KR101743223B1

KR101743223B1 - 여과 집진기

Info

Publication number: KR101743223B1
Application number: KR1020160054150A
Authority: KR
Inventors: 김광현
Original assignee: 한 세이프 주식회사
Priority date: 2016-05-02
Filing date: 2016-05-02
Publication date: 2017-07-11

Abstract

내부 가스의 흐름이 사각지대를 형성함으로서 저온부식이 일어나게 되는 것을 방지하도록 백하우스가 형성되고, 함진가스의 투입 및 배출량 조절을 용이하게 하며 또한 분진의 배출이 용이하도록 밸브가 개선되어 있는 여과 집진기가 개시된다. 본 발명의 여과 집진기는 내부로 필터가 설치되는 직사각형의 백하우스몸체와, 상기 백하우스몸체 상단에 연장되는 사다리꼴 형태의 백하우스상부와, 상기 백하우스몸체 하단에 연장되는 사다리꼴 형태의 백하우스하부를 포함하는 백하우스; 상기 백하우스하부 하단면에 설치되는 로터리밸브; 상기 백하우스하부 또는 상기 백하우스몸체 측면에 설치되어 함진가스를 투입하는 투입부와, 상기 투입부에 설치되어 투입되는 함진가스량을 조절하는 버터플라이밸브들을 포함하고, 상기 백하우스의 형상 및 로터리밸브, 버터플라이밸브에 대한 개량이 실시되어 있다.

Description

여과 집진기{FILTER DUST COLLECTOR}

본 발명은 여과 집진기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 여과 집진기의 백하우스 내부에서 가스의 흐름이 사각지대를 형성함으로서 내부에서 부하가 발생, 효율이 저하되도록 하는 문제를 개선할 수 있도록 백하우스가 형성되고, 함진가스의 투입 및 배출량 조절을 용이하게 하며 또한 분진의 배출이 용이하도록 밸브가 개선되어 있는 여과 집진기를 제공한다.

여과집진기(Filter Dust Collector, 濾過集塵機)는 여과집진장치라고도 하며, 대기오염의 원인이 될 수 있는 대기 중의 각종 입자상물질이나 공장 등의 배출가스에 포함된 유해입자(이하 "유해입자" 라 한다.)를 걸러내도록 하는 대기오염 방지 장치의 하나이다. 도 1에 종래의 여과집진기(10)가 도시되어 있는데, 도 1에서 도시된 바와 같이 상기와 같은 여과집진기는 넓은 사각형의 몸체인 백하우스(11)와, 유해입자를 포함한 함진가스를 투입하는 투입구(12) 및 상기 유해입자가 필터에 의해 걸러진 후의 가스를 배출하는 배출구(13)를 포함한다. 상기 백하우스(11) 내부로는 상기 유해입자를 걸러내는 필터가 설치되는데, 상기 필터는 도 1에서는 생략되어 있다.

도 1에서의 실선 화살표는 상기 함진가스의 흐름을 도시한 것인데, 도 1에서 도시된 바와 같이 상기 투입구(12)를 통해서 투입된 함진가스는 압력에 의해 상기 배출구(13)로 이동하게 되는데, 이때 상기 함진가스는 상기 배출구(13) 쪽으로 최단거리로 이동하려는 양상을 띄게 되므로, 도 1에서 도시된 바와 같이 상기 함진가스는 상기 배출구(13)가 설치된 쪽으로 쏠리게 되어 왜곡된 흐름을 만들게 된다. 따라서 상기 백하우스(11) 내부에는 함진가스의 왜곡된 흐름으로 인하여 압력이 높아지는 구역(H-P)과 상대적으로 압력이 낮아지는 구역(L-P)이 생기게 되는데, 이로 인하여 상기 압력이 낮아지는 구역(L-P)은 상기 유해가스의 흐름이 더디게 되어 백하우스 내부로 부하가 발생, 백하우스 전체에서 효율을 떨어뜨리게 되는 문제점이 발생하였다. 이와 같이 백하우스 전체에서 효율이 낮아지게 됨으로서 백하우스의 수명이 낮아지게 되며, 처리 비용 또한 증가되어 결과적으로 함진가스의 여과 비용이 높아지는 문제점이 발생하였다.

KR공개특허 10-2004-0090182 호 KR등록특허 10-1059470 호 KR등록특허 10-0344756 호 KR등록특허 10-1224946 호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하여, 백하우스 내부에서 함진가스의 압력을 일정하게 함으로서 함진가스의 왜곡된 흐름이 발생하는 것을 방지하고, 함진가스의 투입량 및 배출량을 미세하게 조절할 수 있도록 하며 또한 하단부에 적층되는 유해입자들을 빠르게 배출해낼 수 있도록 하는 여과 집진기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여,

내부로 필터가 설치되는 직사각형의 백하우스몸체와, 상기 백하우스몸체 상단에 연장되는 사다리꼴 형태의 백하우스상부와, 상기 백하우스몸체 하단에 연장되는 사다리꼴 형태의 백하우스하부를 가지는 백하우스, 상기 백하우스하부 하단면에 설치되는 로터리밸브, 상기 백하우스하부 또는 상기 백하우스몸체 측면 하부에 설치되어 함진가스를 상기 백하우스몸체 내부로 투입하는 투입부와, 상기 투입부에 설치되어 투입되는 함진가스량을 조절하는 제1버터플라이밸브, 상기 백하우스상부의 상부상단면에 설치되어 여과된 함진가스를 배출하는 배출부, 및 상기 배출부에 설치되어 배출하는 여과된 가스량을 조절하는 제2버터플라이밸브를 포함하는 여과 집진기에 있어서, 상기 로터리밸브 내부에는 임펠러가 설치되되, 상기 임펠러는 임펠러축, 상기 임펠러축의 외주면을 따라 형성되면서 상기 임펠러축의 길이방향을 따라 설치되는 하나 이상의 임펠러날개, 및 상기 임펠러날개의 양 단부에 설치되는 한 쌍의 원판을 포함하며, 상기 임펠러날개는 상기 원판을 기준으로 10~30도의 비틀림 각도를 가지도록 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 버터플라이밸브는, 내부에 원통형상의 유로가 형성된 링 형태의 버터플라이밸브몸체, 상기 버터플라이몸체 내부의 유로에 수용되며 가운데에는 원형의 중공이 형성된 원판형의 제1디스크, 상기 제1디스크 내의 원형의 중공에 수용될 수 있는 원판형의 제2디스크, 상기 버터플라이밸브몸체 외부에서 상기 버터플라이밸브몸체를 관통해 일측단부가 상기 제1디스크와 체결되어 상기 제1디스크를 회전시키는 제1회전축, 및 상기 버터플라이밸브몸체 외부에서부터 상기 제1회전축의 내부를 길이방향으로 관통함과 동시에 상기 제1디스크를 관통해 일측단부가 상기 제2디스크와 체결되어 상기 제2디스크를 회전시키는 제2회전축,을 포함하되, 상기 제1회전축의 타측단부와 상기 제1회전축을 회전시키는 손잡이 사이에는 제1베벨기어부가 설치되고, 상기 제2회전축의 타측단부와 상기 제2회전축을 회전시키는 또 다른 손잡이 사이에는 제2베벨기어부가 설치되며, 상기 제1디스크와 상기 제2디스크의 테두리에는 밀폐를 위하여 개스킷이 설치되고, 상기 백하우스몸체의 너비(WIDTH)와 높이(LENGTH)의 비는, 상기 너비(WIDTH)가 1일 때 상기 높이(LENGTH)가 2.2 이상 되도록 상기 백하우스몸체가 형성된다.

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본 발명에 의하면, 백하우스 내부에서 함진가스의 흐름이 모든 부분에서 일정하므로 유해입자가 낮은 압력으로 인해 정체되어 백하우스 내부에서 함진가스 흐름의 왜곡을 일으키지 않게 되어 백하우스의 수명 연장 및 유지비용을 절감할 수 있게 되고, 또한 보다 효율적이고 경제적으로 함진가스의 여과작업을 실시할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 백하우스의 구조도.
도 2는 본 발명의 여과 집진기의 구조도.
도 3은 본 발명의 로터리밸브 내 임펠러의 사시도.
도 4, 도 5a, 도 5b는 본 발명의 버터플라이밸브의 사시도.
도 6은 본 발명의 버터플라이밸브의 단면도.
도 7은 본 발명의 여과 집진기의 사용상태 구조도.

이하에서는 본 발명을 첨부되는 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 하기의 설명은 본 발명의 실시와 이해를 돕기 위한 것이지 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다. 당업자들은 이하의 특허등록청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 내에서 다양한 변형 및 변경이 있을 수 있음을 이해할 것이다.

도 2는 본 발명의 여과 집진기(100)의 구조도이다. 이하에서는 도 2를 통하여 본 발명의 여과 집진기(100)의 구성 및 동작에 대해 설명한다.

설명에 앞서, 도 2에서 실선 화살표는 함진가스 및 여과된 가스의 이동 경로를 나타내며, 점선 화살표는 상기 함진가스 내 분진의 이동 경로를 나타낸 것이다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 여과 집진기(100)는 내부로 필터가 설치되는 직사각형 형태의 백하우스몸체(111)와, 상기 백하우스몸체(111)의 상단 및 하단에 설치되는 사다리꼴 형태의 백하우스상부(112) 및 백하우스하부(113)로 이루어진 백하우스(110), 그리고 도시된 바와 같이 상기 백하우스몸체(111)의 측면 하부 또는 상기 백하우스하부(113) 측면에 설치되는 투입부(130) 및 제1버터플레이밸브(131), 그리고 상기 상기 백하우스상부(112) 상단에 설치되는 배출부(140) 및 제2버터플라이밸브(141), 그리고 상기 백하우스하부(113) 하단에 설치되는 로터리밸브(120)를 포함한다.

여기서 상기 백하우스몸체(111) 내부의 필터는 도 2에서는 생략되어 있다. 본 발명의 여과 집진기(100)에서 필터는 표면여과방식이나 내부여과방식 등 종래의 기술을 사용하면 된다.

이때 상기 백하우스몸체(111)는 전술한 종래의 여과집진기(10)에서 발생하던 내부의 압력 차이를 방지하기 위하여, 백하우스몸체 너비(WIDTH) 대비 높이(LENGTH)를 길게 형성하게 되는데, 이때 상기 백하우스몸체의 너비(WIDTH) 대비 높이(LENGTH)의 비는, 상기 백하우스몸체 너비(WIDTH)를 1이라고 하였을 시, 상기 백하우스몸체 높이(LENGTH)는 적어도 2.2 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 백하우스상부(112)는 전술한 바와 같이 사다리꼴 형태로 형성되는데, 이때 상기 백하우스상부(112)는 상기 백하우스몸체(111)와 연장되는 상부하단면(112a)에 비해, 이와 마주보는 면인 상부상단면(112b)이 좁게 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 상기 상부상단면(112b)은 여과된 가스가 배출되도록 하는 배출부(140)가 연장 설치된다.

상기와 같이 백하우스몸체(111) 및 백하우스상부(112)가 형성됨으로서, 상기 백하우스몸체(111) 내에서 함진가스의 압력이 일정하게 유지된 채 상기 백하우스상부(112)로 이송될 수 있으며, 또한 상기 백하우스상부(112)의 형성된 형태로 인하여 가스가 자연스럽게 배출부(140)로 모여지게 되어 상기 배출부(140)까지 여과되어 배출되는 가스가 압력이 낮아지지 않은 채로 이송될 수 있다.

도 3은 본 발명의 백하우스하부(113) 하단에 설치되는 로터리밸브(120)의 임펠러(1200)의 사시도이다. 이하에서는 도 3을 통하여 본 발명의 로터리밸브(120)에 사용되는 상기 임펠러(1200)의 구조적 특징 및 기능에 대해 설명한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 여과 집진기(100)는 상기 백하우스하부(113)의 하단부에 로터리밸브(120)가 설치되는데, 이러한 여과 집진기 하단에 로터리밸브가 설치되는 것은 일반적인 종래의 여과 집진기에서도 사용되고 있다. 이는 상기 백하우스(110) 내에서 여과되고 남은 유해입자를 외부로 배출시키면서 동시에, 외부로부터 산소가 유입되는 것을 방지해야 하기 때문이다. 이를 달성하기 위하여, 일반적인 종래의 여과 집진기 백하우스 하단에 로터리밸브가 설치되며, 본 발명의 여과 집진기(100) 또한 상기 백하우스하부(113) 하단면에 로터리밸브(120)가 설치되어 하단으로 낙하하여 적층되는 유해입자의 배출을 실시한다. 그리고 상기 임펠러(1200)는 로터리밸브(120)에서 적층된 유해입자를 긁어 내어 하단으로 이송시키는 핵심적인 부품이다.

이러한 상기 로터리밸브(120)에 대하여, 본 발명의 여과 집진기(100)에서는 상기 로터리밸브(120)의 임펠러(1200)를 개량하여 구비, 사용하게 되는데 종래의 로터리밸브의 경우 임펠러는 하나 이상의 직선형 날개를 가지게 되어 상기 적층된 유해입자를 긁어 내어 외부로 이송시키는 데 진동 및 소음을 유발하였고, 적층된 유해입자를 원활히 배출하기 힘들 뿐 아니라 날개의 잦은 손상을 유발하게 되었다. 이에 비해, 본 발명의 임펠러(1200)는 상기 로터리밸브(120) 내에서 회전하는 임펠러축(A)의 외주면을 따라 설치되면서 임펠러축(A)의 길이방향으로 연장되게 설치되는 하나 이상의 임펠러날개(1210)가 비틀려서 형성되고, 또한 상기 임펠러축(A)의 양 측면으로 한 쌍의 원판(1201, 1202)이 설치되어, 상기 임펠러날개(1210)가 상기 로터리밸브(120) 내부에서 마찰 등에 의하여 손상되거나 과도한 힘을 받아 접합부 간 크랙이 발생하는 것을 방지하도록 한다.

여기서, 상기 하나 이상의 임펠러날개(1210)가 상기 일측의 제2원판(1202)과의 비틀림각(a)은 10~30도 사이가 되도록 하는 것이 바람직하고, 대향되는 제1원판(1201)의 대향비틀림각(a) 역시 10~30도 사이가 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 하는 이유는, 상기 임펠러날개(1210)의 비틀림각(a)을 10도 미만으로 하게 되면, 낙하하는 분진더미를 깎아내어 배출하는 것에는 유리할 수 있으나, 고착화된 분진 낙하 시 상기 임펠러날개(1210)의 충격 흡수가 적어지게 되어 접합부에 과도한 충격이 지속적으로 발생, 파손을 야기할 수 있게 되어 상기 임펠러(1200)에 대한 전체적인 내구성 하락을 유발할 수 있기 때문이며, 상기 비틀림각(a)이 30도를 초과할 경우, 상기 임펠러날개(1210)가 종래의 직선형 임펠러날개에 가까워지기 때문에 종래의 로터리밸브 내 임펠러가 내재하고 있던 소음 및 진동, 적층된 유해입자의 배출문제 및 내구성 문제 등이 발생할 수 있기 때문이다. 따라서 상기 비틀림각(a)은 상기한 범위 이내에서 결정하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 임펠러(1200) 외에 나머지 로터리밸브(120)는 종래의 방식을 그대로 사용하면 되므로, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.

도 4는 본 발명의 투입부(130) 및 배출부(140)에 각각 설치되는 버터플라이밸브(1300)의 구조도이다. 이하에서는 본 발명에 사용되는 상기 버터플라이밸브(1300)의 동작에 대해 설명한다.

상기 버터플라이밸브(1300)는 도 4에서 도시된 바와 같이, 내부에 원통형상의 유로를 형성하는 버터플라이밸브몸체(1310), 상기 버터플라이밸브몸체(1310) 내부의 유로에 수용되며 가운데에는 원형의 중공이 형성된 원판형의 제1디스크(1320)와, 상기 제1디스크(1320) 내의 원형의 중공에 수용될 수 있는 원판형의 제2디스크(1330), 및 제1 및 제2디스크(1320, 1330)를 각각 회전시키는 제1 및 제2회전축(B1, B2)을 포함한다. 여기서 제1회전축(B1)은 도시된 바와 같이 버터플라이밸브몸체(1310) 외부에서 버터플라이밸브몸체(1310)를 관통해 나사 등의 수단을 통하여 제1디스크(1320)와 체결되며, 제2회전축(B2)은 버터플라이밸브몸체(1310) 외부에서부터 제1디스크(1320)의 내부를 길이방향으로 관통함과 동시에 제1디스크(1320)를 관통해 나사 등의 수단을 통하여 제2디스크(1330)와 체결된다. 따라서, 상기 제1디스크(1320) 및 제2디스크(1330)는 제1 및 제2회전축(B1, B2)의 회전 동작에 따라 개별적으로 상기 버터플라이밸브몸체(1310) 내에서 회전할 수 있게 된다.

물론, 밀폐를 위하여 상기 제1디스크(1320)와 제2디스크(1330)의 테두리에는 밀폐를 위하여 개스킷(Gasket)이 설치된다.

또한 본 발명의 버터플라이밸브(1300)는, 상기 버터플라이밸브몸체(1310) 내에서 도 5a에서와 같이 상기 제1회전축(B1) 및 제2회전축(B2)이 동시에 회전함으로써 상기 제1디스크(1320) 및 제2디스크(1330)가 동시에 회전할 수도 있으며, 또한 도 5b에서와 같이 상기 제1회전축(B1)은 고정되어 상기 제1디스크(1320)는 폐쇄되고, 상기 제2회전축(B2)만 회전하여 제2디스크(1330)만 별도로 개방될 수도 있다. 이로써 상기 버터플라이밸브(1300)는 그 개방의 정도를 조절할 수 있게 됨으로서 함진가스 및 정화된 가스의 배출량을 정밀하게 조절할 수 있도록 한다.

도 6은 상기 버터플라이밸브(1300)의 단면도이다. 도 6을 통하여 상기 디스크(1320, 1330)의 개폐동작에 대해 추가적으로 설명하면, 상술한 바와 같이 상기 제1디스크(1320)는 제1회전축(B1)의 회전에 의해 개폐되고, 제2디스크(1330)는 제2회전축(B2)의 회전에 의해 개폐되는데, 상기 제1회전축(B1)에 회전 동력을 제공하기 위하여, 도시된 바와 같이 상기 제1회전축(B1)의 타측단부와 상기 제1회전축(B1)을 회전시키는 손잡이 사이에는 제1베벨기어부(G1)가 설치되고, 상기 제2회전축(B2)의 타측단부와 상기 제2회전축(B2)을 회전시키는 또 다른 손잡이 사이에는 제2베벨기어부(G2)가 설치된다. 상기 제1 및 제 2베벨기어부(G1, G2)가 개별적으로 동작함으로서, 상기 제1 및 제2 회전축(B1, B2)이 개별적으로 회전 동작할 수 있고, 이에 따라 상기 제1 및 제2 디스크(1320, 1330) 또한 개별적으로 개폐될 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되는 버터플라이밸브(1300)는, 도 2에서의 제1버터플라이밸브(131) 및 제2버터플라이밸브(141)에 사용된다.

또한 본 발명은 도 7에서 도시된 바와 같이, 둘 이상으로 본 발명의 여과집진기(100)를 구성하여 사용할 수도 있다.

100 : 여과 집진기. 110 : 백하우스
111 : 백하우스몸체. 112 : 백하우스상부.
113 : 백하우스하부. 120 : 로터리밸브.
1200 : 임펠러. 130 : 투입부.
131, 141, 1300 : 버터플라이밸브. 140 : 배출부.

Claims

내부로 필터가 설치되는 직사각형의 백하우스몸체와, 상기 백하우스몸체 상단에 연장되는 사다리꼴 형태의 백하우스상부와, 상기 백하우스몸체 하단에 연장되는 사다리꼴 형태의 백하우스하부를 가지는 백하우스, 상기 백하우스하부 하단면에 설치되는 로터리밸브, 상기 백하우스하부 또는 상기 백하우스몸체 측면 하부에 설치되어 함진가스를 상기 백하우스몸체 내부로 투입하는 투입부와, 상기 투입부에 설치되어 투입되는 함진가스량을 조절하는 제1버터플라이밸브, 상기 백하우스상부의 상부상단면에 설치되어 여과된 함진가스를 배출하는 배출부, 및 상기 배출부에 설치되어 배출하는 여과된 가스량을 조절하는 제2버터플라이밸브를 포함하는 여과 집진기에 있어서,
상기 로터리밸브 내부에는 임펠러가 설치되되, 상기 임펠러는 임펠러축, 상기 임펠러축의 외주면을 따라 형성되면서 상기 임펠러축의 길이방향을 따라 설치되는 하나 이상의 임펠러날개, 및 상기 임펠러날개의 양 단부에 설치되는 한 쌍의 원판을 포함하며, 상기 임펠러날개는 상기 원판을 기준으로 10~30도의 비틀림 각도를 가지도록 형성되고,
상기 제 1 및 제 2 버터플라이밸브는, 내부에 원통형상의 유로가 형성된 링 형태의 버터플라이밸브몸체, 상기 버터플라이밸브몸체 내부의 유로에 수용되며 가운데에는 원형의 중공이 형성된 원판형의 제1디스크, 상기 제1디스크 내의 원형의 중공에 수용될 수 있는 원판형의 제2디스크, 상기 버터플라이밸브몸체 외부에서 상기 버터플라이밸브몸체를 관통해 일측단부가 상기 제1디스크와 체결되어 상기 제1디스크를 회전시키는 제1회전축, 및 상기 버터플라이밸브몸체 외부에서부터 상기 제1회전축의 내부를 길이방향으로 관통함과 동시에 상기 제1디스크를 관통해 일측단부가 상기 제2디스크와 체결되어 상기 제2디스크를 회전시키는 제2회전축,을 포함하되, 상기 제1회전축의 타측단부와 상기 제1회전축을 회전시키는 손잡이 사이에는 제1베벨기어부가 설치되고, 상기 제2회전축의 타측단부와 상기 제2회전축을 회전시키는 또 다른 손잡이 사이에는 제2베벨기어부가 설치되며,
상기 제1디스크와 상기 제2디스크의 테두리에는 밀폐를 위하여 개스킷이 설치되고,
상기 백하우스몸체의 너비(WIDTH)와 높이(LENGTH)의 비는, 상기 너비(WIDTH)가 1일 때 상기 높이(LENGTH)가 2.2 이상 되도록 상기 백하우스몸체가 형성되는 여과 집진기.
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