KR200497178Y1 - 분진 포집기 및 이를 포함하는 양극 물질 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 이차 전지용 양극 물질에 대한 처리로서 탈수 공정을 수직형 필터 프레스에 의해 수행하는 과정에서 양극 물질 케이크로부터 발생되는 분진을 제거하는 분진 포집기 등을 제공할 수 있다. 분진 포집기는 수직형 필터 프레스에서 배출되어 하방으로 낙하하는 양극 물질 케이크로부터의 분진을 포집하는 포집기 본체를 포함할 수 있다. 포집기 본체는 상하 방향으로 연장된 분진 흡입 영역을 구비할 수 있다. 분진 흡입 영역은 상대적으로 하부가 상부보다 증대된 흡입 면적을 가지도록 제공될 수 있다. 이에, 분집 포집기는 하부 구간에 상대적으로 많이 분포되는 분진을 효율적으로 제거할 수 있다.
Description
본 고안은 이차 전지(secondary battery)를 제조하는 데 사용되는 분진 포집기 및 이를 포함하는 양극 물질 처리 장치에 관한 것이다.
근래 들어, 노트북 컴퓨터, 태블릿 PC, 휴대용 게임기, 휴대 전화 등 모바일 디바이스(mobile device)가 널리 보급됨에 따라 모바일 디바이스의 전원으로서 충방전이 가능한 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다. 그리고, 이차 전지의 성능 향상과 제조성 개선을 위한 노력 및 이차 전지를 전기차(EV), 에너지 저장 시스템(ESS) 등에 최적으로 적용하기 위한 연구 개발도 활발히 이루어지고 있다.
이차 전지는, 양극(cathode)을 구성하는 양극 물질, 음극(anode)을 구성하는 음극 물질, 양극과 음극 사이의 분리막(separator), 그리고 전해질(electrolyte)을 포함할 수 있다. 여기서, 양극 물질은 이차 전지의 용량, 출력 등 성능을 결정하는 중요 요소이다.
LCO(LiCoO2), NCA(LiNiCoAlO2), NCM(LiNiCoMnO2) 등의 양극 물질이 있다. 알려진 바와 같이, 이들 이차 전지용 양극 물질은 처리기를 이용하여 세척, 탈수, 건조 등의 처리 공정을 거쳐야 품질 저하를 방지할 수 있고 고유 특성을 향상시킬 수 있다.
양극 물질 처리 공정을 수행하는 과정에서 분진이 다량으로 발생할 수 있다. 일례로, 세척 후 탈수가 완료된 양극 물질을 다음 공정의 처리기로 이송하는 과정에서 양극 물질로부터 분진으로서 미립자 등이 탈락될 수 있고, 탈락된 미립자 등이 비산되어 주변으로 확산될 수 있다. 이러한 미립자 등의 분진은, 공정 환경을 오염시킬 수 있고, 처리기에 침투되어 처리기의 성능 저하를 초래하거나 처리기의 유지 보수를 어렵게 할 수 있으며, 주위의 다른 물질과 결합되어 양극 물질에 불순물로 포함될 수 있다. 따라서, 이에 대한 개선책 마련이 요구되는 실정이다.
본 고안은 분진을 효율적으로 제거할 수 있는 분진 포집기 및 이를 포함하는 양극 물질 처리 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
해결하고자 하는 과제는 이에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제는 통상의 기술자라면 이하의 기재로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.
본 고안의 실시예에 따르면, 수직형 필터 프레스(vertical filter press)에 케이크(cake)의 배출을 위해 구비한 케이크 배출 영역과 인접하도록 설치되며, 상기 케이크 배출 영역을 통해 측방으로 배출되어 하방으로 낙하하는 상기 케이크로부터의 분진을 포집하기 위한 포집기 본체와; 상기 분진의 포집을 위한 흡입력을 상기 포집기 본체에 제공하는 흡입력 발생 유닛을 포함하고, 상기 포집기 본체는 상기 케이크 배출 영역과 대향하고 상하 방향으로 연장되며 상기 분진을 상기 흡입력으로 흡입하는 분진 흡입 영역을 구비하며, 상기 분진 흡입 영역은 상대적으로 하부가 상부에 비해 넓은 흡입 면적을 가지도록 제공되어 상대적으로 증대된 흡입량을 가지는, 분진 포집기가 제공될 수 있다.
상기 분진 흡입 영역은, 상하 방향으로 배열된 복수의 흡입구 섹션(suction port section)을 구비하고, 상대적으로 하부가 상기 흡입구 섹션을 상부에 비해 많은 수로 보유하도록 구성됨으로써, 상대적으로 하부가 상부에 비해 증대된 흡입 면적을 가질 수 있다. 또는, 상기 분진 흡입 영역은, 상하 방향으로 배열된 복수의 흡입구 섹션을 구비하고, 상대적으로 하측에 배치된 상기 흡입구 섹션이 상대적으로 상측에 배치된 상기 흡입구 섹션에 비해 큰 개구율을 가지도록 구성됨으로써, 상대적으로 하부가 상부에 비해 증대된 흡입 면적을 가질 수 있다.
본 고안의 실시예에 따른 분진 포집기는, 상기 흡입구 섹션 각각의 상측에 상기 흡입구 섹션 각각을 통한 상기 분진의 흡입이 하측에서 상측 방향으로 이루어지도록 유도하는 흡입구 커버(suction port cover)가 제공될 수 있다.
상기 포집기 본체는, 내부에 상기 상기 흡입구 섹션 각각과 연통하는 침강실 및 상기 침강실의 하측에서 상기 침강실과 연통하는 포집실이 각각 마련되고, 상기 포집실과 연통된 분진 수거 개구를 구비하며, 상기 포집실의 바닥이 상기 분진 수거 개구 쪽으로 하향하도록 경사질 수 있다.
상기 포집기 본체는, 상기 포집실과 상기 분진 수거 개구를 구비하고, 상부가 개방되며, 개방된 상부에 결합 상단이 구비된 하부 보디(lower body)와; 상기 침강실을 구비하고, 상부와 하부가 각각 개방되며, 개방된 하부에 상기 결합 상단에 대응하는 제1 결합단이 구비되어 상기 하부 보디와 결합 가능하고, 개방된 상부에 상기 제1 결합단에 대응하는 제2 결합단이 구비되어 서로 상하로 결합 가능한 적어도 하나 이상의 상부 보디(upper body)와; 하부에 상기 제2 결합단에 대응하는 결합 하단이 구비되어 상기 상부 보디와 결합 가능하며, 상기 상부 보디와 결합 시 상기 상부 보디의 개방된 상부를 차폐하는 캡(cap)을 포함할 수 있다.
본 고안의 실시예에 따르면, 복수 층의 고액 분리 영역에서 슬러리(slurry)에 포함된 고형의 양극 물질을 분리하여 양극 물질 케이크를 생성하고, 생성된 상기 양극 물질 케이크를 케이크 배출 영역을 통해 측방으로 배출하는 수직형 필터 프레스와; 상기 양극 물질 케이크에 대한 가열 건조를 수행하는 건조기와; 상기 케이크 배출 영역을 통해 배출되어 하방으로 낙하하는 상기 양극 물질 케이크가 투입되는 케이크 투입구를 구비하며, 투입된 상기 양극 물질 케이크를 상기 건조기에 공급하는 케이크 이송 유닛과; 상기 수직형 필터 프레스와 상기 케이크 이송 유닛 사이에서 분진을 제거하는 분진 포집기를 포함하고, 상기 분진 포집기는, 포집기 본체와; 상기 분진의 포집을 위한 흡입력을 상기 포집기 본체에 제공하는 흡입력 발생 유닛을 포함하며, 상기 포집기 본체는, 상기 케이크 투입구 상에 설치되고, 상기 케이크 배출 영역과 대향하고 상하 방향으로 연장된 분진 흡입 영역을 구비하며, 상기 분진 흡입 영역을 통해 상기 분진을 흡입하고, 상기 분진 흡입 영역은 상대적으로 하부가 상부에 비해 증대된 흡입 면적을 가지도록 제공된, 양극 물질 처리 장치가 제공될 수 있다.
과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예, 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이다. 또한, 이하에서는 언급한 해결 수단 이외의 다양한 해결 수단이 추가로 제시될 수 있다.
본 고안은, 흡입구 섹션이 포집기 본체의 분진 흡입 영역에서 상대적으로 하부에 더 많이 집중적으로 배치되는 등 분진 흡입 영역에서 상대적으로 하부가 상부에 비해 증대된 흡입 면적을 가지기 때문에, 수직형 필터 프레스로부터 배출된 케이크의 자유 낙하 이동 경로에서 하부 구간에 상대적으로 많이 분포되는 분진을 신속하게 제거할 수 있고, 이로써 분진의 비산 확산에 따른 오염 문제 등을 적극적으로 방지할 수 있다.
본 고안은, 케이크로부터 탈락된 케이크 조각이나 케이크 입자가 자유 낙하 과정에서 분진 흡입 영역의 흡입구 섹션들에 접근되는 것을 흡입구 커버들에 의해 차단함으로써, 흡입구 섹션들이 케이크 조각이나 케이크 입자에 의해 적어도 부분적으로 폐색되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 흡입구 섹션들을 통한 분진 흡입량을 일정한 수준으로 유지할 수 있다.
고안의 효과는 이에 한정되지 않고, 언급되지 않은 기타 효과는 통상의 기술자라면 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 고안의 실시예에 따른 양극 물질 처리 장치를 정면에서 본 상태가 도시된 구성도이다.
도 2는 도 1의 일부분이 도시된 확대도로, 이는 본 고안의 실시예에 따른 양극 물질 처리 장치의 작동을 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 케이크 이송 유닛과 분진 포집기를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 분진 포집기를 나타내는 정면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 분진 포집기를 측방에서 본 단면도로, 도 5에서 (a)는 분진 포집기가 결합된 상태를, (b)는 분해된 상태를 각각 나타낸다.
도 6은 도 3의 일부분이 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1의 일부분이 도시된 확대도로, 이는 본 고안의 실시예에 따른 양극 물질 처리 장치의 작동을 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 케이크 이송 유닛과 분진 포집기를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 분진 포집기를 나타내는 정면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 분진 포집기를 측방에서 본 단면도로, 도 5에서 (a)는 분진 포집기가 결합된 상태를, (b)는 분해된 상태를 각각 나타낸다.
도 6은 도 3의 일부분이 도시된 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.
본 고안의 실시예는 분진을 제거하는 분진 포집기 및 이를 포함하는 양극 물질 처리 장치를 개시한다. 여기서, 분진 포집기는 범용적인 것이나 양극 물질 처리 장치에 적용되는 것을 중심으로 살펴보기로 한다.
본 고안의 실시예에 따른 양극 물질 처리 장치는, 이차 전지의 제조를 위해, 이차 전지용 양극 물질에 대한 처리 공정으로서 세척, 탈수, 건조 등을 일련적으로 수행할 수 있다.
양극 물질은 리튬(Li), 코발트(Co), 망간(Mn), 니켈(Ni) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 양극 물질은 LCO(Lithium Cobalt Oxide, LiCoO2), LFP(Lithium Iron Phosphate, LiFePO4), LMO(Lithium Manganese Oxide, LiMn2O4), LNMO(Lithium Nickel Manganese Spinel, LiNi0.5Mn1.5O4), NCA(Lithium Nickel Cobalt Aluminium Oxide, LiNiCoAlO2), NCM(Lithium Nickel Cobalt Manganese Oxide, LiNiCoMnO2) 등일 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 양극 물질 처리 장치는, 세척 공정을 수행하는 처리기로서 수세 유닛(도시되지 않음)을 구비할 수 있고, 탈수 공정을 수행하는 처리기로서 수직형 필터 프레스(100)를 구비할 수 있으며, 건조 공정을 수행하는 처리기로서 건조기(200)를 구비할 수 있다. 본 고안의 실시예에 따른 양극 물질 처리 장치는, 이러한 수세 유닛, 수직형 필터 프레스(100) 및 건조기(200)를 포함할 수 있고, 이차 전지를 제조하기 위한 양극 물질 처리 공정으로서 세척, 탈수 및 건조를 순차적으로 수행할 수 있다.
수세 유닛은, 양극 물질의 수세 처리 후, 양극 물질을 수세 용액과 혼합된 슬러리 상태로 배출하도록 구성될 수 있다. 본 고안의 실시예에 따른 양극 물질 처리 장치는 슬러리 이송 유닛(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 수세 유닛으로부터 배출되는 양극 물질 함유 슬러리는 슬러리 이송 유닛에 의해 수직형 필터 프레스(100)로 이송될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 수직형 필터 프레스(100)는 수직 방향에 대응하는 상하 방향으로 배열된 복수 층의 고액 분리 영역(101)을 가지도록 구성될 수 있다. 수직형 필터 프레스(100)는, 슬러리 이송 유닛에 의해 수세 유닛으로부터 공급받은 양극 물질 함유 슬러리를 고액 분리 영역(101) 각각에서 상하 방향으로 압착함으로써, 슬러리 중의 양극 물질을 분리할 수 있고, 수분 포함율이 적은 양극 물질 케이크(10)를 생성할 수 있다. 수직형 필터 프레스(100)는 생성된 양극 물질 케이크(10)를 고액 분리 영역(101) 각각으로부터 케이크 배출 영역(102)을 통해 측방으로 배출할 수 있다.
이를 위해, 수직형 필터 프레스(100)는, 복수 층의 고액 분리 영역(101)을 제공하는 복수 층의 필터 플레이트(filter plate, 110), 그리고 이들 필터 플레이트(110) 사이를 통과하도록 제공된 여과포(filter cloth, 120)를 포함할 수 있다. 고액 분리 영역(101)들은 상하 방향으로 서로 이웃한 필터 플레이트(110)들 사이 각각에 구비되어 복수 층으로 제공될 수 있다. 필터 플레이트(110)들은, 상하 방향으로 이동 가능하여 이동 방향에 따라 서로에 대해 이격되거나 접근될 수 있고, 서로 접근된 때 여과포(120)와 밀착될 수 있다.
양극 물질 함유 슬러리는, 필터 플레이트(110)들이 서로 접근되어 여과포(120)와 밀착된 때 고액 분리 영역(101) 각각으로 주입될 수 있고, 주입 압력에 의해 고액 분리 영역(101) 각각에서 압착될 수 있다. 슬러리의 압착 시, 슬러리 중의 수분은 여과포(120)의 필터링 작용에 의해 여과포(120)를 통과하여 고액 분리 영역(101) 각각으로부터 배출되는 것에 대해, 슬러리 중의 양극 물질은 여과포(120)의 필터링 작용에 의해 고액 분리 영역(101) 각각에 잔류하여 케이크가 될 수 있다.
필터 플레이트(110)들은 액추에이터(actuator, 130)를 포함하는 가압 유닛에 의해 상하 방향으로 이동될 수 있다.
여과포(120)는 복수의 롤러(roller, 140)를 포함하는 순환 구동 유닛에 의해 순환 가능하게 제공될 수 있다. 여과포(120)는, 필터 플레이트(110)들의 좌우로 위치하는 롤러(140)들에 걸린 상태로 필터 플레이트(110)들 사이를 통과할 수 있고, 순환을 위해 필터 플레이트(110)들 사이에서 롤러(140)들의 안내에 따라 좌우 방향으로 이동될 수 있다.
슬러리의 압착 완료 후, 생성된 양극 물질 케이크(10)(이하, 도면 부호의 병기를 생략한다.)를 배출하기 위해, 필터 플레이트(110)들을 서로 이격시키고 여과포(120)를 순환시킬 수 있다. 이때, 필터 플레이트(110)들 사이의 여과포(120) 상에 놓인 양극 물질 케이크는, 고액 분리 영역(101) 각각에서 여과포(120)를 따라 좌우 방향으로 이동될 수 있고, 고액 분리 영역(101) 각각으로부터 측방의 배출 단부(102e)를 통해 배출되어 하방으로 낙하할 수 있다.
여과포(120)는 하나가 필터 플레이트(110)들 사이를 지그재그로 통과하도록 제공되어, 양극 물질 케이크는 좌우 양쪽으로 배출될 수 있다. 즉, 고액 분리 영역(101)들 중, 어느 한 층에서는 배출 단부(102e)가 좌측에 제공되어 양극 물질 케이크가 좌측으로 배출되고, 이와 이웃한 층에서는 배출 단부(102e)가 우측에 제공되어 양극 물질 케이크가 우측으로 배출될 수 있다. 좌측과 우측의 배출 단부(102e)는 좌측과 우측에 각각 케이크 배출 영역(102)을 제공할 수 있다. 이와 관련하여 도 1 및 도 2에 도시되어 있고 대한민국 등록특허공보 제10-2324708호(2021.11.10)에 개시되어 있다.
실시 조건 등에 따라서는, 여과포(120)는 양극 물질 케이크가 어느 한 측방(즉, 좌측 또는 우측)으로만 배출 가능하도록 제공될 수도 있다.
복수 층의 고액 분리 영역(101)으로부터 좌우로 배출된 양극 물질 케이크는 자유 낙하에 의해 케이크 이송 유닛(300)으로 전달될 수 있다. 본 고안의 실시예에 따른 양극 물질 처리 장치는 케이크 이송 유닛(300)을 더 포함할 수 있고, 케이크 이송 유닛(300)은 양극 물질 케이크를 건조기(200)로 이송할 수 있다.
구체적으로 도시된 바는 없으나, 건조기(200)는 건조 공정이 수행되는 건조실을 제공하도록 구성된 건조 드럼을 포함할 수 있다. 건조 드럼은, 건조실이 내부에 마련되고, 건조실과 각각 연통된 인렛(inlet, 201)과 아웃렛(outlet )을 구비할 수 있다. 케이크 이송 유닛(300)으로부터의 양극 물질 케이크는 인렛(201)을 통해 건조실에 투입될 수 있다.
또한, 건조기(200)는, 건조실을 고온(약 100℃ 이상)으로 가열하는 가열 유닛, 건조실을 진공 분위기로 조성하는 배기 유닛, 그리고 건조실에 공급된 양극 물질 케이크를 교반하는 교반 유닛을 더 포함할 수 있다. 가열 유닛과 배기 유닛에 의하면, 건조기(200)는, 건조 공정을 고온 진공 분위기 하에서 수행할 수 있고, 건조 공정 중에 수분을 건조실의 외부로 배출할 수 있다. 나아가, 교반 유닛에 의하면, 건조기(200)는, 양극 물질 케이크를 회전되는 복수의 교반 날개에 의해 해체할 수 있고, 해체된 양극 물질을 보다 균일하게 가열할 수 있다.
건조 공정의 완료 후, 양극 물질은, 건조기(200)의 건조실에서 아웃렛을 통해 그대로 배출될 수도 있고, 건조기(200)의 건조실에서 건조 온도(예를 들어, 100℃ 내지 180℃)에 비해 높은 열처리 온도(예를 들어, 300℃ 내지 600℃)로 열처리된 후 아웃렛을 통해 배출될 수도 있다. 즉, 건조기(200)에 의하면, 건조 공정 후 양극 물질에 대한 열처리 공정을 선택적으로 수행할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 케이크 이송 유닛(300)은 좌측과 우측에 위치하는 케이크 배출 영역(102)의 하방에 각각 설치된 슈트(chute)를 포함할 수 있다.
슈트 각각은, 낙하하는 양극 물질 케이크가 투입되는 케이크 투입구(301)를 상단에 구비할 수 있고, 케이크 투입구(301)로부터 하방으로 연장된 케이크 이송 통로(302)를 구비할 수 있다. 케이크 이송 통로(302) 각각은 케이크 이송 유닛(300)의 두 케이크 투입구(301)를 건조기(200)의 인렛(201)과 연결하는 케이크 이송 경로를 구성할 수 있다.
양극 물질 케이크는 응집력이 부족하여 여러 조각으로 쉽게 부서질 수 있고 미립자들이 쉽게 탈락될 수 있다. 이에, 양극 물질 케이크의 배출, 자유 낙하 및 투입 과정에서 양극 물질 케이크로부터 다량의 분진이 발생할 수 있다.
건조기(200)가 고온으로 예열되거나 유지되어야 함에 따라 건조기(200) 측과 케이크 이송 유닛(300) 측 간에 온도 차이가 발생할 수 있다. 이러한 온도 차이에 의하면, 케이크 이송 유닛(300)의 두 케이크 투입구(301)를 건조기(200)의 인렛(201)과 연결하는 케이크 이송 경로에서 공기가 건조기(200) 측에서 케이크 이송 유닛(300) 측으로 역류하는 현상이 발생될 수 있고, 케이크 이송 유닛(300)에 투입된 양극 물질 케이크의 일부가 이렇게 역류하는 공기를 따라 케이크 투입구(301)로부터 상방으로 토출되어 다량의 분진을 발생시킬 수 있다.
이와 같은 이유 등으로 발생하는 분진을 제거하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안의 실시예에 따른 양극 물질 처리 장치는 분진 포집기(400)를 더 포함할 수 있다. 도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 분집 포집기(400)는, 수직형 필터 프레스(100)의 좌우에서 각각 케이크 배출 영역(102)과 케이크 투입구(301) 사이에 배치된 포집기 본체(400C), 그리고 분진을 포집하는 데 요구되는 흡입력을 두 포집기 본체(400C)에 제공하는 흡입력 발생 유닛(400S)을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 포집기 본체(400C)는 좌측과 우측의 케이크 투입구(301) 상에 각각 설치될 수 있다. 도 4 및 도 5를 더 참조하면, 좌측과 우측의 포집기 본체(400C)는, 정면이 수직형 필터 프레스(100)의 좌측과 우측에 위치하는 케이크 배출 영역(102)과 각각 대향할 수 있고, 정면에 상하 방향으로 연장된 분진 흡입 영역(401)이 마련될 수 있으며, 내부에 분진 흡입 영역(401)을 통해 흡입된 분진을 침강시키는 침강실(403) 및 침강된 분진을 수용하는 포집실(404)이 각각 마련될 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 포집기 본체(400C) 각각의 분진 흡입 영역(401)은, 대향하는 케이크 배출 영역(102)과 동일하거나 유사한 크기를 가질 수 있고, 상하 방향으로 간격을 두고 배열되어 서로 이격된 복수의 흡입구 섹션(402)을 구비할 수 있다. 도 4 및 도 6을 참조하면, 흡입구 섹션(402) 각각은 일정한 형태로 배열된 복수의 흡입구(402h)로 구성될 수 있다. 흡입구 섹션(402) 각각의 흡입구(402h)들은, 도 6에 도시된 바와 같은 슬롯 형상, 또는 원형, 다각형 등 다른 다양한 형상으로 형성될 수 있고, 크기 및 형상이 서로 동일하거나 적어도 일부가 상이할 수 있다.
포집기 본체(400C) 각각에서, 분진 흡입 영역(401)은 상대적으로 하부가 상부에 비해 증대된 흡입 면적(흡입량)을 가지도록 제공될 수 있다. 복수 층의 고액 분리 영역(101) 각각으로부터 배출되는 양극 물질 케이크는 자유 낙하를 하므로, 분진은 양극 물질 케이크의 자유 낙하 이동 경로에서 하부 구간에 상대적으로 많이 분포될 수 있다. 포집기 본체(400C)들은 분진 흡입 영역(401)에서 상대적으로 하부가 상부에 비해 증대된 흡입 면적을 가지므로 자유 낙하 이동 경로의 하부 구간에 더 많이 분포되는 분진을 신속하게 제거하여 분진이 비산되어 주위 환경을 오염시키거나 수직형 필터 프레스(100)의 고액 분리 영역(101) 등으로 침투되거나 다른 물질(오염 물질 등)과 결합되어 양극 물질에 혼입되는 것을 방지할 수 있다.
일레로, 도 4에 도신된 바와 같이, 포집기 본체(400C) 각각에서, 분진 흡입 영역(401)은, 상대적으로 하부가 상부에 비해 많은 수의 흡입구 섹션(402)을 보유하도록 구성됨으로써, 상대적으로 하부가 상부에 비해 증대된 흡입 면적으로 인해 상대적으로 많은 흡입량을 가질 수 있다. 이를 위해, 분진 흡입 영역(401) 각각에서, 흡입구 섹션(402)들은 상측에서 하측으로 갈수록 점차적으로 축소되는 상하 간격을 두고 배치될 수 있다.
다른 예로, 포집기 본체(400C) 각각에서, 분진 흡입 영역(401)은, 흡입구 섹션(402)들 중 상대적으로 하측의 흡입구 섹션이 상대적으로 상측에 위치하는 흡입구 섹션에 비해 큰 개구율을 가지도록 구성됨으로써, 상대적으로 하부가 상부에 비해 증대된 흡입 면적으로 인해 상대적으로 많은 흡입량을 가질 수 있다. 이를 위해, 분진 흡입 영역(401) 각각에서, 흡입구 섹션(402)들은 하측으로 배치될수록 흡입구(402h)들에 의한 개구율이 크도록 마련될 수 있다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 포집기 본체(400C) 각각에서, 침강실(403)은 포집실(404)의 상측에 배치되고 흡입구 섹션(402)들과 연통하도록 상하 방향으로 연장될 수 있다. 흡입구 섹션(402)들을 통해 흡입된 분진은 침강실(403)로 유입된 후 침강실(403)을 따라 하강될 수 있다.
포집기 본체(400C) 각각의 포집실(404)은 침강실(403)과 연통되어, 침강실(403)을 따라 하강되는 분진은 포집실(404)에 수용될 수 있다. 도 4를 참조하면, 포집기 본체(400C) 각각은 둘레의 한쪽에 포집실(404)과 연통된 분진 수거 개구(405)를 구비할 수 있고, 작업자는 분진 수거 개구(405)를 통해 분진을 포집실(404)로부터 외부로 배출할 수 있다. 도시된 바는 없으나, 분진 수거 개구(405)들은 각각 개구 덮개에 의해 개폐될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 포집기 본체(400C) 각각에서 포집실(404)은 바닥(404b)이 분진 수거 개구(405) 쪽으로 하향하도록 경사진 형상으로 형성되어, 포집실(404)에 포집되는 분진은 포집실(404)의 바닥(404b)을 따라 분진 수거 개구(405) 쪽으로 유도될 수 있다. 이에, 작업자는 분진 수거 개구(405)를 통한 분진 배출을 용이하게 수행할 수 있다.
도 2, 도 6 등을 참조하면, 양극 물질 케이크로부터 탈락된 케이크 조각이나 비교적 큰 케이크 입자가 자유 낙하 과정에서 포집기 본체(400C)들의 분진 흡입 영역(401)을 향할 수 있고 흡입구 섹션(402)들에 흡입력에 의해 부착되거나 흡입구(402h)들에 끼여 흡입구 섹션(402)들을 적어도 부분적으로 폐색할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 포집기 본체(400C)들은 흡입구 섹션(402) 각각의 상측에 흡입구 커버(440)가 마련될 수 있다. 흡입구 섹션(402) 각각의 흡입구 커버(440)는, 흡입구 섹션(402)의 상측으로부터 흡입구 섹션(402)의 전방을 향하도록 경사진 형태로 연장됨으로써, 낙하하는 케이크 조각이나 케이크 입자가 흡입구 섹션(402)에 접근되는 것을 차단할 수 있고, 흡입구 섹션(402)을 통한 분진의 흡입이 하측에서 상측 방향으로 이루어지도록 유도하는 방식으로 흡입구 섹션(402)의 분진 흡입을 허용할 수 있다.
포집기 본체(400C) 각각은 수직형 필터 프레스(100)에서 고액 분리 영역(101)의 층수에 따라 상하 높이 가변이 가능하도록 조립될 수 있다. 도 5 등을 참조하면, 포집기 본체(400C) 각각은, 단일의 하부 보디(410), 적어도 하나 이상의 상부 보디(420) 및 단일의 캡(430)을 포함할 수 있고, 상부 보디(420)가 하부 보디(410) 상에 결합되고 캡(430)이 상부 보디(420) 상에 결합될 수 있다. 고액 분리 영역(101)의 층수에 따라서는, 포집기 본체(400C) 각각은, 상하 높이 증가를 위해, 둘 이상의 상부 보디(420)가 상하 방향으로 서로 결합될 수 있다.
포집기 본체(400C) 각각의 하부 보디(410)는, 내부에 포집실(404)이 형성되고, 둘레에 포집실(404)과 연통하는 분진 수거 개구(405)가 마련되며, 상부가 개방된 형상으로 형성되어 내부가 개방된 상부를 통해 노출되고, 개방된 상부에 결합 상단(415)이 마련될 수 있다. 하부 보디(410)들은 침강실(403)의 일부를 구성하는 하부 침강실(403a)이 내부에 형성될 수 있다. 하부 침강실(403a)은 포집실(404)과 연통되고 포집실(404)로부터 상단까지 연장될 수 있다. 하부 보디(410)들은 슈트 상에 각각 결합될 수 있고, 케이크 이송 유닛(300)의 좌우 슈트와의 결합 상태가 볼트(bolt), 클램프(clamp) 등의 체결 요소에 의해 유지될 수 있다.
포집기 본체(400C) 각각의 상부 보디(420)는, 내부에 상하로 연장되어 상단과 하단에 이르는 상부 침강실(403b)이 형성되고, 상부와 하부가 모두 개방된 형상으로 형성되어 내부가 개방된 상부와 하부를 통해 노출되며, 개방된 하부에 하부 보디(410)와 결합 가능하도록 하부 보디(410)의 결합 상단(415)에 대응하는 제1 결합단(425a)이 마련되고, 개방된 상부에 둘 이상 구비 시 상하로 서로 결합 가능하도록 제1 결합단(425a)에 대응하는 제2 결합단(425b)이 마련될 수 있다.
상부 보디(420)와 하부 보디(410)는 서로 대응하는 제1 결합단(425a)과 결합 상단(415)에 의해 서로 결합될 수 있고, 서로 결합된 상태가 볼트, 클램프 등의 체결 요소에 의해 유지될 수 있다. 상부 보디(420)와 하부 보디(410)가 서로 결합된 때, 상부 침강실(403b)과 하부 침강실(403a)은 침강실(403)을 구성하도록 서로 연통될 수 있다. 하부 보디(410)에서 하부 침강실(403a)이 제외되는 경우, 침강실(403)은 상부 침강실(403b)만으로 구성될 수 있다.
상부 보디(420)는, 복수로 구비되는 경우, 서로 대응하는 제1 결합단(425a)과 제2 결합단(425b)에 의해 서로 상하로 결합될 수 있고, 서로 결합된 상태가 볼트, 클램프 등의 체결 요소에 의해 유지될 수 있다. 복수의 상부 보디(420)가 서로 결합된 때, 상부 침강실(403b)들은 침강실(403)을 구성하도록 서로 연통될 수 있다.
포집기 본체(400C) 각각의 캡(430)은, 하부에 상부 보디(420)와 결합 가능하도록 상부 보디(420)의 제2 결합단(425b)에 대응하는 결합 하단(435)이 구비됨으로써, 상부 보디(420)와 결합 시 상부 보디(420)의 개방된 상부를 차폐하여 침강실(403)의 노출을 차단할 수 있다. 캡(430)은 복수의 상부 보디(420)가 서로 결합된 경우, 최상측에 위치하는 상부 보디(420)의 개방된 상부를 차폐하도록 적용될 수 있다. 캡(430)과 상부 보디(420)는, 서로 대응하는 결합 하단(435)과 제2 결합단(425b)에 의해 서로 결합될 수 있고, 서로 결합된 상태가 볼트, 클램프 등의 체결 요소에 의해 유지될 수 있다.
흡입력 발생 유닛(400S)은, 포집기 본체(400C) 각각의 내부(바람직하게는, 침강실)와 연통된 흡입 라인(suction line), 그리고 흡입 라인 상에 제공된 흡입 팬(suction fan)을 포함할 수 있다. 흡입 팬의 회전 속도를 제어하여 포집기 본체(400C) 각각에 제공되는 흡입력을 조절할 수 있다.
도면 부호 450은 사이드 커버로, 포집기 본체(400C) 각각은 분진 흡입 영역(401)의 양쪽에 각각 분진의 비산을 저지하는 사이드 커버(450)가 마련될 수 있다. 사이드 커버(450)들은, 상하 방향으로 연장되고 전방으로 돌출된 형상으로 제공될 수 있고, 양극 물질 케이크의 자유 낙하 이동 경로를 포집기 본체(400C)를 기준으로 좌우 양옆에서 차단할 수 있다. 사이드 커버(450)들은 각각 투명 창(455)를 구비할 수 있다. 포집기 본체(400C) 각각에서 양 사이드 커버(450) 사이의 상부는 캡(430)에 의해 차단될 수 있다.
이상에서는 본 고안을 설명하였으나, 본 고안은 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 본 고안의 실시예에서 설명한 기술적 사상은 각각 독립적으로 실시될 수도 있고 둘 이상이 서로 조합되어 실시될 수도 있다.
10: 양극 물질 케이크
100: 수직형 필터 프레스
200: 건조기
300: 케이크 이송 유닛
400: 분진 포집기
400C: 포집기 본체
400S: 흡입력 발생 유닛
401: 분진 흡입 영역
402: 흡입구 섹션
403: 침강실
404: 포집실
410: 하부 보디
420: 상부 보디
430: 캡
440: 흡입구 커버
100: 수직형 필터 프레스
200: 건조기
300: 케이크 이송 유닛
400: 분진 포집기
400C: 포집기 본체
400S: 흡입력 발생 유닛
401: 분진 흡입 영역
402: 흡입구 섹션
403: 침강실
404: 포집실
410: 하부 보디
420: 상부 보디
430: 캡
440: 흡입구 커버
Claims (7)
- 복수 층의 고액 분리 영역에서 슬러리 중의 양극 물질을 분리하여 양극 물질 케이크를 생성하고, 생성된 상기 양극 물질 케이크를 케이크 배출 영역을 통해 측방으로 배출하는 수직형 필터 프레스와;
상기 양극 물질 케이크에 대한 가열 건조를 수행하는 건조기와;
상기 케이크 배출 영역을 통해 배출되어 하방으로 낙하하는 상기 양극 물질 케이크가 투입되는 케이크 투입구를 구비하며, 투입된 상기 양극 물질 케이크를 상기 건조기에 공급하는 케이크 이송 유닛과;
상기 수직형 필터 프레스와 상기 케이크 이송 유닛 사이에서 분진을 제거하는 분진 포집기를 포함하고,
상기 분진 포집기는 포집기 본체 및 상기 분진의 포집을 위한 흡입력을 상기 포집기 본체에 제공하는 흡입력 발생 유닛을 포함하며,
상기 포집기 본체는, 상기 케이크 투입구 상에 설치되고, 상기 케이크 배출 영역과 대향하고 상하 방향으로 연장된 분진 흡입 영역을 구비하며, 상기 분진 흡입 영역을 통해 상기 분진을 흡입하고,
상기 분진 흡입 영역은 상대적으로 하부가 상부에 비해 증대된 흡입 면적을 가지도록 제공된 것을 특징으로 하는,
양극 물질 처리 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 분진 흡입 영역은,
상하 방향으로 배열된 복수의 흡입구 섹션을 구비하고, 상대적으로 하부가 상기 흡입구 섹션을 상부에 비해 많은 수로 보유하도록 구성됨으로써,
상대적으로 하부가 상부에 비해 증대된 흡입 면적을 가지는 것을 특징으로 하는,
양극 물질 처리 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 분진 흡입 영역은,
상하 방향으로 배열된 복수의 흡입구 섹션을 구비하고, 상대적으로 하측에 배치된 상기 흡입구 섹션이 상대적으로 상측에 배치된 상기 흡입구 섹션에 비해 큰 개구율을 가지도록 구성됨으로써,
상대적으로 하부가 상부에 비해 증대된 흡입 면적을 가지는 것을 특징으로 하는,
양극 물질 처리 장치. - 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 흡입구 섹션 각각의 상측에 상기 흡입구 섹션 각각을 통한 상기 분진의 흡입이 하측에서 상측 방향으로 이루어지도록 유도하는 흡입구 커버가 제공된 것을 특징으로 하는,
양극 물질 처리 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 포집기 본체는,
내부에 상기 분진 흡입 영역과 연통하는 침강실 및 상기 침강실의 하측에서 상기 침강실과 연통하는 포집실이 각각 마련되고,
상기 포집실과 연통된 분진 수거 개구를 구비하며,
상기 포집실의 바닥이 상기 분진 수거 개구 쪽으로 하향하도록 경사진 것을 특징으로 하는,
양극 물질 처리 장치. - 청구항 5에 있어서,
상기 포집기 본체는,
상기 포집실과 상기 분진 수거 개구를 구비하고, 상부가 개방되며, 개방된 상부에 결합 상단이 구비된 하부 보디와;
상기 침강실을 구비하고, 상부와 하부가 각각 개방되며, 개방된 하부에 상기 결합 상단에 대응하는 제1 결합단이 구비되어 상기 하부 보디와 결합 가능하고, 개방된 상부에 상기 제1 결합단에 대응하는 제2 결합단이 구비되어 서로 상하로 결합 가능한 적어도 하나 이상의 상부 보디와;
하부에 상기 제2 결합단에 대응하는 결합 하단이 구비되어 상기 상부 보디와 결합 가능하며, 상기 상부 보디와 결합 시 상기 상부 보디의 개방된 상부를 차폐하는 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는,
양극 물질 처리 장치. - 삭제
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