KR20190123827A - 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기 및 그 작동방법 - Google Patents

길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기 및 그 작동방법 Download PDF

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KR20190123827A
KR20190123827A KR1020180047455A KR20180047455A KR20190123827A KR 20190123827 A KR20190123827 A KR 20190123827A KR 1020180047455 A KR1020180047455 A KR 1020180047455A KR 20180047455 A KR20180047455 A KR 20180047455A KR 20190123827 A KR20190123827 A KR 20190123827A
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cyclone dust
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vortex
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류호정
이도연
진경태
이창근
선도원
박재현
배달희
조성호
이승용
박영철
문종호
이동호
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한국에너지기술연구원
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
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    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
    • B04C2003/003—Shapes or dimensions of vortex chambers

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Abstract

본 발명은 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기 및 그 작동방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 기체 고체 혼합물 중에서 고체입자를 분리하기 위한 사이클론 집진기에 있어서, 상부 측면에 기체와 고체 혼합물이 접선방향으로 주입되는 주입부를 갖는 원통부와, 상기 원통부 하측으로 연결되는 원추부를 갖는 몸체; 상기 원통부 상면에 중앙에 상측으로 연결된 관형태이며, 상부에 상부플랜지가 형성된 보텍스 파인더 가이드; 관형태로 상기 보텍스 파인더 가이드로 삽입되며 상부에 플랜지가 형성된 보텍스 파인더; 및 하부에 하부 플랜지가 구비되어 상기 보텍스 파인더의 플랜지와 접촉되는 기체출구덕트;를 포함하여 상기 보텍스 파인더 가이드와 상기 보텍스 파인더와 상기 기체출구덕트가 탈부착 가능하여 상기 보텍스 파인더를 변경, 교체 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기에 관한 것이다.

Description

길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기 및 그 작동방법{Cyclone with vortex finder that can change length and diameter}
본 발명은 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기 및 그 작동방법에 대한 것이다.
사이클론은 원심력을 이용하여 기체-고체 혼합물 중에서 고체입자를 분리할 수 있는 장치로서 다른 집진장치에 비해 적은 비용으로 효과적인 집진이 가능하고 설치가 쉬워 널리 사용되고 있다. 사이클론에서 유입되는 기체-고체 혼합물을 분리할 수 있는 가장 주된 기동력(driving force)은 사이클론 유입구를 통해 접선(tangential)방향으로 유입되는 기체-고체 혼합물의 원심력과 중력이며, 사이클론으로 주입되는 기체-고체 혼합물의 속도, 사이클론 내통경(inside diameter), 사이클론의 길이, 보텍스 파인더(vortex finder)의 형상(직경, 높이) 등에 의해 집진(포집) 효율이 달라진다.
도 1a 및 도 1b는 통상의 사이클론 집진기(1)의 구성을 나타낸 단면도와 평면도를 도시한 것이다. 일반적인 사이클론 집진기(1)는 원통부(11)와 원통부(11) 하측으로 연결되는 원추부(12)가 구비된 형태의 몸체(10)를 포함하여 구성된다. 기체-고체 혼합물은 원통부(11) 상부 측면의 주입부(13)를 통해 접선방향으로 주입되며, 접선방향 유입으로 인해 발생하는 원심력에 의해 강력한 소용돌이 움직임이 사이클론 내부에서 일어나게 된다. 미세한 입자를 포함한 유체는 사이클론의 상면 중앙에 위치한 실린더 형태의 관인 보텍스 파인더(30, vortex finder)을 통해 배출되게 되며 보텍스 파인더(30)의 형상 즉, 직경(Dv), 높이(Lv, 몸체에 삽입된 깊이)는 사이클론의 집진효율에 직접적인 영향을 미치게 된다. 일반적으로 보텍스 파인더(30)의 길이가 증가하고 직경이 감소함에 따라 내부의 소용돌이 운동이 증가하여 집진효율이 증가한다.
한편, 사이클론을 제작하는 경우에는 일반적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 와 같이 원통형 및 원추형의 몸체에 보텍스 파인더를 용접 등의 방법으로 고정하여 제작하게 되며, 보텍스 파인더의 길이와 직경을 변경할 수 없으므로 사이클론의 집진효율이 정해지게 되며 기체-고체 혼합물의 유입속도 변화, 온도-압력 등의 변화, 입자 크기의 변화 등에 대응하여 사이클론의 집진효율을 변경하고자 할 때에는 사이클론 전체를 교체해야 하는 단점이 있다.
이와 같은 단점을 극복하기 위해 대한민국 등록 특허 재10-1185507호에서는 보텍스 파인더 외부에 나사형태의 홈을 설치하여 길이를 변경할 수 있는 방법을 기재하고 있으나, 고온-고압에서 조업되는 시스템의 경우 나사형태의 체결방법으로 기체의 기밀이 어려울 수 있는 단점이 존재한다. 또한, 보텍스 파인더의 직경을 변경시킬 수는 없다.
따라서 사이클론의 보텍스 파인더의 직경과 높이를 모두 변경 가능하여 기체-고체 혼합물의 유입속도 변화, 온도-압력 등의 변화, 입자 크기의 변화 등에 대응하여 사이클론의 집진효율을 변경할 수 있는 사이클론의 개발이 요구되었다.
한국 등록특허 제0916618호 한국 등록특허 제0631060호
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 사이클론의 보텍스 파인더의 직경과 높이를 모두 변경 가능하여 기체-고체 혼합물의 유입속도 변화, 온도-압력 등의 변화, 입자 크기의 변화 등에 대응하여 사이클론의 집진효율을 변경할 수 있는 사이클론을 제공하는 데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적은, 기체 고체 혼합물 중에서 고체입자를 분리하기 위한 사이클론 집진기에 있어서, 상부 측면에 기체와 고체 혼합물이 접선방향으로 주입되는 주입부를 갖는 원통부와, 상기 원통부 하측으로 연결되는 원추부를 갖는 몸체; 상기 원통부 상면에 중앙에 상측으로 연결된 관형태이며, 상부에 상부플랜지가 형성된 보텍스 파인더 가이드; 관형태로 상기 보텍스 파인더 가이드로 삽입되며 상부에 플랜지가 형성된 보텍스 파인더; 및 하부에 하부 플랜지가 구비되어 상기 보텍스 파인더의 플랜지와 접촉되는 기체출구덕트;를 포함하여 상기 보텍스 파인더 가이드와 상기 보텍스 파인더와 상기 기체출구덕트가 탈부착 가능하여 상기 보텍스 파인더를 변경, 교체 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기로서 달성될 수 있다.
그리고 보텍스 파인더의 높이는 상기 보텍스 파인더 가이드의 높이 보다 큰 특정높이를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 보텍스 파인더 가이드의 상부플랜지와 상기 보텍스 파인더의 플랜지와 상기 기체출구덕트의 하부플랜지가 접촉된 상태에서 서로 대응된 위치에 체결홀이 형성되어 체결부재에 의해 서로 조립되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 보텍스 파인더는 상기 특정높이가 서로 상이한 복수의 형태로 제작되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 보텍스 파인더는, 상기 보텍스 파인더 가이드의 높이에 대응되는 상단부에 두께가 서로 상이하게 제작되는 두께 가변부를 포함하여, 서로 다른 내경을 갖는 복수의 형태로 제작되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 기체 고체 혼합물의 유입속도, 온도, 압력, 및 입자크기 중 적어도 어느 하나의 변화에 의해 집진효율을 변경할 경우, 상기 특정높이 및 상기 내경 중 적어도 하나가 변경된 보텍스 파인더로 교체 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 카테고리로서 본 발명의 목적은 기체 고체 혼합물 중에서 고체입자를 분리하기 위한 사이클론 집진기의 작동방법에 있어서, 원통부 상면 중앙에 상측으로 연결되며 상부에 상부플랜지가 형성된 관 형태의 보텍스 파인더 가이드를 갖는 원통부와, 상기 원통부 하측으로 연결되는 원추부를 갖는 몸체를 제작하는 단계; 관형태이고 상부에 플랜지가 형성된 보텍스 파인더를 제작하는 단계; 상기 보텍스 파인더를 상기 보텍스 파인더 가이드로 삽입시키는 단계; 하부에 하부 플랜지가 구비된 기체출구덕트를 상기 보텍스 파인더의 플랜지와 접촉시키고, 체결부재를 통해 상기 보텍스 파인더 가이드와 상기 보텍스 파인더와 상기 기체출구덕트를 조립하는 단계; 및 상기 원통부의 주입부를 통해 기체 고체 혼합물을 접선방향으로 주입시켜 집진운전을 진행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기의 작동방법으로서 달성될 수 있다.
그리고 보텍스 파인더를 제작하는 단계에서, 보텍스 파인더의 높이는 상기 보텍스 파인더 가이드의 높이 보다 큰 특정높이를 갖고, 상기 특정높이가 서로 상이한 복수의 형태로 제작되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 보텍스 파인더를 제작하는 단계에서, 상기 보텍스 파인더는, 상기 보텍스 파인더 가이드의 높이에 대응되는 상단부에 두께가 서로 상이하게 제작되는 두께가변부를 포함하여 서로 다른 내경을 갖는 복수의 형태로 제작되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 보텍스 파인더를 상기 보텍스 파인더 가이드로 삽입시키는 단계에서, 상기 기체 고체 혼합물의 유입속도, 온도, 압력, 및 입자크기에 따른 집진효율에 기반하여, 상기 보텍스 파인더를 선택하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 기체 고체 혼합물의 유입속도, 온도, 압력, 및 입자크기 중 적어도 어느 하나의 변화에 의해 집진효율을 변경할 경우, 집진운전을 중지하고 상기 체결부재를 해제하여 상기 보텍스 파인더를 탈착하고, 변경된 상기 집진효율에 부합되는 특정높이와 내경을 갖는 보텍스 파인더로 교체하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 사이클론에 따르면, 사이클론의 보텍스 파인더의 직경과 높이를 모두 변경 가능하여 기체-고체 혼합물의 유입속도 변화, 온도-압력 등의 변화, 입자 크기의 변화 등에 대응하여 사이클론의 집진효율을 변경할 수 있는 효과를 갖는다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1a 및 도 1b는 통상의 사이클론 집진기의 단면도와, 평면도,
도 2는 통상의 보텍스 파인더와 몸체의 용접부위를 나타낸 사이클론 집진기의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기의 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기의 분해 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 보텍스 파인더의 사시도,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 높이를 갖는 보텍스 파인더의 단면도,
도 7은 도 3과 다른 높이를 갖는 보텍스 파인더가 장착된 상태의 단면도,
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 내경을 갖는 보텍스 파인더의 단면도,
도 9는 도 3과 다른 내경을 갖는 보텍스 파인더가 장착된 단면도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기의 작동방법의 흐름도를 도시한 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 먼저 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기(100)의 단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기(100)의 분해 단면도를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 사이클론 집진기(100)는 통상의 사이클론과 같이 주입부(13)는 갖는 원통부(11)와, 원통부(11) 하단에 연결되는 원추부(12)를 포함하는 몸체(10)를 구비함을 알 수 있다. 따라서 주입부(13)를 통해 기체 고체 혼합물이 접선방향으로 내부로 유입되게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 사이클론 집진기(100)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 원통부(11)의 상면(!4) 중앙의 개구부에 관형태의 보텍스 파인더 가이드(20)가 연결되어짐을 알 수 있다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 보텍스 파인더 가이드(20)의 상부에는 상부플랜지(21)가 구비된다. 또한, 이러한 상부플랜지(21)에는 원주간격으로 서로 이격된 복수의 체결홀이 구비된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 사이클론 집진기(100)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 보텍스 파인더 가이드(20)로 삽입되어지는 보텍스 파인더(30)를 포함하여 구성된다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 보텍스 파인더(30)의 사시도를 도시한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 보텍스 파인더(30)는 전체적으로 관형태를 가지며 상부에 체결홀을 갖는 플랜지(31)가 구비되게 된다. 이러한 보텍스 파인더(30)의 높이는 보텍스 파인더 가이드(20)의 높이보다 큰 특정높이를 갖는다.
하부에 하부플랜지(41)가 구비된 기체출구덕트(40)는 이러한 보텍스 파인더(30)의 플랜지(31)와 접촉되게 되며, 체결부재(50)를 통해 보텍스 파인더 가이드(20)와 보텍스 파인더(30)와 기체출구덕트(40)가 조립되게 된다. 즉 보텍스 파인더 가이드(20)의 상부플랜지(21)와 보텍스 파인더(30)의 플랜지(31)와 기체출구덕트(40)의 하부플랜지(41)가 접촉된 상태에서 서로 대응된 위치에 체결홀이 형성되어 체결부재(50)에 의해 서로 조립되게 된다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 높이를 갖는 보텍스 파인더(30)의 단면도를 도시한 것이다, 그리고 도 7은 도 3과 다른 높이를 갖는 보텍스 파인더(30)가 장착된 상태의 단면도를 도시한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 보텍스 파인더(30)는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 특정높이가 서로 상이한 복수의 형태로 제작되게 됨을 알 수 있다. 따라서 몸체(10)의 원통부(11) 내로 돌출된 높이(Lv)를 변경하여 집진효율을 가변시킬 수 있게 된다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 내경을 갖는 보텍스 파인더(30)의 단면도를 도시한 것이다. 도 9는 도 3과 다른 내경을 갖는 보텍스 파인더(30)가 장착된 단면도를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 보텍스 파인더(30)는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 보텍스 파인더 가이드(20)의 높이에 대응되는 상단부 두께가 서로 상이하게 제작되는 두께가변부(32)를 포함하여 서로 다른 내경을 갖는 복수의 형태로 제작되어 지게 된다. 즉, 두께가변부(32)의 길이는 보텍스 파인더 가이드(20)의 길이와 동일하며 두께가변부(32)의 외경은 보텍스 파인더 가이드(20)의 내경에 부합되도록 제작되나, 두께가변부(32)의 두께가 다양하게 제작되어 보텍스 파인더(30)의 내경을 서로 상이하게 복수로 제작되어질 수 있게 된다. 따라서 몸체(10)의 원통부(11) 내로 돌출된 보텍스 파인더(30)의 내경(Dv) 수치를 변경하여 집진효율을 가변시킬 수 있게 된다.
즉, 기체 고체 혼합물의 유입속도, 온도, 압력, 및 입자크기 중 적어도 어느 하나의 변화에 의해 집진효율을 변경할 경우, 특정높이 및 내경 중 적어도 하나가 변경된 보텍스 파인더(30)로 교체 가능하게 된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기(100)의 작동방법의 흐름도를 도시한 것이다.
먼저, 앞서 언급한 상부플랜지(21)를 갖는 보텍스 파인더 가이드(20)가 상면(14)에 연결되는 사이클론 집진기(100)의 몸체(10)를 제작하게 된다(S1). 그리고 관형태이고 상부에 플랜지(31)가 형성된 보텍스 파인더(30)를 제작하게 된다(S2). 앞서 언급한 바와 같이, 보텍스 파인더(30)의 높이는 보텍스 파인더 가이드(20)의 높이보다 큰 특정높이를 갖고, 이러한 특정높이가 서로 상이한 복수의 형태로 제작되게 된다.
또한, 보텍스 파인더 가이드(20)의 높이에 대응되는 상단부에 두께가 서로 상이하게 제작되는 두께가변부(32)를 포함하여 서로 다른 내경을 갖는 복수의 형태로 제작되게 된다.
그리고 다양한 높이와 내경을 갖는 복수의 보텍스 파인더(30) 중 원하는 집진효율에 부합되는 보텍스 파인더(30)를 선택하게 된다(S3). 즉, 기체 고체 혼합물의 유입속도, 온도, 압력, 및 입자크기에 따른 집진효율에 기반하여, 보텍스 파인더(30)를 선택하게 된다.
그리고 선택된 보텍스 파인더(30)를 보텍스 파인더 가이드(20)로 삽입시키고(S4), 하부에 하부플랜지(41)가 구비된 기체출구덕트(40)를 보텍스 파인더(30)의 플랜지(31)와 접촉시키고, 체결부재(50)를 통해 보텍스 파인더 가이드(20)와 상기 보텍스 파인더(30)와 기체출구덕트(40)를 조립하게 된다(S5).
그리고 원통부(11)의 주입부(13)를 통해 기체 고체 혼합물을 접선방향으로 주입시켜 집진운전을 진행하게 된다(S6)
그리고 기체 고체 혼합물의 유입속도, 온도, 압력, 및 입자크기 중 적어도 어느 하나의 변화에 의해 집진효율을 변경할 경우(S7), 집진운전을 중지하고(S8) 체결부재(50)를 해제하여(S9) 보텍스 파인더(30)를 탈착하게 된다(S10).
그리고 변경된 집진효율에 부합되는 특정높이와 내경을 갖는 보텍스 파인더(30)를 선택하게 된다(S11). 그리고 변경된 보텍스 파인더(30)를 조립하여(S12), 다시 집진운전을 진행하게 된다(S13).
따라서 본 발명의 실시예에 따르면, 보텍스 파인더(30)를 개별적으로 교체할 수 있으므로 사이클론 집진기 전체를 교체하여야 하는 종래 기술에 비해 경제적으로 사이클론의 효율을 변화시킬 수 있게 된다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1:종래 사이클론 집진기
10:몸체
11:원통부
12:원추부
13:주입부
14:상면
20:보텍스 파인더 가이드
21:상부플랜지
30:보텍스 파인더
31:플랜지
32:두께가변부
40:기체출구덕트
41:하부플랜지
50:체결부재
100:길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기

Claims (11)

  1. 기체 고체 혼합물 중에서 고체입자를 분리하기 위한 사이클론 집진기에 있어서,
    상부 측면에 기체와 고체 혼합물이 접선방향으로 주입되는 주입부를 갖는 원통부와, 상기 원통부 하측으로 연결되는 원추부를 갖는 몸체;
    상기 원통부 상면에 중앙에 상측으로 연결된 관형태이며, 상부에 상부플랜지가 형성된 보텍스 파인더 가이드;
    관형태로 상기 보텍스 파인더 가이드로 삽입되며 상부에 플랜지가 형성된 보텍스 파인더; 및
    하부에 하부 플랜지가 구비되어 상기 보텍스 파인더의 플랜지와 접촉되는 기체출구덕트;를 포함하여 상기 보텍스 파인더 가이드와 상기 보텍스 파인더와 상기 기체출구덕트가 탈부착 가능하여 상기 보텍스 파인더를 변경, 교체 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보텍스 파인더의 높이는 상기 보텍스 파인더 가이드의 높이 보다 큰 특정높이를 갖는 것을 특징으로 하는 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 보텍스 파인더 가이드의 상부플랜지와 상기 보텍스 파인더의 플랜지와 상기 기체출구덕트의 하부플랜지가 접촉된 상태에서 서로 대응된 위치에 체결홀이 형성되어 체결부재에 의해 서로 조립되는 것을 특징으로 하는 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 보텍스 파인더는 상기 특정높이가 서로 상이한 복수의 형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 보텍스 파인더는, 상기 보텍스 파인더 가이드의 높이에 대응되는 상단부에 두께가 서로 상이하게 제작되는 두께 가변부를 포함하여, 서로 다른 내경을 갖는 복수의 형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 기체 고체 혼합물의 유입속도, 온도, 압력, 및 입자크기 중 적어도 어느 하나의 변화에 의해 집진효율을 변경할 경우, 상기 특정높이 및 상기 내경 중 적어도 하나가 변경된 보텍스 파인더로 교체 가능한 것을 특징으로 하는 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기.
  7. 기체 고체 혼합물 중에서 고체입자를 분리하기 위한 사이클론 집진기의 작동방법에 있어서,
    원통부 상면 중앙에 상측으로 연결되며 상부에 상부플랜지가 형성된 관 형태의 보텍스 파인더 가이드를 갖는 원통부와, 상기 원통부 하측으로 연결되는 원추부를 갖는 몸체를 제작하는 단계;
    관형태이고 상부에 플랜지가 형성된 보텍스 파인더를 제작하는 단계;
    상기 보텍스 파인더를 상기 보텍스 파인더 가이드로 삽입시키는 단계;
    하부에 하부 플랜지가 구비된 기체출구덕트를 상기 보텍스 파인더의 플랜지와 접촉시키고, 체결부재를 통해 상기 보텍스 파인더 가이드와 상기 보텍스 파인더와 상기 기체출구덕트를 조립하는 단계; 및
    상기 원통부의 주입부를 통해 기체 고체 혼합물을 접선방향으로 주입시켜 집진운전을 진행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기의 작동방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 보텍스 파인더를 제작하는 단계에서,
    상기 보텍스 파인더의 높이는 상기 보텍스 파인더 가이드의 높이 보다 큰 특정높이를 갖고, 상기 특정높이가 서로 상이한 복수의 형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기의 작동방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 보텍스 파인더를 제작하는 단계에서,
    상기 보텍스 파인더는, 상기 보텍스 파인더 가이드의 높이에 대응되는 상단부에 두께가 서로 상이하게 제작되는 두께가변부를 포함하여 서로 다른 내경을 갖는 복수의 형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기의 작동방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 보텍스 파인더를 상기 보텍스 파인더 가이드로 삽입시키는 단계에서,
    상기 기체 고체 혼합물의 유입속도, 온도, 압력, 및 입자크기에 따른 집진효율에 기반하여, 상기 보텍스 파인더를 선택하는 것을 특징으로 하는 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기의 작동방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 기체 고체 혼합물의 유입속도, 온도, 압력, 및 입자크기 중 적어도 어느 하나의 변화에 의해 집진효율을 변경할 경우, 집진운전을 중지하고 상기 체결부재를 해제하여 상기 보텍스 파인더를 탈착하고, 변경된 상기 집진효율에 부합되는 특정높이와 내경을 갖는 보텍스 파인더로 교체하는 것을 특징으로 하는 길이와 직경을 변화시킬 수 있는 보텍스 파인더를 갖는 사이클론 집진기의 작동방법.
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