가스 및 청정 가스 챔버로 분리된 내부 공간을 포함하고, 상기 필터 모듈(들)은 상기 내부 공간 내에 배치되고, 상기 모듈(들)의 공급 측부는 수직 배향하고, 상기 필터 모듈(들)의 공급 측부(들)는 상기 생 가스 챔버와 유체 소통하고, 상기 필터 모듈(들)의 청정 가스 배출용 개구부(들)는 상기 하우징의 상기 청정 가스 챔버와 유체 소통하고, 상기 필터 모듈(들)은 상기 하우징 내에 상기 공급 측부들이 병렬 배향되도록 수용되고, 상기 시스템은 선택적으로 역펄스 배열부를 포함하며,
    상기 필터 모듈이 제1항에 따른 필터 모듈인,
    필터 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 하우징은 상기 하우징의 내부를 상기 생 가스 및 청정 가스 챔버로 분리하는 시트를 포함하고, 상기 시트는 서로 병렬 배향하는 둘 이상의 상기 필터 모듈을 수용하는 개구부들을 포함하는, 필터 시스템.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 하나의 모듈의 공급 측부가 인접 모듈의 배출 측부와 마주보며, 선택적으로 상기 필터 모듈은 엇갈린 배열(staggered configuration)로 배치되는, 필터 시스템.
  25. 제22항 또는 제23항에 있어서, 하나의 모듈의 공급 측부가 인접 모듈의 공급 측부와 마주보며, 선택적으로 상기 시스템은 인접한 두 필터 모듈 사이에 위치한 칸막이 플레이트(partition plate)를 추가로 포함하는, 필터 시스템.
  26. 제22항 또는 제23항에 있어서, 둘 이상의 상기 필터 모듈이 공통의 래크(rack)에 실장되고, 선택적으로는 서로 유체 연결된 청정 가스 수집 및 배출용 배열부를 가지는, 필터 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 상기 시스템은 청정 가스 배출 채널을 포함하고, 상기 청정 가스 수집 및 배출용 배열부의 배출 단부가 청정 가스를 상기 청정 가스 배출 채널 내로 곧바로 공급하는, 필터 시스템.
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