KR101109792B1 - 원심 집진 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원심 집진 장치에 관한 것으로 공기를 집진 케이싱부재의 내부로 유입시켜 원심력을 통해 공기 중에 포함된 분진을 제거함에 있어, 공기에 스팀을 분사하여 상기 집진 케이싱 내부에서 공기의 원심 분리 속도를 증가시키는 것이다.
본 발명은 분진 제거 효율을 높여 분진을 효율적으로 제거함은 물론, 배출구 측에 분진을 여과하는 필터의 사용을 최소화하여 필터의 수명을 증대시키고, 유지 관리 비용을 절감하는 것이다.
또한 본 발명은 공기 내에 포함된 분진 뿐만 아니라 물에 용해되는 산성 가스를 함께 제거함은 물론 수분에 의해 분진의 질량 증가로 분진의 재비산을 방지하는 것이다.

Description

원심 집진 장치{Cyclone for Removing Dust}

본 발명은 원심 집진 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 제철 공장에서 발생하는 분진을 효율적으로 제거할 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로 제철 공장, 자동차 제조 공장, 선박 제조 공장, 산업 기계 제조 공장 및 화력 발전소, 소각장 등에는 화학적 연소, 자동차 배출 가스 및 화학 물질 제조 과정에서 부유 분진이 많이 발생한다.

상기 부유 분진은 가스상 물질에 의해서 생성되기도 하며, 가스상 물질은 응축과 응집 과정을 거치면서 분자 크기에서 미세입자의 크기까지 증가하게 된다.

이러한 현상은 단순히 입자 크기의 증가뿐 아니라 유해한 아황산가스 및 휘발성유기화합물 등을 포함하게되어 인체에는 더욱 치명적이게 된다.

따라서 상기한 제철 공장과 같이 부유 분진이 많이 발생하는 공장에서는 상기한 부유 분진을 집진 장치를 통해 제거하여 배출함으로써 환경 오염을 방지하고 있다.

본 발명의 목적은 집진 효율을 증대시킨 원심 집진 장치를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는 상부 일 측에 내부로 공기를 유입시키는 유입구가 구비되고, 유입된 공기를 내부에서 선회시키는 공간부가 형성된 집진 케이싱부재와;

상기 집진 케이싱부재의 상부에 관통되며 상기 집진 케이싱부재의 공간부로 돌출되게 배치되는 공기 배출관부재와;

상기 집진 케이싱부재의 유입구로 유입되는 공기에 스팀을 분사하는 스팀 분사 기기를 포함한 원심 집진 장치를 제공함으로써 해결되는 것이다.

상기 스팀 분사 기기는 상기 유입구 측에 배치되어 스팀을 분사하는 제 1 스팀 노즐과;

상기 공기 배출관부재의 내부에 배치되어 스팀을 분사하는 제 2 스팀 노즐을 포함한 것이다.

상기 공기 배출관부재에 연통되며 상기 공기 배출관부재로 배출되는 공기 중에 포함된 스팀을 제거한 후 공기를 배출하는 수분 제거 배출 수단을 더 포함하는 것이다.

상기 수분 제거 배출 수단은 상부에 공기가 배출되는 출구가 구비되고, 하부가 상기 공기 배출관부재에 연결되어 연통되는 수분 제거 케이싱부재와;

상기 수분 제거 케이싱부재의 내부에 상, 하 방향으로 이격되게 배치되며 공기가 통과되는 공기 통과 구멍이 형성된 복수의 수분 차단판을 포함한 것이다.

상기 수분 제거 케이싱부재의 하부에는 상기 공기 배출관부재에 연결되며 상기 공기 배출관부재가 연결된 하단부에서 상부 측으로 점차 직경이 커지는 확관부가 구비되는 것이다.

상기 수분 차단판은 외측 단부 둘레가 상기 수분 제거 케이싱의 내주면에 장착되며 중앙에 공기 통과 구멍이 형성되고 상기 외측 단부 둘레에서 상기 공기 통과 구멍으로 갈수록 점차 직경이 작아지게 상향 경사진 콘 형상으로 형성되는 것이다.

상기 수분 차단판의 하부면에는 열교환 면적을 증대시키는 복수의 핀부가 구비되는 것이다.

본 발명은 분진에 스팀을 분사하여 분진 제거 효율을 높여 분진을 효율적으로 제거하는 효과가 있다.

본 발명은 배출구 측에 분진을 여과하는 필터의 사용을 최소화하여 필터의 수명을 증대시키고, 유지 관리 비용을 절감하는 효과가 있다.

본 발명은 공기 내에 포함된 분진 뿐만 아니라 물에 용해되는 산성 가스를 함께 제거함은 물론 수분에 의해 분진의 질량 증가로 분진의 재비산을 방지하는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 구조를 도시한 단면도
도 2는 본 발명의 작동 상태도

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 도시한 바와 같이 본 발명인 원심 집진 장치의 집진 케이싱부재(10)는 내부로 유입된 공기를 내부에서 선회시키는 공간부(11)가 내부에 형성된다.

상기 집진 케이싱부재(10)는 원통 형상으로 형성되어 공간부(11) 내로 유입된 공기가 원활히 선회하도록 하는 것이 바람직하며, 상부 일 측에 공기가 유입되는 유입구(12)가 형성된다.

상기 유입구(12)는 공장 내의 공기(주로 제조 과정에서 발생하는 폐 가스)가 배출되는 배출 덕트에 연결되어 공기를 상기 집진 케이싱부재(10) 내부로 유입시키는 것이다.

상기 집진 케이싱부재(10)의 하부에는 하부로 갈수록 점차적으로 직경이 작아지는 콘 형상의 원추부(13)가 구비된다.

상기 원추부(13)는 상기 집진 케이싱부재(10)의 유입된 공기의 선회력을 증대시켜 입자가 충분한 원심력을 가지도록 하고, 공기에서 분리되어 낙하되는 분진을 하부로 모으는 호퍼의 역할을 한다.

상기 집진 케이싱부재(10)의 하부에는 낙하된 분진을 모아 외부로 배출하는 분진 배출구(13a)가 구비된다.

상기 집진 케이싱부재(10)의 하부에는 상기 분진 배출구(13a)를 개폐하는 배출 도어부재(14)가 구비된다.

상기 배출 도어부재(14)는 상기 분진 배출구(13a)를 막아 상기 집진 케이싱부재(10)의 내부에서 공기가 원활히 선회할 수 있도록 하고, 상기 원추부(13)에 분진이 쌓이면 상기 분진 배출구(13a)를 열어 쌓인 분진을 외부로 배출하여 처리하는 것이다.

상기 집진 케이싱부재(10)의 상부에는 상기 집진 케이싱부재(10)의 상부로 상단이 돌출되며 하단이 상기 집진 케이싱부재(10)의 공간부(11) 내로 돌출되는 공기 배출관부재(20)가 관통되게 결합한다.

상기 공기 배출관부재(20)는 상기 집진 케이싱부재(10)의 상부에 수직 방향으로 배치되어 상기 공간부(11) 내에서 선회된 후 분진이 제거된 공기를 상기 집진 케이싱부재(10)의 외주로 원활히 배출하는 것이다.

본 발명은 상기 유입구(12)로 유입되는 공기에 스팀을 분사하는 스팀 분사 기기(30)를 포함한다.

상기 스팀 분사 기기(30)는 상기 유입구(12) 측에 배치되어 스팀을 분사하는 제 1 스팀 노즐(31)과;

상기 공기 배출관부재(20)의 내부에 배치되어 스팀을 분사하는 제 2 스팀 노즐(32)을 포함한다.

상기 스팀 분사 기기(30)는 상기 제 1 스팀 노즐(31)과 제 2 스팀 노즐(32)에 스팀을 공급하는 스팀 공급부(33)를 포함하며, 상기 스팀 공급부(33)는 물 탱크(33a)와 상기 물 탱크(33a)로부터 공급받은 물을 가열하여 기화시켜 상기 제 1 스팀 노즐(31)과 제 2 스팀 노즐(32)에 스팀을 공급하는 히터(33b)를 포함한다.

또 본 발명은 상기 공기 배출관부재(20)에 연통되며 상기 공기 배출관부재(20)로 배출되는 공기 중에 포함된 스팀을 제거한 후 공기를 배출하는 수분 제거 배출 수단(40)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 수분 제거 배출 수단(40)은 상부에 공기가 배출되는 출구가 구비되고, 하부가 상기 공기 배출관부재(20)에 연결되어 연통되는 수분 제거 케이싱부재(41)와;

상기 수분 제거 케이싱부재(41)의 내부에 상, 하 방향으로 이격되게 배치되며 공기가 통과되는 공기 통과 구멍(42a)이 형성된 복수의 수분 차단판(42)을 포함한다.

그리고 상기 수분 제거 케이싱부재(41)의 하부에는 상기 공기 배출관부재(20)에 연결되며 상기 공기 배출관부재(20)가 연결된 하단부에서 상부 측으로 점차 직경이 커지는 확관부가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 공기 배출관부재(20)를 통해 배출되는 공기는 상기 확관부를 통해 공기가 확산되어 상기 수분 차단판(42)에 고르게 접촉되고 열교환되는 것이다.

그리고 상기 공기 중에 포함된 스팀은 상기 공기가 상기한 바와 같이 수분 차단판(42)과의 열교환을 통해 냉각되면서 상기 수분 차단판(42)에 물방울로 맺혀 제거되는 것이다.

또한 상기 수분 차단판(42)은 외측 단부 둘레가 상기 수분 제거 케이싱의 내주면에 장착되며 중앙에 공기 통과 구멍(42a)이 형성되고 상기 외측 단부 둘레에서 상기 공기 통과 구멍(42a)으로 갈수록 점차 직경이 작아지게 상향 경사진 콘 형상으로 형성되어 상기 공기와의 접촉 면적을 더 증대시키는 것이 바람직하다.

상기 수분 차단판(42)의 하부면에는 열교환 면적을 증대시키는 복수의 핀부(43)가 구비되는 것이 더 바람직한 것이다.

상기 수분 차단판(42)은 경사진 콘 형상으로 형성되고, 하부면에 복수의 핀부(43)가 결합됨으로써 공기와의 접촉 면적, 즉, 열교한 면적이 극대화되어 공기 중에 포함되어 오염된 스팀을 효율적으로 제거할 수 있게 되는 것이다.

본 발명을 사용하여 공기 중의 분진이 제거되는 것을 설명하면 하기와 같다.

도 2에서 도시한 바와 같이 공기가 유입구(12)를 통해 상기 공간부(11)로 유입될 때 상기 스팀 분사 기기(30)에서 스팀이 분사되어 공기 중에 스팀이 포함되는 것이다.

스팀이 포함된 공기는 상기 집진 케이싱부재(10)의 공간부(11) 내에서 하부 측 방향으로 선회된 후 상기 공기 배출관부재(20)를 통해 배출되는 것이다.

상기 공간부(11) 내에서 원심 분리 속도(V_r)는 하기 식 1과 같다.

상기 식 1에서와 같이 상기 공간부(11) 내에서 원심 분리 속도(V_r)는 공기 내에 포함된 분진 입자의 밀도에 비례하고, 분진 입자의 입경의 제곱에 비례함은 물론 입구 유속의 제곱에 비례한다.

본 발명은 상기한 바와 같이 공기 중에 스팀을 분사하여 분진 입자의 입경을 키움과 동시에 밀도를 증가시켜 분진 제거 효율을 증가 시키는 것이다.

또한 스팀을 분사함으로써 체적의 증가로 인해 입구 유속이 증가되어 분진 제거 효율을 더 증가 시키는 것이다.

본 발명의 분진 제거 과정을 더 상세히 살펴보면 유입구(12)에서 스팀을 분사함으로써 1차적으로 분진을 제거한다.

1차 처리 후에 나온 미세 분진의 경우 상기 공기 배출관부재(20)에서 스팀을 한번 더 분사하여 액적 표면에 흡착시키고 윗 단 수분제거 장치에서 제거함으로써 수분과 동시에 분진을 제거할 수 있다.

또 스팀을 분사함으로써 먼지 제거와 동시에 물에 용해되는 공기 중의 산성 가스 성분도 제거할 수 있는 장점이 있고 수분으로 인한 분진의 질량 증가로 인해 재비산도 줄어든다.

상기 공기 중의 스팀은 상기한 바와 같이 산성 가스 성분을 제거하면서 산성 가스 성분 및 미세 분진을 포함하고 있으므로, 상기 수분 제거 배출 수단(40)에 의해 제거되는 것이 바람직한 것이다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

10 : 집진 케이싱부재 11 : 공간부
12 : 유입구 20 : 공기 배출관부재
30 : 스팀 분사 기기 31 : 제 1 스팀 노즐
32 : 제 2 스팀 노즐 40 : 수분 제거 배출 수단
41 : 수분 제거 케이싱부재 42 : 차단판
43 : 핀부

Claims (7)

1. 상부 일 측에 내부로 공기를 유입시키는 유입구가 구비되고, 유입된 공기를 내부에서 선회시키는 공간부가 형성된 집진 케이싱부재와;
   상기 집진 케이싱부재의 상부에 관통되며 상기 집진 케이싱부재의 공간부로 돌출되게 배치되는 공기 배출관부재와;
   상기 집진 케이싱부재의 유입구로 유입되는 공기에 스팀을 분사하는 스팀 분사 기기와;
   상기 공기 배출관부재에 연통되며 상기 공기 배출관부재로 배출되는 공기 중에 포함된 스팀을 제거한 후 공기를 배출하는 수분 제거 배출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 집진 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 스팀 분사 기기는 상기 유입구 측에 배치되어 스팀을 분사하는 제 1 스팀 노즐과;
   상기 공기 배출관부재의 내부에 배치되어 스팀을 분사하는 제 2 스팀 노즐을 포함한 것을 특징으로 하는 원심 집진 장치.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 수분 제거 배출 수단은 상부에 공기가 배출되는 출구가 구비되고, 하부가 상기 공기 배출관부재에 연결되어 연통되는 수분 제거 케이싱부재와;
   상기 수분 제거 케이싱부재의 내부에 상, 하 방향으로 이격되게 배치되며 공기가 통과되는 공기 통과 구멍이 형성된 복수의 수분 차단판을 포함한 것을 특징으로 하는 원심 집진 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 수분 제거 케이싱부재의 하부에는 상기 공기 배출관부재에 연결되며 상기 공기 배출관부재가 연결된 하단부에서 상부 측으로 점차 직경이 커지는 확관부가 구비되는 것을 특징으로 하는 원심 집진 장치.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 수분 차단판은 외측 단부 둘레가 상기 수분 제거 케이싱의 내주면에 장착되며 중앙에 공기 통과 구멍이 형성되고 상기 외측 단부 둘레에서 상기 공기 통과 구멍으로 갈수록 점차 직경이 작아지게 상향 경사진 콘 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 원심 집진 장치.
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 수분 차단판의 하부면에는 열교환 면적을 증대시키는 복수의 핀부가 구비되는 것을 특징으로 하는 원심 집진 장치.

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