KR102076614B1 - 더스트 피더 - Google Patents

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KR102076614B1
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Abstract

본 발명과 관련된 더스트 피더는, 먼지가 저장될 수 있게 통형태로 형성된 탱크부와, 하방으로 갈수록 단면적이 감소하는 제1콘형상부를 갖는, 호퍼; 상부 일측에 상기 제1콘형상부가 결합될 수 있게 형성되며 하방으로 갈수록 단면적이 감소하는 제2콘형상부를 갖는 인렛부와, 하부에 상기 인렛부에 대하여 수평방향으로 이격된 위치에 먼지가 낙하할 수 있게 형성된 배출부 및, 상기 인렛부와 상기 배출부의 사이를 연통하는 이송통로홀을 포함하는, 이송본체; 먼지가 상기 콘형상부의 내벽에 붙는 것을 방지할 수 있도록 상기 제1콘형상부의 내벽을 따라 선회할 수 있게 형성된 제1날개부와, 먼지가 상기 인렛부의 내벽에 붙는 것을 방지할 수 있도록 상기 인렛부의 내벽을 따라 회전될 수 있게 형성된 제2날개부를 포함하는, 제1이송유닛; 및 상기 인렛부로 유입된 먼지를 상기 이송통로홀을 따라 상기 배출부로 이송시킬 수 있게 형성된 제2이송유닛을 포함할 수 있다.

Description

더스트 피더{DUST FEEDER}
본 발명은 먼지 등을 정량 투입할 수 있는 더스트 피더에 관한 것이다.
먼지는 입자의 크기에 따라 몇 가지로 나뉠 수 있으며, 이들 중에는 직경이 10㎛ 이하인 미세먼지(PM10), 지름이 2.5㎛ 이하인 초미세먼지(PM2.5)도 있다. 미세먼지나 초미세먼지에 장시간 노출될 경우 면역력이 약화되고, 호흡기, 안구 등 각종 질병의 위험성이 증가한다. 특히, 초미세먼지는 인체 내 기관지와 폐 깊숙한 곳까지 침투하기 쉬운 반면, 배출은 잘 되지 않는 특징이 있다. 미세먼지는 질산염, 암모늄, 황산염 등의 이온 성분과 탄소화합물, 금소 화합물 등을 포함하고 있어 중금속 함유량이 높고 그에 따라 건강에 미치는 영향도 급등한다.
최근 들어 미세먼지의 발생 빈도 및 농도가 높아지고 있으나, 그에 대한 해결책은 큰 성과를 거두지 못하고 있다. 미세먼지에 대한 근본적인 대책으로 미세먼지의 발생을 줄이는 것도 있으나, 이미 발생한 미세먼지에 대하여는 인체의 노출을 줄이거나 미세먼지를 인위적으로 여과하여 미세먼지의 농도를 줄이는 방법도 있다. 후자의 경우, 마스크, 청소기, 공기청정기 등이 이에 해당된다. 이들은 미세먼지를 걸러낼 수 있는 필터구조를 갖는데, 필터의 여과 성능이 관건이 된다. 제조된 필터는 품질 관리를 위해 성능이나 효율을 테스트하기도 한다. 이때, 필터의 성능을 측정하기 위해서는 실제 상황에 유사하게 측정공간에 인공 미세먼지를 투입하고, 성능을 검사하게 된다. 인공 미세먼지의 정량 투입장치는 이러한 필터의 성능 측정 등에 사용되는 장비로서, 인공먼지를 원하는 농도 조건에 맞추어 정량을 공급하게 된다.
그런데, 종래의 먼지 투입장치는 원료인 먼지를 공기에 혼합하기 전 정량을 공급하기 위해 사용되는 부분이 먼지가 끼어 제대로 동작하지 않거나 정량공급이 불가능하게 되는 경우도 발생한다. 즉, 이송 구조를 가지고 있음에도 병목 구조를 갖는 호퍼의 구조적인 특성상, 호퍼 하부 벽면에 먼지가 뭉쳐져 있어 하방으로의 이송이 원활하게 되지 않거나, 수평으로 이송되어야 할 먼지가 뭉쳐짐으로 인해 장치에 부하로 작용하여 급기야 장치가 정지되는 일도 발생할 수 있다.
본 발명은 호퍼로부터 토출부까지의 이송이 정확하면서도 먼지의 뭉침에 따른 공급 중단이나 이송량 편차를 최소화할 수 있는 더스트 피더를 제시하는데 그 목적이 있다.
본 발명과 관련된 더스트 피더는, 먼지가 저장될 수 있게 통형태로 형성된 탱크부와, 하방으로 갈수록 단면적이 감소하는 제1콘형상부를 갖는, 호퍼; 상부 일측에 상기 제1콘형상부가 결합될 수 있게 형성되며 하방으로 갈수록 단면적이 감소하는 제2콘형상부를 갖는 인렛부와, 하부에 상기 인렛부에 대하여 수평방향으로 이격된 위치에 먼지가 낙하할 수 있게 형성된 배출부 및, 상기 인렛부와 상기 배출부의 사이를 연통하는 이송통로홀을 포함하는, 이송본체; 먼지가 상기 콘형상부의 내벽에 붙는 것을 방지할 수 있도록 상기 제1콘형상부의 내벽을 따라 선회할 수 있게 형성된 제1날개부와, 먼지가 상기 인렛부의 내벽을 따라 선회할 수 있게 형성된 제2날개부를 포함하는, 제1이송유닛; 및 상기 인렛부로 유입된 먼지를 상기 이송통로홀을 따라 상기 배출부로 이송시킬 수 있게 형성된 제2이송유닛을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1이송유닛은, 제1구동모터; 및 상기 제1구동모터에 의해 상기 호퍼 내에서 회전될 수 있게 형성되며, 상기 제1날개부와 상기 제2날개부가 결합되는 샤프트를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1날개부와 상기 제2날개부는 상기 샤프트를 중심으로 상호 반대쪽에 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1날개부와 상기 제2날개부는 삼각 또는 사다리꼴 형태로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1날개부와 상기 제2날개부는 회전시 저항을 감소시킬 수 있도록 가장자리를 제외한 부분이 제거된 형태로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1날개부의 하단부는 상기 제2날개부의 상단부보다 낮은 위치까지 연장하도록 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1날개부는 상기 제1콘형상부의 내벽을 향하는 부위에 부착되며 유연한 재질로 형성된 제1팁을 더 포함하고, 상기 제2날개부는 상기 인렛부의 내벽을 향하는 부위에 부착되며 유연한 재질로 형성된 제2팁을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2이송유닛은, 제2구동모터; 및 상기 제2구동모터에 의해 상기 이송통로홀의 내에서 선회될 수 있게 형성되는 스크류를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 스크류는 중심축이 없는 무축 형태로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 스크류는 탄성 변형이 가능한 코일 스프링 형태로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 더스트 피더는 상기 탱크부의 상부에 체결되는 덮개부를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 더스트 피더는 상기 덮개부의 외측에서 상기 덮개부에 대하여 탈착될 수 있게 형성되며, 상기 탱크부의 내부로 인입되게 배치되는 제습부를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 더스트 피더는, 상기 호퍼, 상기 이송본체, 상기 제1이송유닛 및 상기 제2이송유닛을 포함하는 전체 무게의 변화를 감지하여 먼지의 정량 투입을 제어할 수 있게 형성된 정량제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 더스트 피더에 의하면, 제1날개부와 제2날개부를 갖는 제1이송유닛에 의해 호퍼의 제1콘형상부와 이송본체의 인렛부 사이의 병목 부위에 먼지가 엉겨붙는 것을 최소화하고 안정적인 수직방향 이송을 구현할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 에에 의하면, 이송본체 내의 스크류는 중심축이 없는 무축 구조로 먼지가 끼어 수평 이송시 이송통로홀을 막거나 배출이 안 되는 것을 최소화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 더스트 피더(100)를 보인 사시도
도 2는 도 1의 더스트 피더(100)의 분해 사시도
도 3은 도 1의 더스트 피더(100)의 종단면도
도 4는 본 발명과 관련되어 먼지 이송 부위를 확대하여 보인 단면도
도 5는 본 발명과 관련된 일 예에 따른 스크류(142)의 사시도
도 6은 본 발명과 관련된 더스트 피더(100)를 이용한 먼지공급 시스템의 개념도
이하, 본 발명과 관련된 더스트 피더를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명과 관련된 더스트 피더는 실제의 먼지와 동일하거나 유사한 형태의 먼지(예: 미분탄이나 코크스 가루, 플라이 애쉬 등)를 정량적으로 공급하여 공기와 혼합시켜 필요한 먼지 농도를 구현하고 측정이나 시험 또는 연구를 위한 상태를 만드는 각종 장치에 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 더스트 피더(100)의 외관을 보인 것이다. 본 발명과 관련된 더스트 피더(100)는, 먼지가 저장되는 호퍼(110)와, 호퍼(110)의 하부에 연결되어 있는 이송본체(120)와, 호퍼(110) 내의 먼지를 수직 방향으로 이송하는 제1이송유닛(130)과, 이송본체(120)에 투입된 먼지를 수평으로 이송하기 위한 제2이송유닛(140) 등을 구비할 수 있다. 호퍼(110)의 상면은 덮개부(150)에 의해 덮여진 상태일 수 있다. 덮개부(150)는 제1이송유닛(130)이 조립된 어셈블리 형태로 형성될 수 있다(도 2 참조). 덮개부(150)의 일측에는 먼지를 호퍼(110)로 투입시키기 위한 투입구(151) 및 밸브(152)가 구비될 수 있다.
덮개부(150)의 일측에는 호퍼(110) 내의 먼지가 건조된 상태를 유지할 수 있도록 제습부(160)가 장착될 수 있다. 이러한 제습부(160)는 호퍼(110)의 내부로 인입되게 배치되어 있으며, 덮개부(150)에 대하여 탈착될 수 있는 형태일 수 있다. 제습부(160)의 내부에는 실리카겔과 같은 제습제를 넣을 수 있는 망체를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1의 더스트 피더(100)의 분해 사시도를 보인 것이고, 도 3은 도 1의 더스트 피더(100)의 종단면도이다.
호퍼(110)는 먼지가 저장될 수 있게 통 형태로 형성된 탱크부(111)와, 하방으로 갈수록 단면적이 감소하는 제1콘형상부(112)를 가질 수 있다. 탱크부(111)의 상부는 및 제1콘형상부(112)의 하부는 덮개부(150) 및 이송본체(120)와 각각 체결되기 용이하도록 플랜지 형태로 형성될 수 있다.
이송본체(120)는 호퍼(110)로부터 투입된 먼지를 수평으로 이송하기 위한 가이드 요소이며 체결된 다른 부품들을 지지한다. 이송본체(120)에는 인렛부(121)와 배출부(124) 및 이송통로홀(125)이 형성되거나 결합될 수 있다. 인렛부(121)의 상부 는 제1콘형상부(112)가 결합될 수 있게 플랜지 형태로 형성되며 내부에는 하방으로 갈수록 단면적이 감소하는 제2콘형상부(122)가 형성된다. 제1콘형상부(112)와 제2콘형상부(122)가 바로 연결되지 않는 경우, 제1콘형상부(112)와 제2콘형상부(122)의 사이에는 수직내벽(123)을 가질 수 있다.
제1콘형상부(112)와 수직내벽(123) 및 제2콘형상부(122)는 먼지가 하방의 이송본체(120)로 연결되는 부위로서, 자연스럽게 먼지가 모여져 엉겨붙어 하방 이송이 원활하지 못할 수 있다. 이를 위하여 제1이송유닛(130)은, 먼지가 제1콘형상부(112)의 내벽에 붙는 것을 방지할 수 있도록 제1콘형상부(112)의 내벽을 따라 선회할 수 있게 형성된 제1날개부(131)와, 먼지가 인렛부(121)의 내벽에 붙는 것을 방지할 수 있도록 인렛부(121)의 내벽을 따라 선회될 수 있게 형성된 제2날개부(134)를 가질 수 있다. 제1날개부(131)와 제2날개부(134)는 샤프트(138)에 결합되거나 샤프트(138)의 일부 몸체를 형성할 수 있다. 샤프트(138)는 덮개부(150)의 상부에 부착되는 제1구동모터(137)에 의해 호퍼(110) 내에서 회전된다. 제2날개부(134)는 종래 제1콘형상부(112)를 따라 회전되는 제1날개부(131) 만을 갖는 구조에 비해, 이송본체(120)에 연결되는 다른 병목 부위인 제2콘형상부(122) 및 수직내벽(123)에 먼지가 엉겨붙지 않도록 한다. 구동하중의 편심을 최소화할 수 있도록 제1날개부(131)와 제2날개부(134)는 샤프트(138)를 중심으로 상호 반대쪽에 배치될 수 있다.
도 4와 같이, 형상 면에서, 제1날개부(131)와 제2날개부(134)는 삼각형 또는 사다리꼴 형태로 형성될 수 있다. 제2날개부(134)의 사다리꼴 구조는 제2콘형상부(122) 및 수직내벽(123)의 먼지를 수직방향으로 이송하는데 효율적이다. 제1날개부(131)와 제2날개부(134)는 회전시 수직 이송은 원활하게 하면서도 먼지에 의한 저항을 감소시킬 수 있도록 가장자리를 제외한 부분이 제거된 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1날개부(131)에는 중간부분이 없는 제1통공(132)이 형성될 수 있으며, 제2날개부(134)에도 중간부분이 없는 제2통공(135)이 형성될 수 있다.
제1날개부(131)의 하단은 제2날개부(134)의 상단보다 낮은 위치까지 연장된 형태일 수 있다. 그에 따라, 제1날개부(131)의 하단은 제2날개부(134)와 샤프트(138)의 사이의 부위에 있는 먼지의 이송에도 도움을 준다.
도 4와 같이, 제1날개부(131)에는 제1콘형상부(112)의 내벽을 향하는 부위에 유연한 재질로 형성된 제1팁(133)이 부착될 수 있으며, 제2날개부(134)에도 인렛부(121)의 내벽을 향하는 부위에 유연한 재질로 형성된 제2팁(136)이 부착될 수 있다. 제1팁(133) 및 제2팁(136)은 탄성을 갖는 고무 또는 플라스틱으로 형성되어 내벽에 있는 먼지가 엉겨붙는 것을 최소화시킬 수 있다. 형태 면에서, 제1팁(133) 및 제2팁(136)은 판 형태로 형성될 수 있다. 이외에, 제1팁(133) 및 제2팁(136)은 브러시 형태로도 형성될 수 있다.
제2이송유닛(140)은 인렛부(121)로 유입된 먼지를 이송통로홀(125)을 따라 배출시킬 수 있게 형성된다. 이러한 제2이송유닛(140)은 제2구동모터(141)와, 제2구동모터(141)에 의해 이송통로홀(125)의 내부에서 선회될 수 있게 형성된 스크류(142)를 가질 수 있다. 도 5와 같이 스크류(142)는 중심축이 없는 무축 형태로 형성될 수 있다. 나아가, 스크류(142)는 탄성 변형이 가능한 코일 스프링 형태로 형성될 수 있다. 스크류(142)의 무축 구조는 중심축에 나사산과 같이 산이 있는 형태에 비하여 먼지가 산과 산 사이에 끼어 엉겨붙음으로써 배출부(124)에서 낙하되지 않는 것을 방지할 수 있다. 또한, 탄성이 있는 스크류(142)의 구조는 운전 중 힘의 편중이나 진동에 의하여 변형되기 쉽고 이는 먼지가 산과 산 사이에 엉겨붙는 것을 더욱 줄일 수 있다.
도 6은 본 발명과 관련된 더스트 피더(100)를 이용한 먼지공급 시스템의 개념도이다. 본 발명과 관련된 더스트 피더(100)는 전체 장비의 무게를 감지할 수 있게 형성된 무게측정부(170)를 구비할 수 있으며, 무게측정부(170)의 측정 결과에 따라, 제1구동모터(137) 및 제2구동모터(141)의 속도를 제어한다. 제어부(180)는 호퍼(110), 이송본체(120), 제1이송유닛(130) 및 제2이송유닛(140)을 포함하는 전체 무게의 변화를 감지하여 먼지가 얼마만큼 배출되었는지를 알아내고 이를 통해 이후 배출되는 먼지의 양을 결정할 수 있도록 할 수 있다. 배출부(124)로부터 낙하되는 먼지는 블로어(175)를 통하여 공급되는 공기와 혼합되는데, 본 발명과 관련된 더스트 피더(100)가 장착된 시스템은 이러한 먼지와 공기를 정량공급함으로써 먼지 농도를 제어하게 된다.
상기와 같이 설명된 더스트 피더는 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용되지 않는다. 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100: 더스트 피더 110: 호퍼
111: 탱크부 112: 제1콘형상부
120: 이송본체 121: 인렛부
122: 제2콘형상부 124: 배출부
125: 이송통로홀 130: 제1이송유닛
131: 제1날개부 132: 제1통공
133: 제1팁 134: 제2날개부
135: 제2통공 136: 제2팁
137: 제1구동모터 138: 샤프트
140: 제2이송유닛 141: 제2구동모터
142: 스크류 150: 덮개부
151: 투입구 152: 밸브
160: 제습부 170: 무게측정부
175: 블로어 176: 제1연결관
177: 제2연결관 180: 제어부

Claims (13)

  1. 먼지가 저장될 수 있게 통형태로 형성된 탱크부와, 하방으로 갈수록 단면적이 감소하는 제1콘형상부를 갖는, 호퍼;
    상부 일측에 상기 제1콘형상부가 결합될 수 있게 형성되며 하방으로 갈수록 단면적이 감소하는 제2콘형상부를 갖는 인렛부와, 하부에 상기 인렛부에 대하여 수평방향으로 이격된 위치에 먼지가 낙하할 수 있게 형성된 배출부 및, 상기 인렛부와 상기 배출부의 사이를 연통하는 이송통로홀을 포함하는, 이송본체;
    먼지가 상기 제1콘형상부의 내벽에 붙는 것을 방지할 수 있도록 상기 제1콘형상부의 내벽을 따라 선회할 수 있게 형성된 제1날개부와, 먼지가 상기 인렛부의 내벽에 붙는 것을 방지할 수 있도록 상기 인렛부의 내벽을 따라 선회할 수 있게 형성된 제2날개부를 포함하는, 제1이송유닛; 및
    상기 인렛부로 유입된 먼지를 상기 이송통로홀을 따라 상기 배출부로 이송시킬 수 있게 형성된 제2이송유닛을 포함하고,
    상기 제1이송유닛은,
    제1구동모터; 및
    상기 제1구동모터에 의해 상기 호퍼 내에서 회전될 수 있게 형성되며, 상기 제1날개부와 상기 제2날개부가 결합되는 샤프트를 포함하고,
    상기 인렛부는 상기 제1콘형상부와 상기 제2콘형상부의 사이에 형성되는 수직내벽을 포함하며,
    상기 제1날개부는 빗변이 상기 제1콘형상부의 내벽을 따라 선회될 수 있도록 가장자리를 제외한 부분이 제거된 삼각형의 형상으로 형성되고,
    상기 제2날개부는 빗변이 상기 제2콘형상부의 내벽을 따라 선회되고 평행한 단변이 상기 수직내벽을 따라 선회될 수 있도록 가장자리를 제외한 부분이 제거된 사다리꼴의 형상으로 형성되며,
    상기 제1날개부와 상기 제2날개부는 상기 샤프트를 중심으로 상호 반대쪽에 배치되고, 상기 제1날개부의 하단부는 상기 제2날개부의 상단부보다 낮은 위치까지 연장하도록 형성된, 더스트 피더.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1날개부는 상기 제1콘형상부의 내벽을 향하는 부위에 부착되며 유연한 재질로 형성된 제1팁을 더 포함하고,
    상기 제2날개부는 상기 인렛부의 내벽을 향하는 부위에 부착되며 유연한 재질로 형성된 제2팁을 더 포함하는, 더스트 피더.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2이송유닛은,
    제2구동모터; 및
    상기 제2구동모터에 의해 상기 이송통로홀의 내에서 선회될 수 있게 형성되는 스크류를 포함하는, 더스트 피더.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스크류는 중심축이 없는 무축 형태로 형성된, 더스트 피더.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스크류는 탄성 변형이 가능한 코일 스프링 형태로 형성된, 더스트 피더.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 탱크부의 상부에 체결되는 덮개부를 더 포함하는, 더스트 피더.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 덮개부의 외측에서 상기 덮개부에 대하여 탈착될 수 있게 형성되며, 상기 탱크부의 내부로 인입되게 배치되는 제습부를 더 포함하는, 더스트 피더.
  13. 삭제
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