KR20240056888A - 산업연소시설 배출가스용 필터장비에 사용되는 필터성능 테스트장치 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 산업연소시설 배출가스용 필터장비에 사용되는 필터성능 테스트장치를 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 필터성능 테스트장치는 공기순환을 위한 송풍팬(100), 순환공기를 가열하는 히터(200) 및 가열된 순환공기에 오염물질을 제공하는 오염물질 투입기(300)를 포함하고, 상기 송풍팬(100)과 상기 히터(200)를 연결하는 제1 공급관(410), 상기 히터(200)와 테스트대상 필터장비(10)의 가스유입구(11)를 연결하는 제2 공급관(420) 및 상기 송풍팬(100)과 상기 필터장비(10)의 가스배출구(12)를 연결하는 회수관(430)을 더 포함하며, 상기 필터장비(10)로 투입되는 공기의 분석을 위해 제1 분기라인(611)을 통해 상기 제2 공급관(420)의 하류단에 연결된 제1 검출기(610) 및 상기 필터장비(10)로부터 배출되는 공기의 분석을 위해 제2 분기라인(621)을 통해 상기 회수관(430)의 상류단에 연결된 제2 검출기(620)를 더 포함한다.
Description
본 발명은 필터성능 테스트장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 산업연소 배출가스용 필터장비에 특히 적합하게 사용될 수 있는 필터성능 테스트장치에 관한 것이다.
소각로, 발전소(특히 석탄화력발전소), 시멘트 공장, 산업용 보일러 등의 각종 산업연소시설들에서는 연소 과정에서 발생되는 고온의 배출가스를 대기 중으로 방출하게 되는데, 대기오염 방지를 위해 필터장비로 배출가스 내의 오염물질들을 걸러낸 후 규정이하 오염농도의 배출가스를 대기 중으로 방출시켜야만 한다.
이를 위한 필터장비로는 한국특허등록공보 제1869747호에 소개된 바와 같이 하우징 내부에 다수의 백필터들이 배열된 구조의 필터장비가 대표적으로 사용될 수 있다.
시중에는 다양한 형태의 필터성능 테스트장치들이 존재하지만, 산업연소 배출가스용 필터장비에 적합하게 사용할 수 있는 필터성능 테스트장치를 찾아보기 어렵다.
필터성능 테스트장치가 산업연소 배출가스용 필터장비에 적합하게 사용되기 위해서는 실제의 산업연소 배출가스와 유사하게 다량의 오염물질이 포함된 고온의 가스를 필터장비에 장시간 공급하면서 테스트를 수행하는 것이 가능해야 하는데, 대부분의 기존 필터성능 테스트장치들은 이에 적합하지 않다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 고려하여 도출된 발명으로서, 실제의 산업연소 배출가스와 유사하게 다량의 오염물질이 포함된 고온의 가스를 필터장비에 장시간 공급하면서 테스트를 수행하는 것이 가능하도록 구성됨으로써 산업연소시설 배출가스용 필터장비에 특히 적합하게 사용 가능한 필터성능 테스트장치를 제공하고자 한다.
이에 본 발명은 산업연소시설 배출가스용 필터장비에 사용되는 필터성능 테스트장치(1)로서, 공기순환을 위한 송풍팬(100), 순환공기를 가열하는 히터(200) 및 가열된 순환공기에 오염물질을 제공하는 오염물질 투입기(300)를 포함하고, 상기 송풍팬(100)과 상기 히터(200)를 연결하는 제1 공급관(410), 상기 히터(200)와 테스트대상 필터장비(10)의 가스유입구(11)를 연결하는 제2 공급관(420) 및 상기 송풍팬(100)과 상기 필터장비(10)의 가스배출구(12)를 연결하는 회수관(430)을 더 포함하며, 상기 필터장비(10)로 투입되는 공기의 분석을 위해 제1 분기라인(611)을 통해 상기 제2 공급관(420)의 하류단에 연결된 제1 검출기(610) 및 상기 필터장비(10)로부터 배출되는 공기의 분석을 위해 제2 분기라인(621)을 통해 상기 회수관(430)의 상류단에 연결된 제2 검출기(620)를 더 포함하는 필터성능 테스트장치를 제공한다.
상기 필터성능 테스트장치(1)는 상기 오염물질 투입기(300)가 오염물질을 수용하며 내부에 회전유닛(340)이 배치된 오염물질용기(310), 상기 오염물질용기(310)의 하단에 연통되며 내부에 이송스크류(360)가 배치된 수평관(320) 및 상기 수평관(320)의 일단에 연통된 수직관(330)을 포함하는 것일 수 있다.
상기 필터성능 테스트장치(1)는 상기 수직관(330)의 상단이 압축공기 공급수단(500)에 연결되고, 상기 수직관(330)의 하단이 상기 제2 공급관(420)의 오염물질 투입구(421)에 연결된 것일 수 있다.
상기 필터성능 테스트장치(1)는 상기 회전유닛(340)이 회전축(345)을 따라 상단블레이드(341a, 341b), 중단블레이드(342a, 342b) 및 하단블레이드(343a, 343b)가 높이를 달리하여 다단으로 배치된 구조를 갖는 것일 수 있다.
상기 필터성능 테스트장치(1)는 상기 상단블레이드(341a, 341b) 및 상기 중단블레이드(342a, 342b)가 회전방향에 대해 경사지게 배치된 경사블레이드로 구비되고, 상기 하단블레이드(343a, 343b)가 연직방향으로 배치된 연직블레이드로 구비된 것일 수 있다.
상기 필터성능 테스트장치(1)는 상기 상단블레이드(341a, 341b), 상기 중단블레이드(342a, 342b) 및 상기 하단블레이드(343a, 343b)가 각각 한 쌍으로 구비되고, 상기 상단블레이드(341a, 341b)를 구성하는 제1 및 제2 상단블레이드(341a, 341b)가 서로 반대방향으로 경사지게 배치되고, 상기 중단블레이드(342a, 342b)를 구성하는 제1 및 제2 중단블레이드(342a, 342b)도 서로 반대방향으로 경사지게 배치된 것일 수 있다.
상기 필터성능 테스트장치(1)는 상기 회전유닛(340)을 상측에서 바라보면 상기 한 쌍의 상단블레이드(341a, 341b)와 상기 한 쌍의 중단블레이드(341a, 341b)가 십자(+)형 배치를 이루는 것일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 필터성능 테스트장치(1)의 실시예를 보이는 도면이다.
도 2 내지 도 4는 도 1의 필터성능 테스트장치(1)에 구비되는 오염물질 투입기(300)를 보이는 도면이다.
도 5 및 도 6은 오염물질 투입기(300)에 구비되는 회전유닛(340)을 보이는 도면이다.
도 2 내지 도 4는 도 1의 필터성능 테스트장치(1)에 구비되는 오염물질 투입기(300)를 보이는 도면이다.
도 5 및 도 6은 오염물질 투입기(300)에 구비되는 회전유닛(340)을 보이는 도면이다.
이하에서는 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시예들에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 필터성능 테스트장치의 실시예를 보이는 도면이다.
도 1에 예시된 본 발명의 필터성능 테스트장치(1)는 산업연소 배출가스용 필터장비의 성능 테스트에 특히 적합하게 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 필터성능 테스트장치(1)는 공기순환을 위한 송풍팬(100), 순환공기를 가열하는 히터(200) 및 가열된 순환공기에 오염물질을 제공하는 오염물질 투입기(300)를 포함한다.
제1 공급관(410)에 의해 송풍팬(100)과 히터(200)가 연결되고, 제2 공급관(420)에 의해 히터(200)와 테스트대상 필터장비(10)의 가스유입구(11)가 연결된다. 그리고, 회수관(430)에 의해 필터장비(10)의 가스배출구(12)와 송풍팬(100)이 연결된다.
송풍팬(100)의 작용으로 제1 공급관(410), 제2 공급관(420), 회수관(430)을 따라 공기가 순환식으로 유동하며, 순환공기는 히터(100)에 의해 고온으로 가열된 후 제2 공급관(420)을 통해 필터장비(10)에 공급된다. 그리고 제2 공급관(420)에 오염물질 투입기(300)가 연결되어 있어서, 순환공기는 테스트용 오염물질들이 포함된 상태로 필터장비(10)에 공급된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제2 공급관(420)에는 오염물질 투입구(421)가 마련되며 여기에 오염물질 투입기(300)가 연결된다.
오염물질 투입기(300)로부터 제2 공급관(420)으로 오염물질이 원활하게 공급될 수 있도록, 오염물질 투입기(300)의 오염물질 배출라인에 압축공기를 제공하는 압축공기 공급수단(500)이 구비된다. 예를 들어 압축공기 공급수단(500)으로 컴프레셔가 적용될 수 있다.
필터장비(10)로 투입되는 공기의 분석을 위해 제1 분기라인(611)을 통해 제2 공급관(420)의 하류단에 연결된 제1 검출기(610)가 구비된다. 그리고, 필터장비(10)로부터 나오는 공기의 분석을 제2 분기라인(621)을 통해 회수관(430)의 상류단에 연결된 제2 검출기(620)가 구비된다.
필터성능 테스트장치(1)가 가동되는 동안, 필터장비(10)로 투입되는 공기의 일부가 제1 검출기(610)로 분기 공급되고, 필터장비(10)로부터 배출되는 공기의 일부가 제2 검출기(620)로 분기 공급된다. 이때, 제1 검출기(610) 및 제2 검출기(620)에 대한 분기 공급 유량은 동일하게 설정된다.
필터장비(10)의 성능 확인은 제1 검출기(610)로 검출되는 오염물질의 양과 제2 검출기(620)로 검출되는 오염물질의 양을 비교함으로써 수행할 수 있다. 본 발명의 필터성능 테스트장치(1)는 대표적으로 필터장비(10)의 집진 성능을 테스트하기 위한 용도로 사용될 수 있으며, 이 경우 정해진 가동 시간(예: 30분, 60분, 90분, 120분 등) 제1 검출기(610)에 의한 집진량과 제2 검출기(620)에 의한 집진량을 비교함으로써 집진 성능을 확인할 수 있다. 투입공기의 오염물질 함유량 대비 배출공기의 오염물질 함유량이 적을수록 필터장비(10)의 성능이 우수한 것이므로, 제1 검출기(610)에 의한 집진량 대비 제2 검출기(620)에 의한 집진량이 적을수록 필터장비(10)의 집진 성능이 우수한 것으로 판정할 수 있다.
본 발명의 필터성능 테스트장치(1)는 공급관(410, 420) 및 회수관(430)이 구비되어 있어 필터장비(10)로부터 배출되는 공기가 회수관(430)을 통해 송풍팬(100)으로 회수되는 공기순환식으로 설계되어 있다.
이와 같이 필터성능 테스트장치(1) 공기순환식으로 설계됨으로써 필터장비(10)로부터 배출되는 공기에 포함된 열이 회수되며, 그 결과 순환공기를 고온으로 가열하기 위한 히터(200)의 전기소모량을 크게 감소시킬 수 있다.
산업연소 배출가스용의 필터장비(10)는 규모가 크고 테스트 시간도 비교적 길기 때문에, 이를 위한 필터성능 테스트장치는 전기소모가 적은 설계를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 필터성능 테스트장치(1)는 공기순환식 구조에 의해 히터(200)의 전기사용량이 최소화되므로 그러한 요구 조건에 매우 부합된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 필터성능 테스트장치(1)에는 전술한 구성들을 지지하기 위한 지지프레임(700)이 구비된다. 그리고, 제1 공급관(410)에는 음압유지용 공기배출구(411)가 구비된다. 공기배출구(411)는 외부로 개방된 구조이며 공기배출량 조절을 위한 밸브가 구비되어 있다. 제1 공급관(410)을 따라 흐르는 공기 중의 소량이 이러한 공기배출구(411)를 통해 소량의 공기가 외부로 배출됨으로써, 장치 내부가 음압으로 유지될 수 있으며, 그에 따라 오염물질 투입기(300)로부터 제2 공급관(420)으로 오염물질이 원활하게 공급된다.
도 2 내지 도 4는 도 1의 필터성능 테스트장치(1)에 구비되는 오염물질 투입기(300)를 보이는 도면이다.
전술한 바와 같이 본 발명의 필터성능 테스트장치(1)에는 가열된 순환공기에 오염물질을 제공하는 오염물질 투입기(300)가 구비된다. 도 2 내지 도 6을 참조하여 오염물질 투입기(300)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
오염물질 투입기(300)는 오염물질을 수용하는 오염물질용기(310), 오염물질용기(310)의 하단에 연통된 수평관(320) 및 수평관(320)의 일단에 연통된 수직관(330)을 포함한다.
예를 들어 오염물질용기(310)에 채워지는 오염물질은 파우더 입자 형태로 공급될 수 있다. 이러한 오염물질은 자중에 의해 오염물질용기(310)로부터 그에 연결된 수평관(320)으로 공급되며, 이후 수평관(320) 내에서 수평이송되어 그에 연결된 수직관(330)으로 공급되며, 이후 자중 및 압축공기유동에 의해 수직관(330)으로부터 그에 연결된 오염물질 투입구(421)를 통해 제2 공급관(421)으로 공급된다.
오염물질용기(310)는 도면에 표현된 바와 같이 대략 역원뿔형으로 구비될 수 있다. 오염물질용기(310) 내에는 오염물질의 병목정체 현상을 방지하기 위한 회전유닛(340)이 구비된다. 회전유닛(340)은 도 1에 도시된 제1 모터(350)에 의해 회전구동된다.
수평관(320) 내에는 오염물질용기(310)로부터 공급된 오염물질을 수평이송시키기 위한 이송스크류(360)가 구비된다. 이송스크류(360)는 도 2에 도시된 제2 모터(370)에 의해 회전구동된다.
수직관(330)의 상단은 전술한 압축공기 공급수단(500)에 연결되고, 그 하단은 오염물질 투입구(421)에 연결된다. 수평관(320)으로부터 수직관(330)으로 공급된 오염물질은 중력 및 압축공기유동에 의해 오염물질 투입구(421)를 통해 제2 공급관(420) 내에 원활하게 투입된다.
도 5 및 도 6은 오염물질 투입기(300)에 구비되는 회전유닛(340)을 보이는 도면이다.
회전유닛(340)은 제1 모터(350)에 연결된 회전축(345)과, 그 회전축(345)에 부착된 복수의 상단블레이드(341a, 341b), 복수의 중단블레이드(342a, 342b) 및 복수의 하단블레이드(343a, 343b)를 포함한다.
본 발명의 회전유닛(340)은 상단블레이드(341a, 341b), 중단블레이드(342a, 342b) 및 하단블레이드(343a, 343b)가 높이를 달리하여 다단으로 배치된 구조를 갖는다.
본 출원의 발명자들이 실험, 연구한 바에 의하면, 본 발명에 적용된 다단 블레이드 구조는 오염물질용기(310) 내에서 오염물질이 병목현상으로 원활한 하방이동이 진행되지 못하고 그 이동에 정체가 발생되는 것을 방지하기에 적합한 것으로 확인되었다.
본 발명과 달리 회전유닛(340)에 다른 구조(예: 스크류 구조)를 적용한 경우에는 오염물질이 하방이동은 하지 않고 제자리에서 회전하기만 하여 수평관(360)으로 공급되지 못하는 현상이 빈번하게 발생되는 것으로 확인되었다. 이와 같이 오염물질용기(310)으로부터 수평관(360)으로 오염물질이 공급되지 못하는 경우 당연히 필터성능 테스트의 정확도가 크게 저하될 수 밖에 없다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상단블레이드(341a, 341b), 중단블레이드(342a, 342b), 하단블레이드(343a, 343b)는 각각 한 쌍으로 구비될 수 있다.
그리고, 한 쌍의 상단블레이드(341a, 341b) 및 한 쌍의 중단블레이드(342a, 342b)는 회전방향에 대해 경사지게 배치된 경사블레이드로 구비되는 한편, 한 쌍의 하단블레이드(343a, 343b)는 연직방향으로 배치된 연직블레이드로 구비된다. 본 출원의 발명자들이 실험, 연구한 바에 의하면, 이러한 블레이드 구성이 오염물질의 병목정체에 효과적인 것으로 확인되었다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상단블레이드(341a, 341b)의 경사각 및 중단블레이드(342a, 342b)의 경사각은 45°인 것이 바람직하다. 그리고, 제1 및 제2 상단블레이드(341a, 341b)는 서로 반대방향으로 경사지게 배치되는 것이 바람직하며, 이와 마찬가지로 제1 및 제2 중단블레이드(342a, 342b)도 서로 반대방향으로 경사지게 배치되는 것이 바람직하다. 그리고, 상단블레이드(341a, 341b) 및 중단블레이드(342a, 342b)는 외측으로 갈수록 점차 넓어지는 형태를 갖는 것이 바람직하다.
1 : 필터성능 테스트장치
10 : 필터장비
11 : 가스유입구
12 : 가스배출구
100 : 송풍팬
200 : 히터
300 : 오염물질 투입기
310 : 오염물질용기
320 : 수평관
330 : 수직관
340 : 회전유닛
341a, 341b : 상단블레이드
342a, 342b : 중단블레이드
343a, 343b : 하단블레이드
345 : 회전축
350 : 제1 모터
360 : 이송스크류
370 : 제2 모터
410 : 제1 공급관
411 : 음압유지용 공기배출구
420 : 제2 공급관
421 : 오염물질 투입구
430 : 회수관
500 : 압축공기 공급수단
610 : 제1 검출기
611 : 제1 분기라인
620 : 제2 검출기
621 : 제2 분기라인
700 : 지지프레임
10 : 필터장비
11 : 가스유입구
12 : 가스배출구
100 : 송풍팬
200 : 히터
300 : 오염물질 투입기
310 : 오염물질용기
320 : 수평관
330 : 수직관
340 : 회전유닛
341a, 341b : 상단블레이드
342a, 342b : 중단블레이드
343a, 343b : 하단블레이드
345 : 회전축
350 : 제1 모터
360 : 이송스크류
370 : 제2 모터
410 : 제1 공급관
411 : 음압유지용 공기배출구
420 : 제2 공급관
421 : 오염물질 투입구
430 : 회수관
500 : 압축공기 공급수단
610 : 제1 검출기
611 : 제1 분기라인
620 : 제2 검출기
621 : 제2 분기라인
700 : 지지프레임
Claims (7)
- 산업연소시설 배출가스용 필터장비에 사용되는 필터성능 테스트장치(1)로서,
공기순환을 위한 송풍팬(100), 순환공기를 가열하는 히터(200) 및 가열된 순환공기에 오염물질을 제공하는 오염물질 투입기(300)를 포함하고,
상기 송풍팬(100)과 상기 히터(200)를 연결하는 제1 공급관(410), 상기 히터(200)와 테스트대상 필터장비(10)의 가스유입구(11)를 연결하는 제2 공급관(420) 및 상기 송풍팬(100)과 상기 필터장비(10)의 가스배출구(12)를 연결하는 회수관(430)을 더 포함하며,
상기 필터장비(10)로 투입되는 공기의 분석을 위해 제1 분기라인(611)을 통해 상기 제2 공급관(420)의 하류단에 연결된 제1 검출기(610) 및 상기 필터장비(10)로부터 배출되는 공기의 분석을 위해 제2 분기라인(621)을 통해 상기 회수관(430)의 상류단에 연결된 제2 검출기(620)를 더 포함하는
필터성능 테스트장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 오염물질 투입기(300)는 오염물질을 수용하며 내부에 회전유닛(340)이 배치된 오염물질용기(310), 상기 오염물질용기(310)의 하단에 연통되며 내부에 이송스크류(360)가 배치된 수평관(320) 및 상기 수평관(320)의 일단에 연통된 수직관(330)을 포함하는
필터성능 테스트장치.
- 청구항 2에 있어서,
상기 수직관(330)의 상단은 압축공기 공급수단(500)에 연결되고, 상기 수직관(330)의 하단은 상기 제2 공급관(420)의 오염물질 투입구(421)에 연결된
필터성능 테스트장치.
- 청구항 2에 있어서,
상기 회전유닛(340)은 회전축(345)을 따라 상단블레이드(341a, 341b), 중단블레이드(342a, 342b) 및 하단블레이드(343a, 343b)가 높이를 달리하여 다단으로 배치된 구조를 갖는
필터성능 테스트장치.
- 청구항 4에 있어서,
상기 상단블레이드(341a, 341b) 및 상기 중단블레이드(342a, 342b)는 회전방향에 대해 경사지게 배치된 경사블레이드로 구비되고, 상기 하단블레이드(343a, 343b)는 연직방향으로 배치된 연직블레이드로 구비된
필터성능 테스트장치.
- 청구항 5에 있어서,
상기 상단블레이드(341a, 341b), 상기 중단블레이드(342a, 342b) 및 상기 하단블레이드(343a, 343b)는 각각 한 쌍으로 구비되고,
상기 상단블레이드(341a, 341b)를 구성하는 제1 및 제2 상단블레이드(341a, 341b)는 서로 반대방향으로 경사지게 배치되고, 상기 중단블레이드(342a, 342b)를 구성하는 제1 및 제2 중단블레이드(342a, 342b)도 서로 반대방향으로 경사지게 배치된
필터성능 테스트장치.
- 청구항 6에 있어서,
상기 회전유닛(340)을 상측에서 바라보면 상기 한 쌍의 상단블레이드(341a, 341b)와 상기 한 쌍의 중단블레이드(341a, 341b)는 십자형 배치를 이루는
필터성능 테스트장치.
Priority Applications (1)
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| KR1020220136679A KR102665355B1 (ko) | 2022-10-21 | 2022-10-21 | 산업연소시설 배출가스용 필터장비에 사용되는 필터성능 테스트장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020220136679A KR102665355B1 (ko) | 2022-10-21 | 2022-10-21 | 산업연소시설 배출가스용 필터장비에 사용되는 필터성능 테스트장치 |
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ID=91071782
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102665355B1 (ko) | 2024-05-16 |
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