KR930001202B1 - 복합 필터 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

복합 필터
도면은 실내 환기 장치의 블록선도를 도시한 도시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 실내 2 : 배기부
3 : 3방향 밸브 4 : 송풍기
5 : 열교환기 6 : 전환플랩
7 : 복합 필터 8 : 필터 급기관
9 : 신선한 공기 귀환관 10 : 공기 순환관
11 : 드로틀 밸브
본 발명은 고체상, 액체상, 또는 증기상이 구성성분들을 분리시키는 유입 섹터와 가스성분을 화학적으로 변화시키는 후속 촉매 섹터로 구성되어 있는 적어도 가스상 매체용의 복합 필터에 관한 것이다.
주위 공기에 방출되거나, 주위 공기로부터 끌어내는 가스상 매체로부터 고체상 또는 액체상의 성분들을 여과시키는 것을 원칙적으로 공지되어 있다.
예를들면, DE-OS 36 08 635에 의하여 개방 다공성 세라믹 거품으로 구성된 내화성 캐리어 물질이 연속하여 배치된 플레이트들이 제공된 모터 폐기 가스 고온 반응기가 공지되어 있는 바, 여기에서는 이러한 플레이트중 적어도 2개 이상의 촉매층이 달려있고, 유입구와 유출구측에는 성층되지 아니한 세라믹 플레이트가 필터로서 배치될 수 있다. 이러한 반응장치는 2단계로 실시할 수 있는데, 제1단계에서는 환원 처리가 제공되고, 제2단계에서는 산화 처리가 제공된다. 환원 처리에 있어서는 촉매로서 Fe, Co, Ni, Ti, V, Cr, Mo, W 또는 Mn의 산화물이 제공되고, 산화 처리용으로는 Cu, Cr, Mo, W, Mn, V 또는 Fe의 산화물이 제공된다.
DE-OS 37 21 725는 난방 장치의 폐기 가스를 정화시키는 장치로서, 가스 흐름의 상류쪽에 놓여 있는 필터장치와 하류쪽에 놓여 있는 촉매 장치가 제공되어 있는 폐기 가스 정화장치에 관한 것이다. 여기에서는 촉매제로서 수정된, 특히 금속 코팅된 규산알류미늄이 이용된다.
US-PS 4,572,178에서는 방독면 필터카트리지를 기술하고 있는바, 이 필터 카트리지내에는 유동 방향에 따라 직렬로 건조제(제올라이트), 연기 필터, 흡인제(활성화된 카본 섬유 또는 활성탄), Co의 산화 촉매(흡칼라이트)등이 배열되어 있다. 흡칼라이트는 22질량%의 CuO 및 78중량%의 MnO로 구성되어 있다.
호스 필터, 전기 필터, 자루 필터 등과 같은 기계식 필터들도 먼지를 분리시키기 위하여 많이 사용되고 있다.
액체상 성분들과 수증기는 예를들면, 흡수제를 거쳐 분리된다.
최근에는 예를들면, 연속 폐기 가스와 같은 폐기 가스를 정화시키는 것뿐 아니라, 불결한 공기 또는 환기용 공기를 정화시키는 것도 문제로 되고 있다.
이것은 오래전부터 종이 필터 장치를 거쳐 고체물을 분리시키는 내연 기관의 흡입 공기에 관한 것일뿐 아니라, 예를들면, 채광갱도, 방공대피소, 사무실이나 거실, 병원, 학교, 항공기 여객탑승실, 자동차 및 비행기의 내실 등과 같이 장소가 한정된 실내의 환기 및 지하도의 환기등에도 관련된 문제이다.
지하터널의 불결한 공기는 통상적으로 배기 맨홀을 거쳐 배출되고, 주위 공기속으로 배출되기 전에 정화시킬 필요가 있다. 이러한 공기에는 브레이크 코팅 마모물, 타이어 마모물, 차도 마모들, 중금속 화합물, 매연 등과 같은 고체 유해 물질, 오일 분사물과 같은 액체상 유해 물질 및 연소되지 아니한 연료와 같은 기체상 유해 물질과 CO 및 NOx와 같은 연소 부산물 등이 들어 있다.
따라서, 전술한 목적을 위한 가스상 매체로부터 국소적으로 이물질, 특히 유해물질을 최대한을 제거할 수 있는 필터가 필요하게 된다.
본 발명에서는 이러한 과제를 해결하기 위하여, 고체, 액체 또는 증기상의 성분들을 분리시키는 유입 섹터와 그 후속 섹터로서 가스성분들을 화학적으로 변화시키는 가열된 촉매 섹터로 구성된 적어도 가스상 매체용의 복합 필터를 제안한다. 이때 유입 섹터는 촉매 단계를 습기없이 유지하는데에로 이용된다. 이러한 필터는 무엇보다도 촉매 섹터가 음파 발신기, 특히 초음파 발신기와 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
이때에는 특히 촉매 섹터에서 전이 금속 산화물, 특히 Mn/Cu 산화물 또는 백금족 금속군에서 선택한 금속이 촉매 또는 촉매 성분으로 제공된다. 촉매 섹터는 촉매재를 예를들면, 베드로서 포함하거나, 캐리어상에 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 복합 필터 장치가 대형인 경우, 특히 고정 배치되어 있는 경우에는 이를 사이클 작동식으로 형성할 수 있다. 즉, 그 유입 단계 또는 촉매 단계를 교호적으로 접속될 수 있는 적어도 2개 이상의 장치로서 제공할 수 있다. 이때에는 적어도 2개 이상의 유입 섹터를 교호적으로 접속될 수 있게 하는 반면에, 촉매 섹터는 하나만을 제공하여야 한다. 이러한 경우에는 허용 적재수준에 도달한 유입 섹터는 간단히 교환할 수 있다. 그러나, 이 장치에는 고체 물질이나 유동물을 씻어내거나 불어내기 위하여, 예를들면 유입 섹터를 건조시키기 위하여 기체상 세척제를 특히 여과 방향에 대하여 역류시킴으로써 외측 여과 작용을 재생시키는 장치가 제공되어 있다.
장치에는 세척 과정을 지지하기 위한 음파 발신기, 특히 초음파 발신기가 제공되어 있고, 그외에도 세척제를 가열하거나, 유입 섹터를 가열시키는 마이크로파 발생기와 같은 가열 장치도 제공할 수 있다.
더우기, 유입 섹터내에는 섬유재로 구성되고, 특히 경우에 따라서는 전압도 인가되는 직물층 또는 양모층의 형태로 된 고체 여과층 위에, 규산겔이나 팽창성 점토 광물로 구성된 수력층, 특히 흡습층을 제공하는 것이 유리하다.
유입 섹터 또는 촉매 섹터에는 능률을 높이기 위하여 매체 압축기를 미리 접속시킬 수 있다. 이러한 매체압축기는 자동차내에 신선한 공기 필터로서 삽입되는 때에는 폐기 가스 터빈에 의하여 구동되게 할 수 있다.
소형 장치에 있어서는 유입 섹터와 촉매 섹터로 분할되어 있는 복합필터 카트리지가 유리하며, 여기에서는 몇개의 섹터들을 서로 분리할 수 있게 나사로 죄어 붙인다.
이 실시예는 차량과 항공기의 실내에 신선한 공기를 공급하기 위하여 제공된다.
이때에는 필터 카트리지를, 제공되어 있는 신선한 공기를 송풍기가 공급하는 바이패스관내에 배치하고, 예를들면, 터널속에 있는 경우와 같이 필요한 경우에만 접속되고, 접속중에는 신선한 공기의 직접 공급이 중단된다. 유입 섹터 또는 촉매 섹터를 재생시키고, 예를들면, 유입 섹터를 건조시키기 위하여 신선한 공기 또는 더운 공기를 재생시키고자 하는 필터 카트리지를 통하여 역류로 송풍하거나 흡입시킬 수 있다. 여기에서 재생이라 함은 통상적인 방법으로 복합 필터의 각 요소가 행하는 본래의 작용을 최대한으로 회복시키는 것을 말한다.
고정 작동식이고 대량 장입형의 본 발명에 의한 필터에는 습윤 상태를 유지하면서 수시로 청소할 수 있는 반동식 박판 등이 유입 섹터의 입구에 제공되어 있다. 그 다음에는 색(sack) 필터로서 형성되어 있는 먼지 필터가 있고, 경우에 따라서는 습기 흡수층을 접속시킬 수 있다. 그 다음에는 촉매 섹터가 접속되어 있으며, 못쓰게 된 요소는 통상적인 방법으로 화학적, 기계적으로 또는 열에 의하여 재생시키거나 교체할 수 있다. 대형 장치에 있어서는 동작의 제어 및 감시가 자동식으로 실시되고, 경우에 따라서는 경보 장치에 내장 시킬 수도 있다.
본 발명의 실시예를 자동차용으로 사용할 수 있는 실내환기 장치의 블록선도를 도시한 첨부 도면에 의하여 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
실내(1)는 언제나 개방되어 있는 배기구(2)를 거쳐 외부와 연결되어 있다. 실내 (1)에 대한 공기 공급은 유동 방향으로 보아 3방향 밸브(3), 송풍기(4), 열교환기(가열, 냉각)(5) 및 전환 플랩(6)을 거쳐 실시된다.
3방향 밸브(3)에 선행하여 본 발명에 의한 복합 필터(7)가 접속되어 있고, 이 복합 필터 급기관(8)을 거쳐 3방향 밸브(3)와 연결되고, 신선한 공기를 귀환관(9)을 거쳐 전환 플랩(6)과 연결되어 있다.
그외에도, 실내(1)는 내부에 드로틀 밸브(11)가 배치되어 있는 공기 순환관(10 )을 거쳐 3방향 밸브(3)와 연결되어 있다.
실내(1)에 필터 공기가 필요하지 아니한 때에는 3방향 밸브(3)가 밸브(3), 공기, 공기순환관(10)과 송풍기(4) 사이가 연결되도록 조정된다. 전환 플랩(6)은 송풍기( 4)와 실내(1) 사이의 접속이 개방되는 위치에 존재한다. 신선한 공기는 송풍기(4)에 의하여 밸브(3)를 거쳐 흡인되고, 실내(1)에 공급되며, 적당히 가열되거나 냉각된다. 드로틀 밸브(11)의 조정에 따라 공기 순환관(10)을 거쳐 적당한 양의 공기를 추가로 흡인 할 수 있다.
실내(1)에 필터 공기가 필요한 경우에는 밸브(3), 필터(7), 공기순환관(10) 및 송풍기(4) 사이가 연결되도록 3방향 밸브(3)를 조정한다. 전환 플랩(6)은 송풍기(4)와 실내(1) 사이의 연결이 개방되어 있는 위치에 있게 된다. 필터 공기에 의한 장치의 조작은 신선한 공기에 의한 경우와 같으며, 순환 공기를 추가 공급할 수 있다.
필터(7)의 역류 세척, 즉 재생시키기 위하여 전환 플랩(6)을 거쳐 실내(1)로의 연결을 차단시키고, 신선한 공기 귀환관(9)에의 연결이 이루어진다. 이에 따라 송풍기( 4)에 의하여 흡입되는 신선한 공기는 필터(7)를 거쳐 역류 방향으로 송풍되고, 이때 열교환기(5)는 더운 공기에 의하여 세척될 수 있도록 가열로 조정된다.
도면에서, 신선한 공기의 안내는 실선으로, 세척용 공기의 안내는 파선으로, 필터 공기의 안내는 일점쇄선으로, 순환 공기의 안내는 이점쇄선으로 도시되어 있다.
본 발명에 의한 복합 필터는 본질적으로 몇개의 층들이 공간적으로 서로 분리되어 있는 건조용 필터이다. 특히, 고체 필터층으로서 양모 또는 직물과 같은 재료(예 : 유리섬유)가 사용되며, 전압도 인가될 수 있다. 여과시키고자 하는 가스흐름으로부터 물을 제거하기 위하여 유입 섹터 내에 흡습성 물질(예 : 실리카겔) 또는 수용성 물질(예 : 부풀면서 물과 결합되는 점도 광물)을 삽입할 수 있다.

Claims (13)

  1. 고체상, 액체상 또는 증기상의 성분들을 분리시키는 유입 섹터와 가스상의 성분을 화학적으로 변화시키는 후속 촉매 섹터로 구성되어 있는 가스상 매체용 복합 필터에 있어서, 상기 촉매 섹터는 음파 발신기, 특히 초음파 발생기와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 촉매 섹터는 가열 장치, 특히 마이크로파 발생기와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 필터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 촉매 섹터에서는 유동 방향으로 전이금속 산화물, 특히 Mn 또는 Cu 산화물을 포함하는 구역에 이어 백금족 금속 그룹중에서 선택한 하나이상의 금속을 포함하는 구역이 제공되는 것을 특징으로 하는 필터.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유입 섹터에서는, 필요하다면 전압이 인가되는 직물형이나 비직물형층의 형태를 갖는 섬유 재질의 고체 여과층에 이어 실리카겔 또는 팽창성 점토광물로 구성된 물결합성의, 특히 흡습성층이 제공되는 것을 특징으로 하는 필터.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유입 섹터 또는 촉매 섹터에 매체 압축기가 제공되는 것을 특징으로 하는 필터.
  6. 미술관, 터널 및 채광갱내의 가동 또는 고정 장치로서, 건물, 운송 수단 및 대피소의 내부와 같은 라운지의 신선한 공기 공급장치내에서의 신선한 공기 또는 사용된 공기 필터로서, 그리고 연소 설비 및 내연 기관의 배기가스 처리 수단으로서의 상기 제1항의 복합 필터 사용.
  7. 제3항에 있어서, 유입 섹터에서는 필요하다면 전압이 인가되는 직물형이나 비직물형층의 형태를 갖는 섬유 재질의 고체 여과층에 이어 실리카겔 또는 팽창성 점토 광물로 구성된 물결합성의 특히 흡습성 층이 제공되는 것을 특징으로 하는 필터.
  8. 제3항에 있어서, 유입 섹터 또는 촉매 섹터에 매체 압축기가 제공되는 것을 특징으로 하는 필터.
  9. 제4항에 있어서, 유입 섹터 또는 촉매 섹터에 매체 압축기가 제공되는 것을 특징으로 하는 필터.
  10. 미술관, 터널 및 채광갱내의 가동 또는 고정 장치로서, 건물, 운송 수단 및 대피소의 내부와 같은 라운지의 신선한 공기 공급장치 내에서의 신선한 공기 또는 사용된 공기 필터로서, 그리고 연소 설비 및 내연기관의 배기가스 처리수단으로서의 상기 제2항의 복합 필터 사용.
  11. 미술관, 터널 및 채광갱내의 가동 또는 고정 장치로서, 건물, 운송 수단 및 대피소의 내부와 같은 라운지의 신선한 공기 공급장치 내에서의 신선한 공기 또는 사용된 공기 필터로서, 그리고 연소 설비 및 내연기관이 배기가스 처리수단으로서의 상기 제3항의 복합 필터 사용.
  12. 미술관, 터널 및 채광갱내의 가동 또는 고정 장치로서, 건물, 운송 수단 및 대피소의 내부와 같은 라운지의 신선한 공기 공급장치 내에서의 신선한 공기 또는 사용된 공기 필터로서, 그리고 연소 설비 및 내연기관의 배기가스 처리수단으로서의 상기 제4항의 복합 필터 사용.
  13. 미술관, 터널 및 채광갱내의 가동 또는 고정 장치로서, 건물, 운송 수단 및 대피소의 내부와 같은 라운지의 신선한 공기 공급장치 내에서의 신선한 공기 또는 사용된 공기 필터로서, 그리고 연소 설비 및 내연기관의 배기가스 처리수단으로서의 상기 제5항의 복합 필터 사용.
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