KR940001658Y1 - 충격파 펄스식 집진기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

충격파 펄스식 집진기

제1도는 본 고안의 전체 단면도.

제2도는 본 고안의 세정기구의 상세 작동상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 격판 2 : 백필터(bag filter)

3 : 노즐 3a : 노즐출구

3b : 노즐 중앙부 4 : 압축공기실

4a : 상판 5 : 2중다이아프램 밸브 조립체

6 : 제1다이아프램 밸브 7 : 제2다이아프램 밸브

8 : 3방향밸브 9, 10, 27 : 도관

11, 13a, 21 : 구멍 12 : 제1카버

13 : 제1다이아프램 14 : 제1공간

15 : 제2카버 15a : 돌출관

16 : 제2다이아프램 17 : 제2공간

18 : 돌출관 18a : 돌출환턱

19 : 스프링 20 : 3방향밸브

22 : 입구 23 : 출구

24 : 세정기구 25 : 로우터리 밸브

26 : 루우트 블로워 28 : 압축공기

29 : 스프링 30 : 클리인 에어

본 고안은 충격파 펄스식 집진기에 관한 것으로서, 특히 저압의 압축공기를 사용하여 백필터 표면에 부착된 더스트를 효과적으로 제거함과 아울러 필터의 수명도 연장시킬 수 있도록 한 충격파 펄스식 집진기에 관한 것이다.

일반적으로 집진기에는 내부에 다수개의 백 필터(bag filter)가 설치되어 배출가스에 함유된 더스트를 상기 백 필터로써 여과시키도록 되어 있는바, 이 백 필터는 소정시간 만큼 사용한 다음 필터의 표면에 여과 퇴적된 더스트를 털어내 주어야 백 필터의 여과 효과가 떨어지지 않게 된다. 그런데 이와 같이 백 필터의 더스트를 세정하는 방법에는 기계적 셰이킹방식, 역압에어플로우 방식, 펄스제트 방식, 포지펄스 방식 등이 있고, 상기 방식중 펄스제트 방식은 고압(약 6∼7Kgf/㎤G)의 에어를 벤츄리를 통해 분사시킴으로써 인듀우스 효과에 의해 에어량의 증가를 꾀하고, 백 필터 내면 상부에서 순간적(0.1초 정도)인 펄스 제트 기류를 주어 그 충격력과 유기되는 역기류에 의해 털어내는 방식으로서, 이 방식은 세정 작용이 강력하기 때문에 펠트 거름천의 보급과 함께 많이 사용되었으나, 고압의 압축공기는 사용하여야 하기 때문에 일반적인 공기 압축기를 사용해 공기를 고압으로 압축시킬때 압축공기에 오일이나 수분이 함유되게 되므로 이 오일 또는 수분이 공기와 함께 분사이동하면서 거름천을 안쪽에서 오염시켜 눈막힘등의 원인이 되고 수분이나 유분은 더스트를 세정시킬때 함께 떨어지지 않고 잔류하게 되므로 필터효율을 저하시킴은 물론 필터의 수명을 짧게하는 결점이 있다.

상기 결점을 해소시키고자 포지 펄스 방식이 제안되어 있는데, 이 포지펄스 방식은 벤츄리 등을 사용하지 않고 필요한 에어량을 직접 중압력(약 1Kgf/㎤G)으로 노즐을 통해 백필터 내면으로 분사시키는 것이다. 이 방식에서는 중압의 에어를 사용하기 때문에 비교적 저압용인 루우트 블로워(Root flower)압축기를 이용해 공기를 압축시킬수 있고, 이 루우트 블로워압축기를 이용해 중압으로 압축된 공기는 오일이나 수분을 함유율이 낮은 클리인 에어(Clean Air)이므로 거름천이 막히는 염려가 적었다. 그러나 상기 종래의 포지펄스 방식을 이용한 집진기는 압축공기를 에어매니포울드탱크에 축적, 대기시킨 후 순간적(약 0.2초)으로 대량의 에어를 백필터 내부로 분사시킴으로써 거름천 바깥쪽의 더스트를 털어 내도록 되어 있기 때문에 압축공기를 저장시키기 위한 대용량의 저장탱크가 필요하고, 또 공기압력이 비교적 낮기 때문에 더스트를 털어내는 효율이 높지 못한 단점이 있었다.

이에 본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해소시켜, 약 0.5Kgf/㎤G정도의 저압공기를 이용 함으로써 압축 공기 중의 오일 및 수분함유율이 극히 낮게 됨과 더불어 이 저압공기를 별도의 저장탱크등에 저장시킬 필요없이 압축기로 부터 그래도 공급하여 사용하도록 하고, 필터에 부착된 더스트를 효과적으로 털어낼수가 있으며, 필터의 여과효율 증진과 수명을 연장시킬 수 있도록 한 충격파 펄스식 집진기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은 집진기의 내부에 가로 격판이 구비되고 이 가로격판에 다수개의 필터가 수직으로 설치된 집진기에 있어서, 상기 각 필터의 수직 상부에 노즐이 개별 설치되고, 이들 각 노즐은 1개의 압축공기실에 지지되며, 이들 각 노즐의 상단에는 2중다이아프램밸브 조립체가 설치되는 한편, 상기 2중다이아프램 밸브 조립체의 제1다이아프램 밸브는 상기 압축공기실 및 대기와 연통되도록 설치되고, 상기 제1다이아프램 밸브를 연동작동시키도록 된 제2다이아프램 밸브는 3방향밸브와 도관을 통해 상기 압축공기실 및 대기와 간접 연통되도록 배열된 구성으로 되어, 상기 3방향밸브가 압축공기실과 제2다이아프램 밸브를 연결시키고 있을때는 이 제2다이아프램 밸브에 의해 제1다이아프램 밸브가 밀폐되어 이 제1다이아프램 밸브를 통해 상기 노즐속으로 압축공기가 유입되지 못하게 하며, 상기 3방향밸브가 대기와 제2다이아프램 밸브를 연통시키고 있을때는 제1다이아프램 밸브가 개방되어 노즐속으로 압축공기실 속의 압축공기가 유입되어지도록 하여, 노즐속으로 유입된 저압의 공기가 노즐선단부의 벤츄리를 음속이상의 고속으로 증가되어 통과하면서 백필터로 분출되도록 함으로써 그대 발생하는 충격파와 공기의 유동속도에 의해 필터의 표면에 집진된 더스트가 털려져 나가도록 되어있다.

이하 본 고안을 첨부한 예시도면을 참조항 자세히 설명한다.

본 고안은 집진기의 내부에 가로 격판(1)이 구비되고 이 가로 격판(1)에 다수개의 필터(2)가 수직으로 설치된 집진기에 있어서, 상기 각 필터(2)의 수직상부에 노즐(3)이 개별 설치되고 이들 각 노즐(3)은 1개의 압축공기실(4)에 지지되며, 이 노즐(3)의 상단에는 2중다이아프램 밸브 조립체(5)가 설치되는 한편, 상기 2중다이아프램 밸브 조립체(5)는 제1다이아프램 밸브(6)와 제2다이아프램밸브(7)로 구성되고, 상기 제1다이아프램밸브(6)는 상기 압축공기실(4) 및 대기와 연통되도록 설치되고, 상기 제1다이아프램 밸브(6)을 연동작동시키도록 된 제2다이아프램 밸브(7)는 3방향밸브(8)와 도관(9)(10)을 통해 상기 압축공기실 및 대기와 간접 연통되도록 배열된 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 노즐(3)은 출구(3a)단면적이 노즐(3)의 중앙부(3b)단면적이 노즐(3)의 중앙부(3b)단면적보다 작게되어 벤츄리를 형성시키도록 되어 있으므로 이 노즐(3)을 통해 백필터(2)내부로 분출되는 공기의 속도가 음속 이상의 고속으로 증가되어 분출되게 된다. 또, 상기 압축공기실(4)의 상판(4a)에는 노즐(3)의 입구(3c) 주변을 따라 원주상으로 다수개의 구멍(11)이 뚫여져 있고, 상기 2중다이아프램 밸브 조립체(5)가 이 구멍(11)의 윗쪽을 덮어주도록 배치고정되어 있다.

또한, 상기 2중다이아프램 밸브 조립체(5)는 제 1카버(12)와 제1다이아프램(13)으로 제 1공간(14)을 형성하는 제 1다이아프램 밸브(6)와, 제 1카버(12)의 상측에 구비된 제 2카버(15)와 제 2다이아프램(16)으로 제2공간(17)을 형성하는 제 2다이아프램 밸브(7)로 이루어지되, 상기 제 1카버(12)의 내부에 제1다이아프램(13)이 구비되고 제1카버(12)의 상부에는 돌출관(18)이 형성되며 이 돌출관(18)내부에 형성된 돌출환턱(18a)에 스프링(19)이 끼워져 제1다이아프램(13)을 노즐(3)의 입구(3c)쪽으로 밀어 부쳐주도록 되어 있다. 그리고 상기 제1다이아프램 밸브(6)의 제1다이아프램(13)에는 상기 압축공기실(4)에 형성된 구멍(11)의 수직상방 위치에 작은 구멍(13a)이 관통형성되어, 이 구멍(13a)을 통해 압축공기실(4)의 압축공기가 상기 제1공간(14)속으로 들어갈수 있도록 되어 있다. 한편, 제2다이아프램(16)은 제1카버(12)의 돌출관(18)에 밀착되어 이 돌출관(18)의 출구를 막거나 돌출관(18)으로 부터 떨어져 나와 그 출구를 개방시켜 주도록 되어 있으며, 제2카버(15)의 상단에도 돌출관(15a)이 형성되어 이 돌출관(15a)에 3방향밸브(20)의 포오트와 연결된 도관(9)을 끼울수 있게 되어있다.

한편, 상기 3방향밸브(20)는 3포오트 밸브로서 한쪽 포오트는 상기 도관(9)과 연결되고 다른 하나의 포오트에는 압축공기실(4)의 상면에 뚫여져있는 구멍(21)과 연결되는 도관(10)이 끼워져 있으며, 또다른 하나의 포오트는 대기와 연통되도록 되어 있다.

그리고 상기의 2중다이아프램 밸브 조립체(5)와 3방향밸브(20)의 연결은 집진기 내부에 설치된 전체 필터를 몇개씩 조합하여 연결하거나 개별적으로 선택, 연결시켜 집진기를 게속 가동시키면서 백 필터(2)에 퇴적된 더스트를 순차적으로 털어낼수 있도록 되어있다.

상기한 바와 같은 구조로 된 본 고안의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안의 집진기가 호펴형으로 된 것에 설치한 경우의 실시예를 도시한 것으로서, 함진공기가 집진기의 아랫쪽 입구(22)에서 하측방에서의 압송 또는 상측방에서의 흡인에 의해서 집진기 본체 내부로 들어와 필터(2)의 외부에서 내부로 통과하면서 분진은 백필터(2)의 바깥표면에 부착되어 걸러지고, 걸러진 공기는 상부출구(23)를 통해 배출된다. 이렇게 여과되어 백필터(2)표면에 부착된 분진은 본 고안의 세정기구(24)에 의해 소정시간 마다 탈어내어져 집진기 하단에 구비된 로우러티 밸브(25)에 의해서 배출된다.

상기 세정기구의 작동은 먼저 평상시에는 루우트 블로워(26)에서 약 0.5Kgf/㎤G로 압축된 압축공기가 도관(27)을 통하여 압축공기실(4)에 들어가 충전되어있게되는바, 이 압축공기(28)는 도관(10)을 통해 3방향밸브(20)를 지나 도관(9)를 거쳐 제2다이아프램밸브(7)의 제2공간(17)에 주입됨과 동시에 압축공기실(4)의 구멍(11)과 제1다이아프램(13)의 구멍(13a)을 통해 제1다이아프램밸브(6)의 제1공간(14)에도 주입되어, 상기 제2공간(17)과 제1공간(14)이 압축공기의 압력을 받아 제1다이아프램(13)과 제2다이프램(16)이 팽창되게 된다.

이때 제1공간(14)에 있는 제1다이아프램(13)의 상면에 공기압력이 작용하는 면적 S₁이 제1다이아프램(13)의 하면에 압력이 작용하는 면적 S₂보다 크므로 이 면적이 차이(S₁-S₂)에 해당하는 만큼 제1다이아프램(13)의 윗면에 작용하는 힘이 하면에 작용하는 힘보다 크게되고, 또한 상면에는 스프링(19)이 내려 누르는 힘이 가세하고 있으므로, 상기 제1다이아프램(13)이 제2도의 왼쪽에 도시된 바와같이 노즐(3)의 상단 입구(3c)를 막게 되어 노즐(3) 내부로 압축 공기실(4)내에 있는 압축공기가 유입되지 않게 된다. 여기서 상기 스프링(19)은 제1다이아프램 밸브(6)가 대기로 개방되었을대 제1다이아프램(13)의 아래쪽에 가해지는 압축공기실(4)내부의 클리인 에어(30)의 힘이 제1다이아프램(13)을 윗쪽으로 밀어올릴수 있는 정도의 탄성을 지닌 것을 사용하여야 한다.

한편, 제2다이아프램밸브(7)의 제2공간(17)속에 압축공기가 유입되면 제2다이아프램(16)이 아래쪽으로 굽혀지면서 제2도의 좌측에 도시된 바와 같이 제1카버(12)의 돌출관(18)출구를 막게된다.

이와 같이 노즐(3)의 입구가 제1다이아프램밸브(6)에 의해 닫힌 상태로 집진기를 작동시키는 동안, 배출공기에 함유된 분진을 여과하는 각 필터(2)에 소정량 이상의 분진이 쌓여져 여과효율이 낮아지면 분진을 털어내야 하는바, 그 분진을 털어내는 주기는 미리 설정해 두고 설정시간이 경과하면 자동적으로 상기 제1다이아프램밸브(6)와 제2다이아프램밸브(7)가 작동하여 필터(2)에 쌓인 분진이 털어내어지도록 한다. 즉, 미리 입력된 설정시간에 따라 제어기에서 부터 전기적 제어신호가 제3방향밸브(20)에 인가되어, 이 3방향밸브(20)가 압축공기실(4)과 연결된 도관(10)은 폐쇄시키고 제2다이아프램밸브(7)와 연결된 도관(9)은 대기와 연통되도록 함으로써 제2다이아프램밸브(7)의 제2공간(17)과 도관(9)내부에 있던 압축공기가 대기로 빠지면서 제2다이아프램(16)의 윗면에 작용하던 압력이 없어지게되므로 돌출관(18)의 상단개구부를 막고 있던 제2다이아 프램(16)이 자체의 복원 탄성력에 의해 윗쪽으로 올라가게 된다. 따라서 제1다이아프램밸브(6)의 제1공간(14)이 대기와 연통되면서 이 제1공간(14)속의 압축공기가 외부로 빠져 나가게 되므로 제2다이아프램(16)의 윗면에 가해지는 힘이 순간적으로 없어지게 되지만, 제2다이아프램(16)의 아랫면은 계속하여 압축공기실(4)내부의 압축공기에 접하고 있으므로 제1다이아프램(13)이 상기 압축공기의 힘에의해 제2도의 오른쪽에 도시된 바와 같이 밀려져 올라가서, 제1다이아프램(13)에 의해 막혀져 있던 노즐(3)의 입구(3c)가 이 노즐(3)의 주변에 뚫려진 구멍(11)과 연통되게 된다.

그 결과, 압축공기실(4)내부의 압축공기가 상기 구멍(11)과 노즐(3)의 입구(3c)를 통해 순간적으로 노즐(3)속으로 유입되어 그 선단의 좁은 단면적(φ32㎜정도)의 출구(3a)를 통해 각 노즐(3)의 하측에 설치된 백 필터(2)속으로 분사되게 되는데, 이때 노즐(3)을 통해 분사되는 공기는 약 0.2sec의 짧은 시간 동안에 약 0.03㎥의 량이 통과하게 되므로 노즐출구(3a)를 통해 빠젼나가는 공기의 속도는 음속의 약 2배에 달하게 되어, 이러한 빠른속도의 공기를 직접 접하게 되는 백 필터에는 고속 분사공기에 의한 충격파로 인해 흔들리면서 표면에 붙은 분진이 털려짐과 더불어, 고속으로 유동하는 공기에 편승하여 백 필터의 표면에서 부터 분진이 떨어져 나가게 되는 것이다.

이러한 과정을 거치면서 백 필터(2)의 표면에서 부터 떨어져 나간 분진은 제1도에 도시된 바와 같이 호퍼식으로 된 집진기 케이스의 하단으로 떨어져 모이게 되고, 이 분진은 다시 로우터리 밸브(25)에 의해 외부로 배출되게 된다.

한편, 상기한 바와 같은 본 고안의 노즐(3)은 개개의 백 필터(2)에 1개씩 설치되어 작동하도록 되어 있는바, 일반적으로 대개의 분진기에는 그 내부에 다수개(3∼몇십개)의 백 필터가 내장되고, 이들 백 필터의 세정 작업은 분진기가 가동되고 있는 중에 모든 백 필터에서 한꺼번에 이루어지는 것이아니라 국부적으로 몇개씩 돌아가면서 이루어지도록 되어 있는바, 따라서 본 고안에서도 각각의 백 필터(2)위에 설치된 제2다이아프램밸브(7)에 압축공기의 공급을 제어하는 3방밸브(8)가 개개별로 또는 단위별로 몇개씩 순환하면서 작동하도록 되어 있다.

이러한 3방밸브(8)의 ON/OFF작동은 물론 전기적으로 제어되는 것이며, 상기한 바와같이 각 3방밸브(8)의 순환작동도 별도의 제어기에서 일괄제어 되게 된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 세정시 0.5㎏/㎤G의 저압 공기를 사용하여도 짧은 시간동안에 많은량의 공기를 고속으로 분사시킴으로써 충격파와 고속유동하는 공기중에 백 필터에 퇴적되어 있던 분진이 털려져서 이동되어 나가게 되므로 충격적으로 뛰어난 세정력을 나타낸 뿐만 아니라, 종래의 포지펄스 방식보다 더욱 더 수분과 유분 함유율이 적은 압축공기를 사용하므로 필터의 효율을 높이고 필터의 수명을 연장시키게 되는 한편, 대량의 공기를 요하지 않기 때문에 별도의 공기저장탱크를 필요치 않고, 백 필터 외부표면에 부착된 더스트를 효과적으로 제거하여 대기중에 방출되는 배출가스에 분진함유량이 극히 적게되어 공기오염을 줄일수 있음은 물론, 필터의 수명 연장으로 인한 쓰레기 배출량을 줄일 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (2)

1. 집진기의 내부에 가로 격판(1)이 구비되고 이 가로 격판(1)에 다수개의 필터(2)가 수직으로 설치된 집진기에 있어서, 상기 각 필터(2)의 수직 상부에 노즐(3)이 개별 설치되고, 이들 각 노즐은 1개의 압축공기실(4)에 지지되며, 상기 각 노즐(3)의 상단에는 2중다이아프램 밸브 조립체(5)가 설치되는 한편, 상기 2중다이아프램 밸브 조립체(5)의 제1다이아프램 밸브(6)는 상기 압축공기실(4) 및 대기와 연통되도록 설치되고, 상기 제1다이아프램 밸브(6)를 연동작동시키도록 된 제2다이아프램 밸브(7)는 3방향밸브(20)와 도관(9)(10)을 통해 상기 압축공기실(4) 및 대기와 연통되도록 배열된 충격파 펄스식 집진기.
2. 제1항에 있어서, 2중다이아프램 밸브 조립체(5)는 제1카버(12)와 제1다이아프램(13)으로 제1공간(14)을 형성하는 제1다이아프램 밸브(6)와, 상기 제1카버(12)의 상측에 구비된 제2카버(15)와 제2다이아프램(16)으로 제2공간(17)을 형성하는 제2다이아프램밸브(7)로 이루어지되, 상기 제1카버(12)의 상부에는 돌출관(18)이 형성되고 이 돌출관(18)내부에 형성된 돌출환턱(18a)에 스프링(19)이 끼워져 제1다이아프램(13)을 노즐(3)의 상단개구부쪽으로 밀착시키며, 제1다이아프램(13)에는 압축공기실(4)에 형성된 구멍(11)의 수직상방 위치에 작은 구멍(13a)이 뚫여져 있는 것을 특징으로 하는 충격파 펄스식 집진기.