KR101872388B1 - 응축수 분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축된 에어로부터 응축수를 분리하는 응축수 분리장치에 관한 것으로서, 투입구와 배출구가 마련된 하우징; 상기 하우징의 내부 상측에 회전 가능하게 배치되는 원 기둥 형상의 샤프트; 및 상기 사프트의 외주면을 따라 방사상으로 상호 이격되어 배치되는 복수 개의 격판을 포함하며, 상기 투입구를 통해 유입되는 압축된 에어는 상기 격판에 충돌하여 상기 샤프트를 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 배관을 따라 이송되는 압축된 에어로부터 응축수를 분리할 수 있다.

Description

응축수 분리장치{Apparatus for seperating condensing water in the compressed air pipeline}

본 발명은 응축수 분리장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 배관을 따라 이송되는 압축된 에어(Air)로부터 응축수를 분리하는 응축수 분리장치에 관한 것이다.

일반적인 주상집진기의 집진라인 및 에어라인 간의 배치 구조는 도 1을 통해 간략히 도시되어 있다.

주상집진기(2)는 고로 조업 중 주상 설비(3) 내에서 발생하는 분진을 포집하여 처리하는 설비로서, 집진라인(21)을 통해 분진이 포함된 공기를 흡입시킨 후 집진실 내에 마련된 백(bag)을 거치도록 하여 청정한 공기는 배출하고 분진만을 포집한다.

그런데, 고로의 각 설비, 예를 들어, 주상집진기(2), 주상 설비(3), 수재 설비(4), 청정 설비(5), 열풍로 설비(6), 노정 설비(7) 등은 해당 설비의 용도에 맞게 조절된 압축된 에어를 필요로 한다. 이를 위해, 압축된 에어를 생성하고 조절 및 공급하는 장치로서 컴프레서 장치(10)가 마련된다.

컴프레서 장치(10)는 도시된 바와 같이, 압축된 에어(이하, '에어'라 함)를 생성하는 에어 컴프레서(12)를 비롯하여, 필요에 따라 에어 탱크(13), 에어 드라이어(14) 및 에어 필터(15)와 같은 구성을 포함할 수 있다.

다만, 이러한 컴프레서 장치(10)에 사용되는 부속 구성들은 기본적인 압축용량에 맞게 최소사양으로 제공되는 것들로서, 에어의 완전 건류(乾溜) 및 필터링을 수행하기에는 어려움이 있다.

이에 따라, 일시적으로 다량의 에어 공급이 필요한 열풍로 설비(6)의 경우 도시된 바와 같이 별도로 에어 탱크(13-1)를 구비하기도 하며, 또한, 정밀한 컨트롤이 필요한 주상 설비(3)의 경우 별도의 에어 드라이버(14-1)를 구비하기도 한다.

그런데, 컴프레서 장치(10)와 이로부터 에어를 공급받는 설비 간의 거리가 멀어질 경우, 에어 손실이 커지며 응축수가 발생되는 문제가 있다. 그에 따라, 해당 설비의 특성을 고려하여 추가적인 보조기기 들을 마련해야 하는데 이에 상당한 비용이 소요된다.

상기와 같은 문제점을 갖는 설비 중 대표적인 예로서 주상집진기(2)를 들 수 있다.

주상집진기(2)는 컴프레서 장치(10)로부터 가장 원거리(예: 대략 300m 이상)를 두고 배치되는데 상당량의 응축수가 생성된다. 그리고 이러한 응축수는 주상집진기 내부의 백(Bag) 및 에어라인 부식의 원인이 된다. 이때, 에어를 정제하기 위해서는 용량이 큰 에어 드라이어(14)가 마련되어야 하는데, 이는 고가의 가격을 형성하고, 한번 사용된 에어는 재활용이 될 수 없기에, 비용 대비 효율성이 저하되는 문제가 있다.

주상집진기(특히, 일 예로 백형 집진기)의 백실(Bag Room) 내부의 구조는 도 2를 참조하여 확인할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 주상집진기 백실(22)에는 백(23)이라고 지칭되는 둥근 원통형의 필터가 구비되며, 이를 통해 오염된 공기(DA)가 통과한다. 그리고 청정한 공기(CA)는 백(23)을 통해 배출되며, 분진(D)만이 백(23)에 흡착된다. 그 결과 일정시간 사용된 백(23)에는 다량 흡착된 분진에 의해 막힘 현상이 발생되며, 이는 차압을 형성하여 더 이상 사용할 수 없게 된다.

각각의 백실(22)의 전, 후 댐퍼(damper)를 차단시킨 상태에서 펄싱라인(24)을 통해 다이아프램 밸브(Diaphragm Valve)(25)를 동작시킬 경우, 일시적으로 역방향으로 에어가 분사되며, 이때의 충격으로 인해 백(23)에 흡착된 분진(D)은 제거된다. 그리고 제거된 분진은 하부 호퍼(27)를 통해 분리 포집된다. 이러한 작용을 펄싱(Pulsing) 작용이라 한다.

상기와 같은 펄싱 작용에는 순간적으로 분사되는 다량의 에어가 요구되는데, 백(23)의 상부로 개별 연통된 펄싱 라인(24)의 일측에 설치된 다이아프램 밸브(25)를 순간적으로 구동시켜 펄싱 작용을 구현한다.

다만, 주상집진기(2)의 펄싱 라인(24)과 연결된 에어라인(11)을 통해 공급되는 에어는 수분을 다량 포함할 경우가 있다. 이로부터 발생된 응축수는 백(23)을 습화시켜 백 막힘 현상을 촉진한다. 그리고 이러한 백 막힘 현상은 펄싱라인(24)을 부식시켜 손상시키며, 나아가 다이아프램밸브(25)의 손상을 유발하는 원인으로 작용한다.

또한, 응축수는 각각의 설비를 작동을 시켜주는 솔레노이드 밸브(Solenoid valve)를 오동작시키거나 아예 작동 불능상태까지 유발시키고 결국에는 에어 실린더(Air Cylinder) 내에 침투되어 실린더의 성능을 마비시키기까지 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배관을 따라 이송되는 압축된 에어로부터 응축수를 분리하는 응축수 분리장치를 제공한다.

실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제는 본 발명의 실시예에 따라, 압축된 에어로부터 응축수를 분리하는 응축수 분리장치에 관한 것으로서, 투입구와 배출구가 마련된 하우징; 상기 하우징의 내부 상측에 회전 가능하게 배치되는 원 기둥 형상의 샤프트; 및 상기 사프트의 외주면을 따라 방사상으로 상호 이격되어 배치되는 복수 개의 격판을 포함하며, 상기 투입구를 통해 유입되는 압축된 에어는 상기 격판에 충돌하여 상기 샤프트를 회전시키는 응축수 분리장치에 의해 달성된다.

그리고, 상기 에어가 상기 격판에 충돌함에 따라 상기 격판에 응결되는 응축수는 자중 및 원심력에 의해 상기 격판의 하부로 탈락될 수 있다.

한편, 상기 응축수 분리장치는 상기 샤프트의 하부에 배치되되, 복수 개의 홀이 형성된 차단판을 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 격판에서 탈락된 상기 응축수는 상기 홀을 통해 상기 하우징의 하부에 저장될 수 있다.

여기서, 상기 차단판은 상협하광의 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 차단판은 상기 샤프트가 회전함에 따라 회전할 수 있다.

또한, 상기 응축수 분리장치는 상기 하우징의 하부에 배치되는 트랩을 더 포함하며, 상기 하우징의 하부에 모인 응축수에 의해 기 설정된 압력에 도달시 상기 트랩은 상기 응축수를 배출할 수 있다.

한편, 상기 투입구와 상기 배출구는 마주보게 배치되되, 상기 배출구는 상기 투입구보다 소정의 높이(h)로 상측에 배치될 수 있다.

그리고, 상기 투입구는 에어 컴프레서에 연결되고, 상기 배출구는 에어 탱크에 연결될 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 응축수 분리장치는 배관을 따라 이송되는 압축된 에어로부터 응축수를 분리할 수 있다.

즉, 압축된 에어를 격판에 충돌시켜 격판의 표면에 응축수를 응결시키고, 응축수의 자중과 원심력을 이용하여 하우징 하부에 응축수를 저장할 수 있다.

또한, 상기 응축수 분리장치는 모터와 같은 별도의 구동장치 없이 압축된 에어를 격판에 충돌시켜 샤프트를 회전시킴으로써, 격판에 응축수를 응결시킴과 더불어 격판에 응결된 응축수를 탈락시킬 수 있다.

또한, 차단판은 샤프트의 하단부에 회전 가능하게 배치되기 때문에, 원심력에 의해 차단판을 따라 이동하는 응축수는 홀을 통해 하우징의 하부로 배출될 수 있다.

도 1은 주상집진기의 집진라인 및 에어라인 간의 연결 구조를 나타내는 도면이고,
도 2는 주상집진기의 백실 내부에서 에어 흐름을 나타내는 도면이고,
도 3은 에어 컴프레서와 에어 탱크에 사이에 배치되는 본 발명의 실시예에 따른 응축수 분리장치를 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 응축수 분리장치를 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 응축수 분리장치의 샤프트와 격판을 나타내는 사시도이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 응축수 분리장치의 차단판을 나타내는 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1 및 도 3을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 응축수 분리장치(1)는 에어 컴프레서(12)와 에어 탱크(13) 사이에 배치될 수 있다.

따라서, 상기 응축수 분리장치(1)는 에어 컴프레서(13)로부터 배관을 따라 공급되는 압축된 에어(Air)로부터 응축수를 분리할 수 있다. 그에 따라, 주상집진기(2), 주상 설비(3), 수재 설비(4), 청정 설비(5), 열풍로 설비(6), 노정 설비(7) 등은 응축수가 분리된 압축된 에어를 공급받을 수 있다.

또한, 상기 응축수 분리장치(1)는 응축수가 분리된 에어를 에어 실린더에 공급할 수 있다.

도 4를 참조하여 살펴보면, 상기 응축수 분리장치(1)는 투입구(110)와 배출구(120)가 마련된 하우징(100), 하우징(100)에 회전 가능하게 배치되는 샤프트(200), 사프트(200)의 외주면을 따라 방사상으로 상호 이격되어 배치되는 복수 개의 격판(300), 차단판(400) 및 트랩(500)을 포함할 수 있다.

투입구(110)를 통해 하우징(100) 내부로 유입되는 압축된 에어는 격판(300)에 충돌하여 샤프트(200)를 회전시킨다.

하우징(100)은 상기 응축수 분리장치(1)의 외형을 형성한다.

하우징(100)에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 일측에 투입구(110)와 배출구(120)가 형성될 수 있다. 그리고, 투입구(110)는 에어 컴프레서(12)에 연결되고, 배출구(120)는 에어 탱크(13)에 연결될 수 있다.

투입구(110)는 하우징(100)의 일측에 마련되되, 격판(300)에 상기 에어가 충돌될 수 있도록 마련된다.

배출구(120)는 외주면에 복수 개의 격판(300)이 형성된 샤프트(200)를 사이에 두고 투입구(110)와 마주보게 배치될 수 있다.

이때, 배출구(120)는 투입구(110)와 소정의 높이차(h)를 두고 배치될 수 있다. 여기서, 배출구(120)는 투입구(110) 보다 상측에 배치될 수 있다. 그에 따라, 응축수가 분리되어 수분이 빠져나간 에어의 경우 응축수가 함유된 에어보다 비중이 낮기 때문에, 건조된 에어만 배출구(120)를 통해 배출될 수 있다.

샤프트(200)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(100)의 내부 상측에 회전 가능하게 배치될 수 있다. 예컨데, 베어링(30)과 같은 부재를 이용하여 샤프트(200)는 하우징(100)에 회전 가능하게 배치될 수 있다. 여기서, 샤프트(200)는 원 기둥 형상으로 형성될 수 있다.

격판(300)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 샤프트(200)의 외주면을 따라 방사상으로 상호 이격되게 배치될 수 있다. 그리고, 격판(300)에는 투입구(110)를 통해 유입되는 압축된 에어가 충돌하게 된다. 그에 따라, 격판(300)은 샤프트(200)를 기준으로 회전하게 된다.

따라서, 투입구(110)를 빠져나온 에어는 유속이 느려진 상태로 격판(300)에 부딪히게 되며, 일정량의 수분이 격판(300)에 응결되어 응축수를 형성하게 된다. 그리고, 상기 응축수는 자중 및 원심력에 의해 격판(300)의 하부로 탈락된다.

즉, 상기 응축수 분리장치(1)는 모터와 같은 별도의 구동장치 없이 압축된 에어를 격판(300)에 충돌시켜 샤프트(200)를 회전시킴으로써 격판(300)에 응축수를 응결시킴과 더불어 격판(300)에 응결된 응축수를 탈락시킬 수 있다.

복수 개의 홀(410)이 차단판(400)은 복수 개의 격판(300)이 배치된 샤프트(200)의 하부에 배치될 수 있다. 그리고, 차단판(400)은 격판(300)에서 탈락된 응축수를 안내할 수 있다.

도 6을 참조하여 살펴보면, 차단판(400)은 상협하광의 테이퍼 형상으로 형성된 본체(420) 및 본체(420)의 하단에서 외측으로 돌출되게 형성된 플랜지(430)를 포함할 수 있다. 그리고, 본체(420) 및 플랜지(430) 각각에는 복수 개의 홀(410)이 형성될 수 있다.

따라서, 격판(300)에서 탈락된 응축수는 테이퍼 형상으로 형성된 본체(420)의 외면을 따라 이동되다가 홀(410)을 통해 하부로 배출될 수 있다.

그리고, 차단판(400)은 지지부재(600)에 의해 지지될 수 있다. 여기서, 지지부재(600)는 하우징(100)의 내주면에 배치되어 차단판(400)을 지지할 수 있다. 여기서, 지지부재(600)는 환 형상으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 환 형상의 지지부재(600)는 차단판(400)의 플랜지(430)의 일측을 지지할 수 있다.

또한, 지지부재(600)는 환 형상으로 형성되기 때문에, 본체(420)의 외면을 따라 이동되는 응축수는 홀(410)을 통해 하우징(100) 하부로 배출될 수 있다.

한편, 차단판(400)은 샤프트(200)의 하단에 배치될 수 있다. 그리고, 고정부재 등을 이용하여 샤프트(200)의 하단에 고정될 수 있다. 그에 따라, 차단판(400)은 샤프트(200)가 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 본 발명의 차단판(400)은 샤프트(200)의 회전에 따라 회전하는 것을 그 예로 하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 베어링과 같은 부재를 이용하여 회전되지 않도록 배치할 수 있음은 물론이다.

따라서, 차단판(400)이 회전하기 때문에, 격판(300)에서 차단판(400)으로 떨어진 응축수는 홀(410)을 통해 배출될 수 있다.

그리고, 홀(410)을 통해 배출된 응축수(W)는 하우징(100) 하부에 모이게 된다.

트랩(500)은 하우징(100)의 하부에 배치될 수 있다. 그리고, 하우징(100) 내부에 모인 응축수(W)가 기 설정된 압력에 도달시, 트랩(500)은 응축수(W)를 하우징(100)의 외부로 배출할 수 있다.

또한, 상기 응축수 분리장치(1)는 하우징(100) 하부에 모이는 응축수(W)의 수위를 감지하는 센서(700) 또는 하부에 모이는 응축수(W)에 의해 인가되는 압력을 감지하는 센서(700)를 더 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 센서(700)의 신호를 통해 상기 트랩(500)은 하우징(100) 하부에 모인 응축수하부에 모이는 응축수(W)를 하우징(100)의 외부로 배출할 수도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 응축수 분리장치 2 : 주상집진기
12 : 에어 컴프레서 13 : 에어 탱크
30 : 베어링
100 : 하우징 110 : 투입구
120 : 배출구
200 : 샤프트
300 : 격판
400 : 차단판 410 : 홀
500 : 트랩
600 : 지지부재
W : 응축수

Claims (8)

1. 압축된 에어로부터 응축수를 분리하는 응축수 분리장치에 있어서,
   투입구와 배출구가 마련된 하우징;
   상기 하우징의 내부 상측에 회전 가능하게 배치되는 원 기둥 형상의 샤프트;
   상기 샤프트의 외주면을 따라 방사상으로 상호 이격되어 배치되는 복수 개의 격판; 및
   상기 샤프트의 하부에 배치되되, 복수 개의 홀이 형성된 차단판을 포함하며,
   상기 투입구를 통해 유입되는 압축된 에어는 상기 격판에 충돌하여 상기 샤프트를 회전시키고,
   상기 차단판은 상기 샤프트가 회전함에 따라 회전하는 응축수 분리장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 에어가 상기 격판에 충돌함에 따라 상기 격판에 응결되는 응축수는 자중 및 원심력에 의해 상기 격판의 하부로 탈락되는 응축수 분리장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 격판에서 탈락된 상기 응축수는 상기 홀을 통해 상기 하우징의 하부에 저장되는 응축수 분리장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 차단판은 상협하광의 테이퍼 형상으로 형성되는 응축수 분리장치.
5. 삭제
6. 제3항에 있어서,
   상기 하우징의 하부에 배치되는 트랩을 더 포함하며, 상기 하우징의 하부에 모인 응축수에 의해 기 설정된 압력에 도달시 상기 트랩은 상기 응축수를 배출하는 응축수 분리장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 투입구와 상기 배출구는 마주보게 배치되되, 상기 배출구는 상기 투입구보다 소정의 높이(h)로 상측에 배치되는 응축수 분리장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 투입구는 에어 컴프레서에 연결되고, 상기 배출구는 에어 탱크에 연결되는 응축수 분리장치.

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