KR20190053402A - 집진기 필터용 상부캡 및 이를 구비한 카트리지 필터 구조체 - Google Patents

집진기 필터용 상부캡 및 이를 구비한 카트리지 필터 구조체 Download PDF

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Abstract

집진기 필터용 상부캡 및 이를 구비한 카트리지 필터 구조체는 집진기에 사용되는 필터부재의 상단과 하단의 분진 탈락을 원활하게 하기 위하여 상부에서 하부로 갈수록 내경이 좁아지는 구조로 상부캡을 형성하며, 이로 인하여 에어 탈진 시 필터의 탈진 효율을 향상시키며, 여과 면적의 감소를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

집진기 필터용 상부캡 및 이를 구비한 카트리지 필터 구조체{Upper Cap for Dust Collector Filter and Cartridge Filer Structure Having the Same}
본 발명은 집진기 필터용 상부캡 및 이를 구비한 카트리지 필터 구조체에 관한 것으로서, 특히 집진기에 사용되는 필터부재의 상단과 하단의 분진 탈락을 원활하게 하기 위하여 상부에서 하부로 갈수록 내경이 좁아지는 구조로 상부캡을 형성하며, 이로 인하여 에어 탈진 시 필터의 탈진 효율을 향상시키며, 여과 면적의 감소를 줄일 수 있는 집진기 필터용 상부캡 및 이를 구비한 카트리지 필터 구조체에 관한 것이다.
집진장치는 일종의 공기 정화 장치로서, 분진 등을 포함하는 가스를 필터링한 후, 실내로 다시 유입시키거나 외부로 배출시키는 장치이다.
집진장치의 일반적인 구조는 흡기실, 배기실, 흡기구, 배기부, 필터, 압축공기 공급관, 분사 노즐 등으로 구성된다.
하우징 내의 흡기실과 배기실은 격벽으로 분리되어 있다. 흡기구를 통하여 흡기실로 유입된 가스는 필터에 의해 분진 등이 걸려진 후 배기실로 이동된다. 배기실로 이동된 가스는 배기부를 통하여 실내로 유입되거나 외부로 배출된다.
집진장치에는 복수개의 필터가 설치되어 있다. 집진 필터는 필요에 따라 가스에 견딜 수 있게 내열성을 갖출 필요가 있고, 필터링 효율을 높이기 위해 가능한 한 표면적을 넓게 형성시키고 있다. 넓은 표면적을 갖는 필터로 카트리지 필터가 있다.
종래의 카트리지 필터 구조체는 복수의 골이 형성되도록 접철되어 주름지게 원통 형상으로 형성된 필터부재와, 상기 필터부재의 상부에 상부캡이 삽입되어 결합되며, 상기 필터부재의 상부에 하부캡이 결합된다.
이와 같이 구성된 종래의 집진기는 콤퓨레셔로부터 공급되는 압축공기에 의해 누적되는 분진을 필터부재에서 떨어뜨리게 되는데, 상부캡의 상단부분과 하부캡의 하단부분의 분진 탈락이 원활히 이루어지지 않는 문제점이 있다.
종래의 하부캡은 원형의 캡으로 분진의 증착이 발생하여 탈진 효율을 떨어뜨리며, 여과 면적이 감소되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허번호 제10-0655178호(등록일: 2016년 12월 01일), 발명의 명칭: "집진기용 필터 구조"
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 집진기에 사용되는 필터부재의 상단과 하단의 분진 탈락을 원활하게 하기 위하여 상부에서 하부로 갈수록 내경이 좁아지는 구조로 상부캡을 형성하며, 이로 인하여 에어 탈진 시 필터의 탈진 효율을 향상시키며, 여과 면적의 감소를 줄일 수 있는 집진기 필터용 상부캡 및 이를 구비한 카트리지 필터 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 분진 및 오염 물질을 필터부재에 의해 집진 포집하여 탈진 분리하고, 상기 필터부재의 상부면에 끼워져 결합되는 집진장치용 필터부재의 상부캡은,
외부의 블로우 튜브로부터 압축 공기를 유입하는 입구 부분으로 중심 부분의 제1 관통공이 형성되고, 일정 두께의 원형 형태로 형성되는 제1 상부캡;
상기 제1 상부캡으로부터 하부 방향으로 연장되고, 상부에서 하부로 갈수록 내경이 좁아지는 구조로 내부가 비어 있는 통공부가 형성되어 있으며, 상기 제1 상부캡과 연통되어 있는 경사부; 및
상기 경사부의 하부 끝단으로부터 연장되고, 일정 두께의 원형 형태로 형성되며, 중심 부분의 제2 관통공이 형성되어 상기 경사부의 통공부와 연통되어 있는 제2 상부캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징에 따른 분진 및 오염 물질을 필터부재에 의해 집진 포집하여 탈진 분리하는 집진기용 카트리지 필터 구조체는,
상기 필터부재의 상부면에 끼워져 결합되는 상부캡과, 상기 필터부재의 하부면에 끼워져 결합되는 하부캡을 포함하며,
상기 상부캡은 상부에서 하부로 갈수록 내경이 좁아지며 상부와 하부가 개방되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하기로 본 발명의 특징에 따른 분진 및 오염 물질을 필터부재에 의해 집진 포집하여 탈진 분리하고, 상기 필터부재의 하부면에 끼워지는 하부캡에 결합되는 하부캡 결합용 부재는,
상단이 곡선 형태로 완만하게 형성된 곡면부;
상기 곡면부로부터 하부로 연장되어 상부에서 하부로 갈수록 그 지름이 점점 커지는 반구 형태의 몸체부; 및
상기 몸체부의 하부 끝단으로부터 하부로 연장되고, 일정 두께와 높이를 가지고 상기 몸체부의 직경보다 크게 형성된 원형 형태의 받침대부로 이루어진 콘부재를 포함하며, 상기 콘부재는 상기 하부캡의 바닥면에 결합되는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 상부에서 하부로 갈수록 내경이 좁아지는 구조로 상부캡을 필터부재의 상단에 결합하여 입구 부분에서 점차적으로 내경이 축소되어 유속을 빠르게 하고, 하부에서 급속 확산 형태로 증가된 유속을 유지하면서 토출되어 필터부재의 손상을 방지하면서 상부 및 하부 부분에 분진 탈락 저하를 개선할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 하부캡의 중심 부분에 콘 형태로 융기된 구조를 형성하여 에어 탈진시 카트리지 필터의 하단의 분진 탈락을 원활하게 하여 필터의 하단의 탈진 효율을 향상시키며, 여과 면적의 감소를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 집진기용 카트리지 필터 구조체의 구성을 나타낸 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상부캡의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 기존의 탈진과 본 발명의 탈진의 차이를 나타낸 모식도이다.
도 4는 실시예에 따른 집진기용 카트리지 필터 구조체의 단면을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하부캡에 결합되는 콘부재의 단면을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하부캡에 결합되는 콘부재의 구성을 나타낸 사시도이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 집진기용 카트리지 필터 구조체의 구성을 나타낸 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상부캡의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 3은 기존의 탈진과 본 발명의 탈진의 차이를 나타낸 모식도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 집진기용 카트리지 필터 구조체의 단면을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하부캡에 결합되는 콘부재의 단면을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하부캡에 결합되는 콘부재의 구성을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 집진기용 카트리지 필터 구조체(100)는 상부캡(110), 필터부재(120) 및 하부캡(130)을 포함한다.
상부캡(110)은 알루미늄, 비철 금속, 스텐레스스틸, 아연도 강판, 플라스틱(강화 플라스틱을 포함) 중 하나의 금속재질로 이루어져 있으며, 외부의 블로우 튜브(Blow Tube)로부터 유입된 압축 공기가 하부 방향으로 발사되는 경우, 발사 과정에서의 주위의 공기를 흡입하여 탈진 효율을 높여준다.
상부캡(110)은 제1 상부캡(111), 경사부(113) 및 제2 상부캡(117)을 포함한다.
제1 상부캡(110)은 중심 부분의 제1 관통공(111a)이 형성되고, 일정 두께의 원형 형태로 형성되고, 외부의 블로우 튜브로부터 압축 공기를 유입하는 입구 부분이다.
경사부(113)는 상기 제1 상부캡(111)으로부터 하부 방향으로 연장되고, 상부에서 하부로 갈수록 내경이 좁아지는 구조로 내부가 비어 있는 통공부(113a)가 형성되어 있으며, 상기 제1 상부캡(110)과 연통되어 있다.
제2 상부캡(117)은 상기 경사부(113)의 하부 끝단으로부터 연장되고, 일정 두께의 원형 형태로 형성되며, 중심 부분의 제2 관통공(112a)이 형성되어 상기 경사부(113)의 통공부(113a)와 연통되어 있다.
제2 상부캡(117)은 상기 제2 관통공(112a)이 형성되는 원형 형태의 내부원형관(115)과, 상기 내부원형관(115)으로부터 연장되어 필터부재(120)의 상단이 끼워져 결합되는 안착홈(116)과 상기 내부원형관(115)을 둘러싸는 형태로 상기 내부원형관(115)의 직경보다 큰 원형 형태의 외부원형관(112)을 포함한다.
내부원형관(115)의 제2 관통공(112a)은 필터부재(120)의 내부 공간부(121)에 연통되어 있고, 제2 관통공(112a)의 직경은 제1 상부캡(110)의 제1 관통공(111a)보다 작게 형성한다.
지지대(114)는 제1 상부캡(111)에서 경사부(113)의 외주면을 따라 외부원형관(112)의 상부면까지 연장되어 형성되고, 일단이 외부원형관(112)의 상부면에 체결부재(114)에 의해 결합된다.
지지대(114)는 경사부(113)의 외주면 테두리를 따라 일정 간격마다 형성된다. 지지대(114)는 제1 상부캡(111), 경사부(113), 제2 상부캡(117)을 연결 지지하여 상부캡(110)의 내구성을 향상시키는 기능을 한다.
이러한 상부캡(110)에 의한 유속 증가는 베르누이 법칙에 의하여 낮아진 압력으로 주변 공기를 흡입하는 유량 증대의 효과가 있다.
상부캡(110)은 제1 상부캡(111)의 입구에서 점차적으로 축소되어 유속을 빠르게 하고, 하부에서 급속 확산 형태로 증가된 유속을 유지하면서 토출되어 필터부재(120)의 상부 부분에 분진 탈락 저하를 개선할 수 있다.
필터부재(120)는 판상의 필터체를 길이 방향으로 산부와 골부를 이루는 구조로 접어서 형성된다.
보강밴드(122)는 공지의 보강밴드가 사용될 수 있으며, 구체적인 예로 섬유밴드 또는 스프링 밴드가 사용될 수 있다.
필터부재(120)는 공지의 필터부재가 사용될 수 있으며, 구체적인 예로 부직포가 사용될 수 있으며, 본 발명의 필터부재(120)는 카트리지 필터를 나타내며, 이에 한정하지 않으며 집진기용 필터로 사용되는 모든 필터를 포함할 수 있다.
부직포는 단섬유 또는 장섬유를 이용하여 습식공법(wet-laid), 스폰본드(spandbond), 스판레이스(spanlace) 또는 카렌다본드(calender bond), 니들펀칭(needle punching) 등의 제조공법으로 섬유를 서로 엉키게 만든 형태로 특히 상온용으로는 폴리에스테르(PET), 아크릴(acrylic), 폴리프로필렌(PP), 고온용으로는 유리섬유(glass fiber), PA(Poly Amide), PI(Poly Imide), PAI(Poly Amide Imide), PPS(Poly Phenylene Sulfide), PSA(Poly Sulfon Amide)로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.
상부캡(110)과 하부캡(130)은 필터부재(120)의 양단부와 결합되어 필터부재(120)를 지지 고정한다.
상부캡(110)에는 중앙에 가스가 이동하는 통공이 형성되어 있다.
상부캡(110)에는 필터부재(120)의 두께에 대응되게 가장 자리에서 내부로 연장되는 접착제가 형성될 수 있으며, 전체적으로 통공이 형성된 원통 형상을 가질 수 있다.
물론, 상부캡(110)은 원통 형상으로 한정되지는 않으며, 사각형 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.
상부캡(110)과 하부캡(130)은 상온용 또는 내열성 소재를 사용될 수 있다. 예를들어, 아연도금강판 또는 ABS 수지가 사용될 수 있으며, 두께를 임의로 조절될 수 있다.
필터부재(120)를 상부캡(110)과 하부캡(130)에 고정할 때 쓰는 접착제(미도시)는 공지의 접착제가 적용될 수 있으며, 일 예로 우레탄 수지 또는 내열성과 강도가 우수한 에폭시 몰타르, 즉 에폭시 수지와 돌가루를 반죽 형태로 섞은 것)을 사용할 수 있으며, 그 밖에 페놀, 폴리이미드 등의 내열성 수지도 사용할 수 있다.
본 발명의 하부캡(130)은 집진기 필터에 사용되는 공지의 하부캡(130)이 사용될 수 있다.
구체적으로 상기 하부캡(130)은 필터부재(120)의 하부 끝단의 골부와 산부 형상과 동일한 단면 형상이고, 방사상으로 배열 형성된 것일 수 있다.
또한 상기 하부캡(130)은 일정 두께의 캡(132)과, 상기 캡(132)에서 필터부재(120)의 하부 끝단이 삽입되어 결합되는 홈과, 상기 캡(132)의 중앙 부분에 상부 방향으로 일정 높이로 돌출된 콘부재(134)를 포함할 수 있다. 이외에 상기 콘부재(134)와 상기 홈의 사이의 공간부(135)가 형성될 수 있다.
콘부재(134)의 높이는 임의로 조절할 수 있다.
캡(132)은 방사상 모양의 절곡 형태로 필터부재(120)의 하단 형태와 동일하게 형성할 수 있고, 이 경우 분진의 증착을 억제하며, 탈진 시 에어 흐름을 원활하게 한다.
콘부재(134)는 하부캡(130)의 중심 부분에 콘 또는 유선형의 융기된 구조로 형성되고, 에어 탈진 시 필터부재(120)의 하부의 분진 탈락을 원활하게 하여 탈진 효율을 향상시키며, 이로 인하여 여과 면적의 감소를 줄일 수 있다.
콘부재(134)는 재질이 한정하지 않으며, 일예로 수지 또는 금속 부재로 이루어질 수 있다. 일예로 콘부재(140)는 금속 재질로 형성하여 하부캡의 바닥면에 용접 방식으로 결합될 수 있으며, 플라스틱 재질로 형성하여 하부캡의 바닥면에 접착 방식으로 결합될 수도 있다.
바람직하기로 콘부재(140)는 상단이 곡선 형태로 완만하게 형성된 곡면부(141)와, 상기 곡면부(141)로부터 하부로 연장되어 상부에서 하부로 갈수록 그 지름이 점점 커지는 반구 형태의 몸체부(142); 및 상기 몸체부의 하부 끝단으로부터 하부로 연장되고, 일정 두께와 높이를 가지고 상기 몸체부의 직경보다 크게 형성된 원형 형태의 받침대부(143)로 이루어질 수 있다.
콘부재(134)는 압축 공기가 필터부재(120)의 내부 공간부(121)로 유입되어 곡면부(141)와 몸체부(142)에 부딪쳐 제트 펄스를 형성하며, 코안다 효과에 의해 몸체부(142)의 외부면을 따라 하부 방향으로 강하게 전달된다.
곡면부(141)는 곡선형으로 길이를 임의로 조정할 수 있으며, 바람직하게는 상기 곡면부(141)의 길이는 상기 몸체부(142)의 길이의 20 내지 80%의 길이를 갖도록 형성할 수 있다. 이러한 경우 탈진 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
유선형 모양의 콘부재(134)는 압축 공기가 분산될 때 충격파나 제트 펄스가 발생 및 하향 기류가 형성되어 탈진 효과를 향상시켜준다.
압축 공기는 곡면부(141)와 몸체부(142)에 부딪쳐 필터부재(120)의 하단쪽으로 강하게 분산되어 필터부재(120)의 하부의 분진을 탈진한다.
콘부재(134)는 상부 끝단부로부터 하부 방향으로 즉, 유체의 흐름 방향으로 그 지름이 점점 커지는 유선형의 형태이다.
외부의 블로우 튜브(Blow Tube)로부터 유입된 압축 공기는 곡면부(141)와 몸체부(142)의 표면상에 흐르게 된다.
콘부재(134)는 주위 공기를 흐름을 증폭시키고 급속 확산 형태로 증가된 유속을 유지하면서 필터부재(120) 쪽으로 토출된다. 이로 인하여 필터부재(120)는 바닥면으로부터 약 10 내지 15cm 높이에서의 분진을 깨끗하게 탈락할 수 있게 된다.
콘부재(134)의 곡면부(141)는 코안다 효과를 극대화 할 수 있도록 곡면이 완만한 형태인 것이 좋다.
이러한 캡(132)과 콘부재(134)로 이루어진 하부캡(130)은 기존의 필터부재(120)의 에어 탈진 시 필터부재(120)의 바닥면으로부터 약 10 내지 15cm 높이의 탈진 저하 문제를 해결할 수 있다.
또한 하부캡(130)에서 필터부재(120)가 안착되는 부위에 요철을 형성하여 필터부재(120)와의 접착력을 향상시킬 수 있다.
상부캡(110)을 통해 유입된 압축 공기는 곡면부(134a)와 몸체부(134b)에 부딪쳐 필터부재(120)의 하단쪽으로 강하게 분사되고, 곡면부(134a)와 몸체부(134b)의 표면을 따라 하부 방향으로 흐르게 되고, 필터부재(120)의 하단 일부를 탈진하게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 카트리지 필터 구조체 110: 상부캡
111: 제1 상부캡 111a: 제1 관통공
112: 외부원형관 112a: 제2 관통공
113: 경사부 114: 지지대
115: 내부원형관 116: 안착홈
117: 제2 상부캡 120: 필터부재
121: 내부 공간부 130: 하부캡
132: 캡 134: 콘부재
140: 콘부재 141: 곡면부
142: 몸체부 143: 받침대부

Claims (7)

  1. 분진 및 오염 물질을 필터부재에 의해 집진 포집하여 탈진 분리하고, 상기 필터부재의 상부면에 끼워져 결합되는 집진장치용 필터부재의 상부캡에 있어서,
    외부의 블로우 튜브로부터 압축 공기를 유입하는 입구 부분으로 중심 부분의 제1 관통공이 형성되고, 일정 두께의 원형 형태로 형성되는 제1 상부캡;
    상기 제1 상부캡으로부터 하부 방향으로 연장되고, 상부에서 하부로 갈수록 내경이 좁아지는 구조로 내부가 비어 있는 통공부가 형성되어 있으며, 상기 제1 상부캡과 연통되어 있는 경사부; 및
    상기 경사부의 하부 끝단으로부터 연장되고, 일정 두께의 원형 형태로 형성되며, 중심 부분의 제2 관통공이 형성되어 상기 경사부의 통공부와 연통되어 있는 제2 상부캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 상부캡.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 상부캡은 상기 제2 관통공이 형성되는 원형 형태의 내부원형관과, 상기 내부원형관으로부터 연장되어 상기 필터부재의 상단이 끼워져 결합되는 안착홈과 상기 내부원형관을 둘러싸는 형태로 상기 내부원형관의 직경보다 큰 원형 형태의 외부원형관을 포함하고,
    상기 제2 관통공은 상기 필터부재의 내부 공간부에 연통되고, 상기 제2 관통공의 직경은 상기 제1 관통공보다 작게 형성하는 것을 특징으로 하는 상부캡.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 상부캡에서 상기 경사부의 외주면을 따라 상기 외부원형관의 상부면까지 연장되어 형성되고, 일단이 상기 외부원형관의 상부면에 체결부재에 의해 결합되고, 상기 경사부의 외주면 테두리를 따라 일정 간격마다 형성되어 상기 제1 상부캡, 상기 경사부와 상기 제2 상부캡을 견고하게 지지하는 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상부캡.
  4. 분진 및 오염 물질을 필터부재에 의해 집진 포집하여 탈진 분리하는 집진기용 카트리지 필터 구조체에 있어서,
    상기 필터부재의 상부면에 끼워져 결합되는 상부캡과, 상기 필터부재의 하부면에 끼워져 결합되는 하부캡을 포함하며,
    상기 상부캡은 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항 기재의 상부캡인 것을 특징으로 하는 집진기용 카트리지 필터 구조체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하부캡은,
    상기 필터부재의 하부 끝단이 삽입되어 결합되는 홈을 형성하고, 상기 필터부재의 하부 끝단의 단면 형상과 동일하게 형성된 일정 두께의 캡; 및
    상기 캡에서 중앙 부분에 형성되어 상부 방향으로 일정 높이로 돌출된 콘부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 집진기용 카트리지 필터 구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 콘부재는,
    상단이 곡선 형태로 완만하게 형성된 곡면부; 및
    상기 곡면부로부터 하부로 연장되어 상부에서 하부로 갈수록 그 지름이 점점 커지는 몸체부를 포함하는 것을 특징으로 하는 집진기용 카트리지 필터 구조체.
  7. 분진 및 오염 물질을 필터부재에 의해 집진 포집하여 탈진 분리하고, 상기 필터부재의 하부면에 끼워지는 하부캡에 결합되는 하부캡 결합용 부재에 있어서,
    상단이 곡선 형태로 완만하게 형성된 곡면부;
    상기 곡면부로부터 하부로 연장되어 상부에서 하부로 갈수록 그 지름이 점점 커지는 반구 형태의 몸체부; 및
    상기 몸체부의 하부 끝단으로부터 하부로 연장되고, 일정 두께와 높이를 가지고 상기 몸체부의 직경보다 크게 형성된 원형 형태의 받침대부로 이루어진 콘부재를 포함하며, 상기 콘부재는 상기 하부캡의 바닥면에 접착제 또는 용접 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 하부캡 결합용 부재.
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