KR101539093B1 - 금속성 분진의 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속성 분진의 집진장치에 관한 것으로, 구체적으로는 물을 사용하지 않으면서도 금속성 분진의 집진효율을 높일 수 있도록 함을 목적으로 한다.
또한 물을 사용하지 않음에 따라 그에 따른 수질오염과 수처리시설 구비에 따른 경제적 부담을 최소화 할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
그리고 덕트 내부로 유입된 고온의 압축공기를 외부로 배출시키지 않고 순환시킴에 따라 금속성 분진이 대기중으로 배출될 가능성을 최소화 할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
또한 덕트내부의 압축공기를 순환시키는 과정에서 압축공기의 온도를 일정 수준으로 낮추도록 함에 따라 순환과정에서 고온의 압축공기에 의한 압축공기 분사부 등의 고장 발생 가능성을 최소화할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.

Description

금속성 분진의 집진장치{separator for metal dust}

본 발명은 금속성 분진의 집진장치에 관한 것으로, 특히 금속제강 및 제련 과정에서 생성된 금속성 부산물을 입자 형태로 생성시키는 과정에서 발생된 금속성 분진을 원활하게 집진처리할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.

일반적으로 제련이나 제강과정에서 취급되는 쇳물에는 각종 금속 성분이 함유된 부산물층이 형성되는데, 이러한 부산물층은 불순물로 취급되어 별도로 수거한 후 매립처리하거나 작은 알갱이 입자 형태로 가공한 후 연마재나 건축자재 등으로 활용하고 있다.

그 중 부산물을 알갱이 입자 형태로 가공하는 과정은,

쇳물로부터 분리된 부산물은 최초 쇳물처럼 고온의 액상 상태인데, 이러한 부산물층을 특정 공간 내에 쏟아내고, 이 과정에서 공중에 위치하는 부산물층에 냉각수와 압축공기를 분사시킴에 따라 부산물이 대기중으로 비산됨과 동시에 냉각됨에 따라 바닥에는 입자 형태의 부산물들이 낙하하게 된다.

그런데 이렇게 공기와 냉각수를 통해 부산물을 대기중으로 비산시켜 냉각시키는 과정에서 부산물로부터 많은 양의 분진이 생성된다.

이렇게 부산물로부터 발생 된 분진은 금속성분을 띄고 있기 때문에 이러한 분진이 대기중으로 유출될 경우 심각한 대기오염의 원인이 될 수 있다.

따라서 부산물 입자를 생성하는 공간 내에는 발생된 금속성 분진의 수거처리를 위한 집진장치가 구비된다.

기존의 집진장치는 덕트 형태로 형성되어 부산물을 압축공기 및 냉각수를 통해 공중으로 날리는 과정에서 발생 된 금속성 분진이 압축공기의 풍력에 의해 날려 덕트 내부로 유입됨과 동시에 덕트 내부에 물을 분사시켜 분진이 물과 접촉되도록 함에 따라 분진이 대기중에 비산 되지 않고 물에 의해 낙하 되도록 배출된다.

그런데 이처럼 기존의 집진장치는 단순히 금속성 분진이 덕트를 지나는 과정에서 물만을 분사한 후 배출시켜 대기중으로의 비산을 줄이는 역할만을 할 뿐 실질적인 집진 효과는 발휘하지 못한다.

더구나 기존에는 금속성 분진을 별도로 수거하지 않고 그대로 대기중으로 배출하고 있는 시스템인데, 해당 금속성 분진은 금속성분을 다량 함유하고 있기 때문에 그만큼 대기오염에 심각한 악영향을 미치게 된다.

더불어 금속성 분진의 비산을 최소화 하기 위해 다량의 물이 사용되므로 그만큼 물의 소비량이 많아 경제적으로도 악영향을 미치게 되고,

뿐만 아니라 금속성 분진과의 접촉 후에는 물에 금속성분 및 각종 불순물이 함유된 상태이므로 그에 따른 수처리 시설이 별도로 구비되어야 하는 문제점도 갖는다.

대한민국 공개실용신안 20-1999-0012008호(1999. 03. 25)

본 발명은 이러한 기존의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로,

기본적으로 물을 사용하지 않으면서도 금속성 분진의 집진효율을 높일 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한 물을 사용하지 않음에 따라 그에 따른 수질오염과 수처리시설 구비에 따른 경제적 부담을 최소화 할 수 있도록 함도 목적으로 한다.

이 외에 덕트 내부로 유입된 고온의 압축공기를 외부로 배출시키지 않고 순환시킴에 따라 금속성 분진이 대기중으로 배출될 가능성을 최소화 할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한 덕트내부의 압축공기를 순환시키는 과정에서 압축공기의 온도를 일정 수준으로 낮추도록 함에 따라 순환과정에서 고온의 압축공기에 의해 압축공기 분사부 등의 고장 발생 가능성을 최소화할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

이를 위해 제안된 본 발명의 여러 실시 예는,

금속성분을 함유한 금속성 분진의 집진처리 장치에 있어서, 일측에는 상기 금속성 분진의 유입구가 형성되어 있고 내부에는 금속성 분진의 이동경로가 형성되어 있는 덕트, 상기 이동경로 내에 위치하고 있고 자력을 지니고 있으며 상기 이동경로를 지나는 금속성 분진이 자력에 의해 표면에 부착되는 자력 필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 자력 필터부는 상기 판재 형태이고 상기 이동경로를 막고 있는 형태로 위치하고 있되 표면에는 공기 통과홀이 관통 형성될 수 있다.

또한 상기 자력 필터부는 전자석 형태로 이루어져 외부 전원의 공급에 따라 자력이 선택적으로 발생 될 수 있다.

그리고 상기 금속성 분진은 상기 덕트 외부에 위치한 압축공기 분사부를 통해 분사된 압축공기를 통해 고온의 부산물을 대기중으로 날리는 과정에서 발생 된 뒤 상기 압축공기와 함께 덕트 내부로 유입되고 상기 덕트는 타단부가 상기 압축공기 분사부와 연결되어 상기 이동경로를 지난 공기가 상기 압축공기 분사부를 통해 상기 부산물로 재 분사될 수 있다.

또한 상기 자력 필터부의 자력은 상기 압축공기 분사부에서 분사된 압축공기가 상기 부산물을 날리는 과정에서만 선택적으로 발생 될 수 있다.

그리고 상기 이동경로에 위치하고 있고 내부에는 냉각용 열매체가 수용되어 있으며 상기 이동경로로 유입된 상기 압축공기와 접촉되어 상기 압축공기의 온도를 일정수준으로 낮추는 열교환기를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 덕트에 위치하고 있고 상기 이동경로를 통해 압축공기 분사부로 공급되는 상기 압축공기의 온도가 설정된 온도범위에 속하는지 여부를 감지하고 감지된 온도에 따라 선택적으로 외부공기를 상기 이동경로 내로 유입시켜 상기 압축공기 분사부로 공급되는 압축공기의 온도를 낮출 수 있는 순환공기 온도제어부를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 순환공기 온도제어부는 상기 이동경로 중 상기 열교환기와 상기 압축공기 분사부 사이에 위치하고 있고 해당 구간을 지나는 압축공기의 온도가 설정된 온도범위에 속하는지 여부를 감지하는 온도감지센서, 상기 온도감지센서와 연결되어 있고 상기 이동경로 중 상기 열교환기와 상기 압축공기 분사부 사이 지점에 위치하고 있으며 감지된 온도가 설정온도보다 높을 경우 상기 덕트를 개방하여 외부공기를 상기 이동경로 내로 공급할 수 있는 외부공기 유입부를 포함할 수 있다.

또한 상기 덕트 중 상기 열교환기와 상기 압축공기 분사부 사이 지점에는 외부공기 유입공이 형성되어 있고, 상기 외부공기 유입부는 상기 온도감지센서와 연결되어 상기 외부공기 유입공을 개폐할 수 있는 형태로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 외부공기 유입부는 상기 외부공기 유입공에 설치되어 회동 가능하며 회동 과정에서 상기 유입공을 개폐 할 수 있는 댐퍼 및 상기 댐퍼 및 상기 온도감지센서와 연결되어 있고 상기 온도감지센서로부터 전달된 감지신호에 따라 작동되어 상기 댐퍼를 회동시키는 구동모터를 포함할 수 있다.

이러한 여러 실시 예를 갖는 본 발명은,

기본적으로 금속성 분진이 덕트 내부를 지나는 과정에서 자력 필터부의 자력에 의해 자력 필터부 표면에 부착되는 형태로 필터링 되므로 기존에 비해 분진의 집진효율이 상승되는 효과를 갖는다.

그리고 덕트 내부에서 금속성 분진에 물을 분사할 필요가 없으므로 자원절약과 수질오염 및 수처리 시설에 따른 부담을 줄일 수 있는 장점도 갖는다.

그리고 자력 필터부가 금속성 분진이 지나는 이동경로를 막고 있는 형태로 형성되어 금속성 분진과 자력 필터부 간 접촉면적을 최대화 하여 필터링 효과를 높임과 동시에 금속성 분진과 함께 이동하는 압축공기는 통과홀을 원활히 통과할 수 있는 효과도 갖는다.

또한 자력 필터부가 전자석 형태로 이루어짐에 따라 압축공기와 금속성 분진이 덕트 내부로 유입되어 통과되는 과정에서만 선택적으로 전원을 인가하여 자력에 의한 필터링이 이루어짐으로 전력낭비를 줄이면서도 효율적인 필터링 효과를 얻을 수 있는 장점도 갖는다.

그리고 덕트내부로 공급된 압축공기가 대기중으로 배출되지 않고 다시 압축공기 분사부로 공급된 후 재분사되어 덕트 내부로 재 유입되는 형태의 순환구조를 가짐에 따라 압축공기 외부 배출 시 함께 배출되는 금속성 분진에 의한 대기오염을 최소화 할 수 있다.

또한 덕트 내부에 열교환기가 구비됨에 따라 부산물과 접촉되어 고온의 상태로 덕트 내부에 유입되는 압축공기의 온도를 일정수준으로 낮춘 상태로 순환시킬 수 있으므로, 순환 과정에서 고온의 압축공기에 의한 압축공기 분사부의 고장 발생 가능성을 최소화 할 수 있는 장점도 갖는다.

그리고 순환공기 온도제어부가 구비됨에 따라 열교환기를 통해 온도가 저하된 순환공기(압축공기)의 온도가 적정온도보다 높을 경우 압축공기가 압축공기 분사부로 유입되기 전에 외부공기를 덕트 내부로 유입시켜 압축공기의 온도를 추가적으로 낮출 수 있으므로 압축공기 분사부의 고장 발생률을 더욱 낮출 수 있는 장점을 갖는다.

또한 덕트내 압축공기의 온도를 온도감지센서가 감지하고 감지신호에 의해 외부공기 유입부가 작동하여 외부공기의 유입여부를 제어함으로 덕트 내 압축공기의 온도감지 및 그에 따른 외부공기 유입에 의한 온도제어가 정확하고 정밀하게 이루어질 수 있는 장점도 갖는다.

외부공기 유입부의 댐퍼가 구동모터에 의해 회전하면서 덕트의 외부공기 유입공을 개폐함에 따라, 덕트내 압축공기의 온도수준에 따라 댐퍼의 회동각도를 제어하여 적정 량의 외부공기를 유입시킬 수 있으므로 덕트내 압축공기의 온도제어가 더욱 정밀하게 이루어질 수 있는 장점도 갖는다.

도1은 덕트와 열교환기, 자력 필터부 및 순환공기 온도제어부의 설치 상태와 압축공기 및 분진의 이동경로를 나타낸 개략도
도2는 자력 필터부 및 이로 인한 필터링 과정을 나타낸 개략도
도3은 열교환기에 의한 압축공기의 온도저하과정을 나타낸 개략도
도4는 온도감지센서 및 외부공기 유입부에 의한 온도제거과정을 나타낸 개략도

이하 도면에 도시된 실시 예를 바탕으로 본 발명의 구체적인 구성 및 그에 따른 효과를 설명하도록 한다.

본 발명에 의한 금속성 분진의 집진장치는 [도 1]에 도시된 바와 같이 크게 덕트(100)와 자력 필터부(200)를 포함하여 구성된다.

설명에 앞서 [도 1]에 도시된 실시예는 본 발명이 제련 제강 과정에서 발생된 금속성 부산물을 입자 형태로 가공 처리하는 과정에서 발생된 분진의 집진처리에 적용된 경우를 나타낸 것으로,

금속성 부산물(10)은 마치 쇳물과 같은 고온의 액상 상태이고 이러한 금속성 부산물을 밀폐된 공간 내에서 아래로 낙하시키는 과정에서 별도의 압축공기 분사부(20)를 통해 압축공기를 분사시켜 낙하하는 금속성 부산물(10)을 공중으로 날리게 된다.

이렇게 금속성 부산물(10)이 공중으로 날리는 과정에서 금속성 부산물(10)은 입자 형태로 분산됨과 동시에 함께 분사된 냉각수에 의해 급격히 냉각됨에 따라 볼 형태의 입자 형태로 바닥에 떨어지게 된다.

이렇게 금속성 부산물(10)이 급속도로 냉각되는 과정에서 냉각수와의 접촉에 의해 순간적으로 폭발하게 되고 이 과정에서 부산물로부터 많은 양의 미세 금속성 분진이 발생 된다.

본 실시예에 적용되는 덕트(100)는 이렇게 발생된 미세 금속성 분진이 수집되고 필터링을 위한 공간 제공 및 후술하는 자력 필터부(200)가 설치되는 부분으로, 사방이 막혀 있고 일정길이로 배설되어 있으며 내부에는 전체 길이방향을 따라 금속성 분진(30)의 이동경로(120)가 형성된다.

그리고 덕트(100)의 일측단부에는 금속성 분진의 유입을 위한 유입구(110)가 형성되고 타단부는 덕트(100) 외부에 위치한 압축공기 분사부(20)의 공기 유입구(미도시)에 연결된다.

따라서 덕트(100) 내부로 유입된 금속성 분진(30)은 이동경로(120)를 따라 이동된 후 다시 압축공기 분사부(20)로 유입된 후 다시 배출되는 구조를 갖는다.

덕트(100)의 타단부가 압축공기 분사부(20)에 연결시킨 이유는 덕트(100) 내부로 유입된 압축공기를 외부로 배출시키지 않고 순환시켜 분진의 외부배출에 의한 대기 오염을 최소화 하기 위한 것으로,

물론 후술하는 자력 필터부에 의한 금속성 분진의 필터링을 통해 금속성 분진의 대기 배출에 의한 환경오염에 문제가 없는 수준이라면 덕트(100)의 타단부를 압축공기 분사부(20)에 연결 시키지 않은 구조로도 구현할 수 있다.

이러한 덕트(100)에는 자력 필터부(200)가 설치된다.

자력 필터부(200)는 압축공기와 함께 덕트(100) 내부로 유입된 금속성 분진(30)을 걸러내는 역할을 하는 것으로, [도 1] 및 [도 2]와 같이 전체적으로 판재 형태이고 표면에는 압축공기의 통과를 위한 미세 통공(210)이 복수개 형성되어 자력 필터부의 양측면을 관통한 형태로 형성된다.

이러한 자력 필터부(200)는 덕트(100)의 이동경로(120) 중 특정지점을 막는 형태로 설치됨에 따라 이동경로(120)는 자력 필터부(200)를 기준으로 양측으로 구획된 구조를 갖는다.

따라서 이렇게 이동경로(120)를 막는 형태로 설치됨에 따라 압축공기와 금속성 분진(30)이 자력 필터부(200)와의 접촉률이 최대화 되되, 압축공기는 통공(210)을 통해 자력 필터부(200)를 원활히 통과하여 원활한 배출 또는 순환이 이루어질 수 있다.

이러한 자력 필터부(200)는 자체적으로 자력을 발산할 수 있는 형태로 이루어지는데, 일 예로 자체적으로 영구자석 형태로 이루어지거나 금속재질로 이루어져 별도로 공급된 자력에 의해 자화되어 자력을 발생시키는 형태 또는 외부로부터 공급되는 전원에 의해 자력을 발산하는 전자석 형태 등으로 구현될 수 있다.

그리고 자력 필터부(200)는 전체적으로 매쉬(mesh)형태로 이루어질 수 있고 이동경로(120)를 막는 형태가 아니라 덕트(100)의 내부면을 둘러싸는 형태 등 금속성 분진(30)이 이동경로(120)를 지나는 과정에서 자력에 의해 자력 필터부(200)에 부착될 수 있는 기술적 사상을 갖는 형태라면 다양하게 변형 구현될 수 있다.

본 실시예에서는 자력 필터부(200)가 전자석 형태로 이루어져 별도 전원공급부(미도시)를 통해 전원이 인가되었을 때 자력 필터부(200)의 자력이 발생 되는 구조인 경우를 설명한다.

즉 자력 필터부(200)는 전원이 공급되어는 과정에서만 자력이 발생 되는데, 그 시점에 대해서는 추후 설명할 작용과정에서 언급한다.

금속성 분진은 자체적으로 금속이거나 금속성분이 포함된 형태이므로 이렇게 자력 필터부(200)가 설치됨에 따라 금속성 분진(30)이 압축공기와 함께 덕트(100) 내부를 지나는 과정에서 자력 필터부(200)의 자력에 의해 자력 필터부(200) 표면에 붙게 된다.

참고로 자력 필터부는 한개만 설치되거나 복수개가 이동경로를 따라 배치되어 금속성 분진이 각 자력 필터부를 거치면서 여러 번에 걸쳐 걸러지도록 할 수도 있다.

이러한 자력 필터부(200)가 설치된 덕트(100)에는 열교환기(300)가 설치된다.

열교환기(300)는 고온의 부산물(10)과 접촉된 뒤 덕트(100) 내부로 유입된 압축공기의 온도를 적정수준으로 저감시켜 압축공기의 순환 과정에서 고온에 의한 압축공기 분사부(20)의 고장 가능성을 최소화 시키기 위한 것으로, [도 1 및 [도 3]과 같이 덕트(100)의 이동경로(120) 중 덕트(100)의 유입구(110) 상에 위치되거나 자력 필터부(200)와 압축공기 분사부(20) 사이 구간에 위치된다.

이러한 열교환기(300)는 케이스(310) 내부에 실질적인 열교환을 위한 열매체(320)가 수용된 구조이되, 열매체(320)는 케이스(310) 내부와 외부를 순환되어 압축공기와의 열교환 효율을 높일 수 있도록 한다.

따라서 덕트(100) 내부로 유입된 압축공기가 열교환기(300)의 케이스(310) 표면과 접촉되고 이 과정에서 케이스(310) 내부의 열매체(320)와 간접적으로 열교환되는 구조를 갖는다.

참고로 열교환기는 필요에 따라 외부의 별도 공급수와 연결되어 압축공기와 열교환되어 가열된 열매체(320)와 공급수가 열교환되어 온수를 생성하거나 난방용 열매체 등으로 활용될 수도 있다.

물론 열교환기(300)는 덕트(100) 내로 유입된 압축공기의 순환구조가 적용되지 않은 경우 시에는 생략될 수도 있다.

이렇게 열교환기(300)가 설치된 상태에서 덕트(100) 내에는 순환공기 온도제어부(400)가 설치된다.

순환공기 온도제어부(400)는 덕트(100) 내부를 통과하여 순환되는 압축공기의 온도를 추가적으로 조절하여 온도수준에 따라 선택적으로 외부공기를 덕트(100) 내로 유입시켜 압축공기와의 추가적인 열교환이 이루어지도록 하는 것으로, [도 1] 및 [도 4]처럼 다시 온도감지센서(410)와 외부공기 유입부(420)를 포함하여 구성된다.

참고로 순환공기 온도제어부(400)의 명칭에서 순환공기란 덕트 내부를 따라 이동한 후 압축공기 분사부로 유입되는 압축공기를 의미한다.

먼저 온도감지센서(410)는 덕트(100) 내부를 따라 이동하는 압축공기 중 열교환기(300)를 통해 온도가 저하된 후 압축공기 분사부(20)로 유입되기 전 구간을 지나는 압축공기의 온도를 감지하여 적정수준으로 온도저하가 이루어졌는지 여부를 판단하는 것으로, 일반적으로 공기의 온도를 감지하는 형태의 공지 기술이 적용된다.

따라서 온도감지센서(410)는 덕트(100)의 이동경로(120) 중 열교환기(300)와 압축공기 분사부(20) 사이 구간에 형성되어 해당 구간을 지나는 압축공기의 온도를 체크한다.

이때 온도감지센서(410)는 별도의 제어부(미도시)와 연결되고 제어부는 온도감지센서(410)를 통해 감지된 온도정보를 받아 설정된 수준의 온도에 포함되는지 여부를 판단한다.

이와 함께 순환공기 온도제어부(400)를 구성하는 외부공기 유입부(420)는 온도감지센서(410)를 통해 감지된 압축공기의 온도에 따라 선택적으로 외부공기를 덕트 내부로 유입시켜 압축공기 분사부(20)로 유입되기 직전의 압축공기의 온도를 재차 조절하는 역할을 하는 것으로, 다시 댐퍼(422)와 구동모터(424)를 포함하여 구성된다.

이러한 외부공기 유입부(420)의 설치를 위해 먼저 덕트(100) 일측에는 공기유입공(130)이 형성되어 외부와 덕트(100) 내부가 공기유입공(130)을 통해 상호 연통된다.

외부공기 유입부(420) 중 댐퍼(422)는 실질적으로 외부공기의 유입여부 및 유입량을 제어하는 역할을 하는 것으로, 공기유입공(130)과 동일한 면적을 갖는 판재 형태이고 공기유입공(130) 내에 위치하여 공기유입공(130)을 막는 형태로 설치된다.

이때 댐퍼(422)의 테두리와 공기유입공(130) 테두리는 상호 힌지(423)를 통해 연결되어 댐퍼(422)가 힌지(423)를 중심으로 회동 가능한 상태가 되고 회동 과정에서 공기유입공(130)를 개폐 가능하게 된다.

그리고 댐퍼의 힌지에는 별도의 구동모터(424)가 연결되는데, 구동모터(424)는 댐퍼(422)의 회동에 필요한 구동력을 발생시키는 역할을 하는 것으로, 일반적인 전동 모터가 사용되며 모터축이 힌지와 연결되어 모터의 작동 시 댐퍼가 회동되는 구조를 갖는다.

이때 구동모터는 모터축의 회전각도를 제어할 수 있는 형태가 적용되어 결국 댐퍼의 회동 각도도 조절될 수 있도록 하여, 공기유입공(130)의 개폐정도를 제어할 수 있도록 함으로써 유입되는 외부공기의 유입량 또한 제어될 수 있도록 한다.

그리고 이러한 구동모터는 제어부를 통해 온도감지센서와 연결되어 온도감지센서(410)를 통해 감지된 덕트(100) 내 압축공기의 온도의 수준에 따라 작동여부가 제어된다.

참고로 구동모터와 댐퍼 간의 연결구조는 특정 구조로 한정되지 않고 구동모터의 모터축과 힌지가 직접적으로 연결되거나 별도의 동력전달부재를 통해 간접적으로 연결될 수 있다.

더 나아가 공기유입공(130)이 개폐구조는 위의 설명 및 도면에 도시된 댐퍼 및 구동모터로 한정되지 않고 덕트(100) 내 압축공기의 온도를 감지하여 해당 온도에 따라 외부공기를 덕트 내부로 유입시킬 수 있는 구조라면 얼마든지 다양하게 변형구현될 수 있다.

이하에서는 이러한 구성에 의한 본 발명의 작용 및 그 과정에서 발생된 특유의 효과를 설명한다.

본 발명이 [도 2]처럼 제련 제강 과정에서 수거된 부산물을 압축공기를 통해 공중으로 날리는 시스템에 적용될 경우를 기준으로 설명한다. 물론 본 발명의 기술적 사상은 본 실시예에 한정되지 않고 금속성 분진의 집진이 필요한 경우 모두 적용될 수 있다.

밀폐된 작업장 내에서 고온의 부산물을 공중에서 낙하시키는 과정 중 압축공기 분사부(20)를 통해 분사된 압축공기가 부산물을 날려보냄에 따라 부산물은 입자 형태로 변형되고 이 과정에서 부산물로부터 발생된 금속성 분진(30)은 압축공기와 함께 덕트(100)의 유입구(110)를 통해 덕트(100) 내부로 유입된다.

그 후 이 과정에서 앞에서 금속성 분진(30)은 덕트(100) 내 이동경로를 따라 이동하게 되고 이 과정에서 자력 필터부(200)에 전원이 인가됨과 동시에 자력 필터부(200)에는 자력이 형성된다.

그 후 금속성 분진(30)이 이동하다가 자력 필터부(200)를 통과하는 과정에서 금속성 분진은 자력 필터부(200)의 자력에 의해 자력 필터부(200) 표면에 부착되어 걸러진다.

이처럼 분진의 금속성질을 이용해 자력을 통해 해당 분진을 필터링 함에 따라 별도의 물을 분사할 필요가 없고 보다 높은 필터링 효과를 얻게 된다.

또한 물을 사용하지 않음에 따라 물 공급에 필요한 설비 및 사용된 물의 회수 후 정화에 필요한 설비 등이 필요 없는 장점을 갖는다.

압축공기 분사부(20)를 통해 분사된 압축공기가 부산물을 공중으로 날리는 동안 이러한 자력 필터부(200)에 의한 필터링이 지속되다가, 부산물을 공중으로 날리는 과정이 완료되어 더 이상의 금속성 분진이 덕트 내로 유입되지 않을 경우 전원 인가를 중단시킴에 따라 자력 필터부(200)의 자력 형성도 중단된다.

이와 동시에 자력 필터부(200)에 붙어 있던 금속성 분진은 자력 필터부(200)로부터 분리되어 낙하된 후 별도 외부로 수거처리된다.

이처럼 자력 필터부에 의한 필터링이 금속성 분진이 덕트 내부로 유입되는 과정에서만 선택적으로 이루어짐에 따라 필터의 전력소비를 최소화 하면서도 충분한 필터링 효과를 얻을 수 있다.

물론 자력 필터부가 전자석 형태가 아닌 영구자석 형태일 경우 금속성 분진(30)이 자력 필터부(200) 표면에 붙어 있는 상태에서 자력 필터부(200) 자체를 외부로 빼내 금속성 분진(30)을 수거처리 할 수도 있다.

이렇게 금속성 분진(30)이 자력 필터부(200)에 의해 걸러지는 과정에서 덕트 내 압축공기는 자력 필터부(200)의 통공(210)을 통과한 뒤 이동경로(120)를 따라 계속 이동한다.

그리고 덕트 내부로 유입되기 전의 압축공기는 부산물과 접촉된 상태이므로 매우 고온의 상태로 덕트(100) 안으로 유입된다. 이렇게 유입된 고온의 압축공기는 자력 필터부(200)를 통과하기 전에 열교환기(300)의 케이스(310) 표면과 접촉되고 이 과정에서 상대적으로 저온 상태인 열교환기 내 열매체(320)와 간접적으로 열교환되어 온도가 저하된다.

그 후 자력 필터부(200)를 통과한 압축공기는 이동경로(120)를 따라 이동하다가 압축공기 분사부(20) 내로 유입되는데, 압축공기 분사부(20)로 유입되기 전에 온도감지센서(410) 해당 구간 내 압축공기의 온도를 감지하여 압축공기 온도가 적정 수준으로 저하?는지 여부를 판단한다.

만약 해당 지점에서의 압축공기 온도가 충분히 저하되지 않았을 경우 구동모터(424)에 의해 댐퍼(422)가 회동함에 따라 덕트(100)의 공기유입공(130)이 개방되고, 이와 동시에 상대적으로 낮은 온도의 외부공기가 덕트 내부로 유입된다.

이렇게 외부공기가 덕트(100) 내부로 유입됨에 따라 덕트(100) 내 압축공기와의 열교환에 의해 압축공기의 온도가 추가적으로 저하된 후 압축공기 분사부(20)로 유입된 후 다시 외부로 분사되어 낙하하는 부산물을 공중으로 날리는 역할을 하게 된다.

이처럼 덕트 내 압축공기가 압축공기 분사부(20)로 재차 유입되는 과정에서 외부 공기를 유입시켜 압축공기의 온도를 추가적으로 저하시킴에 따라, 고온 상태의 압축공기가 압축공기 분사부(20)로 직접 유입됨에 따라 발생될 수 있는 압축공기 분사부의 고장 발생가능성을 최소화 할 수 있게 된다.

그리고 덕트 내 압축공기의 온도에 따라 댐퍼의 회동 각도를 제어하여 외부공기의 유입량을 조절하여 압축공기의 추가적인 온도 저하 수준을 조절할 수도 있다.

이렇게 압축공기 분사부(20)를 통해 다시 분사된 압축공기는 금속성 분진과 함께 다시 덕트(100) 내부로 유입된 후 자력 필터부를 통과한 뒤 다시 압축공기 분사부(20)를 통해 재차 분사되는 과정이 반복되는 순환구조를 갖는다.

이렇게 압축공기를 작업장 외부로 배출시키지 않고 작업장 및 덕트 내부로 순환시킴에 따라 기존 처럼 필터링 후 작업장 외부로 배출시키는 과정에서 금속성 분진도 함께 배출되어 대기 오염의 원인이 되는 문제를 해결할 수 있게 된다.

참고로 압축공기의 순환구조를 적용할 경우 열교환기(300)와 순환공기 온도제어부(400)는 반드시 함께 구비될 필요는 없고 둘 중 어느 하나만을 통해 덕트 내 압축공기의 온도를 충분히 저하시킬 수 있다면 둘 중 어느 하나만 선택적으로 적용할 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 여러 특징들은 당업자에 의해 다양하게 변형되거나 조합되어 실시될 수 있으나, 이러한 변형 및 조합이 덕트내부로 유입된 금속성 분진이 자력을 갖는 자력 필터부를 통과하는 과정에서 자력에 의해 자력 필터부 표면에 붙는 형태로 걸러지도록 함에 따라 기존과 달리 물의 사용이 필요 없어 기존에 비해 금속성 분진의 필터링 효과를 높일 수 있음과 동시에 물의 사용이 필요없어 그에 따른 설비 및 수처리에 따른 문제점을 동시에 해결할 수 있도록 한 구성 및 목적과 관련이 있을 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 판단되어야 한다.

10 : 부산물 20 : 압축공기 분사부
30 : 금속성 분진 100 : 덕트
110 : 유입구 120 : 이동경로
130 : 공기유입공
200 : 자력 필터부 210 : 통공
300 : 열교환기 310 : 케이스
320 : 열매체 400 : 순환공기 온도제어부
410 : 온도감지센서 420 : 외부공기 유입부
422 : 댐퍼 423 : 힌지
424 : 구동모터

Claims (10)

1. 일측에는 금속성 분진의 유입구가 형성되어 있고 내부에는 금속성 분진의 이동경로가 형성되어 있는 덕트,
   상기 이동경로 내에 위치하고 있고 자력을 지니고 있으며 상기 이동경로를 지나는 금속성 분진이 자력에 의해 표면에 부착되는 자력 필터부, 그리고
   상기 덕트의 다른 일측에 연결되고 상기 유입구로 유입되어 상기 이동경로를 통과한 공기를 압축하여 재분사하는 압축공기 분사부를 포함하며,
   상기 압축공기 분사부에서 분사된 압축공기를 통해 고온의 부산물을 대기중으로 날리는 과정에서 발생된 금속성 분진이 상기 압축공기와 함께 상기 유입구를 통해 유입되고, 상기 이동경로를 통과한 공기가 상기 압축공기 분사부를 통해 재분사되어 압축공기가 외부로 배출되지 않고 순환되도록 하는 금속성 분진의 집진장치.
2. 제1항에서,
   상기 자력 필터부는 판재 형태이고 상기 이동경로를 막고 있는 형태로 위치하고 있되 표면에는 통공이 관통 형성되어 있는
   금속성 분진의 집진장치.
   
3. 제1항에서,
   상기 자력 필터부는 전자석 형태로 이루어져 외부 전원의 공급에 따라 자력이 선택적으로 발생 되는
   금속성 분진의 집진장치.
   
4. 삭제
5. 제1항에서,
   상기 자력 필터부의 자력은,
   상기 압축공기 분사부에서 분사된 압축공기가 상기 부산물을 날리는 과정에서만 선택적으로 발생 되는
   금속성 분진의 집진장치.
   
6. 제1항에서,
   상기 이동경로에 위치하고 있고 내부에는 냉각용 열매체가 수용되어 있으며 상기 이동경로로 유입된 상기 압축공기와 접촉되어 상기 압축공기의 온도를 일정수준으로 낮추는 열교환기
   를 더 포함하는
   금속성 분진의 집진장치.
   
7. 제6항에서,
   상기 덕트에 위치하고 있고 상기 이동경로를 통해 압축공기 분사부로 공급되는 상기 압축공기의 온도가 설정된 온도범위에 속하는지 여부를 감지하고 감지된 온도에 따라 선택적으로 외부공기를 상기 이동경로 내로 유입시켜 상기 압축공기 분사부로 공급되는 압축공기의 온도를 낮출 수 있는 순환공기 온도제어부
   를 더 포함하는
   금속성 분진의 집진장치.
   
8. 제7항에서,
   상기 순환공기 온도제어부는,
   상기 이동경로 중 상기 열교환기와 상기 압축공기 분사부 사이에 위치하고 있고 해당 구간을 지나는 압축공기의 온도가 설정된 온도범위에 속하는지 여부를 감지하는 온도감지센서,
   상기 온도감지센서와 연결되어 있고 상기 이동경로 중 상기 열교환기와 상기 압축공기 분사부 사이 지점에 위치하고 있으며 감지된 온도가 설정온도보다 높을 경우 상기 덕트를 개방하여 외부공기를 상기 이동경로 내로 공급할 수 있는 외부공기 유입부
   를 포함하는
   금속성 분진의 집진장치.
   
9. 제8항에서,
   상기 덕트 중 상기 열교환기와 상기 압축공기 분사부 사이 지점에는 외부공기 유입공이 형성되어 있고,
   상기 외부공기 유입부는 상기 온도감지센서와 연결되어 상기 외부공기 유입공을 개폐할 수 있는 형태로 이루어진
   금속성 분진의 집진장치.
   
10. 제9항에서,
    상기 외부공기 유입부는,
    상기 외부공기 유입공에 설치되어 회동 가능하며 회동 과정에서 상기 유입공을 개폐 할 수 있는 댐퍼 및
    상기 댐퍼 및 상기 온도감지센서와 연결되어 있고 상기 온도감지센서로부터 전달된 감지신호에 따라 작동되어 상기 댐퍼를 회동시키는 구동모터
    를 포함하는
    금속성 분진의 집진장치.
    
    
    
    
    
    
    

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