KR20230003935A - 집진 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

집진 장치 및 이의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분진이 많이 발생되는 작업장이나 공정에서 발생되는 함진 가스에 포함된 분진을 여과시킬 수 있는 집진 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 함진 가스가 유입되는 내부 공간에 타공 플레이트가 설치되고, 상기 타공 플레이트에 의해 상기 내부 공간이 상기 함진 가스를 팽창 및 여과시키는 여과 공간과, 여과된 상기 함진 가스를 배출시키는 배출 공간으로 구획되는 집진 호퍼; 상기 집진 호퍼의 일측에 연결되고, 상기 집진 호퍼의 상기 여과 공간으로 상기 함진 가스를 유입시키는 가스 유입관; 상기 집진 호퍼의 상기 여과 공간에 설치될 수 있도록 상기 타공 플레이트에 삽입되어, 상기 함진 가스에 포함된 분진을 여과시키는 복수의 집진 필터; 상기 집진 호퍼의 상기 여과 공간에서 상기 복수의 집진 필터의 하부에 설치되고, 상기 복수의 집진 필터 각각에 유입되는 상기 함진 가스의 양을 조절하는 유량 조절 플레이트; 상기 집진 호퍼의 타측에 연결되고, 상기 복수의 집진 필터에 의해 여과되어 상기 배출 공간으로 모인 상기 함진 가스를 외부로 배출시키는 가스 배출관; 및 상기 복수의 집진 필터로부터 각 집진 필터의 차압 정보를 입력 받고, 상기 차압 정보에 따라 상기 복수의 집진 필터 각각에 유입되는 상기 함진 가스의 양을 조절할 수 있도록 상기 유량 조절 플레이트를 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.

Description

집진 장치 및 이의 제어 방법{Dust collector and its control method}
본 발명은 집진 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 분진이 많이 발생되는 작업장이나 공정에서 발생되는 함진 가스에 포함된 분진을 여과시킬 수 있는 집진 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
제철 공장, 자동차 제조 공장, 선박 제조 공장, 산업 기계 제조 공장 및 화력 발전소 등과 같이 분진이 많이 발생하는 공정을 포함하는 산업 현장에는 공장 내에서 발생하는 함진 가스에 포함된 분진을 제거하여 외부로 배출하기 위한 집진 장치가 구비된다. 이러한, 집진 장치는, 분진을 포집하여 제거할 수 있도록 내부에 필터가 장착되는데, 주로 부직포나 세라믹으로 제조된 필터 및 카트리지 필터 등이 사용되고 있다.
일반적으로, 집진 장치에 사용되는 집진 필터는, 오랜 기간 사용하게 되면서 집진 필터에 분진 또는 배출물질이 다량 흡착되고, 그 결과 집진 장치의 차압을 상승시킬 뿐만 아니라 여과 효율을 감소시키기 때문에, 집진 필터에 압축 공기를 분사하여 집진 필터에 흡착된 분진 또는 배출물질을 제거하는 탈진 작업을 주기적으로 시행하고 있다.
그러나, 이러한 종래의 집진 장치는, 함진 가스의 여과 과정에서 각 집진 필터 별로 포집된 분진의 양이 달라져 분진이 많이 포집된 특정 집진 필터에서 차압이 높아지는 현상이 발생함에 따라, 집진 호퍼의 내부에서 함진 가스의 편류가 발생하는 문제점이 있었다.
이와 같은, 함진 가스의 편류에 따라 특정 집진 필터에 분진이 더욱 포집되고 이로 인해 차압이 높아지는 현상이 더욱 심화됨으로써, 이를 해소하기 위해 집진 필터의 탈진 작업의 주기가 지나치게 짧아지고, 높은 차압으로 집진 호퍼의 배기 팬의 부하 상승을 야기시켜 전력 비용 증가 및 배기 팬의 수명 단축 등 집진 장치의 운영 비용을 증가시키는 문제점이 있었다. 또한, 잦은 집진 필터의 탈진 작업은, 집진 필터의 수명에도 영향을 미쳐 집진 필터의 교체 주기가 지나치게 단축되고, 이로 인해 집진 필터의 구입 비용이 증가되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 집진 호퍼 내부에 설치된 복수의 집진 필터 각각의 차압을 고려하여 각 집진 필터 별 함진 가스의 유량을 균등 분배할 수 있는 집진 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 집진 장치가 제공된다. 상기 집진 장치는, 함진 가스가 유입되는 내부 공간에 타공 플레이트가 설치되고, 상기 타공 플레이트에 의해 상기 내부 공간이 상기 함진 가스를 팽창 및 여과시키는 여과 공간과, 여과된 상기 함진 가스를 배출시키는 배출 공간으로 구획되는 집진 호퍼; 상기 집진 호퍼의 일측에 연결되고, 상기 집진 호퍼의 상기 여과 공간으로 상기 함진 가스를 유입시키는 가스 유입관; 상기 집진 호퍼의 상기 여과 공간에 설치될 수 있도록 상기 타공 플레이트에 삽입되어, 상기 함진 가스에 포함된 분진을 여과시키는 복수의 집진 필터; 상기 집진 호퍼의 상기 여과 공간에서 상기 복수의 집진 필터의 하부에 설치되고, 상기 복수의 집진 필터 각각에 유입되는 상기 함진 가스의 양을 조절하는 유량 조절 플레이트; 상기 집진 호퍼의 타측에 연결되고, 상기 복수의 집진 필터에 의해 여과되어 상기 배출 공간으로 모인 상기 함진 가스를 외부로 배출시키는 가스 배출관; 및 상기 복수의 집진 필터로부터 각 집진 필터의 차압 정보를 입력 받고, 상기 차압 정보에 따라 상기 복수의 집진 필터 각각에 유입되는 상기 함진 가스의 양을 조절할 수 있도록 상기 유량 조절 플레이트를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 유량 조절 플레이트는, 상기 집진 호퍼의 횡단면과 대응되는 형상의 플레이트 형상으로 형성되는 플레이트 몸체; 및 상기 복수의 집진 필터 각각에 유입되는 상기 함진 가스의 양을 조절할 수 있도록, 상기 플레이트 몸체에 소정의 패턴으로 배치되는 복수의 유량 조절 밸브;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 복수의 유량 조절 밸브는, 상기 복수의 집진 필터 각각의 위치와 개별적으로 대응되는 위치에 형성될 수 있도록 상기 플레이트 몸체에 상기 소정의 패턴으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 복수의 유량 조절 밸브는, 개방된 홀부의 크기를 조절하여 개폐율을 제어할 수 있는 조리개(Aperture) 타입의 밸브일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 복수의 집진 필터는, 상기 복수의 집진 필터의 하부에 설치되어 압력을 측정하는 제 1 압력 센서; 및 상기 복수의 집진 필터의 상부에 설치되어 압력을 측정하는 제 2 압력 센서;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 집진 필터 각각에서 측정되는 상기 제 2 압력 센서의 압력 값과 상기 제 1 압력 센서의 압력 값의 차이를 상기 차압 정보로 입력받을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제어부는, 상기 복수의 집진 필터 각각의 차압 값을 포함하는 상기 차압 정보에 따라, 상기 차압 값이 높은 집진 필터와 대응되는 위치의 유량 조절 밸브의 개폐율은 감소시키고, 상기 차압 값이 낮은 집진 필터와 대응되는 위치의 유량 조절 밸브의 개폐율은 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제어부는, 소정 시간 간격으로 상기 복수의 집진 필터의 상기 차압 정보를 입력 받고, 상기 차압 정보에 변동이 있을 경우 상기 복수의 유량 조절 밸브 각각의 개폐율을 재조정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 집진 호퍼의 상기 배출 공간에서 상기 복수의 집진 필터의 상부에 설치되고, 상기 복수의 집진 필터를 향해 압축 공기를 분사하는 공기 분사부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 집진 장치의 제어 방법이 제공된다. 상기 집진 장치의 제어 방법은, 함진 가스에 포함된 분진을 여과시킬 수 있는 복수의 집진 필터 및 상기 복수의 집진 필터 각각에 유입되는 상기 함진 가스의 양을 조절할 수 있도록 복수의 유량 조절 밸브가 형성되는 유량 조절 플레이트가 내부의 여과 공간에 설치되는 집진 호퍼를 포함하는 집진 장치의 운전을 시작하는 운전 시작 단계; 상기 복수의 집진 필터 각각의 차압 값을 측정하는 차압 측정 단계; 및 상기 차압 측정 단계에서 측정된 상기 복수의 집진 필터 각각의 상기 차압 값의 편차가 발생할 경우, 상기 여과 공간에서 발생하는 상기 함진 가스의 유량 편중 현상을 방지할 수 있도록, 상기 유량 조절 플레이트에 형성된 상기 복수의 유량 조절 밸브 각각의 개폐율을 조정하는 개폐율 조정 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 개폐율 조정 단계에서, 상기 차압 값이 높은 집진 필터와 대응되는 위치의 유량 조절 밸브의 개폐율은 감소시키고, 상기 차압 값이 낮은 집진 필터와 대응되는 위치의 유량 조절 밸브의 개폐율은 증가시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 개폐율 조정 단계에서, 상기 유량 조절 플레이트에 형성된 상기 복수의 유량 조절 밸브 각각의 개폐율을 조정하고 소정 시간 경과 후, 상기 차압 측정 단계를 재실행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 차압 측정 단계에서, 상기 복수의 집진 필터 각각의 상기 차압 값의 편차가 발생하지 않을 경우, 종래의 상기 유량 조절 플레이트의 상기 복수의 유량 조절 밸브의 개폐율을 소정 시간 동안 유지시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 차압 측정 단계에서, 상기 소정 시간 경과 후 상기 복수의 집진 필터 각각의 차압 값을 재측정하고, 상기 복수의 집진 필터 각각의 상기 차압 값의 편차가 발생하지 않을 경우, 종래의 상기 유량 조절 플레이트의 상기 복수의 유량 조절 밸브의 개폐율을 상기 소정 시간 동안 더 유지시키고, 상기 복수의 집진 필터 각각의 상기 차압 값의 편차가 발생할 경우, 상기 개폐율 조정 단계를 실행할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 집진 호퍼 내부에 설치된 복수의 집진 필터의 하부에 각 집진 필터 별로 공급되는 함진 가스의 유량을 개별적으로 조절할 수 있는 유량 조절 플레이트를 설치하고, 각 집진 필터의 상하부에 설치된 압력 센서를 이용해 산출된 집진 필터 별 차압 비교를 통해 유량 조절 플레이트의 각 집진 필터 별 함진 가스의 유량 개폐율을 제어함으로써, 각 집진 필터 별 함진 가스의 유량을 균등 분배할 수 있다.
또한, 유량 조절 플레이트의 유량 개폐율 제어가 알고리즘에 의해 자동 제어되도록 구성됨에 따라, 집진 호퍼의 내부에서 발생할 수 있는 함진 가스의 편류 현상을 사전에 방지할 수 있는 운전을 함으로써, 종래의 집진 장치의 내부에서 발생하는 함진 가스의 유량 편중으로 인한 일부 집진 필터 차압 상승 현상을 사전에 방지하는 효과를 가질 수 있다.
또한, 각 집진 필터 별 함진 가스 유량의 자동 제어 시스템에 포함된 집진 필터의 압력 센서로 인해, 집진 필터의 교체 주기를 예상하고, 함진 가스 이물질 및 수분으로 인한 눈막힘 현상도 유추가 가능함으로써, 운전자가 집진 장치를 가동 및 정지 시켜 점검, 정수하는 시기를 효율적으로 수집하는 효과를 가질 수 있다.
또한, 특정 집진 필터의 차압 상승 시에 통상적으로 행하던 펄싱 압력 증대, 스위치 및 퓨즈 점검, 밸브 파손 점검 등의 방안을 행하지 않거나 최소한으로 줄일 수 있고, 집진 장치로의 송풍기 및 풍량, 댐퍼 개폐조정을 설비적으로 하지 않아도 유량 조절 플레이트의 각 집진 필터 별 유량 제어만으로도 해당 효과를 누릴 수 있다.
이와 같이, 유량 조절 플레이트에 의해 각 집진 필터 별로 공급되는 함진 가스의 유량을 차압 발생량을 고려하여 개별적으로 조절하여 각 집진 필터 별 함진 가스의 유량을 균등 분배함으로써, 함진 가스의 여과 효율을 증가시키고, 집진 필터의 수명을 증가시킬 수 있는 집진 장치 및 이의 제어 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 장치를 개략적으로 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 집진 장치의 유량 조절 플레이트를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 유량 조절 플레이트에 형성된 유량 조절 밸브의 개폐량 조절 실시예를 나타내는 단면도들이다.
도 4는 도 1의 집진 장치에서 탈진 공정을 실시한 예를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집진 장치의 제어 방법을 순서대로 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 장치(100)를 개략적으로 나타내는 개략도이고, 도 2는 도 1의 집진 장치(100)의 유량 조절 플레이트(40)를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 유량 조절 플레이트(40)에 형성된 복수의 유량 조절 밸브(42)의 개폐량 조절 실시예를 나타내는 단면도들이다. 그리고, 도 4는 도 1의 집진 장치(100)에서 공기 분사부(80)를 이용하여 집진 필터(30)의 탈진 공정을 실시한 예를 나타내는 개략도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 장치(100)는, 크게, 집진 호퍼(10)와, 가스 유입관(20)과, 복수의 집진 필터(30)와, 유량 조절 플레이트(40)와, 가스 배출관(50)과, 제어부(60) 및 공기 분사부(80)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 집진 호퍼(10)는, 함진 가스가 유입되는 내부 공간(A)에 타공 플레이트(70)가 설치되고, 타공 플레이트(70)에 의해 내부 공간(A)이 상기 함진 가스를 팽창 및 여과시키는 여과 공간(A1)과, 여과된 상기 함진 가스를 배출시키는 배출 공간(A2)으로 구획될 수 있다.
더욱 구체적으로, 집진 호퍼(10)는, 전체적으로 원형이나, 사각형이나, 다각형 형상의 횡단면을 가지는 통 형상으로 형성되고, 하부의 일부 구간은 하방으로 그 단면적이 점점 작아지는 깔때기 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 집진 호퍼(10)의 하부 일측에 연결된 가스 유입관(20)을 통해서 집진 호퍼(10)의 여과 공간(A1)으로 상기 함진 가스가 유입될 수 있다. 예컨대, 도시되진 않았지만 가스 유입관(20)의 일측은 상기 함진 가스가 발생하는 공정 구역 또는 공정 장치에 연결되고, 타측은 집진 호퍼(10)의 여과 공간(A1)으로 연결되게 형성됨으로써, 상기 함진 가스를 집진 호퍼(10)의 여과 공간(A1)으로 유입시킬 수 있다.
이때, 상대적으로 단면적이 작은 가스 유입관(20)으로 유입된 상기 함진 가스는, 상대적으로 단면적이 큰 집진 호퍼(10)의 여과 공간(A1)으로 빠르게 분출되면서 그 부피가 팽창하고, 상기 함지 가스가 팽창하는 과정에서 상기 함진 가스에 응집된 분진이 자체 무게로 낙하하여 집진 호퍼(10)의 하부에 쌓일 수 있다.
또한, 집진 호퍼(10)의 상부 타측에 연결된 가스 배출관(50)을 통해서, 집진 호퍼(10)의 여과 공간(A1)에 설치된 후술된 복수의 집진 필터(30)에 의해 여과되어 배출 공간(A2)으로 모인 상기 함진 가스를 외부로 배출시킬 수 있다.
예컨대, 가스 유입관(20)을 통해 집진 호퍼(10)의 여과 공간(A1)으로 분출되면서 팽창에 의해 포함된 일부 분진이 제거된 상기 함진 가스는, 여과 공간(A1)에서 배출 공간(A2)으로 이동하는 과정에서 집진 호퍼(10)의 타공 플레이트(70)에 설치된 복수의 집진 필터(30)를 통과하면서 잔류하는 분진이 모두 여과될 수 있다.
이에 따라, 복수의 집진 필터(30)를 통과하면서 분진이 모두 여과된 상기 함진 가스는 배출 공간(A2)으로 유입된 후, 배출 공간(A2)의 일측에 연결된 가스 배출관(50)을 통하여 외부로 배출될 수 있다.
여기서, 상기 함진 가스에 포함된 분진을 여과시키는 복수의 집진 필터(30)에 대해 더욱 구체적으로 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 집진 필터(30)는, 집진 호퍼(10)의 여과 공간(A1)에 설치될 수 있도록, 타공 플레이트(70)이 타공홀에 삽입되어, 상기 함진 가스에 포함된 분진을 여과시킬 수 있다.
더욱 구체적으로, 복수의 집진 필터(30)는, 원통 형상으로 형성되어 집진 호퍼(10)의 높이 방향으로 길게 연장되게 형성되는 필터부(31) 및 원형이나 다각형의 플레이트 형상으로 형성되어 필터부(31)의 상단에 필터부(31)의 지름 보다 더 큰 지름 또는 더 큰 폭으로 형성되고 타공 플레이트(70)의 상기 타공홀에 걸림 결합되는 캡부(32)를 포함할 수 있다.
또한, 복수의 집진 필터(30)는, 필터부(31) 내부에 발생하는 차압을 측정할 수 있도록, 필터부(31)의 하부에 설치되어 압력을 측정하는 제 1 압력 센서(S1) 및 필터부(31)의 상부에 설치되어 압력을 측정하는 제 2 압력 센서(S2)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 복수의 집진 필터(30)의 각 집진 필터에 설치되는 압력 센서(S1, S2)에 의해, 후술될 제어부(60)가 복수의 집진 필터(30) 각각에서 측정되는 제 2 압력 센서(S2)의 압력 값과 제 1 압력 센서(S1)의 압력 값의 차이를 차압 정보로 입력 받을 수 있다.
이러한, 복수의 집진 필터(30)에 설치되는 압력 센서(S1, S2)는, 압축 공기를 이용한 복수의 집진 필터(30)의 탈진 공정 시, 순간적인 압축 공기의 압력에 의해 손상되지 않도록, 탈진 공정 시 펄스 에어(Pulse air)의 압력인 3kg/㎠ 내지 7kg/㎠ 범위의 압력을 견딜 수 있는 센서가 적용되는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 유량 조절 플레이트(40)는, 집진 호퍼(10)의 여과 공간(A1)에서 복수의 집진 필터(30)의 하부에 설치되고, 복수의 집진 필터(30) 각각에 유입되는 상기 함진 가스의 양을 조절할 수 있다.
더욱 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 유량 조절 플레이트(40)는, 집진 호퍼(10)의 횡단면과 대응되는 형상의 플레이트 형상으로 형성되는 플레이트 몸체(41) 및 복수의 집진 필터(30) 각각에 유입되는 상기 함진 가스의 양을 조절할 수 있도록, 플레이트 몸체(41)에 소정의 패턴으로 배치되는 복수의 유량 조절 밸브(42)를 포함할 수 있다.
이때, 복수의 유량 조절 밸브(42)는, 복수의 집진 필터(30) 각각의 위치와 개별적으로 대응되는 위치에 형성될 수 있도록, 플레이트 몸체(41)에 상기 소정의 패턴으로 배치되는 것이 바람직할 수 있다. 예컨대, 복수의 유량 조절 밸브(42)는, 복수의 집진 필터(30)와 동일한 수량으로 형성되고, 플레이트 몸체(41) 상에서 복수의 집진 필터(30)와 각각 대응되는 위치에 형성되도록 배치될 수 있다.
이러한, 유량 조절 플레이트(40)에 형성되는 복수의 유량 조절 밸브(42)는, 개방된 홀부의 크기를 조절하여 개폐율을 제어할 수 있는 조리개(Aperture) 타입의 밸브일 수 있다.
더욱 구체적으로, 복수의 유량 조절 밸브(42)는, 카메라 등에 주로 사용되는 원형의 조리개 타입으로써, 그 지름이 필터부(31)의 지름과 동등한 수준으로 형성되어, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 조리개 날개의 조임량에 따라 개방된 홀부의 크기가 다양하게 조절될 수 있다.
이때, 복수의 유량 조절 밸브(42)의 상기 조리개 날개는, 함진 가스의 온도(160℃ 내지 180℃)에 영향을 받지 않는 소재로 형성될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 집진 장치(100)의 설계 최대 온도인 260℃ 조건에서도 변형이 없는 소재로 형성될 수 있다. 또한, 상기 조리개 날개는, 가볍고 가공이 쉬운 소재로 형성됨으로써, 조리개 날개에 문제가 생겼을 때 작업자들이 쉽게 교체 가능하도록 할 수 있다.
아울러, 복수의 유량 조절 밸브(42)의 상기 조리개 날개의 개폐율 조절 부위는 먼지 및 오염물질로 인한 막힘 현상이 없도록 구현되어야 하며, 집진 장치(100)의 운전 데이터에 따라 10mg/N㎥ 내지 70mg/N㎥ 수준의 먼지 농도를 견딜 수 있는 수준이어야 할 수 있다.
이러한, 복수의 집진 필터(30)의 각 집진 필터로 공급되는 상기 함진 가스의 유량을 개별적으로 제어할 수 있는 복수의 유량 조절 밸브(42)가 형성된 유량 조절 플레이트(40)는 제어부(60)에 의해 제어될 수 있다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 제어부(60)는, 복수의 집진 필터(30)의 각 집진 필터에 설치된 압력 센서(S1, S2)들 및 유량 조절 플레이트(40)와 전기적으로 연결됨으로써, 복수의 집진 필터(30)로부터 각 집진 필터의 상기 차압 정보를 입력 받고, 상기 차압 정보에 따라 복수의 집진 필터(30) 각각에 유입되는 상기 함진 가스의 양을 조절할 수 있도록 유량 조절 플레이트(40)의 복수의 유량 조절 밸브(42) 각각을 개별적으로 제어할 수 있다.
더욱 구체적으로, 제어부(60)는, 복수의 집진 필터(30) 각각의 차압 값을 포함하는 복수의 집진 필터(30)의 차압 분포인 상기 차압 정보에 따라, 다른 집진 필터 대비 상기 차압 값이 상대적으로 높은 집진 필터와 대응되는 위치의 유량 조절 밸브의 개폐율은 감소시키고, 다른 집진 필터 대비 상기 차압 값이 낮은 집진 필터와 대응되는 위치의 유량 조절 밸브의 개폐율은 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 복수의 집진 필터(30)의 각 집진 필터 별로 공급되는 상기 함진 가스의 유량을 차압 발생량을 고려하여 개별적으로 조절하여 각 집진 필터 별 함진 가스의 유량을 균등 분배함으로써, 집진 호퍼(10)의 여과 공간(A1)에서 상기 함진 가스의 편류 현상 발생을 최소화할 수 있다.
이때, 제어부(60)는, 소정 시간 간격으로 복수의 집진 필터(30)의 상기 차압 정보를 주기적으로 입력 받고, 상기 차압 정보에 변동이 있을 경우 복수의 유량 조절 밸브(42) 각각의 개폐율을 재조정함으로써, 집진 장치(100)의 가동 시간 동안 계속해서 각 집진 필터 별 함진 가스의 유량이 균등 분배되도록 유도할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 공기 분사부(80)는, 집진 호퍼(10)의 배출 공간(A2)에서 복수의 집진 필터(30)의 상부에 설치되어, 복수의 집진 필터(30)를 향해 압축 공기를 분사할 수 있다.
더욱 구체적으로, 공기 분사부(80)는, 펌프(83)에 의해 집진 호퍼(10)의 배출 공간(A2)으로 상기 압축 공기를 유입시키는 공기 유입관(81) 및 공기 유입관(81) 상에 복수의 집진 필터(30)와 개별적으로 대응되는 위치에 형성되어, 공기 유입관(81)으로 유입된 상기 압축 공기를 분사하는 공기 분사 노즐(82)을 포함할 수 있다.
이때, 도시되진 않았지만, 공기 분사 노즐(82)에는 원뿔 형상의 인젝터가 설치되어, 복수의 집진 필터(30)로 상기 압축 공기가 원추형으로 분사되도록 유도함으로써, 복수의 집진 필터(30)의 탈진 작업 시, 공기 분사부(60)로 분사되는 상기 압축 공기가 원뿔 형상의 인젝터(63)를 통해 집진 필터(30)의 전체면으로 분사될 수 있다.
이에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 공기 분사부(80)의 공기 분사 노즐(82)로 분사된 상기 압축 공기는 복수의 집진 필터(30)의 필터부(31) 내부의 전체면에 진입하게 되고, 맥동 충격에 의한 진동과 외부로 향하는 역류 공기에 의해 필터부(31)의 외부면의 상부부터 하부까지 각 부위에 부착된 분진(P)이 모두 효과적으로 탈진될 수 있다.
이어서, 복수의 집진 필터(30)의 필터부(31)로부터 탈진된 분진(P)은, 집진 호퍼(10)의 하부에 쌓이게 되고, 집진 호퍼(10)의 하측에 형성된 배출구(11)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 장치(100)에 따르면, 집진 호퍼(10) 내부에 설치된 복수의 집진 필터(30)의 하부에 각 집진 필터 별로 공급되는 상기 함진 가스의 유량을 개별적으로 조절할 수 있는 유량 조절 플레이트(40)를 설치하고, 각 집진 필터의 상하부에 설치된 압력 센서(S1, S2)를 이용해 산출된 집진 필터 별 차압 비교를 통해 유량 조절 플레이트(40)의 각 집진 필터 별 함진 가스의 유량 개폐율을 제어함으로써, 각 집진 필터 별 함진 가스의 유량을 균등 분배할 수 있다.
또한, 유량 조절 플레이트(40)의 유량 개폐율 제어가 알고리즘에 의해 자동 제어되도록 구성됨에 따라, 집진 호퍼(10)의 내부에서 발생할 수 있는 상기 함진 가스의 편류 현상을 사전에 방지할 수 있는 운전을 함으로써, 종래의 집진 장치의 내부에서 발생하는 상기 함진 가스의 유량 편중으로 인한 일부 집진 필터 차압 상승 현상을 사전에 방지하는 효과를 가질 수 있다.
또한, 각 집진 필터 별 함진 가스 유량의 자동 제어 시스템에 포함된 집진 필터의 압력 센서(S1, S2)로 인해, 집진 필터의 교체 주기를 예상하고, 상기 함진 가스 이물질 및 수분으로 인한 눈막힘 현상도 유추가 가능함으로써, 운전자가 집진 장치(100)를 가동 및 정지 시켜 점검, 정수하는 시기를 효율적으로 수집하는 효과를 가질 수 있다.
또한, 특정 집진 필터의 차압 상승 시에 통상적으로 행하던 펄싱 압력 증대, 스위치 및 퓨즈 점검, 밸브 파손 점검 등의 방안을 행하지 않거나 최소한으로 줄일 수 있고, 집진 장치(100)로의 송풍기 및 풍량, 댐퍼 개폐조정을 설비적으로 하지 않아도 유량 조절 플레이트(40)의 각 집진 필터 별 유량 제어만으로도 해당 효과를 누릴 수 있다.
그러므로, 유량 조절 플레이트(40)에 의해 각 집진 필터 별로 공급되는 상기 함진 가스의 유량을 차압 발생량을 고려하여 개별적으로 조절하여 각 집진 필터 별 상기 함진 가스의 유량을 균등 분배함으로써, 상기 함진 가스의 여과 효율을 증가시키고, 집진 필터의 수명을 증가시키는 효과를 가질 수 있다.
이하에서는 상술한 집진 장치(100)를 이용한 집진 장치의 제어 방법에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집진 장치의 제어 방법을 순서대로 나타내는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 상기 집진 장치의 제어 방법은, 크게, 운전 시작 단계(S100)와 차압 측정 단계(S200) 및 개폐율 조정 단계(S300)를 포함할 수 있다.
먼저, 운전 시작 단계(S100)에서, 상기 함진 가스에 포함된 분진을 여과시킬 수 있는 복수의 집진 필터(30) 및 복수의 집진 필터(30) 각각에 유입되는 상기 함진 가스의 양을 조절할 수 있도록 복수의 유량 조절 밸브(42)가 형성되는 유량 조절 플레이트(40)가 내부의 여과 공간(A1)에 설치되는 집진 호퍼(10)를 포함하는 집진 장치(100)의 운전을 시작할 수 있다.
이때, 유량 조절 플레이트(40)에 형성된 복수의 유량 조절 밸브(42)의 개폐량은 최대로 개방된 상태거나 소정의 설정 값으로 개방된 상태일 수 있으며, 모든 유량 조절 밸브의 초기 개폐량은 동일할 수 있다.
이어서, 차압 측정 단계(S200)에서, 복수의 집진 필터(30) 각각의 차압 값을 측정할 수 있다. 예컨대, 차압 측정 단계(S200)에서, 복수의 집진 필터(30) 각각에 설치된 압력 센서(S1, S2)를 이용하여 복수의 집진 필터(30) 각각의 차압 값을 측정하는 단계(S210)를 먼저 실시할 수 있다.
이어서, 복수의 집진 필터(30) 각각의 차압 값의 편차 발생 여부를 확인하는 단계(S220)를 거친 후, 복수의 집진 필터(30) 각각의 상기 차압 값의 편차가 발생하지 않을 경우, 종래의 유량 조절 플레이트(40)의 복수의 유량 조절 밸브(42)의 개폐율을 소정 시간 동안 유지시키는 단계(S230)를 실행할 수 있다.
이어서, 상기 소정 시간 경과 후, 다시 차압 값을 측정하는 단계(S210)를 통해 복수의 집진 필터(30) 각각의 차압 값을 재측정하고, 차압 값의 편차 발생 여부를 확인하는 단계(S200)를 실시한 결과, 복수의 집진 필터(30) 각각의 상기 차압 값의 편차가 여전히 발생하지 않을 경우, 다시 개폐율을 소정 시간 동안 유지시키는 단계(S230)를 통해서 종래의 유량 조절 플레이트(40)의 복수의 유량 조절 밸브(42)의 개폐율을 상기 소정 시간 동안 더 유지시킬 수 있다.
그러나, 차압 값의 편차 발생 여부를 확인하는 단계(S200)를 실시한 결과, 복수의 집진 필터(30) 각각의 상기 차압 값의 편차가 발생할 경우, 개폐율 조정 단계(S300)를 실행할 수 있다.
더욱 구체적으로, 개폐율 조정 단계(S300)는, 차압 측정 단계(S200)에서 측정된 복수의 집진 필터(30) 각각의 상기 차압 값의 편차가 발생할 경우, 여과 공간(A1)에서 발생하는 상기 함진 가스의 유량 편중 현상을 방지할 수 있도록, 유량 조절 플레이트(40)에 형성된 복수의 유량 조절 밸브(42) 각각의 개폐율을 개별적으로 조정할 수 있다.
예컨대, 개폐율 조정 단계(S300)에서, 상기 차압 값이 높은 집진 필터와 대응되는 위치의 유량 조절 밸브의 개폐율은 감소시키고, 상기 차압 값이 낮은 집진 필터와 대응되는 위치의 유량 조절 밸브의 개폐율은 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 개폐율 조정 단계(S300)를 통해, 복수의 집진 필터(30)의 각 집진 필터 별로 공급되는 상기 함진 가스의 유량을 차압 발생량을 고려하여 개별적으로 조절하여 각 집진 필터 별 함진 가스의 유량을 균등 분배함으로써, 집진 호퍼(10)의 여과 공간(A1)에서 상기 함진 가스의 편류 현상 발생을 최소화할 수 있다.
개폐율 조정 단계(S300)에서, 유량 조절 플레이트(40)에 형성된 복수의 유량 조절 밸브(42) 각각의 개폐율을 조정하고 소정 시간 경과 후, 차압 측정 단계(S200)를 재실행하여, 개폐율을 소정 시간 동안 유지시키는 단계(S230) 또는 개폐율 조정 단계(S300)를 재실행할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 집진 장치의 제어 방법에 따르면, 상술한 바와 같이, 차압 측정 단계(S200) 및 개폐율 조정 단계(S300)를 선택적으로 반복함으로써, 유량 조절 플레이트(40)의 유량 개폐율 제어가 알고리즘에 의해 자동 제어되도록 구성할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 집진 호퍼
20: 가스 유입관
30: 복수의 집진 필터
31: 필터부
32: 캡부
40: 유량 조절 플레이트
41: 플레이트 몸체
42: 복수의 유량 조절 밸브
50: 가스 배출관
60: 제어부
70: 타공 플레이트
80: 공기 분사부
81: 공기 유입관
82: 공기 분사 노즐
83: 펌프
A: 내부 공간
A1: 여과 공간
A2: 배출 공간
S1: 제 1 압력 센서
S2: 제 2 압력 센서
100: 집진 장치

Claims (13)

  1. 함진 가스가 유입되는 내부 공간에 타공 플레이트가 설치되고, 상기 타공 플레이트에 의해 상기 내부 공간이 상기 함진 가스를 팽창 및 여과시키는 여과 공간과, 여과된 상기 함진 가스를 배출시키는 배출 공간으로 구획되는 집진 호퍼;
    상기 집진 호퍼의 일측에 연결되고, 상기 집진 호퍼의 상기 여과 공간으로 상기 함진 가스를 유입시키는 가스 유입관;
    상기 집진 호퍼의 상기 여과 공간에 설치될 수 있도록 상기 타공 플레이트에 삽입되어, 상기 함진 가스에 포함된 분진을 여과시키는 복수의 집진 필터;
    상기 집진 호퍼의 상기 여과 공간에서 상기 복수의 집진 필터의 하부에 설치되고, 상기 복수의 집진 필터 각각에 유입되는 상기 함진 가스의 양을 조절하는 유량 조절 플레이트;
    상기 집진 호퍼의 타측에 연결되고, 상기 복수의 집진 필터에 의해 여과되어 상기 배출 공간으로 모인 상기 함진 가스를 외부로 배출시키는 가스 배출관; 및
    상기 복수의 집진 필터로부터 각 집진 필터의 차압 정보를 입력 받고, 상기 차압 정보에 따라 상기 복수의 집진 필터 각각에 유입되는 상기 함진 가스의 양을 조절할 수 있도록 상기 유량 조절 플레이트를 제어하는 제어부;
    를 포함하는, 집진 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유량 조절 플레이트는,
    상기 집진 호퍼의 횡단면과 대응되는 형상의 플레이트 형상으로 형성되는 플레이트 몸체; 및
    상기 복수의 집진 필터 각각에 유입되는 상기 함진 가스의 양을 조절할 수 있도록, 상기 플레이트 몸체에 소정의 패턴으로 배치되는 복수의 유량 조절 밸브;
    를 포함하는, 집진 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 유량 조절 밸브는,
    상기 복수의 집진 필터 각각의 위치와 개별적으로 대응되는 위치에 형성될 수 있도록 상기 플레이트 몸체에 상기 소정의 패턴으로 배치되는, 집진 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 유량 조절 밸브는,
    개방된 홀부의 크기를 조절하여 개폐율을 제어할 수 있는 조리개(Aperture) 타입의 밸브인, 집진 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 집진 필터는,
    상기 복수의 집진 필터의 하부에 설치되어 압력을 측정하는 제 1 압력 센서; 및
    상기 복수의 집진 필터의 상부에 설치되어 압력을 측정하는 제 2 압력 센서;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 집진 필터 각각에서 측정되는 상기 제 2 압력 센서의 압력 값과 상기 제 1 압력 센서의 압력 값의 차이를 상기 차압 정보로 입력 받는, 집진 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 집진 필터 각각의 차압 값을 포함하는 상기 차압 정보에 따라, 상기 차압 값이 높은 집진 필터와 대응되는 위치의 유량 조절 밸브의 개폐율은 감소시키고, 상기 차압 값이 낮은 집진 필터와 대응되는 위치의 유량 조절 밸브의 개폐율은 증가시키는, 집진 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    소정 시간 간격으로 상기 복수의 집진 필터의 상기 차압 정보를 입력 받고, 상기 차압 정보에 변동이 있을 경우 상기 복수의 유량 조절 밸브 각각의 개폐율을 재조정하는, 집진 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 집진 호퍼의 상기 배출 공간에서 상기 복수의 집진 필터의 상부에 설치되고, 상기 복수의 집진 필터를 향해 압축 공기를 분사하는 공기 분사부;
    를 더 포함하는, 집진 장치.
  9. 함진 가스에 포함된 분진을 여과시킬 수 있는 복수의 집진 필터 및 상기 복수의 집진 필터 각각에 유입되는 상기 함진 가스의 양을 조절할 수 있도록 복수의 유량 조절 밸브가 형성되는 유량 조절 플레이트가 내부의 여과 공간에 설치되는 집진 호퍼를 포함하는 집진 장치의 운전을 시작하는 운전 시작 단계;
    상기 복수의 집진 필터 각각의 차압 값을 측정하는 차압 측정 단계; 및
    상기 차압 측정 단계에서 측정된 상기 복수의 집진 필터 각각의 상기 차압 값의 편차가 발생할 경우, 상기 여과 공간에서 발생하는 상기 함진 가스의 유량 편중 현상을 방지할 수 있도록, 상기 유량 조절 플레이트에 형성된 상기 복수의 유량 조절 밸브 각각의 개폐율을 조정하는 개폐율 조정 단계;
    를 포함하는, 집진 장치의 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 개폐율 조정 단계에서,
    상기 차압 값이 높은 집진 필터와 대응되는 위치의 유량 조절 밸브의 개폐율은 감소시키고, 상기 차압 값이 낮은 집진 필터와 대응되는 위치의 유량 조절 밸브의 개폐율은 증가시키는, 집진 장치의 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 개폐율 조정 단계에서,
    상기 유량 조절 플레이트에 형성된 상기 복수의 유량 조절 밸브 각각의 개폐율을 조정하고 소정 시간 경과 후, 상기 차압 측정 단계를 재실행하는, 집진 장치의 제어 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 차압 측정 단계에서,
    상기 복수의 집진 필터 각각의 상기 차압 값의 편차가 발생하지 않을 경우, 종래의 상기 유량 조절 플레이트의 상기 복수의 유량 조절 밸브의 개폐율을 소정 시간 동안 유지시키는, 집진 장치의 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 차압 측정 단계에서,
    상기 소정 시간 경과 후 상기 복수의 집진 필터 각각의 차압 값을 재측정하고, 상기 복수의 집진 필터 각각의 상기 차압 값의 편차가 발생하지 않을 경우, 종래의 상기 유량 조절 플레이트의 상기 복수의 유량 조절 밸브의 개폐율을 상기 소정 시간 동안 더 유지시키고, 상기 복수의 집진 필터 각각의 상기 차압 값의 편차가 발생할 경우, 상기 개폐율 조정 단계를 실행하는, 집진 장치의 제어 방법.
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