KR102304128B1 - 나노입자급 미세먼지의 제거가 가능한 집중탈진 여과집진기 및 이를 이용한 여과집진방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나노입자급 미세먼지의 제거가 가능한 집중탈진 여과집진기 및 이를 이용한 여과집진방법에 관한 것으로서, 다수의 챔버 중 일정시간주기 또는 작용하는 압력에 따라 하나의 챔버를 선택하고 선택된 챔버에 오염공기를 차단시킨 상태에서 필터에 대한 집중탈진공정이 수행되고, 선택되지 않은 챔버들에서 여과과정 중 필터를 탈진시키는 일반탈진공정이 혼용되도록 구성함으로써, 종래의 기술과 다르게 탈진공정을 수행하고자 할때도 다른 챔버의 탈진을 일시 정지시키지 않는다. 필터 교환시나 기기 점검 중에도 계속적인 연속 탈진 및 여과공정이 수행되게 함으로써 생산성 향상과 함께 불량률을 저하시키도록 하는 데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명은, 복수의 챔버가 구성되고, 상기 복수의 챔버 각각에 복수의 필터가 구성되는 여과집진부와; 상기 여과집진부의 복수 챔버 각각에 오염공기를 제공할 수 있도록 구성되고, 상기 각각의 챔버에 오염공기의 제공여부를 단속하는 개폐밸브가 구성되는 오염공기진입라인과; 상기 여과집진부의 복수의 챔버 각각에 압축공기를 제공할 수 있도록 구성되는 탈진용압축공기공급라인과; 상기 복수의 챔버 각각에 구성되어 필터에서 탈진되는 탈진미세먼지를 수거 및 제거하도록 하는 분진수거부와; 상기 복수의 챔버 각각에 구성되어, 필터를 통해 여과된 여과공기를 배출할 수 있도록 단속하는 개폐밸브가 구성되는 여과공기배출라인; 및 상기 여과공기배출라인의 일단에 구성되어, 상기 여과공기배출라인에 흡입력을 제공하는 송풍기를 포함하여 구성되되; 상기 다수의 챔버 중 일정시간주기 또는 내부에 작용하는 작용압력에 따라 하나의 챔버를 선택하여 오염공기진입라인의 개??밸브를 차단시켜 오염공기의 제공을 차단시킨 상태에서 탈진용압축공기공급라인을 통해 압축공기를 제공하여 상기 선택된 챔버에서 집중탈진공정이 수행되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

나노입자급 미세먼지의 제거가 가능한 집중탈진 여과집진기 및 이를 이용한 여과집진방법{Concentrated dedusting filter dust collector capable of removing nanoparticle-grade fine dust and method thereof}

본 발명은 나노입자급 미세먼지의 제거가 가능한 집중탈진 여과집진기 및 이를 이용한 여과집진방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 다수의 챔버 중 일정시간주기 또는 작용하는 압력에 따라 하나의 챔버를 선택하고 선택된 챔버에 오염공기의 유입을 차단시킨 상태에서 필터에 대한 집중탈진공정이 수행되고, 선택되지 않은 챔버들에서는 여과과정 중 필터를 탈진시키는 일반탈진공정이 혼용되도록 구성함으로써, 종래의 기술과 다르게 탈진공정을 수행하고자 할때도 다른 챔버의 탈진을 일시정지 시키지 않는다. 필터 교환시나 기기점검 중에도 계속적인 여과 집진 공정이 수행되게 함으로써 생산성 향상과 함께 불량률을 저하시키도록 하는 나노입자급 미세먼지의 제거가 가능한 집중탈진 여과집진기 및 이를 이용한 여과집진방법에 관한 것이다.

요즘 세계는 하루 하루가 다르게 변화하고, 그에 따라 첨단기술들이 개발되면서 대기오염 물질인 미세먼지(분진)들도 그 크기가 나노급 초미세먼지(분진) 상태로 배출되는 배출원들이 많이 생겨나고 있다.

특히, PCB제품 산업에서 레이져 등을 이용한 홀 가공 공정 중에서 발생하는 미세먼지(분진)는 나노 급의 크기를 띠며 인체에 해로운 구리 금속 등의 중금속 물질과 유리섬유 성분 등을 다량 함유하고 있다. 이는 PCB 기판에 홀을 레이져로 가공하면서 발생하고 있다.

이러한 미세먼지(분진)는 벌크 밀도가 0.18g/㎖ 전후, 탭 밀도가 0.15g/㎤ 전후로 아주 가벼워서 대기 중에 배출될 경우 바람의 영향으로 광범위하게 퍼지게 되면서 피해 면적을 넓히게 되어 호흡기뿐만 아니라 비나 눈의 응결 핵으로 작용하면서 우리에게 직접적인 위해를 가져오게 될 수 있다.

또한, 종래의 여과집진기는 일반 미세먼지 등에 대한 여과집진성능을 발휘할 수 있으나, PCB 제품 등에 대한 가공시 레이져를 이용한 홀 가공 중 발생하는 나노급의 미세먼지(분진)는 적용하기에 어려움이 있다. 일반적인 여과집진시설로 제거하려고 하면 분진이 가벼워 필터에 끼임 현상이 심하고, 또한 기존 방식은 여과속도가 빠르기 때문에 나노급의 미세먼지(분진) 때문에 필터가 금방 막혀서 제 기능을 하지 못하는 문제점이 있다.

실제적으로, 대부분의 레이져 드릴 홀 가공업체들이 잘못 제작, 설계된 집진기를 설치해서 필터 막힘 현상으로 제대로 사용 못하고 결국엔 필터를 손상시킨 후 구리 등 중금속이 함유된 미세먼지(분진)들을 대기 중에 무방비 상태로 배출시키고 있는 실정이다.

이에 따라, 다챔버 여과집진시설로 이러한 미세먼지(분진)를 완벽하게 제거하고자 하는 것으로서, 종래의 일례를 살펴보면, 대한민국 특허 제10-1196355호의 대용량여과집진기 탈진 장치 및 방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 집진실(12)로 이루어진 대용량의 여과집진기(10)에서 사용자가 지정한 소정의 시간주기(T0)에 따라 또는 상기 여과집진기(10)의 압력손실값에 도달하여 상기 다수의 집진실(12)이 순차적으로 모두 탈진되는 대용량 여과집진기 탈진방법에 있어서, 첫번째 탈진대상 집진실(12)의 유량을 완전히 차단하고 탈진 개시 직전까지 소정시간(T1)을 대기하는 단계와, 상기 탈진대상 집진실(12)의 집진필터(11)에 포집된 탈진시키는 단계와, 탈진된 분진이 상기 집진필터에 포집된 분진을 탈진시키는 단계와, 탈진된 분진이 상기 집진필터에 재유입 되는 것을 방지하고 침강에 의해 상기 집진실 하단부의 호퍼와 분진 배출장치를 거쳐 외부로 배출될 수 있도록 상기 집진실의 유량을 완전히 차단한 상태로 소정시간(T2) 경과시키는 단계와, 상기 탈진대상 집진실(12)을 100% 개방한 정상유량의 50%로 유량이 통과하도록 개방하여 소정시간(T3) 운전시키는 단계와, 상기 탈진대상 집진실(12)을 100% 개방한 정상유량 상태에서 소정시간(T4) 운전시키는 단계와, 상기 여과집진기(10)의 두 번째 탈진대상 집진실(12)을 상기 각 단계와 동일한 순서와 방법으로 탈진하는 단계와, 상기 여과집진기(10)의 나머지 집진실(12)도 순차적으로 상기 단계와 동일하게 반복 수행시켜 탈진하는 단계와, 상기 여과집진기(10)의 마지막 탈진순서에 해당되는 집진실(12)의 탈진이 완료되어 상기 여과집진기(10)의 탈진 싸이클이 종료된 후, 소정의 시간주기(T0)에 따라 또는 상기 여과집진기(10)의 압력손실이 소정값에 도달하여 상기 여과집진기(10)의 탈진 싸이클이 다시 반복 수행되는 단계로 이루어진다.

그러나, 상술한 종래의 대용량 여과집진기는 시간 또는 압력을 이용하여 일정 수준이 되었을 때 집진실을 순서에 의해서 돌아가며 탈진시키며, 탈진 완료 후 정지했다가 다시 일정수준이 되면 순서대로 탈진을 반복하는 것으로서, 이 경우, 탈진공정 중 여과공정이 수행되지 못함에 따라 미세먼지에 대한 여과집진 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 대용량 여과집진기는 여과속도가 일반적인 사항으로 나노급의 미세먼지(분진)를 처리하려하면 필터의 눈막힘이 빨라져서 집진장치의 여과성능이 저하되는 문제점이 있다.

대한민국 등록실용신안 제20-361493호(2004.09.13. 공고) 대한민국 특허 제10-973467호(2010.08.02. 공고)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 본 발명의 목적은, 다수의 챔버 중 일정시간주기 또는 작용하는 압력에 따라 하나의 챔버를 선택하고 선택된 챔버에 오염공기유입을 차단시킨 상태에서 필터에 대한 집중탈진공정이 수행되고, 선택되지 않은 챔버들에서는 여과과정 중 필터를 탈진시키는 일반탈진공정이 혼용되도록 구성함으로써, 종래와 같이 탈진공정을 수행하고자 할 때 여과집진을 일시정지시키지 않는다. 필터교환이나 기기 점검중에도 계속적인 연속 여과공정이 수행되어 생산성 향상과 함께 불량률을 저하시키도록 하는 나노입자급 미세먼지의 제거가 가능한 집중탈진 여과집진기 및 이를 이용한 여과집진방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수의 챔버가 구성되고, 상기 복수의 챔버 각각에 복수의 필터가 구성되는 여과집진부와; 상기 여과집진부의 복수 챔버 각각에 오염공기를 제공할 수 있도록 구성되고, 상기 각각의 챔버에 오염공기의 제공여부를 단속하는 개폐밸브가 구성되는 오염공기진입라인과; 상기 여과집진부의 복수의 챔버 각각에 압축공기를 제공할 수 있도록 구성되는 탈진용압축공기공급라인과; 상기 복수의 챔버 각각에 구성되어 필터에서 탈진되는 탈진미세먼지를 수거 및 제거하도록 하는 분진수거부와; 상기 복수의 챔버 각각에 구성되어, 필터를 통해 여과된 여과공기를 배출할 수 있도록 단속하는 개폐밸브가 구성되는 여과공기배출라인; 및 상기 여과공기배출라인의 일단에 구성되어, 상기 여과공기배출라인에 흡입력을 제공하는 송풍기를 포함하여 구성되되; 상기 다수의 챔버 중 일정시간주기 또는 내부에 작용하는 작용압력에 따라 하나의 챔버를 선택하여 오염공기진입라인의 개폐밸브를 차단시켜 오염공기의 제공을 차단시킨 상태에서 탈진용압축공기공급라인을 통해 압축공기를 제공하여 상기 선택된 챔버에서 집중탈진공정이 수행되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 선택된 챔버에서 집중탈진공정이 수행되는 과정과 함께, 선택되지 않은 다른 챔버에 구성된 다수의 필터에서 오염공기를 여과시키는 여과공정과 함께 다수의 필터 중 어느 하나의 필터에 탈진용 압축공기 공급라인을 통해 압축공기가 제공되어 필터에 탈진이 이루어지도록 하는 일반탈진공정이 혼용되도록 하여 필터에 대한 탈진효율을 향상시키도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 집중탈진공정이 수행되는 챔버에 구성된 필터를 교체하고자 할 경우에, 상기 챔버에 구성된 여과 공기 진입라인과 여과공기 배출라인의 개폐밸브를 닫힘상태로 유지시키도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 여과 집진부에는, 내부에 작용하는 압력이 일정이상일 경우 자동으로 압력을 배기시켜 이상 압력에 의해 안전사고가 발생됨을 방지하도록 하는 안전밸브;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은, 오염공기진입라인을 통해 미세먼지(분진)가 여과집진부의 다수의 챔버로 진입되는 제1공정과; 상기 제1공정을 통해 다수의 챔버로 미세먼지(분진)가 진입되면 다수의 챔버 각각에 구성된 다수의 필터를 통해 오염공기에 대한 여과공정이 수행되는 제2공정과; 상기 제2공정을 통해 오염공기에 대한 여과공정 중 일정시간 주기 또는 작용압력에 따라 어느 하나의 챔버를 선택하는 제3공정과; 상기 제3공정을 통해 다수의 챔버 중 선택된 챔버에 구성된 오염공기진입라인의 개폐밸브를 닫힘시켜 상기 선택된 챔버로 오염공기의 진입을 차단시키도록 하는 제4공정과; 상기 제4공정을 통해 오염공기의 진입이 차단된 챔버의 탈진용압축공기공급라인을 통해 압축공기가 제공됨에 따라 챔버에 구성된 필터를 집중탈진하는 집중탈진공정이 수행되도록 하는 제5공정과; 상기 제5공정을 통해 선택된 챔버에 대한 집중탈진공정이 완료되면, 수집호퍼에 수집된 탈진미세먼지를 제거하는 제6공정; 및 상기 제6공정을 통해 탈진미세먼지의 제거가 완료되면, 집중탈진공정이 수행된 챔버를 제외한 다수의 챔버 중 어느 하나의 챔버를 선택하여, 상술된 제4공정을 수행하도록 하여 연속, 순환적인 공정이 이루어지도록 하는 제7공정;으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 제6공정은, 개방된 상부밸브를 통해 수집호퍼로 수집된 탈진된 미세먼지(분진)가 분진수거함으로 수거되도록 하는 제6-1공정과; 상기 제6-1공정을 통해 탈진미세먼지가 분진수거함으로 수거되면, 개방된 상부밸브를 닫힘하는 제6-2공정과; 상기 제6-2공정을 통해 상부밸브가 닫힘되면, 분진수거함의 일측에 구성된 음압제거용 밸브를 개방시켜 상기 분진수거함에 작용하는 음압을 제거하는 제6-3공정과; 상기 제6-3공정을 통해 분진수거함에 음압이 제거되면, 분진수거함의 하방에 구성된 하부밸브를 개방시켜, 상기 분진수거함에 수거된 탈진미세먼지가 외부로 제거되도록 하는 제6-4공정; 및 상기 제6-4공정을 통해 분진수거함에 수거된 탈진미세먼지의 제거가 이루어지면, 역순에 의해 분진수거부를 초기상태로 유지시키도록 하는 제6-5공정;으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 다수의 챔버 중 일정시간주기 또는 작용하는 압력에 따라 하나의 챔버를 선택하고 선택된 챔버에 오염공기를 차단시킨 상태에서 필터에 대한 집중탈진공정이 수행되고, 선택되지 않은 챔버들에서 여과과정 중 필터를 탈진시키는 일반탈진공정이 혼용되도록 구성함으로써, 종래와 같이 탈진공정을 수행하고자 일시정지 시키지 않고 계속적인 연속 여과공정을 수행하게 된다. 필터 교체시나 기기 점검 중에서도 연속 가동이 가능함으로써 생산성 향상과 함께 불량률을 저하시키도록 하는 효과가 있다.

또한, 집중탈진공정 또는 일반탈진공정 중 발생되는 탈진미세먼지(분진)를 수거하는 분진수거부의 분진수거함 일측에 음압제거용 밸브를 구성함으로써, 상기 음압제거용 밸브에 의해 상기 분진수거함에 작용하는 음압을 제거시켜 탈진미세먼지의 수거가 용이하게 이루어지도록 하는 효과가 있다.

또한, 여과집진부의 일측에 안전밸브를 구성함으로써, 탈진 시 밸브고장 또는 작동실수로 인해 일정압력 이상이 작용할 경우 자동으로 열림됨에 따라 일정이상의 압력으로 인해 폭발 등의 안전사고가 발생됨을 미연에 방지하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 일례를 보인 대용량 여과집진기의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 나노입자급 미세먼지의 제거가 가능한 집중탈진 여과집진기의 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 여과집진부의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 분진수거부의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 나노입자급 미세먼지의 제거가 가능한 집중탈진 여과집진기를 이용한 여과집진방법 공정도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 나노입자급 미세먼지의 제거가 가능한 집중탈진 여과집진기는 도 2에 도시된 바와 같이, 여과집진부(10)와, 오염공기진입라인(20)과, 탈진용압축공기라인(30)과, 분진수거부(40)와, 여과공기배출라인(50)과, 안전밸브(60), 및 송풍기(70)를 포함한다.

상기 여과집진부(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 챔버(12)와, 필터(14), 및 수집호퍼(16)를 포함한다.

상기 챔버(12)는 복수 예컨대, 3개로 구성되어, 어느 하나에서 집중탈진공정이 수행되더라도, 나머지 챔버(12)에서도 탈진 및 여과공정이 계속적으로 이루어지도록 제어함으로써, 여과집진기의 가동상태를 유지하여 나노급의 미세먼지(분진)가 외부로 노출됨을 방지하게 된다.

또한, 상기 챔버(12)는 밀폐구조로 형성되고, 하단부에 오염공기진입라인(20)과 연결되며, 상단 일측에 탈진용압축공기공급라인(30)과 연결되고, 상단부에 여과공기배출라인(50)이 연결되도록 구성된다.

상기 필터(14)는 상기 챔버(12) 내부에 적어도 하나 이상 설치되어, 오염공기진입라인(20)을 통해 진입된 오염공기를 여과시킴에 따라 미세먼지를 여과시킨 여과공기가 여과공기배출라인(50)을 통해 배출이 이루어지도록 한다.

또한, 상기 필터(14)는 교체가 가능하도록 챔버(12)에 착탈식으로 구성되고, 스트레이트 백 또는 카트리지 백으로 구성되며, 상기 스트레이트 백의 경우 여과속도 제거 효율을 높이고 필터의 공극 막힘을 최대한 늦추기 위해 0.3 ~ 0.8m/min임이 바람직하고, 카트리지 백의 경우 0.15 ~ 0.45m/min임이 바람직하다. 즉, 스트레이트 백의 여과 적정 속도를 0.3 ~ 0.8m/min으로 유지시키는 이유는 여과속도를 0.3m/min이하로 하는 경우에는 여과속도가 느려져 필터의 수명이 늘어날 수 있는 장점이 있으나 집진기의 규격이 상대적으로 커지게 됨으로써 경제성이 떨어지고, 0.8m/min이상이 되면 여과속도가 빨라져 나노급 미세먼지(분진)가 필터에 끼임 현상이 심하게 발생하고 필터의 눈막힘이 심해져 여과필터의 수명이 짧아지고 여과 집진 효율이 낮아진다. 카트리지 필터의 여과 적정속도를 0.15 ~ 0.45m/min으로 하는 이유도 상기와 같은 이유인 것이다.

상기 수집호퍼(16)는 상기 챔버(12)의 하단에 구성되어, 상기 필터(14)에서 탈진된 미세먼지(분진) 또는 나노급 미세먼지(분진)의 정전기적 인력에 의해 조대화된 미세먼지(분진) 등의 오염물(이하 '탈진미세먼지'라 통칭함)이 하방에 수집되도록 구성된다.

이 경우, 상기 수집호퍼(16)는 상광하협의 깔때기 형상으로 형성됨이 바람직하다. 물론, 이에 한정하는 것은 상기 수집호퍼(16)는 오염물을 용이하게 수집할 수 있도록 하는 구조 또는 형상이면 어느 것이든 사용 가능하다.

오염공기진입라인(20)은 PCB제품에 대한 레이져 홀 가공을 통해 발생되는 미세먼지(분진)를 흡입하여 여과집진부(10)의 챔버(12)로 진입시키는 배관이 구성된다. 이 경우, 상기 오염공기진입라인(20)은 챔버(12)의 하단으로 오염공기가 진입되도록 한다. 송풍기(70)의 흡기압력에 의해 하방에서 상방으로 이송되면서 필터(14)로 여과되도록 한다.

또한, 상기 오염공기진입라인(20)에는 복수로 구성된 각각의 챔버(12)에 오염공기의 진입 여부를 단속시키도록 하는 개폐밸브(22)가 구성된다. 즉, 상기 개폐밸브(22)는 복수의 챔버(12) 각각과 오염공기진입라인(20) 사이에 구성되어, 오염공기의 진입여부를 단속하도록 함으로써, 복수의 여과집진부(10) 중 어느 하나의 여과집진부(10)에서 집중탈진공정이 수행될 경우 집중탈진공정이 수행되는 여과집진부(10)로 오염공기의 진입을 차단시켜 집중탈진공정이 간섭되지 않도록 한다.

탈진용압축공기공급라인(30)은 여과집진부(10)의 챔버(12) 상단 일측에 구성되어, 상기 챔버(12)에 구성된 복수의 필터(14)에 압축공기를 제공하여 에어펄싱에 의한 탈진공정이 수행되도록 한다.

또한, 상기 탈진용압축공기공급라인(30)은 도 3에 도시된 바와 같이, 압축공기를 다수의 챔버(12) 각각에 공급시킬 수 있도록 배관(32)이 형성되고, 또한, 상기 배관(32)에는 챔버(12)에 구성된 다수의 필터(14) 각각에 압축공기를 분사시켜 상기 필터(14)에 대한 탈진공정이 수행될 수 있도록 다수의 노즐(34)이 구성된다.

이를 통해, 다수의 여과집진기(10) 중 어느 하나의 여과집진기(10)의 챔버(12)에서 집중탈진공정을 수행할 때 탈진용압축공기공급라인(30)에서 제공되는 압축공기에 의해 필터(14)의 탈진공정을 수행하게 되고, 또한, 나머지 여과집진기(10)의 챔버(12)에서 여과공정이 수행되는 과정에서 다수의 필터(14) 중 어느 하나의 필터(14)에 위치한 노즐(34)을 통해 압축공기가 제공됨에 따라 여과공정 중 필터의 탈진이 이루어지도록 한다.

또한, 탈진용압축공기공급라인(30)에서 제공되는 압축공기의 압력은 4 ~ 6(㎏/㎠)이다.

분진수거부(40)는 도 4에 도시된 바와 같이, 분진수거함(42)과, 상기 분진수거함(42)의 상단에 구성되는 상부밸브(44)와, 상기 분진수거함(42)의 하단에 구성되는 하부밸브(46)와, 상기 분진수거함(42)의 일측에 구성되는 음압제거용 밸브(48), 및 점검부(49)를 포함한다.

상기 분진수거부(40)는 여과공정 또는 집중탈진공정에서 상부밸브(44)가 개폐작동하게 되고, 일정시간주기로 개폐되는 상기 상부밸브(44)가 개방되면 수집호퍼(16)에 수집된 탈진미세먼지가 분진수거함(42)으로 수거되도록 한다. 또한, 상기 상부밸브(44)가 닫힘되면 상기 분진수거함(42)의 하방에 구성된 하부밸브(46)를 개방시켜 상기 분진수거함(42)에 수거된 탈진미세먼지가 외부로 제거되도록 한다.

이때, 상기 하부밸브(46)를 단순히 개방하면 분진수거함(42)에 작용하는 음압에 의해 주변의 공기가 순식간에 빨려들어가 포집이 용이하지 않게됨에 따라 상기 하부밸브(46)를 개방시키기 전에 상기 분진수거함(42)의 일측에 구성된 음압제거용 밸브(48)를 먼저 개방시켜 상기 분진수거함(42)의 음압을 제거시켜줌으로써, 하부밸브(46)를 개방시켰을 때 주변 공기가 빨려들어감을 방지할 뿐만 아니라 밸브의 작동을 자연스럽게 하여 파손을 방지하는 부수적인 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 하부밸브(46)의 개방으로 분진수거함(42)에 수거된 탈진미세먼지의 제거가 완료되면 개방된 하부밸브(46)를 닫힘하고, 상부밸브(42)를 개방함으로써, 상술한 바와 같이 분진수거함(42)으로 탈진미세먼지의 수거가 이루어지도록 한다.

여과공기배출라인(50)은 여과집진부(10)의 챔버(12) 상단에 구성되어, 필터(14)를 통과한 여과공기가 송풍기(70)를 통해 외부로 배출될 수 있도록 배관을 구성한다.

또한, 상기 여과공기배출라인(50)은 복수의 여과집진부(10) 각각에 구성되고, 각각의 여과집진부(10)를 통해 배출되는 여과공기의 배출여부를 단속시키도록 하는 개폐밸브(52)를 포함한다.

안전밸브(60)는 여과집진부(10)와 여과공기배출라인(50) 사이에 구성되어, 일반탈진 또는 집중탈진시 밸브고장이나 작동실수로 인해 일정압력 이상 예컨대, 1kg/㎠이상의 압력에서 자동으로 개방되도록 하여 폭발 등의 안전사고가 발생되지 않도록 한다.

송풍기(70)는 여과공기배출라인(50)의 일단에 구성되어, 상기 여과공기배출라인(50)에 흡입력이 작용하도록 함으로써, 여과공기의 용이한 배출이 이루어지도록 구성된다.

한편, 상기한 여과집진기(10)는 3개로 구성된 것을 기준으로 설명되었으며, 필요에 따라 여과집진기(10)를 적거나 또는 더 크게 하는 경우에는 2개로 줄이거나 또는 4개 이상으로 늘려서 일반탈진공정과 집중탈진공정을 혼용함에 따라 여과집진기의 안정적인 운전과 연중무휴 운전이 가능하도록 하고, 이러한 연중무휴 운전에 따라 생산성을 높이고 불량률을 줄일 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

상기와 같이 구성된 나노입자급 미세먼지의 제거가 가능한 집중탈진 여과집진기를 이용한 여과집진방법을 통한 나노급 초미세분진의 여과방법을 도 5에 도시된 바와 같이, 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 오염공기진입라인을 통해 미세먼지(분진)가 여과집진부의 다수의 챔버로 진입되는 제1공정(S1)이 이루어진다.

상기 제1공정(S1)을 통해 다수의 챔버로 미세먼지가 진입되면 다수의 챔버 각각에 구성된 다수의 필터를 통해 오염공기에 대한 여과공정이 수행되는 제2공정(S2)이 이루어진다.

상기 제2공정(S2)을 통해 오염공기에 대한 여과공정 중 어느 하나의 챔버를 선택하는 제3공정(S3)이 이루어진다.

이 경우, 상기 제3공정(S3)은 시간주기 또는 필터나 챔버 등에 작용하는 압력이 일정범위 이상으로 작용하는 챔버를 선택하게 된다.

상기 제3공정(S3)을 통해 다수의 챔버 중 선택된 챔버에 구성된 오염공기진입라인의 개폐밸브를 닫힘시켜 상기 선택된 챔버로 오염공기의 진입을 차단시키도록 하는 제4공정(S4)이 이루어진다.

상기 제4공정(S4)을 통해 오염공기의 진입이 차단된 챔버의 탈진용압축공기공급라인을 통해 압축공기가 제공됨에 따라 챔버에 구성된 필터를 집중탈진하는 집중탈진공정이 수행되도록 하는 제5공정(S5)이 이루어진다.

상기 제5공정(S5)은 집중탈진공정으로서, 오염공기진입라인(20)에 구성된 개폐밸브(22)를 닫힘하여, 선택된 챔버로 오염공기의 진입을 차단하고, 탈진용압축공기공급라인에서 제공되는 압축공기에 의한 에어펄싱으로 필터를 탈진시킨다. 이 경우, 선택된 챔버에 구성된 여과공기배출라인(50)에 구성된 개폐밸브(52)는 개방상태를 유지한다.

상기 집중탈진공정을 수행하는 이유는 벌크밀도가 0.18g/㎖전후, 탭밀도가 0.15g/㎖전후인 분진이 너무 가볍고, 나노급 미세먼지가 필터의 공극에 끼여 탈진이 안되는 현상을 막고, 집중적으로 탈진해서 탈진효율을 향상시키고 여과효율을 높이기 위함이다.

또한, 선택되지 않은 챔버(12)들에서도 다수의 필터(14)를 통해 오염공기를 여과시키는 여과과정 중 어느 하나의 필터(14)에 압축공기가 노즐(34)을 통해 분사됨에 따라 압축공기의 에어펄싱으로 탈진이 이루어지는 일반탈진공정이 수행된다.

이는, 여과집진부로 계속 오염공기가 공급되고 탈진이 계속 이루어짐으로 챔버 안의 분진은 상승과 하강을 반복하며 나노급 미세먼지(분진)의 정전기적인 인력과 충돌 등에 의해 미세먼지(분진)에서 조대화가 이루어지고, 일부는 탈진되기도 하며, 조대화가 이루어지는 챔버는 집중탈진공정이 수행됨에 따라 나노급 미세먼지(분진)를 더 효율적으로 포집, 제거할 수 있게 되는 것이다. 즉, 종래의 여과집진기는 나노급 미세먼지(분진)가 조대화되어도 미세먼지보다는 가볍기 때문에 미세먼지 입자들이 하강과 상승을 반복하며 포집이 잘되지 않아 필터의 공극이 쉽게 막혀 사용할 수 없게되는 문제점이 있다.

이에 대비하여, 상술한 바와 같이, 선택된 챔버에서 집중탈진공정을 수행하면, 작고 가벼운 나노급의 미세먼지(분진)에 대한 탈진효율을 향상시키게 되고, 또한, 상술한 바와 같이 선택되지 않은 챔버에서도 일반탈진공정이 수행되도록 함으로써, 집중탈진 및 일반탈진공정이 혼용됨에 따라 탈진효과를 더욱 더 높일 수 있다. 상기 집중탈진공정은 대략 30분 이상 수행된다.

한편, 필터의 교체가 필요한 경우에는 교체가 필요한 필터가 구성된 챔버에 대한 집중탈진공정이 수행될 때, 상기 필터를 교체하고, 이 경우, 챔버에 구성된 여과공기배출라인(50)에 구성된 개폐밸브(52)를 닫힘하여 필터의 교체가 이루어지도록 한다.

또한, 챔버의 필터에 대한 여과속도는 나노급 미세먼지(분진)의 특성상 에어펄싱 후 탈진된 탈진미세먼지(분진)의 재상승, 필터의 막힘방지, 탈진효과를 높이고 제거효율을 높이기 위해, 스트레이트 백 필터의 경우 0.3 ~ 0.8m/min 범위이고, 카트리지 백 필터의 경우 0.15 ~ 0.45m/min 범위로 유지되도록 함이 바람직하다.

상기 제5공정(S5)을 통해 선택된 챔버에 대한 집중탈진공정이 완료되면, 수집호퍼에 수집된 탈진미세먼지를 제거하는 제6공정(S6)이 이루어진다.

상기 제6공정(S6)은 열림된 상부밸브를 통해 수집호퍼로 수집된 탈진미세먼지가 분진수거함으로 수거되도록 하는 제6-1공정(S61)이 이루어진다.

상기 제6-1공정(S61)을 통해 탈진미세먼지가 분진수거함으로 수거되면, 개방된 상부밸브를 닫힘하는 제6-2공정(S62)이 이루어진다.

상기 제6-2공정(S62)을 통해 상부밸브가 닫힘되면, 분진수거함의 일측에 구성된 음압제거용 밸브를 개방시켜 상기 분진수거함에 작용하는 음압을 제거하는 제6-3공정(S63)이 이루어진다.

상기 제6-3공정(S63)을 통해 분진수거함에 음압이 제거되면, 분진수거함의 하방에 구성된 하부밸브를 개방시켜, 상기 분진수거함에 수거된 탈진미세먼지가 외부로 제거되도록 하는 제6-4공정(S64)이 이루어진다.

상기 제6-4공정(S64)을 통해 분진수거함에 수거된 탈진미세먼지의 제거가 이루어지면, 역순에 의해 분진수거부를 초기상태로 유지시키도록 하는 제6-5공정(S65)이 이루어진다.

즉, 상기 제6-5공정(S65)은 개방된 하부밸브를 닫힘시키고, 이어서 분진수거함의 일측에 구성된 음압제거용 밸브를 닫힘하며, 닫힘된 상부밸브를 개방시킴으로서, 챔버의 하방에 위치한 수집호퍼를 통해 탈진미세먼지가 분진수거부의 분진수거함으로 수거될 수 있도록 한다.

또한, 제6공정(S6)의 탈진미세먼지 수거공정은 집중탈진공정에서만 수행되는 것이 아니라 일반탈진공정에서도 탈진미세먼지의 제거가 이루어진다.

상기 제6공정(S6)을 통해 탈진미세먼지의 제거가 완료되면, 집중탈진공정이 수행된 챔버를 제외한 다수의 챔버 중 어느 하나의 챔버를 선택하는 제7공정(S7)을 수행한다.

그리고, 상기 제7공정(S7)을 통해 집중탈진공정을 수행하고자 하는 챔버의 선택이 완료되면, 상술한 제4공정(S4)이 수행된다.

이와 같이, 집중탈진공정과 일반탈진공정을 혼용함과 함께 연중무휴로 여과집진부를 통해 미세먼지(분진)의 여과공정이 수행되도록 한다.

이상에서 설명한 것은 나노입자급 미세먼지의 제거가 가능한 집중탈진 여과집진기 및 이를 이용한 여과집진방법을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니한다. 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

10: 여과집진부 12: 챔버
14: 필터 16: 수집호퍼
20: 오염공기진입라인 22, 52: 개폐밸브
30: 탈진용압축공기공급라인 32: 에어노즐배관
34: 에어노즐 40: 분진수거부
42: 분진수거함 44: 상부밸브
46: 하부밸브 48: 음압제거용 밸브
49: 점검부 50: 여과공기배출라인
60: 안전밸브 70: 송풍기

Claims (6)

1. 복수의 챔버가 구성되고, 상기 복수의 챔버 각각에 복수의 필터가 구성되는 여과집진부와;
   상기 여과집진부의 복수 챔버 각각에 오염공기를 제공할 수 있도록 구성되고, 상기 각각의 챔버에 오염공기의 제공여부를 단속하는 개폐밸브가 구성되는 오염공기진입라인과;
   상기 여과집진부의 복수의 챔버 각각에 압축공기를 제공할 수 있도록 구성되는 탈진용압축공기공급라인과;
   상기 복수의 챔버 각각에 구성되어 필터에서 탈진되는 탈진미세먼지를 수거 및 제거하도록 하는 분진수거부와;
   상기 복수의 챔버 각각에 구성되어, 필터를 통해 여과된 여과공기를 배출할 수 있도록 단속하는 개폐밸브가 구성되는 여과공기배출라인; 및
   상기 여과공기배출라인의 일단에 구성되어, 상기 여과공기배출라인에 흡입력을 제공하는 송풍기를 포함하여 구성되되;
   상기 복수의 챔버 중 일정시간주기 또는 내부에 작용하는 작용압력에 따라 하나의 챔버를 선택하여 오염공기진입라인의 개폐밸브를 차단시켜 오염공기의 제공을 차단시킨 상태에서 탈진용압축공기공급라인을 통해 압축공기를 제공하여 상기 선택된 챔버에서 집중탈진공정이 수행되도록 하고,
   상기 선택된 챔버에서 집중탈진공정이 수행되는 과정과 함께, 선택되지 않은 다른 챔버에 구성된 복수의 필터에서 오염공기를 여과시키는 여과공정과 함께 복수의 필터 중 어느 하나의 필터에 탈진용압축공기공급라인을 통해 압축공기가 제공되어 필터에 탈진이 이루어지도록 하는 일반탈진공정이 혼용되도록 하여 필터에 대한 탈진효율을 향상시키도록 하며,
   상기 집중탈진공정이 수행되는 챔버에서는 기기점검 및 교체가 필요한 필터 교체시에도, 상기 챔버에 구성된 오염공기진입라인과 여과공기배출라인의 개폐밸브를 닫힘상태로 유지시키도록 하여, 생산기계 및 집진장치를 정지하지 아니하고 정상가동을 유지시킨 상태에서 작업이 가능하게 하고,
   상기 여과집진부에는, 여과공기 배출라인의 개폐 밸브 조작의 실수로 인해 내부에 작용하는 압력이 일정이상일 경우 자동으로 압력을 배기시켜 이상압력에 의해 안전사고가 발생됨을 방지하도록 하는 안전밸브;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자급 미세먼지의 제거가 가능한 집중탈진 여과집진기.
   
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5. 오염공기진입라인을 통해 미세먼지가 여과집진부의 복수의 챔버로 진입되는 제1공정과;
   상기 제1공정을 통해 복수의 챔버로 미세먼지가 진입되면 복수의 챔버 각각에 구성된 복수의 필터를 통해 오염공기에 대한 여과공정이 수행되는 제2공정과;
   상기 제2공정을 통해 오염공기에 대한 여과공정 중 일정시간 주기 또는 작용압력에 따라 어느 하나의 챔버를 선택하는 제3공정과;
   상기 제3공정을 통해 복수의 챔버 중 선택된 챔버에 구성된 오염공기진입라인의 개폐밸브를 닫힘시켜 상기 선택된 챔버로 오염공기의 진입을 차단시키도록 하는 제4공정과;
   상기 제4공정을 통해 오염공기의 진입이 차단된 챔버의 탈진용압축공기공급라인을 통해 압축공기가 제공됨에 따라 챔버에 구성된 필터를 집중탈진하는 집중탈진공정이 수행되도록 하는 제5공정과;
   상기 제5공정을 통해 선택된 챔버에 대한 집중탈진공정이 완료되면, 수집호퍼에 수집된 탈진미세먼지를 제거하는 제6공정; 및
   상기 제6공정을 통해 탈진미세먼지의 제거가 완료되면, 집중탈진공정이 수행된 챔버를 제외한 복수의 챔버 중 어느 하나의 챔버를 선택하여, 상술된 제4공정을 수행하도록 하여 연속, 순환적인 공정이 이루어지도록 하는 제7공정; 으로 이루어지며,
   상기 제6공정은,
   개방된 분진수거함 상부밸브를 통해 수집호퍼로 수집된 탈진미세먼지가 분진수거함으로 수거되도록 하는 제6-1공정과;
   상기 제6-1공정을 통해 탈진미세먼지가 분진수거함으로 수거되면, 개방된 상부밸브를 닫힘하는 제6-2공정과;
   상기 제6-2공정을 통해 상부밸브가 닫힘되면, 분진수거함의 일측에 구성된 음압제거용 밸브를 개방시켜 상기 분진수거함에 작용하는 음압을 제거하는 제6-3공정과;
   상기 제6-3공정을 통해 분진수거함에 음압이 제거되면, 분진수거함의 하방에 구성된 하부밸브를 개방시켜, 상기 분진수거함에 수거된 탈진미세먼지가 외부로 제거되도록 하는 제6-4공정; 및
   상기 제6-4공정을 통해 분진수거함에 수거된 탈진미세먼지의 제거가 이루어지면, 역순에 의해 분진수거부를 초기상태를 유지시키도록 하는 제6-5공정;
   으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노입자급 미세먼지의 제거가 가능한 집중탈진 여과집진기를 이용한 여과집진방법.
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