KR100487349B1 - 다중 싸이클론 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 싸이클론 집진장치에 관한 것으로서, 본 발명은 격벽(100a)에 의해 하부와 상부에 각각 분리 구획된 제1, 제2싸이클론부(110,120)가 내부에 형성된 중공 원통형의 싸이클론 몸체(100)와, 오염물이 포함된 공기를 상기 제1싸이클론부 내로 흡입시킬 수 있도록 제1싸이클론부에 접선 방향으로 연결되는 흡입유로관(111)과, 상기 제1싸이클론부로부터 배출되는 공기가 제2싸이클론부 내측에 접선 방향으로 유입되도록 안내하는 공기안내수단(130)과, 상기 제2싸이클론부 내부의 공기를 그 외측으로 배출시킬 수 있도록 싸이클론 몸체에 연결되는 배출유로관(122)과, 상기 배출유로관에 설치되어 외부로 배출되는 공기를 정화하는 필터수단(125)과, 상기 배출유로관에 연결되어 흡입력을 발생시키는 흡입력 발생수단과, 상기 제1, 제2싸이클론부에서 분리된 오염물을 각각 분리하여 수집하는 제1, 제2집진통(119,129)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치를 제공하여, 압손 및 소음을 저감시키고 집진 성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

다중 싸이클론 집진장치{multiple cyclone dust collector}

본 발명은 싸이클론 원리를 이용하여 오염물을 집진할 수 있는 싸이클론 집진장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두 개 이상의 싸이클론 집진장치를 연결한 다중 싸이클론 집진장치에 관한 것이다.

싸이클론 집진장치(cyclone dust collector)는 싸이클론 원리를 이용하여 공기 중에 포함된 오염물(먼지, 보푸라기, 휴지조각 등)을 집진하는 장치로서, 이러한 싸이클론 집진장치는 여러 산업 분야에서 사용되고 있으며, 가정용으로는 주로 진공청소기에 적용되고 있다.

싸이클론 집진장치는 오염물을 포함한 공기(이하 '오염공기')가 유입되는 방향과 정화된 공기가 배출되는 방향이 대략 순방향을 이루는 순방향 싸이클론 집진장치와, 그 방향이 역방향을 이루는 역방향 싸이클론 집진장치로 구분할 수 있다.

또한, 집진성능을 향상시키기 위하여 두 개 이상의 싸이클론 집진장치를 직렬 또는 병렬로 연결한 다중 싸이클론 집진장치가 제안된 바 있는데, 이러한 다중 싸이클론 집진장치를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 다중 싸이클론 집진장치를 나타낸 개략적인 종단면도이다.

종래 기술에 따른 다중 싸이클론 집진장치(1)는 일차적으로 오염물을 집진하는 제1싸이클론부(10)와, 상기 제1싸이클론부(10)와 연결되어 일차로 정화된 오염공기를 재차 정화하는 제2싸이클론부(20)로 이루어진다. 그리고 제1싸이클론부(10)와 제2싸이클론부(20)는 역방향 싸이클론 집진장치이다.

먼저, 제1싸이클론부(10)를 설명하면, 제1싸이클론 몸체(10a)의 상부에는 접선방향으로 오염공기가 흡입되는 제1흡입구(11)가 구비되며, 제1싸이클론 몸체(10a)의 중앙측에는 정화된 공기를 배출하는 제1배출구(12)가 구비된다. 그리고, 제1배출구(12)의 입구측에는 크기가 큰 오염물의 배출을 방지하는 필터수단(12a)이 구비된다.

한편, 제2싸이클론부(20)도 제1싸이클론부(10)와 유사하게, 제2싸이클론 몸체(20a)에는 공기를 유입하는 제2유입구(21) 및 정화된 공기를 배출하는 제2배출구(22)가 형성된다. 물론, 상기 제2유입구(21)는 제1싸이클론부(10)의 제1배출구(12)와 연결되어, 제1싸이클론부(10)에서 배출되는 공기 및 미세먼지가 유입된다.

한편, 제2싸이클론부(20)의 제2배출구(22)에는 외부의 오염공기가 다중 싸이클론 집진장치에 흡입될 수 있도록 하는 흡입력 발생수단(도시는 생략함)이 연결되며, 이와 같은 흡입력 발생수단은 일반적으로 모터의 구동에 따른 팬의 흡입력을 이용하는 것으로 널리 알려진 수단이므로 이에 관한 도시 및 상세한 설명은 생략한다.

상술한 종래의 다중 싸이클론 집진장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 다중 싸이클론 집진장치(1)가 작동되어, 흡입력발생수단, 예를 들어 진공청소기의 흡입팬이 구동되면, 제1흡입구(11)를 통해 외부의 오염공기가 제1싸이클론부(10)의 내부로 유입된다. 이때, 흡입되는 오염공기는 접선방향을 따라 흡입되어, 제1싸이클론 몸체(10a)의 내벽면을 타고 선회하게 되며, 이 과정에서 원심력에 의하여 오염물이 분리된다.

이때, 비교적 무거운 오염물들은 제1싸이클론 몸체(10a)의 하부에 집진되며, 분리되지 않은 미세먼지는 제1싸이클론 몸체(10a) 내부를 선회하다가 상승하여 제1배출구(12)를 통하여 제2싸이클론부(20)로 배출된다.

한편, 제1싸이클론부(10)의 제1배출구(12)를 통해 배출되는 미세먼지를 포함하는 공기는 제2흡입구(21)를 통해 제2싸이클론 몸체(20a) 내부로 유입된다. 따라서, 제2싸이클론부(20)에서 다시 한 번 오염물은 분리되고 정화된 공기는 제2배출구(22)를 통하여 외부로배출된다.

그러나, 상술한 종래의 다중 싸이클론 집진장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 종래의 일반적인 다중 싸이클론 집진장치는 역방향 싸이클론 집진장치를 연속적으로 사용함에 따라 전체적인 압력손실이 커져 집진효율이 저하하며 소음이 커진다는 단점이 있었다.

왜냐하면, 역방향 싸이클론 집진장치에서는 오염공기의 유입방향과 정화된 공기의 유출방향이 반대이다. 따라서, 유입공기가 선회류을 이루다가 배출기류 즉 배출구의 중심선상으로 형성되는 상승기류로 바뀌는 과정에서 유동의 충돌 및 간섭이 발생하여 유동저항이 커져 압력손실 및 소음 발생을 유발하게 되기 때문이다.

둘째, 종래에는 공기가 배출되는 과정에서 무게는 거의 없지만 면적은 큰 비닐 혹은 휴지 등이 상승기류에 의해 상측으로 유동하면서 제1배출구(11)의 필터수단(12a)에 부착되는 문제가 발생하게 되었다. 즉, 필터수단(12a)이 이러한 오염물에 의해 막혀버리면 싸이클론 집진장치가 동작되지 않고, 동작되더라고 제 2싸이클론부(20) 측으로 유동하는 공기의 압력이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 유동저항을 감소시켜 압손 및 소음을 저감시킬 수 있는 진공청소기용 다중 싸이클론 집진장치를 제공한다.

또한, 상승기류에 의해 상측으로 유동하는 오염물이 제1배출구의 필터수단에 부착되는 것을 방지하여 집진 성능의 저하를 방지하도록 한 다중 싸이클론 집진장치의 제공을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 격벽에 의해 하부와 상부에 각각 분리 구획된 제1, 제2싸이클론부가 내부에 형성된 중공 원통형의 싸이클론 몸체와, 오염물이 포함된 공기를 상기 제1싸이클론부 내로 흡입시킬 수 있도록 제1싸이클론부에 접선 방향으로 연결되는 흡입유로관과, 상기 제1싸이클론부로부터 배출되는 공기가 제2싸이클론부 내측에 접선 방향으로 유입되도록 안내하는 공기안내수단과, 상기 제2싸이클론부 내부의 공기를 그 외측으로 배출시킬 수 있도록 싸이클론 몸체에 연결되는 배출유로관과, 상기 배출유로관에 설치되어 외부로 배출되는 공기를 정화하는 필터수단과, 상기 배출유로관에 연결되어 흡입력을 발생시키는 흡입력 발생수단과, 상기 제1, 제2싸이클론부에서 분리된 오염물을 각각 분리하여 수집하는 제1, 제2집진통을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도시된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 다중 싸이클론 집진장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 다중 싸이클론 집진장치의 종단면도이다.

본 발명에 따른 다중 싸이클론 집진장치는 중공 원통형의 싸이클론 몸체(100)와, 상기 싸이클론 몸체(100) 내부에 형성되는 제1, 제2싸이클론부(110,120)와, 상기 싸이클론 몸체(100)에 연결되는 흡입유로관(111) 및 배출유로관(122)과, 제1싸이클론부(110)로부터 제2싸이클론부(120) 내측으로 공기를 안내하는 공기안내수단(130)과, 상기 배출유로관(122)에 설치되는 필터수단(125)과, 상기 배출유로관(122)에 연결되는 흡입력 발생수단과, 싸이클론 몸체(100)에서 분리된 오염물을 수집하기 위한 제1, 제2집진통(119,129)을 포함하여 구성된다.

본 발명 다중 싸이클론 집진장치를 구성하는 상기 싸이클론 몸체(100)의 내부에는 그 내부로 흡입된 오염물과 공기의 원심 분리가 행해질 수 있는 수직 방향으로 소정의 길이를 갖는 중공 원통형의 공간부가 형성되며, 상기 싸이클론 몸체(100)의 공간부는 격벽(100a)에 의해 상하 두 개의 공간부로 분리 구획된다.

즉, 상기 싸이클론 몸체(100)의 하부에는 제1싸이클론부(110)가 형성되고, 상부에는 제2싸이클론부(120)가 형성되어, 상기 제1, 제2싸이클론부(110,120) 내부에서 각각 별도로 원심분리가 이루어질 수 있도록 구성된다.

그리고, 상기 제1싸이클론부(110)의 둘레면 일측에는 흡입유로관(111)이 접선 방향으로 연결되어, 상기 흡입유로관(110)을 통해 오염물이 포함된 공기를 상기 싸이클론 몸체(100) 내측으로 흡입하는 역할을 수행할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 제1싸이클론부(110)의 저면(118) 테두리부에는 오염물 배출공(118a)이 형성되고, 저면(118) 하부에는 상기 오염물 배출공(118a)을 통해 배출된 오염물을 수집하기 위한 제1집진통(119)이 형성된다.

이와 같이, 상기 저면(118)의 테두리 일부분에 오염물 배출공(118a)을 형성함으로써, 집진된 먼지의 재비산을 효율적으로 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 제1싸이클론부(110) 내에서 선회 유동함에 의해 오염물과 일차로 원심 분리된 공기는 공기안내수단(130)에 의해 제2싸이클론부(120) 내측으로 접선 방향으로 안내되어 제2싸이클론부(120) 내부에서 재차 원심분리가 이루어지게 된다.

이 경우, 상기 공기안내수단(130)은 그 일단이 상기 격벽(100a) 중앙부에 형성된 배출공(131)에 연결되고, 타단은 제2싸이클론부(120)의 내면 측으로 연장되도록 구성된다.

즉, 상기 제1싸이클론부(110)로부터 제2싸이클론부(120) 내측으로 공급되는공기가 상기 공기안내수단(130)에 의해 접선 방향으로 안내되어 상기 제2싸이클론부(120)의 내면을 따라 선회 유동할 수 있도록 안내되는 것이다.

그리고, 상기 제2싸이클론부(120)의 상면(127) 중앙부에는 배출유로관(122)이 연결되어, 상기 제2싸이클론부(120) 내부의 공기를 그 외측으로 배출시킬 수 있도록 구성된다.

이 때, 상기 제2싸이클론부(120) 내부에 위치하는 배출유로관(122)에는 필터수단(125)이 설치되어, 상기 배출유로관(122)을 통해 외부로 배출되는 공기를 정화하는 역할을 수행하도록 구성된다.

한편, 상기 싸이클론 몸체(100)의 둘레면 상단부에는 제2싸이클론부(120)로부터 원심 분리된 오염물을 배출하기 위한 오염물 배출공(126)이 형성되고, 싸이클론 몸체(100)의 둘레면 외측 일부분에는 그 축방향을 따라 제2집진통(129)이 설치되어, 상기 제2집진통(129)에 의해 상기 오염물 배출공(126)을 통해 배출되는 오염물을 집진할 수 있도록 구성된다.

전술한 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 싸이클론 집진장치의 작동 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

다중 싸이클론 집진장치가 작동되면 흡입력 발생수단(미도시)에 의해 배출유로관(122)에 흡입력이 전달되고, 이에 따라 오염물이 포함된 공기(오염공기)가 흡입유로관(111)을 통해 제1싸이클론부(110) 내부로 흡입된다.

이 때, 오염공기는 제1싸이클론부(110)의 둘레면에 대하여 접선 방향으로 흡입됨에 따라 일정한 선회력을 갖게 되고, 상기 선회력에 의해 상대적으로 중량이 큰 오염물은 제1싸이클론부(110)의 내면측으로 분리된다.

한편, 분리된 오염물은 자중에 의해 점차 저면(118)측으로 하강하면서 제1싸이클론부(110)의 저면(118)에 형성된 오염물배출공(118a)을 통해 제1집진통(119)에 집진되고, 제1싸이클론부(110)에서 집진되지 않은 오염물과 공기는 상승기류에 의해 제1싸이클론부(110)의 상측으로 유동하여 배출공(131)으로 배출된다.

상기 배출공(131)을 통해 배출된 오염물과 공기는 공기안내수단(130)에 의해 제2싸이클론부(120) 내측으로 안내된 후, 토출공(132)을 통해 제2싸이클론부(120) 내면에 대해 접선 방향으로 토출된다.

이 때, 상기 오염물 및 공기는 상승기류에 의해 제1싸이클론부(110)의 중앙부를 통해 제2싸이클론부(120)로 배출되지만, 제2싸이론부(120)의 내부로 토출될 때에는 제2싸이클론부(120)의 내면에 대하여 접선 방향으로 토출됨에 따라, 제2싸이클론부(120)의 중앙부에 설치된 필터수단(125)으로의 직접적인 오염물 토출이 일어나지 않게 되어 오염물 부착으로 인한 필터수단(125)의 막힘현상을 줄일 수 있게 된다.

또한, 상기 제2싸이클론부(120)는 공기의 유입방향과 배출방향이 대략 순방향으로 이루게 된다.

한편, 상기 제2싸이클론부(120) 내측으로 토출된 오염공기는 제2싸이클론부(120)의 내면을 따라 선회하면서 오염물과 공기간의 중량차에 의해 오염물은 내면측으로 분리되며, 분리된 오염물은 오염물 배출공(126)을 통해 제2싸이클론부(120) 외부로 배출된 후, 제2집진통(129)에 집진된다.

한편, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구성한 것으로서 단순히 전술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 의하면 제2싸이클론부 내부로 유입되는 공기의 유입방향과 배출방향이 순방향을 이룸에 따라 상승기류와 선회류 간의 간섭이 줄어 유동저항을 효율적으로 감소시킴으로써 압력손실을 줄일 수 있다. 따라서, 집진효율을 향상시킬수 있으며, 소음을 줄일 수 있게 된다.

둘째, 제1싸이클론부에서 일차로 오염물이 분리된 공기가 제2싸이클론부의 내부로 토출될 때에는 제2싸이클론부의 내면에 대하여 접선 방향으로 토출됨에 따라, 필터수단으로의 직접적인 오염물 토출이 일어나지 않게 되어 오염물 부착으로 인한 필터수단의 막힘현상을 줄일 수 있게 된다. 따라서, 제1싸이클론부로부터 제2싸이클론부로 유동하는 공기의 유동 압력 저하를 방지할 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 다중 싸이클론 집진장치를 나타낸 개략적인 종단면도,

도 2는 본 발명에 따른 다중 싸이클론 집진장치를 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 다중 싸이클론 집진장치의 종단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100....싸이클론 몸체, 100a....격벽,

110....제1싸이클론부, 111....흡입유로관,

120....제2싸이클론부, 122....배출유로관,

130....공기안내수단, 132....토출공.

Claims (4)

1. 격벽에 의해 하부와 상부에 각각 분리 구획된 제1, 제2싸이클론부가 내부에 형성된 중공 원통형의 싸이클론 몸체와,

   오염물이 포함된 공기를 상기 제1싸이클론부 내로 흡입시킬 수 있도록 제1싸이클론부에 접선 방향으로 연결되는 흡입유로관과,

   상기 제1싸이클론부로부터 배출되는 공기가 제2싸이클론부 내측에 접선 방향으로 유입되도록 안내하는 공기안내수단과,

   상기 제2싸이클론부 내부의 공기를 그 외측으로 배출시킬 수 있도록 싸이클론 몸체에 연결되는 배출유로관과,

   상기 배출유로관에 설치되어 외부로 배출되는 공기를 정화하는 필터수단과,

   상기 배출유로관에 연결되어 흡입력을 발생시키는 흡입력 발생수단과,

   상기 제1, 제2싸이클론부에서 분리된 오염물을 각각 분리하여 수집하는 제1, 제2집진통을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 공기안내수단은 상기 격벽 중앙부에 형성된 배출공에 일단이 연결되고 타단은 제2싸이클론부의 내면측으로 연장되어 상기 제2싸이클론부의 내면에 접선 방향으로 공기를 토출하도록 토출공이 형성된 중공의 유로관인 것을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제1집진통은 제1싸이클론부의 하측에 형성되며, 상기 제1싸이클론부의 저면에는 오염물을 배출하기 위한 오염물 배출공이 형성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제2집진통은 싸이클론 몸체의 둘레면 상에 그 축방향을 따라 형성되며, 싸이클론 몸체의 둘레면 상단부에는 오염물 배출공이 형성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.