KR20020022488A - A cyclone particle collector - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원심력 집진기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2단 선회류 약화기를 갖는 원심력 집진기에 관한 것이다.The present invention relates to a centrifugal force precipitator, and more particularly, to a centrifugal force precipitator having a two-stage swirl flow damper.
일반적으로 원심력 집진기는 보다 낮은 밀도를 갖는 유체로부터 분산된 무거운 물질을 분리하는 장치로서, 이는 19세기 말 이후부터 연소로 배기가스에서 입자상 물질을 제거하는 장치로 사용되어 왔으며, 최근에도 모든 산업가스의 처리장치 중 가장 널리 사용되고 있다.In general, centrifugal dust collectors are devices that separate dispersed heavy materials from fluids of lower density, which have been used to remove particulate matter from combustion flue gas since the end of the 19th century. It is the most widely used treatment equipment.
종래의 공업용 원심력 집진기는, 도 1에 도시한 바와 같이, 처리가스를 집진기의 상단 일측 둘레에 설치된 입구(1)로 유입시켜 선회류를 형성시키면 처리가스 내에 포함된 분진들이 원심력을 얻어 집진기의 외부 원통(2)에 충돌함으로써 집진된다.Conventional industrial centrifugal dust collector, as shown in Figure 1, when the processing gas flows into the inlet (1) installed around the upper end side of the dust collector to form a swirl flow, the dust contained in the processing gas to obtain a centrifugal force to the outside of the dust collector The dust is collected by colliding with the cylinder 2.
즉, 상기 외부 원통(2)의 내벽에 충돌되어 분진이 제거된 가스는 외부 원통(2)의 내부에 상단 중앙에 설치된 선회류 약화기(3)를 통해 외부 원통(2)의 상부로 토출되고, 이 공기와 분리된 분진들은 외부 원통(2)의 하부에 형성된 분진 배출구(5)를 통해 외부로 배출되어 별도의 용기(미도시)에 저장된다.That is, the gas that has been removed from the collision with the inner wall of the outer cylinder (2) is discharged to the upper portion of the outer cylinder (2) through the swirl flow weakener (3) installed in the upper center inside the outer cylinder (2) The dust separated from the air is discharged to the outside through the dust discharge port 5 formed at the bottom of the outer cylinder 2 and stored in a separate container (not shown).
이때, 상기 선회류 약화기(3)의 환상영역(4)에서 역혼합과 원심력 집진기의 몸통영역에서 강화된 난류성 에디 및 원통 벽면에서 충돌 반사와 같은 2차 효과로 인해 집진효율이 낮다. 특히 인체에 큰 영향을 미치는 10㎛ 이하의 미세분진에 대한 집진효율이 매우 낮다.At this time, the dust collection efficiency is low due to secondary effects such as impingement in the annular region 4 of the swirl flow damper 3 and the turbulent eddy reinforced in the trunk region of the centrifugal force collector and the collision reflection on the cylindrical wall surface. In particular, the dust collection efficiency is very low for the fine dust of less than 10㎛ having a great effect on the human body.
이와 같이 종래의 공업용 원심력 집진기는 외부 선회류와 내부 선회류에서의 역혼합으로 인해 미세분진에 대한 집진효율이 매우 낮다는 문제점이 있었다.As described above, the conventional industrial centrifugal dust collector has a problem in that dust collection efficiency is very low due to reverse mixing in the external swirl flow and the internal swirl flow.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 선회류 약화기와 외부 원통 사이에서 발생되는 미세분진의 역혼합을 방지하여 미세분진의 집진효율을 높일 수 있도록 한 원심력 집진기를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to prevent the reverse mixing of the fine dust generated between the swirling flow weakening and the outer cylinder to increase the dust collection efficiency of the fine dust centrifugal force collector To provide.
상기 목적을 달성하기 위하여 이루어진 본 발명의 원심력 집진기는, 둘레 일측에 입구를 갖는 외부 원통과, 상기 외부 원통의 상면 중앙에 선회류 약화기를 구비한 원심력 집진기에 있어서, 상기 외부 원통의 내부에 대해 외부 원통과 상기 선회류 약화기 사이에 설치되어 외부 선회류와 내부 선회류 사이에서 발생되는 에디성 난류에 의한 미세분진의 역혼합을 차단할 수 있는 2단 선회류 약화기를 구성함을 특징으로 한다.Centrifugal force precipitator of the present invention made to achieve the above object, in the centrifugal force precipitator provided with an outer cylinder having an inlet on one side of the circumference, and a swirling flow damper at the center of the upper surface of the outer cylinder, the external to the inside of the outer cylinder It is installed between the cylinder and the swirl flow damper is characterized by comprising a two-stage swirl flow damper that can block the reverse mixing of the fine dust by the eddy turbulence generated between the outer swirl flow and the inner swirl flow.
도 1은 종래에 의한 원심력 집진기를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional centrifugal force dust collector,
도 2는 본 발명에 의한 2단 선회류 약화기를 갖는 원심력 집진기를 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view showing a centrifugal force dust collector having a two-stage swirl flow damper according to the present invention;
도 3은 본 발명에 의한 2단 선회류 약화기를 도시한 사시도,3 is a perspective view showing a two-stage swirl flow weakening device according to the present invention;
도 4는 종래의 원심력 집진기와 본 발명의 2단 선회류 약화기를 갖는 원심력 집진기의 총집진효율을 도시한 그래프,4 is a graph showing the total dust collection efficiency of a centrifugal force dust collector having a conventional centrifugal force dust collector and a two-stage swirl flow damper of the present invention;
도 5는 미세분진에 대한 종래의 원심력 집진기와 본 발명의 2단 선회류 약화기를 갖는 원심력 집진기의 부분 집진효율을 도시한 그래프이다.5 is a graph showing the partial dust collection efficiency of the conventional centrifugal force dust collector and the centrifugal force dust collector having the two-stage swirl flow damper of the present invention for fine dust.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 입구 2 : 외부 원통1: entrance 2: outer cylinder
3 : 선회류 약화기 4 : 환상구역3: turning flow weakening period 4: annular zone
6 : 2단 선회류 약화기6: two-stage swirl flow damper
이하, 본 발명의 일실시예에 관하여 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
참고로, 도면에서 종래의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일명칭 및 동일부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.For reference, the same components and the same reference numerals are assigned to the same components as the conventional components in the drawings, and detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 원심력 집진기는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상부보다 하부로 갈수록 직경이 좁아지도록 하부에 분진 배출구(5)가 뚫린 외부 원통(2)과, 상기 외부 원통(2)의 상단 일측 둘레에 접선방향으로 설치되어 처리가스를 유입시키는 입구(1)와, 상기 외부 원통(2)의 상면 중앙에 설치되어 외부 원통(2) 내에서 집진된 가스를 외부로 토출시키는 선회류 약화기(3)와, 상기 외부 원통(2)의 내부 상단에 대해 외부 원통(2)의 내주면과 상기 선회류 약화기(3)의 외주면과의 사이에 일정간격을 두고 설치되어 미세분진의 역혼합을 방지하는 2단 선회류 약화기(6)를 갖는 구조로 되어 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the centrifugal force dust collector of the present invention has an outer cylinder 2 with a dust outlet 5 drilled in the lower portion thereof so that the diameter thereof becomes narrower toward the lower portion than the upper portion, and an upper end of the outer cylinder 2. The inlet 1 is installed in one circumference in a tangential direction and flows into the processing gas, and the swirling flow weakener is installed at the center of the upper surface of the outer cylinder 2 to discharge the gas collected in the outer cylinder 2 to the outside. (3) and the inner circumferential surface of the outer cylinder (2) and the outer circumferential surface of the swirl flow damper (3) with respect to the inner upper end of the outer cylinder (2) is provided at a predetermined interval to reverse mixing of fine dust It has the structure which has the two-stage swirl flow damper 6 which prevents.
이때, 상기 2단 선회류 약화기(6)는 안정적인 조업조건을 고려하여 직경 0.7D와 길이 0.65L의 기하치수비를 갖도록 구성한다.At this time, the two-stage swirl flow damper (6) is configured to have a geometric dimension ratio of 0.7D in diameter and 0.65L in length in consideration of stable operating conditions.
여기서, 상기 2단 선회류 약화기(6)의 직경과 길이를 외부 원통(2)의 직경에 대해 0.7D와 외부 원통(2)의 길이에 대해 0.65L로 한정한 것은 도 4에 도시된 바와 같이 미세분진과 총 집진효율이 최대가 되기 때문이다.Here, the diameter and length of the two-stage swirl flow damper 6 is limited to 0.7D with respect to the diameter of the outer cylinder 2 and 0.65L with respect to the length of the outer cylinder 2, as shown in FIG. 4. This is because the fine dust and the total dust collection efficiency are the maximum.
또, 상기 2단 선회류 약화기(6)는 상기 외부 원통(2)이 사출물로 제작될 경우 일체로 성형되지만, 외부 원통(2)이 금속재질일 경우 별도로 제작되어 예를 들어 다수의 체결볼트에 의해 고정되도록 구성되어 진다.In addition, the two-stage swirl flow damper (6) is integrally molded when the outer cylinder (2) is made of an injection molding, but is manufactured separately when the outer cylinder (2) is made of metal, for example, a plurality of fastening bolts. It is configured to be fixed by.
상기 도 4에서 가로축은 처리가스 내에 원심력 집진기의 입구(1)에서 처리가스의 유속을 나타낸 것이고, 세로축은 원심력 집진기로 유입되는 처리가스 내에 포함된 분진(평균입경 : 대략 3.2㎛)에 대한 총집진효율을 나타낸 것이고, 표시한 기호()는 종래의 공업용 원심력 집진기의 총집진효율을 나타낸 것이며, 기호(,,,◇)는 직경 0.7D의 2단 선회류 약화기(6)를 갖는 원심력 집진기에서 2단 선회류 약화기(6)의 길이(0.90L, 0.78L, 0.65L, 0.53L)에 따른 총집진효율을 나타낸 것이다.In FIG. 4, the horizontal axis represents the flow rate of the processing gas at the inlet 1 of the centrifugal force precipitator in the processing gas, and the vertical axis represents the total dust collection to the dust (average particle diameter: approximately 3.2 μm) contained in the processing gas flowing into the centrifugal force precipitator. It shows efficiency and displayed sign ( ) Represents the total dust collection efficiency of the conventional industrial centrifugal dust collector. , , Is the total dust collection according to the length (0.90L, 0.78L, 0.65L, 0.53L) of the two-stage swirl flow damper 6 in the centrifugal force collector having the two-stage swirl flow damper 6 with diameter 0.7D. Efficiency is shown.
또, 처리가스의 유입속도 17㎧에서 종래의 공업용 원심력 집진기와 본 발명의 2단 선회류 약화기(6)의 길이 L인 2단 선회류 약화기(6)를 갖는 원심력 집진기의 부분 집진효율을 나타낸 것이다.In addition, the partial dust collection efficiency of the centrifugal force dust collector having the conventional industrial centrifugal force dust collector and the two-stage swirl flow damper 6 having the length L of the two-stage swirl flow damper 6 of the present invention at a flow rate of 17 kPa of the processing gas was measured. It is shown.
그리고, 도 5에서 가로축은 처리가스 내에 원심력 집진기의 입구(1)에서 처리가스의 유속을 나타낸 것이고, 세로축은 원심력 집진기로 유입되는 처리가스 내에 포함된 분진(평균입경 : 대략 3.3㎛)에 대한 부분 집진효율을 나타낸 것이고,In FIG. 5, the horizontal axis represents the flow rate of the processing gas at the inlet 1 of the centrifugal force precipitator in the processing gas, and the vertical axis represents the portion of the dust (average particle diameter: approximately 3.3 μm) contained in the processing gas flowing into the centrifugal force precipitator. Shows the dust collection efficiency,
도 5에 표시한 기호()는 종래의 공업용 원심력 집진기의 부분 집진효율을 나타낸 것이고, 기호(,,◇)는 길이 0.65L의 2단 선회류 약화기(6)를 갖는 원심력 집진기에서 2단 선회류 약화기(6)의 직경(0.7D, 0.8D, 0.9D)에 따른 부분 집진효율을 나타낸 것으로서, 상기 기호()는 직경이 0.7D이고, 기호()는 직경이 0.8D이며, 기호(◇)는 직경이 0.9D이다.Symbol shown in FIG. ) Shows the partial dust collection efficiency of the conventional industrial centrifugal dust collector, the symbol ( , , ◇) represents the partial dust collection efficiency according to the diameter (0.7D, 0.8D, 0.9D) of the two-stage swirl flow damper 6 in the centrifugal force collector having the two-stage swirl flow damper 6 having a length of 0.65L. As above, the symbol ( ) Has a diameter of 0.7D and the symbol ( ) Is 0.8D in diameter and symbol (◇) is 0.9D in diameter.
즉, 도 4와 도 5에 의하면, 일반적인 원심력 집진기의 조업조건에서 2단 선회류 약화기(6)의 길이 0.65L과 직경 0.7D에서 최대의 집진효율을 보여 주고 있다.That is, according to Figures 4 and 5, the maximum dust collection efficiency is shown at 0.65L length and 0.7D diameter of the two-stage swirl flow damper 6 under the operating conditions of the general centrifugal force collector.
따라서, 상기 2단 선회류 약화기(6)의 길이 0.65L과 직경 0.7D가 최적의 기하치수비임을 알 수 있다.Thus, it can be seen that the length 0.65L and the diameter 0.7D of the two-stage swirl flow damper 6 are the optimum geometric ratios.
즉, 최적의 기하치수비를 갖는 2단 선회류 약화기(6)의 길이 0.65L과 직경 0.7D는 효율적으로 내부 및 외부 선회류에서의 에디성 난류에 의한 미세분진의 역혼합을 효율적으로 차단할 수 있으므로, 미세분진에 대한 집진효율을 증대시킬 수 있다.That is, the length 0.65L and the diameter 0.7D of the two-stage swirl flow damper 6 having an optimal geometric ratio can effectively block the reverse mixing of fine dust by the eddy turbulence in the inner and outer swirl flow. Therefore, it is possible to increase the dust collection efficiency for the fine dust.
그러나, 최적의 기하치수비의 범위 밖의 2단 선회류 약화기(6)는 에디성 난류에 의한 역혼합의 차단에 크게 기여하지 못하는 것으로 나타나고 있으며, 도 4에서 최적의 기하치수비를 갖는 2단 선회류 약화기(6)의 원심력 집진기는 일반적인 원심력 집진기의 조업조건에서 10% 이상의 총집진효율의 증가를 보여주고 있다.However, the two-stage swirl flow damper 6 outside the optimal geometric dimension range does not appear to contribute significantly to the blocking of backmixing by eddy turbulence, and the two stages having the optimal geometric dimension in FIG. The centrifugal force dust collector of the swirl flow damper 6 shows an increase in total dust collection efficiency of 10% or more under the operating conditions of a general centrifugal force dust collector.
일반적으로 미세분진은 상대적으로 큰 분진들에 비해 집진효율에 미치는 영향이 미흡하게 나타나기 때문에 총집진효율에서 10%의 증가는 미세분진에 대한 집진효율에 대한 효과와 강화되는 대기오염 배출 허용기준치를 고려한다면, 본 발명이 매우 가치가 있는 것임을 반증하는 것이다.In general, fine dust has a less impact on dust collection efficiency than relatively large dusts, so an increase of 10% in total dust collection efficiency takes into account the effect on dust collection efficiency and finer air pollution emission limits. If so, this proves that the present invention is very valuable.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 원심력 집진기는, 원심력 집진기에 최적의 기하치수비(직경 0.7D와 길이 0.65L)를 갖는 2단 선회류 약화기를 설치함으로써 일반적인 원심력 집진기의 조업조건에서 10% 이상의 총집진효율의 증가와 미세분진에 대한 집진효율을 효율적으로 증대시킬 수 있는 잇점이 있다.As described above, the centrifugal force precipitator of the present invention is a centrifugal force precipitator installed in a two-stage swirl flow damper having an optimal geometric ratio (diameter 0.7D and length 0.65L), so that a total of 10% or more under the operating conditions of a general centrifugal force precipitator There is an advantage to increase the dust collection efficiency and efficiently increase the dust collection efficiency for fine dust.
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