KR20100107344A

KR20100107344A - 싸이클론 집진장치

Info

Publication number: KR20100107344A
Application number: KR1020090025599A
Authority: KR
Inventors: 박현설; 임경수
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2010-10-05
Also published as: KR101132320B1; WO2010110533A2; CN102438496B; US8657910B2; US20120017553A1; CN102438496A; WO2010110533A3

Abstract

본 발명은 싸이클론 집진장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분진 발생원으로부터 발생된 함진 가스 내 분진을 관성력과 원심력 집진원리를 이용하여 제거하는 것으로, 이를 위해 집진 하우징 내부에 단일개 또는 다수개의 집진체를 내설하고, 상기 집진체를 상부의 원통형 1차 집진부와 하부의 원추형 2차 집진부로 구성한 후, 상기 1, 2차 집진부 벽면에 단일개 또는 다수개의 슬릿을 절개 형성하여, 관성력이 큰 분진입자는 슬릿을 통해 집진 하우징과 집진체 사이에서 제거되도록 하고, 관성력이 작은 분진입자는 집진체 내부에서 선회 유동하며 원심력에 의해 제거되도록 한 싸이클론 집진장치에 관한 것이다.

집진장치, 싸이클론, 슬릿, 분진

Description

싸이클론 집진장치{Cyclone dust collector}

본 발명은 함진 가스 내 분진입자를 관성력과 원심력에 따라 용이하게 분리하여 제거할 수 있도록 한 싸이클론 집진장치에 관한 것이다.

싸이클론 집진장치는 기체속에 부유하고 있는 고체나 액체의 미립자를 포집하여 제거하는 장치로서, 그 원리는 원심력을 이용하여 분진을 함유한 가스에 중력보다 훨씬 큰 가속도를 주게 되면, 분진과 가스와의 분리속도가 무게에 의한 침강과 비교해서 커지게 되는 원리를 이용한 집진장치이다. 종래 싸이클론 집진장치의 구조는 도 1에서 도시한 바와 같이, 저부에 저장탱크(130)와 이에 일체되어 수직방향으로 입설된 원통형의 본체(100)와, 이 본체의 상부 외벽에서 내부로 연통하도록 접선방향으로 수평 구성된 가스 유입구(110)와, 타측에는 가스 유입구보다 상부에 위치하여 가스가 배출되는 배출구(120)로 마련된 구조를 갖는다.

최초에는 보일러의 연도가스 속에 함유된 분진을 제거하는데 사용하였으나 지금은 화학공장, 폐기물 소각처리장등 많은 일반 산업체 현장의 배기가스 처리에 많이 사용되고 있다.

현재 배기가스 중의 분진을 포집하는 방법으로는 중력, 필터에 의한 여과, 관성, 원심력 또는 세정(스크러버)에 의한 기계식과, 기체속에 부유하고 있는 분진에 전기장을 작용시켜 입자를 정전적(靜電的)힘으로 포집시키는 전기식으로 구분할 수 있다. 기계식에는 습식 및 건식 집진방법이 있는데, 습식에 의한 집진방법은 집진 효율은 좋으나 폐수가 과다하게 발생하는 이유로 주로 건식 집진방법인 백필터를 이용한 집진장치와, 원심력을 이용한 싸이클론 집진장치가 주로 많이 사용되고 있다. 또한 집진효율이 가장 우수한 전기집진장치가 많이 이용되고 있다. 전기집진장치는 집진효율이 98%정도로 우수한 장점을 갖고는 있으나 배기가스의 사용온도에 제한이 있고 무엇보다도 설비비용이 비싸다는 단점을 갖고 있다. 그리고 백필터에 의한 집진장치는 집진효율은 98%이상으로 매우 우수하나 사용온도에 제한이 따르는 문제점이 있다. 기존의 싸이클론 집진장치는 다른 집진장치에 비해 상대적으로 낮은 집진효율을 보인다. 또한 압력손실이 50 - 150mmAq 정도로 단독으로 사용될 경우에는 백필터에 비해 상대적으로 낮으나, 전기집진장치 또는 백필터의 전단에 1차 집진장치로서 적용될 경우에는 압력손실이 매우 높아 운전비용을 상승시키는 요인이 된다. 또한 기존 싸이클론은 마모성이 큰 분진 제거에 적용될 경우 싸이클론 마모가 쉽게 발생하여 사용 수명이 매우 짧다는 단점이 있으며, 이 경우 별도의 싸이클론 내벽을 내마모재로 보강하여야 하고 이로 인해 시설비가 증가하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 집진 하우징 내부에 설치되며 1, 2차 집진부로 이루어지는 집진체의 벽에 단일개 또는 다수개의 슬릿을 절개 형성함으로써, 함진 가스 내 부유하고 있는 분진을 제거시, 관성력이 큰 분진입자는 집진체 슬릿을 통해 집진 하우징의 내벽으로 유동시켜 제거되도록 하고, 상대적으로 작은 관성력을 가지는 분진입자는 집진체 길이방향으로 선회 유동하면서 원심력에 의해 제거되도록 한 싸이클론 집진장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 상대적으로 더 작은 내부직경을 가지는 다수개의 집진체를 집진 하우징에 내설하여 사용함으로써, 직경이 작음으로 인해 집진체 내 함진 가스의 선회 유동속도가 상승되도록 하여 집진장치의 효율을 증대시킬 수 있도록 한 싸이클론 집진장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 집진체의 접선방향으로 함진 가스를 유입하는 구성외에, 집진체의 상단부에 일방향으로 경사진 다수개의 가이드 베인 또는 팬을 설치하여, 수직으로 유입되는 축류 형태의 함진 가스가 집진체 내에 길이방향으로 유입시 원심력과 관성력에 의해 자동적으로 선회 유동되며 내입될 수 있도록 한 싸이클론 집진장치를 제공하는데 있다.

이상과 같이 본 발명은 집진 하우징내에 별도의 집진체를 사용함으로써 기존 싸이클론에 비해 동일하거나 우수한 집진효율을 유지하면서도 압력손실이 크게 감 소시킬 수 있는 특징이 있으며, 집진체와 집진 하우징의 이중 벽 구조로 인해 기존 싸이클론의 마모문제를 일정 부분 해결할 수 있다는 특징이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 첫 번째 실시예로 분진 발생원으로부터 발생되는 함진 가스 내 분진을 제거하는 집진장치에 있어서, 일정한 직경의 1차 집진부와, 상기 1차 집진부 하단에 연통되도록 연장형성되며 하단방향으로 직경이 점차 줄어드는 2차 집진부로 이루어지는 집진체와; 상기 1차 집진부의 한 변에 접하는 방향으로 함진 가스가 유입되도록 하는 유입부와; 상기 집진체를 내부에 소정간격 이격시키거나 내접하도록 내설하는 집진 하우징과; 상기 집진 하우징과 1차 집진부의 일단에 일정한 깊이로 삽입 연통되어 분진이 제거된 가스가 외부로 배출되도록 하는 배출부와; 상기 집진 하우징의 타단에 결합되는 로터리 밸브와; 상기 로터리 밸브의 일단에 결합되어 상기 집진 하우징 내에서 제거된 분진이 저장되는 저장조; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 두 번째 실시예로, 분진 발생원으로부터 발생되는 함진 가스 내 분진을 제거하는 집진장치에 있어서, 일정한 직경을 가지며 상부면이 개구된 1차 집진부와, 상기 1차 집진부 하단에 연통되도록 연장 형성되며 하단방향으로 직경이 점차 줄어드는 2차 집진부로 이루어지는 집진체와; 상기 1차 집진부의 상단 내부에 등간격을 이루며 일방향으로 경사진 다수의 가이드 베인을 형성하여 함진 가스가 선회하며 수직으로 내입될 수 있도록 하는 유입부와; 상기 집진체를 내부에 소정간격 이격시키거나 내접하도록 내설하는 집진 하우징과; 상기 집진 하우징과 1차 집진부의 일단에 일정한 깊이로 삽입 연통되어 분진이 제거된 가스가 외부로 배출되도록 하는 배출부와; 상기 집진 하우징의 타단에 결합되는 로터리 밸브와; 상기 로터리 밸브의 일단에 결합되어 상기 집진 하우징 내에서 제거된 분진이 저장되는 저장조; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 세 번째 실시예로, 분진 발생원으로부터 발생되는 함진 가스 내 분진을 제거하는 집진장치에 있어서, 일정한 직경의 원통형 상부측과, 상기 원통형 상부측 하단에 연통되도록 연장형성된 원추형 하부측으로 구성된 집진 하우징과; 상기 집진 하우징의 원통형 상부측에 접하는 방향으로 함진 가스가 유입되도록 하는 유입부와; 상기 집진 하우징의 원통형 상부측 하단으로부터 일정 높이의 위치에 일단이 연통되도록 고정되며, 상기 집진 하우징의 원추형 하부측의 벽면과 일정한 간격이 유지되도록 내설되어 하단방향으로 직경이 점차 줄어드는 2차 집진부만으로 이루어지는 집진체와; 상기 집진 하우징의 원통형 상부측 일단에 일정한 깊이로 삽입 연통되어 분진이 제거된 가스가 외부로 배출되도록 하는 배출부와; 상기 집진 하우징의 타단에 결합되는 로터리 밸브와; 상기 로터리 밸브의 일단에 결합되어 상기 집진 하우징 내에서 제거된 분진이 저장되는 저장조; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 네 번째 실시예로, 분진 발생원으로부터 발생되는 함진 가 스 내 분진을 제거하는 집진장치에 있어서, 일정한 직경의 상부면이 개구된 원통형 상부측과, 상기 원통형 상부측 하단에 연통되도록 연장 형성된 원추형 하부측으로 구성된 집진 하우징과; 상기 집진 하우징의 원통형 상부측의 상단 내부에 등간격을 이루며 일방향으로 경사진 다수의 가이드 베인을 형성하여 함진 가스가 선회하며 수직으로 내입될 수 있도록 하는 유입부와; 상기 집진 하우징의 원통형 상부측 하단으로부터 일정 높이의 위치에 일단이 연통되도록 고정되며, 상기 집진 하우징의 원추형 하부측의 벽면과 일정한 간격이 유지되도록 내설되어 하단방향으로 직경이 점차 줄어드는 2차 집진부만으로 이루어지는 집진체와; 상기 집진 하우징의 원통형 상부측 일단에 일정한 깊이로 삽입 연통되어 분진이 제거된 가스가 외부로 배출되도록 하는 배출부와; 상기 집진 하우징의 타단에 결합되는 로터리 밸브와; 상기 로터리 밸브의 일단에 결합되어 상기 집진 하우징 내에서 제거된 분진이 저장되는 저장조; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1차 집진부는 벽면에 길이방향으로 절개되는 단일개 또는 다수개의 제 1슬릿을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2차 집진부는 벽면에 길이방향으로 절개되는 단일개 또는 다수개의 제 2슬릿을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1차 집진부와 2차 집진부 각각은 벽면에 길이방향으로 절개되는 단일개 또는 다수개의 제 1슬릿과 제 2슬릿을 각각 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1, 2슬릿은 동일한 방향으로 절개되어 상호간 상, 하로 연결됨으로써, 단일개의 일체형 슬릿부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1, 2슬릿은 상호간 상, 하로 연결되지 않도록, 상이한 방향으로 절개되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 집진 하우징은 원형, 타원형, 다수번 절곡되는 다각형의 단면 중 하나의 단면을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 집진 하우징은 1차 집진부와 2차 집진부를 감싸는 상, 하부측의 단면 형상이 상호간 상이하거나 또는 동일한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 집진 하우징은 집진체보다 상대적으로 더 큰 직경을 가지며, 상기 집진체와 동일한 형상이거나 또는 상이한 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 싸이클론 집진장치는 유입부를 통해 1차 집진부 또는 집진 하우징의 상부측 내로 유입된 함진 가스 내 분진 중 관성력이 큰 분진입자의 경우 관성력에 의해서, 집진체의 벽면에 절개된 제 1슬릿, 제 2슬릿 중 하나를 통과하여 집진체와 집진 하우징 사이에서 제거되어 저장조로 낙하되고, 관성력이 약한 분진입자의 경우 원심력에 의해 집진체 내에서 선회 유동하면서 저장조로 낙하되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 싸이클론 집진장치는 유입부를 통해 집진 하우징의 상부측 내로 유입된 함진 가스 내 분진 중 관성력이 큰 분진입자의 경우 관성력에 의해서, 상기 집진체의 벽면에 절개된 제 2슬릿을 통과하여 집진체와 집진 하우징 사이에서 제거되어 저장조로 낙하되고, 관성력이 약한 분진입자의 경우 원심력에 의해 집진체 내에서 선회 유동하면서 저장조로 낙하되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드 베인은 회전하는 팬으로 교체 가능한 것을 특징으로 한 다.

또한, 상기 싸이클론 집진장치는 집진 하우징의 내부에 상호간 다수개의 집진체를 내설하여 사용하며, 다수개의 집진체가 사용될 경우, 상기 집진체들은 단일개만을 사용할 시보다 직경이 상대적으로 더 작은 것이 사용되어 분진의 선회 속도가 상승되도록 함으로써 집진효율이 증대되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 싸이클론 집진장치는 다수개의 집진체를 사용하여 멀티로 사용할 경우, 집진 하우징의 상부를 커버부재로 밀폐하고, 상기 커버부재의 양단에 유입관과 배출관을 각각 연통 결합하며, 상기 커버부재에는 유입관에서 배출관으로 향하는 방향으로 경사지며 내부를 상단부와 하단부로 분할하는 분배판을 구비함으로써, 상기 분배판의 하단부 일측으로는 유입관을 통해 함진 가스가 유입되고, 상기 분배판 저면에는 다수개의 배출부 일단이 연통연결되어 분배판 상단부 타측으로 분진이 제거된 처리 가스가 배출관를 통해 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명된 본 발명은 함진 가스 내 분진을 제거할 시, 기존 싸이클론의 집진효율과 동일하거나 보다 우수한 집진효율을 보이면서, 상대적으로 매우 낮은 압력손실을 갖는 효과가 있다. 즉, 슬릿을 통해 일정한 유량이 빠져나감으로써 집진체 내부에서 선회유동하는 유량이 감소하고 이로 인해 선회유동으로 인한 마찰손실, 즉 압력손실이 감소하는 효과를 낳게 된다. 따라서 본 발명의 싸이클론은 기존 싸이클론과 동일한 집진효율을 보이면서도 기존 싸이클론의 압력손실에 비해 10~90% 정도까지 압력손실이 감소하는 효과가 있다. 또한 집진체와 집진 하우징의 이중 벽 구조로 인해 기존 싸이클론의 마모문제를 일정 부분 해결할 수 있다.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

이하, 도 2 내지 도 26을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 싸이클론 집진장치를 상세히 설명하도록 한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 싸이클론 집진장치는 분진 발생원(90)에서 발생된 함진 가스 내 분진을 제거시, 관성력이 큰 분진 입자는 집진체에 절개형성된 슬릿(Slit)을 통해, 집진체와 집진 하우징 사이에서 제거되도록 하고, 관성력이 상대적으로 작은 분진은 집진체 내부에서 순회 유동되며 제거되도록 하여 집진장치 효율을 증대시킨 싸이클론 집진장치이며, 1차 집진부(11), 2차 집진부(12, 12'), 집진체(10, 10'), 제 1슬릿(71), 제 2슬릿(72), 슬릿부(70), 유입부(20, 20'), 가이드 베인(Guide Vane, 80), 집진 하우징(30), 배출부(40), 로터리 밸브(50), 저장조(60)를 포함한다.

상기 집진체(10)는 본 발명의 첫 번째 실시예인 도 3, 7, 9 및 두 번째 실시예인 도 10, 12, 16의 경우, 지면과 수직방향으로 이루며 설치되는 것으로, 첫번째 실시예로는 상부에 위치되는 1차 집진부(11)와, 상기 1차 집진부(11)의 하단에 연장결합되며, 하부에 위치되는 2차 집진부(12)로 이루어진다.

또한, 상기 1차 집진부(11)는 일정한 직경(D1)을 가지며, 상단이 밀폐되고, 하단이 개구되어 있으며 내부가 비어있는 형태이며, 후술될 배출부(40)가 연통결합되기 위해, 상기 1차 집진부(11)의 상단에는 배출공(13)이 천공형성되도록 한다.(물론, 1차 집진부(11)를 감싸는 후술 될 집진 하우징(30)의 상부면은 상기 집진체(10)의 상단면과 동일 평면상에 존재해야 하며, 상기 1차 집진부(11) 상단의 배출공(13)이 공통으로 적용됨은 당연하다.)

더불어, 상기 2차 집진부(12)는 상, 하단이 개구되어 있으며 내부가 비어있는 형태이며, 하단으로 갈수록 직경(D2)이 점차 감소하는 원추형 형상을 가지도록 한다.

또한, 상기 본 발명의 세 번째 실시예인 도 17 내지 도 20 및 네 번째 실시예인 도 21 내지 도 24에서 보는 바와 같이, 상부측(α)과 하부측(β)으로 이루어지는 집진 하우징(30) 내부에 내설되는 집진체(10)를 선술된 바와 같이 상기 집진체(10)를 1차 집진부(11)와 2차 집진부(12)로 구성하지 않고, 2차 집진부(12')만을 사용하여 집진체(10')를 구성할 수도 있다. 즉, 상기 2차 집진부(12')의 개구된 일단은 집진 하우징(30)의 상부측(α) 내주연에 고정되어 상기 집진 하우징(30)의 상부측(α)과 연통되도록 하되, 길이방향(하단)을 향할수록 점차 직경(D2)이 줄어들면서 집진 하우징(30)의 하부측(β) 내주연과는 일정 간격 이격시켜 사용될 수 있다.

상기 제 1슬릿(71)은 도 9 또는 도 16에 도시된 바와 같이, 1차 집진부(11) 의 벽면에 길이방향으로 절개되는 것으로, 단일개만 절개형성되거나 또는 등간격 이격되며 벽면 전체에 걸쳐 다수개가 형성되도록 할 수도 있다.

상기 제 2슬릿(72)은 도 9, 16, 17, 21에 도시된 바와 같이, 상기 2차 집진부(12, 12')의 벽면에 길이방향으로 절개되는 것으로, 상기 제 1슬릿(71)과 마찬가지로, 단일개만 절개형성되거나 또는 등간격 이격되며 벽면 전체에 걸쳐 다수개가 절개형성될 수도 있다.

또한, 상기 제 1슬릿(71)과 제 2슬릿(72)은 각각 1차 집진부(11)와 2차 집진부(12)에 절개되는 벽면의 방향이 동일하여 상기 제 1, 2슬릿(71, 72)이 상호간 연결되는 형태의 슬릿부(70)를 형성할 수도 있으며, 물론 상호간의 절개되는 벽면의 방향을 상이하게 하여 절개형성할 수도 있다.(집진체(10)가 1, 2차집진부(11, 12)로 이루어지는 경우.)

즉, 상기 1차 집진부(11)에 제 1슬릿(71)을 단일개 또는 다수개 형성하되, 2차 집진부(12)에는 슬릿을 형성하지 않을수 있고, 이와 반대로 2차 집진부(12)에는 제 2슬릿(72)을 단일개 또는 다수개 형성하되, 1차 집진부(11)에는 슬릿을 형성하지 않을 수도 있으며, 상기 1, 2차 집진부(11, 12)에 제 1, 2슬릿(71, 72)이 각각 형성할 수도 있고, 또한 제 1, 2 슬릿 모두 형성되지 않을 수도있는 것이다.

상기 집진 하우징(30)은 본 발명의 첫 번째 실시예인 도 4, 8 및 두 번째 실시예인 도 11, 13에 도시된 바와 같이, 1, 2차 집진부(11, 12)로 이루어지는 집진체(10) 또는 2차 집진부(12') 만으로 이루어지는 집진체(10')를 내부에 설치하는 것으로, 내설되는 집진체(10) 경우에는 외주연이 집진 하우징(30)의 내주연과 소정간격 이격되거나 또는 내접하되, 상기 집진 하우징(30)과 집진체(10)의 상단은 상호간 결합되도록 하고, 세번째 실시예인 도 18, 20 및 네 번째 실시예인 도 22, 24와 같이, 내설되는 집진체(10')의 경우에는 외주연이 집진 하우징(30)의 내주연과 소정간격 이격되되, 집진체(10')의 상단은 집진 하우징(30)의 상부측(α) 하단 내주연에 고정되도록 한다.

또한, 상기 집진 하우징(30)의 수평 단면의 내접원은 1, 2차 집진부(11, 12)로 구성된 집진체(10)의 경우, 상기 집진체(10) 수평 단면의 외접원에 비해 동일하거나 상대적으로 더 큰 직경을 가지되 동일한 형상을 가지도록 하거나, 또는 상기 1차 집진부(11)와 2차 집진부(12)를 각각 감싸는 집진 하우징(30)의 상부측(α)과 하부측(β) 단면 형상이 상이하거나 동일하게 형성될 수도 있으며, 상기 집진 하우징(30)의 단면 형상은 원형, 타원형, 다수번 절곡되는 다각형(사각, 삼각 등), 길이방향으로 직경이 점차 작아지는 원추형 중 하나의 단면을 가지도록 할 수 있으며, 2차 집진부(12')로만 이루어지는 집진체(10')의 경우에도, 집진 하우징(30)의 수평 단면의 내접원은 상기 집진체(10') 수평 단면의 외접원에 비해 동일하거나 상대적으로 더 큰 직경을 가지되 동일한 형상을 가지도록 하거나, 또는 하부측(β) 단면형상이 2차 집진부(12')의 단면 형상과 상이하거나 동일하게 형성될 수 있을 것이다.

상기 유입부(20)는 첫 번째 실시예인 도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 1 차 집진부(11)의 한 변과 집진 하우징(30)의 접선방향으로 분진 발생원(90)에서 발생된 함진 가스가 유입되도록 하거나, 세번째 실시예인 도 17 내지 도 20에 도시된 바와 같이 집진 하우징(30)의 상부측(α)에 접하는 방향으로 결합되어 발생된 함진 가스가 유입되도록 한다.

즉, 상기 집진체(10)는 지면과 수직방향으로 설치되고, 상기 유입부(20)는 그러한 집진체(10)에 지면과 수평으로 함진 가스를 유입시키는 형태이다.

이와 더불어, 본 발명에서는 본원발명의 집진장치와 동일한 축방향으로 함진 가스가 유입될 수 있도록, 두 번째 실시예인 도 10 내지 도 16에 도시된 바와 같이 상기 1차 집진부(11)의 상단부를 개구하고, 상기 1차 집진부(11)의 상단부 내주연에 일방향으로 경사진 다수의 가이드 베인(80)을 등간격 이격시켜 고정설치하여 유입부(20')를 형성하거나, 또는 네 번째 실시예인 도 21 내지 도 24와 같이, 집진 하우징(30)의 상부측(α) 상단 내주연에 일방향으로 경사진 다수의 가이드 베인(80)을 등간격 이격시켜 고정설치하여 유입부(20')를 형성할 수도 있다. 이로써, 상기와 같이 축류(軸流) 형태로 유입되는 함진 가스가 상기 가이드 베인(80)에 의해 원심력이 작용하여 상기 집진체(10) 내부에 자동적으로 선회하며 유입되도록 함으로써, 상기 집진체(10)의 길이방향으로 따라 하단으로 선회 유동되도록 한다.

물론, 상기 가이드 베인(80)은 함진 가스의 유로 방향을 가이드하는 역할이며, 이를 위해, 상기 가이드 베인(80)은 회전하는 팬으로 교체되어 사용될 수도 있을 것이다.

상기 배출부(40)는 집진 하우징(30)의 상면에 연통결합되는 것으로, 선술된 바와 같이, 1차 집진부가 구비되어 있는 경우, 1차 집진부(11) 및 집진 하우징(30)의 상단면(1차 집진부가 구비되는 경우) 또는 집진 하우징(30)의 상단면(1차 집진부가 구비되지 않는 경우)에 천공형성된 배출공(13)에 수직으로 결합되고, 일단이 상기 집진 하우징(30)의 내부로 일정길이 내입되고, 타단은 외부로 돌출되어, 상기 집진체(10) 내부에서 분진이 제거된 가스를 송풍기(93)를 이용하여, 상기 배출부(40)와 타단과 연통결합된 배출관(92)을 통해 외부로 배출시킬 수 있도록 한다.

상기 로터리 밸브(50) 지면과 수평을 이루며 회전하는 회전축(51)과, 회전축(51)의 외주연에서 사방으로 연장돌출되는 다수의 회전편(52)으로 이루어지며, 상기 집진체(10)에서 발생된 분진을 하단에 연결되어 있는 저장조(60)로 배출시키는 것이다.

이하에서는 상기와 같은 구성 및 구조를 갖는 본 발명의 바람직한 실시예의 작용 및 원리를 설명하도록 한다.

도 2에와 같이, 분진 발생원(발전소, 시멘트 공장, 대형 소각장 및 보일러 등)(90)에서 발생된 함진 가스가 유입관(91)을 통해 본원발명 집진장치의 유입부(20, 20')를 통해 1차 집진부(11)로 유입되면, 도 5 또는 도 14를 예시로 들었을 시, 상기 함진 가스 내에 부유하고 있는 분진 중, 관성력이 큰 분진은 회전시 원심 력에 의해 외측방향으로 이동하는 궤적(21)을 가지게 되어, 상기 1차 집진부(11)의 벽면에 형성되어 있는 단일개 또는 다수개의 제 1슬릿(71)을 통과하여, 상기 1차 집진부(11)와 집진 하우징(30) 사이로 유동하며, 상기 집진 하우징(30) 내주연에 부딪혀 하단으로 떨어진 후, 로터리 밸브(50)를 거쳐 저장조(60)에 모이게 된다.(즉, 상기 1차 집진부(11)가 원형의 단면의 가짐으로 인해, 1차 집진부(11)의 한 변과 집진 하우징(30)의 접선방향으로 유입된 함진 가스는 관성력에 의해 하단으로 계속 회전되며 유동되되, 상기 1차 집진부(11)의 외주연에 형성된 다수개의 제 1슬릿(71)을 통해 집진 하우징(30)과 1차 집진부(11) 사이로 유동되어 집진 하우징(30)에 부딪쳐 낙하되는 것이다.)

더불어, 집진장치의 유입부(20, 20')를 통해 1차 집진부(11)로 유입된 함진 가스 중, 관성력이 작은 분진은 원심력에 의해 집진체(10)의 길이방향으로 향해 내부에서 선회 유동하면서 하단으로 유동하는 궤적(22)을 가진 후, 로터리 밸브(50)를 거쳐 저장조(60)에 모이게 된다. (이때, 상기 1차 집진부(11)의 제 1슬릿(71)을 통해 외부로 빠져나가지 못한 관성력이 큰 분진은 1차 집진부(11)를 거쳐 연속적으로 2차 집진부(12)를 향해 하단으로 선회 유동 후, 본원발명의 다양한 실시예에서처럼, 2차 집진부(12)에 형성된 단일개 또는 다수개의 제 2슬릿(72)을 통해, 제 2슬릿(72)과 집진 하우징(30) 사이로 유동되어, 상기 집진 하우징(30)의 내주연에 부딪쳐 낙하되는 것이다.), 다시 말해, 1차 집진부(11) 또는 2차 집진부(12)에만 슬릿을 형성하여 관성력이 큰 분진을 집진 하우징(30)의 내주연측으로 배출하거나, 1, 2차 집진부(11, 12) 모두에 슬릿을 형성하여 상기 집진체(10) 길이 전체에 걸쳐 유동되면서 관성력이 큰 분진이 집진 하우징(30) 내주연에 부딪혀 낙하되도록 할 수 있다.

이와 함께, 수직으로 설치되는 집진체(10)와 동일한 축 방향으로 함진 가스가 유입되는 경우에는, 상기 1차 집진부(11)의 상부측 내주연에 형성된 가이드 베인(80)에 의해 회전되며(원심력을 이용하기 위함) 함진 가스가 유입될 수 있도록 유입부(20') 구성하도록 한다.

또한, 집진체(10)는 직경이 증가할수록 회전속도가 저하되어 효율이 감소하기 때문에, 본 발명에서는 도 25 및 도 26에 도시된 바와 같이 단일개로 사용하는 집진체(10)의 직경을 단일개로 사용할 시 보다 상대적으로 더 작게 하여, 다수개의 집진체(10)를 집진 하우징(30) 내에 등 간격 이격시켜 설치함으로써, 처리용량을 상승시킬 수 있도록 한다. 이를 위해서, 상기 집진 하우징(30) 상단을 밀폐할 수 있도록, 상기 집진 하우징 상단에 커버부재(94)를 결합하고, 상기 커버부재(94)의 일단에 분진 발생원(90)이 연결된 유입관(91)을 연통결합하며, 상기 커버부재(94)의 타단에 분진이 처리된 가스를 배출하기 위한 배출관(92)을 연통결합한다.

또한, 상기 커버부재(94)의 내부에는 유입관(91)측에서부터 배출관(92)측을 향해 일정각도 경사지는 분배판(95)을 구비하여, 상기 커버부재(94) 내부가 분배판(95)을 기준으로 상단부(A)와 하단부(B)로 분할되도록 하되, 상기 분배판(95)의 저면에는 다수개의 집진체(10)에 결합되어 있는 다수개의 배출부(40)가 연통결합되도록 한다. 물론, 이를 위해 상기 분배판(95)에는 등간격으로 이격천공된 결합공(96)이 형성되어 있어야 할 것이다. (즉, 도 25에서 보는 바와 같이, 분배판(95) 이 기울어져 있는 형태이기에, 상기 다수개의 배출부(40)들 또한, 배출관(92)측에 가까워지는 질수록 배출부(40)의 전장이 짧아져 상호간 상이한 길이를 가져야 함은 당연하다. 또한, 다수의 집진체(10)에 함진 가스를 유입하기 위해선 상기 배출관(92)의 결합위치는 유입관(91)의 결합위치보다 상대적으로 더 높아야 한다.)

이로써, 상기 유입관(91)으로 유입되는 함진 가스는 분배판(95)의 하단부(B)로 유입되어 다수개의 집진체(10) 유입부(20')로 내입되고, 분진이 처리된 처리 가스는 분배판(95)의 상단부(A)를 유동되어, 상기 분배판(95)의 타단에 결합되어 있는 배출관(92)을 통해 외부로 배출되게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래의 싸이클론 집진장치를 나타낸 정면 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 집진장치의 개념도.

도 3은 본 발명에 따른 집진장치의 첫 번째 실시예를 나타낸 분해 사시도.

도 4는 도 3의 결합 사시도.

도 5는 도 3의 집진원리를 나타낸 개념도.

도 6은 도 3의 정면 단면도.

도 7은 도 3의 또 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도.

도 8은 도 7의 결합 사시도.

도 9는 도 3에 적용되는 제 1, 2슬릿의 다양한 절개형태를 나타낸 사시도.

도 10은 본 발명에 따른 집진장치의 두 번째 실시예를 나타낸 분해 사시도.

도 11은 도 10의 결합 사시도.

도 12는 도 10의 또 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도.

도 13은 도 12의 결합 사시도.

도 14는 도 10의 집진원리를 나타낸 개념도.

도 15는 도 10의 정면 단면도.

도 16은 도 10에 적용되는 제 1, 2슬릿의 다양한 절개형태를 나타낸 사시도.

도 17은 본 발명에 따른 집진장치의 세 번째 실시예를 나타낸 분해 사시도.

도 18은 도 17의 결합 사시도.

도 19는 도 17의 또 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도.

도 20은 도 19의 결합사시도.

도 21은 본 발명에 따른 집진장치의 네 번째 실시예를 나타낸 분해 사시도.

도 22는 도 21의 결합 사시도.

도 23은 도 21의 또 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도.

도 24는 도 23의 결합사시도.

도 25는 본 발명에 따른 집진체가 다수개 사용된 모습을 나타낸 일실시예의 정면 단면도.

도 26은 도 25의 평면 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 표시>

10, 10': 집진체 11: 1차 집진부

12, 12': 2차 집진부 13: 배출공

20, 20': 유입부 21, 22: 궤적

30: 집진 하우징 40: 배출부

50: 로터리 밸브 51: 회전축

52: 회전편 60: 저장조

70: 슬릿부 71: 제 1슬릿

72: 제 2슬릿 80: 가이드 베인

90: 분진 발생원 91: 유입관

92: 배출관 93: 송풍기

94: 커버부재 95: 분배판

96: 결합공

Claims

분진 발생원(90)으로부터 발생되는 함진 가스 내 분진을 제거하는 집진장치에 있어서,

일정한 직경(D1)의 1차 집진부(11)와, 상기 1차 집진부(11) 하단에 연통되도록 연장형성되며 하단방향으로 직경(D2)이 점차 줄어드는 2차 집진부(12)로 이루어지는 집진체(10)와;

상기 1차 집진부(11)의 한 변에 접하는 방향으로 함진 가스가 유입되도록 하는 유입부(20)와;

상기 집진체(10)를 내부에 소정간격 이격시키거나 내접하도록 내설하는 집진 하우징(30)과;

상기 집진 하우징(30)과 1차 집진부(11)의 일단에 일정한 깊이로 삽입 연통되어 분진이 제거된 가스가 외부로 배출되도록 하는 배출부(40)와;

상기 집진 하우징(30)의 타단에 결합되는 로터리 밸브(50)와;

상기 로터리 밸브(50)의 일단에 결합되어 상기 집진 하우징(30) 내에서 제거된 분진이 저장되는 저장조(60);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
분진 발생원(90)으로부터 발생되는 함진 가스 내 분진을 제거하는 집진장치 에 있어서,

일정한 직경(D1)을 가지며 상부면이 개구된 1차 집진부(11)와, 상기 1차 집진부(11) 하단에 연통되도록 연장 형성되며 하단방향으로 직경(D2)이 점차 줄어드는 2차 집진부(12)로 이루어지는 집진체(10)와;

상기 1차 집진부(11)의 상단 내부에 등간격을 이루며 일방향으로 경사진 다수의 가이드 베인(80)을 형성하여 함진 가스가 선회하며 수직으로 내입될 수 있도록 하는 유입부(20')와;

상기 집진체(10)를 내부에 소정간격 이격시키거나 내접하도록 내설하는 집진 하우징(30)과;

상기 집진 하우징(30)과 1차 집진부(11)의 일단에 일정한 깊이로 삽입 연통되어 분진이 제거된 가스가 외부로 배출되도록 하는 배출부(40)와;

상기 집진 하우징(30)의 타단에 결합되는 로터리 밸브(50)와;

상기 로터리 밸브(50)의 일단에 결합되어 상기 집진 하우징(30) 내에서 제거된 분진이 저장되는 저장조(60);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
분진 발생원(90)으로부터 발생되는 함진 가스 내 분진을 제거하는 집진장치에 있어서,

일정한 직경의 원통형 상부측(α)과, 상기 원통형 상부측(α) 하단에 연통되 도록 연장형성된 원추형 하부측(β)으로 구성된 집진 하우징(30)과;

상기 집진 하우징(30)의 원통형 상부측(α)에 접하는 방향으로 함진 가스가 유입되도록 하는 유입부(20)와;

상기 집진 하우징(30)의 원통형 상부측(α) 하단으로부터 일정 높이의 위치에 일단이 연통되도록 고정되며, 상기 집진 하우징(30)의 원추형 하부측(β)의 벽면과 일정한 간격이 유지되도록 내설되어 하단방향으로 직경(D2)이 점차 줄어드는 2차 집진부(12')만으로 이루어지는 집진체(10')와;

상기 집진 하우징(30)의 원통형 상부측(α) 일단에 일정한 깊이로 내입 연통되어 분진이 제거된 가스가 외부로 배출되도록 하는 배출부(40)와;

상기 집진 하우징(30)의 타단에 결합되는 로터리 밸브(50)와;

상기 로터리 밸브(50)의 일단에 결합되어 상기 집진 하우징(30) 내에서 제거된 분진이 저장되는 저장조(60);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
분진 발생원(90)으로부터 발생되는 함진 가스 내 분진을 제거하는 집진장치에 있어서,

일정한 직경의 상부면이 개구된 원통형 상부측(α)과, 상기 원통형 상부측(α) 하단에 연통되도록 연장 형성된 원추형 하부측(β)으로 구성된 집진 하우 징(30)과;

상기 집진 하우징(30)의 원통형 상부측(α)의 상단 내부에 등간격을 이루며 일방향으로 경사진 다수의 가이드 베인(80)을 형성하여 함진 가스가 선회하며 수직으로 내입될 수 있도록 하는 유입부(20')와;

상기 집진 하우징(30)의 원통형 상부측(α) 하단으로부터 일정 높이의 위치에 일단이 연통되도록 고정되며, 상기 집진 하우징(30)의 원추형 하부측(β)의 벽면과 일정한 간격이 유지되도록 내설되어 하단방향으로 직경(D2)이 점차 줄어드는 2차 집진부(12')만으로 이루어지는 집진체(10')와;

상기 집진 하우징(30)의 원통형 상부측(α) 일단에 일정한 깊이로 내입 연통되어 분진이 제거된 가스가 외부로 배출되도록 하는 배출부(40)와;

상기 집진 하우징(30)의 타단에 결합되는 로터리 밸브(50)와;

상기 로터리 밸브(50)의 일단에 결합되어 상기 집진 하우징(30) 내에서 제거된 분진이 저장되는 저장조(60);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 1차 집진부(11)는 벽면에 길이방향으로 절개되는 단일개 또는 다수개의 제 1슬릿(71)을 형성하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 2차 집진부(12, 12')는 벽면에 길이방향으로 절개되는 단일개 또는 다수개의 제 2슬릿(72)을 형성하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 1차 집진부(11)와 2차 집진부(12) 각각은 벽면에 길이방향으로 절개되는 단일개 또는 다수개의 제 1슬릿(71)과 제 2슬릿(72)을 각각 형성하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제 7항에 있어서,

상기 제 1, 2슬릿(71, 72)은 동일한 방향으로 절개되어 상호간 상, 하로 연결됨으로써, 단일개의 일체형 슬릿부(70)를 형성하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제 7항에 있어서,

상기 제 1, 2슬릿(71, 72)은 상호간 상, 하로 연결되지 않도록, 상이한 방향 으로 절개되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 집진 하우징(30)은 원형, 타원형, 다수번 절곡되는 다각형의 단면 중 하나의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 집진 하우징(30)은 1차 집진부(11)와 2차 집진부(12)를 감싸는 상, 하부측(α, β)의 단면 형상이 상호간 상이하거나 또는 동일한 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 집진 하우징(30)은 집진체(10)보다 상대적으로 더 큰 직경을 가지며, 상기 집진체(10)와 동일한 형상이거나 또는 상이한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 싸이클론 집진장치는 유입부(20, 20')를 통해 1차 집진부(11) 또는 집진 하우징(30)의 상부측(α) 내로 유입된 함진 가스 내 분진 중 관성력이 큰 분진입자의 경우 관성력에 의해서, 집진체(10)의 벽면에 절개된 제 1슬릿(71), 제 2슬릿(72) 중 하나를 통과하여 집진체(10)와 집진 하우징(30) 사이에서 제거되어 저장조(60)로 낙하되고, 관성력이 상대적으로 작은 분진입자의 경우 원심력에 의해 집진체(10) 내에서 선회 유동하면서 저장조(60)로 낙하되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,

상기 싸이클론 집진장치는 유입부(20, 20')를 통해 집진 하우징(30)의 상부측(α) 내로 유입된 함진 가스 내 분진 중 관성력이 큰 분진입자의 경우 관성력에 의해서, 상기 집진체(10')의 벽면에 절개된 제 2슬릿(72)을 통과하여 집진체(10')와 집진 하우징(30) 사이에서 제거되어 저장조(60)로 낙하되고, 관성력이 상대적으로 작은 분진입자의 경우 원심력에 의해 집진체(10') 내에서 선회 유동하면서 저장조(60)로 낙하되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제 2항 또는 제 4항에 있어서,

상기 가이드 베인(80)은 회전하는 팬으로 교체 가능한 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제 2항에 있어서,

상기 싸이클론 집진장치는 집진 하우징(30)의 내부에 상호간 다수개의 집진체(10)를 내설하여 사용하며, 다수개의 집진체(10)가 사용될 경우, 상기 집진체(10)들은 단일개만을 사용할 시보다 직경이 상대적으로 더 작은 것이 사용되어 분진의 선회 속도가 상승되도록 함으로써 집진효율이 증대되도록 하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제 16항에 있어서,

상기 싸이클론 집진장치는 다수개의 집진체(10)를 사용하여 멀티로 사용할 경우, 집진 하우징(30)의 상부를 커버부재(94)로 밀폐하고, 상기 커버부재(94)의 양단에 유입관(91)과 배출관(92)을 각각 연통 결합하며, 상기 커버부재(94)에는 유입관(91)에서 배출관(92)으로 향하는 방향으로 경사지며 내부를 상단부(A)와 하단부(B)로 분할하는 분배판(95)을 구비함으로써, 상기 분배판(95)의 하단부(B) 일측으로는 유입관(91)을 통해 함진 가스가 유입되고, 상기 분배판(95) 저면에는 다수개의 배출부(40) 일단이 연통연결되어 분배판(95) 상단부(A) 타측으로 분진이 제거 된 처리 가스가 배출관(92)를 통해 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.