KR102043669B1 - 가스 불순물 분리장치 - Google Patents

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KR102043669B1 KR1020190004131A KR20190004131A KR102043669B1 KR 102043669 B1 KR102043669 B1 KR 102043669B1 KR 1020190004131 A KR1020190004131 A KR 1020190004131A KR 20190004131 A KR20190004131 A KR 20190004131A KR 102043669 B1 KR102043669 B1 KR 102043669B1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 불순물 분리장치는, 불순물이 함유된 가스를 이송시키는 가스 공급관; 상기 가스 공급관에 연통되어 상기 가스가 유입되는 제1챔버와, 상기 제1챔버와 연통되고 불순물이 1차 분리된 가스를 외부로 배출시키는 가스 배출관이 안쪽으로 임의길이만큼 돌출되는 제2챔버로 이루어지는 제1케이싱; 상기 제1,2챔버의 경계구역에 회전가능하게 설치되고, 상기 제1챔버에 유입되는 가스에 의한 블레이드의 회전시 상기 제1케이싱 내부의 가스에 와류를 생성하기 위한 와류형성수단; 상기 블레이드의 회전에 의한 원심력으로 가스로부터 분리되어 제1챔버의 내측면에 흡착된 불순물을 탈리시키기 위해 상기 제1챔버의 내측면에 스팀을 분사하기 위한 제1스팀 분사구; 상기 와류형성수단을 통과하여 상기 제2챔버 내에서 순환되는 와류 상태의 가스로부터 분리되어 상기 제2챔버의 곡면부 내측면에 흡착된 불순물을 탈리시키기 위해 상기 곡면부의 내측면에 스팀을 분사하기 위한 제2스팀 분사구; 상기 제2챔버와 연통되고, 상기 가스로부터 분리된 불순물을 상기 제1케이싱 외부로 배출하기 위한 제1불순물 배출구; 상기 가스 배출관을 통해 유입되는 불순물이 1차 분리된 가스가 유입되는 제2케이싱; 상기 제2케이싱의 내부 일측에 설치되고, 외부로부터 고전압이 공급되는 애자; 상기 제2케이싱 내부에 회전가능하게 설치되고, 상기 애자로부터 중앙에 축방향으로 설치된 방전극에 고전압 인가시 상기 가스에 함유되는 불순물을 내측면에 포집하게 되고, 회전시 원심력에 의해 가스로부터 분리되는 불순물을 내측면에 흡착하게 되며, 불순물이 분리된 가스를 원주방향 외측으로 배출시킬 수 있도록 다공판으로 이루어지는 불순물 분리구; 상기 불순물 분리구의 내측면에 고착된 불순물을 스팀 분사에 의해 녹여 탈리시킬 수 있도록 상기 불순물 분리구에 스팀을 분사하기 위한 제3스팀 분사구; 상기 제2케이싱과 연통되고, 상기 가스로부터 분리된 불순물을 상기 제2케이싱 외부로 배출하기 위한 제2불순물 배출구; 상기 제2케이싱의 배출구에 연결되고, 불순물이 분리된 가스를 외부로 배출하기 위한 배출관; 및 상기 불순물 분리구에 고착된 불순물을 마찰에 의해 분리시켜 재생시키도록 상기 불순물 분리구의 내측면에 대해 임의간격으로 이격되어 설치되는 스크레이퍼를 구비할 수 있다.

Description

가스 불순물 분리장치{GAS IMPURITIES SEPARATOR}
본 명세서의 내용은 불순물 분리장치에 관한 것으로, 특히 가스에 함유되는 오일 미스트, 또는 수분 등의 불순물을 가스의 이송중에 포집, 분리시켜 제거하기 위한 가스 불순물 분리장치에 관한 것이다.
일반적으로, COG는 수분을 함유하는 석탄을 이용하여 건류공정으로 코크스를 제조하는 과정에서 발생되는 코크스 오븐가스(Coke Oven Gas, 이하, "COG"라 함)를 말한다. 이와 같은 COG는 부산물로 회수되어 코크스 오븐가스 이송배관을 통해 이송되어 제철소의 단위공정에서의 열원으로 사용된다.
COG는 타르, 황화수소, 오일 미스트 등의 불순물을 포함하고 있기 때문에 열공급 능력이 떨어져 열원으로서 바로 사용되기에 적합하지 않고, 특히 관로 상에 부식을 일으키거나 폐색 현상의 원인으로 작용하여 배관에 각종 문제를 일으키게 된다.
COG 내에 오일 미스트, 수분 등의 불순물이 과다하게 함유될 경우, 상자 소둔로 내의 온도 불균일로 인해 제품 품질에 막대한 영향과 집진기 내부 수입을 위한 설비 휴지(설비 가동이 정지됨을 말함)가 발생되는 문제점을 갖게 된다.
도 1에 도시된 종래 기술에 의한 사이클론 원리를 이용한 세퍼레이터(1)는, 상부 원통부와 하부 원추부로 형성되는 본체(2)와, 본체(2)의 하부에 연통되는 배출구(3)와, 상부 원통부에 입구측이 내설되어 가스를 외부로 배출시키는 가스 배출관(4)과, 상부 원통부의 일측면과 연통되고, 불순물이 혼합된 혼합가스를 선회하도록 유입시키는 가스 유입관(5)으로 이루어진다.
종래의 사이클론 세퍼레이터는 가스 유입관(5)을 통해 혼합가스를 본체(2) 내부로 유입하고, 유입된 혼합가스는 가스 배출관(4)에 의해 본체(2) 내면으로 유도되어 선회하면서 하강하게 된다.
따라서, 선회하면서 원심력에 의해 가스에 함유되는 불순물을 외측 방향 즉, 본체(2) 내면으로 밀어내게 되어 가스로부터 불순물을 분리하게 된다. 즉 불순물이 분리된 기체는 선회된 중앙을 통해 재상승하여 가스 배출관(4)을 통해 배출되고, 분리된 불순물은 본체(2) 내면을 따라 하강해 배출구(3)를 통해 배출된다.
전술한 바와 같은 사이클론 세퍼레이터는 구조가 간단한 반면에, 혼합가스의 하강하는 선회축과 불순물의 이동경로가 일부 겹쳐 선회력이 저하되어 압력손실이 증가되하는 문제점이 있다.
또한, 하강되는 불순물이 재상승되어 정제된 기체에 다시 섞여 배출구(3)로 배출될 수 있어 불순물을 제거하는 효율성이 떨어지게 된다.
도면에는 미표시되었으나, 전기집진장치는 방전극과 집진극(집진판)으로 이루어지고, 고전압이 방전극에 인가됨에 따라 고전압에 의한 코로나(CORONA)방전으로 인해 다량의 음이온이 발생하여 가스 중의 먼지 입자가 대전되며, 전기장에 의한 전기력으로 먼지 입자를 집진판에 포집시켜 제거하기 위해 사용된다.
출원번호 10-2002-0055577호에 집진효율을 향상시킨 전기집진기 세정장치가게시되어 있다.
출원번호 10-2002-0055577호
본 명세서의 실시예는, 케이싱에 유입되는 가스에 선회력을 발생시키기 위해 와류를 생성하거나, 가스를 배출하기 위한 별도의 구동장치(구동모터, 펌프 등을 말함)가 불필요하게 되는 가스 불순물 분리장치와 관련된다.
본 명세서의 실시예는, 가스로부터 오일 미스트 등과 같은 불순물을 전기집진기 및 원심력에 의해 분리시켜 제거함에 따라 집진 효율을 높일 수 있도록 한 가스 불순물 분리장치와 관련된다.
본 명세서의 실시예는, 가스로부터 불순물을 포집, 분리하여 제거하는 분리장치의 구조 간단화로 인해 원가비용 및 설치비용을 절감할 수 있도록 한 가스 불순물 분리장치와 관련된다.
본 명세서의 실시예는, 다공판에 흡착된 불순물을 제거하여 다공판을 재생시킴에 따라 사용수명을 연장하고, 고장 발생율이 낮아 유지관리비용을 절감할 수 있도록 한 가스 불순물 분리장치와 관련된다.
본 발명의 일 측면(an aspect)에 따르면, 불순물이 함유된 가스를 이송시키는 가스 공급관; 상기 가스 공급관에 연통되어 상기 가스가 유입되는 제1챔버와, 상기 제1챔버와 연통되고 불순물이 1차 분리된 가스를 외부로 배출시키는 가스 배출관이 안쪽으로 임의길이만큼 돌출되는 제2챔버로 이루어지는 제1케이싱; 상기 제1,2챔버의 경계구역에 회전가능하게 설치되고, 상기 제1챔버에 유입되는 가스에 의한 블레이드의 회전시 상기 제1케이싱 내부의 가스에 와류를 생성하기 위한 와류형성수단; 상기 블레이드의 회전에 의한 원심력으로 가스로부터 분리되어 제1챔버의 내측면에 흡착된 불순물을 탈리시키기 위해 상기 제1챔버의 내측면에 스팀을 분사하기 위한 제1스팀 분사구; 상기 와류형성수단을 통과하여 상기 제2챔버 내에서 순환되는 와류 상태의 가스로부터 분리되어 상기 제2챔버의 곡면부 내측면에 흡착된 불순물을 탈리시키기 위해 상기 곡면부의 내측면에 스팀을 분사하기 위한 제2스팀 분사구; 상기 제2챔버와 연통되고, 상기 가스로부터 분리된 불순물을 상기 제1케이싱 외부로 배출하기 위한 제1불순물 배출구; 상기 가스 배출관을 통해 유입되는 불순물이 1차 분리된 가스가 유입되는 제2케이싱; 상기 제2케이싱의 내부 일측에 설치되고, 외부로부터 고전압이 공급되는 애자; 상기 제2케이싱 내부에 회전가능하게 설치되고, 상기 애자로부터 중앙에 축방향으로 설치된 방전극에 고전압 인가시 상기 가스에 함유되는 불순물을 내측면에 포집하게 되고, 회전시 원심력에 의해 가스로부터 분리되는 불순물을 내측면에 흡착하게 되며, 불순물이 분리된 가스를 원주방향 외측으로 배출시킬 수 있도록 다공판으로 이루어지는 불순물 분리구; 상기 불순물 분리구의 내측면에 고착된 불순물을 스팀 분사에 의해 녹여 탈리시킬 수 있도록 상기 불순물 분리구에 스팀을 분사하기 위한 제3스팀 분사구; 상기 제2케이싱과 연통되고, 상기 가스로부터 분리된 불순물을 상기 제2케이싱 외부로 배출하기 위한 제2불순물 배출구; 상기 제2케이싱의 배출구에 연결되고, 불순물이 분리된 가스를 외부로 배출하기 위한 배출관; 및 상기 불순물 분리구에 고착된 불순물을 마찰에 의해 분리시켜 재생시키도록 상기 불순물 분리구의 내측면에 대해 임의간격으로 이격되어 설치되는 스크레이퍼를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 가스 불순물 분리장치가 제공될 수 있다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 명세서의 실시예는 아래와 같은 이점을 갖는다.
케이싱에 유입되는 가스에 선회력을 발생시키기 위해 와류를 생성하거나, 가스를 배출하기 위한 별도의 구동장치(송풍팬 등)가 불필요하여 분리장치를 소형화 및 컴팩트화할 수 있게 된다.
가스로부터 오일 미스트, 수분, 타르 등과 같은 불순물을 전기집진기 및 원심력에 의해 분리시켜 제거함에 따라 집진 효율을 높일 수 있어 실용성 및 신뢰성을 갖게 된다.
또한, 가스로부터 불순물을 포집, 분리하여 제거하는 분리장치의 구조 간단화로 인해 원가비용 및 설치비용을 절감함에 따라 동업종분야에서 가격경쟁력을 높일 수 있게 된다.
또한, 다공판에 흡착된 불순물을 스크레이퍼에 의해 제거하여 다공판을 재생시킴에 따라 사용수명을 연장할 수 있으며, 고장 발생율이 낮아 유지관리비용을 절감함에 따라 사용자의 경제적인 부담감을 줄일 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 의한 사이클론 원리를 이용한 세퍼레이터의 개략도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 의한 불순물 분리장치의 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 가스 불순물 분리장치에서 제1분리장치의 개략도이다.
도 4는 도 2에 도시된 가스 불순물 분리장치에서 제2분리장치의 개략도이다.
도 5는 도 4에 도시된 제2분리장치의 평면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 A-A선에서의 단면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 B-B선에서의 단면도이다.
도 8은 도 5에 도시된 C-C선에서의 단면도이다.
도 9는 도 3에 도시된 제1분리장치에 내설되는 스팀안내부의 도면이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 명세서의 바람직한 실시예에 의한 가스 불순물 분리장치를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 불순물 분리장치는, 코크스 오븐로(미 도시됨)와 연통되고, 불순물(일 예로서, 오일 미스트, 수분, 타르 등을 말함)이 함유된 가스를 이송시키는 가스 공급관(10); 가스 공급관(10)에 연통되어 가스가 유입되는 제1챔버(11)와, 제1챔버(11)와 연통되고 불순물이 1차 분리된 가스를 외부로 배출시키는 가스 배출관(12)이 안쪽으로 임의길이만큼 돌출되는 제2챔버(13)로 이루어지는 제1케이싱(14); 제1,2챔버(11,13)의 경계구역에 회전가능하게 설치되고, 제1챔버(11)에 유입되는 가스에 의한 블레이드(15)의 회전시 제1케이싱(14) 내부의 가스에 와류를 생성하기 위한 와류형성수단(16); 블레이드(15)의 회전에 의한 원심력으로 가스로부터 분리되어 제1챔버(11)의 내측면에 흡착된 불순물을 탈리시키기 위해 제1챔버(11)의 내측면에 고온의 스팀을 분사하기 위한 제1스팀 분사구(17); 와류형성수단(16)을 통과하여 제2챔버(13) 내에서 순환되는 와류 상태의 가스로부터 분리되어 제2챔버(13)의 곡면부(18) 내측면에 흡착된 불순물을 탈리시키기 위해 곡면부(16)의 내측면에 고온(일 예로서, 170℃ 정도를 말함)의 스팀을 분사하기 위한 제2스팀 분사구(19); 제2챔버(13)와 연통되고, 가스로부터 분리된 불순물을 제1케이싱(14) 외부로 배출하기 위한 제1불순물 배출구(20); 제1케이싱(14)으로부터 가스 배출관(12)을 통해 유입되는 불순물이 1차 분리된 가스가 유입되는 제2케이싱(21); 제2케이싱(21)의 내부 일측에 설치되고, 외부로부터 고전압이 공급되는 애자(22)(insulator); 제2케이싱(21) 내부에 회전가능하게 설치되고, 애자(22)로부터 중앙에 축방향으로 설치된 방전극(23)(discharge electrode)에 고전압 인가시 코로나(corona) 방전으로 인해 가스에 함유되는 불순물(타르 입자 등을 말함)을 내측면에 포집하게 되고, 구동모터(38)의 풀리에 연결되는 체인(39)(또는 벨트를 말함)을 통해 전달되는 동력에 의해 회전시 원심력에 의해 가스로부터 분리되는 불순물을 내측면에 흡착하게 되며, 불순물이 분리된 가스를 원주방향 외측으로 배출시킬 수 있도록 다공판(임의구간에 걸쳐 다수의 관통공(24a)이 천공됨)으로 이루어지는 콘 형상의 불순물 분리구(집진판(collecting electrode) 역할을 하게 됨)(24); 불순물 분리구(24)의 내측면에 고착된 불순물을 스팀 분사에 의해 녹여 탈리시킬 수 있도록 불순물 분리구(24)에 고온의 스팀을 분사하기 위한 제3스팀 분사구(25); 제2케이싱(21)과 연통되고, 가스로부터 분리된 불순물을 제2케이싱(21) 외부로 배출하기 위한 제2불순물 배출구(26); 제2케이싱(21)의 배출구에 연결되고, 불순물이 분리된 가스를 외부로 배출하기 위한 배출관(27);을 구비한다.
더욱 바람직하게는, 불순물 분리장치는, 애자(22)와 불순물 분리구(24) 사이에 위치하여 불순물 분리구(24)의 개구부에 이격되게 설치되고, 제2케이싱(21)에 유입되는 가스를 불순물 분리구(24)의 개구부에 임의의 압력으로 공급하기 위한 가이더(28);를 구비한다.
불순물 분리장치는, 불순물 분리구(24)에 고착된 불순물을 마찰에 의해 분리시켜 재생시키도록 불순물 분리구(24)의 내측면에 대해 임의간격으로 이격되어 설치되는 스크레이퍼(29);를 구비할 수 있다.
불순물 분리장치는, 가스 공급관(10)을 통해 이송되는 가스를 제1케이싱(14)에 이송시키지 못할 작업조건일 경우, 가스 공급관(10)을 통해 이송되는 가스를 제1케이싱(14)으로 이송시키지 않고 배출관(27) 출구측으로 곧바로 이송시키기 위한 바이패스 관(30);을 구비할 수 있다.
불순물 분리장치는, 제1불순물 배출구(20)에 장착되는 제1드레인밸브(31); 제1드레인밸브(31)에 착탈가능하게 연결되는 배관을 통해 이음연결되고, 제1불순물 배출구(20)로부터 제1드레인밸브(31)를 통해 배출되는 불순물을 저장하기 위한 제1불순물 저장조(32);를 구비할 수 있다.
불순물 분리장치는, 제2케이싱(21)의 바닥면에 장착되는 제2드레인밸브(33); 제2드레인밸브(33)에 착탈가능하게 연결되는 배관을 통해 이음연결되고, 상기 불순물 분리구(24)의 회전에 의해 가스로부터 분리되는 불순물이 상기 불순물 분리구의 경사면을 따라 개구부쪽으로 흘러 내리거나, 또는 제2케이싱(21) 내부의 바닥면에 불순물이 잔류되는 경우, 제2케이싱(21)으로부터 제2드레인밸브(33)를 통해 배출되는 불순물을 저장하기 위한 제2불순물 저장조(34);를 구비할 수 있다.
불순물 분리장치는, 제1,2불순물 저장조(32,34)는 모아지는 불순물을 지정된 장소에 폐기처분할 경우 이동가능하게 바닥면에 캐스터(caster)가 장착될 수 있다.
불순물 분리장치는, 가스 배출관(12)의 입구에 구비되고, 제2챔버(13) 내에서 순환되는 가스의 체류시간을 연장시켜 가스의 선회력을 증대시키기 위한 가스 흐름 간섭구(passage barier)(35);를 구비할 수 있다.
불순물 분리장치는, 제1케이싱(14)의 내측면으로부터 탈리되는 불순물이 경사면을 따라 제1불순물 배출구(20)쪽으로 흘러 내리도록 제1케이싱(14)의 입구에서 출구측을 향하여 체적이 커지도록 내주연을 갖게 된다.
전술한 구성에 의하면, 코크스 오븐로(미 도시됨)로부터 가스 공급관(10)을 통해 이송되는 가스가 제1케이싱(14) 내부에 이송될 경우, 제1챔버(11)에 회전가능하게 설치된 와류형성수단(16)의 블레이드(15)와 가스의 상호 충돌에 의해 블레이드(15)를 회전시키게 되므로 제1챔버(11) 내부에 유입되는 가스에 와류를 생성하게 된다. 가스 공급관(10)을 통해 이송되는 가스(gas)는, 예를 들어, COG(코크스 오븐가스(Coke Oven Gas)일 수 있다.
따라서, 제1챔버(11) 내부에 생성되는 와류(swirl)에 의해 제1챔버(11) 내부에 이송된 가스가 소용돌이 되어 순환하게 된다. 제1챔버(11) 내에서 가스의 선회에 의한 원심력으로 가스로부터 분리되는 불순물(오일 미스트, 수분 등을 말함)이 제1챔버(11)의 내측면에 흡착된다.
이때, 외부로부터 공급되어 제1챔버(11) 내부에 설치된 제1스팀 분사구(17)를 통해 제1챔버(11)의 내측면을 통해 분사되는 고온의 스팀에 의해 제1챔버(11) 내측면에 흡착된 불순물을 탈리시킬 수 있게 된다.
제1챔버(11)의 내측면으로부터 탈리된 불순물은 제1챔버(11)의 경사진 내측면을 따라 도면상, 우측방향으로 이동된다. 즉 제1챔버(11)에서 모아지는 불순물은 제2챔버(13)쪽으로 이동하게 된다.
제1챔버(11) 내에서 불순물이 분리된 가스가 와류형성수단(16)을 통과하여 제2챔버(13)로 이동될 경우, 제2챔버(13)에 이동된 가스는 제2챔버(13)(유선형으로 이루어져 있음)의 곡면부(돔 형상으로 이루어져 있음)(18)에 충돌하게 되어 흐름 방향이 변환되므로, 가스는 제2챔버(13) 내에서 와류상태를 계속적으로 유지하는 상태에서 순환하게 된다.
제2챔버(13)의 단면이 유선형 형태로 형성되고 제2챔버(13)의 곡면부(18)가 돔 형태로 형성됨에 따라, 제1챔버(11)로부터 와류형성수단(16)을 통과하여 제2챔버(13)에 유입된 후 와류 형태로 순환되는 가스가 제2챔버(13)의 입구에서 출구쪽으로 이동되고, 가스가 곡면부(18)에 충돌하여 방향전환됨에 따라 입구쪽으로 다시 이동하게 되는 가스의 이동경로가 겹치지않게 된다.
즉, 제2챔버(13)의 직경 변화에 의해 가스가 입구에서 출구쪽으로 이동시 제2챔버(13)의 내측면에 근접되게 크게 선회(가스의 선회 반경이 크게 됨)되면서 이동하게 되고, 돔 형태의 곡면부(18)에서는 중앙에 근접되게 작게 선회(가스의 선회 반경이 상대적으로 작게 됨)되면서 이동하게 된다.
이로 인해, 제2챔버(13) 내에서 가스의 선회력이 최대한 유지되면서 곡면부에 의해 가스의 선회 방향이 자연스럽게 이루어지므로, 제2챔버(13) 내에서 가스의 선회력 저하에 따른 압력 손실을 줄여 가스로부터 불순물을 효율적으로 분리할 수 있게 되나.
가스가 제2케이싱(21)에 이송됨에 따라 방전극(23) 및 불순물 분리구(24)(집진판 역할을 하게 됨)에 의한 전기집진과, 불순물 분리구(24)의 회전에 의한 원심력에 의해 가스로부터 불순물을 분리할 수 있다.
즉, 제2케이싱(21)의 중앙에 축방향으로 설치된 방전극(23)에 애자(22)로부터 고전압이 인가될 경우, 코로나 방전에 의해 불순물을 불순물 분리구(24)의 내측면에 포집시킬 수 있고, 이와 동시에 구동모터(38) 및 체인(39)을 통해 전달되는 회전력에 의해 불순물 분리구(24)를 회전시킬 경우 원심력에 의해 가스로부터 분리되는 불순물(오일 미스트, 수분 등)을 원주방향 외측으로 배출시킬 수 있다.
이를 상세하게 설명하면, 외부로부터 고전압이 제2케이싱(21) 내부에 설치된 애자(22)에 공급됨에 따라 애자(22)에 도통가능하게 연결된 방전극(23)에 고전압이 인가된다. 즉 방전극(23)에 인가되는 고전압에 의한 코로나 방전으로 음이온이 다량으로 발생되므로 불순물 분리구(24)의 내측면에 가스 중의 타르 등의 불순물 입자가 포집된다.
이때, 고전압을 방전극(23)에 인가시킴에 따라 가스 중의 불순물 입자를 불순물 분리구(24)의 내측면에 포집하여 제거하는 기술내용은 당해분야에서 사용되는 기술내용에 속하는 것이므로 이들의 구성 및 동작에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 제2케이싱(21) 내부에 이송된 가스가 가이더(28)를 통과하여 전단부가 막힌 콘 형태의 불순물 분리구(24)의 내부에 이송될 경우, 구동모터(38)의 구동에 의해 불순물 분리구(24)를 회전시킴에 따라, 원심력에 의해 불순물(오일 미스트)이 분리된 공기가 다공판으로 형성된 불순물 분리구(24)의 관통공을 통과하여 원주방향 외측으로 배출된다(화살표에 의해 여과된 공기가 불순물 분리구(24)로부터 배출되는 방향을 표기됨).
이때, 가스로부터 분리된 오일 미스트 등의 불순물은 불순물 분리구(24)의 개구부를 향하여 하향 경사지게 형성된 경사면을 따라 개구부쪽으로 흘러내리게 된다(가스의 이송방향에 대해 반대 방향으로 흘러내리게 된다).
한편, 불순물 분리구(24)의 회전에 의한 원심력으로 가스로부터 분리되는 불순물이 불순물 분리구(24)의 내측면에 흡착되어 고착될 수 있다.
이때, 불순물 분리구(24)의 내측면으로부터 임의거리만큼 이격되도록 설치된 스크레이퍼(29)에 의해 불순물 분리구(24)의 내측면에 흡착된 고착물을 마찰에 의해 제거시킴에 따라 불순물 분리구(24)를 재생시켜 사용할 수 있게 된다.
또한, 불순물 분리구(24)의 내부에 설치된 제3스팀 분사구(25)로부터 토출되는 고온의 스팀을 불순물 분리구(24)의 내측면과 스크레이퍼(29)를 향하여 분사시킴에 따라, 스크레이퍼(29) 및 스크레이퍼(29)에 의해 불순물 분리구(24)로부터 제거되지 않는 고착물을 녹여 탈리시킬 수 있게 된다.
전술한 바와 같이 가스로부터 분리되어 원주방향 외측으로 이동되어 불순물 분리구(24)의 경사면을 따라 개구부쪽으로 흘러내리는 불순물, 또는 제2케이싱(21) 내부의 바닥면에 잔류되는 불순물은 제2케이싱(21)의 바닥면에 장착된 제2드레인밸브(33)를 통해 제2케이싱(21) 외부로 배출시킬 수 있다.
제2드레인밸브(33)를 통해 배출되는 불순물은 제2드레인밸브(33)에 착탈가능하게 이음연결된 배관을 통해 제2불순물 저장조(34)에 배출된다. 이로 인해 배관을 제2드레인밸브(33)로부터 분리시킨 후 제2불순물 저장조(34)를 바닥면에 장착된 캐스터에 의해 임의장소로 이동시켜 폐기처분할 수 있게 된다.
한편, 제1케이싱(14) 또는 제2케이싱(21) 내부의 부품 등에 고장이 발생되어어 이들의 부품을 수리, 교체하기 위해 가스로부터 불순물을 분리시키는 분리장치의 가동을 일시적으로 정지시킬 수 있다.
즉, 코크스 오븐로부터 가스가 가스 공급관(10)을 통해 연속적으로 이송되는 작업환경일 경우에, 가스 공급관(10)의 입구측에 설치된 밸브(V1)와, 배출관(27)의 출구측에 설치된 밸브(V2)를 차단시킨 상태에서 바이패스 관(30)의 입구측에 설치된 밸브(V3)를 개방시킬 수 있다.
따라서 가스 공급관(10)을 통해 연속적으로 이송되는 가스를 제1,2케이싱(14,21)로 이송시키지 않고, 바이패스 관(30)을 통해 배출관(27) 출구측으로 곧바로 이송시킬 수 있게 된다.
여기에서, 전술한 본 명세서에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 명세서의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 명세서의 내용을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 가스 공급관
11: 제1챔버
12: 가스 배출관
13: 제2챔버
14: 제1케이싱
15: 블레이드
16: 와류형성수단
17: 제1스팀 분사구
18: 곡면부
19: 제2스팀 분사구
20: 제1불순물 배출구
21: 제2케이싱
22: 애자
23: 방전극
24: 불순물 분리구
25: 제3스팀 분사구
26: 제2불순물 배출구
27: 배출관
28: 가이더
29: 스크레이퍼
30: 바이패스 관
31: 제1드레인밸브
32: 제1불순물 저장조
33: 제2드레인밸브
34: 제2불순물 저장조
35: 가스흐름간섭구

Claims (7)

  1. 불순물이 함유된 가스를 이송시키는 가스 공급관;
    상기 가스 공급관에 연통되어 상기 가스가 유입되는 제1챔버와, 상기 제1챔버와 연통되고 불순물이 1차 분리된 가스를 외부로 배출시키는 가스 배출관이 안쪽으로 임의길이만큼 돌출되는 제2챔버로 이루어지는 제1케이싱;
    상기 제1,2챔버의 경계구역에 회전가능하게 설치되고, 상기 제1챔버에 유입되는 가스에 의한 블레이드의 회전시 상기 제1케이싱 내부의 가스에 와류를 생성하기 위한 와류형성수단;
    상기 블레이드의 회전에 의한 원심력으로 가스로부터 분리되어 제1챔버의 내측면에 흡착된 불순물을 탈리시키기 위해 상기 제1챔버의 내측면에 스팀을 분사하기 위한 제1스팀 분사구;
    상기 와류형성수단을 통과하여 상기 제2챔버 내에서 순환되는 와류 상태의 가스로부터 분리되어 상기 제2챔버의 곡면부 내측면에 흡착된 불순물을 탈리시키기 위해 상기 곡면부의 내측면에 스팀을 분사하기 위한 제2스팀 분사구;
    상기 제2챔버와 연통되고, 상기 가스로부터 분리된 불순물을 상기 제1케이싱 외부로 배출하기 위한 제1불순물 배출구;
    상기 가스 배출관을 통해 유입되는 불순물이 1차 분리된 가스가 유입되는 제2케이싱;
    상기 제2케이싱의 내부 일측에 설치되고, 외부로부터 고전압이 공급되는 애자;
    상기 제2케이싱 내부에 회전가능하게 설치되고, 상기 애자로부터 중앙에 축방향으로 설치된 방전극에 고전압 인가시 상기 가스에 함유되는 불순물을 내측면에 포집하게 되고, 회전시 원심력에 의해 가스로부터 분리되는 불순물을 내측면에 흡착하게 되며, 불순물이 분리된 가스를 원주방향 외측으로 배출시킬 수 있도록 다공판으로 이루어지는 불순물 분리구;
    상기 불순물 분리구의 내측면에 고착된 불순물을 스팀 분사에 의해 녹여 탈리시킬 수 있도록 상기 불순물 분리구에 스팀을 분사하기 위한 제3스팀 분사구;
    상기 제2케이싱과 연통되고, 상기 가스로부터 분리된 불순물을 상기 제2케이싱 외부로 배출하기 위한 제2불순물 배출구;
    상기 제2케이싱의 배출구에 연결되고, 불순물이 분리된 가스를 외부로 배출하기 위한 배출관; 및
    상기 불순물 분리구에 고착된 불순물을 마찰에 의해 분리시켜 재생시키도록 상기 불순물 분리구의 내측면에 대해 임의간격으로 이격되어 설치되는 스크레이퍼를 포함하고,
    상기 불순물 분리구는, 구동모터와 체인을 통해 회전력을 전달받는 것을 특징으로 하는,
    가스 불순물 분리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 애자와 불순물 분리구 사이에 위치하여 상기 불순물 분리구의 개구부에 이격되게 설치되고, 상기 제2케이싱에 유입되는 가스를 상기 불순물 분리구의 개구부에 임의의 압력으로 공급하기 위한 가이더;를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    가스 불순물 분리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가스 공급관을 통해 이송되는 가스를 상기 제1케이싱에 이송시키지 못할 작업조건일 경우, 상기 가스 공급관을 통해 이송되는 가스를 상기 제1케이싱으로 이송시키지 않고 상기 배출관 출구측으로 곧바로 이송시키기 위한 바이패스 관;을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    가스 불순물 분리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1불순물 배출구에 장착되는 제1드레인밸브;
    상기 제1드레인밸브에 착탈가능하게 연결되는 배관을 통해 이음연결되고, 상기 제1불순물 배출구로부터 상기 제1드레인밸브를 통해 배출되는 불순물을 저장하기 위한 제1불순물 저장조;를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    가스 불순물 분리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2케이싱의 바닥면에 장착되는 제2드레인밸브;
    상기 제2드레인밸브에 착탈가능하게 연결되는 배관을 통해 이음연결되고, 상기 불순물 분리구의 회전에 의해 가스로부터 분리되는 불순물이 상기 불순물 분리구의 경사면을 따라 개구부쪽으로 흘러 내리거나, 또는 상기 제2케이싱 내부의 바닥면에 불순물이 잔류되는 경우, 상기 제2케이싱으로부터 상기 제2드레인밸브를 통해 배출되는 불순물을 저장하기 위한 제2불순물 저장조;를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    가스 불순물 분리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가스 배출관의 입구에 구비되고, 상기 제2챔버 내에서 순환되는 가스의 체류시간을 연장시켜 상기 가스의 선회력을 증대시키기 위한 가스 흐름 간섭구(passage barier);를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    가스 불순물 분리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1케이싱의 내측면으로부터 탈리되는 불순물이 경사면을 따라 상기 제1불순물 배출구쪽으로 흘러 내리도록 상기 제1케이싱의 입구에서 출구측을 향하여 체적이 커지도록 내주연을 갖게 되는 것을 특징으로 하는,
    가스 불순물 분리장치.
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