KR102705815B1 - 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터 - Google Patents

압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터에 관한 것으로서 특히, 봉형태(원형, 사각형, 육각형)를 갖는 단위 필터체가 필터 지지부의 내부에 일자형 또는 격자 형태를 갖도록 구비하여 지지공간부를 확보하여 유동저항을 줄여 압력손실이 낮은 가운데 각각의 단위 필터체가 교체 가능하도록 하여 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터에 관한 것이다.

Description

압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터{THE CHEMICAL FILTER IN WHICH THE PRESSUE LOSS LOWS AND RECYCLE FACILITATES}
본 발명은 반도체, 제약 등 정밀제품 생산공정을 위한 클린룸에 존재하는 산성, 염기성 가스 및 기타 미량의 공정 유해 이온가스 성분을 완벽히 제거하기 위한 것으로서 특히, 봉형태를 갖는 단위 필터체가 필터 지지부의 내부에 일자형 또는 격자형태를 갖도록 구비되는 가운데 유해가스를 포함한 공기가 각각의 단위 필터체를 직접 관통하지 않고 단위 필터체 간에 이루어진 유로를 통과함으로써 공기흐름이 필터체를 직접 통과하지 않아 압력손실이 낮고 교체가 용이할 뿐 아니라 재활용이 가능한 케미컬 필터에 관한 것이다.
최근 반도체 산업의 급격한 발달과 선진 각국의 이 분야에 대한 치열한 경쟁으로 인하여 우리나라를 비롯한 선진 각국에서는 고집적 반도체 생산을 위해 반도체 제조공정에 필수적인 완벽한 클린룸 설치에 많은 관심을 기울이고 있다.
현재 반도체 제조공정에 존재하는 산성, 염기성 미량의 유해가스를 제거하기 위해 사용되고 있는 방법으로는 활성탄을 이용한 첨착활성탄법과 이온교환법이 있다. 이중 첨착활성탄법은 가격은 저렴하나 클린룸 필터에 적용 시 무게가 무겁고 입상인 관계로 공정차압이 증가하며 수명이 짧고, 미량 유해가스 제거효율이 낮아 적용에 한계가 있다. 따라서 이들의 단점을 보완하기 위하여 이온교환법을 사용하는데 이온교환수지로 제조한 필터는 제거효율은 좋으나 활성탄과 마찬가지로 입상인 관계로 공정 압력손실이 크고 처리속도가 느린 단점을 지니고 있으며 이를 개선하기 위하여 이온교환 섬유를 개발하여 적용하고 있다. 이온교환 섬유는 비드상 이온교환 수지에 비해 압력손실이 적고, 무게가 가벼우며, 이온성 가스의 제거효율이 높고, 섬유상으로 필터제조가 간편한 장점이 있으나 가격이 비싸고 단위 부피가 커서 적용에 한계가 있어 이 단점을 보완하기 위하여 이온교환 섬유 부직포를 최소화 하면서 이 표면에 비드상 이온교환 수지를 용제형 접착제를 사용하여 결합한 복합 필터소재와 수지와 섬유를 혼합한 후 니들 펀칭의 방법으로 복합필터 소재를 제조하는 기술이 개발 되었으며 이 소재는 상기에서 언급한 단일 소재보다 성능은 향상되었고 가격은 이온교환 섬유를 기준하여 저렴해 졌으나 용제형 접착제를 사용한 경우 필터 지지체인 그물망에 이온교환 수지를 접착시켜 이온교환 섬유 부직포와 결합시키고, 비드의 이탈 방지를 위해 다시 망으로 감싸야 하기 때문에 제조공정이 복잡하고 수지의 부착에 한계가 있으며 사용한 용제형 접착제로부터 유해 배가스가 발생하여 클린룸의 오염 가능성이 있다. 또한 니들 펀칭에 의한 복합필터 소재의 제조 방법은 상기 단점을 어느 정도 보완할 수 있으나 수지를 부직포 내에 식모하는데 한계가 있고 니들펀칭으로 인한 압력손실이 증가하는 단점이 있다. 이들 단점 중 접착제로 인한 유해 배가스 발생으로부터 자유로워진 핫멜트 방식을 적용하고 비드를 이온교환 섬유 부직포에 고밀도로 표면과 내부에 부착시키기 위하여 니들 펀칭 대신 가열 압축공기를 이용한 멜트 블로우 방식을 적용한 케미칼 필터가 개발되었다.
케미칼 필터는 통상 사각 또는 원형형태를 갖는 필터 프레임의 내부에 첨착활성탄이나 이온교환 흡착물질이 부착된 부직포를 구비하여 사용하였고 이러한 종래기술로 등록특허공보 제10-0477435호(2005.3.09)의 첨착활성탄을 도포한 망체와 이온교환 부직포를 이용한 케미컬 필터 제작방법 및 등록특허공보 제10-0477436호(2005.03.09)의 허니컴 형태의 케미컬 필터의 제작방법이 제안 되었으나, 전체 배기량에서 공기의 비율이 높은 반면, 유해가스의 농도는 상대적으로 낮고, 흡착물질은 순환공기에 섞여있는 유해가스에만 작용함에도 불구하고 순환공기 전체가 부직포를 통과하는 과정에서 유로저항이 발생되는 문제점이 있었고, 케미칼 필터 사용 후 부직포 및 필터프레임 전체가 폐기됨에 따라 다량의 폐기물이 발생으로 필터교체 비용 증가 및 재생산에 따른 탄소배출량 증가의 문제점이 있었다.
등록특허공보 제10-0477435호(2005.03.09) 등록특허공보 제10-0477436호(2005.03.09)
본 발명은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 유해가스를 제거하는 과정에서 발생되는 유로저항이 줄어드는 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 유로저항을 줄여 운전에 소요되는 동력 소비량을 낮추어 에너지 비용이 절감될 수 있는 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 필터 여재를 갖는 단위 필터체만을 분리하여 제거한 후 새로운 단위 필터체가 교체되도록 하여 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고 본 발명은 필터여재를 기능을 갖는 단위 필터체만을 분리하여 필터체에 부착된 흡착제를 재생하여 재활용 함으로써 폐기물 발생을 최소화 하고 궁극적으로 탄소배출 저감에 기여할 수 있는 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은
내부에 단위 필터체(200)가 구비되는 지지 공간부(SP)를 갖는 필터 지지부(100); 및
상기 지지 공간부(SP)에 일정 간격이 유지되게 구비된 상기 단위 필터체(200)가 포함되어 유로저항이 줄어 들도록 하고, 유해가스 제거율을 높일 수 있도록 하는 가운데 사용 후 단위 필터체(200)의 일부만 폐기되도록 하여 폐기물 발생량을 줄일 수 있도록 한 것이다.
따라서, 본 발명은 원형, 사각형, 육각형 형태의 봉체형 단위 필터체 간 간격으로 공간부를 형성하는 형태로 이루어져 유해가스는 단위 필터체 표면의 흡착제와 접촉을 통해 제거되고 일반 공기는 공간부를 통과함으로써 종래의 흡착물질이 부착된 부직포를 관통하며 발생되는 유로저항을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 이로 인해 소음발생이 최소화되는 가운데 동력의 손실을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 이로 인해 운전, 운영에 소요되는 에너지 비용이 절감될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고 본 발명은 필터를 사용한 후 전체를 폐기하는 것이 아니라 일부만 분리하여 교체되도록 함으로써, 비용이 더 절감될 수 있도록 하는 가운데 폐기물 발생량을 줄여 환경이 오염되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터를 도시한 사시도이다.
도2는 본 발명에 따른 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터를 분리하여 도시한 사시도이다.
도3은 본 발명에 따른 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터에 있어 단위 필터체만을 분리하여 확대 도시한 사시도이다.
도4는 본 발명에 따른 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터의 횡단면도이다.
도5는 본 발명에 따른 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터의 종단면도이다.
도6은 본 발명에 따른 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터에 있어 단위 필터체의 다른 배열을 도시한 사시도이다.
이하, 본 발명은 다양한 변환을 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 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있으며, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
우선, 본 발명은 케미컬 필터에 관한 것으로, 사각형, 원형, 육각형 등 다양한 형태의 필터 지지부(100) 및 단위 필터체(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다.
도1 내지 도5를 참조하면,
도1은 본 발명에 따른 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터를 도시한 사시도이고, 도2는 본 발명에 따른 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터를 분리하여 도시한 사시도이고, 도3은 본 발명에 따른 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터에 있어 단위 필터체만을 분리하여 확대 도시한 사시도이고, 도4는 본 발명에 따른 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터의 횡단면도이고, 도5는 본 발명에 따른 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터의 종단면도이다.
본 발명에 따른 케미컬 필터는 필터 지지부(100)의 내부로 제공되는 지지 공간부(SP)에 단위 필터체(200)가 일정 간격 유지되게 구비된다.
상기 필터 지지부(100)는 사각테두리의 형태를 갖는 것으로, 가로 지지 패널(110)이 일정 간격이 유지되게 구비되고, 상기 가로 지지 패널(110)의 양측단부에 각각 세로 지지 패널(120)이 결합됨에 따라 각각 2개의 가로 지지 패널(110)과 2개의 세로 지지 패널(120)의 내부로 사각형태를 갖는 지지 공간부(SP)인 유로가 구비된다.
상기 각각의 가로 지지 패널(110) 또는 세로 지지 패널(120) 내측면에는 단위 필터체 지지홈(130)이 구비되어 상기 단위 필터체(200)가 교체 가능하게 구비됨으로써, 분리하여 폐기와 새로운 것으로의 교체가 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
상기 단위 필터체(200)는 탄성을 가지고 있도록 구비되어 있다.
상기 단위 필터체 지지홈(130)은 1열 지지홈(131)이 세로방향을 따라 일정 간격으로 반복되게 구비되고, 상기 1열 지지홈(131)의 하부에 동일한 일정 간격을 갖는 2열 지지홈(132)이 구비된다. 이때, 상기 2열 지지홈(132)은 상기 1열 지지홈(131) 사이의 중간 하부에 위치됨에 따라 지그재그 형태로 배열되어 단위 필터체(200)의 유해가스 통로를 길게 함으로써 단면적을 넓혀 유해가스 제거효율을 높일 수 있게 된다.
상기 단위 필터체 지지홈(130)은 지지 패널들의 내부에 형성되어 단위 필터체(200)을 고정시켜 주기 위한 것이다.
상기 필터 지지부(100)의 형태에 따라 지지 공간부(SP)의 형성에 달라질 수도 있으므로 그에 따라 지지홈(130)의 위치가 달라질 수도 있다.
상기 단위 필터체(200)는 필터 프레임(210), 필터여재(220) 및 필터여재 고정구(230)가 포함되게 구비된다.
상기 필터 프레임(210)은 원기둥형태를 갖는 필터 프레임 몸체(211) 및 그 양측단부에 외측을 향하여 단턱지게 연장된 프레임 몸체 고정부(212)로 구비되어 상기 프레임 몸체 고정부(212)가 상기 단위 필터체 지지홈(130)의 1열 지지홈(131) 또는 2열 지지홈(132)에 삽입 고정된 상태가 유지된다.
상기 원기둥형태를 갖는 필터 프레임 몸체(211)는 사각봉, 육각봉, 타원형봉 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.
흡착제(221)가 포함된 상기 필터여재(220)는 필터 프레임(210)의 표면에 흡착제가 부착되고 흡착제가 이탈되지 않도록 부직포 등으로 나선형으로 감겨져 흡착제(221)가 고정되도록 구비된다.
상기 흡착제(221)는 이온교환 단섬유 또는 비드상 이온교환수지, 활성탄, 제올라이트 중 어느 하나 이상 포함되도록 구비되고, 상기 필터여재(220)는 부직포, 직포, 이온교환 부직포 중 어느 하나로 구비된다.
이러한 상기 필터여재(220)는 필터 프레임(210)의 표면에 접착부(222)에 의하여 부착된 흡착제가 탈리되지 않도록 부직포 등으로 나선형태로 감싸 고정된 형태로 구비된다. 이때, 상기 여재 접착부(222)는 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, 폴리우레탄계, 에틸렌비닐아세테이트계, 폴리아미드계, 폴리에스테르계, 러버계 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 핫멜트 점착제가 포함되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 필터여재 고정구(230)는 필터 프레임(210)의 양측단부로 위치된 필터여재(220)에 감겨진 것으로, 링형태를 갖는 고정 클립으로 구비되어 필터여재(220)의 단부가 풀리는 것을 더 방지할 수 있게 된다.
도6은 본 발명에 따른 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터에 있어 단위 필터체의 다른 배열을 도시한 사시도이다.
본 발명에서 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터의 단위 필터체(200)가 필터 지지부(100)의 내부로 제공되는 지지 공간부(SP)에 가로 또는 세로방향으로 일정 간격 유지되도록 구비되었으나, 이러한 형태 이외에 도6에 도시된 바와 같이, 상기 필터 지지부(100)의 내부에 상기 단위 필터체(200)를 격자 형태를 갖도록 구비되도록 할 수 있다. 이러한 경우, 단면적을 극대화하여 유해가스 제거효율을 극대화시킬 수 있게 된다.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 바를 바탕으로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 도면에 한정되는 것은 아니다.
100:필터 지지부 110:가로 지지 패널
120:세로 지지 패널 130:단위 필터체 지지홈
131:1열 지지홈 132:2열 지지홈
200:단위 필터체 210:필터 프레임
211:필터 프레임 몸체 212:프레임 몸체 고정부
220:필터여재 221:흡착제
222:여재 접착부 230:필터여재 고정부

Claims (7)

  1. 지지 공간부(SP)에 필터 프레임(210), 필터여재(220) 및 필터여재 고정구(230)를 포함한 단위 필터체(200)가 일정 간격 유지되게 구비된 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 건식 케미컬 필터에 있어서,
    필터 프레임 몸체(211)와 상기 필터 프레임 몸체(211)의 양측단부에 외측을 향하여 단턱지게 연장된 프레임 몸체 고정부(212)가 포함된 필터 프레임(210)과 상기 필터 프레임(210)의 몸체 표면에 여재 접착부(222)에 의하여 접착되게 흡착제(221)가 부착되고, 흡착제의 탈리를 방지하기 위해 부직포 등으로 감싸고 부직포 외부에 실을 사용해 나선형으로 감겨져 구비된 필터여재(220) 및 상기 필터 프레임(210)의 양측단부에 필터여재(220)의 단부가 풀리는 것을 방지하도록 링형태의 클립으로 구성된 필터여재 고정구(230)가 포함되고, 분리하여 교체가 가능하도록 탄성을 가진 단위 필터체(200);
    가로 지지 패널(110)과 상기 가로 지지 패널(110)의 양 측단부에 결합되어 내부로 상기 지지 공간부(SP)가 제공되게 구비된 각각 세로 지지 패널(120)이 포함되며, 상기 각각의 가로 지지 패널(110) 또는 세로 지지 패널(120) 내측면에 단위 필터체(200)을 고정시켜 주기 위한 것으로 세로방향을 따라 일정 간격으로 반복되게 구비된 1열 지지홈(131) 및 상기 1열 지지홈(131)의 하부에 일정 간격을 갖는 2열 지지홈(132)이 구비되어, 상기 2열 지지홈(132)은 상기 1열 지지홈(131) 사이의 중간 하부에 위치되게 지그재그 형태로 배열된 단위 필터체 지지홈(130)이 구비된 필터 지지부(100);
    단위 필터체(200)의 단턱지게 형성된 프레임 몸체 고정부(212)와 각 가로지지패널(110) 및 세로지지패널(120)의 지그재그 형태로 배열된 1열 지지홈 및 2열 지지홈(131, 132)으로 이루어진 단위 필터체 지지홈(130)에 결합되어 각 단위 필터체(200)와 단위 필터체(200)의 간격에 의하여 유로를 형성함으로써 압력손실이 적고, 탄성을 갖는 단위 필터체(200)로 인하여 교체가 용이하도록 한 것을 특징으로 하는 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 필터 프레임(210)은
    원기둥, 사각기둥, 육각기둥 형태를 갖는 필터 프레임 몸체(211)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단위 필터체(200)가 단위 필터체 지지홈(130)이 형성된 지지 패널들에 의해 지지 공간부(SP) 내부에 일자 또는 격자 형태를 갖도록 구비됨을 특징으로 하는 압력손실이 낮고 재활용이 가능한 케미컬 필터.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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