KR101635002B1 - Apparatur for classifying particle - Google Patents

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KR101635002B1
KR101635002B1 KR1020150000708A KR20150000708A KR101635002B1 KR 101635002 B1 KR101635002 B1 KR 101635002B1 KR 1020150000708 A KR1020150000708 A KR 1020150000708A KR 20150000708 A KR20150000708 A KR 20150000708A KR 101635002 B1 KR101635002 B1 KR 101635002B1
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particles
particle
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육세진
김상훈
박천우
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한양대학교 산학협력단
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/24—Multiple arrangement thereof
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

An apparatus for classifying particles according to one embodiment of the present invention includes a cyclone body including multi-stage cylindrical parts having inner parts communicating with each other; a particle inlet (120) formed in a direction tangential to an outer circumferential surface of the cylindrical part corresponding to an upper stage of the cyclone body to receive gas having polydisperse aerosol particles; a plurality of particle outlets formed by extending from the cylindrical parts corresponding to the stages of the cyclone body, respectively, to divide particles separated from the introduced gas by a plurality of sections corresponding to the number of the stages, to distribute the particles and to discharge the particles out of the cyclone body; and a gas outlet which is inserted into the cyclone body by a predetermined depth from an upper portion of the cyclone body so as to communicate with the cyclone body to discharge the gas, which is purified through the distribution and discharge of the particles, out of the cyclone body.

Description

입자 분류 장치{APPARATUR FOR CLASSIFYING PARTICLE}[0001] APPARATUS FOR CLASSIFYING PARTICLE [0002]

본 발명의 실시예들은 입자 분류 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다분산 입자를 단분산 입자로 분류할 수 있는 입자 분류 장치에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention relate to a particle sorting apparatus, and more particularly, to a particle sorting apparatus capable of sorting polydisperse particles into monodisperse particles.

DMA(Differential Mobility Analyzer)는 일반적으로 수백 nm 이하의 입자를 전기적 이동도에 따라 크기별로 분류하는 장치이다. 상기 DMA는 일반적으로 처리할 수 있는 유량이 매우 적은 편이고 μm 크기의 입자의 크기 분류에는 적용하기 어렵다.DMA (Differential Mobility Analyzer) is a device that classifies particles of several hundreds or less nm in size according to electric mobility. The DMA generally has a very small flow rate that can be handled and is difficult to apply to particle size classification of μm size.

다단임팩터(cascade impactor)는 수십 nm부터 수십 μm의 입자를 관성에 따라 크기별로 분리 포집하는 장치이다. 상기 다단임팩터(cascade impactor)는 일반적으로 cyclone에 비해 처리할 수 있는 유량이 적은 편이고 충돌판(impaction plate)에서의 입자 바운스(particle bounce) 문제가 포집 효율에 문제를 줄 수 있다.A cascade impactor is a device that separates particles of several tens of nanometers to several tens of micrometers according to their inertia. The cascade impactor generally has a smaller flow rate than that of cyclone and the problem of particle bounce on the impaction plate can cause problems in the collection efficiency.

싸이클론(cyclone)은 일반적으로 수 μm보다 큰 입자를 분리 포집하는 장치이다. 싸이클론 집진 기술이 발전하면서 최근에 먼지봉투 대신 싸이클론 기술을 적용한 청소기들이 등장하기 시작하였고, 낮은 압력 손실과 높은 먼지 포집 효율을 가지는 1차 싸이클론과 다수의 2차 싸이클론 조합으로 이루어진 멀티 싸이클론이 개발되어 진공청소기에 적용되고 있다.Cyclones are generally devices that separate and collect particles larger than a few μm. As the cyclone dust collecting technology developed, vacuum cleaners employing cyclone technology instead of dust bags recently began to emerge, and the first cyclone having a low pressure loss and the high dust collecting efficiency and the multi-cyclone having a combination of a plurality of second cyclones Clones have been developed and applied to vacuum cleaners.

싸이클론(cyclone)은 일반적으로 특정한 컷오프(cut-off) 사이즈보다 큰 입자만을 분리하여 포집할 수 있다.Cyclones are generally able to separate and capture only particles larger than a particular cut-off size.

즉, 기존의 싸이클론은 처리 가스를 입구로 유입시켜 선회류를 발생시키고, 이때 분진은 원심력에 의해 선회류를 벗어나 본체 내벽과 충돌하여 집진되고, 정화된 가스는 출구를 통해 위로 배출된다.That is, the conventional cyclone introduces the process gas into the inlet to generate a swirling flow. At this time, the dust collides with the inner wall of the main body by the centrifugal force and is collected by the centrifugal force, and the purified gas is discharged through the outlet.

따라서, 한계 입경(100% 집진 효율을 얻을 수 있는 최소 입자의 크기)보다 큰 입자는 포집되고 한계 입경보다 작은 입자는 배출된다.Therefore, particles larger than the limiting particle size (the minimum particle size capable of achieving 100% dust collection efficiency) are trapped and particles smaller than the limiting particle size are discharged.

이에, 특정 크기 구간에 해당하는 μm 입자를 에어로졸 상태에서 대용량으로 분류 또는 포집하는 기술의 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a technique for classifying or trapping micron particles corresponding to a specific size section in a large capacity in an aerosol state.

관련 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0500833호(발명의 명칭: 진공청소기의 이중사이클론 집진장치, 등록일자: 2005년 7월 4일)가 있다.
A related prior art is Korean Patent Registration No. 10-0500833 entitled " Double Cyclone Dust Collector of Vacuum Cleaner ", registered on July 4, 2005).

본 발명의 일 실시예는 싸이클론 몸체의 원통부 부분을 다단으로 구성하여 다분산 입자를 각각의 단에서 입자의 크기 구간에 따라 분리하여 포집함으로써 단분산 입자로 분류할 수 있는 입자 분류 장치를 제공한다.
An embodiment of the present invention provides a particle sorting device capable of dividing polydisperse particles into monodisperse particles by separating and collecting polydisperse particles in each stage according to the particle size interval by constituting a cylindrical portion of the cyclone body in a multi- do.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분류 장치는 내부가 연통된 다단(multi-stage)의 원통부로 형성되는 싸이클론 몸체; 상기 싸이클론 몸체의 상단(upper stage)에 대응되는 원통부의 외주면에 접선 방향으로 형성되고, 다분산 에어로졸 입자를 함유한 기체가 유입되는 입자 유입구; 상기 싸이클론 몸체의 각 단(stage)에 대응되는 원통부 각각으로부터 연장 형성되고, 상기 유입된 기체로부터 분리되는 입자를 상기 단(stage)의 개수에 대응되는 복수의 크기 구간으로 나누어 상기 싸이클론 몸체의 외부로 분산 배출하는 복수의 입자 배출구; 및 상기 싸이클론 몸체의 상부로부터 일정 깊이로 삽입 연통되어, 상기 분산 배출을 통해 정화된 상기 기체를 상기 싸이클론 몸체의 외부로 배출하는 기체 배출구를 포함한다.The particle sorting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a cyclone body formed of a multi-stage cylindrical portion communicating with the inside thereof; A particle inlet formed in a tangential direction on an outer circumferential surface of a cylindrical portion corresponding to an upper stage of the cyclone body and into which gas containing polydisperse aerosol particles flows; Wherein the particles separated from the inflowing gas are divided into a plurality of size sections corresponding to the number of stages, and the cyclone body A plurality of particle discharge ports for discharging the particles to the outside; And a gas outlet communicating with the cyclone body at a predetermined depth from an upper portion of the cyclone body and discharging the gas purified through the dispersion discharge to the outside of the cyclone body.

본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분류 장치는 상기 복수의 입자 배출구 각각으로부터 분산 배출되는 상기 입자를 포집하는 복수의 입자 포집함을 더 포함할 수 있다.The particle sorting apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a plurality of particle collecting chambers for collecting the particles dispersed and discharged from each of the plurality of particle discharging ports.

상기 싸이클론 몸체는 적어도 2단의 원통부로 형성될 수 있다.The cyclone body may be formed of at least two cylindrical sections.

상기 다단의 원통부는 상단에서 하단으로 갈수록 각각의 지름 비율이 상대적으로 작아질 수 있다.The diameter ratio of each of the multi-stage cylindrical portions can be relatively decreased from the upper end to the lower end.

상기 입자는 상기 유입되는 기체의 유량 변경, 상기 입자 분류 장치의 작동 온도 및 작동 압력의 변경, 상기 싸이클론 몸체의 형상 중 적어도 하나에 따라, 상기 유입된 기체로부터 분리되는 크기 분포가 조절 가능하다.The particles are adjustable in size distribution to separate from the incoming gas according to at least one of changing the flow rate of the incoming gas, changing the operating temperature and operating pressure of the particle sorting device, and the shape of the cyclone body.

상기 유입된 기체는 상기 싸이클론 몸체의 내부에서 나선형의 유동을 보이고, 상기 입자는 상기 나선형의 유동에 따른 원심력에 의해 상기 싸이클론 몸체의 내벽에 충돌하여 상기 유입된 기체로부터 분리되며, 상기 정화된 기체는 상기 싸이클론 몸체 내의 하부에서 발생되는 나선형 기류에 의해 하향에서 상향으로 방향이 바뀌어 상기 기체 배출구를 통해 배출될 수 있다.Wherein the inflowing gas exhibits a spiral flow in the interior of the cyclone body and the particles collide with the inner wall of the cyclone body by centrifugal force in accordance with the flow of the spiral to separate from the inflowing gas, The gas can be directed downwardly upward by the helical flow generated in the lower portion of the cyclone body and discharged through the gas outlet.

상기 복수의 입자 배출구는 상기 싸이클론 몸체의 각 단에 대응되는 원통부 각각으로부터 적어도 하나가 하부 방향 또는 측면 방향으로 연장 형성될 수 있다.At least one of the plurality of particle discharge ports may extend in a downward direction or a lateral direction from each of the cylindrical portions corresponding to the respective ends of the cyclone body.

상기 싸이클론 몸체는 상기 싸이클론 몸체의 각 단에 대응되는 원통부 각각의 바닥면이 수평 또는 곡면 형태로 형성될 수 있다.
The bottom surface of each of the cylindrical portions corresponding to the respective ends of the cyclone body may be formed in a horizontal or curved shape in the cyclone body.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
The details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 싸이클론 몸체의 원통부 부분을 다단으로 구성하여 다분산 입자를 각각의 단에서 입자의 크기 구간에 따라 분리하여 포집함으로써 단분산 입자로 분류할 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, the cylindrical portion of the cyclone body may be constituted in multiple stages, and the polydisperse particles may be separated into monodisperse particles by collecting and collecting the polydisperse particles in each stage according to the particle size interval.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분류 장치를 설명하기 위해 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 각 단의 원통부를 통해 입자 배출구로 분류 배출된 입자의 포집 효율을 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5는 도 1의 싸이클론 몸체를 이루는 다단의 원통부의 직경을 다양한 비율로 바꾼 경우의 예를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 도 1의 싸이클론 몸체를 이루는 다단의 원통부의 높이를 다양한 비율로 바꾼 경우의 예를 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10은 도 1의 싸이클론 몸체를 2단 이상의 여러 단으로 설계한 예를 도시한 도면이다.
도 11 및 도 12는 도 1의 싸이클론 몸체를 이루는 각 단의 원통부 바닥면이 수평 또는 곡면으로 다양하게 형성된 예를 도시한 도면이다.
도 13 내지 도 17은 도 1의 입자 배출구를 다양한 위치에서 여러 개로 제작한 예를 도시한 도면이다.
도 18 내지 도 20은 도 1의 입자 배출구의 크기, 너비, 형태 등을 다양하게 설계한 예를 도시한 도면이다.1 is a side cross-sectional view illustrating a particle sorting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the collection efficiency of particles that are classified and discharged into the particle outlet through the cylindrical portion at each end according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIGS. 3 to 5 are views showing examples in which the diameters of the multi-stage cylindrical portions constituting the cyclone body of FIG. 1 are changed at various ratios.
FIGS. 6 to 8 are views showing examples of changing the height of the multi-stage cylindrical portion constituting the cyclone body of FIG. 1 at various ratios.
FIG. 9 and FIG. 10 are views showing an example in which the cyclone body of FIG. 1 is designed to have two or more stages.
FIGS. 11 and 12 are views showing examples in which the bottom surface of the cylindrical portion at each end of the cyclone body of FIG. 1 is formed in various shapes horizontally or curvedly.
Figs. 13 to 17 are views showing examples in which the particle discharging ports of Fig. 1 are manufactured at various positions.
FIGS. 18 to 20 are views showing examples of various sizes, widths, shapes, and the like of the particle outlet of FIG.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and / or features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분류 장치를 설명하기 위해 도시한 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view illustrating a particle sorting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분류 장치(100)는 싸이클론 몸체(110), 입자 유입구(120), 복수의 입자 배출구(130), 및 기체 배출구(140)를 포함한다.1, a particle sorting apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a cyclone body 110, a particle inlet 120, a plurality of particle outlets 130, and a gas outlet 140 do.

상기 싸이클론 몸체(110)는 내부가 연통된 다단(multi-stage)의 원통부(110a, 110b, 110c)로 형성된다. 즉, 상기 싸이클론 몸체(110)는 복수의 중공된 원통부(110a, 110b, 110c)가 연결된 구조로 이루어질 수 있다.The cyclone body 110 is formed of multi-stage cylindrical portions 110a, 110b, and 110c communicating with each other. That is, the cyclone body 110 may have a structure in which a plurality of hollow cylindrical portions 110a, 110b, and 110c are connected.

여기서, 상기 다단의 원통부(110a, 110b, 110c)는 상단에서 하단으로 갈수록 각각의 지름 비율이 상대적으로 작아지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 1에서와 같이 상기 싸이클론 몸체(110)가 3단의 원통부(110a, 110b, 110c)으로 형성된 경우, 상단의 원통부(110a)의 지름이 가장 크고, 하단의 원통부(110c)의 지름이 가장 작으며, 중단의 원통부(110b)의 지름은 그 중간이 될 수 있다.Here, it is preferable that the diameter ratio of each of the multi-stage cylindrical portions 110a, 110b, and 110c decreases from the upper end to the lower end. For example, as shown in FIG. 1, when the cyclone body 110 is formed of three cylindrical portions 110a, 110b, and 110c, the diameter of the upper cylindrical portion 110a is the largest, The diameter of the cylindrical portion 110b of the stopper 110c may be the smallest, and the diameter of the cylindrical portion 110b of the stopper may be the middle.

후술할 입자 유입구(120)를 통해 유입되는 입자의 크기는 상기 싸이클론 몸체(110) 내에서 원심력에 의해 안쪽에서 바깥쪽으로 갈수록 크게 난다. 즉, 상기 싸이클론 몸체(110) 내부의 안쪽(중심)에는 작은 입자가 분포하게 되고, 바깥쪽에는 큰 입자가 분포하게 된다.The size of the particles introduced through the particle inlet 120 to be described later increases from the inside to the outside due to the centrifugal force in the cyclone body 110. That is, small particles are distributed on the inside (center) of the inside of the cyclone body 110, and large particles are distributed on the outside.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 다단의 원통부(110a, 110b, 110c)를 상기와 같은 지름 비율로 구현함으로써, 상기 싸이클론 몸체(110) 내부로 유입된 입자를 그 크기 구간에 따라 효율적으로 분류할 수 있는 환경을 마련할 수 있다.Accordingly, in one embodiment of the present invention, by implementing the multi-stage cylindrical portions 110a, 110b, and 110c in the same diameter ratio as described above, particles introduced into the cyclone body 110 can be efficiently As shown in FIG.

이때, 상기 각 단의 원통부(110a, 110b, 110c)의 직경은 다양한 비율로 바뀌어 구현될 수 있다. 단, 상기 다양한 비율로의 직경 변화는 상기와 같은 지름 비율을 유지한 상태에서 이루어질 수 있다.At this time, the diameters of the cylindrical portions 110a, 110b, and 110c at the respective stages may be changed at various ratios. However, the change in diameter in the various ratios can be made while maintaining the same diameter ratio.

도 3 내지 도 5에는 도 1의 싸이클론 몸체(110)를 이루는 다단의 원통부(110a, 110b, 110c)의 직경을 다양한 비율로 바꾼 경우의 예가 도시되어 있다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 싸이클론 몸체(110)는 각 단의 원통부(110a, 110b, 110c)의 직경이 다양한 크기의 비율로 구성될 수 있다.FIGS. 3 to 5 show an example of changing the diameters of the multi-stage cylindrical portions 110a, 110b and 110c of the cyclone body 110 of FIG. 1 at various ratios. As shown in FIGS. 3 to 5, the diameter of the cylindrical portions 110a, 110b, and 110c of the cyclone body 110 may be varied in various sizes.

상기 싸이클론 몸체(110)에 있어서, 상기 다단의 원통부(110a, 110b, 110c)는 다양한 높이 비율을 가지도록 형성될 수 있다.In the cyclone body 110, the multi-stage cylindrical portions 110a, 110b, and 110c may be formed to have various height ratios.

도 6 내지 도 8에는 도 1의 싸이클론 몸체(110)를 이루는 다단의 원통부(110a, 110b, 110c)의 높이를 다양한 비율로 바꾼 경우의 예가 도시되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 상단의 원통부(110a)의 높이가 가장 높게 형성될 수 있고, 도 7에 도시된 바와 같이 중단의 원통부(110b)의 높이가 가장 높게 형성될 수 있으며, 도 8에 도시된 바와 같이 하단의 원통부(110c)의 높이가 가장 높게 형성될 수 있다.6 to 8 show an example in which the heights of the multi-stage cylindrical portions 110a, 110b, and 110c of the cyclone body 110 of FIG. 1 are changed at various ratios. As shown in FIG. 6, the height of the upper cylindrical portion 110a may be the highest, and the height of the cylindrical portion 110b of the suspended cylindrical body 110b may be the highest, as shown in FIG. 7, The height of the lower cylindrical portion 110c may be the highest.

상기 각 단의 원통부(110a, 110b, 110c)의 높이는 분류하고자 하는 입자의 크기에 따라 다양한 비율로 구현될 수 있다.The heights of the cylindrical portions 110a, 110b, and 110c at the respective stages may be varied at various ratios depending on the size of the particles to be sorted.

상기 싸이클론 몸체(110)는 적어도 2단의 원통부로 형성될 수도 있다. 즉, 상기 싸이클론 몸체(110)는 도 1 및 도 9에 도시된 바와 같이 3단의 원통부(110a, 110b, 110c)로 형성될 수 있지만, 도 10에 도시된 바와 같이 5단의 원통부(110a, 110b, 110c, 110d, 110 로 형성될 수도 있다.The cyclone body 110 may be formed of at least two cylindrical sections. 1 and 9, the cyclone body 110 may be formed of three cylindrical portions 110a, 110b, and 110c. However, as shown in FIG. 10, (110a, 110b, 110c, 110d, 110).

상기 싸이클론 몸체(110)는 상기 각 단의 원통부(110a, 110b, 110c) 각각의 바닥면이 도 11에 도시된 바와 같이 수평 형태로 형성될 수 있으며, 도 12에 도시된 바와 같이 곡면 형태로 형성될 수 있다.The bottom surface of each of the cylindrical portions 110a, 110b, and 110c at the respective ends of the cyclone body 110 may be formed in a horizontal shape as shown in FIG. 11, As shown in FIG.

도 11 및 도 12에서는 상기 각 단의 원통부(110a, 110b, 110c)의 형태를 그 바닥면에 한정하여 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 상기 원통부(110a, 110b, 110c)는 그 윗면, 옆면, 모서리 등이 수평, 곡면 등으로 형성될 수 있다.11 and 12, the shapes of the cylindrical portions 110a, 110b and 110c at the respective ends are limited to the bottom surface. However, the cylindrical portions 110a, 110b and 110c are not limited to the top surface, , An edge or the like may be formed as a horizontal surface, a curved surface, or the like.

상기 입자 유입구(120)는 상기 싸이클론 몸체(110)의 상단(upper stage)에 대응되는 원통부(110a)의 외주면에 접선 방향으로 형성된다. 상기 입자 유입구(120)를 통해 다분산 에어로졸 입자를 함유한 기체가 상기 싸이클론 몸체(110) 내부로 유입된다.The particle inlet 120 is formed in a tangential direction on an outer circumferential surface of a cylindrical portion 110a corresponding to an upper stage of the cyclone body 110. [ The gas containing the polydisperse aerosol particles flows into the cyclone body 110 through the particle inlet 120.

이때, 상기 다분산 에어로졸 입자 함유 기체는 상기 상단 원통부(110a)의 접선 방향으로 유입되어 접선 유입 형태를 띄며, 상기 싸이클론 몸체(110)의 원통형 구조로 인해 그 내부에서 나선형의 유동을 보이게 된다.At this time, the polydisperse aerosol particle-containing gas flows into the tangential direction of the upper cylindrical portion 110a to form a tangential flow, and the cylindrical structure of the cyclone body 110 shows a spiral flow therein .

이에 따라, 상기 기체 내에 함유된 다분산 입자는 원심력에 의해 상기 싸이클론 몸체(110) 내벽에 충돌하여 상기 기체로부터 분리된다. 이때, 상기 입자는 그 크기에 따라 상기 싸이클론 몸체(110)의 상, 중, 하단 원통부(110a, 110b, 110c)로 각각 분류될 수 있다.Accordingly, the polydisperse particles contained in the gas collide with the inner wall of the cyclone body 110 by the centrifugal force and are separated from the gas. At this time, the particles may be classified into upper, middle, and lower cylindrical portions 110a, 110b, and 110c of the cyclone body 110 according to their sizes.

한편, 상기 입자는 상기 기체의 유량 변경, 상기 입자 분류 장치(100)의 작동 온도 및 작동 압력의 변경, 상기 싸이클론 몸체(110)의 형상 중 적어도 하나에 따라, 상기 유입된 기체로부터 분리되는 크기 분포가 조절 가능하다.On the other hand, the particles can be separated from the introduced gas by at least one of the flow rate of the gas, the operating temperature and the operating pressure of the particle sorting apparatus 100, and the shape of the cyclone body 110 The distribution is adjustable.

상기 복수의 입자 배출구(130)는 상기 싸이클론 몸체의 각 단(stage)에 대응되는 원통부(110a, 110b, 110c) 각각으로부터 연장 형성된다.The plurality of particle discharge ports 130 are formed to extend from the respective cylindrical portions 110a, 110b, and 110c corresponding to the respective stages of the cyclone body.

즉, 상기 복수의 입자 배출구(130)는 상기 싸이클론 몸체(110)의 상단 원통부(110a)로부터 연장 형성되는 상단 입자 배출구(130a), 상기 싸이클론 몸체(110)의 중단 원통부(110b)로부터 연장 형성되는 중단 입자 배출구(130b), 및 상기 싸이클론 몸체(110)의 하단 원통부(110c)로부터 연장 형성되는 하단 입자 배출구(130c)를 포함하여 구성될 수 있다.That is, the plurality of particle discharging ports 130 include an upper particle outlet 130a extending from the upper cylindrical portion 110a of the cyclone body 110, a cylindrical portion 110b of the cyclone body 110, And a lower end discharge port 130c extending from the lower end cylindrical portion 110c of the cyclone body 110. The lower end discharge port 130c extends from the lower end cylindrical portion 110c of the cyclone body 110. [

이때, 상기 복수의 입자 배출구(130)는 도 13에 도시된 바와 같이 상기 각 단의 원통부(110a, 110b, 110c) 각각으로부터 하부 방향으로 연장 형성될 수 있으며, 도 14에 도시된 바와 같이 상기 각 단의 원통부(110a, 110b, 110c) 각각으로부터 측면 방향으로 연장 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 상기 복수의 입자 배출구(130)는 상기 각 단의 원통부(110a, 110b, 110c) 각각으로부터 일부는 하부 방향으로 연장 형성되고 나머지는 측면 방향으로 연장 형성될 수 있다.As shown in FIG. 13, the plurality of particle discharging openings 130 may extend downward from the respective cylindrical portions 110a, 110b, and 110c, respectively. As shown in FIG. 14, And may extend in the lateral direction from each of the cylindrical portions 110a, 110b, and 110c at each end. However, the present invention is not limited thereto, and the plurality of particle discharging openings 130 may extend from the respective cylindrical portions 110a, 110b, and 110c in the downward direction and extend in the lateral direction.

또한, 상기 복수의 입자 배출구(130)는 도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이 상기 각 단의 원통부(110a, 110b, 110c) 내에서 다양한 위치에 형성될 수 있다. 또한, 상기 복수의 입자 배출구(130)는 도 18 내지 도 20에 도시된 바와 같이 다양한 크기, 너비, 형태 등으로 형성될 수도 있다.In addition, the plurality of particle discharging holes 130 may be formed at various positions in the cylindrical portions 110a, 110b, and 110c at the respective ends as shown in FIGS. 15 to 17. In addition, the plurality of particle discharging openings 130 may be formed in various sizes, widths, shapes and the like as shown in FIGS. 18 to 20.

상기 복수의 입자 배출구(130)는 상기 입자 유입구(120)를 통해 유입된 기체로부터 분리되는 입자를 상기 싸이클론 몸체(110)의 외부로 분산 배출한다. 이때, 상기 복수의 입자 배출구(130)는 상기 싸이클론 몸체(110)를 이루는 단(stage)의 개수에 대응되는 복수의 크기 구간으로 나누어 상기 입자를 분산 배출할 수 있다.The plurality of particle discharge ports 130 disperse and discharge particles separated from the gas introduced through the particle inlet 120 to the outside of the cyclone body 110. At this time, the plurality of particle discharging openings 130 may be divided into a plurality of size sections corresponding to the number of stages of the cyclone body 110 to disperse and discharge the particles.

예를 들면, 싸이클론 몸체(110)를 이루는 단의 개수가 3개, 즉 도 1에 도시된 바와 같이 상기 싸이클론 몸체(110)가 3개의 원통부로 이루어진 경우, 상기 복수의 입자 배출구(130)는 상기 입자의 크기 구간에 따라 3개의 구간으로 나누어 상기 입자를 분산 배출할 수 있다.For example, when the number of the stages constituting the cyclone body 110 is three, that is, as shown in FIG. 1, when the cyclone body 110 is composed of three cylindrical portions, The particles can be dispersed and discharged in three sections according to the particle size interval.

상기 기체 배출구(140)는 상기 싸이클론 몸체(110)의 상부로부터 일정 깊이로 삽입 연통되어 형성된다. 상기 기체 배출구(140)는 상기 분산 배출을 통해 정화된 기체를 상기 싸이클론 몸체(110)의 외부로 배출한다.The gas outlet 140 is formed to communicate with the cyclone body 110 at a predetermined depth from the upper portion thereof. The gas discharge port 140 discharges the purified gas through the dispersed discharge to the outside of the cyclone body 110.

여기서, 상기 정화된 기체는 상기 싸이클론 몸체(110) 내의 하부에서 발생되는 나선형 기류에 의해 하향에서 상향으로 방향이 바뀌어 상기 기체 배출구(140)를 통해 배출될 수 있다.Here, the purified gas may be directed upward from the downward direction by the helical flow generated in the lower portion of the cyclone body 110, and may be discharged through the gas outlet 140.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분류 장치(100)는 도면에는 도시되지 않았지만 복수의 입자 포집함을 더 포함할 수 있다.The particle sorting apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may further include a plurality of particle collecting chambers (not shown).

상기 복수의 입자 포집함은 상기 복수의 입자 배출구(130) 각각으로부터 분산 배출되는 입자를 포집하는 역할을 한다. 상기 복수의 입자 포집함은 상기 복수의 입자 배출구(130)의 개수만큼 구비될 수 있다.The plurality of particle collecting chambers collects the particles dispersed and discharged from each of the plurality of particle discharging ports (130). The plurality of particle collecting chambers may be provided by the number of the plurality of particle discharging ports (130).

이로써, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입자를 크기에 따라 선별적으로 분류하여 포집할 수 있다.
Thus, according to one embodiment of the present invention, the particles can be selectively sorted and collected according to their sizes.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 각 단의 원통부(110a, 110b, 110c)를 통해 입자 배출구(130)로 분류 배출된 입자의 포집 효율을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a view showing the collection efficiency of particles that are classified and discharged into the particle outlet 130 through the cylindrical portions 110a, 110b, and 110c of the respective stages according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 상단의 원통부(110a) 및 그로부터 연장 형성된 입자 배출구(130a)로 분류 배출(trap1)된 입자의 크기는 8~10μm 범위에 분포되어 있고, 중단의 원통부(110b) 및 그로부터 연장 형성된 입자 배출구(130b)로 분류 배출(trap2)된 입자의 크기는 5~7μm 범위에 분포되어 있으며, 하단의 원통부(110c) 및 그로부터 연장 형성된 입자 배출구(130c)로 분류 배출(trap3)된 입자의 크기는 2~4μm 범위에 분포되어 있다.As shown in FIG. 2, the size of the trap 1 particles distributed in the upper cylindrical portion 110a and the particle outlet 130a extended therefrom is distributed in a range of 8-10 μm, and the cylindrical portion 110b And the particle size of the trap 2 is distributed in the range of 5 to 7 mu m to the particle outlet 130b extending from the particle outlet 130b and the particle outlet 130c extending from the lower portion of the cylindrical portion 110c. trap3) are distributed in the range of 2 ~ 4μm.

도 2의 입자 분포를 통해, 상기 입자 분류 장치(100)의 입자 분류 배출 및 포집 효율이 매우 우수함을 확인할 수 있다.
2, it can be confirmed that the particle sorting and discharging efficiency of the particle sorting apparatus 100 is very excellent.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all equivalents or equivalent variations thereof are included in the scope of the present invention.

100: 입자 분류 장치
110: 싸이클론 몸체
110a: 상단 원통부
110b: 중단 원통부
110c: 하단 원통부
120: 입자 유입구
130: 입자 배출구
130a: 상단 입자 배출구
130b: 중단 입자 배출구
130c: 하단 입자 배출구
140: 기체 배출구100: particle sorting device
110: Cyclone body
110a: Upper cylinder portion
110b:
110c: lower cylinder portion
120: particle inlet
130: particle outlet
130a: upper particle outlet
130b: suspended particle outlet
130c: lower particle outlet
140: gas outlet

Claims (8)

내부가 연통된 다단(multi-stage)의 원통부로 형성되는 싸이클론 몸체;
상기 싸이클론 몸체의 상단(upper stage)에 대응되는 원통부의 외주면에 접선 방향으로 형성되고, 다분산 에어로졸 입자를 함유한 기체가 유입되는 입자 유입구;
상기 싸이클론 몸체의 각 단(stage)에 대응되는 원통부 각각으로부터 연장 형성되고, 상기 유입된 기체로부터 분리되는 입자를 상기 단(stage)의 개수에 대응되는 복수의 크기 구간으로 나누어 상기 싸이클론 몸체의 외부로 분산 배출하는 복수의 입자 배출구; 및
상기 싸이클론 몸체의 상부로부터 일정 깊이로 삽입 연통되어, 상기 분산 배출을 통해 정화된 상기 기체를 상기 싸이클론 몸체의 외부로 배출하는 기체 배출구
를 포함하고,
상기 정화된 기체는
상기 싸이클론 몸체 내의 하부에서 발생되는 나선형 기류에 의해 하향에서 상향으로 방향이 바뀌어 상기 기체 배출구를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 입자 분류 장치.
A cyclone body formed of a multi-stage cylindrical portion communicating with the inside thereof;
A particle inlet formed in a tangential direction on an outer circumferential surface of a cylindrical portion corresponding to an upper stage of the cyclone body and into which gas containing polydisperse aerosol particles flows;
Wherein the particles separated from the inflowing gas are divided into a plurality of size sections corresponding to the number of stages, and the cyclone body A plurality of particle discharge ports for discharging the particles to the outside; And
A gas discharge port communicating with the cyclone body at a predetermined depth from the upper portion of the cyclone body to discharge the gas purified through the dispersion discharge to the outside of the cyclone body,
Lt; / RTI >
The purified gas
And the gas is discharged through the gas discharge port by being changed in direction from downward to upward by the helical flow generated in the lower part of the cyclone body.
제1항에 있어서,
상기 복수의 입자 배출구 각각으로부터 분산 배출되는 상기 입자를 포집하는 복수의 입자 포집함
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분류 장치.
The method according to claim 1,
And a plurality of particles collecting the particles dispersed and discharged from each of the plurality of particle discharging ports
Further comprising: a particle separating device for separating the particles from each other.
제1항에 있어서,
상기 싸이클론 몸체는
적어도 2단의 원통부로 형성되는 것을 특징으로 하는 입자 분류 장치.
The method according to claim 1,
The cyclone body
Wherein at least two cylindrical sections are formed.
제1항에 있어서,
상기 다단의 원통부는
상단에서 하단으로 갈수록 각각의 지름 비율이 상대적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 입자 분류 장치.
The method according to claim 1,
The multi-
And the diameter ratio of each particle becomes relatively smaller from the upper end to the lower end.
제1항에 있어서,
상기 입자는
상기 유입되는 기체의 유량 변경, 상기 입자 분류 장치의 작동 온도 및 작동 압력의 변경, 상기 싸이클론 몸체의 형상 중 적어도 하나에 따라, 상기 유입된 기체로부터 분리되는 크기 분포가 조절 가능한 것을 특징으로 하는 입자 분류 장치.
The method according to claim 1,
The particles
Characterized in that the size distribution separated from the introduced gas is adjustable according to at least one of changing the flow rate of the introduced gas, changing the operating temperature and operating pressure of the particle sorting device, and the shape of the cyclone body Classification device.
제1항에 있어서,
상기 유입된 기체는
상기 싸이클론 몸체의 내부에서 나선형의 유동을 보이고, 상기 입자는 상기 나선형의 유동에 따른 원심력에 의해 상기 싸이클론 몸체의 내벽에 충돌하여 상기 유입된 기체로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 입자 분류 장치.
The method according to claim 1,
The inflowing gas
And the particles collide with the inner wall of the cyclone body by the centrifugal force due to the flow of the helical shape and are separated from the introduced gas.
제1항에 있어서,
상기 복수의 입자 배출구는
상기 싸이클론 몸체의 각 단에 대응되는 원통부 각각으로부터 적어도 하나가 하부 방향 또는 측면 방향으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 입자 분류 장치.
The method according to claim 1,
The plurality of particle outlets
And at least one of each of the cylindrical portions corresponding to each end of the cyclone body extends downward or laterally.
제1항에 있어서,
상기 싸이클론 몸체는
상기 각 단에 대응되는 원통부 각각의 바닥면이 수평 또는 곡면 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 입자 분류 장치.The method according to claim 1,
The cyclone body
Wherein a bottom surface of each of the cylindrical portions corresponding to each of the stages is formed in a horizontal or curved shape.
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