KR20080086633A

KR20080086633A - 집진장치

Info

Publication number: KR20080086633A
Application number: KR1020070028541A
Authority: KR
Inventors: 한형수
Original assignee: 한스엔지니어링주식회사
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2008-09-26

Abstract

본 발명은 오염된 공기중에 포함되어 있는 분진을 제거하여 정화된 공기를 배출시키는 산업용 집진장치에 관한 것이다. 그의 구성은; 다수의 백필터(8, bag filter)가 설치되며 오염공기 유입구(10) 및 정화공기 배출구(12)가 구비되는 여과실(6, filter chamber); 압축공기를 상기 백필터(8)에 분사하기 위한 필터소제수단; 탈거된 분진이 낙하하여 수거될 수 있도록 상기 여과실(6) 하부에 마련되는 호퍼 형태의 포집실(14); 포집된 분진을 배출하기 위해 상기 포집실(14) 하부에 설치되는 분진배출수단으로 구성되는 정화부를 포함하는 집진장치에 있어서; 상기 여과실(6)은 수개의 격벽(7)에 의해 공간적으로 분리되고; 상기 포집실(14)은 분리된 각 단위 여과실(6a,6b,6c,6d)마다 개별적으로 설치되는 것을 특징으로 한다.

집진기, 포집, 공기정화, 여과, 백필터

Description

집진장치{Dust collector}

도 1은 본 발명에 의한 집진장치의 주요부분에 관한 개략적 절개사시도이다.

도 2 내지 도 3은 본 발명에 의한 집진장치의 정면구성도와 측면구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 ; 송풍기 4 ; 유입덕트

6(6a,6b,6c,6d) ; 여과실 8 ; 백필터(bag filter)

10 ; 오염공기 유입구 12 ; 정화공기 배출구

14 ; 포집실 16 ; 배출덕트

20 ; 굴뚝 26 ; 분배관

30 ; 분사밸브 32 ; 여과밸브

36 ; 스크류 컨베이어 40 ; 로타리밸브

42 ; 개폐밸브 46 ; 덮개

본 발명은 집진장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오염된 공기중에 포 함되어 있는 분진을 제거하여 정화공기를 배출시키는 산업용 집진장치에 관한 것이다.

제철소, 목재공장, 소각시설 등의 각종 플랜트, 지하철 등에서 공기중 포함되어 있는 분진 등을 제거하여 공기를 정화하기 위한 수단으로서 산업용 집진장치가 사용된다. 집진장치의 기본적 구조는 오염공기 유입부와, 정화부 및 정화공기 배출부로 구성된다. 정화부는 오염된 공기중에 포함되어 있는 미세분진을 물리적, 화학적 또는 전기적 방법에 의해 제거 내지 수거하는 기능을 위한 것이다. 물리적 정화방법의 대표적인 것은 백필터(bag filter, 여과포, 이하에서는 '필터'라 한다.)를 이용하는 방식이다. 이 방식은 직포 또는 부직포로 된 필터에 오염공기를 통과시켜 분진 등이 필터에 부착되도록 하는 것이다. 보통의 산업용 집진장치는 대용량이며 오염정도가 심한 공기를 정화하기 때문에 많은 수의 필터가 하나의 집진장치에 카트리지 형태로 설치된다.

이러한 집진장치는 필터에 다량의 분진이 점착되기 때문에 이를 주기적으로 소제할 필요가 있다. 또한 다수의 필터를 소제하기 위해 통상적으로는 자동화장치가 이용되고 있다.

종래의 집진장치에 있어서 정화부는, 수십에서 수백개에 이르는 필터가 설치되는 여과실(filter chamber); 압축공기를 필터에 분사하기 위한 필터 소제수단; 필터로부터 탈거시킨 분진을 모을 수 있도록 여과실 하부에 마련되는 호퍼 형태의 포집실; 포집된 분진을 배출하기 위한 분진배출수단을 포함한다.

여기서, 종래의 집진장치는 여과실과 포집실이 단일의 공간으로 구성되어 있 는 것이 일반적이었다. 이러한 구조에 의하면, 여과와 세정이 동시에 이루어지는 경우에는 공기의 여과 또는 필터의 소제가 제대로 수행될 수 없었다. 그래서 필터를 효율적으로 소제하기 위해서는 필터 소제시 오염공기의 여과동작을 정지시킬 필요가 있었다. 즉, 일측에서 탈거된 분진의 일부가 흡입공기압에 의해 다시금 필터에 재부착되는 경우가 많기 때문이다. 그러므로 필터 소제시 공기의 여과를 전체적으로 중단하여야 하는 불편함이 따랐다.

설령 필터 소제시 공기여과를 중지한다 해도, 여과실의 공간이 넓기 때문에 미세한 분진이 부유하는 시간이 길어지게 된다. 따라서 필터에 재부착될 확률도 그만큼 높아지게 되어 소제효과가 저하되게 된다.

이러한 문제에 대하여 여과실을 격벽으로 분리한 형태가 제안되기도 하였지만 문제는 크게 개선되지 아니하였다. 그 이유는 호퍼 형태로 된 포집실은 여전히 하나의 통합공간으로 되어 있기 때문이며, 그 이외에 분진배출수단에 대한 고려가 없었기 때문이다.

위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 필터를 이용하여 물리적 방법에 의해 오염공기 내의 분진을 제거하기 위한 집진장치에 있어서, 세정시 재비산을 방지함으로써 필터에 부착된 분진을 효과적으로 세정할 수 있는 구조의 집진장치를 제공하는 것에 있다. 이는 곧 공기의 정화능력을 향상시키는 것과 직결된다.

다수의 백필터(bag filter)가 설치되며 오염공기 유입구 및 정화공기 배출구가 구비되는 여과실(filter chamber); 압축공기를 상기 백필터에 분사하기 위한 필터소제수단; 탈거된 분진이 낙하하여 수거될 수 있도록 상기 여과실 하부에 마련되는 호퍼 형태의 포집실; 포집된 분진을 배출하기 위해 상기 포집실 하부에 설치되는 분진배출수단으로 구성되는 정화부를 포함하는 집진장치에 있어서;

상기 여과실은 수개의 격벽에 의해 공간적으로 분리되고; 상기 포집실은 분리된 각 여과실마다 개별적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 집진장치에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 필터소제수단은 공압발생기(compressor), 압축공기를 분리된 각 여과실의 상부에 개별적으로 공급하는 압축공기 분배관; 상기 분배관의 각 분사구마다 개별적으로 설치되는 분사밸브; 상기 여과실의 정화공기 배출구마다 개별적으로 설치되는 여과밸브; 상기 공압발생기와 상기 밸브들을 제어하기 위한 제어부를 포함함에 의해 상기 필터의 세정을 단위 여과실 마다 개별적으로 시행할 수 있게 되는 집진장치가 제공된다. 또한, 상기 하나의 단위 여과실에 설치되는 분사밸브가 2개 이상 구비되도록 하고, 나아가 개별적으로 작동되도록 할 수도 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 오염공기의 유입구 측에 설치되는 온도센서와; 유입온도가 설정된 수치보다 높을 경우 외부의 찬공기를 유입하여 유입공기의 온도를 낮추기 위한 외부공기 유입수단을 더 포함하는 집진장치가 제공된다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 집진장치를 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 집진장치의 주요부분에 관한 개략 절개사시도이다. 도 2 내지 도 3은 그의 정면구성도와 측면구성도이다.

집진장치는, 분진을 포함하고 있는 오염공기를 유입시키기 위한 오염공기 유입부와, 유입공기로부터 분진을 수거하기 위한 정화부와, 정화된 공기를 대기중에 배출하기 위한 정화공기 배출부로 구성된다.

오염공기 유입부는 모터에 의해 구동하는 송풍기(2)와 유입덕트(4)를 포함한다. 송풍기(2)는 정화부 후단에 설치된다. 송풍기(2)가 정화부의 후단에 설치됨으로써 여과실(6)에 부압을 걸어 정화부 이전에 있는 오염공기를 빨아들이는 방식을 취한다. 오염공기는 송풍기(2)에 의해 여과실(6)로 빨려들어가면서 정화된 다음 정화공기 배출부로 향하게 된다. 정화공기 배출부는 굴뚝 형태로 집진장치의 본체 측방에 설치된다.

본 발명의 핵심은 정화부에 있다. 그러므로 집진장치의 주변사항은 도시 및 설명을 생략한다. 정화부의 필수구성요소는; 다수의 백필터(8, bag filter, 이하 '필터'라 한다)가 설치되며 오염공기 유입구(10) 및 정화공기 배출구(12)가 구비되는 여과실(6, filter chamber); 압축공기를 필터(8)에 분사하기 위한 필터소제수단; 탈거된 분진이 낙하하여 수거될 수 있도록 상기 여과실(6) 하부에 마련되는 호퍼 형태의 포집실(14); 포집된 분진을 배출하기 위해 상기 포집실(14) 하부에 설치되는 분진배출수단으로 이루어진다.

이하, 본 발명의 특징적인 사항을 설명한다.

여과실(6)은 수개의 격벽(7)에 의해 공간적으로 분리됨으로써 수개의 단위 여과실(6a,6b,6c,6d)로 구성된다. 각각의 단위 여과실(6a ~ 6d)에는 수십개의 필터가 설치된다. 필터는 백(bag)의 형태로 된 여과지가 틀체의 외부에 씌워져 카트리지 형태로 고정 설치된다. 백의 형태는 원통형 또는 납작한 판형 어느 것도 가능하다. 즉, 필터의 형태 및 그의 설치방식은 본 발명의 요소는 아니며 실로 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어 필터는 여과실(6)의 위에서 아래로 끼워질 수도 있고 측면에서 끼워질 수도 있다. 여과실(6)은 덮개판(46)에 의해 밀폐되며, 받침대 또는 프레임에 의해 소정 높이에 설치된다.

여과실의 전방에는 오염공기 유입구(10)가 마련되고, 후방에는 정화공기 배출구(12)가 마련된다. 오염공기 유입구(10)는 유입덕트(4)에 각각 소통 가능하게 연결된다. 정화공기 배출구(12)는 배출덕트(16)에 각각 개별적으로 연결된다. 배출덕트(16)는 배기관(18)과 소통 가능하게 연결된다. 배기관(18)의 단부에는 송풍기(2)의 흡입부가 설치된다. 송풍기의 배기부에는 굴뚝(20)이 연결된다.

송풍기(2)가 기동하게 되면 오염공기는 유입덕트(4)를 통해 여과실(6) 내부로 유입되어 필터(8)에 의해 정화된 후, 배출덕트(16) 및 굴뚝(20)을 통해 대기중으로 방출된다.

본 발명의 집진장치는 필터에 부착된 분진을 탈거하기 위한 필터소제부를 구비한다. 필터소제부는 컴프레서(21)와 같은 압축공기 발생기와, 발생된 압축공기를 각 단위 여과실(6a~6d)에 분배 공급하기 위한 것으로서 메인관(22)과 개별관(24)으 로 구성되는 분배관(26)과, 개별관(24)의 각 말단에 연결되어 필터에 압축공기를 분사하는 분사노즐(28)과, 분사를 제어하기 위해 메인관(22)과 개별관(24)의 연결지점에 설치되는 분사밸브(30)를 포함한다. 본 발명에 의하면 분사밸브(30)로 펄스밸브가 사용되지만 반드시 이에 한정될 필요는 없다. 이는 본 발명의 특징에 기인하며 일반적인 솔레노이드 밸브와 같이 원격제어가 가능한 형식이면 무난하다. 간명화를 위해 도 1의 분사밸브(30)의 개수를 타도면과 상이하게 표현하였다.

본 발명의 실시예에 의하면, 한 여과실(6a) 내에 개별적으로 동작하는 수개의 분사밸브(30a)가 설치될 수 있다. 이 분사밸브(30a)들은 하나의 신호에 의해 동시에 동작될 수도 있으며, 다중신호에 의해 개별적으로 동작될 수도 있다.

한편 각 단위 여과실(6a~6d)과 배기관(18)의 소통을 개별적으로 제어하기 위한 여과밸브(32)가 단위 여과실 마다 설치된다. 즉, 여과밸브(32)는 각각의 배기관(18)과 배출덕트(16)에 사이에 설치된다. 여과밸브(32)는 유압실린더에 의해 동작되는 방식이다. 배출덕트(16)는 격판(17)에 의해 공간적으로 구분되어야 한다.

단위 여과실(6a~6d)의 하부에는 호퍼 형태의 포집실(14a~14d)이 각각 설치된다. 각각의 포집실 하단은 횡방향으로 설치되는 이송관(34)에 각각 소통 가능하게 연결된다. 이송관(34)의 내부에는 스크류 컨베이어(36)가 회전 가능하게 설치되어 포집실(14)로부터 낙하하여 이송관(34)에 유입되는 분진을 일방향으로 이송시킬 수 있게 된다. 도 2에 도시된 바에 의하면 분진은 좌측방향으로 이송된다.

이송관(34)의 좌측 하부에는 분진토출구(38)가 마련된다. 로타리밸브(40)가 분진토출구(38)와 연결되도록 이송관(34)의 좌측 하부에 설치된다. 로타리밸브(40)는 분진이 배출과정에서 장치의 외부로 비산되지 않도록 하기 위한 배려이다. 즉, 토출되는 분진을 마대, 수거통 등을 이용하여 담는 과정에서 분진이 비산되어 작업자의 건강을 해할 수 있다. 로타리밸브(40)는 이러한 문제를 원천적으로 차단하기 위한 것이다. 참고로 로타리밸브는 질량유량계에서도 사용되는 형태로서 정확한 유량을 제어 또는 계측하기 위한 용도로 널리 사용된다. 이러한 로타리밸브(40)를 사용함으로써 미세분진이 의도하지 않은 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있게 된다.

로타리밸브(40)의 출구측에는 분진의 포장 및 배출을 위한 수거통, 마대 등의 공지수단이 적용된다.

본 발명에 의한 집진장치는 설정한 프로그램된 대로 각 구성요소의 작동을 제어하기 위한 제어부를 포함한다. 제어부의 바람직한 실행모드를 이하 설명하지만 이는 사용자의 선택 및 사용환경에 따라 변경될 수 있는 사항이다.

<제1 모드 > - 정화기능만을 수행하는 경우

기본적 기능으로서 송풍기의 기동에 의한 오염공기의 정화가 시행되고 있는 경우로서, 여과밸브(32)는 모두 개방되어 있다. 이로써 오염공기가 여과실(6)로 유입되어 정화후 배출된다. 필터세정용 컴프레서(21)가 작동하지 않는다면 분사밸브(30)는 개방되거나 폐쇄되거나 무방하다. 그러나 컴프레서(21)가 작동되고 있는 중이라면 분사밸브(30)는 닫혀있어야 한다. 여기서 분사밸브(30)는 펄스밸브의 상위개념으로 사용되며 이하 같다.

<제2 모드 > - 정화기능과 필터세정기능을 동시에 수행하는 제1 경우

송풍기(2)가 가동하여 정화기능이 수행된다. 또한, 필터세정용 컴프레서(21)가 가동되어 압축공기가 분배관(26)으로 공급된다. 제1 단위 여과실(6a)에 설치되는 제1 여과밸브(32a)가 닫히고 제1 여과밸브(32a)가 닫혀있는 시간 이내의 범위에서 제1 분사밸브(30a)가 개방된다. 제1 여과밸브(32a)가 닫히면 제1 여과실(6a)에는 부압이 작용하지 않게 된다. 그러나 제 2,3,4 여과실(6b,6c,6d)에는 계속적으로 부압이 작용하여 여과작업이 수행된다.

제1 여과밸브(32a)를 30~45초간 닫힌 상태를 유지하도록 하고 그 시간 이내의 범위에서 제1 분사밸브(30a)를 개방한다. 분사밸브(30)가 펄스밸브인 경우 위 시간의 범위 내에서 10~15초의 시간간격으로 동작되도록 한다.

제1 여과밸브(32a)가 원상태로 개방되고 이후 제2 여과밸브(32b)가 닫히도록 한다. 마찬가지로 제2 여과밸브(32b)가 닫혀있는 시간의 범위 내에서 제2 분사밸브(30b)가 동작되도록 한다. 제2 여과밸브(32b)가 닫힌 경우 제2 여과실(6b)에는 부압이 작용하지 않아 여과기능을 하지 않게 된다. 제2 여과밸브(32b)의 폐쇄시간과 제2 분사밸브(30b)의 작동시간은 위에서 설명된 것과 동일하게 설정하면 된다.

이러한 방식으로 각 여과실(6a~6d)을 순차적으로 세정할 수 있게 된다.

<제3 모드 > - 정화기능과 필터세정기능을 동시에 수행하는 제2 경우

본 모드는 임의로 선택된 2개 이상의 단위 여과실을 세척하고 나머지는 계속 적으로 집진기능을 수행하도록 하는 것이다. 즉, 제1,2 여과밸브(32a,b) 또는 제1,3의 여과밸브(32a,b)를 폐쇄하고 해당 여과실의 분사밸브(30)를 가동하여 필터를 세척하는 것이다. 이처럼 필요에 따라 필터의 소제와 오염공기의 정화를 수행하는 비율을 조정할 수 있다. 물론 여과동작을 전부 정지시켜놓고서 필터 전체를 소제할 수도 있을 것이다.

<제4 모드 > - 필터세정기능의 세분화

본 모드는 전술한 제2 모드와 유사하지만, 하나의 단위 여과실(6a) 내부에 수개(도시된 바에 의하면 4개)의 분사밸브(30a)를 설치하여 각 분사밸브(30a)로 하여금 해당 여과밸브(32a)가 닫힌 시간 안에서 교번하여 동작되도록 할 수 있다.

<제 5 모드 > - 여과기능의 부분적 수행

본 모드는 여과밸브(32)의 일부를 폐쇄하여 여과실(6)의 일부를 사용하지 않도록 함으로써 송풍기의 부하를 감소 또는 조정하는 것에 특징이 있다. 이는 배출되는 오염공기의 오염정도 또는 배출되는 공기의 양에 따라 집진장치의 용량을 조정할 수 있는 기능을 제공한다.

위에 설명된 것처럼 실로 다양한 방식으로 시스템을 제어할 수 있을 것이다. 제어방식은 수동 또는 자동을 불문한다. 본 발명에 의한 집진장치는 환경의 변화에 따라 그에 맞는 최적 상태로 시스템을 가동하여 집진효율 및 에너지 효율을 높일 수 있다.

필터소제시기의 결정은 작업자의 실시간 관측에 의할 수도 있고, 송풍기에 가해지는 부하의 변동에 의해 판단할 수도 있고, 아니면 경험적으로 정해진 시간에 일률적으로 시행되도록 세팅할 수도 있다. 본 발명에 의한 특징은 집진기의 본질적 기능은 집진기능을 중단하지 않고서도 필터세정을 행할 수 있다는 것에 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면 오염공기 유입구에 온도센서 및 설정된 온도 이상으로 공기가 유입될 경우 저온의 외기를 유입함으로써 장치내로 유입되는 오염공기의 온도를 제어하기 위한 외부공기 유입수단을 더 포함할 수 있다. 외부공기 유입수단은 유입덕트(4) 상에 설치되는 단순한 개폐밸브(42)가 채용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 오염공기 유입덕트가 장치의 정비 등을 위한 발판으로 사용할 수 있도록 설계된다. 작업자는 장치의 외측에 설치되는 계단을 이용하여 장치의 상부로 올라서서 분사밸브 또는 필터 등 집진장치의 구성부품을 수리 또는 교체할 수 있다.

본 발명의 집진장치에 있어서, 격벽에 의해 구분되는 단위 여과실(6a, 6b,6c,6d)의 개수는 다양하게 변형될 수 있다. 오염공기의 유입구와 정화공기 배출구의 설치위치와 형태 또한 다양하게 변형될 수 있다. 이와 같이 당업자는 본 발명 의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이다.

위와 같은 구성에 의하면, 필터의 세정효과를 높여 필터의 수명을 연장시킬 수 있으며, 필터의 세정시에도 공기여과(집진) 작업을 중단없이 시행할 수 있으며, 여과시 분진의 재비산에 의한 필터 세척효과의 저하를 방지할 수 있으며, 분진과 외부와의 접촉 가능성을 최소화함으로써 작업장의 환경 및 작업자의 건강에 해롭지 않도록 하는 산업용 집진장치가 제공된다.

Claims

다수의 백필터(8, bag filter)가 설치되며 오염공기 유입구(10) 및 정화공기 배출구(12)가 구비되는 여과실(6, filter chamber); 압축공기를 상기 백필터(8)에 분사하기 위한 필터소제수단; 탈거된 분진이 낙하하여 수거될 수 있도록 상기 여과실(6) 하부에 마련되는 호퍼 형태의 포집실(14); 포집된 분진을 배출하기 위해 상기 포집실(14) 하부에 설치되는 분진배출수단으로 구성되는 정화부를 포함하는 집진장치에 있어서;

상기 여과실(6)은 수개의 격벽(7)에 의해 공간적으로 분리되고; 상기 포집실(14)은 분리된 각 단위 여과실(6a,6b,6c,6d)마다 개별적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
제1항에 있어서, 상기 필터소제수단은, 공압발생수단인 컴프레서(21), 압축공기를 분리된 각 여과실(6)의 상부에 개별적으로 공급하는 압축공기 분배관(26); 상기 분배관(26)의 각 분사구(27)마다 개별적으로 설치되는 분사밸브(30); 상기 여과실의 정화공기 배출구(12)마다 개별적으로 설치되는 여과밸브(32); 상기 각 구성요소의 작동을 제어하기 위한 제어부를 포함함에 의해 상기 필터의 소제를 단위 여과실(6a,6b,6c,6d) 마다 개별적으로 시행할 수 있게 되는 집진장치.
제1항에 있어서, 오염공기가 유입되는 유입덕트(4) 상에 설치되는 온도센서와; 유입온도가 설정된 수치보다 높을 경우 외부의 찬공기를 유입하여 오염공기의 온도를 낮추기 위한 외부공기 유입수단을 더 포함하는 집진장치.
제1항에 있어서, 상기 분진배출수단은 상기 포집실(14) 하부에 설치되는 이송관(34); 상기 이송관(34)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 스크류 컨베이어(36); 이송되는 분진을 누출됨이 없이 외부로 배출시키기 위한 것으로서, 상기 이송관(34)의 일측 하부에 설치되는 로타리밸브(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
제2항에 있어서, 상기 제어부는, 송풍기(2)가 가동하여 정화기능이 수행되는 상태에서, 상기 컴프레서(21)를 가동하여 압축공기가 분배관(26)으로 공급되도록 하고, 일부의 단위 여과실(6a)에 설치되는 여과밸브(32a)를 닫고, 상기 여과밸브(30a)가 닫혀있는 시간 이내의 범위에서 해당 분사밸브(30a)를 개방하여 상기 여과실(6a) 내의 필터를 소제하도록 하는 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
제2항에 있어서, 상기 각 단위 여과실(6a,6b,6c,6d)에 설치되는 분사밸브(30)는 2개 이상으로서, 개별적으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 집진장치.