KR102352941B1 - 배기가스 유해물질 제거용 전기 집진기의 자동화 세척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기가스 유해물질 제거용 전기 집진기의 자동화 세척장치에 관한 것으로, 내부에 다수의 집진필터체(20)들이 일정한 등간격 다단으로 설치되어 있는 전기 집진기(10); 상기 전기 집진기(10)의 일측에 설치되고 외부의 펌프로부터 세척액을 전달받는 세척액메인배관(110); 상기 세척액메인배관(110)으로부터 교차방향 다수 갈래로 설치되고 일정간격 다단으로 배치된 각 집진필터체(20)들 사이의 일측으로 분기되는 집진기내부일측분기관(120); 상기 각 집진기내부일측분기관(120)으로부터 교차되는 방향으로 1 갈래 이상 설치되고 집진필터체(20) 중심 일측을 거쳐 내부 깊숙한 곳까지 연장되는 집진기내부중앙측공급관(130); 상기 집진기내부중앙측공급관(130)의 하나 이상 지점에 설치되고 양측의 수평배관을 서로 교차방향으로 연결하며 일측 배관의 회전에도 세척액 공급이 가능하도록 하는 로터리조인트(141)를 포함하는 배관교차연결수단(140); 상기 배관교차연결수단(140)의 끝단부에 결합되고, 양측에 좌측 분사관(310)과 우측 분사관(310′)을 가지며 중심을 기준으로 회전하면서 집진필터체(20)를 향해 세척액을 분사하는 세척액로터리분사관(300); 상기 세척액로터리분사관(300)의 좌,우측 분사관(310,310′) 각각에 형성되고, 일정한 간격이 유지된 상태로 각 다수개씩 천공되는 좌,우측 분사노즐홀(311,311′);을 포함하여 구성된다.

Description

배기가스 유해물질 제거용 전기 집진기의 자동화 세척장치{Automatic cleaning device of electrostatic Precipitator collector to remove harmful substances from exhaust gas}

본 발명은 배기가스의 유해물(오일미스트, VOCs와 같은 유기용제류, 매연, 일산화탄소, 탄화수소 등) 정화작업에 주로 사용하는 전기 집진기의 자동화 세척작치에 관한 것이다.

일반적으로 염색, 식품가공, 제지, 음식물 폐기물처리, 하수처리, 금속가공, 도료제조, 윤활유 제조, 반도체와 LCD 공장 및 여러 화학공장과 같은 산업시설에서 배출되는 배기가스에는 오일미스트와 VOCs와 같은 유기용제류 및 일산화탄소, 탄화수소, 질소 산화물, 매연, 황산화물질 등의 유해물이 포함되어 있기 때문에 악취 및 대기오염의 원인이 된다.

이러한 배기가스를 배출하는 산업시설에는 이를 효과적인 처리하기 위한 다양한 원리와 구조의 설비들을 갖추고 있고, 그 중 전기집진기(Electrostatic Precipitator, ESP)는 하전부(荷電部)에서 대기오염원인 미세입자에 전기적인 부하를 가하고, 대전된 미세입자를 집진부(集塵部)에서 집진·포집하여 오염원의 미세입자를 제거하는 장치이다.

이는 오일 미스트(Oil mist), VOCs와 같은 유기용제류, 매연, 미세먼지 등 0.01 마이크론 이하의 미립자 97% 이상까지 집진이 가능하고, 소형, 경량, 저소음, 저소비 전력으로 경제적으로 유리한 측면이 많을 뿐만 아니라 유지관리와 설치는 물론 사용이 쉽고 편리한 이점 때문에 배기가스처리시설물에 가장 널리 적용되어지는 품목 중 하나다.

그리고 전기 집진기는 일정시간 동안 사용하면, 집진필터 내부에 이물질의 누적으로 집진기능이 현저히 떨어지거나 집진기능 자체가 불가하게 되므로 수시로 또는 정기적으로 집진필터 및 그 극판을 세척하는 것이 필요하다.

전기 집진기의 세척방법으로는 집진필터가 내장된 전기 집진기의 내부에 집진필터를 향하여 세척액을 고압으로 분사할 수 있는 세척액 분사장치를 설치하거나 또는 전기 집진기 내의 집진필터를 분해한 다음 외부의 별도 세척장비를 통해 세척 후 다시 장착하는 방식이 있다.

그러나 집진필터가 내장된 전기 집진기의 내부에 집진필터를 향하여 세척액을 고압으로 분사시키는 집진기 자체 설치형 세척액 분사장치에는 집진필터의 면적에 세척액의 균일한 분사가 어렵고, 이물질 제거에 필요한 분사력의 전달이 미흡하여 보다 능률적이고 신속한 제거효율을 기대할 수 없는 것은 물론, 자체 설치형 세척액 분사장치의 구조 및 설치작업이 불필요하게 복잡하여 많은 원가부담이 요구되는 문제점 등이 있었다.

일예로 전기 집진기 세척장치에 관한 선행기술 중 특허 제10-1924311호를 보면, 물 공급 모듈(11); 물 공급 모듈(11)로부터 공급된 물이 수용되는 공급 조절 유닛(12); 공급 조절 유닛(12)으로부터 공급되는 물을 정해진 위치로 분무하는 분무 블록(20); 분무 블록(20)의 상하 이동을 유도하는 한 쌍의 가이드 유닛(13a, 13b); 한 쌍의 가이드 유닛(13a, 13b)을 따라 이동하는 한 쌍의 이동 브래킷(14a, 14b); 및 분무 블록(20)에 회전 가능하도록 결합되는 노즐 블록(21)을 포함하고, 노즐 블록(21)에 다수 개의 노즐(211)이 배치되고, 각각의 노즐(211)의 분사 방향이 조절 가능하며, 상기 분사 방향은 서로 마주보도록 배치된 한 쌍의 조절홈(554a, 554b) 및 각각의 조절 홈(554a, 554b)을 따라 동시에 이동하는 이동 부재(555a, 555b)에 의하여 조절되는 전기 집진 장치용 세척 장치를 개시하고 있다.

또한, 상기 공급 조절 유닛(12)은 이동 브래킷(14b)에 결합되는 것과; 공급 조절 유닛(12)에 결합된 압력 조절 유닛(121)에 의하여 분무 블록(20)에 대한 물의 공급압력이 조절되는 것과; 노즐 블록(21)은 선형으로 연장되면서 적어도 하나의 끝 부분에 형성된 회전 유도 홀(212)을 포함하는 것과; 회전 유도 홀(212)은 개방 부분의 조절이 가능한 것과; 세척 과정 또는 세척 후 건조 공기를 공급하는 건조 공기 주입 모듈(16)을 더 포함하는 것과; 상기 집진 장치는 다수 개의 원통 형상의 양극 유닛(411)과 각각의 양극유닛(411)의 내부로 선형으로 연장되는 음극 유닛(422)으로 이루어진 전기 집진 필터(40a)로 이루어진 것과; 상기 집진 장치의 내부의 집진 상태를 탐지하는 탐지 모듈(64)을 더 포함하는 것과; 건조 공기 주입 모듈(16)은 집진 장치의 온도 또는 습도를 탐지하여 주입되는 공기의 온도를 결정하는 기체 온도 설정 유닛(67)을 더 포함하는 것과; 탐지 모듈(64)에서 탐지된 정보에 따라 세척 주기를 결정하는 주기 데이터 유닛(65)을 더 포함하는 것으로 되어 있다.

특허등록 제10-1924311호(전기 집진 장치용 세척 장치)

이에 본 발명에서는 배기가스 유해물질 제거용 전기 집진기의 내부에 집진필터에 적체되거나 누적으로 쌓이는 이물질을 적시에 자동으로 세척할 수 있도록 함에 따라 전기 집진기의 성능유지와 수명연장에 도움을 주고, 특히 저렴하고 간단하면서도 사용의 편의성은 물론 보다 강하고 균일한 세척액 분사를 통하여 세척 작업시의 능률향상과 효율증대에 크게 일조하는 배기가스 유해물질 제거용 전기 집진기의 자동화 세척장치를 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 배기가스 유해물질 제거용 전기 집진기의 자동화 세척장치는, 내부에 다수의 집진필터체(20)들이 일정한 등간격 다단으로 설치되어 있는 전기 집진기(10); 상기 전기 집진기(10)의 일측에 설치되고 외부의 펌프(미도시)로부터 세척액을 전달받는 세척액메인배관(110); 상기 세척액메인배관(110)으로부터 교차방향 다수 갈래로 설치되고 일정간격 다단으로 배치된 각 집진필터체(20)들 사이의 일측으로 분기되는 집진기내부일측분기관(120); 상기 각 집진기내부일측분기관(120)으로부터 교차되는 방향으로 1 갈래 이상 설치되고 집진필터체(20) 중심 일측을 거쳐 내부 깊숙한 곳까지 연장되는 집진기내부중앙측공급관(130); 상기 집진기내부중앙측공급관(130)의 하나 이상 지점에 설치되고 양측의 수평배관을 서로 교차방향으로 연결하며 일측 배관의 회전에도 세척액 공급이 가능하도록 하는 로터리조인트(141)를 포함하는 배관교차연결수단(140); 상기 배관교차연결수단(140)의 끝단부에 결합되고, 양측에 좌측 분사관(310)과 우측 분사관(310′)을 가지며 중심을 기준으로 회전하면서 집진필터체(20)를 향해 세척액을 분사하는 세척액로터리분사관(300); 상기 세척액로터리분사관(300)의 좌,우측 분사관(310,310′) 각각에 형성되고, 일정한 간격이 유지된 상태로 각 다수개씩 천공되는 좌,우측 분사노즐홀(311,311′);을 포함하여 구성되며, 상기 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)은 세척액로터리분사관(300)의 길이방향 중심을 기준으로 그 하부 또는 상부를 향하여 형성되되, 각각 10° 내지 30° 범위의 각도(∝)로 경사지게 형성되어 세척액 분사시 세척액로터리분사관(300) 전체가 자동으로 회전되도록 한 것으로, 상기 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)은 폭(W) 대비 길이(L)가 커 길쭉한 형태를 갖는 장홀로 형성되고, 상기 장홀은 양측 모두 각진 직사각형장홀 또는 양측이 라운드 형태인 라운드형장홀로서, 상기 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)들은 그 폭(W)이 1mm 내지 2mm, 길이(L)는 8mm 내지 20mm로 천공되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명의 배기가스 유해물질 제거용 전기 집진기의 자동화 세척장치는 전술된 바와 같이 배기가스 유해물질 제거용 전기 집진기 내부에 다단으로 설치된 집진필터에 누적으로 쌓여있는 이물질의 세척 작업시 집진필터에 더욱 균일한 세척액의 전달은 물론 분사되는 압력 또한 다수의 분사노즐 전체에 항시 일정하게 유지될 뿐만 아니라 노즐을 통한 세척액 분사시 길쭉한 수막형태로 분사되기 때문에 자동화 회전에 의한 세척효율과 능률향상에 크게 기여하면서도 저렴한 비용으로 보다 간단하게 설치가 가능하게 되는 등 유용한 발명이다.

도 1은 통상의 전기 집진기 나타낸 예시도
도 2, 도 3은 전기 집진기에 본 발명의 자동화 세척장치를 설치한 상태의 정면도와 측면도
도 4는 본 발명의 자동화 세척장치를 발췌한 정면도 및 측면도
도 5 내지 도10은 본 발명에서 제시한 세척액로터리분사관의 구조와 각 부위의 상세한 예시도

본 발명의 배기가스 유해물질 제거용 전기 집진기의 자동화 세척장치(A)는 첨부된 각 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 하기와 같다.

즉, 본 발명은 내부에 다수의 집진필터체(20)들이 일정한 등간격 다단으로 설치되어 있는 전기 집진기(10);

상기 전기 집진기(10)의 일측에 설치되고 외부의 펌프(미도시)로부터 세척액을 전달받는 세척액메인배관(110);

상기 세척액메인배관(110)으로부터 교차방향 다수 갈래로 설치되고 일정간격 다단으로 배치된 각 집진필터체(20)들 사이의 일측으로 분기되는 집진기내부일측분기관(120);

상기 각 집진기내부일측분기관(120)으로부터 교차되는 방향으로 1 갈래 이상 설치되고 집진필터체(20) 중심 일측을 거쳐 내부 깊숙한 곳까지 연장되는 집진기내부중앙측공급관(130);

상기 집진기내부중앙측공급관(130)의 하나 이상 지점에 설치되고 양측의 수평배관을 서로 교차방향으로 연결하며 일측 배관의 회전에도 세척액 공급이 가능하도록 하는 로터리조인트(141)를 포함하는 배관교차연결수단(140);

상기 배관교차연결수단(140)의 끝단부에 결합되고, 양측에 좌측 분사관(310)과 우측 분사관(310′)을 가지며 중심을 기준으로 회전하면서 집진필터체(20)를 향해 세척액을 분사하는 세척액로터리분사관(300);

상기 세척액로터리분사관(300)의 좌,우측 분사관(310,310′) 각각에 형성되고, 일정한 간격이 유지된 상태로 각 다수개씩 천공되는 좌,우측 분사노즐홀(311,311′);을 포함하여 구성된다.

상기 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)은 세척액로터리분사관(300)의 길이방향 중심을 기준으로 그 하부 또는 상부를 향하여 형성되되, 각각 10° 내지 30° 범위의 각도(∝)로 경사지게 형성되어 세척액 분사시 세척액로터리분사관(300) 전체가 자동으로 회전되도록 한 것이다.

또한, 상기 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)은 폭(W) 대비 길이(L)가 커 길쭉한 형태를 갖는 장홀로 형성된다.

위와 같이, 각 다수개씩의 상기 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)은 폭(W) 대비 길이(L)가 커 길쭉한 형태를 갖는 장홀로 형성시킨 것은, 세척액의 고압 분사시 물줄기가 국부적으로만 분사되거나 또는 안개처럼 가늘어 이물질 제거에 한계를 갖는 일반적인 정원형홀("ο")과 달리 물줄기가 가늘지만 일자형("-")을 이루고 이들이 일정한 등간격으로 배치된 특성에 따라 수막처럼 일렬로 길다란 또는 길쭉한 형태의 물줄기를 갖출 수 있을 뿐만 아니라 세척액고압분사관(300)의 회전이 동반되면서 집진필터체(20)에 더욱 균일하고 강하면서 이물질 제거에 더욱 효과적인 분사력을 인가할 수 있기 때문에 세척작업의 신속성과 능률향상에 크게 기여한다.

또한, 상기 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)들을 길쭉한 장홀로 형성할 때 그 장홀은 양측 모두 각진 직사각형장홀로 형성될 수 있고, 필요에 따라서는 양측이 라운드 형태인 라운드형장홀로 형성될 수도 있다.

상기 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)들의 폭(W)은 1.5mm, 길이(L)는 10mm로 하는 것이 가장 바람직하나, 필요에 따라서는 폭(W)을 1mm 내지 2mm로, 길이(L)는 8mm 내지 20mm 로 설정할 수 있다. 즉, 폭(W)을 1mm 보다 좁게 형성하면 세척액 분사시 안개형태로 물줄기가 너무 작아서 유효한 세척효율을 기대하기 어렵고, 2mm 보다 크게 형성하면 세척액 분사시 물줄기가 너무 굵어 불필요한 낭비는 차치하더라도 분사압이 약하여 세척효율이 크게 떨어진다. 또 길이(L)를 8mm 보다 짧게 설정하면 수막현상과 같은 길쭉한 물줄기를 기대하기 부족하고, 20mm 보다 길게 설정하면 분사되는 압력이 유효성 이하로 떨어지는 문제점이 있다.

그리고 상기 세척액로터리분사관(300)의 좌측 분사관(310)과 우측 분사관(310′)은, 내측의 일부는 직경이 큰 파이프로 이루어지고, 외측은 직경이 작은 파이프를 2단으로 결합시켜 각 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)에 전해지는 압력의 편차를 최소화하였다. 따라서 많은 수의 좌우측 분사노즐홀(311,311′)들 전체에 항시 균일한 세척액 분사압 전달이 가능하여 세척효율증대에 크게 도움이 된다.

또한, 상기 세척액로터리분사관(300)은 다단으로 배치된 다수의 집진필터체(20) 중 그 사이에도 대응되게 설치되지만, 앞쪽과 뒤쪽에 배치된 집진필터체(20)에도 대응되게 설치되는데, 그 중 앞쪽과 뒤쪽에 배치된 집진필터체(20)에 대응되도록 설치되는 세척액로터리분사관(300)의 경우에는 양방향 분사가 불필요함으로 좌측 분사관(310)과 우측 분사관(310′)에 각 형성된 다수개씩의 좌측 분사노즐홀(311)들과 우측 분사노즐홀(311′)들은 세척액로터리분사관(300) 직경의 중심을 기준으로 모두 일방향(하부 또는 상부)으로만 형성된다.

삭제

또 다수의 집진필터체(20) 사이에 대응되는 세척액로터리분사관(300)의 경우에는 대응하는 2개의 집진필터체(20)와 맞대응하므로 그 좌측 분사관(310)에 형성된 좌측 분사노즐홀(311)들과 우측 분사관(310′)에 형성된 우측 분사노즐홀(311′)들이 형성된 방향이 서로 다르게, 예를 들어 좌측 분사관(310)에 형성된 좌측 분사노즐홀(311)들은 상부 방향으로, 우측 분사관(310′)에 형성된 우측 분사노즐홀(311′)들은 하부 방향으로 형성시켜 양방향 분사가 가능하도록 하였다.

이때, 일방향으로 분사가 가능하도록 일방향으로만 형성된 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)들은 그 전체가 모두 일측에 대응하는 집진필터체에 대향하므로 그 노즐홀들 사이의 간격을 비교적 넓은 50mm로 설정하였고, 양방향으로 분사가 가능하도록 하부와 상부로 나누어 다르게 형성된 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)들은 서로 다른 집진필터체와 대향하므로 그 노즐홀들 사이의 간격을 비교적 좁은 20mm로 설정하였다.

아울러, 상기 좌측 분사노즐홀(311)들과 우측 분사노즐홀(311′)들은 하부 또는 상부를 향하여 천공하되, 일정한 각도(∝)로 경사지게 형성함에 따라 별도의 동력 없이 세척액의 분사만으로 상기 세척액로터리분사관(300) 전체가 자동으로 회전(경사지게 분사되는 압력에 대한 반작용에 따라 자동 회전함)하게 되고, 이렇게 상기 세척액로터리분사관(300)이 회전하면, 상기 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)들을 통하여 분사되는 세척액이 대향하는 집진필터체(20)의 면적에 더욱 균일한 분사작업이 가능하게 된다.

이때 상기 일정한 각도(∝)는 도면에 도시된 바와 같이 좌,우측 분사관(310,310′) 중심의 수직선상에서 10° 내지 30° 범위로 설정하였으며, 그 이유는 10° 보다 각도가 작으면 세척액 분사시 그 각도로 인한 압의 편차 및 반작용의 힘이 약하여 상기 세척액로터리분사관(300)의 자동 회전이 불가할 수 있고, 30° 범위를 초과하면 분사되는 각도가 너무 비스듬하여 원하는 세척효율을 얻기 어렵기 때문이다.

또 상기 세척액로터리분사관(300)의 회전에도 불구하고 상기 필터체중심방향공급관(110)에서 상기 세척액로터리분사관(300)으로 세척액의 공급이 가능하도록 상기 세척액로터리분사관(300)의 중심부와 상기 필터체중심방향공급관(110) 사이를 교차되게 연결하는 상기 배관교차연결수단(140)에는 베어링이 내장된 로터리조인트(141)가 설치된다.

또 배관교차연결수단(140)과 상기 세척액로터리분사관(300)의 좌측 분사관(310)과 우측 분사관(310′) 사이에는 T자형 배관연결구(145)에 의해 연결된다.

한편, 본 발명에서는 전기 집진기의 세척을 위해 분사되는 물질을 세척액으로 기재하였으나, 이에 한정되지 아니하고 상황에 따라서는 고온수, 스팀, 에어 등 이물질 제거에 유효한 다양한 물질이 사용될 수 있다.

10: 전기 집진기 20: 집진필터체
110: 세척액메인배관 120: 집진기내부일측분기관
130: 집진기내부중앙측공급관 140: 배관교차연결수단
300: 세척액로터리분사관 310: 좌측 분사관
310′: 우측 분사관 311: 좌측 분사노즐홀
311′: 우측 분사노즐홀

Claims (5)

1. 내부에 다수의 집진필터체(20)들이 일정한 등간격 다단으로 설치되어 있는 전기 집진기(10);
   상기 전기 집진기(10)의 일측에 설치되고 외부의 펌프로부터 세척액을 전달받는 세척액메인배관(110);
   상기 세척액메인배관(110)으로부터 교차방향 다수 갈래로 설치되고 일정간격 다단으로 배치된 각 집진필터체(20)들 사이의 일측으로 분기되는 집진기내부일측분기관(120);
   상기 각 집진기내부일측분기관(120)으로부터 교차되는 방향으로 1 갈래 이상 설치되고 집진필터체(20) 중심 일측을 거쳐 내부 깊숙한 곳까지 연장되는 집진기내부중앙측공급관(130);
   상기 집진기내부중앙측공급관(130)의 하나 이상 지점에 설치되고 양측의 수평배관을 서로 교차방향으로 연결하며 일측 배관의 회전에도 세척액 공급이 가능하도록 하는 로터리조인트(141)를 포함하는 배관교차연결수단(140);
   상기 배관교차연결수단(140)의 끝단부에 결합되고, 양측에 좌측 분사관(310)과 우측 분사관(310′)을 가지며 중심을 기준으로 회전하면서 집진필터체(20)를 향해 세척액을 분사하는 세척액로터리분사관(300);
   상기 세척액로터리분사관(300)의 좌,우측 분사관(310,310′) 각각에 형성되고, 일정한 간격이 유지된 상태로 각 다수개씩 천공되는 좌,우측 분사노즐홀(311,311′);을 포함하여 구성되며,
   상기 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)은 세척액로터리분사관(300)의 길이방향 중심을 기준으로 그 하부 또는 상부를 향하여 형성되되, 각각 10° 내지 30° 범위의 각도(∝)로 경사지게 형성되어 세척액 분사시 세척액로터리분사관(300) 전체가 자동으로 회전되도록 한 것으로,
   상기 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)은 폭(W) 대비 길이(L)가 커 길쭉한 형태를 갖는 장홀로 형성되고, 상기 장홀은 양측 모두 각진 직사각형장홀 또는 양측이 라운드 형태인 라운드형장홀로서, 상기 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)들은 그 폭(W)이 1mm 내지 2mm, 길이(L)는 8mm 내지 20mm로 천공되는 것을 특징으로 하는 배기가스 유해물질 제거용 전기 집진기의 자동화 세척장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 좌측 분사관(310)과 우측 분사관(310′)은, 내측의 일부는 직경이 큰 파이프로 이루어지고, 외측은 직경이 작은 파이프를 2단으로 결합시켜서 된 것을 특징으로 한 배기가스 유해물질 제거용 전기 집진기의 자동화 세척장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 좌측 분사노즐홀(311)들과 우측 분사노즐홀(311′)들은, 세척액로터리분사관(300) 직경의 중심을 기준으로 상. 하부 중 일방향으로만 모두 형성되거나, 또는 상, 하부 중 서로 다른 반대방향으로 형성되는 것을 특징으로 한 배기가스 유해물질 제거용 전기 집진기의 자동화 세척장치.

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