KR20200031961A - 세라믹촉매필터 제조방법 - Google Patents

세라믹촉매필터 제조방법 Download PDF

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KR20200031961A
KR20200031961A KR1020180111133A KR20180111133A KR20200031961A KR 20200031961 A KR20200031961 A KR 20200031961A KR 1020180111133 A KR1020180111133 A KR 1020180111133A KR 20180111133 A KR20180111133 A KR 20180111133A KR 20200031961 A KR20200031961 A KR 20200031961A
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Abstract

본 발명은 세라믹촉매필터 제조방법에 관한 것으로, 필터(200)를 세라믹필터용 세라믹 코팅장치에 투입하는 1단계;
상기 필터(200)에 세라믹촉매코팅액을 분사하여 코팅하는 2단계;
상기 필터(200)를 건조 및 소결하는 3단계;
로 이루어지는 것으로,
따라서, 본 발명 세라믹필터용 세라믹 코팅장치는 분사되고 남은 코팅액을 회수함으로써 매우 친환경적이면서 경제적이고, 또한 필터의 양단을 고정하는 장치 중 어느 하나는 길이조정이 가능하도록 하여 다양한 길이의 필터에 적용할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.

Description

세라믹촉매필터 제조방법{Manufacturing method of ceramic catalyst filter}
본 발명은 세라믹촉매필터 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부공간이 형성되어 있는 하우징의 내부에서 수평방향으로 가로지르고 있는 필터의 양단을 각각 지지브래킷과 고정부로 지지한 후, 구동모터에 의해 상기 필터를 회전시키면서 필터의 외부에 세라믹촉매코팅액을 분사함으로써 필터의 외부면에 세라믹촉매코팅액을 코팅하는 세라믹촉매필터 제조방법에 관한 것이다.
세라믹 필터는 등록특허공보 제0923024호에 기재되어 있는 바와 같이 화력발전소, 소각로 그리고 각종 산업공정 등의 고정원에서 발생하는 공해물질을 기존의 처리공정보다 효율적이고 에너지 친화적이고 경제적으로 처리하기 위하여 분진과 질소산화물을 동시에 제거할 수 있는 필터의 한 종류이다.
이러한 세라믹 필터에 관련된 종래기술로는 등록특허공보 제0923024호에 물을 사용하여 캔들형 세라믹 필터의 이물질을 세척하는 이물질 제거단계와, 상기 이물질 제거단계 후 묽은 산 또는 알카리 수용액을 사용하여 세라믹 필터에 부착된 유기물질을 제거하는 유기물질 제거단계와, 상기 유기물질 제거단계 후 상기 캔들형 세라믹 필터를 수용하여 밀폐시키고 상기 세라믹 필터의 내부에 유체를 공급하기 위한 유체흡입구를 구비한 코팅 셀에 상기 캔들형 세라믹 필터를 장착하는 코팅 셀 장착단계와, 상기 코팅 셀 장착단계 후 상기 유체흡입구를 통하여 상기 캔들형 세라믹 필터의 내부에 타이타니아 수용액의 높이가 상기 세라믹 필터의 두께보다 높도록 상기 타이타니아 수용액을 주입하는 제1수용액 주입단계와, 상기 제1수용액 주입단계 후 상기 코팅 셀을 회전시켜서 상기 세라믹 필터에 타이타니아 입자를 코팅하는 제1회전코팅단계와, 상기 제1회전코팅단계 후 상기 세라믹 필터를 건조하는 제1건조단계와, 상기 제1건조단계 후 상기 유체흡입구를 통하여 상기 세라믹 필터의 내부에 촉매수용액을 주입하는 제2수용액 주입단계와, 상기 제2수용액 주입단계 후 상기 코팅 셀을 회전시켜서 상기 세라믹 필터에 상기 촉매를 코팅하는 제2회전코팅단계와, 상기 제2회전코팅단계 후 상기 세라믹 필터를 건조하는 제2건조단계와, 상기 제2건조단계 후 상기 세라믹 필터를 가열하여 소성하는 소성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캔들형세라믹 필터에 촉매를 코팅하는 방법이 등록공개되어 있다.
또 다른 종래기술로는 등록특허공보 제1086050호에 필터를 장착하고, 외부로부터 전원을 제공받아 장착되는 상기 필터를 제1 방향으로 이동시키거나 상기 제1 방향과 반대방향인 제2 방향으로 이동시키면서 회전동작하는 필터 장착부; 상기 필터 장착부에 장착되는 상기 필터에 삽입되어 저장된 페이스트를 소정의 압력을 통해 상기 필터에 분사하는 필터 분사부; 상기 필터 장착부와 전기적으로 연결되어 상기 필터의 동작을 제어하고, 상기 필터 분사부와 전기적으로 연결되어 상기 필터에 분사되는 페이스트를 제어하는 필터 제어부; 및 상기 필터 제어부와 전기적으로 연결되어 상기 필터 제어부의 동작을 디스플레이하거나 저장하면서 관리하는 필터 관리부;를 포함하며, 상기 필터 장착부는 외부로부터 전원을 공급받아 동력을 출력하는 제1 모터부; 상기 제1 모터부로부터 상기 동력을 제공받아 회전동력과 직선동력으로 변환하여 전달하는 제1 기어부; 상기 제1 기어부와 소정의 간격을 유지하면서 배치되어 상기 필터와 체결되거나 분리되면서 상기 필터를 지지하는 필터체결부; 상기 필터체결부의 하단에 배치되되, 상기 제1 기어부와 물리적으로 연결되고, 상기 제1 기어부로부터 상기 직선동력과 상기 회전동력을 전달받아 상기 필터체결부를 전진 또는 후진하면서 상기 필터를 회전하도록 하는 필터 슬라이딩부; 및 상기 필터 슬라이딩부의 하단에 배치되어 상기 필터 슬라이딩부가 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동할 수 있도록 상기 필터 슬라이딩부와 체결되는 필터 슬라이딩 동작부;를 포함하며, 상기 필터 분사부는 상기 페이스트를 저장하는 저장부; 상기 저장부에 저장되는 상기 페이스트를 혼합하는 믹서부; 상기 믹서부를 통해 혼합되는 상기 페이스트를 상기 필터에 삽입되는 동안 분사하는 분사부; 및 상기 저장부에 소정의 압력을 가하여 상기 페이스트가 상기 분사부를 통해 분사되도록 하는 압력부;를 포함하며, 상기 필터 제어부는 상기 필터의 이동속도와 상기 필터의 회전속도를 제어하는 필터 장착 제어부;와 상기 필터에 분사되는 상기 페이스트의 분사량과 상기 페이스트의 분사 속도를 제어하는 필터 분사 제어부;를 포함하며, 상기 필터 관리부는 상기 필터 제어부로부터 상기 필터 장착부와 상기 필터 분사부에 대한 동작상태를 제공받아 저장하는 동작메모리부; 상기 필터 장착부와 상기 필터 분사부에 대한 동작상태를 디스플레이하는 디스플레이부; 및 상기 동작메모리부와 상기 디스플레이부와 전기적으로 연결되어 상기 필터 장착부와 상기 필터 분사부를 분석하고 제어하는 관리 제어부;를 포함하는 회전방식을 이용하여 필터를 코팅하는 분사 장치가 등록공개되어 있다.
그러나 종래 필터에 세라믹촉매코팅액을 코팅하는 장치는 분사되고 남은 코팅액을 회수하는 방법에 대한 명확한 기술이 없으며, 또한 필터의 양단을 고정하는 장치가 고정되어 있기 때문에 정해진 길이의 필터만을 사용하여야 하기 때문에 다양한 길이의 필터에 적용하는데 애로가 있다는 등의 단점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 분사되고 남은 세라믹촉매코팅액을 회수함으로써 매우 친환경적이고, 또한 필터의 양단을 고정하는 장치 중 어느 하나는 길이조정이 가능하도록 하여 다양한 길이의 필터에 적용할 수 있는 세라믹촉매필터 제조방법를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 세라믹촉매필터 제조방법에 관한 것으로, 필터(200)를 세라믹필터용 세라믹 코팅장치에 투입하는 1단계;
상기 필터(200)에 세라믹촉매코팅액을 분사하여 코팅하는 2단계;
상기 필터(200)를 건조 및 소결하는 3단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 분사되고 남은 세라믹촉매코팅액을 회수함으로써 매우 친환경적이면서 경제적이고, 또한 필터의 양단을 고정하는 장치 중 어느 하나는 길이조정이 가능하도록 하여 다양한 길이의 필터에 적용할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 비커 사진
도 2는 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 교반기 사진
도 3은 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 분무건조기 사진
도 4는 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 제2교반기 사진
도 5는 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 전기로 사진
도 6은 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 바스켓 밀 사진
도 7은 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 소결장치 사진
도 8은 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 세라믹필터용 세라믹 코팅장치사진
도 9는 본 발명 세라믹필터용 세라믹 코팅장치의 개요도
도 10은 세라믹필터용 세라믹 코팅장치에서 코팅된 세라믹필터 사진
도 11은 본 발명 세라믹필터용 세라믹 코팅장치의 정면도
도 12는 본 발명 세라믹필터용 세라믹 코팅장치의 측면도
도 13은 본 발명 세라믹필터용 세라믹 코팅장치의 평면도
도 14는 본 발명 세라믹필터용 세라믹 코팅장치의 일부분 확대 상세도
도 15는 또 다른 실시에 따른 본 발명 세라믹필터용 세라믹 코팅장치의 고정부 개요도
도 16은 본 발명 세라믹필터 사진
본 발명은 세라믹촉매필터 제조방법에 관한 것으로, 필터(200)를 세라믹필터용 세라믹 코팅장치에 투입하는 1단계;
상기 필터(200)에 세라믹촉매코팅액을 분사하여 코팅하는 2단계;
상기 필터(200)를 건조 및 소결하는 3단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 1단계는 필터(200)를 세라믹필터용 세라믹 코팅장치로 투입하기 전에 세척하는 공정이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세라믹촉매코팅액은 Oxalic acid, Distilled water, TiO2, NH4VO3, (NH4)10W12O41를 혼합하여 분무건조 한 후에 분말소결하고, 소결된 분말을 물과 혼합하여 용액을 제조하고, 습십분배하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세라믹필터용 세라믹 코팅장치는 내부공간이 형성되어 있는 하우징(110)의 내부에서 수평방향으로 가로지르고 있는 필터(200)의 양단을 각각 지지브래킷(120)과 고정부(130)로 지지한 후, 구동모터(140)에 의해 상기 필터(200)를 회전시키면서 필터(200)의 외부에 세라믹촉매코팅액을 분사함으로써 필터(200)의 외부면에 세라믹촉매코팅액을 코팅하는 것을 특징으로 하는 한다.
또한, 상기 하우징(110)의 내부 천정면에는 필터(200)의 외부면에 세라믹촉매코팅액을 분사하는 분사부(150)가 장착되어 있는 것으로, 상기 분사부(150)는 내부에 외부로부터 공급받은 세라믹촉매코팅액이 수용되어 있는 유입관(151)이 필터(200)의 길이방향으로 나란하게 배치되어 있고, 상기 유입관(151)에는 세라믹촉매코팅액을 분사하는 복수 개의 분사노즐(152)이 유입관(151)의 길이방향을 따라 일정간격 이격되게 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 필터(200)는 일단이 구동모터(140)의 구동력을 직접 전달받는 지지브래킷(120)에 의해 지지되어 있고, 타단은 필터(200)의 다양한 길이에 유연하게 대응하도록 길이가 가변하는 고정부(130)에 의해 지지되어 있어, 상기 구동모터(140)에 의해 지지브래킷(120)이 회전하면 필터(200)와 함께 고정부(130)도 함께 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정부(130)는 필터(200)의 일면에 접촉되는 고정브래킷(131)과, 상기 필터(200)가 접촉되지 않은 고정브래킷(131)의 타면에 돌출형성되어 있는 중공축(132)과, 상기 중공축(132)의 중공홀에 일단이 삽입되는 제1회전축(133)과, 상기 중공축(132)의 중공홀에 삽입되지 않은 타단에 결합되되, 하우징(110)의 측면에 회전가능하도록 지지되어 있는 제2회전축(135)과, 상기 제1회전축(133)과 제2회전축(135) 사이에 돌출형성되어 있는 지지판(136)과, 상기 고정브래킷(131)과 지지판(136) 사이에 양단이 지지되어 있는 스프링(134)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 비커 사진, 도 2는 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 교반기 사진, 도 3은 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 분무건조기 사진, 도 4는 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 제2교반기 사진, 도 5는 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 전기로 사진, 도 6은 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 바스켓 밀 사진, 도 7은 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 소결장치 사진, 도 8은 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 세라믹필터용 세라믹 코팅장치사진, 도 9는 본 발명 세라믹필터용 세라믹 코팅장치의 개요도, 도 10은 세라믹필터용 세라믹 코팅장치에서 코팅된 세라믹필터 사진, 도 11은 본 발명 세라믹필터용 세라믹 코팅장치의 정면도, 도 12는 본 발명 세라믹필터용 세라믹 코팅장치의 측면도, 도 13은 본 발명 세라믹필터용 세라믹 코팅장치의 평면도, 도 14는 본 발명 세라믹필터용 세라믹 코팅장치의 일부분 확대 상세도, 도 15는 또 다른 실시에 따른 본 발명 세라믹필터용 세라믹 코팅장치의 고정부 개요도, 도 16은 본 발명 세라믹필터 사진이다.
본 발명은 세라믹촉매필터 제조방법에 관한 것으로, 필터(200)에 촉매 코팅을 하기 위하여 세라믹촉매코팅액을 제조하는 1단계; 상기 필터(200)를 세척하는 2단계; 상기 필터(200)를 세라믹필터용 세라믹 코팅장치에 투입하고 세라믹촉매코팅액을 분사하여 코팅하는 3단계; 상기 필터(200)를 건조 및 소결하는 4단계로 이루어진다.
상기 세라믹촉매코팅액은 Oxalic acid, Distilled water, TiO2, NH4VO3, (NH4)10W12O41를 혼합하여 분무건조 한 후에 분말소결하고, 소결된 분말을 물과 혼합하여 용액을 제조하고, 습십분배하여 제조되는 것이다.
상기 세라믹촉매코팅액을 제조하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 대용량 반응기에 장착된 대형 비커에 증류수를 넣고 가열한다. 적정 온도로 가열된 증류수에 옥살산에 용해시켜 산성용액을 준비한다. 실험실의 장비와 환경의 변화가 있어서 PH meter(HM-42x)를 사용하여 정확한 산도를 맞춘다.
상기 세라믹촉매코팅액의 주 원료가 되는 NH4VO3(Ammonium metavanadate(JUNSEI))와 (NH4)10W12O41(Ammonium metatungstate hydrate(ALDRICH)), TiO2(DEGUSSA)powder이다.
산성용액에 NH4VO3와 (NH4)10W12O4를 완전히 용해시키고 TiO2 powder를 넣은 후 교반기로 교반하한다.
그리고 교반된 용액을 촉매로 제조하기 위해서는 하소(calcination) 과정이 필요하며, 먼저 건조시킬 필요성이 있다.
교반된 용액을 고형 분말로 건조시키기 위하여 분무건조기를 사용한다. 분무 건조기는 액상의 재료를 열풍 중에 분무하여 건조 입자를 얻는 장치이며, 균일한 조성의 원료 분말을 얻을 수 있다. 단, 용액을 공급할 때, TiO2 powder들이 침잠되지 않도록 교반 할 수 있는 제2교반기가 필요하다. 이렇게 건조된 고형 분말은 전기로에서 소결하였다.
상기 소결된 촉매 분말은 입도가 수~수십 ㎛에 이르며 상대적으로 표면적이 커서 촉매 효율이 낮고 세라믹 필터 표면에 코팅하기 어렵기 때문에 입도를 조정할 필요성이 있다.
바스켓 밀은 도가니 속에 고속으로 회전하는 세라믹 비드가 들어 있는 회전체를 용액과 같이 넣어 입도를 조정하는 장치로, 촉매 분말의 입도를 조정하는 데 사용하였으며, 입도 분석 결과로 60분 이상 밀링을 하였을 때 이상적인 입도를 얻을 수 있었다.
촉매 코팅 장치에서 코팅된 세라믹 촉매 필터는 건조 과정을 거친 후 촉매의 접착력과 내구도를 높이기 위하여 소결(Sintering) 과정이 필요하다. 일반적인 전기로의 경우 열원의 위치와 소결체의 크기에 의해 부분적으로 온도가 달라지는 열편차가 일어난다. 시트형 세라믹 필터의 경우 직사각형의 형태를 띤 튜브 형태로 가로와 세로의 길이 차이가 크고 튜브 두께가 상대적으로 얇기 때문에 열편차가 발생할 경우 세라믹 필터부와 촉매 코팅층이 손상을 입어 변형되거나 크랙(crack)이 발생할 수 있으며, 중앙부분이 목표 온도에 도달하는 시간이 길기 때문에 작업 시간도 늘어나게 된다. 열편차를 줄이고 대량의 세라믹 필터를 소결하기 위하여 대차식 Convection Oven을 소결 장치로 사용하였다.
오븐 형태의 이 장치는 내부에 열풍을 순환시켜 전체적인 열편차를 최소화 할 수 있게 되어있다. 또한 바닥부분이 대차식이어서 손쉽게 소결체를 적층할 수 있으므로 대량의 촉매 필터를 소결 할 때 용이하게 사용된다. 촉매의 최적 소결온도는 사전 실험으로 확인한 사항이었지만 세라믹 필터의 크기가 커지고 한 번에 소결 되는 필터의 수가 많아지면서 승온 속도, 중간 온도, 유지 시간 등에 변동이 있었다.
촉매 필터를 소결 할 때 열충격에 의한 손상을 줄이면서 작업시간을 감안하여 최적화한 소결 스케쥴 (Sintering schedule)을 나타낸다.
세라믹 필터에 촉매를 코팅하는 방법 중 가장 일반적인 방법은 담금법(Dip coating)이다. 담금법은 코팅용으로 제조한 촉매 용액에 세라믹 필터를 담그고 세라믹 필터에 촉매가 담지 되도록 일정 시간 후 꺼내고 건조 시키는 방법이다. 이 방법은 가장 많이 쓰이는 세라믹 코팅 공정 중 하나이며 생산 비용이 적고 대량 생산에 적합하여 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있다. 하지만 촉매를 담지 후 건조 과정에서 콜로이드(colloid) 상태의 촉매가 아래(중력방향)으로 흘러내리며 건조되어 촉매의 두께가 불균일해지는 현상이 생긴다. 이를 극복하기 위하여 스프레이 법(Spray coating)이 도입되어 사용되는 추세이지만 일반적인 스프레이 법으로는 이 현상을 완화시키기 어렵다. 촉매가 불균일해지는 것을 방지하고 촉매 코팅액의 손실을 줄이기 위해서 새로운 코팅 장치를 고안하였다.
시트형 세라믹 필터에 촉매를 코팅하기 위하여 제작한 촉매 필터 코팅 장치의 사진과 모식도이다. 촉매 코팅 용액은 촉매 분말이 용액속에 분산되어 있는 형태이기 때문에 가만히 놓아두면 농도가 불균일한 층이 생긴다. 이를 방지하고자 용액 공급 용기에는 교반장치가 필수로 부착되어 있다. 공급 용기 속 용액은 에어 펌프를 통하여 스프레이 노즐(Spray nozzle)로 공급된다. 노즐은 작업 공간 상단에 고정되어 있으며 세라믹 필터의 크기에 맞추어 4개의 노즐이 일렬로 장치되었다. 코팅이 되는 세라믹 필터는 회전형 지그에 고정되며 노즐에서 촉매 코팅 용액이 분사될 때 세라믹 필터가 회전하여 촉매가 균일하게 코팅될 수 있도록 하였다.
코팅 된 촉매 필터는 회전 지그에서 건조될 때까지 회전함으로써 콜로이드 상태의 촉매가 흘러내려 촉매의 두께가 불균일해지는 것을 방지한다. 코팅되지 않은 용액은 하단부의 회수 밸브(recycle valve)에서 수거하여 재사용함으로써 재료의 손실을 최소화할 수 있게 하였다.
코팅 조건 따라서 촉매 코팅층의 두께가 불균일해지는 현상이 있었지만 분사량, 분사 시간, 분사 각도, 회전 속도 등을 조절하여 적절한 코팅 조건을 찾을 수 있었다.
한편, 본 발명 세라믹촉매필터 제조방법에 사용되는 세라믹필터용 세라믹 코팅장치를 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 내부공간이 형성되어 있는 하우징(110)의 내부에서 수평방향으로 가로지르고 있는 필터(200)의 양단을 각각 지지브래킷(120)과 고정부(130)로 지지한 후, 구동모터(140)에 의해 상기 필터(200)를 회전시키면서 필터(200)의 외부에 세라믹촉매코팅액을 분사함으로써 필터(200)의 외부면에 세라믹촉매코팅액을 코팅하는 세라믹필터용 세라믹 코팅장치에 관한 것이다.
본 발명 분사되는 세라믹촉매코팅액이 외부로 유출되지 않도록 내부공간이 형성되어 있는 하우징(110) 내에서 작업이 이루어지도록 하고 있다.
이에, 상기 하우징(110)의 양측 내측면에는 각각 코팅액이 도포되어야 할 필터(200)를 고정 및 지지하는 지지브래킷(120)과 고정부(130)가 장착되어 있다.
상기 지지브래킷(120)은 구동모터(140)의 구동력을 직접 전달받아 회전하는 부재이고, 고정부(130)는 일단이 지지브래킷(120)에 지지되어 있는 필터(200)의 타단을 지지하고 있되, 구동모터(140)에 의해 회전하는 지지브래킷(120) 및 필터(200)와 일체로 회전하는 부재이다.
즉, 상기 지지브래킷(120)과 고정부(130) 사이에 필터(200)의 양단이 접촉하여 고정되고, 구동모터(140)에 의해 지지브래킷(120), 필터(200), 고정부(130)는 함께 회전하게 되는 것이다.
그리고 상기 하우징(110)의 내부 천정면에는 필터(200)의 외부면에 세라믹촉매코팅액을 분사하는 분사부(150)가 장착되어 있다.
더욱 상세하게는 상기 분사부(150)는 내부에 외부로부터 공급받은 세라믹촉매코팅액이 수용되어 있는 유입관(151)이 필터(200)의 길이방향으로 나란하게 배치되어 있고, 상기 유입관(151)에는 세라믹촉매코팅액을 분사하는 복수 개의 분사노즐(152)이 유입관(151)의 길이방향을 따라 일정간격 이격되게 배열되어 있는 것이 특징으로 하고 있다.
즉, 필터(200)의 길이방향과 나란하게 내부에 세라믹촉매코팅액이 수용되어 있는 유입관(151)이 장착되어 있고,상기 유입관(151)에는 필터(200)를 향하여 세라믹촉매코팅액을 분사하는 복수 개의 분사노즐(152)이 유입관(151)의 길이방향을 따라 일정간격 이격되게 배열되어 있으므로, 세라믹촉매코팅액은 필터(200)의 외부에 고르게 코팅될 수 있다.
더욱이 필터(200)가 회전하고 있기 때문에 더욱 고르게 필터(200)의 외부에 고르게 세라믹촉매코팅액을 코팅할 수 있는 것이다.
이때, 상기 필터(200)의 하부에는 일방향으로 경사지는 경사판(160)을 장착하고, 상기 하향하는 경사판(160)의 하부측에는 상하로 관통된 관통공(도면 미도시)를 형성하고, 상기 하우징(110)의 바닥면에는 경사판(160)을 따라 이동하여 관통공을 통해 하부로 낙하하는 세라믹촉매코팅액이 회수되는 회수탱크(170)를 설치함으로써 코팅공정 후 남은 세라믹촉매코팅액을 회수할 수 있도록 하였다.
특히, 상기 경사판(160)에 형성된 관통공에 회수탱크(170)을 향하여 회수관(180)을 연결하고, 상기 회수관(180)에는 밸브(181)를 설치함으로써 회수탱크(170)에 세라믹촉매코팅액이 가득 차게 되면 밸브(181)를 잠근 후, 회수탱크(170)를 하우징(110)으로부터 분리시키게 된다.
한편, 상기 회수관(180)으로부터 회수탱크(170)에 세라믹촉매코팅액을 회수할 시, 안정적으로 회수하기 위하여 상기 회수관(180)의 끝단부는 회수탱크(170)에 삽입되어 있게 되는데, 상기 회수관(180)의 일부를 길이가 늘어나거나 줄어드는 주름관으로 제작하여 회수탱크(170)에 세라믹촉매코팅액을 회수할 때에는 주름관의 길이를 늘여 회수관(180)의 끝단부가 회수탱크(170)에 삽입되도록 하고, 회수탱크(170)에 세라믹촉매코팅액이 가득차게 되어 회수탱크(170)를 하우징(110)의 외부로 인출할 때에는 회수관(180)의 주름관을 압착하여 길이를 줄이게 됨으로써 회수관(180)의 끝단부가 회수탱크(170)의 외부에 위치하도록 하여 회수탱크(180)의 회수가 용이하도록 하였다.
상기 고정부(130)는 필터(200)의 일면에 접촉되는 고정브래킷(131)과, 상기 필터(200)가 접촉되지 않은 고정브래킷(131)의 타면에 돌출형성되어 있는 중공축(132)과, 상기 중공축(132)의 중공홀에 일단이 삽입되는 제1회전축(133)과, 상기 중공축(132)의 중공홀에 삽입되지 않은 타단에 결합되되, 하우징(110)의 측면에 회전가능하도록 지지되어 있는 제2회전축(135)과, 상기 제1회전축(133)과 제2회전축(135) 사이에 돌출형성되어 있는 지지판(136)과, 상기 고정브래킷(131)과 지지판(136) 사이에 양단이 지지되어 있는 스프링(134)으로 이루어져 있는 것이 특징이다.
한편, 상기 제2회전축(135)은 하우징(110)의 측면에 체결된 채, 원활한 회전이 용이하도록 단면이 원형으로 형성되고, 제1회전축(133)은 상기 중공축(132)에 체결되어 일체로 회전하도록 단면이 다각형으로 형성되고, 중공축(132)의 중공홀은 제1회전축(133)의 형상에 대응하도록 형성되는 것이 바람직하다.
또 다르게는 제1회전축(133)의 단면을 원형 형상으로 형성하되, 상기 제1회전축(133)의 원주면에 외부로 돌출되는 돌기를 형성하고, 마찬가지로 중공축(132)의 중공홀 형상은 상기 제1회전축(133)의 형상에 대응하도록 형성되도록 한다.
이에, 필터(200)의 일단을 지지브래킷(120)에 접촉시킨 후 고정부(130)의 고정브래킷(131)을 강제로 하우징(110)의 내측면을 향하여 강제로 후퇴시켜 필터(200)의 타단을 위치시킨 후, 강제로 후퇴시킨 고정브래킷(131)에 가해진 외력을 제거하게 되면 고정브래킷(131)과 지지판(136) 사이에서 압축되어 있는 스프링(134)의 복원력에 의해 필터(200)의 양단은 견고히 고정되는 것이다.
그리고 상기 스프링(134)은 코일스프링을 사용하는 것으로, 고정브래킷(131)과 지지판(136)은 원판형상으로 형성하고, 서로 마주보는 일면에 원주방향을 따라 서로 대향하게 돌출되는 복수 개의 돌기(도면 미도시)를 형성하여 코일스프링의 양단으로 각각 고정브래킷(131)과 지지판(136)에 형성된 돌기가 삽입됨으로써 스프링(134)은 고정브래킷(131)과 지지판(136) 사이에서 쉽게 이탈되지 않게 될 것이다.
특히, 상기 필터(200)의 양단은 중공홀이 형성되어 있는 관계로 지지브래킷(131)가 고정브래킷(131)이 서로 마주보는 일면에 필터(200)를 향하여 돌출되는 돌출부(137)가 형성되어 있으므로 인해 상기 지지브래킷(131)과 고정브래킷(131)에 형성된 돌출부(137)가 필터(200)의 양단에 형성된 중공홀로 삽입됨으로써 필터(200)는 더욱 견고하게 고정될 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 중공축(132)에는 중공축(132)의 길이방향으로 길게 장홀(도면 미도시)을 형성하고, 상기 제1회전축(133)에도 제1회전축(133)의 길이방향으로 길게 장홀(도면 미도시) 형상하여, 상기 제1회전축(133)을 중공축(132)의 중공홀로 삽입시킨 후, 중공축(132)에 형성된 장홀과 제1회전축(133)에 형성된 장홀을 핀과 같은 체결부재로서 관통시키면, 제1회전축(133)이 중공축(132)의 중공홀로부터 쉽게 이탈되지 않을 것이다.
한편, 상기 하우징(110)의 전면에는 하우징(110)의 내부로 필터(200)를 왕래시킬 수 있도록 도어를 장착하고, 도어에는 내부의 작업상태를 작업자가 확인할 수 있도록 투명재질의 창을 장착하는 것이 바람직하다.
상기 지지브래킷(120)과 고정브래킷(131)에 형성된 돌출부(137)에 턴버클(190)을 장착하여 지지브래킷(120)과 고정브래킷(131)의 길이를 조정할 수 있도록 하였다.
상기 돌출부(137)의 전체적인 형상은 지지브래킷(120)과 고정브래킷(131)의 일면에 접촉하여 돌출형성되는 한 쌍의 접촉단(137-1)과 상기 한 쌍의 접촉단(137-1) 간에 양단이 체결되어 있는 연결단(137-2)으로 이루어지고, 상기 연결단(137-2)에 턴버클(190)이 장착되는 것이다.
또한, 상기 지지브래킷(120)과 고정브래킷(131)의 서로 마주보는 일면의 중심에는 길이가 긴 가이드홀(131-1)이 형성되어 있다.
더욱 상세하게는 상기 턴버클(190)은 내부공간이 형성되어 있되, 길이방향의 양단에 너트홀이 형성되어 있는 회전체(191)와, 상기 회전체(191)의 양단에 형성된 너트홀에 나사결합되는 한 쌍의 나사부(192)로 이루어지는 것으로, 한쪽의 나사결합은 오른나사 결합이고, 다른 쪽 나사결합은 왼나사 결합으로 되어 있어, 회전체(191)를 회전시키면 양단의 나사부(192)는 서로 접근하거나 또는 서로 멀어지게 되는 것이다.
그리고 상기 한 쌍의 나사부(192)에 연결되어 있는 접촉단(137-1) 중 어느 하나는 지지브래킷(120)과 고정브래킷(131)에 고정되고, 상기 지지브래킷(120)과 고정브래킷(131)에 고정되지 않은 나머지 접촉단(137-1)의 끝단부는 각각 지지브래킷(120)과 고정브래킷(131)에 형성된 가이드홀(131-1)에 삽입되어 있다.
이에, 턴버클(190)의 회전체(191)를 회전시키면 가이드홀(131-1)에 삽입되어 있는 접촉단(137-1)이 가이드홀(131-1)을 따라 직선운동을 하게 됨으로써 연결단(137-2)의 길이가 길어지거나 줄어들게 되기 때문에 필터(200)의 중공홀로 삽입되는 중공홀의 내부 직경에 맞도록 연결단(137-2)의 길이를 조정하는 것이다.
한편, 상기 한 쌍의 접촉단(137-1)은 끝단부가 서로 가까워지는 방향으로 경사지게 돌출형성되어 있음으로써 돌출부(137)가 필터(200)의 중공홀로 삽입되는 것이 매우 용이하도록 하였다.
또한, 경사지게 형성된 상기 접촉단(137-1)은 계단식으로 형성하여 더욱 안정적으로 필터(200)를 고정할 수 있다.
그리고 상기 가이드홀(131-1)은 입구 측의 면적이 좁게 형성하고, 상기 가이드홀(131-1)에 삽입되는 접촉단(137-1)의 끝단부에 접촉단(137-1)의 체적보다 상대적으로 큰 끼움돌기(137-3)를 형성하여 상기 끼움돌기(137-3)가 가이드홀(131-1)의 내부공간에 삽입되어 이동하도록 함으로써 상기 접촉단(137-1)은 더욱 안정적으로 직선운동하게 된다.
본 발명에서 돌출부(137)는 설명의 편의상 고정부(130)에 장착된 것만 설명하도록 한다.
따라서, 본 발명 세라믹필터용 세라믹 코팅장치는 분사되고 남은 코팅액을 회수함으로써 매우 친환경적이면서 경제적이고, 또한 필터의 양단을 고정하는 장치 중 어느 하나는 길이조정이 가능하도록 하여 다양한 길이의 필터에 적용할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
100. 코팅장치
110. 하우징
120. 지지브래킷
130. 고정부 131. 고정브래킷 131-1. 가이드홀
132. 중공축 133. 제1회전축 134. 스프링
135. 제2회전축 136. 지지판 137. 돌출부
137-1. 접촉단 137-2. 연결단 137-3. 끼움돌기
140. 구동모터
150. 분사부 151. 유입관 152. 분사노즐
160. 경사판
170. 회수탱크
180. 회수관 181. 밸브
190. 턴버클 191. 회전체 192. 나사부
200. 필터
300. 교반기 400. 분무건조기 500. 제2교반기
600. 전기로 700. 바스켓 밀 800. 소결장치

Claims (3)

  1. 필터(200)를 세라믹필터용 세라믹 코팅장치에 투입하는 1단계;
    상기 필터(200)에 세라믹촉매코팅액을 분사하여 코팅하는 2단계;
    상기 필터(200)를 건조 및 소결하는 3단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세라믹촉매필터 제조방법
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1단계는 필터(200)를 세라믹필터용 세라믹 코팅장치로 투입하기 전에 세척하는 공정이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 세라믹촉매필터 제조방법
  3. 제2항에 있어서,
    상기 세라믹필터용 세라믹 코팅장치는 내부공간이 형성되어 있는 하우징(110)의 내부에서 수평방향으로 가로지르고 있는 필터(200)의 양단을 각각 지지브래킷(120)과 고정부(130)로 지지한 후, 구동모터(140)에 의해 상기 필터(200)를 회전시키면서 필터(200)의 외부에 세라믹촉매코팅액을 분사함으로써 필터(200)의 외부면에 세라믹촉매코팅액을 코팅하는 것을 특징으로 하는 세라믹촉매필터 제조방법
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0760134A (ja) * 1993-08-27 1995-03-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 触媒フィルタの再生方法
KR20100114728A (ko) * 2009-04-16 2010-10-26 경상대학교산학협력단 세라믹 필터 촉매 코팅장치 및 이를 이용한 촉매 코팅방법
KR101359017B1 (ko) * 2008-04-25 2014-02-07 호성산업개발(주) 세라믹 필터의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 세라믹필터

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