KR102062060B1 - 원단 후가공시설에 설치되는 집진기의 냉각장치 - Google Patents

원단 후가공시설에 설치되는 집진기의 냉각장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원단 후가공시설에 설치되는 집진기의 냉각장치에 관한 것이다.
본 발명은 섬유의 염색 처리 과정를 하는 섬유 염색기(100)와; 섬유 염색기를 통해 유입된 배기가스 중에서 오일 등을 분리 포집시키는 사이클론(200)과; 상기 사이클론(200)에서 포집된 배기가스의 온도를 낮추게 하는 열교환기(300)와; 상기 열교환기에 냉각된 배기가스에 포함된 오일미스트 및 유기용제를 코로나 방전에 의한 전기집진방식으로 회수하는 전기집진기(400)와; 상기 열교환기(300)와 전기집진기(400) 사이에 설치되어 냉각된 배기가스를 전기집진기(400)로 강제 이송시키는 송풍기(500)를 포함한 염색용 집진기에 있어서;
상기 열교환기(300)는 틀체를 형성하는 후레임(310)과, 상기 후레임(310)에 지지되며 사이클론(200)에 의해 포집된 배기가스가 내부로 인입되는 유입실(420)과, 상기 후레임(310)의 양쪽에 상하로 각각 마련되어 배기가스가 머무를 수 있도록 하는 저장실(330)들과, 상기 후레임(310)에 지지되며 송풍기(500)에 접속되어 냉각을 마친 배기가스를 전기집진기(400)로 송출되도록 하는 배출실(340)과, 상기 유입실(420)과 저장실(330)들 및 배출실(340)을 각각 연결하여 배기가스가 순차적으로 이동되도록 하는 냉각관(350)들과, 상기 냉각관(350)들을 냉각시키는 냉각팬(360)을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

원단 후가공시설에 설치되는 집진기의 냉각장치{Cooling device for dust collector installed in fabric finishing facility}
본 발명은 원단 후가공시설에 설치되는 집진기의 냉각장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 염색 가공 공정에서 발생되는 대기 오염물질과 악취 제거 효율을 대폭 향상시켜 각종 환경 규제에 적합하게 하고 작업 환경을 크게 개선시킬 수 있도록 발명된 것이다.
일반적으로 염색은 원단을 가공하는 업종으로 염색 및 가공 중에 사용되는 약품 또는 원단에 있던 물질들이 각종 약품들에 의해 휘발되면서 악취를 발생시킨다.
여러 가지 염색 가공 공정중 특히 악취가 배출되는 공정은 날염, 염색, 정련, 염료배합, 텐터공정 등이 있는데, 이중 주요 악취 배출공정은 텐터공정이다.
텐터공정은 염색한 원단을 건조시키는 공정으로 섬유 유연제, 광택제 등의 약품 혼합액에 염색된 섬유를 적시는 유연가공 후에 약 150℃~220℃ 범위에서 건조하는 공정이다.
이러한 텐터공정에서의 악취 배출과 함께 대기중으로 배출되는 연기(백연)는 특히 날씨가 흐리거나, 바람이 부는 날은 대표적인 민원유발의 원인이 되는데, 특히 동절기보다는 하절기에 더 자주 발생하는 편이다.
종래, 염색 업종의 텐터시설에서 배출되는 가스를 처리하기 위한 방지시설은 대부분 흡수에 의한 시설(스크러버)이 운전되고 있다.
염색업종의 공정 중에서 사용되는 각종 유연제, 대전 방지제 등은 텐터의 고온처리에 의해 미세한 오일미스트(Oil Mist) 형태로 배출되는데, 이 오일미스트로부터 유발되는 악취는 날씨에 따라 주기적으로 반복되고 있으며, 주변 대기오염의 주범이 되고 있다.
또한, 텐터시설의 배출가스로 인해 텐터공정실의 작업환경이 열악해지며, 덕트라인은 오일성분으로 인하여 오염이 매우 심각한 상태에 이르게 되고 이로 인해 배출가스의 악취도는 더욱 증가하게 된다.
따라서, 염색업종에서는 백연으로 인한 인근 지역주민들의 지속적인 민원발생과 더불어 점진적으로 강화되고 있는 악취 및 대기오염물질 배출 허용기준으로 인해서 효율적인 방지시설의 도입이 절실하다.
또한, 고온의 가스를 대기중으로 배출함에 따라 온실가스와 탄소배출권 등의 세계적 흐름에 적극적으로 대응하기 위한 방안마련이 시급한실정이다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 종래 대한민국 등록특허 10-1034006(등록일자 2011.05.02) '백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기', 대한민국 등록특허 10-1261195(등록일자 2013.04.29) '텐터기 배출 가스 및 증기 정화 장치', 대한민국 등록특허 10-1206505(등록일자 2012.11.23) '텐터기 배기가스 전기 흄 집진장치'에 대한 기술이 개시된 바 있다.
그러나, 종래 개시된 기술들의 대부분은 오일미스트와 악취를 효과적으로 제거하지 못하여 민원 발생의 원인이 되고, 각종 환경 규제로 인하여 염색 공정의 정상적인 운영이 어렵게 되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 10-1034006(등록일자 2011.05.02.) 대한민국 등록특허 10-1261195(등록일자 2013.04.29.) 대한민국 등록특허 10-1206505(등록일자 2012.11.23.)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주로 텐터공정중에 발생되는 백연으로부터 오일미스트를 포함한 각종 대기 오염물질과 악취를 보다 효과적으로 제거할 수 있도록 한 원단 후가공시설에 설치되는 집진기의 냉각장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 악취 발생을 방지하고 환경오염 개선 효과로 인해 민원 발생의 원인을 제거함과 아울러 각종 환경 규제에 적합할 수 있도록 한 원단 후가공시설에 설치되는 집진기의 냉각장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 섬유의 염색 처리 과정에서 배출되는 배기가스가 배출관(110)을 통해 배출되는 섬유 염색기(100)와;
이 배출관(110)을 통해 유입된 배기가스를 내부에서 선회하여 유체 속에 함유되는 입자에 원심력을 작용시켜 액체에서 분리 포집시키는 사이클론(200)과;
상기 사이클론(200)에서 포집된 배기가스의 온도를 낮추게 하는 열교환기(300)와;
상기 열교환기에 냉각된 배기가스에 포함된 오일미스트 및 유기용제를 코로나 방전에 의한 전기집진방식으로 회수하는 전기집진기(400)와;
상기 열교환기(300)와 전기집진기(400) 사이에 설치되어 냉각된 배기가스를 전기집진기(400)로 강제 이송시키는 송풍기(500)가 포함되어 구성되는 염색용 집진기에 있어서;
상기 열교환기(300)는 틀체를 형성하는 후레임(310)과,
상기 후레임(310)에 지지되며 사이클론(200)에 의해 포집된 배기가스가 내부로 인입되는 유입실(420)과,
상기 후레임(310)의 양쪽에 상하로 각각 마련되어 배기가스가 머무를 수 있도록 하는 저장실(330)들과,
상기 후레임(310)에 지지되며 송풍기(500)에 접속되어 냉각을 마친 배기가스를 전기집진기(400)로 송출되도록 하는 배출실(340)과,
상기 유입실(420)과 저장실(330)들 및 배출실(340)을 각각 연결하여 배기가스가 순차적으로 이동되도록 하는 냉각관(350)들과,
상기 냉각관(350)들을 냉각시키는 냉각팬(360)을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 냉각팬(360)은 후레임(310)의 내측 지면에 위치되어 상부에 배치되는 냉각관(350)들을 향해 냉각공기를 공급하게 된다.
또, 상기 냉각팬(360)은 후레임(310)의 일측 측면에 상하로 다단으로 위치되어 냉각관(350)들을 향해 수평하게 냉각공기를 공급하고, 냉각관(350)들 사이로는 타공판(370)이 수평하게 배치되어 냉각공기를 유도하게 된다.
상기 냉각관(350)들은 배기가스의 이동 방향을 따라 경사지게 설치된다.
또, 상기 냉각관(350)은 냉각공기와 접촉면적을 향상시키기 위해 그 외부로 주름관(351)을 접촉된 상태로 2중관 구조로 성형될 수 있다.
또, 상기 냉각관(350)은 냉각공기와 접촉면적을 향상시키기 위해 그 외부로 열교환핀(352)들이 일체로 방사상으로 성형할 수 있다.
상기 유입실(420)과 저장실(330)들 및 배출실(340)에는 배기가스 냉각으로 발생된 수분을 외부로 배출하기 위한 드레인밸브(380)들이 각각 설치된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 특히 고온에서 이루어지는 텐터공정에 의해 배기가스의 온도를 최적의 집진 효과를 얻을 수 있도록 냉각시킬 수 있다.
따라서, 백연으로부터 오일미스트를 포함한 각종 대기 오염물질과 악취를 보다 효과적으로 완전하게 제거할 수 있다.
그러므로, 악취 발생을 방지하고 환경오염 개선 효과로 인해 민원 발생의 원인을 제거함과 아울러 각종 환경 규제에 적합할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 원단 후가공시설에 설치되는 집진기의 냉각장치를 보인 장치도.
도 2는 본 발명의 열교환기 구성을 보인 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 열교환기 구성을 보인 확대 종단면도.
도 4는 본 발명의 냉각관이 2중관으로 성형되는 실시예를 보인 반단면도.
도 5는 본 발명의 냉각관에 열교환핀이 성형되는 다른 실시예를 보인 횡단면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 이외의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 실시예들을 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하고자 한다.
통상적으로 섬유 염색 가공처리 공정을 살펴보면, 먼저 원단 전처리로서 정련공정이 이루어지고, 이후 염료, 유연제 등을 사용한 염색공정과, 텐터공정, 검사, 로딩의 순서로 이루어진다.
이때 텐터공정에서는 원단의 건조와 다림질이 수행되며, 이 과정에서 150℃ 이상의 고온열풍으로 원단을 건조함에 따라 유증기와 각종 오일성분이 포함된 배출가스로가 백연 상태로 배출된다.
따라서, 백연이 대기로 배출되기 전에 집진장치를 통해 최대한 대기 오염물질을 집진, 제거하게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 냉각장치를 포함하고 있는 집진 구성을 예시하고 있다.
즉, 섬유 염색기(100)에서 섬유의 염색 처리 과정중에 특히, 텐터 공정중에 주로 배출되는 유해 배기가스는 배출관(110)을 통해 사이클론(200)으로 이동되어 1차 포집이 이루어지게 한다.
사이클론(200)은 측면으로 유입된 배기가스가 내부에서 선회하여 유체 속에 함유되는 입자에 원심력을 작용시켜 액체 또는 무거운 입자는 하부로 포집시키고, 가벼운 기체만 중앙 상부에 마련된 출구를 통해 분리 되는 방법으로 포집시키는 역할을 수행하게 된다.
그리고, 상기 사이클론(200)에서 포집된 배기가스는 열교환기(300)를 거쳐 온도를 낮추게 한 후 전기집진기(400)에서 집진이 이루어지게 한다.
여기서 열교환기(300)를 통해 배기가스를 낮추는 이유는 시험에 의해 배기가스의 온도가 고온에서보다 약 60도 이하로 낮추었을 때 집진효과가 최대로 나타나기 때문이다.
상기 전기집진기(400)는 냉각된 배기가스에 포함된 오일미스트 및 각종 유기 용제를 코로나 방전에 의한 전기 집진방식으로 회수하는 것이다.
코로나방식 전기집진기(400)의 원리는 고전압으로 방전을 일으켜 오염된 공기가 통과될 때 극성을 띤 이온을 반대 극성을 갖는 판에 달라 붙게 만들어서 집진이 이루어지는 것으로, 그 집진 및 탈취 효과가 우수하여 산업용으로 널리 이용되는 것으로, 더 상세한 구성 설명은 생락한다.
열교환기(300)를 통과한 배기가스는 전기집진기(400)로 강제 이동되도록 그 사이에는 송풍기(500)가 설치된다.
도 2는 본 발명의 배기가스 냉각용 열교환기(300)의 구성을 단면도로 도시하고 있다.
도 3은 도 2의 종단면도로써, 다수개의 냉각관(350)들 이 종횡으로 배치되고, 후레임(310)의 측면 및/또는 하부에 냉각팬(360)들이 설치되는 구성을 보이고 있다.
즉, 틀체를 형성하는 후레임(310)의 양쪽으로 거리를 유지한 상태로 대략 속이 빈 사각 함체 형상으로 된 유입실(420)과, 수개의 저장실(330)들 그리고 배출실(340)을 각각 설치하게 된다.
상기 유입실(420)은 후레임(310)의 일측 상부에 위치된 상태로 사이클론(200)에 의해 포집과정을 마친 배기가스가 내부 공간으로 인입되도록 한다.
이 유입실(420)이 설치된 후레임(310)의 반대쪽에는 배기가스가 머무를 수 있도록 하는 복수개의 저장실(330)들이 상하로 각각 설치된다.
또, 후레임(310)의 일측 가장 하부에 위치되는 배출실(340)과 유입실(420) 사이에도 저장실(330)이 마련되어 있다.
상기 배출실(340)은 후레임(310)의 일측 하부에 지지된 상태로 송풍기(500)의 흡입부와 연결되어 냉각을 마친 배기가스를 전기집진기(400)로 송출될 수 있도록 한다.
한편, 도 2에서와 같이 상기 유입실(420)과 저장실(330) 사이, 그리고 일측 저장실(330)과 타측의 저장실(330) 사이와, 타측 저장실(330)과 후레임(310)의 의 일측 가장 하단부에 위치되는 배출실(340) 사이에는 다수개의 냉각관(350)들이 각각 통로가 연결 가능한 상태로 접속된다.
따라서, 배기가스가 유입실(420)로부터 시작하여 양쪽의 저장실(330)들과 배출실(340)을 향해 냉각관(350)을 따라 지그재그식으로 이동되며 냉각팬(360)의 외기 송풍으로 배기가스는 순차적으로 온도가 저하되면서 공냉이 이루어질 수 있는 것이다.
이때 외부의 공기가 원활하게 순환될 수 있도록 후레임(310)의 전후면과 상하부는 트여지게 제작된다.
여기서, 상기 냉각팬(360)은 후레임(310)의 내측 지면위에 상부를 향하도록 위치되어 그 상부에 배치되는 지그재그식으로 배치되는 냉각관(350)들을 향해 냉각공기를 공급되도록 한다.(도 2 참조)
또, 상기 냉각팬(360)은 후레임(310)의 일측 측면에 냉각관(350)들을 향한 상태로 상하로 다단으로 설치될 수 있다.
따라서, 냉각관(350)들을 향해 수평하게 냉각공기를 공급하게 된다.
이때, 냉각관(350)들 사이로는 타공판(370)이 수평하게 배치되어 냉각공기를 대략 수평방향으로 유도될 수 있도록 하면서, 저면에 설치되는 냉각팬(360)이 작동될 때 냉각 공기가 타공판(370)들을 통과하여 상부로 이동될 수 있도록 한다.
여기서, 상기 냉각팬(360)은 후레임(310)의 저면에만 상부 냉각관(350)을 향해 설치될 수 있다.
또, 상기 냉각팬(360)은 후레임(310)의 측면에 수평하게 냉각관(350)을 향하게 설치될 수 있으며, 도 3에서와 같이 저면과 측면에 냉각팬(360)들을 각각 동시에 설치할 수도 있음을 밝혀 둔다.
상기 냉각관(350)들은 2개가 한조로 배기가스의 이동 방향을 따라 경사지게 설치되는 것이 원활한 가스 흐름을 위해 바람직 하다.
그리고, 상기 냉각관(350)들은 상하 2개가 한조를 이루면서 그 양쪽에 위치되는 다른 냉각관(350)들과 상하로 그 설치위치를 서로 어긋나게 배치하여 주로 측면에 위치되는 냉각팬(360)에서 냉각공기가 공급될 때 그 접촉면이 넓어질 수 있도록 설계하는 것이 좋다.
또, 상기 냉각관(350)은 냉각공기와 접촉면적을 향상시키기 위해 그 외부로 금속재로 주름이 반복 성형되는 주름관(351)을 접촉시키는 2중관 구조로 성형하는 것이 냉각관(350)의 냉각 효율면에서 바람직 하다.(도 4)
주름관(351)에 의해 냉각공기와 접촉 면적은 향상시키면서 그 내부로 접촉되는 냉각관(350)의 단면은 매끈하게 길이 방향으로 연속 성형하는 것에 의해 배기가스의 흐름에는 지장을 주지 않게 된다.
또한, 상기 냉각관(350)은 냉각공기와 접촉면적을 향상시키기 위해 그 외부로만 열교환핀(352)들이 일체로 방사상으로 길이 방향을 따라 연속 성형하는 것이 냉각관(350)의 냉각 효율면에서 바람직 하다.(도 5)
한편, 상기 유입실(420)과 저장실(330)들 및 배출실(340)에는 배기가스가 잠시 머무르면서 경사지게 연결된 냉각관(350)들을 따라 이동되는 과정에서 냉각팬(360)의 냉각작용으로 수분이 생성된 후 모여지게 된다.
따라서, 이를 외부로 배출하여 원활한 배기가스의 흐름을 유도하도록 수분 배출용 드레인밸브(380)들이 각각 설치된다.
이와 같은 본 발명의 열교환기(300) 구성에 의해 배기가스를 최적의 집진 효과를 얻을 수 있는 온도 60℃이하로 순차적으로 냉각시켜 전기집진기(400)로 공급시키게 된다.
따라서, 집진 효과의 향상으로 악취 발생을 방지하고 환경오염 개선 효과로 인해 민원 발생의 원인을 제거함과 아울러, 각종 환경 규제에도 적합할 수 있는 것이다.
여기서 본 발명의 기술사상을 효과적으로 설명하기 위해 원단 후가공 공정 중 하나인 텐터공정에서 발생하는 오일미스트를 포함한 오염물질이 대기중에 배출되는 것을 방지하는 것을 하나의 일예로 설명한 것 일뿐, 여타 오일미스트가 발생할 수 있는 산업시설에 설치하여 대기오염을 방지함으로써 주변 생활환경을 쾌적하게 하는데 이용할 수 있다.
이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.
100 - 섬유 염색기 200 - 사이클론
300 - 열교환기 310 - 후레임
320 - 유입실 330 - 저장실
340 - 배출실 350 - 냉각관
351 - 주름관 352 - 열교환핀
360 - 냉각팬 370 - 타공판
380 - 드레인밸브

Claims (7)

  1. 섬유의 염색처리 과정에서 배출되는 배기가스가 배출관(110)을 통해 배출되는 섬유 염색기(100)와; 이 배출관(110)을 통해 유입된 배기가스를 내부에서 선회하여 유체 속에 함유되는 입자에 원심력을 작용시켜 액체에서 분리 포집시키는 사이클론(200)과; 상기 사이클론(200)에서 포집된 배기가스의 온도를 낮추게 하는 열교환기(300)와; 상기 열교환기에 냉각된 배기가스에 포함된 오일미스트 및 유기용제를 코로나 방전에 의한 전기집진방식으로 회수하는 전기집진기(400)와; 상기 열교환기(300)와 전기집진기(400) 사이에 설치되어 냉각된 배기가스를 전기집진기(400)로 강제 이송시키는 송풍기(500)를 포함하고 있는 염색용 집진기에 있어서;
    상기 열교환기(300)는 틀체를 형성하는 후레임(310)과,
    상기 후레임(310)에 지지되고 사이클론(200)에 의해 포집된 배기가스가 내부로 인입되는 유입실(420)과,
    상기 후레임(310)의 양쪽에 상하로 각각 마련되어 배기가스가 머무를 수 있도록 하는 저장실(330)들과,
    상기 후레임(310)에 지지되고 송풍기(500)에 접속되어 냉각을 마친 배기가스를 전기집진기(400)로 송출되도록 하는 배출실(340)과,
    상기 유입실(420)과 저장실(330)들 및 배출실(340)을 각각 연결하여 배기가스가 순차적으로 이동되도록 하는 냉각관(350)들과,
    상기 냉각관(350)들을 냉각시키는 냉각팬(360)을 구비하고 있고,
    상기 냉각팬(360)은 후레임(310)의 일측 측면에 상하로 다단으로 위치되어 냉각관(350)들을 향해 수평하게 냉각공기를 공급하고, 냉각관(350)들 사이로는 타공판(370)이 수평하게 배치되어 냉각공기를 유도하게 되는 것을 특징으로 하는 원단 후가공시설에 설치되는 집진기의 냉각장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 냉각팬(360)은 후레임(310)의 내측 지면에 위치되어 상부에 배치되는 냉각관(350)들을 향해 냉각공기가 공급되는 것을 특징으로 하는 원단 후가공시설에 설치되는 집진기의 냉각장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 냉각관(350)들은 배기가스의 이동 방향을 따라 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 원단 후가공시설에 설치되는 집진기의 냉각장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 냉각관(350)은 냉각공기와 접촉면적을 향상시키기 위해 그 외부로 주름관(351)을 접촉된 상태로 2중관 구조로 성형되는 것을 특징으로 하는 원단 후가공시설에 설치되는 집진기의 냉각장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 냉각관(350)은 냉각공기와 접촉면적을 향상시키기 위해 그 외부로 열교환핀(352)들이 일체로 방사상으로 성형되는 것을 특징으로 하는 원단 후가공시설에 설치되는 집진기의 냉각장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 유입실(420)과 저장실(330)들 및 배출실(340)에는 배기가스 냉각으로 발생된 수분을 외부로 배출하기 위한 드레인밸브(380)들이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 원단 후가공시설에 설치되는 집진기의 냉각장치.
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