KR100415057B1

KR100415057B1 - 분진 분리장치

Info

Publication number: KR100415057B1
Application number: KR10-2001-0046142A
Authority: KR
Inventors: 이용택
Original assignee: 주식회사 킴스솔루션
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2004-01-13
Also published as: KR20030012206A

Abstract

가스 배출물의 정화 시스템에서 이용되는 것으로, 축대칭인 실린더 케이싱에 내장되고 원추형으로 수렴하는 특정 형상을 가지며 달라붙는 성질의 먼지를 효과적으로 청소할 수 있는 분진 분리장치가 개시되어 있다. 분진 분리장치의 공기역학적 집적기는 입구로부터 원추형이나 쐐기모양으로 수렴하여 뿔형상을 이루며, 먼지 유입구를 형성하는 원추형 본체와 연결된다. 집적기는 원추형으로 수렴하는 링 또는 판형상의 장치를 구비하며, 상하부에 설치된 장착 플랜지를 통하여 스크린 케이싱에 장착되고, 구동 블록에 의해서 워엄이 구동되는 경우에 지지부에서 회전한다. 이때, 워엄 휠의 최외부는 집적기와 치밀하게 결합되며, 워엄은 구동 블록에 결합되고, 스크린 케이싱에 대해 움직이지 않는 집적기의 내부에는 줄이 배치되며, 줄을 따라서 움직이는 엷은 판 형상의 세척요소가 구비된다.

Description

분진 분리장치{Dust separation equipment}

본 발명은 가스 배출물의 정화 시스템에서 이용되는 분진 분리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축대칭인 실린더 케이싱에 내장되고 원추형으로 수렴하는 특정 형상을 가지며 달라붙는 성질의 먼지를 효과적으로 청소할 수 있는 분진 분리장치에 관한 것이다.

통상적인 분진 분리장비와 길(gills) 형태의 분진 분리기는 널리 알려져 있다. 이들 종래의 분진 분리기에는 유선형의 길 요소(streamlined gills elements)의 특정 형상이 없으며, 또한 제트 유동(jet flow)의 경계 내에서 먼지를 분리하는 과정의 안정성을 보장해 주는 안정적인 축 대칭의 층류의 형성을 촉진하는 스크린 케이싱(screen casing)O| 없기 때문에 입력측 공기유동에서 먼지를 분리하는 과정이 비교적 효과적으로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

이외에도 길(gills) 타입의 내장형 분진 분리기가 있는데, 이 장치에서는 연속적으로 연결된 분진 분리기 요소들 간의 조화를 최적화하지 못했기 때문에 공기를 정화하는데 있어서 그다지 효과적이지 못했다.

그밖에 축대칭인 실린더 케이싱에 내장되며 원추형으로 수렴하는 특정 형상을 갖는 분진 분리장치가 개발된 바 있다. 이러한 장치는 95%이상의 효율로 공기에서 분산된 입자를 분리시키지만, 이는 구조 요소에 먼지 입자의 경화와 같은 현상이 발생하지 않는 경우로 그 사용이 제한된다. 따라서, 달라붙는 성질의 먼지를 청소할 경우에 이러한 설비는 무용지물이 된다.

따라서, 축대칭인 실린더 케이싱에 내장되고 원추형으로 수렴하는 특정 형상을 가지며 달라붙는 성질의 먼지를 효과적으로 청소할 수 있는 분진 분리장치의 개발이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 축대칭인 실린더 케이싱에 내장되고 원추형으로 수렴하는 특정 형상을 구비함으로써, 달라붙는 성질의 먼지까지도 효과적으로 제거할 수 있는 분진 분리장치를 제공하려는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 분진 분리장치의 종단면도,

도 2는 도 1에 도시된 "A" 부분의 확대도,

도 3은 도 1에 도시된 모듈 회전 슬라이딩 지지부를 나타낸 도면,

도 4 내지 도 12는 세척요소의 동작유형을 나타낸 도면,

도 13은 링의 외측면과 세척요소간의 동작관계를 나타낸 도면,

도 14는 본 발명에 따른 모듈의 측단면도,

도 15는 도 14의 화살표 "B" 방향에서 본 도면,

도 16은 도 14의 선 C-C를 따라 도시한 도면, 및

도 17은 집적기 측면의 일부 사시도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 공기역학적 집적기 2 : 링

3 : 원추형 본체 4 : 스크린 케이싱

5,6 : 장착 플랜지 7,8 : 지지부

10,11 : 워엄 13 : 줄

14 : 세척요소 15,16 : 돌출부

17 : 부싱 18 : 슬릿

20 : 지지부 22 : 진동 블록

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은,

먼지 유입구를 형성하는 원추형 본체, 공기역학적 집적기 및 스크린 케이싱을 포함하는 분진 분리장치로서,

상기 공기역학적 집적기는 상기 원추형 본체와 연결되고, 입구로부터 원추형이나 쐐기모양으로 수렴하여 뿔형상을 이루며, 주기적으로 원추형으로 수렴하는 링 또는 판형상의 장치를 구비하고, 상하부에 설치된 장착 플랜지를 통하여 상기 스크린 케이싱에 회전가능하도록 장착되고, 상기 집적기는 구동 블록에 의해서 워엄이 구동되는 경우에 지지부에서 회전하며, 이때, 상기 워엄 휠의 왕관모양 최외부는 상기 집적기와 치밀하게 결합되며, 워엄은 상기 스크린 케이싱에 장착되어 있는 구동 블록에 결합되고, 상기 스크린 케이싱에 대해 움직이지 않는 상기 집적기의 내부에는 줄이 팽팽하게 배치되며, 상기 줄을 따라서 움직이는 엷은 판 형상의 세척요소가 구비되며, 상기 줄의 양쪽 끝 부분은 돌출부에 고정된 것을 특징으로 하는 분진 분리장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 분진 분리장치에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 위에서 언급한 조건에서도 공기 정화를 효과적으로 수행하도록 하기 위하여 다음과 같은 구성을 갖는 분진 분리장치를 제공한다.

먼저, 본 발명에 따른 분진 분리장치는, 입구로부터 원추형이나 쐐기모양으로 수렴하여 뿔형상을 이루는 공기역학적 집적기(aerodynamic concentrator)(1)를 구비한다. 공기역학적 집적기(1)는 주기적으로 원추형으로 수렴하는 링 또는 판형상의 장치(2)를 구비하며, 먼지 유입구를 형성하는 원추형 본체(3)와 연결된다. 이러한 집적기(1)는 장착 플랜지(5,6)를 통하여 스크린 케이싱(4)에 장착되고, 이에 의해 세로 대칭축을 중심으로 회전할 수 있다. 즉, 집적기(1)는 구동 블록(12)에 의해서 워엄(10,11)이 구동되는 경우에 지지부(7,8)에서 회전이 이루어 진다. 이때, 워엄 휠(10)의 왕관모양 최외부는 집적기(1)와 치밀하게 결합되며, 워엄(10)은 스크린 케이싱(4)에 장착되어 있는 구동 블록(12)에 결합된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 스크린 케이싱(4)에 대해 움직이지 않는 집적기(1)의 내부에는 줄(13)이 팽팽하게 배치되며, 줄(13)을 따라서 움직이는 엷은 판 형상의 세척요소(14)가 구비된다. 이때, 줄(13)의 양쪽 끝 부분은돌출부(15,16)에 고정된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 타입의 모듈의 입구측에 있는 지지부(20)는 벽이 얇은 원추형 본체(3)의 길다란 슬릿(18)이 있는 입구측 링 부분으로 되어 있으며 스크린 케이싱(4)의 실린더 부분에 장착되어 있다. 이때, 지지부(20)의 양측이 접촉하는 부분은 가요성이 있는 꽃잎형상의 판으로 형성됨으로써, 스크린 케이싱(4)과 원추형 본체(3)의 실린더 표면의 부정확한 제작을 보정할 수 있고, 또한 이들 사이의 틈새로 오염 물질이 떨어지는 것을 예방할 수 있다.

도 1 및 3에 도시된 바와 같이, 스크린 케이싱(4)의 외부 둘레에서 적어도 세 지점에 장착되어 있는 슬라이딩 베어링 지지부(7)의 구조는 다음과 같다. 워엄 휠(10)의 측면부는 부싱(17)으로 에워 싸여 있는데, 이때 부싱(17)은 겉면으로부터 형성된 길다란 슬릿(18)을 구비하며, 이 슬릿(18)에 핀(19)이 지지되고 있다. 핀(19)은 케이싱(4)의 외부에서 지지부(20)의 몸체에 장착되어 있다. 이 경우에 워엄 휠(10)은 대칭 축을 따라 종방향으로는 이동할 수 없지만 각 회전은 자유로이 수행할 수 있다.

한편, 도 4 내지 도 12에는 줄(14)을 따라 배치된 엷은 판 형상의 세척요소(14)의 기본적인 구조가 도시되어 있다. 이러한 요소중의 하나가 도 4에 나타나 있는데, 세척요소(14)는 날카로운 절인이 두 갈래로 갈라진 판의 형태를 취하고 있다. 세척요소(14)의 테두리 형상은 인접해 있는 링(2) 사이의 측면 갭의 형상과 대응한다. 이런 방식으로 형성된 세척요소(14)를 줄(13)에 씌우고 두 링(2) 사이의 틈의 경계 내에서 쌓여 있는 먼지 층과 고착되어 있는 층을 절단하면서 움직일 수 있다. 특히, 판의 양분화 방식으로 세척요소(14)를 확대하면 링(2)의 표면과 여유를 가지면서 지속적으로 접촉할 수 있게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이 인접한 링(2) 사이에 틈을 형성하는 세척요소(14)는 측방향 구간에 "엔(n)"자 형상처럼 생긴 얇은 벽으로 이루어진다. 도 7 및 8을 참조하면, 세척요소(14)는 링(2) 형상의 표면의 내부를 에워싸면서 작동한다. 이때, 세척요소(14)는 링(2)의 형상을 따라서 구부러진 날카로운 테두리를 갖는 가요성 판으로 이루어진다. 세척요소(14)의 외부에는 줄(13)을 장착하기 위한 구멍이 있는 밴드가 배치된다. 절인이 달린 형상의 세척요소(14) 외에 솔모양의 세척요소도 사용할 수 있는데, 예를 들면 도 9에 도시된 바와 같은 독특한 빗 모양의 세척요소(14)를 사용할 수 있다. 이때, 도 9에 도시된 세척요소는 공기역학적 집적기(1)의 내부를 따라서 잡아당긴 테이프의 형태로 변형시킬 수 있다. 이러한 테이프 형상의 세척요소(14)는 측면을 따라서 링(2)의 형상에 맞게 구부린다. 세척요소(14)의 측면을 따라서 구부리는 것은 정화되는 링(2)의 표면에 압착되는 탄성력을 조성하기 위해서 필요하다.

또한, 세척요소(14)의 측면으로 구부리는 것은 절단부도 있는데, 이 절단부는 집적기(1)의 링(2) 표면의 기하학적 형상과 부합한다. 세척 요소(14)와 링(2) 표면의 접촉을 보장하기 위해서 스프링 판(21)이 설치되는데, 스프링 판(21)은 도 11에 도시된 바와 같이 줄(13)에서 링(2) 방향으로 밀어 낸다.

여기에 나와 있는 절인을 갖는 세척 요소(14)를 이용하여 고착되어 있는 먼지를 링(2) 표면에서 기계적으로 세척하는 방법의 효율성은 도 12에 나타낸 바와같이 줄 혹은 코어의 진동 블록(22)을 도입함으로써 향상시킬 수 있다. 그런데, 이는 세척 요소(14)의 불안정한 위치 변경을 유발할 수 있다.

엷은 판형상의 세척요소(14)를 이용하여 공기역학적 집적기(1)를 연속적으로 청소하는 것은 링(2)의 내부에서부터 이들의 방향을 잡는 것 뿐만 아니라 도 13에 도시된 바와 같이 바깥 쪽으로부터 방향을 잡아도 가능하다. 이 경우에 줄(13)은 줄을 잡아당기는 코어(24) 사이의 공간에 위치하게 된다. 이 줄(13)을 따라서 엷은 판 형상의 세척 요소(14)를 연속해서 장착하는데, 이때 엷은 판형상의 세척요소(14)는 하나의 면에서 로드(23)를 통해 팩키지로 연결되며 코어(24) 사이의 각 회전의 경계 내에서 이동할 수 있다.

이 경우에 기계적인 세척은 원추형의 집적기(1)의 회전으로 이루어지는 것이 아니라 절단요소(14) 자체의 운동으로 이루어 진다. 특히, 이 운동과 세척 요소(14)의 위치로 인해 링(2)을 고정하는 인접한 코어(24) 사이의 구역의 경계 내에서만 이동할 수 있다(도 13 참조).

도 14 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 집적기(1)의 형상화 측면에서 볼 때 절단요소의 적용은 쐐기 형태의 공기역학적 모듈에 추가할 수 있는 가장 좋은 대안이라고 할 수 있다.

이러한 모듈의 전체적인 모습을 살펴보면, 측면 간격으로 분리되어 있는 형상화판(25)와 (26)으로 이루어진 편평한 장치이다. 이 모듈의 내부영역은 쐐기 모양으로서 출구방향으로 좁아진다. 종대칭을 가로질러 장착되어 있는 판(25,26)에는 각각 절단 요소가 장착된다. 이 후에 모든 판의 요소는 코어(13)에 의해 한 줄로방향을 잡게 되며, 코어(13)와는 중심에 나사공이 있는 구동 판재(27)와 연결된다. 구동 판재(27)의 나사공에는 스크루(28)가 장착되는데, 이때 스크루(28)에는 왼쪽 및 오른쪽 방향으로 나사산이 형성된다. 구동기계(29)를 동작시켜서 이 스크루(28)를 연속적으로 회전시키면 구동 판재(27)가 움직이게 되며, 결과적으로 판(25,26)을 따라서 절단요소(14)의 전 시스템이 움직이게 된다. 이때, 고정 부품중 하나에 구동 판재(27)를 지탱하게 되면 절단요소(14)가 역 방향으로 움직이게 된다.

하기에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 분진 분리장치의 작동과정을 간략하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 오염된 공기는 원추형의 집적기(1)의 바깥 쪽에서 원추형 본체(3)를 통해서 들어온다. 그러면, 집적기(1)는 구동블록(12)과 워엄(10,11)에 의해서 천천히 회전하게 된다. 이때, 집적기(1)의 안쪽 면에서 팽팽하게 당겨진 줄(13) 및 이 줄(13)을 따라서 위치한 엷은 판 형상의 세척요소(14)는 스크린 케이싱(4)에 대해서 움직이지 않는 상태를 유지한다.

분산된 먼지 입자가 포함된 가스 유동이 링(2)을 유선형으로 우회하게 되면 가스 유동은 두 부분으로 분리된다. 이때, 링(2) 사이의 틈새에서 오염 입자는 다량으로 중앙 축 대칭방향으로 층에서 층으로 이동하여 집중되며 집적기(1)를 통해 분리된다. 정화된 공기는 이 틈새을 통해서 집적기(1)의 바깥 쪽에서 스크린 케이싱(4)의 공동으로 이동한다. 스크린 케이싱(4)은 장착 플랜지(6)를 통과하여 가스 배출장비(도시되지 않음)와 연결되어 있으므로, 엷은 판 형상의 세척요소(14) 쪽에서 절단동작으로 인하여 링(2) 요소가 더러워지거나 먼지가 고착될 경우, 고착된물질들은 제거되어 먼지와 함께 옮겨진다.

이런 방식으로 특정형상의 링(2) 표면에는 오염 생산물이 증가하거나 굳어지지않은 채로 남게 되며 모듈은 정상적인 상태를 유지할 수 있다.

이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 분진 분리장치는 입구로부터 원추형이나 쐐기모양으로 수렴하여 뿔형상을 이루는 공기역학적 집적기를 구비하고, 상기 집적기는 주기적으로 원추형으로 수렴하는 링 또는 판형상의 장치를 구비한다. 집적기는 구동 블록에 의해서 워엄이 구동되는 경우에 지지부에서 회전하며, 스크린 케이싱에 대해 움직이지 않는 집적기의 내부에는 줄이 팽팽하게 배치되며, 상기 줄을 따라서 움직이는 엷은 판 형상의 세척요소가 구비된다.

이러한 구성을 갖는 분진 분리장치는 가스 배출물의 정화 시스템에서 널리 이용이 가능하고, 달라붙는 성질의 먼지를 효과적으로 청소할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

먼지 유입구를 형성하는 원추형 본체(3), 공기역학적 집적기(1) 및 스크린 케이싱(4)을 포함하는 분진 분리장치로서,

상기 공기역학적 집적기(1)는 상기 원추형 본체(3)와 연결되고, 입구로부터 원추형이나 쐐기모양으로 수렴하여 뿔형상을 이루며, 주기적으로 원추형으로 수렴하는 링 또는 판형상의 장치(2)를 구비하고, 상하부에 설치된 장착 플랜지(5,6)를 통하여 상기 스크린 케이싱(4)에 회전가능하도록 장착되고, 상기 집적기(1)는 구동 블록(12)에 의해서 워엄(10,11)이 구동되는 경우에 지지부(7,8)에서 회전하며, 이때, 상기 워엄(10) 휠의 왕관모양 최외부는 상기 집적기(1)와 치밀하게 결합되며, 워엄(10)은 상기 스크린 케이싱(4)에 장착되어 있는 구동 블록(12)에 결합되고, 상기 스크린 케이싱(4)에 대해 움직이지 않는 상기 집적기(1)의 내부에는 줄(13)이 팽팽하게 배치되며, 상기 줄(13)을 따라서 움직이는 엷은 판 형상의 세척요소(14)가 구비되며, 상기 줄(13)의 양쪽 끝 부분은 돌출부(15,16)에 고정된 것을 특징으로 하는 분진 분리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 공기역학적 집적기는 슬라이딩 타입의 모듈의 입구측에 있는 지지부(20)를 구비하고, 상기 지지부(20)는 상기 본체(3)의 길다란 슬릿(18)이 있는 입구측 링 부분으로 구성되고 상기 스크린 케이싱(4)의 실린더 부분에 장착되며, 이때 상기 지지부(20)의 양측이 접촉하는 부분은 가요성이 있는 꽃잎형상의 판으로 형성되고 이에 의해 상기 스크린 케이싱(4)과 상기 원추형 본체(3)의 실린더 표면의 부정확한 제작을 보정할 수 있고 이들 사이의 틈새로 오염 물질이 떨어지는 것을 예방할 수 있는 것을 특징으로 하는 분진 분리장치.
제 2 항에 있어서, 상기 스크린 케이싱(4)의 외부 둘레에는 적어도 세 지점에 슬라이딩 베어링 지지부(7)가 장착되고, 상기 워엄 휠(10)의 측면부는 부싱(17)으로 에워싸이며, 상기 부싱(17)은 겉면으로부터 형성된 길다란 슬릿(18)을 구비하고, 상기 슬릿(18)에는 핀(19)이 배치되고, 상기 핀(19)은 상기 스크린 케이싱(4)의 외부에서 지지부(20)의 몸체에 장착된 것을 특징으로 하는 분진 분리장치.
제 3 항에 있어서, 상기 줄(14)을 따라 엷은 판 형상의 세척요소(14)가 배치되고, 상기 세척요소(14)는 날카로운 절인이 두 갈래로 갈라진 판의 형태를 취하며, 상기 세척요소(14)의 테두리 형상은 인접해 있는 링(2) 사이의 측면 갭의 형상과 대응하고, 상기 세척요소(14)를 상기 줄(13)에 씌우고 적어도 2개의 상기 링(2) 사이의 틈의 경계 내에서 쌓여 있는 먼지 층과 고착되어 있는 층을 절단하면서 움직이는 것을 특징으로 하는 분진 분리장치.
제 4 항에 있어서, 상기 링(2) 사이에 틈을 형성하는 상기 세척요소(14)는 측방향 구간이 "엔(n)"자 형상으로 절개된 얇은 벽으로 이루어지며, 상기 세척요소(14)의 외부에는 상기 줄(13)을 장착하기 위한 구멍이 있는 밴드가 배치되는 것을 특징으로 하는 분진 분리장치.
제 3 항에 있어서, 상기 세척요소(14)는 빗 모양을 가지며, 상기 공기역학적 집적기(1)의 내부를 따라서 잡아당긴 테이프의 형태로 변형이 가능하고, 상기 세척요소(14)의 절단부는 상기 링(2) 표면의 기하학적 형상과 부합하며, 상기 세척 요소(14)와 상기 링(2) 표면의 접촉을 보장하기 위해서 스프링 판(21)이 설치되고, 상기 스프링 판(21)은 상기 줄(13)에서 상기 링(2) 방향으로 밀어내는 것을 특징으로 하는 분진 분리장치.
제 3 항에 있어서, 상기 세척요소(14)를 이용하여 상기 공기역학적 집적기(1)를 연속적으로 청소하는 경우, 상기 줄(13)은 상기 줄(13)을 잡아당기는 코어(24) 사이의 공간에 위치하게 되며, 상기 줄(13)을 따라서 상기 세척 요소(14)를 연속해서 장착하는데, 이때 상기 세척요소(14)는 하나의 면에서 로드(23)를 통해 팩키지로 연결되며 상기 코어(24) 사이의 각 회전의 경계 내에서 이동하는 것을 특징으로 하는 분진 분리장치.