KR101594912B1 - 금속성 분진의 집진기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 금속성 분진의 집진기는 금속성 분진이 포함된 공기를 회수하는 집진 호스가 접속되는 흡입 덕트와 상기 금속성 분진이 제거된 공기가 배출되는 배출 덕트 그리고 필터 고정부를 갖는 하우징, 상기 필터 고정부에 고정되며 상기 흡입 덕트로부터 상기 공기와 함께 유입되는 금속성 분진을 흡착하는 적어도 하나의 필터부, 상기 흡입 덕트로 상기 금속성 분진이 포함된 공기를 흡입하여 상기 금속성 분진을 상기 필터부에 흡착한 후 상기 금속성 분진이 제거된 공기를 상기 배출 덕트를 통하여 외부로 배출하기 위한 구동력을 제공하는 송풍부, 상기 하우징의 일측에 설치되어 있으며, 상기 필터부 내부에 압축 공기를 분사하여 상기 필터부에 흡착된 상기 금속성 분진을 털어내는 압축 공기 분사부, 상기 하우징의 하부에 설치되어 하부로 낙하하는 상기 금속성 분진을 회수하는 분진 회수부, 상기 하우징의 일측에 마련되어 있으며, 상기 흡입 덕트를 통해 공기와 함께 유입되는 상기 금속성 분진을 영구 자석 부재의 자력을 이용하여 하우징의 측면 내벽 소정 위치에 강제 흡착 후 상기 영구 자석 부재를 상기 분진 회수부가 있는 하방으로 이송하는 상기 자석 이송 부재에 의해 강제 흡착되어 이송된 상기 금속성 분진을 회수하는 자성 인가 분진 이송부, 그리고, 상기 각 부의 가동, 정지, 운전 관리, 이상 경보를 제어하고 표시하는 제어부를 포함한다.

Description

금속성 분진의 집진기{METAL DUST COLLECTOR}
본 발명은 금속성 분진의 집진기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제철소 또는 조선소 등의 산업 현장에서 금속 제강, 제련 과정이나 철판 절단, 용접 및 그라인딩 등의 금속 가공 작업 중에 발생하는 금속 이물질이 포함된 분진인 금속성 분진을 원활하게 집진하여 처리하는데 사용하는 금속성 분진의 집진기에 관한 것이다.
각종 금속을 가공하는 제철소 또는 조선소 등의 산업 현장의 경우 금속 이물질이 다량 포함된 금속성 분진이 필연적으로 배출되고 있어 환경 파괴 및 대기 오염 방지를 위해 금속성 분진의 효율적인 제거가 요구된다.
이러한 금속성 분진의 제거에는 일반적으로 기계식 집진기가 사용된다. 기계식 집진기는 집진기 내에 마련된 송풍팬을 이용하여 흡입 덕트를 통해 작업 현장 내부에서 발생한 금속성 분진을 공기와 함께 흡입하여 필터에 금속성 분진을 흡착시킨 후 금속성 분진이 제거된 깨끗한 공기를 배출 덕트를 통해 다시 작업 현장으로 배출한다. 한편, 이 과정에서 필터에 흡착된 금속성 분진은 집진기 내의 분진함에 수집된 후 별도로 배출되게 된다.
그런데 금속성 분진 중 상대적으로 크기가 크면서 무겁거나 가공 과정에서 표면이 날카로운 금속성 이물질의 경우 송풍팬에 의해 작업장 외부로부터 흡입 덕트로 유입되어 필터에 직접 충돌하여 바로 흡착되게 되면, 강도가 약한 유연성 섬유나 직물 소재 또는 합성수지 소재로 마련된 카트리지 필터가 찢어지거나 파손되게 되는 문제점이 빈번히 발생하게 된다. 이로 인해 필터의 필터링(흡착) 효율이 저하되고 필터의 교체가 요구되어 수리 및 교체시 집진기의 사용이 중단되게 됨으로써 금속 가공 작업 또한 중단이 되는 문제점이 발생하고 필터의 잦은 수리 및 교체로 인해 유지 보수 시간 및 비용이 증대되어 산업 현장의 전반적인 작업 효율이 저해되는 문제점이 발생하고 있다.
한편, 최근 금속성 분진의 제거를 위해 자력을 이용하는 집진 장치가 개발되어 사용되고 있다.
이러한 자력을 이용하는 집진 장치의 대표적인 예로 후술할 선행기술문헌의 특허문헌 1에 기재된 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0056233호의 '금속성 분진의 집진장치'와 특허문헌 2에 기재된 대한민국 공개특허공보 제 10-2015-0078329호의 '전자석을 이용한 사이클론 집진장치'가 있다.
상기 특허문헌 1의 금속성 분진의 집진 장치는 판재 형상으로 마련되며 표면에 공기 통과홀이 관통 형성된 자력 필터부를 금속 분진의 이동 경로 상에 마련하여 압축 공기와 함께 유입된 금속 분진에 자력을 인가하여 자력 필터부에 흡착한 후 깨끗한 공기를 배출하는 구성으로 되어 있다. 그런데 상기 특허문헌 1의 경우 시간이 지남에 따라 자력 필터부에 금속 분진이 계속 축적이 되어 흡착 효율 및 공기의 통과 효율이 떨어지므로 집진 장치의 가동을 중단하고 수시로 필터를 교환하거나 털어내는 작업을 진행하여야 하는 불편함이 따르는 문제점이 있다.
한편, 상기 특허문헌 2의 전자석을 이용한 사이클론 집진장치는 분진 하우징의 외면에 띠형태로 전자석부를 감싸도록 마련하여 전자석의 자력을 이용하여 분진하우징의 내부로 유입되는 금속성 분진의 와류를 효율적으로 발생시켜 분진이 집진되도록 하는 구성이 개시되어 있다. 그러나 상기 특허문헌2는 무게가 상이한 금속성 분진의 경우 와류의 발생을 적절히 제어하기가 어려운 문제점이 있다. 또한 상기 특허문헌2는 와류 발생의 제어가 요구되지 않는 일반적인 송풍팬 및 필터를 사용하는 소정 크기의 기계식 집진기와는 그 구성 및 구조가 전혀 상이한 관계로 기계식 집진기에 전자석부를 외부에 그래도 채용할 수 없을 뿐만 아니라, 설령 하우징 외부에 전자석을 설치하게 되면 하우징 내부로 자력이 효과적으로 미치지 않아 자력에 의한 금속성 분진의 집진이 이루어지지 않는 문제점이 있다.
KR 10-2015-0056233 A KR 10-2015-0078329 A
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기의 문제점을 해결하여 금속성 분진 중 상대적으로 크기가 크면서 무겁거나 가공 과정에서 표면이 날카로운 금속성 이물질의 흡입시 강도가 약한 유연성 소재의 필터가 직접적 충돌에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있는 구조로 된 금속성 분진의 집진기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기의 문제점을 해결하여 필터의 유지 보수를 위한 집진 작업의 중단 없이 금속성 분진의 필터링 작업 및 펄싱 작업과 전자석을 이용한 순차 자력 인가 공정을 통한 분진함으로의 분진 수집 작업의 문제점을 개선하여 집진 효율을 지속적으로 우수하게 유지할 수 있는 금속성 분진의 집진기를 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 금속성 분진의 집진기는 금속성 분진이 포함된 공기를 유입 또는 흡입하는 집진 호스가 접속되는 흡입 덕트와 상기 금속성 분진이 제거된 공기가 배출되는 배출 덕트 그리고 필터 고정부를 갖는 하우징, 상기 필터 고정부에 고정되며 상기 흡입 덕트로부터 상기 공기와 함께 유입되는 금속성 분진을 흡착하는 적어도 하나의 필터부, 상기 흡입 덕트로 상기 금속성 분진이 포함된 공기를 흡입하여 상기 금속성 분진을 상기 필터부에 흡착한 후 상기 금속성 분진이 제거된 공기를 상기 배출 덕트를 통하여 외부로 배출하기 위한 구동력을 제공하는 송풍부, 상기 하우징의 일측에 설치되어 있으며, 상기 필터부 내부에 압축 공기를 분사하여 상기 필터부에 흡착된 상기 금속성 분진을 털어내는 압축 공기 분사부, 상기 하우징의 하부에 설치되어 하부로 낙하하는 상기 금속성 분진을 회수하는 분진 회수부, 상기 하우징의 일측에 마련되어 있으며, 상기 흡입 덕트를 통해 공기와 함께 유입되는 상기 금속성 분진을 영구 자석 부재의 자력을 이용하여 하우징의 측면 내벽 소정 위치에 강제 흡착 후 상기 영구 자석 부재를 상기 분진 회수부가 있는 하방으로 이송하는 상기 자석 이송 부재에 의해 강제 흡착되어 이송된 상기 금속성 분진을 회수하는 자성 인가 분진 이송부, 그리고, 상기 각 부의 가동, 정지, 운전 관리, 이상 경보를 제어하고 표시하는 제어부를 포함한다.
상기 흡입 덕트와 상기 필터부 사이에 배치되어 상기 흡입 덕트로부터 공기와 함께 유입되는 상기 금속성 분진이 상기 필터부에 직접 충돌하는 것을 방지하는 충돌 방지부를 더 포함할 수 있다.
상기 충돌 방지부는 상부가 상기 필터 고정부에 결합된 상태로 상기 흡입 덕트와 상기 필터부 사이에 수직 방향으로 배치되어 있을 수 있다.
상기 충돌 방지부는 상기 흡입 덕트로부터 유입되는 상기 금속성 분진이 포함된 공기와의 충돌에 의한 지나친 와류의 형성을 억제하도록 소정 곡률을 갖는 판형상으로 마련되는 것이 바람직하다.
상기 자성 인가 분진 이송부의 전방 상기 하우징의 일측에 마련되어 있는 분진 이송판을 더 포함할 수 있다.
상기 분진 이송판은 전면 하부에 상기 하우징 내부로 하향 경사지게 배치된 분진 슬라이딩 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 영구 자석 부재는 전면판, 후면판, 그리고, 상기 전면판 및 후면판 사이에 배치된 영구 자석을 포함할 수 있다.
상기 자석 이송 부재는 유압 인가 부재, 모터 및 기어 중 적어도 어느 하나, 상기 영구 자석 부재의 일부에 결합되어 있는 영구 자석 결합편, 그리고, 상기 영구 자석 결합편을 상하 이동을 가이드 하도록 상기 영구 자석 결합편에 결합되어 있는 이송 가이드 부재를 포함할 수 있다.
상기 유압 인가 부재는 상기 하우징의 일측 외벽 또는 상기 분진 이송판의 외벽 중앙 상부 및 하부에 각각 부착되어 있는 제1 유압 인가 부재 및 제2 유압 인가 부재를 포함하며, 상기 제1 유압 인가 부재는 상기 영구 자석 부재 결합편이 상기 이송 가이드 부재에 의해 가이드되어 상기 분진 회수부가 있는 하방으로 이동할 수 있도록 유압을 인가하며, 상기 제2 유압 인가 부재는 상기 영구 자석 부재 결합편이 상기 이송 가이드 부재에 의해 가이드되어 상기 상부로 이동할 수 있도록 유압을 인가할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 금속성 분진의 집진기에 의하면, 흡입 덕트로 흡입되는 금속성 분진을 전자석이 아닌 자성 인가 분진 이송부의 영구 자석에 의해 발생된 자력을 이용하여 하우징의 일측에 배치된 분진 이송판에 강제 흡착한 후 영구 자석을 분진 이송판의 수직 방향 상부에서 하부로 이송하여 분진함으로 강제 회수함으로써 금속성 분진이 강도가 약한 유연성 소재의 필터와 직접적 충돌에 의해 손상되는 것을 방지하고 종래의 자력을 이용한 금속성 분진의 집진기의 분진 수집 작업의 문제점을 해결할 수 있는 유리한 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 금속성 분진의 집진기에 의하면, 흡입 덕트와 필터 사이에 충돌 방지부를 더 개재함으로써 흡입 덕트로 흡입되는 금속성 분진의 필터와의 직접적인 충돌을 방지하고 분진 이송판으로의 원활한 이동을 안내하여 금속성 분진의 집진 작업이 효율적으로 이루어질 수 있는 유리한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 금속성 분진의 집진기에 의하면, 금속성 분진 필터링 작업 및 펄싱 작업과 상하 방향 이동 가능한 영구 자석의 자력을 이용한 금속성 분진의 강제 흡착 및 분진함 이송 작업이 상호 간섭 없이 연속적으로 수행될 수 있으므로, 집진 효율을 지속적으로 우수하게 유지할 수 있는 유리한 효과가 있다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기의 외부 사시도,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기의 내부 투시도,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기의 일요부인 자성 인가 분진 이송부의 측면도,
도 6 내지 도 10은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기의 필터링 공정을 설명하는 상태도들,
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기의 에어 펄싱 공정을 설명하는 상태도, 그리고,
도 12 내지 도 15는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기의 자성 인가 분진 이송부가 수직 방향으로 분진 이송판의 상부에서 하부로 이동하면서 영구 자석의 자력에 의해 금속성 분진을 강제 부착 후 분진함으로 이송하여 회수하는 자력 인가 분진 이송 공정을 설명하는 상태도들이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 기술하는 실시예는 본 발명의 도면인 사시도, 투시도, 측면도 및 상태도 등을 참고하여 상세하게 설명될 것이다.
이하, 첨부한 도면 도 1 내지 도 15를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기 및 그 작동 방법에 관하여 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기의 외부 사시도, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기의 내부 투시도, 그리고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기의 일요부인 자성 인가 분진 이송부의 측면도이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기(1)는 하우징(100), 하우징(100)에 각각 수용 또는 결합된 필터부(200), 송풍부(300), 펄스 압축 공기 분사부(400), 충돌 방지부(600), 분진 이송판(650), 자성 인가 분진 이송부(700), 분진 회수부(800) 및 제어부(900)를 포함한다.
하우징(100)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 흡입 덕트(120), 배출 덕트(130), 필터 고정부(140, 도 7 참조), 덮개부(150), 케이블 보관 걸이(160), 호퍼(165) 및 플랜지(170)를 포함한다.
하우징(100)은 강도 보강 및 제작의 편의를 위해 필터부(200), 충돌 방지부(600) 및 분진 회수부(800)를 수용하고 압축 공기 분사부(400), 분진 이송판(650), 자성 인가 분진 이송부(700) 및 및 제어부(900)가 일측에 결합된 상부와 송풍부(300)를 수용하는 하부가 공기 및 금속성 분진의 외부 누출 방지를 위한 가스켓(172)을 게재한 플랜지(170)에 의해 상호 결합을 통해 마련되어 있다. 하우징(100)은 지게차나 리프팅 수단 등을 이용하여 이동 가능한 사이즈이며, 경우에 따라 지게차나 리프팅 수단 없이도 하우징(100)의 하부에 마련된 이동 바퀴(180)를 이용하여 작업자가 수동으로 다른 장소로의 이동 및 설치가 가능하다.
흡입 덕트(120)는 하우징(100)의 상부 일측에 마련되어 있으며, 흡입구(122)에는 금속성 분진을 공기와 함께 유입 또는 흡입하는 집진 호스(미도시)가 접속된다. 흡입 덕트(120)의 일측에는 개폐 동작을 통해 흡입구(122)로 유입되는 금속성 분진이 포함된 공기를 유입 또는 차단시키거나 유입되는 공기량을 선택적으로 조절할 수 있는 개폐 밸브가 추가로 마련될 수 있다.
배출 덕트(130)는 하우징(100)의 하부 일측에 마련되어 있으며, 금속성 분진이 제거된 공기가 외부로 배출되는 배출구(132) 및 배출되는 공기의 소음을 줄여주기 위한 공지의 토출 소음기(134)를 포함한다.
필터 고정부(140)는 하우징(100)의 내부 상단에 마련되어 있다. 좀 더 자세히 살펴보면 측면은 일측이 하우징(100)의 일측과 소정 이격 간격을 유지한 상태로 'ㄱ'자 형태로 마련되어 있으며 상부는 측면 상부 모서리에 연결되어 중앙부가 통공된 상태로 덮혀 있다.
덮개부(150)는 하우징(100)의 상부를 덮고 있으며, 개폐가 가능하여 하우징(100)의 내부에 설치된 필터부(200)의 점검 및 교체를 위한 하우징 손잡이(154)가 구비된 필터부 점검 덮개(152)가 구비되어 있다. 덮개부(150)의 네 귀퉁이에는 리프팅 수단에 의해 운반이 가능하도록 리프팅 케이블을 걸기 위한 걸고리(156)가 마련되어 있다.
또한 하우징(100)의 측면 중앙에는 작업자가 파지가 가능한 하우징 손잡이(154)가 복수개 마련되어 있으며, 일측면 상부에 마련된 케이블 보관 걸이(160)를 통해 금속성 분진의 집진기(1) 구동을 위한 각종 케이블을 걸어 두고 보관할 수 있다. 또한 하우징(100)의 내부 중앙에는 낙하하는 금속성 분진의 분진 회수부(800)로의 수집을 위한 가이드인 호퍼(165, 도 7 참조)가 마련되어 있다.
필터부(200)는 도 4에 도시된 바와 같이 필터 고정부(140)에 의해 상부가 고정 설치되어 있으며, 흡입 덕트(120)로부터 흡입되는 공기 중에 다량으로 포함되어 있는 금속성 분진의 일부를 공기로부터 걸러내어 필터링(흡착)한다. 이를 위해 필터부(200)는 하우징(100)의 흡입 덕트(120)로부터 흡입된 공기를 여과하도록 내부에 중공부가 형성된 원기둥 형태의 유연성 소재인 직물 또는 섬유 소재나 합성 수지 소재의 카트리지 필터(210)가 필터 백 케이지(220)의 외측으로 씌워진 형태로 함께 필터 고정부(140)에 필터 고정 부재(230)를 이용하여 하우징(100)의 내 수직 방향으로 고정 설치되어 있다. 물론 필터부(200)는 본 실시예의 다른 구성과의 충돌을 일으키지 않는 범위내에서 다른 공지의 구성 및 형상으로 마련되는 것도 가능하다.
송풍부(300)는 하우징(100)의 내부 하측에 고정 설치되어 있다. 송풍부(300)는 금속 분진이 포함된 외부의 공기를 강제로 흡입 덕트(120)로 유입한 후 배출 덕트(130)로 다시 배출하기 위한 구동력을 제공한다. 이를 위해 송풍부(300)는 송풍팬(310)과 송풍 모터(320)를 포함한다. 송풍팬(310)은 흡입 덕트(120)를 통해 유입되어 필터부(200)에 의해 금속성 분진이 제거된 공기를 유입부(312)로 유입한 후 유출부(314)를 통해 배출 덕트(130)로 배출한다.
송풍 모터(320)는 외부로부터 전원 공급선(950)을 통해 후술할 제어부(900)로 공급되는 전원에 의해 제어부(900)의 제어 신호에 따라 송풍팬(310)을 구동시킨다.
펄스 압축 공기 분사부(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 하우징(100)의 상부 일측에 고정 설치되어 있으며, 필터부(200) 내부로 압축 공기를 분사하여 카트리지 필터(210)에 필터링되어 흡착된 금속성 분진을 강한 진동에 의해 털어내어 하부에 마련된 분진 회수부(800)의 분진함(810)으로 낙하시킨다. 이를 위해 펄스 압축 공기 분사부(400)는 에어 헤드 세트(410), 펄스 압축 공기 분사 노즐(430), 펄스 압축 공기 분사관(440, 도 7 참조) 및 펄스 타이머(450)를 포함하여 구성되어 있다.
에어 헤드 세트(410)는 하우징(100)의 일측에 설치되어 압축 공기 분사부(400)의 바디를 이루며, 펄스 압축 공기 공급 노즐(510)를 통해 외부에 연결된 컴프레셔 등의 압축 공기 공급 장치(미도시)로부터 압축 공기를 공급받는다. 도면에는 도시되어 있지 않으나 펄스 압축 공기 분사부(400)는 펄스 타이머(450)의 작동에 의해 외부로부터 펄스 압축 공기 공급 노즐(510)를 통해 공급되는 압축 공기를 펄스 압축 공기 분사 노즐(430)을 통해 펄스 압축 공기 분사관(440)으로 공급하거나 공급을 차단하는 펄스 밸브를 더 포함할 수 있다.
펄스 밸브가 펄스 타이머(450)의 작동에 의해 주기적으로 펄스 압축 공기 분사 노즐(430)을 개방시키면 에어 헤드 세트(410)에 공급된 압축 공기가 펄스 압축 공기 분사관(440)의 펄스 압축 공기 분사구(442)를 통해 카트리지 필터(210)의 내부로 신속하게 공급되게 된다. 이에 따라 카트리지 필터(210)가 강하게 진동하면서 카트리지 필터(210)에 흡착된 금속성 분진이 떨어져 나와 자유 낙하하여 분진함(810)에 쌓이게 된다. 펄스 타이머(450)는 후술하는 제어부(100)에 의해 자동 또는 수동 제어될 수 있다.
충돌 방지부(600)는 상부가 필터 고정부(140)에 결합된 상태로 흡입 덕트(120)와 필터부(700) 사이에 수직 방향으로 배치되어 있다. 충돌 방지부(600)는 일정 강도가 있는 금속 또는 합성수지 소재를 사용하며, 유입되는 금속성 분진이 포함된 공기와의 강한 충돌에 의한 지나친 와류의 형성을 억제하도록 소정 곡률을 갖는 판형상으로 마련된다. 충돌 방지부(600)는 흡입 덕트(120)를 통해 빠른 속도로 공기와 함께 유입되는 금속성 분진이 카트리지 필터(210)에 바로 충돌함으로써 카트리지 필터(210)가 찢어지거나 파손되는 것을 방지하고 후술할 분진 이송판(650)으로 금속성 분진이 포함된 공기의 대부분이 자연스럽게 흘러가도록 안내하는 역할을 수행한다.
분진 이송판(650)은 판면적 내 소정 위치 별로 영구 자석이 근처에 있으면 자력이 생겼다가 영구 자석이 멀어지면 자력이 소멸되는 STS304 등의 금속 재질로 마련되어 하우징(100)의 상부 일측에 마련된 개구부(미도시)를 폐쇄하도록 하우징(100)에 결합되어 있다.
분진 이송판(650)의 전면 하부에는 하우징 내부로 하향 경사지게 배치되어 분진 이송판(650)의 상부로부터 하부로 이송되어 오는 금속성 분진을 분진함(810)으로 배출하기 위한 판형상의 분진 슬라이딩 부재(652)가 더 결합되어 있다.
자성 인가 분진 이송부(700)는 분진 이송판(650)의 외부에 마련되어 있으며, 충돌 방지부(600)에 의해 안내되어 분진 이송판(650)으로 흘러들어오는 공기 속에 포함된 금속성 분진을 영구 자석(716)의 자력을 이용하여 분진 이송판(650)의 내벽에 강제 흡착한 후 영구 자석(716)을 분진 회수부(800)가 있는 하방으로 이동시킴으로써 분진 이송판(650)에 강제 흡착된 금속성 분진을 분진 슬라이딩 부재(652)로 이송시킨 후 분진 회수부(800)의 분진함(810)으로 슬라이딩되어 낙하되도록 하여 수집한다. 이를 위해 자성 인가 분진 이송부(700)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 영구 자석 부재(710) 및 자석 이송 부재(720)을 포함한다.
영구 자석 부재(710)는 전면판(712) 및 후면판(714), 영구 자석(716)을 포함한다.
전면판(712) 및 후면판(714)은 수직 방향에 비해 수평 방향으로 길이가 긴 판형상으로 마련되어 사이에 영구 자석(716)을 수용 결합하고 있으며, 그 재질은 비철 금속인 SS400 또는 아크릴 등의 합성 수지 소재로 마련되는 것이 영구 자석(716)의 자력을 적절히 컨트롤하여 영구 자석 부재(710)가 분진 이송판(650)의 후방에서 손쉽게 상하 방향으로 이동하면서도 분진 이송판(650)의 전면에 금속성 분진을 용이하게 강제 흡착할 수 있기 위해 바람직하다.
영구 자석(716)은 막대 형상 또는 환봉 형상일 수 있으며, 전면판(712) 및 후면판(714) 내에 적절히 수용될 수 있으면 단일 또는 복수개로 마련되어도 무방하며, 자력의 세기는 금속성 분진의 분진 이송판(650)으로의 강제 흡착 및 후술할 자석 이송 부재(720)의 영구 자석 부재(710)의 이송의 편의를 적절히 고려하여 선정하는 것이 바람직하다.
자석 이송 부재(720)는 영구 자석 부재(710)를 분진 이송판(650)의 후방 상하 방향으로 이송하며, 이를 위해 본 실시예에서는 유압 실린더 방식을 이용하는 제1 및 제2 유압 인가 부재(722, 724), 이송 가이드 부재(726) 및 영구 자석 부재 결합편(728)을 포함한다.
제1 유압 인가 부재(722)는 분진 이송판(650)의 외벽 중앙 상부에 부착되어 있으며, 제2 유압 인가 부재(724)는 분진 슬라이딩 부재(652)와 높이가 동일하거나 낮도록 분진 이송판(650)의 외벽 중앙 하부에 부착되어 있다. 제1 유압 인가 부재(722) 및 제 2 유압 인가 부재(724)는 각각 제어부(900) 내에 마련된 타이머(미도시)에 의해 작동되는 솔레노이드 밸브(미도시)에 타단이 연결되어 있는 제1 유압 작동 노즐(530)과 제2 유압 작동 노즐(540)의 일단에 일단이 연결되어 있다.
제1 유압 작동 노즐(530)과 제2 유압 작동 노즐(540)은 각각 유압 작동 공기 공급 노즐(520)을 통해 외부에 연결된 컴프레샤 등로부터 압축 공기를 공급받은 후 후술할 제어부(900)의 제어에 의해 타이머의 작동에 따라 솔레노이드 밸브가 걔폐되면 순차적으로 압축 공기를 공급 받아 제1 유압 인가 부재(722) 및 제2 유압 인가 부재(724)에 순차적으로 유압을 공급한다.
이송 가이드 부재(726)는 가이드 바 형태로 마련되어 제1 및 제2 유압 인가 부재(722, 724)에 각각 일단이 결합되어 있다.
영구 자석 부재 결합편(728)은 영구 자석 부재(710)의 후면판(714) 중앙 후단에 부착된 상태로 이송 가이드 부재(726)를 따라 상하방 이동이 가능하도록 이송 가이드 부재(726)를 수용 결합하고 있다.
제1 유압 인가 부재(722)에만 유압이 인가되면 영구 자석 부재 결합편(728)이 이송 가이드 부재(726)를 따라 하방으로 이동하게 되어 영구 자석 부재(710)를 하부로 이동시키게 된다. 반대로 제2 유압 인가 부재(724)에만 유압이 인가되면 영구 자석 부재 결합편(728)이 이송 가이드 부재(726)를 따라 상방으로 이동하게 되어 영구 자석 부재(710)를 상부로 이동시키게 된다.
이에 대한 상세한 설명은 후술할 본 발명의 한 실시예예 따른 금속성 분진의 집진기(1)의 작동 방법에서 설명하도록 한다.
본 실시예와 달리 자석 이송 부재(720)는 영구 자석 부재(710)를 분진 이송판(650)의 후방 상하 방향으로 이송할 수 있는 전기 모터나 기어 등의 이송 수단으로 대체 가능함은 물론이다.
분진 회수부(800)는 필터부(200), 충돌 방지부(600) 및 자성 인가 분진 이송부(700)의 하부에 마련되어 후술할 필터링 작업, 펄싱 작업 및 자성 인가 분진 이송부(700)에 의한 금속성 분진의 강제 흡착 및 분진함(810) 이송 작업에 의해 회수되는 금속성 분진을 수집하여 외부로 배출한다. 이를 위해 분진 회수부(800)는 호퍼(165)에 대응하여 상부가 개방된 박스 형상으로 마련되며 수평 방향으로 하우징(100)의 일측 외부로 슬라이딩 돌출 개방이 가능한 분진함(810) 및 분진함(810)의 일측에 고정 부재(822)에 의해 결합되어 있으며 커버 손잡이(824)가 부착된 측면 커버(820)를 포함한다.
금속성 분진이 분진함(810)에 일정량 이상 회수되면 작업자는 측면 커버(820)에 부착된 커버 손잡이(824)를 잡아 당겨 분진함(810)을 하우징(100) 외부로 빼낸 후 금속성 분진은 톤백 등에 담아 외부로 반출하고 다시 분진함(810)은 하우징(100) 내부 원래 위치로 수용하면 된다. 한편 본실시예와 달리 커버 손잡이(824)가 직접 분진함(810)의 일측에 결합될 수 있으며, 이 경우 측면 커버(820) 및 고정 부재(822)는 생략이 가능하다.
제어부(900)는 도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이 하우징(100)의 일측에 설치되는 것으로, 상술한 필터부(200), 송풍부(300), 압축 공기 분사부(400), 충돌 방지부(600), 분진 회수부(800) 등의 각각에 차압 측정기, 리미트 스위치 등과 같은 도시하지 않은 계측 센서를 설치하고, 계측 센서로부터 입력된 각종 신호를 처리하여 상기 각 부의 현재 상태를 파악하고 필요한 가동, 정지, 운전 관리, 이상 경보 등을 제어한다. 또한, 제어부(100)는 도시되지 않은 온/오프 스위치, 비상정지 스위치 또는 리셋 스위치 등이 구비될 수 있으며, 전원 표시등, 경보 표시등 또는 동작 표시등 등과 같은 표시부가 더 설치될 수 있다. 따라서, 제어부(100)를 통하여 각 부에 마련한 계측 센서 등으로부터 각종 신호의 처리를 집중적으로 실시함으로써 각 부의 가동, 정지, 운전 관리, 이상 경보 등의 금속성 분진의 집진기(1)의 운전에 필요한 모든 사항을 제어한다.
예를 들어 제어부(900)는 분진 회수부(800)에 마련된 계측 센서로부터 입력되는 금속성 분진의 무게 정보가 소정 기준치를 초과하게 되면 표시부에 마련된 경보 표시등을 가동하여 작업자에게 분진함(810)을 비울수 있도록 알려주며, 금속성 분진의 무게 정보가 가동 중지 기준치를 초과하는 경우 자동으로 금속성 분진의 집진기(1)의 가동을 중지한다.
또한, 제어부(900)는 타이머에 의해 작동되는 솔레노이드 밸브의 개폐에 의해 제1 유압 인가 부재(722)가 제1 유압 작동 노즐(530)로부터 압축 공기를 공급 받아 영구 자석 부재 결합편(728)이 하방으로 이동할 수 있도록 유압을 인가한다.
이에 따라 영구 자석 부재(722)가 분진함(810)이 있는 하방으로 분진 이송판(650)의 후방 상부에서 하부로 이동하게 되어 영구 자석(716)의 자력에 의해 이송판(650)의 상부 전면에 강제로 흡착된 금속성 분진이 분진 슬라이딩 부재(652)에 도달한 후 분진함(810)으로 자유 낙하를 하여 수집되게 된다.
이후, 제어부(900)는 타이머에 의해 작동되는 솔레노이드 밸브의 개폐에 의해 제2 유압 인가 부재(724)가 제2유압 작동 노즐(540)로부터 압축 공기를 공급 받아 영구 자석 부재 결합편(728)이 하부에서 상부로 이동할 수 있도록 유압을 인가한다.
이에 따라 영구 자석 부재(722)가 다시 분진 이송판(650)의 후방 하부에서 상부로 이동하게 되어 영구 자석(716)의 자력에 의해 이송판(650)의 전면으로 유입되는 금속성 분진을 강제 흡착한 후 상부 허용 한계 높이까지 상승을 하게 되고 다시 하방 이동을 준비하게 된다.
이때 자석 이송 부재(720)의 이동 속도나 상방 및 하방 위치로 이동 후 반대 위치로의 복귀 동작 시작까지의 대기 시간(예를 들어 하방 위치 이동 후 대기 시간은 0초 상방 이동 후 대기 시간은 10초) 등은 제어부(900)에 의해 임의 제어가 가능하다.
도 6 내지 도 10은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기의 필터링 공정을 설명하는 상태도들, 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기의 에어 펄싱 공정을 설명하는 상태도, 그리고, 도 12 내지 도 15는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기의 자성 인가 분진 이송부가 수직 방향으로 분진 이송판의 상부에서 하부로 이동하면서 영구 자석의 자력에 의해 금속성 분진을 강제 부착 후 분진함으로 이송하여 회수하는 자력 인가 분진 이송 공정을 설명하는 상태도들이다.
이하에서는 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기(1)의 금속성 분진을 집진하는 작동 방법을 도 6 내지 도 15를 참조하여 상세히 설명한다.
도 6 내지 도 10은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기의 필터링 공정을 설명하는 상태도들, 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기의 에어 펄싱 공정을 설명하는 상태도, 그리고, 도 12 내지 도 15는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기의 자성 인가 분진 이송부가 수직 방향으로 분진 이송판의 상부에서 하부로 이동하면서 영구 자석의 자력에 의해 금속성 분진을 강제 부착 후 분진함으로 이송하여 회수하는 자력 인가 분진 이송 공정을 설명하는 상태도들이다.
설명에 앞서 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기(10)의 금속성 분진을 집진하는 작동 방법에 관한 금속성 분진의 필터링 공정, 펄싱 공정 및 자력 인가 분진 이송 공정은 상호 간섭없이 동시에 수행되나 설명을 편의를 위해 각 공정을 나누어서 설명함을 미리 밝혀 둔다.
먼저, 도 6 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기를 이용한 금속성 분진의 필터링 공정을 살펴 보면, 금속성 분진의 집진기(1)가 제어부(900)의 구동에 의해 작동(ON)되면 송풍부(300)의 구동에 의해 발생한 공기 흡입력이 집진 호스(미도시)에 연결된 흡입 덕트(120)에 작용한다. 이에 따라 도 6 내지 도 10에 이점 쇄선 화살표로 나타낸 바와 같이 금속성 분진이 공기와 함께 흡입 덕트(120)의 흡입구(122)로 흡입(In)된다. 공기와 함께 흡입된 금속성 분진은 충돌 방지부(600)에 의해 직접 카트리지 필터(210)에 충돌하지 않고 카트리지 필터(210)의 측면을 따라 공기와 함께 이동하면서 필터링(흡착)되어 집진이 이루어지게 되며, 이물질이 제거된 공기는 송풍부(300)의 유입부(312) 및 유출부(314)를 거쳐 배출 덕트(130)의 배출구(132)로 배출(Out)되게 된다.
다음으로, 도 11을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기(1)를 이용한 카트리지 필터(210)에 필터링된 이물질의 펄싱(Pulsing) 공정을 설명한다.
집진과 동시에 주기적으로 펄스 타이머(450)에 의해 작동되는 펄스 압축 공기 분사부(400)가 소정 시간마다 카트리지 필터(210) 내부에 펄스 압축 공기 분사구(442)를 통해 압축 공기를 분사하면 카트리지 필터(210)가 강하게 진동하면서 도 11의 이점 쇄선 화살표로 나타낸 바와 같이 카트리지 필터(210)에 흡착된 금속성 분진은 하부의 분진 회수부(800)의 분진함(810)으로 자유 낙하되어 저장되게 된다. 이에 따라 필터부(200)의 필터링 효율이 떨어지는 것을 방지한다.
다음으로, 도 12 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 금속성 분진의 집진기(1)를 이용한 자성 인가 분진 이송부(700)의 자력 인가 분진 이송 공정을 설명한다.
먼저 도 12 및 도 15의 (a)에서 보는 바와 같이 충돌 방지부(600)에 의해 필터부(200)와 직접 충돌이 발생하지 않고 우회하여 공기와 함께 유입되는 금속성 분진은 분진 이송판(650)의 상부 후방에 위치하는 영구 자석(716)의 자력에 의해 이송판(650)의 상부 전면에 강제로 흡착되게 된다.
그런 다음 제어부(900)의 제어로 타이머에 의해 작동되는 솔레노이드 밸브의 개폐에 의해 제1 유압 인가 부재(722)가 제1 유압 작동 노즐(530)로부터 압축 공기를 공급 받아 영구 자석 부재 결합편(728)이 하방으로 이동할 수 있도록 유압을 인가하면 도 13 및 도 15의 (b) 및 (c)에서 보는 바와 같이 영구 자석 부재(722)가 분진함(810)이 있는 하방으로 분진 이송판(650)의 후방 상부에서 하부로 이동하게 되며, 이에 따라 영구 자석(716)의 자력에 의해 이송판(650)의 상부 전면에 강제로 흡착된 금속성 분진 또한 하부로 이동하게 된다.
영구 자석 부재(722)의 하부 이동이 계속 진행되면, 도 14 내지 도 15의 (d)에 도시된 바와 같이 영구 자석 부재(722)가 분진 슬라이딩 부재(652)의 아래로 이동하게 되고 이에 따라 영구 자석(716)에 자력 영향권에서 벗어난 금속성 분진은 분진 슬라이딩 부재(652)에 도달한 후 분진함(810)으로 자유 낙하를 하여 수집되게 된다.
이후, 제어부(900)의 제어에 의해 제2 유압 인가 부재(724)가 제2 유압 작동 노즐(540)로부터 압축 공기를 공급받아 영구 자석 부재 결합편(728)이 하부에서 상부로 이동할 수 있도록 유압을 인가하면 영구 자석 부재(722)가 다시 분진 이송판(650)의 후방 하부에서 상부로 이동하게 되어 영구 자석(716)의 자력에 의해 이송판(650)의 전면으로 유입되는 금속성 분진을 강제 흡착한 후 상부 허용 한계 높이까지 상승을 하게 되고 다시 하방 이동을 준비하게 되며, 다시 상기의 하방 이동 과정이 반복 수행되게 되면서 금속성 분진의 자력 인가 분진 이송 공정이 계속적으로 진행이 되게 되면서 금속성 분진의 분진함(810)으로 수집 작업이 지속적으로 진행되게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명인 금속성 분진의 집진기는 금속성 분진이 빈번히 발생하는 제철소, 조선소 등에서 사용되는 기계식 집진기 내의 필터의 파손을 방지하고 금속성 분진을 효율적으로 제거할 수 있으며, 금속성 분진의 제거가 요구되는 다양한 집진기 산업 분야에 널리 적용하여 유용하게 이용할 수 있다.
1 : 집진기 100 : 하우징
120 : 흡입 덕트 122 : 흡입구
130 : 배출 덕트 132 : 배출구
134 : 토출 소음기 140 : 필터 고정부
150 : 덮개부 152 : 필터부 점검 덮개
154 : 하우징 손잡이 156 : 걸고리
160 : 케이블 보관 걸이 165 : 호퍼
170 : 플랜지
172 : 가스켓 180 : 이동 바퀴
200 : 필터부 210 : 카트리지 필터
220 : 필터 백 케이지 230 : 필터 고정 부재
300 : 송풍부
310 : 송풍팬 312 : 유입부
314 : 유출부 320 : 송풍 모터
400 : 펄스 압축 공기 분사부 410 : 에어 헤드 세트
430 : 펄스 압축 공기 분사 노즐 440 : 펄스 압축 공기 분사관
442 : 펄스 압축 공기 분사구 450 : 펄스 타이머
510 : 펄스 압축 공기 공급 노즐 520 : 유압 작동 공기 공급 노즐
530 : 제1 유압 작동 노즐 540 : 제2 유압 작동 노즐
600 : 충돌 방지부 650 : 분진 이송판
652 : 분진 슬라이딩 부재
700 : 자성 인가 분진 이송부 710 : 영구 자석 부재
712 : 전면판 714 : 후면판
716 : 영구 자석 720 : 자석 이송 부재
722 : 제1 유압 인가 부재 724 : 제2 유압 인가 부재
726 : 이송 가이드 부재 728 : 영구 자석 부재 결합편
800 : 분진 회수부 810 : 분진함
820 : 측면 커버 822 : 고정 부재
824 : 커버 손잡이 900 : 제어부
950 : 전원 공급선

Claims (9)

  1. 금속성 분진이 포함된 공기를 유입 또는 흡입하는 집진 호스가 접속되는 흡입 덕트와 상기 금속성 분진이 제거된 공기가 배출되는 배출 덕트 그리고 필터 고정부를 갖는 하우징,
    상기 필터 고정부에 고정되며 상기 흡입 덕트로부터 상기 공기와 함께 유입되는 금속성 분진을 흡착하는 적어도 하나의 필터부,
    상기 흡입 덕트로 상기 금속성 분진이 포함된 공기를 흡입하여 상기 금속성 분진을 상기 필터부에 흡착한 후 상기 금속성 분진이 제거된 공기를 상기 배출 덕트를 통하여 외부로 배출하기 위한 구동력을 제공하는 송풍부,
    상기 하우징의 일측에 설치되어 있으며, 상기 필터부 내부에 압축 공기를 분사하여 상기 필터부에 흡착된 상기 금속성 분진을 털어내는 압축 공기 분사부,
    상기 하우징의 하부에 설치되어 하부로 낙하하는 상기 금속성 분진을 회수하는 분진 회수부,
    상기 하우징의 일측에 마련되어 있으며, 상기 흡입 덕트를 통해 공기와 함께 유입되는 상기 금속성 분진을 영구 자석 부재의 자력을 이용하여 하우징의 측면 내벽 소정 위치에 강제 흡착 후 상기 영구 자석 부재를 상기 분진 회수부가 있는 하방으로 이송하는 상기 자석 이송 부재에 의해 강제 흡착되어 이송된 상기 금속성 분진을 회수하는 자성 인가 분진 이송부, 그리고,
    상기 각 부의 가동, 정지, 운전 관리, 이상 경보를 제어하고 표시하는 제어부
    를 포함하는
    금속성 분진의 집진기.
  2. 제1항에서,
    상기 흡입 덕트와 상기 필터부 사이에 배치되어 상기 흡입 덕트로부터 공기와 함께 유입되는 상기 금속성 분진이 상기 필터부에 직접 충돌하는 것을 방지하는
    충돌 방지부
    를 더 포함하는
    금속성 분진의 집진기.
  3. 제2항에서,
    상기 충돌 방지부는
    상부가 상기 필터 고정부에 결합된 상태로 상기 흡입 덕트와 상기 필터부 사이에 수직 방향으로 배치되어 있는
    금속성 분진의 집진기.
  4. 제3항에서,
    상기 충돌 방지부는
    상기 흡입 덕트로부터 유입되는 상기 금속성 분진이 포함된 공기와의 충돌에 의한 지나친 와류의 형성을 억제하도록 소정 곡률을 갖는 판형상으로 마련되어 있는
    금속성 분진의 집진기.
  5. 제1항에서,
    상기 자성 인가 분진 이송부의 전방 상기 하우징의 일측에 마련되어 있는
    분진 이송판
    을 더 포함하는
    금속성 분진의 집진기.
  6. 제5항에서,
    상기 분진 이송판은
    전면 하부에 상기 하우징 내부로 하향 경사지게 배치된
    분진 슬라이딩 부재
    를 더 포함하는
    금속성 분진의 집진기.
  7. 제1항 내지 제6항 어느 한 항에서,
    상기 영구 자석 부재는
    전면판,
    후면판, 그리고,
    상기 전면판 및 후면판 사이에 배치된 영구 자석을
    포함하는
    금속성 분진의 집진기.
  8. 제1항 내지 제6항 어느 한 항에서,
    상기 자석 이송 부재는
    유압 인가 부재, 모터 및 기어 중 적어도 어느 하나,
    상기 영구 자석 부재의 일부에 결합되어 있는 영구 자석 결합편, 그리고,
    상기 영구 자석 결합편을 상하 이동을 가이드 하도록 상기 영구 자석 결합편에 결합되어 있는 이송 가이드 부재,
    을 포함하는
    금속성 분진의 집진기.
  9. 제8항에서,
    상기 유압 인가 부재는
    상기 하우징의 일측 외벽 또는 상기 분진 이송판의 외벽 중앙 상부 및 하부에 각각 부착되어 있는 제1 유압 인가 부재 및 제2 유압 인가 부재
    를 포함하며,
    상기 제1 유압 인가 부재는 상기 영구 자석 부재 결합편이 상기 이송 가이드 부재에 의해 가이드되어 상기 분진 회수부가 있는 하방으로 이동할 수 있도록 유압을 인가하며,
    상기 제2 유압 인가 부재는 상기 영구 자석 부재 결합편이 상기 이송 가이드 부재에 의해 가이드되어 상기 상부로 이동할 수 있도록 유압을 인가하는
    금속성 분진의 집진기
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