KR101577338B1 - 집진 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 집진 장치는, 먼지가 포함된 유체가 유동하는 집진 본체와, 집진 본체 내부의 상기 유체의 유동 경로 상에 배치 결합되는 다수의 백필터로 된 필터백 어셈블리와, 상기 유체의 유동 방향과 반대 방향으로 상기 필터백 어셈블리에 분사하기 위한 압축 공기를 생성하는 탈진부와, 생성된 상기 압축 공기를 상기 필터백 어셈블리 내 각 백필터로 분사하는 분사 노즐부를 포함하고, 상기 필터백 어셈블리는, 통 형상 백필터와 주름 형상 백필터가 직선 방향으로 교번하는 형태로 다수개가 배치 결합된다.

Description

집진 장치{DUST COLLECTOR}
본 발명은 집진 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체(또는 가스) 중에 함유된 각종 분진 등의 먼지를 백필터로 여과 시, 백필터 본체 내에서의 인입된 유체의 상승 속도를 늦춰 집진 효율을 향상시키고, 탈진할 때 인접하는 백필터에 기인하는 탈진 방해를 억제하면서 재비산을 방지하며, 백 간의 충돌 마모를 줄여 수명 연장하는데 적합한 집진 장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 집진 장치는 대기 오염 방지시설의 하나로써, 화력 발전소, 소각장, 시멘트 공장 등과 같이 배출가스가 먼지(분진)와 함께 배출되는 곳에 주로 사용되고 있다.
특히, 분진 등이 함유된 유체(가스 또는 공기)를 정화하는 경우에는 백필터를 사용한 집진 장치가 주로 사용되는데, 이러한 집진 장치의 경우에는 백필터에 여과(필터링)된 분진의 제거가 필요하다. 예컨대, 여과된 분진의 제거를 위해 압축 공기를 이용하는 충격 제트식의 탈진 공정이 이용되고 있다.
도 1은 종래의 전형적인 집진 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 전형적인 집진 장치는 집진 본체(102), 필터백 어셈블리(106), 탈진부(110), 분사 노즐부(114) 등을 포함할 수 있다.
먼저, 집진 본체(102)는, 그 내부로 각종 분진 등의 먼지가 함유된 유체(또는 가스)가 유동할 수 있는 것으로, 이를 위해 소정 위치에 유체를 내부로 유입시키기 위한 유입구(104)가 설치되어 있고, 필터백 어셈블리(106)를 통해 먼지가 제거된 유체를 외부로 유출하기 위한 유출부(108)가 소정 위치에 설치되어 있다.
다음에, 집진 본체(102)의 하단부는 필터백 어셈블리(106)를 통해 여과된 분진 등의 먼지가 잘 모아질 수 있도록 깔대기 형상의 호퍼부로 형성되는데, 이러한 호퍼부의 하단에는 모아진 먼지를 외부로 배출시키기 위한 배출구(116)가 설치되어 있다.
그리고, 필터백 어셈블리(106)는 다수의 백필터들로 구성되어 집진 본체(102) 내부의 유체의 유동 경로 상에 착탈 가능한 형태로 배치 결합되며, 유입구(104)를 통해 집진 본체(102)의 내부로 유입되는 유체로부터 분진 등과 같은 먼지를 여과(필터링)하는 기능을 제공하는데, 이러한 백필터들은, 일례로서 도 2에 도시된 바와 같이, 9개의 통 형상 백필터(211 내지 219)로 구성될 수 있다.
여기에서, 화살표 방향으로 유동 진입하는 유체가 필터백 어셈블리(106)를 통과할 때, 각 통 형상 백필터들(211 내지 219)에 먼지가 퇴적되는데, 이와 같이 통 형상 백필터들에 퇴적된 먼지들은 탈진 공정 시에 분사 노즐부로부터 분사되는 압축 공기에 의해 순간적인 충격 및 팽창이 발생하게 됨으로써 탈진(즉, 팽창된 백의 외형에 의해 백으로부터 박리되거나, 압축 공기에 의한 섬유(부직포 모재) 사이로의 먼지 밀어내기 등)되며, 이와 같이 탈진되는 먼지들은 하단의 배출구(116) 측으로 떨어져 나가게 된다.
그러나, 통 형상 백필터만을 사용하는 종래의 집진 장치는 탈진 공정 시 인접하는 백필터의 탈진에 의한 먼지 충돌 등에 기인하는 재비산 등으로 인해 탈/집진의 효율이 저하되는 문제가 있다.
또한, 종래의 집진 장치는 탈진 공정 시에 인접하는 백필터 간의 백의 하부 충돌에 기인하여 백필터들의 국부적인 마모가 발생할 수 있으며, 이로 인해 백필터의 사용 수명이 단축되는 문제가 있다
대한민국 공개특허 제2009-0089695호(공개일: 2009. 08. 24)
본 발명은, 집진 본체 내부의 유체의 유동 경로 상에 결합되는 필터백 어셈블리를 통 형상 백필터와 주름 형상 백필터가 직선 방향으로 교번하는 형태로 다수개로 배치 결합시킨 새로운 구조의 집진 장치를 제안하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은, 일 관점에 따라, 먼지가 포함된 유체가 유동하는 집진 본체와, 집진 본체 내부의 상기 유체의 유동 경로 상에 배치 결합되는 다수의 백필터로 된 필터백 어셈블리와, 상기 유체의 유동 방향과 반대 방향으로 상기 필터백 어셈블리에 분사하기 위한 압축 공기를 생성하는 탈진부와, 생성된 상기 압축 공기를 상기 필터백 어셈블리 내 각 백필터로 분사하는 분사 노즐부를 포함하고, 상기 필터백 어셈블리는, 통 형상 백필터와 주름 형상 백필터가 직선 방향으로 교번하는 형태로 다수개가 배치 결합되는 집진 장치를 제공한다.
본 발명의 상기 직선 방향은, 수평 직선 방향과 수직 직선 방향을 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 주름 형상 백필터는, 면적이 상기 통 형상 백필터의 면적과 같거나 넓고, 길이는 상기 통 형상 백필터의 길이보다 상대적으로 짧을 수 있다.
본 발명의 상기 주름 형상 백필터의 길이는, 상기 통 형상 백필터의 길이의 30 내지 70% 범위일 수 있다.
본 발명은 통 형상 백필터와 주름 형상 백필터가 직선 방향으로 교번하는 형태로 배치되는 필터백 어셈블리를 적용함으로써, 탈진 공정 시에 주름 형상에서 먼지가 덩어리 형태로 떨어져 나가도록 하기 때문에 떨어져 나가는 먼지가 재비산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 압축 공기에 의한 주름 펴짐을 통해 먼지를 밀어내기 때문에 탈진 효율을 더욱 증진시킬 수 있으며, 이를 통해 탈진 공정에 기인하는 부직포 모재의 스트레스를 절감할 수 있어 백필터의 수명 연장을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명은 통 형상 백필터 사이에 상대적으로 길이가 짧은 주름 형상 백필터를 배치하기 때문에 통 형상 백필터의 하부에 상대적으로 넓은 공간을 확보할 수 있으며, 이를 통해 탈진 공정 시 인접하는 옆 백필터의 탈진에 의한 먼지의 충돌 등에 기인하여 탈/집진 효율이 저하되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 통 형상 백필터의 하부에서 상대적으로 넓은 공간을 확보할 수 있기 때문에 유체의 흐름 밸런스를 개선할 수 있으며, 유체의 상승 속도를 낮춰 조대(粗大)한 먼지가 자중(自重)에 의해 자연 낙하하여 탈/집진의 효율을 더욱 증진시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 통 형상 백필터의 하부에서 상대적으로 넓은 공간을 확보할 수 있기 때문에 탈진 공정 시에 인접하는 백필터 간의 백 하부 충돌에 기인하는 백필터들의 국부적인 마모를 방지할 수 있으며, 이를 통해 백필터의 수명 연장을 더욱 실현할 수 있다.
도 1은 종래의 전형적인 집진 장치의 단면도이다.
도 2는 종래의 집진 장치에 장착되는 백필터 그룹에 대한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 집진 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 집진 장치에 장착되는 백필터 그룹에 대한 평면도이다.
도 5a는 본 발명에 적용되는 주름 형상 백필터의 단면도이고, 도 5b는 탈진 공정 시에 주름 형상 백필터의 주름이 펴지는 원리를 설명하기 위한 단면도이다.
먼저, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 여기에서, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 범주를 명확하게 이해할 수 있도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것이므로, 본 발명의 기술적 범위는 청구항들에 의해 정의되어야 할 것이다.
아울러, 아래의 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성 등에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들인 것으로, 이는 사용자, 운용자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서의 전반에 걸쳐 기술되는 기술사상을 토대로 이루어져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 집진 장치의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 집진 장치는 집진 본체(302), 필터백 어셈블리(306), 탈진부(310), 분사 노즐부(314) 등을 포함할 수 있다.
먼저, 집진 본체(302)는, 그 내부로 각종 분진 등의 먼지가 함유된 유체(또는 가스)가 유동할 수 있는 것으로, 이를 위해 소정 위치(예컨대, 집진 본체의 좌측 하단 등)에 유체를 내부로 유입시키기 위한 유입구(304)가 설치되어 있으며, 소정 위치(예컨대, 집진 본체의 상단 등)에 필터백 어셈블리(306)를 통해 먼지가 제거된 유체를 외부로 유출하기 위한 유출부(308)가 설치되어 있다.
그리고, 집진 본체(302)의 하단부는 필터백 어셈블리(306)를 통해 여과된 분진 등의 먼지가 잘 모아질 수 있도록 깔대기 형상의 호퍼부로 형성되는데, 이러한 호퍼부의 하단에는 모아진 먼지를 외부로 배출시키기 위한 배출구(316)가 설치되어 있다.
다음에, 필터백 어셈블리(306)는 다수의 백필터(306-1, 306-2, 306-3)들로 구성되어 집진 본체(302) 내부의 유체의 유동 경로 상에 착탈 가능한 형태로 배치 결합되며, 유입구(304)를 통해 집진 본체(302)의 내부로 유입되는 유체로부터 분진 등과 같은 먼지를 여과(필터링)하는 기능을 제공하는데, 여기에서 2개의 백필터(306-1, 306-3)는 통 형상 백필터를 의미하고, 1개의 백필터(306-2)는 주름 형상 백필터를 의미할 수 있다.
일례로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 필터백 어셈블리(306)는 9개의 백필터로 구성될 수 있는데, 백필터의 개구단이 결합되는 플레이트 상에서 통 형상 백필터와 주름 형상 백필터가 직선 방향(수평 직선 방향 및 수직 직선 방향)으로 서로 교번하는 형태로 각각 다수 개가 배치 및 결합될 수 있다.
구체적으로, 인접하는 백필터 간의 직선 방향(S1, S2)으로는 서로 다른 형태의 백필터가 교번적으로 배치되고, 인접하는 백필터 간의 대각선 방향(D)으로는 동일한 형태의 백필터(통 형상 백필터 또는 주름 형상 백필터)가 배치되는 결합 구조를 가질 수 있다. 즉, 412, 414, 416, 418은 통 형상 백필터를 나타내고, 411, 413, 415, 417, 419는 주름 형상 백필터를 나타낸다.
여기에서, 화살표 방향으로 유동 진입하는 유체가 백필터들을 통과할 때, 통 형상 백필터는 원형 모재 표면에 먼지가 퇴적되고, 주름 형상 백필터에는 주름 사이의 골 부분에 먼지가 덩어리 형태로 퇴적되며, 먼지가 제거된 유체는, 예컨대 집진 본체(302)의 상단 부분에 설치된 유출구(308)를 통해 외부로 유출된다.
이때, 주름 형상 백필터(411, 413, 415, 417, 419)는 주름을 통해 백 표면의 표면적이 확대되는 결과가 같기 때문에 동일한 성능을 필요로 할 때, 그 면적은 통 형상 백필터(412, 414, 416, 418)의 면적과 같거나 넓게 하고, 길이는 통 형상 백필터(412, 414, 416, 418)의 길이보다 상대적으로 짧게 구성할 수가 있다. 예컨대, 주름 형상 백필터의 길이는, 주름 형태 및 주름 수 등에 따라, 통 형상 백필터 길이의 대략 30 내지 70% 범위로 상대적으로 짧게 구성할 수 있다. 일례로서, 통 형상 백필터의 길이를 4미터로 가정할 때 주름 형상 백필터의 길이를 2미터로 고려할 수 있을 것이다.
한편, 탈진부(310)는, 예컨대 압축 펌프, 압축 밸브 등을 포함하는 것으로, 탈진 공정시에 유체의 유동 방향과 반대 방향으로 필터백 어셈블리(306)에 분사하기 위한 압축 공기를 생성하고, 여기에서 생성되는 압축 공기는 공기 안내관(312)을 따라 각 분사 노즐부(314)로 전달되는데, 각 분사 노즐부(314)에서는 생성된 압축 공기를 대응하는 각 백필터로 분사시킨다.
그 결과, 통 형상 백필터(306-1, 306-3)에서는, 탈진 공정 시에, 분사 노즐부로부터 분사되는 압축 공기에 의해 순간적인 충격 및 팽창이 발생하게 됨으로써, 원형 모재 표면에 퇴적된 먼지가 탈진(즉, 팽창된 백의 외형에 의해 먼지가 백으로부터 박리가 되거나, 압축 공기에 의한 섬유(부직포 모재) 사이로의 먼지 밀어내기 등)되며, 이와 같이 탈진되는 먼지들은 하단의 배출구(316) 측으로 떨어져 나가게 된다.
그리고, 주름 형상 백필터(306-2)에서는, 탈진 공정 시에, 분사 노즐부로부터 분사되는 압축 공기에 의해 주름이 펴짐, 일례로서 도 5a에 도시된 바와 같이 주름이 진 형태에서 도 5b에 도시된 바와 같이 주름이 펴짐으로써, 먼지가 덩어리를 이루면서 떨어져 나가게 되는데, 이와 같이 먼지가 덩어리로 떨어져 나가기 때문에 주름 형상 백필터는, 통 형상 백필터와는 달리, 먼지가 재비산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 여기에서, 압축 공기에 의한 주름 팽창(퍼짐)은, 예컨대 조건에 따라 백 지름 대비 70 내지 150㎜ 범위까지 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 채용되는 주름 형상 백필터는 압축 공기에 의한 주름 펴짐을 통해 먼지를 밀어내기 때문에 탈진 효율을 더욱 증진시킬 수 있으며, 탈진 공정에 기인하는 부직포 모재의 스트레스를 절감할 수 있어 백필터의 수명 연장을 실현할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 채용되는 필터백 어셈블리는 통 형상 백필터 사이에 상대적으로 길이가 짧은 주름 형상 백필터를 배치하기 때문에 통 형상 백필터의 하부에서는 그들 사이의 공간이 넓어져서 탈진 공정 시에 인접하는 백필터의 탈진에 의한 먼지의 충돌 등에 기인하여 탈/집진 효율이 저하되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 예컨대, 통 형상 백필터의 길이를 4미터로 하고 주름 형상 백필터의 길이를 2미터로 설계할 경우라고 가정할 때 통 형상 백필터는 하부 2미터 정도에서 상대적으로 넓은 공간이 확보되는 것이다.
그리고, 본 발명은 통 형상 백필터의 하부에서 상대적으로 넓은 공간을 확보할 수 있기 때문에 유체의 흐름 밸런스를 개선할 수 있으며, 유체의 상승 속도를 낮춰 조대(粗大)한 먼지가 자중(自重)에 의해 자연 낙하하여 탈/집진의 효율을 더욱 증진시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 통 형상 백필터의 하부에서 상대적으로 넓은 공간을 확보할 수 있기 때문에 탈진 공정 시에 인접하는 백필터 간의 백 하부 충돌에 기인하는 백필터들의 국부적인 마모를 방지할 수 있으며, 이를 통해 백필터의 수명 연장을 실현할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는, 일례로서 필터백 어셈블리)를 9개의 백필터(4개의 통 형상 백필터와 5개의 주름 형상 백필터)로 구성하는 것으로 하여 설명하였으나, 이것은 설명의 편의와 이해의 증진을 위한 예시적인 제시일 뿐, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필터백 어셈블리를 구성하는 백필터의 개수는 필요 또는 용도 등에 따라 얼마든지 변경할 수 있음은 물론이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 등이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술되는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
302 : 집진 본체 304 : 유입구
306 : 필터백 어셈블리 308 : 유출구
310 : 탈진부 312 : 공기 안내관
314 : 분사 노즐부 316 : 배출구

Claims (4)

  1. 먼지가 포함된 유체가 유동하는 집진 본체와,
    집진 본체 내부의 상기 유체의 유동 경로 상에 배치 결합되는 다수의 백필터로 된 필터백 어셈블리와,
    상기 유체의 유동 방향과 반대 방향으로 상기 필터백 어셈블리에 분사하기 위한 압축 공기를 생성하는 탈진부와,
    생성된 상기 압축 공기를 상기 필터백 어셈블리 내 각 백필터로 분사하는 분사 노즐부
    를 포함하고,
    상기 필터백 어셈블리는,
    백필터의 개구단이 결합되는 플레이트 상에서 통 형상 백필터와 주름 형상 백필터가 직선 방향으로 교번하는 형태로 각각 다수개가 배치 및 결합되는
    집진 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 직선 방향은,
    인접하는 백필터 간의 수평 직선 방향과 인접하는 백필터 간의 수직 직선 방향을 포함하는
    집진 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주름 형상 백필터는,
    면적이 상기 통 형상 백필터의 면적과 같거나 넓고, 길이가 상기 통 형상 백필터의 길이보다 상대적으로 짧은
    집진 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 주름 형상 백필터의 길이는,
    상기 통 형상 백필터의 길이의 30 내지 70% 범위인
    집진 장치.
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