KR102359293B1 - 금속 용해로용 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 금속 용해로용 집진장치는 금속을 고온으로 가열하여 제련하기 위한 용해로로부터 가스를 유입시켜 상기 가스를 냉각함과 동시에 상기 가스에 포함된 입자들을 분리 제거하기 위한 집진장치로서, 상기 용해로로부터의 가스를 유입시키기 위한 유입부와, 입자들이 제거되고 냉각된 상태의 가스를 유출시키기 위한 유출부가 형성된 외부몸체부와, 상기 외부몸체부 내부에 배치되되, 상기 외부몸체부 내부에서 하부에 이격 공간을 형성하도록 배치되는 베이스부재와, 상기 베이스부재 상에 배치되며, 상기 외부몸체부 내부에서 상기 유입부로부터 이격 공간을 형성하도록 수직 방향으로 기립하여 배치되는 유동관고정부재와, 금속재로 형성되어 상기 외부몸체부 내부에서 상기 베이스부재 상에 고정 배치되는 냉각집진부재와, 상기 냉각집진부재와 상기 유동관고정부재를 연결하는 유동관과, 상기 냉각집진부재의 상부에 고정 배치되며 금속재로 형성되는 원통 형상의 유출관과, 상기 유출관의 상부에 결합되며, 상기 외부몸체부 내부에서 상부에 이격 공간을 형성하도록 배치되는 상부플레이트부재를 포함하며, 상기 베이스부재에서 상기 냉각집진부재가 배치되는 부분에는 배출개구가 형성되고, 상기 유동관고정부재에서 상기 유동관이 결합되는 부분에는 측부결합개구가 형성되며, 상기 상부플레이트부재에서 상기 유출관이 배치되는 부분에는 상부결합개구가 형성되며, 상기 냉각집진부재는 상기 베이스부재 상부에서 복수의 행과 열로 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 용해로로부터 전달되는 가스의 냉각과 분진의 제거 효율을 높일 수 있으며, 용해로의 처리 용량에 따라 집진장치의 가스 냉각과 분진 제거 용량을 용이하게 설계 변경할 수 있다.
또한, 고온의 열에도 집진장치가 장기간 내구성을 유지할 수 있고, 집진장치의 고장 시 유지 수선 작업이 용이해지며, 장치 일부에 고장이 발생되거나 파손되는 경우에도 장치의 사용이 가능하므로, 집진작업의 중단 없는 계속적 사용이 가능해진다.

Description

금속 용해로용 집진장치{IMPINGER FOR METAL SMELTING FURNACE}

본 발명은 집진장치에 관한 발명으로서, 보다 상세하게는 가스 냉각과 분진의 제거 효율을 높이고, 처리 용량에 따른 설계 변경이 용이하며, 고온의 열에도 장기간 내구성을 유지할 수 있고, 유지 수선을 위한 작업이 용이하도록 구성되며, 장치 일부에 고장이 발생되거나 파손되는 경우에도 장치의 사용이 가능하도록 구성되는 금속 용해로용 집진장치에 관한 발명이다.

동 또는 알루미늄과 같은 금속을 제련하기 위한 금속 제련장치는 고압 고전류의 전기 아크 또는 가스를 통해 금속을 녹여 원하는 형상으로 제조하기 위한 장치이다.

다양한 종류의 금속들을 녹일 수 있도록 제련장치 내부의 온도는 통상 1000℃ 이상의 고온 상태로 유지되도록 제어된다.

근래 자원의 효율적 재생 이용을 위해 피시비 기판 등의 전기전자 부품으로부터 유용한 금속들을 용융 추출하여 재사용하는 경우가 많으며, 이와 관련된 기술에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

도 1 은 종래 제련장치의 용해로(100)와 집진장치(200)의 구성도이다.

상기 용해로(100)를 통한 금속의 제련 과정에서는 다양한 성분들을 포함하는 분진이 발생된다.

상기 분진은 고온의 연소가스와 함께 용해로(100)로부터 유출되며, 여러 가지 유해물질들이 분진에 함유되므로, 상기 연소가스와 함께 배출되는 분진은 집진장치(200)를 통해 정화된 상태에서 공기만 외부로 배출되어야 한다.

또한, 종래 상기 집진장치(200)는 하나의 대형 사일로(Silo)를 포함하여 구성되며, 상기 사일로 내부로 연소가스를 유동시키는 과정에서 가스 냉각과 분진의 낙하가 이루어지도록 구성된다.

그런데, 고온의 가스가 상기와 같은 대형 사일로 내부를 유동하는 과정에서 충분히 냉각되지 못하는 경우가 발생되며, 이러한 경우에는 연소가스에 포함되는 분진을 여과하기 위한 후처리 장치들을 통과하는 과정에서 손상을 일으킬 수 있다.

특히, 분진을 여과하기 위한 필터는 대부분 부직포와 같은 합성섬유재로 이루어지므로, 고온 상태의 가스에 의해 필터가 급격히 손상되는 경우가 발생된다.

이와 같이, 후처리 장치들에 포함되는 필터가 고온의 연소가스에 의해 손상되는 경우에는, 분진의 유해성분들이 여과되지 못하고 그대로 대기중으로 배출되는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 연소가스를 수분에 의해 냉각시키거나 연소가스가 이동되는 관이 길어질 경우에는, 수분 내에 함유되는 유해성분을 처리하기 위한 별도의 장치가 요구되고, 장치의 규모가 현저히 증대되는 단점이 있다.

또한, 종래 집진장치(200)의 경우, 고온의 가스에 의해 장치가 변형되거나 손상되는 경우 수선 시까지 집진장치(200)의 사용이 중단되어야 하는 문제가 있다.

그리고, 상기 집진장치(200)의 크기가 고정되어, 상기 용해로(100)를 통한 공정 작업량에 따라 처리 용량을 가변시키지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 상기된 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가스 냉각과 분진의 제거 효율을 높이도록 구성되는 금속 용해로용 집진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 용해로의 처리 용량에 따른 설계 변경이 용이하도록 구성되는 금속 용해로용 집진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 고온의 열에도 장기간 내구성을 유지할 수 있도록 구성되는 금속 용해로용 집진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 유지 수선을 위한 작업이 용이하도록 구성되는 금속 용해로용 집진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 장치 일부에 고장이 발생되거나 파손되는 경우에도 장치의 계속적 사용이 가능하도록 구성되는 금속 용해로용 집진장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속 용해로용 집진장치는 금속을 고온으로 가열하여 제련하기 위한 용해로로부터 가스를 유입시켜 상기 가스를 냉각함과 동시에 상기 가스에 포함된 입자들을 분리 제거하기 위한 집진장치로서, 상기 용해로로부터의 가스를 유입시키기 위한 유입부와, 입자들이 제거되고 냉각된 상태의 가스를 유출시키기 위한 유출부가 형성된 외부몸체부와, 상기 외부몸체부 내부에 배치되되, 상기 외부몸체부 내부에서 하부에 이격 공간을 형성하도록 배치되는 베이스부재와, 상기 베이스부재 상에 배치되며, 상기 외부몸체부 내부에서 상기 유입부로부터 이격 공간을 형성하도록 수직 방향으로 기립하여 배치되는 유동관고정부재와, 금속재로 형성되어 상기 외부몸체부 내부에서 상기 베이스부재 상에 고정 배치되는 냉각집진부재와, 상기 냉각집진부재와 상기 유동관고정부재를 연결하는 유동관과, 상기 냉각집진부재의 상부에 고정 배치되며 금속재로 형성되는 원통 형상의 유출관과, 상기 유출관의 상부에 결합되며, 상기 외부몸체부 내부에서 상부에 이격 공간을 형성하도록 배치되는 상부플레이트부재를 포함하며, 상기 베이스부재에서 상기 냉각집진부재가 배치되는 부분에는 배출개구가 형성되고, 상기 유동관고정부재에서 상기 유동관이 결합되는 부분에는 측부결합개구가 형성되며, 상기 상부플레이트부재에서 상기 유출관이 배치되는 부분에는 상부결합개구가 형성되며, 상기 냉각집진부재는 상기 베이스부재 상부에서 복수의 행과 열로 배치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 냉각집진부재는 높이 방향을 따라 일정한 직경을 갖는 중공 원기둥 형태로 형성되는 상부냉각집진부와, 하방을 향할수록 점차적으로 작아지는 직경을 갖는 역절두원추 형태로 형성되는 하부냉각집진부를 포함한다.

여기서, 상기 상부냉각집진부에는 상기 유동관과 결합되는 유동관결합돌출부가 형성되며, 상기 유동관결합돌출부는 중공원기둥 형태로 형성되되, 원형 단면을 갖는 상기 상부냉각집진부의 외면에서 접선 방향을 향하여 형성될 수 있다.

그리고, 상기 상부냉각집진부에서 상기 유동관결합돌출부의 상부에는 유동저항턱이 형성될 수 있다.

또한, 상기 상부냉각집진부에서 상기 유출관이 결합되는 상단면에는 가스 유출을 방지하기 위한 상부유출방지턱이 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 하부냉각집진부에서 상기 베이스부재와 접촉되는 하단부에는 하부유출방지턱이 형성된다.

한편, 상기 베이스부재에는 상기 하부유출방지턱을 삽입하고 열 변형을 방지하기 위한 변형방지가이드부가 긴 직사각형 형태로 형성되어, 상기 베이스부재를 가로질러 배치된다.

그리고, 상기 유출관의 상부에는 상기 상부플레이트부재에 접촉되면서 지지하기 위한 지지턱이 형성될 수 있다.

또한, 상기 유출관에는 하나 이상의 주름부가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 유출관의 하단부에는 외측으로 돌출 형성되는 누설방지결합턱이 형성되며, 상기 누설방지결합턱과 상기 상부냉각집진부 사이에는 내열성 팩킹부재가 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 상부플레이트부재에는 열에 의한 형태 변형을 방지하기 위한 열변형방지부가 형성된다.

또한, 상기 유동관에는 복수의 주름부들이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 유동관은 내열성 합성수지재로 형성되며, 상기 유동관의 표면에는 금속재 코팅부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 유동관고정부재에는 금속재로 형성되는 유동관고정턱이 상기 유동관을 향하여 돌출 형성되며, 상기 유동관은 상기 유동관고정턱에 고정 결합될 수 있다.

한편, 상기 베이스부재와 상기 상부플레이트부재와 유동관고정부재와 유출관과 냉각집진부재와 외부몸체부는 모두 금속재로 형성되며, 상기 상부플레이트부재와 베이스부재는 상기 유동관고정부재를 통해 상호 열전달이 가능하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 상부플레이트부재와 베이스부재 사이에서 상기 유동관고정부재 반대편에는 금속재 봉으로 형성되는 결합지지부재가 배치되어, 상기 유동관고정부재의 반대편을 통해 상기 외부몸체부의 표면이 상기 냉각집진부재를 향하여 노출되도록 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 냉각집진부재의 표면에는 불규칙적인 미세한 오목부들이 형성된다.

또한, 상기 냉각집진부재의 표면에는 열전도성 코팅부가 형성될 수 있다.

본 발명에 의해, 용해로로부터 전달되는 가스의 냉각과 분진의 제거 효율을 높일 수 있다.

또한, 용해로의 처리 용량에 따라 집진장치의 가스 냉각과 분진 제거 용량을 용이하게 설계 변경할 수 있다.

또한, 고온의 열에도 집진장치가 장기간 내구성을 유지할 수 있다.

또한, 집진장치의 고장 시 유지 수선 작업이 용이해진다.

또한, 장치 일부에 고장이 발생되거나 파손되는 경우에도 장치의 사용이 가능하므로, 집진작업의 중단 없는 계속적 사용이 가능해진다.

첨부의 하기 도면들은, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1 은 종래 금속 용해로와 집진장치의 정면도이며,
도 2 는 본 발명에 따른 금속 용해로용 집진장치의 내부 정면도이며,
도 3 은 상기 집진장치에 포함되는 냉각집진부재의 정면도이며,
도 4 는 상기 집진장치에 포함되는 베이스부재의 평면도이며,
도 5 는 상기 베이스부재에 냉각집진부재가 결합되는 상태의 분해사시도이며,
도 6 은 상기 집진장치에 포함되는 유동관고정부재의 사시도이며,
도 7 은 상기 집진장치에 포함되는 상부플레이트부재의 사시도이며,
도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각집진부재의 정면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2 는 본 발명에 따른 금속 용해로용 집진장치의 내부 정면도이며, 도 3 은 상기 집진장치에 포함되는 냉각집진부재의 정면도이며, 도 4 는 상기 집진장치에 포함되는 베이스부재의 평면도이며, 도 5 는 상기 베이스부재에 냉각집진부재가 결합되는 상태의 분해사시도이며, 도 6 은 상기 집진장치에 포함되는 유동관고정부재의 사시도이며, 도 7 은 상기 집진장치에 포함되는 상부플레이트부재의 사시도이며, 도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각집진부재의 정면도이다.

도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 금속 용해로용 집진장치는 금속을 고온으로 가열하여 제련하기 위한 용해로로부터 가스를 유입시켜 상기 가스를 냉각함과 동시에 상기 가스에 포함된 입자들을 분리 제거하기 위한 집진장치로서, 상기 용해로로부터의 가스를 유입시키기 위한 유입부(2)와, 입자들이 제거되고 냉각된 상태의 가스를 유출시키기 위한 유출부(4)가 형성된 외부몸체부(10)와, 상기 외부몸체부(10) 내부에 배치되되, 상기 외부몸체부(10) 내부에서 하부에 이격 공간(S1)을 형성하도록 배치되는 베이스부재(20)와, 상기 베이스부재(20) 상에 배치되며, 상기 외부몸체부(10) 내부에서 상기 유입부(2)로부터 이격 공간(S2)을 형성하도록 수직 방향으로 기립하여 배치되는 유동관고정부재(30)와, 금속재로 형성되어 상기 외부몸체부(10) 내부에서 상기 베이스부재(20) 상에 고정 배치되는 냉각집진부재(40)와, 상기 냉각집진부재(40)와 상기 유동관고정부재(30)를 연결하는 유동관(50)과, 상기 냉각집진부재(40)의 상부에 고정 배치되며 금속재로 형성되는 원통 형상의 유출관(60)과, 상기 유출관(60)의 상부에 결합되며, 상기 외부몸체부(10) 내부에서 상부에 이격 공간을 형성하도록 배치되는 상부플레이트부재(70)를 포함하며, 상기 베이스부재(20)에서 상기 냉각집진부재(40)가 배치되는 부분에는 배출개구(22)가 형성되고, 상기 유동관고정부재(30)에서 상기 유동관(50)이 결합되는 부분에는 측부결합개구(32)가 형성되며, 상기 상부플레이트부재(70)에서 상기 유출관(60)이 배치되는 부분에는 상부결합개구(72)가 형성되며, 상기 냉각집진부재(40)는 상기 베이스부재(20) 상부에서 복수의 행과 열로 배치되는 것을 특징으로 한다.

용융로는 금속을 고온으로 가열하여 제련하기 위한 구성으로서, 통상적으로 상기 용융로는 전기로로 구성된다.

상기 용융로의 내부는 1200℃ 정도로 가열되어 구리 또는 알루미늄 등의 금속을 용융시킨다.

용융로는 고온으로 금속 재료를 용융시키기 때문에, 연소가스와 함께 많은 양의 분진이 발생된다.

본 발명에 따른 집진장치는 상기 용해로로부터 연소가스를 유입시켜 상기 연소가스를 냉각함과 동시에 상기 가스 내에 포함된 입자들을 분리 제거하기 장치이다.

상기 외부몸체부(10)는 강과 같은 금속재로써 육면체 형상으로 형성된다.

도 2 에서, 상기 외부몸체부(10)의 우측에는 용해로로부터의 가스를 유입시키기 위한 유입부(2)가 형성되고, 상부에는 입자들이 제거되고 냉각된 상태의 가스를 유출시키기 위한 유출부(4)가 형성된다.

도 2 를 기준으로 하여 전면을 형성하는 벽 부분은, 상기 외부몸체부(10) 내부 공간을 개폐할 수 있도록 도어(Door) 형태로 형성될 수 있다.

상기 베이스부재(20)는 강과 같은 금속재로써 도 4 에서와 같이 사각 형상으로 형성된다.

상기 베이스부재(20)는 상기 외부몸체부(10) 내부에서 하부에 배치되어, 상기 외부몸체부(10)의 저면과 상기 베이스부재(20) 사이에 이격 공간(S1)을 형성한다.

가스가 상기 냉각집진부재(40)를 통과하는 과정에서 분진들은 상기 이격 공간 S1 으로 낙하되며, 소정의 기간마다 낙하된 분진들을 제거할 수 있다.

도 4 에 도시되는 바와 같이, 상기 베이스부재(20)에서 상기 냉각집진부재(40)가 배치되는 각 부분에는 낙하된 분진을 상기 이격 공간(S1)으로 배출하기 위한 배출개구(22)들이 형성된다.

상기 배출개구(22)는 복수의 행과 열로 배치되는 상기 냉각집진부재(40)의 갯수에 대응되도록 형성되며, 각 배출개구(22) 상에는 상기 냉각집진부재(40)들이 배치된다.

상기 베이스부재(20)에는 고온의 열에 의한 변형을 방지하기 위한 변형방지가이드부(24)가 긴 직사각형 형태로 형성되어, 상기 베이스부재(20)의 상면을 가로질러 배치된다.

도 5 에 도시되는 바와 같이, 상기 변형방지가이드부(24)는 상기 베이스부(20)의 열 변형을 방지하는 역할과 함께, 상기 냉각집진부재(40)의 하부유출방지턱(43)을 삽입하여 고정하는 역할도 제공한다.

상기 유동관고정부재(30)는 강과 같은 금속재로써 도 6 에서와 같이 사각 형상으로 형성된다.

상기 유동관고정부재(30)는 상기 베이스부재(20) 상에 배치되며, 상기 외부몸체부(10) 내부에서 상기 유입부(2)로부터 이격 공간(S2)을 형성하도록 수직 방향으로 기립 배치된다.

상기 외부몸체부(10)의 유입부(2)와 상기 유동관고정부재(30) 사이에 상기와 같이 이격 공간 S2 가 형성됨으로써, 상기 유입부(2)를 통해 유입된 가스가 상기 유동관고정부재(30)의 전체 면적으로 분산될 수 있다.

상기 유동관고정부재(30)에는 유동관(50)이 결합되고, 상기 유동관(50)의 타단부는 상기 냉각집진부재(40)에 결합된다.

상기 유동관(50)은 유연한 내열성 실리콘과 같은 합성수지재로 형성될 수 있으며, 주름부(52)들이 형성되어 유연한 굽힘이 가능하도록 구성된다.

여기서, 상기 유동관(50)의 표면에는 알루미늄 또는 은 성분을 포함하는 금속재 코팅부가 형성될 수 있다.

그리하여, 상기 유동관(50)으로 전도되는 열이 상기 금속재 코팅부를 통해 원활히 방열되도록 한다.

또한, 상기 금속재 코팅부에 의해 유연한 합성수지재로 형성되는 상기 유동관(50)이 기계적 강도를 확보할 수 있어, 장기간 가동의 경우에도 상기 유동관(50)이 변형되거나 본래의 위치로부터 흐트러지는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 베이스부재(20)에서 복수의 행과 열로써 배치되는 각 냉각집진부재(50)들의 위치가 변경되는 경우, 유연한 합성수지재로 형성되는 상기 유동관(50)을 굽혀 용이하게 대응할 수 있다.

도 6(b) 에 도시되는 바와 같이, 상기 유동관고정부재(30)에서 상기 유동관(50)이 결합되는 부분에는 측부결합개구(32)들이 형성된다.

상기 측부결합개구(32)는 복수의 행과 열로 배치되는 상기 냉각집진부재(40)의 갯수에 대응되도록 형성된다.

도 6(a)에 도시되는 바와 같이, 상기 유동관고정부재(30)에는 금속재로 형성되는 유동관고정턱(34)들이 상기 유동관(50) 측을 향하여 돌출 형성된다.

그리고, 상기 유동관(50)의 단부는 상기 유동관고정턱(34)에 고정 결합될 수 있다.

상기 유동관고정부재(30)에 금속재의 유동관고정턱(34)을 형성한 상태에서, 상기 유동관(50)의 단부가 고정되도록 함으로써, 상기 유동관(50)의 우측 단부(도 2 기준)가 가장 뜨거운 상태의 가스에 직접 노출되는 것을 방지할 수 있다.

상기 냉각집진부재(40)는 금속재로 형성되며, 상기 외부몸체부(10) 내부에서 상기 베이스부재(20) 상에 복수의 행과 열로 배치된다.

종래, 대형 사일로(Silo)로써 형성되는 집진장치에 비해, 상기 냉각집진부재(40)를 금속재로써 소형으로 형성한 상태에서 상기 외부몸체부(10) 내부에 복수의 행과 열로 배치시켜 가스가 각 냉각집진부재(40)들을 통과하도록 구성됨으로써, 용융로로부터의 고온의 가스가 냉각을 위해 접촉되는 접촉 면적을 현저히 증대시킬 수 있다.

즉, 대형 사일로의 경우 내부 공간이 매우 크므로, 가스의 유동 과정에서 사일로의 벽면에 충분히 접촉되지 못하는 현상이 발생된다.

상기와 같이, 사일로의 벽면에 접촉되지 못하는 경우에는 열전도에 의한 냉각이 이루어지지 못하고, 대류에 의한 열전달 냉각만이 이루어질 수 있다.

그런데, 대류에 의한 열전달을 통해 가스가 냉각되는 경우에는 전도에 의한 냉각에 비해 효율이 현저히 저하되는데, 이러한 현상에 의해 미처 충분히 냉각되지 못한 가스가 이후의 처리 공정장치로 전달된다.

그런데, 본원발명에 따른 집진장치에서는, 유입부(2)를 통해 유입된 가스가 소형으로 구성된 각 냉각집진부재(40)들을 통과하도록 구성되어, 전도에 의한 냉각이 이루어질 수 있는 열전달 면적이 현저히 증대됨으로써, 종래 대형 사일로에 의한 냉각에 비해 냉가 효율 역시 현저히 증대될 수 있다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 냉각집진부재(40)는 높이 방향을 따라 일정한 직경을 갖는 중공 원기둥 형태로 형성되는 상부냉각집진부(42)와, 하방을 향할수록 점차적으로 작아지는 직경을 갖는 역절두원추 형태로 형성되는 하부냉각집진부(44)를 포함한다.

상기 상부냉각집진부(42)와 하부냉각집진부(44)는 모두 강과 같은 금속재로써 형성될 수 있으며, 결합부분(46)에 볼트와 너트 등을 체결함으로써 결합될 수 있다.

상기 상부냉각집진부(42)에는 상기 유동관(50)과 결합되는 유동관결합돌출부(45)가 형성된다.

상기 유동관결합돌출부(45)는 중공원기둥 형태로 형성되며, 도 5 에서와 같이, 원형 단면을 갖는 상기 상부냉각집진부(42)의 외면에서 접선 방향을 향하여 형성된다.

그리하여, 상기 상부냉각집진부(42) 내부로 유동된 가스가 상기 상부냉각집진부(42)의 내면을 따라 원활히 회전 유동되도록 구성된다.

그리하여, 고온의 가스가 상기 상부냉각집진부(42)에 충격적으로 부딪혀 열충격에 의해 상기 상부냉각집진부(42)가 변형되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 고온의 가스가 상기 상부냉각집진부(42) 내부 공간에서 원형으로 유동됨으로써, 상기 상부냉각집진부(42)의 전체 원주 방향 내면에 가스가 접촉될 수 있으며, 이러한 작용에 의해 냉각 효율을 상승시킬 수 있다.

그리고, 상기 상부냉각집진부(42)에서 상기 유동관결합돌출부(45)의 상부에는 유동저항턱(47)이 형성되고, 상기 유출관(60)은 상기 상부냉각집진부(42)의 상단면에서 중심부에 결합된다.

상기 유동관결합돌출부(45)가 상기 상부냉각집진부(42)의 외면에서 접선 방향으로 형성되고, 상기 유동관결합돌출부(45)의 상부에 유동저항턱(47)이 형성됨으로써, 상기 상부냉각집진부(42) 내부 공간에서 원형으로 유동되는 가스가 상기 유출관(60)으로 원활히 배출되지 못하게 된다.

그리하여, 가스가 상기 상부냉각집진부(42) 내부 공간에서 충분히 원형으로 유동된 후 상기 유출관(60)으로 유동된다.

도 5 에 도시되는 바와 같이, 상기 상부냉각집진부(42)에서 상기 유출관(60)이 결합되는 상단면에는, 가스 유출을 방지하기 위한 상부유출방지턱(48)이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 상부냉각집진부(42)의 상부에는 금속재로 형성되는 원통 형상의 유출관(60)이 결합된다.

상기 유출관(60)의 하단부에는 원주 방향을 따라 외측으로 돌출 형성되는 누설방지결합턱(66)이 형성된다.

이러한 상태에서, 상기 누설방지결합턱(66)과 상기 상부냉각집진부(42) 사이에 내열성 팩킹부재(68)가 배치된 상태에서, 도시되지 않은 볼트와 너트 등의 결합수단으로 결합될 수 있다.

상기 누설방지결합턱(66)은 상기 상부유출방지턱(48)의 외부에 배치되며, 상기 상부유출방지턱(48)과 상기 누설방지결합턱(66) 및 내열성 팩킹부재(68)의 작용에 의해 높은 실링(Sealing) 효과를 제공할 수 있다.

그리하여, 상기와 같은 실링 효과에 의해 가스가 외부의 작업 현장으로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

상기 유출관(60)의 상부에는 상기 상부플레이트부재(70)에 접촉되면서 지지하기 위한 지지턱(62)이 형성될 수 있다

상기 지지턱(62)에 의해, 상기 유출관(60)이 상기 상부플레이트부재(70)의 상부결합개구(72) 부분에 안정적으로 배치되어 유동이 방지될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 유출관(60)에 주름부(64)들이 형성될 수 있다.

상기 주름부(64)에 의해 상기 유출관(60)의 표면적을 넓혀 충분한 방열 면적을 확보할 수 있다.

또한, 상기 주름부(64)에 의해 상기 유출관(60)이 길이 방향에 대한 탄력성을 가질 수 있어, 열에 의한 팽창과 냉각에 의한 수축에 대응할 수 있다.

도 3 과 5 에 도시되는 바와 같이, 상기 하부냉각집진부(44)에서 상기 베이스부재(20)와 접촉되는 하단부에는 하부유출방지턱(43)이 형성된다.

상기 하부유출방지턱(43) 부분은 상기 베이스부재(20)의 변형방지가이드부(24) 하부에 삽입된 상태에서 이동될 수 있으며, 상기 하부냉각집진부(44)를 상기 변형방지가이드부(24)를 따라 이동시킨 후 볼트 등의 결합수단(432)으로 고정시킬 수 있다.

이러한 구성에 의해, 상기 냉각집진부재(40)가 상기 베이스부재(20) 상부에서 용이하게 배치되고 위치 변경될 수 있으며, 필요 시 용이하게 분리되어 교체 또는 수선될 수 있다.

또한, 용해로의 처리 용량에 따라 상기 냉각집진부재(40)의 갯수와 위치를 용이하게 변경할 수 있다.

그리고, 일부 냉각집진부재(40)에 고장이 발생되거나 파손되는 경우, 나머지 냉각집진부재들을 통한 처리가 가능하므로, 집진작업의 중단 없는 계속적 작업이 가능해진다.

도 8 에 도시되는 본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 냉각집진부재(40)의 표면에 불규칙적인 미세한 오목부(41)들이 형성된다.

상기 불규칙적인 미세한 오목부(41)들은 상기 냉각집진부재(40)의 표면을 샌드 블러스트 가공함으로써 형성될 수 있으며, 상기와 같은 미세한 오목부(41)들에 의해 방열을 위한 표면적을 더욱 증대시킬 수 있다.

상기 냉각집진부재(40)의 표면에는 알루미늄 또는 은 성분을 포함한 열전도성 코팅부가 형성될 수 있다.

상기 상부냉각집진부(42)와 하부냉각집진부(44)를 결합한 상태에서, 결합되는 경계 부분을 포함하여 전체 표면에 상기 열전도성 코팅부를 형성함으로써, 상기 상하부냉각집진부들의 경계 부분(46)에서의 기밀성을 높여 가스의 유출을 방지하면서도 높은 열전달 성능을 확보할 수 있다.

또한, 상기 냉각집진부재(40)의 표면에 불규칙적인 미세한 오목부(41)들을 형성한 상태에서 상기 열전도성 코팅부를 형성하는 경우, 상기 열전도성 코팅부와 냉각집진부재(40) 표면 간의 부착 효과를 현저히 높일 수 있다.

그리하여, 고온의 열이 가해지고 냉각되는 과정이 장기간 반복되는 경우에도, 상기 열전도성 코팅부가 박리되지 않는 효과를 발휘할 수 있다.

상기 유출관(60)의 상부에는 상부플레이트부재(70)가 결합되어, 상기 외부몸체부(10) 내부에서 상부에 이격 공간을 형성한다.

상기 상부플레이트부재(70)는 강과 같은 금속재로써 사각 형상으로 형성된다.

상기 상부플레이트부재(70)에서 각 유출관(60)이 배치되는 부분에는 상부결합개구(72)들이 형성되며, 결과적으로 상기 상부결합개구(72) 역시 냉각집진부재(40)와 동일한 복수의 행과 열로써 형성된다.

상기 상부플레이트부재(70)에는 열에 의한 형태 변형을 방지하기 위한 열변형방지부(74)가 형성된다.

상기 열변형방지부(74)에 의해 상기 상부플레이트부재(70)의 비틀림 변형을 방지할 수 있으며, 이에 의해 상기 유출관(60)의 위치 변화 역시 방지할 수 있다.

상기된 바와 같이, 상기 베이스부재(10)와 상기 상부플레이트부재(70)와 유동관고정부재(30)와 유출관(60)과 냉각집진부재(40)와 외부몸체부(10)는 모두 금속재로 형성된다.

그리고 이러한 상태에서, 상기 상부플레이트부재(70)와 베이스부재(10)가 상기 유동관고정부재(30)와 유출관(60)과 냉각집진부재(40)를 통해 상호 열전달이 가능하도록 구성된다.

또한, 상기 유동관고정부재(30)의 열은 상기 상부플레이트부재(70)와 베이스부재(10)를 통해 외부몸체부(10)로 전달되고, 유동관(50)을 통해 냉각집진부재(40)로 전달될 수 있도록 구성된다.

이러한 본원발명의 구성에 의해, 유동되는 가스로부터 전달되는 열이 전체 집진장치의 각 구성요소들로 원활히 전달될 수 있으며, 따라서 충분한 냉각 효과를 제공할 수 있다.

그리고, 상기 상부플레이트부재(70)와 베이스부재(20) 사이에서 상기 유동관고정부재(30) 반대편에는 금속재 봉으로 형성되는 결합지지부재(76)가 배치되어, 상기 냉각집진부재(40)들이 배치되는 공간이 직접 상기 외부몸체부(10)와 연통되도록 구성된다.

그리하여, 상기 외부몸체부(10)의 표면이 상기 냉각집진부재를 향하여 직접 노출되도록 구성된다.

이에 의해, 고온의 열이 적체되기에 용이한 상기 냉각집진부재(40)들이 배치되는 공간의 열이 직접 상기 외부몸체부(10)로 전달되어 외부로 방열되도록 할 수 있다.

상기된 바와 같은 구성에 의해, 고온의 열에도 본 발명에 따른 집진장치가 장기간 내구성을 유지할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

따라서, 본 발명의 보호 범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

그리고, 본 발명의 목적 범위 내라면 그 모든 구성요소들이 하나 이상 선택적으로 결합되어 구성될 수도 있다.

상기된 "포함된다" 또는 "구성된다" 의 용어는 해당 구성 요소가 포함될 수 있음을 의미하는 것으로, 그 외 다른 구성 요소들을 추가적으로 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

10: 외부몸체부
20: 베이스부재
30: 유동관고정부재
40: 냉각집진부재
50: 유동관
60: 유출관
70: 상부플레이트부재

Claims (18)

1. 금속을 고온으로 가열하여 제련하기 위한 용해로로부터 가스를 유입시켜 상기 가스를 냉각함과 동시에 상기 가스에 포함된 입자들을 분리 제거하기 위한 집진장치로서,
   상기 용해로로부터의 가스를 유입시키기 위한 유입부와, 입자들이 제거되고 냉각된 상태의 가스를 유출시키기 위한 유출부가 형성된 외부몸체부와;
   상기 외부몸체부 내부에 배치되되, 상기 외부몸체부 내부에서 하부에 이격 공간을 형성하도록 배치되는 베이스부재와;
   상기 베이스부재 상에 배치되며, 상기 외부몸체부 내부에서 상기 유입부로부터 이격 공간을 형성하도록 수직 방향으로 기립하여 배치되는 유동관고정부재와;
   금속재로 형성되어 상기 외부몸체부 내부에서 상기 베이스부재 상에 고정 배치되는 냉각집진부재와;
   상기 냉각집진부재와 상기 유동관고정부재를 연결하는 유동관과;
   상기 냉각집진부재의 상부에 고정 배치되며 금속재로 형성되는 원통 형상의 유출관과;
   상기 유출관의 상부에 결합되며, 상기 외부몸체부 내부에서 상부에 이격 공간을 형성하도록 배치되는 상부플레이트부재를 포함하며,
   상기 베이스부재에서 상기 냉각집진부재가 배치되는 부분에는 배출개구가 형성되고,
   상기 유동관고정부재에서 상기 유동관이 결합되는 부분에는 측부결합개구가 형성되며,
   상기 상부플레이트부재에서 상기 유출관이 배치되는 부분에는 상부결합개구가 형성되며,
   상기 냉각집진부재는 상기 베이스부재 상부에서 복수의 행과 열로 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉각집진부재는 높이 방향을 따라 일정한 직경을 갖는 중공 원기둥 형태로 형성되는 상부냉각집진부와,
   하방을 향할수록 점차적으로 작아지는 직경을 갖는 역절두원추 형태로 형성되는 하부냉각집진부를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 상부냉각집진부에는 상기 유동관과 결합되는 유동관결합돌출부가 형성되며,
   상기 유동관결합돌출부는 중공원기둥 형태로 형성되되, 원형 단면을 갖는 상기 상부냉각집진부의 외면에서 접선 방향을 향하여 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 상부냉각집진부에서 상기 유동관결합돌출부의 상부에는 유동저항턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 상부냉각집진부에서 상기 유출관이 결합되는 상단면에는 가스 유출을 방지하기 위한 상부유출방지턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 하부냉각집진부에서 상기 베이스부재와 접촉되는 하단부에는 하부유출방지턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 베이스부재에는 상기 하부유출방지턱을 삽입하고 열 변형을 방지하기 위한 변형방지가이드부가 긴 직사각형 형태로 형성되어, 상기 베이스부재를 가로질러 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 유출관의 상부에는 상기 상부플레이트부재에 접촉되면서 지지하기 위한 지지턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 유출관에는 하나 이상의 주름부가 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 유출관의 하단부에는 외측으로 돌출 형성되는 누설방지결합턱이 형성되며,
    상기 누설방지결합턱과 상기 상부냉각집진부 사이에는 내열성 팩킹부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부플레이트부재에는 열에 의한 형태 변형을 방지하기 위한 열변형방지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 유동관에는 복수의 주름부들이 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 유동관은 내열성 합성수지재로 형성되며, 상기 유동관의 표면에는 금속재 코팅부가 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 유동관고정부재에는 금속재로 형성되는 유동관고정턱이 상기 유동관을 향하여 돌출 형성되며,
    상기 유동관은 상기 유동관고정턱에 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
15. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스부재와 상기 상부플레이트부재와 유동관고정부재와 유출관과 냉각집진부재와 외부몸체부는 모두 금속재로 형성되며,
    상기 상부플레이트부재와 베이스부재는 상기 유동관고정부재를 통해 상호 열전달이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 상부플레이트부재와 베이스부재 사이에서 상기 유동관고정부재 반대편에는 금속재 봉으로 형성되는 결합지지부재가 배치되어,
    상기 유동관고정부재의 반대편을 통해 상기 외부몸체부의 표면이 상기 냉각집진부재를 향하여 노출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
17. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각집진부재의 표면에는 불규칙적인 미세한 오목부들이 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 냉각집진부재의 표면에는 열전도성 코팅부가 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 용해로용 집진장치.

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