KR101475866B1

KR101475866B1 - 백필터 집진장치

Info

Publication number: KR101475866B1
Application number: KR20140089764A
Authority: KR
Inventors: 김동환
Original assignee: (주)한성플랜트
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2014-12-23

Abstract

본 발명은 탈진시 분진의 재흡착을 방지할 수 있는 백필터 집진장치에 관한 것으로, 내부에 공간부가 형성되는 챔버; 공간부의 상부에 설치되어 공간부를 상하 구획하는 상부 다공판; 상부 다공판의 하부에 소정 간격 이격하여 설치되는 하부 다공판; 상부 다공판과 하부 다공판을 관통하도록 설치되는 복수 개의 필터백; 일측에 유입구가 형성되고, 공간부와 연통하도록 챔버의 둘레를 따라 형성되는 유입덕트; 및 공간부와 연통하도록 챔버의 일측에 형성되는 배출구를 포함한다.

Description

백필터 집진장치{Dust collecting apparatus using bag filter}

본 발명은 각종 산업시설에서 배출되는 분진 등 입자상 오염물질을 필터백을 사용하여 포집하는 백필터 집진장치에 관한 것이다.

종래의 백필터 집진장치는 챔버 내부에 필터백(filter bag)이 설치되고, 챔버의 하측에는 분진을 포함한 오염공기가 유입되는 유입구가 형성되며, 챔버의 상측에는 분진이 제거된 공기가 배출되는 배출구가 형성된다.

이때, 유입구를 통해 챔버 내부로 유입된 공기는 배출구 방향으로 상향 이동하는 과정에서 필터백을 거치며, 분진은 필터백 표면에 포집되고 제진된 공기는 필터백을 통과하여 배출구를 통해 배출된다.

이러한 백필터 집진장치는 높은 집진 효율을 가지고 있지만, 장시간 집진처리가 계속되면 필터백의 여과포에 포집되는 분진층이 두꺼워지면서 압력손실이 증가하기 때문에, 주기적인 탈진 조작으로 필터백 표면의 분진을 털어내야 한다.

탈진 조작은 필터백 내부에 압축공기를 분사하여 필터백 표면의 분진을 털어내는 방식을 이용하는데, 탈진이 잘 안되는 경우에는 분사되는 압축공기의 압력을 높이거나 압축공기의 분사주기를 짧게 하여 운용한다. 하지만, 과도한 탈진 압력과 잦은 분사 횟수는 필터백을 파손시켜 수명을 단축시키는 요인이 되고, 분진입자가 통과할 만큼 필터백의 세공을 넓혀 집진 효율을 저하시키는 문제점이 있다.

종래의 백필터 집진장치에서 탈진 조작이 잘 안되는 주된 이유는, 필터백 내로 분사된 압축공기에 의해 필터백의 표면으로부터 분리된 분진 덩어리가 중력에 의해 하부로 떨어지다가 하측의 유입구에서 들어오는 상향기류에 휩쓸려 재비산된 후 다시 필터백의 표면에 재흡착되기 때문이다.

이러한 문제점 때문에 최근에는 온-라인(on-line) 탈진이 아닌 오프-라인(off-line) 탈진방법을 주로 이용하는데, 이것은 백필터 집진장치의 가동을 중지시켜 놓고 탈진조작을 수행하는 방법으로, 상향기류가 없기 때문에 탈진효율이 향상되는 장점이 있다.

다만, 탈진조작시 반드시 백필터 집진장치의 가동을 중지해야 하는 단점이 있고, 산업체 특성상 오염공기의 집진이 계속되어야 하는 경우에는, 탈진과 집진을 교대로 수행할 수 있도록 여분의 백필터 집진장치를 추가로 설치할 필요가 있어 설비 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.

아울러, 종래의 백필터 집진장치는 챔버의 하부 일측에 유입구가 형성됨에 따라, 유입구와 인접하는 필터백에는 많은 양의 분진이 포집되나, 유입구로부터 멀리 배치된 필터백에는 상대적으로 적은 양의 분진이 포집되어 집진효율이 저하되는 문제점이 있다.

KR

10-2011-0093058

A (2011.08.18 공개)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 챔버 내부에 하향기류를 형성함으로써 탈진조작시 분진의 재흡착율을 저하시킬 수 있는 백필터 집진장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 분진을 포함한 오염공기가 챔버 내부에 골고루 분산 유입되는 백필터 집진장치를 제공함에 있다.

전술한 본 발명의 목적은, 내부에 공간부가 형성되는 챔버; 상기 공간부의 상부에 설치되어 상기 공간부를 상하 구획하며, 복수 개의 제1 관통홀이 형성되는 상부 다공판; 상기 상부 다공판의 하부에 소정 간격 이격하여 설치되며, 복수 개의 제2 관통홀이 형성되는 하부 다공판; 상기 상부 다공판과 상기 하부 다공판을 관통하도록 설치되며, 상기 상부 다공판의 제1 관통홀에 상단이 결합되고, 상기 하부 다공판의 제2 관통홀에 일측이 삽입되는 복수 개의 필터백; 일측에 유입구가 형성되고, 상기 상부 다공판과 상기 하부 다공판 사이의 공간부와 연통하도록 상기 챔버의 둘레를 따라 형성되는 유입덕트; 및 상기 상부 다공판 상부에 위치하는 상기 챔버 내부의 공간부와 연통하도록 상기 챔버의 일측에 형성되는 배출구를 포함하며, 상기 필터백의 외주면과 상기 제2 관통홀의 내주면 사이에 유격이 형성되는 것을 특징으로 하는 백필터 집진장치를 제공함에 의해 달성될 수 있다.

삭제

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 공간부는 상기 상부 다공판의 상부에 형성되는 제1 공간부와, 상기 상부 다공판과 상기 하부 다공판 사이에 형성되는 제2 공간부와, 상기 하부 다공판의 하부에 형성되는 제3 공간부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 유입덕트는 상기 유입덕트의 길이 방향을 따라 상기 제2 공간부와 연통할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 제2 공간부는 상기 하부 다공판의 관통홀과 상기 필터백 사이에 형성되는 유격을 통해 상기 제3 공간부와 연통할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 유입덕트는 상기 유입구로부터 멀어질수록 폭이 점점 더 좁아지도록 테이퍼진 형태일 수 있다.

본 발명에 따른 백필터 집진장치에 의하면, 복수 개의 필터백이 설치된 챔버 내부에 하향기류가 형성됨에 따라, 탈진조작시 필터백의 표면으로부터 분리된 분진 덩어리는 중력과 하향기류에 의해 아래로 떨어지며, 분진의 재흡착율이 저하되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 백필터 집진장치에 의하면, 분진을 포함한 오염공기가 챔버의 전면적에 골고루 분산 유입됨에 따라, 집진효율이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 집진장치의 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 집진장치의 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 집진장치의 측면도.
도 4는 도 1의 부분 확대도.

이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

실시예

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 집진장치(100)는, 내부에 공간부가 형성되는 챔버(200)와, 공간부를 상하 구획하도록 설치되는 상부 다공판(300)과 하부 다공판(400), 그리고 상부 다공판(300)과 하부 다공판(400)을 관통하여 수직으로 설치되는 복수 개의 필터백(500)을 포함한다.

한편, 챔버(200)의 둘레를 따라 유입덕트(600)가 형성되고, 유입덕트(600)의 일측에는 유입구(610)가 형성되며, 유입구(610)와 대향하여 챔버(200)의 반대편에 배출구(700)가 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 챔버(200)는 내부에 공간부를 가진 육면체 형상으로 형성된다. 다른 예로서, 챔버(200)는 삼각형이나 오각형 등의 다면체 형상으로 형성되는 것도 가능하고, 원통 형상으로 형성될 수도 있다.

챔버(200)의 일측에는 탈진수단(800)이 구비되며, 챔버(200)는 지지프레임(900)의 상측에 지면과 이격하여 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 챔버(200)의 하부에는 호퍼(hopper) 형태의 포집실(910)이 지지프레임(900) 내부에 설치되며, 포집실(910)의 하부에는 분진제거수단(920)이 설치된다.

상부 다공판(300)과 하부 다공판(400)은 챔버(200) 내부에 설치되며, 챔버(200) 내부를 상하 복수 개의 공간부로 구획한다. 상부 다공판(300)에는 복수 개의 제1 관통홀(310)이 관통 형성되며, 공간부의 상부에 설치된다. 하부 다공판(400)에는 제1 관통홀(310)과 대향하도록 복수 개의 제2 관통홀(410)이 관통 형성되며, 하부 다공판(400)은 상부 다공판(300)의 하부에 소정 간격 이격하여 설치된다.

이하, 상부 다공판(300)의 상부에 형성되는 공간부를 제1 공간부(210), 상부 다공판(300)과 하부 다공판(400) 사이에 형성되는 공간부를 제2 공간부(220), 그리고 하부 다공판(400)의 하부에 형성되는 공간부를 제3 공간부(230)라 하기로 한다. 이때, 제1 공간부(210)의 상부는 밀폐되고, 제3 공간부(230)의 하부는 개방되어 전술한 포집실(910)과 연통한다.

필터백(500)은 백(bag)의 형태로 된 여과포(510)가 격자 형태의 케이지(cage)(520) 외부에 씌워진 카트리지(cartridge) 형태이다. 이때, 케이지(520)의 형태는 원통형 또는 납작한 판형 어느 것도 가능하다. 즉, 필터백(500)의 형태는 다양하게 변형될 수 있다.

필터백(500)은 상부 다공판(300)의 제1 관통홀(310)과 하부 다공판(400)의 제2 관통홀(410)을 차례로 관통하도록 삽입되며, 필터백(500)의 상단이 제1 관통홀(310)에 결합되어 수직하게 설치된다.

이때, 필터백(500)의 외주면과 제2 관통홀(410)의 내주면 사이에는 소정 간격의 유격(420)이 형성되며, 이 유격(420)을 통해 제2 공간부(220)와 제3 공간부(230)가 연통한다.

한편, 유입덕트(600)는 챔버(200)의 상단부에 챔버(200)의 둘레를 따라 형성되는데, 예컨대 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 챔버(200)의 전면과 후면 및 좌측면을 둘러싸도록 형성되며, 유입덕트(600)의 일측, 본 실시예에서는 유입덕트(600)의 좌측 중앙에 오염공기가 유입되는 유입구(610)가 형성된다.

유입덕트(600)는 챔버(200)의 제2 공간부(220)와 대응되는 높이에 형성되며, 제2 공간부(220)와 유입덕트(600)는 서로 연통한다. 즉, 제2 공간부(220)를 둘러싸는 챔버(200)의 벽체에 제1 개방부(미도시)가 형성되고, 유입덕트(600)의 챔버(200) 대향면에는 제1 개방부에 대응하여 제2 개방부(미도시)가 형성된다. 이때, 제1 개방부와 제2 개방부는 유입덕트(600)의 길이 방향을 따라 각각 길게 형성될 수도 있고, 각각의 개방부가 복수 개 서로 이격하여 형성되는 것도 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 오염된 공기가 유입구(610)를 통해 유입덕트(600) 내부로 유입되며, 이때 유입덕트(600)가 챔버(200)의 둘레를 감싸면서 제2 공간부(220)와 연통함에 따라, 오염된 공기는 도 2에 도시된 바와 같이 유입덕트(600)를 따라 유동하면서 제2 공간부(220)의 전체 면적으로 고르게 유입된다.

즉, 종래에는 챔버(200)의 일측에만 유입구(610)를 마련하여, 유입구(610)로부터 멀리 배치된 필터백(500)의 집진 효율이 유입구(610)와 인접한 필터백(500)의 집진 효율보다 상대적으로 낮았으나, 본 발명의 일 실시예에 의하면 챔버(200)의 둘레를 따라 여러 방향에서 동시에 공기가 유입되므로 필터백(500)의 설치 위치에 관계없이 집진 효율이 고르게 유지될 수 있다.

이때, 유입구(610)와 인접하는 부분과 상대적으로 멀리 이격한 부분에서의 공기유동량이 균일하도록, 챔버(200)의 길이 방향을 따라 연장되는 유입덕트(600)의 구간(예컨대, 도 2에서 챔버(200)의 전면과 후면을 감싸는 구간)은 유입구(610)로부터 멀어질수록 그 폭이 좁아지는 테이퍼진 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

배출구(700)는 유입덕트(600)의 유입구(610)와 대향하도록 챔버(200)의 반대편에 형성된다. 이때 배출구(700)는 제1 공간부(210) 즉, 상부 다공판(300)의 상부에 형성되는 공간부와 연통하도록 형성되며, 필터백(500)을 통과한 공기는 제1 공간부(210)를 통해 배출구(700)로 배출된다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 오염된 공기가 유입구(610)를 통해 챔버(200) 내부로 유입되고, 필터백(500)을 거쳐 제진된 공기가 배출구(700)를 통해 배출되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 오염된 공기가 유입구(610)를 통해 유입덕트(600)로 유입된다. 이때, 배출구(700)의 일측에 송풍기(미도시)가 설치되어 챔버(200) 내부에 부압이 걸리게 함으로써 오염된 공기가 유입덕트(600)로 유입되게 할 수 있으며, 다른 예로서 유입구(610)의 일측에 송풍기가 설치되어 오염된 공기를 유입덕트(600)로 불어 넣는 것도 가능하다.

유입덕트(600)로 유입된 공기는 유입덕트(600)를 따라 유동한다. 이때, 유입덕트(600)가 챔버(200) 내부의 제2 공간부(220)와 연통함에 따라, 유입덕트(600)의 공기는 제2 공간부(220)로 유입된다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 유입덕트(600)가 챔버(200)의 둘레를 따라 형성되고, 유입구(610)로부터 멀어질수록 폭이 좁아지는 테이퍼진 형태이기 때문에, 오염된 공기는 제2 공간부(220)의 둘레를 따라 여러 방향에서 고르게 유입된다.

챔버(200) 내부에는 복수 개의 필터백(500)이 서로 이격하여 수직하게 설치되며, 필터백(500)의 상단은 제1 공간부(210)와 연통하도록 상부 다공판(300)의 제1 관통홀(310)에 결합되고, 필터백(500)의 하단은 제2 공간부(220)를 지나 제3 공간부(230)로 연장된다.

따라서, 유입덕트(600)를 통해 제2 공간부(220)로 유입된 공기는 제2 공간부(220)를 수직하게 지나는 필터백(500)을 통과하는 과정에서 분진이 제거된다. 또한, 필터백(500) 내부로 유입된 공기의 일부는 필터백(500)의 상단이 제1 공간부(210)와 연통하도록 개방되어 있음에 따라, 제1 공간부(210)로 빠져나와 배출구(700)를 통해 외부로 배출된다.

이때, 제2 공간부(220)의 일부 공기는 하부 다공판(400)의 제2 관통홀(410)과 필터백(500) 사이의 유격(420)을 통해 제3 공간부(230)로 유입된다. 제3 공간부(230)로 유입된 공기는 제3 공간부(230)에 수직하게 설치된 필터백(500)을 통과하는 과정에서 분진이 제거되며, 필터백(500)의 내부로 유입된 공기의 일부는 필터백(500)을 따라 제1 공간부(210) 방향으로 유동하여 배출구(700)를 통해 외부로 배출된다.

한편, 하부 다공판(400)의 제2 관통홀(410)을 통해 제2 공간부(220)에서 제3 공간부(230)로 유입되는 공기의 유동에 의해, 제3 공간부(230)에는 하향 기류가 형성된다. 따라서, 탈진 조작시 필터백(500)으로부터 분리된 제3 공간부(230)의 분진 덩어리는 중력과 하향 기류에 의해 밑으로 떨어지게 되며, 종래의 상향 기류에 의한 분진의 재흡착이 방지되는 효과를 볼 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 집진장치(100)는, 오염된 공기가 챔버(200) 내부의 공간부 상측으로 유입되어 하측 방향으로 유동함으로써, 공간부에 하향 기류를 형성하여 탈진시 분진 덩어리의 재흡착율을 감소시키게 되는 것이다.

필터백(500)의 표면에서 분진을 제거하는 탈진 조작을 위해, 챔버(200)의 일측에 탈진수단(800)이 설치되는 것이 바람직하다. 이 탈진수단(800)은 챔버(200)의 일측에 설치되는 컴프레서(810)와, 제1 공간부(210)의 상부에 설치되며 컴프레서(810)에서 고압으로 압축된 공기를 이송하는 이송관(820)과, 이송관(820)의 하부에 각각의 필터백(500)과 대향하도록 복수 개 설치되는 분사노즐(830)을 포함한다.

탈진 조작시에는 분사노즐(830)을 통해 고압의 압축공기를 필터백(500) 내부로 분사함으로써 필터백(500) 표면의 분진을 털어내게 되며, 이때 여과포(510)의 분진이 안정적으로 탈리되도록 필터백(500)의 상단에 벤츄리 노즐(venturi nozzle)(530)이 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 압축공기의 분사 제어를 위해 분사노즐(830)의 일측에 제어밸브(840)가 구비되는데, 이 제어밸브(840)는 펄스 밸브(pulse valve)인 것이 바람직하며, 제어밸브(840)에 의해 각각의 분사노즐(830)이 동시에 동작하거나 각각 개별적으로 동작할 수 있다.

탈진 조작시 분리된 분진 덩어리는 챔버(200) 하부의 포집실(910)로 낙하하며, 포집실(910)의 하부에는 이렇게 수거된 분진 덩어리들을 외부로 배출하기 위한 분진제거수단(920)이 구비된다.

이때, 분진제거수단(920)은 포집실(910)의 일측에 설치되는 모터(930)와, 모터(930)의 일측에 설치되며 벨트(940)를 통해 모터(930)의 구동력을 전달받아 회전하면서 분진 덩어리들을 일 방향으로 이송시키는 스크류 컨베이어(950)를 포함한다. 스크류 컨베이어(950)에 의해 일 방향으로 이송된 분진 덩어리들은 분진토출구(960) 아래에 구비되는 수거통이나 마대자루에 담겨 배출된다.

이상에서 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

100 : 백필터 집진장치
200 : 챔버
300 : 상부 다공판
400 : 하부 다공판
420 : 유격
500 : 필터백
600 : 유입덕트
610 : 유입구
700 : 배출구
800 : 탈진수단
900 : 지지프레임
910 : 포집실
920 : 분진제거수단

Claims

내부에 공간부가 형성되는 챔버;
상기 공간부의 상부에 설치되어 상기 공간부를 상하 구획하며, 복수 개의 제1 관통홀이 형성되는 상부 다공판;
상기 상부 다공판의 하부에 소정 간격 이격하여 설치되며, 복수 개의 제2 관통홀이 형성되는 하부 다공판;
상기 상부 다공판과 상기 하부 다공판을 관통하도록 설치되며, 상기 상부 다공판의 제1 관통홀에 상단이 결합되고, 상기 하부 다공판의 제2 관통홀에 일측이 삽입되는 복수 개의 필터백;
일측에 유입구가 형성되고, 상기 상부 다공판과 상기 하부 다공판 사이의 공간부와 연통하도록 상기 챔버의 둘레를 따라 형성되는 유입덕트; 및
상기 상부 다공판 상부에 위치하는 상기 챔버 내부의 공간부와 연통하도록 상기 챔버의 일측에 형성되는 배출구를 포함하며,
상기 필터백의 외주면과 상기 제2 관통홀의 내주면 사이에 유격이 형성되는 것을 특징으로 하는 백필터 집진장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 공간부는 상기 상부 다공판의 상부에 형성되는 제1 공간부와, 상기 상부 다공판과 상기 하부 다공판 사이에 형성되는 제2 공간부와, 상기 하부 다공판의 하부에 형성되는 제3 공간부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백필터 집진장치.
청구항 5에 있어서,
상기 유입덕트는 상기 유입덕트의 길이 방향을 따라 상기 제2 공간부와 연통하는 것을 특징으로 하는 백필터 집진장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 공간부는 상기 하부 다공판의 관통홀과 상기 필터백 사이에 형성되는 유격을 통해 상기 제3 공간부와 연통하는 것을 특징으로 하는 백필터 집진장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유입덕트는 상기 유입구로부터 멀어질수록 폭이 점점 더 좁아지도록 테이퍼진 형태인 것을 특징으로 하는 백필터 집진장치.