KR100360638B1 - 직물필터 - Google Patents

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KR100360638B1
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하워드 프리맨 존슨
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루지 퍼시픽 피티와이 엘티디.
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Abstract

본 발명은 직물 필터 장치 및 오염 가스를 직물 필터 장치의 오염 가스부로 공급하는 방법에 관한 것이다. 직물 필터 장치의 하우징(11)은 하단부가 오염 가스입구(31)와 유체 연통된 적어도 하나의 대체로 수직으로 연장된 덕트(13)를 포함한다. 덕트는 직물 필터 장치로 유입되는 오염 가스의 일부를 방향 전환시켜 포팅 판(40)과 원형 필터 백 배열부(50)의 하부 중간의 위치로 하우징(11)의 코너부에 오염가스의 일부를 전달한다.

Description

직물 필터
기술 분야
본 발명은 가스 스트림으로부터 특정 물질의 제거를 위한 직물 필터에 관한 것이며, 특히 개선된 가스 입구 형상을 갖는 직물 필터에 관한 것이다.
배경 기술
신장된 필터 백 그룹(a group of elongated filter bags)을 통해 외부로부터 내부로 세정되는 가스 스트림이 유도되는 직물 필터가 공지되어 있다. 필터 백을 통한 가스 유동 방향을 단순히 반전시켜 백의 외부로부터 필터 백에 보유된 입자 물질을 제거하는 기능을 하는 가스 펄스를 가스 스트림에 대해 주기적으로 백 내로 주입함으로써 백이 주기적으로 세정된다. 오스트레일리아 특허 제520,545호는 이러한 직물 필터를 개시한다.
이러한 종류의 직물 필터에서, 필터 백 그룹은 통상 입구를 갖는 오염 가스부 및 출구를 갖는 청정 가스부를 구비한 하우징에 배치된다. 포팅(porting) 판은 하우징 본체 내에 장착되어 오염 가스부 및 청정 가스부를 분리하며 다수의 동심링 포트를 갖는다. 필터 백은 포팅 판의 각각의 포트로부터 지지되어 오염 가스부내로 현수된다. 역류(backflushing) 수단이 청정 가스부 내에 장착되어, 대체로 필터 백을 역류하도록 가스 펄스를 유도하게 되어 있다.
대부분의 공지된 직물 필터에서, 오염 가스는 직물 필터 하우징의 오염 가스부 내로 직접 방출된다. 이러한 유입 방법은 저렴한 반면 백의 마모 및 다음 펄스에서 먼지의 재혼입(re-entrainment)을 야기시킬 수 있는 필터 백들 사이의 불균일한 속도 및 상당한 난류를 발생시킨다. 폭방향으로 하우징의 벽과 필터 백 사이에 플리넘(plenum)을 제공하는 것도 공지되어 있다. 이는 오염 가스가 다른 경우에서보다 낮은 속도로 하우징으로 진입하게 한다. 그러나, 이러한 플리넘은 공간의 낭비이며, 이러한 이유로 널리 사용되지 않았다.
발명의 공개
제1의 넓은 태양에서, 본 발명은 입구를 갖는 오염 가스부 및 출구를 갖는 청정 가스부를 형성하는 하우징과, 상기 하우징에 장착되어 청정 가스부로부터 오염가스부를 분리시키는 포팅 판과, 상기 포팅 판으로부터 현수된 대체로 원형 배열의 직물 필터 백들을 구비하며, 하우징은 역류 가스의 펄스를 발생시키며 포팅 판의 각각의 포트를 통해 직물 필터 백들의 개방된 상단부 내로 주기적으로 역류 가스를 분배하는 발생/분배 수단을 더 포함하는 직물 필터 장치에 있어서, 하부가 입구와 유체 연통되며 상부가 입구와 포팅 판 중간의 레벨에서 하우징의 코너부 내로 개방된 적어도 하나의 덕트가 하우징에 제공되는 직물 필터 장치를 제공한다.
본 발명의 직물 필터 장치의 입구는 덕트가 입구의 측단부와 유체 연통되어 수평 방향으로 신장될 수 있다. 입구의 대향 측단부와 유체 연통되는 두 개의 덕트를 제공하는 것도 가능하다.
양호하게는, 하우징은 다수의 대체로 편평한 측면, 예를 들어 정사각형 또는 직사각형을 형성하는 네 개의 편평 측면을 구비하며, 하우징의 인접 코너부에 배치된 대체로 수직으로 연장된 두 개의 덕트를 구비한다.
하우징의 입구는 양호하게 하우징의 하단부를 형성하는 하향으로 경사진 호퍼 내로 개방되도록 위치된다. 댐퍼는 하우징 내로의 가스 유동을 제어하도록 입구에 장착될 수 있다.
각각의 덕트의 하부에는 또한 양호하게 오염 가스 스트림으로부터 낙하되는 입자 물질이 덕트로부터 배출될 수 있는 정도의 크기의 블리드(bleed) 개구가 제공된다.
제2의 넓은 태양에서, 본 발명은 청정 가스부와, 오염 가스부와 청정 가스부 사이에 장착되어 원형 배열의 직물 필터 백들이 현수된 포팅 판과, 역류 가스의 펄스를 발생시켜 포팅 판의 각각의 포트를 통해 직물 필터 백들의 개방된 상단부로 주기적으로 역류 가스를 분배하기 위한 발생/분배 수단을 포함하는 직물 필터의 오염 가스부로 오염 가스를 공급하기 위한 방법에 있어서, 직물 필터 백 배열부의 하부의 아래 또는 그에 인접한 위치에서 하우징 내로 직접 오염 가스의 제1 부분을 공급하며 입구로부터의 오염 가스의 제2 부분을 방향 전환하는 단계와, 입구와 포팅판 중간의 레벨에서 하우징의 적어도 하나의 코너부로 방향 전환된 오염 가스를 전달하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
제2 부분은 양호하게 필터로 유입되는 전체 오염 가스의 10% 내지 90% 사이이다.
양호하게는, 오염 가스는 하우징의 하나의 측면을 따라 신장된 입구를 통해 오염 가스부로 공급된다. 양호하게는, 오염 가스는 신장된 입구 개구의 하나 또는양쪽 측단부로부터 대체로 수직으로 방향 전환된다.
가장 양호하게는, 하우징은 다수의 대체로 편평한 측면을 구비하고, 오염 가스는 입구의 양쪽 측단부로부터 수직으로 방향 전환되며 입구와 포팅 판 중간의 레벨에서 상기 하우징의 인접 코너부로 방향 전환된다.
본 발명에 따른 구조는 종래 기술에 대해 대체로 네 개의 장점을 갖는다. 첫째, 필터 백 배열부의 훨씬 위로 가스를 공급함으로써 평면 면적 및 자재 구성 비용(capital construction cost)이 상당히 감소된다. 이는 원형 배열의 필터 백들을 둘러싸는 이전에는 사용되지 않았던 하우징의 코너부를 사용함으로써 그리고 수직 연장된 덕트 내를 필터 백이 견딜 수 있는 것 보다 현저하게 높은 속도로 이동하는 가스에 의해 달성된다. 둘째, 필터 백 배열부의 훨씬 위로 가스를 공급하여 덕트로부터 측방향 하향 가스 유동을 촉진시켜 입자의 예비분리, 즉 필터 백의 표면 상에 포획되지 않고 스트립으로부터 낙하되어 호퍼 내로 떨어지는 혼입 입자 물질을 최대화함으로써, 필터 백 배열부 내로의 유동 패턴이 개선된다. 셋째, 백 배열부를 통해 아래로 그리고 상향으로의 수직 속도를 최소화함으로써, 필터 백으로부터 세정되어 제거된 먼지의 재혼입이 최소화되어 청정 공기/에너지 요구 조건을 낮추며 백 수명을 연장시킨다. 넷째, 백 다발 주위의 그리고 각각의 백 내로의 오염 가스의 보다 균일한 분포를 제공하기 때문에, 청정 공기 요구 조건이 최소화되며 백 수명이 보다 개선된다.
도면의 간단한 설명
이해를 돕기 위해, 이하, 첨부된 도면을 참조하여 예에 의해 본 발명을 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직물 필터 장치의 사시도이다.
도2는 도1의 장치의 평면도이다.
도3은 도2의 선 A-A를 따른 단면도이다.
본 발명을 실현하기 위한 최적 모드
도면에서 화살표는 가상 가스 유동을 표시한다. 제1도에서, 직물 필터 장치(10)는 하단부에 내향으로 경사진 호퍼(12)를 갖는 하우징(11)을 포함한다. 하우징(11)은 상부 청정 가스 구역(20) 및 하부 오염 가스 구역(30)으로 분할된다. 원형 배열의 필터 백(50)들이 현수된 포팅 판(40)이 그 사이에 제공된다. 여러 구성 부품의 상대적인 크기는 축적에 따르지 않았다.
포팅 판(40)은 일련의 방사상으로 이격된 동심 링의 포트를 갖는다. 이들 각각의 포트는 환형 필터 백 배열부(50)의 각각의 필터 백과 연통된다. 본원에서 참조된 오스트레일리아 특허 제608765호에서 기술된 바와 같이, 포팅 판 위에 펄스 발생/분배 시스템(60. 도3 참조)이 있다.
가스 펄스 발생/분배 시스템(60)은 한 쌍의 방사상으로 연장된 가스 매니폴드(62, 63)에 하단부가 연결되어 수직으로 연장된 입구 튜브(61)를 포함한다. 각각의 매니폴드(62, 63)는 포팅 판(40)을 가로질러 그리고 그 위로 연장되며, 다수의 하향 노즐을 보유한다. 매니폴드(62)의 노즐들은 포트의 짝수 번호의 링들 중 하나의 링 위로 각각 회전하도록 위치되며, 매니폴드(63)의 노즐들은 포트의 홀수 번호의 링들 중 하나의 링 위로 각각 회전하도록 위치된다. 발생/분배 시스템(60)은 설계성능에 따라 다른 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 각각의 매니폴드(62, 63)의 노즐들은 방사상으로 등간격으로 이격된 다수의 쌍으로 배치되며, 각각의 쌍의 각각의 노즐(25)들은 회전 시에 포트의 각각의 링과 정렬될 수도 있다.
오염 가스 입구(31)는 하우징(11)의 한 면을 가로질러 연장되며 양호하게는 호퍼(12) 내로 개방된다. 제3도에서 명백히 도시된 바와 같이, 이러한 입구는 입구호퍼(32)와, 입구 호퍼 내에 배치되어 입구 호퍼(32)를 통해 하우징(11) 내로 유동하는 가스의 부피를 제어하도록 된 댐퍼(33)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 댐퍼는 회전 가능한 베인으로 제공되나, 임의의 적절한 공기 댐퍼 수단도 사용 가능하다.
하우징(11)은 하부가 입구(31)와 유체 연통된 적어도 하나의 덕트(13)를 포함한다. 덕트(13)의 상부는 입구(31)와 포팅 판(40) 중간의 위치에서 하우징(11) 내로 개방된다. 도시된 실시예에서, 두 개의 덕트(13)가 하우징의 인접 코너부에 대체로 수직하게 연장되며, 이들 덕트의 하부는 입구(31)의 대향 측단부들과 유체 연통된다.
본 발명의 장치는 다음과 같이 작동된다.
청정 가스부(20)가 진공으로 되어, 오염 가스의 제1 부분이 원형 필터 백 배열부(50)에 인접한 또는 그의 아래의 위치에서 입구(31)를 통해 하우징(11) 내로 흡입된다.
하우징(11)의 덕트(13)는 입구(31)로부터 하우징으로 유입되는 오염 가스의 제2 부분을 방향 전환시키며, 오염 가스의 제2 부분을 포팅 판(40)과 입구(31) 중간의 레벨에서 하우징의 코너부로 방향 전환시킨다.
방향 전환되는 유입 유량에 따라 덕트의 크기가 결정될 수 있다. 필터로 유입되는 전체 오염 가스의 10% 내지 90%가 포팅 판과 입구 중간의 레벨에서 하우징의 코너부로 방향 전환될 수 있다.
이는 측방향 하향 가스 유동이 입자의 예비 분리를 최대화시키는 것을 촉진함으로써 원형 필터 백 배열부 주위의 오염 가스의 유동 패턴을 개선시킨다. 또한, 입구 유동의 일부가 방향 전환되므로, 이는 백 다발 아래로 그리고 그를 통해 상향으로의 수직 속도를 최소화시켜 필터 백으로부터 세정되어 배출된 먼지의 재혼입을 감소시킨다. 또한, 백 다발 주위의 오염 가스가 보다 균일하게 분배된다.
하우징 내의 오염된 가스는 필터 백에 의해 분리된 오염 가스 내의 입자 물질과 함께 원형 필터 백 배열부(50)를 통해 흡입된다. 그 다음 청정 공기는 필터백의 개방 상단부를 통해, 출구(21)를 통해 제거되는 청정 공기부(20) 내로 이동된다.
양호한 실시예에서, 덕트(13) 내의 오염 가스 스트림으로부터 낙하될 수도 있는 임의의 입자 물질이 하단부로부터 방출되어 호퍼(12) 내로 향하도록, 각각의 입구 덕트에는 하단부에 작은 블리드 개구(14)가 제공된다.
본 기술 분야에서 숙련된 자들은 상술된 본 발명의 취지 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 특정 실시예에서 도시된 본 발명에 여러 가지 변경 및/또는 변형을 가할 수 있을 것이다. 따라서, 본 실시예는 모든 점에서 예시적이며 한정적인 것은 아니다.

Claims (13)

  1. 신장된 수평 입구를 구비한 오염 가스부 및 출구를 구비한 청정 가스부를 형성하는 프리즘형 하우징과, 하우징 내에 장착되어 오염 가스부를 청정 가스부로부터 분리시키는 포팅 판과, 상기 포팅 판으로부터 현수된 대체로 원형 배열의 직물 필터 백들을 가지며, 상기 입구가 상기 필터 백의 최저 단부에 인접하고, 상기 하우징이 역류 가스의 펄스를 발생시켜 포팅 판 내의 각각의 포트를 통해 직물 필터 백들의 개방 상단부 내로 주기적으로 역류 가스를 분배하는 발생/분배 수단을 더 포함하는 직물 필터 장치에 있어서,
    각각의 오염 가스 유동 덕트들이 입구의 대향 측단부들에서 프리즘형 하우징의 두 개의 코너부 내에 각각 위치되고, 상기 덕트들은 하우징의 입구를 통해 상향으로 유입되는 오염 가스의 일부가 입구와 포팅 판 중간의 레벨에서 각각의 덕트를 빠져나오도록 유도하기 위해 입구와 유체 연통되는 것을 특징으로 하는 직물 필터장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 다수의 대체로 편평한 측면들을 구비하고, 각각의 덕트는 하우징의 코너부 내에서 입구의 측단부로부터 대체로 수직 상방으로 연장되는 것을 특징으로 하는 직물 필터 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하우징은 네 개의 편평 측면을 구비하며두 개의 대체로 수직으로 배향된 덕트가 제공되고, 상기 입구는 두 개의 덕트 각각이 하우징의 인접 코너부 내에 배치된 상태로 하우징의 하나의 측면을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 직물 필터 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하우징의 하단부는 하향으로 경사진 호퍼에 의해 형성되고, 입구는 호퍼 내로 개방된 것을 특징으로 하는 직물 필터 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 댐퍼가 하우징 내로의 가스 유동을 제어하도록 입구에 장착되는 것을 특징으로 하는 직물 필터 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 덕트는 덕트 내의 오염 가스로부터 낙하되는 입자 물질이 배출될 수 있도록 하부에 블리드 개구를 구비하는 것을 특징으로 하는 직물 필터 장치.
  7. 프리즘형 하우징 내에서, 청정 가스부와, 오염 가스부와 상기 청정 가스부 사이에 장착되어 원형 배열의 직물 필터 백들이 현수된 포팅 판과, 역류 가스의 펄스를 발생시켜 포팅 판 내의 각각의 포트를 통해 직물 필터 백들의 개방 상단부 내로 주기적으로 역류 가스를 분배하는 발생/분배 수단을 포함하는 직물 필터의 오염 가스부로 오염 가스를 공급하는 방법에 있어서,
    필터 백 배열부의 하부 아래의 또는 그에 인접한 위치에서 하우징 내로 직접오염 가스의 제1 부분을 공급하는 단계와, 오염 가스의 제2 부분을 오일 가스 입구로부터 하우징으로 방향 전환하는 단계와, 방향 전환된 오염 가스를 하우징에 대해 오염 가스 입구의 대향 측단부들에 형성된 이격된 덕트를 거쳐 입구와 포팅 판 중간의 레벨로 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염 가스를 직물 필터의 오염 가스부로 공급하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 입구는 하우징의 측면을 따라 연장되는 신장된 개구에 의해 제공되고, 상기 오염 가스는 상기 입구 개구의 측단부로부터 수직 상방으로 방향 전환되는 것을 특징으로 하는 오염 가스를 직물 필터의 오염 가스부로 공급하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 오염 가스는 신장된 입구의 양쪽 측단부로부터 수직 상방으로 방향 전환되는 것을 특징으로 하는 오염 가스를 직물 필터의 오염 가스부로 공급하는 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제2 부분은 필터로 진입하는 전체 오염 가스 유동의 10% 내지 90% 사이인 것을 특징으로 하는 오염 가스를 직물 필터의 오염 가스부로 공급하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 입구는 하우징의 측면을 따라 연장되는 신장된 개구에 의해 제공되고, 상기 오염 가스는 상기 입구 개구의 측단부로부터 수직 상방으로 방향 전환되는 것을 특징으로 하는 오염 가스를 직물 필터의 오염 가스부로 공급하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 오염 가스는 신장된 입구의 양쪽 측단부로부터 수직상방으로 방향 전환되는 것을 특징으로 하는 오염 가스를 직물 필터의 오염 가스부로 공급하는 방법.
  13. 제7항에 있어서, 하우징은 다수의 대체로 편평한 측면을 구비하고, 오염 가스는 신장된 입구의 양쪽 측단부로부터 수직 상방으로 방향 전환되는 것을 특징으로 하는 오염 가스를 직물 필터의 오염 가스부로 공급하는 방법.
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