KR20230007662A

KR20230007662A - 집진장치

Info

Publication number: KR20230007662A
Application number: KR1020210088274A
Authority: KR
Inventors: 김은애; 박현수; 변상근; 변영철; 이영봉; 김병기; 이재윤; 임종태
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2021-07-06
Filing date: 2021-07-06
Publication date: 2023-01-13

Abstract

본 발명은, 분진의 재비산을 방지하기 위해 하강기류를 형성할 때 유속을 증대시킴으로써 탈진 및 에어커튼의 성능을 극대화할 수 있는 집진장치에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 집진장치는, 일측에 유입구와 타측에 배기구를 갖춘 하우징; 상기 하우징 내에 소정의 공간을 구획하고, 외부로부터 기체가 유입되도록 상기 유입구와 연통되며, 하면에 복수의 분사홀이 형성되어 유입된 기체를 상기 하우징 내로 배출하는 격실; 및 상기 분사홀을 통해 상기 격실을 관통하고, 상기 하우징 내에서 상하로 연장하도록 설치된 복수의 백필터를 포함하고, 상기 분사홀에는 와류 가이드가 설치될 수 있다.

Description

집진장치{APPRATUS FOR COLLECTING DUST}

본 발명은, 분진의 재비산을 방지하기 위해 하강기류를 형성할 때 유속을 증대시킬 수 있는 집진장치에 관한 것이다.

각종 산업시설에서는 배출되는 분진 등 입자상 오염물질을 포집하기 위해 집진장치를 사용하고 있다. 이러한 집진장치에는 백필터(bag filter)가 설치되어 입자상 오염물질을 고효율로 여과시킬 수 있다. 필터를 사용하면 입자 포착율을 높여 집진효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

하지만, 필터를 사용하는 집진장치에서는, 필터의 표면에 분진층이 과도하게 형성되는 경우에 압력손실이 발생하므로 주기적인 탈진이 필요하다. 또, 탈진공정을 통해 필터 표면의 먼지층을 제거할 때 또는 하부의 유입구를 통해 분진을 포함한 공기가 유입될 때 분진이 재비산되어 장치의 집진효율을 떨어뜨린다는 문제가 존재하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허공보 제1998316호에서는 하강기류를 생성시키는 밀폐된 격실을 형성하여 분진의 재비산을 방지하는 해법을 제시하고 있다.

하지만, 이 특허문헌의 기술에서는 하강기류에 의해 분진이 재비산되는 것은 방지할 수 있지만, 집진장치 내부의 복잡한 공기흐름에 의해 하강기류가 분산될 가능성이 있으며, 이로 인해 유속이 저하되어 탈진성능이 저감될 수 있다. 또한, 이렇게 분산된 하강기류가 백필터에 부딪쳐 백필터의 수명을 단축시키는 문제점도 제기되었다.

본 발명은, 분진의 재비산을 방지하기 위해 하강기류를 형성할 때 유속을 증대시킴으로써 탈진 및 에어커튼의 성능을 극대화할 수 있는 집진장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 집진장치는, 일측에 유입구와 타측에 배기구를 갖춘 하우징; 상기 하우징 내에 소정의 공간을 구획하고, 외부로부터 기체가 유입되도록 상기 유입구와 연통되며, 하면에 복수의 분사홀이 형성되어 유입된 기체를 상기 하우징 내로 배출하는 격실; 및 상기 분사홀을 통해 상기 격실을 관통하고, 상기 하우징 내에서 상하로 연장하도록 설치된 복수의 백필터를 포함하고, 상기 분사홀에는 와류 가이드가 설치될 수 있다.

본 발명에 의하면, 하면의 분사홀에 와류 가이드가 적용됨으로써, 백필터의 높이방향을 따라 분사되는 하강기류의 유속을 증대시킬 수 있으며, 이에 따라 탈진효과와 더불어, 백필터를 보호하는 에어커튼의 성능을 극대화시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 집진장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 부분 확대도이다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 집진장치를 도시한 부분 확대도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 집진장치를 도시한 부분 확대도이다.
도 6은 도 5의 와류 가이드를 도시한 사시도이다.
도 7은 유동해석을 통해 종래기술(a)과 본 발명(b)에 따른 분사홀에서 하강기류의 유속을 비교하여 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 집진장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 부분 확대도이며, 도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 바라본 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 집진장치는, 하우징(10), 격실(20), 복수의 백필터(30)를 포함할 수 있다.

하우징(10)은 내부에 중공부를 갖춘 통형상의 부재이다. 하우징은, 예를 들어 상부에 위치되는 설치부(11) 및 하부에 위치되는 호퍼부(12)를 포함할 수 있다.

설치부(11)는 하우징의 상부를 구성하며, 대략 원통 형상으로 형성되어 높이방향으로 연장될 수 있다. 설치부 내에 후술하는 유입구(13), 배기구(16), 격실(20), 백필터(30), 탈진수단(50) 등이 설치될 수 있다.

호퍼부(12)는 하우징(10)의 하부를 구성하며, 대략 거꾸로 된 원뿔 형상으로 형성되어 낙하하는 분진을 모을 수 있다. 호퍼부의 하단에는 배출구(14)가 형성되어, 집진된 분진을 밸브(15)를 통해 도시되지 않은 이송벨트나 집진박스로 배출할 수 있다.

하우징(10)의 설치부(11)에는, 유입되는 외부의 오염된 기체가 하강기류를 형성하도록 일측 상부에 유입구(13)가 구비될 수 있다. 또, 하우징의 설치부에서, 타측에는 배기구(16)가 구비될 수 있는데, 배기구에 대해서는 후술한다.

또한, 하우징(10)의 설치부(11) 내부에는 복수의 백필터(30)가 배치되며, 백필터의 상부에 격실(20)이 형성되고, 격실의 위에 탈진수단(50)이 배치될 수 있다.

대규모 집진장치의 내부에는 대량의 분진을 한꺼번에 처리해야 하기 때문에 많은 수의 백필터(30)가 배치될 수 있다. 이러한 집진장치의 효율적인 운용을 위해, 하우징(10)의 내부에는 예컨대 복수의 백필터가 묶음으로 이루어지는 필터다발이 복수개로 마련되어 서로 이웃하게 배치될 수 있다.

복수의 백필터(30)는 각각 대략 원통 형태로 형성되고, 하우징(10)의 높이방향을 따라 연장하여 하우징의 설치부(11)에 배치될 수 있다. 이러한 복수의 백필터는 격실(20)에 의해 지지될 수 있다.

백필터(30)는 예를 들면 폴리에틸렌(PE), 노멕스(NOMEX), 테프론 등의 재질을 포함할 수 있으며, 예를 들면 원통형, 주름백 등의 형태로 구성될 수 있으나, 재질 및 형태는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 백필터(30)는 10m 이상의 길이를 가진 롱 백필터가 채용될 수도 있으나, 이에 한정되는 것이 아니다. 실제 적용 환경 또는 필요에 따라, 다양한 길이 및 치수를 가질 수 있음은 물론이다.

격실(20)은 하우징(10)의 설치부(11)의 상부, 그리고 백필터(30)의 상부에 배치될 수 있다. 격실은 하우징 내에서 중공부와 구분되는 소정의 공간을 구획하고 백필터를 둘러쌀 수 있다. 격실은 그 일측으로 유입구(13)와 연통되어 외부로부터 유입구를 통해 오염된 기체가 유입될 수 있다.

보다 구체적으로, 격실(20)은, 복수의 지지홀(24)이 형성된 상면(21)과, 백필터(30)를 둘러싸도록 복수의 분사홀(25)이 형성된 하면(23)을 포함할 수 있다.

또한, 격실(20)은 상면(21)과 하면(23)을 연결함과 동시에, 격실 내에서 각각으로 백필터(30)를 둘러싸도록 형성된 복수의 보호벽(22)을 포함할 수 있다.

유입구(13)를 통해 격실(20) 내로 유입된 기체는 백필터(30)를 둘러싸고 있는 보호벽(22)을 지나 내부로 확산된다. 압력이 센 기체의 유입시 보호벽에 의해 백필터가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

예를 들어, 곡면을 이루는 보호벽(22)에 부딪친 기체는 일부가 보호벽의 곡면을 따라 유입구(13)의 반대쪽으로 흐르고 일부는 반사되어 보호벽의 측방으로 이동하게 된다. 이처럼 격실(20) 내에 유입된 기체는 각 백필터(30)의 둘레를 따라 흘러 격실 내에서 확산된다.

유입구(13)를 통해 격실(20) 내에 유입된 기체는 하면(23)을 거쳐 격실의 하방으로, 즉 하우징(10) 내로 배출될 수 있다. 이를 위해, 하면에는 백필터(30)를 둘러싸도록 된 분사홀(25)이 형성되어 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 집진장치에서는, 격실(20)의 분사홀(25)에 와류 가이드(40)가 설치된 것을 특징으로 한다.

와류 가이드(40)는 해당 분사홀(25)에 복수로 형성되며, 복수의 와류 가이드는 분사홀의 내측면과 외측면을 연결하면서 둘레방향으로 서로 간격을 두고 배치될 수 있다. 이러한 복수의 와류 가이드의 배치로 인해, 분사홀은 복수의 천공영역이 원형 또는 다각형 등의 모양으로 배열된 비연속 슬릿 형태로 될 수 있다.

분사홀(25) 내에 위치한 보호벽(22)의 외주면이 분사홀의 내측면을 구성할 수 있는데, 이 경우에 와류 가이드(40)는 보호벽으로부터 방사상 바깥쪽으로 연장할 수 있다.

와류 가이드(40)는 소정의 곡률로 만곡된 형상을 가질 수 있다. 혹은, 와류 가이드는 일직선의 형상을 갖고서, 분사홀(25)의 내측면에서 외측면까지 최단거리로 연장한 직선에 대해 경사지게 배치될 수 있다.

예를 들어, 이러한 와류 가이드(40)는 하면(23)에 분사홀(25)을 형성하기 위해 천공할 때 분사홀의 둘레방향으로 일부만 천공하고 남겨둠으로써 분사홀과 동시에 성형될 수 있다. 이에 따라, 와류 가이드는 하면과 일체로 성형될 수 있다.

각 와류 가이드(40)의 최대 폭(W)은, 인접한 와류 가이드들 사이의 최대 거리(L)보다 작은 것이 바람직하다. 와류 가이드의 존재로 인하여, 인접한 와류 가이드들 사이의 분사홀(25)을 통과하는 기체의 유속은 증대될 수 있으며, 분사홀 주변의 기체가 함께 유입되어 유동량을 증가시킬 수 있다.

만일, 와류 가이드의 최대 폭(W)이 인접한 와류 가이드들 사이의 최대 거리(L)보다 커지면, 분사홀(25)의 유입측과 유출측 사이, 다시 말해 격실(20) 안팎의 차압이 크게 될 우려가 있다. 따라서, 와류 가이드의 (최대) 폭은 적절히 설정되는 것이 요구된다.

유입구(13)를 통해 격실(20) 내에 유입된 기체는, 와류 가이드(40)에 의해 하면(23)의 분사홀(25)을 원활히 통과하도록 안내되면서 하우징(10)의 내부에서 하향으로 유동되고, 더욱이 와류 가이드를 따라 와류 형태로 회전하면서 가속되어 백필터(30)를 따라 하방으로 유동하게 된다.

이와 같이, 하강기류의 유속이 증대됨에 따라, 백필터(30)에 쌓여 있는 분진 및 오염물질을 백필터로부터 탈락시키는 효과를 극대화할 수 있다. 또, 와류 형태의 하강기류가 백필터의 둘레로 형성되어 에어커튼을 생성함으로써, 보호벽(22)에 이어 백필터를 보호할 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 하면(23)에서 필터다발의 중심부 또는 4개의 백필터(30)들 사이에는, 백필터와 보호벽 없이 단독으로 형성된 보조 분사홀(26)이 형성될 수 있다.

보조 분사홀(26)에도 그 내측면과 외측면을 연결하도록 와류 가이드(40)가 형성될 수 있다. 복수의 와류 가이드가 보조 분사홀의 내측면과 외측면 사이에서 둘레방향으로 서로 간격을 두고 배치될 수 있다.

이러한 복수의 와류 가이드의 배치로 인해, 보조 분사홀(26)은 복수의 천공영역이 원형 또는 다각형 등의 모양으로 배열된 비연속 슬릿 형태로 될 수 있다.

이와 같은 보조 분사홀(26)의 와류 가이드(40)는, 백필터(30)들의 사이에서 더 강한 하강기류를 형성하여 분진이 재비산되는 것을 방지함은 물론, 탈진을 위한 기류를 배출할 수 있다.

추가로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 집진장치는, 하우징(10)의 내부에서 백필터(30)의 위에 배치되어 백필터의 탈진을 수행하는 탈진수단(50)을 포함할 수 있다.

탈진수단(50)은, 백필터(30)에 각각 대응되게 장착되어 해당 백필터로 압축공기를 분사하는 복수의 노즐(51); 및 압축공기 공급원(미도시)에 연결되며, 노즐로 압축공기가 공급되게 하는 유로를 형성하는 튜브(52)를 포함할 수 있다.

여기서, 압축공기 공급원에 연결되는 튜브(52)에는 밸브(53)가 설치되어, 압축공기의 공급, 차단, 유량 제어 등을 할 수 있다.

압축공기 공급원으로부터 튜브(52)로 공급되는 압축공기는 노즐(51)을 통해 해당 백필터(30)로 분사되어, 백필터 전반에 걸쳐 쌓인 분진 및 오염물질을 골고루 떨어뜨릴 수 있게 됨으로써 균일한 탈진효과를 구현할 수 있다.

나아가, 본 발명의 제1 실시예에 따른 집진장치에서는, 분사되는 압축공기의 유동방향(탈진방향)과 유입구(13)로부터 유입되는 오염된 기체의 유동방향이 하향으로 일치되기 때문에, 하우징(10)의 하부, 즉 호퍼부(12)에 집진된 분진의 재비산 및 백필터(30)로부터 떨어지는 분진의 재부착을 효과적으로 방지하여 집진효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 배기구(16)는 전술한 바와 같이 하우징(10)의 타측에서, 높이방향으로 유입구(13)보다 높게 위치되도록 형성될 수 있다. 선택적으로, 배기구에 연결되어, 여과 및 집진되고 깨끗해진 기체를 흡입하는 송풍기(미도시)를 더 포함할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 집진장치는, 하우징(10)의 일측 상부에 위치한 유입구(13)로부터 유입되는 오염된 기체의 초기 유동방향은 하부로 향하게 되지만, 하우징(10)의 타측 상부에 위치한 배기구(16)에서 송풍기로 강제 흡입되기 때문에 기체는 복수의 백필터(30)를 통과해 여과되면서 다시 하우징의 상부로 이동하게 된다.

이때, 일정 크기 이상의 분진 및 오염물질은 백필터(30)를 통과하지 못하고 부착되기 때문에 배기구(16)에는 깨끗한 기체, 예컨대 클린 에어가 흐르게 된다.

이러한 분진 및 오염물질이 백필터(30)에 계속 부착되면 기체가 통과하기 어려워지기 때문에, 하우징(10) 내 압력이 자연스럽게 상승하게 되고, 이어서 일정 압력에 도달하게 되면 백필터(30)의 위에 위치한 탈진수단(50)에서 고압의 압축공기가 분사되어 백필터에 부착된 분진 및 오염물질을 털어낼 수 있게 된다.

더구나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 집진장치에서는, 와류 가이드(40)로 인해 하강기류의 유속이 증대됨에 따라, 탈진효과와 더불어, 백필터(30)를 보호하는 에어커튼의 성능을 안정적으로 발휘할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 집진장치를 도시한 부분 확대도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 집진장치는, 하우징(10), 격실(20), 복수의 백필터(30)를 포함할 수 있다. 격실의 분사홀(25)에는 와류 가이드(40)가 설치될 수 있다.

여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 집진장치는, 와류 가이드(40)가 높이방향으로 더 연장하여 제1 실시예의 와류 가이드보다 증대된 높이 또는 두께를 갖도록 형성된 점만 상이하고, 나머지 구성요소들은 전술한 본 발명의 제1 실시예에서 설명된 것과 동일하게 구성되어 사용될 수 있으므로, 나머지 구성요소들의 구성 및 작용의 상세한 설명을 생략하기로 한다.

와류 가이드(40)는 해당 분사홀(25)에 복수로 설치되며, 복수의 와류 가이드는 분사홀의 내측면과 외측면을 연결하면서 둘레방향으로 서로 간격을 두고 배치될 수 있다. 이러한 복수의 와류 가이드의 배치로 인해, 분사홀은 복수의 천공영역이 원형 또는 다각형 등의 모양으로 배열된 비연속 슬릿 형태로 될 수 있다.

분사홀(25) 내에 위치한 보호벽(22)의 외주면이 분사홀의 내측면을 구성할 수 있는데, 이 경우에 와류 가이드(40)는 보호벽으로부터 방사상 바깥쪽으로 그리고 보호벽의 높이방향을 따라 연장할 수 있다. 이로써, 제2 실시예의 와류 가이드는, 제1 실시예의 단지 평판인 와류 가이드보다 더 3차원적인 입체 형상을 가질 수 있다.

와류 가이드(40)는 소정의 곡률로 만곡된 형상을 가질 수 있다. 더욱이, 유입된 기체의 원활한 하강을 유도하기 위해 와류 가이드는 높이방향을 따라 비틀린 형상을 가질 수 있다.

혹은, 와류 가이드(40)는 일직선의 형상을 갖고서, 분사홀(25)의 내측면에서 외측면까지 최단거리로 연장한 직선에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 이 경우에도, 와류 가이드는 높이방향을 따라 비틀린 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 집진장치에서, 와류 가이드(40)가 높이방향으로 연장하여 제1 실시예의 와류 가이드보다 증대된 높이 또는 두께를 갖기 때문에, 실질적으로 제2 실시예의 와류 가이드는 하면(23)의 두께보다 증대된 높이 또는 두께를 가질 수 있다.

이러한 와류 가이드(40)의 견고한 설치를 위해, 보호벽(22)의 하부는 격실(20)의 하면(23)보다 더 아래로 연장할 수 있다. 또한, 분사홀(25)의 외측면을 구성하는 하면의 선단은 아래로 절곡되게 형성될 수 있다.

예를 들어, 와류 가이드(40)는, 하면(23)에 분사홀(25)이 천공되고 분사홀의 외측면이 절곡되게 성형된 다음, 분사홀 내에 놓인 보호벽(22)의 외주면과 분사홀의 외측면에 양측 단부가 용접 등으로 접합될 수 있다. 이에 따라, 와류 가이드는 하면의 분사홀 내에 견고하게 설치될 수 있다.

한편, 하면(23)에 단독으로 형성된 보조 분사홀(26)에도 그 내측면과 외측면을 연결하도록, 증대된 높이 또는 두께를 가진 와류 가이드(40)가 형성될 수 있다. 복수의 와류 가이드가 보조 분사홀의 내측면과 외측면 사이에서 둘레방향으로 서로 간격을 두고 배치될 수 있다.

다만, 이 경우에 보조 분사홀(26)과 와류 가이드(40)는 하면에서 일체로 성형되지 못하고, 보조 분사홀의 내측면을 구성하는 절곡된 판재와 복수의 와류 가이드가 별도로 성형될 수 있다. 이어서, 절곡된 판재에 복수의 와류 가이드가 접합된 후, 보조 분사홀의 외측면에 복수의 와류 가이드가 접합될 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 집진장치에서는, 와류 가이드(40)로 인해 하강기류의 유속이 증대됨에 따라, 탈진효과와 더불어, 백필터(30)를 보호하는 에어커튼의 성능을 안정적으로 발휘할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 집진장치를 도시한 부분 확대도이고, 도 6은 도 5의 와류 가이드를 도시한 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 집진장치는, 하우징(10), 격실(20), 복수의 백필터(30)를 포함할 수 있다. 격실의 분사홀(25)에는 와류 가이드(40)가 설치될 수 있다.

여기서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 집진장치는, 와류 가이드(40)가 분리형으로 형성되어 하면(23)에 결합하도록 배치된 점만 상이하고, 나머지 구성요소들은 전술한 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에서 설명된 것과 동일하게 구성되어 사용될 수 있으므로, 나머지 구성요소들의 구성 및 작용의 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 집진장치에서, 와류 가이드(40)는, 보호벽(22)에 결합하는 내통(41), 내통을 둘러싸면서 이격되고 분사홀(25)의 외측면에 결합되는 외통(42), 및 내통과 외통을 연결하면서 둘레방향으로 서로 간격을 두고 배치된 복수의 가이드부재(43)를 포함할 수 있다.

내통(41)과 외통(42), 그리고 내통과 외통 사이의 인접한 가이드부재(43)들 사이에는 관통홀(44)이 구획되고 형성될 수 있다. 실질적으로, 유입구(13)를 통해 격실(20) 내에 유입된 기체는 관통홀(44)을 통과함으로써, 하면(23)의 분사홀(25)을 통과하게 되는 것이다. 도 6에는 도시의 편의상 하나의 관통홀만 은선으로 표시되어 있다.

이와 같이 분리형 와류 가이드(40)는 내통(41) 및 외통(42)과 일체로 형성되고, 분사홀(25)과 보호벽(22) 사이에 삽입되어 결합될 수 있다. 결합을 위해 외통의 상단에는, 하면(23)에 걸쳐 놓을 수 있는 플랜지가 형성될 수 있다.

가이드부재(43)는 내통(41)과 외통(42) 사이에서 방사상으로, 그리고 높이방향을 따라 연장할 수 있다. 이로써, 제3 실시예의 와류 가이드는, 제1 실시예의 단지 평판인 와류 가이드보다 더 3차원적인 입체 형상을 가질 수 있다.

가이드부재(43)는 소정의 곡률로 만곡된 형상을 가질 수 있다. 더욱이, 유입된 기체의 원활한 하강을 유도하기 위해 가이드부재는 높이방향을 따라 비틀린 형상을 가질 수 있다.

혹은, 가이드부재(43)는 일직선의 형상을 갖고서, 내통(41)에서 외통(42)까지 최단거리로 연장한 직선에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 이 경우에도, 가이드부재는 높이방향을 따라 비틀린 형상을 가질 수 있다.

각 가이드부재(43)의 최대 폭은, 인접한 가이드부재들 사이의 최대 거리, 즉 관통홀(44)의 최대 폭보다 작은 것이 바람직하다. 가이드부재의 존재로 인하여, 인접한 가이드부재들 사이의 관통홀을 통과하는 기체의 유속은 증대될 수 있으며, 관통홀 주변의 기체가 함께 유입되어 유동량을 증가시킬 수 있다.

만일, 가이드부재(43)의 최대 폭이 인접한 가이드부재들 사이에 있는 관통홀(44)의 최대 폭보다 커지면, 분사홀(25)의 유입측과 유출측 사이, 다시 말해 격실(20) 안팎의 차압이 크게 될 우려가 있다. 따라서, 가이드부재의 (최대) 폭은 적절히 설정되는 것이 요구된다.

유입구(13)를 통해 격실(20) 내에 유입된 기체는, 와류 가이드(40)에 의해 하면(23)의 분사홀(25)을 원활히 통과하도록 안내되면서 하우징(10)의 내부에서 하향으로 유동되고, 더욱이 와류 가이드의 가이드부재(43)를 따라 와류 형태로 회전하면서 가속되어 백필터(30)를 따라 하방으로 유동하게 된다.

분리형 와류 가이드(40)는 보조 분사홀(26)에도 설치될 수 있다. 내통(41) 및 외통(42)과 일체로 형성된 가이드부재(43)가 보조 분사홀의 내측면과 외측면 사이에 삽입되어 결합될 수 있다.

이러한 보조 분사홀(26)의 와류 가이드(40)는, 백필터(30)들의 사이에서 더 강한 하강기류를 형성하여 분진이 재비산되는 것을 방지함은 물론, 탈진을 위한 기류를 배출할 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 집진장치에서는, 와류 가이드(40)로 인해 하강기류의 유속이 증대됨에 따라, 탈진효과와 더불어, 백필터(30)를 보호하는 에어커튼의 성능을 안정적으로 발휘할 수 있게 된다.

도 7은 유동해석을 통해 종래기술(a)과 본 발명(b)에 따른 분사홀에서 하강기류의 유속을 비교하여 나타낸 도면이다.

도 7의 (a)는 종래기술에 따라 와류 가이드가 없는 분사홀을 통해 분사되는 하강기류의 유속(m/s)을 나타내고 있다.

예를 들면, 1 m/s로 하강기류가 배출될 경우에, 분사홀을 통해 최대 약 10 m/s까지 유속이 도달하는 것을 유동해석에 의해 확인할 수 있다.

도 7의 (b)는 본 발명의 제2 실시예에 따라 입체 형상을 가진 와류 가이드(40)가 있는 분사홀을 통해 분사되는 하강기류의 유속(m/s)을 나타내고 있다.

예를 들면, 1 m/s로 하강기류가 배출될 경우에, 와류 가이드(40)가 있는 분사홀을 통해 약 25 m/s까지 유속이 증대되는 것을 유동해석에 의해 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따라 와류 가이드가 적용된 분사홀에서는, 하강기류의 유속이 적어도 2.5배 정도 증대되는 효과를 얻을 수 있게 됨을 알 수 있다.

또한, 와류 가이드가 적용된 분사홀을 통과하는 하강기류는 백필터의 주위로 에어커튼의 성능을 더욱 안정적으로 그리고 더욱 풍부하게 발휘하고 있음을 볼 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 명세서 및 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 하우징 11: 설치부
12: 호퍼부 13: 유입구
14: 배출구 15, 53: 밸브
16: 배기구 20: 격실
21: 상면 22: 보호벽
23: 하면 24: 지지홀
25: 분사홀 26: 보조 분사홀
30: 백필터 40: 와류 가이드
41: 내통 42: 외통
43: 가이드부재 44: 관통홀
50: 탈진수단 51: 노즐
52: 튜브

Claims

일측에 유입구와 타측에 배기구를 갖춘 하우징;
상기 하우징 내에 소정의 공간을 구획하고, 외부로부터 기체가 유입되도록 상기 유입구와 연통되며, 하면에 복수의 분사홀이 형성되어 유입된 기체를 상기 하우징 내로 배출하는 격실; 및
상기 분사홀을 통해 상기 격실을 관통하고, 상기 하우징 내에서 상하로 연장하도록 설치된 복수의 백필터
를 포함하고,
상기 분사홀에는 와류 가이드가 설치된 집진장치.
제1항에 있어서,
상기 격실은 상기 하우징의 상부 및 상기 백필터의 상부에 배치되고,
상기 격실은,
복수의 지지홀이 형성된 상면;
상기 백필터를 둘러싸도록 복수의 상기 분사홀이 형성된 상기 하면; 및
상기 상면과 상기 하면을 연결하면서 상기 분사홀 내에 위치하고, 상기 격실 내에서 상기 백필터를 둘러싸도록 형성된 복수의 보호벽
을 포함하는 집진장치.
제2항에 있어서,
상기 와류 가이드는 하나의 분사홀에서 복수로 설치되며,
복수의 와류 가이드는 상기 분사홀의 내측면과 외측면을 연결하면서 둘레방향으로 서로 간격을 두고 배치된 집진장치.
제3항에 있어서,
상기 와류 가이드는 만곡된 형상을 가진 집진장치.
제3항에 있어서,
상기 와류 가이드는 일직선의 형상을 갖고서, 상기 분사홀의 내측면에서 외측면까지 최단거리로 연장한 직선에 대해 경사지게 배치된 집진장치.
제3항에 있어서,
상기 와류 가이드는 상기 하면과 일체로 성형된 집진장치.
제3항에 있어서,
상기 와류 가이드는 높이방향으로 연장하여, 상기 하면의 두께보다 증대된 높이 또는 두께를 갖는 집진장치.
제1항에 있어서,
상기 와류 가이드는 분리형으로 형성되어 상기 분사홀에 삽입된 집진장치.
제8항에 있어서,
상기 와류 가이드는,
내통;
상기 내통을 둘러싸면서 이격된 외통; 및
상기 내통과 상기 외통을 연결하면서 둘레방향으로 서로 간격을 두고 배치된 복수의 가이드부재
를 포함하고,
상기 내통과 상기 외통 사이의 인접한 가이드부재들 사이에 관통홀이 형성된 집진장치.
제9항에 있어서,
상기 가이드 부재는 만곡된 형상을 가진 집진장치.
제9항에 있어서,
상기 가이드부재는 일직선의 형상을 갖고서, 상기 내통에서 상기 외통까지 최단거리로 연장한 직선에 대해 경사지게 배치된 집진장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하면에서 복수의 백필터 사이에는 보조 분사홀이 형성되고,
상기 보조 분사홀에 와류 가이드가 배치된 집진장치.