KR102349007B1 - 스토퍼가 형성된 필터 카트리지 - Google Patents

스토퍼가 형성된 필터 카트리지 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 스토퍼가 형성된 필터 카트리지는, 한쪽 측면과 반대쪽 측면에 메쉬망 설치구멍이 형성된 필터 카트리지 몸체; 상기 메쉬망 설치구멍에 부착된 메쉬망; 상기 필터 카트리지 몸체 내부에 위치하는 활성탄 알갱이; 상기 카트리지의 4개의 측면 중 상기 메쉬망 설치구멍이 없는 나머지 2개의 측면에 부착된 측면 가스켓; 을 포함하고, 측면 가스켓이 설치된 측면에서 스토퍼가 돌출되어 형성되어 있고, 스토퍼의 높이는 측면 가스켓의 높이보다 낮은 것을 특징으로 한다.

Description

스토퍼가 형성된 필터 카트리지{FILTER CATRIDGE WITH SIDE GASKET}
본 발명은 스토퍼가 형성된 필터 카트리지에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 필터에 사용되는 활성탄을 용이하게 교체하기 위한 필터 카트리지에 관한 것이다.
공기를 정화하기 위해 활성탄이 사용될 수 있다.
활성탄(活性炭, Activated carbon)은 주 성분이 탄소이며 다공성이므로, 표면적이 넓어 흡착성이 강하다.
특허문헌 1은 활성탄을 공기 정화에 사용하는 예이다.
반도체 생산 공장에서는 대량의 강산 공기(강산 성분이 포함된 공기)가 발생하는데, 이 강산 공기는 다량의 활성탄이 포함된 필터로 정화할 수 있다.
그런데 상기 다량의 활성탄을 오래 사용한 후 오염된 활성탄을 새로운 활성탄으로 교체할 때, 활성탄 저장 공간 내에서 사람이 삽을 이용하여 수작업으로 오염 활성탄을 퍼낸다면 강산 성분으로 인해 사람의 건강을 해칠 수도 있다. 따라서 활성탄 교체 작업이 자동으로 이루어지는 것이 바람직하다.
만일 활성탄 알갱이들을 카트리지 형태의 몸체에 담아서 사용한다면, 오염된 활성탄을 좀 더 쉽게 교체할 수 있다.
한국 공개특허공보 10-2001-0058569 A (공개일: 2001.07.06.)
본 발명이 해결하고자는 하는 과제는, 용이하게 교체할 수 있고 필터 기능을 효과적으로 수행하는 필터 카트리지를 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 스토퍼가 형성된 필터 카트리지는, 한쪽 측면과 반대쪽 측면에 메쉬망 설치구멍이 형성된 필터 카트리지 몸체; 상기 메쉬망 설치구멍에 부착된 메쉬망; 상기 필터 카트리지 몸체 내부에 위치하는 활성탄 알갱이; 상기 카트리지의 4개의 측면 중 상기 메쉬망 설치구멍이 없는 나머지 2개의 측면에 부착된 측면 가스켓; 을 포함하고, 측면 가스켓이 설치된 측면에서 스토퍼가 돌출되어 형성되어 있고, 스토퍼의 높이는 측면 가스켓의 높이보다 낮은 것을 특징으로 한다.
상기 스토퍼는 측면 가스켓이 설치되는 측면의 끝부분에 수직 방향으로 연장되는 형상으로 형성될 수 있다.
상기 스토퍼에 있어서, 스토퍼 단면의 모서리는 경사진 것일 수 있다.
본 발명에 의한 스토퍼가 형성된 필터 카트리지는, 용이하게 교체할 수 있고 필터 기능을 효과적으로 수행한다.
도 1은 필터 카트리지의 예
도 2는 카트리지 삽입 프레임에 필터 카트리지가 삽입된 상태의 사시도
도 3은 카트리지 삽입 프레임에 필터 카트리지를 삽입하는 예
도 4는 필터 카트리지 몸체의 사시도
도 5는 필터 카트리지의 사시도
도 6은 필터 카트리지의 부분절개사시도
도 7은 필터 카트리지의 평면도
도 8은 필터 카트리지가 카트리지 삽입 프레임의 삽입구에 삽입된 상태의 평면도
도 9는 측면 가스켓의 단면도
도 10은 필터 카트리지의 모서리부의 단면도
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 필터 카트리지의 예이다.
도 1의 필터 카트리지(100)에서는, 필터 카드리지 내부에 활성탄(또는 활성탄 알갱이)가 들어 있고, 필터 카트리지의 앞면과 뒷면에는 메쉬망(300)(격자 모양의 망)이 있어서, 공기는 통과할 수 있지만 내부의 활성탄은 필터 카트리지의 외부로 흘러나오지 않도록 한다.(이 '필터 카트리지'는 '카트리지'라고 부를 수도 있다.)
도 1의 필터 카트리지(100)는, 필터 카드리지 몸체(200)의 앞면과 뒷면에 메쉬망(300)이 부착되어 있다. 또한 필터 카드리지 몸체(200)의 상부에는 2개의 인양 러그(210)('인양 러그'를 '인용 손잡이'라고 부를 수도 있다)가 형성되어 있어서, 필터 카트리지를 위로 들어올리기 편리하다. 또한 필터 카드리지 몸체(200)의 상부는 카트리지 덮개(500)로 덮여 있다. 또한 필터 카트리지 몸체(200)의 상부에는 오목부가 형성되고 그 오목부에 인양 러그(210)가 형성되어 있어서, 여러 개의 필터 카트리지(100)를 용이하게 쌓을 수 있다.
도 2는 카트리지 삽입 프레임에 필터 카트리지가 삽입된 상태의 사시도이다.
도 2에서와 같이, 다수의 카트리지를 카트리지 삽입 프레임(600)('카트리지 삽입 프레임'을 '필터 카트리지 삽입 프레임'이라고 할 수도 있다)의 카트리지 삽입구(610)를 통해 삽입한 상태에서, 도 2의 화살표 방향으로 오염된 공기를 흡입시키면, 카트리지를 통과한 공기는 정화가 된 후 카트리지의 반대쪽으로 배출된다.
카트리지 삽입구(610)는 카트리지 삽입 프레임(600)의 위쪽에 막혀 있지 않은 공간으로서, 이 카트리지 삽입구(210)를 통해 필터 카트리지(100)를 카트리지 삽입 프레임(200)에 삽입할 수 있다.
필터 카트리지의 오랜 사용으로 필터 카트리지 내부의 활성탄이 오염되면, 사용한 필터 카트리지를 카트리지 삽입 프레임의 위쪽으로 꺼낸 후, 새로운 필터 카트리지를 카트리지 삽입 프레임의 위쪽 방향에서 삽입하면 된다.
필터 카트리지에는 호이스트(hoist, 무거운 물체를 주로 상하로 이동시키는 데 사용하는 기계장치)를 이용하여 옮기기 편하도록 인양 러그(210)가 형성되어 있지만, 호이스트 후크를 인양 러그에 거는 작업은 용이하지 않다. 카트리지 삽입 프레임의 내부는 산성 물질로 오염되어 있어서 사람이 들어가기 힘든 작업공간인 경우가 많기 때문이다.
따라서 호이스트 후크에 필터 카트리지의 인용 러그를 연결하는 장치가 필요하다.
도 3은 카트리지 삽입 프레임에 필터 카트리지를 삽입하는 예이다.
도 3에서는 카트리지 이송보조장치(800)을 이용하여 호이스트 후크(700)를 인양 러그(210)에 용이하게 연결할 수 있다.
도 3에서의 카트리지 이송보조장치(800)는 2개의 이송보조장치 후크(810)을 가지고 있고, 2개의 이송보조장치 후크(810)가 2개의 인양 러그(210) 위에서, 아래 방향으로 오무려지면, 2개의 이송보조장치 후크(810)가 2개의 인양 러그(210)를 붙잡게 된다.
따라서 용이하게 호이스트 후크와 필터 카트리지의 인양 러그를 연결할 수 있다.
도 4는 필터 카트리지 몸체의 사시도이고, 도 5는 필터 카트리지의 사시도이고, 도 6은 필터 카트리지의 부분절개사시도이다.
필터 카트리지 몸체(200)의 앞면과 뒷면에는 메쉬망 설치구멍(230)이 있어서, 메쉬망(300)을 설치할 수 있다.
필터 카트리지 몸체(200)의 상부에는 카트리지 덮개(500)와 결합하기 위한 덮개 결합부(260)가 형성되어 있다.
메쉬망 삽입 구멍(240)은, 메쉬망을 필터 카트리지 몸체(200)의 안쪽으로 넣어서 설치해야 하는 경우에 메쉬망을 메쉬망 설치 구멍(230)이나 위쪽 구멍(카트리지 덮개로 덮는 부분)으로 넣을 수 없을 때, 메쉬망을 필터 카트리지 몸체(200)의 안쪽으로 넣기 위한 구멍이다. 다른 방법으로 메쉬망을 필터 카트리지 몸체(200)의 안쪽으로 넣을 수 있다면 메쉬망 삽입 구멍(240)은 생략할 수 있다.
메쉬망을 메쉬망 삽입 구멍(240)으로 넣은 후, 메쉬망 삽입 구멍(240)은 다른 구조물로 막는다. 이 구조물은 철판으로 막을 수도 있고, 섬유강화플라스틱으로 막을 수도 있다.
메쉬망(300)은 1겹으로 할 수도 있지만, 여러 겹으로 할 수도 있다.
도 5에서는 제1 메쉬방(310), 제2 메쉬망(320), 제3 메쉬망(330)의 3겹으로 되어 있다.
제1 메쉬망(310)은 활성탄 알갱이(900)와 직접 닿는 면이므로 매우 촘촘한 매쉬망(예를 들면 2mm 간격의 매쉬망)으로 되어 있다.
제2 메쉬망(320)은 제1메쉬망보다 간격이 크고 더 튼튼한 매쉬방(예를 들면 8mm 간격의 매쉬망)으로 되어 있다.
제3 메쉬망(330)은 매우 튼튼한 섬유강화플라스틱(FRP, fiberglass reinforced plastics)으로 만들 수 있다.
즉 매우 매쉬망은 강도가 낮을 우려가 있고, 촘촘하지 않은 메쉬망의 경우 활성탄 알갱이가 빠져나올 우려가 있으므로, 여러 겹의 메쉬망을 겹친 형태의 메쉬망으로 만들면서, 안쪽에는 촘촘한 매쉬망을 사용하고 바깥쪽에는 덜 촘촘하고 더 튼튼한 메쉬망을 사용함으로써, 활성탄 알갱이가 빠져나오지 않으면서도 튼튼한 메쉬망을 만들 수 있다.
필터 카트리지 안에 활성탄 알갱이(900)를 넣은 후, 필터 카트리지 몸체(200)를 카트리지 덮개(500)로 덮는다.
카트리지 덮개(500)에는 2개의 카트리지 덮개 손잡이(510)이 형성되어 있어서, 카트리지 덮개(500)를 용이하게 잡아서 들 수 있다.
카트리지 덮개(500)와 덮개 결합부(260)는 볼트(521)와 너트(522)를 이용하여 결합할 수 있다.
도 5에서, 필터 카트리지 몸체(200)의 측면에는 2개의 측면 가스켓(410)이 부착되어 있다. 또한 필터 카트리지 몸체(200)의 반대쪽 측면에는 2개의 측면 가스켓(410)이 부착되어 있다.
즉 상기 카트리지의 4개의 측면 중 메쉬망 설치 구멍이 없는 나머지 측면에 측면 가스켓(410)이 수직 방향(지면에 수직인 방향)으로 부착되어 있다.
필터 카트리지 몸체(200)의 상부에는 4개의 상부 가스켓(420)이 부착된다.
상부 가스켓은 2개의 필터 카트리지(100)가 쌓일 때(적층될 때), 그 사이로 공기가 통과하지 못하도록 하기 위한 것이다.
측면 가스켓은 필터 카트리지(100)와 카트리지 삽입 프레임(600) 사이로 공기가 통과하지 못하도록 하기 위한 것이다.
가스켓((gasket)은 공기가 통과하지 못하도록 밀봉하는 물체를 의미하며, 일반적으로 천연 고무, 합성 고무, 수지 가공지, 마, 목면, 가죽, 석면, 콜크 등을 사용하고 중압용으로는 비금속 재료와 금속 재료를 적당히 조합한 세미 메탈릭 가스켓을 사용한다.
필터 카트리지 몸체(200)의 4개의 측면 중에서 상기 메쉬망 설치구멍이 없는 나머지 2개의 측면에는 스토퍼(220)(stopper)가 형성되어 있다. 스토퍼(220)는 메쉬망 설치구멍이 없는 측면(측면 가스켓이 설치된 측면)에 돌출되는 형상으로 형성되어 있다. 도 5에서는 측면 가스켓이 설치되는 측면의 끝부분에 수직 방향(지면에 수직인 방향)으로 연장되는 형상으로 형성되어 있고, 측면 가스켓이 설치되는 측면에서 돌출되는 형상으로 형성되어 있다. 그리고 메쉬망 설치구멍이 없는 나머지 2개의 측면에 형성된 스토퍼의 높이는 측면 가스켓의 높이보다 낮다.
필터 카트리지 몸체는 견고한 금속으로 만들 수 있지만, 금속은 산성 물질에 부식될 위험성이 있다. 따라서 필터 카트리지 몸체는 안쪽과 바깥쪽에서 섬유강화플라스틱(FRP)으로 덮어 놓는 것이 바람직하다.
필터 카트리지 몸체를 섬유강화플라스틱(FRP)으로 덮으면, 상부 모서리 부분은 각이 지지 않고, 도 5의 왼쪽 아래 동그라미 안의 그림처럼 곡선형태가 된다. 따라서 측면 가스켓(410)과 상부 가스켓(420)만으로는 완전한 밀폐가 되지 않는다.
따라서 모서리 가스켓(430)을, 도 5의 왼쪽 아래 동그라미 안의 그림처럼, 필터 카트리지 몸체의 상부 모서리 부분{측면 가스켓(410)과 상부 가스켓(420)이 만나는 모서리 부분}에 부착하는 것이 바람직하다.
상기 가스켓{가스켓(410), 상부 가스켓(420), 모서리 가스켓(430)}은 EDPM (ethylene propylene diene monomer) 성분으로 만들 수도 있다.
상기 가스켓{가스켓(410), 상부 가스켓(420), 모서리 가스켓(430)}에 의해, 도 2의 화살표 방향으로, 산성으로 오염된 공기를 흡입시킬 때, 오염된 공기는 모두 활성탄이 있는 공간으로만 통과하게 된다.
그러나 가스켓을 통해 미세한 공기가 조금씩 샐 수 있으므로, 필터 카트리지 몸체의 내부 뿐 아니라 외부, 그리고 카트리지 덮개의 상부와 하부 모두를 산성에 부식되지 않는 성분{예를 들면, 폴리에틸렌 등의 플라스틱, 섬유강화플라스틱}으로 덮어 놓는 것이 바람직하다.
볼트(521), 너트(522) 등은 산성에 부식되지 않는 성분(예를 들면, 폴리에틸렌 등의 플라스틱)으로 만들 수도 있다.
카트리지 덮개(500), 덮개 결합부(26) 등은 산성에 부식되지 않는 성분(예를 들면, 폴리에틸렌 등의 플라스틱, 섬유강화플라스틱)으로 만들 수도 있다.
도 6에서 필터 카트리지 몸체의 하부 면은 각 파이프 구조물(251)의 양쪽에 철판(252)를 양쪽에 붙인 형상으로 되어 있다.그래서 2개의 철판(252) 사이에는 중공부(253)가 존재한다.
적은 비용으로 견고한 판을 만들기 위해서는 각 파이프 구조물의 한 쪽 면에 철판을 붙이는 것이 바람직하지만, 이렇게 하면 철판을 붙인 쪽은 섬유강화플라스틱을 붙이는 것이 용이하지만, 그 반대쪽은 섬유강화플라스틱을 붙이기가 힘들다.
만약 각 파이프 구조물 양쪽에 철판을 붙이고 그 바깥쪽에 섬유강화플라스틱을 붙이면, 적은 비용으로 견고한 판을 만들 수 있고, 그 판의 양 면에 섬유강화플라스틱을 붙일 수 있다.
이와 같은 구조의 판은 필터 카트리지 몸체의 아래쪽 몸체 뿐 아니라 측면의 몸체에도 적용할 수 있다.
도 7은 필터 카트리지의 평면도이고, 도 8은 필터 카트리지가 카트리지 삽입 프레임의 삽입구에 삽입된 상태의 평면도이다.
도 8에서와 같이, 필터 카트리지가 카트리지 삽입 프레임의 삽입구에 삽입된 상태에서는, 측면 가스켓(410)이 카트리지 삽입 프레임(600)에 밀착되어 공기가 통과할 수 없도록 밀폐한다. 이때, 스토퍼(220)은 카트리지 삽입 프레임(600)과 밀착되어 있는 것은 아니므로, 스토퍼(220)와 카트리지 삽입 프레임(600) 사이로는 공기가 통과할 수 있다.
메쉬망 설치구멍이 없는 나머지 2개의 측면에 형성된 스토퍼의 높이는 측면 가스켓의 높이보다 낮기 때문에, 측면 가스켓(410)이 카트리지 삽입 프레임(600)에 밀착되고 스토퍼(220)은 카트리지 삽입 프레임(600)과 밀착되지 않는 것이 가능하다.
스토퍼(220)의 역할은, 필터 카트리지 몸체(200)가 카트리지 삽입 프레임(600)에 삽입될 때, 필터 카트리지 몸체(200)가 카트리지 삽입 프레임(600)에 너무 밀착되지 않도록 하는 것이다. 만일 필터 카트리지 몸체(200)가 카트리지 삽입 프레임(600)에 삽입될 때, 필터 카트리지 몸체(200)가 카트리지 삽입 프레임(600)에 너무 밀착되면, 측면 가스켓(410)이 파손되기 때문이다.
도 9는 측면 가스켓의 단면도이다.
도 9의 (a)는 하나의 측면 가스켓 베이스부(411)에 2개의 돌출부{측면 가스켓 제1 돌출부(412), 측면 가스켓 제2 돌출부(413)}가 형성된 경우의 단면도이고, 도 9의 (b)는 하나의 측면 가스켓 베이스부(411)에 1개의 돌출부{측면 가스켓 돌출부(415)}가 형성된 경우의 단면도이다.
도 9의 (a)와 (b)에서는 돌출부의 탄력성을 향상시키기 위해 돌출부 내에 중공부(빈 공간)를 형성하고 있다.
측면 가스켓을 도 9의 (b)와 같이 만들 수도 있지만, 도 9의 (a)와 같이 만들 때 밀폐 효과가 더 크다.
즉 측면 가스켓 베이스부(411)의 중심에서 2개의 돌출부가 형성되도록 만들면, 2개의 돌출부가 도 9의 (a)와 같은 형상이 되면서 복원력이 더 커진다. 따라서 공기를 통과 못하게 하는 밀폐효과가 커진다.
도 10은 필터 카트리지의 모서리부의 단면도이다.
도 10의 (a)는 필터 카트리지의 모서리부와 스토퍼의 모서리가 경사지게 형성된 경우의 단면도이고, 도 10의 (b)는 필터 카트리지의 모서리부와 스토퍼의 모서리가 경사지지 않고 직각으로 형성된 경우의 단면도이다.
카트리지 삽입 프레임(600)의 안쪽 모서리는 도 10에서와 같이 곡면으로 된 경우가 많다. 카트리지 삽입 프레임의 안쪽도 섬유강화플라스틱 등을 붙여놓은 경우가 많기 때문이다.
만일 도 10의 (b)과 같이, 필터 카트리지의 모서리부와 스토퍼의 모서리가 경사지지 않고 직각으로 형성된 경우, 스토퍼의 모서리가 카트리지 삽입 프레임(600)의 안쪽 모서리 부분을 파손할 위험성이 있다.
따라서 도 10의 (a)는 필터 카트리지의 모서리부와 스토퍼의 모서리가 경사지게 형성하는 것이 바람직하다. 이때의 스토퍼의 모서리는 스토퍼 단면의 모서리를 의미하고, 도 10 (A)에서의 스토퍼 단면의 2개의 모서리 중 바깥쪽을 향하는 모서리를 의미한다.
100: 필터 카트리지
200: 필터 카트리지 몸체
210: 인양 러그
220: 스토퍼
230: 메쉬망 설치 구멍
240: 메쉬망 삽입 구멍
251: 각파이프 구조물
252: 철판
253: 중공부
260: 덮개 결합부
300: 메쉬망
310: 제1 메쉬망
320: 제2 메쉬망
330: 제3 메쉬망
410: 측면 가스켓
411: 측면 가스켓 베이스부
412: 측면 가스켓 제1 돌출부
413: 측면 가스켓 제2 돌출부
415: 측면 가스켓 돌출부
420: 상부 가스켓
430: 모서리 가스켓
500: 카트리지 덮개
510: 카트리지 덮개 손잡이
521: 볼트
522: 너트
600: 카트리지 삽입 프레임
610: 카트리지 삽입구
700: 호이스트 후크
800: 이송보조장치
810: 이송보조장치 후크
900: 활성탄 알갱이

Claims (3)

  1. 한쪽 측면과 반대쪽 측면에 메쉬망 설치구멍이 형성된 필터 카트리지 몸체;
    상기 메쉬망 설치구멍에 부착된 메쉬망;
    상기 필터 카트리지 몸체 내부에 위치하는 활성탄 알갱이;
    상기 카트리지의 4개의 측면 중 상기 메쉬망 설치구멍이 없는 나머지 2개의 측면에 부착된 측면 가스켓;
    을 포함하고,
    측면 가스켓이 설치된 측면에서 스토퍼가 돌출되어 형성되어 있고,
    스토퍼의 높이는 측면 가스켓의 높이보다 낮아서, 측면 가스켓이 카트리지 삽입 프레임에 밀착되고 스토퍼는 카트리지 삽입 프레임과 밀착되지 않는 것이 가능하고,
    필터 카트리지 몸체가 카트리지 삽입 프레임에 삽입될 때, 스토퍼에 의해, 필터 카트리지 몸체가 카트리지 삽입 프레임에 너무 밀착되어 측면 가스켓이 파손되는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 스토퍼가 형성된 필터 카트리지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스토퍼는 측면 가스켓이 설치되는 측면의 끝부분에 수직 방향으로 연장되는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 스토퍼가 형성된 필터 카트리지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    스토퍼 단면의 모서리는 경사진 것을 특징으로 하는 스토퍼가 형성된 필터 카트리지.
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