KR20100127611A - 필터 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필터 조립체에 관한 것으로서, 하부 및 상부가 개구된 속이 빈 통형상의 필터와; 상기 필터의 하부 개구를 밀폐하며 상기 필터에 장착되는 하부캡과; 상기 필터를 통과한 유체가 유동하는 유동로를 형성하고, 상기 필터의 상부 개구에 장착되며 서포트에 지지되는 상부캡과; 상기 상부캡과 상기 하부캡을 상기 필터에 고정하며, 상기 유체의 온도에 따라 상기 상부캡과 상기 하부캡을 신축 가능하게 상호 연결하는 연결장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 여과하고자 하는 유체의 온도에 관계없이 필터를 서포트에 견고하게 지지할 수 있고, 또한 여과효율을 향상시킬 수 있다.

Description

필터 조립체{FILTER ASSEMBLY}

본 발명은 필터 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 고온의 유체를 여과하는 필터의 지지 구조를 개선한 필터 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 제철소, 화력발전소, 소각로, 각종 공장 등에는 각 설비로부터 배출되어 대기오염을 초래하는 분진을 제거하기 위해 집진장치가 설치된다.

이러한 집진장치로서는 세정액을 이용한 스크러버와, 고압의 전기를 이용한 전기집진기 등이 있으나, 근래에는 백 형상의 필터를 이용하여 분진을 여과하는 여과집진장치가 널리 사용되고 있다.

여과집진장치는 부직포로 이루어진 필터 백의 외측으로부터 필터 백의 내측으로 분진을 함유한 가스를 통과시켜, 필터 백의 외측 표면에 분진을 퇴적시켜 분진을 집진하고, 분진의 퇴적층이 일정 두께 이상으로 두꺼워져서 집진효율이 저하되는 경우, 플로우 튜브를 통해 순간적으로 필터 백의 내부에 고압의 에어를 분사시켜 필터 백 외측 표면에 부착된 분진을 털어내는 과정을 수행하여 집진 처리를 한다.

그러나, 종래의 필터 백을 사용하는 여과집진장치는 필터 백을 300∼400℃의 고온에서 사용하는 데 한계가 있으며, 이에 고온에서도 사용할 수 있는 세라믹 재질로 이루어진 필터가 알려져 있다.

이러한 세라믹 필터는 양측이 개구된 통형상을 가지며, 세라믹 필터의 양측 개구에 각각 한 쌍의 캡을 장착한 후, 나사봉으로 한 쌍의 캡을 상호 연결하여 여과집진장치 내의 서포트에 지지되어, 분진을 함유한 고온의 가스를 여과한다.

그런데, 이와 같이 고온의 가스를 여과하는 세라믹 필터는 300∼400℃ 정도의 고온의 가스를 여과하므로, 세라믹 필터의 여과작업시 세라믹 필터를 여과집진장치의 서포트에 현수 지지하는 나사봉이 고온의 가스에 의해 열팽창하여, 필터를 지지하고 있는 한 쌍의 캡이 필터로부터 분리되어, 필터의 여과효율이 저하될 뿐만 아니라 여과작업시 필터가 가스의 유동에 의해 쉽게 요동하여, 인접하는 필터와의 충돌로 인해 파손될 염려가 있다.

상기 배경기술의 문제점에서 해결하고자 하는 과제는, 본 발명에 따라, 여과하고자 하는 유체의 온도에 관계없이 필터를 서포트에 견고하게 지지할 수 있고, 재생효율을 증가시키며 또한 여과효율 및 제품 생산성을 향상시킬 수 있는 필터 조립체를 제공하는 것이다.

상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라, 하부 및 상부가 개구된 속이 빈 통형상의 필터와; 상기 필터의 하부 개구를 밀폐하며 상기 필터에 장착되는 하부캡과; 상기 필터를 통과한 유체가 유동하는 유동로를 형성하고, 상기 필터의 상부 개구에 장착되며 서포트에 지지되는 상부캡과; 상기 상부캡과 상기 하부캡을 상기 필터에 고정하며, 상기 유체의 온도에 따라 상기 상부캡과 상기 하부캡을 신축 가능하게 상호 연결하는 연결장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 조립체를 제공한다.

여기서, 상기 연결장치는, 상기 하부캡 및 상기 상부캡 중 어느 하나에 지지되며, 다른 하나에 왕복이동가능하게 관통 결합되는 나사봉과; 상기 나사봉의 자유단부에 결합되는 체결너트와; 상기 하부캡 및 상기 상부캡 중 어느 하나와 상기 체결너트 사이에 마련되어, 상기 유체의 온도 변화에 의해 상기 나사봉이 신축함에 따라 탄성 변형하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하부캡에는 상기 나사봉이 나사 결합되는 지지너트가 장착되고, 상기 탄성부재는 상기 상부캡과 상기 체결너트 사이에 위치하며 상기 나사봉에 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부캡은, 상기 필터의 상부 개구 둘레를 감싸며, 상기 필터를 상기 서포트에 지지하는 상부 브래킷과; 상기 필터의 내부에 수용되며, 상기 나사봉이 왕복이동가능하게 결합되는 나사봉 홀더와; 상기 필터를 통과한 유체가 유동하는 유동로를 형성하며, 상기 나사봉 홀더를 상기 상부 브래킷에 지지하는 복수의 리브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하부캡을 향해 단면이 축소되는 테이퍼 형상을 가지며, 상기 필터 외표면에 적층된 분진을 털어내도록 상기 필터 내부로 고압의 공기를 안내하는 벤추리 튜브를 더 포함할 수 있다.

상기 벤추리 튜브에는 상기 복수의 리브과 각각 끼움 결합되는 복수의 슬릿이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 필터의 내부에 수용되는 상기 벤추리 튜브의 외주에 마련되어, 상기 벤추리 튜브와 상기 필터 사이의 간격을 유지하는 복수의 스페이서를 더 포함할 수 있다.

상기 필터는 세라믹 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.

따라서, 상기 과제의 해결 수단에 따르면, 필터의 지지 구조를 개선함으로 써, 여과하고자 하는 유체의 온도에 관계없이 필터를 견고하게 지지할 수 있고, 여과효율을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 필터 조립체(10)는, 하부 및 상부가 개구된 통형상의 필터(11)와, 필터(11)의 하부 개구(13) 및 상부 개구(15)에 각각 장착되는 하부캡(21) 및 상부캡(31)과, 필터(11)를 통과하는 유체의 온도에 따라 하부캡(21)과 상부캡(31)을 신축 가능하게 상호 연결하는 연결장치(51)를 포함한다.

필터(11)는 300∼400℃의 고온에서도 사용가능한 세라믹 재질로 이루어지며, 하부 및 상부가 개구된 속이 빈 통형상을 가진다. 본 실시예에서의 필터(11)는 원형 단면형상을 갖지만, 필터(11)는 이에 한정하지 않고 타원형, 다각형의 단면형상을 가질 수 있다.

하부캡(21)은 필터(11)의 하부 개구(13)를 밀폐하며 필터(11)에 장착된다. 하부캡(21)은 반구형상으로 만곡 형성되어 필터(11)의 내부에 수용되는 만곡부(23)와, 만곡부(23)의 둘레를 따라 절곡 연장되어 필터(11)의 하부 개구(13) 둘레를 감싸며 필터(11)의 하단부에 장착되는 하부 브래킷(25)을 포함한다.

필터(11)의 상부 개구(15)를 향하는 만곡부(23)의 중앙에는 후술할 나사봉(53)의 일단부가 나사 결합되는 지지너트(27)가 용접 등에 의해 장착되어 있다.

상부캡(31)은, 필터(11)의 상부 개구(15) 둘레를 감싸며 필터(11)를 서포트(77)에 지지하는 상부 브래킷(33)과, 필터(11)의 내부에 수용되며 나사봉(53)이 왕복이동가능하게 결합되는 나사봉 홀더(41)와, 나사봉 홀더(41)를 상부 브래킷(33)에 지지하는 복수의 리브(45)를 포함한다.

상부 브래킷(33)은 필터(11)의 상부 개구(15) 둘레를 감싸며 필터(11)의 상단부에 장착됨과 동시에, 복수의 볼트(37)에 의해 서포트(77)에 지지된다. 서포트(77)의 판면을 향하는 상부 브래킷(33)의 판면에는 복수의 볼트(37)가 관통 결합되는 복수의 볼트 관통공(35)이 형성되어 있다. 또한, 상부 브래킷(33)과 서포트(77) 사이에는 기밀을 유지하며 필터(11)의 파손을 방지하기 위한 완충재(39)가 마련되어 있다. 완충재(39)는 내열성 및 내식성이 우수한 실리콘, 고무, 부직포, 세라믹 패드, 및 운모 패드 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 것이 보다 효과적이다.

나사봉 홀더(41)는 필터(11)의 내부에 수용되어, 하부캡(21)의 지지너트(27)와 동축을 이루며 대향 배치된다. 나사봉 홀더(41)에는 나사봉(53)이 왕복이동가능하게 결합되는 관통공(43)이 형성되어 있다.

복수의 리브(45)는 일정 두께 및 길이를 갖는 띠 형상을 가지며, 나사봉 홀더(41)의 둘레를 따라 등간격으로 배치되어, 나사봉 홀더(41)를 상부 브래킷(33)에 지지한다. 복수의 리브(45) 사이에는 필터(11)를 통과한 유체가 유동하는 유동로(47)가 형성된다.

여기서, 하부캡(21) 및 상부캡(31)은 내열 및 내식 성능을 확보하기 위하여 금속으로 제작하는 것이 좋고, 특히 내화학성 등의 특성을 높이기 위해 그 표면에 테프론 코팅을 하는 것이 보다 효과적이다. 더욱 바람직하게는, 하부캡(21) 및 상부캡(31)은 알루미늄 다이캐스팅 또는 주물 또는 프레스 등으로 제작되는 것이 치수의 정밀도 및 제작의 용이성 측면에서 좋고, 이 경우에도 내화학성 등의 특성을 높이기 위해서는 그 표면에 테프론 코팅을 하는 것이 바람직하다.

연결장치(51)는 상부캡(31)과 하부캡(21)을 필터(11)에 고정하며, 필터(11)를 통과하는 유체의 온도에 따라 상부캡(31)과 하부캡(21)을 신축 가능하게 상호 연결한다. 연결장치(51)는 나사봉(53)과, 체결너트(55)와, 탄성부재(57)를 포함한다.

나사봉(53)은 일정 길이를 가지며, 양단부에 나사가 형성되어 있다. 나사봉(53)의 일단부는 하부캡(21)의 지지너트(27)에 나사 결합되어 지지되며, 타단부는 상부캡(31)에 왕복이동가능하게 관통 결합된다.

체결너트(55)는 상부캡(31)을 통과한 나사봉(53)의 자유단부에 결합되며, 체결너트(55)는 탄성부재(57)가 나사봉(53)으로부터 이탈하는 것을 방지하는 역할을 한다.

탄성부재(57)는 상부캡(31)과 체결너트(55) 사이에 마련되어 필터(11)를 통과하는 유체의 온도 변화에 의해 나사봉(53)이 길이 방향으로 열팽창함에 따라 탄성 변형한다. 즉, 고온에서 나사봉(53)이 열팽창하여 길이 신장하면, 그 길이 신장량만큼 상부캡(31)의 나사봉 홀더(41)와 체결너트(55) 사이의 간격이 증대하게 되고, 이 때 탄성부재(57)는 나사봉 홀더(41)와 체결너트(55) 사이의 늘어난 간격만 큼 인장하여, 하부캡(21)과 상부캡(31)은 나사봉(53)에 의해 견고하게 상호 연결된다. 본 실시예에서는 탄성부재(57)로서 인장력을 갖는 코일스프링이 도시되어 있다. 여기서, 탄성부재(57)는 금속으로 제작하는 것이 바람직하고, 내화학성 등의 특성을 높이기 위해 그 표면에 테프론 코팅을 하는 것이 보다 효과적이다.

또한, 본 발명에 따른 필터 조립체(10)는, 필터(11) 외표면에 적층된 분진을 털어내도록, 필터(11) 내부로 고압의 공기를 안내하는 벤추리 튜브(61)를 더 포함한다.

벤추리 튜브(61)는 양측이 개구된 속이 빈 통형상을 가지며, 하부캡(21)을 향해 단면이 축소되는 테이퍼 형상을 가진다. 필터(11)의 내부에 수용되는 벤추리 튜브(61)의 단부 외주에는 즉, 하부캡(21)을 향하는 벤추리 튜브(61)의 단부 외주에는 상부캡(31)의 각 리브(45)가 끼움 결합되는 복수의 슬릿(63)이 형성되어 있다. 복수의 슬릿(63)은 상부캡(31)의 리브(45)에 대응하여 등간격을 이루며, 벤추리 튜브(61)의 길이방향을 따라 일정 길이만큼 절개되어 있다.

또한, 필터(11)의 내부에 수용되는 벤추리 튜브(61)에는 벤추리 튜브(61)와 필터(11) 사이의 간격을 유지하는 복수의 스페이서(65)가 마련되어 있다. 복수의 스페이서(65)는 상부캡(31)의 각 리브(45)와 간섭하지 않도록 등간격을 이루며, 벤추리 튜브(61)의 외주면으로부터 돌출되어 있다. 여기서, 벤추리 튜브(61)는 금속으로 제작하는 것이 바람직하고, 내화학성 등의 특성을 높이기 위해 그 표면에 테프론 코팅을 하는 것이 보다 효과적이다.

한편, 도 5에는 일 실시예로서, 본 발명에 따른 필터 조립체(10)가 적용된 통상적인 여과집진장치(70)가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 여과집진장치(70)는, 상부 및 둘레면 일측에 각각 유체 배출구(73) 및 유체 유입구(75)가 형성된 케이싱(71)과, 케이싱(71)의 내부를 청정 유체실(79)과 함진 유체실(81)로 밀폐하며 구획하는 서포트(77)와, 서포트(77)에 지지되어 외부 유체를 여과하는 필터 조립체(10)와, 외부에 설치된 컴프레서(83)에 연결되며 청정 유체실(79)에 마련되어 필터(11)의 외표면에 적층된 분진을 털어 내도록 필터(11)의 내부로 고압의 공기를 분사하는 플로우 튜브(85)와, 함진 유체실(81)의 하부에 마련되어 필터(11)로부터 털어진 분진을 외부로 배출시키는 로터리 밸브(87)를 가진다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 필터 조립체(10)를 적용한 여과집진장치(70)의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

도시하지 않은 송풍기에 의해 분진을 함유한 고온의 유체가 케이싱(71)의 유체 유입구(75)를 통해 함진 유체실(81)로 유입되면, 함진 유체실(81) 내의 유체는 필터 조립체(10)에 의해 서포트(77)에 지지된 각 필터(11)를 거쳐 청정 유체실(79)을 경유하여 유체 배출구(73)를 통해 케이싱(71) 외부로 배출된다. 함진 유체실(81)로 유입된 공기가 필터(11)를 통과할 때, 필터(11)의 외측 표면에는 공기에 함유된 분진이 퇴적된다.

필터(11)에 퇴적된 분진의 탈진작업은 플로우 튜브(85)로부터 제공된 고압의 공기가 벤추리 튜브(61)를 거쳐 순간적으로 필터(11)의 내부에 주기적으로 분사됨 으로써 행해지며, 필터(11)로부터 제거된 분진은 로터리 밸브(87)를 거쳐 케이싱(71) 외부로 배출된다.

한편, 필터(11)의 여과작업 중, 케이싱(71)의 내부는 유체의 온도에 상응하는 온도로 상승하게 된다. 이에, 필터(11)에 장착된 하부캡(21) 및 상부캡(31)을 상호 연결하고 있는 나사봉(53)이 열팽창하여 길이 신장하고, 그 길이 신장량만큼 상부캡(31)의 나사봉 홀더(41)와 체결너트(55) 사이의 간격이 증대한다. 또한, 탄성부재(57)는 나사봉 홀더(41)와 체결너트(55) 사이의 늘어난 간격만큼 인장하여, 하부캡(21)과 상부캡(31)은 나사봉(53)에 의해 체결력을 유지하며 필터(11)에 안정적으로 장착된다. 따라서, 여과하고자 하는 유체의 온도에 관계없이 필터(11)를 서포트(77)에 견고하게 지지할 수 있고, 또한 여과효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 필터 조립체(10)는 나사봉 홀더(41) 및 복수의 리브(45)가 필터(11)의 내부에 수용되어 있으므로, 벤추리 튜브(61)를 통해 필터(11)의 내부로 분사되어 나사봉 홀더(41) 및 복수의 리브(45)에 부딪치는 고압의 공기는 나사봉 홀더(41) 및 복수의 리브(45)에 부딪쳐 벤추리 튜브(61)의 유입구로 튕겨나오다가 벤추리 튜브(61)의 유입구로부터 유입되는 공기에 의해 다시 필터(11)의 하부로 유동하게 된다. 이에, 탈진작업에 의한 저항이 줄어들고, 탈진하는 공기의 손실을 줄일 수 있어 여과효율을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 전술한 실시예에서의 연결장치는, 하부캡에 지지너트를 장착하고, 상부캡을 관통한 나사봉 단부에 체결너트를 장착하고, 상부캡과 체결너트 사이에 탄 성부재를 마련하여, 필터를 통과하는 유체의 온도에 따라 신축 가능하게 하부캡과 상부캡을 상호 연결하는 것으로 설명하고 있지만, 연결장치는 다른 실시예로서, 상부캡에 지지너트를 장착하고, 하부캡을 관통한 나사봉 단부에 체결너트를 장착하고, 하부캡과 체결너트 사이에 탄성부재를 마련하여, 필터를 통과하는 유체의 온도에 따라 신축 가능하게 하부캡과 상부캡을 상호 연결하여 필터를 고정할 수도 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 필터 조립체의 사시도,

도 2는 도 1의 배면 사시도,

도 3은 도 1의 요부 분해사시도,

도 4는 도 1의 종단면도,

도 5는 본 발명에 따른 필터 조립체가 작용된 여과집진장치의 단면도이다.

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＊

10 : 필터 조립체 11 : 필터

13 : 하부 개구 15 : 상부 개구

21 : 하부캡 27 : 지지너트

31 : 상부캡 33 : 상부 브래킷

41 : 나사봉 홀더 45 : 리브

47 : 유동로 51 : 연결장치

53 : 나사봉 55 : 체결너트

57 : 탄성부재 61 : 벤추리 튜브

63 : 슬릿 65 : 스페이서

70 : 여과집진장치 71 : 케이싱

77 : 서포트 79 : 청정 유체실

81 : 함진 유체실 85 : 플로우 튜브

Claims (8)

1. 하부 및 상부가 개구된 속이 빈 통형상의 필터와;

   상기 필터의 하부 개구를 밀폐하며 상기 필터에 장착되는 하부캡과;

   상기 필터를 통과한 유체가 유동하는 유동로를 형성하고, 상기 필터의 상부 개구에 장착되며 서포트에 지지되는 상부캡과;

   상기 상부캡과 상기 하부캡을 상기 필터에 고정하며, 상기 유체의 온도에 따라 상기 상부캡과 상기 하부캡을 신축 가능하게 상호 연결하는 연결장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 조립체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 연결장치는,

   상기 하부캡 및 상기 상부캡 중 어느 하나에 지지되며, 다른 하나에 왕복이동가능하게 관통 결합되는 나사봉과;

   상기 나사봉의 자유단부에 결합되는 체결너트와;

   상기 하부캡 및 상기 상부캡 중 어느 하나와 상기 체결너트 사이에 마련되어, 상기 유체의 온도 변화에 의해 상기 나사봉이 신축함에 따라 탄성 변형하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 조립체.
3. 제2항에 있어서,

   상기 하부캡에는 상기 나사봉이 나사 결합되는 지지너트가 장착되고, 상기 탄성부재는 상기 상부캡과 상기 체결너트 사이에 위치하며 상기 나사봉에 장착되는 것을 특징으로 하는 필터 조립체.
4. 제2항에 있어서,

   상기 상부캡은,

   상기 필터의 상부 개구 둘레를 감싸며, 상기 필터를 상기 서포트에 지지하는 상부 브래킷과;

   상기 필터의 내부에 수용되며, 상기 나사봉이 왕복이동가능하게 결합되는 나사봉 홀더와;

   상기 필터를 통과한 유체가 유동하는 유동로를 형성하며, 상기 나사봉 홀더를 상기 상부 브래킷에 지지하는 복수의 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 조립체.
5. 제4항에 있어서,

   상기 하부캡을 향해 단면이 축소되는 테이퍼 형상을 가지며, 상기 필터 외표 면에 적층된 분진을 털어내도록 상기 필터 내부로 고압의 공기를 안내하는 벤추리 튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 조립체.
6. 제5항에 있어서,

   상기 벤추리 튜브에는 상기 복수의 리브과 각각 끼움 결합되는 복수의 슬릿이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 조립체.
7. 제5항에 있어서,

   상기 필터의 내부에 수용되는 상기 벤추리 튜브의 외주에 마련되어, 상기 벤추리 튜브와 상기 필터 사이의 간격을 유지하는 복수의 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 조립체.
8. 제1항에 있어서,

   상기 필터는 세라믹 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 필터 조립체.

Images