KR101863026B1

KR101863026B1 - 다중 사이클론을 이용한 집진 장치

Info

Publication number: KR101863026B1
Application number: KR1020180001179A
Authority: KR
Inventors: 허태구; 김태규; 차승우; 안창근
Original assignee: 주식회사 포스코휴먼스
Priority date: 2018-01-04
Filing date: 2018-01-04
Publication date: 2018-05-30

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치는, 다중 사이클론을 이용하여 함진 가스에 포함된 유해물질을 포집하는 다중 사이클론을 이용한 집진 장치에 있어서, 내부에 수용공간을 구비하고, 외측면을 관통하여 형성되어 상기 함진 가스가 외부로부터 상기 수용공간으로 유입되도록 하는 공기유입부를 구비한 본체부, 상기 본체부의 상측에 연결되어 상기 수용공간으로 유입된 상기 함진 가스가 일방향으로 이동되도록 하는 흡입력을 제공하는 흡입력제공부, 상기 수용공간에 수용된 채, 상기 공기유입부로 유입된 상기 함진 가스의 이동 경로를 제공하고, 상기 흡입력에 의해 이동되는 상기 함진 가스가 나선형 선회류를 형성하도록 하는 사이클론부 및 상기 본체부의 하측에 연결된 채, 상기 사이클론부와 연통되고, 나선형 선회류를 형성한 상기 함진 가스 내에 포함된 유해물질이 상기 나선형 선회류로 인한 원심력에 의해 낙하되어 포집되는 포집부를 포함하며, 상기 사이클론부는, 내경이 다른 복수의 사이클론형성부가 연속적으로 배치되어, 상기 공기유입부로 유입된 상기 함진 가스가 상기 복수의 사이클론형성부를 경유하면서 나선형 선회류를 형성할 수 있다.

Description

다중 사이클론을 이용한 집진 장치{Multi-cyclone fine dust capture}

본 발명은 다중 사이클론을 이용한 집진 장치에 관한 것으로, 상세하게는 다중 사이클론을 이용하여 함진 가스에 포함된 유해물질을 포집하는 다중 사이클론을 이용한 집진 장치에 관한 것이다.

본 발명은 대기 중의 공기 또는 산업현장에서 발생하는 다양한 종류 및 크기를 가진 먼지를 포집하기 위하여 흡입 팬 또는 송풍 팬에 의하여 나선형 선회류(vortex)를 형성한 사이클론에 의하여 발생하는 유체의 흐름을 이용하여 먼지의 포집효율을 높이면서 미세먼지를 제거할 수 있도록 구성한 사이클론을 이용한 미세먼지 집진장치에 관한 것이다.

종래기술은 먼지를 제거하는 장치가 복잡하거나 먼지 제거용 필터 등의 부품들을 교환하는 등의 유지보수 및 구조의 복잡성에 따른 설계 제작비용이 비교적 많이 소요되는 등의 문제점이 있다.

집진장치 중에서 여과 필터 집진장치는 0.01㎛의 미세먼지인 경우도 95% 이상의 집진이 가능한 것으로 알려져 있다.

그러나, 종래의 여과 필터 집진장치는 여과 조작이 진행됨에 따라 여과 필터에 포집되는 먼지층이 두꺼워지면서 압력 손실이 높아져 정상적인 운전이 불가능하게 된다.

따라서, 주기적인 탈진(Pulsing & Cleaning) 조작에 의해 여과 필터 표면에 포집되어 있는 먼지를 털어 내야 한다.

또한, 종래의 여과 필터 집진장치에 부과되는 먼지 부하량이 높으면 압력 손실이 급격히 상승하기 때문에 여과 필터 집진장치의 부하를 경감시키기 위해 장치의 전단에 원심력 집진장치(Cyclone)를 설치하여 먼저 최대한 먼지 입자들을 포집함으로써, 먼지에 의한 여과 필터 집진장치의 부하량을 감소시켜왔다.

그러나, 전단에 설치되는 원심력 집진장치는 자체의 성능이 낮고 또한 운전 유지의 부주의로 인해 집진장치가 성능을 제대로 발휘하지 못하고 있다.

따라서, 대한민국 등록특허 제10-0242228호에는 위와 같은 문제를 해결하기 위해 원심력과 필터 원리가 하나의 장치로 조합된 고효율 일체형 원심 여과 집진장치가 개시되어 있다.

이러한, 고효율 일체형 원심 여과 집진장치는 증유연소 공정, 폐기물 소각로 공정, 시멘트 제조 업종 및 제철제강 공정 등의 먼지 발생 공정에서 배출되는 먼지를 포집하기 위하여 1차적으로 유입되는 먼지 입자들을 원심력 원리에 의해 집진하고, 여기에서 집진되지 않은 미세먼지 입자들은 상부의 여과 필터로 집진하는 두 가지 장치의 집진원리가 단일 기기로 접목 조합된 장치이다.

그러나, 상기와 같은 고효율 일체형 원심여과 집진장치는 외통에서 원심력에 의해 큰 먼지 입자가 걸려진 공기가 내통을 통해 여과 필터 측으로 상승할 때 여과 필터에서 걸려져 최하부에 있는 먼지 저장소로 낙하하는 미세먼지를 재상승시킴으로써 여과 필터에 의해 여과 효율을 저하시키고, 여과 필터의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.

그리고, 외통의 하부에 있는 먼지 저장소의 먼지가 외통의 내벽면을 따라 하강 회류한 후 다시 여과 필터가 있는 상부 공간으로 상승 회류하는 기류에 의해 재상승하여 외통의 원심력에 의한 여과 효율을 떨어뜨리고, 여과 필터 측으로 유동하는 먼지 량을 증가시켜 여과 필터의 수명과 여과 효율을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 3개의 사이클론을 집적하여 최적화된 구조를 갖는 3중 사이클론 집진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 상기 사이클론부는, 상기 공기유입부와 연통되며 제1 내경으로 형성되는 제1 사이클론형성부, 상기 제1 사이클론형성부와 연통되고 상기 제1 내경보다 작은 제2 내경으로 형성되는 제2 사이클론형성부 및 상기 제2 사이클론형성부와 연통되며 상기 제2 내경보다 작은 제3 내경으로 형성되는 제3 사이클론형성부를 구비하고, 상기 제3 사이클론형성부는, 이격되어 배치되는 제3-1 사이클론형성부 및 제3-2 사이클론형성부를 구비하며, 상기 제3-1 사이클론형성부 및 상기 제3-2 사이클론형성부는 상기 제2 사이클론형성부로부터 분기되어 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 상기 제1 사이클론형성부 및 상기 제2 사이클론형성부는, 나란하게 배치되며, 상기 제3-1 사이클론형성부 및 상기 제3-2 사이클론형성부는, 상기 제1 사이클론형성부와 상기 제2 사이클론형성부에 의해 구획되어 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 상기 공기유입부로 유입된 상기 함진 가스는, 상기 제1 사이클론형성부, 상기 제2 사이클론형성부 및 상기 제3 사이클론형성부를 순차적으로 경유하여 외부로 배출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 상기 공기유입부로 유입된 상기 함진 가스는, 상기 제1 사이클론형성부와 상기 제2 사이클론형성부를 순차적으로 경유하여, 상기 제3-1 사이클론형성부 및 상기 제3-2 사이클론형성부에 동시에 진입할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 상기 흡입력제공부는, 외부로부터 인가된 전원에 의해 회전력을 제공하는 모터부 및 상기 모터부에 장착된 채, 상기 회전력에 의한 공기 이동이 나선형 선회류를 형성되도록 하는 임펠라부를 구비하며, 상기 임펠라부는, 원형의 프레임부, 상기 프레임부의 중앙에 형성된 채, 상기 모터부에 의한 회전력을 전달하는 원통형상의 베이스부 및 상기 베이스부의 외주면으로부터 돌출되되, 상기 베이스부의 반경 방향으로 나선 형태로 형성되는 복수의 날개부를 구비하고, 상기 날개부는, 상기 모터부에 의한 회전력에 의해 상기 본체부로부터 외측 방향으로의 흡입력이 나선형 선회류로 발생하도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 상기 본체부는, 상기 수용공간의 크기를 결정하며 원통 형상으로 형성되는 몸통부, 상기 몸통부의 일측 밑면에 형성된 채, 개구를 제공하는 개구부, 상기 몸통부의 타측 밑면에 형성된 채, 상기 몸통부의 타측이 부분적으로 개방되도록 하는 부분개방부 및 상기 몸통부의 측면에 형성된 채, 상기 함진 가스가 외부로부터 상기 수용공간으로 유입되도록 하는 공기유입부를 구비하며, 상기 공기유입부는, 이격되어 배치되는 제1 공기유입부 및 제2 공기유입부로 구성되고, 상기 제1 공기유입부 및 상기 제2 공기유입부는, 상기 몸통부의 외측면으로부터 상기 제1 사이클론형성부로 관통되되, 상기 나선형 선회류의 형성 방향과 대응되는 형상으로 관통 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 상기 공기유입부로 유입된 상기 함진 가스는, 상기 제1 사이클론형성부, 상기 제2 사이클론형성부 및 상기 제3 사이클론형성부를 순차적으로 경유하여 상기 개구부를 통해 외부로 배출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 상기 부분개방부는, 상기 제1 사이클론형성부와 연통되는 제1 개구, 상기 제2 사이클론형성부와 연통되는 제2 개구, 상기 제3-1 사이클론형성부와 연통되는 제3-1 개구 및 상기 제3-2 사이클론형성부와 연통되는 제3-2 개구를 구비하고, 상기 포집부는, 상기 제1 개구에 장착되는 제1 장착포집부, 상기 제2 개구에 장착되는 제2 장착포집부, 상기 제3-1 개구에 장착되는 제3-1 장착포집부 및 상기 제3-2 개구에 장착되는 제3-2 장착포집부를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치는 상기 흡입력제공부를 커버한 채, 상기 개구부에 장착되는 커버부를 더 포함하며, 상기 커버부는, 상기 모터부를 포위한 채, 상기 모터부를 보호하는 제1 커버부 및 상기 제1 커버부와 연결된 채, 상기 임펠라부를 포위하여 상기 임펠라부를 보호하는 제2 커버부를 구비하고, 상기 제2 커버부는, 상기 몸통부의 형상과 대응되는 형상의 원통 형상으로 형성된 커버몸체부 및 상기 커버몸체부의 측면에 관통되어 형성되며, 상기 임펠라부에 의한 나선형 선회류의 형성 방향과 대응되도록 경사진 경사개구부를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 상기 공기유입부로 유입된 상기 함진 가스는, 외부로부터 상기 제1 사이클론형성부를 향해 흡기되고, 상기 제1 사이클론형성부로부터 배기된 함진 가스는 상기 제2 사이클론형성부에 흡기되며, 상기 제2 사이클론형성부로부터 배기된 함진 가스는 상기 제3 사이클론형성부에 흡기되고, 상기 제3 사이클론형성부로부터 배기된 함진 가스는 상기 개구부를 통해 외부로 배출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 상기 제2 커버부는, 내주면을 따라 형성된 나사산을 구비하며, 상기 몸통부는, 외주면을 따라 형성되되, 상기 나사산과 대응되는 형상으로 형성되어 상기 나사산을 따라 위치 이동되는 나사산대응부를 구비하고, 상기 나사산대응부는, 상기 나사산을 따라 위치 이동되어 상기 제2 커버부의 상기 몸통부에 대한 착탈 여부를 결정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치는, 상기 나사산대응부가 일방향으로 위치 이동되어 상기 나사산에 안착되는 경우, 상기 제2 커버부의 외측면과 상기 몸통부의 외측면은 동일 곡면 상에 위치할 수 있다.

본 발명에 의하면, 함진 가스에 포함된 미세 먼지 등의 유해물질을 분리 제거하기 위하여, 함진 가스가 유입되는 유입구를 복수개로 형성하여 보다 원활한 공기 유입을 유도하고 공기흐름의 병목현상을 제거하여 집진 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 집진 장치는 복수의 사이클론형성부를 직렬 및 병렬 배열하여 함진 가스 내의 유해물질의 충돌 횟수를 높임으로써, 보다 용이하게 유해물질을 포집할 수 있다.

또한, 본 발명의 집진 장치에 의해 유해물질이 제거된 공기는, 사이클론에 의한 나선형 선회류 발생에 의한 공기의 흐름이 유지된 채, 외부로 유출되도록 하여 공기의 배출이 원활하게 유지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치를 도시한 개략 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치를 분해한 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 본체부를 도시한 개략 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 본체부를 도시한 저면 사시도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 흡입력제공부를 설명하기 위한 개략도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 사이클론부를 도시한 개략 사시도.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 사이클론부를 통한 유체의 흐름을 설명하기 위한 개략도.
도 9는 도 1의 AA에 따른 단면도.
도 10은 도 1의 BB에 따른 단면도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 포집부를 설명하기 위한 개략도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치를 도시한 개략 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치를 분해한 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치(1, 이하 집진장치)는 다중 사이클론을 이용하여 함진 가스에 포함된 유해물질을 포집하는 장치에 관한 것으로, 상세하게는 다중 사이클론에 의하여 먼지를 포집함과 동시에 포집된 먼지가 장치 내의 부재와 충돌하여 장치의 하부로 낙하되도록 하고, 장치 하부에 위치한 포집부(40)로 유해물질을 포집하는 집진 장치(1)에 관한 것이다.

본 발명의 집진 장치(1)는, 본체부(10), 흡입력제공부(20), 사이클론부(30), 포집부(40) 및 커버부(50)를 포함할 수 있다.

본체부(10)는, 내부에 수용공간을 구비하고, 외측면을 관통하여 형성되어 외부의 함진 가스가 수용공간으로 유입되도록 하는 공기유입부(17)를 구비할 수 있다.

흡입력제공부(20)는, 본체부(10)의 상측에 연결되어 수용공간으로 유입된 함진 가스가 일방향으로 이동되도록 하는 흡입력을 제공할 수 있다.

여기서, 일방향이란 공기유입부(17)로부터 상측 방향 즉, 공기유입부(17)로부터 공기유입부(17)의 상측에 배치되는 흡입력제공부(20)를 향한 방향일 수 있다.

사이클론부(30)는, 수용공간에 수용된 채, 공기유입부(17)로 유입된 함진 가스의 이동 경로를 제공하고, 흡입력제공부(20)에 의해 제공된 흡입력에 의해 이동되는 함진 가스가 나선형 선회류를 형성하도록 할 수 있다.

사이클론부(30)는 내경이 상이한 복수의 사이클론형성부가 연속적으로 배치되어 공기유입부(17)로 유입된 함진 가스가 복수의 사이클론형성부를 경유하면서 나선형 선회류를 형성/유지할 수 있다.

포집부(40)는, 본체부(10)의 하측에 연결된 채, 사이클론부(30)와 연통되고, 나선형 선회류를 형성한 함진 가스 내에 포함된 유해물질이 나선형 선회류로 인한 원심력에 의해 사이클론부(30)의 내벽에 충돌하여 낙하되면 낙하된 유해물질을 포집하는 공간을 제공할 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 10을 참조로 본 발명의 집진 장치(1)를 구성하는 각 구성요소를 상세히 설명하기로 한다. 또한, 도 1 및 도 2는 후술할 각 구성요소를 설명함에 있어서 공통적으로 참조한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 본체부를 도시한 개략 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 본체부를 도시한 저면 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 장치(1)의 본체부(10)는, 몸통부(11), 개구부(13), 부분개방부(15) 및 공기유입부(17)를 구비할 수 있다.

몸통부(11)는, 수용공간의 크기를 결정하여 원통 형상으로 형성될 수 있다.

개구부(13)는, 몸통부(11)의 일측 밑면에 형성된 채, 개구를 제공할 수 있다. 개구부(13)는 공기유입부(17)로 유입된 함진 가스가 사이클론형성부를 경유하여 외부로 배출되는 배출구를 제공할 수 있다. 또한, 몸통부(11)의 일측이란 본 발명의 집진 장치(1)가 기립된 상태에서 상측을 의미할 수 있다.

부분개방부(15)는, 몸통부(11)의 타측 밑면에 형성된 채, 몸통부(11)의 타측 밑면이 부분적으로 개방되도록 할 수 있다.

구체적으로, 부분개방부(15)는 후술할 제1 사이클론형성부(31)와 연통되는 제1 개구(151), 제2 사이클론형성부(32)와 연통되는 제2 개구(152), 제3-1 사이클론형성부(33a)와 연통되는 제3-1 개구(153a) 및 제3-2 사이클론형성부(33b)와 연통되는 제3-2 개구(153b)를 구비할 수 있다.

공기유입부(17)는, 몸통부(11)의 측면에 형성된 채, 함진 가스가 외부로부터 수용공간으로 유입되도록 하는 이동 통로를 제공할 수 있다.

구체적으로, 공기유입부(17)는, 이격되어 배치되는 제1 공기유입부(171) 및 제2 공기유입부(172)로 구성될 수 있다. 제1 공기유입부(171) 및 제2 공기유입부(172)는, 몸통부(11)의 외측면으로부터 제1 사이클론형성부(31)로 관통되되, 나선형 선회류의 형성 방향과 대응되는 형상으로 관통 형성될 수 있다.

여기서, 나선형 선회류의 형성 방향과 대응되는 형상이란, 후술할 임펠라부(23)에 의한 나선형 선회류에 의한 공기 흐름이 원활하게 구현될 수 있도록 하는 형상으로, 나선형 선회류에 의한 소용돌이 방향과 대응되도록 공기유입부(17)는 라운드지게 형성될 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 흡입력제공부를 설명하기 위한 개략도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 집진 장치(1)의 흡입력제공부(20)는, 외부로부터 인가된 전원에 의해 회전력을 제공하는 모터부(미도시) 및 모터부에 장착된 채, 회전력에 의한 공기 이동이 나선형 선회류를 형성하도록 하는 임펠라부(23)를 구비할 수 있다.

여기서 모터부(미도시)는 BLDC 유체베어링 모터(BrushLess DC Fluid Dynamic Bearing Spindle Motor)를 사용할 수 있으며, 유체 베어링 방식은 사람 머리카락의 1/10 이하의 얇은 윤활유 층이 베어링의 역할을 대신하기 때문에 소음과 진동이 적고 수명이 긴 장점이 있으며, 내부 충격에도 강하기 때문에 포집기에 사용되었을 때 소음, 진동, 수명, 내부충격 면에서 모두 우수한 성능을 발휘할 수 있다.

임펠라부(23)는 원형의 프레임부(231), 프레임부(231)의 중앙에 형성된 채, 모터부에 의한 회전력을 전달하는 원통형상의 베이스부(233) 및 베이스부(233)의 외주면으로부터 돌출되되, 베이스부(233)의 반경 방향으로 나선 형태로 형성되는 복수의 날개부(235)를 구비할 수 있다.

프레임부(231)는, 복수의 날개부(235)의 측면을 포위하도록 형성되어 모터부에 의한 흡입력으로 인한 예기치 못한 물질의 흡입에 따른 날개부(235)의 손상을 방지할 수 있다.

베이스부(233)는, 프레임부(231)의 중앙에 형성된 채, 모터부의 회전축과 연결되어 회전될 수 있다.

복수의 날개부(235)는, 베이스부(233)의 측면에 이격되어 연결되며, 모터부에 의해 회전되는 베이스부(233)와 연동되어 회전될 수 있다. 복수의 날개부(235)는, 베이스부(233)의 높이방향을 따라 경사지게 형성되어 회전에 의한 일방향으로의 공기 흐름을 유도할 수 있으며 이에 따라 본체부(10)로부터 외측 방향 즉, 수용공간으로부터 임펠라부(23)를 향한 나선형 선회류를 발생시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 사이클론부를 도시한 개략 사시도이며, 도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 사이클론부를 통한 유체의 흐름을 설명하기 위한 개략도이다.

또한, 도 9는 도 1의 AA에 따른 단면도이고, 도 10은 도 1의 BB에 따른 단면도이다.

도 7 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 집진 장치(1)의 사이클론부(30)는 공기유입부(17)와 연통되며 제1 내경으로 형성되는 제1 사이클론형성부(31), 제1 사이클론형성부(31)와 연통되고 제1 내경보다 작은 제2 내경으로 형성되는 제2 사이클론형성부(32) 및 제2 사이클론형성부(32)와 연통되며 제2 내경보다 작은 제3 내경으로 형성되는 제3 사이클론형성부(33)를 구비할 수 있다.

여기서, 제3 사이클론형성부(33)는, 이격되어 배치되는 제3-1 사이클론형성부(33a) 및 제3-2 사이클론형성부(33b)를 구비할 수 있다. 제3-1 사이클론형성부(33a) 및 제3-2 사이클론형성부(33b)는, 제2 사이클론형성부(32)로부터 분기되어 형성될 수 있다.

제1 사이클론형성부(31) 및 제2 사이클론형성부(32)는, 나란하게 배치될 수 있으며, 제3-1 사이클론형성부(33a) 및 제3-2 사이클론형성부(33b)는, 제1 사이클론형성부(31)와 제2 사이클론형성부(32)에 의해 구획되어 배치될 수 있다. 이는 원통형의 본체부(10)가 제공하는 수용공간 내에 최대의 원통형 사이클론형성부를 배치하고, 사이클론형성부를 경유하는 함진 가스의 이동을 원활하게 하기 위한 사이클론형성부의 배치일 수 있다.

공기유입부(17)로 유입된 함진 가스는, 제1 사이클론형성부(31), 제2 사이클론형성부(32) 및 제3 사이클론형성부(33)를 순차적으로 경유하여 외부로 배출될 수 있다.

이 때, 공기유입부(17)로 유입된 함진 가스는, 제1 사이클론형성부(31)와 제2 사이클론형성부(32)를 순차적으로 경유하여, 제3-1 사이클론형성부(33a) 및 제3-2 사이클론형성부(33b)에 동시에 진입할 수 있다.

또한, 제3-1 사이클론형성부(33a) 및 제3-2 사이클론형성부(33b)에 진입한 함진 가스는 개구부(13)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

구체적으로, 상술한 임펠라부(23)에 의해 수용공간 내의 공기는 나선형 선회류가 발생하는데 이 때, 수용공간 내에 배치된 각각의 사이클론형성부의 내부공간에도 나선형 선회류가 발생한다. 발생된 나선형 선회류의 공기는 상측에 위치한 개구부(13)를 통해 배출된다. 여기서, 최초 외부로부터의 함진 가스가 유입되는 제1 사이클론형성부(31)는 원통형으로 형성되어 나선형 선회류의 공기 흐름에 따라 함진 가스 또한 나선형 선회류로 상측 방향으로 이동되도록 할 수 있다. 만약, 제1 사이클론형성부(31)가 원통형이 아닌 각기둥 형상으로 형성된다면 나선형 선회류의 공기 흐름은 제1 사이클론형성부(31)의 형상에 따라 상쇄되거나 약해질 수 밖에 없으며 이에 따라 함진 가스의 유해물질 제거을 위한 원심력이 제대로 발생되지 않을 수 있다.

제1 사이클론형성부(31)로 유입된 함진 가스는 나선형 선회류를 따라 상측 방향으로 이동되어 제2 사이클론형성부(32)로 유입될 수 있다.

이 때, 제1 내경보다 작은 제2 내경으로 형성된 제2 사이클론형성부(32)를 통과하는 함진 가스는 좁아진 내경을 따라 유속이 빨라짐과 동시에 나선형 선회류의 반경이 줄어들어 더욱 더 빠르게 제2 사이클론형성부(32)를 통과할 수 있다.

또한, 제2 사이클론형성부(32)를 통과한 함진 가스는 제2 내경보다 작은 제3 내경으로 형성된 제3 사이클론형성부(33)에 진입하여 좁아진 내경을 따라 유속이 빨라짐과 동시에 나선형 선회류의 반경이 줄어들어 더욱 더 빠르게 제3 사이클론형성부(33) 를 통과할 수 있다. 이 때, 제3 사이클론형성부(33)는 제2 사이클론형성부(32)로부터 분기된 제3-1 사이클론형성부(33a) 및 제3-2 사이클론형성부(33b)로 함진 가스가 이동되도록 하여, 급격한 내경 축소에 따른 공기 흐름의 병목 현상을 방지함과 동시에 내경 축소에 의한 공기의 흐름에 의한 소음을 방지할 수 있다.

함진 가스의 사이클론부(30)를 경유하는 과정에서 발생하는 배기 및 흡기 과정을 정리하면, 공기유입부(17)로 유입된 함진 가스는, 외부로부터 제1 사이클론형성부(31)를 향해 흡기되고(도 8a 참조), 제1 사이클론형성부(31)로부터 배기된 함진 가스는 제2 사이클론형성부(32)에 흡기되며(도 8a 참조), 제2 사이클론형성부(32)로부터 배기된 함진 가스는 제3 사이클론형성부(33)에 흡기되고(도 8b 참조), 제3 사이클론형성부(33)로부터 배기된 함진 가스는 개구부(13)를 통해 외부로 배출될 수 있다(도 8c 참조).

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론을 이용한 집진 장치의 포집부를 설명하기 위한 개략도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 집진 장치(1)의 포집부(40)는 부분개방부(15)의 제1 개구(151)에 장착되는 제1 장착포집부(41), 제2 개구(152)에 장착되는 제2 장착포집부(42), 제3-1 개구(153a)에 장착되는 제3-1 장착포집부(43a) 및 제3-2 개구(153b)에 장착되는 제3-2 장착포집부(43b)를 구비할 수 있다.

또한, 도 5 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 집진 장치(1)의 커버부(50)는, 흡입력제공부(20)를 커버한 채, 개구부(13)에 장착될 수 있다.

구체적으로, 커버부(50)는 모터부를 포위한 채, 모터부를 보호하는 제1 커버부(51) 및 제1 커버부(51)와 연결된 채, 임펠라부(23)를 포위하여 임펠라부(23)를 보호하는 제2 커버부(52)를 구비할 수 있다.

제2 커버부(52)는, 몸통부(11)의 형상과 대응되는 형상의 원통 형상으로 형성된 커버몸체부(521) 및 커버몸체부(521)의 측면에 관통되어 형성되며, 임펠라부(23)에 의한 나선형 선회류의 형성 방향과 대응되도록 경사진 경사개구부(523) 를 구비할 수 있다.

또한, 제2 커버부(52)는 내주면을 따라 형성된 나사산(524)을 구비할 수 있다.

몸통부(11)는, 외주면을 따라 형성되되, 나사산(524)과 대응되는 형상으로 형성되어 나사산(524)을 따라 위치 이동되는 나사산대응부(19)를 구비할 수 있으며, 나사산대응부(19)는 나사산(524)을 따라 위치 이동되어 제2 커버부(52)의 몸통부(11)에 대한 착탈 여부를 결정할 수 있다.

이 때, 나사산대응부(19)가 일방향으로 위치 이동되어 나사산(524)에 안착되는 경우, 제2 커버부(52)의 외측면과 몸통부(11)의 외측면은 동일 곡면 상에 위치할 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

1: 다중 사이클론을 이용한 집진 장치
10: 본체부
20: 흡입력제공부
30: 사이클론부
40: 포집부
50: 커버부

Claims

다중 사이클론을 이용하여 함진 가스에 포함된 유해물질을 포집하는 다중 사이클론을 이용한 집진 장치에 있어서,
내부에 수용공간을 구비하고, 외측면을 관통하여 형성되어 상기 함진 가스가 외부로부터 상기 수용공간으로 유입되도록 하는 공기유입부를 구비한 본체부;
상기 본체부의 상측에 연결되어 상기 수용공간으로 유입된 상기 함진 가스가 일방향으로 이동되도록 하는 흡입력을 제공하는 흡입력제공부;
상기 수용공간에 수용된 채, 상기 공기유입부로 유입된 상기 함진 가스의 이동 경로를 제공하고, 상기 흡입력에 의해 이동되는 상기 함진 가스가 나선형 선회류를 형성하도록 하는 사이클론부; 및
상기 본체부의 하측에 연결된 채, 상기 사이클론부와 연통되고, 나선형 선회류를 형성한 상기 함진 가스 내에 포함된 유해물질이 상기 나선형 선회류로 인한 원심력에 의해 낙하되어 포집되는 포집부;를 포함하며,
상기 사이클론부는,
내경이 상이한 복수의 사이클론형성부가 연속적으로 배치되어, 상기 공기유입부로 유입된 상기 함진 가스가 상기 복수의 사이클론형성부를 경유하면서 나선형 선회류를 형성하고,
상기 사이클론부는,
상기 공기유입부와 연통되며 제1 내경으로 형성되는 제1 사이클론형성부, 상기 제1 사이클론형성부와 연통되고 상기 제1 내경보다 작은 제2 내경으로 형성되는 제2 사이클론형성부 및 상기 제2 사이클론형성부와 연통되며 상기 제2 내경보다 작은 제3 내경으로 형성되는 제3 사이클론형성부를 구비하고,
상기 제3 사이클론형성부는, 이격되어 배치되는 제3-1 사이클론형성부 및 제3-2 사이클론형성부를 구비하며,
상기 제3-1 사이클론형성부 및 상기 제3-2 사이클론형성부는 상기 제2 사이클론형성부로부터 분기되어 형성되고,
상기 흡입력제공부는,
외부로부터 인가된 전원에 의해 회전력을 제공하는 모터부 및 상기 모터부에 장착된 채, 상기 회전력에 의한 공기 이동이 나선형 선회류를 형성하도록 하는 임펠라부를 구비하며,
상기 임펠라부는, 원형의 프레임부, 상기 프레임부의 중앙에 형성된 채, 상기 모터부에 의한 회전력을 전달하는 원통형상의 베이스부 및 상기 베이스부의 외주면으로부터 돌출되되, 상기 베이스부의 반경 방향으로 나선 형태로 형성되는 복수의 날개부를 구비하고,
상기 날개부는, 상기 모터부에 의한 회전력에 의해 상기 본체부로부터 외측 방향으로의 흡입력이 나선형 선회류로 발생하도록 하고,
상기 본체부는,
상기 수용공간의 크기를 결정하며 원통 형상으로 형성되는 몸통부, 상기 몸통부의 일측 밑면에 형성된 채, 개구를 제공하는 개구부, 상기 몸통부의 타측 밑면에 형성된 채, 상기 몸통부의 타측이 부분적으로 개방되도록 하는 부분개방부 및 상기 몸통부의 측면에 형성된 채, 상기 함진 가스가 외부로부터 상기 수용공간으로 유입되도록 하는 공기유입부를 구비하며,
상기 공기유입부는,
이격되어 배치되는 제1 공기유입부 및 제2 공기유입부로 구성되고,
상기 제1 공기유입부 및 상기 제2 공기유입부는,
상기 몸통부의 외측면으로부터 상기 제1 사이클론형성부로 관통되되, 상기 나선형 선회류의 형성 방향과 대응되는 형상으로 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론을 이용한 집진 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 사이클론형성부 및 상기 제2 사이클론형성부는, 나란하게 배치되며,
상기 제3-1 사이클론형성부 및 상기 제3-2 사이클론형성부는, 상기 제1 사이클론형성부와 상기 제2 사이클론형성부에 의해 구획되어 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론을 이용한 집진 장치.
제1항에 있어서,
상기 공기유입부로 유입된 상기 함진 가스는,
상기 제1 사이클론형성부, 상기 제2 사이클론형성부 및 상기 제3 사이클론형성부를 순차적으로 경유하여 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론을 이용한 집진 장치.
제4항에 있어서,
상기 공기유입부로 유입된 상기 함진 가스는,
상기 제1 사이클론형성부와 상기 제2 사이클론형성부를 순차적으로 경유하여, 상기 제3-1 사이클론형성부 및 상기 제3-2 사이클론형성부에 동시에 진입하는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론을 이용한 집진 장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 공기유입부로 유입된 상기 함진 가스는,
상기 제1 사이클론형성부, 상기 제2 사이클론형성부 및 상기 제3 사이클론형성부를 순차적으로 경유하여 상기 개구부를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론을 이용한 집진 장치.
제8항에 있어서,
상기 부분개방부는, 상기 제1 사이클론형성부와 연통되는 제1 개구, 상기 제2 사이클론형성부와 연통되는 제2 개구, 상기 제3-1 사이클론형성부와 연통되는 제3-1 개구 및 상기 제3-2 사이클론형성부와 연통되는 제3-2 개구를 구비하고,
상기 포집부는,
상기 제1 개구에 장착되는 제1 장착포집부, 상기 제2 개구에 장착되는 제2 장착포집부, 상기 제3-1 개구에 장착되는 제3-1 장착포집부 및 상기 제3-2 개구에 장착되는 제3-2 장착포집부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론을 이용한 집진 장치.
제8항에 있어서,
상기 흡입력제공부를 커버한 채, 상기 개구부에 장착되는 커버부;를 더 포함하며,
상기 커버부는,
상기 모터부를 포위한 채, 상기 모터부를 보호하는 제1 커버부 및
상기 제1 커버부와 연결된 채, 상기 임펠라부를 포위하여 상기 임펠라부를 보호하는 제2 커버부를 구비하고,
상기 제2 커버부는,
상기 몸통부의 형상과 대응되는 형상의 원통 형상으로 형성된 커버몸체부 및 상기 커버몸체부의 측면에 관통되어 형성되며, 상기 임펠라부에 의한 나선형 선회류의 형성 방향과 대응되도록 경사진 경사개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론을 이용한 집진 장치.
제10항에 있어서,
상기 공기유입부로 유입된 상기 함진 가스는,
외부로부터 상기 제1 사이클론형성부를 향해 흡기되고, 상기 제1 사이클론형성부로부터 배기된 함진 가스는 상기 제2 사이클론형성부에 흡기되며, 상기 제2 사이클론형성부로부터 배기된 함진 가스는 상기 제3 사이클론형성부에 흡기되고, 상기 제3 사이클론형성부로부터 배기된 함진 가스는 상기 개구부를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론을 이용한 집진 장치.
제11항에 있어서,
상기 제2 커버부는,
내주면을 따라 형성된 나사산을 구비하며,
상기 몸통부는,
외주면을 따라 형성되되, 상기 나사산과 대응되는 형상으로 형성되어 상기 나사산을 따라 위치 이동되는 나사산대응부를 구비하고,
상기 나사산대응부는, 상기 나사산을 따라 위치 이동되어 상기 제2 커버부의 상기 몸통부에 대한 착탈 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론을 이용한 집진 장치.
제12항에 있어서,
상기 나사산대응부가 일방향으로 위치 이동되어 상기 나사산에 안착되는 경우, 상기 제2 커버부의 외측면과 상기 몸통부의 외측면은 동일 곡면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론을 이용한 집진 장치.