KR100490646B1 - 관성력을 이용한 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관성력을 이용한 집진장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 여과포를 이용하여 분진을 포집하고, 여과포의 내부에 주기적으로 고압의 공기를 불어넣어 여과포 표면에 포집된 분진을 탈진시키도록 구성된 집진장치에 있어서, 내부로 유입되는 분진을 포함한 공기의 흐름을 지그재그로 급격하게 변화시켜 입자크기가 큰 분진이 제거되도록 하는 관성력을 이용한 1차분진제거수단과, 1차분진제거수단에서 제거되고 남는 작은 입자의 분진을 포함한 공기가 유입되어 여과포를 통과하면서 분진이 포집되도록 하는 여과포집진수단으로 구성되어, 포집효율을 높일 수 있도록 하고, 아울러 여과포의 탈진조작 주기를 현저히 증가시켜 마모로 인한 여과포의 수명단축을 지연시켜 결과적으로 여과포의 교체주기를 연장시킴으로써 경제적인 집진이 가능하도록 한 관성력을 이용한 집진장치를 제공한다.

Description

관성력을 이용한 집진장치{DUST COLLECTOR USING INERTIAL FORCE}

본 발명은 관성력을 이용한 집진장치에 관한 것으로서, 특히 여과포가 내장된 몸체의 일측 또는 양측에 다량의 분진이 포함된 공기가 수직으로 유입되는 가운데 블레이드에 의해 그 흐름이 급격하게 변화되는 과정에서 발생되는 관성력으로 큰 입자의 분진이 1차적으로 분리되도록 하고, 큰 입자가 제거된 미세한 입자를 갖는 분진이 여과포를 통과하면서 2차적으로 걸러지면서 집진이 되도록 함으로써, 집진효율을 높일 수 있도록 하고, 아울러 여과포의 수명을 연장시켜 집진시 소요되는 비용의 지출을 줄여 경제적인 운전이 될 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 분진 등 먼지의 배출량이 많은 업종인 소각로와 시멘트 제조업과 곡물 및 사류취급소 그리고 화력발전소와 제철소 등에서는 대기중으로 배출되는 먼지를 포집하여 제거하기 위한 방안으로 전기집진장치와 여과집진장치를 사용하고 있다.

즉, 미분탄 화력발전소와 같이 대용량의 연소기체를 처리하는 공정에서는 주로 전기집진장치가 사용되고 있으며, 중·소용량의 연소기체 및 먼지가 포함된 기체를 처리하는 곳에서는 주로 여과집진장치가 사용되고 있다.

이러한 여과집진장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 소정의 공간부(110)가 제공되는 몸체(120)의 하부와 상부에 각각 유입구(130)와 토출구(140)가 형성되어 있고, 유입구(130)가 형성된 몸체(120)의 하부 중앙에는 배출밸브(152)를 갖는 호퍼(150)가 일체로 형성되어 있다.

또한, 공간부(110)의 상부에는 복수개의 벤츄리(160)와 그 외측으로 여과포 (170)를 고정하기 위한 여과포지지용 케이지(180)가 횡방향으로 형성되어 있다.

그리고, 여과포지지용 케이지(180)의 상부와 토출구(140) 사이에는 플로우튜브(190)가 형성되어 있고, 플로우튜브(190)는 몸체(120)의 외측에 구비된 에어탱크나 컴프레셔(200)에 연결되어 다이아프렘 밸브(210)나 파이롯트 밸브(220) 및 타이머 또는 와이어링 트랩(230)에 의해 벤츄리(160)의 역방향으로 공기를 주입시켜 여과포(170)에 집진된 먼지를 제거하도록 구비되어 있다.

또한, 여과포지지용 케이지(180)로 구분된 공간부(110)의 상하부를 외측에서 연결한 마노미터(240)로 구성되어 있다.

이와 같은 여과집진장치는 미도시한 블로워의 구동으로 인해 발생된 흡입력에 의해 다량의 분진이 포함된 공기가 이송파이프와 몸체(100)의 유입구(130)를 통해 공간부(110)로 유입되며, 유입된 공기는 상부에 형성된 여과포(170)를 통과하면서 집진되며, 분진이 제거된 순수한 공기는 벤츄리(160)와 토출구(140)을 통해 외부로 배출됨으로써, 작업장에서 발생된 많은 량의 분진을 효율적으로 제거하여 환경이 오염되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 분진을 포함한 공기가 여과포(170)를 통과함에 따라 걸러진 분진은 여과포(170)의 표면에 부착되거나 그 사이의 공간에 끼인 상태로 있게 되고, 나머지의 분진이 하부로 낙하된다.

하부로 낙하된 분진은 호퍼(150)의 경사면에 의해 하부 중앙으로 모여지게 되며, 일정량이 모였을 경우에는 배출밸브(152)를 오픈시켜 처리하면 된다.

또한, 분진을 장시간 여과시킬 경우, 여과포에 포집되는 먼지층이 두꺼워짐에 따라 압력손실이 증가하게 되며, 이러한 압력손실로 인해 그 효율이 낮아지게 된다.

이때 컴프레셔(200)의 구동으로 발생되는 압축공기를 와이어링 트랩(230)이나 파이롯트밸브(220) 및 다이아프렘 밸브(210)의 조작에 의해 플로우튜브(190)로 토출시킴으로써, 토출된 압축공기는 다시 벤츄리(160)를 통해 여과포(170)의 내부로 공급되어 여과포(170)를 부풀리고 내부압력을 상승시킴에 따라 그 외측면에 포집된 먼지를 털어 내는 탈진조작(Cleaning)을 주기적으로 하여 압력손실에 의한 흡입력의 저하를 줄여 집진 효율을 높일 수 있게 된다.

그러나 이와 같은 과도한 탈진조작의 적용으로 인해 여과포의 미세한 통공의 크기가 커지게 되고, 커진 여과포의 미세공을 통하여 먼지 입자들이 그대로 통과되므로 집진 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 빈번한 탈진조작으로 인하여 여과포와 여과포 지지용 케이지의 접촉 및 충돌이 발생되어 여과포가 마모 또는 파손됨으로써, 여과포의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로서,

본 발명의 목적은 다량의 분진이 포함된 공기가 집진 장치의 몸체 내로 유입되는 과정에서 관성력에 의해 먼저 큰 입자의 분진이 1차로 제거되도록 한 후 나머지 작은 입자의 분진만이 여과포에 의해 포집되도록 함으로써 포집효율을 높일 수 있도록 하고, 아울러 여과포의 탈진조작 주기를 늘려 잦은 탈진조작이 야기하는 여과포의 마모로 인한 여과포의 수명 단축을 지연시켜 경제적인 집진이 가능하도록 하는 관성력을 이용한 집진장치를 제공하는데 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명은

여과포를 이용하여 분진을 포집하고, 여과포의 내부에 주기적으로 고압의 공기를 주입하여 여과포 표면에 포집된 분진을 탈진시키도록 구성된 집진장치에 있어서,

내부로 유입되는 분진을 포함한 공기의 흐름을 지그재그로 급격하게 변화시켜 입자크기가 큰 분진이 제거되도록 하는 관성력을 이용한 1차분진제거수단과, 1차분진제거수단에서 제거되고 남는 작은 입자의 분진을 포함한 공기가 유입되어 여과포를 통과하면서 분진이 포집되도록 하는 여과포집진수단을 포함하는 관성력을 이용한 집진장치를 제공한다.

상기 1차분진제거수단은 여과포집진수단의 몸체의 외부에 상하로 형성된 유로를 갖는 흡입 가이드와, 흡입 가이드와 몸체가 맞닿는 부위에 형성된 다수개의 경사진 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 1차분진제거수단은 흡입 가이드의 하부에 형성되는 보조 호퍼와, 이 보조 호퍼의 하단부에 로터리 밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 종래와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 사용하여 관성력을 이용한 집진장치는 설명하면 다음과 같다.

관성력을 이용한 집진장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 여과포집진수단을 구성하는 몸체(120)의 일측 또는 양측에 공기의 흐름을 급격하게 변환(변화)시키는 관성력을 이용한 1차분진제거수단(300)이 일체형으로 구비된다.

여기에서, 상기 1차분진제거수단(300)은 외부로 부터 미도시한 블로워나 모터 등의 흡입력 발생수단을 통해 발생된 흡입력에 의해 몸체(120)내부로 흡입되는 분진을 포함한 공기의 흐름을 몸체(120)에 유입되기 전에 지그재그로 꺾여지도록 한 것으로서, 흡입 가이드 (310)와, 블레이드(320)로 구성된다.

상기 흡입 가이드(310)는 내부에 소정의 직경이나 단면적을 갖는 중공의 유로(312)를 구비하며, 이러한 유로는 몸체(120)의 외벽과 같은 방향인 수직으로 형성되어 있다.

즉, 분진이 포함된 공기는 종래기술에 따른 여과포집진장치의 몸체(120)의 하부에 형성된 유입구(130)를 통해 수평으로 유입되는 것이 아니라, 1차적으로 유입구(130)에 대해 거의 직각이 되는 방향으로 1차분진제거수단(300)의 흡입 가이드(310) 내부로 유입되도록 형성되어 있다.

또한, 흡입 가이드(310)의 하부로 연장되며 하단부에 약간의 경사각을 갖는 보조 호퍼(314)가 형성되어 있으며, 보조 호퍼(314)의 중앙에는 로터리 밸브(316)가 형성되어 관성력에 의해 1차적으로 분리된 입자크기가 큰 분진을 외부로 배출시켜 용이하게 처리할 수 있도록 구비되어 있다.

상기 블레이드(320)는 흡입 가이드(310)와 몸체(120)가 맞닿는 부위에 상하 소정의 간격을 갖도록 다수개가 형성되어 흡입 가이드(310)를 통해 흡입된 분진이 포함된 공기가 몸체(120)의 내부 공간부(110)로 유입이 되도록 형성되어 있다.

또한, 상기 블레이드(320)는 소정의 경사를 갖도록 형성되어 분진이 포함된 공기의 흐름 방향을 지그재그 형태로 급격하게 변화시킬 수 있도록 형성되어 있다.

즉, 블레이드(320)의 경사는 흡입 가이드(310)의 하부에서 몸체(120)의 상부로 향하는 경사를 갖도록 형성하여 그 사이를 흐르는 공기가 마치 지그재그의 형태로 급격하게 꺽여지도록 구비되어 있다.

상기 다수개의 블레이드(320)를 통과하면서 흐름의 방향이 꺽여진 분진을 포함한 공기는 하부로 이동한 후 몸체(120)의 내부에 형성된 공간부(110) 및 여과포 (170) 그리고 벤츄리(160)와 토출구(140)를 통해 미세한 분진이 제거된 상태에서 대기중으로 배출된다.

이와 같이 구성된 관성력을 이용한 집진장치는 먼저, 입자크기가 큰 분진과 미세한 분진을 포함한 공기가 흡입력에 의해 흡입 가이드(310)의 상부로 유입되며, 상부로 유입된 공기는 수직으로 형성된 유로를 따라 그 하부로 이동하게 된다.

다음, 하부로 이동한 공기는 여과형 집진수단의 몸체(120)와 맞닿아 있는 부위에 형성된 다수개의 경사진 블레이드(320)를 통과하는 과정에서 흐름의 방향이 일차적으로 대략 130°전후로 바뀌게 되며, 방향이 바뀐 공기는 다시 몸체(120)의 하부에 형성된 유입구(130)를 통해 이동하는 과정에서 다시 흡입 가이드(310)내의 공기의 흐름의 방향과 같은 방향으로 바뀌게 된다.

즉, 흡입 가이드(310)의 상부에서 하부로 이동하는 공기의 흐름이 경사진 블레이드(320)를 통과하는 과정에서 그 방향이 급격하게 바뀌게 됨으로써, 입자크기가 큰 분진에 중력을 포함하는 관성력이 작용하게 되며, 이 관성력에 의해 공기의 흐름으로부터 분리된 분진은 그 자중에 의해 하부로 이동하여 보조 호퍼(314)에 모이게 된다.

보조 호퍼(314)에 일정량의 분진이 모였을 경우, 로터리 밸브(316)를 조작하여 외부로 분진을 배출시켜 한번에 처리할 수 있게 된다.

이와 같은 과정을 거쳐 입자크기가 큰 분진이 제거 또는 걸러지고 남은 공기 속의 작은 분진은 종래와 같이 몸체(120)의 내부에 형성된 공간부(110) 및 여과포(170) 그리고 벤츄리(160)와 토출구(140)를 통해 미세한 분진이 제거된 상태에서 대기중으로 배출된다.

이상과 같은 본 발명의 관성력을 이용한 집진장치는 입자크기가 균일하지 않은 다량의 분진이 포함된 공기가 집진장치의 몸체 내로 유입되는 과정에서 그 흐름을 급격하게 전환시킬 때 발생되는 관성력에 의해 일차적으로 입자크기가 큰 분진이 제거되도록 한 후 나머지 미세한 입자의 분진만이 여과포에 의해 포집되도록 함으로써, 여과포의 탈진조작 주기를 늘려 잦은 탈진조작으로 인해 여과포가 마모됨에 따라 여과포의 수명이 단축되는 것을 방지함으로써, 여과포의 교체주기를 현저히 증가시킴에 따른 경제적인 집진이 가능하도록 하고, 아울러 포집효율을 높일 수 있도록 한 것이다.

또한, 1차분진제거수단과 여과포집진수단이 단순한 구조를 갖는 일체형으로 형성됨에 따라, 유지보수가 용이하고, 설치면적의 감소가 가능한 효과를 갖는 것이다.

비록, 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부되는 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 집진장치의 구성을 도시한 예시도.

도 2는 종래 기술에 따른 집진장치의 구성을 개략적으로 도시한 예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

(300) : 1차분진제거수단

(310) : 흡입 가이드

(312) : 유로

(314) : 보조 호퍼

(316) : 로터리 밸브

(320) : 블레이드

Claims (3)

1. 적어도 하나의 여과포를 구비하여 내부로 유입되는 공기에 포함된 분진을 상기 여과포를 통하여 포집하는 여과집진장치에 있어서,

   유입되는 분진을 포함하는 공기가 중력방향으로 유입될 수 있도록 상기 여과집진장치(100)의 몸체(120)의 측부에 중력방향으로 형성되는 유로(312)를 갖는 흡입가이드(310); 및 상기 흡입가이드와 상기 몸체가 인접하는 부분에 상기 흡입가이드의 하부에서 상기 몸체의 상부 방향으로 소정 각도의 경사를 갖도록 형성되고, 상기 흡입가이드를 통과하여 상기 여과집진장치의 몸체로 유입되는 분진을 포함하는 공기의 흐름을 변화시키는 복수개의 블레이드(320)를 구비하는 1차분진제거수단(300)을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 관성력을 이용한 집진장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 1차분진제거수단(300)은 상기 흡입 가이드(310)의 하부에 형성되는 보조 호퍼(314)와, 이 보조 호퍼의 하단부에 로터리 밸브(316)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 관성력을 이용한 집진장치.