KR20180056855A - 플레이트형 오일 미스트 분리기 - Google Patents

Abstract

게시된 내용은 오일 미스트를 함유하는 가스 스트림으로부터 오일 미스트를 흡착, 분리하여 제거하기 위한 플레이트형 오일 미스트 분리기에 관한 것으로,
본 명세서의 일 실시예에 의한 플레이트형 오일 미스트 분리기는
미스트 상태의 오일을 함유하는 가스 스트림으로부터 오일 미스트를 분리, 흡착에 의해 제거하기 위한 오일 미스트 분리기에 있어서:
상기 가스 스트림의 유동 방향에 대해 횡방향으로 배열되는 분리 프로파일은,
좌우 방향으로 등간격을 유지하여 열을 이루어 형성되고, 상기 가스 스트림이 이웃한 프로파일 사이를 통해 유입되며, 상기 가스 스트림에 와류를 생성하기 위한 제1절곡부가 개구부에 대향되게 형성되는 제1분리 프로파일과,
상기 제1분리 프로파일에 대해 임의간격을 유지하여 지그재그 형태를 이루도록 좌우 방향으로 열을 이루어 형성되고, 오일 미스트가 제거된 가스가 이웃한 프로파일 사이를 통해 배출되며, 상기 가스 스트림에 와류를 생성하기 위한 제2절곡부가 개구부에 대향되게 형성되는 제2분리 프로파일을 구비하여,
이웃한 상기 제1분리 프로파일 사이를 통해 유입되는 상기 가스 스트림이 상기 제1,2절곡부에 의해 형성되는 와류 챔버에 유입될 경우, 상기 와류 챔버 내에서 상기 가스 스트림의 회전에 의해 생성되는 와류에 의해 응집되는 상기 오일 미스트 일부는 자유낙하 되고, 오일 미스트 일부는 상기 제1,2분리 프로파일의 내측면에 흡착되어 흘러 내리게 되는 것을 특징으로 하는 플레이트형 오일 미스트 분리기를 제공한다.

Description

플레이트형 오일 미스트 분리기{oil mist separator of plate type}

본 명세서는 분리기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 오일 미스트(oil mist)를 함유하는 가스 스트림(gas stream)으로부터 오일 미스트를 흡착, 분리하여 제거하기 위한 플레이트형 오일 미스트 분리기에 관한 것이다.

일반적으로, 금속 가공현장에서는 절삭 공정, 선삭 공정 또는 연삭 공정이 실시되며, 이러한 가공 공정에서 냉각, 윤활 및 세척용으로 각종의 광물성 오일 및 수성 또는 유성의 세제들이 널리 사용되고 있다.

광물성 오일 및 세제들은 절삭과 선삭 또는 연삭 공정에서 생성된 미세한 금속 미세 입자와 함께 휘발, 비산된다. 이와 같이 휘발 및 비산되어 공기 중에 부유하는 금속 미립자 및 오일이나 세제들의 입자들을 통상 "오일 미스트(oil mist)"라 칭한다.

작업장에 공기 정화기 또는 오일 미스트 포집장치를 설치하지 않을 경우, 오일 미스트는 작업장의 배기시설을 통하여 그대로 작업장 밖으로 배출되어 공기 오염의 큰 요인이 된다.

오일 미스트는 작업장 내에서도 작업환경의 악화를 초래함은 물론, 작업자의 피부에 접촉되는 경우 피부염 등의 발생의 요인이 되고 있다. 또한 수치 제어 공작 기계 등의 정밀 가공장치의 오동작 또는 단락 등의 고장의 요인으로 작용한다.

오일 미스트 제거 장치의 한 종류인 전기 집진기에서는, 고전압이 방전 전극에 인가되면, 고전압에 의한 코로나(Corona) 방전으로 다량의 음이온이 발생하여 가스 중의 분진이 대전되며, 전기장에 의한 전기력으로 먼지 입자가 집진판에 포집된다. 집진판에 포집된 먼지 입자를 기계적인 충격으로 집진판으로부터 분리함으로써 미세입자가 제거된다.

필터 집진기의 한 종류인 화이버베드 필터(또는 캔들 필터라 칭함) 장치에서는, 오일 미스트를 함유하고 있는 가스를 화이버베드 필터에 수평 방향으로 통과시킴에 따라 오일 미스트가 화이버베드에 부딪혀 포집된다.

포집된 오일 미스트는 서로 합쳐지면서 중력에 의하여 아래쪽으로 흘러내릴 수 있을 정도의 크기로 응집되며, 흘러내린 오일 미스터는 필터 하부의 배출장치를 통하여 제거된다.

원심 필터식 공기 정화기는 송풍용 날개와 필터를 외주면에 갖는 드럼을 고속으로 회전시켜 발생하는 원심력을 이용하여 오일 미스트를 필터에 여과시키는 방식을 이용하고 있다.

전술한 오일 미스트 제거장치에는 방전 장치 또는 필터를 갖는 고속 회전 드럼 등과 부가적인 구성 요소들이 장착됨에 따라 장치의 제조비용 상승을 초래하게 된다.

또한, 장치의 유지관리비용이 증가하며, 소음 및 진동의 과다 및 필터 면적의 제한에 의한 필터의 잦은 교환 등의 문제가 발생된다. 장치의 처리 효율이 낮아 단독으로 실내의 공기 정화용으로는 사용이 불가능하며, 배출된 공기를 별도의 공기 정화기로 재처리해야 하는 문제점이 발생된다.

출원번호 10-2011-7013839호에 가스 유동으로부터 액체를 분리하기 위한 플레이트형 분리기가 게시되어 있다.

본 명세서의 실시예는, 오일 미스트를 흡착시켜 분리하는 분리 프로파일(또는 impinger라 칭함)가 막힘이나 교환이 불필요하여 반영구적으로 사용할 수 있도록 한 플레이트형 오일 미스트 분리기와 관련된다.

본 명세서의 실시예는, 분리 프로파일의 구조 간단화로 인해 원가비용을 절감하고, 공기로부터 오일 미스트를 분리 및 제거하는 효율을 향상시킬 수 있도록 한 플레이트형 오일 미스트 분리기와 관련된다.

본 명세서의 실시예는, 오일 미스트의 이동방향에 대해 분리 프로파일의 방향성이 없게 되므로 분리 프로파일을 착탈시키는 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 플레이트형 오일 미스트 분리기와 관련된다.

본 명세서의 일 실시예에 의한 플레이트형 오일 미스트 분리기는

미스트 상태의 오일을 함유하는 가스 스트림으로부터 오일 미스트를 분리, 흡착에 의해 제거하기 위한 오일 미스트 분리기에 있어서:

상기 가스 스트림의 유동 방향에 대해 횡방향으로 배열되는 분리 프로파일은,

좌우 방향으로 등간격을 유지하여 열을 이루어 형성되고, 상기 가스 스트림이 이웃한 프로파일 사이를 통해 유입되며, 상기 가스 스트림에 와류를 생성하기 위한 제1절곡부가 개구부에 대향되게 형성되는 제1분리 프로파일과,

상기 제1분리 프로파일에 대해 임의간격을 유지하여 지그재그 형태를 이루도록 좌우 방향으로 열을 이루어 형성되고, 오일 미스트가 제거된 가스가 이웃한 프로파일 사이를 통해 배출되며, 상기 가스 스트림에 와류를 생성하기 위한 제2절곡부가 개구부에 대향되게 형성되는 제2분리 프로파일을 구비하여,

이웃한 상기 제1분리 프로파일 사이를 통해 유입되는 상기 가스 스트림이 상기 제1,2절곡부에 의해 형성되는 와류 챔버에 유입될 경우, 상기 와류 챔버 내에서 상기 가스 스트림의 회전에 의해 생성되는 와류에 의해 응집되는 상기 오일 미스트 일부는 자유낙하 되고, 오일 미스트 일부는 상기 제1,2분리 프로파일의 내측면에 흡착되어 흘러 내리게 되는 것을 특징으로 하는 플레이트형 오일 미스트 분리기를 제공한다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 명세서의 실시예는 아래와 같은 이점을 갖는다.

오일 미스트를 포함하는 공기가 와류챔버에 유입될 경우 와류를 형성함에 따라 공기로부터 분리되는 오일 미스트가 응집되어 자유낙하되거나, 여과부의 표면에 흡착되어 여과부를 따라 흘러내려 제거되도록 하여 오일 미스트를 제거하는 효율성을 극대화시키고, 오일미스트를 흡착,제거하는 분리 프로파일이 막힘이나 교환이 불필요하여 반영구적으로 사용할 수 있어 경제적이다.

또한, 분리 프로파일의 구조 간단화로 인해 원가비용을 절감시킴에 따라 실용성 및 신뢰성을 갖게 된다.

또한, 오일 미스트의 이동방향에 대해 횡방향으로 설치되는 분리 프로파일의 전후 방향의 방향성이 없게 되므로(양 방향성을 갖게 됨) 분리 프로파일을 본체에 대해 착탈시키는 작업성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 의한 플레이트형 오일 미스트 분리기에서, 분리 프로파일의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 분리 프로파일의 배치됨을 보여주는 도면,
도 3은 도 1에 도시된 분리 프로파일의 요부발췌확대도,
도 4는 도 1에 도시된 분리 프로파일의 사용상태도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 명세서의 바람직한 실시예에 따른 플레이트형 오일 미스트 분리기를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 의한 플레이트형 오일 미스트 분리기는

미스트 상태의 오일을 함유하는 가스 스트림으로부터 오일 미스트(약 30∼50㎛크기의 거친 입자를 말함)를 분리, 흡착에 의해 제거하기 위한 오일 미스트 분리기에 있어서:

가스 스트림(A)의 유동 방향에 대해 횡방향으로 배열되는 분리 프로파일(10)(일 예로서, 내부식성 및 내구성을 감안하여 스테인레스스틸재 또는 세라믹재로 형성되고, 압출성형에 의해 임의길이를 갖도록 제작될 수 있다)은,

좌우 방향으로 등간격을 유지하여 열을 이루어 형성되고, 가스 스트림이 이웃한 프로파일 사이를 통해 유입되며, 가스 스트림에 와류를 생성하기 위한 제1절곡부(20)가 개구부에 대향되게 형성되는 제1분리 프로파일(30)(일 예로서, 가스 스트림의 이동방향을 기준으로 블록형태로 배열됨)과,

제1분리 프로파일(30)에 대해 임의간격을 유지하여 지그재그 형태를 이루도록 좌우 방향으로 열을 이루어 형성되고, 오일 미스트가 제거된 가스가 이웃한 프로파일 사이를 통해 배출되며, 가스 스트림에 와류를 생성하기 위한 제2절곡부(40)가 개구부에 대향되게 형성되는 제2분리 프로파일(50)(일 예로서, 가스 스트림의 이동방향을 기준으로 오목형태로 배열됨)을 구비하여,

이웃한 제1분리 프로파일(30) 사이를 통해 유입되는 가스 스트림이 제1,2절곡부(20,40)에 의해 형성되는 와류 챔버(60)(swirl chamber)에 유입될 경우, 와류 챔버(60) 내에서 가스 스트림의 회전에 의해 생성되는 와류에 의해 응집되는 오일 미스트 일부는 자유낙하 되고, 오일 미스트 일부는 제1,2분리 프로파일(30,50)의 내측면에 흡착되어 흘러 내리게 된다.

오일 미스트가 접촉되는 단면적을 확대시켜 오일 미스트의 흡착 증진을 위한 길이방향의 흡착부(70)가 제1,2분리 프로파일(30,50)의 내측면 또는 외측면에 반복 형성될 수 있다.

흡착부(70)는 반원형, 사다리꼴, 타원형 형태중 어느 하나가 블록형태, 또는 오목형태로 형성될 수 있다.

제1,2절곡부(20,40)의 단부는 와류 챔버(60) 내에서 가스 스트림의 흐름을 간섭하여 정체되는 것을 방지하기 위해 라운드지게 형성될 수 있다.

와류 챔버(60)에 유입되는 가스 스트림과 충돌하여 가스 스트림의 이동되는 방향을 전환시킴에 따라 가스 스트림의 회전력을 증대시키도록 제1,2절곡부(20,40)의 내측면에 형성되는 오목한 형태의 꺽임부(80);를 구비할 수 있다.

전술한 구성에 따르면, 반도체 제조공장 등에서 배출되는 오일 미스트를 포함하는 가스 스트림이 미 도시된 덕트(duct)를 통해 본체(130)에 형성된 투입구(140)에 공급된다. 투입구(140)에 공급된 가스 스트림은 본체(130) 내부의 터빈(150) 구동에 의해 판(plate) 형태로 형성된 분리 프로파일(10)에 대해 횡방향으로 접근하게 된다.

이때, 투입구(140)에 공급된 가스 스트림을 터빈(150)의 구동에 의해 분리 프로파일(10)에 공급하는 기술내용은 당해분야에서 사용되는 기술내용이라 할 것이므로 이들의 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

즉, 가스 스트림이 이웃한 제1분리 프로파일(30)외측면 사이의 간극을 통과하여 제2분리 프로파일(50)의 공간부(a)에 유입될 경우, 도 3에서와 같이 가스 스트림(도면상, 좌측 방향으로 이동되는 가스 스트림을 말함)의 일부는 제1분리 프로파일(30)의 제1절곡부(20)와 제2분리 프로파일(50)내측면 사이의 통로(90)를 통과한 후, 제1분리 프로파일(30)의 제1절곡부(20)와 제2분리 프로파일(50)의 제2절곡부(40)에 의해 형성되는 와류 챔버(60)에 유입된다.

이와 동시에, 도 3에서와 같이, 가스 스트림(도면상, 우측 방향으로 이동되는 가스 스트림을 말함)의 일부는 제1분리 프로파일(30a)의 제1절곡부(20a)와 제2분리 프로파일(50)내측면 사이의 통로(100)를 통과한 후, 제1분리 프로파일(30a)의 제1절곡부(20a)와 제2분리 프로파일(50)의 제2절곡부(40)에 의해 형성되는 와류 챔버(60a)에 유입된다.

전술한 바와 같이 가스 스트림이 와류 챔버(60)에 유입될 경우, 제1,2절곡부(20,40)와 충돌에 의해 와류 챔버(60) 내에서 가스 스트림이 회전됨에 따라 와류가 생성되고, 생성된 와류에 의해 공기로부터 분리되는 오일 미스트들이 서로 뒤엉키어 입자가 커지게 되고, 오일 미스트의 입자가 뭉쳐져 응집된 오일 미스트 일부는 중력에 의해 자유낙하 하게 된다.

이와 동시에, 와류 챔버(60) 내에서 소용돌이 되는 가스 스트림에 의해 오일 미스트 일부는 제1,2분리 프로파일(30,50)의 내측면에 흡착되어 흘러 내리게 된다. 제1,2분리 프로파일(30,50)의 내측면에 흡착되어 흘러 내리는 오일 미스트는 분리 프로파일(10)의 하단부에 설치되는 오일 저장부(미 도시됨)에 유입, 저장된 후 재처리되거나 폐기처분될 수 있다.

이때, 제1,2분리 프로파일(30,50)의 내측면 또는 외측면에 돌출 형성된 오일 미스트의 흡착 증진을 위한 길이방향의 흡착부(70)(일 예로서, 제1,2분리 프로파일의 내측면에 반원형으로 돌출 형성됨)에 의해 와류 챔버(60) 내에서 가스 스트림의 소용돌이를 증대시킴에 따라, 제1,2분리 프로파일(30,50)에 의해 가스 스트림으로부터 오일 미스트를 분리, 흡착시켜 제거하는 집진효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 와류 챔버(60)를 형성하는 제1,2절곡부(30,50)의 단부가 라운드지게 형성됨에 따라, 와류 챔버(60) 내에서 가스 스트림의 흐름을 간섭하여 정체되는 것을 방지하게 되므로 와류 챔버(60)내에서 소용돌이를 증대시킬 수 있다. 이로 인해 가스 스트림으로부터 오일 미스트를 분리하여 제거하는 집진효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 제1,2절곡부(30,50)의 내측면에 형성된 오목한 형태의 꺽임부(80)에 의해 와류 챔버(60)내에서 가스 스트림이 꺽임부(80)와 충돌됨에 의해 가스 스트림의 이동되는 방향이 전환됨에 따라, 와류 챔버(60)내에서 가스 스트림의 회전력을 증대시켜 소용돌이를 증대시킬 수 있다. 이로 인해 가스 스트림으로부터 오일 미스트를 분리하여 제거하는 집진효율을 향상시킬 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 제1,2분리 프로파일(30,50)의 제1,2절곡부(20,40)에 의해 형성되는 와류 챔버(60)에 의해 오일 미스트가 제거된 공기는, 제1분리 프로파일(30)의 공간부(b)를 통과한 후, 이웃한 제2분리 프로파일(50,50a)외측면 사이의 통로(110) 및 덕트(미 도시됨)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

한편, 가스 스트림이 이웃한 제1분리 프로파일(30)외측면 사이의 간극을 통과하여 제2분리 프로파일(50)의 공간부(a)에 유입될 경우, 가스 스트림(도면상, 우측 방향으로 이동되는 가스 스트림을 말함)은 제1분리 프로파일(30a)의 제1절곡부(20a)와 제2분리 프로파일(50)내측면 사이의 통로(100)를 통과한 후, 제1분리 프로파일(30)의 제1절곡부(20a)와 제2분리 프로파일(50)의 제2절곡부(40)에 의해 형성되는 와류 챔버(60a)에 유입된다.

이로 인해, 와류 챔버(60a) 내부에 가스 스트림의 회전에 의해 생성되는 와류에 의해 가스 스트림으로부터 오일 미스트를 분리, 흡착에 의해 제거하는 기술내용은, 전술한 와류 챔버(60) 내부에 형성되는 와류에 의해 가스 스트림으로부터 오일 미스트를 분리, 흡착에 의해 제거하는 기술내용과 실질적으로 동일하므로, 이들의 구성 및 작동에 대한 상세한 설명은 생략한다.

여기에서, 전술한 본 명세서에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 명세서의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 명세서의 내용을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10; 분리 프로파일
20; 제1절곡부
30; 제1분리 프로파일
40; 제2절곡부
50; 제2분리 프로파일
60; 와류 챔버
70; 흡착부
80; 꺽임부
90,100,110,120; 통로
a,b; 공간부

Claims (5)

1. 미스트 상태의 오일을 함유하는 가스 스트림으로부터 오일 미스트를 분리, 흡착에 의해 제거하기 위한 오일 미스트 분리기에 있어서:
   상기 가스 스트림의 유동 방향에 대해 횡방향으로 배열되는 분리 프로파일은,
   좌우 방향으로 등간격을 유지하여 열을 이루어 형성되고, 상기 가스 스트림이 이웃한 프로파일 사이를 통해 유입되며, 상기 가스 스트림에 와류를 생성하기 위한 제1절곡부가 개구부에 대향되게 형성되는 제1분리 프로파일과,
   상기 제1분리 프로파일에 대해 임의간격을 유지하여 지그재그 형태를 이루도록 좌우 방향으로 열을 이루어 형성되고, 오일 미스트가 제거된 가스가 이웃한 프로파일 사이를 통해 배출되며, 상기 가스 스트림에 와류를 생성하기 위한 제2절곡부가 개구부에 대향되게 형성되는 제2분리 프로파일을 구비하여,
   이웃한 상기 제1분리 프로파일 사이를 통해 유입되는 상기 가스 스트림이 상기 제1,2절곡부에 의해 형성되는 와류 챔버에 유입될 경우, 상기 와류 챔버 내에서 상기 가스 스트림의 회전에 의해 생성되는 와류에 의해 응집되는 상기 오일 미스트 일부는 자유낙하 되고, 오일 미스트 일부는 상기 제1,2분리 프로파일의 내측면에 흡착되어 흘러 내리게 되는 것을 특징으로 하는 플레이트형 오일 미스트 분리기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 오일 미스트가 접촉되는 단면적을 확대시켜 오일 미스트의 흡착 증진을 위한 길이방향의 흡착부가 상기 제1,2분리 프로파일의 내측면 또는 외측면에 반복 형성되는 것을 특징으로 하는 플레이트형 오일 미스트 분리기.
3. 제2항에 있어서, 상기 흡착부는
   반원형, 사다리꼴, 타원형 형태중 어느 하나가 블록형태, 또는 오목형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 플레이트형 오일 미스트 분리기.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1,2절곡부의 단부는
   상기 와류 챔버 내에서 상기 가스 스트림의 흐름을 간섭하여 정체되는 것을 방지하기 위해 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 플레이트형 오일 미스트 분리기.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
   상기 와류 챔버에 유입되는 상기 가스 스트림과 충돌하여 가스 스트림의 이동되는 방향을 전환시켜 상기 가스 스트림의 회전력을 증대시키도록 상기 제1,2절곡부의 내측면에 형성되는 오목한 형태의 방향 전환부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 플레이트형 오일 미스트 분리기.

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