KR100649947B1 - 중앙집중식 다용도 집진 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업현장에서 발생되는 각종 다양한 형태의 먼지나 분진(이하 분진으로 통칭함)을 집진하기 위한 집진기의 필터에 관한 것으로 특히 난연성재로 이루어진 합성수지로 되는 카트리지를 다수개 배열 배치하되, 구획되는 작업장내 연결되는 집진덕트를 통해 강제 압입되는 오염된 공기가 그 배열되는 합성수지의 카트리지를 통과하며 상기 공기내 포함되는 분진의 입자도에 따라 순차적으로 걸러지도록 하고, 상기 카트리지 표면에 부착되거나 고착되는 상태에 있는 분진을 별도의 외부 고압송풍수단에 의해 일시에 효과적으로 탈거시키는 일련의 집진시스템을 제공하여, 쾌적한 작업환경 구현 및 난연성재질로 되는 카트리지로 인한 화재 발생등의 위험 요소를 배제시킨 중앙집중식 다용도 집진 시스템에 관한 것이다

중앙집중식 다용도 집진 시스템, 집진장치, 합성수지, 카트리지필터, 미분배출부, 밸브, 브로워

Description

중앙집중식 다용도 집진 시스템{The center concentration type multipurpose dust collector system}

도 1은 본 발명에 채택되는 집진 시스템의 개괄도이고,

도 2는 본 발명에 의해 채택된 집진시스템이 설치된 상태의 개괄적 평면도이며,

도 3은 본 발명의 집진장치와 브로워간 연결 상태를 보인 개괄 정면도이고,

도 4는 집진장치의 카트리지필터를 통과하는 오염 공기가 정화되는 상태를 나타낸 단면도이며,

도 5a 는 본 발명에 채택되는 카트리지 필터를 도시한 사시도면이고,

도 5b 는 각각의 카트리지 필터의 기공 차이를 도시한 개략적 단면도이다.

※ 도면 중 주요부호에 대한 간단한 설명

10; 작업실 100; 집진장치

101; 인렛 102; 아웃렉

103; 도어 110; 포집부

120; 중앙덕트부 130; 카트리지필터

131; 기공 140; 포집호퍼

141; 레벨게이지 150; 미분배출부

151; 밸브 160; 에어분사부

161; 에어헤다 162; 에어공급관

163; 에어분기관 170; 브로워

본 발명은 산업현장에서 발생되는 각종 다양한 형태의 먼지나 분진(이하 분진으로 통칭함)을 집진하기 위한 집진기의 필터에 관한 것으로 특히 난연성재로 이루어진 합성수지로 되는 카트리지를 다수개 배열 배치하되, 구획되는 작업장내 연결되는 집진덕트를 통해 강제 압입되는 오염된 공기가 그 배열되는 합성수지의 카트리지를 통과하며 상기 공기내 포함되는 분진의 입자도에 따라 순차적으로 걸러지도록 하고, 상기 카트리지 표면에 부착되거나 고착되는 상태에 있는 분진을 별도의 외부 고압송풍수단에 의해 일시에 효과적으로 탈거시키는 일련의 집진시스템을 제공하여, 쾌적한 작업환경 구현 및 난연성재질로 되는 카트리지로 인한 화재 발생등의 위험 요소를 배제시킨 중앙집중식 다용도 집진 시스템에 관한 것이다.

산업의 발달과 함께 각종 산업현장에서 다종 다양한 분진이 발생하고 있어 이러한 분진을 제거하는 방법은 내부에 집진필터를 장착한 집진기가 일반적이라 할 수 있다.

예컨데 소각로, 철강, 분체공업, 시멘트가공, 코크스 및 주물 제조공정, 유리 및 내화물 제조공정, 합성수지 제조 및 가공 공정 등에서 발생되는 다양한 분진을 집진기로 처리함에 있어서, 현장에 발생되는 분진을 함유한 공기를 집진기 내부로 강제 유입시켜 내부에 장착되는 여러개의 집진필터로 흡입, 여과 후 배출구를 통하여 청정한 공기를 배출하는 과정을 거치게 되는 것이 일반적이다.

통상 이와 같은 집진장치의 필터는 부직포의 표면에 아크릴수지등의 수용성 수지, 아크릴계 증점제, 기포제, 기포안정제, 계면활성제, 무기충전제 또는 가교제 등을 혼합한 에멀젼을 공기로 블로잉 가공하여 얻어진 수지제품을 코팅하고 건조시켜서 얻어지는 것으로서 내부를 지탱하는 코어필터의 재질이 대부분 부직포인 것이 특징이다.

그러나 이러한 부직포재질의 필터는 재질의 특성상 내마모성이나 내구성, 내약품성이 떨어지고 기공의 크기가 일정한 규격으로 제한되어 있어 용도가 다양하지 못하며, 특히 이러한 내부여과 방식의 일반 여과포는 여과표면상에 1차 부착층을 형성하기 어려운 분진, 즉 크기가 20㎛이하의 분진이거나 점착성이 낮은 분진인 경우에는 운전초기에 분진이 유출되고 탈진후에는 여과포 표면에 분진이 잔재하는 현상이 빈번하게 발생하여 효율저하의 원인이 되기도 하고, 따라서 기공이 막히는 현상이 잦게 되고 결과적으로는 펄싱(pulsing)을 하여도 탈진이 불완전하게 되고 여 과포의 잦은 교환이 불가피하게 된다.

또한 이와같은 필터는 주로 부직포 등으로 구성되므로, 작업환경 및 조건 등에 따라 화재 위험에 따른 안전사고 발생률이 상당하여 유지 및 관리에 상당한 곤란성을 갖는 문제점이 지적되고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점 등을 해결하기 위해 안출한 것으로,

소각로, 철강, 분체공업, 시멘트가공, 코크스 및 주물 제조공정, 유리 및 내화물 제조공정, 합성수지 제조 및 가공 공정 등 각종 산업현장의 작업장에서 비산되는 분진의 효율적 집진 처리가 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은, 필터의 재질을 난연성 합성수지재로 구성되도록 하여 가연성 오염물질이나 기타 작업환경 및 조건 등에 따라 발열 가능성이 현저한 작업장 내에서의 화재발생에 따른 안전사고를 미연에 방지토록 하는데 다른 목적이 있다.

또한 본 발명은 기공이 작아지도록 순차적으로 구성되는 필터를 다단으로의 배열 배치에 의해, 오염된 공기가 필터를 통과하면서 큰 입자로부터 소입자까지 순차적인 필터링이 가능하도록 하여 비교적 좁은 용적에 의한 집진시설을 이요하더라도 효과적 집진이 가능하도록 하는데 또다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

집진장치를 채용하는 집진시스템에 있어서,

각 작업실(10)로 이어지는 포집부(110)를 각각 연결하는 중앙덕트부(120)와,

상기 중앙덕트부(120) 일단과 연결되어 집진장치(100)의 인렛(In-Let)(101)측으로부터 타측면 아웃렛(Out-Let)(102)측으로 갈수록 각각의 기공(131) 크기가 순차적으로 작아지도록 다수개로 등간격 세로상 착탈 가능하도록 이격 설치되는 난연성 합성수지재의 카트리지필터(130)와,

상기 집진장치(100) 아웃렛(102)측 상방에 고정되고 상기 각각의 카트리지필터(130) 상방측으로 연장 위치되어 상기 카트리지필터(130) 상방에서 하부측으로 고압의 공기를 분사하기 위한 에어분사부(160)와,

상기 카트리지필터(130) 하방 포집호퍼(140) 하단측으로 연결되되 일부위에 미분 배출시기를 알려주기 위한 레벨게이지(141)의 신호에 따라 개폐되는 미분배출부(150)로 구성되는 것을 특징으로 하는 중앙집중식 다용도 집진 시스템를 제공하고자 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 산업현장의 작업장내에서 빈번히 발생되는 비산먼지나 모래, 비산주물사 등의 각종 오염물질을 고압에 의해 포집되는 중앙의 집진장치(100)에 의해 각각의 작업장내 발생되는 다양한 형태의 분진을 효과적으로 포집함과 동시에, 카 트리지 필터(130) 교환주기의 장기화 내지는 이와같은 별도의 교환작업이 불필요하고, 화재의 위험이 없는 새로운 슬라이딩 입출식 카트리지필터(130)를 포함하는 집진시스템을 제공한다.

도면에서 보듯이 본 발명에 의한 집진 시스템은, 집진장치(100) 및 상기 집진장치(100)와 연결되는 중앙덕트부(120)와, 상기 중앙덕트부(120)로부터 분기되며 각각의 작업실(10)내로 연결되는 포집부(110)로 구성된다.

상기 집진장치(100)는 양측면으로 각각 분진을 포함하는 각 작업실내 오염공기가 유입되기 위한 인렛(In-Let)(101)과 정화된 상태의 공기가 유출되기 위한 아웃렛(102)을 구성하고, 전면측으로 개폐가능한 도어(103)를 형성하고, 그 집진장치(100) 하방측으로 비산먼지 등을 포집하기 위한 포집호퍼(140)와, 상기 포집호퍼(140) 하방측으로 연장되는 미분배출부(150)를 구성한다.

상기 집진장치(100) 본체 양측으로 형성되는 인렛(101)과 아웃렛(102) 사이의 캐비넷 내부로 난연성 재질로 사출 성형되는 카트리지필터(130)를 세로상으로 다수개 등간격 이격 설치하되 집진장치(100)의 전면측 도어(103)를 개방하여 슬라이딩 착탈가능하게 고정 설치하게 된다.

본 발명에서는 인렛(101)측으로부터 아웃렛(102)측으로 갈수록 집진장치(100) 내부의 캐비넷에 기공(131)이 큰 것에서부터 비교적 기공(131)이 미세한 카트리지필터(130)순으로 정렬 배치, 고정하는 것이 바람직하다.

따라서 상기 집진장치(100)의 인렛(101)을 통해 강제 유입되는 비산먼지나 굵은먼지, 모래, 조형라인에서의 비산주물사 등을 포함하는 공기가 아웃렛(102)을 통해 외부로 유출될 때, 집진장치(100) 내부의 기공(131) 크기를 각각 서로 달리하는 카트리지필터(130)에 의해 굵은 크기를 갖는 비산물질에서부터 미세한 입자를 갖는 비산물질에 이르기까지 순차적인 필터링이 가능하도록 하며, 정화된 상태의 공기가 외부로 유출될 수 있도록 한다.

한편, 상기 집진장치(100) 일측면으로 구비되는 아웃렛(102)과 연결되어 고압으로 흡입하기 위한 브로워(170)를 연결한다.

상기 브로워(170)는 중앙덕트부(120)의 길이 및 중앙덕트부(120)로부터 분기되며 각각의 작업실(10)측으로 유입되는 포집부(110)의 개수 등에 따라 적정한 흡입압력을 갖을 수 있도록 설계변경하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 카트리지필터(130)의 기공(131)에 의해 비산물질이 필터링되는 것으로 설명하고 있으나, 이와달리 각각 메쉬(mesh)를 달리하여 상기 비산물질의 입도에 따라 필터링되기 위한 망사체에 의한 실시도 가능할 수 있는바, 이러한 구성이 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않음은 물론이다.

한편, 상기 각각의 카트리지필터(130)에 의해 걸러지는 비산물질 중, 중량이 다소 큰 비산물질 예컨데 모래나 주물사 분진과 같은 경우 집진장치(100) 하방측으로 연장 형성되는 포집호퍼(140)측으로 저장될 수 있도록 한다.

상기와 같이 포집호퍼(140)측으로 저장되는 각종 비산물질 등은 도면에서 보듯이 상기 포집호퍼(140) 하방측으로 연결되는 미분배출부(150)에 의해 별도로 구비되는 더스트함체나 또는 분진수거부재(미도시) 등으로 배출 가능하도록 한다.

이러한 미분배출부(150)는 그 상하로 각각 밸브(151)를 구성하고, 상기한 포집호퍼(140)측에 형성되는 레벨게이지(141)에 의해 상기 집진호퍼(140) 내부에 포집되는 분진물질의 포집수위에 따라 그 신호를 상기 밸브(151)측으로 순차적 또는 동시 인가시켜 제어되도록 한다.

본 발명에서는 상기 밸브(151)를 워엄기어 구동방식인 버터플라이밸브를 채택, 적용하였다.

한편, 상기 카트리지필터(130)의 필터링 시간에 따라 그 외표면에 부착되는 각종 분진물질 등을 강제로 탈리시키기 위해, 고압의 공기를 카트리지필터(130)측으로 분사되도록 하기 위한 에어분사부(160)를 집진장치(100) 일측에 고정한다.

이와같은 상기 에어분사부(160)는 적정고압의 공기압을 제공하는 컴프레샤(미도시)와 같은 공지된 에어분사장치를 이용하게 되며, 이러한 에어분사장치에 의해 공급되는 고압의 에어가 충진된 에어헤다(161)와 연결되는 에어공급관(162)이 집진장치(100) 내부를 횡단하며 고정되고, 이러한 에어공급관(162) 하면측에서 각각 분기되는 에어분기관(163)이 상기한 각각의 카트리지필터(130) 상방측과 연결 고정된다.(도 1 참조)

적정시간 집진장치(100)에 의해 포집되는 분진물질 등이 상기 포집호퍼(140)측에 쌓인 후, 상기한 에어분사부(160)의 작동에 따라 고압의 에어가 상방에서 하방측으로 카트리지필터(130) 내부를 관통하며 강하게 유입되어지면, 이와 동시에 상기한 미분배출부(150)의 밸브(151)가 개도되어 동시에 배출될 수 있도록 구성할 수 있다.

즉, 상기 밸브(151)의 개도는 포집호퍼(140)내 포집되는 분진물질의 포집량에 따라 상기한 레벨게이지(141)의 신호에 의해 수시로 동작 가능하게 되지만, 일정기간 집진 후 상기 카트리지필터(130) 외표면에 부착되는 미세한 분진 등을 털어내야 집진효율을 상승시킬 수 있는데, 이럴 경우 고압의 공기압에 의해 상기 포집호퍼(140) 내부에 포집되는 미세분진이 집진장치(100)내에서 함께 비산될 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 에어분사부(160)의 동작시에는 상기 밸브(151)가 동시에 개도되도록 구성하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 작동관계를 설명한다.

주물관련 산업현장에서 발생되는 분진주물사나 각종 산업현장의 작업장에서 발생되는 미세분진 등을 집진처리하기 위해 본 발명을 이루는 집진장치(100)에 의한 집진시스템의 구동시, 상기 집진장치(100)의 일측면에 형성되는 아웃렛(102)측과 연결되는 고압의 흡입력을 제공하는 브로워(170)에 의해 각 작업실 또는 작업장내로 중앙덕트부(120)로부터 분기되는 각각의 포집부(110)를 통해 각종 분진물질 등이 포집되어진다.

상기 브로워(170)의 경우, 흡입량을 1.6 ~ 2 ㎥/min 으로 하고, 흡입압력은 -60 kPa로 하여 근거리 예컨데 150 m ~ 200 m 사이에 있는 모래나 분진주물사 등과 같이 무게가 있는 분진 물질의 경우에도 흡입 가능한 강력한 흡입력이 제공되도록 한다.

따라서 상기 중앙덕트부(120)는 그 최종길이가 상기한 근거리 범위내에 있는 것이 바람직하다.

이와같이 포집되는 분진물질 등은 중앙덕트부(120)를 통해 본 발명의 집진장치(100)의 인렛(101)측으로 유입되어, 집진장치(100)의 캐비넷내에 다수개 등간격 이격되는 사각형상의 카트리지필터(130)를 통과하며 공기내 포함되어 있는 각종 분진물질 등이 필터링 되어진다.

상기 카트리지필터(130)는 상술한 바와 같이 집진장치(100)의 인렛(101)측에서 아웃렛(102)측으로 갈수록 그 기공(131)의 크기가 점차 작아지도록 구성하였으므로, 오염공기가 순차적으로 다수개의 카트리지필터(130)를 공기가 통과하면서 포함된 분진물의 크기에 따라 걸러지게 되는데, 이와같이 걸러지는 분진물질은 그 무게에 의해 하방측으로 낙하되어, 포집호퍼(140)측에 저장될 수 있다.

상기 카트리지필터(130)의 여과속도는 상기 브로워(170)의 흡입량 및 흡입압력에 따라 달라질 수 있으나, 본 발명의 실시에 의한 결과 여과속도를 1.2 M/min으로 하고, 공기소비량은 24 N1/min(5kg/㎠G), 여과면적은 10㎥ 정도이고 처리용량을 1.6~2㎥/min으로 하여 최적의 필터링 조건을 만족하였다.

상기와 같이 포집호퍼(140)측에 저장되는 굵은 먼지나 모래 분진주물사 등 분진물질의 양(본 발명에서는 500 kg/hr ~ 1500 kg/hr로 설정하였다)이 일정정도 다다르게 되면, 그 양을 체크하는 레벨게이지(141)의 신호에 따라 포집호퍼(140) 하방측으로 연결되는 미분배출부(150)의 상하에 각각 구비되는 워엄기어방식의 밸브(151)를 개도하여 하방측으로 별도 구비되는 분진 더스트함체나 기타 분진을 저장하기 위한 별도의 수단을 통해 외부로 배출된다.

한편, 집진장치(100)의 장기간 사용에 의할 경우 상기 고상의 카트리지필터(130)를 오염공기가 통과할 때 미세먼지 등이 각각의 카트리지필터(130)에 고착되거나 기공(131)에 막히는 현상이 발생되어 공기의 흐름이 원할하게 진행되지 않게 되며, 집진효율 또한 저하되므로 이와같은 현상을 방지하기 위해 각각의 카트리지필터(130)내 상방에서 하방측으로 에어분사부(160)에 의해 강한 고압의 공기를 불어넣어 주어 카트리지필터(130) 표면에 부착되어 있는 미세먼지등이 용이하게 탈리될 수 있도록 한다.

이때, 이와같은 작동시 상술한 미분배출부(150)의 밸브(151)도 함께 개도되도록 하여, 강한 고압의 유입시 카트리지필터(130)에 부착된 미세먼지와 포집호퍼(140)측에 포집된 분진물질등이 일시에 미분배출부(160)측을 통해 배출되어진다.

따라서, 카트리지필터(130)내부로 강한 공기압이 작용되어질 경우 집진장치(100)내에서 발생될 수 있는 비산에 의한 부작용을 억제할 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면, 난연성 재질로 되는 합성수지를 이용하여서 되는 카트리지필터를 채용하여, 작업현장내에서 발생될 수 있는 화재로부터 보호할 수 있음은 물론이거니와, 각각의 카트리지필터의 기공 크기를 상호 다르게 형성함으로써, 분진물질 등을 포함하는 공기가 각 카트리지필터를 통과하며 입자가 큰 분진물질로부터 미세한 분진먼지에 이르기까지 필터링 되도록 하여 집진효율을 극대화 시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 하나의 집진시스템을 이용하여 다수의 작업장내 분진을 일시에 포집, 집진 처리할 수 있으므로 이에 따른 집진설치비용의 최소화 및 유지보수 비용을 현저하게 절감할 수 있는 경제적 효과를 기대할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 합성수지재로 되는 카트리지필터를 이용하여 강한 고압에 의해 공기를 불어넣어 기공사이에 부착되는 미세먼지를 털어내게 되므로 항상 공기의 유동이 원할하게 진행될 수 있어, 종래와 같은 부직포에 의한 필터를 바이브레이션 방식에 의해 털어내더라도 미세한 분진등이 잘 탈리되지 않아 발생되는 공기의 유동 흐름 억제에 의한 포집효율의 저하 현상 등을 미연에 방지할 수 있고, 항상 카트리지필터의 청결상태를 유지할 수 있어 그 사용수명이 현저하게 상승되는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (2)

1. 집진장치를 채용하는 집진시스템에 있어서,

   각 작업실(10)로 이어지는 포집부(110)를 각각 연결하는 중앙덕트부(120)와,

   상기 중앙덕트부(120) 일단과 연결되어 집진장치(100)의 인렛(In-Let)(101)측으로부터 타측면 아웃렛(Out-Let)(102)측으로 갈수록 각각의 기공(131) 크기가 순차적으로 작아지도록 다수개로 등간격 세로상 착탈 가능하도록 이격 설치되는 난연성 합성수지재의 카트리지필터(130)와,

   상기 집진장치(100) 아웃렛(102)측 상방에 고정되고 상기 각각의 카트리지필터(130) 상방측으로 연장 위치되어 상기 카트리지필터(130) 상방에서 하부측으로 고압의 공기를 분사하기 위한 에어분사부(160)와,

   상기 카트리지필터(130) 하방 포집호퍼(140) 하단측으로 연결되되 일부위에 미분 배출시기를 알려주기 위한 레벨게이지(141)의 신호에 따라 개폐되도록 상하부에 각각 밸브(151)를 구비하는 미분배출부(150)로 구성되는 것을 특징으로 하는 중앙집중식 다용도 집진 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 에어분사부(160)의 동작과 연동되어 상기 미분배출부(150)의 밸브(151)가 개도되도록 하는 것을 포함하는 중앙집중식 다용도 집진 시스템.

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