KR101722352B1 - 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치는, 분진이 포함된 함진가스가 원심분리되도록 함진가스 유입부가 마련되는 사이클론 본체; 상기 사이클론 본체의 상부에 배치되어 상기 사이클론 본체로부터 배출되는 분진을 수집하는 집진백(filter bag)을 구비하는 집진유닛; 및 상기 집진유닛의 상부에 마련되어 상기 집진백에 잔류된 분진을 상기 집진백으로부터 탈진시키는 탈진유닛을 포함하며, 상기 탈진유닛은, 상하로 배치되되 단부로 갈수록 반경방향 외측으로 절곡 형성된 절곡부가 마련되어 상기 집진백 내부로 압축공기를 분사하는 적어도 하나 이상의 압축공기 분사노즐; 및 상기 압축공기 분사노즐의 일부구간 상에 배치되어 상기 압축공기 분사노즐에 대해 상대적으로 업/다운 이동되며, 탈진 공정을 위한 다운 이동될 때 상기 집진백의 개구부 영역 및 상기 절곡부와 접촉되어 상기 집진백의 개구부를 차폐시키는 적어도 하나 이상의 차폐용 캡을 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치는, 일체형 원심분리 집진장치의 탈진 공정 시 집진백 개구부에 인접 배치된 차폐용 캡이 집진백 개구부를 차단한 후 압축공기를 분사시켜 집진백 내부로 압축공기 유입을 용이하게 하고 압력 손실의 저감없이 분사되도록 하여 탈진 효율이 향상될 수 있는 한편 종래보다 간소화된 구조와 효율적인 배치로 설치 및 유지보수 관리 비용이 절감되고 함진가스의 누수문제의 발생이 최소화될 수 있다.

Description

탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치{DUST COLLECTING APPARATUS INCLUDING SEALED CAP OF BAGFILTER}
본 발명은 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탈진 공정 시 집진백(filter bag)에 차폐용 캡으로 차폐하여 탈진 효율을 증대시킨 차폐용 캡을 구비한 집진장치에 관한 것이다.
일반적으로 여과집진 장치(濾過集塵 裝置, filter dust collector)는 공기 중의 먼지나 분진 등을 여과하는 장치로서, 중유 연소 공정, 폐기물 소각로 공정, 시멘트 제조업종 및 제철 제강공정 등 다양한 산업 현장에서 필수적으로 사용되고 있다. 특히 최근, 환경오염을 줄이려는 세계적 경향에 발맞춰 그린(green) 산업, 환경기술 산업 측면에서 신성장 동력원으로서 각광받고 있는 추세이다.
이러한 여과집진기술은, 집진 방식에 따라 건식 또는 습식 방식, 동작 방식에 따라 원심력 집진, 전기 집진, 여과 집진 등의 방식이 주로 채용되고 있다. 집진 방식이 단독으로 사용될 수도 있으나, 집진 수율 또는 집진 효율을 증대시키기 위해 예를 들면, 사이클론 방식의 원심력 집진 방식과 부직포 여과백 또는 집진백 등을 이용한 여과 집진 방식을 함께 사용하는 복합형(또는 일체형, 이하 일체형이라 함) 집진설비에 대한 기술 개발에 대한 필요성이 높아지고 있는 상황이다.
종래의 일체형 여과집진장치는 특허등록(제10-0764753호)에 개시된 바 있다. 이러한 일체형 여과집진장치는 하부 측에 마련되는 사이클론본체와, 상부 측의 집진부 및 탈진부로 구성된다.
일체형 원심분리 여과집진장치의 구성 중, 탈진부의 탈진 기술 또한 여러 가지의 방식이 채용되고 있으며 그 중에서, 충격제트 방식으로 동작하는 탈진부의 구성이 탈진 효율면에서 우수하다. 이러한 충격제트 방식의 탈진부는, 여과백 등에 압축공기를 순간적으로 불어넣어 여과백에 잔류되어 있는 분진을 여과백으로부터 탈진시키는 방식이다.
그러나, 종래의 일체형 원심분리 집진장치의 탈진부는 압축공기가 밀폐된 여과백 내부로 인입되는 과정에서 유체 저항이 발생하여 압축공기가 여과백 내부로 골고루 인입되기 어렵고, 인입되더라도 압력 손실 때문에 탈진 효율이 떨어지는 문제점이 있다. 더욱이 집진장치의 크기가 대형화되고 집약화되는 추세에서, 여과백의 길이가 증가되면 탈진 효율이 감소되는 현상은 두드러진다.
또한, 탈진부의 구성이 복잡해짐에 따라 이와 연결되는 외부 장치와의 연결 구조도 복잡해져 설치 비용이 증가되고 유지관리 및 보수 측면에서 불편을 초래하며 각종 장치 연결 부분에 함진가스의 누수문제가 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 일체형 원심분리 집진장치의 탈진 공정 시 집진백의 개구부에 인접 배치된 차폐용 캡이 집진백을 차단한 후 압축공기를 분사시켜 집진백의 내부로 압축공기 유입을 용이하게 하고 압력 손실의 저감없이 분사되도록 하여 탈진 효율이 향상될 수 있는 한편 종래보다 간소화된 구조와 효율적인 배치로 설치 및 유지보수 관리 비용이 절감되고 함진가스의 누수문제의 발생이 최소화될 수 있는 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치는, 분진이 포함된 함진가스가 원심분리되도록 함진가스 유입부가 마련되는 사이클론 본체; 상기 사이클론 본체의 상부에 배치되어 상기 사이클론 본체로부터 배출되는 분진을 수집하는 집진백(filter bag)을 구비하는 집진유닛; 및 상기 집진유닛의 상부에 마련되어 상기 집진백에 잔류된 분진을 상기 집진백으로부터 탈진시키는 탈진유닛을 포함하며, 상기 탈진유닛은, 상하로 배치되되 단부로 갈수록 반경방향 외측으로 절곡 형성된 절곡부가 마련되어 상기 집진백 내부로 압축공기를 분사하는 적어도 하나 이상의 압축공기 분사노즐; 및 상기 압축공기 분사노즐의 일부구간 상에 배치되어 상기 압축공기 분사노즐에 대해 상대적으로 업/다운 이동되며, 탈진 공정을 위한 다운 이동될 때 상기 집진백의 개구부 영역 및 상기 절곡부와 접촉되어 상기 집진백의 개구부를 차폐시키는 적어도 하나 이상의 차폐용 캡을 포함할 수 있다.
상기 차폐용 캡은 상기 압축공기 분사노즐이 관통 배치되는 관통홀이 마련되되 상기 집진백 방향으로 갈수록 직경이 증가하는 나팔 또는 부채꼴 형상으로 마련될 수 있다.
상기 절곡부 및 상기 차폐용 캡의 개구 단부에는 각각 제1 및 제2 실링부재가 마련될 수 있다.
상기 압축공기 분사노즐 및 상기 차폐용 캡은 복수이며, 상기 탈진유닛은, 각각의 상기 차폐용 캡이 일체로 업/다운되도록 상기 차폐용 캡을 상호 연결시키는 연결 프레임부; 및 상기 연결 프레임부의 단부에 결합되어 상기 차폐용 캡을 업/다운 구동시키는 업/다운 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 업/다운 구동부는, 상기 차폐용 캡이 다운 이동될 때 순차적으로 동작하여 상기 차폐용 캡의 관통홀의 주변 영역을 상기 절곡부의 상기 제1 실링부재로 실링시킨 다음, 상기 차폐용 캡의 개구 단부를 상기 집진백의 개구부 영역에 접촉시킬 수 있다.
상기 연결 프레임부는, 상기 차폐용 캡의 외면 둘레를 따라 결합되어 탈진 공정 시 상기 차폐용 캡에 가해지는 압력으로부터 하방 지지력을 확보하도록 상기 차폐용 캡의 상면 에 결합되는 캡지지 프레임; 상기 캡지지프레임을 사이에 두고 상기 캡지지 프레임의 일부 구간에 각각 결합되어 상기 캡지지 프레임을 상호 연결하는 한 쌍의 프레임 연결바아; 및 상기 한 쌍의 프레임 연결바아를 상호 연결 및 지지하는 지지브라켓을 포함하며, 상기 프레임 연결바아의 양단부는 상기 업/다운 구동부와 상호 연결될 수 있다.
상기 사이클론 본체는, 원통형의 하부케이싱; 상기 하부케이싱의 상면을 관통하여 배치되어 상기 집진유닛의 하면과 연통되게 마련되며, 상기 하부케이싱의 내부로 갈수록 점진적으로 횡단면이 감소되도록 테이퍼진 제1 호퍼; 상기 제1 호퍼의 하단부에 마련되며, 상기 함진가스 유입부로 유입된 상기 함진가스의 상방으로 유동 시 유동 경로를 형성하는 유동공간 형성부; 및 상기 유동공간 형성부와 미리 설정된 간격만큼 이격 배치되어 상기 하부케이싱의 일부 구간에 연결되는 제2 호퍼를 포함할 수 있다.
상기 함진가스 유입부는, 상기 사이클론 본체에 접선방향으로 배치되는 접선방향 덕트; 및 상기 함진가스가 상기 유동공간 형성부와 상기 하부케이싱 사이의 이격공간을 따라 유동되도록 일단이 상기 접선방향 덕트에 연결되고 타단이 상기 하부케이싱에 연결되는 원주방향 덕트를 포함할 수 있다.
상기 사이클론 본체는, 상기 유동공간 형성부에 설치되어 상기 함진가스의 산성 성분이 중성으로 중화되도록 염기가스가 분사되는 염기가스 분사부를 더 포함하며, 상기 함진가스와 상기 염기가스가 상호 교반이 원활하도록, 상기 제1 호퍼의 횡단면은 원주방향을 따라 미리 설정된 간격마다 절곡된 다각형 형상을 가질 수 있다.
상기 사이클론 본체는, 상기 함진가스에 수용된 분진이 원활히 탈리되도록, 상기 제1 호퍼의 횡단면은 원주방향을 따라 미리 설정된 간격마다 절곡된 다각형 형상을 가질 수 있다.
상기 집진유닛은, 상기 하부케이싱과 연결되는 사각형의 상부케이싱; 및 상기 상부케이싱의 상면에 배치되어 상기 집진백을 통과하지 않은 상기 함진가스의 외부 배출을 차단하는 한편 상기 집진백을 지지하는 차단 및 지지플레이트를 더 포함하며, 상기 제2 실링부재는, 상기 탈진 공정 시 상기 차단 및 지지플레이트에 접촉 지지되어 상기 집진백의 개구부 영역을 차폐할 수 있다.
상기 업/다운 구동부는 공압 액추에이터일 수 있다.
상기 집진유닛의 상단에 배치되어 상기 탈진유닛을 수납 및 지지하는 한편 상기 집진유닛으로부터 배출되는 함진가스 배출부가 마련되는 상단하우징을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치는, 일체형 원심분리 집진장치의 탈진 공정 시 집진백 개구부에 인접 배치된 차폐용 캡이 집진백 개구부를 차단한 후 압축공기를 분사시켜 집진백 내부로 압축공기 유입을 용이하게 하고 압력 손실의 저감없이 분사되도록 하여 탈진 효율이 향상될 수 있다.
또한, 종래보다 간소화된 구조와 효율적인 배치로 설치 및 유지보수 관리 비용이 절감되고 함진가스의 누수문제의 발생이 최소화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 사이클론 본체, 집진유닛 및 탈진유닛의 절개도이다.
도 3은 도 1의 A-A라인의 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치의 탈진유닛과 상단하우징의 일부 구간에 대한 부분 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치의 집진유닛과 탈진유닛의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치가 일반적인 집진 공정 시 차폐용 캡 및 집진백의 개구 영역(도 5의 B 부분)의 부분 확대도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치가 탈진 공정 시 차폐용 캡 및 집진백의 개구 영역(도 5의 B 부분)의 부분 확대도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치의 일 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 사이클론 본체, 집진유닛 및 탈진유닛의 절개도이고, 도 3은 도 1의 A-A라인의 횡단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치의 탈진유닛과 상단하우징의 일부 구간에 대한 부분 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치의 집진유닛과 탈진유닛의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명에 의한 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 분진이 포함된 함진가스가 원심분리되도록 함진가스 유입부(120)가 마련되는 사이클론 본체(100)와, 사이클론 본체(100)의 상부에 배치되어 사이클론 본체(100)로부터 배출되는 분진을 수집하는 집진백(220)(filter bag)을 구비하는 집진유닛(200)과, 집진유닛(200)의 상부에 마련되어 집진백(220)에 잔류된 분진을 집진백(220)으로부터 탈진시키는 탈진유닛(300)과, 집진유닛(200)의 상단에 마련되되 탈진유닛(300)을 수납하는 상단하우징(400)을 포함할 수 있다.
사이클론 본체(100)는 분진이 함유된 함진가스가 유입되고 실질적인 집진공정이 수행되기 전에 전처리 공정이 수행되는 부분이다. 전처리 공정은 실제 집진 공정에 들어가기에 앞서, 큰 사이즈의 분진이나 함진가스에 포함된 수분 등을 제거하는 단계를 말한다. 특히, 집진백(220)의 재질 구조 상 수분 등이 집진백(220)의 수명과 집진 효율에 직결되기 때문에, 집진 공정이 수행되기 전에 수분 제거 과정이 반드시 요구된다.
이를 위해, 사이클론 본체(100)는 원통형으로 상, 하부가 개구된 하부케이싱(110)이 마련되고, 하부케이싱(110)에는 외부로부터 분진이 포함된 함진가스가 하부케이싱(110)으로 유입되는 함진가스 유입부(120)가 마련될 수 있다.
함진가스 유입부(120)는 도 1 및 도 3에 주로 도시된 것처럼, 사이클론 본체(100)에 접선방향으로 배치되는 접선방향 덕트(121)와, 함진가스가 유동공간 형성부(140)의 내주면을 따라 유동되도록 일단이 접선방향 덕트(121)에 연결되고 타단이 하부케이싱(110)에 연결되는 원주방향 덕트(122)를 포함할 수 있다. 이로써, 함진가스는 접선방향 덕트(121)를 통과한 다음 원주방향 덕트(122)를 따라 유동되어 유동공간 형성부(140)과 하부케이싱(110)의 내벽 공간 사이로 회전하며 유입될 수 있다. 본 실시예에서는 함진가스의 유입 방향이 상부 측에서 바라볼 때 시계 방향으로 회전하며 인입될 수 있음을 도시하였지만, 이와 달리 함진가스가 반시계 방향으로 회전되며 인입될 수도 있다. 이는 함진가스 유입부(120)의 배치에 따라서 달라질 수 있음은 물론이다.
한편, 사이클론 본체(100)는 도 2를 주로 참조하면, 하부케이싱(110)의 상부면에 배치되는 제1 호퍼(130)와, 제1 호퍼(130)의 하단부에 연결되는 관형 타입의 유동공간 형성부(140)과, 유동공간 형성부(140)과 미리 설정된 간격만큼 이격 배치되는 제2 호퍼(150)를 포함할 수 있다.
설명의 편의를 위해, 제2 호퍼(150)를 먼저 설명한다. 제2 호퍼(150)는 하부케이싱(110)의 하부 일부 구간에 설치되며, 횡단면이 원형으로 마련될 수 있다. 또한, 제2 호퍼(150)에는 분진 수집부(미도시)가 연결되어 있다. 이로써, 사이클론 본체(100) 내부에서 낙하하는 분진이나 수분을 효율적으로 수집할 수 있게 한다.
하부케이싱(110)의 상면 구간에는 제2 호퍼(150)로부터 소정 간격 이격된채 제1 호퍼(130)가 마련될 수 있다. 제1 호퍼(130)는 하부케이싱(110)의 상면을 관통하여 배치되어 상부 측에서 연통되게 마련되는 집진유닛(200)의 하면과 연결될 수 있다. 이러한 제1 호퍼(130)는 하부케이싱(110)의 내부로 갈수록 점진적으로 횡단면이 감소되도록 테이퍼진 단면 형상을 갖는다. 특히, 이러한 제1 호퍼(130)의 횡단면은 도 2를 주로 참조하면, 원주방향을 따라 미리 설정된 간격마다 절곡된 다각형 형상을 가지도록 마련된다. 본 실시예에서는 횡단면이 8각형으로 마련될 수 있으나, 본 발명의 권리범위는 본 실시예에 한정되지 아니한다. 이러한 제1 호퍼(130)의 8각형 단면 형상은 집진 효율을 증가시키게 되는데, 이에 대한 설명은 집진 공정 및 탈진 공정에 대한 설명에서 하기로 한다.
제1 호퍼(130)의 하단부에는 제1 호퍼(130)로부터 길이 연장되되 수직으로 연장되는 유동공간 형성부(140)가 마련될 수 있다. 유동공간 형성부(140) 또한 횡단면이 제1 호퍼(130)의 하단부와 연결되어 있는 관계로, 다각형(본 실시예에서는 8각형) 형상을 가진다. 유동공간 형성부(140)는 함진가스 유입부(120)로부터 유입된 함진가스가 원심력에 의해 회전하고 자중에 의해 하방으로 유동되면서 1차로 분진이 제거된 다음 상승할 때 유동 공간 또는 체류 공간을 형성하는 부분이다. 또한, 유동공간 형성부(140)는 상, 하부가 개구되어 하부의 함진가스가 상부로 유동되고 상부의 분진이 하부로 가라앉는 이동 통로를 형성할 수 있다.
한편, 사이클론 본체(100)에는 염기가스 분사부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 염기가스 분사부는 유동공간 형성부(140) 또는 제1 호퍼(130)에 설치되어, 유동공간 형성부(140) 내부 또는 제1 호퍼(130) 내부로 함진가스의 산성 성분이 중성으로 중화되도록 염기가스를 분무하는 부분이다. 산성의 함진가스가 염기가스와 섞이는 과정에서 제1 호퍼(130)의 8각형의 각 절곡면이 상호 교반을 원활히 하는 역할을 할 수 있다. 본 실시예에서는 함진가스가 산성인 것을 상정하고 설명하였으나, 중성의 함진가스가 유입될 수도 있고 이 경우 염기가스 분사부는 생략될 수 있으며, 염기성의 함진가스가 유입되는 경우에는 중화시키는 산성가스 분사부가 마련될 수도 있을 것이다.
집진유닛(200)은 전처리 공정을 거친 함진가스의 실질적인 집진 공정이 수행되는 부분이다. 이에, 집진유닛(200)은 도 2를 주로 참조하면, 하부케이싱(110)과 연결되는 사각형의 상부케이싱(210)과, 상부케이싱(210) 내부에 상하방향으로 배치되는 복수의 집진백(220)과, 상부케이싱(210)의 상면에 배치되어 집진백(220)을 통과하지 않은 함진가스의 외부 배출을 차단하는 한편 집진백(220)을 지지하는 차단 및 지지플레이트(230)를 포함할 수 있다.
상부케이싱(210)은 단면 형상이 4각형으로 마련되어, 집진백(220)을 집진유닛(200) 내에 밀도높게 배치할 수 있으며 상부케이싱(210) 내에 효율적으로 자리 배치가 가능하도록 한다.
집진백(220)은 상부측이 개구되고 나머지 면은 밀폐되어 있으며, 개구부에 인접하게 갈고리부(221)가 마련된다. 집진백(220)은 부직포 또는 여과포 등으로 제작되어 공기를 필터링하는 필터 역할을 한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 섬유 소재의 집진백(220)의 원형의 단면 형상을 유지하기 위해, 집진백(220) 내부에는 금속 소재의 원통형으로 타공망 지지체가 삽입 결합될 수 있다.
이러한 집진백(220)은 복수개가 마련될 수 있으며, 상부케이싱(210) 내부에서 차단 및 지지플레이트(230)의 개구단턱(232, 도 6 및 도 7 참조)에 집진백(220)의 갈고리부(221)가 지지되어 상하 방향으로 거치될 수 있다. 이로써, 상방으로 상승된 함진가스가 집진백(220)을 통과하면서 잔여 분진이 제거되어 상단하우징(400) 측으로 내보낼 수 있게 한다.
차단 및 지지플레이트(230)는 상부케이싱(210)의 상부면에 배치되어 상부케이싱(210)의 상면을 외부와 차단한다. 차단 및 지지플레이트(230)는 집진백(220)의 개구부와 연통되도록 복수의 개구홀(231, 도 4 및 도 6 참조)이 형성되어 있으며, 개구홀(231) 둘레에는 집진백(220)을 거치하기 위한 개구단턱(232)이 마련될 수 있다. 차단 및 지지플레이트(230)는 집진백(220)을 통과하지 않은 함진가스의 상단하우징(400)으로의 상방 유동을 제한하는 한편 집진백(220)이 거치될 때 지지력을 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이, 집진장치의 집진백(220)의 집진 효율의 향상을 위해서는 주기적으로 또는 정기적으로 집진백(220)에 흡착되어 있는 잔여 분진을 탈진시키는 단계가 반드시 필요하다. 이러한 과정을 탈진 공정이라 하며, 본 발명의 실시예에서는 탈진유닛(300)이 탈진 공정을 수행하게 된다.
탈진유닛(300)은 도 4 및 도 5에 주로 도시된 바와 같이, 상하로 배치되는 적어도 하나 이상의 압축공기 분사노즐(310)과, 압축공기 분사노즐(310)의 일부 구간 상에 배치되어 압축공기 분사노즐(310)에 대해 상대적으로 업/다운 이동되며 다운 이동시 집진백(220)의 개구부를 차폐하는 적어도 하나의 차폐용 캡(320)을 포함할 수 있다.
상단하우징(400) 상부에는 압축공기 분배관(350)이 수평으로 배치되고, 압축공기 분사노즐(310)은 압축공기 분배관(350)에 연결되어 있다. 압축공기 분배관(350)은 외부의 압축공기 공급부(미도시)로부터 제공되는 압축공기를 압축공기 분사노즐(310)로 분배하는 역할을 한다.
압축공기 분사노즐(310)은 탈진 공정 시 집진백(220) 내부로 압축공기를 분사하는 부분이다. 압축공기 분사노즐(310)은 압축공기 분배관(350)과 연결되어 상하 방향으로 배치되되, 하단부는 집진백(220)의 개구부에 인접하여 배치될 수 있다. 이러한 압축공기 분사노즐(310)은 집진백(220)의 개수만큼 복수개 마련될 수 있다.
압축공기 분사노즐(310)의 단부에는 도 5에 주로 도시된 바와 같이, 단부 측으로 갈수록 반경방향 외측으로 절곡 형성된 절곡부(311, 도 6 참조)가 마련될 수 있다. 절곡부(311)의 곡률은 일정할 수 있다. 이러한 절곡부(311)의 상면에는 제1 실링부재(312, 도 6 참조)가 마련될 수 있다. 제1 실링부재(312)는 차폐용 캡(320)이 하방으로 다운 이동될 때 절곡부(311)와 차폐용 캡(320)의 내벽이 직접 접촉되는 것을 저지하는 한편 함진가스의 외부 배출을 차단한다. 이러한 제1 실링부재(312)는 탄성 재질로 제작될 수 있으며, 함진가스의 유동을 차단할 수 있는 경우라면, 다른 재질 또는 소재의 사용도 가능할 것이다.
차폐용 캡(320)은 탈진 공정시 집진백(220)의 개구부를 외부와 차단시켜 탈진 효율을 증가시키는 부분이다. 차폐용 캡(320)은 압축공기 분사노즐(310)의 일부구간 상에 배치되어 압축공기 분사노즐(310)에 대해 상대적으로 업/다운 이동되며, 탈진 공정을 위한 다운 이동될 때 집진백(220)의 개구부 영역 및 절곡부(311)와 접촉되어 집진백(220)의 개구부를 차폐시킬 수 있다.
차폐용 캡(320)은 압축공기 분사노즐(310)이 관통 배치되는 관통홀(321)이 마련되되 집진백(220) 방향으로 갈수록 직경이 증가하는 나팔 형상 또는 부채꼴 형상으로 마련될 수 있다. 차폐용 캡(320)의 개구 단부에는 둘레를 따라 제2 실링부재(322)가 마련될 수 있다. 제2 실링부재(322)는 탈진 공정 시 차폐용 캡(320)이 다운 이동될 때 차폐용 캡(320)이 차단 및 지지플레이트(230)에 접촉 지지되도록 하여 집진백(220)의 개구부 영역을 외부와 차폐하는 부분이다.
한편, 탈진유닛(300)은 도 4에 주로 도시된 것처럼, 각각의 차폐용 캡(320)이 일체로 업/다운되도록 차폐용 캡(320)을 상호 연결시키는 연결 프레임부(330)와, 연결 프레임부(330)의 단부에 결합되어 차폐용 캡(320)을 업/다운 구동시키는 업/다운 구동부(340)를 더 포함할 수 있다.
연결 프레임부(330)는 복수의 차폐용 캡(320)을 상호 연결시키는 부분이다. 연결 프레임부(330)는 도 4를 주로 참조하면, 차폐용 캡(320)의 외면 둘레를 따라 결합되어 탈진 공정 시 차폐용 캡(320)에 가해지는 압력으로부터 하방 지지력을 확보하도록 차폐용 캡(320)의 외면 둘레를 따라 결합되는 캡지지 프레임(331)과, 캡지지 프레임(331)을 사이에 두고 캡지지 프레임(331)의 일부 구간에 각각 결합되어 캡지지 프레임(331)을 상호 연결하는 프레임 연결바아(332)와, 한 쌍의 프레임 연결바아(332)를 상호 연결 및 지지하는 지지브라켓(333)을 포함할 수 있다.
캡지지 프레임(331)은 일면이 판상으로 마련되되 4각 형상으로 배치되며, 판면 일단부가 차폐용 캡(320)의 상면을 지지하도록 마련된다. 그리고, 캡지지 프레임(331)을 사이에 두고 캡지지 프레임(331)의 4각면 중 양면에 프레임 연결바아(332)가 결합된다. 또한, 지지브라켓(333)은 한쌍의 프레임 연결바아(332)를 상호 결합시키는 역할을 한다. 한편, 프레임 연결바아(332)의 양단부는 업/다운 구동부(340)와 상호 연결되며, 업/다운 구동부(340)의 동작에 따라 프레임 연결바아(332)가 업/다운 이동되고, 이에 연결된 캡지지 프레임(331) 및 차폐용 캡(320)이 상하 방향으로 이동 가능하게 된다.
업/다운 구동부(340)는 상단하우징(400)의 양측벽 상에 마련되며, 업/다운 구동부(340)의 단부는 프레임 연결바아(332)의 양단부와 연결된다. 업/다운 구동부(340)는 차폐용 캡(320)이 다운 이동될 때 순차적으로 동작하여 차폐용 캡(320)의 관통홀(321)의 주변 영역을 절곡부(311)의 제1 실링부재(312)로 실링시킨 다음, 차폐용 캡(320)의 개구 단부를 집진백(220)의 개구부 영역에 접촉시킬 수 있다. 본 실시예에서의 업/다운 구동부(340)는 공압 액추에이터(340)로 마련되나, 차폐용 캡(320)의 개수가 증가되거나 인입되는 압축공기 압력이 증가되어야 하는 등의 이유로, 가압력이 증가되어야 할 필요가 있는 경우 다른 액추에이터가 마련될 수도 있을 것이다.
한편, 본 실시예에 따른 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치(10)는 탈진유닛(300)을 수납 및 지지하는 상단하우징(400)을 더 포함할 수 있다.
상단하우징(400)은 도 1, 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼, 집진유닛(200)의 상단에 배치되어 전술한 탈진유닛(300)을 수납 및 지지하는 한편 집진유닛(200)으로부터 집진공정을 거친 함진가스가 외부로 유출없이 함진가스 배출부(420)를 통해 배출되도록 밀폐공간을 형성한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치가 일반적인 집진 공정 시 차폐용 캡 및 집진백의 개구 영역(도 5의 B 부분)의 부분 확대도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치가 탈진 공정 시 차폐용 캡 및 집진백의 개구 영역(도 5의 B 부분)의 부분 확대도이다.
이하, 본 실시예에 따른 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치(10)를 통한 탈진 공정을 도 1 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 3, 도 6에 도시된 바와 같이, 일반적인 집진공정이 수행된다.
먼저, 분진이나 수분이 포함된 함진가스가 함진가스 유입부(120)로 유입된다. 이때 원주방향 덕터(122)의 형상 및 배치 때문에 함진가스는 시계방향으로 유동되고 자중에 의해 하방으로 유동된다. 이때, 사이즈가 큰 분진이나 수분 등 이물질은 계속 하강하여 제2 호퍼(150)를 통해 분진 수집부로 배출된다.
함진가스는 유동공간 형성부(140)의 외면을 따라 하방으로 유동된 다음 유동공간 형성부(140)의 내벽을 따라 상승한다. 이때에도 함진가스 유입부(120)에 의해 발생된 원심력이 유지되고 있으며, 와류를 형성하며 상승되는 함진가스로부터 분진이 원심력에 의해 분리되고 있는 상태이다.
상승되는 함진가스는 집진백(220)을 통과하면서 집진 공정이 수행된다. 집진백(220)을 통과한 함진가스는 집진백(220)의 내부를 거쳐 개구부를 관통하여 상단하우징(400) 내부로 배출되고, 이후 상단하우징과 연통된 함진가스 배출부(420)를 통해 최종적으로 배출될 수 있다.
이러한 집진 공정이 수행되는 동안에는, 탈진유닛(300)의 차폐용 캡(320)은 압축공기 분사노즐(310)로부터 업(up) 이동된 상태로 유지된다. 즉, 탈진유닛(300)은, 집진백(220)을 통해 여과된 함진가스가 집진백(220)의 개구부를 통해 배출될 때 함진가스를 간섭하거나 저지하지 않는다.
탈진 공정이 수행될 수 있다. 탈진 공정이 수행되게 되면, 도 1 내지 도 3, 도 7에 도시된 것처럼, 탈진유닛(300)의 차폐용 캡(320)이 압축공기 분사노즐(310)에 대해 상대적으로 다운 이동되며, 이때 전술한 것처럼 차폐용 캡(320)이 다운 이동될 때 순차적으로 동작하여 차폐용 캡(320)의 관통홀(321)의 주변 영역을 절곡부(311)의 제1 실링부재(312)로 실링시킨 다음, 차폐용 캡(320)의 개구 단부를 집진백(220)의 개구부 영역에 접촉되게 한다.
이때, 차폐용 캡(320)의 관통홀(321)은 제1 실링부재(312)에 의해 실링되고, 집진백(220)의 개구부는 차폐용 캡(320)의 제2 실링부재(322)에 의해 실링된다. 이로써, 집진백(220)은 외부와 완전히 차폐된 상태가 되고, 압축공기 분사노즐(310)로부터 분사되는 압축공기가 집진백(220) 내부로 인입되어 충격기류 방식으로 탈진 공정이 수행될 수 있다. 압축공기 분사노즐(310)과 집진백(220)이 외부로의 누설이 없이 완전히 연통 연결됨으로써, 집진백(220)의 탈진 효율이 증대될 수 있다.
이처럼, 일체형 원심분리 집진장치의 탈진 공정 시 집진백(220) 개구부에 인접 배치된 차폐용 캡(320)이 집진백(220) 개구부를 차단한 후 압축공기를 분사시켜 집진백(220) 내부로 압축공기 유입을 용이하게 하고 압력 손실의 저감없이 분사되도록 하여 탈진 효율이 향상될 수 있다. 집진백(220)으로부터 탈진된 분진 잔여물은 자중에 의해 하방으로 이동되어 분진 수집부로 모이게 된다.
또한, 상단하우징(400) 내에 업/다운 구동부(340)를 마련토록 함으로써, 외부 장치와의 연결을 최소화할 수 있고 이에 따라 집진유닛(200)을 통과하여 정제된 함진가스가 외부로 누설됨을 최소화할 수 있다. 종래보다 간단한 구조와 효율적인 배치로 설치 및 유지보수 관리 비용이 절감되고 함진가스의 누수문제의 발생이 최소화될 수 있게 된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10 : 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치
100 : 사이클론 본체 110 : 하부케이싱
120 : 함진가스 유입부 130 : 제1 호퍼
140 : 유동공간 형성부 150 : 제2 호퍼
160 : 분진 수집부 200 : 집진유닛
210 : 상부케이싱 220 : 집진백
230 : 차단 및 지지플레이트 232 : 개구단턱
300 : 탈진유닛 310 : 압축공기 분사노즐
311 : 절곡부 312 : 제1 실링부재
320 : 차폐용 캡 312 : 제2 실링부재
330 : 연결 프레임부 331 : 캡지지 프레임
332 : 프레임 연결바아 340 : 업/다운 구동부
400 : 상단하우징 420 : 함진가스 배출부

Claims (13)

  1. 분진이 포함된 함진가스가 원심분리되도록 함진가스 유입부가 마련되는 사이클론 본체;
    상기 사이클론 본체의 상부에 배치되어 상기 사이클론 본체로부터 배출되는 분진을 수집하는 집진백(filter bag)을 구비하는 집진유닛; 및
    상기 집진유닛의 상부에 마련되어 상기 집진백에 잔류된 분진을 상기 집진백으로부터 탈진시키는 탈진유닛을 포함하며,
    상기 탈진유닛은,
    상하로 배치되되 단부로 갈수록 반경방향 외측으로 절곡 형성된 절곡부가 마련되어 상기 집진백 내부로 압축공기를 분사하는 적어도 하나 이상의 압축공기 분사노즐; 및
    상기 압축공기 분사노즐의 일부구간 상에 배치되어 상기 압축공기 분사노즐에 대해 상대적으로 업/다운 이동되며, 탈진 공정을 위한 다운 이동될 때 상기 집진백의 개구부 영역 및 상기 절곡부와 접촉되어 상기 집진백의 개구부를 차폐시키는 적어도 하나 이상의 차폐용 캡을 포함하며,
    상기 사이클론 본체는,
    원통형의 하부케이싱;
    상기 하부케이싱의 상면을 관통하여 배치되어 상기 집진유닛의 하면과 연통되게 마련되며, 상기 하부케이싱의 내부로 갈수록 점진적으로 횡단면이 감소되도록 테이퍼진 제1 호퍼;
    상기 제1 호퍼의 하단부에 마련되며, 상기 함진가스 유입부로 유입된 상기 함진가스의 상방으로 유동 시 유동 경로를 형성하는 유동공간 형성부; 및
    상기 유동공간 형성부와 미리 설정된 간격만큼 이격 배치되어 상기 하부케이싱의 일부 구간에 연결되는 제2 호퍼를 포함하며,
    상기 사이클론 본체는,
    상기 유동공간 형성부에 설치되어 상기 함진가스의 산성 성분이 중성으로 중화되도록 염기가스가 분사되는 염기가스 분사부를 더 포함하며,
    상기 함진가스와 상기 염기가스가 상호 교반이 원활하도록, 상기 제1 호퍼의 횡단면은 원주방향을 따라 미리 설정된 간격마다 절곡된 다각형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차폐용 캡은 상기 압축공기 분사노즐이 관통 배치되는 관통홀이 마련되되 상기 집진백 방향으로 갈수록 직경이 증가하는 나팔 또는 부채꼴 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 절곡부 및 상기 차폐용 캡의 개구 단부에는 각각 제1 및 제2 실링부재가 마련되는 것을 특징으로 하는 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 압축공기 분사노즐 및 상기 차폐용 캡은 복수이며,
    상기 탈진유닛은,
    각각의 상기 차폐용 캡이 일체로 업/다운되도록 상기 차폐용 캡을 상호 연결시키는 연결 프레임부; 및
    상기 연결 프레임부의 단부에 결합되어 상기 차폐용 캡을 업/다운 구동시키는 업/다운 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 업/다운 구동부는, 상기 차폐용 캡이 다운 이동될 때 순차적으로 동작하여 상기 차폐용 캡의 관통홀의 주변 영역을 상기 절곡부의 상기 제1 실링부재로 실링시킨 다음, 상기 차폐용 캡의 개구 단부를 상기 집진백의 개구부 영역에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 연결 프레임부는,
    상기 차폐용 캡의 외면 둘레를 따라 결합되어 탈진 공정 시 상기 차폐용 캡에 가해지는 압력으로부터 하방 지지력을 확보하도록 상기 차폐용 캡의 상면에 결합되는 캡지지 프레임;
    상기 캡지지프레임을 사이에 두고 상기 캡지지 프레임의 일부 구간에 각각 결합되어 상기 캡지지 프레임을 상호 연결하는 한 쌍의 프레임 연결바아; 및
    상기 한 쌍의 프레임 연결바아를 상호 연결 및 지지하는 지지브라켓을 포함하며,
    상기 프레임 연결바아의 양단부는 상기 업/다운 구동부와 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 함진가스 유입부는,
    상기 사이클론 본체에 접선방향으로 배치되는 접선방향 덕트; 및
    상기 함진가스가 상기 유동공간 형성부와 상기 하부케이싱 사이의 이격공간을 따라 유동되도록 일단이 상기 접선방향 덕트에 연결되고 타단이 상기 하부케이싱에 연결되는 원주방향 덕트를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 집진유닛은,
    상기 하부케이싱과 연결되는 사각형의 상부케이싱; 및
    상기 상부케이싱의 상면에 배치되어 상기 집진백을 통과하지 않은 상기 함진가스의 외부 배출을 차단하는 한편 상기 집진백을 지지하는 차단 및 지지플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 업/다운 구동부는 공압 액추에이터인 것을 특징으로 하는 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 집진유닛의 상단에 배치되어 상기 탈진유닛을 수납 및 지지하는 한편 상기 집진유닛으로부터 배출되는 함진가스 배출부가 마련되는 상단하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈진 공정의 차폐용 캡을 구비한 집진장치.
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