KR20090005801A

KR20090005801A - 여과포 차압에 따른 펄스시간 자동제어형 여과집진시스템

Info

Publication number: KR20090005801A
Application number: KR1020070069128A
Authority: KR
Inventors: 김태형; 하현철
Original assignee: 주식회사 벤텍; 창원대학교 산학협력단; (주)케이.이.엠
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2009-01-14

Abstract

본 발명은 여과집진기본체(100); 유입덕트(200); 유출덕트(300); 펄스배관(400); 노즐(410); 다이아프램밸브(420); 압력게이지(510); 유입덕트(200)와 유출덕트(300)의 차압을 감지하는 여과포차압계측기(500); 다이아프램밸브(420)의 개방시간(Pulse time)을 결정하는 펄스시간자동조절장치(600); 및, 상기 펄스시간자동조절장치(600)의 신호를 전달받아 상기 다이아프램밸브(420)의 개폐를 순차적으로 제어하는 솔레노이드인클로저(700);를 포함하여 구성되며, 펄스시간자동조절장치(600)는 여과포차압계측기(500)에서 측정된 차압이 설정된 수치 이상인 경우 해당되는 여과포장착부(110)에 연결된 다이아프램밸브(420)의 개방시간(pulse time)을 연장하고, 여과포차압계측기(500)에서 측정된 차압이 설정된 수치 이하인 경우 해당되는 여과포장착부(110)에 연결된 다이아프램밸브(420)의 개방시간(Pulse time)을 단축하되, 분사되는 압축공기의 압력은 항상 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 여과포 차압에 따른 펄스시간 자동제어형 여과집진시스템에 관한 것이다.

여과집진기본체, 유입덕트, 유출덕트, 압력게이지, 여과포차압계측기, 펄스시간자동조절장치, 펄스배관, 다이아프램밸브, 솔레노이드인클로저

Description

여과포 차압에 따른 펄스시간 자동제어형 여과집진시스템{Pulse Time Auto Control Type Bag Filtering System}

본 발명은 단일 또는 여러 개의 격실로 이루어진 여과포장착부(110) 및 분진침강실(120)이 구비된 여과집진기본체(100); 유입덕트(200); 유출덕트(300); 펄스배관(400); 다수 개의 노즐(410); 다이아프램밸브(420); 상기 유입덕트(200) 압력게이지(510); 유입덕트(200)와 유출덕트(300)의 차압을 감지하는 여과포차압계측기(500); 여과포차압계측기(500)에서 측정된 차압에 따라 여과포장착부(110) 가운데 탈진이 필요한 대상을 결정하고, 탈진 대상으로 결정된 여과포장착부(110)에 해당하는 다이아프램밸브(420)의 개방시간(pulse time)을 결정하는 펄스시간자동조절장치(600); 및, 펄스시간자동조절장치(600)의 신호를 전달받아 다이아프램밸브(420)의 개폐를 순차적으로 제어하는 솔레노이드인클로저(700);를 포함하여 구성되어 여과포 차압에 따라 다이아프램밸브(420)의 개방시간을 능동적으로 제어하여 여과포의 탈진을 수행하는 여과집진시스템에 관한 것이다.

주물업종의 용해공정이나 중공업 및 화학공장 등 미세입자가 발생되는 다양한 업종에서 이를 제진하기 위해 백 필터(Bag filter) 여과집진기를 사용하고 있으며, 여과 집진의 원리는 도1에 도시된 바와 같다.

(1) 직접차단 : 비교적 큰 입자의 경우 섬유 사이의 공간을 빠져나가지 못해 집진 되는 현상.

(2) 관성충돌 : 섬유 사이의 공간을 통과할 수 있을 정도로 작으나 입자의 관성 때문에 기류를 따라 통과하지 못하고 섬유소에 부딪혀 집진되는 현상.

(3) 확산 : 매우 미세한 입자의 브라운 운동에 의해 섬유소에 붙게 되는 현상.

(4) 중력과 정전기력 : 부가적인 현상에 의해 제거

이 가운데 1㎛ 이상의 크기를 가지는 분진은 관성충돌이나 직접차단에 의하여 제거되고, 1㎛ 이하의 크기를 가지는 분진은 확산과 정전기력에 의하여 제거된다.

함진 공기 속의 분진 여과로 필터 차압(유입덕트와 유출덕트 사이의 압력차)이 상승하게 되면 압축공기에 의한 충격을 가해 분진을 탈진시켜 여과포를 재생할 필요가 있다.

이 경우 필터의 탈진효율이 우수할수록 제진 효율 또한 상승하기 때문에 우수한 탈진효율을 확보하기 위해 펄스간격(Dwell time)을 조절하거나 펄스공기(압축공기)의 압력을 증가시키는 방법이 선택되고 있으나, 펄스간격 조절에 따른 잦은 탈진으로 동력비가 증가하고, 압축공기의 압력 상승으로 여과포의 파손과 급격한 내구성 저하로 인한 수명 단축이 초래되어 현장에서 관리의 어려움이 있다.

따라서, 이러한 문제점들을 해결하여 동력비의 증가와 여과포의 손상을 방지함과 동시에 탈진효율을 높일 수 있는 새로운 시스템의 도입이 요청되고 있는 현실이다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 목적은 다음과 같다.

첫째, 여과포의 잦은 탈진을 방지함과 동시에 탈진효율을 향상시킬 수 있는 수단을 제공함을 본 발명의 목적으로 한다.

둘째, 여과포에 과도한 고압의 압축공기를 분사하지 않으면서도 탈진효율을 향상시킬 수 있는 수단을 제공함을 본 발명의 다른 목적으로 한다.

셋째, 다이아프램밸브의 완전 개방시간(Pulse time)을 능동적으로 제어할 수 있는 수단을 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 구성은 다음과 같다.

본 발명은 단일 또는 여러 개의 격실로 이루어진 여과포장착부(110) 및 분진침강실(120)이 구비된 여과집진기본체(100); 상기 여과집진기본체(100)의 하부 일측에 연결되어 상기 여과포장착부(110)의 하부에 위치하는 유입덕트(200); 상기 여 과집진기본체(100)의 상단부에 연결되어 상기 여과포장착부(110)의 상부에 위치하는 유출덕트(300); 상기 여과집진기본체(100)의 상부 일측을 관통하여 상기 여과집진기본체(100) 내부로 유입되어 상기 여과포장착부(110)의 상부에 위치하는 펄스배관(400); 상기 펄스배관(400)에서 분기되어 상기 여과포장착부(110)에 설치되는 각각의 여과포(111)를 향하여 압축공기를 분사하는 다수 개의 노즐(410); 상기 펄스배관(400)에 구비되는 다이아프램밸브(420); 상기 유입덕트(200) 및 상기 유출덕트(300) 각각에 설치되는 압력게이지(510); 상기 압력게이지(510)와 연결되어 상기 유입덕트(200)와 상기 유출덕트(300)의 차압을 감지하는 여과포차압계측기(500); 상기 여과포차압계측기(500)에서 측정된 차압에 따라 상기 여과포장착부(110) 가운데 탈진이 필요한 대상을 결정하고, 탈진 대상으로 결정된 상기 여과포장착부(110)에 해당하는 상기 다이아프램밸브(420)의 개방시간(Pulse time)을 결정하는 펄스시간자동조절장치(600); 및, 상기 펄스시간자동조절장치(600)의 신호를 전달받아 상기 다이아프램밸브(420)의 개폐를 순차적으로 제어하는 솔레노이드인클로저(700);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 구성에 따른 본 발명의 기술적 효과는 다음과 같다.

첫째, 여과포의 잦은 탈진을 방지함과 동시에 탈진효율을 향상시킬 수 있다.

다시 말하면, 종래의 경우 우수한 탈진효율을 확보하기 위해 펄스간격(Dwell time)을 조절하는 방법을 사용하기도 하였으나, 펄스간격 조절에 따른 잦은 탈진으 로 동력비가 증가하는 문제점이 있었다. 이에 반하여 본 발명의 경우 펄스간격을 조절하는 것이 아니고 다이아프램밸브의 완전 개방시간(Pulse time)을 조절하여 탈진효율을 향상시킨다.

둘째, 여과포에 과도한 고압의 압축공기를 분사하지 않으면서도 탈진효율을 향상시킬 수 있다.펄스공기(압축공기)의 압력을 증가시키는 방법이 선택되고 있으나

다시 말하면, 본 발명의 경우 압축공기의 압력은 그대로 유지하면서 다이아프램밸브의 완전 개방시간(Pulse time)을 조절하는 바, 압축공기의 압력 상승으로 여과포의 파손과 급격한 내구성 저하로 인한 수명 단축을 방지할 수 있다.

셋째, 다이아프램밸브의 완전 개방시간(Pulse time)을 능동적으로 제어할 수 있다.

다시 말하면, 차압이 높은 여과포에 대해서는 다이아프램밸브의 완전 개방시간(Pulse time)을 증가시켜 펄스 공기량을 다량으로 하고, 상대적으로 차압이 낮은 여과포는 이러한 시간을 단축시켜 펄스 공기량을 소량으로 탈진할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도2는 본 발명의 구체적 실시예의 개략적인 구성도이고, 도3은 여과포의 상단부에 설치되는 벤츄리관(Venturi tube)을 도시하고 있으며, 도4는 본 발명에 따 른 제진 및 탈진 원리를 설명하고 있다.

여과집진기본체(100)는 단일 또는 여러 개의 격실로 이루어진 여과포장착부(110) 및 분진침강실(120)이 구비되어 있다.

여과포장착부(110)에는 다수 개의 여과포(111)가 설치된다.

여과포(111)의 상단부에는 노즐(410)로부터 분사되는 압축공기가 통과하는 통로 역할을 하는 벤츄리관(112)이 설치된다. 노즐(410)에서 분출된 압축공기가 여과포(111) 내부로 효과적으로 유도될 수 있도록 여과포(111) 입구에 해당하는 상단부에 설치되며, 압축공기가 통과하면서 가속되어 탈진 충격을 증가시키는 역할을 수행한다.

유입덕트(200)는 여과집진기본체(100)의 하부 일측에 연결되어 여과포장착부(110)의 하부에 위치하게 된다.

유출덕트(300)는 여과집진기본체(100)의 상단부에 연결되어 여과포장착부(110)의 상부에 위치하게 된다.

따라서 유입덕트(200)로 유입된 분진함유 가스(함진가스)는 여과포장착부(110)를 하부에서 상부로 통과하면서 여과포장착부(110)에 설치된 다수 개의 여과포(111)에 의하여 분진이 여과되고, 청정공기는 여과포장착부(110)의 상부에 구비된 유출덕트(300)를 통하여 굴뚝으로 배출된다.

펄스배관(400)은 여과집진기본체(100)의 상부 일측을 관통하여 여과집진기본체(100) 내부로 유입되고, 여과포장착부(110)의 상부에 위치한다.

펄스배관(400)은 다이아프램밸브(420)가 구비되어 있으며 다이아프램밸브(420)가 개방되는 경우 압축공기(펄스제트)가 펄스배관(400)을 통과하여 펄스배관(400)에서 분기된 다수 개의 노즐(410)을 통하여 분사된다.

노즐(410)은 펄스배관(400)에서 분기되고 여과포장착부(110)에 설치되는 각각의 여과포(111)를 향하여 압축공기를 분사하도록 배치된다.

다이아프램밸브(420)는 집진기 전용의 특수 밸브로서 많은 양의 공기를 일시에 통과시키는 다이아프램(Diaphragm) 작동식 밸브로서, 전기 또는 Air Pilot의 signal 변화에서 밸브의 최대유량 통과까지의 밸브 완전 개방시간(Pulse time)을 최소로 단축시킨 밸브이다. 고압으로 압축된 공기가 여과포(111)에 최대한의 충격파를 줄 수 있도록 설계되어 있으며 밸브의 완전 개방시간은 0.05~0.55sec 사이의 셋팅 범위를 가진다.

압력게이지(510)는 유입덕트(200) 및 유출덕트(300) 각각에 설치되어 유입덕트(200)와 유출덕트(300) 각각의 내부를 통과하는 공기의 압력을 측정하여 여과포차압계측기(500)로 측정값을 보낸다.

여과포차압계측기(500)는 압력게이지(510)와 연결되어 유입덕트(200)와 유출덕트(300)의 차압을 감지한다.

펄스시간자동조절장치(600)는 타어머(Timer) 기능이 내장되어 있으며 여과포차압계측기(500)에서 측정된 차압에 따라 상기 여과포장착부(110) 가운데 탈진이 필요한 대상을 결정하고, 탈진 대상으로 결정된 상기 여과포장착부(110)에 해당하는 상기 다이아프램밸브(420)의 완전 개방시간(Pulse time)을 결정한다. 아울러 n번째 다이아프램밸브(420)가 작동한 후 (n+1)번째 다이아프램밸브(420)가 작동하 기까지 걸리는 시간(펄스 간격, Dwell time)도 조절하는데, Dwell time은 1~180sec 사이의 셋팅 범위를 가진다.

펄스시간자동조절장치(600)는 여과포차압계측기(500)에서 측정된 차압이 설정된 수치 이상인 경우 해당되는 상기 여과포장착부(110)에 연결된 상기 다이아프램밸브(420)의 완전 개방시간(pulse time)을 연장하고, 상기 여과포차압계측기(500)에서 측정된 차압이 설정된 수치 이하인 경우 해당되는 상기 여과포장착부(110)에 연결된 상기 다이아프램밸브(420)의 완전 개방시간(Pulse time)을 단축하게 된다.

이 경우 분사되는 압축공기의 압력은 항상 일정하게 유지되도록 하여 고압에 의한 여과포(111)의 조기 손상을 방지한다.

다시 말하면 펄스 간격(Dwell time)이나 압축공기의 압력을 조절하는 것이 아니라 다이아프램밸브(420)의 완전 개방시간(Pulse time)을 조절하여 탈진효율을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

도4에는 제진과 탈진의 경우가 모두 도시되어 있는데, 그 각각의 경우 함진공기 및 압축공기의 흐름을 반대임을 알 수 있다.

즉, 제진시에는 함진공기가 여과포(111)의 하부(측면부 포함)에서 상부로 이동하면서 제진이 이루어지고, 탈진시에는 압축공기가 여과포(111)의 상단부를 통하여 유입되어 하부로 이동하면서 탈진이 이루어진다.

솔레노이드인클로저(700)는 펄스시간자동조절장치(600)의 신호를 전달받아 다이아프램밸브(420)의 개폐를 순차적으로 제어한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계 변경이나 수치 한정, 공지기술의 부가나 삭제 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.

도1은 백필터 여과집진기의 집진 원리를 설명하는 도면이다.

도2는 본 발명의 구체적 실시예의 개략적인 구성도이다.

도3은 여과포의 상단부에 설치되는 벤츄리관(Venturi tube)을 도시한다.

도4는 본 발명에 따른 제진 및 탈진 원리를 설명하는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:여과집진기본체

110:여과포장착부

111:여과포

112:벤츄리관(Venturi tube)

120:분진침강실

200:유입덕트

300:유출덕트

400:펄스배관

410:노즐

420:다이아프램밸브

500:여과포차압계측기

510:압력게이지

600:펄스시간자동조절장치

700:솔레노이드인클로저

Claims

단일 또는 여러 개의 격실로 이루어진 여과포장착부(110) 및 분진침강실(120)이 구비된 여과집진기본체(100);

상기 여과집진기본체(100)의 하부 일측에 연결되어 상기 여과포장착부(110)의 하부에 위치하는 유입덕트(200);

상기 여과집진기본체(100)의 상단부에 연결되어 상기 여과포장착부(110)의 상부에 위치하는 유출덕트(300);

상기 여과집진기본체(100)의 상부 일측을 관통하여 상기 여과집진기본체(100) 내부로 유입되어 상기 여과포장착부(110)의 상부에 위치하는 펄스배관(400);

상기 펄스배관(400)에서 분기되어 상기 여과포장착부(110)에 설치되는 각각의 여과포(111)를 향하여 압축공기를 분사하는 다수 개의 노즐(410);

상기 펄스배관(400)에 구비되는 다이아프램밸브(420);

상기 유입덕트(200) 및 상기 유출덕트(300) 각각에 설치되는 압력게이지(510);

상기 압력게이지(510)와 연결되어 상기 유입덕트(200)와 상기 유출덕트(300)의 차압을 감지하는 여과포차압계측기(500);

상기 여과포차압계측기(500)에서 측정된 차압에 따라 상기 여과포장착부(110) 가운데 탈진이 필요한 대상을 결정하고, 탈진 대상으로 결정된 상기 여과포장착부(110)에 해당하는 상기 다이아프램밸브(420)의 개방시간(Pulse time)을 결정하는 펄스시간자동조절장치(600); 및,

상기 펄스시간자동조절장치(600)의 신호를 전달받아 상기 다이아프램밸브(420)의 개폐를 순차적으로 제어하는 솔레노이드인클로저(700);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 여과포 차압에 따른 펄스시간 자동제어형 여과집진시스템.
제1항에서,

상기 여과포(111)의 상단부에 설치되어 상기 노즐(410)로부터 분사되는 압축공기가 통과하는 통로 역할을 하는 벤츄리관(112);

이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 여과포 차압에 따른 펄스시간 자동제어형 여과집진시스템.
제2항에서, 상기 펄스시간자동조절장치(600)는,

상기 여과포차압계측기(500)에서 측정된 차압이 설정된 수치 이상인 경우 해당되는 상기 여과포장착부(110)에 연결된 상기 다이아프램밸브(420)의 개방시간(pulse time)을 연장하고,

상기 여과포차압계측기(500)에서 측정된 차압이 설정된 수치 이하인 경우 해당되는 상기 여과포장착부(110)에 연결된 상기 다이아프램밸브(420)의 개방시간(Pulse time)을 단축하되,

분사되는 압축공기의 압력은 항상 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 여과포 차압에 따른 펄스시간 자동제어형 여과집진시스템.