KR20160080246A - 카본블럭 제조장치 및 이를 사용하는 카본블럭 제조방법 - Google Patents

카본블럭 제조장치 및 이를 사용하는 카본블럭 제조방법 Download PDF

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KR20160080246A
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임순호
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코웨이 주식회사
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Abstract

카본블럭 제조장치 및 이를 사용하는 카본블럭 제조방법을 개시한다.
본 발명의 일실시예에 따른 카본블럭 제조장치는 원료를 물속에 투입하여 슬러리 상태의 슬러리 원료로 만드는 슬러리 원료 생성부; 상기 슬러리 원료를 성형틀에 공급하여 카본블럭을 만들며 상기 카본블럭을 탈수하는 블럭형성부; 및 상기 카본블럭을 건조하는 건조부; 를 포함하며, 상기 블럭형성부는 상기 성형틀이 수직하게 회전되도록 구성될 수 있다.

Description

카본블럭 제조장치 및 이를 사용하는 카본블럭 제조방법{MANUFACTURING APPARATUS FOR CARBON BLOCK AND MANUFACTURING METHOD FOR CARBON BLOCK USING THE SAME}
본 발명은 카본필터에 구비되어 물을 여과하는 카본블럭을 제조하는 카본블럭 제조장치 및 이를 사용하는 카본블럭 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카본블럭을 만드는 블럭형성부가 성형틀이 수직하게 회전되도록 구성되는 카본블럭 제조장치 및 이를 사용하는 카본블럭 제조방법에 관한 것이다.
카본필터는 물을 여과하는 정수필터로서 분말활성탄을 포함한다.
분말활성탄에는 무수히 많은 기공이 형성되어 있다. 그리고, 이러한 분말활성탄에 형성된 기공에 물에 포함된 이물질이 흡착됨으로써 물의 여과가 이루어진다.
이에 의해서, 카본필터는 물에 포함된 염소 성분 등의 유기화합물이나 냄새입자를 제거한다.
카본필터에는 분말활성탄이 가루형태로 포함되거나 블럭형태로 포함된다. 분말활성탄이 카본필터에 가루형태로 포함되면, 각각의 분말활성탄이 물에 포함된 이물질을 흡착하기 때문에 여과성능은 우수할 수 있다.
그러나, 분말활성탄 사이로 물이 유동하는 채널링 현상이 발생하며 분말활성탄이 여과된 물과 함께 외부로 배출될 수 있다는 문제점이 있다.
이를 해결하고자, 분말활성탄을 고분자 바인더와 혼합한 후 소결하여 소정의 블럭형태, 예컨대 중공의 원통형상의 블럭형태로 만들며, 이러한 블럭형태의 분말활성탄을 카본블럭이라고 한다.
그러나, 종래의 카본블럭은 소결시 고온에서 고분자 바인더가 용융되어 분말활성탄에 형성된 기공을 막는다는 문제점이 있다. 이에 따라, 여과성능이 저하된다는 문제점이 있다. 또한, 카본블럭에서 차압이 발생한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.
본 발명의 목적의 일 측면은 카본블럭의 제조시 분말활성탄에 형성된 기공이 막히지 않도록 하는 것이다.
본 발명의 목적의 다른 측면은 카본블럭의 여과성능이 저하되지 않도록 하는 것이다.
상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일실시 형태와 관련된 카본블럭 제조장치 및 이를 사용하는 카본블럭 제조방법은 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시 형태에 따른 카본블럭 제조장치는 원료를 물속에 투입하여 슬러리 상태의 슬러리 원료로 만드는 슬러리 원료 생성부; 슬러리 원료를 성형틀에 공급하여 카본블럭을 만들며 카본블럭을 탈수하는 블럭형성부; 및 카본블럭을 건조하는 건조부; 를 포함하며, 블럭형성부는 성형틀이 수직하게 회전되도록 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 블럭형성부는 장치프레임; 성형틀이 수직하게 회전되도록 장치프레임에 구비되는 틀회전부; 및 슬러리 원료 생성부로부터 성형틀에 슬러리 원료를 공급하도록 장치프레임에 구비되는 원료공급부; 를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 틀회전부는 성형틀이 수직하게 세워지며 장치프레임에 회전가능하게 구비되는 회전드럼; 회전드럼에 커플러에 의해서 연결되어 회전드럼을 회전시키는 구동모터; 를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 원료공급부는 슬러리 원료 공급부에 연결되는 원료공급관; 원료공급관이 성형틀에 연결 또는 분리되도록 원료공급관에 이동가능하게 구비되는 틀연결부; 및 틀연결부가 원료공급관을 따라 이동되도록 하는 이동구동부; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 틀연결부는 원료공급관에 회전가능하면서 이동가능하게 구비되며 성형틀의 상단부에 연결 또는 분리되는 틀연결부재; 및 틀연결부재가 회전가능하게 구비되며 원료공급관을 따라 이동가능한 이동부재; 를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 이동구동부는 틀연결부에 연결되는 연결부재; 연결부재에 관통연결되는 스크류축; 및 스크류축에 연결되는 핸들; 을 포함할 수 있다.
또한, 상기 성형틀은 슬러리 원료가 충진되는 충진공간이 형성되는 틀본체; 및 충진공간의 중앙에 구비되는 코어부재; 를 포함하며, 틀본체에는 충진공간에 충진된 슬러리 원료에 포함된 물이 배출되어 탈수되도록 하는 물배출구멍이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 블럭형성부에 포함되는 장치프레임에는 물배출구멍에서 배출되는 물이 외부로 분사되지 않고 모아지도록 성형틀을 덮는 덮개부재가 구비될 수 있다.
또한, 상기 덮개부재의 아래에는 덮개부재에 모아진 물이 외부로 배수되도록 하는 배수부재가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 슬러리 원료 생성부는 물이 담기며 원료가 투입되는 교반용기; 및 교반용기에 회전가능하게 구비되어 물과 원료를 교반하는 교반기; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 슬러리 원료 생성부는 교반용기에서 만들어진 슬러리 원료를 블럭형성부에 공급하는 펌프; 를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 건조부는 블럭형성부에서 탈수된 카본블럭이 놓여져서 이동되는 이송부재; 및 카본블럭에 열을 가하는 히터; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시 형태에 따른 카본블럭 제조방법은 전술한 카본블럭 제조장치에 포함되는 슬러리 원료 생성부에서 슬러리 원료를 만드는 슬러리 원료 생성단계; 카본블럭 제조장치에 포함되는 블럭형성부에 슬러리 원료를 공급하여 카본블럭을 만드는 블럭형성단계; 카본블럭을 블럭형성부에서 탈수하는 탈수단계; 및 탈수된 카본블럭을 카본블럭 제조장치에 포함되는 건조부에서 건조하는 건조단계; 를 포함할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 원료를 물속에 투입하고 교반하여 슬러리 상태의 슬러리 원료로 만들고 슬러리 원료로 카본블럭을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 펄프와 섬유상 바인더에 의해서 분말활성탄이 포함된 카본블럭의 형태를 유지하도록 하여 분말활성탄에 형성된 기공이 막히지 않도록 할 수 있다.
그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 카본블럭의 여과성능이 저하되지 않도록 할 수 있다.
그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 슬러리 원료를 성형틀에 공급하는 시간이 단축될 수 있다.
그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 슬러리 원료의 압축이 더 잘 이루어질 수 있다.
그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 카본블럭 제조장치의 블럭성형부가 차지하는 공간이 감소될 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 카본블럭 제조장치의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도2는 본 발명에 따른 카본블럭 제조장치의 일실시예의 블럭형성부를 나타내는 도면이다.
도3과 도4는 본 발명에 따른 카본블럭 제조장치의 일실시예의 블럭형성부의 회전드럼에 성형틀을 장착하는 것을 나타내는 도면이다.
도5는 본 발명에 따른 카본블럭 제조방법의 일실시예의 슬러리 원료 생성단계를 나타내는 도면이다.
도6은 본 발명에 따른 카본블럭 제조방법의 일실시예의 블럭형성단계를 나타내는 도면이다.
도7은 본 발명에 따른 카본블럭 제조방법의 일실시예의 탈수단계를 나타내는 도면이다.
도8은 본 발명에 따른 카본블럭 제조방법의 일실시예의 건조단계를 나타내는 도면이다.
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 카본블럭 제조장치 및 이를 사용하는 카본블럭 제조방법에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.
이하 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고, 이하, 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
카본블럭 제조장치
이하, 도1 내지 도4를 참조로 하여 본 발명의 일실시예에 따른 카본블럭 제조장치에 대하여 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 카본블럭 제조장치의 일실시예를 나타내는 도면이며, 도2는 본 발명에 따른 카본블럭 제조장치의 일실시예의 블럭형성부를 나타내는 도면이고, 도3과 도4는 본 발명에 따른 카본블럭 제조장치의 일실시예의 블럭형성부의 회전드럼에 성형틀을 장착하는 것을 나타내는 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 카본블럭 제조장치(100)는 슬러리 원료 생성부(200), 블럭형성부(300) 및, 건조부(400)를 포함할 수 있다.
슬러리 원료 생성부(200)는 원료(S)를 물속에 투입하여 슬러리 상태의 슬러리 원료(SS)로 만들 수 있다. 이를 위해서, 슬러리 원료 생성부(200)는 교반용기(210)와 교반기(220)를 포함할 수 있다.
교반용기(210)에는 물(W)이 담기며 원료(S)가 투입될 수 있다. 예컨대, 도1에 도시된 바와 같이 교반용기(210)는 상부가 개방될 수 있다. 그리고, 물공급원(도시되지 않음)으로부터 공급된 물이 교반용기(210)의 개방된 상부를 통해 교반용기(210)에 담길 수 있다. 또한, 원료(S)도 교반용기(210)의 개방된 상부를 통해 교반용기(210)에 투입될 수 있다.
그러나, 교반용기(210)의 형상이나 구성은 특별히 한정되지 않고, 물(W)이 담기며 원료(S)가 투입될 수 있는 형상이나 구성이라면 주지의 어떠한 형상이나 구성이라도 가능하다.
교반기(220)는 교반용기(210)에 회전가능하게 구비될 수 있다. 그리고, 교반용기(210)에 담기고 투입된 물(W)과 원료(S)가 교반기(220)에 의해서 교반되어 슬러리 상태의 원료(SS)가 만들어질 수 있다.
슬러리 원료 생성부(200)는 펌프(230)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 교반용기(210)에서 만들어진 슬러리 원료(SS)는 펌프(230)에 의해서 블럭형성부(300)에 공급될 수 있다.
이를 위해서, 펌프(230)는 도1에 도시된 바와 같이 연결관(T)에 의해서 교반용기(210)에 연결될 수 있다. 또한, 펌프(230)는 연결관(T)에 의해서 블럭형성부(300)에 연결될 수 있다.
그리고, 교반용기(210)에서 만들어진 슬러리 원료(SS)는 펌프(230)의 구동에 의해서 교반용기(210)로부터 블럭형성부(300)에 공급될 수 있다.
블럭형성부(300)는 슬러리 원료(SS)를 성형틀(310)에 공급하여 카본블럭(CB)을 만들 수 있다. 또한, 블럭형성부(300)는 카본블럭(CB)을 탈수할 수 있다. 그리고, 블럭형성부(300)는 성형틀(310)이 수직하게 회전되도록 구성될 수 있다.
이와 같이, 성형틀(310)이 수직하게 회전되도록 구성되면, 전술한 슬러리 원료 생성부(200)에서 만들어진 슬러리 원료(SS)가 성형틀(310)에 수직하게 공급될 수 있다.
따라서, 전술한 펌프(230)의 의한 압력에 의한 힘과 함께 중력에 의해서 슬러리 원료(SS)가 성형틀(310)에 공급될 수 있다. 이에 의해서, 슬러리 원료(SS)를 성형틀(310)에 공급하는 시간이 단축될 수 있다. 그리고, 슬러리 원료(SS)의 압축이 더 잘 이루어질 수 있다. 또한, 블럭형성부(300)가 차지하는 공간이 감소될 수 있다.
이를 위해서, 블럭형성부(300)는 도2에 도시된 바와 같이 장치프레임(320), 틀회전부(330) 및, 원료공급부(340)를 포함할 수 있다.
전술한 슬러리 원료 생성부(200)에서 만들어진 슬러리 원료(SS)가 공급되는 성형틀(310)은 틀본체(311)와 코어부재(312)를 포함할 수 있다. 틀본체(311)에는 공급된 슬러리 원료(SS)가 충진되는 충진공간(SF)이 형성될 수 있다. 그리고, 코어부재(312)는 틀본체(311)의 충진공간(SF)의 중앙에 구비될 수 있다.
틀본체(311)는, 예컨대 원통형일 수 있다. 이에 의해서, 틀본체(311)의 충진공간(SF)에 슬러리 원료(SS)가 충진되면 중공의 원통형의 카본블럭(CB)이 만들어질 수 있다. 그러나, 틀본체(311)의 형상은 특별히 한정되지 않고 충진공간(SF)이 형성되는 형상이라면 어떠한 형상이라도 가능하다.
또한, 틀본체(311)에는 도2에 도시된 바와 같이 물배출구멍(311a)이 형성될 수 있다. 틀본체(311)의 물배출구멍(311a)을 통해 충진공간(SF)에 충진된 슬러리 원료(SS)에 포함된 물이 배출되어 탈수될 수 있다. 그리고, 이에 의해서 틀본체(311)의 충진공간(SF)에 카본블럭(CB)이 만들어질 수 있다.
장치프레임(320)의 구성이나 형상은 특별히 한정되지 않고, 틀회전부(330)와 원료공급부(340)가 구비될 수 있는 구성이나 형상이라면 어떠한 구성이나 형상이라도 가능하다.
장치프레임(320)에는 성형틀(310)을 덮는 덮개부재(321)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 틀본체(311)의 물배출구멍(311a)에서 배출되는 물이 외부로 분사되지 않고 덮개부재(321)에 모아질 수 있다.
덮개부재(321)는, 예컨대 박스형상일 수 있다. 그러나, 덮개부재(321)의 형상은 특별히 한정되지 않고, 성형틀(310)을 덮어서 틀본체(311)의 물배출구멍(311a)에서 배출되는 물이 외부로 분사되지 않고 모아지도록 하는 형상이라면 어떠한 형상이라도 가능하다.
이러한 덮개부재(321)에는 도어(도시되지 않음)가 구비될 수 있다.
이에 의해서, 덮개부재(321)를 장치프레임(320)에서 분리할 필요 없이, 덮개부재(321)의 도어를 열고 성형틀(310)을 덮개부재(321) 내부에 삽입할 수 있다. 그리고, 성형틀(310)을 틀회전부(330)에 포함되는 후술할 회전드럼(331)에 수직하게 세울 수 있다.
이와 같이, 성형틀(310)이 덮개부재(321) 내부에 있는 상태에서, 덮개부재(321)의 도어를 닫은 후 회전드럼(331)의 회전과 함께 성형틀(310)이 회전되도록 할 수 있다.
또한, 덮개부재(321)의 도어를 열고 회전드럼(331)에 놓인 성형틀(310)을 덮개부재(321)의 도어를 통해 덮개부재(321)의 외부로 빼낼 수 있다.
덮개부재(321)의 상면에는 통과구멍(321a)이 형성될 수 있다. 그리고, 원료공급부(340)에 포함되는 후술할 틀연결부(342)가 이동하여 틀연결부(342)의 일부가 전술한 통과구멍(321A)을 통과할 수 있다. 이에 의해서, 틀연결부(342)에 포함되는 후술할 틀연결부재(342a)가 회전드럼(331)에 수직하게 세워진 성형틀(310)의 상단부에 연결될 수 있다.
덮개부재(321)의 아래에는 배수부재(322)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 덮개부재(321)에 모아진 물이 배수부재(322)에 의해서 외부로 배수되도록 할 수 있다.
틀회전부(330)는 성형틀(310)이 수직하게 회전되도록 장치프레임(320)에 구비될 수 있다. 이러한 틀회전부(330)는 회전드럼(331)과, 구동모터(332)를 포함할 수 있다.
회전드럼(331)에는 성형틀(310)이 수직하게 세워질 수 있다. 그리고, 회전드럼(331)은 장치프레임(320)에 회전가능하게 구비될 수 있다. 회전드럼(331)이 장치프레임(320)에 회전가능하게 구비되는 구성은 특별히 한정되지 않고, 베어링 등에 의해서 회전가능하게 구비되는 등 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.
구동모터(332)는 커플러(333)에 의해서 회전드럼(331)에 연결되어 회전드럼(331)을 회전시킬 수 있다.
이에 따라, 구동모터(332)의 구동에 의해서 회전드럼(331)이 회전될 수 있다. 그리고, 이러한 회전드럼(331)의 회전에 의해서 회전드럼(331)에 수직하게 세워진 성형틀(310)이 회전될 수 있다.
원료공급부(340)는 슬러리 원료 생성부(200)로부터 성형틀(310)에 슬러리 원료(SS)를 공급하도록 장치프레임(200)에 구비될 수 있다. 이러한 원료공급부(340)는 원료공급관(341), 틀연결부(342) 및, 이동구동부(343)를 포함할 수 있다.
원료공급관(341)은 슬러리 원료 공급부(200)에 연결될 수 있다. 도1에 도시된 바와 같이 원료공급관(341)은 슬러리 원료 공급부(200)의 전술한 펌프(230)에 연결관(T)에 의해서 연결될 수 있다. 그리고, 슬러리 원료 공급부(200)의 교반용기(210)에 만들어진 슬러리 원료(SS)가 펌프(230)의 구동에 의해서 연결관(T)을 통해 원료공급관(341)에 공급될 수 있다.
틀연결부(342)는 연료공급관(341)이 성형틀(310)에 연결 또는 분리되도록 원료공급관(341)에 이동가능하게 구비될 수 있다. 이를 위해서, 틀연결부(342)는 틀연결부재(342a)와 이동부재(342b)를 포함할 수 있다.
틀연결부재(342a)는 원료공급관(341)에 회전가능하면서 이동가능하게 구비될 수 있다. 틀연결부재(324a)가 원료공급관(341)에 회전가능하면서 이동가능하게 구비되는 구성은 특별히 한정되지 않고, 베어링 등에 의해서 회전가능하면서 이동가능하게 구비되는 등 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.
또한, 틀연결부재(342a)는 성형틀(310), 즉 회전드럼(331)에 수직하게 세워진 성형틀(310)의 상단부에 연결 또는 분리될 수 있다.
이동부재(342b)는 전술한 틀연결부재(342a)가 회전가능하게 구비되며 원료공급관(341)을 따라 이동가능할 수 있다. 틀연결부재(342a)가 이동부재(342b)에 회전가능하게 구비되는 구성은 특별히 한정되지 않고, 베어링 등에 의해서 회전가능하게 구비되는 등 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.
그러므로, 이동부재(342b)의 원료공급관(341)을 따른 이동에 의해서 틀연결부재(342a)도 원료공급관(341)을 따라 이동할 수 있다.
도4에 도시된 바와 같이 이동부재(342b)의 원료공급관(341)을 따른 이동에 의해서, 틀연결부재(342a)는 전술한 덮개부재(321)의 통과구멍(321a)을 통과하여 회전드럼(331)에 수직하게 세워진 성형틀(310)의 상단부에 연결될 수 있다.
이러한 상태에서는 연료공급관(341)에 공급된 슬러리 원료(SS)가 성형틀(310)에 공급되어 성형틀(310)의 충진공간(SF)에 충진될 수 있다. 또한, 회전드럼(331)의 회전에 의해서 성형틀(310)과 함께 틀연결부재(342a)도 회전될 수 있다.
이에 의해서, 성형틀(310)이 회전하는 상태에서 슬러리 원료(SS)를 성형틀(310)에 공급하는 것도 가능하다.
또한, 이동부재(342b)의 원료공급관(341)을 따른 이동에 의해서, 도3에 도시된 바와 같이 틀연결부재(342a)가 성형틀(310)의 상단부와 분리될 수 있다. 이러한 상태에서는 전술한 바와 같이 성형틀(310)을 회전드럼(331)으로부터 분리하여 덮개부재(321)의 도어를 통해 외부로 꺼내거나, 성형틀(310)을 덮개부재(321)의 도어를 통해 덮개부재(321) 내에 삽입한 후 회전드럼(331) 위에 수직하게 세울 수 있다.
이동구동부(343)는 틀연결부(342)가 원료공급관(341)을 따라 이동되도록 할 수 있다. 이를 위해서, 이동구동부(343)는 연결부재(343a), 스크류축(343b) 및, 핸들(343c)을 포함할 수 있다.
연결부재(343a)는 틀연결부(342)에 연결될 수 있다. 또한, 스크류축(343b)은 연결부재(343a)에 관통연결될 수 있다. 그리고, 핸들(343c)은 스크류축(343b)에 연결될 수 있다.
이에 의해서, 핸들(343c)을 회전시켜서 스크류축(343b)을 회전시키면, 연결부재(343a)가 스크류축(343b)을 따라 이동할 수 있다. 그리고, 이러한 연결부재(343a)의 스크류축(343b)에 따른 이동에 의해서 틀연결부(342)가 원료공급관(341)을 따라 이동할 수 있다.
건조부(400)는 카본블럭(CB)을 건조할 수 있다. 이를 위해서, 도1에 도시된 바와 같이 건조부(400)는 이송부재(410)와 히터(420)를 포함할 수 있다.
이송부재(410)는 전술한 블럭형성부(300)에서 탈수된 카본블럭(CB)이 놓여져서 이동될 수 있다. 이송부재(410)는 특별히 한정되지 않고 컨베이어벨트 등 카본블럭(CB)이 놓여져서 이동될 수 있는 것이라면 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.
히터(420)는 카본블럭(CB)에 열을 가할 수 있다. 이에 의해서, 카본블럭(CB)이 건조될 수 있다. 히터(420)는 특별히 한정되지 않고, 카본블럭(CB)에 열을 가하여 카본블럭(CB)을 건조할 수 있는 것이라면 전열선 등 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.
카본블럭 제조방법
이하, 도5 내지 도8을 참조로 하여 본 발명의 일실시예에 따른 카본블럭 제조방법에 대하여 설명한다.
도5는 본 발명에 따른 카본블럭 제조방법의 일실시예의 슬러리 원료 생성단계를 나타내는 도면이며, 도6은 본 발명에 따른 카본블럭 제조방법의 일실시예의 블럭형성단계를 나타내는 도면이고, 도7은 본 발명에 따른 카본블럭 제조방법의 일실시예의 탈수단계를 나타내는 도면이며, 도8은 본 발명에 따른 카본블럭 제조방법의 일실시예의 건조단계를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 카본블럭 제조방법의 일실시예는 슬러리 원료 생성단계(S100), 블럭성형단계(S200), 탈수단계(S300) 및, 건조단계(S400)를 포함할 수 있다.
슬러리 원료 생성단계(S100)에서는 전술한 카본블럭 제조장치(100)의 슬러리 원료 생성부(200)에서 슬러리 원료(SS)를 만들 수 있다.
예컨대, 도5에 도시된 바와 같이 물공급원으로부터 교반용기(210)에 물(W)을 공급하고, 교반용기(210)에 담긴 물(W)속에 원료(S)를 투입할 수 있다. 그리고, 교반기(220)에 의해서 물(W)과 함께 원료(S)를 교반 및 혼합하여 슬러리 상태의 슬러리 원료(SS)로 만들 수 있다.
슬러리 원료(SS)는 부피로 물 70% 내지 95%와 원료(S) 5% 내지 30%를 포함할 수 있다. 슬러리 원료(SS)에 물이 95%를 초과하여 포함되면, 점도가 낮아져서 후술할 블럭형성단계(S200)에서 카본블럭(CB)의 형성이 용이하지 않을 수 있다. 또한, 물이 70% 미만 포함되면, 슬러리 원료(SS)의 점도가 높아져서 유동성이 낮아진다. 이에 의해서, 슬러리 원료(SS)의 공급이 용이하지 못할 수 있다.
따라서, 슬러리 원료(SS)는 부피로 물을 70% 내지 95% 포함하고, 이에 따라 원료(S)를 5% 내지 30% 포함하는 것이 바람직하다.
도5에 도시된 바와 같이 원료(S)는 분말활성탄(C)과 첨가제(A)를 포함할 수 있다. 원료(S)는 분말활성탄(C)을 85wt% 내지 95wt% 포함할 수 있다.
원료(S)에 분말활성탄(C)이 95wt%를 초과하여 포함되면, 분말활성탄(C)을 서로 묶어주는 첨가제(A)가 상대적으로 적게 포함되어서, 블럭형성단계(S200)에서의 카본블럭(CB)의 형성이 용이하지 않을 수 있다.
또한, 원료(S)에 분말활성탄(C)이 85wt% 미만으로 포함되면, 분말활성탄(C)이 적어지기 때문에 물의 여과성능이 저하될 수 있다.
그러므로, 원료(S)는 분말활성탄(C)을 85wt% 내지 95wt% 포함하는 것이 바람직하다.
원료(S)에 포함되는 첨가제(A)는 펄프(PP) 및 섬유상 바인더(B)를 포함할 수 있다. 펄프(PP)와 섬유상 바인더(B)는, 용융되어 분말활성탄(C)을 서로 묶어주는 고분자 바인더와 달리, 섬유와 유사한 구조에 의해서 분말활성탄(C)을 서로 묶어준다.
이에 따라, 분말활성탄(C)에 형성된 미세한 기공이 바인더에 의해서 막히지 않을 수 있어서, 분말활성탄(C)의 흡착면적이 감소되지 않을 수 있다. 그러므로, 카본블럭(CB)의 여과성능이 저하되지 않을 수 있다. 그리고, 카본블럭(CB)에 차압이 발생하지 않을 수 있다.
원료(S)는 첨가제(A)로 펄프(PP)를 10wt% 내지 15wt% 포함하고, 섬유상 바인더(B)를 5wt% 이하 포함할 수 있다.
섬유상 바인더(B)는 후술할 건조단계(S400)에서 110℃ 내지 150℃의 저온에서 용융된다. 따라서, 분말활성탄(C)의 기공을 막을 우려가 있다. 그러므로, 첨가제(A)는 섬유상 바인더(B)를 5wt% 이하 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 분말활성탄(C)과 섬유상 바인더(B)에 대응하여 첨가제(A)는 펄프(PP)를 10wt% 내지 15wt% 포함하는 것이 바람직하다.
섬유상 바인더(B)는 저융점 단섬유(Low Melting Staple Fiber)일 수 있다. 또한, 섬유상 바인더(B)는 폴리에틸렌(Poly Ethylene;PE)과 폴리프로필렌(Poly Propylene)에 의해서 이루어질 수 있다. 예컨대, 폴리프로필렌이 중앙에 위치하고 폴리에틸렌이 폴리프로필렌을 감싸는 형태로 이루어진 섬유일 수 있다.
그러나, 섬유상 바인더(B)는 특별히 한정되지 않고 섬유상 바인더(B)라면 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.
블럭형성단계(S200)에서는 전술한 카본블럭 제조장치(100)의 블럭형성부(300)에 슬러리 원료(SS)를 공급하여 카본블럭(CB)을 만들 수 있다.
예컨대, 전술한 카본블럭 제조장치(100)의 블럭형성부(300)의 회전드럼(331)에 성형틀(310)을 수직하게 세울 수 있다. 이후, 이동구동부(343)에 의해서 틀연결부(342)를 이동시켜서 틀연결부(342)의 틀연결부재(342a)가 성형틀(310)의 상단부에 연결되도록 할 수 있다.
그리고, 구동모터(332)를 구동시키면, 도6에 도시된 바와 같이 성형틀(310)과 함께 틀연결부재(342a)가 회전할 수 있다. 예컨대, 성형틀(310)과 틀연결부재(342a)는 10 RPM 내지 200 RPM으로 회전할 수 있다.
이러한 상태에서, 슬러리 원료 생성부(200)의 펌프(230)를 구동시키면, 교반용기(210)에서 만들어진 슬러리 원료(SS)가 블럭형성부(300)의 원료공급관(341)과 틀연결부재(342a)를 통해 성형틀(310)의 충진공간(SF)에 충진될 수 있다.
또한, 성형틀(310)의 충진공간(SF)에 충진된 슬러리 원료(SS)에 포함된 물은 틀본체(311)의 물배출구멍(311a)을 통해 배출될 수 있다.
이에 의해서, 성형틀(310)에 카본블럭(CB)이 만들어질 수 있다.
한편, 블럭형성단계(S200)에서는 틀연결부(342)의 틀연결부재(342a)가 회전드럼(331)에 수직하게 세워진 성형틀(310)의 상단부에 연결만 된 상태에서, 즉 성형틀(310)이 회전되지 않은 상태에서, 슬러리 원료(SS)를 성형틀(310)에 공급할 수도 있다.
탈수단계(S300)에서는 카본블럭(CB)를 탈수할 수 있다. 이를 위해서, 도7에 도시된 바와 같이 성형틀(310)이 소정의 회전속도, 예컨대 200 RPM 내지 1000 RPM으로 회전하도록 하여 카본블럭(CB)를 탈수 있다.
그리고, 카본블럭(CB)에 포함된 물은 틀본체(311)의 물배출구멍(311a)을 통해 배출되고, 도7에 도시된 바와 같이 덮개부재(321)에 모아진 후 배수부재(322)에 의해서 외부로 배수될 수 있다.
건조단계(S400)에서는 탈수된 카본블럭(CB)를 건조할 수 있다. 탈수단계(S300)에서 탈수된 성형틀(310)은 블럭형성부(300)로부터 분리될 수 있다.
예컨대, 이동구동부(343)에 의해서 틀연결부(342)의 틀연결부재(342a)가 성형틀(310)의 상단부로부터 분리되도록 틀연결부(342)를 이동시킨다. 이러한 상태에서, 성형틀(310)을 회전드럼(331)으로부터 분리하고 덮개부재(321)의 도어를 통해 성형틀(310)을 덮개부재(321)로부터 외부로 빼내는 것에 의해서, 성형틀(310)을 블럭형성부(300)로부터 분리할 수 있다.
그리고, 탈수된 카본블럭(CB)을 성형틀(310)로부터 분리한다. 예컨대, 성형틀(310)의 개방된 상부를 통해 탈수된 카본블럭(CB)을 성형틀(310)로부터 분리할 수 있다.
이와 같이 성형틀(310)에서 분리된 카본블럭(CB)은 도에 도시된 바와 같이 히터(420)가 구비된 건조부(400)에 넣고 건조시킬 수 있다.
이에 의해서, 물의 여과를 위해서 카본필터에 포함되는 카본블럭(CB)이 완성될 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 카본블럭 제조장치 및 카본블럭 제조방법을 사용하면, 원료를 물속에 투입하고 교반하여 슬러리 상태의 슬러리 원료로 만들고 슬러리 원료로 카본블럭을 제조할 수 있으며, 펄프와 섬유상 바인더에 의해서 분말활성탄이 포함된 카본블럭의 형태를 유지하도록 하여 분말활성탄에 형성된 기공이 막히지 않도록 할 수 있고, 카본블럭의 여과성능이 저하되지 않도록 할 수 있으며, 슬러리 원료를 성형틀에 공급하는 시간이 단축될 수 있고, 슬러리 원료의 압축이 더 잘 이루어질 수 있으며, 카본블럭 제조장치의 블럭성형부가 차지하는 공간이 감소될 수 있다.
상기와 같이 설명된 카본블럭 제조방법 및 카본블럭 제조장치는 상기 설명된 실시예의 구성이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100 : 카본블럭 제조장치 200 : 슬러리 원료 생성부
210 : 교반용기 220 : 교반기
230 : 펌프 300 : 블럭형성부
310 : 성형틀 311 : 틀본체
311a : 물배출구멍 312 : 코어부재
320 : 장치프레임 321 : 덮개부재
321a : 통과구멍 322 : 배수부재
330 : 틀회전부 331 : 회전드럼
332 : 구동모터 333 : 커플러
340 : 원료공급부 341 : 원료공급관
342 : 틀연결부 342a : 틀연결부재
342b : 이동부재 343 : 이동구동부
343a : 연결부재 343b : 스크류축
343c : 핸들 400 : 건조부
410 : 이송부재 420 : 히터
S : 원료 SS : 슬러리 원료
CB : 카본블럭 C : 분말활성탄
A : 첨가제 PP : 펄프
B : 섬유상 바인더 T : 연결관
W : 물 SF : 충진공간

Claims (13)

  1. 원료를 물속에 투입하여 슬러리 상태의 슬러리 원료로 만드는 슬러리 원료 생성부;
    상기 슬러리 원료를 성형틀에 공급하여 카본블럭을 만들며 상기 카본블럭을 탈수하는 블럭형성부; 및
    상기 카본블럭을 건조하는 건조부; 를 포함하며,
    상기 블럭형성부는 상기 성형틀이 수직하게 회전되도록 구성되는 카본블럭 제조장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 블럭형성부는
    장치프레임;
    상기 성형틀이 수직하게 회전되도록 상기 장치프레임에 구비되는 틀회전부; 및
    상기 슬러리 원료 생성부로부터 상기 성형틀에 슬러리 원료를 공급하도록 상기 장치프레임에 구비되는 원료공급부;
    를 더 포함하는 카본블럭 제조장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 틀회전부는
    상기 성형틀이 수직하게 세워지며 상기 장치프레임에 회전가능하게 구비되는 회전드럼;
    상기 회전드럼에 커플러에 의해서 연결되어 상기 회전드럼을 회전시키는 구동모터;
    를 포함하는 카본블럭 제조장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 원료공급부는
    상기 슬러리 원료 공급부에 연결되는 원료공급관;
    상기 원료공급관이 상기 성형틀에 연결 또는 분리되도록 상기 원료공급관에 이동가능하게 구비되는 틀연결부; 및
    상기 틀연결부가 상기 원료공급관을 따라 이동되도록 하는 이동구동부;
    를 포함하는 카본블럭 제조장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 틀연결부는
    상기 원료공급관에 회전가능하면서 이동가능하게 구비되며 상기 성형틀의 상단부에 연결 또는 분리되는 틀연결부재; 및
    상기 틀연결부재가 회전가능하게 구비되며 상기 원료공급관을 따라 이동가능한 이동부재;
    를 포함하는 카본블럭 제조장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 이동구동부는
    상기 틀연결부에 연결되는 연결부재;
    상기 연결부재에 관통연결되는 스크류축; 및
    상기 스크류축에 연결되는 핸들;
    을 포함하는 카본블럭 제조장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 성형틀은
    슬러리 원료가 충진되는 충진공간이 형성되는 틀본체; 및
    상기 충진공간의 중앙에 구비되는 코어부재; 를 포함하며,
    상기 틀본체에는 상기 충진공간에 충진된 슬러리 원료에 포함된 물이 배출되어 탈수되도록 하는 물배출구멍이 형성되는 카본블럭 제조장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 블럭형성부에 포함되는 장치프레임에는 상기 물배출구멍에서 배출되는 물이 외부로 분사되지 않고 모아지도록 상기 성형틀을 덮는 덮개부재가 구비되는 카본블럭 제조장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 덮개부재의 아래에는 상기 덮개부재에 모아진 물이 외부로 배수되도록 하는 배수부재가 구비되는 카본블럭 제조장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 슬러리 원료 생성부는
    물이 담기며 원료가 투입되는 교반용기; 및
    상기 교반용기에 회전가능하게 구비되어 물과 원료를 교반하는 교반기;
    를 포함하는 카본블럭 제조장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 슬러리 원료 생성부는 상기 교반용기에서 만들어진 슬러리 원료를 상기 블럭형성부에 공급하는 펌프; 를 더 포함하는 카본블럭 제조장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 건조부는
    상기 블럭형성부에서 탈수된 카본블럭이 놓여져서 이동되는 이송부재; 및
    상기 카본블럭에 열을 가하는 히터;
    를 포함하는 카본블럭 제조장치.
  13. 상기 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 카본블럭 제조장치에 포함되는 슬러리 원료 생성부에서 슬러리 원료를 만드는 슬러리 원료 생성단계;
    상기 카본블럭 제조장치에 포함되는 블럭형성부에 슬러리 원료를 공급하여 카본블럭을 만드는 블럭형성단계;
    상기 카본블럭을 상기 블럭형성부에서 탈수하는 탈수단계; 및
    탈수된 상기 카본블럭을 상기 카본블럭 제조장치에 포함되는 건조부에서 건조하는 건조단계;
    를 포함하는 카본블럭 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102016003B1 (ko) * 2019-05-24 2019-08-29 (주)아이씨티이엔지 카본필터 제조용 카본 분말 투입 장치
KR102035484B1 (ko) * 2019-08-01 2019-10-23 (주)아이씨티이엔지 카본필터 제조용 필터 성형 장치
KR20230014923A (ko) * 2021-07-21 2023-01-31 주식회사 미래테크 블록형 활성탄 필터 습식 제조장치

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