KR20120095177A - 집진필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 집진필터는 분진이 포집되는 여과재 및 여과재의 일면에 코팅되며, 표면에 일측에서 타측으로 연장된 부착방지용 돌출부가 형성된 제1 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 집진필터를 복수회 절곡한 경우에 인접면간의 부착을 방지하여, 장기간 사용하여도 분진의 제거 효율이 우수하다. 또한, 분진의 가교에 의한 큰 입자 생성을 감소시켜 집진필터의 수명을 연장시킬 수 있으며, 집진필터의 제조공정에 있어서 불량을 방지할 수 있다.

Description

집진필터{Dust collecting filter}
본 발명은 집진필터에 관한 것이다.
철강공업, 시멘트공업 또는 분체를 원료로 하거나 분체 형태의 제품을 생산하는 산업현장에서는 많은 공정에서 다량의 분진을 포함하는 오염된 함진 공기가 배출되게 되고, 이와 같은 오염된 공기가 그대로 대기중으로 배출된 때는 심각한 대기오염을 초래할 수 있기 때문에 모든 업체에서는 오염된 공기를 정화하여 대기중으로 방출하도록 의무화되어 있다.
집진기는 산업현장에서 발생되는 여러 종류의 분진(일반먼지, 산화아연, 흄(fume), 목분, 솜, 원면(原綿), 대패밥, 곡분, 털, 연분(鉛粉) 등)을 공기와 분리하여 상기 분진이 분리된 청정공기만을 실내 또는 실외로 배출시키는 장치로서, 다양한 산업분야에서 일반적으로 사용되고 있다. 집진기는 크게 기계식과 전기식으로 구분할 수 있으며, 기계식 집진기 경우, 건식과 습식으로 더욱 세분화할 수 있다. 이러한 집진기 내부에는 집진필터를 포함하여 중력식, 여과식 또는 전기적 원리에 의해 공기 중의 분진을 포집하게 된다.
도 1은 집진필터가 채용되는 백필터의 일례를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 집진기는 하우징(1) 내측 하부에 함진공기 유입구(2)가 구비되어 있고, 그 중앙부에 수직 및 수평방향으로 격자를 이루며 구성되어 있는 백케이지(3)와 그를 감싸고 있는 집진필터(4)로 이루어진 백필터(5)가 위치되어 있으며, 하우징(1) 상부에는 정화된 청정공기가 배출되는 청정공기배출구(6)가 구비되어 있다. 또한 분리판(7)에 의해 백필터(5)가 하우징(1)에 고정, 지지되며, 하우징(1)의 내부공간은 청정 공기실(8)과 함진 공기실(9)로 분리되며, 하우징(1)의 저면에는 함진공기로부터 분리되어 농축된 분진을 배출시키기 위한 분지배출구(10)가 구비되어 있다. 도 1에서는 설명의 편의를 위하여 백필터를 1개 구비한 집진기를 도시하였으나, 상기 백필터는 용도에 따라 다수 개로 구비될 수 있다.
이와 같이 구성된 집진기는 공정 중 또는 공정 후 배출되는 함진 공기를 함진공기 유입구(2)와 청정공기 배출구(6) 사이의 차압에 의하여 함진공기 유입구(2)를 통하여 하우징(1)내로 유입시켜 상기 함진 공기가 순차적으로 함진 공기실(9), 백케이지(3)에 의하여 내부공간이 형성되도록 고정된 집진필터(4) 및 청정 공기실(8)을 경유한 후, 청정공기 배출구(6)를 통하여 대기중으로 배출될 수 있으며, 함진 공기가 상기 집진필터(4)를 통과하는 동안에 분진 및 오염물이 집진필터에 의하여 여과되고, 중력에 의하여 하강하면서 분지배출구(10) 근처에 수집되었다가 분지배출구를 통하여 배출되게 된다. 따라서, 함진 공기 중의 분지 및 오염물이 공기로부터 분리되어 별도로 수거될 수 있으며, 그에 의하여 함진 공기가 청정공기로 여과되어 대기오염을 방지할 수 있게 된다.
이와 같이 이용되는 집진기용 백필터의 집진필터(4)가 갖추어야 할 성능으로는 우선 가장 중요한 것으로서 통기성이 좋으면서도 공극이 미세하고, 균일하여 공기만을 잘 통과시키면서도 분진 등은 통과시키지 않는 우수한 여과능이라 할 수 있다.
이와 같은 성능을 가장 잘 나타낼 수 있는 섬유 중의 하나로서 부직포가 집진필터의 소재로써 일반적으로 사용된다. 부직포의 여과능을 향상시키고자, 한국 등록특허 제0294857호에서는 에멀젼액에 공기를 주입하여 수지거품을 발생시키고 형성된 폼을 코팅기에서 부직포 표면위에 0.1mm ? 0.3㎜ 상부에 코팅하는 미세분진 여과용 집진필터를 개시하고 있다.
그러나, 상기 집진필터는 'V'자 형태로 반복적으로 복수회 절곡된 형태로써 집진기에 사용됨에 있어서, 인접한 절곡면이 서로 달라붙는 경우가 빈번하게 발생하였다. 집진필터의 인접한 절곡면이 서로 달라붙는 경우, 집진필터의 유효표면적이 감소되어 분진의 제거능이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 해당부위에 분진이 가교작용에 의해 큰 입자로 뭉치기 쉬워, 집진필터의 수명을 단축시키며, 집진기의 고장을 일으킬 우려가 높다.
본 발명의 목적은, 상기의 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 인접면간의 달라붙음을 방지함으로써, 분진의 포집 효율이 우수하며 장기간 사용이 가능한 집진필터를 제공하는데 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집진필터는 분진이 포집되는 여과재 및 상기 여과재의 일면에 코팅되며, 표면에 일측에서 타측으로 연장된 부착방지용 돌출부가 형성된 제1 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명은 상기 여과재 및 상기 코팅층 사이에 형성된 멜트 브라운(Melt-brown)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 여과재의 타면에 코팅되며, 표면에 일측에서 타측으로 연장된 부착방지용 돌출부가 형성된 제2 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 여과재의 타면에 형성된 복수개의 부착방지용 도트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 부착방지용 돌출부의 횡단면 형상은 반원형, 삼각형 또는 사각형 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 여과재는 부직포 또는 펠트(Felt)인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제1 코팅층은 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에틸렌 수지 또는 수용성 우레탄, 니트릴부타디엔 고무 및 아크릴 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 에멀젼액 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제1 코팅층 및 상기 제2 코팅층의 두께는 각각 0.1 ㎜ 내지 0.4 ㎜인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 여과재는 골부와 산부가 반복적으로 형성되도록 일방향에 평행하게 복수회 절곡되며, 상기 부착방지용 돌출부는 일방향과 수직한 방향으로 연장되어 상기 제1 코팅층 표면에 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 여과재의 일면에 코팅되는 제1 코팅층 표면에 볼록하게 돌출되어 연장된 부착방지용 돌출부를 형성함으로써, 집진필터를 복수회 절곡한 경우에 인접면간의 부착을 방지하여 분진의 제거능을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 분진의 가교에 의한 큰 입자 생성을 감소시켜 집진필터의 수명을 연장시킬 수 있다.
도 1은 집진필터가 채용되는 집진기용 백필터(bag filter)를 도시한 단면도이다.
도 2a 내지 도 8b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집진필터를 도시한 단면도 및 사시도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 집진필터는 분진이 포집되는 여과재(100) 및 여과재(100)의 일면에 코팅되며, 표면에 일측에서 타측으로 연장된 부착방지용 돌출부(210)가 형성된 제1 코팅층(200)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 여과재(100)에 일면 또는 양면에 형성되는 코팅층에 부착방지용 돌출부(210)가 형성됨으로써, 절곡시 인접면간의 부착을 방지하여 집진 효율을 높일 수 있다. 이하, 집진필터의 구성요소별로 나누어 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 여과재(100)는 미세 먼지, 부유물질 등을 포집하는 역할을 하는 것으로서, 공기는 잘 통과시키면서 분진 등은 포집하는 고여과 기능이 가장 중요하다. 또한, 여과재(100)는 고여과 기능과 더불어, 내열성, 방염성, 투습성, 방수성 및 발수성 등을 갖춘 물질인 것이 바람직하다.
여기서, 여과재(100)는 직포, 부직포 또는 펠트(Felt)일 수 있다. 바람직하게는 여과 성능이 가장 우수한 부직포를 여과재(100)로써 사용한다. 부직포는 천연섬유나 인조섬유 또는 합성 필라멘트가 접착제, 용융섬유 등에 의한 접착방법 또는 기계적 방법(예를 들면, 니들펀치(needle punch)법 또는 스티치(stitch)법) 등에 의하여 접합된 포상 물질을 말한다. 부직포는 일반적으로 잘 늘어나고, 힘없는 직물들을 보강하고, 그 외에 특수용도로 널리 사용된다. 이러한 직포 또는 부직포는 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리아라미, 폴리이미드, 테프론 또는 유리섬유로 이루어진 것일 수 있다.
한편, 여과재(100)의 두께(T1)는 0.3㎜ ~ 30㎜이며, 여과재(100)의 통기도는 4 ~ 40cc/㎠ㆍsec인 것이 바람직하다.
다음으로, 제1 코팅층(200)은 여과재(100)의 일면에 코팅되며, 표면에 일측에서 타측으로 연장된 부착방지용 돌출부(210)를 포함한다. 일반적으로 코팅층은 여과재(100)의 여과기능을 보완하고, 직포 또는 부직포 섬유의 강도를 높이기 위해 여과재(100)의 일면 또는 양면에 형성한다. 본 발명은 이러한 코팅층의 표면에 부착방지용 돌출부(210)를 포함함으로써, 반복적으로 절곡된 형태의 집진필터를 집진기에 사용하는 경우, 집진필터의 인접면간의 부착을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명은 인접면간의 달라붙음에 의한 집진필터의 유효 표면적 감소를 방지하여, 장기간 사용하여도 분진의 집진 효율이 우수하며, 집진필터의 수명이 연장된다. 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 산부(310)와 골부(330)가 반복적으로 형성되도록 일방향에 평행하게 복수회 절곡된 형태의 집진필터를 사용하는 경우, 절곡된 부분의 양 옆면, A면과 B면이 서로 달라붙어 집진필터의 유효 표면적이 감소하는 문제가 빈번하게 발생하였다. 본 발명에 따른 집진필터는 제1 코팅층(200)의 표면에 부착방지용 돌출부(210)가 형성되어, 인접한 A면 및 B면이 서로 근접하는 하는 경우, A면 및 B면에 각각 볼록하게 돌출된 부착방지용 돌출부(210)가 서로 맞닿게 되어, 양면이 일정거리 이하로는 간격이 좁혀질 수 없다. 따라서, 본 발명에 따른 집진필터는 인접면간의 달라붙음이 방지되어, 장기간 사용하여도 집진필터의 분진 집진 효율이 우수하다. 또한, 종래에는 집진필터의 달라붙은 인접면 주위에 분진이 큰 입자로 뭉치기가 쉬워 집진기의 고장 우려가 높으며, 집진필터의 수명이 단축되었으나, 본 발명에 따른 집진필터는 상기 우려없이 오래도록 사용가능하다.
한편, 부착방지용 돌출부(210)는 제1 코팅층(200) 표면에 볼록하게 돌출되어 일측에서 타측으로 연장된 형태로서, 일정한 간격으로 복수개가 형성될 수 있다.
또한, 부착방지용 돌출부(210)의 횡단면 형상은 반원형(도 5a), 삼각형(도 5b) 또는 사각형(도 5c)일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 사다리꼴 등의 다각형 형상 또는 반타원 등의 곡률을 갖는 형상일 수 있다.
본 발명에 따른 집진필터는 도 6에 도시된 바와 같이, 여과재(100) 및 제1 코팅층(200) 사이에 멜트 브라운(400; Melt-brown)을 더 포함할 수 있다. 멜트 브라운(400; Melt-brown)은 부직포의 일종으로서, 체적 저항이 높아 정전력이 우수하고 반영구적으로 정전력을 지속하여 기계적 포집원리(관성, 차단, 중력, 확산)와 정전력 원리(쌍극자력, 쿨롱력)를 이용하여 미세한 먼지까지 포집할 수 있다. 또한, 유리섬유 대비 동일효율, 1.3 ~ 2배 정도 저 압력손실을 유지하기 때문에 저소음 및 풍량을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 집진필터는 도 7에 도시된 바와 같이, 여과재(100)의 타면에 코팅되며, 표면에 일측에서 타측으로 연장된 부착방지용 돌출부(510)가 형성된 제2 코팅층(500)을 더 포함할 수 있다. 즉, 제2 코팅층(500)은 제1 코팅층(200)이 형성된 여과재(100)의 반대면에 형성되며, 여과재(100)의 양면에 부착방지용 돌출부(210, 510)를 갖는 제1 코팅층(200) 및 제2 코팅층(500)이 형성됨으로써, 집진필터의 인접면간의 부착을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 집진필터는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 여과재(100)의 타면에 형성된 복수개의 부착방지용 도트(600)를 더 포함할 수 있다. 부착방지용 도트(600)는 여과재(100)의 타면에 볼록하게 돌출되어 복수개가 형성된다. 또한, 부착방지용 도트(600)는 복수개가 일정한 간격으로 형성될 수 있다. 이때, 도 8a 및 도 8b에서는 반구형 형상의 부착방지용 도트(600)가 도시되었지만, 이에 한정되지 않으며 직육면체, 삼각뿔, 원통형 형상 등 다양한 형상일 수 있다. 여과재(100)의 타면 전체에 제2 코팅층(500)을 형성하는 경우, 제조비용이 증가하므로, 복수개의 부착방지용 도트(600)만을 형성하여 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 앞서 도 3에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 집진필터는 여과재(100)가 골부(330)와 산부(310)가 반복적으로 형성되도록 일방향에 평행하게 복수회 절곡된 형상으로서, 여과재(100) 일면에 코팅된 제1 코팅층(200)의 부착방지용 돌출부(210)는 일방향과 수직한 방향으로 형성된 것일 수 있다. 즉, 집진필터는 'V'자 형상의 절곡이 반복적으로 형성되도록, 집진필터의 면 전체에 걸쳐 복수회 절곡된다. 이에 따라, 집진필터는 안쪽으로 절곡된 산부(310)와 바깥쪽으로 절곡된 골부(330)가 교대로 복수개가 형성된다. 상기와 같이 집진필터가 복수회 절곡된 형상인 경우, 제한된 평면 면적에 대하여 넓은 유효 표면적을 갖을 수 있어 분진의 포집 용량이 증가된다. 또한, 복수회 절곡된 집진필터는 원통형으로 감긴 형상(도 4 참조)일 수도 있다.
한편, 제1 코팅층(200) 및 제2 코팅층(500)은 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에틸렌 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌, 실리콘 또는 수용성 우레탄, 니트릴부타디엔 고무 및 아크릴 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 에멀젼액을 코팅 및 건조하여 형성할 수 있다. 또한, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에틸렌 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌, 실리콘 또는 이들을 2종 이상 혼합한 에멀젼액을 이용하여 코팅층을 형성할 수도 있다. 이때, 상기 에멀젼액에 증점제, 거품제, 거품안정제, 계면활성제, 방염제 또는 가교제 등의 첨가제를 추가로 혼합할 수 있다.
여기서, 제1 코팅층(200) 및 제2 코팅층(500)은 나이프 코팅법을 이용하여 여과재(100)의 일면 또는 양면에 코팅할 수 있다. 나이프 코팅법은 부착방지용 돌출부(210, 510) 횡단면 형상의 홈이 형성된 나이프 사이에 여과재(100)를 통과시켜, 코팅층을 형성하는 방법이다. 이때, 제1 코팅층(200) 및 제2 코팅층의 두께(T2, T3)는 0.1㎜ ~ 0.4㎜의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 코팅층 두께 범위의 경우, 집진필터의 걸리는 차압을 적정 수준에서 유지하며, 동시에 높은 여과성능을 달성할 수 있다.
다음으로, 일면 또는 양면에 코팅층이 형성된 여과재(100)를 건조기에서 150℃ ~ 200℃로 열건조한다. 열건조함으로써, 코팅층의 수분이 증발되며, 또한 단단히 소결되게 한다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 집진필터는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다. 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 명확해질 것이다.
1 : 하우징 2 : 함진공기 유입구
3 : 백케이지 4: 집진필터
5 : 백필터 6 : 청정공기 배출구
7 : 분리판 8 : 청전공기실
9 : 함진 공기실 10 : 분지배출구
100 : 여과재 200 : 제1 코팅층
210, 510 : 부착방지용 돌출부 310 : 골부
330 : 산부 400 : 멜트 브라운
500 : 제2 코팅층 600 : 부착방지용 도트

Claims (9)

  1. 분진이 포집되는 여과재; 및
    상기 여과재의 일면에 코팅되며, 표면에 일측에서 타측으로 연장된 부착방지용 돌출부가 형성된 제1 코팅층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진필터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 여과재 및 상기 제1 코팅층 사이에 형성된 멜트 브라운(Melt-brown)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집진필터.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 여과재의 타면에 코팅되며, 표면에 일측에서 타측으로 연장된 부착방지용 돌출부가 형성된 제2 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집진필터.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 여과재의 타면에 형성된 복수개의 부착방지용 도트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집진필터.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 부착방지용 돌출부의 횡단면 형상은 반원형, 삼각형 또는 사각형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 집진필터.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 여과재는 직포, 부직포 또는 펠트(Felt)인 것을 특징으로 하는 집진필터.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 코팅층은 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에틸렌 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌, 실리콘 또는 수용성 우레탄, 니트릴부타디엔 고무 및 아크릴 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 에멀젼액을 코팅 및 건조하여 형성된 것을 특징으로 하는 집진필터.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 코팅층 및 상기 제2 코팅층의 두께는 각각 0.1 ㎜ 내지 0.4 ㎜인 것을 특징으로 하는 집진필터.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 여과재는 골부와 산부가 반복적으로 형성되도록 일방향에 평행하게 복수회 절곡되며, 상기 부착방지용 돌출부는 일방향과 수직한 방향으로 연장되어 상기 제1 코팅층 표면에 형성된 것을 특징으로 하는 집진필터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3767026A1 (de) * 2019-07-17 2021-01-20 BSH Hausgeräte GmbH Haushaltsgerätefilter und haushaltsgerät damit

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