KR101225046B1 - 선회유도부가 형성된 입자분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선회유도부가 형성된 입자분리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장치 내부로 유입된 혼합가스를 선회하도록 하기 위해 형성된 선회유도부에 의해 혼합가스를 장치 내벽으로 밀착되게 유도하여 상하로 이동하는 혼합가스 간의 충돌을 방지할 수 있는 선회유도부가 형성된 입자분리장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 선회유도부가 형성된 입자분리장치는, 상부가 폐쇄되고 하부에 점진적으로 직경이 축소되는 원뿔 형태의 포집부가 형성되며 중간에 확경부가 형성되는 본체와; 상기 본체의 상부 일측에 형성되며 내부 단면적이 일측으로 축소되어 그 내부로 고압의 혼합가스가 유입되는 유입관과; 상기 본체의 상부에 형성되어 상기 유입관을 통해 유입된 혼합가스를 선회하면서 하강시키도록 유도하고 상기 본체의 내벽으로 밀착되게 유도하는 선회유도부와; 상기 본체의 내부 중간에 입구가 위치되고 상기 본체의 외부로 출구가 연장 형성되어 그 내부로 분리된 가스가 이송되는 가스이송관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

선회유도부가 형성된 입자분리장치{Apparatus for Particle Separating formed vortex induction part}

본 발명은 선회유도부가 형성된 입자분리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장치 내부로 유입된 혼합가스를 선회하도록 하기 위해 형성된 선회유도부에 의해 혼합가스를 장치 내벽으로 밀착되게 유도하여 상하로 이동하는 혼합가스 간의 충돌을 방지할 수 있는 선회유도부가 형성된 입자분리장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소, 소각로, 발전소 등의 산업시설에는 많은 양의 고체입자가 발생되고 있으며, 이와 같이 많은 양의 고체입자가 발생되는 곳에는 입자제거장치가 필수적으로 구비되어 작업과정에서 발생된 입자를 제거한 후 기체의 배출이 이루어지도록 한다.

입자상 물질을 제거하는 장치로는 중력 집진장치, 원심력 집진장치, 전기 집진장치, 세정 집진장치, 여과 집진장치 등이 있으며, 대체적으로 공장에서 배출되는 가스에 포함된 먼지나 발전소나 소각로에서 발생하는 배기가스의 처리를 위해서 사용되는 장치들이다.

대표적인 예로, 전기 집진장치는 전기를 이용한 집진장치로서 유입되는 입자 중 작은 입자인 분진을 방전극에 통과시켜 (-)전하로 대전시킨 후, 정전기적인 인력에 의해 집진극에 포집되도록 함으로써 분진을 제거한다. 또한, 여과 집진장치는 백필터(Bag Filter)를 이용한 집진장치로서 유입되는 고체입자를 백필터에 걸러지도록 함으로써 분진을 제거한다.

그러나, 상기와 같은 대부분의 입자제거장치들은 큰 입자와 작은 입자를 분리하는 용도로 많이 사용되고 있지만, 구조가 복잡하고 입자의 분리 시간이 증가되는 단점이 있다.

따라서, 미세입자의 집진에는 효과적이지 못하지만 중간 입자 또는 큰 입자를 분리하는 경우에는 효과적인 집진이 가능한 싸이클론(Cyclone) 집진장치가 전기 집진장치 또는 여과 집진장치의 전처리용으로 사용되고 있다.

하지만, 종래의 싸이클론 집진장치를 고체의 화석연료를 가스화하는 기술분야에서 사용하고 있으나, 합성가스에 포함된 입자들의 집진 효율이 떨어짐에 따라 싸이클론 내부의 구조 변경을 통해 입자의 집진 효율을 높일 수 있는 장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 장치 내부로 유입된 혼합가스를 선회하도록 하기 위해 형성되는 선회유도부를 상협하광의 형태로 외주연이 경사지게 형성함으로써, 혼합가스를 장치 내벽으로 밀착되게 유도하여 상하로 이동하는 혼합가스 간의 충돌을 방지함에 따라 혼합가스의 유속이 저하되는 것을 방지할 수 있는 선회유도부가 형성된 입자분리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 선회유도부를 만곡진 형태의 유도판으로 형성함으로써, 혼합가스를 장치 내벽으로 밀착되게 함은 물론 혼합가스의 선회력을 증가시킬 수 있는 선회유도부가 형성된 입자분리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 선회유도부가 형성된 입자분리장치는, 상부가 폐쇄되고 하부에 점진적으로 직경이 축소되는 원뿔 형태의 포집부가 형성되며 중간에 확경부가 형성되는 본체와; 상기 본체의 상부 일측에 형성되며 내부 단면적이 일측으로 축소되어 그 내부로 고압의 혼합가스가 유입되는 유입관과; 상기 본체의 상부에 형성되어 상기 유입관을 통해 유입된 혼합가스를 선회하면서 하강시키도록 유도하고 상기 본체의 내벽으로 밀착되게 유도하는 선회유도부와; 상기 본체의 내부 중간에 입구가 위치되고 상기 본체의 외부로 출구가 연장 형성되어 그 내부로 분리된 가스가 이송되는 가스이송관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 선회유도부가 형성된 입자분리장치는, 장치 내부로 유입된 혼합가스를 선회하도록 하기 위해 형성되는 선회유도부를 상협하광의 형태로 외주연이 경사지게 형성함으로써, 혼합가스를 장치 내벽으로 밀착되게 하여 상하로 이동하는 혼합가스 간의 충돌을 방지함에 따라 혼합가스의 유속이 저하되지 않고 고속으로 유지되게 하여 가스와 고체입자의 분리 효율을 높이는 효과가 있다.

또한, 선회유도부를 만곡진 형태의 유도판으로 형성함으로써, 혼합가스를 장치 내벽으로 밀착되게 함은 물론 혼합가스의 선회력을 증가시켜 입자분리 효율을 극대화시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 선회유도부가 형성된 입자분리장치를 도시한 정단면도.
도 2는 본 발명에 따른 선회유도부가 형성된 입자분리장치의 요부를 도시한 평단면도.
도 3은 본 발명에 따른 선회유도부가 형성된 입자분리장치의 다른 일예를 도시한 정단면도.
도 4는 도 3에 따른 선회유도부가 형성된 입자분리장치의 요부를 도시한 평단면도.

본 발명에 따른 선회유도부가 형성된 입자분리장치는, 상부가 폐쇄되고 하부에 점진적으로 직경이 축소되는 원뿔 형태의 포집부가 형성되며 중간에 확경부가 형성되는 본체와; 상기 본체의 상부 일측에 형성되며 내부 단면적이 일측으로 축소되어 그 내부로 고압의 혼합가스가 유입되는 유입관과; 상기 본체의 상부에 형성되어 상기 유입관을 통해 유입된 혼합가스를 선회하면서 하강시키도록 유도하고 상기 본체의 내벽으로 밀착되게 유도하는 선회유도부와; 상기 본체의 내부 중간에 입구가 위치되고 상기 본체의 외부로 출구가 연장 형성되어 그 내부로 분리된 가스가 이송되는 가스이송관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 선회유도부는 상기 본체의 상부 중앙에 상협하광의 형태로 외주연이 경사지게 형성되는 유도돌기로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유도돌기의 경사각도는 1 내지 5도로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 선회유도부는 상기 유입관의 단부와 만나는 지점인 본체의 일단에 수직방향으로 형성되는 만곡진 형태의 유도판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 선회유도부가 형성된 입자분리장치를 도시한 정단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 선회유도부가 형성된 입자분리장치의 요부를 도시한 평단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 선회유도부가 형성된 입자분리장치의 다른 일예를 도시한 정단면도이고, 도 4는 도 3에 따른 선회유도부가 형성된 입자분리장치의 요부를 도시한 평단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선회유도부가 형성된 입자분리장치는 본체(1), 유입관(2), 선회유도부(3), 가스이송관(4)을 포함한다.

상기 본체(1)는 상부가 폐쇄되고 하부에 점진적으로 직경이 축소되는 원뿔 형태의 포집부(11)가 형성되며 중간에 확경부(12)가 형성된 관체 형태로 이루어진다.

상기 포집부(11)는 포집된 입자의 배출이 용이하게 이루어지도록 형성되었으며, 그 하단에는 밸브(미도시)를 더 장착하여 개폐가 이루어지도록 할 수 있다.

상기 확경부(12)는 상기 본체(1)의 중간 지점에서 하부로 갈수록 직경을 크게 형성하여 분리된 고체입자의 포집공간을 더 확보하도록 하고, 동시에 가스이송관(4)에 의해 본체(1) 내경이 협소해져서 유속이 방해받지 않도록 방지하기 위한 것이다.

상기 유입관(2)은 상기 본체(1)의 상부 일측에 형성되며 내부 단면적이 일측으로 축소되어 그 내부로 고압의 혼합가스가 유입된다. 따라서, 상기 유입관(2)을 통해 유입되는 혼합가스는 본체(1)의 내벽에 접선방향으로 접촉되어 공급되도록 안내되며, 특히 상기 유입관(2)의 내부 단면적이 일측으로 축소되게 형성됨에 따라 혼합가스의 압력을 고압으로 유지할 수 있게 한다.

상기 선회유도부(3)는 상기 본체(1)의 상부에 형성되어 상기 유입관(2)을 통해 유입된 혼합가스를 선회하면서 하강시키도록 유도하고 상기 본체(1)의 내벽으로 밀착되게 유도한다.

상기 선회유도부(3)는 상기 본체(1)의 상부 중앙에 상협하광의 형태로 외주연이 경사지게 형성되는 유도돌기(31)로 구성되며, 상기 유도돌기(31)의 경사각도는 1 내지 5도로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 유도돌기(31)는 상기 본체(1)의 상부에 형성되어 상기 유입관(2)을 통해 유입되는 혼합가스와 직접 접하게 되어 혼합가스가 선회하면서 하강하도록 안내 역할을 하게 된다.

또한, 상기 유도돌기(31)의 경사진 외면을 따라 혼합가스가 선회하면서 원심력이 크게 작용하게 되며, 따라서 혼합가스를 상기 본체(1)의 내벽으로 밀착되게 유도하여 상기 본체(1)의 내벽을 따라 선회하면서 하강하는 혼합가스와 다시 본체(1)의 상부로 재순환되도록 상승하는 혼합가스 간의 충돌을 방지함에 따라 혼합가스의 유속이 저하되지 않고 고속으로 유지되게 하여 가스와 고체입자의 분리 효율을 높일 수 있는 것이다.

상기 가스이송관(4)은 상기 본체(1)의 내부 중간에 입구(41)가 위치되고 상기 본체(1)의 외부로 출구(42)가 연장 형성되어 그 내부로 분리된 가스가 이송된다.

상기 가스이송관(4)은 상기 본체(1)의 중간 지점에서 하부 방향으로 수직되게 입구(41)가 위치되고 상기 본체(1)의 측벽을 관통하여 외부로 연장되어 내부의 가스를 외부로 이송시키는 역할을 한다. 상기 가스이송관(4)의 내경은 상기 유입관(2)의 내경과 동일 또는 유사하게 형성되어 상기 유입관(2)을 통해 유입된 혼합가스의 양만큼 가스배출이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 선회유도부가 형성된 입자분리장치의 다른 일예로서, 상기 선회유도부를 제외한 나머지 구성은 전술한 입자분리장치의 구성과 동일함을 전제로 한다.

상기 선회유도부(3)는 상기 유입관(2)의 단부와 만나는 지점인 본체(1)의 일단에 수직방향으로 형성되는 만곡진 형태의 유도판(32)으로 구성될 수 있다.

특히, 상기 유도판(3)은 상기 유입관(2)의 단부에 위치하기 때문에 상기 유입관(2)을 통해 유입된 혼합가스를 곧바로 선회 유도할 수 있고 상기 유도판(32)의 하부를 경사지게 형성하여 혼합가스와의 접촉 면적을 줄임으로써 선회류의 발생이 신속하게 이루어진다.

따라서, 상기 유도판(32)은 혼합가스를 상기 본체(1)의 내벽으로 밀착되게 함은 물론 만곡진 내면을 따라 유도함으로써, 혼합가스의 선회력을 증가시켜 입자분리 효율을 극대화시킬 수 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 선회유도부가 형성된 입자분리장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 유입관(2)을 통해 본체(1) 내부로 유입되는 혼합가스는 선회유도부(3)에 의해 본체(1)의 내벽을 따라 하강한다.

여기서 선회유도부(3)의 주변에 선회하면서 하강하는 혼합가스 중 상대적으로 밀도가 큰 미세입자는 원심력에 의해 본체(1)의 내벽으로 이동하고 입자와 분리된 가스는 본체(1)의 중심부로 하강한다.

특히, 선회유도부(3)를 선회하면서 원심력이 크게 작용함에 따라 혼합가스를 본체(1)의 내벽으로 밀착되게 유도하여 상기 본체(1)의 내벽을 따라 선회하면서 하강하는 혼합가스와 다시 본체(1)의 상부로 재순환되도록 상승하는 혼합가스 간의 충돌을 방지함에 따라 혼합가스의 유속이 저하되지 않고 고속으로 유지되게 하여 가스와 고체입자의 분리 효율을 높이게 된다.

한편, 본체(1)의 내벽을 따라 선회하면서 하강하는 입자는 본체(1)의 포집부(11)로 낙하되고 가스는 가스이송관(4)을 통해 외부로 이송되어 배출된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

1 : 본체
11 : 포집부
12 : 확경부
2 : 유입관
3 : 선회유도부
31 : 유도돌기
32 : 유도판
4 : 가스이송관
41 : 입구
42 : 출구

Claims (4)

1. 상부가 폐쇄되고 하부에 점진적으로 직경이 축소되는 원뿔 형태의 포집부(11)가 형성되며 중간에 확경부(12)가 형성되는 본체(1)와;
   상기 본체(1)의 상부 일측에 형성되며 내부 단면적이 일측으로 축소되어 그 내부로 고압의 혼합가스가 유입되는 유입관(2)과;
   상기 본체(1)의 상부에 형성되어 상기 유입관(2)을 통해 유입된 혼합가스를 선회하면서 하강시키도록 유도하고 상기 본체(1)의 내벽으로 밀착되게 유도하는 선회유도부(3)와;
   상기 본체(1)의 내부 중간에서 하부 방향으로 수직되게 입구(41)가 위치되고 상기 본체(1)의 측벽을 관통하여 외부로 출구(42)가 연장 형성되어 그 내부로 분리된 가스가 이송되는 가스이송관(4)을 포함하며,
   상기 선회유도부(3)는 상기 본체(1)의 상부 중앙에 상협하광의 형태로 외주연이 경사지게 형성되는 유도돌기(31)로 구성되고,
   상기 유도돌기(31)의 경사각도는 1 내지 5도로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선회유도부가 형성된 입자분리장치.
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