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KR100233891B1 - 사이클론 집진기 - Google Patents

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KR100233891B1
KR100233891B1 KR1019970059388A KR19970059388A KR100233891B1 KR 100233891 B1 KR100233891 B1 KR 100233891B1 KR 1019970059388 A KR1019970059388 A KR 1019970059388A KR 19970059388 A KR19970059388 A KR 19970059388A KR 100233891 B1 KR100233891 B1 KR 100233891B1
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stop valve
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다카오 가와사키
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곤도 도시유키
가쿠넨료 사이크루 가이하츠 기쿠
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Abstract

본 발명에 따른 사이클론 집진기는, 사이클론 본체의 내부가 다수의 원통형 필터가 마련된 칸막이 부재에 의해 상부 공간과 하부 공간으로 분할되어 있으며, 하부 공간과 연통하도록 흡입 포트가 제공되어 있고, 상부 공간과 연통하도록 공통 배출부가 제공되어 있으며, 사이클론 본체의 하단부에 집진 회수 박스가 고정되어 있다. 또한, 집진기는 필터의 상단부를 개폐할 수 있고 역세척 노즐을 구비하는 역세척 스톱 밸브, 그 스톱 밸브를 개폐시키게 되어 있는 스톱 밸브 구동 기구, 스톱 밸브의 역세척 노즐에 연결된 압축 공기 호오스 및, 역세척 압축 공기의 압축 공기 호오스에 대한 공급 및 차단을 조절하는 역세척용의 전자기식 밸브를 구비한다. 각각의 필터는 상단부가 스톱 밸브에 의해 폐쇄된 상태에서 압축 공기 호오스를 통해 압축 공기를 공급함에 의해 독립적으로 역세척될 수 있다.

Description

사이클론 집진기
본 발명은 사이클론 본체 내부에 상호 독립적으로 마련되고 먼지(수집될 대상물인 미세한 분말)를 효과적으로 수집 및 회수하는 필터의 역세척이 가능한 사이클론 집진기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 사이클론 본체 및 필터 역세척 유닛을 하나로 결합하여 컴팩트하게 구성한 사이클론 집진기에 관한 것이다. 이 사이클론 집진기의 사용이 특별하게 제한되지는 않지만, 그 집진기는, 예를 들면 핵 연료 펠릿 제조 단계에서 핵 연료 물질의 집진 및 회수가 실행되는 기존에 장착된 글로브 박스에 마련되는 것이 유용하다.
사이클론 집진기 및 백 필터 탑재 집진기(bag filter-carrying dust collector)는 가스에 포함된 먼지를 수집하기 위한 장치의 주흐름부인 것으로 이야기 되고 있다. 그러나, 이들 두 종류의 집진기는 장점 및 단점을 가지고 있다. 사이클론 집진기는 매우 단순하게 구성되지만, 집진 효율에서 떨어진다. 백 필터 탑재 집진기는 높은 집진 효율을 나타내지만, 구성이 복잡하고, 필터를 교환해야 할 필요가 있고 필터의 수명이 짧다. 그런 상황하에서, 사이클론 집진기는 집진기 본체의 내부에 다수의 원통형 필터가 마련되어 있고, 사이클론이 이용되는 사이클론 집진기는 핵 연료 펠릿 제조 단계에서 사용된 핵 연료 물질용 집진기로서 개량되어 왔다.
종래 사이클론 집진기의 일실시예가 도 5에 도시되어 있다. 사이클론 본체(100)의 내부는 다수의 원통형 필터(102)가 마련된 칸막이 부재(104)에 의해 상부 공간(106) 및 하부 공간(108)으로 분할되고, 하부 공간(108)과 연통하도록 흡입 포트(110)가 제공되어 있고, 상부 공간(106)과 연통하도록 공통의 배출 포트(112)가 제공되어 있으며, 사이클론 본체의 하단부에 집진 회수 박스(114)가 고정되어 있으며, 사이클론 본체(100)의 배출 포트(112)에 배출 송풍기(도시 안됨)가 연결되어 있다. 각각의 원통형 필터(102)에는 역세척 기구가 마련되어 있다. 각각의 역세척 기구는 상부 공간의 한 지점에 역세척 노즐(116)을 고정시킴으로써 형성되고, 대응 원통형 필터의 상부로부터 이격되며, 전자기식 스위치 밸브(118)를 구비한 압축 공기 호오스(120)를 역세척 노즐(116)에 연결시킨다.
먼지를 함유한 가스가 흡입 포트로부터 상기 사이클론 집진기의 사이클론 본체 속으로 흐를 때, 상기 가스는 사이클론 집진기의 원통형 내부 벽면을 따라 회전하면서 하류로 흐르며, 먼지는 그 먼지에 가해지는 원심력 때문에 벽쪽으로 흘러 가스로부터 분리된다. 그 동안, 가스는 필터를 통해 배출 포트에서 배출된다. 사이클론 본체 속에서 분리될 수 없는 미세한 먼지가 가스와 함께 흐를지라도, 상기 가스가 원통형 필터를 통해 흐를 때, 그 필터에 의해 분리되며 제거된다.
장시간 사용된 필터에는, 필터 상에 부착된 미세한 먼지 때문에 막힘 현상이 발생한다. 이 때문에 압력 손실이 증가하여, 사이클론 집진기로부터 가스를 배출시키기가 어려워진다. 그러한 경우에, 압축 공기는 역세척 노즐에서 필터쪽으로 배출되고, 그것에 의해 필터에 부착된 미세한 먼지를 제거하기 위한 역세척 작용이 실행된다.
상기 구성의 사이클론 집진기에 있어서, 역세척 노즐로부터 분출된 압축 가스의 일부는 역세척 작용 중에도 배출 포트로부터 실제로 배출된다. 그러므로, 역세척 효율은 감소하고, 필터를 충분히 역세척하는 것이 어렵고, 역세척 작용을 실행하는데 장시간 걸린다. 이것으로 먼지 회수 효율은 감소한다.
본 발명의 발명자는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술로서 사이클론 집진기의 구성을 제안했었는데(일본 특개평 8-309133호), 그 구성은 원통형 필터의 상단부를 그 필터의 개별적인 연결 파이프에 연결시키고, 그 각각의 연결 파이프의 일단부를 3방향의 전자기식 전환 밸브를 통해 역세척 압축 공기 파이프에 연결시키고, 타단부를 가스 배출 송풍기와 연통하는 파이프에 연결시킴으로서 형성된다. 그 집진기에 있어서, 필터의 역세척 작용 및 가스 배출 작용은 3방향 전자기식 전환 밸브에 의해 전자에서 후자로 전환된다. 즉, 가스 배출 시스템은 폐쇄되고 가스 배출 송풍기로부터 차단되며, 역세척 압축 공기의 공급은 가스의 배출 중에 중단된다.
상기 구성에서, 역세척 공기가 분출되는 각각의 연결 파이프의 하단부는 대응하는 필터의 상단부와 직접적으로 결합되므로, 역세척 효율은 높아지고, 단시간의 충분한 필터 역세척 작용이 가능해 진다. 이것으로 필터의 수명을 연장시키고, 먼지 회수 효율을 향상시킬 수 있다.
그러나, 사이클론 본체의 상부 내에 집진 파이프 및 3방향 전자기식 전환 밸브를 구비하는 헤더부(header part)의 구성은 복잡해지고 커진다. 새로운 장착 설비에서는, 그 사이클론 집진기의 설치를 위해 필요한 공간은 설계 단계에서 글로브 박스 내로 고정될 수 있다. 그러나, 기존의 글로브 박스에는, 단지 약 0.5m3의 빈 공간만을 이용할 수 있어서, 상기 집진기는 그 안에 장착될 수 없다. 그 설비가 그 안에 합체된 집진기없이 작동될 때, 그 공정 중에 발생된 먼지는 글로브 박스 내에 분산되어서, 작업자는 공정을 마무리할 때마다 브러쉬를 사용해서 수작업으로 세정 작업을 실행해야 한다. 그러므로, 기존의 글로브 박스 내에 장착될 만큼 작은 크기를 가지며, 집합된 집진 파이프를 구비하고, 용이하게 조립되도록 간단한 구성을 가지는 집진기의 개발이 요망되어 왔다.
본 발명의 목적은 집진 및 회수 효율은 말할 것도 없이, 내부에 합체된 필터의 역세척 효율도 높으며, 결과적으로 충분한 역세척이 단시간에 이루어질 수 있고, 필터의 수명이 길며, 구성을 단순화하고 크기를 줄임으로써 사이클론 집진기가 기존의 글로브 박스에 용이하게 장착될 수 있는 그러한 사이클론 집진기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 비록 소형의 송풍기를 사용하더라도 필요한 수준의 흡입력을 고정하고, 시스템 전체의 크기 및 무게를 줄이며, 용이하게 조립될 수 있는 사이클론 집진기를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 사이클론 집진기의 일실시예를 보여주는 단면도.
도 2는 사이클론 집진기의 주요부의 상세도.
도 3은 직렬로 연결된 송풍기의 상태를 보여주는 정면도.
도 4는 다르게 연결되는 송풍기가 마련된 시스템들의 집진 성능을 보여주는 도표.
도 5는 종래 사이클론 집진기의 실시예를 보여주는 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 상부 케이싱
12 : 하부 케이싱
14 : 리드
16 : 칸막이 부재
18 : 상부 공간
20 : 하부 공간
22 : 내부 실린더
24 : 흡입 포트
26 : 배출 포트
28 : 집진 회수 박스
30 : 밸브 시이트
32 : 원통형 필터
34 : 금속 필터 본체
36 : 필터 백
37 : 역세척 노즐
38 : 스톱 밸브
42 : 압축 공기 호오스
44,46 : 역세척용 전자기식 밸브
본 발명에 따른 사이클론 집진기에 있어서, 사이클론 본체의 내부는 다수의 원통형 필터가 마련된 칸막이 부재에 의해 상부 공간 및 하부 공간으로 분할되고, 하부 공간과 연통하도록 흡입 포트가 제공되어 있고, 상부 공간과 연통하도록 공통의 배출 포트가 제공되어 있으며, 사이클론 본체의 하단부에 집진 회수 박스가 고정되며, 사이클론 본체의 배출 포트에 배출 송풍기가 연결되어 있다. 집진기는 원통형 필터의 상단부를 개폐할 수 있고 역세척 노즐을 구비하는 역세척 스톱 밸브, 스톱 밸브를 개폐시키게 되어 있는 스톱 밸브 구동 기구, 스톱 밸브의 역세척 노즐에 연결된 압축 공기 호오스 및, 역세척 압축 공기의 압축 공기 호오스에 대한 공급 및 차단을 조절하는 역세척용의 전자기식 밸브를 구비한다. 상기 구성에 있어서, 원통형 필터는 그 필터의 상단부가 스톱 밸브에 의해 폐쇄된 상태에서 압축 공기를 압축 공기 호오스를 통해 필터에 공급함에 의해 독립적으로 역세척될 수 있다.
배출 송풍기는 직렬로 연결되거나 또는 직·병렬로 연결되어 원하는 수준의 집진 성능을 나타내는 다수의 소형 송풍기를 구비하는 것이 바람직하다. 각각의 필터는 원통형 스테인레스 강재 필터 본체와 그 필터 본체를 둘러싸는 미세한 필터 백의 결합으로 형성되어서, 필터 상에 부착된 미세한 먼지는 역세척 작용 중에 압축 공기 및 필터 백의 변형에 의해 제거된다.
도 1은 본 발명에 따른 사이클론 집진기의 개략적인 구성도이다. 사이클론 본체는 원통형 상부 케이싱(10)과 역원추형의 하부 케이싱(12)을 상호 결합하고, 상부 케이싱(10)의 상단부를 리드(14)로 덮음으로써 형성된다. 사이클론 본체의 내부는 칸막이 부재에 의해 상부 공간(18) 및 하부 공간(20)으로 (본 실시예에서는 상부 케이싱(10)의 중간부에서) 분할된다. 상부 케이싱(10)과 동심으로, 칸막이 부재(16)에 내부 실린더(22)가 현가된다. 상부 케이싱(10)의 측벽에는 하부 공간(20)과 연통하는 흡입 포트(24)가 마련되어 있다. 흡입 포트(24)가 고정되는 위치는 내부 실린더(22)가 수직으로 연장하는 범위에 있다. 상부 케이싱(10)의 측벽에는 상부 케이싱(18)과 연통하는 공통(단일) 배출 포트(26)가 마련되어 있다. 하부 케이싱(12)의 하단부에 집진 회수 박스(28)가 고정되고, 배출 포트(26)에는 배출 송풍구(도시되지 않음)가 연결된다.
칸막이 부재(16)에는 다수의 구멍(본 실시예에서는 3개의 구멍)이 마련되고, 이들 3개 구멍의 원주부에 스톱 밸브용 밸브 시이트(30)가 고정되며, 밸브 시이트(30)에 원통형 필터(32)가 현가되어 있다. 각각의 원통형 필터는 금속 필터 본체(34)와 그 필터 본체를 둘러싸는 필터 백(36)을 결합하여 구성된다. 전술한 내부 실린더(22)는 모든 원통형 필터(32)를 둘러싸고, 원통형 필터(32)의 하단부보다 더 아래로 연장하도록 형성되는, 즉 내부 실린더(22)는 흡입 공기가 필터에 직접적으로 흐르지 않도록 설계된다.
밸브 시이트(30) 위에서, 역세척 노즐(37)을 내장하는 역세척 스톱 밸브(38)가 위치되어 있고, 그 스톱 밸브(38)는 압축 공기 실린더(40)를 구비하는 스톱 밸브 구동 기구에 연결되어 수직으로 이동하므로, 원통형 필터(32)의 상단부는 개폐될 수 있다. 각각의 스톱 밸브(38)에는 그 스톱 밸브(38)가 밸브 시이트(30)와 함께 밀봉되도록 스톱 밸브(38)의 밸브 디스크 하부 표면에 밀봉부가 마련된다. 스톱 밸브(38)에는 유연한 압축 공기 호오스(42)가 연결되어, 역세척 노즐(37)과 연통된다. 역세척 압축 공기의 압축 공기 호오스(42)에 대한 공급 및 차단을 조절하기 위한 역세척용의 전자기식 밸브(44)가 마련된다. 또한, 전자기식 밸브(46)가 마련된 압축 공기 파이프(48)는 압축 공기 실린더(40)에 연결된다.
정상적인 집진 작동 중에, 모든 스톱 밸브(38)는 압축 공기 실린더(40)에 의해 밸브 시이트(30)로부터 상승하여 원통형 필터(32)의 상단부를 개방시킨다(도 1은 중앙 및 왼쪽 원통형 필터는 개방되고 오른쪽 원통형 필터는 폐쇄되어 있는 것을 보여준다). 수집 및 회수될 가스 함유 먼지는 배출 송풍기의 작동에 의해 흡입되고, 흡입 포트(24)를 통해 사이클론 본체의 내부에 유입된다. 먼지 함유 가스는 흡입 포트(24)를 통해 상부 케이싱(10) 및 내부 실린더(22) 사이에 있는 하부 공간의 내부 속으로 흐르고, 하부 공간의 원통형 부분에서 회전하면서 아래로 흐른다. 이 때, 먼지가 벽쪽으로 이동하도록 원심력이 작용을 하여, 그 먼지는 가스로부터 분리된다. 분리된 먼지는 하부 케이싱(12)의 측벽을 따라 떨어지고 수집되어, 집진 회수 박스(28)에서 회수된다. 그 사이에, 가스는 원통형 필터(32)를 통해서 상부 공간(18) 속으로 흐른다. 사이클론 본체에서 분리될 수 없는 미세한 먼지는 가스가 필터를 통해서 제거되는 동안 원통형 필터(32)(특히, 필터 본체의 외측 상의 필터 백(36))에 부착된다. 상부 공간(18)으로 흐르는 가스는 배출 송풍기에 의해 배출 포트(26)를 통하여 배출된다.
원통형 필터(32)가 장시간 동안 사용된 이후, 미세한 먼지는 그 필터(특히, 외측 필터백(36)) 상에 부착되어, 필터 작용을 방해한다. 따라서, 압력 손실은 증가하고 가스의 배출은 불가능하므로, 먼지는 사이클론에 의해 수집 및 회수 될 수 없다. 그 결과, 원통형 필터의 역세척은 끝난다. 필터의 역세척은 차례차례 끝나게 될 것이다. 물론, 모든 필터는 동시에 역세척될 수도 있다. 도 1은 하나의 원통형 필터 즉, 오른쪽 필터가 역세척되는 것을 보여준다. 역세척 작용 중에, 대응하는 원통형 필터(32)에 대향하는 스톱 밸브(38)는 대응하는 압축 공기 실린더(40)에 의해 대응하는 밸브 시이트(30)와 가압 접촉하여 필터(32)의 상단부를 폐쇄시킨다. 그 때, 대응하는 역세척용의 전자기식 밸브(44)는 개방되어 대응하는 역세척 노즐(37)로부터 압축 공기를 배출시킨다. 따라서, 원통형 필터(32)(특히, 외측 필터 백(36))에 부착된 미세한 먼지는 분리되고 집진 회수 박스(28)에서 회수된다.
심지어, 하나의 원통형 필터가 역세척되는 중에, 다른 필터를 사용하는 집진 회수 작용은 실행될 수 있다. 즉, 연속적인 집진 및 미세 먼지 제거는 필터의 역세척을 차례차례 실행하면서도 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 사이클론 집진기의 일실시예의 주요부는 도 2에 도시되어 있다. 도 2에는, 하나의 원통형 필터, 대응하는 스톱 밸브 및 대응하는 구동 기구가 도시되어 있으며, 도 2A는 정상적인 먼지 수집을 보여주고, 도 2B는 필터 역세척을 보여준다. 사이클론 본체의 기본 구성은 도 1에 도시된 것일 수 있다. 3개의 스톱 밸브를 위한 3개의 밸브 시이트(70)는 분배 방식으로 사이클론 본체의 내부를 상부 공간(58) 및 하부 공간(60)으로 나누는 디스크 형태의 칸막이 부재(56)의 3 원에 규칙적인 간격으로 마련된다. 각각의 밸브 시이트(70)는 원통형 부분 및 그 원통형 부분의 하단부에 마련된 플랜지부를 구비한다. 원통형 필터(72)는 밸브 시이트(70)에 현가되고, 칸막이 부재(56)에 만들어진 구멍을 통해 삽입되어, 칸막이 부재(56)에 위치하여 고정되며, 그 필터는 밸브 시이트(70)의 플랜지부와 접촉한다. 원통형 필터는 스테인레스 강재 망 필터 본체와 필터 본체를 둘러싸는 필터 백(상표명: 고텍스 멤브레인 필터 백(Goatex Membrane filter Bag), 일본 고텍스 사에서 제조됨)(76)과의 결합으로 구성된다. 원통형 필터는 역 U-형태의 구성을 취하고, 표면 면적을 증가시키기 위해서 이중 구성을 형성하도록 그 필터는 접혀진다. 스테인레스 망 필터 본체(74)는 필터 백(76)이 파열될 때 백업 부재로서 기능을하고, 형상 유지 효과를 가지고 있어 필터 백(76)은 예정된 형상으로 유지된다.
각각의 밸브 시이트(70) 상에, 역세척 노즐(77)이 마련되고 대응 원통형 필터(72)의 상단부를 개폐시킬 수 있는 역세척 스톱 밸브(78)가 위치하고, 그 스톱 밸브(78)는 스톱 밸브 구동 기구로서 작동하는 압축 공기 실린더(80)에 의해 수직으로 이동되는데, 즉 그 스톱 밸브는 분리되어 밸브 시이트(70)와 가압 접촉하여 필터를 개폐시킬 수 있다. 스톱 밸브(78)는 컵 형태의 합성 수지 고무 부재로 이루어지고, 그 밸브 내부의 하단부에 역세척 노즐(77)이 합체된다. 스톱 밸브(78)는 그 밸브(78)의 상측에 제공된 밸브 베이스(79)에 그 밸브(78)의 상단부가 고정되어 있고, 밸브 베이스(79)는 압축 공기 실린더(80) 피스톤(81)의 하단부에 고정되어 있다. 밸브 베이스(79)는 그 하단부에 중공 구성을 취하고, 그 하단부에서 역세척 노즐(77)과 연통하며, 유연한 호오스(82)는 밸브 베이스의 측벽에 연결되고, 그 호오스를 통해 흐르는 압축 공기는 역세척 노즐(77)에서부터 배출된다. 압축 공기 호오스(82)의 중간부에는 역세척 압축 공기의 역세척 노즐(77)에 대한 공급 및 차단을 조절하기 위한 역세척용의 전자기식 밸브(도 1의 부호 44)가 마련된다.
스톱 밸브 구동 기구는 사이클론 본체를 구성하는 리드(54) 상에 장착되어 밀봉된 압축 공기 실린더(80)를 구비한다. 전자기식 밸브를 탑재한 압축 공기 파이프(도 1의 부호 48)는 압축 공기 실린더(80)의 상부 및 하부 압축 공기의 공급 포트(83a, 83b)에 연결된다.
전술한 바와 같이, 도 2A는 사이클론을 사용하는 집진 작용을 보여준다. 밸브 베이스(79)는 압축 공기가 하부 압축 공기의 공급 포트(83b)를 통해 압축 공기 실린더(80) 속으로 공급됨에 의해서 위로 이동한다. 그 후에, 밸브 베이스(79)에 고정된 스톱 밸브(78)는 밸브 시이트(70)에서 분리되고, 그것에 의해 원통형 필터(72)를 통해서 흐르는 가스의 통로가 형성된다. 따라서, 사이클론의 작용을 사용하는 집진 및 회수 작용은 그 부분들이 이 상태를 유지하면서 배출 송풍기에 의해 가스를 배출함에 의해서 실행된다.
도 2B는 원통형 필터의 역세척 작용을 보여준다. 압축 공기가 상부 압축 공기의 공급 포트(83a)를 통해 압축 공기 실린더(80) 속으로 공급될 때, 밸브 베이스(79)는 아래로 움직인다. 그 후에, 밸브 베이스에 고정된 스톱 밸브(78)는 밸브 시이트(70)와 가압 접촉하여 원통형 필터(72)의 상단부를 밀봉하여서, 하부 공간(60)에서 상부 공간(58)으로 원통형 필터(72)를 통해 연장하는 가스 통로는 차단된다. 그 때, 압축 공기는 역세척용의 전자기식 밸브(도 1의 부호 44)를 개방시킴에 의해서 압축 공기 호오스(82)를 통해 밸브 베이스(79)에 공급되고, 밸브 베이스(79)의 내부를 통해서 흐르며, 역세척 노즐(77)에서 아래로 배출된다. 결과적으로, 외측 필터 백(76)에 부착된 미세한 먼지는 제거된다. 컵 형상의 고무재 스톱 밸브(78)는 압축 공기를 공급하는 동안 견고하게 밸브 시이트(70)와 가압 접촉하도록 설계되어, 압축 공기가 그 접촉부에서 새는 것을 방지한다.
본 발명에 따라 잡진기 전체의 크기가 줄어들 수 있는데, 그 이유는 헤더부와 사이클론 본체를 단일 본체로 상호 결합시킬 수 있고, 집진 파이프를 집합시킬 수 있기 때문이다. 시스템에 필수적인 배출 송풍기를 개량하여 시스템 전체의 크기를 다시 줄일 수 있다. 통상의 사이클론 집진기에 사용된 배출 송풍기는 집진기 본체의 필터 및 파이프에 기인한 압력 손실을 막기위해서 상당히 무거운(100kg 초과) 전용 송풍기로 이루어진다. 상기 배출 송풍기가 현재의 글로브 박스에 장착될 때, 백인 작업(비닐 백의 글로브 박스 외측에 배치된 대상물을 밀봉하기 위한 작업으로, 그 비닐 백은 융해에 의해 글로브 박스에 고정되고, 그 후 그 결과적인 대상물을 글로브 박스에 삽입하는 것) 및 조립 작업은 매우 어려워질 것이다. 그러므로, 집진기는 다수의 소형 송풍기를 직렬로 연결시키거나 또는 직·병렬로 연결시킴으로써 원하는 등급의 집진 성능이 나타나도록 형성된다.
도 3에 도시된 실시예에서, 두 소형 송풍기(90a,90b)는 직렬로 연결된다. 이 실시예는 두 단계의 구성으로 이루어지며, 하나의 소형 송풍기(90a)는 베이스(91)에 장착되고, 4개의 지주(92)는 그 베이스(91)에 제공되며, 그 지주들 상에 또 다른 하나의 소형 송풍기(90b)가 지지된다. 하나의 소형 송풍기(90a)의 배출 포트와 또 다른 하나의 소형 송풍기(90b)의 흡입 포트는 파이프(93)에 의해 함께 체결된다. 소형 송풍기(90a)의 흡입 포트(94)는 파이프를 통해 사이클론 본체에 연결되어, 그 파이프를 통해 가스를 흡입하고, 그 흡입된 가스는 소형 송풍기(90b)의 배출 포트(95)에서 배출된다. 이 시스템에서, 소형 송풍기(90a, 90b)는 그 송풍기들이 백인 작업(bag in operation)으로 글로브 박스 내에 있을 때 작동될 수 있어서, 그 조립 작업은 매우 용이하게 수행될 수 있다. 상기 두 송풍기가 직렬로 연결될 때, 사이클론 배출 작업에 필요한 진공 압력은 고정될 수 있다. 사이클론 본체 및 송풍 시스템 사이의 배출 파이프 내에 예비 필터 및 유량계(둘다 도시되지 않음)를 합체시키는 것이 실제적으로 바람직하다. 필터의 밀폐도 및 역세척 작업이 수행되어야 하는 시간은 유량계를 참조하여 정확하게 판단될 수 있다.
다양한 종류의 송풍기 연결에 따른 송풍기 시스템의 집진 성능은 도 4에 도시되어 있다. 일점 쇄선은 단일 소형 송풍기로 이루어진 송풍 시스템의 성능을 나타내고, 실선은 두 개의 일련적으로 연결된 소형의 송풍기로 이루어진 송풍 시스템의 성능을 나타내고, 점선은 4개의 일련적으로 평행하게 연결된 소형 송풍기(두 개의 일련적으로 연결된 송풍기의 두쌍이 평행하게 연결됨)로 이루어진 송풍 시스템의 성능을 나타낸다. 이 소형 송풍기들은 산업적 세정 장치에 사용되는데, 예를 들면 약 280mm x 280mm x 490mm의 크기, 약 12kg의 무게 및 약 2000mmH2의 진공 압력을 생산할 수 있는 성능을 구비한다. 사이클론 집진기의 전술한 실시예에는 필터 및 파이프의 제공 때문에 약 2000 mmH2의 총 압력 손실이 있어서, 가스 흡입은 하나의 소형 송풍기에 의해서 실행될 수 없다. 두 개의 소형 송풍기는 도 3에 도시한 바와 같이 일련적으로 연결될 때, 약 4000 mmH2까지의 가스가 흡입될 수 있어서, 배출 송풍 시스템의 소형화는 달성될 수 있다. 가스 유량이 불충분할 때, 송풍 시스템에서 다수의 직렬로 연결된 소형 송풍기의 세트가 병렬로 연결되는데, 즉 직·병렬로 연결된 소형 송풍기를 구비하는 송풍 시스템이 사용되어서, 그것에 의해 필요한 가스 량이 확보될 수 있다.
전술한 본 발명에 따라, 필터 역세척 기구는 사이클론 본체의 내부에 합체되고, 그 본체 내에서 다른 부분과 결합하여, 집진 파이프는 집합될 수 있다. 그러므로, 부품의 수를 줄임으로써 구성의 단순화와 집진기 전체 크기의 축소가 달성될 수 있다. 이것으로 집진기는 새 글로브 박스 뿐만이 아니고 기존의 글로브 박스에 장착될 수 있다. 물론, 집진 회수 효율 및 사이클론 본체에 합체된 필터의 역세척 효율을 충분히 향상시키는 것이 가능하고, 필터의 수명을 연장시킬 수 있다.
직렬로 연결되거나 또는 직·병렬로 연결된 소형의 소중량 송풍기를 구비하는 배출 송풍 시스템이 본 발명에 따른 장치에 마련될 때, 필요한 흡입 용량이 고정되고, 전체 시스템의 크기 및 무게를 감소시킬 수 있다. 또한, 예를 들면 글로브 박스 내에 시스템을 합체시키는 작업은 용이하게 실행될 수 있다.
본 발명은 집진 및 회수 효율 및, 내부에 합체된 필터의 역세척 효율이 크며, 충분한 역세척이 단시간에 이루어지고, 필터의 수명이 길며, 구성을 단순화하고 크기를 줄임으로써 사이클론 집진기가 기존의 글로브 박스에 용이하게 장착될 수 있는 그러한 사이클론 집진기를 제공한다. 또한, 비록 소형의 송풍기를 사용해서도 필요한 수준의 흡입력을 고정할 수 있고, 시스템 전체의 크기 및 무게를 줄이며, 용이하게 조립되는 사이클론 집진기를 제공한다.

Claims (5)

  1. 사이클론 본체의 내부가 다수의 원통형 필터가 마련된 칸막이 부재에 의해 상부 공간 및 하부 공간으로 분할되고, 상기 하부 공간과 연통하도록 흡입 포트가 마련되어 있고, 상기 상부 공간과 연통하도록 공통 배출 포트가 마련되어 있으며, 사이클론 본체의 하단부에 집진 회수 박스가 고정되어 있고, 상기 사이클론 본체의 상기 배출 포트에 배출 송풍기가 연결되어 있는 사이클론 집진기에 있어서,
    상기 원통형 필터의 상단부를 개폐시킬 수 있고 역세척 노즐을 구비하는 역세척 스톱 밸브, 그 스톱 밸브를 개폐시키게되는 스톱 밸브 구동 기구, 스톱 밸브의 역세척 노즐에 연결된 압축 공기 호오스, 압축 공기 호오스에 대한 역세척 압축 공기의 공급 및 차단을 조절하는 역세척용의 전자기식 밸브를 구비하며, 상기 각각의 원통형 필터는 그 상단부가 스톱 밸브에 의해 페쇄된 상태에서 압축 공기 호오스를 통해 압축 공기를 공급함에 의해 독립적으로 역세척 될 수 있는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배출 송풍기는 원하는 수준의 집진 성능을 나타내도록 직렬로 연결되거나 또는 직·병렬로 연결된 다수의 소형 송풍기를 구비하는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 원통형 필터는 원통형 스테인레스 강재 필터 본체 및 상기 필터 본체를 둘러싸는 미세한 필터 백으로 구성되는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 스톱 밸브 구동 기구는 상기 사이클론 본체의 상부 리드 상에 밀폐식으로 장착된 압축 공기 실린더 및, 압축 공기를 상기 실린더 속으로 공급함에 의해 상기 실린더 내에서 수직으로 이동되는 피스톤을 구비하고, 상기 압축 공기 실린더는 압축 공기를 상기 실린더에 공급함을 조절하기 위한 전자기식 밸브가 마련된 압축 공기 파이프에 연결되며, 상기 역세척 스톱 밸브는 상기 피스톤의 하단부에 마련되는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 집진기는 또한 상기 칸막이 부재에 현가되는 내부 실린더를 구비하고, 상기 내부 실린더는 모든 원통형 필터를 둘러싸고 원통형 필터의 하단부보다 아래로 연장하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진기.
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