KR960007491Y1 - 가스터어빈용 흡기정화장치 - Google Patents

Abstract

없음.

Description

가스터어빈용 흡기정화장치

제1도는 본 고안의 적용관계를 설명하기 위한 계통도

제2도는 본 고안의 설치상태를 보여주는 일부절결 단면도

제3도는 본 고안의 요부 분해사시도

제4도 및 제5도는 본 고안의 결합상태에서 설치된 종단면도로서,

제4도는 흡기정화시,

제5도는 탈진조작시의 공기의 흐름을 각각 나타낸 종단면도

제6도는 종래의 흡기정화장치에 있어서 외관요부를 나타낸 사시도.

제7도는 제6도의 종단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 내측코아25 : 상부캡

30 : 외측코아35 : 하부캡

40 : 필터메디아42, 44 : 환형가스켓

46 : 걸고리48 : 클립

50 : 띠

본 고안은 가스터어빈용 흡기정화장치에 관한 것으로, 특히 발전소에서 대기중의 공기를 정화하여 압축기로 압축하고 연소장치에 유입시켜 터어빈을 작동시키고자 하는 경우, 대기중의 공기를 정화시키기 위한 흡기정화장치에 관한 것이다.

일반적으로 가스터어빈에 의한 발전방식은 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이 대기중의 공기를 정화장치(1)에 의하여 정화시키고 압축기(2)로 압축하여 연소장치(3)에 유입시키고 기체상의 연료와 혼합 연소시킨 다음 여기에서 발생되는 고온의 연소기체를 이용하여 가스터어빈(4)을 회전시키고 가스터어빈으로부터 얻어지는 회전동력에 의하여 발전기를 가동시켜 전기를 발생시키는 방식으로 이루어지게 된다.

이때 대기중의 공기를 정화시키는 정화장치(1)는 공기중에 함유되어 있는 먼지 입자들을 포집제거하고자 주로 에어필터(10)를 사용하게 되며, 에어필터(10)를 통과하면서 정화된 공기를 한곳의 배관으로 유도하여 압축기(2)에 유입시켜 활용하게 되고 이들 에어필터(10)는 사용시간이 점점 경과함에 따라 에어필터(10)의 외부에 먼지층이 점점 형성되게 되고 압력손실이 커지게 되는데, 이를 방지하고자 필요시엔 에어필터(10)의 내부로 투버 외부방향, 즉 외부공기의 정화가 이루어지는 유입방향과는 정반대방향으로 충격기류로서 고압의 압축공기를 분사하여 필터의 외부에 분포되어 있던 먼지층을 털어내어 주는 탈진조작을 행하여 압력손실을 적게하여 준다.

물론 장기간 사용할 때엔 이와 같은 먼지층의 반복적인 털어내는 작업을 수행하여도 압력손실이 저하되지 않게 되는데 이러한 경우는 필터의 수명의 한계에 이른 것이므로 새로운 것으로 교체하여 사용하게 된다.

그러나 종래의 필터(100)는 제6도 및 제7도에 도시한 바와 같이, 필터메디아(110)가 무수한 구멍(121, 131)이 형성된 금속제의 내, 외부그릴(120, 130)속에 내장된 상태로서 상, 하부케이싱(140, 150)과 내, 외부그릴(120, 130)이 일체로 형성되어 이루어지므로, 필터(100)의 교환이 필요한 경우엔 필터메디아(110)의 교환만이 요구됨에도 불구하고, 상, 하부케이싱(140, 150)과 내, 외부그릴(120, 130)이 일체로 구성된 구조적 특성으로 인하여 에어필터(100) 전체를 교환해 주어야 하는 폐단이 있다.

더욱이 이들 에어필터(100)를 교환후에 남게 되는 에어필터를 폐기시켜야 하는 경우 소각처리하더라도 금속제의 필터메디아(110)는 통상적으로 가연성소재로 이루어져 소각처리가 가능하지만 내, 외부그릴(120, 130)이나 상, 하부케이싱(140, 150)은 소각되지 않게 되어 이들은 별도로 수거하여 폐기처리하여햐 하는 폐단이 발생하고 쓰레기량을 증대시키면서 막대한 경제적 손실을 가져온다.

물론 본 고안인 가스터어빈용 흡기정화장치와는 관련이 없으나 차량용 에어크리너에 관한 선행기술로서 국내 실용신안공개번호 제84-7475호, 제84-7476호, 제90-14640호 등이 알려져 있는데, 이들의 경우엔 차량의 엔진에서 요구되는 공급공기의 유량이 배기량에 따라 다소의 차이는 있으나 대략 300~500㎥/min 이상으로서 공기중 미세분진(AC Fine Dust)을 99.0% 이상 여과시킬 수 있도록 해야 하므로 처리공기유량이나 집진효율면에서 볼때 전술한 차량용을 가스터어빈용으로 사용할 수 없는 문제점이 있다.

더욱이 가스터어빈용 에어필터는 한계의 압력손실이 도달되면서 반복적으로 외부먼지층을 털어내는 탈진작업이 요구되는데 이때 탈진공기의 압력이 6.0~7.0kg/㎠ 정도 가해지므로 상기 압력에 견딜 수있는 필터메디아의 이를 감싸는 보강구조체가 반드시 요구되는데 실제로 상기와 같은 차량용 에어크리너는 탈진조작이 요하지 않고 1회 사용후 교환하도록 되어있는 관계로 상기와 같은 탈진조작을 충족할 수 없음은 물론 가스터어빈용으로는 활용할 수 없는 문제점이 있다.

본 고안의 이와 같은 선행기술이 가지고 있는 제반 문제점을 해소하고자 연구 개발된 것으로서 다음과 같은 목적을 갖는다.

본 고안의 주목적은 공기정화용 필터메디아만을 손쉽게 교환하고 필터메디아를 둘러싸고 있는 주변구성요소는 탈진조작에 견딜 수 있도록 충분한 강도와 함께, 부식과 변형방지효과를 얻을 수 있도록 하면서 반영구적으르 사용할 수 있는 가스터어빈용 공기정화장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 공기정화용 에어필터메디아만을 교환하여 사용할 수 있도록하여 유지보수가 용이하고 표환후에 폐기되는 메디아의 폐기쓰레기량을 줄이면서 쓰레기의 소각처리가 용이하고, 내, 외측코아는 재활용이 가능하여 자원절약측면에서 경제적으로 활용할 수 있도록 하는데 있다.

본 고안인 정화장치는 제2도 내지 제5도에 도시한 바와 같이, 다수의 통공(22)이 형성된 원통형 내측코아(20)의 상부에 중앙에 개공에 형성되고 외주플랜지부(25a)가 형성된 상부캡(25)을 고정설치하고, 다수의 통공(22)이 형성된 원통형 외측코아(30)의 하부엔 중앙에 개공이 형성되고 내주플랜지부(35a)가 형성된 하부캡(35)을 고정설치하고, 내측코아(20)의 외측코아(30)의 사이에 필터메디아(40)를 착탈가능하게 내장시킨 상태로 내, 외측코아(20, 30)의 개방끝단을 하부 및 상부캡(35, 25)의 플랜지부(35a, 25a) 내측으로 끼워 결합하여 이루어지되, 상, 하부캡(25, 35)의 상부면 및 저부면엔 우레탄 또는 고무소재의 환형가스켓(42)(44)이 각각 접합고정되고, 상부캡(25)의 외주연과 외측코아(30)의 상부외주연엔 다수의 걸고리(46)와 대응되는 다수의 클립(48)이 상부캡(25)과 외측코아(30)를 착탈할 수 있도록 고정설치되며, 필터메디아(40)의 외주연엔 일정간격으로 접착제를 도포하여 내향돌기(50a)가 형성된 다수의 간격유지보강용 띠(50)를 마련하고, 상기 내, 외측코아(20)(30), 상, 하부캡(25)(35), 걸고리(46) 및 클립(48)은 스테인레스스틸재로 형성하여 이루어지는데, 강도나 내식성이 우수한 USU 316L을 사용함이 바람직하고, 필터메디아(40)는 여과효율이 좋은 NCR-CW(Non Cured Resin-Color White)를 사용함이 바람직하다.

이때 내, 외측코아(20, 30)는 다수의 통공(22, 32)이 형성되어 정화하고자 하는 공기와 정화된 공기 및 탈진과정을 거친 공기가 유통될 수 있도록 하고 상, 하부캡(25, 35)에 접합된 환형가스켓(42, 44)은 내, 외부공기의 기밀유지와 내, 외측코아(20, 30)가 결합된 장치의 설치상태유지가 동시에 이루어질 수 있도록 하며, 접착제가 도포되어 형성된 다수의 띠(50)는 필터메디아(40)의 절곡형태로서 상호간격이 일정하게 유지되도록 마련된다.

이때 내, 외측코아(20, 30)의 다수 통공(22, 32)은 지름이 6-12mm크기로 형성함이 바람직하다.

미설명부호로서 52는 패킹, 54는 고정로드, 56은 개공, 58은 고정너트, 60은 격판, 62는 압축공기다기관, 64는 블로우 파이프, 66은 벤츄리, 68은 스커트, 70은 모듈을 각각 나타낸다.

다음은 전술한 바와 같이 이루어지는 본 고안의 작용 및 효과에 대하여 살펴보기로 한다.

우선 본 고안인 정화장치로서 그 조립방법을 살펴보면 하부캡(35)이 고정설치된 외측코아(30)의 내측에 상부로 부터 필터메디아(40)를 끼워넣고 상부캡(25)이 고정설치된 내측코아(20)를 필터메디아(40)의 내측으로 끼워 외측코아(30)의 개방끝단은 내측코아(20)의 상부캡(25) 플랜지부(25a) 내측으로, 그리고 내측코아(20)의 개방끝단은 외측코아(30)의 하부캡(35) 플랜지부(35a) 내측으로 각각 끼워 결합되도록 결합한 다음, 걸고리(46)와 클립(48)을 상호 결합한 후 이를 제1도, 제2도 및 제5도에 도시한 바와 같이 모듈(70)의 격판(60)에 상부캡(25)의 환형가스켓(42)이 밀착되도록 하고 내측코아(20)의 중심을 통과하게 되는 고정로드(54)의 하부에 패킹(52)을 끼운 상태에서 너트(58)를 체결고정하면 패킹(52)의 내측면에 하부의 환형가스켓(44)이 밀착되면서 고정설치되게 되며 내측코아(20)의 내측 공간과 외측코아(30)의 오부는 필터메디아(40)를 경유하지 않고서는 상호 기밀상태가 유지되게 된다.

이와 같이 결합된 상태에서 터어빈(4)이 가동되게 되면 격판(60)의 하부로서 스커트(68)측에 있게 되는 외부공기는 외측코아(30)의 다수 통공(32)과 필터메디아(40) 및 내측코아(20)의 다수 통공(22)을 거치면서 정화가 이루어지고 정화된 공기는 내측코아(20)의 내측공간과 개공(56) 및 벤츄리(66)를 거쳐 에어공급라인을 경유 압축기(2) 및 연소장치(3)에 공급되게 된다.

이때 외측코아(30)의 주변에 있는 외부공기는 필터메디아(40)를 통과하면서 정화가 되고 외부공기에 섞여 있던 먼지입자는 필터메디아(40)의 외부표면에 포집되면서 쌓이게 된다.

이와 같이 일정기간 사용하게 되면 필터메디아(40)의 외부표면에 다량의 먼지입자가 쌓이게 되는데 압력손실의 한계에 이르게 되면 필터메디아(40)의 외부표면에 쌓인 먼지입자를 털어내는 탈진작업이 요구된다.

이 경우엔 압축공기다기관(62)을 거쳐 블로우 파이프(64)에 6.0~7.0kg/㎠ 이상의 압축공기를 간헐적으로 분사시켜 이렇게 분산된 압축공기는 정화된 공기의 흐름과는 정반대로 벤츄리(66)를 거쳐 내측코아(20)의 내부공간과 내측코아(20)의 다수 통공(22)을 거쳐 필터메디아(40)에 도달함과 동시에 이를 거쳐 외부로 배출되면서 쌓여진 먼지를 털어내게 된다.

물론 이때 필터메디아(40)의 외부에 쌓여 있던 먼지입자들은 털어내어지고 이와 같은 반복적인 탈진조작에 의하여 압력손실을 방지하면서 일정기간 이상 필터메디아(40)을 외부공기 정화목적으로 사용하게 된다.

그러나 상기와 같이 탈진조작에 의하여 압력손실을 어느정도 방지할 수는 있으나 장기간 사용하게 되면 순수한 탈진조작만으로는 필터메디아(40)의 외부에 쌓여진 먼지입자를 완전히 제거되지 않으므로 적정시기마다 필터메디아(40)를 교환하여 주어야 하는데, 이 경우엔 동시에 사용하는 여러 모듈(70)외에 별도의 에비모듈을 활용하고 필터메디아(40)의 교환대상이 되는 모듈(70)은 가동을 중단시키고 전술한 조립순서와는 역순으로, 즉 너트(58)를 풀고 패킹(52)과 내, 외측코아(20, 30) 및 필터메디아(40)의 조립체를 결판(60)으로 부터 분리한 후, 걸고리(46)와 클립(48)을 풀고 내, 외측코아(20, 30)를 서로 분리한 상태에서 필터메디아(40)만을 분리한 다음 새로운 필터메디아(40)를 다시 결합하여 필터메디아(40)를 교환한 상태에서 다시 격판(60)에 결합한 후 사용할 수 있게 된다.

이때 본 고안의 경우 NCR-CW로 이루어지는 필터메디아(40)엔 내향돌기(50a)가 형성된 다수의 간격유지용 보강 띠(50)가 형성되어 있어 비교적 높은 압력하의 탈진조작이 이루어지는 경우에도 필터메디아(40)의 절곡형태로서 상호 간격이 유지되면서 소정형태가 변화하지 않게 되고 내, 외측코아(20, 30), 상, 하부캡(25, 35), 걸고리(46) 및 클립(48)이 SUS 316L과 같은 스테인레스 스틸재로 견고하게 형성되어 상기와 같은 가동조건하에서 부식과 변형이 없이 재사용할 수 있게 되면, 교체시에도 필터메디아(40)만을 교환하고 내, 외측코아(20, 30)는 재활용이 가능하여 쓰레기 폐기량을 줄이면서 처리가 용이할 뿐 아니라 자원절약 측면에서 효과적으로 활용할 수 있는 장점을 갖는다.

Claims (1)

1. 내측코아와 외측코아의 사이에 필터메디아를 내장시킨 상태로 이루어져 공기를 정화하고 압축기로 압축하여 연소장치에 유입시키고 연소장치에 의하여 가스터어빈을 회전시키도록 이루어지는 가스터어빈용 흡기정화장치에 있어서,

   다수의 통공이 형성된 원통형 내측코아(20)의 상부에 중앙에 개공이 형성되고 외주플랜지부(25a)가 형성된 상부캡(25)을 고정설치하고,

   다수의 통공이 형성된 원통형 외측코아(30)의 하부엔 중앙에 개공이 형성되고 내주플랜지부(35a)가 형성된 하부캡(35)을 고정설치하고,

   내측코아(20)와 외측코아(30)의 사이에 필터메디아(40)를 착탈가능하게 내장시킨 상태로 내, 외측코아(20, 30)의 개방끝단을 하부 및 상부캡(35, 25)의 개방끝단을 하부 및 상부캡(35, 25)의 플랜지부(35a, 25a) 내측으로 끼워 결합하여 이루어지되,

   상부캡(25)의 외주연과 외측코아(30)의 상부외주연엔 다수의 걸고리(46)와 이에 대응하는 다수의 클립(48)이 상부캡(25)과 외측코아(30)를 착탈할 수 있도록 고정설치되며,

   NCR-CW재 필터메디아(40)의 외주연엔 일정간격으로 접착제를 도포하여 내향돌기(50a)가 형성된 다수의 간격유지보강용 띠(50)를 마련하고,

   상기 내, 외측코아(20, 30), 상, 하부캡(25)(35), 걸고리(46) 및 클립(48)은 SUS 316L과 같은 스테인레스스틸재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스터어빈용 흡기정화장치.