KR20170134281A - 공기 처리 시스템의 흡입 공기의 여과 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기 처리 시스템의 흡입 공기의 여과 장치에 관한 것이고, 구체적으로 발전소의 가스터빈과 같은 연소 기관으로 흡입되는 공기에 포함되는 습기 또는 이물질을 제거하는 연소 기관 흡입 공기의 여과 장치에 관한 것이다. 공기 처리 시스템의 흡입 공기의 여과 장치는 외부로부터 유입되는 공기로부터 이물질을 제거하는 이물질 제거 유닛(111); 이물질 제거 유닛(111)을 통과한 공기로부터 일정 크기의 직경을 가진 미립자 또는 습기를 제거하는 일차 필터 유닛(112); 및 일차 필터 유닛(112)으로 전달되는 공기로부터 미세 입자 또는 습기를 제거하는 이차 필터 유닛(15)을 포함하고, 상기 공기는 이물질에 대하여 중력이 작용되는 방향과 다른 방향으로 이물질 제거 유닛(111)으로 유입되고, 상기 이차 필터 유닛(15)으로 유입되는 공기는 상기 이물질 제거 유닛(111)으로 유입되는 공기와 다른 방향으로 흐른다.

Description

공기 처리 시스템의 흡입 공기의 여과 장치{A Filtering Apparatus for an Intake Air of a System of Air Management}
본 발명은 공기 처리 시스템의 흡입 공기의 여과 장치에 관한 것이고, 구체적으로 발전소의 가스터빈과 같은 연소 기관이나 외부공기가 흡입되는 클린 룸, 지하철, 하수처리장과 같이 공기에 포함되는 습기 또는 이물질의 제거가 요구되는 공기 처리 시스템에 적용되는 흡입 공기의 여과 장치에 관한 것이다.
발전소의 가스 터빈을 비롯한 다양한 연소 기관에서 연료를 연소시키기 위하여 공기가 흡입될 필요가 있다. 또한 작동 과정에서 열이 발생하는 장치 또는 기관의 냉각을 위하여 외부로부터 공기가 유입될 수 있다. 이와 같은 유입되는 공기는 연소 효율 향상 또는 장치의 손상을 방지, 공기 오염을 전처리하기 위하여 일정 수준 이하의 습도 또는 이물질을 포함하여야 한다. 이를 위하여 필터가 사용될 수 있다.
연소 기관으로 공기를 유입하기 위한 장치와 관련된 선행기술로 특허공개번호 제10-2015-0047882호가 있다. 상기 선행기술은 공기 흡입구와, 일 방향을 따라 공기 흡입구와 마주하는 먼지 토출구와, 공기 흡입구와 먼지 토출구를 연결하는 흡입 공기 유로를 형성하는 하우징; 상기 공기 흡입 유로의 일 측면에 설치되어 먼지를 걸러내며, 정화 공기를 정화 공기 덕트로 제공하는 복수의 블레이드; 및 상기 먼지 토출구와 연결된 흡입부와, 사익 흡부의 단부와 나란하게 위치하며 고압 공기를 고속으로 분출하는 배기 가스 노즐을 구비하여 더스트 공기의 토출을 유도하는 이덕터를 포함하는 관성형 공기 필터에 대하여 개시한다.
실용신안등록번호 제20-0433980호는 흡입측 유도관에 설치되어 흡입 외부 연소용 공기의 이물질, 먼지 및 습기를 걸러내기 위해 필터를 갖춘 가스터빈 공랭식 발전기 흡입측에 설치된 공기 필터 구조에서, 상기 필터와 이격되어 유도관의 외곽에 별도의 보조 필터를 설치하여 이중화된 2단계 필터 구조를 가지는 필터 구조에 대하여 개시한다.
연료와 혼합되거나 또는 냉각을 위하여 외부로부터 유입되는 공기는 외부 환경에 따라 다양한 형태의 미립자 또는 습기를 포함할 수 있고, 이와 같은 오염 물질은 단계적으로 제거될 필요가 있다. 상기 선행기술은 외기에 포함된 다양한 형태의 습기 또는 미세 입자의 제거를 단계적으로 제거할 수 있는 방법에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허공개번호 제10-2015-0047882호(주식회사 삼정터빈, 2015년05월06일 공개) 관성형 공기 필터 및 이를 구비한 가스터빈 시스템 선행기술 2: 실용신안등록번호 제20-0433980호(한국서부발전 주식회사, 2006년12월14일 공고) 가스터빈 공랭식 발전기 흡입측에 설치된 공기 필터 구조
본 발명의 목적은 공기 처리 시스템으로 유입되는 외기에 포함된 오염 물질이 단계적으로 제거되도록 하면서 이와 동시에 동결이 방지되도록 하는 공기 처리 시스템의 흡입 공기의 여과 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 공기 처리 시스템의 흡입 공기의 여과 장치는 외부로부터 유입되는 공기로부터 이물질을 제거하는 이물질 제거 유닛; 이물질 제거 유닛을 통과한 공기로부터 일정 크기의 직경을 가진 미립자 또는 습기를 제거하는 일차 필터 유닛; 및 일차 필터 유닛으로 전달되는 공기로부터 미세 입자 또는 습기를 제거하는 이차 필터 유닛을 포함하고, 상기 공기는 이물질에 대하여 중력이 작용되는 방향과 다른 방향으로 이물질 제거 유닛으로 유입되고, 상기 이차 필터 유닛으로 유입되는 공기는 상기 이물질 제거 유닛으로 유입되는 공기와 다른 방향으로 흐른다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 이물질 제거 유닛과 일차 필터 유닛은 적층 구조 유닛으로 형성되거나, 서로 분리되어 배치된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 일차 필터 유닛의 세척을 위한 세척 유닛 및 세척 유닛의 세척 과정에서 비산을 방지하는 비산 방지 유닛을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 이물질 제거 유닛 또는 일차 필터 유닛에 형성되는 동결 미립자의 결빙을 위한 동결 방지 히터를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 이물질 제거 유닛은 다수 개의 곡선 유도 경로를 포함하고, 상기 곡선 유도 경로에 적어도 하나의 이물질 제거 블레이드가 형성된다.
본 발명에 따른 여과 장치는 공기 유입 경로로부터 필터 유닛에서 습기 또는 미립자의 제거가 단계적으로 이루어지도록 하는 것에 의하여 외기에 포함된 습기 또는 미립자가 완전히 제거되도록 한다. 또한 별도로 세척 장치가 설치되는 것에 의하여 여과 성능의 저하가 방지되도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 여과 장치는 외기의 온도에 따른 습기의 동결이 방지되도록 하는 것에 의하여 여과 성능이 향상되도록 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 여과 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 여과 장치에 적용될 수 있는 이차 필터 유닛 및 이물질 제거 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 여과 장치의 작동 구조의 실시 예를 블록 다이어그램으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 여과 장치의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 여과 장치에 적용되는 세척 유닛의 세척 과정에서 발생되는 비산 방지 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
본 명세서에서 공기 처리 시스템은 공조 기관. 공기 정화 장치, 공기 여과 장치 또는 연소 기관을 비롯한 외부 공기를 유입하여 처리하는 임의의 장치 또는 기관을 포함한다. 예를 들어 연소 기관은 발전소의 가스터빈을 비롯하여 작동 과정에서 연소 또는 냉각을 위하여 공기가 요구되는 임의의 기관, 장치 또는 설비를 포함한다. 또한 공조 기관은 건물 또는 공장에 설치되는 공기 정화 장치, 지하철과 같은 지하 공간의 내부 및 외부 공기 순환 장치를 포함한다. 공기 정화 장치는 미세 분진의 발생되는 작업장, 초미세 오염 미립자의 제거가 요구되는 반도체 설비 또는 미생물의 제거가 요구되는 병원과 같은 곳의 공기 순환 장치를 포함한다. 공기는 외기를 의미하지만 미리 여과된 공기 또는 외기와 미리 정화되거나 미생물 제거 물질을 혼합된 공기를 포함할 수 있다. 그러므로 본 발명은 공기 처리 시스템의 종류, 유입되는 공기의 특성 또는 설치 환경에 의하여 제한되지 않는다.
아래에서 본 발명은 연소 기관의 공기 흡입 및 여과에 대하여 설명되지만 이는 예시적인 것으로 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않고 적절한 설계 변경을 통하여 공조 장치 또는 공기 정화 장치를 비롯한 다양한 공기 처리 시스템에 적용될 수 있다는 것은 자명하다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 여과 장치(10)의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면. 본 발명에 따른 여과 장치(10)는 외부로부터 유입되는 공기로부터 이물질을 제거하는 이물질 제거 유닛(111); 이물질 제거 유닛(111)을 통과한 공기로부터 일정 크기의 직경을 가진 미립자 또는 습기를 제거하는 일차 필터 유닛(112); 및 일차 필터 유닛(112)으로부터 전달되는 공기로부터 미세 입자 또는 습기를 제거하는 이차 필터 유닛(15)을 포함하고, 상기 공기는 이물질에 대하여 중력이 작용되는 방향과 다른 방향으로 이물질 제거 유닛(111)으로 유입되고, 상기 이차 필터 유닛(15)으로 유입되는 공기는 상기 이물질 제거 유닛(111)으로 유입되는 공기와 다른 방향으로 흐른다.
본 발명에 따른 여과 장치(10)는 다수 개의 후드(hood)가 층을 이루면서 배치된 공기 유입 구조를 가질 수 있다. 구체적으로 하우징(H)은 후드 또는 후드 유사 형상을 가지는 외부 공기의 유입 유닛(11a, 11b, 11c)을 가질 수 있다. 각각의 유입 유닛(11a, 11b, 11c)은 서로 다른 높이에 층을 이루도록 배치될 수 있고, 각각의 유입 유닛(11a, 11b, 11c)의 아래쪽으로부터 외부 공기가 유입될 수 있다. 그리고 유입 유닛(11a, 11b, 11c)은 경사 천정(113)을 가질 수 있고, 적어도 아래쪽에 위치하는 유입 유닛(11b, 11c)은 경사 천정(113)을 가질 수 있다. 이와 같은 경사 천정(113)은 위쪽의 유입 유닛(11a, 11b)로 유입되는 공기로부터 제거되는 미립자 또는 습기가 천정 면으로부터 제거되도록 하면서 이와 동시에 유입 유닛(11a, 11b)으로 쉽게 외부 공기가 유입되도록 한다.
유입 유닛(11a, 11b, 11c)의 입구에 이물질 제거 유닛(111) 및 일차 필터 유닛(112)이 배치될 수 있다. 이물질 제거 유닛(111)은 공기에 포함된 비교적 큰 직경을 가지는 오염 물질 또는 습기의 제거를 위한 것으로 예를 들어 메시 구조, 다공성 소재 또는 충분히 작은 직경을 형성하는 유동 경로를 포함할 수 있다. 아래에서 설명되는 이물질 제거 유닛(111)은 다수 개의 블레이드가 연속적으로 배치된 베인 형상 또는 곡선 유도 경로를 포함할 수 있다. 그리고 이물질 제거 유닛(111)의 위쪽에 일차 필터 유닛(112)이 배치될 수 있다. 일차 필터 유닛(112)은 예를 들어 프리-필터(Pre-filter)가 될 수 있고, 이물질 제거 유닛(111)과 적층 구조 유닛을 형성할 수 있다. 이와 같은 적층 구조 유닛은 습기 또는 미립자가 다른 방향으로 분산되는 것이 방지되면서 일정 크기 이상의 모든 이물질 또는 습기가 제거될 수 있도록 한다. 일차 필터 유닛(112)을 통과한 외부 공기는 이차 필터 유닛(15)으로 유도될 수 있다.
본 발명에 따르면, 일차 필터 유닛(112)과 이차 필터 유닛(15)으로 유입되는 공기의 흐름 방향을 서로 다를 수 있다. 구체적으로 일차 필터 유닛(112)으로 유입되는 공기는 이물질에 대하여 중력이 작용되는 방향과 다른 방향으로 흐르고, 이차 필터 유닛(15)으로 유입되는 공기는 이물질 제거 유닛(111) 또는 일차 필터 유닛(112)으로 유입되는 공기와 다른 방향으로 흐를 수 있다. 바람직하게 이차 필터 유닛(15)으로 유입되는 공기는 지면에 대하여 평행 또는 평행 유사한 방향으로 흐를 수 있고 이로 인하여 유입되는 공기의 양이 쉽게 제어될 수 있다. 이차 필터 유닛(15)은 일차 필터 유닛(112)에 비하여 상대적으로 작은 직경을 가진 미립자의 제거가 가능한 필터 층으로 이루어질 수 있고, 바람직하게 제거 되어야 할 모든 미립자의 제거가 가능한 다수 개의 필터 층으로 이루어질 수 있다. 일차 필터 유닛(112) 또는 이차 필터 유닛(15)은 다양한 필터 또는 필터 층을 포함할 수 있고 본 발명은 필터의 종류에 의하여 제한되지 않는다.
본 발명에 따르면, 다수 개의 노즐(121)을 가진 세척 유닛(12)이 일차 필터 유닛(112)의 위쪽에 위치하도록 배치될 수 있다. 세척 유닛(12)은 모터와 같은 구동 유닛(14)에 의하여 가이드 유닛(13)을 따라 상하 이동 또는 회전이 가능하도록 배치될 수 있다.
세척 유닛(12)의 노즐 구조, 이동 구조 또는 세척액 분사 구조는 다양하게 만들어질 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
유입 유닛(11a, 11b, 11c)으로 유입된 공기는 적층 구조 유닛 및 이차 필터 유닛(15)을 통과하면서 요구되는 수준으로 클리닝되어 하우징(H)에 형성된 출구(16)로 배출되어 연소 기관으로 유입될 수 있다. 여과 장치(10)는 다양한 환경에 설치될 수 있고, 외부 환경에 노출될 수 있다. 그리고 설치 환경에 따라 온도의 차이로 인하여 결로 현상이 발생되거나 습기가 동결이 될 수 있다. 이와 같은 결로 현상 또는 동결은 유입되는 공기의 특성을 변화시키고 연료와 혼합되는 경우 연소 효율을 감소시킬 수 있다. 또는 가스터빈으로 공기가 유입되기 전에 미리 건조가 되어야 한다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 습기의 동결 또는 결로 현상을 방지하기 위하여 동결 방지 히터(17)가 배치될 수 있다. 동결 방지 히터(17)는 하우징(H) 또는 적층 구조 유닛에 내장되는 열선 형태가 될 수 있지만, 바람직하게 램프 구조로 만들어질 수 있다. 구체적으로 도 1a 및 도 1b에 도시된 것처럼, 예를 들어 동결 방지 히터(17)는 각각의 적층 구조 유닛의 위쪽에 배치될 수 있고, 적외선램프, 할로겐램프 또는 자외선램프와 같이 열 건조 또는 히터 기능을 가지는 임의의 램프가 될 수 있다. 동결 방지 히터(17)는 동결을 방지하면서 유입되는 공기의 습도를 조절하는 기능을 가질 수 있다. 동결 방지 히터(17)는 다양한 구조의 히터가 될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 한편, 동결 방지 히터(17)는 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어 동결 방지 히터(17a)가 외부 공기가 유입되는 이물질 제거 유닛(111)의 아래쪽에 배치되어 여과 장치(10)로 유입되는 공기로부터 미리 습기가 제거되도록 할 수 있다. 동결 방지 히터(111)는 이물질 제거 유닛(111)에 부착되거나 또는 이물질 제거 유닛(111)과 분리되어 설치될 수 있고, 각각의 이물질 제거 유닛(111)과 인접한 위치에 설치될 수 있다. 이와 같이 다양한 위치에 동결 방지 히터(17, 17a)가 배치될 수 있고, 본 발명은 동결 방지 히터(17, 17a)의 설치 위치 또는 구조에 의하여 제한되지 않는다.
위에서 설명된 것처럼, 본 발명에 따른 여과 장치(10)는 단계적으로 공기 중의 오염 물질을 제거하는 것에 의하여 외기로부터 유입되는 공기를 요구되는 수준으로 정화시킬 수 있도록 한다. 다양한 필터 층 또는 필터가 추가적으로 여과 장치(10)에 적용될 수 있다는 것은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 여과 장치에 적용될 수 있는 이차 필터 유닛(15) 및 이물질 제거 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2의 (가)를 참조하면, 이차 필터 유닛(15)은 V-뱅크 구조로 만들어질 수 있고, 다수 개의 플레이트 형상의 유입 각 조절 필터(151)가 유입 각 조절 브래킷(152)에 의하여 서로 연결되면서 연속된 V-자 형상이 되도록 만들어질 수 있다. 이차 필터 유닛(15)은 유입되는 공기가 유입 각 조절 필터(151)에 의하여 수직이 아닌 각으로 필터에 유입되도록 하는 것에 의하여 실질적으로 여과 면적이 확장되는 효과가 발생되도록 한다. 각각의 유입 각 조절 필터(151)는 분리 가능하도록 배치될 수 있고, 다수 개의 필터 층으로 이루질 수 있다. 그리고 서로 이웃하는 유입 각 조절 필터(151)는 유입 각 조절 브래킷(152)에 의하여 공기의 유입 각이 조절될 수 있다.
도 2에 도시된 것처럼, 이차 필터 유닛(15)에 동결 방지 히터(17a)가 배치될 수 있다. 예를 들어 이차 필터 유닛(15)이 V-뱅크 구조가 되는 경우 각 조절 브래킷(152)에 동결 방지 히터(17a)가 배치될 수 있다.
다양한 구조를 가지는 이차 필터 유닛(15)이 본 발명에 따른 여과 장치에 적용될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 2의 (나)를 참조하면, 이물질 제거 유닛에 형성되는 외부 공기 유입을 위한 경로는 곡선 유도 경로(211a 내지 211k)가 될 수 있고, 다수 개의 곡선 유도 경로(211a 내지 211k)가 서로 인접하여 매트릭스 형상으로 배치될 수 있다. 그리고 각각의 곡선 유도 경로(211a 내지 211k)에 적어도 하나의 이물질 제거 블레이드(231a 내지 231k)가 배치될 수 있다. 곡선 유도 경로(211a 내지 211k)는 서로 다른 방향으로 휘어지는 다수 개의 부분 경로로 이루어질 수 있고, 각각의 부분 경로는 동일하거나 서로 다른 곡률 반지름을 가질 수 있다. 위에서 설명된 것처럼, 이와 같이 외부 공기는 아래쪽으로부터 위쪽으로 유입될 수 있고, 유입 과정에서 서로 다른 방향으로 꺾인 지점에서 부딪힐 수 있다. 이로 인하여 이물질 또는 습기의 일부는 자연적으로 외부로 배출될 수 있다. 곡선 유도 경로(211a 내지 211k)의 내부 또는 외부에 배치되는 이물질 제거 블레이드(231a 내지 231k)는 아래쪽으로 경사진 블레이드 형상이 될 수 있고, 곡선 유도 경로(211a 내지 211k)와 마찬가지로 일정 크기 이상의 오염 물질의 유입을 방지하는 기능을 가질 수 있다. 추가로 이물질 제거 블레이드(231a 내지 231k)에 관통 홀이 형성되도록 할 수 있고 서로 다른 높이에 배치되는 이물질 제거 블레이드(231a 내지 231k)의 일부가 서로 겹치도록 배치될 수 있다. 이와 같이 일정 크기 이상의 이물질 또는 습기의 유입을 방지하기 위한 다양한 제거 구조가 이물질 제거 유닛(111)에 배치될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 여과 장치의 작동 구조의 실시 예를 블록 다이어그램으로 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 여과 장치에서 세척 유닛(12) 또는 동력 방지 히터(17)는 자동으로 작동될 수 있다. 그리고 이와 같은 장치의 전체 작동을 제어 유닛(33)에 의하여 제어될 수 있다.
일차 필터 유닛(35), 적층 구조 유닛 또는 하우징 내부에 유입되는 공기의 특성을 탐지하기 위한 다양한 탐지 센서(36)가 배치될 수 있다. 탐지 센서(36)는 예를 들어 온도 탐지 센서, 습도 탐지 센서, 압력 센서 또는 위치 확인 센서와 같은 것이 될 수 있다. 그리고 탐지 센서(36)에 의하여 탐지된 정보는 제어 유닛(33)으로 전송될 수 있다. 제어 유닛(33)은 전송된 탐지 정보에 따라 유입 유닛과 같은 공기 유입 유닛(34)에 의하여 유입된 공기 또는 필터 유닛(35)을 통과한 공기의 특성 또는 외부 환경을 판단할 수 있다. 예를 들어 필터 유닛(35)을 통과한 공기의 양이 현저히 낮아진 경우 세척이 되어야 하는 것으로 판단할 수 있다. 제어 유닛(33)은 탐지 센서(36)로부터 전송된 정보에 따라 필터 상태, 동결 발생 여부 또는 습도 상태를 판단할 수 있도록 하는 작동 데이터베이스(37)를 포함할 수 있다. 그리고 작동 데이터베이스(37)에 저장된 작동 데이터에 따라 세척 유닛(12) 또는 동결 방지 히터(17)의 작동 여부 또는 작동 수준을 결정할 수 있다. 제어 유닛(33)은 필요에 따라 공기 유입 유닛(34)을 조절하여 유입되는 공기의 양을 조절할 수 있다. 예를 들어 세척 유닛(12)에 의하여 세척이 진행되는 과정에서 공기가 유입되지 않도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 여과 장치는 다양한 자동 작동 구조를 가질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 여과 장치의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 4의 (가)은 일차 필터 유닛(112)과 이차 필터 유닛(15)의 측면도를 도시한 것이고, 도 2의 (나)는 일차 필터 유닛(112)의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 4의 (가)를 참조하면, 프리 필터를 포함하는 일차 필터 유닛(112)은 이물질 제거 유닛과 분리되어 설치될 수 있고, 공기 유입 방향(AF)은 지면에 대하여 수평 방향이 될 수 있고, 일차 필터 유닛(112)으로 유입될 수 있다. 일차 필터 유닛(112)에 세척 유닛(411)이 설치될 수 있고, 세척 유닛(411)은 모터와 같은 구동 유닛(413) 및 구동 유닛(413)에 의하여 작동되는 기어 또는 풀리(pulley)(412)에 의하여 회전될 수 있다. 세척 유닛(411)은 브러시 또는 노즐과 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 그리고 일차 필터 유닛(112)의 내부 또는 다른 적절한 위치에 동결을 방지하거나 습도를 조절하기 위한 근적외선 램프와 같은 히터(17)가 설치될 수 있다.
도 4의 (나)는 일차 필터 유닛(112)의 다른 실시 예를 도시한 것으로, 일차 필터 유닛(112)은 다수 개의 경사 필터 층(421)으로 이루어질 수 있다. 그리고 각각의 경사 필터 층(421)의 세척을 위한 세척 유닛(422)이 경사 필터 층(421)의 위쪽에 배치될 수 있다. 경사 필터 층(421)은 다량의 미세 먼지를 제거하는 기능을 가지고, 경사 필터 층(421)의 집진 성능은 세척 유닛(422)에 의하여 유지될 수 있다. 세척 유닛(422)은 모터와 같은 구동 유닛에 의하여 이동 가능하도록 배치되는 이동 부재 및 이동 부재에 배치된 다수 개의 분무 노즐로 이루어질 수 있다. 세척 유닛(422)에 배치된 다수 개의 분무 노즐에 의하여 경사 필터 층(421)의 한 방향이 완전히 세척될 수 있고 구동 유닛에 의하여 경사 필터 층(421)의 다른 방향으로 세척 유닛(422)이 이동되면서 경사 필터 층(421) 전체가 세척될 수 있다. 세척 유닛(422)과 함께 건조를 위한 히터(17)가 적절한 위치에 배치될 수 있다.
세척에 사용된 세척액은 공기 흐름(AF)을 방해하지 않는 수거 수단에 의하여 수거될 수 있어야 하다. 이를 위하여 서로 상하로 인접하는 경사 필터 층(421)의 서로 다른 끝을 연결하는 세척액 수거 유닛(423)이 서로 인접하는 경사 필터 층(421) 사이에 배치될 수 있다. 세척액 수거 유닛(423)은 전체적으로 곡선 형상을 가지면서 세척액이 자연적으로 흘러서 모이는 구조로 만들어질 수 있다. 그리고 각각이 세척액 수거 유닛(423)은 적절한 연결 도관에 의하여 연결되어 하부 수조에 수집되어 외부로 배출될 수 있다. 세척액 수거 유닛(423)은 서로 인접하는 경사 필터 층(421) 사이로 기류를 유도하는 기류 유도 곡면을 형성할 수 있다. 구체적으로 경사 필터 층(421)로 유입되는 기류는 경사 필터 층(421)에 형성된 필터 층을 통과하는 스트림 형태로 유도될 필요가 있다. 이를 위하여 세척액 수거 유닛(423)은 상하로 인접하는 경사 필터 층(421)의 한쪽 끝과 다른 끝은 연결하는 기류 유도 곡면을 형성할 수 있다. 기류 유도 곡면은 기류가 유입되는 입구로부터 점차로 폭이 좁아지면서 기류를 경사 필터 층(421)으로 유도하는 곡면 형상으로 만들어질 수 있다.
도 4에 도시된 것처럼, 다수 개의 동결 방지 히터(17c 내지 17f)가 일차 필터 유닛(112) 또는 이차 필터 유닛(15)에 배치될 수 있다. 또한 일차 필터 유닛(15)에 배출 유닛(drain)이 설치될 수 있고, 배출 유닛에 동결 방지 히터(17e)가 배치될 수 있다. 배출 유닛에 배치되는 동결 방지 히터(17e)는 동결 상태의 습기가 히터 방향으로 역류되는 것을 방지하는 구조로 만들어질 수 있다.
일차 필터 유닛(112) 또는 이차 필터 유닛(15)과 그에 배치되는 동결 방지 히터(17c 내지 17f)는 다양한 구조로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
위에서 설명된 것처럼, 일차 필터 유닛(112)은 일정 시간 동안 사용된 이후 세척 유닛에 의하여 세척이 되어야 하고, 세척 유닛의 세척 과정에서 세척액의 비산이 발생될 수 있다.
세척 유닛에 의한 일차 필터 유닛(112)의 세척 과정에서 세정액이 비산되면서 필터 층에 적층된 오염 물질이 함께 비산될 수 있고, 이로 인하여 세척이 완전하게 이루어지지 않으면서 오염 물질이 외부로 누설되어 일차 필터 유닛(112)을 비롯하여 여과 장치 전체의 성능을 저하시킬 수 있다. 이와 같은 비산에 따른 문제는 이차 필터 유닛의 세척 과정에서 마찬가지로 발생될 수 있다. 그러므로 필터 유닛의 세척 과정에서 발생되는 비산의 방지가 가능한 적절한 수단이 요구된다.
도 5는 본 발명에 따른 여과 장치에 적용되는 세척 유닛의 세척 과정에서 발생되는 비산 방지 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 일차 필터 유닛(112)의 위쪽에 배치되는 이동 가능하도록 설치되는 세척 유닛(12)에 다수 개의 노즐(121)이 설치될 수 있고, 각각의 노즐 팁(121a)에 의한 분사 범위(SR)가 결정될 수 있다. 분사 범위(SR)는 노즐의 수 또는 배치 구조에 의하여 결정될 수 있고, 일차 필터 유닛(112)에서 서로 겹치지 않도록 설정될 수 있다. 그리고 세척 유닛(12)을 둘러싸는 구조로 비산 방지 유닛(511a, 511b, 512a, 512b)은 세척 유닛(12)을 위쪽으로부터 덮는 형상 또는 둘러싸는 형상으로 만들어질 수 있다. 구체적으로 비산 방지 유닛(511a 내지 512b)은 세척 유닛(12)을 분리 공간이 되도록 형성될 수 있다. 일차 필터 유닛(112)의 위쪽은 세척 유닛(12)의 설치를 위한 덮개에 의하여 밀폐가 될 수 있다. 그러므로 비산 방지 유닛(511a, 511b, 512a, 512b)은 세척 유닛(12)을 둘레를 따라 형성되어 X축 방향과 같이 1 방향으로 비산을 방지하는 1 비산 방지 벽(511a, 511b) 및 Y축과 같이 1 방향과 수직이 되는 2 방향으로 비산으로 방지하는 2 비산 방지 벽(512a, 512b)으로 이루어질 수 있다. 비산 방지 유닛(511a 내지 512b)은 외부 덮개를 형성하는 메인 커버의 내부에 삽입되어 고정되는 구조로 만들어질 수 있고, 메인 커버로부터 분리 가능하도록 만들어질 수 있다. 그리고 1 비산 방지 벽(511a, 511b)와 2 비산 방지 벽(512a, 512b) 사이에 데미스터(demister)와 같은 액적 방지 플레이트(52)이 배치되어 세척 과정에서 부유되는 습기가 제거되도록 한다. 액적 방지 플레이트(52)는 일차 필터 유닛(112)과 이격되어 나란하도록 배치될 수 있고, 아래쪽 공간과 위쪽 공간으로 분리되도록 형성될 수 있다.
비산 방지 유닛(511a 내지 512b)은 일차 필터 유닛(112)과 세척 유닛(12)의 노즐(121)이 상하로 배치된 밀폐된 공간이 형성되는 다양한 구조로 형성될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 여과 장치는 공기 유입 경로로부터 필터 유닛에서 습기 또는 미립자의 제거가 단계적으로 이루어지도록 하는 것에 의하여 외기에 포함된 습기 또는 미립자가 완전히 제거되도록 한다. 또한 별도로 세척 장치가 설치되는 것에 의하여 여과 성능의 저하가 방지되도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 여과 장치는 외기의 온도에 따른 습기의 동결이 방지되도록 하는 것에 의하여 여과 성능이 향상되도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10: 여과 장치 11a, 11b, 11c: 유입 유닛
12: 세척 유닛 13: 가이드 유닛
14: 구동 유닛 15: 이차 필터 유닛
16: 출구 17, 17a 내지 17f: 동결 방지 히터
33: 제어 유닛 34: 공기 유입 유닛
35: 일차 필터 유닛 36: 탐지 센서
37: 작동 데이터베이스 52: 액적 방지 플레이트
111: 이물질 제거 유닛 112: 일차 필터 유닛
113: 경사 천정 121: 노즐
121a: 노즐 팁 151: 유입 각 조절 필터
152: 유입 각 조절 브래킷 211a 내지 211k: 곡선 유도 경로
231a 내지 231k: 이물질 제거 블레이드 411: 세척 유닛
412: 풀리 413: 구동 유닛
421: 경사 필터 층 422: 세척 유닛
423: 세척액 수거 유닛 511a, 511b: 1 비산 방지 벽
512a, 512b: 2 비산 방지 벽 AF: 공기 유입 방향
H: 하우징 SR: 분사 범위

Claims (2)

  1. 외부로부터 유입되는 공기로부터 이물질을 제거하는 이물질 제거 유닛(111);
    이물질 제거 유닛(111)을 통과한 공기로부터 일정 크기의 직경을 가진 미립자 또는 습기를 제거하는 일차 필터 유닛(112);
    일차 필터 유닛(112)의 위쪽에 배치되면서 다수 개의 노즐(121)로 이루어지면서 비산 방지 유닛(511a 내지 512b)을 배치된 세척 유닛(12);
    이물질 제거 유닛(111)의 아래쪽에 배치되는 동결 방지 히터(17a); 및
    일차 필터 유닛(112)으로 전달되는 공기로부터 미세 입자 또는 습기를 제거하는 이차 필터 유닛(15)을 포함하고,
    상기 이물질 제거 유닛(111)은 적층 구조로 만들어져 습기 또는 미립자의 분산을 방지하고, 이물질 제거 유닛(111)에 다수 개의 곡선 유도 경로(211a 내지 211k)가 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 처리 시스템의 흡입 공기의 여과 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 다수 개의 곡선 유도 경로(211a 내지 211k)에 관통 홀이 형성되면서 서로 다른 높이에 형성되어 일부가 겹치도록 배치되는 이물질 제거 블레이드(231a 내지 231k)를 더 포함하는 공기 처리 시스템의 흡입 공기의 여과 장치.
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