KR20140017485A - 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 필터 장치와 방법 - Google Patents

페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 필터 장치와 방법 Download PDF

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세바스티안 홀러
위르겐 스타인바흐
카타리나 프리츠
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듀르 시스템스 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 오버스프레이 입자(overspray particle)를 함유하는 처리 가스 유동(crude gas flow)(104)으로부터 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 필터 장치에 관한 것으로, 상기 장치는, 처리 가스 유동(104)의 적어도 일부분이 공급될 수 있는 적어도 하나의 필터 요소(122)와, 필터 요소(122)에 의해 여과된 처리 가스 유동(104)이 청정 가스 유동으로서 공급될 수 있는 청정 가스 챔버(124)를 포함한다. 필터 장치의 적어도 하나의 필터 요소(122)에서 필터 파열의 경우에, 상기 필터 장치를 포함하는 도장 설비(painting installation)에서 필터 장치의 하류에 위치하는 영역의 오염과 필터 장치의 청정 가스 측의 오염이 최소한으로 유지될 수 있는 이러한 필터 장치를 얻기 위해, 적어도 하나의 필터 요소의 하류에 배열된 적어도 하나의 보안 필터(168)는 청정 가스 챔버(124)와 결합되고, 상기 보안 필터에 의해 처리 가스 유동의 적어도 일부분은 적어도 하나의 필터 요소에서 필터 파열의 경우에 여과될 수 있다.

Description

페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 필터 장치와 방법{FILTER DEVICE AND METHOD FOR REMOVING PAINT OVER-SPRAY}
본 발명은, 오버스프레이 입자(overspray particle)를 함유하는 처리 가스 유동(raw gas flow)으로부터 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 필터 장치(filter device)에 관한 것이고, 이 필터 장치는 처리 가스 유동의 적어도 일부가 공급될 수 있는 적어도 하나의 필터 요소와, 필터 요소에 의해 여과된 처리 가스 유동이 깨끗한 가스 유동으로 공급될 수 있는 청정 가스 챔버(clean gas chamber)를 포함한다.
이러한 타입의 장치는, 예를 들어, DE 10 2007 040 901 A1호에 공지되어 있다.
이 타입의 필터 장치의 필터 요소가 기계적으로 손상되면, 여과되지 않은 처리 가스 유동이 하나 이상의 위치에서 필터 장치의 청정 가스 측에 도달하고, 필터 장치의 하류에 위치하는, 필터 장치를 포함하는 도장 설비의 영역과 필터 장치의 청정 가스 측이 처리 가스 유동으로부터 여과되지 않은 오물 입자(특히 오버스프레이 입자와, 적용 가능하면 보조 필터 재료의 입자)에 의해 오염된다.
본 발명은, 필터 장치의 적어도 하나의 필터 요소에서 필터가 파열되는 경우, 필터 장치를 포함하는 도장 설비(painting installation)와 필터 장치의 청정 가스 측의 오염을 가능한 한 낮게 유지하는 목적을 기초로 한다.
이 목적은, 적어도 하나의 필터 요소의 하류에 배열된 적어도 하나의 안전 필터(safety filter)가 필터 장치의 청정 가스 챔버와 결합되어 있고, 이에 의해 처리 가스 유동의 적어도 일부는 필터 장치의 적어도 하나의 필터 요소에서 필터 파열(filter rupture)의 경우에 여과될 수 있다는 청구항 제 1항의 전제부의 특징을 갖는 필터 장치에서 본 발명에 따라 이루어진다.
본 발명은, 필터 파열의 경우에, 필터 장치의 적어도 하나의 필터 요소에 의해 형성된 주 필터를 통과한 재료를 국부적으로 포집하여, 청정 가스 유동의 유동 경로에서 청정 가스 챔버의 하류에 배열된 시스템 부분, 특히, 팬, 센서, 및 공조 장치(예를 들어, 냉각기 및/또는 가습기)가 필터 파열의 경우 오염되지 않도록 보호된다는 개념을 기초로 한다.
여과되지 않은 처리 가스가 필터 파열의 경우에 안전 필터까지의 필터 장치의 청정 가스 측을 덮는, 거리를 가능한 한 짧게 유지하기 위해, 안전 필터가 필터 장치의 청정 가스 챔버에 일체로 되면 바람직할 수 있다.
특히, 적어도 하나의 안전 필터가 청정 가스 챔버의 범위를 정하는(delimiting) 벽 상에 또는 청정 가스 챔버 내에 배열되도록 제공될 수 있다.
청정 가스 챔버는, 예를 들어, 청정 가스 박스, 특히 실질적으로 입방형 청정 가스 박스로서 구성될 수 있다.
주 필터의 적어도 하나의 필터 요소는 바람직하게는 처리 가스 유동으로부터 페인트 오버스프레이를 분리하는데 사용되는, 필터 막을 포함한다. 오버스프레이 입자를 함유하는 처리 가스 유동이 필터 요소를 지나 여과되지 않고 통과하게 허용하는, 필터 막에 대한 손상은, 특정 필터 요소에서 필터 파열을 나타낸다.
필터 장치는 바람직하게는 주 필터를 포함하고, 이는 건식(dry) 필터, 즉, 이로써 건식 여과가 실시되게 구성되는 필터로서, 구성되는 적어도 하나의 필터 요소를 포함한다. 건식 여과는 세척액으로 세척하지 않고 일어나고 필터를 통과하는, 가스 유동의 여과이다. 이는 여과될 재료의, 필터 상의 여과 경로에 형성되는 층을 배제하지 않고 적용 가능하면 보조 필터 재료가 액체 세정 매체를 가하여 씻긴다.
주 필터는 바람직하게는 전적으로 건식 필터를 포함한다.
필터 장치가 복수의 필터 요소를 갖는 주 필터를 포함하면, 바람직하게는 청정 가스 챔버가 필터 장치의 복수의, 특히 모든 필터 요소로부터 청정 가스 유동을 받도록 제공된다.
또한, 바람직하게는 적어도 하나의 필터 요소가 필터 장치의 청정 가스 챔버 상에 유지되도록 제공된다.
이를 위해, 청정 가스 챔버는 적어도 하나의 필터 요소 홀더를 갖고 바람직하게는 필터 장치의 필터 요소 수용부를 필터 요소가 통과하기 위한 수용 구멍을 갖는 필터 요소 수용부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 필터 장치가 복수의 이러한 필터 장치를 포함하는, 오버스프레이 입자를 함유하는 처리 가스 유동으로부터 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 장치의 구성요소를 형성하면, 필터 장치가 청정 가스 채널을 포함하면 유익하고, 이를 통해 청정 가스가 필터 장치의 청정 가스 챔버로부터 청정 가스 수거 채널로 공급될 수 있고, 청정 가스 수거 채널은 하나 이상의 다른 필터 장치의 청정 가스도 받고 이를 하류의 시스템 부분, 예를 들어, 송풍기 및/또는 공조 장치(특히, 냉각기 및/또는 가습기)에 공급한다.
이와 같은 경우에, 청정 가스 수거 채널의 하류에 배열된 도장 설비의 구성요소의 및 청정 가스 수거 채널의 오염을 가능한 한 적게 유지하기 위해, 필터 장치의 안전 필터가 청정 가스 수거 채널로의 청정 가스 채널의 접합부(junction)의 상류에 배열되면 바람직할 수 있다.
오버스프레이 입자를 함유하는 처리 가스 유동으로부터 페이트 오버스프레이를 분리하기 위한 장치의 모든 필터 장치는, 청정 가스 수거 채널에 대한 관련 필터 장치의 각각의 청정 가스 채널의 접합부의 상류에 배열된 유형의 안전 필터를 구비하는 것이 바람직하다.
이는, 이러한 유형의 필터 장치와 결합된 각각의 안전 필터가 특정 필터 장치에서 필터 파열의 경우에 특정 필터 장치를 통과하는 처리 가스 유동의 분율(fraction)을 여과해야한 함을 보장한다.
따라서, 각각의 필터 장치의 안전 필터가 비교적 작게 유지될 수 있다.
오버스프레이 입자를 함유하는 처리 가스 유동으로부터 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 장치의 복수의 필터 장치 각각이 바람직하게는 자체 입구 채널을 갖고, 이를 통해 각각의 비율의 처리 가스 유동이 각각의 필터 장치에 공급될 수 있다.
여러 필터 장치에 공급되는 처리 가스 유동의 비율은 바람직하게는 다른 것과 실질적으로 같은 사이즈이고, 이러한 필터 장치와 결합된 안전 필터는, 다양한 필터 장치를 통해 실질적으로 균일한 체적이 유동하므로, 실질적으로 같은 사이즈로 만들어질 수도 있으므로 안전 필터의 사이즈가 표준화될 수 있다.
따라서, 같은 안전 필터 요소를 갖는 같은 타입의 안전 필터가 바람직하게는 오버스프레이 입자를 함유하는 처리 가스 유동으로부터 페인트 오버스프레이를 분리하기 위해 필터 장치의 모든 필터 장치에 대해 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구성에서, 적어도 하나의 안전 필터는, 안전 필터를 미리 제거하지 않고, 필터 장치로부터 적어도 하나의 필터 요소가 제거될 수 있는 식으로 필터 장치에 배열되도록 제공된다. 이는 필터 장치에의 안전 필터의 일체화로 인해, 필터 장치의 필터 요소들의 조립과 분리 및 유지보수가 보다 어려워지지 않음을 보장한다.
필터 장치의 모든 안전 필터가 바람직하게는 모든 필터 요소가 안전 필터들 중 하나를 미리 제거하지 않고, 필터 장치로부터 모든 필터 요소가 제거될 수 있는 식으로 필터 장치에 배열된다.
기본적으로, 처리 가스 유동에 혼입된 입자를 여과하기에 적합하고 안전 필터를 통해 필터 파열의 경우에 안내되는 체적 유량을 견딜 수 있는, 임의의 타입의 필터 요소가 안전 필터로서 사용될 수 있다.
안전 필터는 바람직하게는 하나 이상의 건식 필터, 즉, 건식 여과가 실시되게 구성되는 필터를 포함한다. 건식 여과는 필터를 통과하고 세척액으로 씻지 않고 이루어지는, 가스 유동의 여과이다. 이는 여과될 재료의, 필터 상의 여과 과정에서 형성되는 층과 선택적으로 보조 필터 재료가 세척액 매체를 적용하여 세척되는 것을 배제하지 않는다.
안전 필터는 바람직하게는 전적으로 건식 필터를 포함한다.
건식 여과는 필터를 지나 흐르는, 가스 유동의 습도와 온도가 여기서 거의 일정하게 유지되고, 필터를 통과하는 가스 유동이 필터를 통과한 후에 그 습도 및/또는 온도에 관해 추가로 조절될 필요가 없는 장점을 제공한다.
안전 필터는, 예를 들어, 배플 필터(baffle filter), 포켓 필터, 백(bag) 필터, 매트 필터(mat filter), 플레이트 필터(plate filter) 및/또는 튜브 필터를 포함할 수 있다.
안전 필터는 청정 가스 유동의 유동 경로에 영구적으로 배열되고 안전 필터를 통과하는 가스 유동을 여과하기 위해 활성일 수 있다.
대안적으로 또는 추가로, 적어도 하나의 안전 필터가 필터 요소를 통해 도달하는 처리 가스의 여과를 위해 필터 요소에서 필터 파열의 경우에 작동될 수 있는 목적을 위해 제공될 수 있다. 이는 특정한 안전 필터가 주 필터의 필터 요소에 의해 이미 여과된 청정 가스를 다시 여과하지 않지만, 여과를 위해 필터 장치의 적어도 하나의 필터 요소에서 필터 파열의 경우에만 작동되거나 켜지고(switched on) 주 필터를 통해 도달하는 처리 가스가 필요해지는 장점을 제공한다. 따라서, 필터 장치의 청정 가스 측의 유동 저항의 불필요한 증가가 필터 장치의 정상 작동 상태에서 회피된다.
필터 파열의 경우에 이러한 타입의 안전 필터의 작동은, 예를 들어, 적어도 하나의 안전 필터가 필터 장치의 정상 작동 상태에서 청정 가스의 유동 경로 밖의 대기 위치로 배열되고, 적절한 운동 장치에 의해 필터 파열의 경우에 필터 장치의 주 필터를 통해 도달하는 처리 가스의 유동 경로의 작동 위치로 가게 될 수 있는, 적어도 하나의 필터 요소를 포함하여 이루어진다.
운동 장치(movement device)는 바람직하게는 적어도 하나의 안전 필터 요소의 운동을 위해 모터 구동장치(motor drive)를 갖는다.
필터 파열의 경우에 기계적 운동 장치에 의해 유동 경로에 가게 될 수 있는, 안전 필터 요소는, 예를 들어, 필터 플레이트, 포켓 필터 또는 배플 필터로서 구성될 수 있다.
이에 대한 대안 또는 추가로, 안전 필터는 필터 장치의 정상 작동 상태에서 여과된 청정 가스로 실질적으로 투과될 수 있고 필터 파열의 경우에만 적절한 필터 재료로 (바람직하게는 자동으로) 충전되는, 적어도 하나의 안전 필터 요소를 포함하여 작동될 수도 있다.
예를 들어, 이러한 타입의 안전 필터 요소는 필터 파열의 경우에, 예를 들어, 필터 재료 입자의 충전으로, 필터 재료 저장부로부터 필터 재료로 충전되는 특히 망(net) 또는 격자(grid)의 형태의, 필터 재료 수용부를 포함할 수 있다.
필터 파열의 경우에 이러한 타입의 안전 필터 요소를 충전하기 위한 적절한 필터 재료는, 예를 들어, 자갈, 모래, 철 조각(iron cuttings) 등이다.
이에 대한 대안 또는 추가로, 안전 필터는 필터 파열의 경우에 전압을 인가하여 작동될 수 있는, 적어도 하나의 안전 필터 요소를 포함하여 필터 파열의 경우에 작동될 수도 있다.
이러한 타입의 안전 필터 요소는 특히 정전기 필터로서 구성될 수 있다.
영구적으로 활성인 안전 필터의 경우 또는 손상의 경우에만 작동될 수 있는 안전 필터를 사용할 때 안전 필터를 작동시킬 수 있도록, 필터 장치의 청정 가스 측에 도달하는 처리 가스로 안전 필터가 충전되는 시간을 판정하고/판정하거나 도장 설비의 조작 직원을 경고할 수 있도록, 필터 장치가 필터 요소에서 필터 파열을 검출하기 위해 하나 이상의 검출 장치를 포함하면 유익하다.
이러한 타입의 검출 장치는, 예를 들어, 입자 카운터(particle counter), 압력 손실 측정 장치, 주 필터의 적어도 하나의 필터 요소의 유동 저항을 측정하기 위한 유동 저항 측정 장치 및/또는 적어도 하나의 안전 필터의 유동 저항을 측정하기 위한 필터 저항 측정 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구성에서 보조 필터 재료가 처리 가스 유동을 여과하는데 사용되고 필터 장치의 적어도 하나의 필터 요소가 필터 장치의 작동 중에 보조 필터 재료를 포함하는 장벽 층을 구비하도록 또한 제공된다.
따라서, 특히 유체 페인트를 사용할 때, 습한 유체 페인트 오버스프레이가 필터 요소의 표면에 직접 도달하는 것이 방지된다. 오히려, 유체 페인트 오버스프레이는 보조 필터 재료에 의해 제약되고/제약되거나 보조 필터 재료는 습한 유체 페인트 오버스프레이와 필터 표면 사이의 장벽 층을 형성한다.
"유체 페인트"라는 용어는, 본 설명에서 "분말 페인트"라는 용어와 대조적이고, 이는 액체로부터 점성(예를 들어, PVC 페인트의 경우)의 흐를 수 있는 농도를 갖는 페인트를 가리킨다. "유체 페인트"라는 용어는, 특히 "액체 페인트"와 "습식 페인트"를 포함한다.
석회, 암석 분말(rock powder), 규산 알루미늄, 산화 알루미늄, 산화 실리콘, 분말 페인트 등이 특히 보조 필터 재료로서 가능하다.
본 발명은 또한 하기의 방법 단계를 포함하는, 오버스프레이 입자를 함유하는 처리 가스 유동으로부터 페인트 오버스프레이를 분리하는 방법에 대한 것이다:
- 공급되는 처리 가스 유동이 이에 의해 여과되는, 적어도 하나의 필터 요소에 처리 가스 유동의 적어도 일부를 공급하는 단계와,
- 필터 요소에 의해 여과된 처리 가스 유동을 청정 가스 유동으로서 청정 가스 챔버에 공급하는 단계.
본 발명은 필터 장치의 적어도 하나의 필터 요소에서 필터 파열의 경우에 필터 장치를 포함하는 도장 설비의 필터 장치의 하류에 위치하는 영역과 필터 장치의 청정 가스 측의 오염이 가능한 한 적게 유지되는, 오버스프레이 입자를 함유하는 처리 가스 유동으로부터 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 이러한 타입의 방법을 제공하는 추가 목적에 기반한다.
이 목적은, 적어도 하나의 필터 요소에서 필터 파열의 경우에, 청정 가스 챔버에 공급된 청정 가스 유동이 청정 가스 챔버와 결합되고 필터 요소의 하류에 배열된 안전 필터에 의해 여과된다는 점에서, 청구항 제 15항의 전제부의 특징을 갖는 오버스프레이 입자를 함유하는 처리 가스 유동으로부터 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 방법에서 본 발명에 따라 이루어진다.
본 발명에 따른 필터 장치는 특히 오버스프레이 입자를 함유하는 처리 가스 유동으로부터 페인트 오버스프레이를 분리하기 위해 본 발명에 따른 방법을 실시하는데 특히 적합하다.
청정 가스 챔버와 안전 필터 사이에서, 필터 파열의 경우에 오염된, 가스 유동 경로의 섹션의 길이가 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 필터 장치에 의해 최소화된다.
바람직하게는, 필터 파열의 경우에 오염될 수 있는 어떠한 기계 부품도 안전 필터와 주 필터의 필터 요소 사이에 배열되지 않는다.
개개의 필터 장치의 청정 가스 챔버와 결합된 안전 필터는 수거하는 순환 공기 채널에 또는 청정 가스 수거 채널에 배열된 안전 필터보다 작은 사이즈를 가질 수 있다.
안전 필터는 작은 추가 공간 요건만으로 필터 파열의 경우에 처리 가스로부터 입자의 안전한 건식 증착을 허용한다.
기존의 도장 설비를 변환할 때, 개개의 필터 장치의 청정 가스 챔버와 결합된 안전 필터가 쉽게 추가될 수 있고, 수거 순환 공기 채널의 또는 청정 가스 수거 채널의 안전 필터에 대해 결과적으로 추가 공간 요건이 없다.
안전 필터는 필터 수용부 뒤의 임의의 인식가능한 위치에 배열될 수 있다. 특히, 청정 가스 챔버 뒤에 수평으로 또는 청정 가스 챔버 아래에, 청정 가스 챔버 위에, 청정 가스 챔버 내에 배열될 수도 있다.
안전 필터는 필터 장치의 주 필터의 필터 요소의 분리를 방해하지 않는 식으로 배열될 수 있다.
안전 필터의 상응하게 형성된 수용부는 유지보수 목적을 위해 안전 필터의 쉬운 접근성 및 안전 필터의 쉬운 설치 및 분해를 허용한다.
이는, 예를 들어, 안전 필터가 유입 방향에 대해 직각으로 프레임으로부터 회수될 수 있게 하여 가능해질 수 있다.
이에 대해 대안으로서 또는 부가하여, 안전 필터가 특히 채널 조립체로부터, 가스 유동의 유동 경로로부터 프레임과 함께 회수될 수 있게 제공될 수도 있다.
안전 필터는, 예를 들어, F5 포켓 필터를 포함할 수 있다.
안전 필터는 안전 필터가 예를 들어, 높은 접촉 저항을 가질 때 기록하는, 모니터링 장치를 구비할 수 있다. 그러므로 필터 파괴는, 필터 파열의 경우에 필터 장치의 청정 가스 측에 도달하는 처리 가스로부터 입자가 안전 필터에 쌓일 때 안전 필터의 유동 저항이 증가하므로, 간접적으로 기록될 수 있다.
안전 필터의 필터 덮힘 검출은 입자 배출량 측정과 조합될 수도 있고; 그러므로 필터 장치의 주 필터의 파열이 미리 인식될 수 있다.
입자 배출량 측정은 독립적으로, 즉, 필터 파열을 검출하기 위해 추가 필터 저항 측정 없이 사용될 수도 있다.
안전 필터는 필터 장치의 주 필터에서 파열의 경우에 영구적으로 활성이거나 작동될 수 있다.
주 필터에서 손상의 검출은, 예를 들어, 압축 공기에 의해 청소될 때 주 필터의 필터 요소의 저항 변화 및/또는 주 필터 전체에서 압력 손실의 변화에 의해 입자 카운터에 의해 검출될 수 있다.
필터 파열의 검출시, 안전 필터 스테이지(stage)가 켜질 수 있다. 이는 필터 장치의 정상 작동 중에 필수적인 압력 손실을 최소화하고 동시에 필터 파열의 경우에 오염에 대해 필요한 안전성을 보장한다.
본 발명에 따른 필터 장치의 안전 필터는 주 필터의 필터 요소에 대해 국부적으로 배열된다.
추가 청정 가스 유동이 바람직하게는 주 필터와 관련된 안전 필터와 주 필터 사이에 추가되지 않고, 안전 필터만 각각 관련된 필터 장치를 통과하는 부분 가스 유동에 일치되어야 한다.
필터 파열의 경우에 처리 가스 유동으로부터 입자에 의해 오염되는, 파열 지점과 안전 필터 사이의 가스 채널 거리는 안전 필터가 필터 장치의 주 필터의 적어도 하나의 필터 요소에 인접하여 배열되어 작게 유지된다.
팬), 센서 또는 조절 장치(예를 들어, 냉각기 및/또는 가습기와 같은)는 관련 안전 필터와 주 필터의 적어도 하나의 필터 요소 사이에서 가스 유동의 유동 경로에 배열되지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 추가 특징과 이점은 실시예의 다음 설명과 도면의 주제이다.
본 발명은, 필터 장치의 적어도 하나의 필터 요소에서 필터가 파열되는 경우 필터 장치를 포함하는 도장 설비와 필터 장치의 청정 가스 측의 오염을 가능한 한 낮게 유지할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은, 오버스프레이 입자를 함유하는 처리 가스 유동으로부터 유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 장치의 필터 모듈의 개략적 사시도이고, 상기 필터 모듈은 청정 가스 챔버와 필터 모듈의 청정 가스 챔버와 결합된 안전 필터를 포함한다.
도 2는, 필터 모듈의 청정 가스 챔버를 배기 가스 수거 채널에 연결하는 청정 가스 채널과 청정 가스 수거 채널, 안전 필터와 함께 도 1로부터 필터 모듈을 지나는 개략적인 수직 단면도.
도 3은, 안전 필터를 갖는 필터 모듈의 개략도이고, 상기 안전 필터는 청정 가스의 유동 경로에 영구적으로 배열되고 필터 파열은 압력차 측정값 및/또는 입자 카운터에 의해 필터 모듈의 필터 요소에서 검출된다.
도 4는, 안전 필터를 갖는 필터 모듈의 도 3에 따른 개략도이고, 상기 안전 필터는 필터 모듈의 정상 작동 중에 필터 재료를 포함하지 않고 필터 재료 저장부에 연결되고, 이로부터 필터 재료가 필터 모듈의 필터 요소에서 필터 파열의 경우에 안전 필터에 공급될 수 있다.
도 5는, 안전 필터를 갖는 필터 모듈의 도 3 및 도 4에 상응하는 개략도이고, 상기 안전 필터는 필터 모듈의 필터 요소에서 필터 파열의 경우에 켜질 수 있는 정전기 필터로서 구성된다.
도 6은, 안전 필터를 갖는 필터 모듈의 도 3 내지 도 5에 상응하는 개략도이고, 상기 안전 필터는 필터 모듈의 정상 작동 중에 청정 가스 유동의 유동 경로 밖에 배열되고, 필터 모듈의 필터 요소에서 필터 파열의 경우에, 가스 유동의 유동 경로에 운동 장치에 의해 가도록 구성되고, 상기 안전 필터는 안전 필터가 필터 모듈의 정상 작동 중에 취하는, 휴지 위치로 도시되어 있다.
도 7은, 유동 경로에 가도록 구성되는 안전 필터를 갖는 필터 모듈의 도 6에 상응하는 개략도이고, 상기 안전 필터는 안전 필터가 필터 모듈의 필터 요소에서 필터 파열의 경우에 취하는 작동 위치로 도시되어 있다.
같거나 기능적으로 등가인 요소가 모든 도면에서 같은 도면부호로 표시되어 있다.
처리 가스 유동으로부터 유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위해 도 1 내지 도 3에 도시되고 전체적으로 도면부호 100으로 지시된 장치가 도 1 내지 도 3에 그 중 하나가 도시된, 상기 설명에 또한 지시된 필터 장치들의, 하나 이상의 필터 모듈(102)을 포함한다.
유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 장치(100)는, 도장 설비의 도포 영역을 통해 움직이고, 예를 들어, 도장 로봇의 형태의 분무-도장 장치(미도시)에 의해 도포 영역에서 도장되는, 가공물, 예를 들어, 차체를 분무-도장하기 위한 도장 설비의 구성요소를 형성한다.
도포 영역을 침투하고 오버스프레이 입자의 형태인 페인트 오버스프레이를 흡수하는 공기 유동이 순환 공기 회로에 의해 생성된다. 이 경우에 "입자"라는 용어는, 고체와 액체 입자 모두, 특히 액적(droplet)을 포함한다.
유체 페인트를 사용할 때, 유체 페인트 오버스프레이는 페인트 액적으로 구성된다. 대부분의 오버스프레이 입자는 약 1㎛ 내지 약 100㎛의 범위로 최대 직경을 갖는다.
도포 영역으로부터의 오버스프레이 입자로 충전된 배기 공기 유동이 아래의 처리 가스 유동(104)으로 지시된다. 처리 가스 유동의 유동 방향은 도 2와 도 3에 도면부호 104로 표시된 화살표로 도시된다.
처리 가스 유동(104)은 바람직하게는 도포 영역 아래에 배열되는, 처리 가스 유동으로부터 유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위해 장치(100)의 도포 영역으로부터 도달한다.
장치(100)의 필터 모듈(102)은 특히, 그 중 하나의 수직 측벽(105)이 도 2에 도시된, 유동 챔버의 2개의 상호 대향하는 측면 상의 두 열(row)의 모듈로 배열될 수 있다.
조작자가 그 위에서 걸을 수 있는 보행로(106; cat-walk)가 두 열의 모들 사이에 제공된다 (도 2 참조).
각각의 필터 모듈(102)은 바람직하게는 미리 조립된 유닛으로서 구성되고, 이는 유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위해 장치(100)와 도장 설비의 조립 장소로부터 먼 장소에서 생산되고 도장 설비의 조립 장소에 하나의 유닛으로서 수송된다. 조립 장소에서, 미리 조립된 유닛이 제공된 작동 위치로 배열되고 하나 이상의 인접한 미리 조립된 유닛에 및 도포 영역의 지지 구조에 연결된다.
각각의 필터 모듈은 각각의 경우에, 후방 지지부(110) 중 하나에 수평 횡방향 웹(114)에 의해 연결된, 2개의 수직 전방 지지부(112)와 2개의 수직 후방 지지부(110)로 만들어진 지지 구조(108)를 포함한다.
또한, 전방 지지부(112)와 후방 지지부(110)는 각각의 경우에, 수평 횡방향 웹(미도시)에 의해 그 상단부에서 서로 연결된다.
필터 모듈(132)은 하우징(116)을 또한 포함하고, 이는 하우징(116) 밖에 위치한 유동 챔버의 영역(120)으로부터 필터 모듈(102)의, 하우징(116) 내에 배열된, 필터 요소 수용 공간(118)을 분리한다.
지지 구조(108) 상에 유지된, 청정 가스 챔버(124)로부터 수평 방향으로 돌출하는, 복수의 필터 요소(122)가 필터 모듈(132)의 필터 요소 수용 공간(118)에 배열된다.
필터 요소(122)는, 예를 들어, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)으로 만들어진 막을 갖는 그 외면 상에 제공되는, 소결된 폴리에틸렌으로 만들어진 판으로 구성될 수 있다.
PTFE로 만들어진 막은 필터 요소(122)의 필터 등급을 증가시키고, 또한 필터 요소(122)의 표면 상에서 처리 가스 유동(104)으로부터 분리된 유체 페인트 오버스프레이의 영구적인 접착을 방지하는데 사용된다.
필터 요소(122)의 막은 또한 바람직하게는 필터 요소(122)의 정전기-방지 특성과 필터 요소(122)로부터 정전하(electrostatic charge)의 전도를 보장하기 위해, 전기전도성 구성요소, 예를 들어, 그래파이트를 포함한다.
필터 요소(122)와 그 PTFE 막 모두의 원료 물질은 처리 가스가 기공(pore)을 통해 개개의 필터 요소(122)의 내부에 거기서 청정 가스 챔버(124)로 도달할 수 있도록 다공성을 갖는다.
필터 표면의 막힘을 방지하기 위해, 처리 가스 유동(104)에 방출되는 보조 필터 재료를 포함하는, 장벽 층을 또한 구비한다. 이 바람직하게는 미립자인 보조 필터 재료는 일반적으로 "프리코트(precoat)" 재료로도 불린다.
장치(100)의 작동 중에, 장벽 층은 필터 표면 상에서, 처리 가스 유동(104)으로 방출되는, 보조 필터 재료의 적층에 의해 형성되고, 접착되는 유체 페인트 오버스프레이로 인해 필터 표면이 막히는 것을 방지한다.
기본적으로, 임의의 매체가 유체 페인트 오버스프레이의 액체 부분을 흡수할 수 있고 오버스프레이 입자 상에 축적되어 그 접착성을 빼앗을 수 있는 보조 필터 재료로서 사용될 수 있다.
특히, 석회, 암석 분말, 규산 알루미늄, 산화 알루미늄, 산화 실리콘, 분말 페인트 등이, 예를 들어, 보조 필터 재료로 가능하다.
보조 필터 재료는 바람직하게는, 예를 들어, 약 10㎛ 내지 약 100㎛ 범위의 평균 직경을 갖는, 복수의 보조 재료 입자로 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(116)은 상부 벽(126)의 전방 에지(132)로부터 아래로 연장하는 전방 벽(128)과 실질적으로 수평인 상부 벽(126)을 포함한다.
하우징(116)의 전방 벽(128)은 상부 벽(126)의 전방 에지(132)로부터 전방 벽(128)의 전방 에지(134)로 연장하는, 상부 전방 벽 부분(130)과, 전방 에지(134)로부터 하부 전방 벽 에지(138)로 아래로 연장하는, 하부 전방 벽 부분(136)을 포함한다.
하부 전방 벽 부분(136)은 필터 모듈(102)의 입구 채널(140)의 상부 한계를 형성하고, 이를 통해 처리 가스 유동(104)의 일부가 관련 필터 모듈(102)에 들어간다.
도장 설비의 도포 영역에 보조 필터 재료가 도달하는 위험 없이, 처리 가스 유동(104)에 보조 필터 재료를 추가할 수 있도록, 각각의 필터 모듈(102)은 지지 구조(108) 상에 유지되고, 예를 들어, 역전된 절두 피라미드(도 1 및 도 2 참조)의 형태의 깔때기-형상의 디자인을 갖는, 보조 필터 재료 수용 컨테이너(142)를 구비한다.
보조 필터 재료 수용 컨테이너(142)의, 예를 들어, 4개의 사다리꼴 측벽(144)의 상부 에지는 보조 필터 재료 수용 컨테이너(142)의 접근 구멍(146; access opening)을 둘러싸고, 이를 통해 오버스프레이로 충전된 처리 가스 유동(104)이 보조 필터 재료 수용 컨테이너(142)에 들어갈 수 있고 이로부터 다시 나갈 수 있다.
필터 모듈에 상세하게는 보조 필터 재료 수용 컨테이너(142)의 내부로 들어가는 처리 가스 유동을 편향시키기 위해, 각각의 필터 모듈(102)은 입구 채널(140)을 구비하고, 이는 하우징(116)의 하부 전방 벽 부분(136)에 의해 위쪽으로 한정되고 접근 가능한 보행로(106)의 측벽(150)에 의해 아래쪽으로 한정된다.
따라서, 입구 채널(140)의 처리 가스 유동(104)의 작은 입구 단면 따라서 높은 유속은 보조 필터 재료가 닫힌 박스를 형성하는 필터 모듈(102)의 내부로부터 유동 챔버로 그리고 그로부터 도장 설비의 도포 영역에 도달하는 것을 방지한다. 보조 필터 재료 수용 컨테이너(142)의 보조 필터 재료의 소용돌이(swirling)와 필터 요소(122)의 청소는 이에 따라 처리 가스의 필터 모듈(102)로의 공급 또는 도포 영역에서 분무-도장 장치의 작동을 중단할 필요도 없이 임의의 원하는 때에 이루어질 수 있다.
또한, 처리 가스 유동(104)이 보조 필터 재료 수용 컨테이너(142)에 보내지면서 입구 채널(140)을 떠나므로, 보조 필터 재료 수용 컨테이너(142)의 내부(148)의 처리 가스 유동(104)의 편향이 이루어짐이 보장된다. 따라서, 보조 필터 재료 수용 컨테이너(142)에 위치한 설비로부터 압축 공기 노즐(compressed air lance; 도시않음)로부터의 압축 공기 펄스에 의해 보조 필터 재료의 소용돌이에 의해 생성되는, 적절한 양의 보조 필터 재료가, 처리 가스 유동(104)에 혼입되고 보조 필터 재료 수용 컨테이너(142)로부터 필터 요소(102)로 운반된다.
처리 가스 유동(104)에 혼입된 보조 필터 재료와 처리 가스 유동(104)에 혼입된 유체 페인트 오버스프레이는 필터 요소(122)의 필터 표면 상에 쌓이고, 필터 요소(122)에 의해 여과된 처리 가스는, 청정 가스 챔버(152)의 내부(152)로 유체가 통하게 연결된, 필터 요소(122)의 내부로 다공성 필터 표면을 통해 청정 가스로서 도달한다.
필터 모듈(102)의 필터 요소(122)가 도시되지 않은, 도 1에서 가장 잘 알 수 있듯이, 필터 요소 수용부(156)가 필터 모듈(102)의 필터 요소 수용 공간(118)을 마주하는 청정 가스 챔버(124)의 정면 측면(154)에 형성되고, 이 수용부는 수용 구멍(158)과 필터 요소 홀더(160)를 포함하여, 필터 요소(122)는 필터 요소 홀더(160) 상에 유지될 수 있고, 그로부터 수용 구멍(158)을 통해 필터 요소 수용 공간(118)으로 연장한다.
같은 필터 모듈(102)의 모든 필터 요소(122)로부터 여과된 청정 가스가 청정 가스 챔버(124)에 모인다.
도 2에서 가장 잘 알 수 있듯이, 이 모인 청정 가스는 유동 챔버 밖에 배열되는 청정 가스 수거 채널(164)에서 하나 이상의 가스 채널(162)을 통해 도달한다.
유동 챔버의 서로 대향하는 측면 상에 배열된, 복수의 개개의 필터 모듈(122)로부터의 2개의 모듈 열 중 하나의 필터 모듈(102)의 청정 가스 채널(162)은, 각각의 경우에, 유동 챔버의 어느 한 측면 상에 배열된 각각의 청정 가스 수거 채널(164)로 개방된다.
유체 페인트 오버스프레이가 청소된 청정 가스가 배기 공기 송풍기(미도시)에서 유동 챔버의 어느 한 측면 상에 배열되는 청정 가스 수거 채널(164)로부터 도달하고, 이 송풍기에서 청정 가스는 냉각 스택(미도시)과 공급 라인(미도시)에 의해 도포 영역, 소위 플리넘(plenum), 위에 배열된 공기 챔버(미도시)로 공급된다.
이 공기 챔버로부터, 세정된 배기 공기가 필터 커버에 의해 청정 가스로서 도포 영역으로 다시 도착하고, 도장 설비를 지나는 순환 공기 회로가 닫힌다.
필터 요소(122)에 의해 처리 가스 유동(104)으로부터 유체 페인트 오버스프레이의 분리가 건식으로, 즉, 세척액으로 씻지 않고 이루어지므로, 순환 공기 회로에서 안내된 공기는 유체 페인트 오버스프레이의 분리 중에 가습되지 않고, 순환 공기 회로에서 안내되는 공기를 제습하기 위해 어떠한 종류의 장치도 필요하지 않다. 또한, 세척-세정 액체로부터 유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위해 어떠한 장치도 필요하지 않다.
필터 요소(122)는 유체 페인트 오버스프레이와 보조 필터 재료로 적재되는 것이 예정된 양에 도달할 때 압축 공기 펄스에 의해 특정한 시간 간격에서 세정된다.
필요한 압축 공기 펄스는 각각의 필터 모듈(102)의 청정 가스 챔버(124) 상에 배열되는, 펄싱 유닛(166; pulsing unit)에 의해 생성된다. 생성된 압축 공기 펄스는 청정 가스 챔버(124)의 내부(152)로부터 필터 요소(122)의 내부로 그리고 이로부터 다공성 필터 표면을 통해 각각의 필터 모듈(102)의 필터 요소 수용 공간(118)으로 도달하고, 그 위에 증착된 유체 페인트 오버스프레이와 보조 필터 재료로 만들어진 필터 표면 상에 형성된, 장벽 층이 필터 표면으로부터 분리되고, 필터 표면은 그 세정된 원래 상태로 복귀된다.
유체 페인트 오버스프레이와 보조 필터 재료의 세정된 혼합물이 보조 필터 재료 수용 컨테이너(142)에 떨어지고, 여기서 처리 가스 유동(104)에 도달하고 이 유동에 의해 필터 요소(122)로 다시 운반된다.
보조 필터 재료 수용 컨테이너(142)의 혼합물에서 페인트 오버스프레이의 비율이 임계 상한값에 도달했을 때, 페인트 오버스프레이와 보조 필터 재료의 혼합물이 보조 필터 재료 수용 컨테이너(142)로부터 흡입에 의해 배출되고 신선한 보조 필터 재료로 교체된다.
도 2와 도 3에서 가장 잘 알 수 있듯이, 안전 필터(168)는 각각의 필터 모듈(102)의 청정 가스 챔버(124)와 각각의 경우에 결합된다. 안전 필터(168)는 청정 가스의 유동 경로에서 필터 모듈(102)의 필터 요소(122)의 하류에 배열된다. 이 유동 경로는 도 2와 도 3에서 화살표(169)로 표시되어 있다.
적어도 하나의 필터 요소(122)에서 필터 파열의 경우{즉, 특정 필터 요소(122)에 대한 기계적 손상의 경우에, 이를 통해 아직 유체 페인트 오버스프레이와 보조 필터 재료로 충전된 여과되지 않은 처리 가스가 필터 요소 수용 공간(118)으로부터 필터 요소(122)의 청정 측으로 및 그로부터 청정 가스 챔버(124)로 통과할 수 있다}, 안전 필터(168)는 청정 측에 도달한 처리 가스의 여과를 실시하고, 이에 따라, 청정 측에 도달한 유체 페인트 오버스프레이와 청정 측에 도달한 보조 필터 재료를 청정 측에 도달한 처리 가스로부터 분리하는데 사용될 수 있고, 유체 페인트 오버스프레이와 보조 필터 재료는 안전 필터(168)의 하류에 위치한, 청정 가스 수거 채널(164)과 청정 가스 채널(162)의 영역에 도달할 수 없고, 이러한 영역을 오염시킬 수 없다.
특히, 필터 파열의 경우에, 안전 필터(168)는 청정 가스 수거 채널(164)의 하류에 위치한 순환 공기 회로의 영역과 청정 가스 수거 채널(164)의 공조 장치(특히 냉각기 및/또는 가습기) 및 팬과 센서의 오염을 방지한다.
도 1 내지 도 3에 도시한 실시예에서, 안전 필터(168)는 청정 가스 유동의 유동 경로(169)에 영구적으로 통합되어, 청정 가스 유동으로부터 유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위해 장치(100)의 정상 작동시 안전 필터(168)를 유동이 지나고 청정 가스 유동이 안전 필터(168)에 의해 다시 여과된다.
이 실시예에서, 안전 필터(168)는, 예를 들어, 하나 이상의 포켓 필터를 포함할 수 있다.
이들은, 예를 들어, F5 포켓 필터일 수 있고, 이들은 0.4㎛의 직경을 갖는 입자의 경우에 40% 내지 60%의 필터 효율을 갖는다.
각각의 포켓 필터는, 예를 들어, 약 600mm×600mm의 크기 정도의 유동 표면을 가질 수 있다.
포켓 필터의 대안으로, 백 필터, 매트 필터, 플레이트 필터 및/또는 튜브 필터도 사용될 수 있다.
기본적으로, 안전 필터(168)를 통해 안내되는 체적 유동을 견디는, 임의의 타입의 필터가 적합하다.
건식 필터, 즉, 그로써 건식 여과, 즉, 세정액으로 세척하지 않고 이루어지는 필터를 통과하는 가스 유동의 여과가 실시되게 구성되는 타입의 필터가 바람직하게는 사용된다.
이 타입의 건식 여과는 필터를 통해 흐르는 가스 유동의 온도 및 습도가 적어도 거의 일정하게 유지되어, 필터를 통과하는 가스 유동이 필터를 통과한 후 그 온도 및/또는 습도에 관해 추가로 조절될 필요가 없는 장점을 제공한다.
안전 필터(168)는 그 배플 위에서 여과될 제품(특히, 유체 페인트 오버스프레이와 보조 필터 재료)이 쌓일 수 있는, 간단한 배플 플레이트를 포함할 수 있다.
안전 필터(168)는 기본적으로 필터 요소 수용부(156)의 하류의 모든 인식 가능한 위치에 위치할 수 있다.
특히, 안전 필터(168)는 청정 가스 챔버(124)의 측방향 옆의 수평 방향에 또는 청정 가스 챔버(124) 아래에, 청정 가스 챔버(124) 위에, 청정 가스 챔버(124)의 내부(152)에 배열될 수 있다.
안전 필터(168)는 바람직하게는 청정 가스 챔버(124)의 하나 이상의 벽에 배열될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 안전 필터(168)는 청정 가스 챔버(124)의 하부 벽(170; base wall)에 배열된다.
이 실시예에서, 청정 가스 챔버(124)의 하부 벽(170)은 안전 필터(168)의 각각의 안전 필터 요소(172)에 대한 개개의 수용 구멍을 갖고, 이 수용 구멍에서 관련 안전 필터 요소(172)는 프레임(174)이 청정 가스 챔버(124)의 내부(152)와 마주하는 청정 가스 챔버(124)의 하부 벽(170)의 내측에 놓이고 안전 필터 요소(172)가 수용 구멍을 통해 청정 가스 챔버(124)와 인접한 청정 가스 채널(162)의 영역으로 연장하는 식으로 안전 필터 요소(172)를 둘러싸는 프레임(174)으로 현가된다.
도 1에 도시된 실시예에서, 각각의 안전 필터 요소(172)는 포켓 필터(176)로서 구성되고, 이는 그 상부 에지에서 각각의 포켓 필터(176)의 프레임(174)에 고정된, 콘서티나와 같은 방식(concertina-like)으로 접힌 필터 재료(178)를 포함한다.
안전 필터 요소(172)는 특히 관련 안전 필터 요소(172)가 처리 가스의 여과를 위한 필터 요소(122) 중 하나에서 필터 파열의 경우에 필요했을 때, 필수적인, 다른 안전 필터 요소(172)로 교환되도록 각각의 관련 수용 구멍으로부터 수직 상향으로 쉽게 들어 올려지고 유지보수 구멍(180)을 통해 청정 가스 챔버(124)로부터 제거될 수 있다.
하나 이상의 유지보수 구멍(180)은, 예를 들어, 필터 요소 수용 공간(118)으로부터 원격의 청정 가스 챔버(124)의 후방 측(182)에 제공될 수 있다.
유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 장치(100)의 작동 중에, 이러한 타입의 유지보수 구멍(180)이 바람직하게는 커버 또는 도어에 의해 닫힌다.
필터 모듈(102)의 주 필터를 형성하는, 필터 요소(122)가 유지보수 구멍(180)을 통해 필터 모듈(102)로부터 제거될 수도 있다.
안전 필터 요소(172)는 그러므로 필터 모듈(102)로부터 필터 요소(122)의 분해, 특히 유지보수 구멍(180)을 통한 실질적으로 수평 방향으로의 필터 요소(122)의 회수가 안전 필터 요소(172)의 존재에 의해 방해받지 않는 식으로, 청정 가스 챔버(124)의 한정 벽 상에, 특히 그 바닥 벽(170) 상에 구성 및 배열된다.
필터 요소(122) 중 하나에서 필터 파열의 경우에, 손상된 필터 요소(122)는 하류 안전 필터(168)의 과부하를 회피하기 위해 가능한 한 빨리 교환되어야 한다.
그러므로, 이러한 타입의 필터 파열은 가능한 한 빨리 검출되면 바람직하다.
필터 요소(122)에 의해 형성된 필터 모듈(102)의 주 필터에 대한 손상은, 예를 들어, 평가 유닛(188)에 신호 선(186)에 의해 연결되고, 예를 들어, 청정 가스 챔버(124)의 내부(152)의 필터 요소(122)의 하류에 배열되는, 입자 카운터(184)에 의해 검출될 수 있다. 이러한 타입의 입자 카운터는 필터 파열의 경우에 필터 요소(122)의 청정 측에 도달하는, 보조 필터 재료의 입자 및/또는 오버스프레이 입자에 반응한다.
이에 대한 대안으로서 또는 부가하여, 주 필터에 대한 손상은 주 필터의 필터 요소(122)의 청정 가스 측과 처리 가스 측 사이의 압력 손실의 변화가 검출되어 판정될 수 있다.
도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 이러한 타입의 차압 측정은, 예를 들어, 필터 요소 수용 공간(118)에 배열된 제 1 압력 센서(190)와, 예를 들어, 청정 가스 챔버(124)의 내부(152)의, 필터 요소(122)의 하류에 배열된 제 2 압력 센서(192)에 의해 이루어질 수 있다.
필터 요소(122)에 걸친 압력차(△PF)를 측정하기 위해 두 압력 센서(190, 192)에 연결된 차압 측정 장치(194)가 평가 유닛(188)에 신호선(196)에 의해 연결될 수도 있다.
필터 요소(122)에 걸친 압력 손실의 감소는 적어도 하나의 필터 요소(122)에서 필터 파열을 나타낸다.
압력 센서(190, 192)는 적어도 하나의 필터 요소(122)에서 필터 파열을 또한 나타내는, 펄싱 유닛(166)의 압축 공기 펄스에 의한 청소 중에 필터 요소(122)의 유동 저항의 변화를 검출하는데에도 사용될 수 있다.
또한, 상술한 가능성에 대해 대안으로서 또는 부가하여, 안전 필터(168)에 걸쳐 압력 손실의 변화가 검출되어 적어도 하나의 필터 요소(122)에서 필터 파열을 검출할 수도 있다.
예를 들어, 청정 가스 채널(162)의, 안전 필터(168)의 하류에 배열된 하류 압력 센서(200)와, 예를 들어, 청정 가스 챔버(124)의 내부(152)의, 안전 필터(168)의 상류에 배열된 상류 압력 센서(198)가 안전 필터(168)에 걸친 압력 손실(△pS)을 측정하는데 사용될 수 있다.
상류 압력 센서(198)와 하류 압력 센서(200)는 차압 측정 장치(202)에 연결될 수 있고, 이는 결국 평가 유닛(188)에 신호선(204)에 의해 연결될 수 있다.
주 필터의 필터 요소(122) 중 하나에서 필터 파열의 경우에, 안전 필터(168)에 걸친 압력차(△pS)는, 필터 요소(122)의 청정 측에 도달하는, 보조 필터 재료와 유체 페인트 오버스프레이가 안전 필터(168)의 상류에 쌓이고, 이것이 안전 필터(168)의 유동 저항을 증가시킴에 따라, 증가한다.
입자 카운터(184)의 송신된 신호에 기반한, 평가 유닛(188), 주 필터 차압 측정 장치(194) 및/또는 안전 필터 차압 측정 장치(202)는 적어도 하나의 필터 요소(122)에 필터 파열이 존재하는지를 판정하고, 필터 파열의 경우에, 그 다음에 잘못된 필터 요소(122)의 교환을 실시할 수 있는, 도장 설비의 작동 직원에게 경고 메시지 또는 경고 신호를 낸다.
유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 장치(100)의 도 4에 도시된 제 2 실시예는 제 2 실시예의 안전 필터(168)가 제 1 실시예에서와 같이 영구적으로 작동하는 것이 아니라, 필터 모듈(102)의 정상 작동 상태에서 필터 요소(122)들에 의해 이미 여과된 청정 가스를 다시 여과하지 않고, 손상의 경우에, 즉, 적어도 하나의 필터 요소(122)에서 필터 파열의 경우에만 작동되거나 켜지는 점에서만 도 1 내지 도 3에 도시된 제 1 실시예와 상이하다.
이를 위해, 본 실시예의 안전 필터(168)는 청정 가스의 유동 경로(169)에 배열된, 필터 재료 수용부(206)를 결국 포함하는, 적어도 하나의 안전 필터 요소(172)를 포함하지만, 필터 모듈(102)의 정상 작동 상태에서, 어떠한 필터 재료도 아직 포함하지 않아, 안전 필터(168)가 필터 모듈(102)의 정상 작동 상태에서 매우 작은 저항만으로 이를 통과하는 청정 가스와 대향한다.
필터 재료 수용부(206)는, 필터 모듈(102)의 정상 작동 상태에서 적절한 필터 재료로, 예를 들어, 자갈, 모래, 철 조각 등으로 충전된, 필터 재료 저장부(212)로 덮개(210; flap)에 의해 닫힐 수 있는, 필터 재료 공급 라인(208)에 의해 연결된다.
필터 모듈(102)의 정상 작동 상태에서, 덮개(210)가 닫혀 있어, 필터 재료가 필터 재료 저장부(212)로부터 필터 재료 수용부(206)에 도달하지 않는다.
그러나, 평가 유닛(182)이 주 필터의 적어도 하나의 필터 요소(122)에서 필터 파열을 검출하면, 덮개(210)가 {유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위해, 장치(100)의 미도시된 제어 장치에 의해} 열려 안전 필터(168)가 작동되고, 이에 의해 필터 재료가 필터 재료 수용부(206)에서, 바람직하게는 중력 때문에, 필터 재료 저장부(212)로부터 도달한다.
필터 요소(122)의 청정 측에 도달한 처리 가스로부터 보조 재료 및 유체 페인트 오버스프레이가 필터 재료 수용부(206)에 도달한 안전 필터(168)의 필터 재료 상에 쌓여, 안전 필터(168)가 그 여과 작용을 달성한다.
필터 재료 수용부(206)는, 예를 들어, 필터 파열의 경우에, 필터 재료 저장부(212)로부터 미립자 필터 재료의 충전물로 충전되는 거친 코(mesh)의 망으로 구성될 수 있다.
안전 필터(168)가 본 실시예에서 필터 모듈(102)의 적어도 하나의 필터 요소(122)에서 필터 파열이 검출되었을 때만 가스 유동의 여과를 위해 작동되므로, 안전 필터(168)에 걸친 차압(△pS)은 필터 파열을 검출하기 위해 본 실시예에서 사용될 수 없고, 오히려, 필터 파열은 주 필터의 필터 요소(122)에 걸친 차압(△pF) 및/또는 입자 카운터(184)에 의해 이 경우에 검출되어야 한다. 그렇지만, 안전 필터(168)가 얼마나 길게 여전히 적절히 작동될 수 있는지 추정될 수 있도록 및 필터 요소(122)의 청정 측에 도달한 처리 가스로부터 분리된 보조 필터 재료와 유체 페인트 오버스프레이로 안전 필터(168)의 각각의 적재를 형성하도록 안전 필터(168)의 작동 후에 안전 필터(168)에 걸친 차압(△pS)을 감시하도록 본 실시예에서 감지될 수도 있다.
그 외에는, 유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 장치(100)의 도 4에 도시한 제 2 실시예는 도 1 내지 도 3에 도시된 제 1 실시예와 구조 및 기능에 대해 일치하고, 이에 대한 설명이 참조된다.
유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위해 도 5에 도시된 제 3 실시예의 장치(100)는 안전 필터(168)가 필터 재료로 충전되어 작동되지 않고, 필터 파열이 필터 모듈(102)의 적어도 하나의 필터 요소(122)에서 검출될 때 전압을 인가하여 작동된다는 점에서 도 4에 도시된 제 2 실시예와 상이하다.
안전 필터(168)가 즉, 하나 이상의 증착 전극(218)과 방전 전극(216)을 포함하는, 정전기 필터(214)로 본 실시예에서 구성된다.
전압이 방전 전극(216)과 증착 전극(218) 사이에 인가되면, 안전 필터(168)의 전기장 내의 필터 요소(122)의 청정 측에 도달한 처리 가스로부터의 오물 입자가 증착 전극(218)의 극성에 대해 반대로 대전되고, 증착 전극(218)에 의해 당겨지고 거기에 증착된다.
전압은 평가 유닛(188)이 적어도 하나의 필터 요소(122)에서 필터 파열을 검출했을 때 유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위해 장치(100)의 제어 장치에 의해 안전 필터(168)의 전극에 인가된다.
안전 필터(168)의 전극에 전압이 인가되지 않는, 필터 모듈(102)의 정상 작동 상태에서, 안전 필터(168)는 실질적으로 어떠한 접촉 저항도 없이 청정 가스 유동을 거스르지 않는다.
그 외에는, 유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 도 5에 도시된 제 3 실시예의 장치(100)는 도 4에 도시된 제 2 실시예와 구조 및 기능에 대해 일치하고, 이에 대한 상기 설명이 참조된다.
유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 도 6 및 도 7에 도시된 제 4 실시예의 장치(100)는 안전 필터(168)가 가스 유동의 유동 경로(169)에 이미 위치한 필터 재료 수용부(206)에 필터 재료를 부어 작동되지 않고, 오히려 적어도 하나의 안전 필터 요소(172)가 필터 모듈(102)의 적어도 하나의 필터 요소(122)에서 필터 파열의 경우에 도 6과 도 7에 순수하게 개략적으로 도시된 운동 장치(220)에 의해 가스 유동의 유동 경로(169)에 먼저 도입된다는 점에서 도 4에 도시된 제 2 실시예와 상이하다.
도 6에 도시된 필터 모듈(102)의 정상 작동 상태에서, 적어도 하나의 안전 필터 요소(172)가 대기 위치에서 청정 가스 유동의 유동 경로 밖에 배열되어, 청정 가스 유동이 정상 작동 상태에서 증가된 유동 저항에 의해 방해받지 않는다.
평가 유닛(188)이 적어도 하나의 필터 요소(122)에서 필터 파열을 검출했을 때, 운동 장치(220)는 적어도 하나의 안전 필터 요소(172)가 도 7에 도시된 작동 위치로 가스 유동의 유동 경로(169) 밖의 대기 위치로부터 도 7에 도시된 작동 위치로 이동되는 식으로 유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위해 장치(100)의 제어 장치에 의해 작동되고, 이 작동 위치에서 관련 안전 필터 요소(172)가 필터 요소(122)의 청정 측에 도달한 처리 가스의 유동 경로(169)에 위치하므로 이 처리 가스 유동으로부터 보조 필터 재료와 유체 페인트 오버스프레이를 분리하는데 효과적이다.
이동 가능한 안전 필터 요소(172)는, 예를 들어, 필터 플레이트, 포켓 필터 또는 배플 필터로 구성될 수 있다.
그 외에는, 유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 도 6과 도 7에 도시된 제 4 실시예의 장치(100)는 도 4에 도시된 제 2 실시예와 구조 및 기능에 대해 일치하고, 이에 대한 상기 설명이 참조된다.
유체 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 도 4 내지 도 7에 도시된 제 2 내지 제 4 실시예의 장치(100)에서 안전 필터 스테이지가 주 필터의 적어도 하나의 필터 요소(122)에서 필터 파열이 검출되었을 때에만 켜지므로, 필터 모듈(102)의 정상 작동 상태에서 안전 필터(168)에 의한 압력 손실이 최소화되고, 그렇지만 필터 파열의 경우에 도장 설비의 순환 공기 회로의 청정 가스 측의 오염에 대한 필수적인 안전성이 보장된 채로 유지된다.

Claims (15)

  1. 오버스프레이 입자(overspray particle)를 함유하는 처리 가스 유동(raw gas flow)(104)으로부터 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 필터 장치(filter device)로서,
    처리 가스 유동(104)의 적어도 일부가 공급될 수 있는 적어도 하나의 필터 요소(122)와, 상기 필터 요소(122)에 의해 여과된 상기 처리 가스 유동(104)이 청정 가스 유동으로서 공급될 수 있는 청정 가스 챔버(clean gas chamber)(124)를 포함하는, 오버스프레이 입자를 함유하는 처리 가스 유동(104)으로부터 페인트 오버스프레이를 분리하기 위한 필터 장치에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필터 요소(122)의 하류에 배열된 적어도 하나의 안전 필터(safety filter)(168)가 상기 청정 가스 챔버(124)와 결합되어 있고, 이에 의해 상기 처리 가스 유동(120)의 적어도 일부는 적어도 하나의 필터 요소(122)에서 필터 파열(filter rupture)의 경우에 여과될 수 있는 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 안전 필터(168)는 상기 청정 가스 챔버(124) 내 또는 상기 청정 가스 챔버(124)의 한정 벽(delimiting wall) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 적어도 하나의 필터 요소(122)는 상기 청정 가스 챔버(124)에 유지되는 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 장치(102)는 청정 가스 채널(162)을 포함하고, 이를 통해 청정 가스가 상기 청정 가스 챔버(124)로부터 청정 가스 수거 채널(164)로 공급될 수 있고, 상기 청정 가스 수거 채널(164)은 적어도 하나의 다른 필터 장치(102)의 청정 가스를 또한 수용하고 상기 필터 장치(102)의 상기 안전 필터(168)는 상기 청정 가스 수거 채널(164) 안으로 상기 청정 가스 채널(162)의 접합부(junction)의 상류에 배열되는 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 안전 필터(168)는, 적어도 하나의 필터 요소(122)가 상기 안전 필터(176)를 미리 제거하지 않고 상기 필터 장치(102)로부터 제거될 수 있도록 상기 필터 장치(102) 위에 배열되는 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안전 필터(168)는 적어도 하나의 건식 필터(dry filter)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안전 필터(168)는 배플 필터(baffle filter), 포켓 필터(pocket filter)(176), 백 필터(bag filter), 매트 필터(mat filter), 플레이트 필터(plate filter) 및/또는 튜브 필터(tube filter)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 안전 필터(168)는, 상기 필터 요소(122)를 통해 도달하는 처리 가스를 여과하기 위해 필터 요소(122)에서 필터 파열의 경우에 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 적어도 하나의 안전 필터(168)의 적어도 하나의 안전 필터 요소(172)는 필터 파열의 경우에 상기 처리 가스의 유동 경로 안으로 도입되도록 구성된 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 적어도 하나의 안전 필터(168)의 적어도 하나의 안전 필터 요소(172)는 필터 파열의 경우에 필터 재료로 충전되는 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
  11. 제 8항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 안전 필터(168)의 적어도 하나의 안전 필터 요소(172)는 필터 파열의 경우에 전압을 인가하여 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 장치(102)는 필터 요소(122)에서 필터 파열을 검출하기 위한 적어도 하나의 검출 장치(detection device)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 적어도 하나의 검출 장치는, 입자 카운터(particle counter), 압력 손실 측정 장치, 적어도 하나의 필터 요소(122)의 유동 저항을 측정하기 위한 필터 저항 측정 장치 및/또는 적어도 하나의 안전 필터(168)의 유동 저항을 측정하기 위한 필터 저항 측정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 장치(102)의 적어도 하나의 필터 요소(122)는, 상기 필터 장치(102)의 작동 동안, 보조 필터 재료를 포함하는 장벽 층을 구비하는 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
  15. 오버스프레이 입자를 함유하는 처리 가스 유동(104)으로부터 페인트 오버스프레이를 분리하는 방법으로서,
    - 공급된 처리 가스 유동(104)이 여과되는 적어도 하나의 필터 요소(122)에 상기 처리 가스 유동(104)의 적어도 일부를 공급하는 단계와,
    - 상기 필터 요소(122)에 의해 여과된 처리 가스 유동(104)을 청정 가스 챔버(124)에 청정 가스 유동으로 공급하는 단계를
    포함하는, 오버스프레이 입자를 함유하는 처리 가스 유동(104)으로부터 페인트 오버스프레이를 분리하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 필터 요소(122)에서 필터 파열의 경우에, 상기 청정 가스 챔버(124)에 공급된 상기 처리 가스 유동(104)은, 상기 필터 요소(122)의 하류에 배열되고 상기 청정 가스 챔버(124)와 결합된 안전 필터(168)에 의해 여과되는 것을 특징으로 하는, 페인트 오버스프레이 분리 방법.
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