WO2017018784A1 - 분진 적체 방지 백필터 여과집진장치 - Google Patents

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air supply
supply pipe
dust
air
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김형섭
박원찬
백용진
원종오
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주식회사 엘지화학
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    • Y02A50/2351—Atmospheric particulate matter [PM], e.g. carbon smoke microparticles, smog, aerosol particles, dust

Definitions

  • the present invention relates to a bag filter bag filter for collecting particulate contaminants such as dust discharged from various industrial facilities, in particular, bag filter bag filter that can solve the problem that the dust accumulated in the inner wall of the device can not be recovered Relates to a device.
  • This application is a priority application for Korean Patent Application No. 10-2015-0105783 filed on July 27, 2015, and all contents disclosed in the specification and drawings of the application are incorporated herein by reference.
  • a device such as a cyclone and a bag filter bag filter are used.
  • the bag filter bag filter is a device that filters gas and solids through a filter.
  • the bag filter can filter up to a particle size of 0.1 ⁇ m.
  • FIG. 1 is a bag filter bag filter device called a bag house having a bag filter and a dust removal device among existing bag filter bag filters.
  • (A) is a top view of the apparatus
  • (b) is a side view.
  • inlet air containing dust from the lower inlet 1 of the device passes through the upper bag filter 3
  • dust is collected on the surface of the bag filter 3
  • the dedusted air passes through the bag filter 3 to the upper part. It is discharged through the outlet (2).
  • Such bag filter dust collector has high dust collection efficiency, but as the filtration operation progresses, the dust layer trapped on the filter cloth becomes thicker and the pressure loss increases, so it is necessary to shake off the dust on the surface of the bag filter by periodic dusting operation.
  • the dust removal operation mainly uses a dedusting device using compressed air composed of a compression tank (8), a blow pipe (6), and a nozzle (7).
  • the compressed air having a strong energy inside the bag filter is provided through the nozzle (7).
  • the exhaustion is not good, operate by increasing the pressure of the compressed air injected for the exhaust or shorten the injection cycle of the compressed air.
  • the dust on the surface of the bag filter is operated and dropped at a predetermined time interval by such a dusting operation, collected in the dust storage tank 5 through the dust discharge device 4, and then discharged to the outside.
  • the dust may be attached to the inner wall of the device.
  • an air knocker or a vibrator is generally used.
  • these are used there is a problem that local dust is removed but vibration of adjacent equipment is caused by vibration.
  • the present invention has been made to solve the above problems, the problem to be solved by the present invention is to provide a bag filter bag filter device that can solve the problem that the dust is accumulated in the inner wall of the device can not be recovered.
  • a plurality of bags for filtering dust An upper case in which the filter is installed in a vertical direction; A lower case formed at a lower end of the upper case and collecting dust falling from the bag filter; And two or more parallel air supply pipes penetrating the lower case to supply contaminated air into the bag filter bag filter, and an air jet is formed on a side inner wall of the upper case or the lower case.
  • the side discharge holes are formed to face each other, and the central space between the two or more air supply pipes forms an area where dust can fall.
  • the air supply pipes may be installed side by side in the horizontal direction on one side of the lower case and the air supply direction coincide with each other, or may be installed on one side facing each other in the lower case and the air supply direction is opposite to each other.
  • the air supply pipe may have a cylindrical shape in which one end is blocked, and the blocked end may further include an end discharge hole through which the polluted air is injected.
  • the end discharge hole may have a slot shape.
  • the air supply pipe may further include an upper surface slit opening to prevent dust from accumulating on the upper portion of the air supply pipe outer wall.
  • the air supply pipe may further include a lower slit opening to prevent dust from accumulating on the bottom of the inner wall of the air supply pipe.
  • the upper case may be an upright cylinder and the lower case may be one of a light beam narrowing, that is, an area becomes smaller toward the lower portion, and the lower case may be integrally formed on the upper case.
  • the two or more air supply pipes are bent with their ends facing each other inside the bag filter bag filter.
  • the air supply pipe may have an L shape facing each other.
  • the air supply pipe is integral with the bent ends being connected.
  • the air supply pipe may have a U shape.
  • the air supply pipe may be configured to spray contaminated air toward the other surface except for one surface of the lower case through which the air supply pipe passes.
  • One surface of the lower case through which the air supply pipe penetrates may be formed upright so as not to be inclined.
  • the two or more air supply pipes are preferably located at a distance of 0.1L to 0.3L from both sides of the lower case.
  • the side discharge hole is opened from 20 degrees to 40 degrees with respect to a horizontal plane at the center of the air supply pipe, and is opened toward the side inner wall of the lower case by 40 degrees to 70 degrees, and the angle of the opened portion is 20 degrees to 50 degrees. Do.
  • the side discharge holes may be formed to be symmetrical with respect to the horizontal plane. That is, it may be formed in two places up and down relative to the horizontal plane.
  • the side discharge hole may have a slit shape in which a size is uniformly formed to an end of the air supply pipe.
  • the side discharge hole may have a tapered shape that becomes narrower toward the end of the air supply pipe.
  • the side discharge hole may be a plurality of circular openings whose diameter decreases toward the end of the air supply pipe.
  • the air supply pipe is preferably formed at a position close to the middle or the middle of the upper and lower lengths of the lower case.
  • the bag filter bag filter may further include a purging device for shaking off dust accumulated in the bag filter.
  • two or more air supply pipes are manufactured and installed, and the air injection is directed to the side inner wall of the apparatus, thereby creating an area where dust can fall in the central space between the air supply pipes.
  • air is injected only to the device wall and not to the dropping area between the air supply pipes. In this way, when the air is injected to the side to form an area where dust can fall in the central space, it is possible to effectively prevent the accumulation of dust on the wall of the device.
  • the present invention can effectively operate the bag filter bag filter without damaging the accumulation of dust, without damaging or damaging the adjacent equipment, there is an effect that can significantly reduce the maintenance cost of the device. It is possible to prevent dust accumulation only by designing the air supply pipe without changing the size of the device, which can significantly reduce the installation cost and enable high efficiency dust collection.
  • FIG. 1 is a block diagram of a bag filter bag filter of the existing rectangular shape.
  • FIG. 2 is a side cross-sectional view of the bag filter bag filter according to the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view of a bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a plan view for explaining the air injection by the air supply pipe of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a front view for explaining the air injection by the air supply pipe of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view showing another example of an air supply pipe of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view showing another example of an air supply pipe of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a side cross-sectional view showing another example of a bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • 9 to 11 are views for explaining the side discharge hole of the air supply pipe of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • 12 to 14 are views for explaining examples of various side discharge holes of the air supply pipe of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a view for explaining the end discharge hole and the upper surface of the slit opening of the air supply pipe of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a view for explaining another preferred example of the air supply pipe of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • 17 is a plan view for explaining the air injection by the air supply pipe of the bag filter bag filter according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a perspective view of a bag filter bag filter according to a comparative example
  • Figure 19 is a plan view for explaining the air injection by the air supply pipe of the bag filter bag filter device according to a comparative example
  • Figure 20 is a bag according to a comparative example It is a front view for demonstrating air injection by the air supply pipe of a filter filter dust collector.
  • Figure 21 is a flow analysis diagram of the side portion of the bag filter bag filter according to the comparative example
  • Figure 22 is a flow diagram of the upper end of the bag filter bag filter according to the comparative example.
  • Figure 24 is a flow diagram of the front portion of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is a flow diagram illustrating a side portion of the bag filter bag filter according to the exemplary embodiment of the present invention when the side outlet holes described with reference to FIGS. 9 to 11 are illustrated.
  • FIG. 2 is a side cross-sectional view of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a perspective view of the bag filter bag filter device according to an embodiment of the present invention. Referring to Figures 2 and 3 will be described in detail the configuration and operation of the present invention.
  • the bag filter bag filter 100 uses a bag filter 110 which collects dust and the like from the supplied polluted air and discharges it to the outside.
  • a plurality of bag filters 110 for filtering are formed in the upper case 120 is installed in the vertical direction, the lower case 130 to collect dust falling from the bag filter 110, the lower case 130, And at least two parallel air supply pipes 140 passing through one surface of the lower case 130 and supplying contaminated air to the bag filter bag filter 100.
  • the upper case 120 is an upright cylinder of a substantially rectangular shape, and the lower case 130 may be one of a light receiving narrow, that is, the area becomes smaller toward the lower side, and the lower case 130 may be integrally formed on the upper case 120. have.
  • the air supply pipe 140 is preferably formed at a position near or in the middle of the upper and lower lengths of the lower case 130.
  • the air supply pipe 140 may be formed through one surface of the upper case 120 instead of the lower case 130.
  • the air supply pipe 140 may be composed of a metal pipe, a plastic pipe, a plastic pipe having a metal layer on at least part of a surface thereof, and the like.
  • the bag filter bag filter 100 may further include a purging device 170 to shake off dust accumulated in the bag filter 110.
  • the purging device 170 may be a dedusting device composed of a conventional compression tank, blowpipe, nozzle, or the like as described with reference to FIG. 1, and further includes a brush capable of physically manipulating dust effectively. It may be.
  • Dust on the surface of the bag filter 110 may be operated by the purging device 170 at a predetermined time interval to be dropped and discharged to the outside through the dust discharge device 180.
  • the dust discharge device 180 may be, for example, a rotary valve.
  • the air supply pipe 140 is installed at least two side by side in the horizontal direction on one surface of the lower case (130).
  • the air supply pipe 140 coincides with the air supply directions.
  • the present invention is characterized by dividing the horizontal space of the apparatus by providing a plurality of air supply pipes.
  • the air supply pipes 140a and 140b are cylindrical with one end closed, and side air outlets are directed to the side surfaces of the air supply pipes 140a and 140b such that the air jets are directed toward the side inner wall of the upper case 120 or the lower case 130, that is, the inner wall of the device. 150a and 150b are formed.
  • the blocked ends of the air supply pipes 140a and 140b may further include end discharge holes 152a and 152b through which contaminated air is injected.
  • the end discharge holes 152a and 152b may have a slot shape, and the number of the end discharge holes 1521 and 152b is not limited.
  • a slot refers to a hole or gap that is somewhat wide.
  • the end discharge holes 152a and 152b may serve to remove dust by injecting air even in the flow direction.
  • Figure 4 is a plan view for explaining the air injection by the air supply pipe of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a supply pipe of the bag filter bag filter bag according to an embodiment of the present invention It is a front view for demonstrating the air injection by the.
  • the air injection by the air supply pipes 140a and 140b is directed to the device side wall as described above (solid line arrow). According to this configuration, air is injected only to the device wall and is not injected into the central space A between the air supply pipes 140a and 140b.
  • FIG. 6 is a plan view showing another example of an air supply pipe of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • two or more air supply pipes 240a and 240b are bent so that their ends face each other inside the bag filter bag filter.
  • Side discharge holes 250a and 250b are formed on the side of the supply pipes 240a and 240b along the shape of the supply pipes 240a and 240b so that the air jets are directed toward the inner wall of the device side.
  • the direction of air blowing (solid arrow) is also towards the side of the device.
  • FIG. 7 is a plan view showing another example of an air supply pipe of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • the two or more air supply pipes 340a and 340b are not only bent so that their ends face each other inside the bag filter bag filter unit, but are integrally connected with the bent ends.
  • the bent ends may be connected to be in communication with each other.
  • the side discharge holes 350a and 350b are formed on the side of the air supply pipes 340a and 340b along the shape of the air supply pipes 340a and 340b so that the air injection is directed toward the inner side wall of the device.
  • the direction of air injection (solid arrow) is also towards the side of the device.
  • the air supply pipe structure as in FIGS. 6 and 7 is advantageous in order to prevent dust accumulation on the wall surface.
  • the bent portion of the air supply pipes 240a, 240b, 340a, and 340b may be one in which the pipe itself is bent, or may be a plurality of pipes connected in series.
  • FIG. 8 is a side cross-sectional view showing another example of a bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • the air supply pipes 240a, 240b or 340a, 340b are configured as shown in FIG. 6 or 7, dust may accumulate on the side where air is not injected (on one surface of the lower case through which the air supply pipes pass), As described above, when one surface S of the lower case 130 through which the air supply pipe 240a, 240b or 340a, 340b penetrates is formed upright, dust may be prevented from accumulating on the wall surface.
  • 9 to 11 are views for explaining the side discharge hole of the air supply pipe of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • the two or more air supply pipes 140a and 140b may be connected to the lower case ( It is preferable to be located at a distance D of 0.1L to 0.3L from both side surfaces 130a and 130b of 130, respectively.
  • the air supply pipes 140a and 140b spray air toward the remaining surfaces 130a, 130b and 130c except for one surface 130d of the lower case 130 through which the air supply pipes 140a and 140b pass.
  • This distance (D) condition takes into account the results of in-device flow analysis and is not a simple design change.
  • the side discharge holes 150b are opened from 20 degrees to 40 degrees ⁇ with respect to the horizontal plane P at the center C of the air supply pipe 140b and 40 to 70 degrees. It is preferable that the angle ( ⁇ ) of the opened portion is opened toward the inner wall of the side surface 130b of the lower case until the angle ( ⁇ ) is 20 degrees to 50 degrees. If ⁇ is less than 20 degrees and ⁇ is less than 40 degrees, since the air injection is directed toward a substantially horizontal plane rather than the side surface, it may be difficult to effectively filter the polluted air by the bag filter since the flow of the polluted air is small.
  • ⁇ is greater than 40 degrees and ⁇ is greater than 70 degrees, since the air jet is directed toward a substantially vertical direction rather than the side, it may be difficult to effectively filter the polluted air by the bag filter since the flow of the polluted air is reduced. If ⁇ is less than 20 degrees, the area of the opening portion is not sufficient, and supply of contaminated air is not smooth. If ⁇ is greater than 50 degrees, concentration of contaminated air in a desired side direction is not sufficient. These angle ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) conditions are considered in the device flow analysis results and are not simply design changes.
  • the side discharge holes 150b may be formed to be symmetrical with respect to the horizontal plane P. That is, it may be formed in two places up and down on the horizontal plane (P). Since the air supply pipe 140a and the air supply pipe 140b are symmetrical, the same description applies to the air supply pipe 140a and the side discharge holes 150a.
  • the side discharge holes 150a and 150b have a slit shape in which sizes are uniformly formed to ends of the air supply pipes 140a and 140b. Although the ends of the air supply pipes 140a and 140b are blocked and the end discharge holes 152a and 152b are illustrated in FIG. 3, the ends of the air supply pipes 140a and 140b are blocked and the only side discharge is performed. Polluted air may be injected through the holes 150a and 150b, and the ends of the air supply pipes 140a and 140b may be open to the front.
  • the side discharge holes 150a and 150b may be formed to extend to the ends of the air supply pipes 140a and 140b or may be formed to close before the ends.
  • the discharge hole may have a shape other than the slit shape, which is illustrated in FIGS. 12 to 14.
  • 12 to 14 are views for explaining examples of various side discharge holes of the air supply pipe of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • the side discharge hole 150 ′ may have a tapered shape that becomes narrower toward the end of the air supply pipe 140 ′.
  • the side discharge hole 150 ′ may be formed to extend to the end of the air supply pipe 140 ′ or may be formed to close before the end.
  • FIG. 13 illustrates various tapered side outlet holes 150 ′.
  • (a) is a shape in which the width is constant at the beginning but narrows toward the end to converge sharply.
  • (b) is a shape where the width narrows from the beginning toward the end and converges sharply.
  • (c) is a case where the width becomes narrower from the beginning toward the end but is formed in a shape having a constant width.
  • the side discharge hole 150 ' which width becomes narrower toward the end is discontinuously narrowed as shown in FIG. 12, when the width is continuously narrowed as shown in FIG. 13, and the two are mixed. It can be changed in various ways.
  • the side discharge hole 150 ′′ may be a plurality of circular openings whose diameter decreases toward the end of the air supply pipe 140 ′′.
  • the circular opening can be formed by perforation.
  • FIG. 15 is a view for explaining the end discharge hole and the upper surface of the slit opening of the air supply pipe of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • the side discharge hole 150 ′ as described with reference to FIG. 12 is included as an example of the side discharge hole.
  • end discharge holes 152a and 152b are included at ends of the air supply pipes 140a and 140b.
  • the embodiment of the supply pipe 140 ′′ 'of Fig. 15 shows an example in which two of these end discharge holes 152 are formed side by side in the longitudinal direction. There is no limit to the shape or number as long as the conditions satisfying the condition of eliminating the function are satisfied.
  • a top slit opening 154 is further formed at the top center portion of the side of the air supply pipe 140 ′′ 'to prevent dust from accumulating on the top of the air supply pipe outer wall.
  • the shape is preferably formed by narrow slits.
  • 16 is a view for explaining another preferred example of the air supply pipe of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • the air supply pipe 140 ′′ ′ of FIG. 16 further includes a lower slit opening 156 in the air supply pipe 140 ′′ ′ as described with reference to FIG. 15.
  • the lower slit opening 156 prevents dust from accumulating on the bottom of the inner wall of the air supply pipe 140 ′′ '.
  • the air supply pipe 140 is installed side by side in the horizontal direction on one surface of the lower case 130 and the air supply directions coincide with each other.
  • the air supply directions may be opposite to each other as in the following embodiments.
  • 17 is a plan view for explaining the air injection by the air supply pipe of the bag filter bag filter according to another embodiment of the present invention.
  • the air supply pipes 140 are installed on one surface of the lower case 130 facing each other and the air supply directions are opposite to each other.
  • the air supply pipe 140a is installed to penetrate one surface 130d of the lower case 130, and the other air supply pipe 140b penetrates the surface 130c facing the one surface 130d of the lower case 130.
  • the air supply pipes 140a and 140b are parallel to each other but the air supply directions are opposite to each other. Except that the air supply directions of the air supply pipes 140a and 140b are opposite to each other, all of the contents described in the previous embodiment may be applied to the present embodiment as it is.
  • the air injection by the air supply pipes 140a and 140b is directed to the device side wall as described above (solid line arrow). According to this configuration, air is injected only to the device wall and is not injected into the central space A between the air supply pipes 140a and 140b.
  • the air injection by the air supply pipes 140a and 140b is directed to the device side wall and then hits the device wall to generate a rotational flow, such that the central space A between the two or more air supply pipes 140a and 140b causes dust to fall. It becomes an area to be able to.
  • FIG. 18 to 20 illustrate a comparative example
  • FIG. 18 is a perspective view of a bag filter bag filter according to a comparative example
  • FIG. 19 illustrates air injection by an air supply pipe of the bag filter bag filter according to a comparative example
  • 20 is a plan view for explaining the air injection by the air supply pipe of the bag filter bag filter according to the comparative example.
  • FIG. 18 corresponds to FIG. 3
  • FIG. 19 corresponds to FIG. 4
  • FIG. 20 corresponds to FIG. 5.
  • the bag filter bag filter according to the comparative example is provided with only one air supply pipe 101, the air injection direction is radial. As the air is radially sprayed, the air is sprayed on the wall and in all directions, and thus dust is easily accumulated on the wall of the lower case 130.
  • Figure 21 is a flow analysis diagram of the side portion of the bag filter bag filter according to the comparative example
  • Figure 22 is a flow diagram of the upper end of the bag filter bag filter according to the comparative example.
  • the air supply pipe 101 is provided with only one of the air injection direction is radial, the flow analysis result, the injected air concentrated area, such as 21 and 22 due to a non-uniform air injection (dashed line area and the speed in the circle is 15.560ms - It can be seen that the area close to 1 ) occurs.
  • the air supply pipe 101 is supplied from the center of the bag filter, a strong rising flow occurs in the center front part, and the outer flow rate is low, so that the dust falls to the outer part and the dust accumulates on the wall surface.
  • FIG. 23 is a flow analysis diagram of the upper end of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention
  • Figure 24 is a flow diagram of the front portion of the bag filter bag filter according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention it is confirmed that when two air supply pipes 140a and 140b are positioned at both sides and sprayed air to the side wall and the front wall, the injection air declination zone does not occur and dust accumulation on the inner wall surface can be prevented. Can be.
  • two end discharge holes are provided as shown in FIG. 15.
  • the streamline flow seen from the top shows that the air supply flow is injected into the outer wall to increase the nearby flow velocity and to generate dust on the side wall while generating a strong rotating flow.
  • the flow rate is proved by the flow analysis because the flow rate is low in the center between the air supply pipes 140a and 140b so that dust does not come into contact with the wall and falls to the lower outlet.
  • FIG. 25 is a flow diagram illustrating a side portion of the bag filter bag filter according to the exemplary embodiment of the present invention when the side outlet holes described with reference to FIGS. 9 to 11 are illustrated.
  • each side discharge hole 150a or 150b of the air supply pipe 140a or 140b is formed in two places at the top and bottom, and satisfies the conditions of the opened partial position and angle ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ).
  • ⁇ , ⁇ , ⁇ the air jet is concentrated in the flow direction and is injected to the side wall non-uniformly.
  • the z-velocity of the part (arrow) where each side outlet hole 150a or 150b is formed is close to 9 and gradually lowers to -1 along the flow direction.

Abstract

본 발명에 따른 백필터 여과집진장치는 공급되는 오염공기로부터 분진 등을 포집한 후 외부로 배출하는 백필터를 이용하는 백필터 여과집진장치에 있어서, 분진을 필터링하는 다수의 백필터가 수직방향으로 설치되어 있는 상부 케이스; 상기 상부 케이스의 하단에 형성되는 것으로서 상기 백필터에서 떨어지는 분진을 수거하는 하부 케이스; 및 상기 하부 케이스를 관통하여 상기 백필터 여과집진장치 내부로 오염공기를 공급하는 2개 이상의 서로 평행한 급기 파이프를 포함하고, 상기 급기 파이프 측면에는 공기 분사가 상기 상부 케이스나 하부 케이스의 측면 내벽을 향하도록 측면 배출공이 형성되어 있어, 상기 2개 이상의 급기 파이프 사이의 중앙 공간은 분진이 낙하할 수 있는 영역이 형성되는 것이다.

Description

분진 적체 방지 백필터 여과집진장치
본 발명은 각종 산업시설에서 배출되는 분진 등 입자상 오염물질을 포집하기 위해 사용하는 백필터 여과집진장치에 관한 것으로, 특히 분진이 장치 내벽에 적체되어 회수가 안 되는 문제를 해결할 수 있는 백필터 여과집진장치에 관한 것이다. 본 출원은 2015년 7월 27일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2015-0105783호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
보통 각종 산업시설에서 배출되는 배기 가스 중에는 미세한 입자들이 섞여 있다. 배기 가스 중의 입자상 오염물질을 제거하는 데에는 사이클론(cyclone) 등의 장치 및 백필터 여과집진장치를 이용하고 있다. 배기 가스가 사이클론을 통과하면 상대적으로 크고 무거운 분진이 회수되고, 이 때 회수되지 못한 작고 가벼운 분진은 백필터 여과집진장치에 의해 걸러진다. 백필터 여과집진장치는 필터를 통해 기체와 고체를 거르는 장치이며, 보통 백필터는 분진 크기 0.1㎛까지 거를 수 있다.
도 1은 기존 백필터 여과집진장치 중 백필터와 탈진장치를 구비한 일명 백하우스라고 불리우는 백필터 여과집진장치로서, 도면을 참조하여 종래기술을 살펴보면 다음과 같다.
도 1의 (a)는 장치의 상면도이고 (b)는 측면도이다. 장치 하측 유입구(1)에서 들어오는 분진을 함유한 유입공기가 상부의 백필터(3)를 거치면서 분진은 백필터(3) 표면에 포집되고, 제진된 공기는 백필터(3)를 통과하여 상부 출구(2)를 통해 배출된다.
이러한 백필터 여과집진장치는 높은 집진효율을 가지고 있지만, 여과조작이 진행됨에 따라 여과포에 포집되는 분진층이 두꺼워지면서 압력손실이 증가하기 때문에 주기적인 탈진조작으로 백필터 표면에 있는 분진을 털어내야 한다. 탈진조작은 주로 압축탱크(8)와 블로우파이프(6)와 노즐(7)로 구성되는 압축공기를 이용한 탈진장치를 사용하는데, 노즐(7)을 통해 백필터 내부에 강한 에너지를 지닌 압축공기를 분사하여 백필터(3) 표면에 부착된 분진을 털어내 압력손실을 줄인다. 이 때, 탈진이 잘 안되는 경우 탈진을 위해 분사되는 압축공기의 압력을 높이거나 압축공기의 분사주기를 짧게 하여 운용한다.
백필터 표면에 있는 분진은 이러한 탈진조작에 의해 일정 시간 간격으로 작동하여 낙하하여 분진 배출 장치(4)를 통해 분진 저장조(5)에 모아진 후 외부로 배출된다. 하지만 분진은 낙하되면서 장치 내벽에 부착되기도 하며 이와 같이 내벽에 분진이 계속 누적되어 제대로 배출되지 못하면 출구를 막는 현상이 발생하기도 한다. 이를 해결하기 위하여 통상적으로 에어노커(air knocker)나 바이브레이터(vibrator)를 사용하는데 이들을 사용할 경우 국부적으로 분진 제거효과를 나타내기는 하지만 진동에 의해 인접 설비의 파손이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 분진이 장치 내벽에 적체되어 회수가 안 되는 문제를 해결할 수 있는 백필터 여과집진장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 백필터 여과집진장치는 공급되는 오염공기로부터 분진 등을 포집한 후 외부로 배출하는 백필터를 이용하는 백필터 여과집진장치에 있어서, 분진을 필터링하는 다수의 백필터가 수직방향으로 설치되어 있는 상부 케이스; 상기 상부 케이스의 하단에 형성되는 것으로서 상기 백필터에서 떨어지는 분진을 수거하는 하부 케이스; 및 상기 하부 케이스를 관통하여 상기 백필터 여과집진장치 내부로 오염공기를 공급하는 2개 이상의 서로 평행한 급기 파이프를 포함하고, 상기 급기 파이프 측면에는 공기 분사가 상기 상부 케이스나 하부 케이스의 측면 내벽을 향하도록 측면 배출공이 형성되어 있어, 상기 2개 이상의 급기 파이프 사이의 중앙 공간은 분진이 낙하할 수 있는 영역이 형성되는 것이다.
상기 급기 파이프는 상기 하부 케이스 일면에 가로 방향으로 나란히 설치되고 급기 방향이 서로 일치하는 것이거나, 상기 하부 케이스에서 서로 마주 보는 면에 하나씩 설치되고 급기 방향이 서로 반대인 것일 수 있다.
또한, 상기 급기 파이프는 일측 단부가 막힌 원통형이며, 상기 막힌 단부에는 상기 오염공기가 분사되는 단부 배출공을 더 포함할 수 있다. 상기 단부 배출공은 슬롯(slot) 형상일 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 급기 파이프는 상기 급기 파이프 외벽 윗부분에 분진이 적체하지 않도록 하는 상면 슬릿 개구부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 급기 파이프는 상기 급기 파이프 내벽 바닥에 분진이 적체하지 않도록 하는 하면 슬릿 개구부를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 케이스는 직립통체이고 상기 하부 케이스는 상광하협, 즉 하부로 갈수록 면적이 작아지는 것일 수 있으며, 하부 케이스는 상기 상부 케이스에 일체로 형성되어 있을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 2개 이상의 급기 파이프는 상기 백필터 여과집진장치 내부에서 그 단부가 서로 마주보도록 구부러져 있다. 예를 들어 상기 급기 파이프는 서로 마주보는 L자 형상일 수 있다.
다른 예에 있어서, 상기 급기 파이프는 구부러져 있는 단부끼리 연결되어 있는 일체형이다. 예를 들어 상기 급기 파이프는 ㄷ자 형상일 수 있다.
이러한 구성 이외에도 상기 급기 파이프가 관통되는 상기 하부 케이스의 일면을 제외한 나머지 면을 향하여 오염공기를 분사할 수 있도록 상기 급기 파이프가 구성될 수도 있다.
상기 급기 파이프가 관통되는 상기 하부 케이스의 일면은 경사지지 않게, 직립으로 형성할 수 있다.
상기 급기 파이프가 관통되는 상기 하부 케이스의 일면 길이가 L이라 할 때 상기 2개 이상의 급기 파이프는 상기 하부 케이스의 양측면으로부터 각각 0.1L 내지 0.3L의 거리에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 측면 배출공은 상기 급기 파이프 중심에서 수평면에 대하여 20도 내지 40도에서부터 개구되어 40도 내지 70도까지 상기 하부 케이스의 측면 내벽을 향하여 개구되며 개구된 부분의 각도는 20도 내지 50도인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 측면 배출공은 상기 수평면에 대하여 상하 대칭으로 형성된 것일 수 있다. 즉, 수평면을 기준으로 상하 두 곳에 형성된 것일 수 있다.
상기 측면 배출공은 상기 급기 파이프의 단부까지 크기가 일정하게 형성되는 슬릿 형상일 수 있다.
상기 측면 배출공은 상기 급기 파이프의 단부를 향할수록 폭이 좁아지는 테이퍼 형상(tapered shape)일 수도 있다.
상기 측면 배출공은 상기 급기 파이프의 단부를 향할수록 직경이 감소하는 여러 개의 원형개구부일 수도 있다.
상기 급기 파이프는 상기 하부 케이스의 상하 길이의 중간 또는 중간에 근접된 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 백필터 여과집진장치는 상기 백필터에 누적된 분진을 털어내기 위한 퍼징(purging) 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 급기 파이프를 2개 이상 제작하여 설치하고, 공기 분사를 장치의 측면 내벽으로 향하고, 급기 파이프 사이의 중앙 공간에 분진 낙하할 수 있는 영역을 만들어 준다. 이와 같은 구성에 따라, 장치 벽면으로만 공기가 분사되고 급기 파이프 사이 낙하영역으로는 분사되지 않는다. 이와 같이 공기를 측면으로 분사하여 중앙 공간에 분진이 낙하할 수 있는 영역을 형성하면 장치 벽면에 분진이 적체하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명은 분진이 적체되는 것을 방지하여 인접 설비를 파손하거나 손상시키는 일이 없이 효율적으로 백필터 여과집진장치를 운용할 수 있고, 장치의 유지 보수 비용을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다. 장치의 크기를 변경하지 않고 급기 파이프의 설계만으로 분진 적체를 방지할 수 있으므로, 설치비의 획기적 절감이 가능하고 고효율의 집진을 할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 장치 내 적체를 방지할 수 있으므로 적체된 분진의 재비산에 의해 백필터 표면에 분진이 다시 쌓이는 것을 막아 주기적인 탈진 조작시 압력을 높이거나 분사주기를 짧게 할 필요가 없으므로 백필터의 불필요한 소모를 방지하여 장치 유지비를 절감할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 기존 사각형 형태의 백필터 여과집진장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 백필터 여과집진장치의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프에 의한 공기 분사를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프에 의한 공기 분사를 설명하기 위한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프의 다른 예를 보여주는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프의 또 다른 예를 보여주는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 다른 예를 보여주는 측단면도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프의 측면 배출공을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프의 다양한 측면 배출공의 예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프의 단부 배출공과 상면 슬릿 개구부를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프의 다른 바람직한 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프에 의한 공기 분사를 설명하기 위한 평면도이다.
도 18은 비교예에 따른 백필터 여과집진장치의 사시도이고, 도 19는 비교예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프에 의한 공기 분사를 설명하기 위한 평면도이며, 도 20은 비교예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프에 의한 공기 분사를 설명하기 위한 정면도이다.
도 21은 비교예에 따른 백필터 여과집진장치의 측면부 유동해석 그림이고, 도 22는 비교예에 따른 백필터 여과집진장치의 상단부 유동해석 그림이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 상단부 유동해석 그림이고, 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 정면부 유동해석 그림이다.
도 25는 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명한 측면 배출공을 가지는 경우의 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 측면부 유동해석 그림이다.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 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.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 측단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 사시도이다. 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치(100)는 공급되는 오염공기로부터 분진 등을 포집한 후 외부로 배출하는 백필터(110)를 이용하는 것으로, 분진을 필터링하는 다수의 백필터(110)가 수직방향으로 설치되어 있는 상부 케이스(120), 상부 케이스(120)의 하단에 형성되는 것으로서 백필터(110)에서 떨어지는 분진을 수거하는 하부 케이스(130), 및 하부 케이스(130) 일면을 관통하여 백필터 여과집진장치(100) 내부로 오염공기를 공급하는 2개 이상의 서로 평행한 급기 파이프(140)를 포함한다.
상부 케이스(120)는 대략 사각형의 직립통체이고 하부 케이스(130)는 상광하협, 즉 하부로 갈수록 면적이 작아지는 것일 수 있으며, 하부 케이스(130)는 상부 케이스(120)에 일체로 형성될 수 있다.
급기 파이프(140)는 하부 케이스(130)의 상하 길이의 중간 또는 중간에 근접된 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 급기 파이프(140)는 하부 케이스(130) 대신 상부 케이스(120)의 일면을 관통하여 형성될 수도 있다. 급기 파이프(140)는 금속 파이프, 플라스틱 파이프, 적어도 표면 일부에 금속 층을 갖는 플라스틱 파이프 등으로 구성할 수 있다.
이러한 백필터 여과집진장치(100)에서, 급기 파이프(140)에서 들어오는 분진을 함유한 유입공기가 상부의 백필터(110)를 거치면서 분진은 백필터(110) 표면에 포집되고 제진된 공기는 백필터(110)를 통과하여 상부 출구(160)를 통해 배출된다.
백필터 여과집진장치(100)는 백필터(110)에 누적된 분진을 털어내기 위한 퍼징 장치(170)를 더 포함할 수 있다. 퍼징 장치(170)는 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 기존의 압축탱크, 블로우파이프, 노즐 등으로 구성되는 탈진장치일 수도 있고, 더 나아가 분진을 효과적으로 털어내기 위한 물리적 조작이 가능한 브러쉬 등을 더 포함하는 것일 수도 있다.
백필터(110) 표면에 있는 분진은 이러한 퍼징 장치(170)에 의해 일정 시간 간격으로 작동하여 낙하하여 분진 배출 장치(180)를 통해 외부로 배출시킬 수 있다. 분진 배출 장치(180)는 예를 들어 로터리 밸브(rotary valve)일 수 있다.
급기 파이프(140)는 하부 케이스(130) 일면에 가로 방향으로 나란히 2개 이상 설치된다. 급기 파이프(140)는 급기 방향이 서로 일치한다.
본 실시예에서는 도 3에서 상세히 볼 수 있는 바와 같이 2개의 급기 파이프(140a, 140b)가 설치되는 경우를 예로 들었지만 급기 파이프의 개수는 3개 이상이 될 수도 있다. 이와 같이 본 발명에서는 급기 파이프를 복수개 설치하여 장치의 가로 공간을 분할하는 것이 특징이다.
급기 파이프(140a, 140b)는 일측 단부가 막힌 원통형이며 급기 파이프(140a, 140b) 측면에는 공기 분사가 상부 케이스(120)나 하부 케이스(130)의 측면 내벽, 즉 장치 내벽을 향하도록 측면 배출공(150a, 150b)이 형성되어 있다. 그리고, 급기 파이프(140a, 140b)의 막힌 단부에는 오염공기가 분사되는 단부 배출공(152a, 152b)을 더 포함할 수 있다. 단부 배출공(152a, 152b)은 슬롯 형상일 수 있으며, 단부 배출공(1521, 152b)의 개수에는 제한이 없다. 슬롯은 어느 정도 폭이 있는 구멍이나 틈새를 가리킨다. 단부 배출공(152a, 152b)은 유동 방향으로도 공기가 분사하여 분진을 제거시키는 역할을 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프에 의한 공기 분사를 설명하기 위한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프에 의한 공기 분사를 설명하기 위한 정면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 급기 파이프(140a, 140b)에 의한 공기 분사는 앞서 설명한 바와 같이 장치 측면 벽으로 향한다(실선 화살표). 이와 같은 구성에 따라, 장치 벽면으로만 공기가 분사되고 급기 파이프(140a, 140b) 사이 중앙 공간(A)에는 분사되지 않는다.
도 5에 더욱 상세히 표시한 바와 같이, 직선 화살표로 표시한 방향으로 공기 분사가 된 후 장치 벽면에 부딪히면 곡선 화살표로 표시한 바와 같은 회전 유동이 발생하여, 2개 이상의 급기 파이프(140a, 140b) 사이의 이러한 중앙 공간(A)은 분진이 낙하할 수 있는 영역이 된다.
이와 같이 급기 파이프를 복수개 설치하면서 공기 분사 방향을 변경시켜, 급기 파이프 사이의 중앙 공간(A)에 분진이 낙하할 수 있는 영역을 형성하면 장치 벽면에 분진이 적체하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프의 다른 예를 보여주는 평면도이다. 본 실시예에서 2개 이상의 급기 파이프(240a, 240b)는 백필터 여과집진장치 내부에서 그 단부가 서로 마주보도록 구부러져 있다. 급기 파이프(240a, 240b) 측면에는 공기 분사가 장치 측면 내벽을 향하도록 측면 배출공(250a, 250b)이 급기 파이프(240a, 240b) 모양을 따라, 평행하게 진행하는 쪽과 구부러진 부분에 형성되어 있어, 공기 분사 방향(실선 화살표)은 역시 장치 측면을 향한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프의 또 다른 예를 보여주는 평면도이다. 본 실시예에서 2개 이상의 급기 파이프(340a, 340b)는 백필터 여과집진장치 내부에서 그 단부가 서로 마주보도록 구부러져 있을 뿐 아니라, 구부러져 있는 단부끼리 연결되어 있는 일체형이다. 구부러져 있는 단부끼리는 서로 연통될 수 있도록 연결될 수 있다. 이 때에도 급기 파이프(340a, 340b) 측면에는 공기 분사가 장치 측면 내벽을 향하도록 측면 배출공(350a, 350b)이 급기 파이프(340a, 340b) 모양을 따라, 평행하게 진행하는 쪽과 구부러진 부분에 형성되어 있어, 공기 분사 방향(실선 화살표)은 역시 장치 측면을 향한다.
도 6 및 도 7에서와 같은 급기 파이프 구조는 벽면에 분진 적체를 방지하기 위하여 유리한 구조이다. 급기 파이프(240a, 240b, 340a, 340b)의 구부러진 부분은 파이프 자체가 구부러진 것을 이용할 수도 있고, 여러 개의 파이프를 이어 접속한 것일 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 다른 예를 보여주는 측단면도이다. 도 6 또는 도 7에서와 같이 급기 파이프(240a, 240b 또는 340a, 340b)를 구성하면 공기가 분사되지 않는 쪽(급기 파이프가 관통되는 하부 케이스의 일면에) 분진이 적체될 수가 있으므로, 도 8에서와 같이 급기 파이프(240a, 240b 또는 340a, 340b)가 관통되는 하부 케이스(130)의 일면(S)을 직립으로 형성하면 분진이 벽면에 적체되는 것을 방지할 수 있다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프의 측면 배출공을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저 도 9를 참조하여, 급기 파이프(140a, 140b)가 관통되는 상기 하부 케이스(130)의 일면(130d) 길이가 L이라 할 때 상기 2개 이상의 급기 파이프(140a, 140b)는 상기 하부 케이스(130)의 양측면(130a, 130b)으로부터 각각 0.1L 내지 0.3L의 거리(D)에 위치하는 것이 바람직하다. 급기 파이프(140a, 140b)는 급기 파이프(140a, 140b)가 관통되는 상기 하부 케이스(130)의 일면(130d)을 제외한 나머지 면(130a, 130b, 130c)을 향해 공기를 분사한다.
0.1L보다 작은 거리에 있으면 장치 내벽과 너무 가까워 장치 내부에서 오염공기의 유동이 적어지므로 효과적으로 백필터에 의해 오염공기가 걸러지기 어려울 수 있다. 0.3L보다 큰 거리에 있으면 중앙의 분진 낙하 영역의 크기가 충분하지 않을 수 있다. 이러한 거리(D) 조건은 장치 내 유동해석 결과를 고려한 것으로 단순한 설계 변경사항은 아니다.
다음으로 도 10 및 도 11을 참조하여, 측면 배출공(150b)은 상기 급기 파이프(140b) 중심(C)에서 수평면(P)에 대하여 20도 내지 40도(α)에서부터 개구되어 40도 내지 70도(β)까지 상기 하부 케이스의 측면(130b) 내벽을 향하여 개구되며 개구된 부분의 각도(θ)는 20도 내지 50도인 것이 바람직하다. α가 20도보다 작고 β가 40도보다 작으면 공기분사가 측면보다는 거의 수평면을 향하여 이루어지는 것이 되므로 장치 내부에서 오염공기의 유동이 적어지므로 효과적으로 백필터에 의해 오염공기가 걸러지기 어려울 수 있다. α가 40도보다 크고 β가 70도보다 크면 공기분사가 측면보다는 거의 수직방향을 향하여 이루어지는 것이 되므로 장치 내부에서 오염공기의 유동이 적어지므로 효과적으로 백필터에 의해 오염공기가 걸러지기 어려울 수 있다. 그리고, θ가 20도보다 작으면 개구되는 부분의 면적이 충분하지 못해 오염공기의 공급이 원활하지 않고, θ가 50도보다 크면 원하는 측면 방향으로의 오염공기 집중이 충분하지 않다. 이러한 각도(α, β, θ) 조건은 장치 내 유동해석 결과를 고려한 것으로 단순한 설계 변경사항은 아니다.
그리고, 측면 배출공(150b)은 수평면(P)에 대하여 상하 대칭으로 형성된 것일 수 있다. 즉, 수평면(P)을 기준으로 상하 두 곳에 형성된 것일 수 있다. 급기 파이프(140a)와 급기 파이프(140b)는 대칭이므로 급기 파이프(140a) 및 측면 배출공(150a)에 대해서도 마찬가지의 설명이 적용된다.
본 실시예에서 측면 배출공(150a, 150b)은 상기 급기 파이프(140a, 140b)의 단부까지 크기가 일정하게 형성되는 슬릿 형상이다. 급기 파이프(140a, 140b)의 단부가 막혀 있고 단부 배출공(152a, 152b)이 형성되어 있는 경우를 도 3에서 예로 든 바도 있지만, 급기 파이프(140a, 140b)의 단부가 막혀 있고 유일하게 측면 배출공(150a, 150b)을 통하여 오염공기가 분사되는 경우도 가능하고, 급기 파이프(140a, 140b)의 단부가 전면 개방되어 있는 경우도 가능하다. 측면 배출공(150a, 150b)은 급기 파이프(140a, 140b)의 단부까지 이어지도록 형성될 수도 있고 단부 전에 마감되도록 형성될 수도 있다.
한편 배출공은 슬릿 형상 이외에 다른 형상일 수도 있는데 이를 도 12 내지 도 14에 도시하였다. 도 12 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프의 다양한 측면 배출공의 예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12를 참조하면, 측면 배출공(150')은 급기 파이프(140')의 단부를 향할수록 폭이 좁아지는 테이퍼 형상일 수도 있다. 측면 배출공(150')은 급기 파이프(140')의 단부까지 이어지도록 형성될 수도 있고 단부 전에 마감되도록 형성될 수도 있다.
도 13에는 다양한 테이퍼 형상의 측면 배출공(150')들을 도시하였다.
도 13의 (a)는 초기에 폭이 일정하다가 단부를 향할수록 폭이 좁아져 뾰족하게 수렴되는 형상이다. (b)는 초기부터 단부를 향할수록 폭이 좁아져 뾰족하게 수렴되는 형상이다. (c)는 초기부터 단부를 향할수록 폭이 좁아지지만 일정한 폭을 가지는 모양으로 형성된 경우이다. 이와 같이 단부를 향할수록 폭이 좁아지는 측면 배출공(150') 형상은 도 12에서와 같이 폭이 불연속적으로 좁아지는 경우, 도 13에서와 같이 폭이 연속적으로 좁아지는 경우, 그리고 이 둘이 혼합된 경우 등 다양하게 변경될 수 있다.
도 14를 참조하면, 측면 배출공(150")은 급기 파이프(140")의 단부를 향할수록 직경이 감소하는 여러 개의 원형개구부일 수도 있다. 원형개구부는 타공에 의해 형성할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프의 단부 배출공과 상면 슬릿 개구부를 설명하기 위한 도면이다. 도 15의 급기 파이프(140"') 실시예는 도 12를 참조하여 설명한 바와 같은 측면 배출공(150')이 측면 배출공의 한 예로서 포함되어 있다.
도 3을 참조한 실시예에서 급기 파이프(140a, 140b)의 단부에 단부 배출공(152a, 152b)이 포함된 예를 설명한 바 있다. 도 15의 급기 파이프(140"') 실시예는 이러한 단부 배출공(152)이 세로 방향으로 두 개가 나란히 형성된 예를 도시한다. 이러한 단부 배출공(152)은 유동 방향으로도 공기가 분사하여 분진을 제거시키는 역할을 할 수 있도록 하는 조건을 만족하는 것이면 형상이나 개수에 제한은 없다.
또한, 급기 파이프(140"') 측면 최상부 중앙 부분에는 급기 파이프 외벽 윗부분에 분진이 적체하지 않도록 하는 상면 슬릿 개구부(154)가 더 형성되어 있다. 상면 슬릿 개구부(154)는 분진이 적체될 위치를 제거하는 개념으로서 모양은 좁고 가느다란 슬릿으로 형성함이 바람직하다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프의 다른 바람직한 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16의 급기 파이프(140"') 실시예는 도 15를 참조하여 설명한 바와 같은 급기 파이프(140"')에 하면 슬릿 개구부(156)를 더 포함한다. 하면 슬릿 개구부(156)는 급기 파이프(140"') 내벽 바닥에 분진이 적체하지 않도록 하는 것이다.
이상 설명한 실시예에서 급기 파이프(140)는 하부 케이스(130) 일면에 가로 방향으로 나란히 설치되고 급기 방향이 서로 일치하는 것이다. 급기 방향은 다음 실시예에서와 같이 서로 반대일 수도 있다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프에 의한 공기 분사를 설명하기 위한 평면도이다.
도 17을 참조하면, 급기 파이프(140)는 하부 케이스(130)에서 서로 마주 보는 면에 하나씩 설치되고 급기 방향이 서로 반대이다.
즉, 급기 파이프(140a)는 하부 케이스(130)의 일면(130d)을 관통하도록 설치되고 다른 급기 파이프(140b)는 상기 하부 케이스(130)의 일면(130d)과 마주보는 면(130c)을 관통하도록 설치된다. 급기 파이프(140a, 140b)는 서로 평행이지만 급기 방향은 서로 반대이다. 급기 파이프(140a, 140b)의 급기 방향이 반대인 점을 제외하고는 앞의 실시예에서 설명한 모든 내용을 그대로 본 실시예에 적용할 수 있다.
도 17에 도시한 바와 같이, 급기 파이프(140a, 140b)에 의한 공기 분사는 앞서 설명한 바와 마찬가지로 장치 측면 벽으로 향한다(실선 화살표). 이와 같은 구성에 따라, 장치 벽면으로만 공기가 분사되고 급기 파이프(140a, 140b) 사이 중앙 공간(A)에는 분사되지 않는다.
급기 파이프(140a, 140b)에 의한 공기 분사는 장치 측면 벽으로 향한 후 장치 벽면에 부딪히면서 회전 유동이 발생하여, 2개 이상의 급기 파이프(140a, 140b) 사이의 이러한 중앙 공간(A)은 분진이 낙하할 수 있는 영역이 된다.
이하 본 발명과 비교예의 유동해석 결과를 통해 본 발명의 탁월한 분진 적체 방지 효과를 설명하기로 한다.
도 18 내지 도 20은 비교예를 도시한 것으로, 도 18은 비교예에 따른 백필터 여과집진장치의 사시도이고, 도 19는 비교예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프에 의한 공기 분사를 설명하기 위한 평면도이며, 도 20은 비교예에 따른 백필터 여과집진장치의 급기 파이프에 의한 공기 분사를 설명하기 위한 정면도이다. 도 18은 도 3에 대응되고, 도 19는 도 4에 대응되며, 도 20은 도 5에 대응된다.
비교예에 따른 백필터 여과집진장치는 급기 파이프(101)가 한 개만 구비되며 공기 분사 방향은 방사형이다. 공기가 방사형으로 분사됨에 따라 벽면 및 전 방향으로 분사가 되며, 이에 따라 하부 케이스(130) 벽면에 분진이 적체되기 쉽다.
도 21은 비교예에 따른 백필터 여과집진장치의 측면부 유동해석 그림이고, 도 22는 비교예에 따른 백필터 여과집진장치의 상단부 유동해석 그림이다.
급기 파이프(101)가 한 개만 구비되고 공기 분사 방향이 방사형인 경우에는 불균일한 공기 분사로 인해 도 21 및 도 22와 같은 유동해석 결과, 분사 공기 편중 영역(점선원 안의 영역이고 속도가 15.560ms-1에 가까운 영역)이 발생하는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 백필터 내부에 일부 벽면만 분사 공기가 집중이 되면 분사 공기가 집중되는 부분에는 분진이 퇴적되지 않지만 공기가 분사되지 않는 벽면은 분진이 퇴적되는 문제가 발생한다. 또한, 급기 파이프(101)를 백필터 중앙에서 공급하게 되면 중앙 전면부에 강한 상승유동이 발생하고 외곽부 유속이 낮아 분진이 외곽부로 낙하하여 벽면에 분진이 적체한다는 것을 알 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 상단부 유동해석 그림이고, 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 정면부 유동해석 그림이다. 본 발명에서와 같이 2개의 급기 파이프(140a, 140b)가 양 측면에 위치하여 측면 벽과 전면 벽으로 급기를 분사하면 분사 공기 편중 영역이 발생하지 않고, 내부 벽면 분진 퇴적을 방지할 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 단부 배출공은 도 15에서와 같이 2개가 구비된 경우를 가정하였다. 특히, 급기 유동이 외곽 벽면으로 분사되면서 인근 유속이 증대되고 강한 회전 유동이 발생하면서 측면 벽에 분진을 제거시키는 것이 가능해짐을 상단부에서 본 유선 흐름이 잘 나타내고 있다.
이와 같이 급기 파이프(140a, 140b) 사이 중앙부에 유속이 낮아 분진이 벽면과 접촉하지 않고 하부 배출구로 낙하하게 되는 영역(점선 박스)의 존재가 유동해석으로 입증이 된다. 이와 같이 본 발명에 따르면, 분진을 제거시키면서 분진들을 중앙으로 모이게 하여 회수함으로써 분진 적체를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 25는 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명한 측면 배출공을 가지는 경우의 본 발명의 일 실시예에 따른 백필터 여과집진장치의 측면부 유동해석 그림이다. 도 9 내지 도 11에서와 같이 급기 파이프(140a 또는 140b)의 각 측면 배출공(150a 또는 150b)이 상하 두 곳에 형성되고, 개구된 부분 위치와 각도(α, β, θ) 조건을 만족하며 슬릿 형상을 가지는 경우에, 공기 분사가 유동방향으로 집중되어 비균일하게 측면벽으로 분사가 되는 것을 확인할 수 있다. 각 측면 배출공(150a 또는 150b)이 형성된 부분(화살표) 부분의 z-velocity는 9에 가깝게 세고 유동 방향을 따라 -1까지 점차 낮아진다.
이에 따라 도 12 내지 도 14를 참조하여 설명한 바와 같이 측면으로 분사하는 급기 파이프의 측면 배출공을 급기 파이프 단부로 갈수록 작은 크기로 형성하면, 공기 분사가 유동방향으로 집중되지 않고 측면벽으로 균일하게 분사가 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (20)

  1. 공급되는 오염공기로부터 분진 등을 포집한 후 외부로 배출하는 백필터를 이용하는 백필터 여과집진장치에 있어서,
    분진을 필터링하는 다수의 백필터가 수직방향으로 설치되어 있는 상부 케이스;
    상기 상부 케이스의 하단에 형성되는 것으로서 상기 백필터에서 떨어지는 분진을 수거하는 하부 케이스; 및
    상기 하부 케이스를 관통하여 상기 백필터 여과집진장치 내부로 오염공기를 공급하는 2개 이상의 서로 평행한 급기 파이프를 포함하고,
    상기 급기 파이프 측면에는 공기 분사가 상기 상부 케이스나 하부 케이스의 측면 내벽을 향하도록 측면 배출공이 형성되어 있어, 상기 2개 이상의 급기 파이프 사이의 중앙 공간은 분진이 낙하할 수 있는 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 급기 파이프는 상기 하부 케이스 일면에 가로 방향으로 나란히 설치되고 급기 방향이 서로 일치하는 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 급기 파이프는 상기 하부 케이스에서 서로 마주 보는 면에 하나씩 설치되고 급기 방향이 서로 반대인 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 2개 이상의 급기 파이프는 상기 백필터 여과집진장치 내부에서 그 단부가 서로 마주보도록 구부러져 있는 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 급기 파이프는 구부러져 있는 단부끼리 연결되어 있는 일체형인 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 급기 파이프가 관통되는 상기 하부 케이스의 일면을 제외한 나머지 면을 향하여 오염공기를 분사할 수 있도록 상기 급기 파이프가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 급기 파이프는 일측 단부가 막힌 원통형이며, 상기 막힌 단부에는 상기 오염공기가 분사되는 단부 배출공을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 급기 파이프는 상기 급기 파이프 외벽 윗부분에 분진이 적체하지 않도록 하는 상면 슬릿 개구부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 급기 파이프는 상기 급기 파이프 내벽 바닥에 분진이 적체하지 않도록 하는 하면 슬릿 개구부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 상부 케이스는 직립통체이고 상기 하부 케이스는 하부로 갈수록 면적이 작아지는 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 급기 파이프가 관통되는 상기 하부 케이스의 일면은 직립으로 형성하는 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  12. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 급기 파이프가 관통되는 상기 하부 케이스의 일면 길이가 L이라 할 때 상기 2개 이상의 급기 파이프는 상기 하부 케이스의 양측면으로부터 각각 0.1L 내지 0.3L의 거리에 위치하는 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 측면 배출공은 상기 급기 파이프 중심에서 수평면에 대하여 20도 내지 40도에서부터 개구되어 40도 내지 70도까지 상기 하부 케이스의 측면 내벽을 향하여 개구되며 개구된 부분의 각도는 20도 내지 50도인 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 측면 배출공은 상기 수평면에 대하여 상하 대칭으로 형성된 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 측면 배출공은 상기 급기 파이프의 단부까지 크기가 일정하게 형성되는 슬릿 형상인 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 측면 배출공은 상기 급기 파이프의 단부를 향할수록 폭이 좁아지는 테이퍼 형상인 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 측면 배출공은 상기 급기 파이프의 단부를 향할수록 직경이 감소하는 여러 개의 원형개구부인 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 급기 파이프는 상기 하부 케이스의 상하 길이의 중간 또는 중간에 근접된 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 백필터에 누적된 분진을 털어내기 위한 퍼징 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 급기 파이프에 의해 공기 분사가 상기 상부 케이스나 하부 케이스의 측면 내벽을 향하고, 분사된 공기는 상기 측면 내벽에 부딪혀 상기 장치 안쪽으로 회전 유동을 일으키는 것을 특징으로 하는 백필터 여과집진장치.
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