KR20200019465A - 미세분진처리용 스크린워터필터집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세분진처리용스크린워터필터집진장치에 관한 것으로, 집진장치 흡입구를 통해 들어온 복합 미세입자를 포함하는 오염공기가 기류상에 설치된 장애물에 충돌되어 유동 방향이 바뀌게 되고 이 때, 미세입자의 관성력에 의해 흐름을 벗어나 장애물에 부착되고 이어 중력에 의해 바닥으로 침강하는 미세입자를 분리 포집하는 방식을 통해 관성력을 이용한 충돌분리와 중력 침강식 원리와 습식 집진방식을 바탕으로 구성 장치의 단순화를 이루고 집진 효율을 최적화할 수 있다.
이를 위해 외주면에 미세입자를 포함한 공기가 유입되는 흡입구와 타단 외주면에 정화된 공기가 배출되는 배출구를 구비하는 집진기챔버부와 낙하하는 미세입자가 이동되는 이동관과 이를 수용하는 미세분진포집탱크를 포함하는 미세입자수집부로 이루어지고 공기 흡입모터와 전원공급장치를 포함하고 상기 스크린워터필터의 상층 하단부와 하층 상단부가 접하는 기준선으로 상기 배출구로 향하는 방사형의 일정한 각도로 적어도 두개 이상의 확장스크린워터필터가 구비되고 상기 스크린워터필터의 눈금의 크기는 상기 확장스크린워터필터의 눈금의 크기와 다르게 이루어지며 상기 스크린워터필터와 상기 확장스크린워터필터는 45°의 방향성을 갖는 빗금모양의 눈금으로 구성되되, 상기의 분사노즐은 상하로 움직이게 하여 세정집진의 목적 뿐만이 아닌 집진을 통해 미세입자가 잔존될 수있는 장치 내부의 세척과 오염물을 효과적으로 제거할 수 있다.

Description

미세분진처리용 스크린워터필터집진장치{Screen water filter dust collector for fine dust treatment}

본 발명은 미세분진처리용스크린워터필터집진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 산업공정에서 발생되는 복합 미세입자를 포함하는 오염공기가 기류상에 설치된 장애물에 충돌되어 유동 방향이 바뀌게 되고 이 때, 미세입자의 관성력에 의해 흐름을 벗어나 장애물에 부착되고 이어 중력에 의해 바닥으로 침강하면서 미세입자가 분리되는 미세분진처리용스크린워터필터집진장치에 관한 것이다.

일반적으로, 산업 발달에 따라 제조공정 및 각종 연소 작업 또는 생산과정에서 불가피하게 발생되고 있는 분진과 같은 미세입자가 대기에 포함되어 발생되는 피해를 방지하기 위해 대기 중이나 특정한 환경 하에 존재하는 미세입자들을 제어하는 기술들은 과학, 기술분야에서 광범위하게 응용되고 있다.

미세입자들을 제어하여 액체나 고체의 입자를 기계적으로 대기에서 분리하는 조작을 위한 목적으로 집진장치가 사용되고 해당 장치는 입자에 유효한 작용력에 따라 중력, 관성력, 원심력, 부착력, 친수력 및 전기력 등의 집진방식이 적용되어 중력 집진장치, 관성력 집진장치, 원심력 집진장치, 음파 집진장치, 세정 집진장치, 여과 집진장치, 전기 집진장치 등의 분리기구로 구분할 수 있다. 또한 집진장치의 실제 산업현장 적용을 위해서는 보수관리, 운전비, 안정성 및 내구성 등의 여러 가지 요소가 복합적으로 만족되어야 한다.

위와 같이 산업공정에 의해 발생되는 분진 및 미세입자 제거를 위해 대한민국 등록특허공보 제10-1576654호에는 본 명세서 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 관성충돌식 다중 집진장치에 있어서, 오염공기를 인입 받는 유입구가 상부 일 측에 형성되고, 오염공기에 포함된 분진을 낙하 배출시키는 분진배출구가 하부에 형성되며, 미세분진을 포함하는 배기공기를 배출시키는 배기구가 상부 중앙에 형성되는 원심력집진기와 상기 원심력집진기의 배기구에서 배출된 배기공기를 이송 받는 유입구가 일 측에 형성되고 하나 이상의 여과필터를 구비하며 여과필터에서 여과된 정화공기를 배출하는 배기구가 형성되는 여과집진기 및 상기 원심력집진기의 배기구에 인접되어 구비되되, 외부공기를 공급받아 배기공기 배출방향의 반대방향으로 외부공기를 분사하는 분사장치를 포함하여 구성되는 관성충돌식 다중 집진장치가 공지되어 있다.

그러나 이를 위한 집진장치 구성은 원심력집진기와 필터를 이용한 여과집진기를 병합한 다중 구조로써 설비의 복잡도가 가중되어 운영과 유지보수의 관리적인 어려움이 발생될 수 있고, 설치비용 증가와 설비를 위한 공간적 제약이 발생될 수 있다. 또한 다중 구조 중 하나인 여과필터를 이용한 필터형 집진 구조에서 여과공에 수분함유 분진의 고착으로 인한 집진효율이 저하되는 문제점은 계속적으로 잔재해 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1576654호(2015.12.04)

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 산업공정으로 발생 된 미세입자가 포함된 공기의 진행방향을 강제적으로 변환시켜 관성력을 이용한 충돌분리와 중력 침강식 원리와 습식 집진방식을 바탕으로 구성 장치의 단순화를 이루고 집진 효율을 최적화하는 미세분진처리용스크린워터필터집진장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

목적을 달성하기 위한 구성으로는 외주면에 미세입자를 포함한 공기가 유입되는 흡입구와 타단 외주면에 정화된 공기가 배출되는 배출구를 구비하는 집진기챔버부와 낙하하는 미세입자가 이동되는 이동관과 이를 수용하는 미세분진포집탱크를 포함하는 미세입자수집부로 이루어지고 공기 흡입모터와 전원공급장치를 포함하는 집진기 미세분진처리용스크린워터필터집진장치에 있어서, 상기 배출구 전면으로 이격되어 상기 집진기챔버부의 상단에서 하단에 이르는 높이에 대해 두개의 층으로 결합하는 적어도 두개 이상의 스크린워터필터를 포함하고 후면으로 이어지는 부분에 공기히팅기가 구비되고, 상기 스크린워터필터 전면으로 각 층의 상단부 높이에 분사노즐이 포함된다.

본 발명의 다른 특징으로는 상기 스크린워터필터의 상층 하단부와 하층 상단부가 접하는 기준선으로 상기 배출구로 향하는 방사형의 일정한 각도로 적어도 두개 이상의 확장스크린워터필터가 구비되고 상기 스크린워터필터의 눈금의 크기는 상기 확장스크린워터필터의 눈금의 크기와 다르게 이루어지며 상기 스크린워터필터와 상기 확장스크린워터필터는 45°의 방향성을 갖는 빗금모양의 눈금으로 구성되고 상기의 분사노즐은 상하로 움직이게 되며 상기 집진기챔버부에는 스크린워터필터의 상태를 모니터링하는 영상카메라가 포함된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 미세분진처리용스크린워터필터집진장치는 관성력을 이용한 충돌분리와 중력 침강식 원리의 집진방식과 함께 습식 세정 집진방식의 다수의 메커니즘이 적용되어 집진 효율을 높일 뿐만 아니라 배출구로의 공기 이동 시 건조를 가능하게 하여 습기로 인한 구성부의 훼손과 오염을 방지할 수 있고 장치 구성요소의 단순화를 통해 운영 및 유지보수의 관리가 효율적으로 이루질 수 있다.

또한 산업현장에서 요구되어지는 처리용량에 따라 맞춤형으로 집진장치의 확장 축소가 가능하여 공간적, 운영적 활용도를 향상시키고 설치비를 합리적으로 제공될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 기존의 관성충돌식 다중 집진장치 정단면도.
도 2는 본 발명에 따른 미세분진처리용스크린워터필터집진장치의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 미세분진처리용스크린워터필터집진장치 제 1실시 예의 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 미세분진처리용스크린워터필터집진장치 제 2실시 예의 측면도.

대기 중에 현탁하는 액체나 고체의 입자를 기계적으로 분리하는 집진장치는 장치 유지비의 절약과 안전위생, 대기 품질의 향상, 비산 입자의 회수를 위해 산업현장에 활용되고 있다. 이와 같은 집진장치는 입자에 작용하는 분리력 또는 분리 기구에 의해 중력집진, 관성집진, 원심집진, 세정집진, 여과집진, 전기집진으로 분류될 수 있다.

이 중 본 발명에는 중력집진과 관성집진 원리를 기본으로 하여 세정집진의 방식을 결합 응용하여 적용된다. 미세입자를 포함한 오염공기가 집진장치 안으로 유입되면 내부에 부착된 스크린워터필터에 의해 풍향이 전환되면서 내부 눈금과 충돌하여 미세입자가 분리되고 남은 분진은 충돌에 의해 난기류가 형성되어 풍속이 감소하므로 관성에 의해 작은 미립자들이 기류로부터 분리되어 침강하는 원리를 이용하고 있다. 그리고 스크린워터필터 전면 상부에 구성되는 살수장치가 설치되어 물 또는 세정액을 분사시켜 액점, 액막, 기포등을 다량으로 형성하여 충돌, 확산, 습도 증가, 응축 등에 의해 입자 지름을 크게 함으로써 입자를 포집하는 세정집진 원리를 병행하여 중력집진과 관성집진의 효율을 현저하게 높일 수 있게 된다. 또한 중력집진 원리를 통해서 압력 손실이 적고 설계 및 유지보수가 상대적으로 용이하며 관성집진 또한 간단한 구조와 취급이 용이하여 점착성, 마모성, 부식성 분진에도 적합하다.

도 2는 본 발명에 따른 미세분진처리용스크린워터필터집진장치의 정면도이고 도 3은 본 발명에 따른 미세분진처리용스크린워터필터집진장치 제 1 실시 예의 측면도로서 이를 참고하여 본원발명의 상세 구성요소를 설명하면 아래와 같다.

외주면에 미세입자를 포함한 공기가 유입되는 흡입구(11)와 타단 외주면에 정화된 공기가 배출되는 배출구(12)를 구비하는 집진기챔버부(10)와 낙하하는 미세입자가 이동되는 이동관(21)과 이를 수용하는 미세분진포집탱크(22)를 포함하는 미세입자수집부(20)로 이루어지고 공기 흡입모터(31)와 전원공급장치(32)를 포함하는 미세분진처리용스크린워터필터집진장치에 있어서, 상기 배출구(12) 전면으로 이격되어 상기 집진기챔버부(10)의 상단에서 하단에 이르는 높이에 대해 두개의 층으로 결합하는 적어도 두개 이상의 스크린워터필터(13)를 포함하고 후면으로 이어지는 부분에 공기히팅기(14)가 구비되고, 상기 스크린워터필터(13) 전면으로 각 층의 상단부 높이에 분사노즐(15)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 스크린워터필터(13)의 눈금의 크기는 상기 확장스크린워터필터(131)의 눈금의 크기와 다르게 구성되고 이는 각각의 필터에서 집중적으로 포획하는 미세입자를 구분함으로써 다층적이고 단계별로 미세입자가 걸러지게 되는 구성으로 단일 필터로의 구성 시 원활한 기류의 흐름을 가능하게 하여 집진 효율을 향상시키고 부하를 줄일 수 있게 한다. 스크린워터필터(13)와 확장스크린워터필터(131)는 45°의 방향성을 갖는 빗금모양의 눈금을 특징으로 하고 다층적으로의 필터 구성 시에는 필터를 회전 장착하여 눈금의 방향성을 다르게 하여 집진 효율을 향상시킬 수 있게 한다. 또한 내식성에 탁월한 알루미늄합금 또는 스테인레스스틸을 채용하여 고온가스 또는, 부식성 가스에도 훼손을 방지하고 본연의 기능을 제공할 수 있다.

미세입자 집진 효율을 높이기 위한 세정집진 기능을 수행하는 상기 분사노즐(15)은 상하로 움직이게 이루어지고 이는 집진을 통해 미세입자가 잔존될 수있는 내부의 세척과 오염물을 제거할 수 있는 기능을 제공한다. 장치에 고착된 오염물을 제거하기 위한 분사되는 수압을 조절할 수 있는 기능 또한 고려될 수 있다.

미세입자가 걸러진 대기 혹은 가스가 배출될 시 전 단계에서 수분을 포함할 수 있고 상기 배출구(12)를 통과할 시 습도를 제거할 수 있도록 공기히팅기(14)가 구비됨으로써 배출구(12)연결 장치 등에 습도로 인해 발생될 수 있는 부식 또는 훼손을 방지하며 건조한 상태를 유지하여 미세입자 뿐만 아닌 위생적으로도 안전한 대기를 제공할 수 있도록 한다.

그리고 상기 집진기챔버부(10)에는 스크린워터필터(13)의 상태를 모니터링하는 영상카메라(16)가 구비될 수 있으며 이를 통해 실시간으로 내부 상태를 영상으로 확인할 수 있게 하고 또한 내부 관리 시스템과 연동되어 관리자에게 전송이 가능할 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 통해 관리자는 장치의 유지보수를 위한 의사결정에 있어 참고할 수 있으며 이상 동작 시에는 장치 작동을 제어할 수 있도록 참고 자료로 사용가능하다.

도 4는 본 발명에 따른 미세분진처리용스크린워터필터집진장치 제 2실시 예의 측면도로서 이를 참고하여 본원발명의 구성을 설명하면 하기와 같다.

상기 스크린워터필터(13)의 상층 하단부와 하층 상단부가 접하는 기준선으로 상기 배출구(12)로 향하는 방사형의 일정한 각도로 적어도 두개 이상의 확장스크린워터필터(131)가 구비되어 단면적을 넓게 하여 흡입되는 오염공기의 충돌 장애물을 추가하여 다층적인 필터링을 가능하게 하여 집진 효율을 향상시키는 구성이다.

본 발명에 따른 미세분진처리용스크린워터필터집진장치 다른 실시 예로써 이를 설명하면 하기와 같다.

외주면에 미세입자를 포함한 공기가 유입되는 흡입구(11)와 타단 외주면에 정화된 공기가 배출되는 배출구(12)를 구비하는 집진기챔버부(10)와 낙하하는 미세입자가 이동되는 이동관(21)과 이를 수용하는 미세분진포집탱크(22)를 포함하는 미세입자수집부(20)로 이루어지고 공기 흡입모터(31)와 전원공급장치(32)를 포함하는 미세분진처리용스크린워터필터집진장치에 있어서,

상기 집진기챔버부(10)의 중앙부를 기준으로 각 모서리를 향하고 전면부 넓은 단면적이 흡입구(11)를 바라보는 방사형의 형상으로 적어도 4개 이상의 스크린워터필터(13)가 결속되게 구성되고, 배출구(12)의 후면으로 이어지는 부분에 공기히팅기(14)가 구비되고, 상기 스크린워터필터(13) 전면으로 각 층의 상단부 높이로 분사노즐(15)이 구비되는 것을 특징으로 하는 것으로 이는 제 2실시 예로 나와 있는 스크린워터필터(13)와 확장스크린워터필터(131)의 필터 구성 형상에 대한 또 다른 적용 예로써 이를 통해 단면적을 최대화하여 미세입자를 포집하기 위한 장치 구성이다.

본 발명은 특정의 실시 예 및 적용 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

10. 집진기챔버부 11. 흡입구
12. 배출구 13. 스크린워터필터
131. 확장스크린워터필터 14. 공기히팅기
15. 분사노즐 20. 미세입자수집부
21. 이동관 22. 미세분진포집탱크
31. 공기흡입모터 32. 전원공급기
100. 집진장치

Claims (6)

1. 외주면에 미세입자를 포함한 공기가 유입되는 흡입구(11)와 타단 외주면에 정화된 공기가 배출되는 배출구(12)를 구비하는 집진기챔버부(10)와 낙하하는 미세입자가 이동되는 이동관(21)과 이를 수용하는 미세분진포집탱크(22)를 포함하는 미세입자수집부(20)로 이루어지고 공기 흡입모터(31)와 전원공급장치(32)를 포함하는 미세분진처리용스크린워터필터집진장치에 있어서,
   상기 배출구(12) 전면으로 이격되어 상기 집진기챔버부(10)의 상단에서 하단에 이르는 높이에 대해 두개의 층으로 결합하는 적어도 두개 이상의 스크린워터필터(13)를 포함하고 후면으로 이어지는 부분에 공기히팅기(14)가 구비되고,
   상기 스크린워터필터(13) 전면으로 각 층의 상단부 높이에 분사노즐(15)이 구비되는 것을 특징으로 하는 미세분진처리용스크린워터필터집진장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 스크린워터필터(13)의 상층 하단부와 하층 상단부가 접하는 기준선으로 상기 배출구(12)로 향하는 방사형의 일정한 각도로 적어도 두개 이상의 확장스크린워터필터(131)가 구비되는 것을 특징으로 하는 미세분진처리용스크린워터필터집진장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 스크린워터필터(13)의 눈금의 크기는 상기 확장스크린워터필터(131)의 눈금의 크기와 다르게 구성하는 것을 특징으로 하는 미세분진처리용스크린워터필터집진장치.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
   상기 스크린워터필터(13)와 상기 확장스크린워터필터(131)는 45°의 방향성을 갖는 빗금모양의 눈금을 특징으로 하는 미세분진처리용스크린워터필터집진장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 분사노즐(15)은 상하로 움직이는 것을 특징으로 하는 미세분진처리용스크린워터필터집진장치.
6. 외주면에 미세입자를 포함한 공기가 유입되는 흡입구(11)와 타단 외주면에 정화된 공기가 배출되는 배출구(12)를 구비하는 집진기챔버부(10)와 낙하하는 미세입자가 이동되는 이동관(21)과 이를 수용하는 미세분진포집탱크(22)를 포함하는 미세입자수집부(20)로 이루어지고 공기 흡입모터(31)와 전원공급장치(32)를 포함하는 미세분진처리용스크린워터필터집진장치에 있어서,
   상기 집진기챔버부(10)의 중앙부를 기준으로 각 모서리를 향하고 전면부 넓은 단면적이 흡입구(11)를 바라보는 방사형의 형상으로 적어도 4개 이상의 스크린워터필터(13)가 결속되게 구성되고, 배출구(12)의 후면으로 이어지는 부분에 공기히팅기(14)가 구비되고,
   상기 스크린워터필터(13) 전면으로 각 층의 상단부 높이로 분사노즐(15)이 구비되는 것을 특징으로 하는 미세분진처리용스크린워터필터집진장치.
   

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