KR100312816B1 - 회전식 세정 집진기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 임펠러가 회전식 세정 집진기의 케이싱 내부의 하부에 장착되어 있으며, 물 저장 탱크의 외부 및 회전식 세정 집진기 케이싱의 외측에 배열된 모터에 의해 구동되는 회전식 세정 집진기에 관한 것으로서, 연소 가스가 회전식 세정 집진기내로 유입되고, 이와 동시에 세정수가 급수되며, 세정 집진 영역을 통과하고, 1차 벤튜리 영역과 2차 벤튜리 영역을 통과하며, 터보 임펠러의 블레이드(허브깃) 사이로 통과하고, 케이싱의 하부 내측벽의 돌기 판에 충돌되어 집수조 내로 집수된 물과 부딪히고 같은 경로를 반복한 후에 배기구를 통하여 배출되도록 구성된 회전식 세정 집진기이다.

Description

회전식 세정 집진기{Turbo Rotary Scrubber}
본 발명은 회전식 세정 집진기에 관한 것으로서, 특히 터보 임펠러를 구비한 회전식 세정 집진기에 관한 것이다.
산업 기술의 급속한 발달로 인하여 생산 규모가 급격히 증대되었으며, 생산 규모의 확대와 동시에 이에 따르는 공해 발생이 큰 사회 문제로 되고 있다. 공해로서는 매연, 유황 성분, 분진, NOx, 중금속, 쓰레기 등이 있으며, 그 중에서 일부는 재생되어 사용되고 있으나 대부분은 소각하여 처리하고 있다. 소각시 매연과 분진이 발생하며, 매연 중에는 먼지 성분이라든가 악취 성분, 산, 가스 등의 유해한 성분이 연기의 형태로 공기중에 분출되고, 공해 성분을 포함한 연기는 공기중에서 분산되어 광범위한 지역에 걸쳐 공해를 인간에게 안겨 주고 있는 실정이다.
상기와 같은 공해를 방지 하기 위하여 매연 집진 장치나 유해 가스 제거 설비가 사용되고 있으나, 규모가 크며 이에 따른 시설비가 과다하며, 자체 진동 등에 의한 소음 공해 등과 같은 이차적인 공해를 일으킨다.
상기와 같은 장치가 한국 공개 실용신안 공보 제 97-60837호로 공지되어 있는데, 도 1을 참조하여 설명하면, 상기 장치는 케이싱(1)내에 수직방향으로 회전축(2)이 설치되고 상기 회전축(2)에는 회전판(3)이 다단으로 설치되어 있으며, 회전판(3)의 직상방에 위치되는 케이싱(1)의 내측면에 다수의 저장조(4)가 케이싱(1)의 중앙을 향하여 돌출되도록 형성되며, 상기 저장조(4)에는 그 직하방에 위치한 회전체의 중앙부로 물을 공급하는 물분배관(5)이 각각 연결되어 구성되어 있다.
그러나, 상기와 같은 장치는 회전축(2)이 케이싱(1)의 수평 방향을 가로질러 설치되고 물이 다수의 회전판에 충돌하므로, 진동 및 소음을 유발하여 2차적인 공해를 일으키며, 아울러 유지 보수 비용이 많이 들고 내구성이 떨어진다는 문제점이 있었다.
다른 하나의 종래 기술이 한국 특허 공고 제91-475호에 공지되어 있다. 이 장치는 모터(13)와 연동되는 축간(10)에 펌프(15)와 연결된 분사구(14)가 관삽되고 임펠러(18)와 하부 반사구(19)가 축착되어 하부 반사구(19)와 근접되어 일정한 통로가 형성되도록 상,중,하 몸체와 상기 몸체 대판의 접합부에는 와류실(17)이 형성되어 상부 몸체에는 흡입구(11)가 연설되고 하부 몸체 대판에는 물탱크내에 관출되게 한 돌출관(12)이 연설되어 구성되어 있다.
그러나, 상기 장치도 또한 모터(13)가 장치의 상부에 위치되고, 축(10)이 케이싱의 수평축을 가로질러 설치되는 한편 다수의 임펠러가 설치되어 있기 때문에, 소음이 발생되는 한편 미세한 분진은 세정될 수 없어서 세정 효율이 떨어지고, 유지 보수가 곤란함과 함께 내구성이 낮아 장치의 수명이 짧으며, 하부 지지축이 집수조 내부에 설치되어 있기 때문에, 베어링, 임펠러 축 보수가 교체시 전체 시설을 해체후 보수, 교환해야 하는 단점 등이 있었다.
본 발명의 목적은 세정 집진기 운전시 소음 발생을 최소화함으로써 2차적인 공해 발생을 억제할 수 있는 회전식 세정 집진기를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 목적은 벤튜리 원리를 이용하여 분진이나 먼지 및 악취, 산, 가스를 등을 효과적으로 세정하며 저동력으로 미세한 먼지까지 집진할 수 있는 회전식 세정 집진기를 제공하는데 있다.
상기된 바와 같은 목적은, 회전식 세정 집진기로서, 가스를 유입하기 위한 가스 유입구 및 상기 가스 유입구의 하부에 위치되는 벤튜리부를 가지는 케이싱; 한 쪽 측부에서 상기 케이싱과 소통하도록 상기 케이싱의 하부를 지지하며, 상기 케이싱과 분리 가능하게 연결되도록 플랜지에 의하여 밀봉 결합되고, 다른 쪽 측부의 상부에 가스 배출구가 제공되는 일정 수위의 물을 저장하기 위한 물탱크; 상기 케이싱 내로 유입된 연소 가스중의 유해물질과 혼합되도록 상기 케이싱의 내부로 물을 분사하기 위하여 상기 케이싱의 상부에 설치되는 물 분사 노즐; 상기 케이싱 내로 유입된 연소 가스를 흡인하도록 상기 케이싱과 상기 물탱크가 연결되는 부분에서 회전 구동되는 터보 임펠러; 및 상기 물탱크에 저장된 물을 상기 물 분사 노즐로 순환시키기 위한 물 순환 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 회전식 세정 집진기에 의하여 달성될 수 있다.상기에서, 터보 임펠러는 바람직하게 FRP로 형성되며, 상기 물탱크를 통해 연장하는 축의 상단부에 설치되며, 상기 축은 모터에 의하여 구동된다.대안적으로, 본 발명의 회전식 세정 집진기는 2개 이상의 케이싱 및 2개 이상의 물탱크들을 포함하며, 하나의 물탱크는 다른 케이싱과 중간 덕트를 통하여 서로 연결되며, 상기 중간 덕트는 상기 하나의 물탱크의 가스 배출구와 상기 다른 케이싱의 가스 유입구에 분리되도록 설치된다.
도 1은 종래 기술에 따른 세정식 집진기를 도시한 개략적인 단면도.
도 2는 종래 기술에 따른 다른 세정식 집진기를 도시한 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 회전식 세정 집진기를 전체적으로 도시한 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 회전식 세정 집진기에 사용되는 터보 임펠러를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 회전식 세정 집진기에 사용되는 터보 임펠러를 도시한 측단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 세정 집진기 101 : 케이싱
102 : 물 탱크 103 : 지지 다리
104 : 터보 임펠러 106 : 물 분사 노즐
107 : 가스 유입구 108 : 가스 배출구
111 : 배수구 117, 118 : 벤튜리부
119, 120 : 베어링 121 : 축
123 : 풀리 124 : 축 풀리
125 : 모터
이하에서 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 회전식 세정 집진기(100)의 전체적인 구조를 도시한 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 회전식 세정 집진기(100)는 다수의 지지 다리(103)에 의해 지탱되며, 다수개의 지지 다리(103)는 지상으로부터 일정 높이 연장하며, 필요에 따라서 일정 각도를 가질 수도 있으며 또한 바람직하게 본 발명에 따른 회전식 세정 집진기(100)를 지지하기 위하여 적정한 수를 가진다.
지지 다리(103)의 상방에는 프레임(134)이 지지 다리(103)들에 나사 고정 또는 용접 등에 의해 설치되며, 프레임(134) 상에는 물탱크(102)가 제공된다.
물탱크(102)의 상부에는 원통 또는 사각 형상의 통체로 형성된 케이싱(101)이 설치되고, 케이싱(101)과 물탱크(102)는 케이싱(101)의 청소 또는 보수 등을 위하여 케이싱(101)이 물탱크(102)로부터 분리될 수 있도록 플랜지(128) 부분에서 나사 등으로 밀봉 연결된다. 플랜지(128)는 그 내벽에 다수의 돌기판(130)들이 다단으로서 제공된다.케이싱(101)은 외부에서 케이싱(101) 내부를 확인할 수 있도록 투명 물질로 만들어지는 윈도우(109)가 제공된다. 윈도우(109)의 반대쪽에, 케이싱(101)은 가스를 케이싱(101)내로 도입하기 위한 가스 유입구(107)가 제공된다. 케이싱(101)은 그 내부 중간 및 하부 부분에 제 1 및 제 2 벤튜리부(117,118)가 제공된다. 이러한 벤튜리부(117,118)들은 필요에 따라서 적정한 갯수로 제공될 수 있다.케이싱(101)의 하부에 제공되는 플랜지(128) 부분에는 축(121)의 상단에 설치되는 터보 임펠러(104)가 위치되며, 축(121)은 2개의 베어링(119,120)에 의해 프레임(134)에 회전가능하게 지지된다. 축(121)은 그 하단부에 풀리(124)가 설치되고, 풀리(124)는 V 벨트와 같은 벨트에 의하여 모터(125)의 풀리(123)와 벨트에 의해 연결되어, 축(121)은 벨트를 통해 모터(125)의 회전력이 전달된다.도 4 및 도 5에 는 본 발명의 회전식 세정 집진기(100)에 사용되는 터보 임펠러(104)의 평면도 및 측단면도가 도시되어 있다. 임펠러(104)는 주원판(201)과, 고정핀(206)에 의해 주원판(201)의 한 쪽면에 고정 설치되는 다수의 블레이드(202)를 가진다. 블레이드(202)들은 도시된 바와 같이 예각으로 형성되어 있으며, 케이싱(101) 내로 유입되는 물과 먼지 등을 하방으로 흡인하여 플랜지(128)의 내측면에 제공되는 다수의 돌기판(130)으로 추진시키는 역할을 한다. 블레이드(202)는 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이 덮개판(203)에 의해 일부가 덮혀 있으며, 덮개판 고정핀(207)에 의해 고정되어 있다. 주원판(201)은 하부에 제공되는 주원판 보강대(205)에 의해 강도가 보강되며, 보스(204)가 보스 고정 나사(208)에 의해 주원판(201)의 중앙에 고정되어 있다. 슬리브 보강대(209)가 보스(204)의 하부에 부착되어 있다. 블레이드(202)와 주원판(201)은 무게를 최소화하는 한편 그 내구성을 높이기 위하여 FRP 또는 금속으로 제조되는 것이 바람직하다.한편, 케이싱(101) 내로 유입된 가스는 상기된 바와 같은 구조를 가지는 터보 임펠러(104)의 회전에 의하여 하부로 흡인되고, 벤튜리부(117,118)들을 통과하는 동안 보다 빠른 유속을 가지게 된다.
케이싱(101)의 하부에 제공되는 물탱크(102)는 내부의 물을 드레인하기 위한 배수구(111)가 하부에 제공되며, 케이싱(101)이 설치된 측부의 반대편에 가스를 배출하기 위한 가스 배출구(108)가 제공되고, 굴뚝 또는 다른 처리 장치에 연결된다.이러한 가스 배출구(108)는 다수의 케이싱과 대응하는 물탱크가 사용될 때 중간 덕트(105)를 통하여 다른 케이싱의 가스 유입구에 연결될 수 있다.
물탱크(102)는 도면에서 볼때, 좌측 상부에 가스 배출구(108)가 설치되어 있으며, 저장되는 물이 항상 일정한 수위를 유지할 수 있도록 초과되는 물을 외부로 배출하기 위한 오버 플로우(110)가 물탱크(102)의 한 쪽 측부에 제공되며, 오버 플로우(110)에 인접하여 외부에서 물의 수위를 확인하기 위한 맨홀(116)이 제공된다.물탱크(102)의 하단 측부에는 물 유입구(113)가 제공되며, 파이프를 통하여 각각의 모터(126)에 의하여 구동되는 2개의 순환 펌프(131)에 연결된다. 순환 펌프(131)는 순환 파이프(127)을 거쳐 케이싱(101)의 물 분사 노즐(106)에 연결됨으로써, 물탱크(102)에 저장된 물은 순환 펌프(131)에 의하여 펌핑되어, 파이플(127)를 통해 물 분사 노즐(106)로 공급된다. 물 분사 노즐(106)로부터 분사되는 물은 일정한 크기의 입자로 분사되며, 노즐(106)로부터 분사되는 물입자의 크기는 노즐을 조정함으로써 조정될 수 있다.순환 펌프(131)들이 2개가 제공되는 이유는 하나의 순환 펌프가 가동을 중지하였을 때 다른 순환 펌프를 사용함으로써, 장치의 가동률을 향상시키기 위한 것이다.이하에서 본 발명의 작동 원리에 대하여 기술한다.가스 유입구(107)로부터 케이싱(101) 내로 강제 유입된 연소 가스중의 분진 등의 공해 물질은 케이싱(101)의 상부에 설치된 물 분사 노즐(106)로부터 분사되는 물입자와 혼합되어 미세 액적화된다. 케이싱(101) 내에서 물입자와 혼합됨으로써 미세 액적화된 공해 물질은 모터(125)에 의해 구동되는 터보 임펠러(104)의 흡인력과 가스 유입 압력 및 물 분사 노즐(106)로부터 분사되는 세정수의 압력에 의하여 하방으로, 즉 물탱크(102)를 향하여 흡인된다. 이 때, 미세 액적화된 혼합물이 연소 가스 중의 먼지 및 산 가스와 강제 충돌, 확산, 용해, 흡착 혼합됨으로서 1차적으로 제진된다.공해 물질이 미세 액적화된 연소 가스는 케이싱(101)에 제공되는 벤튜리부(117,118)를 통과하며, 벤튜리부(117,118)를 통과하는 동안 유속이 증가된다. 이는 연소 가스가 통과 면적이 좁은 벤튜리부(117,118)를 통과할 때 유속이 빨라지는 것을 이용하는 것으로서, 연소 가스의 흐름이 벤튜리부(117,118)들을 통과함으로써, 고속, 확산 흐름이 벤튜리부의 수만큼 반복되는 동안, 물 분사 노즐(106)로부터 분사된 세정수, 즉 물입자와 강제 충돌, 확산, 용해, 흡착 및 혼합됨으로써 집진 효율이 증가된다.세정 집진 영역과 벤튜리부(117,118)를 이용하는 벤튜리 집진 영역을 통과한 연소 가스가 고속으로 회전하는 터보 임펠러(104)의 블레이드(202)와 충돌됨으로써, 연소 가스 중에 잔존하는 미세한 먼지가 물 입자와 함께 임펠러(104)의 원심력에 의하여 플랜지(128)의 내벽에 제공되는 돌기판(130)과 충돌하여 플랜지(128)의 내벽에 흡착 및 포집된다.케이싱(101)의 세정 집진 영역, 벤튜리 집진 영역 및 터보 임펠러(104)에 의한 원심 충돌 집진 영역을 통과하는 동안 함유된 분진 및 공해 물질이 제거된 연소 가스는 물탱크(102)의 상부에 형성된 공간을 통하여 가스 배출구(108)를 통하여 외부로 배출된다. 물탱크(102)는 일정 높이에 오버 플로우(110)가 형성되는 것에 의하여 오버 플로우(110)의 상부에는 연소 가스가 통과할 수 있는 공간이 형성될 수 있다.한편, 상기된 바와 같은 케이싱(101)과 물탱크(102)는 각각 하나의 구성을 가질 수도 있으나, 도 1에 도시된 바와 같이 2개의 케이싱(102)과 2개의 물탱크(102)들이 사용될 수 있다. 이 때, 한 쪽의 물탱크(102)는 중간 덕트(105)를 통하여 다른 쪽의 케이싱(101)과 연결될 수 있다. 중간 덕트(105)는 한 쪽 물탱크(101)의 가스 배출구(108)와 다른 쪽 케이싱(101)의 가스 유입구(107) 사이에 분리 가능하게 설치된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 회전식 세정 집진기는 다음과 같은 장점과 효과를 나타낸다.
-집진기의 케이싱(101) 내부에 세정 집진 영역과, 벤튜리 집진 영역 및 원심 충돌 집진 영역이 내재되어 있기 때문에 종래의 세정 집진기로는 처리가 불가능한 미세한 먼지, 악취 물질, 용해가 어려운 산성 가스 성분까지도 제거할 수 있다.
-터보형 임펠러(104)의 중량을 낮추고 유해한 환경에서 오래 견딜 수 있도록 재질을 FRP 또는 경금속으로 하였으며 집진 효율 증대와 배풍량을 증가시키기 위하여 플레이트 타입에서 터보 타입으로 전환하였으며, 임펠러 주판과 블레이드 덮개판 사이에 고정핀을 삽입하여 내구성을 향상시켜 임펠러 회전, 세정수, 연소 가스 등의 저항에 블레이드가 파손되지 않고 수명이 길도록 하였다.
-종래의 장치에서는 복수단의 임펠러를 부착시키기 위하여 축을 상부에서 하부까지 연결한 상.하부 베어링 지지 타입으로 구조적인 취약점을 가지며 진동 및 소음이 많이 발생되었으나, 본 발명의 임펠러는 효율이 뛰어난 터보 타입 임펠러 하나만으로도 효과가 탁월하며, 임펠러 하나만을 장착하므로 축의 길이가 최단축으로 설계되고 하부 단축 베어링 지지 타입으로 구성되어 있으므로 내구성이 뛰어나다.
-종래의 장치에서는 축의 하부 지지 축과 베어링 등이 집수조 내부에 설치되어 있어서 축의 부식이 심하고 베어링 내부에 그리스 공급이 불가능하여 별도의 그리스 공급 라인 등이 필요했으며, 베어링 축, 임펠러 등의 교체시 전체 시설을 해체한 후 교환하여야 하는 어려움이 수반되었으나, 본 발명의 장치는 지지축과 동력 전달 장치가 외부로 노출되어 있어서 상기와 같은 문제점을 모두 해소하는 효과가 있다.
-케이싱의 중량을 경량화하기 위하여 재질을 FRP로 하였으며, 내부 보수가 용이하도록 플랜지 체결 구조로 구성하여 보수시 케이싱(101)을 용이하게 해체할 수 있다. 집진 효율의 극대화를 위하여 2 단 이상의 벤튜리부가 부착되어 있어서 미세 먼지 세정 효과가 우수하다.
-종래 기술은 단순한 4각 타입인데 비하여, 본 발명의 장치는 지상에서 일정 높이 위에 설치되도록 다수의 지지 다리를 가지고 있어서 동력 전달 장치, 회전체, 회전체 지지축 등이 외부로 노출되어 있어서 보수가 용이하다.

Claims (4)

  1. (정정) 회전식 세정 집진기로서,
    가스를 유입하기 위한 가스 유입구(107) 및 상기 가스 유입구(107)의 하부에 위치되는 벤튜리부(117,118)를 가지는 케이싱(101);
    한 쪽 측부에서 상기 케이싱(101)과 소통하도록 상기 케이싱(101)의 하부를 지지하며, 상기 케이싱(101)과 분리 가능하게 연결되도록 플랜지에 의하여 밀봉 결합되고, 다른 쪽 측부의 상부에 가스 배출구(108)가 제공되는 일정 수위의 물을 저장하기 위한 물탱크(102);
    상기 케이싱(101)내로 유입된 연소 가스중의 유해물질과 혼합되도록 상기 케이싱(101)의 내부로 물을 분사하기 위하여 상기 케이싱(101)의 상부에 설치되는 물 분사 노즐(106);
    상기 케이싱(101) 내로 유입된 연소 가스를 흡인하도록 상기 케이싱(101)과 상기 물탱크(102)가 연결되는 부분에서 회전 구동되는 터보 임펠러(104); 및
    상기 물탱크(102)에 저장된 물을 상기 물 분사 노즐(106)로 순환시키기 위한 물 순환 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 세정 집진기.
  2. (삭제)
  3. (정정) 제 1 항에 있어서, 상기 터보 임펠러(104)는 FRP로 형성되며, 상기 물탱크(102)를 통해 연장하는 축(121)의 상단부에 설치되며, 상기 축(121)은 모터(125)에 의하여 구동되는 것을 특징으로 하는 회전식 세정 집진기.
  4. (정정) 제 1 항에 있어서, 다수의 케이싱(101) 및 다수의 물탱크(102)들을 포함하며, 하나의 물탱크는 다른 케이싱과 중간 덕트(105)를 통하여 서로 연결되며, 상기 중간 덕트(105)는 상기 하나의 물탱크의 가스 배출구(108)와 상기 다른 케이싱의 가스 유입구(107)에 분리되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 회전식 세정 집진기.
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