작성자: Karen Wear, Donaldson Torit 제품 관리자
필터 수명 증가 및 에너지 절약
초기 집진기는 수동 필트레이션을 사용하여 다양한 기류로부터 먼지를 분리했습니다. 집진기 내부의 필터는 점차 먼지로 가득 찼고, 시간이 지남에 따라 필터 여과지의 압력 강하가 증가했습니다. 그러다가 저항력이 매우 강해질 때에 이르면 시스템 내부의 공기 흐름은 허용 레벨 아래로 떨어졌습니다. 그러고 나서 설치된 필터 여과지를 분리하고 폐기하고 청소해야만 시스템을 원래의 공기 흐름 상태로 되돌릴 수 있었습니다. (필터를 청소하면 시스템이 낮은 압력 강하 상태로 돌아갑니다.)
집진기의 필터 여과지를 원상태로 돌려주는 자동 클리닝 방법이 개발되자 집진 성능이 크게 개선되었습니다. 지난 몇 년간 기계적인 방법과 역기류 방법을 비롯한 다양한 자동 클리닝 방법이 집진기에 적용되었습니다. 각 방법이 제공하는 필터 클리닝 성능은 각기 달랐습니다. 각 방법의 목적은 필터 표면에 축적된 "먼지층"을 제거하여 필터 전체의 압력 강하를 줄이고 필터 수명을 연장하여 실제로 필터 여과지가 교체될 때까지의 시간을 늘리는 것이었습니다.
기계식 클리닝
기계식 클리닝은 자동 클리닝의 저기술 형태로 일찌감치 업계에 도입되었습니다. 기계식 클리닝 과정에는 축적된 먼지층을 제거하기 위해 필터를 흔들거나 필터에 충격을 주는 작업이 포함됩니다. 따라서 축적된 먼지 일부를 주기적으로 제거하여 필터 수명을 연장할 수 있었습니다. 기계식 클리닝 시스템(그림 1 및 2)은 수동(필터를 흔들거나 구부릴 수 있는 핸드 레버 또는 풋 레버) 또는 자동(필터를 흔들거나 진동시키는 모터 구동 장치)으로 사용할 수 있습니다. 수동 클리닝보다는 개선된 방식이나, 클리닝을 진행하기 전에 시스템을 통과하는 공기 흐름을 차단해야 했기 때문에 여전히 효율이 제한적이었습니다. 집진기를 멈춰야 했기 때문에, 이 시스템은 비연속 사용 클리닝 시스템으로 분류됐습니다. 집진기가 멈추고 모든 필터가 클리닝될 때만 클리닝 시스템이 가동되었습니다. 따라서 클리닝 후 압력 강하가 감소함에 따라 시스템의 공기 흐름이 증가하며, 시간이 지남에 따라 압력 강하가 다시 상승하여 공기 흐름이 감소하는 패턴을 보입니다. 전반적으로 클리닝 시스템의 성능은 집진기의 가동 중단 빈도에 따라 크게 좌우되었습니다.
역기류식 클리닝
역기류식 클리닝 시스템은 공기 흐름을 여과된 공기의 반대 방향으로 바꿉니다(그림 3). 역기류는 깨끗한 필터 쪽에서 필터 여과지를 관통하여 필터의 외부 표면에 쌓인 먼지층을 제거합니다. 팬과 압축 공기를 비롯한 역기류를 만들기 위해 여러 가지 방법이 사용되었습니다.
저압 또는 중압의 역기류식 클리닝척 시스템은 일반적으로 팬을 지속적으로 작동시켜 여과된 공기 흐름의 반대 방향으로 저압 공기를 대량으로 불어넣었습니다(그림 4). 이러한 역기류가 클리닝 과정이 이루어지는 동안 필터 여과지의 표면에 쌓인 먼지층을 제거했습니다.
정상 공기 흐름
클리닝 주기
일반적으로 역기류 팬은 일정 시간 동안 일부의 필터가 클리닝되는 동안에만 계속 가동되었습니다. 이 클리닝 시스템은 실제 필터 여과지를 클리닝할 때 집진기의 가동을 중단할 필요가 없었기 때문에 연속 사용 시스템으로 분류되었습니다.
펄스 제트 클리닝
오늘날 많은 집진기에서 사용되는 보다 일반적인 형태의 역기류식 클리닝 시스템을 펄스 제트 클리닝 시스템이라고 부릅니다. 이 클리닝 기법은 여과된 공기 흐름의 반대 방향으로 "펄스"된 역기류를 사용합니다. 깨끗한 공기 펄스가 필터 여과지를 확장시키고, 필터에 붙은 먼지층을 기계적으로 흩뜨린 후에 필터에서 날려버립니다. 펄스의 공기 압력은 클리닝 시스템 설계에 따라 중간(일반적으로 15 psig 미만)에서 높음(60~90 psig)까지 다양할 수 있습니다 (그림 5 및 6). 펄스 제트 세척 시스템은 필터 여과지를 세척할 때 매우 효과적이며, 따라서 연속 사용 시스템으로 분류됩니다.
연속적 사용 또는 "온라인" 클리닝 시스템은 클리닝 중에 주요 공기 흐름을 방해하지 않아 실제 클리닝 주기 동안에도 집진기가 작동할 수 있다는 이점이 있습니다. 결국은 시스템이 모든 필터를 클리닝하지만, 일정 시간 동안에는 일부 필터만 클리닝합니다. 일부 세척 시스템은 저압 역기류식 시스템과 같이 100% 작동됩니다. 다른 클리닝 시스템의 경우, 필터 조건(압력 강하)에 따라 달라집니다. 즉, 압력 강하가 특정 상한값에 도달해야 클리닝을 시작합니다. 시간이 흐르면서 필터 여과지에 포집된 분진이 증가함에 따라, 압력 강하에 의존하는 클리닝 시스템은 분진이 많이 포집되거나 유효 수명이 끝나가는 필터로 인해 클리닝 주기를 더 일정하게 실행할 수 있습니다.
펄스 제트 클리닝 시스템은 클리닝 시스템의 효과를 최적화하기 위해 수년간 개선되어 왔습니다. 초기에는 압축 공기 펄스가 필터에만 가해졌습니다. 압축 공기의 힘이 더 커질수록 더 큰 에너지 폭발이 일어나 필터 여과지에 쌓인 먼지를 더 많이 밀어내므로 팬보다 개선된 클리닝 성능을 보였습니다. 또한 집진기의 청정 공기 플리넘에 블로우 파이프(노즐) 또는 제트 튜브를 추가함으로써 성능을 더욱 개선할 수 있었습니다. 블로우 파이프는 펄스 에너지를 집중시키거나 관리하여 필터 쪽으로 유도하는 데 사용되었습니다.
또 다른 개선 방법은 청정 공기 에어 플리넘에 벤투리를 추가하는 것이었습니다(그림 7). 벤투리는 압축 공기가 집진기의 흡입구로 유입되는 방식, 공기가 깨끗한 공기 펄스를 따라 흐르는 방식, 깨끗한 공기가 실제 필터의 흡입구를 통과하는 방식에 영향을 미쳤습니다. 벤투리는 압축 공기를 필터로 유도하고 클리닝 성능을 최적화했습니다.
첨단 펄스 에너지식 클리닝
첨단 펄스 에너지식 셰이핑은 PowerCore® 필터 기술이 추가되면서 처음 도입된 차세대 펄스 클리닝 기술입니다. PowerCore는 효율적으로 설계된 소형 필터 팩으로, 펄스 클리닝 시스템의 필터가 많은 먼지를 포집하고 시스템 문제를 효율적으로 처리할 수 있도록 개선해 줍니다. 이는 공기 흐름을 제한하거나 에너지를 낭비하지 않으면서도 필터 팩에 가해진 펄스 에너지를 최적화하고 압축 공기를 형성해 주는 펄스 어큐뮬레이터가 있었기에 가능했습니다(그림 8). 또한 ZERO-Turn 펄스 설계를 사용하여 필터 여과지로 유입되는 압축 공기의 방향을 제어하고 최적화하는 기법도 사용됩니다. 이러한 펄스는 직선으로 흐르는 최대 클리닝 에너지를 통해 여과지(그림 9)를 통과합니다. 따라서 먼지가 세로 홈 채널에서 쉽게 빠져나가게 합니다.
결론
집진 산업에서 수동 필트레이션 시스템이 자동 클리닝 방식으로의 전환되면서 집진기를 위한 다양한 클리닝 시스템이 생산되었습니다. 온라인 클리닝, 펄스제트 기술 및 새로운 PowerCore 필터 덕분에 클리닝 시스템이 개선되었습니다. 필터 클리닝 최적화를 통해 필터 여과지의 수명을 극대화하는 동시에 최상의 클리닝 주기에 필요한 에너지의 양을 최소화합니다. 이 덕분에 집진기 소유자와 작업자가 모두 이점을 누릴 수 있게 되었습니다! 사용 중인 집진기의 클리닝 기술이 최대한의 효율을 발휘하지 못한다면, 현지 집진기 제조업체에 문의하여 이를 개선할 방법을 자세히 알아보고 비용 절감을 시작해 보시기 바랍니다.
