KR101256512B1

KR101256512B1 - 정화성능이 개선된 습식집진장치

Info

Publication number: KR101256512B1
Application number: KR1020100075984A
Authority: KR
Inventors: 차상윤; 권오열; 최병섭
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2013-04-22
Also published as: KR20120013771A

Abstract

미세한 물방울을 분사하여 분진을 1차로 제거한 후 제거되지 않은 분진은 다시 물을 통과시켜 2차로 제거하고 최종적으로 다단계의 필터를 통해 분진이 완벽하게 걸러지도록 한 정화성능이 개선된 습식집진장치가 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 일측에는 분진(d)들이 들어오는 유입구(111)가 형성되고, 상기 유입구(111) 근처에는 유입된 분진(d)들에 미스트(m)(mist)를 분사하여 분진(d)들이 포획되도록 하는 수분사기(112)가 구비되어 1차로 분진(d)들을 제거하며, 타측에는 미제거된 분진포획 미스트(p) 및 분진(d)들이 나가는 배출구(113)가 형성된 수분사집진유닛(110);
상기 배출구(113)와 연통되어 내부로 유입된 상기 분진포획 미스트(p) 및 분진(d)들의 이동 경로상에는 일정수위로 물이 채워져 그 물을 통과하는 과정에서 2차로 분진(d)들이 제거되는 수조유닛(120);
상기 수조유닛(120)의 배출부(123)와 연통되어 물을 통과한 분진(d)들을 3차로 거르는 필터유닛(130); 을 포함하되,
상기 필터유닛(130)은, 공기 및 분진(d)에 포함된 수분을 제거하는 디미스터(131)와, 상기 디미스터(131) 후방에 배치되어 분진(d)을 거르는 프리필터부(132)와, 상기 프리필터부(132) 후방에 배치되어 프리필터부(132)를 통과한 미세입자를 거르는 백필터부(133)와, 상기 백필터부(133) 후방에 배치되어 백필터부(133)를 통과한 극미세입자를 거르는 헤파필터부(134)로 이루어진 것을 특징으로 하고,
상기 백필터부(133)는, 공기와의 접촉 표면적이 증대되도록 전방은 개방되면서 공기 진행방향 쪽으로는 오목하게 들어간 형태로 이루어져 압력손실은 줄이면서 분진(d) 포집량을 증대시키고 통과공기의 유속 및 유량을 균등하게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

정화성능이 개선된 습식집진장치{WET-TYPE DUST COLLECTOR HAVING ADVANCED PURIFICATION PERFORMANCE}

본 발명은 미세한 물방울을 분사하여 분진을 1차로 제거한 후 제거되지 않은 분진은 다시 물을 통과시켜 2차로 제거하고 최종적으로 다단계의 필터를 통해 분진이 완벽하게 걸러지도록 한 정화성능이 개선된 습식집진장치에 관한 것이다.

산업현장에서 작업 중에 발생되는 비산먼지나 유해물질들은 작업자의 건강을 해치는 대표적인 요소로서 장시간에 걸쳐서 비산먼지나 유해물질들을 흡입하면 인체의 심폐계에 치명적인 질병을 초래하게 되는바, 이러한 비산먼지나 유해 물질들을 효율적으로 제거하기 위하여 대부분의 공장 설비에서는 집진장치를 사용하고 있다.

공장에서 발생되는 미세한 분진을 제거하기 위한 집진장치로는 일반적으로 건식필터가 많이 사용되고 있는데, 건식필터는 사용 초기에는 분진입자를 걸러내는 효과가 우수하지만, 분진이 계속해서 필터 상에 누적되면 흡입력 저하가 생기게 되어 분진을 제대로 흡입하거나 걸러주지 못하기 때문에 작업장 내 공기가 분진으로 오염되게 된다.

이를 방지하려면 필터를 일정주기마다 자주 교체해 주어야 하는데, 필터를 자주 교체하는 것은 생산시간과 비용적 측면에서 매우 불리하므로 현실적으로 대부분 필터 교체 시기를 늦추거나 필터를 교체하지 않아, 오염된 환경 속에서 작업하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 건식필터만을 사용하는 집진장치의 불합리성을 보완하여 필터를 자주 교체할 필요가 없으면서 정화성능은 개선되어 궁극적으로 저비용으로 긴 수명을 가지면서 고효율을 낼 수 있는 집진장치를 개발함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은,
일측에는 분진들이 들어오는 유입구가 형성되고, 상기 유입구 근처에는 유입된 분진들에 미스트(mist)를 분사하여 분진들이 포획되도록 하는 수분사기가 구비되어 1차로 분진들을 제거하며, 타측에는 미제거된 분진포획 미스트 및 분진들이 나가는 배출구가 형성된 수분사집진유닛;
상기 배출구와 연통되어 내부로 유입된 상기 분진포획 미스트 및 분진들의 이동 경로상에는 일정수위로 물이 채워져 그 물을 통과하는 과정에서 2차로 분진들이 제거되는 수조유닛;
상기 수조유닛의 배출부와 연통되어 물을 통과한 분진들을 3차로 거르는 필터유닛; 을 포함하되,
상기 필터유닛은, 공기 및 분진에 포함된 수분을 제거하는 디미스터와, 상기 디미스터 후방에 배치되어 분진을 거르는 프리필터부와, 상기 프리필터부 후방에 배치되어 프리필터부를 통과한 미세입자를 거르는 백필터부와, 상기 백필터부 후방에 배치되어 백필터부를 통과한 극미세입자를 거르는 헤파필터부로 이루어진 것을 특징으로 하고,
상기 백필터부는, 공기와의 접촉 표면적이 증대되도록 전방은 개방되면서 공기 진행방향 쪽으로는 오목하게 들어간 형태로 이루어져 압력손실은 줄이면서 분진 포집량을 증대시키고 통과공기의 유속 및 유량을 균등하게 하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 수분사집진유닛으로부터 상기 필터유닛까지 분진들이 이동될 수 있도록 공기유동력을 제공하는 모터부를 포함하고,상기 수분사집진유닛에는, 수분사기에서 분사된 미스트와 분진의 혼합이 용이하도록 통로 직경이 좁아지다가 넓어지는 구조의 벤투리부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 수조유닛은, 상기 필터유닛 쪽으로 물이 넘어가지 않도록 일정수위의 물이 채워진 수조부와, 상기 수조부의 바닥쪽이 통하도록 일정높이 이격되어 수조부를 구획분리하는 수격막부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

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본 발명은 분진이 1차적으로 미세한 물방울에 포집되어 제거되고 2차적으로 수조유닛을 통과하면서 제거되며, 나머지 잔존하는 소량의 분진이 3차적으로 필터유닛에서 완벽하게 걸러지므로 공기 정화성능이 크게 개선될 뿐만 아니라 필터의 부하도 감소되어 필터의 수명이 연장되는 장점이 있다.

도1은 본 발명에 따른 습식집진장치의 구성 및 구조를 보인 구성도,
도2는 본 발명에 따른 습식집진장치의 작용 상태를 설명하기 위한 참고도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저 도1을 참조하여 본 발명을 설명하면, 본 발명은 크게 수분사집진유닛(110)과, 수조유닛(120)과, 필터유닛(130) 및 모터부(140)를 포함하여 이루어지는 정화성능이 개선된 습식집진장치에 관한 것이다.

상기 수분사집진유닛(110)은 도1에 도시된 바와 같이 그 일측에 분진들이 들어오는 유입구(111)가 형성되는데, 그 유입구(111)는 분진이 많이 발생하는 공장 내부와 연결덕트를 통해 분진이 유입될 수 있도록 연결되어도 무방하고 공장 내부와 직접 연통되어 있어도 무방하다.

또한, 상기 유입구(111) 근처에는 유입된 분진들을 향해 미세한 물방울(이하, "미스트"라 한다)을 분사하여 미스트(m)가 분진(d)과 혼합되도록 함으로써 분진들을 포획하여 제거하는 수분사기(112)가 구비된다.

상기 수분사기(112)는 수 마이크로미터 정도의 아주 미세한 물입자를 분진(d)들을 향해 고속으로 분사하여 분진(d)과 미스트(m)가 혼합되도록 하는데, 이때 미스트(m)에 의해 분진(d)입자가 포획되면 분진(d)들이 무거워져 하부로 낙하하거나 수분사집진유닛(110)의 내벽에 응집된 후 하부로 미끄러져 떨어지게 됨으로써 수분사집진유닛(110)의 하부에는 분진(d)을 포획한 미스트(m)가 축적되는바, 이와 같은 원리에 의해 분진(d)의 1차 제거가 이루어진다. 물론, 수분사집진유닛(110)의 하부에 축적된 분진포획 미스트(p)는 별도의 배출수단을 통해 외부로 배출되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수분사집진유닛(110)의 타측에는 분사된 미스트(m)에 의해 제거되지 않은 분진포획 미스트(p) 및 분진(d)입자들이 외부로 나갈수 있도록 배출구(113)가 형성된다. 상기 수분사기(112)에 의해 분사된 미스트(m)가 모든 분진(d)들을 포획할 수 있는 것은 아니기 때문에 포획되지 않은 순수 분진(d)입자들이 존재하며, 또 미스트(m)가 분진(d)들을 포획하더라도 수분사집진유닛(110)의 바닥에 모두 축적되는 것은 아니기 때문에 상기 배출구(113)를 통해 분진(d)입자와 분진포획 미스트(p)가 배출되는 것이다.

상기 수분사집진유닛(110)에서 분사된 미스트(m)와 분진(d)들과의 혼합이 보다 용이하도록 하기 위해서는 도시된 바와 같이 수분사집진유닛(110)의 통로 직경이 좁아지다가 다시 넓어지는 구조의 벤투리부(114)가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 벤투리부(114)는 통로 직경이 좁아지면서 유체의 압력은 감소되고 유속이 증가되는바, 이곳에서 미스트(m)와 분진(d)입자가 압축과 팽창을 교대로 받아 상호간에 혼합율이 증가된다.

한편, 상기 수조유닛(120)은 수분사집진유닛(110)의 배출구(113)와 연통되어 내부로 분진포획 미스트(p) 및 분진(d)들이 유입되는데, 이렇게 유입된 분진포획 미스트(p) 및 분진(d)들의 이동 경로상에는 일정수위로 물이 채워져 그 물을 분진포획 미스트(p) 및 분진(d)들이 통과하는 과정에서 침전이 발생되어 2차로 분진(d)들이 제거된다.

즉, 상기 수조유닛(120)에는 소정구간만큼 일정수위를 갖는 물이 채워져 수조유닛(120)을 통과하는 분진포획 미스트(p) 및 분진(d)들은 그 물과 접촉할 수 밖에 없는 구조로 이루어져 있는바, 분진포획 미스트(p) 및 분진(d)들이 물과 접촉하게 되면 아래로 침전되어 분진(d)이 2차로 제거된다.

여기서, 상기 수조유닛(120)은 후술할 모터부(140)의 흡입에 의하여 분진포획 미스트(p)나 분진(d)들이 이동할 때 물이 함께 이동되지 않도록 물이 채워지는 통로는 "U"자 형으로 이루어지도록 하고 그 하부의 소정구간에만 물이 채워지도록 하여 물이 수조유닛(120)의 배출부 쪽으로 넘어가지 않도록 한다.

참고로, 상기 수조유닛(120)에 가해지는 모터부(140)의 흡입 압력이 수조유닛(120)의 통로 단면적에 비해 작다면 미스트(m)나 분진(d)이 수조유닛(120)에 채워진 물을 통과하는 과정에서 그 물도 일정량 위로 솟구칠 수 있으나 통로가 높기 때문에 통로를 따라 이동하지는 못하고 자중에 의해 다시 낙하된다. 그러므로, 수조유닛(120)의 물이 통로를 따라 이동되지 못하도록 모터부(140)의 흡입력과 통로의 단면적을 상호 적절하게 설정하여야 한다.

상기 수조유닛(120)은 하나의 통로가 "U"자 형태로 이루어져도 무방하지만, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 상기 수조유닛(120)은 필터유닛(130) 쪽으로 물이 넘어가지 않도록 일정수위의 물이 채워진 수조부(121)와, 상기 수조부(121)의 바닥쪽이 서로 통하도록 일정높이로 이격되어 상기 수조부(121)를 구획분리하는 수격막부(122)로 이루어진다.

즉, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 일정수위로 물이 채워진 수조부(121)를 수격막부(122)가 구획분리하되 수조부(121)의 하부는 서로 통하도록 수격막부(122)가 소정높이로 이격 설치되어 있어서 수조유닛(120)은 "U"자 형태의 이동경로를 이루고 있는바, 분진포획 미스트(p) 및 분진(d)들은 상기 수조부(121)의 물을 통과하는 과정에서 대부분 바닥에 침전되고 침전되지 않은 나머지 분진(d)들은 물을 통과하여 수조유닛(120)의 배출부(123)를 통해 나가게 된다.

통상 상기 수조부(121)의 물에 버블이 발생하는 과정에서 분진(d)들이 침전되지 않고 그 버블 속에 포함되어 있다가 수면 위로 떠올라 배출부(123)를 통해 필터유닛(130) 쪽으로 이동된다.

상기 필터유닛(130)은 수조유닛(120)의 배출부(123)와 연통되어 물을 통과한 분진(d)들을 3차로 완벽하게 거르기 위한 구성으로, 대부분의 분진(d)들은 전 단계의 수조유닛(120)에서 대부분 침전되어 제거되므로 필터유닛(130)까지 이동되는 분진(d)의 양은 매우 적다. 그러므로 필터유닛(130)의 분진(d) 제거 부담은 크게 줄어드는 바, 필터유닛(130)의 교환주기 및 수명이 늘어나게 된다.

여기서 상기 필터유닛(130)은 처리해야 할 분진(d)의 양이 적기 때문에 하나의 필터로 이루어져도 무방하지만, 분진(d)을 완벽하게 제거하기 위해서 본 발명의 실시예에서는 도시된 바와 같이 크게 디미스터(131)와, 프리필터부(132)와, 백필터부(133)와, 헤파필터부(134)로 이루어진다.

상기 디미스터(Demister;131)는 필터유닛(130) 쪽으로 유입된 공기 및 분진(d)에 포함된 수분을 제거하기 위한 필터로, 수분 제거용 필터는 일반적으로 널리 알려져 있기 때문에 자세한 설명은 생략한다.

상기 프리필터부(Pre-filter;132)는 디미스터(131) 후방에 배치되어 5um 이상이 되는 비교적 큰 입자의 분진(d)을 1차적으로 거르기 위한 것으로 2,3차 필터인 백필터부(133)와 헤파필터부(134)의 수명을 늘리기 위해서 적용된다.

상기 백필터부(Vee-bag filter;133)는 프리필터부(132) 후방에 배치되어 프리필터부(132)를 통과한 미세입자를 2차로 거르는 필터로서, 상기 백필터부(133)는 공기와의 접촉 표면적이 증대되도록 전방은 개방되면서 공기 진행방향 쪽으로는 오목하게 들어간 형태로 이루어져 유동에 따른 압력 손실은 줄이면서 분진(d) 포집량을 증대시키고 통과공기의 유속 및 유량을 균등하게 하는 특징이 있다.

또한, 상기 헤파필터부(H.E.P.A. filter;134)는 백필터부(133)의 후방에 배치되어 백필터부(133)를 통과한 극미세입자를 3차로 거르는 필터로서, 고밀도 글래스 필터 재질로 이루어져 약 0.3um의 극히 미세한 입자를 포집하며 공기 중에 포함된 박테리아, 곰팡이 등을 제거하여 실내공기 정화기능을 높이는 것으로 알려져 있다.

한편, 상기 모터부(140)는 상기 수분사집진유닛(110)으로부터 필터유닛(130)까지 분진(d)들이 이동될 수 있도록 공기유동력을 제공하는데, 본 발명의 실시예에서는 상기 모터부(140)가 필터유닛(130) 후단에 배치된 것으로 구현되었으나 반드시 이 위치에 국한될 필요는 없고 공기 및 분진(d)이 수분사집진유닛(110)으로부터 필터유닛(130)까지 이동할 수 있는 곳이라면 어느 곳이나 가능하다.

이하, 도2를 참조하여 본 발명에 따른 작용을 설명한다.

도2에 도시된 바와 같이 수분사집진유닛(110)의 유입구(111)로 들어온 분진(d)은 수분사기(112)에서 분사된 미스트(m)와 혼합되어 일부는 바닥으로 떨어져 1차로 제거되고, 제거되지 않은 분진포획 미스트(p)와 분진(d)들은 배출구(113)를 통해 수조유닛(120)으로 들어간다.

상기 수조유닛(120)으로 유입된 분진포획 미스트(p)와 분진(d)들은 물을 통과하는 과정에서 물속에 침전되어 2차로 제거되고, 수조유닛(120)의 물을 통과한 분진(d)들은 다시 필터유닛(130)으로 유입되어 디미스터(131)를 통과하면서 수분이 제거되고 프리필터부(132)를 통과하면서 비교적 큰 입자의 분진(d)이 걸러지며, 상기 프리필터부(132)를 통과한 미세입자는 백필터부(133)를 통과하면서 걸러진다. 또한 백필터부(133)를 통과한 극미세입자는 헤파필터부(134)를 거치면서 최종적으로 공기 중에 포함된 박테리아나 곰팡이도 함께 제거되어 공기정화 성능이 크게 개선된다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.

110 : 수분사집진유닛 111 : 유입구
112 : 수분사기 113 : 배출구
114 : 벤투리부 120 : 수조유닛
121 : 수조부 122 : 수격막부
130 : 필터유닛 131 : 디미스터
132 : 프리필터부 133 : 백필터부
134 : 헤파필터부 140 : 모터부

Claims

일측에는 분진(d)들이 들어오는 유입구(111)가 형성되고, 상기 유입구(111) 근처에는 유입된 분진(d)들에 미스트(m)(mist)를 분사하여 분진(d)들이 포획되도록 하는 수분사기(112)가 구비되어 1차로 분진(d)들을 제거하며, 타측에는 미제거된 분진포획 미스트(p) 및 분진(d)들이 나가는 배출구(113)가 형성된 수분사집진유닛(110);
상기 배출구(113)와 연통되어 내부로 유입된 상기 분진포획 미스트(p) 및 분진(d)들의 이동 경로상에는 일정수위로 물이 채워져 그 물을 통과하는 과정에서 2차로 분진(d)들이 제거되는 수조유닛(120);
상기 수조유닛(120)의 배출부(123)와 연통되어 물을 통과한 분진(d)들을 3차로 거르는 필터유닛(130); 을 포함하되,
상기 필터유닛(130)은, 공기 및 분진(d)에 포함된 수분을 제거하는 디미스터(131)와, 상기 디미스터(131) 후방에 배치되어 분진(d)을 거르는 프리필터부(132)와, 상기 프리필터부(132) 후방에 배치되어 프리필터부(132)를 통과한 미세입자를 거르는 백필터부(133)와, 상기 백필터부(133) 후방에 배치되어 백필터부(133)를 통과한 극미세입자를 거르는 헤파필터부(134)로 이루어진 것을 특징으로 하고,
상기 백필터부(133)는, 공기와의 접촉 표면적이 증대되도록 전방은 개방되면서 공기 진행방향 쪽으로는 오목하게 들어간 형태로 이루어져 압력손실은 줄이면서 분진(d) 포집량을 증대시키고 통과공기의 유속 및 유량을 균등하게 하는 것을 특징으로 하는 정화성능이 개선된 습식집진장치.
청구항 1에 있어서, 상기 수분사집진유닛(110)으로부터 상기 필터유닛(130)까지 분진(d)들이 이동될 수 있도록 공기유동력을 제공하는 모터부(140)를 포함하고,상기 수분사집진유닛(110)에는, 수분사기(112)에서 분사된 미스트(m)와 분진(d)의 혼합이 용이하도록 통로 직경이 좁아지다가 넓어지는 구조의 벤투리부(114)가 형성된 것을 특징으로 하는 정화성능이 개선된 습식집진장치.
청구항 1에 있어서, 상기 수조유닛(120)은,
상기 필터유닛(130) 쪽으로 물이 넘어가지 않도록 일정수위의 물이 채워진 수조부(121)와, 상기 수조부(121)의 바닥쪽이 통하도록 일정높이 이격되어 수조부(121)를 구획분리하는 수격막부(122)로 이루어진 것을 특징으로 하는 정화성능이 개선된 습식집진장치.
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