KR200476402Y1 - 활성탄 필터 카트리지 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 활성탄 필터가 카트리지 형태로 규격화되어 활성탄 필터를 흡착탑에 설치 및 교체하기가 용이하며 필터효율도 우수한 새로운 구성의 활성탄 필터 카트리지에 대한 것으로서, 상면에 개방부(102)가 형성되고, 배면은 망체로 이루어진 사각함체 형상으로 내부에 활성탄이 추진되는 카트리지본체(100); 상기 카트리지본체(100) 내부로 통기가 이루어지도록 망체가 구비되며, 일단이 상기 카트리지본체(100)에 힌지결합되어 상기 개방부(102)를 개폐시키는 회동커버(200);를 포함하며, 상기 카트리지본체(100)의 서로 대향되는 한 쌍의 측면에는 흡착탑(1)에 소정간격 이격되도록 나란하게 설치된 설치프레임(2)에 슬라이드결합되는 슬라이드돌기(110) 또는 슬라이드홈이 상기 카트리지본체(100)의 상면과 나란한 방향으로 형성되고, 상기 카트리지본체(100)의 서로 대향되는 나머지 한 쌍의 측면에는 각각 서로 정합되는 형상을 갖는 결합돌기(120)와 결합홈(130)이 상기 카트리지본체(100)의 상면과 나란한 방향으로 형성되어, 상기 슬라이드돌기(110) 또는 슬라이드홈에 의해 상기 설치프레임(2)에 장착되되, 상기 결합돌기(120)와 결합홈(130)에 의해 상호 연결되도록 다수개 연결조립된다.

Description

활성탄 필터 카트리지{Activated carbon cartridge for filter}
본 고안은 활성탄 필터 카트리지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 활성탄 필터가 카트리지 형태로 규격화되어 활성탄 필터를 흡착탑에 설치 및 교체하기가 용이하며 필터효율도 우수한 새로운 구성의 활성탄 필터 카트리지에 관한 것이다.
흡착탑은 각종 산업시설에서 발생되는 폐가스를 정화하는 시설로서, 흡착제를 이용하여 폐가스 중의 유해물질을 흡착하여 정화시킨다.
이러한 흡착탑은 흔히, 흡착제로 활성탄을 사용하는데, 흡착탑 내부의 폐가스가 이동되는 경로 상에 활성탄을 배치하여 폐가스가 활성탄을 통과하면서 정화되도록 설계된다.
이와 같이 활성탄이 유해물질을 흡착함에 따라 활성탄의 흡착효율이 저하되므로 주기적으로 흡착탑의 활성탄을 새것으로 교체해 주어야 한다.
그런데 종래에는 흡착탑 내부에 망체로 수납틀을 제조하고, 수납틀에 활성탄을 투입하였다. 따라서 흡착탑에 활성탄을 투입하기가 쉽지 않으며, 활성탄을 교체하기 위해 활성탄을 흡착탑에서 배출시키기도 쉽지 않다.
뿐만 아니라 흡착탑에 채워진 활성탄의 양이 일정하지 않아 활성탄의 교체주기를 정확하게 산출하기도 곤란한 문제점을 가진다.
대한민국 등록특허 제10-1056893호(2011. 08. 08.)
본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 활성탄 필터가 카트리지 형태로 규격화되어 활성탄 필터의 설치 및 교체가 용이하고, 활성탄의 교체주기를 정확하게 산출할 수 있으며, 필터카트리지 사이에 기밀성이 유지되어 필터효율도 우수한 새로운 구성의 활성탄 필터카트리지를 제공하는 것이다.
본 고안의 일 특징에 따르면, 상면에 개방부(102)가 형성되고, 배면은 망체로 이루어진 사각함체 형상으로 내부에 활성탄이 충진되는 카트리지본체(100); 상기 카트리지본체(100) 내부로 통기가 이루어지도록 망체가 구비되며, 일단이 상기 카트리지본체(100)에 힌지결합되어 상기 개방부(102)를 개폐시키는 회동커버(200);를 포함하며, 상기 카트리지본체(100)의 서로 대향되는 한 쌍의 측면에는 흡착탑(1)에 설치된 설치프레임(2)에 슬라이드결합되는 슬라이드돌기(110) 또는 슬라이드홈이 상기 카트리지본체(100)의 상면과 나란한 방향으로 형성되고, 상기 카트리지본체(100)의 서로 대향되는 나머지 한 쌍의 측면에는 각각 서로 정합되는 형상을 갖는 결합돌기(120)와 결합홈(130)이 상기 카트리지본체(100)의 상면과 나란한 방향으로 형성되어, 상기 슬라이드돌기(110) 또는 슬라이드홈에 의해 상기 설치프레임(2)에 장착되되, 상기 결합돌기(120)와 결합홈(130)에 의해 상호 연결되도록 다수개 연결조립되는 것을 특징으로 하는 활성탄 필터카트리지가 제공된다.
본 고안의 다른 특징에 따르면, 상기 결합돌기(120)와 결합홈(130)의 표면 및 상기 슬라이드돌기(110) 또는 슬라이드홈의 표면에는 실링층(112)이 형성되며, 상기 실링층(112)은 전체 100중량부에 대해 폴리디메틸비닐실록산 60~75중량부, 분자 양 말단이 트리메틸실록시 그룹으로 캡핑된 메틸하이드로겐폴리실록산 1~15중량부, 실리카 5~30중량부, 및 백금촉매 1~100ppm을 포함하여 이루어진다.
본 고안의 또 다른 특징에 따르면, 상기 슬라이드돌기(110) 또는 슬라이드홈에 형성되는 실링층(112)의 표면에는 슬립층(114)이 더 구비된다.
본 고안의 또 다른 특징에 따르면, 상기 슬립층(114)은 에틸리덴노보넨(Ethylidene-norbonene) 50~100중량부, 호모폴리프로필렌 300~500중량부, 스티렌-에틸렌-부타디엔 공중합체 1~10중량부, 팔미트산 0.1~1중량부, 칼슘포스페이트0.4~2중량부, 퍼부틸 퍼옥사이드 2~10중량부, 카본블랙 10~40중량부로 이루어진다.
이상과 같은 구성을 가지는 본 고안은 흡착탑의 설치프레임(2)에 슬라이드방식으로 설치되기 때문에 흡착탑에 설치 및 교체하기가 용이하다. 뿐만 아니라 필터카트리지가 카트리지본체(100)와 회동커버(200)로 이루어져서, 필터카트리지에 활성탄을 충진시키거나 또는 충진된 활성탄을 배출시키고 새것으로 충진시키기도 용이하다.
특히, 본 고안은 필터카트리지가 규격화되어 필터카트리지에 동일량의 활성탄이 충진되기 때문에, 활성탄의 사용량에 따른 필터카트리지의 교체주기를 정확하게 산정할 수 있다. 따라서 필터 카트리지를 산정된 교체주기마다 교체하면 되므로 흡착탑의 전반적인 관리가 수월해지는 장점이 있다.
뿐만 아니라 본 고안은 필터카트리지가 결합돌기(120)와 결합홈(130)에 의해 연속적으로 연결조립되기 때문에, 필터카트리지 사이에 기밀이 유지되고, 또한, 설치프레임(2)과 필터카트리지 사이에도 기밀이 유지되기 때문에, 피처리가스가 필터링되지 않고 배출될 우려가 없고, 따라서 피처리가스의 처리효율이 우수하다.
더욱이 결합돌기(120)와 결합홈(130), 그리고 슬라이드돌기(110)의 표면에 실링층(112)이 더 구비되면, 필터카트리지와 필터카트리지 사이 및 필터카트리지와 설치프레임(2) 사이의 기밀성이 더욱 향상되므로 피처리가스의 처리효율도 향상된다.
또한, 필터카트리지의 설치프레임(2)에 슬라이드결합되는 슬라이드돌기(110) 및 슬라이드홈에 형성된 실링층(112)의 표면에 슬립층(114)이 형성되면, 필터카트리지를 설치프레임(2)에 슬라이드결합시키기가 용이한 장점이 있다.
도 1은 본 고안의 제1실시예의 회동커버가 개방된 상태를 보인 사시도.
도 2는 상기 실시예의 회동커버를 닫혀진 상태를 보인 사시도.
도 3은 상기 실시예의 설치상태 사시도.
도 4는 상기 실시예의 설치상태 단면도.
도 5는 상기 실시예가 설치된 흡착탑의 내부구성도.
도 6은 본 고안의 제2실시예를 보인 부분절개 사시도.
도 7은 본 고안의 제3실시예를 보인 부분절개 사시도.
이하에서 도면을 참조하여 본 고안을 구체적으로 설명한다.
도 1과 도 2는 본 고안의 제1실시예를 보인 사시도이고, 도 3과 4는 설치상태를 보인 사시도 및 측면도이며, 도 5는 본 고안이 설치된 흡착탑의 내부구성도이다.
본 고안은 흡착탑에 설치하여 사용하는 활성탄 필터 카트리지로서, 도시된 바와 같이, 상면에 개방부(102)가 형성된 사각함체 형상의 카트리지본체(100)와, 카트리지본체(100)에 힌지결합되어 상기 개방부(102)를 개폐하는 회동커버(200)를 포함하여 이루어진다.
상기 카트리지본체(100)는 다소 납작한 사각함체형상으로 되어 상면에는 개방부(102)가 형성된다. 그리고 상기 회동커버(200)는 일측이 카트리지본체(100)에 힌지결합되어 카트리지본체(100)의 개방부(102)를 개폐시킨다.
상기 회동커버(200)의 타측은 카트리지본체(100)에서 임의로 개방되지 않도록 잠금쇠(220)에 의해 카트리지본체(100)에 고정된다. 따라서 카트리지본체(100)에 활성탄을 충진시킨 다음, 회동커버(200)를 닫고 잠금쇠(220)를 잠그면 활성탄이 외부로 유출되지 않는다. 상기 잠금쇠(220)는 공지된 어떠한 구성의 잠금쇠도 사용이 가능하다.
바람직하게는 카트리지본체(100) 내부를 피처리가스가 통과할 수 있도록 카트리지본체(100)와 회동커버(200)는 통기가능한 구조를 갖는데, 도시된 바와 같이, 회동커버(200)는 사각프레임에 망체가 결합된 구조를 가지며, 카트리지본체(100)의 배면도 망체로 이루어진다.
한편, 카트리지본체(100)의 4개의 측면 중에서 서로 대향되는 한 쌍의 측면에는 카트리지본체(100)의 전면과 나란한 방향으로 슬라이드돌기(110)가 형성된다. 이 슬라이드돌기(110)는 필터카트리지를 흡착탑(1)에 설치된 설치프레임(2)에 슬라이드결합시키기 위한 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 설치프레임(2)은 일정간격으로 다수개 이격형성되고, 이들 설치프레임(2) 사이에 본 고안에 의한 필터카트리지가 설치되는데, 설치프레임(2)에는 카트리지본체(100)의 슬라이드돌기(110)가 끼워지는 슬라이드홈(4)이 형성된다. 따라서 필터카트리지는 두 개의 설치프레임(2) 사이에 슬라이드방식으로 끼워져서 흡착탑에 설치된다.
본 실시예에서는 카트리지본체(100)에 슬라이드돌기(110)가 형성되고, 설치프레임(2)에 슬라이드홈(4)이 형성된 것으로 예시하였으나, 카트리지본체(100)에 슬라이드홈이 형성되고 설치프레임(2)에 슬라이드돌기가 형성될 수도 있음은 당연하다.
그리고 카트리지본체(100)의 나머지 한 쌍의 측면에는 상호 정합되는 형상으로 되어 카트리지본체(100)의 상면과 나란하도록 결합돌기(120)와 결합홈(130)이 각각 형성된다. 이들 결합돌기(120)와 결합홈(130)은 후술하는 바와 같이, 필터카트리지를 상호 기밀하게 연결조립하기 위한 것이다.
이상과 같은 구성을 갖는 본 고안은 다음과 같이 설치되어 사용된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 카트리지본체(100)의 슬라이드돌기(110)를 이용해 흡착탑(1)에 설치된 설치프레임(2)에 필터카트리지를 슬라이드방식으로 끼워서 다수개 설치하는데, 필터카트리지는 결합돌기(120)가 이웃되는 필터카트리지의 결합홈(130)에 삽입되어 연속적으로 연결조립된다.
이와 같이 설치되는 필터카트리지는 도 5에 도시된 바와 같이, 흡착탑(1)의 피처리가스가 이동되는 경로를 가로지르도록 위치되며, 피처리가스는 필터카트리지를 통과하여 흡착탑(1) 외부로 배기되는데, 피처리가스가 필터카트리지를 통과하는 과정에서 유해물질이 활성탄에 흡착되어 제거된다.
이상과 같이 구성을 가지는 본 고안은 설치프레임(2)에 슬라이드방식으로 설치되기 때문에 흡착탑(1)에 설치 및 교체하기가 용이할 뿐만 아니라 필터카트리지가 카트리지본체(100)와 회동커버(200)로 이루어져서, 필터카트리지에 활성탄을 충진시키거나 충진된 활성탄을 배출시키고 새것으로 충진시키기도 용이하다.
또한, 필터카트리지가 규격화됨에 따라 필터카트리지에 동일량의 활성탄이 충진되기 때문에, 활성탄의 사용량에 따른 필터카트리지의 교체주기를 일정하게 산정할 수 있으므로 흡착탑의 전반적인 관리가 수월해지는 장점이 있다.
뿐만 아니라 필터카트리지가 결합돌기(120)와 결합홈(130)에 의해 연속적으로 연결조립되기 때문에, 필터카트리지 사이에 기밀이 유지되고, 또한, 설치프레임(4)과 필터카트리지 사이에도 기밀이 유지되기 때문에, 피처리가스가 필터링되지 않고 배출될 우려가 없으므로 피처리가스의 처리효율도 우수하다.
이하에서는 본 고안의 다른 실시예를 설명하되, 전술한 실시예와 동일한 구성 및 효과에 대해서는 설명을 생략한다.
도 6은 본 고안의 제2실시예를 보인 것으로서, 본 실시예에서는 상기 슬라이드돌기(110) 및 결합돌기(120), 결합홈(130)의 표면에는 기밀유지를 위한 실링층(112)이 더 구비된다.
피처리가스가 필터카트리지와 설치프레임(2) 사이로 새거나 또는 필터카트리지와 필터카트리지 사이로 새게 되면, 피처리가스가 활성탄을 거치지 않고, 즉, 필터링되지 않고 배출되기 때문에, 피처리가스의 처리효율이 떨어진다.
본 실시예에서는 실링층(112)이 구비되어 필터카트리지와 설치프레임(2), 필터카트리지와 필터카트리지 사이의 기밀성을 향상되고, 이에 따라 피처리가스의 처리효율이 높아진다.
상기 실링층(112)은 높은 기밀성을 갖기 위해 탄성재질로 이루어지는데, 장기간 사용하여도 쉽게 손상되지 않도록 높은 내마모성이 요구된다. 또한, 피처리가스가 고온인 경우도 많은데, 따라서 실링층(112)은 고온의 피처리가스에 노출되어도 물성이 저하되지 않는 특성을 가질 필요도 있다.
특히, 바람직하게는 상기 실링층(112)은 전체 100중량부에 대해 폴리디메틸비닐실록산 60~75중량부, 분자 양 말단이 트리메틸실록시 그룹으로 캡핑된 메틸하이드로겐폴리실록산 1~15중량부, 실리카가 5~30중량부 및 백금촉매을 포함하는 실리콘조성물로 이루어진다.
상기 폴리디메틸비닐실록산(polydimethylvinylsiloxane)은 전체 100중량부에 대해 60~75중량부로 포함된다. 폴리디메틸비닐실록산의 함량이 60중량부 미만이면 내열성, 강도 및 부착성 등이 저하되므로 바람직하지 않고, 75중량부를 초과하면 상대적으로 다른 성분의 함량이 적어져서 조성물의 중합도가 떨어지므로 바람직하지 않다.
상기 분자 양 말단이 트리메틸실록시 그룹으로 캡핑된(capped) 메틸하이드로겐폴리실록산(methylhydrogenpolysiloxane)은 전체 조성물 100중량부에 대해 1~15중량부로 포함된다. 분자 양 말단이 트리메틸실록시 그룹으로 캡핑된 메틸하이드로겐폴리실록산이 1중량부 미만이면 조성물의 중합도가 떨어지고, 15중량부롤 초과하면 내열성, 강도 등이 저하되므로 바람직하지 않다.
그리고 실리카는 물성보강 및 충전제 역할을 하는 것으로서, 전체 조성물 100 중량부에 대해 5~30중량부로 포함된다. 실리카가 5중량부 미만이면 실리카에 의한 보강효과를 얻을 수 없고, 30중량부를 초과하면 가공성이 나빠지고, 또한 강도도 저하되므로 바람직하지 않다.
백금촉매는 조성물의 경화를 가속화시키는 것으로서, 백금 또는 백금착화물이 사용된다. 백금촉매는 전체 중량 중에 1~100ppm의 범위로 함유된다.
상기 실링층(112)은 이러한 조성을 갖는 실리콘조성물을 수 mm 두께를 갖도록 코팅하여 형성된다.
<표 1>은 본 실시예에 의한 실링층(112)의 물성을 테스트하기 위해 폴리디메틸비닐실록산 70중량부, 분자 양 말단이 트리메틸실록시 그룹으로 캡핑된 메틸하이드로겐폴리실록산 15중량부, 평균 직경이 10~13㎛인 둥근 형태의 입자를 갖는 실리카분말 15중량부, 평균 직경이 10~12㎛인 백금을 혼련기에 넣고 180℃에서 2시간 열처리를 행하여 실리콘조성물을 만들었다. 백금은 전체 중량 중에 10ppm으로 혼합하였다. 그리고 상기 실리콘조성물을 5mm두께로 압출하고 상온에서 경화시켜서 패드형태의 시편을 만들었다.
상기 시편의 인장강도, 내마모성, 경도, 신율 등의 물성을 테스트하였다. 특히, 시편의 경도 및 신율에 대해서는 열적노화 후 변화를 테스트하기 위해 시편을 150℃의 오븐에서 1000시간 동안 가열한 후 다음, 경도 및 신율의 변화를 측정하였다.

항 목
측정치

인장강도(MPa)
3.2

내마모성(DIN 마모량, ㎥)
40


경도
초기
64

열적노화 후 변화(%)
0


신율
초기 (%)
498

열적노화 후 변화(%)
480
* 인장강도는 자동 고무 인장강도 시험 시스템 AGS-J(Shimazu Corporation) 상에서 덤벨 시험편 3번을 사용하여 JIS K 6251에 따라 인장강도를 측정하였다.
* 내마모성은 KS M 6518을 이용하여 'DIN 마모량' 시험으로 측정하였다.
* 경도는 타입-A 경도계(Asuka Rubber Hardness Tester, 스프링-형태 경도측정기구)를 사용하여, JIS K 6253에 따라 측정하였다.
경도 변화 계수는, 경도 변화 계수(%) = [(H1-H0) × 100]/H0 에 의해 계산하였다. (H0 : 초기경도, H1 : 열적 노화 후 경도)
* 신율은 KS M 6782에 따라 측정하였다.
이러한 실험을 통해 본 고안에 의한 실링층(112)은 인장강도, 내마모성이 우수하며, 특히, 고온에서도 경도나 신율이 거의 변화지않음을 알 수 있다. 따라서 고온의 피처리가스를 정화하는 흡착탑에 사용하여도 실링층(112)에 의한 실링효과가 장기간 유지될 수 있음을 알 수 있다.
도 7은 본 고안의 제3실시예를 보인 것으로서, 상기 슬라이드돌기(110)에 형성된 실링층(112)의 표면에는 슬립층(114)이 더 구비된다.
상기 실링층(112)이 탄성재질로 이루어져서 비교적 마찰력이 크기 때문에, 필터카트리지를 설치프레임(2)에 설치할 때 상기 실링층(112)에 의해 필터카트리지가 설치프레임(2)에 원활하게 슬라이드되지 않을 우려도 있다.
그러나 본 실시예와 같이 슬립층(114)이 형성되면, 실링층(112)과 설치프레임(2)의 슬라이드홈(4) 사이의 마찰이 감소되어 필터카트리지가 설치프레임(2)에 원활하게 슬라이드결합된다.
상기 슬립층(114)은 테프론수지를 코팅하여 형성될 수도 있으나, 바람직하게는 에틸리덴노보넨(Ethylidene-norbonene) 50~100중량부, 호모폴리프로필렌 300~500중량부, 스티렌-에틸렌-부타디엔 공중합체 1~10중량부, 팔미트산 0.1~1중량부, 칼슘포스페이트0.4~2중량부, 퍼부틸 퍼옥사이드 2~10중량부, 카본블랙 10~40중량부로 이루어진다.
이러한 조성을 갖는 슬립층(114)은 슬립성이 우수하면서도 높은 내마모성을 가지는데, 실험에 의하면 동마찰계수가 0.13~0.15 정도로 우수한 슬립성을 보였으며, 내마모성 실험에서는 DIN 마모량이 34~40㎥로서 우수한 내마모성을 보였다. 참고로 동적마찰계수는 ASTM D-1894를 이용하여 측정하였고, 내마모성은 KS M 6518을 이용하여 'DIN 마모량' 시험으로 측정하였다.
1. 흡착탑 2. 설치프레임
4. 슬라이드홈 100. 카트리지본체
102. 개방부 110. 슬라이드돌기
112. 실링층 114. 슬립층
120. 결합돌기 130. 결합홈
200. 회동커버
220. 잠금쇠

Claims (4)

  1. 흡착탑(1)에 설치되어 피처리가스에 포함된 유해물질을 흡착하는 것으로서,
    상면에 개방부(102)가 형성되고, 배면은 망체로 이루어진 사각함체 형상으로 내부에 활성탄이 충진되는 카트리지본체(100);
    상기 카트리지본체(100) 내부로 통기가 이루어지도록 망체가 구비되며, 일단이 상기 카트리지본체(100)에 힌지결합되어 상기 개방부(102)를 개폐시키는 회동커버(200);를 포함하며,
    상기 카트리지본체(100)의 서로 대향되는 한 쌍의 측면에는 상기 흡착탑에 소정간격 이격되도록 나란하게 설치된 설치프레임(2)에 슬라이드결합되는 슬라이드돌기(110) 또는 슬라이드홈이 상기 카트리지본체(100)의 상면과 나란한 방향으로 형성되고,
    상기 카트리지본체(100)의 서로 대향되는 나머지 한 쌍의 측면에는 각각 서로 정합되는 형상을 갖는 결합돌기(120)와 결합홈(130)이 상기 카트리지본체(100)의 상면과 나란한 방향으로 형성되어,
    상기 슬라이드돌기(110) 또는 슬라이드홈에 의해 상기 설치프레임(2)에 장착되되, 상기 결합돌기(120)와 결합홈(130)에 의해 상호 연결되도록 다수개 연결조립되고,
    상기 결합돌기(120)와 결합홈(130)의 표면 및 상기 슬라이드돌기(110) 또는 슬라이드홈의 표면에는 실링층(112)이 형성되며,
    상기 실링층(112)은 전체 100중량부에 대해 폴리디메틸비닐실록산 60~75중량부, 분자 양 말단이 트리메틸실록시 그룹으로 캡핑된 메틸하이드로겐폴리실록산 1~15중량부, 실리카 5~30중량부, 및 백금촉매 1~100ppm을 포함하는 것을 특징으로 하는 활성탄 필터카트리지.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이드돌기(110) 또는 슬라이드홈에 형성되는 실링층(112)의 표면에는 슬립층(114)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 활성탄 필터카트리지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 슬립층(114)은 에틸리덴노보넨(Ethylidene-norbonene) 50~100중량부, 호모폴리프로필렌 300~500중량부, 스티렌-에틸렌-부타디엔 공중합체 1~10중량부, 팔미트산 0.1~1중량부, 칼슘포스페이트0.4~2중량부, 퍼부틸 퍼옥사이드 2~10중량부, 카본블랙 10~40중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 활성탄 필터카트리지.
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