KR101228884B1 - 벤츄리 노즐과 이를 탑재한 집진장치용 필터 구조체 - Google Patents

Abstract

분진 및 오염 물질을 필터에 의해 집진 포집하여 탈진 분리하는 벤츄리 노즐을 탑재한 집진장치용 필터 구조체는,
필터의 상부에 장착되는 필터캡과, 필터캡의 상부에 장착되는 벤츄리 노즐을 포함하고, 벤츄리 노즐은 상부에서부터 하부로 관통되어 상부에서 하부로 갈수록 내경이 좁아지는 상부 벤츄리관과, 상부 벤츄리관의 하단의 외부 테두리에 끼워서 삽입 결합하도록 중앙부가 관통되어 있는 원형 테두리부와, 원형 테두리부로부터 방사상으로 일정 간격을 두고 길이 방향으로 돌출되어 있는 복수개의 날개부를 형성하는 하부 벤츄리관을 포함하며, 하부 벤츄리관의 날개부를 필터캡에 장착하면, 상부 벤츄리관이 외부로 돌출된 형태로 결합된다.

Description

벤츄리 노즐과 이를 탑재한 집진장치용 필터 구조체{Venturi Nozzle and A Filter Structure with Venturi Nozzle in Dust Collector}

본 발명은 집진장치용 벤츄리에 관한 것으로서, 특히 벤츄리의 구조를 개선하여 필터 표면에 축적된 분진을 털어내는 탈진 능력을 향상시키고 흡입 저항을 최소화하여 흡입 유량을 증대하는 벤츄리 노즐과 이를 탑재한 집진장치용 필터 구조체에 관한 것이다.

일반적으로 집진기는 먼지나 분진 등이 다량 발생하는 각종 산업 공정에 설치되어 공기 중의 미세한 먼지, 오염 물질을 필터에 의해 집진하여 분리하는 역할을 한다.

집진기의 필터는 공장이나 작업 현장 등에서 발생되는 분진을 장기간 사용하는 경우, 필터의 여과포 또는 표면에 분진이 쌓여 누적되고 이로 인해 필터의 통과 유속이 느려지고 압력 손실이 증가하며 공기 배출이 원활하게 이루어지지 않아 필터의 집진 기능이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 집진기는 집진기의 성능 유지를 위하여 필터에 축적된 분진을 제거해야 한다. 축적된 분진을 제거하는 방법은 압축 공기를 펄스 장치를 통하여 짧은 시간에 다량의 압축 공기를 일정 간격의 시간이나 필터가 압력을 받으면 털어지게 하는 일정 조건을 가지고 분사하여 필터에 부착된 분진의 반대 방향으로 필터 내부에서 압력(제트 에어)을 가하여 분진을 이탈시키고 이를 하부의 배출장치를 통해 배출한다.

집진기는 필터의 분진 포집 기능을 연속 수행할 때, 효율적인 탈진과 강하고 많은 양의 압축 공기를 필터 표면으로 전달하기 위하여 노즐과 필터의 입구 사이에 벤츄리를 설치하게 된다.

벤츄리는 노즐에서 분사된 공기의 압력 에너지를 운동 에너지로 변환하여 유속을 증대하는 역할을 하는 부품이다.

이러한 벤츄리는 베르누이 법칙에 의하여 낮아진 압력으로 주변 공기를 흡입하는 유량 증대의 효과를 증대시킨다.

도 1은 종래 기술에 따른 집진장치용 벤츄리 결합 장치가 결합된 상태도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 집진장치용 벤츄리 결합 장치의 흡입 공정과 탈진 공정을 나타낸 도면이다.

종래 기술에 따른 집진장치용 벤츄리 결합 장치는 벤츄리 노즐(10)의 측면에 하측 방향으로 점점 좁아지도록 측면 단턱부(12)를 형성하고 측면 단턱부(12)가 결합되도록 튜브시트(20)에 필터백(30)을 설치하고, 필터백(30)에 필터 상부캡(40)을 설치하며 벤츄리 노즐(10)의 하측이 필터백(30) 내부에 위치하도록 벤츄리 노즐(10)의 측면 단턱부(12)가 필터 상부캡(40)에 삽입되어 결합된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 펄스젯 집진장치는 압축 공기를 이용하여 주기적으로 필터백(30)을 털어내는 공정(탈진 공정)과 필터백(30)의 여과된 공기를 흡입하는 공정(흡입 공정)이 있다.

탈진 효율을 높이기 위하여 필터백(30) 위에는 항상 벤츄리 노즐(10)을 결합한다.

종래 기술에 따른 벤츄리 노즐(10)은 필터백(30)의 여과 범위와 벤츄리 노즐(10)의 토출구까지의 거리(50)가 중복되어 탈진이 이루어지지 않는 사용이 불가능한 범위이며, 실질 여과 면적의 축소로 인해 필터백(30)의 탈진이 되지 않아 필터백(30)의 기능을 상실하는 문제점이 있었다.

또한, 종래 기술에 따른 벤츄리 노즐(10)은 필터 상부캡(40)과 벤츄리 노즐(10)의 사이 공간(60)이 협소하고 수평 방향으로 형성되어 있어 흡입 저항을 크게 만들고 필터 상부캡(40)과 벤츄리 노즐(10)의 하부 토출부와의 거리가 멀어 흡입 저항을 크게 만들어 흡입 압력에 의한 공기의 흡입이 원활히 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 벤츄리의 구조를 이단으로 개선하여 필터 표면에 축적된 분진을 털어내는 탈진 능력을 향상시키고, 흡입 면적을 넓혀 흡입 저항을 최소화하는 벤츄리 노즐과 이를 탑재한 집진장치용 필터 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 분진 및 오염 물질을 필터에 의해 집진 포집하여 탈진 분리하는 벤츄리 노즐은,
상부에서부터 하부로 관통되어 상부에서 하부로 갈수록 내경이 좁아지는 상부 벤츄리관; 및 상기 상부 벤츄리관의 하단의 외부 테두리에 끼워서 삽입 결합하도록 중앙부가 관통되어 있는 원형 테두리부와, 상기 원형 테두리부로부터 방사상으로 일정 간격을 두고 길이 방향으로 돌출되어 있는 복수개의 날개부를 형성하는 하부 벤츄리관을 포함한다.

삭제

본 발명의 특징에 따른 분진 및 오염 물질을 필터에 의해 집진 포집하여 탈진 분리하는 벤츄리 노즐을 탑재한 집진장치용 필터 구조체는,
상기 필터의 상부에 장착되는 필터캡과, 상기 필터캡의 상부에 장착되는 상기 벤츄리 노즐을 포함하고, 상기 벤츄리 노즐은 상부에서부터 하부로 관통되어 상부에서 하부로 갈수록 내경이 좁아지는 상부 벤츄리관과, 상기 상부 벤츄리관의 하단의 외부 테두리에 끼워서 삽입 결합하도록 중앙부가 관통되어 있는 원형 테두리부와, 상기 원형 테두리부로부터 방사상으로 일정 간격을 두고 길이 방향으로 돌출되어 있는 복수개의 날개부를 형성하는 하부 벤츄리관을 포함하며, 상기 하부 벤츄리관의 날개부를 상기 필터캡에 장착하면, 상기 상부 벤츄리관이 외부로 돌출된 형태로 결합된다.

삭제

전술한 구성에 의하여, 본 발명은 상부 벤츄리관과 하부 벤츄리관의 이단 벤츄리 구조로 인하여 흡입 면적이 넓어지고, 흡입 저항을 최소화하여 흡입 압력을 최대화하는 효과가 있다.

본 발명은 상부 벤츄리관과 하부 벤츄리관의 이단 벤츄리 구조로 필터캡의 상부에 돌출된 형태로 결합되므로 흡입되는 영역과 하부 토출부의 거리가 단축되어 공기 유입이 용이하고 이로 인한 흡입 유량이 증대되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 집진장치용 벤츄리 결합 장치가 결합된 상태도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 집진장치용 벤츄리 결합 장치의 흡입 공정과 탈진 공정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 집진장치용 필터 구조체가 결합된 상태도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 집진장치용 필터 구조체를 나타낸 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 벤츄리 노즐과 필터캡이 결합된 모습을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 벤츄리 노즐과 필터캡이 결합된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 벤츄리 노즐과 필터캡이 결합된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 벤츄리 노즐과 필터캡이 결합된 모습을 나타낸 저면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 집진장치용 필터 구조체의 흡입 공정과 탈진 공정을 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 집진장치용 필터 구조체가 결합된 상태도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 집진장치용 필터 구조체를 나타낸 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 벤츄리 노즐과 필터캡이 결합된 모습을 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 벤츄리 노즐과 필터캡이 결합된 모습을 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 벤츄리 노즐과 필터캡이 결합된 모습을 나타낸 저면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 집진장치용 필터 구조체의 흡입 공정과 탈진 공정을 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 집진장치용 필터 구조체는 벤츄리 노즐(100), 필터캡(200) 및 필터(300)를 포함하고, 벤츄리 노즐(100)을 필터캡(200)의 상부 내측으로 삽입하여 장착한다.

벤츄리 노즐(100)은 압축 공기를 주기적으로 발사할 때, 발사 과정에서의 주위의 공기를 흡입하여 탈진 효율을 높여준다.

도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 벤츄리 노즐(100)은 상부 벤츄리관(110)의 하단에 하부 벤츄리관(120)을 장착하여 형성하는 것으로 이단 벤츄리 노즐(100)을 구성한다.

상부 벤츄리관(110)은 상부에서부터 하부로 관통되어 상부에서 하부로 갈수록 내경이 좁아지는 구조로, 하단 끝단에 하부 벤츄리관(120)의 내경이 삽입되어 장착되도록 삽입부(112)를 형성한다.

상부 벤츄리관(110)의 입구 테두리는 공기 흡입을 최대화하기 위해서 라우팅 처리하여 짧게 형성한다.

상부 벤츄리관(110)은 알루미늄 또는 아연도 강판이나 스텐레스 스틸로 프레스 작업이나 롤링 작업으로 제작하거나 알루미늄 사출 금형으로 제작할 수 있다.

상부 벤츄리관(110)은 두께 0.8-1.2mm, 높이 80mm가 적당하고 필터백 규격 160 파이 기준으로 입구 90mm, 목 45mm, 높이 80mm가 바람직하다.

삭제

하부 벤츄리관(120)은 상부 벤츄리관(110)의 삽입부(112) 외경에 끼워서 삽입 결합하도록 중앙부가 관통되어 있는 원형 테두리부(122)와 원형 테두리부(122)로부터 방사상으로 일정 간격을 두고 길이 방향으로 돌출되어 있는 복수개의 날개부(124)를 포함한다.
하부 벤츄리관(120)의 원형 테두리부(122)의 내경은 원형 테두리부(122)가 삽입부(112)의 외부 테두리에 끼워져 결합되도록 상부 벤츄리관(110)의 삽입부(112) 외경보다 커야 한다.
하부 벤츄리관(120)의 날개부(124)는 필터캡(200)의 내부에 삽입되도록 필터캡(200)의 상부에 형성된 단턱부(210)에 장착된다.

삭제

다시 말해, 하부 벤츄리관(120)의 날개부(124)는 필터캡(200)의 상부면에 동일선상으로 위치하도록 필터캡(200)에 장착한다.

하부 벤츄리관(120)의 날개부(124)를 필터캡(200)의 단턱부(210)에 장착하면, 상부 벤츄리관(110)이 외부로 돌출된 형태가 되는 것이다.

하부 벤츄리관(120)의 날개부(124)는 일정 간격을 두고 직선 형태로 형성되고 각각의 날개부(124)의 좌측면과 우측면을 미세한 홈을 형성하고 있으나, 이에 한정하지 않고 곡선 형태 또는 날개부(124) 간의 이격 간격을 랜덤으로 다양하게 형성할 수 있다.

하부 벤츄리관(120)은 알루미늄 또는 아연도 강판이나 스텐레스 스틸의 프로파일(방열판 형태)을 압출하여 필요한 길이만큼 절단하여 형성한다.

하부 벤츄리관(120)의 날개부(124)는 10-30개의 개수가 적당하나, 개수와 원형 테두리부(122)의 내경의 크기를 탈진하고자 하는 필터(300), 오염 물질의 종류에 따라 조절할 수 있다.

이와 같이, 벤츄리 노즐(100)은 상부 벤츄리관(110)을 알루미늄 사출로 제작하고, 하부 벤츄리관(120)을 압출하여 필요한 길이만큼 절단한 후, 상부 벤츄리관(110)의 하부에 형성된 삽입부(112)에 하부 벤츄리관(120)의 원형 테두리부(122)를 삽입하여 결합하면 이단 벤츄리 노즐이 완성된다.

본 발명의 실시예에 따른 벤츄리 노즐(100)은 이단으로 구성하여 흡입 저항을 최소화하고, 제작 공정을 단순화하는 것을 특징으로 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 외부의 압축 공기 노즐(400)로부터 압축 공기가 벤츄리 노즐(100)로 분사되면, 압축 공기 노즐(400)과 벤츄리 노즐(100)과의 사이의 구간에서 유속에 의한 흡입 효과로 분사 유동의 주변 공기가 벤츄리 노즐(100)로 흡입되어 유량이 증가되면서 벤츄리 노즐(100)로 진입한다.

벤츄리 노즐(100)은 입구에서 목 부분으로 유동이 진행되면서 유효 면적이 좁아지면서 유속이 증가되고, 유동의 흐름 형태가 확산형에서 직선형으로 변화된다.

직선형으로 변화된 유동은 운동 에너지와 관성에 의하여 필터(300)의 하부까지 압력을 전달하는 기능을 한다.

이러한 벤츄리 노즐(100)의 유속 증가는 베르누이 법칙에 의하여 낮아진 압력으로 주변 공기를 흡입하는 유량 증대의 효과가 있다.

흡입되는 공기는 압축 공기 노즐(400)과 벤츄리 노즐(100)의 사이의 구간(500)과 하부 벤츄리관(120)의 복수개의 날개부(124)로 흡입된다.

벤츄리 노즐(100)은 필터(300)의 필터캡(200)의 상부에 돌출된 형태로 결합하여 필터(300)의 여과 범위와 벤츄리 노즐(100)의 토출구까지의 거리가 중복되지 않도록 한다.

벤츄리 노즐(100)은 압축 공기 노즐(400)과 벤츄리 노즐(100)의 사이의 구간(500)과 하부 벤츄리관(120)의 복수개의 날개부(124)의 공간에서 먼지를 여과한 깨끗한 공기를 흡입하여 집진장치의 외부로 배출하는 기능과 탈진시 압축 공기를 발사하는 토출구 역할을 동시에 수행한다.

따라서, 벤츄리 노즐(100)은 흡입과 토출을 수행하기 때문에 흡입시 공기 저항을 고려하여 제작해야 한다.

본 발명의 벤츄리 노즐(100)은 필터캡(200)의 상부에 돌출된 형태로 결합하고, 상부 벤츄리관(110)의 입구와 하부 벤츄리관(120)의 날개부(124)의 공간을 이단 벤츄리로 형성하여 흡입 저항과 공기 저항을 낮추고 흡입 압력을 최대화하는 효과가 있다.

특히, 하부 벤츄리관(120)은 필터(300)와 오염 물질의 종류에 따라 날개부(124)의 개수와 원형 테두리부(122)의 길이를 조절하여 흡입 저항을 최소화하도록 설계해야 한다.

따라서, 벤츄리 노즐(100)은 상부 벤츄리관(110)의 내측 공간과 하부 벤츄리관(120)의 복수개의 날개부(124)를 통해 외부 공기의 흡입량이 크게 늘어난다.

벤츄리 노즐(100)은 상부 벤츄리관(110)의 입구에서 점차적으로 축소되어 유속을 빠르게 하고, 하부에서 급속 확산 형태로 증가된 유속을 유지하면서 토출된다.

벤츄리 노즐(100)은 상부 벤츄리관(110)의 내측 공간과 하부 벤츄리관(120)의 복수개의 날개부(124)로 인하여 흡입 면적이 넓어지고, 흡입시 흡입 저항이 줄여들어 흡입 압력을 최대화하며, 필터캡(200)의 상부에 돌출된 형태로 결합되므로 흡입되는 영역과 하부 토출부의 거리가 단축되어 공기 유입이 용이하고 이로 인한 흡입 유량이 증대된다.

본 발명의 실시예에 따른 벤츄리 노즐(100)은 일반필터 백, 카트리지필터, 주름필터 백 등 모든 펄스젯 집진필터에 사용할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 벤츄리 노즐
110: 상부 벤츄리관
112: 삽입부
120: 하부 벤츄리관
122: 원형 테두리부
124: 날개부
200: 필터캡
210: 단턱부
300: 필터
400: 압축 공기 노즐

Claims (6)

1. 분진 및 오염 물질을 필터에 의해 집진 포집하여 탈진 분리하는 벤츄리 노즐에 있어서,
   상부에서부터 하부로 관통되어 상부에서 하부로 갈수록 내경이 좁아지는 상부 벤츄리관; 및
   상기 상부 벤츄리관의 하단의 외부 테두리에 끼워서 삽입 결합하도록 중앙부가 관통되어 있는 원형 테두리부와, 상기 원형 테두리부로부터 방사상으로 일정 간격을 두고 길이 방향으로 돌출되어 있는 복수개의 날개부를 형성하는 하부 벤츄리관
   을 포함하는 벤츄리 노즐.
2. 제1항에 있어서,
   상기 상부 벤츄리관의 하부에 상기 하부 벤츄리관의 원형 테두리부를 삽입하여 결합한 후 상기 필터의 상부에 장착되는 필터캡에 상기 하부 벤츄리관의 날개부를 상기 필터캡의 상부면에 동일선상으로 위치하도록 장착하면, 상기 상부 벤츄리관이 외부로 돌출된 형태로 결합되는 벤츄리 노즐.
3. 제1항에 있어서,
   상기 하부 벤츄리관의 날개부의 개수는 상기 필터와 상기 오염 물질의 종류에 따라 조절하는 벤츄리 노즐.
4. 분진 및 오염 물질을 필터에 의해 집진 포집하여 탈진 분리하는 벤츄리 노즐을 탑재한 집진장치용 필터 구조체에 있어서,
   상기 필터의 상부에 장착되는 필터캡과, 상기 필터캡의 상부에 장착되는 상기 벤츄리 노즐을 포함하고,
   상기 벤츄리 노즐은 상부에서부터 하부로 관통되어 상부에서 하부로 갈수록 내경이 좁아지는 상부 벤츄리관과, 상기 상부 벤츄리관의 하단의 외부 테두리에 끼워서 삽입 결합하도록 중앙부가 관통되어 있는 원형 테두리부와, 상기 원형 테두리부로부터 방사상으로 일정 간격을 두고 길이 방향으로 돌출되어 있는 복수개의 날개부를 형성하는 하부 벤츄리관을 포함하며,
   상기 하부 벤츄리관의 날개부를 상기 필터캡에 장착하면, 상기 상부 벤츄리관이 외부로 돌출된 형태로 결합되는 집진장치용 필터 구조체.
5. 제4항에 있어서,
   상기 하부 벤츄리관의 날개부의 개수는 상기 필터와 상기 오염 물질의 종류에 따라 조절하는 집진장치용 필터 구조체.
6. 제4항에 있어서,
   상기 하부 벤츄리관의 날개부는 상기 필터캡의 상부면에 동일선상으로 위치하도록 상기 필터캡에 장착하는 집진장치용 필터 구조체.

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