KR101923913B1 - 연속운전이 가능한 전기 절약형 미세먼지 집진시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속운전이 가능한 전기 절약형 미세먼지 집진시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원심력 탈진부로 유입되는 가스가 제1 몸통부의 곡면에 자연스럽게 접촉하면서 선회하여 제1 몸통부의 마모 발생을 방지하고, 내통의 길이를 가스 유입부의 높이보다 길게 하여 하강기류가 선회하는 횟수 증가를 통해 탈진 효과를 증대시키고, 분진의 높이를 감지하는 2개의 레벨스위치를 통해 로터리 밸브의 작동이 재작동시마다 반대 방향으로 회전하게 제어하여 로터리 밸브의 수명 연장과 함께 전기 소모량을 줄이고, 압력 센서로 가스 유입부와 배출부의 압력을 감지하여 배관이 막히거나 상부 레벨스위치를 통해 분진의 미배출을 감지하는 등의 위급 상황 발생 시 송풍기를 정지시켜 집진시스템 전체의 가동이 자동으로 정지되도록 하는 연속운전이 가능한 전기 절약형 미세먼지 집진시스템에 관한 것이다.

Description

연속운전이 가능한 전기 절약형 미세먼지 집진시스템{CYCLONE BAG FILTER SYSTEM}

본 발명은 연속운전이 가능한 전기 절약형 미세먼지 집진시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원심력 탈진부로 유입되는 가스가 제1 몸통부의 곡면에 자연스럽게 접촉하면서 선회하여 제1 몸통부의 마모 발생을 방지하고, 내통의 길이를 가스 유입부의 높이보다 길게 하여 하강기류가 선회하는 횟수 증가를 통해 탈진 효과를 증대시키고, 분진의 높이를 감지하는 2개의 레벨스위치를 통해 로터리 밸브의 작동이 재작동시마다 반대 방향으로 회전하게 제어하여 로터리 밸브의 수명 연장과 함께 전기 소모량을 줄이고, 압력 센서로 가스 유입부와 배출부의 압력을 감지하여 배관이 막히거나 상부 레벨스위치를 통해 분진의 미배출을 감지하는 등의 위급 상황 발생 시 송풍기를 정지시켜 집진시스템 전체의 가동이 자동으로 정지되도록 하는 연속운전이 가능한 전기 절약형 미세먼지 집진시스템에 관한 것이다.

원심력 집진시스템이란, 하부에 설치되는 원심력 탈진부와 상부에 설치되는 분진 여과부를 구비하여, 하강기류의 선회를 이용해 가스에 포함된 분진을 원심력으로 1차 제거함으로써, 선회하는 상승기류로 분진 여과부에 도달하는 분진의 농도를 감소시켜, 집진 효율 및 탈진 주기가 증가하여, 집진 성능의 향상 및 집진필터의 수명 증가를 통해 운전비용을 절감할 수 있는 장치를 말한다.

이와 관련된 종래기술로써, 등록특허 제10-0242228호, 등록특허 제10-0761445호 등이 있다.

그러나 상기한 종래기술들은 원통형의 원심력 탈진부 외통에 설치된 가스 유입부가 외통의 접선과 일치하는 방향으로 형성되어, 강한 압력으로 유입되는 가스가 외통의 곡면 방향과 어긋나는 방향으로 충돌 내지 접촉함에 따라 마모 발생이 심화되는 문제점이 있다.

또한 하강기류의 선회를 가이드하는 내통의 길이가 가스 유입부의 높이보다 짧게 형성되어, 선회 횟수의 감소로 원심력을 이용한 1차 탈진 효율이 떨어지며,

호퍼부에 저장되는 분진의 양에 상관없이 로터리 밸브가 일방향으로 24시간 회전 가동함에 따라, 로터리 밸브의 마모 속도가 빠를 뿐만 아니라 전기 소비량이 커지는 문제점이 있고,

가스 유로가 막히는 등의 위급 상황이 발생하더라도 집진시스템의 전체적인 가동이 자동으로 정지되지 않아, 부품의 고장 등 2차 피해로 확산되기 쉬운 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

유입되는 가스가 원심력 탈진부의 원통형 제1 몸통부 곡면 방향과 동일한 방향으로 안내되면서 하강기류의 선회가 발생하여, 제1 몸통부의 내측면 마모 속도를 줄일 수 있도록, 원심력 탈진부의 가스 유입부과 원통형 제1 몸통부의 접선에 대하여 외측으로 소정 각도 경사지게 연결되어 있는 미세먼지 집진시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 내통의 길이를 가스 유입부의 높이보다 상대적으로 길게 하여, 하강기류의 선회 횟수를 증가시켜, 탈진 효율을 향상시킬 수 있도록, 내통의 하측 끝단부가 가스 유입부의 하측단 하부에 배열되도록 길게 형성되어 있는 미세먼지 집진시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 호퍼부에 2개의 레벨스위치를 설치하여 저장되는 분진량에 따라 로터리 밸브의 실제 작동 시간을 제어하여, 24시간 연속 가동 중 로터리 밸브의 작동 시간을 줄임으로써 전기 소모량을 줄이고, 로터리 밸브의 작동 시마다 회전 방향을 다르게 제어함으로써 로터리 밸브의 마모량을 줄여 사용 수명을 연장할 수 있음과 동시에 분진 미배출에 의한 비상 상황 발생 시 집진시스템 전체의 가동을 정지시켜 2차 피해가 확산되는 것을 방지할 수 있는 미세먼지 집진시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 가스 유입부와 가스 배출부의 압력을 감지하여 압력 차이에 따라 송풍기의 출력을 증감시켜 에너지 소비 효율을 증대시키면서, 허용 범위 이하로 압력이 하강할 경우 송풍기의 작동을 정지시킴으로써 위급 상황 발생 시 부품의 고장 내지 파손 등 2차 피해가 확산되는 것을 방지할 수 있는 미세먼지 집진시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 미세먼지 집진시스템은,

원통형 제1 몸통부, 상기 제1 몸통부 내측에 소정 간격 이격하여 설치되는 원통형 내통, 상기 제1 몸통부의 일측면에 연결되되 제1 몸통부의 접선을 기준으로 외측으로 소정 각도 경사지게 연결된 가스 유입부, 상기 제1 몸통부 하부에 연결되되 하단을 향해 직경이 감소하는 원추형 호퍼부, 상기 호퍼부의 하측단에 형성된 분진 배출구를 구비한 원심력 탈진부 및

상기 제1 몸통부 상부에서 상기 내통과 연결된 원통형 제2 몸통부, 상기 제2 몸통부의 일측면에 연결된 가스 배출부, 상기 제2 몸통부 내부에 입설된 복수개의 집진필터를 구비한 분진 여과부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 미세먼지 집진시스템에서,

상기 내통은 상기 가스 유입부의 상하 높이보가 길게 형성되어, 내통의 하측 끝단부가 가스 유입부의 하측단보다 하부에 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 미세먼지 집진시스템에서,

상기 원심력 탈진부는 상기 호퍼부에 상하 높이가 서로 다르게 설치된 한 쌍의 레벨스위치가 구비되고, 상기 분진 배출구에 로터리 밸브가 구비되며,

상기 로터리 밸브는 하부 레벨스위치의 분진 감지 시 회전 작동하여 분진 배출구를 개방하고, 하부 레벨스위치의 분진 미감지 후 소정 시간이 경과되면 회전 작동이 정지되어 분진 배출구를 폐쇄하되, 하부 레벨스위치가 분진을 감지할 때마다 로터리 밸브가 이전 작동과 반대 방향으로 회전 작동하고, 상부 레벨스위치가 분진을 감지하면 집진시스템의 가동이 정지되는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 발명에 따른 미세먼지 집진시스템에서,

상기 가스 유입부의 입구측과 상기 가스 배출부의 출구측에는 각각 배관 내부의 압력을 감지하는 압력 센서가 구비되고, 상기 가스 배출부와 연결된 가스 배출관의 출구에는 가스의 유동을 위한 흡입 압력을 발생시키는 송풍기가 구비되어,

상기 가스 유입부와 가스 배출부 내의 압력 차이에 따라 상기 송풍기의 출력이 증감하여 조절되며, 가스 유입부 또는 가스 배출부 내의 압력이 허용 범위 이하로 감소하면 상기 송풍기의 작동이 정지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 본 발명에 따른 미세먼지 집진시스템은,

가스의 유입 방향을 원심력 탈진부의 제1 몸통부 곡면과 일치시켜, 고압 가스의 충돌 내지 접촉에 의한 마모 발생을 줄이고,

하강기류의 선회 횟수 증가를 통해 1차 탈진 효율을 향상시킴으로써, 분진 여과부의 필터 교체 주기를 연장할 수 있고,

호퍼부에 저장되는 분진의 양에 따라 로터리 밸브의 회전 작동 시간을 제어함으로써, 24시간 연속 가동되더라도 로터리 밸브의 실제 작동 시간을 줄여서 전기 소모량을 줄이고,

로터리 밸브의 재작동시마다 회전 방향을 반대 방향으로 제어함으로써 로터리 밸브의 마모 발생을 줄이며,

가스 유입 및 배출 압력 감지를 통해 송풍기의 출력을 증감시키면서,

분진 미배출이나 가스 유로의 막힘 등과 같은 위급 상황 발생 시 송풍기의 작동 정지를 통해 집진시스템 전체의 가동을 자동으로 정지시켜, 부품의 고장 내지 파손 등의 2차 피해가 확산되는 것을 방지하여,

미세먼지 집진시스템을 24시간 연속 가동하더라도 이에 필요한 유지비를 절감하면서, 시스템 전체의 사용 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 미세먼지 집진 시스템의 측면도 및 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 미세먼지 집진 시스템의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 분진 여과부 내부 구조를 도시한 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 호퍼부의 분진 저장 높이별 단면도들.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 연속운전이 가능한 전기 절약형 미세먼지 집진시스템을 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 2를 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 연속운전이 가능한 전기 절약형 미세먼지 집진시스템을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미세먼지 집진시스템은,

원통형 제1 몸통부(11), 상기 제1 몸통부(11) 내측에 소정 간격 이격하여 설치되는 원통형 내통(12), 상기 제1 몸통부(11)의 일측면에 연결되되 제1 몸통부(11)의 접선(T)을 기준으로 외측으로 소정 각도 경사지게 연결된 가스 유입부(13), 상기 제1 몸통부(11) 하부에 연결되되 하단을 향해 직경이 감소하는 원추형 호퍼부(14), 상기 호퍼부(14)의 하측단에 형성된 분진 배출구(15)를 구비한 원심력 탈진부(10);

상기 제1 몸통부(11) 상부에서 상기 내통(12)과 연결된 원통형 제2 몸통부(21), 상기 제2 몸통부(21)의 일측면에 연결된 가스 배출부(22), 상기 제2 몸통부(21) 내부에 입설된 복수개의 집진필터(23)를 구비한 분진 여과부(20);를 포함한다.

상기 원심력 탈진부(10)는 분진(미세먼지 등)이 포함된 가스가 최초 유입되는 것으로, 원통형 제1 몸통부(11)의 내부가 상하 길이방향으로 관통되어 있으며, 하부에 콘 형상으로 직경이 점감하는 원추형 호퍼부(14)가 연결되어 있고, 제1 몸통부(11)와 동일한 곡면을 갖으면서 직경이 작은 내통(12)이 제1 몸통부(11)의 천장면 중앙에 고정 결합되면서 내통(12)과 상부의 제2 몸통부(21)가 서로 연통되어, 제1 몸통부(11)와 내통(12) 사이의 공간이 하강기류의 선회를 위한 제1 유로(F1)를 형성하고, 내통(12)의 내부 공간이 상승기류의 선회를 위한 제2 유로(F2)를 형성하게 된다.

아울러 상기 제1 몸통부(11)의 일측면에는 가스 유입부(13)가 연결되고, 호퍼부(14)의 하측단에 분진 배출구(15)가 구비된다.

따라서 가스 유입부(13)로 유입된 분진 가스는 제1 유로(F1)로 진입할 때 제1 몸통부(11)의 내측면에 충돌하면서 제1 몸통부(11) 및 내통(12)의 곡면을 따라 일방향으로 선회하면서 하강기류를 형성하게 되고, 이렇게 하강기류의 선회에 의해 원심력이 발생함에 따라 가스에 포함된 입경이 큰 분진이 1차적으로 탈진되어 탈진된 분진이 호퍼부(14)의 하측으로 낙하하여 저장되며, 이때 상기 내통(12)은 최초 유입되는 가스가 하강기류를 형성하지 않고 바로 분진 여과부(20)로 상승하여 유입되는 것을 방지함과 동시에 제1 몸통부(11)과 함께 하강기류의 일방향 선회를 강제한다.

특히 본 발명의 가스 유입부(13)는 양 측벽부(13a)가 제1 몸통부(11)의 접선(T)에 대하여 외측으로 소정 각도 경사지게 연결되어 가스 충돌에 의한 제1 몸통부(11)의 내측면 마모 발생을 방지한다.

즉, 가스 유입부(13)를 제1 몸통부(11)의 측벽에서 외측으로 소정 각도 틀어지게 연결함으로써, 가스 유입부(13)를 통과한 가스의 직선방향과 제1 몸통부(11)의 곡면방향을 일치시켜, 고압의 가스가 제1 몸통부(11)의 내측면에 충돌할 때 발생하는 압력을 줄여, 가스가 보다 자연스럽게 하강하면서 선회하도록 하여, 가스 충돌에 의한 제1 몸통부(11)의 마모 발생을 줄인다.

이때 상기 가스 유입부(13)의 측벽부(13a)와 제1 몸통부(11)의 접선(T) 사이의 경사 각도(a)는 3~10°범위 내에서, 보다 바람직하게는 7°로 형성된다.

그리고 일방향으로 선회하는 하강기류는 호퍼부(14)의 내측면에 충돌하면서 선회 직경이 점차적으로 작아지면서 하강된 후, 호퍼부(14)의 하단부에서 압력 차이로 인해 상승기류를 형성하게 되어 내통(12)의 제2 유로(F2)를 통과하여 분진 여과부(20)로 유입되고,

이때 하강기류의 선회 회수는 제1 몸통부(11) 및 내통(12)의 상하 길이에 따라 결정된다.

이에 본 발명은 내통(12)의 상하 길이를 상기 가스 유입부(13)의 상하 높이보가 길게 형성하여, 내통(12)의 하측 끝단부가 가스 유입부(13)의 하측단보다 하부에 배열되도록 함으로써, 하강기류의 선회 횟수를 종래보다 대략 1.5~2번 이상 증가되도록 한다.

즉, 가스의 유입량을 증대시키기 위해선 가스 유입부(13)의 상하 높이가 제1 몸통부(11)의 상하 길이와 일대일 대응하는 바, 하강기류의 선회 횟수를 증가시키기 위해 내통(12)의 길이를 가스 유입부(13)의 상하 높이보다 길게 함으로써, 제1 유로(F1)의 상하 길이를 증대시켜 하강기류가 선회하는 횟수를 증가시킨다.

이러한 하강기류의 선회 횟수 증가를 통해 원심력을 이용한 1차 탈진이 보다 긴 구간에서 이루어져 탈진 효율을 높일 수 있다.

또한 상기 내통(12)의 하측 끝단부에는 중간 입경의 분진 여과를 위한 분진백(12a)이 설치되는 바, 본 발명과 같이 원심력을 이용한 1차 탈진 효율을 증대시키면, 분진백(12a)에서 걸러지는 분진의 양을 줄임과 동시에, 선회 횟수 증가로 인한 내통(12)의 진동 시간 증가로 분진백(12a)에 묻은 분진의 자연 탈리가 이루어져, 탈진 효과 증대 및 분진백(12a)의 사용 수명 연장 효과를 제공하게 된다.

그리고 상기 분진 여과부(20)는 원심력 탈진부(10)에서 1차 탈진된 가스에 포함된 미세 입경의 분진을 집진하여 제거하는 것으로, 상기 내통(12)의 상측 단부에서 상단을 향해 직경이 증가되도록 원통형 제2 몸통부(21)의 원추형 바닥부(21a)가 연결되어 있고, 상기 제2 몸통부(21)의 내부는 상하 길이방향으로 관통되어 있고, 제2 몸통부(21)의 천장면 내측에 제2 몸통부(21)와 상응하는 상하 길이를 갖는 복수개의 집진필터(23)가 상하 길이방향으로 입설되어 있으며, 상기 제2 몸통부(21)의 일측면에는 가스 배출부(22)가 연결되어 있다.

따라서 상기 내통(12)의 제2 유로(F2)를 지나면서 선회하는 상승기류는 제2 몸통부(21)의 원추형 바닥부(21a)를 지나면서 선회 직경이 넓어지면서 확장되어, 상승기류가 복수개의 집진필터(23)를 통과하면서 미세 입경의 분진이 집진된 후 분진이 제거된 청정 가스가 상기 가스 배출부(22)로 배출된다.

이러한 분진 여과부(20)는 집진필터(23)에 진동을 발생시키는 탈리기(24)를 포함한다.

상기 탈리기(24)는 상기 집진필터(23)에 고압의 에어 분사를 분사하며, 이에 따라 집진필터(23)가 진동하면서 집진필터(23)에 묻은 분진이 바닥부(21a)에 의해 포집되어 내통(12)을 통해 호퍼부(14)로 낙하하여 저장된다.

이를 위해 상기 제2 몸통부(21)의 천장부에는 복수개의 블로우관(26)이 서로 연통하도록 연결되어 설치되고, 각 블로우관(26) 하부에 상기 집진필터(23)가 고정 설치되며, 제2 몸통부(21) 외측으로 노출된 각 블로우관(26)의 끝단부에는 고압의 공기를 블로우관(26)으로 토출하는 에어 분사부(24A)가 구비된다.

아울러 각 에어 분사부(24A)에는 타이머(26)가 연결되어, 일정 시간이 경과할 때마다 에어 분사부(24A)에서 토출된 고압의 공기가 블로우관(26)을 통해 집진필터(23) 하측으로 분사되어, 고압의 공기 분사를 통한 분진의 직접 탈리 및 진동에 의한 분진의 간접 탈리가 동시에 이루어져, 집진필터(23)를 깨끗하게 유지함으로써, 집진 효율 증대 및 집진필터(23)의 사용 수명을 연장한다.

물론 본 발명의 탈리기(24)로써, 상기한 에어 분사부(24A)뿐만 아니라, 집진필터(23)를 직접 진동시키는 별도의 진동 발생기(바이브레이터)를 더 포함할 수 있다.

한편 상기 원심력 탈진부(10)는 상기 호퍼부(14)에 상하 높이가 서로 다르게 설치된 한 쌍의 레벨스위치(16A)(16B)가 구비되고, 상기 분진 배출구(15)에 로터리 밸브(17)가 구비되며,

상기 로터리 밸브(17)는 하부 레벨스위치(16B)의 분진 감지 시 회전 작동하여 분진 배출구(15)를 개방하고, 하부 레벨스위치(16B)의 분진 미감지 후 소정 시간이 경과되면 회전 작동이 정지되어 분진 배출구(15)를 폐쇄하되, 하부 레벨스위치(16B)가 분진을 감지할 때마다 로터리 밸브(17)가 이전 작동과 반대 방향으로 회전 작동하고, 상부 레벨스위치(16A)가 분진을 감지하면 집진시스템의 가동이 정지된다.

구체적으로 상기 레벨스위치(16A)(16B)는 내측 끝단부에 분진 감지 센서가 구비된 것으로, 센싱부가 하향 경사지게 호퍼부(14)를 관통하여 결합되며, 이때 상, 하부 레벨스위치(16A)(16B)의 상하 높이 간격은 원심력을 이용한 1차 탈진을 저해하지 않는 정도에서 호퍼부(14)의 전체 용량(즉, 높이)에 따라 달라질 수 있다.

상기 로터리 밸브(17)는 모터에 의해 밸브체(미도시)의 회전 작동을 통해 분진 배출구(15)를 개폐하는 것으로, 밸브체의 회전 시 분진 배출구(15)가 개방되고, 밸브체의 정지 시 분진 배출구(15)가 폐쇄되며,

이때 로터리 밸브(17)의 회전 개방 작동은 하부 레벨스위치(16B)의 높이에 따라 남은 분진이 모두 배출될 수 있는 정도의 시간만큼 작동한다.

즉, 로터리 밸브(17)가 정지된 상태에서, 원심력에 의한 1차 탈진 및 집진필터(23)의 탈리에 의해 호퍼부(14)의 하단부에서부터 분진(D)이 상측으로 적층되면서 쌓이고, 하부 레벨스위치(16B)가 분진(D)을 감지하면, 상기 로터리 밸브(17)의 밸브체가 회전 작동하여 분진 배출구(15)가 개방됨에 따라 분진(D)의 외부 배출이 시작된다.

그리고 분진의 배출로 인해 호퍼부(14)에 저장된 분진(D)의 높이가 하강하여, 하부 레벨스위치(16B)에서 분진의 감지가 이루어지지 않으면, 상기 로터리 밸브(17)는 남은 분진이 모두 배출 될 수 있는 정도의 시간만큼만 밸브체가 소정 시간 회전 작동 후 정지하여 분진 배출구(15)를 폐쇄하며, 이때 로터리 밸브(17)의 작동 시간은 하부 레벨스위치(16B)의 높이, 즉 저장된 분진의 양에 따라 사용자가 임의로 세팅할 수 있다.

이렇게 호퍼부(14)에 저장된 분진(D)의 양에 맞춰 하부 레벨스위치(16B)를 이용해 로터리 밸브(17)의 작동 시간을 임의로 세팅하여 제어하면, 로터리 밸브(17)의 실제 작동 시간을 줄여서, 집진 시스템이 24시간 연속 가동됨에도 불구하고 로터리 밸브(17)의 작동에 필요한 전기 소비량을 줄일 수 있다.

나아가 분진의 배출 후 호퍼부(14)에 분진이 다시 쌓여서 하부 레벨스위치(16B)가 분진을 재차 감지하면, 상기한 로터리 밸브(17)의 작동에 따른 분진 배출이 재개되는데, 이때 본 발명은 하부 레벨스위치(16B)가 분진을 감지할 때마다 로터리 밸브(17)의 회전 개방 방향을 반대로 바뀌게 하여 밸브체의 편마모 발생을 줄인다.

즉, 로터리 밸브(17)의 작동 시마다, 밸브체의 회전이 순방향(시계방향) 및 역방향(시계 반대방향)으로 교차하여 반대로 이루어지게 하여, 밸브체가 일방향으로 연속 회전하면서 발생하는 편마모를 줄여서 로터리 밸브(17), 보다 엄밀하게는 밸브체의 사용 수명을 연장시킬 수 있어, 밸브체의 교체 주기를 길게 하면서 집진시스템 전체의 가동 시간을 더 길게 연장할 수 있다.

아울러 하부 레벨스위치(16B)의 분진 감지에 따른 로터리 밸브(17)의 회전 작동, 즉 분진 배출구(15)의 개방에도 불구하고, 분진 배출구(15)의 막힘이나 로터리 밸브(17)의 고장 내지 오작동 등이 발생하여, 호퍼부(14)의 분진이 배출되지 않고 계속 쌓여서 상부 레벨스위치(16A)의 감지가 이루어지면, 이를 비상 상황이 발생한 것으로 간주하여, 후술하는 송풍기(F)의 작동을 정지시켜 집진시스템 전체의 가동이 자동으로 정지된 후 이를 관리자에게 알려 후속 조치를 취하게 한다.

즉, 상기 상부 레벨스위치(16B)는 분진 배출구(15)의 막힘 등 분진의 배출이 정상적으로 이루어지지 않는 비상 상황에 대비한 구성이다.

미설명 도면부호 18은 로터리 밸브(17)의 밸브체를 수동으로 회전시켜 개폐할 수 있는 개폐레버이고,

미설명 도면 부호 19는 호퍼부(14)의 측벽에 설치된 진동 발생기(바이브레터)로써, 상기 로터리 밸브(17)에 의한 분진 배출 시 호퍼부(14)를 진동시켜 분진의 배출 속도를 촉진함과 동시에 호퍼부(14)의 내측면에 묻은 분진을 탈리시킨다.

아울러 본 발명은 상기 가스 유입부(13)의 입구측과 상기 가스 배출부(22)의 출구측에는 각각 배관 내부의 압력을 감지하는 압력 센서(P1)(P2)가 구비되고, 상기 가스 배출부(22)와 연결된 가스 배출관(22A)의 출구에는 가스의 유동을 위한 흡입 압력을 발생시키는 송풍기(F)가 구비되어,

상기 가스 유입부(13)와 가스 배출부(22) 내의 압력 차이에 따라 상기 송풍기(F)의 출력이 증감하여 조절되며, 가스 유입부(13) 또는 가스 배출부(22) 내의 압력이 허용 범위 이하로 감소하면 상기 송풍기(F)의 작동이 정지된다.

본 발명의 미세먼지 집진 시스템은 각종 공장 등에서 공정 중에 발생하는 가스에 포함된 미세먼지를 포집하여 청정 가스로 여과 배출하는 것으로, 상기 가스 유입부(13)는 공조 배관 등과 연결된 가스 유입관(13A)이 결합되어 연결되고, 상기 가스 배출부(22)는 청정 가스 배출을 위한 송풍기(F)와 연결된 가스 배출관(22A)이 결합되어 연결되어 있으며, 송풍기(F)의 작동으로 가스 배출관(22A)의 압력을 떨어뜨려 흡입 송풍기 등의 공장 설비에서 흡입된 가스가 집진시스템을 거쳐 유동하여 외부로 배출되도록 한다.

이에 집진시스템 가동 시, 송풍기(F)의 작동으로 인해 가스 유입관(13A) 및 가스 배출관(22A) 내부는 소정의 압력 차이를 갖도록 감압이 걸리는데, 이때 본 발명은 가스 배출관(22A)에 설치된 송풍기(F)의 출력(회전수, 즉 회전 속도) 조절을 통해 가스 유입부(13)와 가스 배출부(22) 내의 압력 차이를 일정하게 유지시켜, 가스의 유속을 일정 속도로 유지시킨다.

즉, 예를 들어 가스 유입관(13A)과 가스 배출관(22A)의 압력 차이가 정상 기준 범위(대략 200~450mmAq 사이)보다 작으면 송풍기(F)의 출력을 높이고, 반대로 가스 유입관(13A)과 가스 배출관(22A)의 압력 차이가 정상 기준 범위보다 크면 송풍기(F)의 출력을 저하시켜, 가스 유입부(13)와 가스 배출부(22)의 압력 차이를 정상 기준 범위로 맞춤으로써, 가스의 유속을 일정하게 유지시켜 집진시스템에 의한 분진 제거 효율을 일정하게 유지시킨다.

또한 가스 유입부(13)와 가스 배출부(22)의 압력 차이가 정상 기준 범위에서 벗어나는 것에서 더 나아가, 송풍기(F)의 출력 조절에도 불구하고 가스 유입관(13A) 또는 가스 배출관(22A) 내의 압력이 허용 범위(대략 50mmAq) 이하로 떨어질 경우, 이는 집진시스템 내부 또는 각 배관 중 어디가 막혀서 가스의 유동이 원활하지 않는 것을 의미하므로, 이러한 비상 상황 시 송풍기(F)의 작동을 자동으로 정지시켜 집진시스템의 가동이 계속되는 것을 방지함으로써, 집진시스템의 막힘 상태에서 강제 송풍으로 인한 부품의 고장 내지 파손 등이 발생하는 것을 미연에 방지하여, 2차 피해로 확산되는 것을 예방한다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 연속운전이 가능한 전기 절약형 미세먼지 집진시스템을 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

D : 분진 F1, F2 : 유로
Da : 하강기류 Aa : 상승기류
T : 접선 P1, P2 : 압력 센서
10 : 원심력 탈진부 11 : 제1 몸통부
12 : 내통 12a : 분진백
13 : 가스 유입부 13a : 측벽부
13A : 가스 유입관 14 : 호퍼부
15 : 분진 배출구 15A : 분진 배출관
16A, 16B : 레벨스위치 17 : 로터리 밸브
18 : 개폐레버 19 : 진동 발생기
20 : 분진 여과부 21 : 제2 몸통부
21a : 바닥부 22 : 가스 배출부
23 : 집진필터 24 : 탈리기
24A : 에어 분사부 25 : 타이머
26 : 블로우관

Claims (4)

1. 원통형 제1 몸통부(11), 상기 제1 몸통부(11) 내측에 소정 간격 이격하여 설치되는 원통형 내통(12), 상기 제1 몸통부(11)의 일측면에 연결되되 제1 몸통부(11)의 접선(T)을 기준으로 외측으로 3~10°범위의 각도로 경사지게 연결된 가스 유입부(13), 상기 제1 몸통부(11) 하부에 연결되되 하단을 향해 직경이 감소하는 원추형 호퍼부(14), 상기 호퍼부(14)의 하측단에 형성된 분진 배출구(15)를 구비한 원심력 탈진부(10);
   상기 제1 몸통부(11) 상부에서 상기 내통(12)과 연결된 원통형 제2 몸통부(21), 상기 제2 몸통부(21)의 일측면에 연결된 가스 배출부(22), 상기 제2 몸통부(21) 내부에 입설된 복수개의 집진필터(23)를 구비한 분진 여과부(20);를 포함하고,
   
   상기 내통(12)은 상기 가스 유입부(13)의 상하 높이보가 길게 형성되어, 내통(12)의 하측 끝단부가 가스 유입부(13)의 하측단보다 하부에 배열되어 있으면서, 상기 내통(12)의 하측 끝단부에는 중간 입경의 분진 여과를 위한 분진백(12a)이 설치되고,
   
   상기 원심력 탈진부(10)는 상기 호퍼부(14)에 상하 높이가 서로 다르게 설치된 한 쌍의 레벨스위치(16A)(16B)가 구비되고, 상기 분진 배출구(15)에 로터리 밸브(17)가 구비되며,
   상기 로터리 밸브(17)는 하부 레벨스위치(16B)의 분진 감지 시 밸브체가 회전 작동하면서 분진 배출구(15)를 개방하여 분진의 외부 배출이 시작되고,
   분진의 배출로 인해 호퍼부(14)에 저장된 분진(D)의 높이가 하강하여, 하부 레벨스위치(16B)에서 분진이 미감지되면, 남은 분진이 모두 배출 될 수 있게 로터리 밸브(17)의 밸브체가 일정 시간동안 계속 회전 작동 후 정지하여 분진 배출구(15)를 폐쇄하고,
   분진의 배출 후 호퍼부(14)에 분진이 다시 쌓여서 하부 레벨스위치(16B)가 분진을 재차 감지하면, 상기 로터리 밸브(17)의 작동에 따른 분진 배출이 재개되되,
   하부 레벨스위치(16B)가 분진을 감지할 때마다, 로터리 밸브(17)의 회전 개방 방향이 시계방향 및 시계 반대방향으로 교차하여 반대로 이루어져, 밸브체의 편마모 발생을 방지하고,
   로터리 밸브(17)의 회전 작동에 따른 분진 배출구(15)의 개방에도 불구하고, 분진이 배출되지 않고 계속 쌓여서 상부 레벨스위치(16A)의 감지가 이루어지면, 집진시스템의 가동이 정지되고,
   
   상기 가스 유입부(13)의 입구측과 상기 가스 배출부(22)의 출구측에는 각각 배관 내부의 압력을 감지하는 압력 센서(P1)(P2)가 구비되고, 상기 가스 배출부(22)와 연결된 가스 배출관(22A)의 출구에는 가스의 유동을 위한 흡입 압력을 발생시키는 송풍기(F)가 구비되어,
   가스 유입관(13A)과 가스 배출관(22A)의 압력 차이가 정상 기준 범위보다 작으면 송풍기(F)의 출력을 높이고, 반대로 가스 유입관(13A)과 가스 배출관(22A)의 압력 차이가 정상 기준 범위보다 크면 송풍기(F)의 출력을 저하시켜, 가스 유입부(13)와 가스 배출부(22)의 압력 차이를 정상 기준 범위로 맞추고,
   가스 유입관(13A) 또는 가스 배출관(22A) 내의 압력이 허용 범위 이하로 떨어질 경우, 상기 송풍기(F)의 작동이 정지되고,
   
   상기 호퍼부(14)의 측벽에는 진동 발생기(19)가 설치되어, 상기 로터리 밸브(17)에 의한 분진 배출 시 호퍼부(14)를 진동시켜, 분진의 배출 속도를 촉진함과 동시에 호퍼부(14)의 내측면에 묻은 분진을 탈리시키는 것을 특징으로 하는 미세먼지 집진시스템.
   
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