KR101870328B1 - 복합화력 철산화물 처리가 가능한 롤 필터장치 - Google Patents

Abstract

롤 형상의 필터부재를 손쉽게 분리 및 결합할 수 있으며, 결합 시에는 보다 효과적으로 회전력을 전달하여 이를 회전시킬 수 있는 롤 필터장치가 제공된다. 롤 필터장치는 적어도 일측 단부가 회전이 가능한 축부재에 연결되어 지지되는 권취축, 권취축의 둘레에 권취되고 권취축과 함께 회전하여 감기거나 풀리는 롤 필터부재, 권취축의 축부재를 향하는 단부에 형성되는 제1커플러, 및 축부재의 권취축을 향하는 단부에 형성되는 제2커플러를 포함하여, 제1커플러와 제2커플러는 서로 착탈 가능하게 결합되고, 권취축과 축부재는 제1커플러와 제2커플러가 서로 결합되면 회전력을 전달하여 서로 동기화되어 회전한다.

Description

복합화력 철산화물 처리가 가능한 롤 필터장치{Roll filter apparatus capable of treating iron oxide of combined-cycle power plant}

본 발명은 롤 필터장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 롤 형상의 필터부재를 손쉽게 분리 및 결합할 수 있으며, 결합 시에는 보다 효과적으로 회전력을 전달하여 이를 회전시킬 수 있는 롤 필터장치에 관한 것이다.

오염물질을 배출하는 다양한 오염원이 존재한다. 폐가스를 배출하는 화학적 처리시설, 연료를 소비하여 동력을 만들어내는 구동설비나 전기를 생산하는 발전시설 등 여러 가지 산업적 시설물들로부터 오염물질이 배출되며, 황사와 같은 자연물도 대기를 오염시키는 오염원이 될 수 있다. 오염원으로부터 배출된 오염물질은 미세한 입자 형태로 대기 중에 분포하여 호흡기 질환을 비롯한 각종 병증을 유발할 수 있다.

기중에 분포하는 오염물질은 화학적, 물리적 처리과정을 동반하는 하나 이상의 방식으로 처리될 수 있다. 이 중 필터를 이용하여 오염물질을 분리하고 집진하는 처리방식은 적용이 쉽고 처리효율도 높아 다양한 분야에서 활용되고 있다. 대한민국 공개특허 제10-1991-0009318호에 필터의 일 예가 개시되어 있으며, 이러한 필터를 이용한 정화설비들이 여러 가지 형태로 설치되고 있다.

예를 들어, 독립된 낱장의 플레이트로 구성된 하나 또는 하나 이상의 필터를 포함하여 정화설비를 구성할 수 있다. 또한, 필터를 연속된 시트 형태로 형성하고 이를 축에 감아 롤 형상으로 정화설비 내부에 설치할 수 있다. 롤 형상의 필터는 축을 회전시켜 필터의 깨끗한 부분을 연속적으로 공급할 수 있으므로, 처리효율을 향상시키는 데 매우 유리할 수 있다.

그러나, 사용이 끝난 필터는 반드시 세척하거나 교환해 주어야만 하는 바, 롤 형상의 필터는 이러한 세척이나 교환이 용이하지 못한 문제가 있을 수 있다. 즉, 필터가 연속된 시트 형태로 길게 연장되어 있고, 롤 형태로 축에 감겨 있으므로, 이를 분리하기 어려워 적절한 시점에 필터를 세척하거나, 교환하지 못하는 등의 문제가 있다. 또한, 필터를 교환하여 재설치 하는 경우에도 축에 견고히 고정되지 못하여, 원활한 회전이 어렵거나 장치를 정상적으로 구동하기 어려운 등의 문제가 있었다.

대한민국 공개특허 제10-1991-0009318호, (1991.06.28), 도면 1

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 롤 형상의 필터부재를 손쉽게 분리 및 결합할 수 있으며, 결합 시에는 보다 효과적으로 회전력을 전달하여 이를 회전시킬 수 있는 롤 필터장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 롤 필터장치는, 적어도 일측 단부가 회전이 가능한 축부재에 연결되어 지지되는 권취축; 상기 권취축의 둘레에 권취되고 상기 권취축과 함께 회전하여 감기거나 풀리는 롤 필터부재; 상기 권취축의 상기 축부재를 향하는 단부에 형성되는 제1커플러; 및 상기 축부재의 상기 권취축을 향하는 단부에 형성되는 제2커플러를 포함하여, 상기 제1커플러와 상기 제2커플러는 서로 착탈 가능하게 결합되고, 상기 권취축과 상기 축부재는 상기 제1커플러와 상기 제2커플러가 서로 결합되면 회전력을 전달하여 서로 동기화되어 회전한다.

상기 권취축은, 일측 단부는 상기 권취축의 상방에 위치한 상기 축부재에 연결되고, 타측 단부는 상기 권취축의 하방에 위치하며 중력방향과 반대방향으로 개방되는 홈 형상의 수용부에 착탈 가능하게 삽입되어, 상기 제1커플러와 상기 제2커플러가 결합되면 지면과 수직한 방향으로 정렬될 수 있다.

상기 롤 필터장치는, 상기 롤 필터부재와 상기 수용부 사이의 상기 권취축 둘레를 따라 형성되고, 상기 제1커플러와 상기 제2커플러가 서로 결합되면 지면과 평행한 방향으로 정렬되어, 상기 롤 필터부재 하방에서 상기 롤 필터부재의 회전을 가이드하는 수평가이드부재를 더 포함할 수 있다.

상기 롤 필터장치는, 상기 롤 필터부재와 상기 제1커플러 사이의 상기 권취축 둘레를 따라 형성되어, 상기 롤 필터부재의 회전을 가이드하는 가이드부재를 더 포함할 수 있다.

상기 제1커플러 및 상기 제2커플러 중 적어도 하나는 빗면부를 포함하고, 상기 제1커플러와 상기 제2커플러는 상기 빗면부를 통해 적어도 일부가 빗면 접촉하여, 상기 제1커플러와 상기 제2커플러 결합시에 상기 제1커플러와 상기 제2커플러가 서로 접촉되면, 상기 축부재를 향하는 일측 단부로부터 상기 수용부를 향하는 타측 단부를 향하는 방향으로 상기 빗면부의 빗면을 따라서 상기 권취축의 운동방향이 전환될 수 있다.

상기 빗면부는 상기 제1커플러 및 상기 제2커플러 중 적어도 어느 하나의 접촉면에 평면 및 곡면 중 적어도 하나를 포함하는 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 롤 필터장치는, 상기 롤 필터부재와 인접한 상기 권취축의 일 측으로부터 상기 권취축의 둘레를 따라 형성되어, 상기 롤 필터부재의 회전을 가이드하는 가이드부재를 적어도 하나 더 포함할 수 있다.

상기 가이드부재는, 상기 권취축의 직경방향으로 확장되는 판 형상, 상기 권취축의 직경방향으로 연장되는 적어도 하나의 바를 포함하는 형상, 및 상기 권취축의 둘레에 연결되는 링 형상 중 적어도 하나의 형상을 포함하는 형상으로 형성될 수 있다.

상기 판 형상은 복수 개의 관통공이 형성된 다공성의 판 형상을 포함하는 형상일 수 있다.

상기 제1커플러 및 상기 제2커플러는 서로 대향되는 위치에 적어도 하나의 평면으로 형성되는 제1평면부 및 제2평면부를 각각 포함하고, 상기 제1평면부와 상기 제2평면부가 서로 면대 면으로 접촉하여 회전력을 전달할 수 있다.

상기 제1평면부는 상기 권취축의 회전중심을 가로지르는 평면으로 형성되고, 상기 제2평면부는 상기 축부재의 회전중심을 가로지르는 평면으로 형성되며, 상기 제1커플러 및 상기 제2커플러는 상기 권취축 및 상기 축부재의 회전중심을 사이에 두고 서로 반대편에 위치하는 횡단면이 반원 형상인 돌기로 형성될 수 있다.

상기 제1커플러 및 상기 제2커플러 중 어느 하나는 볼록하게 돌출된 부분을 포함하고, 다른 하나는 오목하게 만입된 부분을 포함하여 상기 제1커플러와 상기 제2커플러가 요철 결합하되, 상기 제1평면부는 상기 제1커플러의 돌출된 부분의 표면을 따라서 형성되고, 상기 제2평면부는 상기 제2커플러의 만입된 부분의 표면을 따라서 형성되거나, 또는 상기 제1평면부는 상기 제1커플러의 만입된 부분의 표면을 따라서 형성되고, 상기 제2평면부는 상기 제2커플러의 돌출된 부분의 표면을 따라서 형성될 수 있다.

상기 롤 필터장치는, 상기 권취축과 상기 축부재의 사이에 착탈 가능하게 결합되고, 적어도 일부가 상기 제1평면부와 상기 제2평면부를 관통하여 고정되는 결합부재를 더 포함할 수 있다.

상기 제1커플러 및 상기 제2커플러는 적어도 하나가 자기력을 발생시키는 자력생성부를 포함하여 자기력에 의해 서로 결합될 수 있다.

상기 자력생성부는 자기력의 세기 및 방향을 조절 가능한 전자석을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제1커플러 및 상기 제2커플러 각각은, 상기 자력생성부가 발생시킨 자기력의 자기력선 방향으로 돌출되어 서로 치합되는 복수 개의 치(teeth)로 이루어진 치합부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1커플러 및 상기 제2커플러 중 어느 하나는 하우징 및 상기 하우징에 착탈 가능하게 결합되는 커버부를 포함하여 형성되고, 다른 하나는 상기 하우징과 상기 커버부의 사이에 삽입되어 고정될 수 있다.

상기 롤 필터부재는, 탄력적으로 굴절 가능한 소재로 이루어진 보강부를 포함하여 형성된 것일 수 있다.

상기 롤 필터부재는, 점착성을 갖는 물질로 이루어진 점착부를 포함하여 형성된 것일 수 있다.

상기 롤 필터장치는, 상기 제1커플러 및 상기 제2커플러의 둘레에 착탈 가능하게 결합되어 상기 제1커플러와 상기 제2커플러를 상호 고정하는 고정편을 더 포함할 수 있다.

상기 롤 필터장치는, 상기 권취축 및 상기 축부재 중 적어도 하나에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 권취축 및 상기 축부재 중 적어도 하나를 따라 이동하여 상기 제1커플러 및 상기 제2커플러 둘레에 밀착되는 고정링을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 롤 형상의 필터부재를 손쉽게 분리하여 세척하거나, 교환하여 재결합할 수 있다. 따라서, 필터부재에 포집된 오염물질이 적정수준을 초과하지 않도록 관리하거나 장치의 오염물질 처리수준을 최적의 상태로 유지하는 등 장치의 운용이 매우 원활하게 이루어질 수 있다. 또한, 분리 및 결합이 자유로우면서도 견고하게 고정되고 회전력 전달이 용이한 착탈 구조를 이용하여, 롤 형상의 필터부재가 결합된 상태에서 매우 안정적으로 회전할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 롤 필터장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 롤 필터장치의 커플러의 정면도이다.
도 3은 도 2의 커플러 부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 커플러의 분리결합과정을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 커플러가 결합하여 회전하는 모습을 도시한 작동도이다.
도 6은 도 1의 롤 필터장치의 커플러의 변형례를 도시한 정면도이다.
도 7은 도 6의 커플러 부분의 분리결합과정을 도시한 사시도이다.
도 8은 도 1의 롤 필터장치의 커플러의 또 다른 변형례를 도시한 커플러 부분의 단면도이다.
도 9는 도 1의 롤 필터장치의 롤 필터부재의 구조를 그 일부에 대해 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 롤 필터부재의 단면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 롤 필터부재의 변형례를 도시한 단면도이다.
도 12는 도 1의 롤 필터장치의 가이드부재의 변형례를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 의한 롤 필터장치의 정면도이다.
도 14는 도 13의 롤 필터장치의 수용부와 권취축 및 커플러 상호간의 분리결합과정을 도시한 작동도이다.
도 15는 도 13의 롤 필터장치의 커플러의 변형례를 보다 상세히 도시한 작동도이다.
도 16은 본 발명의 제3실시예에 의한 롤 필터장치의 사시도이다.
도 17은 도 16의 롤 필터장치의 커플러가 분리된 상태를 예시한 정면도이다.
도 18은 도 17의 롤 필터장치의 커플러의 변형례를 도시한 정면도이다.
도 19는 도 18에 도시된 커플러의 결합상태를 도시한 부분확대도이다.
도 20은 본 발명의 제4실시예에 의한 롤 필터장치의 일부를 도시한 사시도이다.
도 21은 도 20의 롤 필터장치의 커플러가 서로 결합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 22는 본 발명의 제5실시예에 의한 롤 필터장치의 수용부와 권취축 및커플러 상호간의 분리결합과정을 도시한 정면도이다.
도 23은 본 발명의 제6실시예에 의한 롤 필터장치의 정면도이다.
도 24는 도 23의 롤 필터장치의 고정편의 결합과정을 도시한 사시도이다.
도 25는 도 23의 롤 필터장치의 고정링이 형성된 변형례를 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명의 롤 필터장치는 하나 이상의 열 사이클을 조합하여 발전하는 복합화력 발전플랜트(combined-cycle power plant)에서 사용되는 것일 수 있다. 또한, 본 발명의 롤 필터장치는 이러한 발전플랜트의 운전과정에서 부산물로 생성되는 각종 철산화물(Iron-oxide)을 처리하기 위한 것일 수 있다. 이하, 명세서 상에서 '오염물질'은 이러한 '철산화물'을 포함하는 의미로 사용된다. '복합화력 철산화물'은 복합화력 발전플랜트에서 발생하여, 처리대상이 되는 기체 중 포함되는 철산화물을 의미한다.

본 발명의 필터장치는 복합화력 철산화물의 처리가 가능한 것일 수 있다. 그러나, 본 발명의 롤 필터장치는 철산화물 처리에 제한되는 것은 아니다.

이하, 도 1 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 의한 롤 필터장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 롤 필터장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 롤 필터장치의 정면도이며, 도 3은 도 2의 커플러 부분을 확대하여 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 의한 롤 필터장치(1)는 적어도 일측 단부가 회전이 가능한 축부재(200)에 연결되어 지지되는 권취축(100), 권취축(100)의 둘레에 권취되고 권취축(100)과 함께 회전하여 감기거나 풀리는 롤 필터부재(10), 권취축(100)의 축부재(200)를 향하는 단부에 형성되는 제1커플러(110), 및 축부재(200)의 권취축(100)을 향하는 단부에 형성되는 제2커플러(210)를 포함한다. 제1커플러(110)와 제2커플러(210)는 착탈 가능하게 결합되며, 권취축(100)과 축부재(200)는 제1커플러(110)와 제2커플러(210)가 서로 결합되면 회전력을 전달하여 서로 동기화되어 회전한다.

본 발명의 제1실시예에 의한 롤 필터장치(1)는 권취축(100)의 둘레에 롤 형태로 필터가 권취되어 회전하는 구조이며, 권취축(100)이 축부재(200)와 같은 회전 가능한 지지체에 의해 연결되어 지지되는 구조이다. 이 때, 필터가 감겨있는 권취축(100)과 이를 지지하는 지지체인 축부재(200) 사이에는 서로 착탈이 가능하게 결합되는 커플러구조가 형성되어 있어, 필터는 축과 함께 지지체로부터 분리되어 용이하게 교환이 가능하다.

또한, 커플러구조는 서로 용이하게 착탈이 가능할 뿐만 아니라 결합시에는 서로 면밀히 밀착되어 효과적으로 회전력을 교환할 수 있도록 구성된다. 따라서, 권취축(100)은 축부재(200)와 용이하게 분리 결합이 가능하되, 결합시에는 서로 일체화되어 매우 원활하게 회전할 수 있다.

즉, 본 발명의 제1실시예에 의한 롤 필터장치(1)는 분리 가능한 구조로, 롤 필터부재(10)의 세척, 교환, 및 그 밖의 유지보수 등과 관련한 관리가 효율적으로 이루어질 수 있는 특징이 있고, 착탈이 가능한 구조를 포함하고 있으면서도 결합시에는 안정적으로 회전하여 깨끗한 필터를 처리설비 등의 내부로 원활하게 공급할 수 있는 특징을 가지고 있다. 또한, 롤 필터장치(1)는 권취축(100)과 함께 회전하는 가이드부재(120)를 이용하여 롤 필터부재(10)가 정렬된 상태를 유지하면서 원활히 회전하도록 용이하게 가이드 할 수 있는 등의 특징 등도 가지고 있다. 이하, 이러한 롤 필터장치(1)에 대해 각 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.

권취축(100)은 적어도 일측 단부가 회전이 가능한 축부재(200)에 연결되어 지지된다. 권취축(100) 둘레에는 롤 필터부재(10)가 권취되며, 롤 필터부재(10)의 회전중심이 되는 곳에 권취축(100)이 위치할 수 있다. 권취축(100)의 단부는 도 1에 도시된 바와 같이 롤 필터부재(10)의 외측으로 노출되어 축부재(200) 등에 연결될 수 있다.

권취축(100)은 도시된 바와 같이 원통형상으로 형성될 수 있으나 이로써 한정될 필요는 없다. 권취축(100)은 롤 필터부재(10)를 권취 가능하고 회전이 가능한 형상, 예를 들면, 각진 모서리 등을 포함하는 바(Bar) 등의 형상으로 다양하게 변형될 수 있다. 권취축(100)은 롤 필터부재(10)를 둘레에 롤 형태로 감아 지지하며, 회전방향에 따라서 이를 감아서 회수하거나, 또는 풀어서 공급하는 역할을 할 수 있다. 축부재(200)등을 통해 권취축(100)에 직접 구동력이 전달되는 경우 권취축(100)은 구동축의 역할을 할 수 있으며, 그렇지 않은 경우 권취축(100)은 피동축의 역할을 할 수도 있다.

축부재(200)는 회전이 가능하게 형성되며, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 쌍으로 형성되어 권취축(100)의 양 단부와 각각 연결될 수 있다. 각각의 축부재(200)는 일 측 단부가 권취축(100)을 향하도록 배치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 각 축부재(200)의 타측 단부는 롤 필터장치(1)가 설치되는 공간 주변의 프레임 등에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 축부재(200)는 프레임 등에 결합된 상태로 고정될 수도 있으나, 권취축(100)과 용이하게 분리되도록 길이 방향으로 일부가 움직일 수 있게 형성될 수도 있다. 필요한 경우, 축부재(200)는 모터 등의 구동장치와 연결되어 구동력을 제공하도록 형성될 수도 있다.

한편, 도면상에 축부재(200)가 쌍으로 형성된 예가 도시되었으나, 이로써 한정될 필요는 없다. 축부재(200)는 단독으로 형성되어 권취축(100)의 일 측 단부에만 연결될 수도 있다. 그러한 경우, 권취축(100)의 타 측 단부는 수용부(도 13 및 도 14의 400참조)와 같은 또 다른 형태의 회전이 가능하게 지지하는 지지구조와 연결되어 지지될 수 있다. 이에 대해서는 후술하는 제2실시예에서 좀 더 상세히 설명한다.

권취축(100)의 축부재(200)를 향하는 단부에는 제1커플러(110)가 형성되고, 축부재(200)의 권취축(100)을 향하는 단부에는 제2커플러(210)가 형성된다. 제1커플러(110)및 제2커플러(210)는 서로 착탈이 가능하게 결합되며, 상호간에 회전력을 용이하게 전달할 수 있는 구조를 포함한다. 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, 제1커플러(110) 및 제2커플러(210)는 서로 대향되는 위치에 적어도 하나의 평면으로 형성되는 제1평면부(111) 및 제2평면부(211)를 각각 포함하고, 제1평면부(111)와 제2평면부(211)가 서로 면대 면으로 접촉하여 회전력을 효과적으로 전달할 수 있다. 도시되지 않았지만, 제1커플러(110) 및 제2커플러(210)의 사이에는 나사나 핀, 또는 그 밖의 체결부재를 삽입하여 분리되지 않도록 고정하는 것이 가능하다. 제1커플러(110) 및 제2커플러(210)에 대해서는 후술하여 좀 더 상세히 설명한다.

롤 필터부재(10)는 권취축(100)의 둘레에 권취되어 권취축(100)과 함께 회전하며 권취축(100)의 회전방향에 대응하여 감기거나 풀릴 수 있다. 롤 필터부재(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 일단부가 일직선 상으로 연장되어 오염물질이 함유된 가스가 유동하는 유동로 등의 내부로 향하도록 배치될 수 있다. 롤 필터부재(10)는 예를 들어, 부직포 등과 같은 직물이 시트 형태로 가공되어 권취축(100) 둘레에 권취된 것일 수 있으나 이로써 한정될 것은 아니며, 오염물질을 여과집진 할 수 있는 다양한 재질로 롤 필터부재(10)가 형성될 수 있다. 집진대상 오염물질의 입자 크기나 종류, 오염물질의 양 등에 대응하여 롤 필터부재(10)의 재료는 다양하게 변화될 수 있다.

권취축(100)에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 가이드부재(120)가 적어도 하나 형성될 수 있다. 가이드부재(120)는 롤 필터부재(10)와 인접한 권취축(100)의 일 측으로부터 권취축(100)의 둘레를 따라 형성되어, 롤 필터부재(10)의 회전을 가이드할 수 있다. 가이드부재(120)는 하나 또는 하나 이상이 형성될 수 있으며, 도시된 바와 같이 권취축(100)의 직경방향으로 확장되는 판 형상으로 형성될 수 있다. 가이드부재(120)는 인접한 롤 필터부재(10)의 단부와 접촉하면서 회전하는 롤 필터부재(10)를 정렬시키고, 이를 통해 롤 필터부재(10)가 불규칙하게 감기거나 풀리는 것을 방지할 수 있다. 가이드부재(120)는 도시된 바와 같은 원판 형상으로 한정되지 않으며, 여러 가지 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 또한, 가이드부재의 크기 및 두께 등도 롤 필터부재(10)의 권취된 크기, 무게, 회전속도 등을 감안하여 그에 알맞게 조절될 수 있다. 롤 필터부재(10) 및 가이드부재(120)에 대해서도 후술하여 좀 더 상세히 설명하도록 한다.

이하, 도 4 내지 도 8을 참조하여, 제1커플러와 제2커플러의 구성, 작용, 변형례 등에 대해서 좀 더 상세히 설명한다.

도 4는 도 3의 커플러의 분리결합과정을 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 커플러가 결합하여 회전하는 모습을 도시한 작동도이며, 도 6은 도 1의 롤 필터장치의 커플러의 변형례를 도시한 정면도이다. 도 7은 도 6의 커플러 부분의 결합과정을 도시한 사시도이고, 도 8은 도 1의 롤 필터장치의 커플러의 또 다른 변형례를 도시한 커플러 부분의 단면도이다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1커플러(110)는 제1평면부(111)를 포함하여 형성되고, 제2커플러(210)는 제2평면부(211)를 포함하여 형성될 수 있다. 제1평면부(111)와 제2평면부(211)는 서로 대향되는 위치에 하나 또는 하나 이상의 평면으로 형성될 수 있다. 도 4의 (a)에는 각각 단일한 하나의 평면으로 형성되는 제1평면부(111) 및 제2평면부(211)가 도시되었다.

제1커플러(110) 및 제2커플러(210)는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 서로 접하여 결합될 수 있다. 즉, 제1커플러(110) 및 제2커플러(210)는 제1평면부(111)와 제2평면부(211)가 서로 완전히 중첩되어 면밀히 밀착되는 형태로 결합되며, 이를 통해 면대 면으로 접촉하여 회전력을 효과적으로 전달할 수 있다. 예를 들면, 축부재(200)의 회전에 따라 제2커플러(210)의 제2평면부(211)가 회전하고, 제2평면부(211)가 이와 밀착된 제1평면부(111)를 통해 면대 면으로 접촉하여 회전력을 전달하고, 이를 통해 제1평면부(111)를 포함하는 제1커플러(110)와 권취축(100)이 축부재(200)와 동기화되어 회전할 수 있다.

특히, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 제1평면부(111)는 권취축(100)의 회전중심(c)을 가로지르는 평면으로 형성되고, 제2평면부(211)는 축부재(200)의 회전중심(c)을 가로지르는 평면으로 형성될 수 있다. 따라서, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 제1평면부(111)와 제2평면부(211)가 서로 접촉하여 중첩됨으로써 권취축(100)과 축부재(200) 상호간의 회전중심(C)을 일치시킬 수 있다. 즉, 제1커플러(110)와 제2커플러(210)의 결합에 의해 도 5에 도시된 바와 같이 제1평면부(111)와 제2평면부(211)가 회전중심(C)을 사이에 두고 면밀히 밀착되며, 권취축(100) 및 축부재(200) 중 어느 하나가 회전하면서 가하는 회전력(토크)이 밀착된 면을 통해 다른 하나에 온전하게 전달될 수 있다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이 일치된 회전중심(C)을 기준으로 면과 면이 접촉하여 회전중심(C)을 사이에 두고 서로 반전되는 방향으로 제1평면부(111)와 제2평면부(211) 사이에서 매우 효과적인 힘의 교환이 이루어질 수 있다. 이로 인해 권취축(100)과 축부재(200) 전체가 하나의 축과 같이 동기화되어 움직이고, 회전력을 상호 전달하여 매우 안정적으로 회전할 수 있다. 제1평면부(111)와 제2평면부(211)의 크기, 제1평면부(111) 및 제2평면부(211)와 회전중심(C) 상호간의 위치관계 변화 등에 따라서 회전력의 전달효과는 다소간 변화될 수 있다.

회전력은 제1커플러(110)와 제2커플러(210)가 서로 결합되어 제1평면부(111)와 제2평면부(211)가 서로 밀착된 상태를 유지하는 동안 지속적으로 전달된다. 따라서, 권취축(100)과 축부재(200)는 인위적으로 제1커플러(110)와 제2커플러(210)를 분리하기 전까지 매우 안정적으로, 일체화되어 회전하는 것이 가능하다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1커플러(110) 및 제2커플러(210)는 권취축(100) 및 축부재(200)의 회전중심(C)을 사이에 두고 서로 반대편에 위치하는 횡단면이 반원 형상인 돌기로 형성되어, 밀착된 상태로 하나의 축과 같이 작용할 수 있다. 따라서 회전관성을 일정하게 유지하고 보다 안정적인 회전을 유도하는 것이 가능하다.

한편, 제1커플러(110) 및 제2커플러(210)는 도 6에 도시된 바와 같이, 서로 요철 결합하는 방식으로 결합되도록 변형될 수도 있다. 즉, 제1커플러(110) 및 제2커플러(210) 중 어느 하나는 볼록하게 돌출된 부분(110a)을 포함하고, 다른 하나는 오목하게 만입된 부분(210a)을 포함하여 제1커플러(110)와 제2커플러(210)가 요철 결합하도록 형성될 수 있다.

이 때, 제1평면부(도 7의 111참조)는 제1커플러(110)의 돌출된 부분의 표면을 따라서 형성되고 제2평면부(211)는 제2커플러(210)의 만입된 부분의 표면을 따라서 형성되거나, 또는, 제1평면부(111)는 제1커플러(110)의 만입된 부분의 표면을 따라서 형성되고 제2평면부(도 7의 211참조)는 제2커플러(210)의 돌출된 부분의 표면을 따라서 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 제1커플러(110)에 돌출된 부분(110a)이 형성되고, 제2커플러(210)에 만입된 부분(210a)이 형성된 경우, 도시된 바와 같이 상기 돌출된 부분(110a)의 표면을 따라서 제1평면부(111)가 형성되고, 상기 만입된 부분(210a)의 표면을 따라서 제2평면부(211)가 형성될 수 있다.

이러한 경우 제1평면부(111) 및 제2평면부(211)는 볼록한 부분이나 만입된 부분의 표면을 따라서 각각 하나 이상의 평면으로 이루어질 수 있다. 따라서, 제1커플러(110)와 제2커플러(210)가 서로 결합되면, 도 7의 (b)와 같이 제1평면부(111) 및 제2평면부(211)는 각각 하나 이상의 면을 통해서 서로 밀착되고 보다 안정적으로 결합상태를 유지할 수 있다.

한편, 제1커플러(110) 및 제2커플러(210)는 도 8에 도시된 바와 같이, 제1평면부(111)와 제2평면부(211)를 관통하여 고정되는 결합부재(300)를 이용하여 고정될 수도 있다. 즉, 권취축(100)과 축부재(200)의 사이에 착탈 가능하게 결합되고, 적어도 일부가 제1평면부(111)와 제2평면부(211)를 관통하여 고정되는 결합부재(300)를 이용하여 제1커플러(110) 및 제2커플러(210) 상호간의 결합상태를 보다 견고하게 유지할 수 있다.

예를 들어, 도 8의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 제1평면부(111) 및 제2평면부(211)가 각각 하나 이상의 평면으로 이루어지는 경우 도 8의 (a) 처럼 결합부재(300)가 제1평면부(111)를 이루는 어느 하나의 평면과 제2평면부(211)를 이루는 다른 하나의 평면을 관통하여 결합되도록 할 수 있다. 또한, 도 8의 (b)와 같이 복수 개의 결합부재(300)를 이용하여, 제1평면부(111) 및 제2평면부(211)를 이루는 각 평면을 모두 관통하여 결합할 수도 있다. 이와 같이 결합부재(300)로 제1평면부(111)와 제2평면부(211)를 보다 면밀히 밀착시켜 견고히 고정할 수 있다. 결합부재(300)는 예를 들면, 핀이나, 나사와 같이 평면을 관통하여 고정될 수 있는 부재로 형성될 수 있다.

도 8을 참조하면, 권취축(100)의 제1커플러(110)에 만입된 부분(110b)이 형성되고, 축부재(200)의 제2커플러(210)에 돌출된 부분(210b)이 형성될 수 있으며, 결합부재(300)의 단부를 수용하기 위한 홈부(310)가 제1평면부(111) 및 제2평면부(211) 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다. 즉, 전술한 요철구조는 제1커플러(110) 및 제2커플러(210) 중 어느 하나에 돌출된 부분이 형성되고 다른 하나에 만입된 부분이 형성되는 것으로, 도 8에 도시된 바와 같이 돌출된 부분과 만입된 부분의 위치는 변경될 수 있다. 또한, 돌출된 부분의 두께나, 만입된 부분의 내측에 형성되는 간격 등도 도 8의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 필요에 따라 적절히 조절될 수 있다. 또한, 결합부재(300)는 전술한 바와 같이 반원형의 단면을 갖는 커플러의 구조에도 얼마든지 적용될 수 있는 것으로, 이와 같이 형성되는 제1커플러(110) 및 제2커플러(210)를 이용하여 권취축(100)과 축부재(200)를 매우 용이하게 분리 및 결합하고 안정적으로 회전시킬 수 있다.

이하, 도 9 내지 도 12를 참조하여, 롤 필터부재 및 가이드부재의 구성, 작용, 변형례 등에 대해서 좀 더 상세히 설명한다.

도 9는 도 1의 롤 필터장치의 롤 필터부재의 구조를 그 일부에 대해 도시한 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 롤 필터부재의 단면도이며, 도 11은 도 10에 도시된 롤 필터부재의 변형례를 도시한 단면도이다. 도 12는 도 1의 롤 필터장치의 가이드부재의 변형례를 도시한 사시도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 롤 필터부재(10)는 탄력적으로 굴절 가능한 소재로 이루어진 보강부(11)를 포함하여 형성될 수 있다. 즉, 롤 필터부재(10)는 시트 형태로 구성되어 권취축(100) 둘레에 권취되는 것이되, 반드시 전술한 직물 등의 재질만으로 구성될 필요는 없다. 롤 필터부재(10)는 보강부(11)를 포함함으로써 굴절이 가능하면서도 강성이 증가되는 매우 유용한 효과를 얻을 수 있다.

보강부(11)는 도 9에 도시된 바와 같이 와이어(11a) 및 메쉬부재(11b) 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 와이어(11a)나 메쉬부재(11b)는 예를 들어, 금속, 고분자물질 등 탄성과 소성을 함께 가지는 하나 또는 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다. 이를 통해 유연하게 변형되면서도 탄력적으로 복원이 가능한 롤 필터부재(10)를 형성할 수 있다.

이러한 롤 필터부재(10)는 도 10에 도시된 바와 같이 오염물질을 함유한 가스(G)가 유동하면서 압력을 가하는 경우에도 유연하게 변형 및 복원되면서 이를 해소할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 롤 필터부재(10)의 일측 단부가 일직선 상으로 펼쳐져 유동로 내부로 진입되고, 오염물질을 함유한 가스(G)와 접촉할 수 있다. 이 때 가스(G)가 가하는 압력이 불규칙하게 변동하거나 과도하게 커질 수 있는 바 이를 보강부(11)의 탄력을 이용하여 용이하게 해소할 수 있다.

뿐만 아니라, 보강부(11)는 도 10에 도시된 바와 같이 롤 필터부재(10)의 펼쳐진 길이방향(도 10의 가로방향)을 따라 연장되어 강성을 증가시키므로, 회전에 의해 장력이 커지는 경우에도 끊어지거나 파손되지 않도록 롤 필터부재(10)를 보호할 수 있다. 보강부(11)는 도 10에 도시된 바와 같이 롤 필터부재(10)의 시트형상으로 펼쳐진 몸체(10a) 내측에 삽입될 수 있으며 박음질 등의 방식으로 견고하게 고정될 수 있다.

한편, 롤 필터부재(10)는 도 11에 도시된 바와 같이 점착성을 갖는 물질로 이루어진 점착부(12)를 포함하여 형성될 수도 있다. 점착부(12)는 예를 들어, 실리콘계 화합물 등을 포함하여 이루어질 수 있으며, 롤 필터부재(10)의 몸체(10a) 표면 등을 따라서 형성될 수 있다. 점착부(12)는 점착성을 이용하여 가스(G)에 함유된 미세한 오염물질도 보다 용이하게 분리하고 포집할 수 있으며, 이를 통해 집진 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 점착부(12)는 도시된 바와 같이 층을 이루어 형성될 수 있으나 이로써 한정될 필요는 없으며, 롤 필터부재(10)의 전체 또는 일부에 별도의 층을 이루지 않고 형성될 수도 있다. 예를 들면, 롤 필터부재(10)의 적어도 일부를 점착물질에 침지시켜 점착물질을 몸체(10a) 내부로 침투시키고, 몸체(10a) 내부에 형성된 기공 등의 주위로 점착물질을 코팅시켜 점착부(12)를 형성하는 것이 가능하다.

롤 필터부재(10)는 도 11에 도시된 바와 같이 점착부(12) 및 보강부(11)를 모두 포함하는 형태로 형성될 수 있으나 이로써 한정될 필요는 없고, 점착부(12) 및 보강부(11) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 필요에 따라서는 롤 필터부재(10)를 점착부(12)나 보강부(11) 없이 형성하는 것도 가능하다.

도 12를 참조하면, 가이드부재(120a, 120b, 120c)는 권취축(100)의 직경방향으로 확장되는 판 형상, 권취축(100)의 직경방향으로 연장되는 적어도 하나의 바(121)를 포함하는 형상, 및 권취축(100)의 둘레에 연결되는 링(122) 형상 중 적어도 하나의 형상을 포함하는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이 부채꼴 모양의 판 형상으로 형성되는 가이드부재(120a)를 형성할 수 있고, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 권취축(100)의 직경방향으로 연장되는 바(121)와 권취축(100)의 둘레에 연결되는 링(122)을 포함하는 형상 등으로 가이드부재(120b)를 형성할 수도 있다.

또한, 판 형상으로 형성하되 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이, 복수 개의 관통공(123)이 형성된 다공성 판 형상으로 가이드부재(120c)를 형성할 수도 있다. 즉, 판 형상은 원판 형상, 부채꼴 판 형상, 다각형 판 형상뿐만 아니라, 관통공(123)이 형성된 다공성의 판 형상 등도 다양하게 포함한다. 즉, 가이드부재(120a, 120b, 120c)는 전술한 원판형상의 가이드부재(도 1의 120참조)에 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있다.

이와 같이 여러 가지 다양한 형상의 가이드부재(120a, 120b, 120c)를 필요에 따라 알맞게 적용하여 회전하는 롤 필터부재(도 1의 10참조)를 보다 효율적으로 정렬시킬 수 있다. 또한, 부채꼴 형상의 서로 분리된 부분의 사이, 바(121)와 링(122)의 사이, 관통공(123)의 사이 등으로는 가스를 통과시켜 가스의 흐름을 방해하지 않도록 하고 보다 원활하게 가스에 함유된 오염물질 등을 처리할 수 있다.

이하, 도 13 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 의한 롤 필터장치에 대해 상세히 설명한다. 설명이 간결하고 명확하도록 전술한 실시예와 차이 나는 부분에 대해서 중점적으로 설명하고 별도로 언급되지 않는 부분에 대해서는 전술한 설명으로 설명을 대신하도록 한다.

도 13은 본 발명의 제2실시예에 의한 롤 필터장치의 정면도이고, 도 14는 도 13의 롤 필터장치의 수용부와 권취축 및 커플러 상호간의 분리결합과정을 도시한 작동도이며, 도 15는 도 13의 롤 필터장치의 커플러의 변형례를 보다 상세히 도시한 작동도이다. 각 도면에서 구조물(S) 부분은 단면으로 도시되었다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 의한 롤 필터장치(1-1)는, 권취축(100)의 일측 단부는 권취축(100)의 상방에 위치한 축부재(200)에 연결되고, 타측 단부는 권취축(100)의 하방에 위치하며 중력방향과 반대방향으로 개방되는 홈 형상의 수용부(400)에 착탈 가능하게 삽입될 수 있다. 이를 통해 권취축(100)은 도시된 바와 같이 제1커플러(110-1)와 제2커플러(210-1)가 결합되면 지면과 수직한 방향으로 정렬될 수 있다.

이러한 경우, 수용부(400)에 삽입되는 권취축(100)의 타측 단부(도 13 및 도 14의 권취축 하단부)에는 전술한 커플러 구조를 형성할 필요가 없으며, 수용부(400)에 삽입되어 용이하게 회전할 수 있도록 매끈한 면으로 가공하는 것이 바람직할 수 있다. 필요한 경우에는 베어링을 설치하여 수용부(400) 내측에서 보다 용이하게 회전하도록 형성하는 것도 가능하다.

특히, 도 13 및 14에 도시된 바와 같이, 권취축(100)은 축부재(200)에 지지되는 일측 단부가 중력 반대방향(도면상의 위쪽을 향하는 방향)을 향하고, 수용부(400)에 의해 지지되는 타측 단부는 중력 방향(도면 상의 아래쪽을 향하는 방향)을 향하도록 지면(도면 상의 가로 방향)에 대해 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 도면 상에서 지면의 방향은 가로 방향이며 수용부(400)는 지면을 따라 놓인 지지프레임 등의 구조물(S)에 형성된 것으로 도시되었다. 이와 같이 권취축(100)을 수직방향으로 정렬하고 수용부(400)를 중력방향을 따라 권취축(100)의 하방에 배치하여, 권취축(100) 및 권취축(100)에 권취된 롤 필터부재(10) 전체의 하중이 수용부(400)에 집중되도록 구성할 수 있다.

수용부(400)는 지지프레임 등 롤 필터장치(1-1)가 설치되는 공간 주변의 구조물(S)에 만입된 홈의 형태로 형성될 수 있으며, 도시된 바와 같이 구조물(S)의 돌출된 부분에 형성되어 적어도 일부가 구조물(S)의 표면보다는 바깥쪽에 위치할 수 있다. 필요한 경우 구조물(S) 표면으로부터 안쪽에 위치하도록, 돌출된 부분이 아닌 부분에도 만입된 홈의 형태로 수용부(400)를 형성할 수 있다. 도면 상으로는 간략하게 도시되었지만, 수용부(400)는 권취축(100)의 타측 단부가 보다 용이하게 삽입될 수 있도록 입구 부분에 권취축(100)의 직경보다 직경이 넓은 부분을 포함하여 형성되는 것이 바람직하다.

수용부(400)는 개방된 부분이 중력방향과 반대방향에 위치하는 단순한 홈 형상의 구조로, 축이나 롤 필터부재(10)의 하중이 집중되어도 파손되는 일 없이 용이하게 지지할 수 있다. 따라서 반대편의 축부재(200) 등에 걸리는 하중이 크게 감소되어 장치의 안정성도 크게 증가할 수 있다. 또한, 도 14에 도시된 바와 같이 수용부(400)를 활용하여, 권취축(100)과 롤 필터부재(10)를 보다 손쉽게 분리 결합할 수 있다.

즉, 권취축(100)과 수용부(400)를 분리하는 경우, 권취축(100)의 일측 단부에 형성된 커플러 구조의 결합을 해제하면 중력 반대방향으로 들어올려 권취축(100)의 타측 단부를 수용부(400)로부터 손쉽게 빼낼 수 있다. 또한, 권취축(100)과 수용부(400)를 결합하는 경우, 수용부(400)에 권취축(100)의 타측 단부를 중력 방향을 따라서 매우 손쉽게 삽입하고 역시 한번의 커플러 구조의 연결만으로 권취축(100)과 롤 필터부재(10)를 용이하게 재결합 할 수 있다.

이와 같이 수용부(400)를 활용하는 지지구조는 권취축(100)이 지면과 수직한 방향으로 배치되는 경우에 매우 유리하게 적용될 수 있다. 이러한 구조를 이용하여 롤 필터부재(10)를 용이하게 분리 및 결합하고 회전 가능하게 지지하는 것이 가능하다.

롤 필터장치(1-1)에는 롤 필터부재(10)와 수용부(400) 사이의 권취축(100) 둘레를 따라 형성되고, 제1커플러(110-1)와 제2커플러(210-1)가 서로 결합되면 지면과 평행한 방향(도면상의 가로방향)으로 정렬되는 수평가이드부재(130)가 형성될 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 수평가이드부재(130)는 롤 필터부재(10)의 하방에서 롤 필터부재(10)의 회전을 용이하게 가이드 할 수 있다.

권취축(100)이 지면과 수직한 방향으로 정렬되면 권취축(100) 둘레에 감겨 회전하는 롤 필터부재(10)의 일부가 자중에 의해 중력방향(도면상의 하방)으로 쳐지거나 늘어지는 현상이 발생할 우려가 있다. 수평가이드부재(130)는 특히, 롤 필터부재(10)의 하방에 위치하여 롤 필터부재(10)와 접촉하면서 이를 효과적으로 방지할 수 있고, 이로 인해 롤 필터부재(10)가 정렬된 상태로 원활히 회전할 수 있다. 수평가이드부재(130)는 롤 필터부재(10)와 수용부(400) 사이의 권취축(100)으로부터 권취축(100)과 수직한 방향으로 확장될 수 있다.

수평가이드부재(130)는 전술한 가이드부재(도 1의 120 참조)와 동일성 범위 내의 것일 수 있으며, 판 형상, 적어도 하나의 바를 포함하는 형상, 권취축(100) 둘레에 연결된 링 형상 등의 여러 가지 형상을 포함하여 형성될 수 있다. 판 형상으로 형성되는 경우, 원판 형상, 부채꼴 판 형상, 및 그 밖의 정형화 되지 않은 판 형상으로 형성되는 것이 가능하며 다공성의 판 형상으로 형성되는 것도 얼마든지 가능하다. 수평가이드부재(130)는 롤 필터부재(10)의 하중 등에 보다 용이하게 견딜 수 있도록 강성이 증가되고, 변형이 최소화된 형태, 이를 테면, 강도가 큰 금속재를 포함하여 상대적으로 두께가 두꺼운 형태로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

도시되지 않았지만, 이 때 롤 필터부재(10)와 제1커플러(110-1) 사이의 권취축(100) 둘레를 따라서 가이드부재(전술한 가이드부재와 동일성 범위 내의 것일 수 있다)를 형성할 수 있고, 이러한 가이드부재를 이용하여 롤 필터부재(10)의 상부에서도 롤 필터부재(10)의 회전을 용이하게 가이드 할 수 있다. 즉, 수평가이드부재(130) 및 가이드부재를 동시에 활용하여 롤 필터부재(10)의 양 측에서 롤 필터부재(10)가 매우 균일하게 회전하여 풀리거나 감기도록 용이하게 가이드 할 수 있다.

한편, 도 15의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 제1커플러(110-1) 및 제2커플러(210-1) 중 적어도 하나는 빗면부(112, 212)를 포함하고, 제1커플러(110-1)와 제2커플러(210-1)는 빗면부(112, 212)를 통해 적어도 일부가 빗면 접촉하도록 형성될 수 있다. 특히, 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1커플러(110-1)와 제2커플러(210-1) 결합시에 제1커플러(110-1)와 제2커플러(210-1)가 서로 접촉되면, 축부재(200)를 향하는 일측 단부로부터 수용부(400)를 향하는 타측 단부를 향하는 방향으로, 빗면부(112, 212)의 빗면을 따라서 도시된 바와 같이 권취축(100) 전체의 운동방향이 전환될 수 있다(도 15(a)의 화살표 참조).

즉, 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이, 권취축(100)의 타측 단부를 수용부(400)를 향하도록 일차적으로 정렬하고, 제1커플러(110-1)가 형성된 권취축(100)의 일측 단부를 이를 기준으로 회전시켜 축부재(200)의 제2커플러(210-1)와 접촉시킬 수 있다. 이 때, 권취축(100)의 일측 단부에 가해진 회전력의 일부가 빗면부(112, 212)의 빗면을 따라서 빗면이 향하는 방향(즉, 도면상의 하방을 향하는 방향)의 외력으로 전환되고, 이로 인해 권취축(100) 전체가 일측 단부(즉, 제1커플러가 형성된 단부)로부터 반대편 타측 단부를 향하는 방향으로 이동하여 수용부(400)에 삽입될 수 있다. 즉, 권취축(100)의 일측 단부를 회전시켜 빗면 접촉시키면, 권취축(100) 전체의 운동방향이 빗면부(112, 212)의 빗면을 따라 권취축(100)의 길이방향으로 전환되어 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이 권취축(100)의 타측 단부가 수용부(400)에 용이하게 삽입될 수 있다.

이로 인해 권취축(100)은, 타측 단부를 수용부(400)를 향하도록 정렬된 상태로 놓아두고, 제1커플러(110-1)와 제2커플러(210-1)가 서로 빗면 접촉하도록 일측 단부를 회전시키는 것만으로, 수용부(400) 및 축부재(200)와 매우 용이하게 결합될 수 있다. 빗면부(112, 212)는 제1커플러(110-1) 및 제2커플러(210-1) 중 어느 하나에 형성될 수도 있으며, 도시된 바와 같이 제1커플러(110-1) 및 제2커플러(210-1) 모두에 형성될 수도 있다. 빗면부(112, 212)는 제1커플러(110-1) 및 제2커플러(210-1) 각각에 복수 개로 형성될 수 있다.

빗면부(112, 212)는 제1커플러(110-1) 및 제2커플러(210-1) 중 적어도 어느 하나의 접촉면(제1커플러와 제2커플러가 서로 접촉하는 면)에 평면 및 곡면 중 적어도 하나를 포함하는 형상으로 이루어질 수 있다. 즉, 도면상에 평면 형상의 빗면부(112, 212)가 형성되었으나 이는 예시적인 것을 뿐, 빗면부(112, 212)는 곡면으로 형성되거나, 평면과 곡면이 조합된 형상으로 이루어지는 것도 얼마든지 가능하다. 이와 같이 권취축(100)을 수직방향으로 정렬하고, 수용부(400)를 활용하며, 빗면부(112, 212)가 형성된 커플러구조를 이용하여 권취축(100)을 매우 용이하게 분리 결합할 수 있다.

이하, 도 16 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 의한 롤 필터장치에 대해 상세히 설명한다. 설명이 간결하고 명확하도록 전술한 실시예와 차이 나는 부분에 대해서 중점적으로 설명하고 별도로 언급되지 않는 부분에 대해서는 전술한 설명으로 설명을 대신하도록 한다.

도 16은 본 발명의 제3실시예에 의한 롤 필터장치의 사시도이고, 도 17는 도 16의 롤 필터장치의 커플러가 분리된 상태를 예시한 정면도이며, 도 18은 도 17의 롤 필터장치의 커플러의 변형례를 도시한 정면도이다. 도 19는 도 18에 도시된 커플러의 결합상태를 도시한 부분확대도이다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 의한 롤 필터장치(1-2)는 제1커플러(110-2) 및 제2커플러(210-2) 중 적어도 하나가 자기력을 발생시키는 자력생성부(210-2b)를 포함할 수 있다. 따라서, 제1커플러(110-2)와 제2커플러(210-2)는 자기력에 의해 서로 결합될 수 있다.

자력생성부(210-2b)는 자기력의 세기 및 방향을 조절 가능한 전자석을 포함하여 이루어질 수 있다. 따라서, 자력생성부(210-2b)의 자기력을 조절하여 제1커플러(110-2)와 제2커플러(210-2)를 서로 용이하게 결합하거나 분리할 수 있다. 자력생성부(210-2b)는 제2커플러(210-2)에 형성될 수도 있고, 제1커플러(110-2)에 형성될 수도 있으며, 필요에 따라서는 제1커플러(110-2)와 제2커플러(210-2) 모두에 형성될 수도 있다. 본 발명의 제3실시예에서는 제2커플러(210-2)에 자력생성부(210-2b)가 형성된 예를 기준으로 설명을 진행한다.

자력생성부(210-2b)를 포함하지 않는 제1커플러(110-2)는 자기력에 반응하는 금속 등의 물질로 이루어질 수 있다. 반면, 자력생성부(210-2b)를 포함하는 제2커플러(210-2)는 자기력이 차폐되지 않도록 투자율이 낮은 물질을 포함하여 형성되는 것이 바람직하다. 제1커플러(110-2) 및 제2커플러(210-2)는 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이 원통형상 등으로 확장된 부분을 포함하여 넓은 면을 통해 보다 효과적으로 자기력을 교환하도록 형성될 수 있다.

한편, 제1커플러(110-2) 및 제2커플러(210-2) 각각은 도 18의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 자력생성부(210-2b)가 발생시킨 자기력의 자기력선(B) 방향으로 돌출되어 서로 치합되는 복수 개의 치(113, 213)로 이루어진 치합부(110-2a, 210-2a)를 포함할 수 있다. 복수 개의 치(113, 213)는 도 18의 (a)에 도시된 바와 같이 뾰족한 첨단을 갖는 형상으로 형성될 수도 있고, 도 18의 (b)에 도시된 바와 같이 방형의 블록 형상으로 형성될 수도 있다. 이 밖에도 여러 가지 다양한 형상의 치(113, 213)를 이용하여 서로 용이하게 치합되는 치합부(110-2a, 210-2a)를 구성할 수 있다.

권취축(100)과 축부재(200)는 도 19의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 제1커플러(110-2)와 제2커플러(210-2) 사이에 형성되는 자기력선(B)의 방향과 교차하는 방향, 즉, 각각의 치(113, 213)가 돌출된 방향과 교차하는 방향으로 회전할 수 있다. 따라서 회전시 치합부(도 18의 110-2a, 210-2a 참조)가 서로 분리되지 않고 자기력에 의해 맞물린 상태를 보다 손쉽게 유지할 수 있으며, 일종의 기어와 같이 서로 맞물린 복수 개의 치(113, 213)들의 사이에서 힘이 교환되어 회전력도 매우 용이하게 전달될 수 있다.

이와 같이 자기력에 의한 결합방식으로 제1커플러(110-1)와 제2커플러(210-1)를 매우 용이하게 분리 및 결합하고 회전력도 용이하게 전달할 수 있다.

이하, 도 20 및 도 21을 참조하여 본 발명의 제4실시예에 의한 롤 필터장치에 대해 상세히 설명한다. 설명이 간결하고 명확하도록 역시 전술한 실시예와 차이 나는 부분에 대해서 중점적으로 설명하고 별도로 언급되지 않는 부분에 대해서는 전술한 설명으로 설명을 대신하도록 한다.

도 20은 본 발명의 제4실시예에 의한 롤 필터장치의 일부를 도시한 사시도이고, 도 21은 도 20의 롤 필터장치의 커플러가 서로 결합된 상태를 도시한 단면도이다.

도 20 및 도 21을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 의한 롤 필터장치(1-3)는 제1커플러(110-3) 및 제2커플러(210-3) 중 어느 하나가 하우징(210-3a) 및 하우징(210-3a)에 착탈 가능하게 결합되는 커버부(210-3b)를 포함하여 형성되고, 다른 하나는 하우징(210-3a)과 커버부(210-3b)의 사이에 삽입되어 고정될 수 있다. 본 발명의 제3실시예에서는 제2커플러(210-3)가 하우징(210-3a) 및 커버부(210-3b)를 포함하여 형성된 예를 기준으로 설명을 진행한다.

하우징(210-3a)과 커버부(210-3b)는 도 20에 도시된 바와 같이 고정볼트(214) 등을 이용하여 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 제2커플러(210-3)는 하우징(210-3a)과 커버부(210-3b) 사이에 삽입되는 제1커플러(110-3)의 적어도 일부를 용이하게 수용하기 위해 제1커플러(110-3)보다 상대적으로 크게 형성될 수 있다. 하우징(210-3a)은 예를 들어, 만입된 형태로 형성되어 내측에 수용공간이 형성된 것일 수 있고, 커버부(210-3b)는 이러한 수용공간을 덮어 고정하는 덮개 형태로 형성될 수 있다. 제1커플러(110-3)는 하우징(210-3a) 내측의 수용공간에 용이하게 삽입될 수 있도록 상대적으로 직경이 작은 바(bar) 형상으로 형성될 수 있다.

제1커플러(110-3)는 바 형상의 끝단부가 제2커플러(210-3)의 하우징(210-3a)과 커버부(210-3b) 사이로 삽입되어 도 21에 도시된 바와 같이 고정될 수 있다. 도시되지 않았지만, 바 형상의 제1커플러(110-3) 외측 면이나, 하우징(210-3a) 및 커버부(210-3b)의 내측 면(즉, 수용공간을 향하는 면)에 마찰을 증가시킬 수 있는 부재를 부착하거나 가공을 통해 마찰면을 형성할 수 있다. 이를 통해 제1커플러(110-3)와 제2커플러(210-3)가 마찰에 의해 보다 견고히 고정되도록 할 수 있다.

필요한 경우, 제1커플러(110-3)의 외측 면이나 하우징(210-3a)의 내측 면 중 어느 하나에 돌기 등을 형성하고, 다른 하나에 이를 수용하는 홈을 형성하여 제1커플러(110-3)와 제2커플러(210-3)가 서로 쉽게 분리되지 않도록 구성하는 것도 가능할 수 있다. 이와 같은 방식으로 하우징(210-3a) 및 커버부(210-3b)를 포함하는 커플러 구조를 형성하여 역시 제1커플러(110-3)와 제2커플러(210-3)를 용이하게 분리 및 결합할 수 있다.

이하, 도 22를 참조하여 본 발명의 제5실시예에 의한 롤 필터장치에 대해 상세히 설명한다. 설명이 간결하고 명확하도록 역시 전술한 실시예와 차이 나는 부분에 대해서 중점적으로 설명하고 별도로 언급되지 않는 부분에 대해서는 전술한 설명으로 설명을 대신하도록 한다.

도 22는 본 발명의 제5실시예에 의한 롤 필터장치의 수용부와 권취축 및 커플러 상호간의 분리결합과정을 도시한 정면도이다.

도 22를 참조하면, 본 발명의 제5실시예에 의한 롤 필터장치(1-4) 역시 권취축(100)의 일측 단부는 권취축(100)의 상방에 위치한 축부재(200)에 연결되고, 타측 단부는 권취축(100)의 하방에 위치하며 중력방향과 반대방향으로 개방되는 홈 형상의 수용부(400-1)에 착탈 가능하게 삽입될 수 있다. 이에 따라, 제1커플러(110-4)와 제2커플러(210-4)가 결합되면 권취축(100)은 지면과 수직한 방향으로 정렬될 수 있다. 본 발명의 제5실시예에 의한 롤 필터장치(1-4)의 제1커플러(110-4) 및 제2커플러(210-4) 구조는 전술한 제2실시예에 따른 커플러구조와 실질적으로 동일한 것일 수 있다.

이 때, 수용부(400-1)는 구조물(S)로부터 돌출된 부분에 형성되는 대신 도시된 바와 같이 구조물(S) 내측으로 만입되어 형성될 수 있다. 즉, 수용부(400-1)는 구조물(S) 표면으로부터 안쪽에 위치하도록, 돌출된 부분이 아닌 부분에 만입된 홈의 형태로 형성될 수 있다. 수용부(400-1)는 이와 같이 롤 필터장치(1-4)가 설치되는 구조물(S)의 형상, 두께, 배치상태 등을 감안하여 권취축(100)을 지지하기 용이한 형상으로 형성될 수 있다.

이하, 도 23 및 도 24를 참조하여 본 발명의 제6실시예에 의한 롤 필터장치에 대해 상세히 설명한다. 설명이 간결하고 명확하도록 역시 전술한 실시예와 차이 나는 부분에 대해서 중점적으로 설명하고 별도로 언급되지 않는 부분에 대해서는 전술한 설명으로 설명을 대신하도록 한다.

도 23은 본 발명의 제6실시예에 의한 롤 필터장치의 정면도이고, 도 24는 도 23의 롤 필터장치의 고정편의 결합과정을 도시한 사시도이다. 도 25는 도 23의 롤 필터장치의 고정링이 형성된 변형례를 도시한 도면이다.

도 23 및 도 24를 참조하면, 본 발명의 제6실시예에 의한 롤 필터장치(1-5)는 제1커플러(110-5)와 제2커플러(210-5)의 둘레에 착탈 가능하게 결합되어, 제1커플러(110-5)와 제2커플러(210-5)를 상호 고정하는 고정편(500)을 포함할 수 있다. 고정편(500)은 도 23에 도시된 바와 같이 제1커플러(110-5)와 제2커플러(210-5)가 서로 밀착된 상태에서 그 둘레에 결합되어, 제1커플러(110-5) 및 제2커플러(210-5)가 서로 분리되거나 이격되지 않도록 유지시킬 수 있다.

고정편(500)은 도 24에 도시된 바와 같이 적어도 일부가 곡면을 포함하는 형태로 굴절되어 형성될 수 있다. 즉, 제1커플러(110-5)와 제2커플러(210-5)가 서로 결합되어 권취축(100)과 축부재(200)가 서로 연결되면, 고정편(500)은 곡면부분을 이용하여 권취축(100) 또는 축부재(200) 외주부에 용이하게 밀착될 수 있다. 고정편(500)은 한 쌍이 서로 분리 가능하게 대칭적인 형상으로 형성될 수 있고, 볼트나 나사 등의 결합부재를 이용하여 용이하게 고정될 수 있다.

이 때, 제1커플러(110-5) 및 제2커플러(210-5)는 서로 접하지 않는 부분에서 각각 권취축(100) 및 축부재(200)의 직경방향으로 돌출되는 돌기부(110-5a, 210-5a)를 포함할 수 있다. 고정편(500)은 적어도 일부가 상기 돌기부(110-5a, 210-5a) 에 착탈 가능하게 결합되어 고정될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 고정편(500)이 제1커플러(110-5) 및 제2커플러(210-5)의 둘레에 결합될 때, 볼트나 너트 등의 결합부재를 이용하여 돌기부(110-5a, 210-5a)와 고정편(500)의 일부가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 볼트 등의 결합부재는 고정편(500)의 일부와, 돌기부(110-5a, 210-5a)를 관통하여 결합됨으로써 제1커플러(100-5) 및 제2커플러(210-5) 상호간의 밀착상태를 더욱 공고히 할 수 있다. 이와 같은 방식으로 착탈 가능하되 견고하게 고정되는 효과적인 커플러 구조를 형성할 수 있다.

한편, 도 25를 참조하면, 롤 필터장치(1-5)는 권취축(100) 및 축부재(200) 중 적어도 하나에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 권취축(100) 및 축부재(200) 중 적어도 하나를 따라 이동하여 제1커플러(110-5)와 제2커플러(210-5)의 둘레에 밀착되는 고정링(600)을 포함하여 형성될 수도 있다. 고정링(600)은 원통형상으로 형성되어 권취축(100) 및 축부재(200) 중 적어도 하나의 둘레에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있고, 스톱퍼(110-5b)에 의해 슬라이딩이 저지될 수 있다. 스톱퍼(110-5b)가 권취축(100)에 형성된 예를 도시하였으나, 이에 한정될 필요는 없으며 스톱퍼는 권취축(100) 및 축부재(200) 중 적어도 하나에 고정링(600)의 이동경로와 교차하도록 돌출된 형태로 형성될 수 있다.

즉, 도 25에 도시된 바와 같이 제1커플러(110-5)와 제2커플러(210-5)가 서로 밀착된 상태에서 고정링(600)을 슬라이딩 이동시켜 제1커플러(110-5)와 제2커플러(210-5)의 둘레에 위치시키고 제1커플러(110-5)와 제2커플러(210-5)가 서로 분리되지 않도록 견고히 고정할 수 있다. 도면상으로 도시되지 않았지만, 고정링(600)의 일 측에 탄성체를 접촉시켜 고정링(600)이 탄성적으로 슬라이딩 하거나 다시 원위치로 복원되도록 형성할 수 있으며, 고정링(600)의 내측에 베어링 등을 매설하여 보다 손쉽게 슬라이딩 되도록 구성할 수도 있다. 이와 같은 방식으로 보다 편리하게 커플러를 상호 고정할 수 있다.

이상의 실시예에서 설명된 내용은 서로 모순되지 않는 한도 내에서 동일한 내용이 서로 적용될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1, 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5: 롤 필터장치
10: 롤 필터부재 10a: 몸체
11: 보강부 11a: 와이어
11b: 메쉬부재 12: 점착부
100: 권취축
110, 110-1, 110-2, 110-3, 110-4, 110-5: 제1커플러
110a, 210b: 돌출된 부분 110b, 210a: 만입된 부분
110-2a, 210-2a: 치합부 110-5a, 210-5a: 돌기부
110-5b: 스톱퍼 111: 제1평면부
112, 212: 빗면부 113, 213: 치(teeth)
120, 120a, 120b, 120c: 가이드부재
130: 수평가이드부재 121: 바
122: 링 123: 관통공
200: 축부재
210, 210-1, 210-2, 210-3, 210-4, 210-5: 제2커플러
210-2b: 자력생성부 210-3a: 하우징
210-3b: 커버부 211: 제2평면부
214: 고정볼트 300: 결합부재
310: 홈부 400, 400-1: 수용부
500: 고정편 600: 고정링
G: 가스 B: 자기력선
C: 회전중심 S: 구조물

Claims (21)

1. 적어도 일측 단부가 회전이 가능한 축부재에 연결되어 지지되는 권취축;
   상기 권취축의 둘레에 권취되고 상기 권취축과 함께 회전하여 감기거나 풀리는 롤 필터부재;
   상기 권취축의 상기 축부재를 향하는 단부에 형성되는 제1커플러; 및
   상기 축부재의 상기 권취축을 향하는 단부에 형성되는 제2커플러를 포함하여, 상기 제1커플러와 상기 제2커플러는 서로 착탈 가능하게 결합되고, 상기 권취축과 상기 축부재는 상기 제1커플러와 상기 제2커플러가 서로 결합되면 회전력을 전달하여 서로 동기화되어 회전하며,
   상기 제1커플러 및 상기 제2커플러는 적어도 하나가 자기력을 발생시키는 자력생성부를 포함하여 자기력에 의해 서로 결합되고,
   상기 제1커플러 및 상기 제2커플러 각각은,
   상기 자력생성부가 발생시킨 자기력의 자기력선 방향으로 돌출되어 서로 치합되는 복수 개의 치(teeth)로 이루어진 치합부를 더 포함하고,
   상기 자력생성부는 자기력의 세기 및 방향을 조절 가능한 전자석을 포함하여 이루어지고,
   상기 롤 필터부재와 인접한 상기 권취축의 일 측으로부터 상기 권취축의 둘레를 따라 형성되어, 상기 롤 필터부재의 회전을 가이드하는 가이드부재를 적어도 하나 더 포함하며,
   상기 가이드부재는, 상기 권취축의 직경방향으로 확장되는 판 형상, 상기 권취축의 직경방향으로 연장되는 적어도 하나의 바를 포함하는 형상, 및 상기 권취축의 둘레에 연결되는 링 형상 중 적어도 하나의 형상을 포함하는 형상으로 형성되고,
   상기 판 형상은 복수 개의 관통공이 형성된 다공성의 판 형상을 포함하고,
   상기 롤 필터부재는, 탄력적으로 굴절 가능한 소재로 이루어진 보강부, 및 점착성을 갖는 물질로 이루어진 점착부를 포함하여 형성된 것인 롤 필터장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 권취축은,
   일측 단부는 상기 권취축의 상방에 위치한 상기 축부재에 연결되고,
   타측 단부는 상기 권취축의 하방에 위치하며 중력방향과 반대방향으로 개방되는 홈 형상의 수용부에 착탈 가능하게 삽입되어, 상기 제1커플러와 상기 제2커플러가 결합되면 지면과 수직한 방향으로 정렬되는 롤 필터장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 롤 필터부재와 상기 수용부 사이의 상기 권취축 둘레를 따라 형성되고, 상기 제1커플러와 상기 제2커플러가 서로 결합되면 지면과 평행한 방향으로 정렬되어, 상기 롤 필터부재 하방에서 상기 롤 필터부재의 회전을 가이드하는 수평가이드부재를 더 포함하는 롤 필터장치.
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