KR101912300B1 - 롤 투 롤 집진장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 롤 투 롤 집진장치에 관한 것으로서, 미세먼지, 연기, 분진, 그을음 및 플럭스 등을 포집하고, 이들 오염물질이 여과된 악취나 휘발성유기화합물 등 오염공기만을 덕트리스 공기정화장치로 공급하는 롤 투 롤 방식의 집진장치에 관한 것이다.
본 발명의 롤 투 롤 집진장치는, 롤 형태로 감겨 있는 집진필터(100); 구동모터(220)에 의해 구동되면서, 집진에 사용된 집진필터(100)를 소정 시간 간격으로 이동시켜 구동축(210)에 감아 회수하는 구동부(200); 구비되는 피구동축(310)에 집진필터(100)를 장착하며, 구동부(200)에 의해 회전하면서 집진필터(100)가 포집부(400)로 이동되도록 하는 피구동부(300); 및 구동부(200) 및 피구동부(300) 사이에 위치하여 집진필터(100)에 의해 오염물을 집진하는 포집부(400);를 포함하며, 피구동부(300) 및 포집부(400) 사이에 위치하면서 바이브레이터(530)를 구비하며, 바이브레이터(530)의 작동에 따른 진동에 의해 집진필터(100)의 상면에 탄산칼슘분말을 얇고 고르게 도포하도록 하는 탄산칼슘분말 도포수단(500)을 포함함에 기술적 특징이 있다.

Description

롤 투 롤 집진장치{ROLL TO ROLL TYPE DUST COLLECTOR APPARATUS}
본 발명은 롤 투 롤 집진장치에 관한 것으로서, 미세먼지, 연기, 분진, 그을음 및 플럭스 등을 포집하고, 이들 오염물질이 여과된 악취나 휘발성유기화합물 등 오염공기만을 덕트리스 공기정화장치로 공급하는 롤 투 롤 방식의 집진장치에 관한 것이다.
일반적으로 표면실장기술(表面實裝技術, Surface Mount Technology, SMT)은 인쇄회로기판(PCB)의 표면에 직접 실장할 수 있는 표면실장부품(Surface Mounted Components, SMC)을 전자 회로에 부착시키는 방법으로, 이러한 표면실장기술은 솔더링법으로 이루지는며 리플로우 솔더링(Reflow Soldering) 장비를 사용한다. 리플로우 장비에서 솔더링 시 사용되는 솔더 페이스트(Solder Paste)는 통상 75∼92 wt.%의 솔더 합금 분말을 함유하고 있고 나머지는 바인더로서 수지(Rosin), 점도 증가제 및 윤활제 등으로 구성되어 있다.
산업현장의 SMT 라인에서는 250∼300℃ 정도의 고온에서 리플로우 솔더링 작업 중 수지에서 악취나 휘발성유기화합물(VOCs)과 함께 플럭스(Flux, 미세한 입자의 액체상태 찌꺼기) 등 오염물질이 발생하고 있으나, 현재는 이들 오염물질을 별다른 처리 없이 공장 위의 공조기(덕트)로 외부 배출을 시키는 것이 전부이다. 또 리플로우 솔더링 장비에서 악취와 휘발성유기화합물 등이 일부 새어나와 공장 내부의 공기를 오염시켜 근로자의 두통을 유발하는 등 근무환경 저해와 함께 인체 건강에 심각한 악영향을 끼치고 있다.
또한, 아크릴 또는 고분자 플라스틱(폴리에틸렌수지, PE수지)을 레이저 빔으로 절단 및 마킹 하는 레이저 공정에서도 매우 유독한 고농도의 연기(Fume), 분진(Dust), 그을음 및 플럭스 그리고 휘발성유기화합물 등이 상당량 발생하고 있으며, 돼지를 키우는 축사의 경우에도 분뇨 등에서 발생하는 악취나 암모니아 및 메탄 등의 휘발성 가스에 함유된 미세한 분뇨알갱이의 점착성 플럭스 등도 인체나 주위 환경에 악영향을 끼치고 있다.
종래기술인 대한민국 특허출원 제10-2016-0039365호에는 악취나 휘발성유기화합물(VOCs)와 같은 오염물질을 정화처리하기 위하여 덕트리스 공기정화장치가 게재되어 있는데, 덕트리스 공기정화장치는 리플로우 솔더링시 발생하는 미세먼지나 플럭스 그리고 고분자 폴리에틸렌수지를 레이저 공정에서 가공시 발생하는 고농도의 유독한 연기, 분진, 미세한 그을음과 플럭스(미세한 입자의 액체 상태 찌꺼기) 등이 전처리 필터에서 제대로 여과되지 못하고 공기정화장치 내에 그대로 흡입되는 문제점이 발생하고 있다. 즉, 여과되지 못한 미세먼지, 연기, 분진, 미세한 그을음 및 플럭스 등의 물질들이 플라즈마 전극판에 부착되어 플라즈마 반응이 제대로 일어나지 못해 악취나 휘발성유기화합물 등 오염물질의 분해 제거효과가 감소하는 문제점이 나타나고 있으며, 이로 인해 공기정화장치의 가동을 중단하고 주기적으로 플라즈마 반응기의 전극판을 청소해 주어야 하는 번거로움이 뒤따르고 있다. 또 금속산화물 촉매나 활성탄 그리고 각종 필터에도 미세먼지, 연기, 분진, 미세한 그을음 및 플럭스 등의 물질들이 일부 부착되어, 이로 인한 성능 약화로 교체주기가 산업 현장의 특성에 따라 3∼4개월 정도로 단축되는 문제점도 나타나고 있다.
이에 따라, 덕트리스 공기정화장치의 가동시간이 길어질수록 오염공기의 정화효율이 낮아지고, 플라즈마 전극판 청소에 의한 조업중단 및 각종 촉매, 활성탄 및 필터의 잦은 교체에 따른 유지 보수비용이 증가하는 단점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 리플로우 솔더링 시 발생하는 미세먼지나 플럭스, 그리고 고분자 폴리에틸렌수지를 레이저 공정에서 절단이나 마킹 등 가공시 발생하는 고농도의 유독한 연기, 분진, 미세한 그을음과 플럭스(미세한 입자의 액체 상태 찌꺼기), 및 축사에서 악취나 암모니아 및 메탄 등 휘발성 가스 등에 포함된 미세한 분뇨 알갱이의 점착성 플럭스 등을 미리 여과·포집하기 위한 롤 투 롤 집진장치를 제공하는 것을 그 과제로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 롤 투 롤 집진장치는, 롤 형태로 감겨 있는 집진필터; 구동모터에 의해 구동되면서, 집진에 사용된 상기 집진필터를 소정 시간 간격으로 이동시켜 구동축에 감아 회수하는 구동부; 구비되는 피구동축에 상기 집진필터를 장착하며, 상기 구동부에 의해 회전하면서 상기 집진필터가 포집부로 이동되도록 하는 피구동부; 및 상기 구동부 및 상기 피구동부 사이에 위치하여 상기 집진필터에 의해 오염물을 집진하는 상기 포집부;를 포함하며, 상기 피구동부 및 상기 포집부 사이에 위치하면서 바이브레이터를 구비하며 상기 바이브레이터의 작동에 따른 진동에 의해 상기 집진필터의 상면에 탄산칼슘분말을 얇고 고르게 도포하도록 하는 탄산칼슘분말 도포수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피구동부에는 텐션 하우징 및 볼 플런저가 구비되어 상기 집진필터의 텐션을 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 포집부에는 상기 집진필터가 이동되는 방향으로 평행 연장되는 한 쌍의 푸시 지그가 장착되어, 상기 푸시 지그 사이로 상기 집진필터를 통과하도록 하여 상기 집진필터의 편평도를 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 오염물의 함유량에 따라 상기 구동모터의 작동을 조절하도록 하는 타이머를 구비하되, 상기 타이머는 일정 시간 간격으로 상기 집진필터가 이동되도록 작동 시기를 조절하는 제1 타이머 및, 상기 구동모터의 작동시에 작동 시간을 수 초간 또는 수 분간 또는 수 시간으로 조절하여 상기 집진필터가 상기 포집부에 한 번에 또는 연속적으로 공급되도록 하는 제2 타이머를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 집진필터의 진행속도는 2 내지 10cm/sec 범위 내에서 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 피구동부에는 상기 집진필터의 교체 필요 여부를 감지하는 감광센서 및 상기 집진필터의 절단 또는 손상 여부를 감지하는 근접센서를 구비하며, 상기 감광센서 및 상기 근접센서의 감지 신호에 따라 경고를 발생하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄산칼슘분말 도포수단은 카트리지 타입 또는 사각틀채 타입을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄산칼슘분말 도포수단으로 상기 카트리지 타입을 적용하는 경우에는 상기 구동모터 및 상기 바이브레이터가 동시에 작동되어 이동하는 상기 집진필터 위에 탄산칼슘분말을 연속적으로 도포하도록 하고, 이후에 상기 집진필터를 상기 포집부로 이동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄산칼슘분말 도포수단으로 상기 사각틀채 타입을 적용하는 경우에는 상기 바이브레이터가 상기 구동모터보다 먼저 작동되어 상기 집진필터 위에 탄산칼슘분말을 한 번에 도포하도록 하고, 이후에 상기 구동모터가 작동되어 상기 집진필터를 상기 포집부로 이동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄산칼슘분말 도포수단이 장착된 경우에 상기 포집부에 위치하는 상기 집진필터의 상측과 하측의 압력을 각각 감지하는 두 개의 압력센서를 구비하고 상기 포집부의 일측에 차압을 측정하는 차압계를 구비하여, 작동 중 차압이 집진을 시작한 때보다 2 내지 4배 높아지는 경우에는 상기 구동모터가 작동되어 상기 집진필터를 소정 범위 이동시킴으로써 상기 집진필터의 새로운 부분이 상기 포집부에 공급되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 복수의 가이드 롤러를 이용하여 상기 구동부와 상기 피구동부 사이에서 이동하는 상기 집진필터를 공기의 흡입 방향에 맞추어 배치하도록 하며, 미세먼지, 연기, 분진, 그을음 및 플럭스 등의 함유량에 따라 상기 집진필터를 복수 단으로 설치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 집진필터는 부직포 집진필터 또는 통기성 테프론 집진필터를 사용하며, 2.5㎛ 이상의 미세입자를 포집하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 롤 투 롤 집진장치는 미세먼지, 연기, 분진, 미세한 그을음과 플럭스 등을 여과·포집하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 롤 투 롤 집진장치를 덕트리스 공기정화장치 상단에 장착함으로써, 미세먼지, 연기, 분진, 미세한 그을음과 플럭스 등을 미리 여과·포집하여 제거하기 때문에, 플라즈마 반응기에서 악취나 휘발성유기화합물의 분해·제거효율을 거의 완벽하게 높일 수 있는 효과가 있으며, 플라즈마 반응기의 전극판을 수시로 청소해주어야 하는 번거로움이 해소되며, 금속산화물 촉매나 활성탄 그리고 각종 필터의 수명이 상당 기간 연장될 수 있으며, 이에 따라 덕트리스 공기정화장치의 플라즈마 전극판 청소에 따른 조업 중단을 방지하고 각종 촉매, 활성탄 및 필터의 수명 연장에 따른 유지 보수비용을 절감하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 롤 투 롤 집진장치의 정면 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 롤 투 롤 집진장치의 후면 구성도이다.
도 3은 카트리지 타입의 탄산칼슘분말 도포수단이 부착된 롤 투 롤 집진장치의 구성도이다.
도 4는 사각틀채 타입의 탄산칼슘분말 도포수단이 부착된 롤 투 롤 집진장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 롤 투 롤 집진장치가 장착된 덕트리스 공기정화장치의 내부 구조도이다.
도 6은 본 발명에 따른 롤 투 롤 집진장치를 공기 흡입 방향에 따라 응용한 예이다.
도 7은 본 발명에 따른 롤 투 롤 집진장치의 성능시험에 사용한 고분자 폴리에틸렌수지의 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 롤 투 롤 집진장치에 의해 그을음과 플럭스가 포집된 집진필터의 사진이다.
도 9는 본 발명에 따른 롤 투 롤 집진장치에 있어서 탄산칼슘분말을 도포하지 않은 경우와 도포한 경우의 그을음과 플럭스가 포집된 집진필터의 사진이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 하며, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 롤 투 롤 집진장치의 정면 및 후면 구성도이고, 도 3 및 도 4는 카트리지 타입 및 사각틀채 타입의 탄산칼슘분말 도포수단이 부착된 롤 투 롤 집진장치의 각 구성도이다.
도 1 내지 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 롤 투 롤 집진장치(10)는 롤 형태로 감겨 있는 집진필터(100); 구동모터(220)에 의해 구동되면서, 집진에 사용된 집진필터(100)를 소정 시간 간격으로 이동시켜 구동축(210)에 감아 회수하는 구동부(200); 구비되는 피구동축(310)에 집진필터(100)를 장착하며, 구동부(200)에 의해 회전하면서 집진필터(100)가 포집부(400)로 이동되도록 하는 피구동부(300); 및 구동부(200) 및 피구동부(300) 사이에 위치하여 집진필터(100)에 의해 오염물을 집진하는 포집부(400);를 포함하며, 피구동부(300) 및 포집부(400) 사이에 위치하면서 바이브레이터(530)를 구비하여 바이브레이터(530)의 작동에 따른 진동에 의해 집진필터(100)의 상면에 탄산칼슘분말을 얇고 고르게 도포하도록 하는 탄산칼슘분말 도포수단(500)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 롤 투 롤 집진장치(10)는 리플로우 솔더링시 발생하는 미세먼지나 플럭스, 그리고 고분자 폴리에틸렌수지를 레이저 공정에서 가공시 발생하는 고농도의 유독한 연기, 분진, 미세한 그을음과 플럭스(미세한 입자의 액체 상태 찌꺼기), 및 축사에서 발생하는 암모니아 및 메탄 등의 휘발성 가스에 함유된 분뇨성 플럭스 등을 미리 여과·포집하는 장치로서, 크게는 집진필터(100), 구동부(200), 피구동부(300), 포집부(400) 및 탄산칼슘분말 도포수단(500)을 포함한다.
집진필터(100)는 일정한 폭을 가지면서 롤 형태로 감겨 있으며, 피구동부(300)의 피구동축(310)에 장착된 상태에서 구동부(200)에 의해 조금씩 펼쳐져 피구동부(300)에서 포집부(400)를 지나게 되면서 미세먼지나 연기, 분진, 그을음 및 플럭스 등이 여과·포집되도록 하고 구동부(200)로 진행하면서 회수된다.
집진필터(100)는 부직포 집진필터 또는 통기성 테프론 집진필터를 사용하며, 2.5㎛ 이상의 미세입자를 포집할 수 있게 된다.
구동부(200)는 구동축(210) 및 구동모터(220)를 구비하고 구동모터(220)를 작동하여 피구동부(300)를 연동하여 회전시키기 되는데, 이 과정에서 집진필터(100)를 소정 시간 간격으로 이동시키며 집진에 사용된 집진필터(100)를 구동축(210)에 감아 회수하게 된다.
상세하게는 구동부(200)에 구비되는 구동모터(220)와 감속기(230) 상단의 베벨 기어(240)에 의해 회전 방향은 수직에서 수평으로 바뀌게 되고, 구동축(210)에 의해 회전하여 미세먼지나 연기, 분진, 그을음 및 플럭스 등이 포집되어 오염된 집진필터(100)를 타이머(미도시)에 입력된 소정 시간만큼 감아서 회수하게 되며, 이때 집진필터(100)의 진행(이동)속도는 2∼10㎝/sec 사이에서 조절이 가능하다.
피구동부(300)는 구비되는 피구동축(310)에 집진필터(100)를 장착하며, 구동부(200)에 의해 회전하면서 집진필터(100)가 포집부(400)로 이동되도록 한다.
피구동부(300)에는 텐션 하우징(320) 및 볼 플런저(330)가 구비되어 상기 집진필터(100)의 텐션을 유지하도록 한다.
또한, 피구동부(300)에는 집진필터(100)의 교체 필요 여부를 감지하는 감광센서(340) 및 집진필터(100)의 절단 또는 손상 여부를 감지하는 근접센서(350)가 구비되며, 감광센서(340) 및 근접센서(350)의 감지 신호에 따라 별도로 구비되는 출력수단을 통해 자동으로 경고를 발생하도록 한다.
예를 들어, 구동모터(220) 작동 후 5초 이상 근접센서(350)의 감지신호가 없으면 자동으로 알람이 울리도록 구성되어 사용자가 집진필터(100)의 절단 또는 손상 유무를 확인할 수 있게 구성되어 있다.
한편, 구동부(200)와 피구동부(300)의 아래 부분에는 보호벽(protection rod)(250)를 설치하여 집진필터(100)에 여과·포집된 미세먼지나 연기, 분진, 그을음 및 플럭스 등이 옆으로 새어 나가는 것을 방지함으로써, 피구동부(300)에 장착된 깨끗한 집진필터(100)가 미리 오염되는 것을 방지한다.
포집부(400)는 구동부(200)와 피구동부(300) 사이에 위치하여 집진필터(100)가 지나도록 하여 오염물질을 포집, 여과하도록 하며, 포집부(400)를 거치는 공기는 추가의 덕트리스(ductless) 공기정화장치로 보내질 수 있다.
포집부(400)에는 집진필터(100)가 진행되는 방향에 평행으로 연장되는 한 쌍의 푸시 지그(410)가 장착되어, 푸시 지그(410) 사이로 집진필터(100)를 통과하도록 하여 집진필터(100)의 편평도를 유지하도록 한다.
한편, 오염물의 함유량에 따라 구동모터(220)의 작동을 유연하게 조절하도록 하는 타이머가 구비된다. 타이머는 일정 시간 간격으로 집진필터(100)가 이동되도록 작동 시기를 조절하는 제1 타이머(미도시) 및 구동모터(220)의 작동시에 작동 시간을 수 초간 또는 수 분간 또는 수 시간으로 조절하여 집진필터(100)가 포집부(400)에 한 번에 또는 연속적으로 공급되도록 하는 제2 타이머(미도시)를 포함하여 구성된다.
이때, 제1, 제2 타이머의 작동이 곤란할 경우를 대비하여 수동감김버튼(미도시)이 부착되어 있어, 수동으로 집진필터(100)를 작동할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 도 3 및 도 4에 나타낸 것처럼, 탄산칼슘분말 도포수단(500)은 특히 고분자 폴리에틸렌수지를 레이저 공정에서 절단이나 마킹 등 가공시 발생하는 고농도의 유독한 연기, 분진, 미세한 그을음과 플럭스(미세한 입자의 액체 상태 찌꺼기) 및 축사에서 발생하는 암모니아나 메탄 등 휘발성 가스 등에 포함된 미세한 분뇨 알갱이의 점착성 플럭스를 처리하는 경우에 적용된다.
탄산칼슘분말 도포수단(500)은 탄산칼슘(CaCO3) 분말이 충진된 카트리지(Cartridge) 타입이나 사각틀의 채(mesh) 타입의 탄산칼슘 도포장치로서, 피구동부(300) 및 포집부(400) 사이에 위치하여 작동된다.
탄산칼슘분말 도포수단(500)에는 바이브레이터(530)가 구비되며, 바이브레이터(530)의 작동에 따른 카트리지 또는 채의 진동에 의해 집진필터(100)의 상면에 탄산칼슘분말을 얇고 고르게 도포하도록 하며, 이렇게 함으로써 고농도의 연기나 분진, 미세함 그을음 및 플럭스 등이 먼저 비표면적이 큰 탄산칼슘 분말에 흡착되므로 집진필터(100)의 교체 주기를 2배 이상 획기적으로 연장할 수 있는 장점이 있다.
탄산칼슘분말 도포수단(500)으로 카트리지(510) 타입을 적용하는 경우에는 구동모터(220) 및 바이브레이터(530)가 동시에 작동되도록 함으로써, 이동되는 집진필터(100) 위에 탄산칼슘분말을 연속적으로 도포하도록 하고, 이후에 집진필터(100)를 포집부(400)로 이동하도록 한다.
탄산칼슘분말 도포수단(500)으로 사각틀채(520) 타입을 적용하는 경우에는 바이브레이터(530)가 구동모터(220)보다 먼저 작동되어 집진필터(100) 위에 탄산칼슘분말을 한 번에 도포하도록 하고, 이후에 구동모터(220)가 작동되어 탄산슘분말이 도포된 집진필터(100)를 포집부(400)로 공급하도록 한다.
한편, 탄산칼슘분말 도포수단(500)이 장착된 경우에는 포집부(400)에 위치하는 집진필터(100)의 상측과 하측의 압력을 각각 감지하는 두 개의 압력센서(420)를 구비하고 포집부(400)의 일측에 차압을 측정하는 차압계(430)를 구비하여, 작동 중의 차압이 집진을 시작한 초기보다 2 ~ 4배 높아지는 경우에는 구동모터(220)가 자동으로 작동되어 집진필터(100)를 한 번에 또는 연속적으로 소정 범위 이동시킴으로써 집진필터(100)의 새로운 부분이 포집부(400)에 공급되도록 한다.
도 5는 본 발명에 따른 롤 투 롤 집진장치가 장착된 덕트리스 공기정화장치의 내부 구조도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 롤 투 롤 집진장치(10)를 덕트리스 공기정화장치(20)의 상부에 연결 장착하면, 롤 투 롤 집진장치(10)는 리플로우 솔더링시 발생하는 미세먼지나 플럭스 그리고 고분자 폴리에틸렌수지를 레이져 공정에서 절단이나 마킹 등 가공시 발생하는 고농도의 유독한 연기, 분진, 미세한 그을음과 플럭스(미세한 입자의 액체 상태 찌꺼기)와 함께 축사에서 휘발성 가스 등에 포함된 미세한 분뇨알갱이의 점착성 플럭스 또는 식당에서 조리 시 발생되는 기름찌꺼기와 같은 플럭스 등을 미리 깨끗이 여과·포집해 주고, 악취나 휘발성유기화합물 등 인체에 해로운 냄새 분자만 덕트리스 공기정화장치(20)로 통과시키기 때문에, 덕트리스 공기정화장치의 플라즈마 전극판을 항상 깨끗하게 유지하여 악취나 휘발성유기화합물의 분해·제거효율을 거의 완벽하게 높일 수 있을 뿐만 아니라, 금속산화물 촉매, 활성탄 및 각종 필터의 성능과 수명을 상당 기간 연장해 주는 장점이 있다.
도 6은 본 발명에 따른 롤 투 롤 집진장치를 공기 흡입 방향에 따라 응용한 예이다. 본 발명에 따른 롤 투 롤 집진장치(10)는 복수의 가이드 롤러(440)를 이용하여 상기 구동부(200)와 피구동부(300) 사이에서 이동하는 상기 집진필터(100)를 공기의 흡입 방향에 따라 다양하게 배치할 수 있는데, 도 6의 (a), (b)에서 보는 바와 같이, 2개의 가이드 롤러(440)를 추가로 적용하여 노란 화살표로 도시한 공기의 흐름 방향에 따라 상기 집진필터(100)를 Z 자 형태로 배치하였다. 한편, 미세먼지나 연기, 분진, 그을음 및 플럭스 등의 함유량에 따라 집진필터(100)를 여러 단으로 설치하는 것이 가능하다.
<실시예 1> (그을음 및 플럭스 제거효과)
① 그을음 및 플럭스 제거효과 측정방법
고분자 폴리에틸렌수지를 레이저 빔으로 가공시 발생하는 고농도의 연기(Fume), 분진(Dust), 그을음 및 플럭스 등을 본 발명의 롤 투 롤 집진장치(10)를 사용하여 제거효과를 육안 측정하였으며, 도 7의 (a)와 (b)는 각각 실험에 사용한 고분자 폴리에틸렌수지와 이를 버너 토치를 사용하여 3분 동안 태운 후의 형태를 나타낸 사진이다. 한편, 이때의 흡입 풍량은 산업현장에서와 동일한 조건인 4m3/min으로 하여 연기, 분진, 그을음 및 플럭스 등의 제거효과에 대한 성능시험을 실시하였다.
② 그을음 및 플럭스 제거효과 측정결과
도 8의 (a), (b)에 각각 나타낸 것처럼 포집 전과 포집 후의 집진필터 사진을 비교하여 보면, 포집 후의 집진필터는 연기, 분진, 그을음 및 플럭스 등이 상당량 부착되어 집진필터가 매우 검게 변하고 오염된 것을 확인할 수 있으며, 따라서 롤 투 롤 집진장치(10)에 의해 고농도의 연기, 분진, 그을음 및 플럭스 등이 효과적으로 여과·포집되고 있음을 알 수 있다.
<실시예 2> (미세먼지(PM-10)의 제거 효과)
① 미세먼지 제거효율 측정 방법
실시예 1과 같이, 롤 투 롤 집진장치(10)를 사용하여 미세먼지 제거효율 측정시험을 수행하였으며, 리플로우 솔더링 시 발생하는 오염된 공기를 롤 투 롤 집진장치에 통과 전과 통과 후 배출된 공기에 대해 각각 미세먼지를 PM-10 분진 측정기(모델 : SIBATA-LD3B)를 사용하여 측정하였다.
한편, 롤 투 롤 집진장치(10)에 의한 미세먼지(PM-10) 제거 효과에 대한 신뢰성을 높이기 위해, 당사의 리플로우 솔더링 장비 가동 시와 타업체인 오라컴 공장에서 가동 중인 리플로우 솔더링 장비 등에 롤 투 롤 집진장치를 부착하여, 두 가지 경우에 대해 각각 측정하였다.
② 미세먼지(PM-10) 제거효율 측정 결과
당사의 리플로우 솔더링 장비 가동의 경우, 롤 투 롤 집진장치(10) 통과 전에는 오염공기 중 미세먼지(PM-10) 함유량이 55㎍/㎥ 정도인 반면, 롤 투 롤 집진장치 통과 후에는 미세먼지(PM-10) 함유량이 0.2㎍/㎥ 정도로 상당량 감소하여, 제거효율은 99.6% 정도로 매우 높게 나타났다. 그리고 오라컴에서 가동 중인 리플로우 솔더링 장비의 경우도 마찬가지로, 롤 투 롤 집진장치 통과 전에는 오염공기 중 미세먼지(PM-10) 함유량이 67.7㎍/㎥ 정도인 반면, 롤 투 롤 집진장치 통과 후에는 미세먼지(PM-10) 함유량이 5.4㎍/㎥ 정도로 상당량 감소하여, 제거효율은 92.0% 정도로 나타났다. 이상의 결과에서 보면 롤 투 롤 집진장치에 의해 10㎛ 크기의 미세먼지(PM-10)가 매우 양호하게 제거되고 있음을 알 수 있다.
롤 투 롤 집진장치에 의한 미세먼지(PM-10) 제거효과.
결과
장소		 통과 전(㎍/㎥) 통과 후(㎍/㎥) 제거효율(%)
당사 장비 55 0.2 99.6
오라컴 장비 67.7 5.4 92.0
<실시예 3> (탄산칼슘분말에 의한 그을음 및 플럭스 제거효과)
① 탄산칼슘분말에 의한 그을음 및 플럭스 제거효과 측정방법
탄산칼슘분말 도포수단(500)이 부착된 롤 투 롤 집진장치(10)를 사용하여 집진필터 위에 탄산칼슘분말을 얇게 도포한 다음, 고분자 폴리에틸렌수지를 레이저 빔으로 가공시 발생하는 고농도의 연기(Fume), 분진(Dust), 그을음 및 플럭스 등의 제거효과를 육안으로 측정하였다. 동일한 실험조건을 유지하기 위해 각각 10cm x 6cm 크기의 고분자 폴리에틸렌수지를 2개씩 사용하였으며, 버너에 의한 화염 시간은 3분 정도로 동일하게 하였다. 이때 흡입 풍량은 산업현장에서와 동일한 조건인 4m3/min으로 하여 연기, 분진, 그을음 및 플럭스 등의 제거효과에 대한 성능시험을 실시하였다.
② 탄산칼슘분말에 의한 그을음 및 플럭스 제거효과 측정결과
도 9의 (a)와 (b)에 각각 나타낸 것처럼, 탄산칼슘분말을 도포하지 않은 경우와 도포한 경우의 집진필터 사진을 비교하여 보면, 탄산칼슘분말을 도포한 집진필터는 탄산칼슘분말을 도포하지 않은 경우와 마찬가지로 동일한 양의 미세먼지나 연기, 분진, 그을음 및 플럭스 등이 흡입되었으나, 탄산칼슘분말을 도포한 집진필터는 그다지 검게 변하지 않은 것으로 나타났고, 탄산칼슘분말을 도포하지 않은 집진필터는 상당히 검게 변한 것을 확인할 수 있다.
위의 결과에서 살펴보면, 탄산칼슘분말을 도포하면 비표면적이 큰 미세한 탄산칼슘분말의 표면에 고농도의 연기, 분진, 그을음 및 플럭스 등이 먼저 흡착되어 동일 조건에서 집진필터가 그다지 검게 변하지 않은 것으로 판단되며, 이로 인해 집진필터의 수명을 2배 이상 획기적으로 연장시킬 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 롤 투 롤 집진장치(10)는 솔더링 공정과 같은 전자 및 반도체 시장뿐만 아니라, 염색, 인쇄, 페인트 및 도금 공정 등에서도 적용이 가능하며, 식당에서 조리 시 또는 고기 구울 때 발생하는 기름찌꺼기나 플럭스 등을 여과·포집 제거하는 경우에도 적용하면 상당히 효과적이다. 마찬가지로 돼지 축사에서 발생하는 암모니아나 메탄 등의 휘발성 가스 등에 포함된 미세한 분뇨알갱이의 점착성 플럭스 등의 처리에도 적용이 가능하다. 또한, 터널 등에서 자동차의 매연에서 발생하는 그을음이나 연료의 연소 시 발생하는 플럭스 등을 롤 투 롤 집진장치(10)로 일차 여과·포집 제거하면, 터널 내 공기정화 처리에도 매우 효과적이다.
정부의 강력한 금연정책에 따라 금연시설이 날로 확대되고 있는 현시점에서 흡연 부스 내의 담배연기정화장치에 적용할 경우, 니코틴과 타르와 같은 플럭스 성분을 롤 투 롤 집진장치(10)로 1차 포집하여 제거하기 때문에 담배연기정화장치의 성능을 상당기간 양호하게 유지할 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
10 : 롤 투 롤 집진장치 20 : 덕트리스 공기정화장치
100 : 집진필터 200 : 구동부
210 : 구동축 220 : 구동모터
230 : 감속기 240 : 베벨기어
250 : 보호벽 300 : 피구동부
310 : 피구동축 320 : 텐션 하우징
330 : 볼 플런저 340 : 감광센서
350 : 근접센서 400 : 포집부
410 : 푸시 지그 420 : 압력센서
430 : 차압계 440 : 가이드 롤러
500 : 탄산칼슘분말 도포수단 510 : 카트리지
520 : 사각틀채 530 : 바이브레이터

Claims (12)

  1. 롤 투 롤 집진장치에 있어서,
    롤 형태로 감겨 있는 집진필터(100);
    구동모터(220)에 의해 구동되면서, 집진에 사용된 상기 집진필터(100)를 소정 시간 간격으로 이동시켜 구동축(210)에 감아 회수하는 구동부(200);
    구비되는 피구동축(310)에 상기 집진필터(100)를 장착하며, 상기 구동부(200)에 의해 회전하면서 상기 집진필터(100)가 포집부(400)로 이동되도록 하는 피구동부(300); 및
    상기 구동부(200) 및 상기 피구동부(300) 사이에 위치하여 상기 집진필터(100)에 의해 오염물을 집진하는 상기 포집부(400);를 포함하며,
    상기 피구동부(300) 및 상기 포집부(400) 사이에 위치하면서 바이브레이터(530)를 구비하여 상기 바이브레이터(530)의 작동에 따른 진동에 의해 상기 집진필터(100)의 상면에 탄산칼슘분말을 얇고 고르게 도포하도록 하는 탄산칼슘분말 도포수단(500)을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 투 롤 집진장치(10).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 피구동부(300)에는 텐션 하우징(320) 및 볼 플런저(330)가 구비되어 상기 집진필터(100)의 텐션을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 롤 투 롤 집진장치(10).
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 포집부(400)에는 상기 집진필터(100)가 진행되는 방향으로 연장되는 푸시 지그(410)가 장착되어, 상기 푸시 지그(410) 사이로 상기 집진필터(100)를 통과하도록 하여 상기 집진필터(100)의 편평도를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 롤 투 롤 집진장치(10).
  4. 청구항 1에 있어서,
    오염물의 함유량에 따라 상기 구동모터(220)의 작동을 조절하도록 하는 타이머를 구비하되, 상기 타이머는 일정 시간 간격으로 상기 집진필터(100)가 이동되도록 작동 시기를 조절하는 제1 타이머 및, 상기 구동모터(220)의 작동시에 작동 시간을 조절하여 상기 집진필터(100)가 상기 포집부(400)에 한 번에 또는 연속적으로 공급되도록 하는 제2 타이머를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 투 롤 집진장치(10).
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 집진필터(100)의 진행속도는 2 내지 10cm/sec 범위 내에서 조절하는 것을 특징으로 하는 롤 투 롤 집진장치(10).
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 피구동부(300)에는 상기 집진필터(100)의 교체 필요 여부를 감지하는 감광센서(340) 및 상기 집진필터(100)의 절단 또는 손상 여부를 감지하는 근접센서(350)를 구비하며, 상기 감광센서(340) 및 상기 근접센서(350)의 감지 신호에 따라 경고를 발생하도록 하는 것을 특징으로 하는 롤 투 롤 집진장치(10).
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄산칼슘분말 도포수단(500)은 카트리지(510) 타입 또는 사각틀채(520) 타입을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 투 롤 집진장치(10).
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 탄산칼슘분말 도포수단(500)으로 상기 카트리지(510) 타입을 적용하는 경우에는 상기 구동모터(220) 및 상기 바이브레이터(530)가 동시에 작동되어 이동하는 상기 집진필터(100) 위에 탄산칼슘분말을 연속적으로 도포하도록 하고, 이후에 상기 집진필터(100)를 상기 포집부(400)로 이동하는 것을 특징으로 하는 롤 투 롤 집진장치(10).
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 탄산칼슘분말 도포수단(500)으로 상기 사각틀채(520) 타입을 적용하는 경우에는 상기 바이브레이터(530)가 상기 구동모터(220)보다 먼저 작동되어 상기 집진필터(100) 위에 탄산칼슘분말을 한 번에 도포하도록 하고, 이후에 상기 구동모터(220)가 작동되어 상기 집진필터(100)를 상기 포집부(400)로 이동하는 것을 특징으로 하는 롤 투 롤 집진장치(10).
  10. 청구항 7 내지 9의 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄산칼슘분말 도포수단(500)이 장착된 경우에 상기 포집부(400)에 위치하는 상기 집진필터(100)의 상측과 하측의 압력을 각각 감지하는 두 개의 압력센서(420)를 구비하고 상기 포집부(400)의 일측에 차압을 측정하는 차압계(430)를 구비하여, 작동 중 차압이 집진을 시작한 때보다 2 내지 4배 높아지는 경우에는 상기 구동모터(220)가 작동되어 상기 집진필터(100)를 소정 범위 이동시킴으로써 상기 집진필터(100)의 새로운 부분이 상기 포집부(400)에 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 롤 투 롤 집진장치(10).
  11. 청구항 1항에 있어서,
    복수의 가이드 롤러(440)를 이용하여 상기 구동부(200)와 상기 피구동부(300) 사이에서 이동하는 상기 집진필터(100)를 공기의 흡입 방향에 맞추어 배치하도록 하며, 미세먼지, 연기, 분진, 그을음 및 플럭스 등의 함유량에 따라 상기 집진필터(100)를 복수 단으로 설치하는 것을 특징으로 하는 롤 투 롤 집진장치(10).
  12. 청구항 1항에 있어서,
    상기 집진필터(100)는 부직포 집진필터 또는 통기성 테프론 집진필터를 사용하며, 2.5㎛ 이상의 미세입자를 포집하는 것을 특징으로 하는 롤 투 롤 집진장치(10).





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