KR20060077307A - 가스의 불순물 여과장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스의 불순물 여과장치에 관한 것이다. 본 발명의 가스의 불순물 여과장치는, 용기 형상의 몸체와, 상기 몸체의 양 대향면에 각각 형성되어 가스가 인입 및 배출되는 입측배관 및 출측배관과; 산과 골을 이루도록 주름진 형태로 절곡된 판 형상으로서 가스의 인입 및 배출 방향으로 나란하게 설치되며 상기 몸체의 상부면의 아래에 결합된 적어도 하나의 횡형 여과판과; 산과 골을 이루도록 주름진 형태로 절곡된 판 형상으로서 가스의 인입 및 배출 방향과 직각으로 설치되며 출측배관을 향하여 돌출된 산 부분에 관통 구멍이 상하로 다수개 형성되고 상기 몸체의 상부면의 아래에 결합된 적어도 하나의 가스 유도판과; 산과 골을 이루도록 주름진 형태로 절곡된 판 형상으로서 가스의 인입 및 배출 방향과 직각으로 설치되며 출측배관을 향하여 돌출된 산 부분에서 소정거리 이격된 위치에 관통 구멍이 상하로 다수개 형성되고 상기 몸체의 상부면의 아래에 결합된 적어도 하나의 불순물 포집판을 포함한다.
불순물, 여과장치, 주름 판, 포집판, 스크래퍼

Description

가스의 불순물 여과장치 {APPARATUS FOR FILTERING IMPURITIES IN GAS}
도 1은 본 발명에 따른 가스의 불순물 여과장치를 나타낸 부분 단면 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 가스의 불순물 여과장치를 나타낸 측단면도.
도 3은 본 발명에 따른 가스의 불순물 여과장치의 몸체부를 나타낸 부분 단면 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 횡형 여과판과 횡형 스크래퍼를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 불순물 포집판과 종형 스크래퍼를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 도 2의 선 A-B에서 본 하부 차단막을 나타낸 평면도.
도 7은 본 발명에 따른 횡형 여과판에 불순물이 부착되는 원리를 설명하는 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 불순물 포집판에 불순물이 포집되는 원리를 설명하는 평면도.
도 9는 본 발명에 따른 불순물 포집판에서 가스가 유동하는 원리를 설명하는 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 불순물 100: 몸체부
101: 몸체 103: 입측배관
105: 출측배관 107: 수집조
109: 배출관 111: 실린더 커버
200: 여과부 201: 상부 고정판
203: 횡형 여과판 205: 가스 유도판
207: 불순물 포집판 209: 불순물 수용 포켓
211: 하부 차단막 300: 스크래퍼부
301: 실린더 303: 횡형 스크래퍼
305: 종형 스크래퍼 307: 전기히터
305: 종형 스크래퍼 307: 전기히터
309: 제어기
본 발명은 산업 공정 상 발생되는 가스의 여과 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스에 함유된 불순물을 원심력 법칙과 관성 법칙을 이용하여 여과하는 가스의 불순물 여과장치에 관한 것이다.
일반적으로, 발전소와 제철소와 화학공정 등 산업 공정에서 발생되는 가스는 불순물이 함유되어 있어 대기 오염을 일으키기 때문에, 이는 통상 회수하여 재활용하는 경우가 있다. 그러나, 이러한 경우 가스의 불순물이 배관의 막힘을 유발시키고 연소 효율의 저하시키는 등의 문제를 발생시킨다.
이에 따라 가스에 함유된 이물질을 제거하기 위한 종래의 기술로 여과 방법 및 여과 수행용 필터(특허 출원 번호 1990-0005631) 또는 석탄 가스의 타르 제거 장치(특허 출원 번호 1999-0055408) 등이 개시되어 있다.
상기와 같은 종래 기술 중 여과 방법 및 여과 수행용 필터(특허 출원 번호 1990-0005631)는 페인트와 같이 미세한 입자를 여과하는 방법 및 여과 수행용 필터로서, 무거운 입자의 여과에는 부적절하고, 여과재의 재질이 펄프이므로 수분에 약하며, 수시로 필터를 교체해야 하므로 유지비가 많이 소요되는 문제점이 있다.
또한 상기 종래의 석탄 가스의 타르 제거 장치(특허 출원 번호 1999-0055408)는 용해재를 사용하므로 인체에 유해하며, 용해재가 가스를 따라 대기 중에 방출되어 환경을 오염시키며, 수시로 필터를 꺼내 세정작업을 해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 입자의 크기 및 종류에 관계없이 여과되고, 여과재의 재질을 금속으로 하여 반영구적으로 사용하므로 유지비가 저렴하고, 인체와 환경에 유해한 용해재를 사용하지 않으며, 여과된 불순물을 자동으로 제거하여 배출하는 가스의 불순물 여과장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술된 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스의 불순물 여과장치는, 용기 형상의 몸체와, 상기 몸체의 양 대향면에 각각 형성되어 가스가 인입 및 배출되는 입 측배관 및 출측배관과; 산과 골을 이루도록 주름진 형태로 절곡된 판 형상으로서 가스의 인입 및 배출 방향으로 나란하게 설치되며 상기 몸체의 상부면의 아래에 결합된 적어도 하나의 횡형 여과판과; 산과 골을 이루도록 주름진 형태로 절곡된 판 형상으로서 가스의 인입 및 배출 방향과 직각으로 설치되며 출측배관을 향하여 돌출된 산 부분에 관통 구멍이 상하로 다수개 형성되고 상기 몸체의 상부면의 아래에 결합된 적어도 하나의 가스 유도판과; 산과 골을 이루도록 주름진 형태로 절곡된 판 형상으로서 가스의 인입 및 배출 방향과 직각으로 설치되며 출측배관을 향하여 돌출된 산 부분에서 소정거리 이격된 위치에 관통 구멍이 상하로 다수개 형성되고 상기 몸체의 상부면의 아래에 결합된 적어도 하나의 불순물 포집판을 포함한다.
상기 가스 유도판과 불순물 포집판은 쌍을 이루며 배치되고, 상기 가스 유도판은 불순물 포집판보다 입측배관에 인접하게 배치될 수 있다.
횡형 여과판과 가스 유도판과 불순물 포집판의 단면 형상과 동일한 패턴으로 슬롯이 가공되고 상기 슬롯을 통해 횡형 여과판과 가스 유도판과 불순물 포집판이 관통하며 몸체 안쪽 벽의 하부에 결합되는 하부 차단막을 더 포함하고, 하부 차단막에 형성된 슬롯의 각각은 횡형 여과판과 가스 유도판과 불순물 포집판의 판 두께보다 더 클 수 있다.
하나의 가스 유도판에 형성된 관통 구멍의 전체 면적과, 불순물 포집판에 형성된 관통 구멍의 전체 면적은 입출측 배관의 단면적과 동일할 수 있다.
횡형 여과판의 형상과 동일한 패턴으로 슬롯이 형성되고 슬롯 내에 횡형 여과판이 끼워지는 횡형 스크래퍼와, 한 쌍의 가스 유도판 및 불순물 포집판의 형상 과 동일한 패턴으로 슬롯이 형성되고 슬롯 내에 가스 유도판 및 불순물 포집판이 끼워지는 종형 스크래퍼와, 상기 스크래퍼를 상하로 이동시키는 실린더를 더 포함할 수 있다.
상기 본체의 하부에는 수집조가 마련되고, 상기 몸체의 수집조의 하부에 불순물 배출관이 형성되고, 상기 구집조의 외벽 둘레는 히터가 구비될 수 있다.
상기 횡형 여과판과 가스 유도판과 불순물 포집판은 금속을 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 가스의 불순물 여과장치를 나타낸 부분 단면 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 가스의 불순물 여과장치를 나타낸 측단면도이다.
본 발명에 따른 가스의 불순물 여과장치는 각 구성 요소를 수용하고 지지하는 몸체부(100)와, 불순물을 여과하는 여과부(200)와, 포획된 불순물을 하부로 긁어내는 스크래퍼부(300)를 포함한다.
도 3은 본 발명에 따른 가스의 불순물 여과장치의 몸체부를 나타낸 부분 단면 사시도이다.
상기 몸체부(100)는 각 요소를 수용하고 지지하는 용기 형상의 몸체(101)와; 불순물이 함유된 가스가 인입되는 통로로서 밸브가 부착된 파이프로서 몸체(101)의 일측면에 형성된 입측배관(103)과; 여과된 가스를 배출하는 통로로서 밸브가 부착된 파이프로서 몸체(101)의 대향 타측면에 형성된 출측배관(105)과; 몸체(101)의 하부를 이루며 여과된 불순물을 저장하는 수집조(107)와; 저장된 불순물을 배출하 는 통로로서 밸브가 조립된 파이프이며 수집조(107) 밑면에 결합된 불순물 배출관(109)과; 실린더를 보호하는 상자 형상이며 몸체(101)의 상부에 올려지는 실린더 커버(111)(도 2 참조)를 포함한다. 상기 수집조(107)는 그 횡단면적이 아래로 내려갈수록 줄어드는 형상으로 하단 정점부에 불순물 배출관(109)이 마련된다.
도 4는 본 발명에 따른 횡형 여과판과 횡형 스크래퍼를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 불순물 포집판과 종형 스크래퍼를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 도 2의 선 A-B에서 본 하부 차단막을 나타낸 평면도이다.
상기 여과부(200)는 몸체(101)와 볼트로 조립되어 몸체(101)의 상부를 이루고 밑면에는 여과판들이 결합되어 매달리는 상부 고정판(201)과; 산과 골을 이루도록 주름진 형태로 절곡된 금속판을 일정한 간격으로 다수개가 조합하고 금속판과 금속판 사이로 불순물(1)이 함유된 가스가 지나가도록 가스의 진행 방향과 나란하게 설치되며 상부 고정판(201) 밑면에 결합된 횡형 여과판(203)과; 산과 골을 이루도록 주름진 형태로 절곡된 금속판으로서 가스의 진행 방향과 직각으로 설치되며 출측배관(105)을 향하여 돌출된 산 부분에 관통 구멍이 상하로 다수개 형성되어 불순물(1)이 함유된 가스가 각 관통 구멍을 통과하도록 구성되고 상부 고정판(201) 밑면에 결합된 가스 유도판(205)과; 산과 골을 이루도록 주름진 형태로 절곡된 금속판으로서 가스의 진행 방향과 직각으로 설치되며 출측배관(105)을 향하여 돌출된 산 부분을 제외한 그의 양측면에 관통 구멍이 상하로 다수개 형성되어 불순물(1)이 함유된 가스가 각 구멍을 통과하도록 구성되고 상부 고정판(201) 밑면에 결합된 불순물 포집판(207)과; 금속판으로서 횡형 여과판(203)과 가스 유도판(205)과 불순물 포집판(207)의 단면 형상과 동일한 패턴으로 슬롯이 가공되고 그 슬롯을 통해 횡형 여과판(203)과 가스 유도판(205)과 불순물 포집판(207)이 관통하여 조립되며 몸체(101) 안쪽 벽의 하부에 결합되는 하부 차단막(211)을 포함한다. 불순물 포집판(207)의 골짜기 부분, 즉 입측배관(103)을 향하여 돌출된 부분은 불순물(1)이 쌓이는 불순물 수용 포켓(209)을 이룬다. 상기 하부 차단막(211)에 형성된 슬롯은 불순물 배출구(213)로서, 각각은 횡형 여과판(203)과 가스 유도판(205)과 불순물 포집판(207)의 판 두께보다 약간 더 크게 형성되어 불순물(1)이 아래로 빠져나갈 수 있도록 구성된다. 이때, 가스 유도판(205)에 형성된 관통 구멍과 불순물 포집판(207)에 형성된 관통 구멍은 높이가 서로 동일하게, 서로 교차되게, 또는 서로 소정 간격을 이루도록 형성될 수 있다.
한편, 불순물 포집판(207)에 형성된 관통 구멍은 출측배관(105)을 향하여 돌출된 산 부분에서 소정 거리 이격된 위치에 형성되는 데, 이러한 이격 거리가 가까울수록 여과 성능은 감소되지만 입측배관(103)과 출측배관(105) 사이의 압력 강하는 줄어들게 되고, 상기 이격 거리가 멀어지면 그 반대의 현상이 일어나게 된다. 따라서, 이는 아래에서 설명되는 관통 구멍의 크기 및 개수와 관련하여 설계되어야 한다. 더욱이, 불순물 포집판(207)에 형성된 관통 구멍은 도면에 도시된 바와 같이 일렬로 형성될 필요는 없다. 즉, 상기 관통 구멍은 불순물 포집판(207)의 평판면 상에 2열 이상으로 형성될 수 있다.
한편, 가스 유도판(205)과 불순물 포집판(207)은 항상 한 쌍을 이루며, 이러한 각 쌍에서, 가스 유도판(205)은 불순물 포집판(207)보다 입측배관(103)에 가깝 게 배열된다. 또한, 입측배관(103)과 출측배관(105) 사이의 압력차가 크게 발생하지 않도록 하기 위해 입출측 배관의 단면적과, 하나의 가스 유도판(205)에 형성된 관통 구멍의 전체 면적과, 불순물 포집판(207)에 형성된 관통 구멍의 전체 면적은 서로 동일한 것이 바람직하다. 즉, 가스 유도판(205) 및 불순물 포집판(207) 각각에 형성된 관통 구멍의 단면적 합이 입출측 배관의 단면적과 동일하도록 관통 구멍은 그 직경 및 개수를 계산하여 가공 형성된다. 또는, 이와 달리 입측배관(103), 가스 유도판(205)의 전체 관통 구멍, 불순물 포집판(207)의 전체 관통 구멍, 출측배관(105)의 순으로 단면적이 커지는 것이 바람직할 수 있다. 더욱이, 이러한 가스 유도판(205) 및 불순물 포집판(207)은 불순물의 포집 효율을 높이기 위해 몸체(101) 안에 여러 쌍이 배치되는 것이 바람직하다.
상기 스크래퍼부(300)는, 각각이 상부 고정판(201)을 관통하여 스크래퍼에 연결되어 이를 상하 이동시키는 로드를 포함하고 한 개의 (후술하는) 스크래퍼에 적어도 두개씩 쌍을 이루어 몸체(101)의 외부 상면에 다수개가 설치되는 실린더(301)와; 횡형 여과판(203)의 형상과 동일한 패턴으로 슬롯이 형성되고 슬롯 내에 횡형 여과판(203)이 끼워지며 실린더(301)에 의해 상하로 움직이는 횡형 스크래퍼(303)와; 한 쌍의 가스 유도판(205) 및 불순물 포집판(207)의 형상과 동일한 패턴으로 슬롯이 형성되고 슬롯 내에 가스 유도판(205) 및 불순물 포집판(207)이 끼워지며 실린더(301)에 의해 상하로 움직이는 종형 스크래퍼(305)와; 수집조(107)의 외벽 둘레에 부착되며 전기에 의해 열을 발생하여 포획된 점착성의 불순물(1)이 하부로 잘 흘러내리도록 적절한 온도를 가하는 전기히터(307)와; 실린더(301)를 일정 한 시간 간격으로 동작시키며 전기히터(307)에 온도를 조절하는 제어기(309)를 포함한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명에 따른 횡형 여과판에 불순물이 부착되는 원리를 설명하는 평면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 불순물 포집판에 불순물이 포집되는 원리를 설명하는 평면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 불순물 포집판에서 가스가 유동하는 원리를 설명하는 사시도이다.
불순물(1)이 함유된 가스가 입측배관(103)을 통하여 몸체(101)의 내부로 진입하면 상부 고정판(201)을 지나면서 입자가 큰 불순물(1)이 여과되고 횡형 여과판(203)과 가스 유도판(205)을 통과하면서 입자가 작은 불순물(1)까지도 여과되어 깨끗한 가스만 출측배관(105)을 통해 배출된다. 횡형 여과판(203) 및 불순물 수용 포켓(209)에 포집된 불순물(1)을 횡형 스크래퍼(303) 및 종형 스크래퍼(305)가 주기적으로 하부로 긁어내리면, 불순물(1)은 횡형 여과판(203), 가스 유도판(205) 및 불순물 포집판(207)과 하부 차단막(211) 사이에 형성된 불순물 배출구(213)를 통해 빠져나간 후 수집조(107)에 저장되었다가 배출관(109)을 통해 배출된다.
이와 같은 작용에 있어서 가스와 불순물(1)이 몸체(101)의 내부를 통과할 때 유동성이 좋은 가스는 여과판과 여과판 사이에 형성된 통로를 따라 신속하게 이동하는데 반하여, 무겁고 점착성이 큰 불순물(1)이 함유된 가스는 그의 진행 방향을 급격히 바꿀 때마다 원심력과 관성에 의해 횡형 여과판(203) 벽면에 부착되고 불순물 포집판(207)의 불순물 수용 포켓(209)에 포집된다.
이때, 스크래퍼를 동작시키는 주기와 가열 온도를 제어기(309)에 입력시키면 제어기(309)는 실린더(301)를 입력된 주기마다 실린더(301)의 로드를 상하 이동시켜 실린더(301)의 로드에 연결된 횡형 스크래퍼(303) 및 종형 스크래퍼(305)가 스크래핑 작업을 수행하게 하고, 전기히터(307)에 적절한 전류를 가하여 입력된 온도로 유지함으로써 수집조(107) 내에 저장된 불순물(1)이 배출관(109)으로 잘 흘러내리도록 한다.
상기와 같이 본 발명은 입자의 크기와 종류에 관계없이 여과되고, 여과재의 재질을 금속으로 하여 반영구적으로 사용하므로, 필터와 같은 소모 부품이 불필요하여 유지비가 저렴하다.
또한, 인체와 환경에 유해한 용해재를 사용하지 않으며, 여과된 불순물을 자동으로 제거하여 배출하는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 가스의 불순물 여과장치에 있어서,
    용기 형상의 몸체와,
    상기 몸체의 양 대향면에 각각 형성되어 가스가 인입 및 배출되는 입측배관 및 출측배관과;
    산과 골을 이루도록 주름진 형태로 절곡된 판 형상으로서 가스의 인입 및 배출 방향으로 나란하게 설치되며 상기 몸체의 상부면의 아래에 결합된 적어도 하나의 횡형 여과판과;
    산과 골을 이루도록 주름진 형태로 절곡된 판 형상으로서 가스의 인입 및 배출 방향과 직각으로 설치되며 출측배관을 향하여 돌출된 산 부분에 관통 구멍이 상하로 다수개 형성되고 상기 몸체의 상부면의 아래에 결합된 적어도 하나의 가스 유도판과;
    산과 골을 이루도록 주름진 형태로 절곡된 판 형상으로서 가스의 인입 및 배출 방향과 직각으로 설치되며 출측배관을 향하여 돌출된 산 부분에서 소정거리 이격된 위치에 관통 구멍이 상하로 다수개 형성되고 상기 몸체의 상부면의 아래에 결합된 적어도 하나의 불순물 포집판을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스의 불순물 여과장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 가스 유도판과 불순물 포집판은 쌍을 이루며 배치 되고, 상기 가스 유도판은 불순물 포집판보다 입측배관에 인접하게 배치된 것을 특징으로 하는 가스의 불순물 여과장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 횡형 여과판과 가스 유도판과 불순물 포집판의 단면 형상과 동일한 패턴으로 슬롯이 가공되고 상기 슬롯을 통해 횡형 여과판과 가스 유도판과 불순물 포집판이 관통하며 몸체 안쪽 벽의 하부에 결합되는 하부 차단막을 더 포함하고, 하부 차단막에 형성된 슬롯의 각각은 횡형 여과판과 가스 유도판과 불순물 포집판의 판 두께보다 더 큰 것을 특징으로 하는 가스의 불순물 여과장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 하나의 가스 유도판에 형성된 관통 구멍의 전체 면적과, 불순물 포집판에 형성된 관통 구멍의 전체 면적은 입출측 배관의 단면적과 동일한 것을 특징으로 하는 가스의 불순물 여과장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 횡형 여과판의 형상과 동일한 패턴으로 슬롯이 형성되고 슬롯 내에 횡형 여과판이 끼워지는 횡형 스크래퍼와, 한 쌍의 가스 유도판 및 불순물 포집판의 형상과 동일한 패턴으로 슬롯이 형성되고 슬롯 내에 가스 유도판 및 불순물 포집판이 끼워지는 종형 스크래퍼와, 상기 스크래퍼를 상하로 이동시키는 실린더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스의 불순물 여과장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 본체의 하부에는 수집조가 마련되고, 상기 몸체의 수집조의 하부에 불순물 배출관이 형성되고, 상기 구집조의 외벽 둘레는 히터가 구비된 것을 특징으로 하는 가스의 불순물 여과장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 횡형 여과판과 가스 유도판과 불순물 포집판은 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스의 불순물 여과장치.
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KR20200037710A (ko) * 2018-10-01 2020-04-09 주식회사 포스코 부생가스 타르 제거장치

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