KR20190107307A - 압축공기 필터장치 및 이를 이용한 압축공기 필터링 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축공기 필터장치의 내부에 설치된 필터부재의 교체주기를 용이하게 확인할 수 있으며, 필터부재의 교체시 작업자가 별도의 연장을 사용하지 않고서도 혼자서도 용이하게 교체할 수 있는 압축공기 필터장치 및 이를 이용한 압축공기 필터링 방법에 관한 것으로서, 이와 같은 본 발명의 압축공기 필터장치는, 상부는 개방되고, 하부는 밀폐된 관형상으로 형성된 하부 하우징부(100)와, 상부는 밀폐되고, 하부는 개방된 관형상으로 형성된 상부 하우징부(200)와, 하단부는 상기 하부 하우징부(100)의 개방된 상단부에 수직방향으로 배치되고, 상단부는 상기 상부 하우징부(200)의 개방된 하단부에 수직방향으로 배치되며, 외부에서 유입되는 압축공기를 상기 하부 하우징부(100)의 내부로 공급하고, 상기 하부 하우징부(100)에서 1차 여과된 압축공기를 상기 상부 하우징부(200)의 내부로 공급하고, 상기 상부 하우징부(200)에서 2차 여과된 압축공기를 외부로 토출하는 중간 하우징부(300)와, 상기 하부 하우징(100) 상측 외측면 및 상기 중간 하우징(300)의 하측 외측면, 그리고 상기 상부 하우징(200)의 하측 외측면 및 상기 중간 하우징(300)의 상측 외측면이 서로 연결되도록 각각 체결 또는 해제시키는 클램핑부(400)를 포함한다.

Description

압축공기 필터장치 및 이를 이용한 압축공기 필터링 방법{Compressed air filtering apparatus and filtering method using the same as}

본 발명은 압축공기 필터장치 및 이를 이용한 압축공기 필터링 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압축공기용 배관을 통해 공급되는 압축된 공기에 포함된 수분, 미세먼지, 오일을 효과적으로 제거할 수 있으면서도, 필터부재를 용이하게 교체할 수 있는 압축공기 필터장치 및 이를 이용한 압축공기 필터링 방법에 관한 것이다.

일반적으로 공압장비, 정밀기기, 도장설비, 측정장비, 기계장비 등에는 공기압축기로 압축된 공기를 압축공기용 배관을 통하여 공급받아 사용하고 있는데, 일반적으로 압축공기에는 수분, 미세먼지, 오일이 포함되어 있어서 압축공기를 사용하는 장비의 고장, 제품의 품질불량, 생산성 저하 및 생산원가 상승의 문제점을 가지고 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 대한민국 등록특허공보 제10-0819356호에는 대개 주름지고 미세 섬유 부착물로 처리된 차단 매체를 포함하는 공업 공기 청정용 필터 장치가 개시되어 있으며, 이러한 공업 공기 청정용 필터 장치는, 공기 주입구, 공기 배출구, 여과 챔버(filtering chamber) 내로 분리하고 그 내부에 제1 공기 유동 구멍을 포함하는 스페이서 벽(spacer wall), 및 청정 공기 챔버를 포함하는 하우징(housing)과; 스페이서 벽에서 제1 공기 유동 구멍을 통해 공기가 유동하도록 배치되고, 필터 구조의 내부 청정 공기 챔버를 규정하는 주름진 필터 매체 복합체의 연장부를 포함하는 제1 필터 구조물과; 공기의 펄스가 필터 구조물의 내부 청정 공기 챔버내로 향하도록 배향된 펄스-제트 청정 시스템을 포함한다.

또한, 대한민국 등록특허공보 제10-0985515호에는 지지체 상에 부직포 형태의 여재가 여과효율이 낮은 순으로 적층되는 구조로 형성됨으로써, 운전시간에 따른 여과막의 압력손실이 개선되어 사용수명이 연장될 수 있는 다층의 공기정화용 기체 여과막이 개시되어 있는데, 지지체 상에 입경이 0.2~0.75㎛인 입자를 30~90% 또는 90~99%로 여과하는 여재 중 하나 이상이 여과효율이 낮은 순으로 적층된 제1여재층 및 상기 제1여재층 상에 입경이 0.2~0.75㎛인 입자를 99%이상으로 여과하는 제2여재층이 순차적으로 적층되어 하나의 원단을 형성하는 다층의 공기정화용 기체 여과막을 제공한다.

또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1200480호에는 공기 여과장치를 구성하는 필터를 경사지게 설치된 고정식이 아닌 수직하게 다층 설치하여 정지된 상태에서 필터링 후 세정시는 회전식으로 구성하여 세정토록 하는 공기 여과장치가 개시되어 있다.

또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1606489호에는 전체 구성을 간소화하고 우수한 냉각 성능을 구현할 수 있는 공기 순환 장치 및 필터 조립체가 개시된다. 여기서, 필터 조립체는 팽창 터빈에서 배출된 냉각 공기를 제공받아 수분과 이물질을 필터링하여 정화 공기와 더스트 공기로 분리시킨다. 필터 조립체의 정화 공기는 최종 사용처로 공급되고, 더스트 공기는 회전 조립체의 냉각에 사용된다.

그러나, 이상에서 설명한 종래의 기술들은 CNC 장비, 도장장비, 식품제조장비, 제약제조장비에 공급하는 압축공기를 ISO 8573.1:2001의 규정에 맞는 고 순도 압축공기를 제공하기 위한 목적 및 구성을 갖추고 있지 않은 상황이다.

뿐만 아니라 종래의 압축공기 필터장치의 내부에 설치된 필터부재를 주기적으로 교체해주어야 하는데, 하우징을 복수개의 볼트나 체결부재를 이용하여 체결하였기에 필터부재를 교환하기 위해서는 별도의 장비가 필요할 뿐만 아니라 교체 시간도 상당히 걸리는 단점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0819356호 (2008년03월28일) 대한민국 등록특허공보 제10-0985515호 (2010년09월29일) 대한민국 등록특허공보 제10-1200480호 (2012년11월06일) 대한민국 등록특허공보 제10-1606489호 (2016년03월21일)

http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=hsych2200&logNo=221197803813

본 발명의 목적은 압축공기 필터장치의 내부에 설치된 필터부재의 교체주기를 용이하게 확인할 수 있으며, 필터부재의 교체시 작업자가 별도의 연장을 사용하지 않고서도 혼자서도 용이하게 교체할 수 있는 압축공기 필터장치 및 이를 이용한 압축공기 필터링 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 외부에서 공급되는 압축공기를 하우징의 하부에 설치된 1차 필터에서 미세먼지 및 고형물질을 제거하고, 하우징의 상부에 설치된 2차 필터에서 오일, 가스를 제거할 수 있는 압축공기 필터장치 및 이를 이용한 압축공기 필터링 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 외부에서 공급되는 압축공기에 포함된 수분의 유입을 방지하고, 압축공기의 온도를 하강시켜 수분제거 효율을 높일 수 있는 하우징의 공기통로를 제공할 수 있는 압축공기 필터장치 및 이를 이용한 압축공기 필터링 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 외부에서 공급되는 압축공기에 포함된 미세먼지, 고형물질, 수분, 오일, 가스가 제거된 여과공기의 압력을 유지하면서 토출할 수 있는 하우징의 유입 및 토출구조를 제공할 수 있는 압축공기 필터장치 및 이를 이용한 압축공기 필터링 방법을 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 압축공기 필터장치는, 상부는 개방되고, 하부는 밀폐된 관형상으로 형성된 하부 하우징부(100)와, 상부는 밀폐되고, 하부는 개방된 관형상으로 형성된 상부 하우징부(200)와, 하단부는 상기 하부 하우징부(100)의 개방된 상단부에 수직방향으로 배치되고, 상단부는 상기 상부 하우징부(200)의 개방된 하단부에 수직방향으로 배치되며, 외부에서 유입되는 압축공기를 상기 하부 하우징부(100)의 내부로 공급하고, 상기 하부 하우징부(100)의 내부에서 1차 여과된 압축공기를 상기 상부 하우징부(200)의 내부로 공급하고, 상기 상부 하우징부(200)에서 2차 여과된 압축공기를 외부로 토출하는 중간 하우징부(300)와, 상기 하부 하우징(100) 상측 외측면 및 상기 중간 하우징(300)의 하측 외측면, 그리고 상기 상부 하우징(200)의 하측 외측면 및 상기 중간 하우징(300)의 상측 외측면이 서로 연결되도록 각각 체결 또는 해제시키는 클램핑부(400)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 압축공기 필터장치를 이용한 압축공기 필터링 방법은, 상부 하우징부(200), 중간 하우징부(300), 하부 하우징부(100)가 상부에서 하부방향으로 차례로 체결된 상태에서, 상기 중간 하우징부(300)의 외측에서 유입된 압축공기를 상기 하부 하우징부(100)로 공급하는 단계와; 상기 하부 하우징부(100)의 내부에서 내측에서 외측방향으로 통과시키면서 상기 압축공기에 포함된 상기 압축공기에 포함된 미세먼지 및 고형물질을 제거하는 단계와; 상기 하부 하우징부(100)에서 1차 여과된 압축공기를 상기 중간 하우징부(300)를 통하여 상기 상부 하우징부(200)의 내부로 공급하는 단계와; 상기 상부 하우징부(200)의 내부에서 외측에서 내측방향으로 통과시키면서 상기 압축공기에 포함된 유증기, 오일, 가스 성분을 각각 제거하는 단계와; 상기 상부 하우징부(200)의 내부에서 2차 여과된 압축공기를 외부로 토출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 압축공기 필터장치 및 이를 이용한 압축공기 필터링 방법에 따르면, 압축공기 필터장치의 내부에 설치된 필터부재의 교체주기를 용이하게 확인할 수 있어, 필터부재의 교체 주기의 확인을 위한 별도의 노력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 필터부재의 교체시 작업자가 별도의 연장을 사용하지 않고서도 혼자서도 용이하게 교체할 수 있어, 교체시간 및 이로인해 발생되는 유지 및 관리비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 외부에서 공급되는 압축공기를 하우징의 하부에 설치된 1차 필터에서 미세먼지 및 고형물질을 제거하고, 하우징의 상부에 설치된 2차 필터에서 오일, 가스를 제거할 수 있어, 설치공간을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 한 쌍의 필터부재를 이용하여 미세먼지, 고형물질, 수분, 오일, 가스를 순차적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 외부에서 공급되는 압축공기에 포함된 수분의 유입을 방지하고, 압축공기의 온도를 하강시켜 수분제거 효율을 높일 수 있는 하우징의 공기통로를 제공할 수 있고, 외부에서 공급되는 압축공기에 포함된 미세먼지, 고형물질, 수분, 오일, 가스가 제거된 여과공기의 압력을 유지하면서 토출할 수 있는 하우징의 유입 및 토출구조를 제공할 수 있어, 압축공기를 이용하는 장비의 고장이나 오류를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 생산된 제품의 불량률 또한 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 압축공기 필터장치의 사시도이며;
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 압축공기 필터장치의 분해 사시도이며;
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 압축공기 필터장치의 중간 하우징부의 사시도 및 횡단면도이며;
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 압축공기 필터장치의 하부 및 상부 필터부재의 사시도이며;
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 압축공기 필터장치의 동작을 설명하기 위한 횡 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 압축공기 필터장치의 성능을 테스트한 사진이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 압축공기 필터장치의 사시도이며; 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 압축공기 필터장치의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 압축공기 필터장치는, 공기압축기로 압축된 공기를 공급하는 압축공기용 배관의 일측단에 설치되는 것으로서, 그 개략적인 구성은, 상부는 개방되고, 하부는 밀폐된 관형상으로 형성된 하부 하우징부(100)와, 상부는 밀폐되고, 하부는 개방된 관형상으로 형성된 상부 하우징부(200)와, 하단부는 하부 하우징부(100)의 개방된 상단부에 수직방향으로 배치되고, 상단부는 상부 하우징부(200)의 개방된 하단부에 수직방향으로 배치되며, 외부에서 유입되는 압축공기를 하부 하우징부(100)의 내부로 공급하고, 하부 하우징부(100)에서 1차 여과된 압축공기를 상부 하우징부(200)의 내부로 공급하고, 상부 하우징부(200)의 내부에서 2차 여과된 압축공기를 외부로 토출하는 중간 하우징부(300)와, 하부 하우징(100) 상측 외측면 및 중간 하우징(300)의 하측 외측면, 그리고 상부 하우징(200)의 하측 외측면 및 중간 하우징(300)의 상측 외측면이 서로 연결되도록 각각 체결 또는 해제시키는 클램핑부(400)로 구성된다.

여기서, 하부 하우징부(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부는 개방되고, 하부는 밀폐된 관형상으로 형성되되, 상부의 일정 구간의 외주연이 확장되도록 하부 단턱(114)이 외측 방향으로 연장 형성되고, 상단부에는 하부 결합턱(116)이 외측방향으로 확장 형성되고, 밑면에 하부 배출공(112)이 관통 형성된 하부 하우징(110)과, 중간 하우징부(300)의 하단에 착탈 가능하도록 삽입되면서 하부 하우징(110)의 내부에 설치되며, 하부 하우징(110)의 내부에서 내측에서 외측방향으로 통과시키면서 압축공기에 포함된 미세먼지 및 고형물질을 제거하기 위한 하부 필터부재(120)와, 하부 하우징(110)의 밑면에 관통 형성된 하부 배출공(112)에 고정되도록 설치되며, 하부 하우징(100)의 내부에서 응축된 수분을 모아 외부로 배출하기 위한 밑면에 형성되는 트랩부재(130)로 구성된다.

도 2에는 도시되지는 않았지만, 하부 하우징(110)의 내측면에는 하부 필터부재(120)의 밑단을 지지하기 위한 제1 걸림턱이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 하부 하우징부(100)의 내부에 장착되는 하부 필터부재(120)는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상단부에 중간 하우징(310)의 제2 하부 끼움공(324)에 억지 끼움되는 제1 체결구(121)가 형성되며, 제1 체결구(121)의 중심에서부터 수직방향으로 제1 관통구(122)가 형성된 제1 상부판(123)과, 제1 상부 걸림턱(123)의 하측방향으로 일정 간격 떨어진 위치에 설치되는 제1 하부판(125)과, 수직방향으로 제1 중공(126)이 형성되도록 제1 상부판(123)과 제1 하부판(125)의 외측면을 감싸도록 설치되는 매쉬부재(127)와, 매쉬부재(127)의 외표면을 감싸도록 설치되어, 압축공기에 포함된 미세먼지 및 고형물질을 제거하는 제1 필터링 부재(129)로 구성된다.

여기서, 제1 필터링 부재(129)는 압축공기에 포함된 0.01㎛ 크기를 갖는 미세먼지 및 고형물질을 제거하기 위해 0.003ppm의 여과능력을 갖는 마이크로그래스(micrograss) 섬유를 사용한 주름형 필터를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 하우징부(200)는, 하부는 개방되고, 상부는 밀폐된 관형상으로 형성되되, 하부의 일정 구간의 외주연이 확장되도록 상부 단턱(214)이 외측 방향으로 연장 형성되고, 하단부에는 제1 상부 결합턱(216)이 외측방향으로 확장 형성된 상부 하우징(210)과, 중간 하우징부(300)의 상단에 착탈 가능하도록 삽입되면서 상부 하우징(210)의 내부에 설치되며, 하부 하우징부(100)에서 공급되는 1차 여과된 압축공기를 하부 하우징(110)의 내부에서 외측에서 내측방향으로 통과시키면서 압축공기에 포함된 유증기, 오일, 가스 성분을 각각 제거하기 위한 상부 필터부재(220)와, 상부 하우징(200)의 상부에 형성된 상부 배출공(212)에 고정되도록 설치되어, 상부 하우징(200)의 내부 압축공기의 압력을 측정하여 이를 표시하는 압력게이지(230)로 구성된다.

여기서, 도 2에는 도시되지는 않았지만, 상부 하우징(210)의 내측면에는 상부 필터부재(220)의 상단을 지지하기 위한 제2 걸림턱이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상부 하우징부(200)의 내부에 장착되는 상부 필터부재(220)는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 하단부에 중간 하우징(310)의 제2 상부 끼움공(334)에 억지끼움되는 제2 체결구(221)가 형성되며, 제2 체결구(221)의 중심에서부터 수직방향으로 제2 관통구(222)가 형성된 제2 상부판(223)과, 제2 상부 걸림턱(223)의 하측방향으로 일정 간격 떨어진 위치에 설치되는 제2 하부판(225)과, 수직방향으로 제2 중공(226)이 형성되도록 제2 상부판(223)과 제2 하부판(225)의 외측면을 감싸도록 설치되는 제2 매쉬부재(227)와, 제2 매쉬부재(227)의 외표면을 감싸도록 설치되어, 압축공기에 포함된 유증기, 오일, 가스 성분을 각각 제거하는 제2 필터링 부재(229)로 구성된다.

여기서, 제2 필터링 부재(229)는 유증기, 오일, 가스성분을 제거하기 위해 0.003 ppm 여과기능을 갖는 카본 필터를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 중간 하우징부(300)는, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부가 개방된 원통형상의 중간 하우징(310)과, 중간 하우징(310)의 하단부의 내측에 설치되되, 외측방향으로 압축공기에 포함된 수분을 제거하기 위한 복수개의 하부 타공(322)이 원형으로 형성된 하부 타공판(320)과, 중간 하우징(310)의 상단부의 내측에 설치되되, 외측방향으로 압축공기에 포함된 수분을 제거하기 위한 복수개의 상부 타공(332)이 원형으로 형성된 상부 타공판(330)과, 중간 하우징(310)의 외측면에는 제1 공기 유입공(342)이 형성되고, 하측 중심부에 제1 공기 토출공(344)이 형성되도록 설치되는 곡선형상의 제1 공기 이송관(340)과, 상측 중심부에 제2 공기 유입공(352)이 형성되고, 중간 하우징(310)의 타측면에 제2 공기 토출공(354)이 형성되도록 설치되는 곡선형상의 제2 공기 이송관(350)과, 상부 하우징부(200), 중간 하우징부(300) 및 하부 하우징부(100)가 차례로 연결되도록 체결된 경우, 하부 타공(322) 및 상부 타공(332)을 통하여 중간 하우징(310)의 내부에 상부 하우징(210)와 하부 하우징(110)의 내부를 수직방향으로 서로 연결시키도록 형성되는 압축공기 이송통로(360)로 구성된다.

여기서, 하부 타공판(320)과 상부 타공판(330)은 1차 필터링된 압축공기에 포함된 수분을 제거하기 위한 역할을 하며, 상부 타공(332)의 갯수가 하부 타공(322)의 갯수보다 상대적으로 더 많이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 하부 하우징(110), 상부 하우징(210), 중간 하우징(310) 및 상부 및 하부 클램핑부재(410,420)의 재질은 백녹의 발생을 예방하고, 압력으로 인한 터짐현상을 방지하기 위하여 스테인레스강(SUS) 또는 알루미늄으로 제조되는 것이 바람직하다.

한편, 중간 하우징부(300)의 제2 하부 결합턱(312)의 하단면과 하부 하우징부(100)의 제1 하부 결합턱(116)의 상단면 사이에는 제1 부싱(140)이 배치되고, 중간 하우징부(300)의 제2 상부 결합턱(314)의 상단면과 상부 하우징부(200)의 제1 상부 결합턱(216)의 하단면 사이에는 제2 부싱(240)이 배치되는 것이 바람직하다.

이때, 중간 하우징(310)의 제2 하부 결합턱(312)의 하단면에는 환형의 제2 하부 끼움홈(311)이 형성되고, 하부 하우징부(100)의 제1 하부 결합턱(116)의 상단면에는 환형의 제1 하부 끼움홈(118)이 형성될 뿐만 아니라 중간 하우징(310)의 제2 상부 결합턱(314)의 상단면에는 환형의 제1 상부 끼움홈(313)이 형성되고, 상부 하우징(210)의 제1 상부 결합턱(216)에는 환형의 제2 상부 끼움홈(218)이 형성되고, 제1 및 제2 부싱(140,240)이 두께가 상대적으로 얇은 평면형 형상으로 형성되되, 상부 중간부 및 하부 중간부가 상측 및 하측 방향으로 각각 돌출된 상부 돌출부 및 하부 돌출부를 갖는 +자 형상으로 형성되어, 제1 및 제2 부싱부(140,240)의 상부 돌출부 및 하부 돌출부가 제2 하부 결합턱(312)의 제2 하부 끼움공(311)과 제1 하부 결합턱(116)의 제1 하부 끼움홈(118) 사이와 제2 상부 결합턱(314)의 제1 상부 끼움홈(313)과 제1 상부 결합턱(216)의 제2 상부 끼움홈(218) 사이에 각각 끼워지기 때문에 밀폐력을 향상시킬 수 있다.

이에 따라 상부 하우징부(200), 중간 하우징부(300), 하부 하우징부(100)이 수직방향으로 차례로 체결되는 경우 제1 부싱(140)과 제2 부싱(240)이 상부 하우징부(200)과 중간 하우징부(300), 그리고 중간 하두징부(300)과 하부 하우징부(100)의 내부에 형성된 중공에서 압축공기가 외부로 빠져나가지 않도록 밀폐할 수 있다.

여기서, 중간 하우징부(300)의 제2 하부 결합턱(312)과 하부 하우징부(100)의 제1 하부 결합턱(116)의 직경 및 내경의 크기와, 중간 하우징부(300)의 제2 상부 결합턱(314)과 상부 하우징부(200)의 제1 상부 결합턱(216)의 직경 및 내경의 크기는 서로 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 클램핑부(400)의 하부 클램핑부재(410)는, 내측에 ㄷ자 형상의 체결턱(411)이 각각 형성된 반원형의 제1 절곡 연결부재(412) 내지 제3 절곡 연결부재(416)와, 제1 절곡 연결부재(412)와 제2 절곡 연결부재(414) 그리고 제2 절곡 연결부재(414)와 제3 절곡 연결부재(416)를 각각 회동가능하게 연결시키는 제1 및 제2 힌지(413,145)와, 제1 절곡 연결부재(412) 및 제3 절곡 연결부재(416)의 외측에 각각 형성된 제1 및 제2 체결공(417,418)에 끼워진 상태로 나사 결합또는 나사 풀림되는 체결볼트(419)로 구성된다. 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 상부 클램핑부재(420)의 구조는 하부 클램핑부재(410)와 동일하므로 그 구성의 설명은 생략한다.

이에 따라 클램핑부(400)의 하부 클램핑부재(410)가 중간 하우징부(300)의 제2 하부 결합턱(312)과 하부 하우징부(100)의 제1 하부 결합턱(116)이 결합을 유지하도록 체결하는 경우, 중간 하우징부(300)의 제2 하부 결합턱(312)과 하부 하우징부(100)의 제1 하부 결합턱(116) 사이에 제1 부싱(140)이 끼워진 상태에서 서로 수직방향으로 배치된 상태에서 반원형의 제1 절곡 연결부재(412) 내지 제3 절곡 연결부재(416)의 각각의 ㄷ자 형상의 체결턱(411)의 내부에 중간 하우징부(300)의 제2 하부 결합턱(312)과 하부 하우징부(100)의 제1 하부 결합턱(116)이 끼워진 상태에서 사용자가 제1 및 제2 체결공(417,418)에 끼워진 체결볼트(419)를 나사 결합되도록 회전시켜 체결시킬 수 있으며, 클램핑부(400)의 상부 클램핑 부재(420)는 중간 하우징부(300)의 제2 상부 결합턱(314)과 상부 하우징부(200)의 제1 상부 결합턱(216)도 동일한 방법으로 서로 연결되도록 체결시킬 수 있다.

이와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 압축공기 필터장치는 하나의 전체 하우징의 내부에 하부 필터부재 및 상부 필터부재를 설치할 수 있어 설치공간을 절약 및 압축공기 필터장치에 유입되는 압축공기와 최종적으로 토출되는 압축공기간의 차압을 최소화 할 수 있는 구조를 제공한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 압축공기 필터장치를 이용한 압축공기 필터링 절차를 설명한다.

1. 압축공기 필터장치의 체결 및 분리

작업자는 먼저 하부 하우징부(100), 중간 하우징부(300), 상부 하우징부(200)를 수직방향으로 체결하기 위하여, 먼저 하부 필터부재(120)의 제1 체결구(121)를 중간 하우징(310)의 제2 하부 끼움공(324)에 억지 끼움방식으로 결합하고, 상부 필터부재(220)의 제2 체결구(221)를 중간 하우징(310)의 제2 상부 끼움공(334)에 억지 끼움방식으로 결합한다.

이어, 작업자는 제1 부싱(140) 및 제2 부싱(240)을 하부 필터부재(120)와 상부 필터부재(220)를 각각 통과시키도록 이동시키면서 제1 부싱(140) 및 제2 부싱(240)의 상측 및 하측으로 각각 돌출된 상부 돌출부 또는 하부 돌출부가 중간 하우징(310)의 제2 하부 결합턱(312)의 상단면에 형성된 환형의 제2 하부 끼움홈(311)과 제2 상부 결합턱(314)의 하단면에 형성된 환형의 제2 상부 끼움홈(313)에 각각 삽입되도록 위치시킨다.

이어, 작업자는 하부 하우징(110)의 제1 하부 결합턱(116)과 중간 하우징(310)의 제2 하부 결합턱(312)이 서로 마주하도록 하부 하우징(110)의 내부에 하부 필터부재(120)가 삽입 설치되도록 이동시키고, 상부 하우징(210)의 제1 상부 결합턱(216)과 중간 하우징(310)의 제2 상부 결합턱(314)이 서로 마주하도록 상부 하우징(210)의 내부에 상부 필터부재(220)가 삽입 설치되도록 이동시킨다.

이어, 작업자는 하부 클램핑부재(410) 및 상부 클램핑부재(420)의 제1 내지 제3 절곡 연결부재(412,414,146)의 각각의 체결턱(411)의 내부에 서로 마주하도록 배치된 하부 하우징(110)의 제1 하부 결합턱(116)과 중간 하우징(310)의 제2 하부 결합턱(312)과 상부 하우징(210)의 제1 상부 결합턱(216)과 중간 하우징(310)의 제2 상부 결합턱(314)을 각각 위치시킨 상태에서 제1 및 제2 체결공(417, 418)에 삽입된 체결볼트(419)를 나사 결합되는 방향으로 회전시켜 결국 상부 하우징부(200), 중간 하우징부(300) 및 하부 하우징부(100)를 수직방향으로 체결시킬 수 있다.

이때, 작업자가 하부 하우징부(100) 또는/및 상부 하우징부(200)의 내부에 설치된 하부 필터부재(120) 또는/및 상부 필터부재(220)의 교체하기 위해서는, 위에서 설명한 압축공기 필터장치의 체결의 역순으로 분리하여 하부 필터부재(120) 또는/및 상부 필터부재(220)를 교체할 수 있다.

2. 압축공기 필터장치의 동작

(2-1) 1차 필터링 동작

먼저 압축공기용 배관을 통해 공급되는 2400ℓ/min 유량을 갖는 압축공기는 중간 하우징(310)의 일측 외표면에 설치된 제1 공기 이송관(340)의 제1 공기 유입공(342)을 통하여 유입되고, 제1 공기 이송관(340)의 형상을 따라 하측방향으로 이동한 후 제1 공기 이송관(340)의 제1 공기 토출공(344)을 통하여 하부 하우징(110)의 내부로 공급된다.

이때, 하부 필터부재(120)의 제1 체결구(121)를 중간 하우징(310)의 하부 끼움공(324)에 억지 끼움방식으로 결합되어 있으므로, 제1 공기 이송관(340)의 제1 공기 토출공(344)을 통하여 하부 하우징(110)의 내부로 공급되는 압축공기는 제1 필터링부재(129)의 내부에 형성된 제1 중공(126)으로 유입된 후 제1 필터링부재(129)를 수평방향으로 통과하면서 압축공기에 포함된 미세먼지 및 고형물질을 제거할 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 압축공기 필터장치의 유분/수분을 검출하기 위한 테스트 키트를 이용하여 측정한 결과를 보인 것으로서, 도 6a에 도시된 화살표에 표시된 바와 같이 유분/수분키트의 양쪽끝이 개봉전 노란색을 보이고 있으나, 도 6b에 도시된 화살표에 표시된 바와 같이 유분/수분키트의 개봉 후에도 노란색을 보이고 있어 유분 및 수분이 정상적으로 제거되고 있음을 알 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 필터링부재(129)를 수평방향으로 통과하면서 압축공기에 포함된 미세먼지 및 고형물질이 검출되지 않음을 알 수 있다.

이때, 압축공기가 제1 필터링부재(129)를 수평방향으로 통과할 때 제1 필터링부재(129)의 표면 단면적이 넓어 종래의 필터장치보다 상대적으로 여과범위를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 여과면적 또한 상대적으로 넓어 이물질 포집능력이 우수하고, 낮은 차압강하로 인해 사용수명을 상대적으로 더 늘릴 수 있고, 종래의 롤타입필터 보다 많은 유량을 처리할 수 있다.

이어, 1차 필터링된 압축공기는 도 5에 도시된 바와 같이, 하부 하우징(110)의 내부공간에서 중간 하우징(310)의 하단부 및 상단부에 각각 고정 설치된 하부 타공판(320)의 하부 타공(322)과 중간 하우징(310)의 내부 공간 및 상부 타공판(330)의 상부 타공(332)으로 이어지는 압축공기 이송통로(360)를 통하여 상부 하우징(210)의 내부로 유입된다.

(2-2) 2차 필터링 동작

이어, 상부 하우징(210)의 내부로 유입된 1차 필터링된 압축공기는 제2 필터링부재(220)의 내측에 형성된 제2 중공(126)에 유입되도록 수평방향으로 통과하면서 압축공기에 포함된 유증기, 오일, 가스 성분이 각각 제거된다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 압축공기 필터장치의 오일을 검출하기 위한 테스트 키트를 이용하여 측정한 결과를 보인 것으로서, 도 8a에 표시된 바와 같이 유리관으로 밀봉된 카트리지를 양쪽으로 잘라내 다음 화살표 방향으로 미세한 공기를 흘려보내면, 처음에는 노란색이었던 검지관이 압축공기가 흘러가면서 압축공기에 유분이 포함된 경우 연푸른색으로 변하게 되는 원리를 보이고 있으나, 도 8b에 도시된 바와 같이, 25분간 3리터의 압축공기를 흘려보낸 경우에 노란색을 그대로 유지하고 있어 유분이 정상적으로 제거되고 있음을 알 수 있다.

이어, 2차 필터링된 압축공기는 상부 필터링부재(220)의 제2 체결구(221)가 중간 하우징(310)의 상부 끼움공(334)에 억지끼움방식으로 결합되어 있으므로, 제2 공기 이송관(350)의 제2 공기 유입공(352)을 통하여 유입된 후, 제2 공기 이송관(350)의 형상을 따라 하측방향으로 이동한 후 제2 공기 이송관(350)의 제2 공기 토출공(354)을 통하여 압축공기용 배관으로 공급될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서 중간 하우징(110)의 제1 공기 유입공(342)으로 유입되는 압축공기는 6 ㎏/㎤으로 설정되고, 중간 하우징(110)의 제2 공기 토출공(354)으로 최종적으로 토출되는 압축공기도 6 ㎏/㎤ 이므로 압축공기 필터장치에 유입되는 압축공기와 최종적으로 토출되는 압축공기간의 차압을 최소화 할 수 있다.

이에 따라 고품질의 압축공기를 공압장비, 정밀기기, 도장설비, 측정장비, 기계장비 등에 공급할 수 있어 장치의 고장을 최소화시킬 뿐만 아니라 제품 품질을 안정화시킬 수 있어, 제품생산중 제품불량 및 장비불량으로 인한 유지보수비용의 발생을 원천적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 생산량의 극대화를 꾀할 수 있어, 전체 생산비용을 절감시킬 수 있을 것이다.

이상에서 본 발명들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가,각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 하부 하우징부 110 : 하부 하우징
112 : 하부 배출공 114 : 하부 단턱
116 : 제1 하부 결합턱 118 : 제1 하부 끼움홈
120 : 하부 필터부재 121 : 제1 체결구
122 : 제1 관통구 123 : 제1 상부판
125 : 제1 하부판 126 : 제1 중공
127 : 매쉬부재 129 : 제1 필터링부재
130 : 트랩부재 140 : 제1 부싱
200 : 상부 하우징부 210 : 상부 하우징
212 : 상부 배출공 214 : 상부 단턱
216 : 제1 상부 결합턱 218 : 제1 상부 끼움홈
220 : 상부 필터부재 221 : 제2 체결구
222 : 제2 관통구 223 : 제2 상부판
225 : 제2 하부판 226 : 제2 중공
227 : 제2 매쉬부재 229 : 제2 필터링부재
230 : 압력게이지 240 : 제2 부싱
300 : 중간 하우징부 310 : 중간 하우징
311 : 제2 하부 끼움홈 312 : 제2 하부 결합턱
313 : 제2 상부 끼움홈 314 : 제2 상부 결합턱
320 : 하부 타공판 322 : 하부 타공
324 : 하부 끼움공 330 : 상부 타공판
332 : 상부 타공 334 : 상부 끼움공
340 : 제1 공기 이송관 342 : 제1 공기 유입공
344 : 제1 공기 토출공 350 : 제2 공기 이송관
352 : 제2 공기 유입공 354 : 제2 공기 토출공
360 : 압축공기 이송통로 400 : 클램핑부
410 : 하부 클램핑부재 411 : 체결턱
412,414,146 : 절곡 연결부재 413,415 : 제1 및 제2 힌지
417 : 체결공 418 : 제3 힌지
419 : 체결볼트 420 : 상부 클램핑부재

Claims (5)

1. 상부는 개방되고, 하부는 밀폐된 관형상으로 형성된 하부 하우징부(100)와;
   상부는 밀폐되고, 하부는 개방된 관형상으로 형성된 상부 하우징부(200)와;
   하단부는 상기 하부 하우징부(100)의 개방된 상단부에 수직방향으로 배치되고, 상단부는 상기 상부 하우징부(200)의 개방된 하단부에 수직방향으로 배치되며; 외부에서 유입되는 압축공기를 상기 하부 하우징부(100)의 내부로 공급하고, 상기 하부 하우징부(100)에서 1차 여과된 압축공기를 상기 상부 하우징부(200)의 내부로 공급하고, 상기 상부 하우징부(200)의 내부에서 2차 여과된 압축공기를 외부로 토출하는 중간 하우징부(300)와;
   상기 하부 하우징(100) 상측 외측면 및 상기 중간 하우징(300)의 하측 외측면, 그리고 상기 상부 하우징(200)의 하측 외측면 및 상기 중간 하우징(300)의 상측 외측면이 서로 연결되도록 각각 체결 또는 해제시키는 클램핑부(400)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압축공기 필터장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하부 하우징부(100)는,
   상부는 개방되고, 하부는 밀폐된 관형상으로 형성되되, 상부의 일정 구간의 외주연이 확장되도록 하부 단턱(114)이 외측 방향으로 연장 형성되고, 상단부에는 하부 결합턱(116)이 외측방향으로 확장 형성된 하부 하우징(110)과;
   상기 중간 하우징부(300)의 하단에 착탈 가능하도록 삽입되면서 상기 하부 하우징(110)의 내부에 설치되며, 상기 하부 하우징(110)의 내부에서 내측에서 외측방향으로 통과시키면서 상기 압축공기에 포함된 미세먼지 및 고형물질을 제거하기 위한 하부 필터부재(120)와;
   상기 하부 하우징(100)의 내부에서 응축된 수분을 외부로 배출하기 위한 밑면에 형성되는 트랩부재(130)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압축공기 필터장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 상부 하우징부(200)는,
   하부는 개방되고, 상부는 밀폐된 관형상으로 형성되되, 하부의 일정 구간의 외주연이 확장되도록 상부 단턱(214)이 외측 방향으로 연장 형성되고, 하단부에는 상부 결합턱이 외측방향으로 확장 형성된 상부 하우징(210)과;
   상기 중간 하우징부(300)의 상단에 착탈 가능하도록 삽입되면서 상기 상부 하우징(210)의 내부에 설치되며, 상기 하부 하우징부(100)에서 공급되는 1차 여과된 압축공기를 상기 하부 하우징(110)의 내부에서 외측에서 내측방향으로 통과시키면서 상기 압축공기에 포함된 유증기, 오일, 가스 성분을 각각 제거하기 위한 상부 필터부재(220)와;
   상기 상부 하우징(200)의 상부에 형성된 설치공(214)에 연결 및 고정되도록 설치되어, 상기 상부 하우징(200)의 내부 압축공기의 압력을 측정하여 이를 표시하는 압력게이지(230)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압축공기 필터장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 중간 하우징부(300)는,
   상부 및 하부가 개방된 원통형상의 중간 하우징(310)과;
   상기 중간 하우징(310)의 하단부의 내측에 설치되되, 외측방향으로 상기 압축공기에 포함된 수분을 제거하기 위한 복수개의 하부 타공(322)이 원형으로 형성된 하부 타공판(320)과;
   상기 중간 하우징(310)의 상단부의 내측에 설치되되, 외측방향으로 상기 압축공기에 포함된 수분을 제거하기 위한 복수개의 상부 타공(332)이 원형으로 형성된 상부 타공판(330)과;
   상기 중간 하우징(310)의 외측면에는 제1 공기 유입공(342)이 형성되고, 하측 중심부에 제1 공기 토출공(344)이 형성되도록 설치되는 곡선형상의 제1 공기 이송관(340)과;
   상측 중심부에 제2 공기 유입공(352)이 형성되고, 상기 중간 하우징(310)의 타측면에 제2 공기 토출공(354)이 형성되도록 설치되는 곡선형상의 제2 공기 이송관(350)과;
   상기 상부 하우징부(200), 상기 중간 하우징부(300) 및 상기 하부 하우징부(100)가 차례로 연결되도록 체결된 경우, 상기 하부 타공(322) 및 상기 상부 타공(332)을 통하여 상기 중간 하우징부(200)의 내부에 상기 상부 하우징부(200)와 상기 하부 하우징부(100)의 내부를 수직방향으로 서로 연결시키도록 형성되는 압축공기 이송통로(360)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압축공기 필터장치.
5. 상부 하우징부(200), 중간 하우징부(300), 하부 하우징부(100)가 상부에서 하부방향으로 차례로 체결된 상태에서,
   상기 중간 하우징부(300)의 외측에서 유입된 압축공기를 상기 하부 하우징부(100)로 공급하는 단계와;
   상기 하부 하우징부(100)의 내부에서 내측에서 외측방향으로 통과시키면서 상기 압축공기에 포함된 상기 압축공기에 포함된 미세먼지 및 고형물질을 제거하는 단계와;
   상기 하부 하우징부(100)에서 1차 여과된 압축공기를 상기 중간 하우징부(300)를 통하여 상기 상부 하우징부(200)의 내부로 공급하는 단계와;
   상기 상부 하우징부(200)의 내부에서 외측에서 내측방향으로 통과시키면서 상기 압축공기에 포함된 유증기, 오일, 가스 성분을 각각 제거하는 단계와;
   상기 상부 하우징부(200)의 내부에서 2차 여과된 압축공기를 외부로 토출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축공기 필터장치를 이용한 압축공기 필터링 방법.

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