KR102204973B1 - 세라믹 허니컴필터 모듈 및 이를 이용한 환기시스템 - Google Patents

세라믹 허니컴필터 모듈 및 이를 이용한 환기시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세라믹 허니컴 필터를 밀도있게 설치할 수 있어서 종래에 비해 상대적으로 많은 개수의 필터를 설치할 수 있으므로 공간활용도가 높고 여과효율이 향상된 새로운 구성의 세라믹 허니컴필터 모듈 및 이를 이용하여 양방향으로 여과가 가능한 새로운 환기시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 전면에 투입구가 형성된 통체로 이루어져서 다공질 격벽에 의해 복수개의 유체통로가 형성된 세라믹 허니컴필터(10)가 수평방향으로 나란하도록 다수개 수용되는 케이지본체(210)와, 상기 케이지본체(210)의 투입구를 커버하는 도어(220)로 이루어진 복수개의 필터케이지(200)를 포함하며, 상기 필터케이지(200)는 상기 도어(220)와 도어(220)에 대향되는 배면이 망체로 형성되어, 상기 도어(220)가 외향되고 케이지본체(210)의 배면이 내향되도록 방사상으로 연결되어, 상기 필터케이지(200)들 사이에는 상향으로 개방되는 통기로(240)가 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 허니컴필터 모듈(A)이 제공된다.

Description

세라믹 허니컴필터 모듈 및 이를 이용한 환기시스템{Ceramic honeycomb honeycom filter modul and ventilation system}
본 발명은 세라믹 허니컴필터 모듈 및 이를 이용한 환기기스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필터를 밀도있게 설치할 수 있어서 여과효율이 향상된 새로운 구성의 세라믹 허니컴필터 모듈 및 이를 이용하여 양방향으로 여과가 가능한 새로운 환기시스템에 관한 것이다.
세라믹 허니컴필터는 도 1에 도시된 바와 같이, 다공질 격벽에 의해 복수개의 유체통로가 형성된 구성을 가지는데, 다공질 격벽이 마이크론 크기의 미세기공을 가지므로 초미립자 또는 입자상 물질의 포집성이 우수한 특성을 가지므로 디젤엔진 등의 내연기관 또는 각종 연소장치의 연소가스 정화필터 뿐만 아니라 지하철이나 대형공동시설 등에 설치되는 환기시스템의 필터로도 많이 이용되고 있다.
이러한 환기시스템에 있어서 공기정화효율은 필터의 배치 밀도에 큰 영향을 받는데, 필터의 효율적인 배치를 위한 다양한 방안이 요구된다.
한편, 지하철 터널 등과 같은 시설물에는 환기시 양방향 집진이 필요하다. 이는 터널 내부로 유입되는 대기 중의 미세먼지와 터널에서 도심으로 배출되는 미세먼지를 동시에 제거할 필요가 있기 때문이다. 그러나 종래의 환기시설은 대부분 일방향으로만 여과가 이루어져서 터널 내부의 미세먼지가 도심으로 그대로 배출되어 대기오염을 심화시킨다.
대한민국 등록특허 제10-1123173호(2012. 02. 27.) 대한민국 등록특허 제10-1480811호(2015. 01. 05.) 대한민국 특허공개 제10-2019-0112165호(2019. 10. 02) 대한민국 등록특허 제10-1881743호(2018. 07. 19)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 세라믹 허니컴 필터를 밀도있게 설치할 수 있어서 종래에 비해 상대적으로 많은 개수의 필터를 설치할 수 있으므로 공간활용도가 높고 여과효율이 향상된 새로운 구성의 세라믹 허니컴필터 모듈 및 이를 이용하여 양방향으로 여과가 가능한 새로운 환기시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따르면, 전면에 투입구가 형성된 통체로 이루어져서 다공질 격벽에 의해 복수개의 유체통로가 형성된 세라믹 허니컴필터(10)가 수평방향으로 나란하도록 다수개 수용되는 케이지본체(210)와, 상기 케이지본체(210)의 투입구를 커버하는 도어(220)로 이루어진 복수개의 필터케이지(200)를 포함하며, 상기 필터케이지(200)는 상기 도어(220)와 도어(220)에 대향되는 배면이 망체로 형성되어, 상기 도어(220)가 외향되고 케이지본체(210)의 배면이 내향되도록 방사상으로 연결되어, 상기 필터케이지(200)들 사이에는 상향으로 개방되는 통기로(240)가 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 허니컴필터 모듈(A)이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 시설물 내부의 공기를 환기시키기 위해 구획된 환기실(500)을 가지는 환기시스템에 있어서, 상기 환기실(500)에는 상하로 관통되는 통기공(512)이 배열형성되어 환기실(500)의 바닥에서 이격되도록 수평플레이트(510)가 설치되고, 상기 환기실(500)은 수평플레이트(510) 상측의 여과공간(S1)과 여과공간(S1) 하측에 위치되어 상기 통기공(512)에 의해 여과공간(S1)과 연통되는 입배기통로(S2)로 구획되며; 상기 여과공간(S1)에는 상기 청구항 1에 기재된 세라믹 허니컴필터 모듈(A)들이 내장되되, 상기 세라믹 허니컴필터 모듈(A)은 통기로(240)가 수평플레이트(510)의 통기공(512)에 정렬되도록 설치되고; 상기 환기실(500)의 일측 면에는 각각 상기 여과공간(S1)과 연통되어 상기 시설물 내부 공기가 상기 여과공간(S1)으로 유입되거나 또는 시설물 외부 공기가 상기 여과공간(S1)으로 유입되며 댐퍼(523,525)에 의해 개폐되는 내부측 흡기구(522) 및 외부측 흡기구(525)가 형성되고, 상기 환기실(500)의 타측 면에는 각각 상기 입배기통로(S2)와 연통되어 상기 입배기통로(S2) 내부 공기가 시설물 내부로 배기되거나 또는 시설물 외부로 배기되며, 댐퍼(533,535)에 의해 개폐되는 내부측 배기공(532)과 외부측 배기공(534)이 형성된 것을 특징으로 하는 세라믹 허니컴필터 모듈(A)을 이용한 환기시스템이 제공된다.
이상과 같은 구성의 본 발명은 세라믹 허니컴필터가 수용된 복수개의 필터케이지(200)가 방사상으로 연결되어 그 자체가 높은 여과효율을 가지며, 특히, 제한된 공간에 밀도있게 배치할 수 있어서 향상된 공기정화효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 환기시스템은 전술한 바와 같이 필터케이지가 방사상으로 여과효율이 향상된 필터 모듈을 사용함으로써 공기정화효율이 우수하면서도 양방향 여과가 가능하므로, 지하철 터널과 같이 양방향 여과가 요구되는 지하철 터널 등에 적용이 적합한데, 본 발명에 의한 환기시스템을 지하철 터널에 적용하는 경우에는 도심의 대기오염방지에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 세라믹 허니컴 필터의 사시도
도 2는 본 발명의 제1실시예의 사시도
도 3은 상기 실시예의 분해사시도
도 4는 상기 실시예의 측단면도
도 5는 상기 실시예를 이용한 환기시스템의 측단면도
도 6은 상기 환기시스템의 평단면도
도 7 내지 도 9는 상기 환기시스템의 작동을 보여주는 도면
도 10은 본 발명의 제2실시예의 사시도
도 11은 본 발명의 제3실시예의 사시도
도 12는 상기 실시예의 분해사시도
도 13은 상기 실시예의 평단면도
이하에서 본 발명을 각 실시예에 따라 구체적으로 설명한다.
본 발명의 제1실시예는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 세라믹 허니컴필터가 내장되는 복수개의 필터케이지(200)가 방사상으로 설치되어 이루어진다.
상기 필터케이지(200)는 전면이 투입구를 형성하는 사각통체형상의 케이지본체(210)와, 케이지본체(210)의 전면 투입구를 커버하는 도어(220)로 이루어져서, 세라믹 허니컴필터(10)가 내부에 수용된다. 세라믹 허니컴필터(10)는 양단부가 필터케이지(200)의 전면 및 배면을 향하도록 수평으로 배치되어 상하 좌우로 나란하도록 다수개 수용된다. 본 발명이 선박의 배기가스 정화장치 등에 사용되는 경우에는 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시킬 수 있도록 하기 위해 SCR촉매가 담지된 세라믹 허니컴필터(10)가 사용된다.
한편, 상기 필터케이지(200)의 도어(220)와 케이지본체(210)의 도어(220)에 대향되는 배면(212)은 망체로 이루어져서 필터케이지(200)는 적어도 전후로 통기가 가능한 구성을 가진다. 경우에 따라서는 케이지본체(210)의 좌우 양측면도 망체로 이루어질 수도 있다.
이러한 필터케이지(200)들은 방사상을 이루도록 다수개가 연결설치되어, 중앙에는 상하로 개방되는 통기로(240)가 형성된다. 바람직하게는 구조적인 견고성을 위해 필터케이지(200)들이 별도의 연결프레임(300)에 의해 상호 연결되는데, 본 실시예에서는 육각링형상을 갖는 상, 하부프레임(310,320)과, 상하 양단부가 각각 상기 상, 하부프레임(310,320)에 연결되어 상, 하부프레임(310,320)을 상하로 이격되게 연결시키는 복수개의 수직프레임(330)으로 이루어진 연결프레임(300)에 의해 6개의 필터케이지(200)가 방사상으로 연결된 것으로 예시되었다.
이와 같은 구성을 가지는 세라믹 허니컴필터 모듈(A)은 다양한 분야의 환기시설에 다수개 배열설치되는데, 세라믹 허니컴필터 모듈(A)들을 상호 인접도록 전후좌우로 배열시켜서 상대적으로 높은 밀도를 가지도록 배열설치가 가능하며, 따라서 높은 여과효과를 기대할 수 있다.
이러한 본 발명에 의한 세라믹 허니컴필터 모듈(A)은 각종 건물, 지하철, 터널 등 다양한 시설물의 환기시스템에 사용되는데, 도 5 내지 9는 본 발명에 의한 세라믹 허니컴필터 모듈(A)이 적용된 환기시스템의 일례를 보여준다. 도 5와 6은 환기시스템의 측단면도와 평면도이고, 도 7 내지 9는 작동상태를 보인 측단면이다.
본 발명에 의한 환기시스템은 구획된 환기실(500)을 가지는데, 이 환기실(500)에는 상하로 관통되는 통기공(512)이 소정간격으로 배열형성된 수평플레이트(510)가 환기실(500)의 바닥에서 소정간격으로 이격되도록 설치된다. 그리고 이 수평플레이트(510)에 상기 세라믹 허니컴필터 모듈(A)이 장착되는데, 세라믹 허니컴필터 모듈(A)은 통기로(240)가 수평플레이트(510)의 통기공(512)에 정렬되도록 다수개 설치된다.
따라서 환기실(500) 내부는 상기 수평플레이트(510)에 의해 세라믹 허니컴필터 모듈(A)이 내장되어 공기가 여과는 여과공간(S1)과, 여과공간(S1) 하측에서 상기 통기공(512)을 통해 여과공간9B)과 연통되는 흡배기통로(S2)로 구획된다.
한편, 환기실(500)의 측면에는 상기 여과공간(S1)과 연통되어 시설물 내부의 오염된 공기가 여과공간(S1)으로 흡기되는 내부측 흡기구(522)와 시설물 외부 공기가 여과공간(B)으로 흡기되는 외부측 흡기구(524)가 형성되는데, 내부측 흡기구(522)와 외부측 흡기구(524)는 상호 대향되게 위치된다.
그리고 환기실(500)의 측면에는 입배기통로(S2)와 연통되어 입배기통로(S2)로 유입된 공기를 시설물 내부로 배기시키는 내부측 배기구(532)와 입배기통로(S2)로 유입된 공기를 시설물 외부로 배기시키는 외부측 배기구(534)가 형성되는데, 내부측 배기구(532)와 외부측 배기구(534) 역시 상호 대향되게 위치된다. 본 실시예에서는 내부측 흡기구(532)와 외부측 흡기구(534) 하측에 각각 내부측 배기구(522)와 외부측 배기구(524)가 형성된 것으로 예시되었다. 이들 내, 외부측 흡기구(522,524) 및 내, 외부측 배기구(532,534)는 덕트에 연결되어 강제 송품을 위한 송풍팬이 구비되며, 이들 흡기구(522,524)와 배기구(532,534)는 각각 댐퍼(523,525,533,535)에 의해 개폐된다.
이와 같은 구성을 가지는 환기시스템의 작동을 살펴보면 다음과 같다.
먼저 시설물 내부 공기를 배기시키는 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 내부측 흡기구(522)와 외부측 배기구(534)를 개방시키고, 송풍팬을 작동시킨다. 이와 같이 하면 시설물 내부의 오염된 공기가 여과공간(S1)으로 유입되어 각각의 세라믹 허니컴필터 모듈(A)의 필터케이지(200)를 통과하면서 여과된 후, 수평플레이트(510)의 통공(512)을 통해 입배기통로(S2)로 유입되어 외부측 배기구(534)를 통해 외부로 배기된다.
반대로, 외부 공기를 실내로 유입시키는 경우에는 도 8에 도시된 바와 같이, 실외측 흡기구(524)와 내부측 배기구(532)를 개방시키고, 송풍팬을 작동시킨다. 이와 같이 하면, 외부공기가 여과공간(S1)으로 유입되어 세라믹 허니컴필터 모듈(A)에 의해 여과된 후 입배기통로(S2)로 유입되어 내부측 배기구(532)를 통해 배기되어 시설물 내부로 유입된다.
한편, 화재가 발생된 경우에는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 내부측 흡기구(522)와 외부측 흡기구(524)를 개방시켜서 시설물 내부공기가 여과공간(S1)에서 여과된 다음, 외부측 흡기구(524)를 통해 바로 배기되도록 하여 신속하게 배연이 이루어지도록 한다.
이상과 같은 구성을 가지는 환기시스템은 세라믹 허니컴필터(10)가 내장된 필터케이지(200)가 방사상으로 연결된 세라믹 허니컴필터 모듈(A)를 이용함으로써 대기오염물질의 여과효율이 우수하며, 더욱이 양방향 여과가 가능하므로 지하철 터널 등과 같이 양방향 여과가 필요한 시설물에 사용이 적당하다.
도 10은 본 발명의 제2실시예를 보인 것으로서, 본 실시예에서는 필터모듈(A)이 원기둥형상으로 이루어진다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 제3실시예를 보인 것으로서, 본 실시예에 의한 세라믹 허니컴필터 모듈(B)은 통기로(242)의 하단이 바닥판(100)에 커버되어 세라믹 허니컴필터 모듈(B)의 중앙에 상향으로 개방되는 통기로(242)가 형성된다.
이러한 본 실시예에 따른 세라믹 허니컴필터 모듈(B)은 도 12에 도시된 바와 같이, 바닥판(100) 위에 전술한 바와 같은 연결프레임(300)을 연결시키고, 필터케이지(200)들을 하단이 바닥판(100) 위에 안착되도록 연결프레임(300) 외측에 설치하여 이루어진다.
이러한 본 실시예에 의한 세라믹 허니컴필터 모듈(B)은 도 13에 도시된 바와 같이, 측방향에서 유입되는 공기가 각각의 필터케이지(200)를 통과하여 미세먼지 등의 오염물질이 여과되고, 통기로(242)로 유입되어 상향으로 배출되는 통기흐름을 가진다.

Claims (3)

  1. 전면에 투입구가 형성된 통체로 이루어져서 다공질 격벽에 의해 복수개의 유체통로가 형성된 세라믹 허니컴필터(10)가 수평방향으로 나란하도록 다수개 수용되는 케이지본체(210)와, 상기 케이지본체(210)의 투입구를 커버하는 도어(220)로 이루어진 복수개의 필터케이지(200)를 포함하며,
    상기 필터케이지(200)는 상기 도어(220)와 도어(220)에 대향되는 배면이 망체로 형성되어, 상기 도어(220)가 외향되고 케이지본체(210)의 배면이 내향되도록 방사상으로 연결되어,
    상기 필터케이지(200)들 사이에는 상향으로 개방되는 통기로(240)가 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 허니컴필터 모듈(A).
  2. 시설물 내부의 공기를 환기시키기 위해 구획된 환기실(500)을 가지는 환기시스템에 있어서,
    상기 환기실(500)에는 상하로 관통되는 통기공(512)이 배열형성되어 환기실(500)의 바닥에서 이격되도록 수평플레이트(510)가 설치되고, 상기 환기실(500)은 수평플레이트(510) 상측의 여과공간(S1)과 여과공간(S1) 하측에 위치되어 상기 통기공(512)에 의해 여과공간(S1)과 연통되는 입배기통로(S2)로 구획되며;
    상기 여과공간(S1)에는 상기 청구항 1에 기재된 세라믹 허니컴필터 모듈(A)들이 내장되되, 상기 세라믹 허니컴필터 모듈(A)은 통기로(240)가 수평플레이트(510)의 통기공(512)에 정렬되도록 설치되고;
    상기 환기실(500)의 일측 면에는 각각 상기 여과공간(S1)과 연통되어 상기 시설물 내부 공기가 상기 여과공간(S1)으로 유입되거나 또는 시설물 외부 공기가 상기 여과공간(S1)으로 유입되며 댐퍼(523,525)에 의해 개폐되는 내부측 흡기구(522) 및 외부측 흡기구(525)가 형성되고,
    상기 환기실(500)의 타측 면에는 각각 상기 입배기통로(S2)와 연통되어 상기 입배기통로(S2) 내부 공기가 시설물 내부로 배기되거나 또는 시설물 외부로 배기되며, 댐퍼(533,535)에 의해 개폐되는 내부측 배기공(532)과 외부측 배기공(534)이 형성된 것을 특징으로 하는 세라믹 허니컴필터 모듈(A)을 이용한 환기시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통기로(240)의 하단이 바닥판(100)에 의해 커버된 것을 특징으로 하는 세라믹 허니컴필터 모듈(A).
KR1020200141703A 2020-08-25 2020-10-29 세라믹 허니컴필터 모듈 및 이를 이용한 환기시스템 KR102204973B1 (ko)

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