KR102591039B1 - 집진 용량 조절이 용이한 레이저 가공용 집진기 - Google Patents
집진 용량 조절이 용이한 레이저 가공용 집진기 Download PDFInfo
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Abstract
레이저를 이용한 재료 가공 시 발생하는 레이저 연기의 각종 유해 물질을 실효적으로 제거할 수 있는 집진기로서, 연기 누출로 인해 정화되지 않은 연기가 발생하지 않도록 하고, 집진기 용량의 조절이 용이한 레이저 가공용 집진기가 개시된다. 본 발명은 레이저 가공 장치에서 발생되는 레이저 연기가 유입되는 흡입구가 상단에 구비되고, 흡입된 레이저 연기가 여과되어 배출되는 배기구가 하단에 구비된 하우징; 내측 프레임 및 외곽 프레임이 구비된 백 필터로서, 상기 외곽 프레임이 상기 하우징의 상부 내측에 돌출 형성된 제1 걸림부에 안착되는 백 필터; 및 외측면이 상기 하우징의 내측면에 대응되는 형상으로, 상기 하우징의 중간부 내측에 돌출 형성된 제2 걸림부 상에 하단부가 안착되는 복합 필터 모듈로서, 상기 백 필터를 통과한 여과물이 연속 통과되는 헤파 필터 및 활성탄 필터가 구비되고, 상기 헤파 필터가 중간부 내측에 돌출 형성된 제3 걸림부에 안착되고, 하단부 내측에 돌출 형성된 제4 걸림부 상에 제1 천공망이 안착되어 상기 활성탄 필터가 상기 헤파 필터 및 상기 제1 천공망 사이에 충진되는 복합 필터 모듈;을 포함하는 레이저 가공용 집진기이고, 상기 하우징은 상단, 중단 및 하단으로 구획되어 상단 하우징, 중단 하우징 및 하단 하우징으로 분리 및 결합되는 구조로서, 상기 상단 하우징, 중단 하우징 및 하단 하우징 사이의 외면에 설치되는 결합장치에 의해 분리 및 결합되고, 상기 상단 하우징에는 상기 백 필터가 구비되고, 상기 중단 하우징에는 상기 복합 필터 모듈이 구비되고, 상기 하단 하우징에는 상기 배기구와 함께 배출 팬 및 구동 모터가 구비되고, 상기 백 필터가 구비된 상단 하우징과 상기 복합 필터 모듈이 구비된 중단 하우징은 2 이상 적층되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 적층형 집진기를 제공한다.
Description
본 발명은 레이저 가공용 집진기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 가공 과정에서 발생하는 기화물을 여과 처리하는 집진기에 관한 것이다.
레이저빔은 밀도가 매우 높은 단색광으로 적당한 광학계를 사용하여 평행도가 우수한 광속으로 만들거나 빛의 파장 정도로 작게 죄일 수 있으며, 이러한 특성으로 인해 표준 스펙트럼 광원, 레이저 간섭계, 레이저 홀로그래피, 정밀측정, 정밀위치맞춤, 속도측정, 레이저 통신, 레이저 기록, 표시장치, 레이저 의료 등 광범위한 산업분야에서 이용되고 있으며, 뿐만 아니라 레이저빔이 가지는 에너지를 열에너지로 변환하여 물체의 표면을 가공하는 기술로 사용되고 있으며, 근래에는 목재류, 금속류 등 그 소재에 제한 없이 악세사리나 팬시 분야에도 활용 폭이 넓어지고 있다.
이러한 레이저를 이용한 재료 가공의 부작용은 공기 중의 유해 물질 생성이다. 유해 물질의 생성은 레이저 가공 지점에서의 강한 열 영향으로 열분해 및 산화가 발생하기 때문이다. 유해 물질의 혼합물은 먼지, 부유 물질, 에어로졸 및 가스의 형태로 소위 레이저 연기를 형성한다. 레이저 연기의 양과 구성은 각 처리 과정에 따라 다르나, 레이저 연기는 주로 유해 물질이다.
따라서, 작업장에서 공기를 신선하게 유지하고 레이저 가공 품질을 보장하기 위해 이러한 레이저 연기를 추출하고 제거하는 집진기를 설치할 필요가 있다.
한편, 레이저 가공 장치 규격, 가공량 등 가공 규모에 따라 요구되는 집진기 성능은 다양할 수 있으며, 이에 알맞는 용량의 집진기가 구비되도록 할 필요가 있으나, 레이저 가공 장치에 일정 용량의 집진기가 한 번 구비되면 그 용량을 변화시키는 것이 불가능하여, 예컨대, 요청되는 가공량의 변화에 따라 집진기 용량을 증량하고자 할 때 기존 집진기를 철거하고 보다 용량이 큰 신규의 집진기를 재설치해야 하는 것이 현실이다.
도 1은 종래 레이저 가공용 집진기를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래 레이저 가공용 집진기(10)는 다수 개의 필터 카트리지(11)를 구비하여 필터(11) 표면 여과 후 여과된 공기는 환기 장치(12)를 통해 배출되고 압축 공기(13) 역세를 통해 분리된 먼지를 집진 용기(14)에 포집하도록 하고 있으나, 다수의 필터 카트리지(11)만으로 다양한 물질로 구성된 레이저 연기를 실효적으로 제거하기 어렵고, 하우징(15)과 필터 카트리지(11)의 틈 등으로 레이저 연기가 누출되어 실제 정화되지 않은 연기가 배출될 수도 있을 뿐더러, 집진기 용량의 증량이 필요할 경우 기존 소용량의 집진기를 철거하고 대용량의 집진기를 신규로 설치할 수 밖에 없는 문제가 있다.
[선행특허문헌]
- 한국 공개특허 제2017-0133931호(2017.12.06.)
본 발명은 레이저를 이용한 재료 가공 시 발생하는 레이저 연기의 각종 유해 물질을 실효적으로 제거할 수 있는 집진기로서, 연기 누출로 인해 정화되지 않은 연기가 발생하지 않도록 하는 레이저 가공용 집진기를 제공하고자 한다.
또한 레이저 가공량의 변화에 따라 집진기 용량의 조절이 용이한 레이저 가공용 집진기를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 레이저 가공 장치에서 발생되는 레이저 연기가 유입되는 흡입구가 상단에 구비되고, 흡입된 레이저 연기가 여과되어 배출되는 배기구가 하단에 구비된 하우징; 내측 프레임 및 외곽 프레임이 구비된 백 필터로서, 상기 외곽 프레임이 상기 하우징의 상부 내측에 돌출 형성된 제1 걸림부에 안착되는 백 필터; 및 외측면이 상기 하우징의 내측면에 대응되는 형상으로, 상기 하우징의 중간부 내측에 돌출 형성된 제2 걸림부 상에 하단부가 안착되는 복합 필터 모듈로서, 상기 백 필터를 통과한 여과물이 연속 통과되는 헤파 필터 및 활성탄 필터가 구비되고, 상기 헤파 필터가 중간부 내측에 돌출 형성된 제3 걸림부에 안착되고, 하단부 내측에 돌출 형성된 제4 걸림부 상에 제1 천공망이 안착되어 상기 활성탄 필터가 상기 헤파 필터 및 상기 제1 천공망 사이에 충진되는 복합 필터 모듈;을 포함하는 레이저 가공용 집진기이고, 상기 하우징은 상단, 중단 및 하단으로 구획되어 상단 하우징, 중단 하우징 및 하단 하우징으로 분리 및 결합되는 구조로서, 상기 상단 하우징, 중단 하우징 및 하단 하우징 사이의 외면에 설치되는 결합장치에 의해 분리 및 결합되고, 상기 상단 하우징에는 상기 백 필터가 구비되고, 상기 중단 하우징에는 상기 복합 필터 모듈이 구비되고, 상기 하단 하우징에는 상기 배기구와 함께 배출 팬 및 구동 모터가 구비되고, 상기 백 필터가 구비된 상단 하우징과 상기 복합 필터 모듈이 구비된 중단 하우징은 2 이상 적층되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 적층형 집진기를 제공한다.
또한 상기 하단 하우징은 상부에 평탄면을 갖는 테두리가 형성되고, 상기 상단 하우징 및 상기 중단 하우징은 각각, 상부에 평탄면을 갖는 테두리가 형성되고, 하부 테두리는 전체적으로 단면이 직각 형태인 요홈이 형성되어, 상기 상단 하우징의 요홈은 상기 중단 하우징 또는 또 다른 상단 하우징의 상부 테두리에 안착 및 밀착되고, 상기 중단 하우징의 요홈은 상기 하단 하우징 또는 또 다른 중단 하우징의 상부 테두리에 안착 및 밀착되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 적층형 집진기를 제공한다.
또한 상기 제3 걸림부 상에 제2 천공망이 안착되고, 상기 헤파 필터가 상기 제2 천공망 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 적층형 집진기를 제공한다.
또한 상기 복합 필터 모듈은 상기 헤파 필터 상부 둘레에서 내측과 연접된 고정 바가 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 적층형 집진기를 제공한다.
또한 상기 복합 필터 모듈은 재질이 목재인 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 적층형 집진기를 제공한다.
또한 상기 목재는 중밀도 섬유판(medium density fiberboard; MDF)인 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 적층형 집진기를 제공한다.
또한 상기 복합 필터 모듈과 상기 헤파 필터가 접하는 부분에 경화성 폴리우레탄 용액이 함침되어 경화된 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 적층형 집진기를 제공한다.
또한 상기 제2 걸림부 상에 안착되는 하단부에 개스킷이 부착된 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 적층형 집진기를 제공한다.
본 발명에 따르면, 레이저를 이용한 재료 가공 시 발생하는 레이저 연기의 각종 유해 물질을 제거하기 위한 집진기로서, 레이저 연기가 백 필터, 헤파 필터 및 활성탄 필터를 순서대로 통과하도록 하여 간단한 필터의 조합으로 유해 물질을 실효적으로 제거할 수 있도록 하고, 헤파 필터를 통화한 여과물이 그대로 모두 활성탄 필터로 통과되도록 헤파 필터와 활성탄 필터를 모듈화하여 연기 누출로 인해 정화되지 않은 연기가 발생하지 않도록 할 수 있다.
또한 복합 필터 모듈의 재질을 목재로 하고, 모듈과 헤파 필터가 접하는 부분에 경화성 폴리우레탄 용액으로 함침 경화시키는 한편, 모듈 하단부에 개스킷을 부착시킴으로써 누출되는 연기를 완벽히 차단할 수 있는 구조의 집진기를 제공할 수 있다.
또한 상단, 중단 및 하단 하우징으로 분리 및 결합되는 구조로서, 백 필터가 구비된 상단 하우징과 복합 필터 모듈이 구비된 중단 하우징이 각각 2 이상 밀착 적층이 가능하도록 하여 레이저 가공량의 변화에 따라 집진기 용량의 조절이 용이한 레이저 가공용 적층형 집진기를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 레이저 가공용 집진기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 집진기의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 집진기의 내부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 적층형 집진기로서, 상단 하우징 및 중단 하우징이 각각 2개씩 적층된 집진기의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 적층형 집진기로서, 상단 하우징 및 중단 하우징이 각각 2개씩 적층된 집진기의 내부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 손잡이가 구비된 복합 필터 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 복합 필터 모듈 하단부에 개스킷이 부착된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 집진기의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 집진기의 내부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 적층형 집진기로서, 상단 하우징 및 중단 하우징이 각각 2개씩 적층된 집진기의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 적층형 집진기로서, 상단 하우징 및 중단 하우징이 각각 2개씩 적층된 집진기의 내부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 손잡이가 구비된 복합 필터 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 복합 필터 모듈 하단부에 개스킷이 부착된 모습을 나타낸 사시도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였고, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였으며, 집진기에 도시된 세부 구성의 방향은 도면을 기준으로 하여 설명한다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 적층형 집진기의 외관을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 적층형 집진기의 내부 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 적층형 집진기(100)는 하우징(110), 백 필터(120), 헤파 필터(131) 및 활성탄 필터(132)가 구비된 복합 필터 모듈(130)을 포함한다.
상기 하우징(110)은 본 발명의 레이저 가공용 집진기(100)의 실질적 여과 역할을 하는 필터들을 내부에 거치시키면서 레이저 연기가 외부로 누출되지 않도록 밀폐시키는 역할을 하는 것으로, 레이저 가공 장치에서 발생되는 레이저 연기가 유입되는 흡입구(111)가 상단에 구비되고, 흡입된 레이저 연기가 여과되어 배출되는 배기구(112)가 하단에 구비된다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 흡입구(111)는 하우징(110) 상단의 커버(113)상에 형성될 수 있다.
본 발명에서 상기 하우징(110)은 상단, 중단 및 하단으로 구획되어 상단 하우징(110a), 중단 하우징(110b) 및 하단 하우징(110c)으로 분리 및 결합되는 구조로서, 상기 상단 하우징(110a), 중단 하우징(110b) 및 하단 하우징(110c) 사이의 외면에 설치되는 결합장치(140)에 의해 분리 및 결합되고, 상단 하우징(110a)에는 상기 백 필터(120)가 구비되고, 중단 하우징(110b)에는 상기 복합 필터 모듈(130)이 구비되고, 하단 하우징(110c)에는 상기 배기구(112)와 함께 배출 팬(114) 및 구동 모터(115)가 구비된다.
상기 결합장치(140)는 상단 하우징(110a), 중단 하우징(110b) 및 하단 하우징(110c)의 외면에 설치되어 상하 하우징을 견고하게 고정시킬 수 있는 장치라면 그 형태에 특별히 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 드로우 래치 등 통상의 걸쇠 형태의 결합장치가 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 적층형 집진기로서, 상단 하우징 및 중단 하우징이 각각 2개씩 적층된 집진기의 외관을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 적층형 집진기로서, 상단 하우징 및 중단 하우징이 각각 2개씩 적층된 집진기의 내부 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에서는 상단 하우징(110a), 중단 하우징(110b) 및 하단 하우징(110c)이 분리 및 결합되는 구조를 채용함에 따라 백 필터(120)가 구비된 상단 하우징(110a)과 복합 필터 모듈(130)이 구비된 중단 하우징(110b)이 각각 2 이상 밀착 적층이 가능하도록 하며, 이에 따라 레이저 가공량의 변화에 따라 집진기 용량을 용이하게 조절할 수 있다.
여기서, 각 하우징의 적층 구조를 구현하면서도 상하 하우징 사이가 쉽게 밀착되도록 하는 구조가 개시된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 하단 하우징(110c)은 상부에 평탄면을 갖는 테두리(110c-1)가 형성되고, 상기 상단 하우징(110a) 및 상기 중단 하우징(110b)은 각각, 상부에 평탄면을 갖는 테두리(110a-1 및 110b-1)가 형성되고, 하부 테두리는 전체적으로 단면이 직각 형태인 요홈(110a-2 및 110b-2)이 형성되어, 상기 상단 하우징의 요홈(110a-2)은 상기 중단 하우징의 상부 테두리(110b-1) 또는 또 다른 상단 하우징의 상부 테두리(110a-1)에 안착 및 밀착되도록 하고, 상기 중단 하우징의 요홈(110b-2)은 상기 하단 하우징의 상부 테두리(110c-1) 또는 또 다른 중단 하우징의 상부 테두리(110b-1)에 안착 및 밀착되도록 할 수 있다. 한편, 도 3 및 도 5에서 요홈 또는 후술하는 돌출부가 안착되는 부분에 각격이 형성된 것으로 나타나 있으나, 이는 도면부호 표시를 위해 과장된 것으로, 해당 부분은 밀착 형성되어 있음은 물론이다.
또한 상기 상단 하우징(110a)의 하단은 요홈(110a-2) 내측으로 돌출부(110a-3)가 구비되고, 상단 하우징(110a)이 중단 하우징(110b) 상에 적층될 경우에는 상기 돌출부(110a-3) 하단이 상기 복합 필터 모듈(130)의 상부 테두리 면에 밀착되고, 상단 하우징(110a)이 또 다른 상단 하우징(110a) 상에 적층될 경우에는 상기 돌출부(110a-3) 하단이 상기 외곽 프레임(122) 상부 테두리 면(122-1)에 밀착되어 하우징 내부가 전체적으로 밀폐되도록 할 수 있다.
또한 상기 커버(113) 역시 하부 테두리에 전체적으로 단면이 직각 형태인 요홈(113-1)이 형성되고, 하단은 요홈(113-1) 내측으로 돌출부(113-2)가 구비되어, 상기 돌출부(113-2) 하단이 상기 외곽 프레임 상부 테두리 면(122-1)에 밀착되도록 할 수 있다.
상기 상단 하우징(110a)의 상부와 상기 중단 하우징(110b)의 하부에는 각각 내측으로 돌출된 제1 걸림부(116)와 제2 걸림부(117)가 형성되어 상기 백 필터(120) 및 복합 필터 모듈(130)이 안착되도록 하며 구체적인 설명은 후술한다.
상기 흡입구(111)는 예컨대 레이저 가공 장치에서 발생되는 레이저 연기의 유로가 되도록 레이저 가공 장치의 배출구 사이에 튜브로 연결될 수 있고, 상기 배기구(112) 역시 튜브로 연결될 수 있으나 튜브 연결 없이 여과된 공기가 그대로 배출되도록 할 수 있음은 물론이다.
본 발명에서 실질적 여과 역할을 하는 필터는 백 필터(120), 헤파 필터(131) 및 활성탄 필터(132) 순서로 이루어지며, 상기 3 종류의 필터 조합만으로도 레이저 가공 장치에서 발생되는 레이저 연기의 유해 물질들을 완벽히 제거할 수 있다.
상기 백 필터(120)는 레이저 연기 중 1차적으로 굵은 먼지 등을 걸러주고 저장하는 역할을 하는 것으로, 내측 프레임(121) 및 외곽 프레임(122)이 구비되고 백 필터(120)의 입구부가 내측 프레임(121) 사이에 고정된 형태이다. 백 필터(120)는 복수 개가 모듈화되어, 예컨대, 사각형의 외곽 프레임(122) 사이에 구비된 복수의 내측 프레임(121)마다 백 필터(120)가 고정된 모듈화된 형태일 수 있다. 백 필터(120)는 외곽 프레임(122)이 상단 하우징(110a)의 상부 내측에 돌출 형성된 제1 걸림부(116)에 안착된다.
상기 제1 걸림부(116)는 상단 하우징(110a) 상부 내측을 따라 길게 연장된 바(bar) 형태로 형성되며, 바람직하게는 상단 하우징(110a) 내측에 모두 형성될 수 있다.
백 필터(120)의 소재는 최초 유입되는 레이저 연기 중 상대적으로 큰 입자를 걸러줄 수 있는 소재라면 특별히 한정되는 것은 아니나, 부직포 소재인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 유리섬유 부직포(nonwoven glass microfiber)일 수 있다.
상기 백 필터(120)는 내측 프레임(121) 및 외곽 프레임(122)에 고정된 형태로 상단 하우징(110a)의 제1 걸림부(116)에 안착되므로, 필터 교체 시 상단 하우징(110a) 상부의 커버(113)를 탈착한 후 외곽 프레임(122)을 탈착시키는 간단한 방법으로 필터 교체가 가능하다.
상기 헤파 필터(131)는 백 필터(120)를 통과한 여과물 중 초미립자, 유기용제, 유해 연기 등을 걸러 공기를 정화시켜 주는 역할을 하는 것으로, 후술하는 복합 필터 모듈(130)의 상부에 위치한다.
헤파 필터(HEPA filter)는 공기 중의 미립자를 여과하는 고성능 필터로서, 입경이 0.3 ㎛ 이상 크기의 입자상 물질을 99.97% 이상 제거 가능한 필터로서, 본 발명에서는 종래 프리 필터를 채용하지 않고도, 백 필터(120) 이후에 설치함으로써 레이저 연기 중 상대적으로 입자 크기가 큰 물질이 걸러진 연기에 대해 대부분의 초미립자, 유기용제, 유해 물질 등이 충분히 여과되도록 할 수 있다.
상기 헤파 필터(131)는 상기 요구되는 필터 성능을 만족시킨다면 그 형태에 한정되는 것은 아니나, 표면적 극대화를 통한 레이저 연기 중 미립자 제거 효율 면에서 두께가 0.5 내지 1 mm이고, 일정 높이의 층을 형성하여 지그재그로 접혀진 형태인 것이 바람직하다.
헤파 필터(131)의 소재는 특별히 한정되는 것은 아니나, 유리섬유 소재로 제작된 필터가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 활성탄 필터(132)는 헤파 필터(131)를 통과한 여과물에 대해 탈취, 탈색 및 살균 작용을 통해 청정한 공기로 걸러주는 역할을 하는 것으로, 후술하는 복합 필터 모듈(130)의 하부에 위치한다.
활성탄은 흡착성이 강한 탄소질로 된 물질로서, 야자각, 목재류, 갈탄, 무연탄 등의 탄소질 원료를 태우는 활성화 과정을 통해 분자 크기 정도의 미세세공을 발달시킨 흡착제이며, 흡착성이 강한 분상 또는 입상다공성 물질로 내부에는 1 g당 500 내지 1,500 ㎡ 정도의 표면적을 가지고 있다.
활성탄(132)의 형태는 파쇄상, 분말상, 형형상, 섬유상 등이 있으나, 본 발명에서는 백 필터(120)에 의한 1차 여과, 헤파 필터(131)에 의한 2차 여과를 거친 여과물을 대상으로 하고, 또한 하단 하우징(110c) 모터(115)의 흡입 압력에 의한 활성탄 자체의 분산으로 인한 여과 성능 저하 및 필터 수명 저하를 고려하여 입자 크기 5 내지 200 메쉬의 불규칙한 형상인 파쇄상의 활성탄이 바람직하게 사용될 수 있다.
이러한 활성탄(132)은 미리 설계된 높이를 갖는 복합 필터 모듈(130)의 하부에 충진시켜 구비되도록 할 수 있다.
본 발명에서 상기 헤파 필터(131) 및 활성탄 필터(132)는 복합 필터 모듈(130) 내에 구비되어 함께 설치되고 사용 후 함께 교체된다. 이는 레이저 연기 집진을 위해 백 필터(120)를 통과한 여과물이 상기 바람직한 소재의 헤파 필터(131)와 활성탄 필터(132)를 연속 통과하도록 하여 필터 성능을 반복하여 평가한 결과, 유의미한 필터 성능을 유지하는 한도에서 헤파 필터(131)와 활성탄 필터(132)의 내구성 및 사용수명이 대략 비슷한 것을 확인한 결과로부터 도출된 구성이다. 또한 헤파 필터(131)와 활성탄 필터(132)를 분리하여 장착할 경우, 필터와 하우징(110) 사이의 틈이나 헤파 필터(131)와 활성탄 필터(132) 사이의 틈 등으로 인해 백 필터(120)를 통과한 여과물이 헤파 필터(131)를 거치지 않고 활성탄 필터(132)로 유입되는 등의 여과 성능 저하로 이어지는 문제가 있었으며, 상기 복합 필터 모듈(130)은 이러한 문제를 해결하기 위해 도출된 구조이다.
따라서 본 발명에서 복합 필터 모듈(130)은 외측면이 상기 하우징(100)의 내측면에 대응되는 형상으로, 상기 중단 하우징(110b) 내측에 돌출 형성된 제2 걸림부(117) 상에 하단부가 안착되는 형태로서 모듈(130) 내부에 백 필터(131)와 활성탄 필터(132)가 구비된다. 즉, 백 필터(120)를 통과한 여과물이 연속 통과되는 헤파 필터(131) 및 활성탄 필터(132)가 구비되는데, 헤파 필터(131)가 복합 필터 모듈(130)의 중간부 내측에 돌출 형성된 제3 걸림부(133)에 안착되고, 복합 필터 모듈(130)의 하단부 내측에 돌출 형성된 제4 걸림부(134) 상에 제1 천공망(135)이 안착되어 활성탄 필터(132)가 헤파 필터(131) 및 제1 천공망(135) 사이에 충진된다.
상기 제2 걸림부(117)는 중단 하우징(110b)의 하부 내측을 따라 길게 연장된 바(bar) 형태로 형성되며, 바람직하게는 중단 하우징(110b) 내측에 모두 형성될 수 있다.
상기 제3 걸림부(133) 및 상기 제4 걸림부(134)는 각각 복합 필터 모듈(130)의 중간부 및 하단부 내측에 돌출되어 내측을 따라 길게 연장된 바 형태로 형성되며, 각각 헤파 필터(131)가 안착 및 제1 천공망(135)이 안착되어 활성탄 필터(132)가 충진되도록 한다.
상기 제1 천공망(135)은 바람직하게는 금속 재질의 얇은 판형의 망 소재로서 대략 활성탄이 통과되지 못할 정도의 크기로 일정 간격 천공되어 활성탄이 충진되면서 정화된 공기가 이동될 수 있도록 한다.
여기서, 활성탄(132) 크기에 따라서는 제1 천공망(135)을 통과할 수도 있으므로 제1 천공망(135) 상에 여과지(136)를 얹은 상태에서 활성탄(132)이 충진되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 제3 걸림부(133) 상에 제2 천공망(137)이 안착되고, 상기 헤파 필터(131)가 상기 제2 천공망(137) 상에 구비될 수 있다.
상기 제2 천공망(137)은 상기 제1 천공망(135)과 같은 소재 및 형태일 수 있고, 제2 천공망(137)이 제3 걸림부(133) 상에 안착됨으로써 레이저 연기 집진 가동 시 헤파 필터(131)와 활성탄 필터(132)가 모듈(130) 내에서 인접하여 배치됨에 따라 높은 압력 환경에서 와류, 진동 등에 의해 활성탄(132)이 상부에 위치한 헤파 필터(131)에 접촉됨으로 인한 필터의 내구성 저하 및 성능 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 복합 필터 모듈(130)은 상기 헤파 필터(131) 상부 둘레에서 내측과 연접된 고정 바(138)가 형성될 수 있다.
상기 고정 바(138)는 헤파 필터(131) 상부 둘레에서 복합 필터 모듈(130)과 맞닿는 형태로 구비되고, 예컨대, 피스 등으로 복합 필터 모듈(130) 내측에 고정되어 동시에 헤파 필터(131)가 고정되도록 하게 된다. 이로써 레이저 연기 집진 가동 시 높은 압력 환경에서 비교적 가벼운 소재인 헤파 필터(131)가 진동되어 원활한 여과가 방해되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 복합 필터 모듈(130) 교체 시에는 도 6에 나타낸 바와 같이, 모듈(130) 상단 또는 고정 바(138) 상단에 손잡이(139-1)를 구비하여 손쉽게 교체가 가능하도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 복합 필터 모듈(130)은 재질이 목재일 수 있고, 바람직하게는 중밀도 섬유판(medium density fiberboard; MDF)일 수 있다.
상기 MDF는 톱밥과 접착제를 혼합하여 열과 압력으로 가공한 목재로서, 나무를 갈아서 섬유질을 추출한 후 합성수지 접착제로 성형 열압시킨 판재이다. 이러한 MDF는 표면이 평활하고 밀도가 치밀하여 가공성이 우수하고 견고하여, 수축, 뒤틀림 및 팽창 발생이 적은 장점이 있으나, 물이나 습기에 약하기 때문에 수분에 의해 변형이 생기는 단점도 있다.
본 발명에서는 MDF의 장점을 고려하여 복합 필터 모듈(130) 재질로서 목재, 바람직하게는 MDF로 채택함으로써 필터 모듈(130)의 내구성 저하를 최소화하면서, 집진기 규격에 따른 제작이 용이하여 설계 자유도를 향상시킬 수 있으며, 나아가 이하 설명하는 여과 성능 저하 방지에 특히 적합하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 복합 필터 모듈(130)과 상기 헤파 필터(131)가 접하는 부분은 경화성 폴리우레탄 용액이 함침되어 경화될 수 있고, 경화성 폴리우레탄 용액의 함침 경화로 인해 복합 필터 모듈(130) 재질을 MDF와 같은 목재로 채택함으로써 여과 성능 저하 방지 효과를 극대화하고, 이와 함께 MDF와 같은 목재 소재의 단점인 수분에 의한 변형 문제도 해결할 수 있다.
즉, 헤파 필터(131)와 활성탄 필터(132)가 하나의 모듈(130) 내에 구비되도록 함에도 불구하고, 백 필터(120)를 통과한 여과물 중 일부는 복합 필터 모듈(130)의 내측과 헤파 필터(131) 사이의 틈을 통해 활성탄 필터(132)로 유입될 수 있으나, 경화성 폴리우레탄 용액은 그 특성상 목재와 유리섬유 소재의 헤파 필터(131)에 모두 함침성이 우수하므로, 견고한 경화를 유도하여 밀폐성을 높여 복합 필터 모듈(130)과 헤파 필터(131) 사이의 틈을 통해 여과물이 유입되는 것을 완벽히 차단함으로써 여과 성능 저하 방지 효과를 극대화할 수 있다.
또한 MDF와 같은 목재 소재가 수분에 의해 변형되어 복합 필터 모듈(130)과 헤파 필터(131) 사이의 틈이 더욱 벌어질 가능성이 있다 하더라도 경화성 폴리우레탄 용액의 함침 경화로 인해 수분에 의한 변형을 미연에 방지할 수 있게 된다.
이와 같이 헤파 필터(131)와 활성탄 필터(132)를 하나의 모듈(130)로 복합화하더라도 백 필터(120)를 통과한 여과물이 하우징(110)과 복합 필터 모듈(130) 사이의 틈으로 유입될 수도 있다. 이러한 문제를 예상하여 본 발명의 일 실시예에서는 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 제2 걸림부(117) 상에 안착되는 하단부에 개스킷(139)이 부착될 수 있다.
상기 개스킷(139)은 기체 성분의 유입을 차단할 수 있는 것이라면 그 소재에 특별히 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 우레탄이나 실리콘 소재의 개스킷이 사용될 수 있다.
개스킷(139)은 길게 연장 형성된 바 형태로 복합 필터 모듈(130)의 하단부에 부착되어 제2 걸림부(117) 상에 안착되도록 함으로써 백 필터(120)를 통과한 여과물이 하우징(110)과 복합 필터 모듈(130) 사이의 틈으로 유입될 수 있는 가능성을 완벽히 차단할 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 레이저 가공용 집진기 110 : 하우징
110a : 상단 하우징 110a-1 : 상단 하우징의 상부 테두리
110a-2 : 상단 하우징의 하부 요홈 110a-3 : 상단 하우징의 하단 돌출부
110b : 중단 하우징 110b-1 : 중단 하우징의 상부 테두리
110b-2 : 중단 하우징의 하부 요홈 110c : 하단 하우징
110c-1 : 하단 하우징의 상부 테두리
111 : 흡입구 112 : 배기구
113 : 커버 113-1 : 커버의 하부 요홈
113-2 : 커버의 하단 돌출부 114 : 배출 팬
115 : 구동 모터 116 : 제1 걸림부
117 : 제2 걸림부 120 : 백 필터
121 : 내측 프레임 122 : 외곽 프레임
122-1 : 외곽 프레임 상부 테두리 면 130 : 복합 필터 모듈
131 : 헤파 필터 132 : 활성탄 필터
133 : 제3 걸림부 134 : 제4 걸림부
135 : 제1 천공망 136 : 여과지
137 : 제2 천공망 138 : 고정 바
139 : 개스킷 139-1 : 손잡이
140 : 결합장치
110a : 상단 하우징 110a-1 : 상단 하우징의 상부 테두리
110a-2 : 상단 하우징의 하부 요홈 110a-3 : 상단 하우징의 하단 돌출부
110b : 중단 하우징 110b-1 : 중단 하우징의 상부 테두리
110b-2 : 중단 하우징의 하부 요홈 110c : 하단 하우징
110c-1 : 하단 하우징의 상부 테두리
111 : 흡입구 112 : 배기구
113 : 커버 113-1 : 커버의 하부 요홈
113-2 : 커버의 하단 돌출부 114 : 배출 팬
115 : 구동 모터 116 : 제1 걸림부
117 : 제2 걸림부 120 : 백 필터
121 : 내측 프레임 122 : 외곽 프레임
122-1 : 외곽 프레임 상부 테두리 면 130 : 복합 필터 모듈
131 : 헤파 필터 132 : 활성탄 필터
133 : 제3 걸림부 134 : 제4 걸림부
135 : 제1 천공망 136 : 여과지
137 : 제2 천공망 138 : 고정 바
139 : 개스킷 139-1 : 손잡이
140 : 결합장치
Claims (8)
- 레이저 가공 장치에서 발생되는 레이저 연기가 유입되는 흡입구가 상단에 구비되고, 흡입된 레이저 연기가 여과되어 배출되는 배기구가 하단에 구비된 하우징;
내측 프레임 및 외곽 프레임이 구비된 백 필터로서, 상기 외곽 프레임이 상기 하우징의 상부 내측에 돌출 형성된 제1 걸림부에 안착되는 백 필터; 및
외측면이 상기 하우징의 내측면에 대응되는 형상으로, 상기 하우징의 중간부 내측에 돌출 형성된 제2 걸림부 상에 하단부가 안착되는 복합 필터 모듈로서, 상기 백 필터를 통과한 여과물이 연속 통과되는 헤파 필터 및 활성탄 필터가 구비되고, 상기 헤파 필터가 중간부 내측에 돌출 형성된 제3 걸림부에 안착되고, 하단부 내측에 돌출 형성된 제4 걸림부 상에 제1 천공망이 안착되어 상기 활성탄 필터가 상기 헤파 필터 및 상기 제1 천공망 사이에 충진되는 복합 필터 모듈;
을 포함하는 레이저 가공용 집진기이고,
상기 하우징은 상단, 중단 및 하단으로 구획되어 상단 하우징, 중단 하우징 및 하단 하우징으로 분리 및 결합되는 구조로서, 상기 상단 하우징, 중단 하우징 및 하단 하우징 사이의 외면에 설치되는 결합장치에 의해 분리 및 결합되고, 상기 상단 하우징에는 상기 백 필터가 구비되고, 상기 중단 하우징에는 상기 복합 필터 모듈이 구비되고, 상기 하단 하우징에는 상기 배기구와 함께 배출 팬 및 구동 모터가 구비되고,
상기 백 필터가 구비된 상단 하우징과 상기 복합 필터 모듈이 구비된 중단 하우징은 2 이상 적층되는 것을 특징으로 하고,
상기 헤파 필터 및 상기 활성탄 필터는 상기 복합 필터 모듈 내에 구비되어 함께 설치되고 사용 후 함께 교체되고,
상기 복합 필터 모듈은 재질이 목재이고,
상기 복합 필터 모듈과 상기 헤파 필터가 접하는 부분에 경화성 폴리우레탄 용액이 함침되어 경화된 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 적층형 집진기. - 제1항에 있어서,
상기 하단 하우징은 상부에 평탄면을 갖는 테두리가 형성되고,
상기 상단 하우징 및 상기 중단 하우징은 각각, 상부에 평탄면을 갖는 테두리가 형성되고, 하부 테두리는 전체적으로 단면이 직각 형태인 요홈이 형성되어,
상기 상단 하우징의 요홈은 상기 중단 하우징 또는 또 다른 상단 하우징의 상부 테두리에 안착 및 밀착되고,
상기 중단 하우징의 요홈은 상기 하단 하우징 또는 또 다른 중단 하우징의 상부 테두리에 안착 및 밀착되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 적층형 집진기. - 제1항에 있어서,
상기 제3 걸림부 상에 제2 천공망이 안착되고, 상기 헤파 필터가 상기 제2 천공망 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 적층형 집진기. - 제1항에 있어서,
상기 복합 필터 모듈은 상기 헤파 필터 상부 둘레에서 내측과 연접된 고정 바가 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 적층형 집진기. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 목재는 중밀도 섬유판(medium density fiberboard; MDF)인 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 적층형 집진기. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제2 걸림부 상에 안착되는 하단부에 개스킷이 부착된 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 적층형 집진기.
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2021
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