(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状ケース本体の両端に入・出口カバーを結合して、前記入・出口カバーに圧縮空気の管路に連結される流入管と排出管をそれぞれ連結したケースと、帯状の高分子合成樹脂剤フィルター本体に荷電をすると共に複数の間隔維持突起を形成した後、前記フィルター本体を円筒状で巻いて通気路を形成したフィルターエレメントを弧状断面のフィルターで形成して、その両面及び周りに形状維持部材を設置、または、その両面に＋型の形状維持芯を形成し、前記弧状断面のフィルターを相互対向させてフィルター２１、２２内部に空洞Ｃが形成されるように結合して、前記ケース本体内に少なくとも２組以上を前記入・出口カバーとその間及びその相互間の間に一定間隔の空間部が形成されるように挿入したフィルター手段を含む圧縮空気洗浄器。
【請求項２】
入口カバーの流入管の下部に拡散板を設置したことを特徴とする請求項１に記載の圧縮空気洗浄器。
【請求項３】
入・出口カバーとフィルター手段の間及びフィルター手段相互間の間に間隔維持リングをその外周面がケース本体内に密着されるように挿入したことを特徴とする請求項１に記載の圧縮空気洗浄器。
【請求項４】
フィルター手段の外周面にシールを設置したことを特徴とする請求項１に記載の圧縮空気洗浄器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気洗浄器に関するものであり、詳細には、空気圧自動化システムまたは空気圧プラントなどの管路に設置する異物集塵用の圧縮空気洗浄器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、空気圧自動化システムまたは空気圧プラントなどに供給する圧縮空気のうちで１kgf／cm2以上のものは、コンプレッサーで生成した圧縮空気を使って、圧縮空気は通常的にコンプレッサーで圧縮された圧縮空気を冷却機で水分を凝縮した後、空気タンクに保存して、空気タンクに主管路を連結して、主管路に分岐管路を設置して、分岐管路に空気圧シリンダー、エアガンなどの空気圧機器を設置している。
【０００３】
一方、コンプレッサー及び管路には、汚染物質を浄化するフィルターを設置して、フィルターはコンプレッサーの吸入管路に吸入フィルターを設置して、主管路及び分岐管路にはメインラインフィルター(Main Line Filter)及び／または空気圧フィルターを設置する。
【０００４】
吸入フィルターは、コンプレッサーに空気が吸入される時に固体異物を分離して、メインラインフィルターではコンプレッサーで圧縮された圧縮空気中に含まれた凝縮された水と大きい粉じん(ほこり)を分離して、空気圧フィルターでは固体異物や水分をとり除く。
【０００５】
これらフィルターは、フィルターエレメントとして金属網や、織布・不織布などを主に使って、メインラインフィルターは凝縮された水と大きい粉じんはデフレクター(Deflector)で圧縮空気に旋回運動を与えてサイクロン効果によって分離して、錆と異物はフィルターエレメントで除去されて、また下部には自動排水バルブが設置されて、凝縮された水が自動で排出されるようになっている。そして、空気圧フィルターは圧縮空気中に含まれたほこり、配管内のスケールなどの固体異物や水分をとり除くために設置されて、その構造は圧縮空気に旋回運動を与えるデフレクターとフィルターエレメントで構成されていて、下部には凝縮ドレンバルブが設置されている。
【０００６】
そして、このようなフィルターの固体異物の分離粒径は、メインラインフィルターは５０〜７４ミクロン、空気圧フィルターは濾過度によって一番良好なものが５〜２０ミクロン程度である。
【０００７】
しかし、前記した管路設置用フィルターは、精密製品ではない在来産業の製品を生産する空気圧自動化システム、または空気圧プラントなどに使用する場合、問題点がないが、最近の精密製品、例えば半導体工場の空気圧自動化システムに設置する場合空気圧シリンダーで、これらのフィルターで粉じんなどの固体異物またはガスの分離が良好ではない圧縮空気が工場内部に吐出されれば、その吐出空気がクリーンルームを維持させた工場内部を汚染させて、そしてエアガンで吐出される固体異物などの分離が良好ではなくて、すなわち、浄化効率が低くて粉じんなどが含まれた圧縮空気が直接生産製品に吐出されることで品質管理に困難を経験するだけでなく、生産性が低下されて品質低下要因になる問題点が発生していることで、これの改善が切実に要求されている。
【０００８】
また、従来の管路設置用フィルターは、浄化しようとする圧縮空気がフィルターエレメントに直角で流れことによって、フィルターエレメントの網目が詰まり始めて、時間の経過に比例して、圧力損失が増大されて消費動力が増加して、また浄化効率を良好にさせるために、フィルターエレメントの厚さを増加させる場合には、圧力損失がさらに増大されて、そして前記フィルターエレメントは織布・不織布などでなされることで、圧縮空気圧によって網目が変形を起こすことで浄化効率が低下される問題点がある。
【０００９】
本発明の出願人は、前記した改善に対する要望に応じて、浄化効率が低下される問題点を改善した圧縮空気洗浄器を提案して、特許文献１に開示したことがある。
【００１０】
特許文献１の圧縮空気洗浄器は、圧縮空気管路に設置して、円筒状ケース本体の両端に入・出口カバーを結合すると共に入・出口カバーに流入管と排出管をそれぞれ連結したケースと、高分子合成樹脂フィルムに荷電をすると共に複数の間隔維持突起を形成した後、フィルムを円筒状で巻いて通気路を形成して、ケース本体内に通気路が浄化しようとする圧縮空気の流れ方向と平行になるように複数個を挿入したフィルターエレメントと、入・出口カバーとフィルターエレメントの間に設置したスペーサと、を具備して、スペーサは間隔維持リングと密閉を兼備した支持板で構成して、ケース本体の内面に密着されるように挿入して、圧縮空気管路を流れる高圧空気を減圧して浄化するようにしたものである。
【００１１】
特許文献１に開示された発明は、現在量産されている半導体などの精密電子部品生産工場などで浄化しようとする空気で固体異物などの集塵効率を良好に維持することで品質管理が容易で、品質低下要因を除去することができるものとして判断される。
【００１２】
一方、最近半導体の集積度が高くなっていることによって半導体、ＬＣＤなどの生産工場などの空気の質、すなわち、捕集粒子もこれに比例してさらに小さくならなければならないので、フィルターの浄化効率も比例して改善しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】韓国出願公開１０-２０１１-０００８３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、前記した要求に応じて管路を流れる圧縮空気を減圧して、圧縮空気を渦流乃至撹乱させて固体異物などの浄化効率が良好にできるようにした圧縮空気洗浄器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記した目的を達成するために、本発明は円筒状ケース本体の両端に入・出口カバーを結合して、入・出口カバーに圧縮空気の管路に連結される流入管と排出管をそれぞれ連結したケースと、高分子合成樹脂剤フィルター本体に荷電をすると共に複数の間隔維持突起を形成した後フィルター本体を円筒状で巻いて通気路を形成したフィルターエレメントを弧状断面のフィルターで形成して、弧状断面のフィルターを相互対向させてフィルター内部に空洞が形成されるように結合して、ケース本体内に少なくとも２組以上を入・出口カバーとその間及びその相互間の間に一定間隔の空間部が形成されるように挿入したフィルター手段と、を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、ケースに、弧状断面のフィルターを相互対向させて、内部に空洞が形成されるように結合した少なくとも２組以上のフィルター手段を入・出口カバーとフィルター手段及びフィルター手段相互間の間に一定間隔の空間部が形成されるように挿入して、圧縮空気を減圧しながらフィルター手段内部に形成した空洞内でその中心と外周面の圧力を差があるようにすると共に圧縮空気を渦流乃至撹乱(乱流化)させることで、浄化効率を大幅に向上して、また浄化効率を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例の断面図である。
【図２】本発明の実施例のフィルターの分解斜視図である。
【図３】本発明の実施例のフィルターの変形斜視図である。
【図４】本発明の実施例のフィルターエレメントの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、図１に示したところのように大きくケース１０と、フィルター手段２０a、２０bを含む。
【００１９】
ケース１０は、円筒状ケース本体１１の両端に入・出口カバー１２a、１２bをボルト１３a、１３bで結合して、入・出口カバー１２a、１２bに流入管１４aを設置すると共に流入管１４aに圧力計１６とバルブ１７を設置して、また、入口カバー１２aの流入管１４aの下部に拡散板１８を設置して、出口カバー１２bには排出管１４bを設置して、流入管１４aと排出管１４bは圧縮空気の管路の中間に設置する。
【００２０】
フィルター手段２０a、２０bは、フィルターエレメント１２０をポリプロピレン、ポリエチレンなどの高分子合成樹脂フィルムでなされたフィルター本体１２１に１０〜４０ｋｖのコロナ放電装置などによって荷電をして正(＋)極性及び負(−)極性電荷(静電気)を沈着(付与)すると共に複数の間隔維持突起１２２を形成して、前記荷電をすると共に間隔維持突起１２２を形成したフィルター本体１２１を円筒状で巻いて通気路１２３を形成したものであり、フィルターエレメント１２０は本発明出願人の大韓民国特許第４８１２８９号に記載した実施例を利用するが、フィルターエレメント１２０のその他詳細な説明は、前記先特許明細書を援用する。フィルター本体１２１は、高分子合成樹脂を一定幅で切断して荷電をするか、または広幅の高分子合成樹脂を荷電した後一定幅で切断して使用する。
【００２１】
そして、フィルターエレメント１２０を弧状(笠型または山状)断面で形成して、フィルター２１、２２を形成した後フィルター２１、２２を相互対向させて、その周りを相互結合して内部に空洞Ｃを形成してフィルター手段２０a、２０bを形成する。
【００２２】
フィルター２１、２２は、弧状断面の形状を維持するために、図２のようにフィルターエレメント１２０を弧状断面で形成した後、その両面及び周りに形状維持部材１３０a、１３０bを設置することで、圧縮空気が通気路１２３を通過する時、その空気圧によって変形されることを良好に防止して、また、フィルター２１、２２は図３のようにフィルターエレメント１２０を弧状断面で形成した後、その両面にホットメルト方法またはシリコン樹脂の接着によって+型などの形状維持芯１３１を形成することで、フィルター２１、２２の変形を防止することができる。
【００２３】
フィルター手段２０a、２０bは、ケーシング本体１１内に、少なくとも２組(図１では３組)以上を前記入・出口カバー１２a、１２bとフィルター手段２０a、２０bの間及びフィルター手段２０a、２０b相互間の間に一定間隔(一定体積)の空間部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が形成されるようにフィルター手段２０a、２０bの外周面がケース本体１１の内面に密着されるように挿入したものであり、以上のようにフィルター手段２０a、２０bをケース本体１１に挿入すれば、ケース本体１１の軸方向とフィルターエレメント１２０に形成した通気路１２３は平行することで、すなわち、圧縮空気の流れ方向は通気路１２３と平行することで、圧力損失が少ない状態を維持するようになる。
【００２４】
以上のようにケース本体１１内にフィルター手段２０a、２０bを空間部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が形成されるように挿入する時、入・出口カバー１２a、１２bとフィルター手段２０a、２０b及びフィルター手段２０a、２０bの間に間隔維持リング１４０a、１４０bをその外周面がケース本体１１の内面に接触されるように挿入すれば、空間部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の一定間隔(一定体積)を簡便に決めることができるし、前記空間部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の一定間隔は、浄化しようとする圧縮空気の圧力、圧縮空気の消費量などによって実計的で決められる。
【００２５】
また、前記のようにフィルター手段２０a、２０bをケース本体１１内に挿入する時、フィルター手段２０a、２０bの外周面にシール(Seal)１５０を設置して、浄化しようとする圧縮空気がケース本体１１の内面とフィルター手段２０a、２０bの間に侵入することを防止することで浄化効率を向上させて、また図３のようにフィルターエレメント１２０を弧状断面で形成した後ホットメルト方法などで、その形状を維持したフィルター２１、２２を相互対向させて内部に空洞Ｃが形成されるように結合する時、両フィルター２１、２２の外周面にシール１５０を共に設置すれば、両フィルター２１、２２の結合も簡便にすることができる。
【００２６】
以上のような本発明は、空気圧自動化システム、または空気圧プラントなどの管路に流入管１４aと排出管１４bを連結して、コンプレッサーで生成した圧縮空気を流入管１４aを通じてケース１０内に供給すれば、拡散板１８で拡散されながら入口カバー１２aとフィルター手段２０aの間に形成した空間部Ｓ１で減圧された後、フィルター２１のフィルターエレメント１２０に形成した通気路１２３を通過する時、圧縮空気に含まれた固体異物などがフィルターエレメント１２０に永久的に付与された電荷(静電気)と帯電することで微細な(０．３ミクロン以下)固体異物などが集塵されて、無機・有機化合物のガスにおいも捕集する。
【００２７】
以上で説明したところのようにフィルター２１で１次浄化された圧縮空気が空洞Ｃに入って来れば、前記空洞Ｃ内の圧力は、空間部Ｓ１と圧力差が発生して、また、空洞Ｃの中心と外周部は、フィルター２１の表面と距離差が生ずることで、その中心と外周部の圧力差が発生することで、空洞Ｃ内の圧縮空気は、渦流乃至撹乱(乱流化)されて、フィルター２２のフィルターエレメント１２０の通気路１２３を通過しながら２次浄化された後、フィルター手段２０aとフィルター手段２０b相互間の間に形成した空間部Ｓ２で再び渦流乃至撹乱されながらフィルター手段２０bで前記フィルター手段２０aと等しい作用で異物などを再集塵または捕集する。
【００２８】
また、固体異物などが集塵または捕集される時、固体異物の大部分を占める粉じんは、非対称形バー状、針状、またはフレーク(薄片)状であり、また、粉じんの大部分は極性を有しているし、極性を有しない粉じんもフィルム本体１２１に付与された電荷によって極性を有しながらフィルターエレメント１２０に固体異物などが集塵されて、このように集塵される時、浄化しようとする圧縮空気を減圧すると共に渦流乃至撹乱させて、各部位の圧力を差があるようにすれば、フィルターエレメント１２０に形成された通気路１２３を通過する時、相互他の角度で進行(通過)されることで、浄化効率が大幅に向上する。
【００２９】
また、前記のように浄化しようとする圧縮空気を減圧すると共に、渦流乃至撹乱させて、各部位の圧力を差があるようにすれば、固体異物などがフィルム本体１２１に付与された電荷と帯電する時、その圧縮空気の通過慣性をフィルム本体１２１に付与された電荷の電界(磁場)強度より小さく維持することができるために、浄化効率を良好に維持することができる。
【００３０】
以上で説明したところのように、最終フィルター手段を通過した固体異物などが集塵された圧縮空気は、空間部Ｓ３で減圧された状態を維持しながら排出管１４bを通じて管路などに排出されることで、ケース１０内の圧縮空気は、フィルター本体１２１に付与された電荷の電界(電場)の強度より少なくなるために集塵効率が増大される。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、ケースに、弧状断面のフィルターを相互対向させて、内部に空洞が形成されるように結合した少なくとも２組以上のフィルター手段を入・出口カバーとフィルター手段及びフィルター手段相互間の間に一定間隔の空間部が形成されるように挿入して、圧縮空気を減圧しながらフィルター手段内部に形成した空洞内でその中心と外周面の圧力を差があるようにすると共に圧縮空気を渦流乃至撹乱(乱流化)させることで、浄化効率を大幅に向上して、また浄化効率を良好に維持することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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