KR102304924B1 - 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산업 미세 먼지 제거장치에 관한 것으로서, 상세하게는 원심 분리통의 회전축을 정방향 회전과 역방향 회전으로 분리 제작하고, 정방향 회전력을 역방향 회전력으로 변환해서 복수의 역회전 날개를 원심 분리통 내부 중심에서 역회전시켜 원심 분리통에서 낙하되는 물을 원심 분리통의 반대 방향으로 분사해서 원심 분리통에서 수막이 전체 면적에 형성되도록 하여 집진 효율을 높이도록 하는 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치에 관한 것이다.

Description

수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치{Development of　industry fine dust removal system with water curtain}
본 발명은 산업 미세 먼지 제거장치에 관한 것으로서, 상세하게는 원심 분리통의 회전축을 정방향 회전과 역방향 회전으로 분리 제작하고, 정방향 회전력을 역방향 회전력으로 변환해서 복수의 역회전 날개를 원심 분리통 내부 중심에서 역회전시켜 원심 분리통에서 낙하되는 물을 원심 분리통의 반대 방향으로 분사해서 원심 분리통에서 수막이 전체 면적에 형성되도록 하여 집진 효율을 높이도록 하는 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치에 관한 것이다.
급격한 경제성장, 도시화 및 산업화를 통하여 우리나라 역시 환경오염의 심화로 인한 대기, 수질 및 폐기물 등의 오염 문제가 사회 문제로 대두되고 있다.
특히, 대기 중에 배출되는 먼지나 가스에 의한 인체 및 동, 식물 등에 주는 피해는 그 자체가 유해성이 있을 뿐만 아니라 공존하는 유해가스에 의해서 더욱 큰 폐해를 미치고, 입자가 미세하게 될수록 그 영향은 커진다. 또한 미세먼지들은 쉽게 지상에 떨어지지 않고, 장시간 대기 중 부유하기 때문에 시야 장애, 진폐증 내지 스모그 발생의 원인된다.
특히 도장 작업시 도료 분진이 다량으로 발생하며, 도료의 분진이 비산되어 주변 환경을 오염시키고, 도료로부터 휘발성유기화합물(VOCs : Volatile Organic Compounds)이 다량으로 발생하게 되는 데, 휘발성 유기화합물은 대기중에서 태양광선에 의해 질소산화물과 반응하여 지표면 오존농도를 증가시키는 모든 유기화합물로서, 국제적으로 휘발성 유기화합물의 저감 요구가 증가하고 있으며 작업자의 안전을 위해서도 휘발성 유기화합물을 저감시키기 위한 노력이 요구되고 있다.
이러한 도료 분진을 제거하기 위하여 집진 장치가 개발되었고, 집진 장치의 일례로 국내 등록특허 제10-1928450호인 UV 페인트용 집진장치가 개시되어 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상기 UV 페인트용 집진장치(100)는 함체(110)와, 1차 원심 분리 모듈(120)과, 2차 원심 분리 모듈(130)과, 3차 원심 분리 모듈(140)과, 글라스 필터(150)와, 저수조(160) 및 분사 모듈(170)로 이루어진다.
먼저, 함체(110)는 밀폐된 직육면체 형태로 형성되고, 일측면 상단에 도장 설비(미도시)와 연결되어 송풍팬(미도시)에 의해 도장 설비로부터 UV 페인트의 분진과 오염 물질이 함유된 오염 공기가 유입되는 공기 유입구(111)와, 타측면 상단에 정화된 공기를 배출하는 공기 배출구(113)가 형성된다. 이때, 함체(110)는 유지 관리를 위해 복수의 도어(115)가 구비된다.
그리고, 1차 원심 분리 모듈(120)은 케이스(210)와, 배출 덕트(220)와, 원심 분리통(230)과, 회전축(240) 및 회전 모터(250)로 구성된다.
케이스(210)는 양측면으로 정화된 오염 공기를 배출하도록 그 평면 형상이 "디귿자" 형태로 형성되되, 함체(110)의 폭보다 작게 형성되고, 정면 양단에 수평하게 차단 날개(211)가 형성되며, 양측면에 공기 배출홀(213)이 형성되어 함체(110)의 일측(도면상 우측 끝단)에 설치된다.
배출 덕트(220)는 케이스(210) 내부에 수집된 UV 페인트의 분진과 오염 물질이 포함된 물을 저수조(160)로 배출하도록 케이스(210)의 일측면 하단에 설치된다.
원심 분리통(230)은 일정 크기(예를 들어, 2㎜)를 가지는 복수의 홀(231)이 타공된 스크린판(233) 형태의 원통형으로 형성되어 케이스(210)의 내측에 수평하게 형성된다.
회전축(240)은 케이스(210)의 공기 배출홀(213)을 관통하여 양단이 함체(110)에서 회전 가능하도록 설치되고, 중앙부가 원심 분리통(230)과 연결되어 원심 분리통(230)을 회전시킨다. 이때, 회전축(240)은 원심 분리통(230)과 마차 바퀴 형상의 휠(241)에 의해 연결된다.
회전 모터(250)는 함체(110)의 외측에 고정 설치되고, 회전축(240)과 벨트(251)를 통해 연결되어 회전축(240)을 회전시킨다.
또한, 2차 원심 분리 모듈(130)은 함체(110) 내부에서 1차 원심 분리 모듈(120)의 측면에 동일 선상으로 설치되고, 1차 원심 분리 모듈(120)로부터 배출되는 오염 공기와 물을 접촉시켜 UV 페인트의 분진과 오염 물질을 2차 원심 분리시켜 배출한다.
또, 3차 원심 분리 모듈(140)은 함체(110) 내부에서 2차 원심 분리 모듈(130)의 측면에 동일 선상으로 설치되고, 2차 원심 분리 모듈(130)로부터 배출되는 오염 공기와 물을 접촉시켜 UV 페인트의 분진과 오염 물질을 3차 원심 분리시켜 배출한다.
그리고, 글라스 필터(150)는 100K의 고밀도 필터로서, 함체(110) 내부에서 3차 원심 분리 모듈(140)의 측면에 동일 선상으로 설치되고, 3차 원심 분리 모듈(140)로부터 배출되는 미세 입자의 UV 페인트의 분진과 오염 물질을 제거하여 함체(110)의 공기 배출구(113)로 배출한다.
또한, 저수조(160)는 함체(110)의 저면에 설치되어 1~3차 원심 분리 모듈(120, 130, 140)로부터 배출되는 물이 저장되고, 이를 여과시켜 재순환시킨다.
한편, 분사 모듈(170)은 저수조(160)에서 여과된 물을 제 1~3차 원심 분리 모듈(120, 130, 140)의 상부로 분사하도록 워터 펌프(171)와, 워터 파이프(173) 및 분사 노즐(175)로 이루어진다.
워터 펌프(171)는 저수조(160)의 저장조(166)에 각각 설치되어 물을 압송한다.
워터 파이프(173)는 각각의 워터 펌프(171)와 연결되고, 각각의 케이스(121)의 원심 분리통(230) 측으로 연장된다.
분사 노즐(175)은 각각의 워터 파이프(173)에 설치되어 각각의 케이스(121)의 원심 분리통(230)으로 물을 분사한다.
상기 UV 페인트용 집진장치(100)는 송풍팬에 의해 도장 설비로부터 UV 페인트의 분진과 오염 물질이 함유된 오염 공기가 함체(110)의 공기 유입구(111)로 유입된다.
그러면, 오염 공기는 1차 원심 분리 모듈(120)의 케이스(210) 내측으로 유입된다.
이때, 1차 원심 분리 모듈(120)의 원심 분리통(230)은 회전 모터(250)와 회전축(240)에 의해 회전되고, 분사 모듈(170)의 워터 펌프(171), 워터 파이프(173) 및 분사 노즐(175)에 의해 저수조(160)의 저장조(166)에 저장된 여과된 물이 표면에 분사된다.
원심 분리통(230)이 회전되고, 표면에 물이 분사되면, 표면 장력으로 인해 막이 형성된 상태에서 회전되면서 스크린판(233)의 복수의 홀(231)을 통해 일정 크기(예를 들어, 2㎜) 이하의 UV 페인트의 분진과 오염 물질만을 통과시키고, 일정 크기를 초과하는 UV 페인트의 분진과 오염 물질을 물과 함께 낙하시켜 배출 덕트(220)를 통해 저수조(160)의 수집조(163)로 자유 낙하되어 수집된다. 이때, 1차 원심 분리 모듈(120)에서 80% 정도의 UV 페인트의 분진과 오염 물질을 제거한다.
계속해서, 원심 분리통(230)의 스크린판(233)의 복수의 홀(231)을 통과한 오염 공기는 케이스(210)의 양측면에 형성된 공기 배출홀(213)을 통해 2차 원심 분리 모듈(130)로 압송되고, 다시 상기 과정을 거치면서 일정 크기(예를 들어, 1㎜) 이하의 UV 페인트의 분진과 오염 물질만을 통과시키고, 일정 크기를 초과하는 UV 페인트의 분진과 오염 물질을 물과 함께 낙하시켜 배출 덕트(220)를 통해 저수조(160)의 수집조(163)로 자유 낙하되어 수집된다. 이때, 2차 원심 분리 모듈(130)에서 15% 정도의 UV 페인트의 분진과 오염 물질을 제거한다.
이어서, 원심 분리통(230)의 스크린판(233)의 복수의 홀(231)을 통과한 오염 공기는 케이스(210)의 양측면에 형성된 공기 배출홀(213)을 통해 3차 원심 분리 모듈(140)로 압송되고, 다시 상기 과정을 거치면서 일정 크기(예를 들어, 0.5㎜) 이하의 UV 페인트의 분진과 오염 물질만을 통과시키고, 일정 크기를 초과하는 UV 페인트의 분진과 오염 물질을 물과 함께 낙하시켜 배출 덕트(220)를 통해 저수조(160)의 수집조(163)로 자유 낙하되어 수집된다.
그리고, 3차 원심 분리 모듈(140)의 케이스(210)의 양측면에 형성된 공기 배출홀(213)을 통해 배출된 공기는 글라스 필터(150)에 의해 미세 입자의 UV 페인트의 분진과 오염 물질이 제거된 후 함체(110)의 공기 배출구(113)를 통해 대기로 방출된다. 이때, 3차 원심 분리 모듈(140)에서 3% 정도의 UV 페인트의 분진과 오염 물질을 제거하고, 글라스 필터(150)에서 2% 이하의 분진을 필터링하여 1% 미만을 분진을 배출한다.
그러나, 이러한 종래의 UV 페인트용 집진장치는 원심 분리 모듈이 회전축에 결합되어 회전되면서 표면에 물이 분사되면, 표면 장력으로 인해 수막이 형성되는 데, 물이 분사되어 직접 접촉되는 부분에만 수막이 형성되고, 나머지 부분에는 회전력으로 인해 수막이 미형성되어 집진 효율이 상대적으로 저하되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 국내 등록특허 제10-2204385호인 UV 페인트 및 우레탄 페인트용 집진장치가 개시되어 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 UV 페인트 및 우레탄 페인트용 집진장치의 원심 분리 모듈(20)은 2개 이상이 함체(10)에서 직렬로 설치되고, 케이스(21)와, 배출 덕트(22)와, 원심 분리통(23)과, 회전축(24)과, 회전 날개(25)와, 회전 모터(26)로 구성된다.
복수의 홀이 타공된 스크린판 형태의 원통형으로 형성되어 케이스(21)의 내측에 수평하게 형성되는 원심 분리통(23)과, 휠에 의해 상기 원심 분리통을 회전시키는 회전축(24) 및 상기 회전축을 회전시키는 회전 모터(26)로 이루어지는 원심 분리 모듈(20)을 구비하는 페인트용 집진 장치에 있어서, 상기 원심 분리 모듈은 상기 원심 분리통 내부로 유입된 물과 마찰되면서 회전되어 내부에서 수막을 형성시키도록 상기 회전축에 방사상으로 복수의 회전 날개(25)가 구비된다.
또한, 회전 날개(25)는 물과 접촉되는 면적을 넓혀 물의 체류 시간을 증대시키도록 회전 방향 정면에 수평 방향으로 수평 날개(27)를 구비하는 데, 수평 날개(27)는 물을 분산시키도록 전단에 톱니 모양의 요철(27a)이 형성되는 것이 바람직하고, 후단에 회전 날개(25)로 물을 배출시켜 저항을 최소화시키도록 배출홀(27b)이 구비된다.
그러나, 이러한 종래의 UV 페인트 및 우레탄 페인트용 집진장치는 회전 날개가 원심 분리통의 회전축과 일체로 형성되어 원심 분리통의 회전 방향으로 동일 방향으로 회전하기 때문에 원심 분리통을 통과하여 낙하되는 물이 접촉되면서 수막을 형성하는 관계로 결국 원심 분리통과 동일한 부분에만 수막이 형성되고, 나머지 부분에는 수막이 미형성되는 문제점이 있다.
국내 등록특허 제10-1928450호 국내 등록특허 제10-1928450호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원심 분리통의 회전축을 정방향 회전과 역방향 회전으로 분리 제작하고, 정방향 회전력을 역방향 회전력으로 변환해서 복수의 역회전 날개를 원심 분리통 내부 중심에서 역회전시켜 원심 분리통에서 낙하되는 물을 원심 분리통의 반대 방향으로 분사해서 원심 분리통에서 수막이 전체 면적에 형성되도록 하여 집진 효율을 높이도록 하는 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 역회전 날개의 높이를 원심 분리통의 지름 대비 1/3~1/4로 형성해서 원심 분리통 내부로 유입된 후 역회전 날개에 의해 원심 분리통으로 분사되는 물이 역회전 날개의 원심력에 의해 원심 분리통에서 외부로 배출되는 것을 차단하도록 해서 수막이 미형성되는 것을 방지하도록 하는 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또, 본 발명은 원심 분리통의 상부로 분사되는 물의 각도를 원심 분리통의 표면으로 비스듬하게 물을 분사시킴으로써 원심 분리통의 표면에서 더 많은 범위로 수막이 형성되도록 하여 집진 성능을 증대시키도록 하는 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
원심 분리 모듈과 상기 원심 분리 모듈로 물을 분사하는 분사 모듈을 구비하는 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치에 있어서, 상기 원심 분리 모듈은 그물망 형태의 원통형으로 형성되어 수평하게 설치되는 한 쌍의 원심 분리통과; 각각의 상기 원심 분리통을 관통하는 제 1샤프트와; 중공상으로 형성되어 베어링에 의해 각 상기 제 1샤프트의 양단에서 회전되도록 삽입되는 제 2샤프트와; 한 쌍의 상기 제 2샤프트를 정방향으로 회전시키는 회전 모터와; 한 쌍의 상기 제 2샤프트중 어느 하나의 제 2샤프트의 회전력을 전달받아 역방향 회전력을 발생하여 각각의 상기 제 1샤프트를 역회전시키는 기어 유니트와; 상기 제 1샤프트가 내부에 삽입되도록 중공상으로 형성되고, 각각의 상기 제 1샤프트 중앙부에 결합되어 상기 제 1샤프트와 동일 방향으로 역회전되는 역회전 회전축; 및 상기 원심 분리통과 역회전되어 상기 원심 분리통 내부로 유입된 물과 마찰되면서 내부에서 수막을 형성시키도록 각각의 상기 역회전 회전축에 방사상으로 복수의 역회전 날개를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 분사 모듈은 노즐을 통해 상기 원심 분리통으로 물을 분사시 상기 제 1샤프트의 중심 수직선에서 30~45°로 분사한다.
여기에서 또한, 상기 역회전 날개는 상기 원심 분리통의 지름 대비 1/3~1/4의 높이를 가진다.
여기에서 또, 상기 제 1샤프트는 일단에 상기 기어 유니트와 제 1벨트에 의해 결합되어 역회전되도록 제 1풀리가 구비된다.
여기에서 또, 상기 제 2샤프트중 어느 하나의 끝단에는 상기 회전 모터에 의해 회전되는 제 2벨트와 결합되어 회전되도록 제 2풀리가 구비되고, 상기 제 2샤프트중 다른 하나의 끝단에는 제 3벨트에 의해 상기 기어 유니트와 연결되어 동력을 전달하는 제 3풀리가 구비된다.
여기에서 또, 상기 제 2샤프트는 상기 원심 분리통을 고정시키도록 양단 외측에 중공상의 드럼 고정축이 베어링에 의해 결합된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치에 따르면, 원심 분리통의 회전축을 정방향 회전과 역방향 회전으로 분리 제작하고, 정방향 회전력을 역방향 회전력으로 변환해서 복수의 역회전 날개를 원심 분리통 내부 중심에서 역회전시켜 원심 분리통에서 낙하되는 물을 원심 분리통의 반대 방향으로 분사해서 원심 분리통에서 수막이 전체 면적에 형성되도록 하여 집진 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 역회전 날개의 높이를 원심 분리통의 지름 대비 1/3~1/4로 형성해서 원심 분리통 내부로 유입된 후 역회전 날개에 의해 원심 분리통으로 분사되는 물이 역회전 날개의 원심력에 의해 원심 분리통에서 외부로 배출되는 것을 차단하도록 해서 수막이 미형성되는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 발명에 따르면 원심 분리통의 상부로 분사되는 물의 각도를 원심 분리통의 표면으로 비스듬하게 물을 분사시킴으로써 원심 분리통의 표면에서 더 많은 범위로 수막이 형성되도록 하여 집진 성능을 증대시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 종래의 UV 페인트용 집진장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 종래의 UV 페인트 및 우레탄 페인트용 집진장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치의 구성을 나타낸 정단면도이다.
도 7은 도 6의 평단면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치중 원심 분리 모듈의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9의 A-A 부분 단면도이다.
도 11은 도 9의 B-B 부분 단면도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치의 동작을 설명하기 위한 동작 설명도이다.
이하, 본 발명에 따른 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치의 구성을 나타낸 정단면도이고, 도 7은 도 6의 평단면도이며, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치중 원심 분리 모듈의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 10은 도 9의 A-A 부분 단면도이며, 도 11은 도 9의 B-B 부분 단면도이다.
도 6 내지 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치(200)는 함체(210)와, 원심 분리 모듈(220)과, 글라스 필터(230)와, 저수조(240) 및 분사 모듈(250)로 이루어진다.
먼저, 함체(210)와, 글라스 필터(230)와, 저수조(240) 및 분사 모듈(250)은 종래와 동일한 구성(도 1 내지 도 3)으로 그 중복 설명은 생략한다.
이때, 분사 모듈(250)은 원심 분리 모듈(220)의 원심 분리통(221)의 상부로 분사되는 물의 각도를 제 1샤프트(222)의 중심 수직선에서 30~45°로 유지하여 원심 분리통(221)의 표면으로 비스듬하게 물을 분사시킴으로써 원심 분리통(221)의 표면에서 더 많은 범위로 수막이 형성되도록 하여 집진 성능을 증대시킨다.
그리고, 원심 분리 모듈(220)은 2개 이상이 함체(210)에서 직렬로 설치되고, 원심 분리통(221)과, 제 1샤프트(222)와, 제 2샤프트(223)와, 회전 모터(224)와, 기어 유니트(225)와, 역회전 회전축(226)과, 역회전 날개(227) 및 케이스(228)로 구성된다.
원심 분리통(221)은 한 쌍의 휠(221a)에 그물망(221b)이 감싸진 원통형으로 형성되어 수평하게 2개가 상하로 설치된다. 이때, 원심 분리통(221)을 단독으로 설치하거나 3개 이상 상하로 연속 설치할 수도 있다.
제 1샤프트(222)는 중공상으로 형성되어 각각의 원심 분리통(221)을 관통한다. 이때, 제 1샤프트(222)는 일단(도면상 좌측)에 기어 유니트(225)와 제 1벨트(B1)에 의해 결합되어 역회전되도록 제 1풀리(P1)가 구비된다.
제 2샤프트(223)는 중공상으로 형성되어 베어링(B)에 의해 각각의 제 1샤프트(222)의 양단에서 회전되도록 삽입된다. 이때, 제 2샤프트(223)중 어느 하나의 끝단(도면상 우측)에는 회전 모터(224)에 의해 회전되는 제 2벨트(B2)와 결합되어 회전되도록 제 2풀리(P2)가 구비되고, 원심 분리통(221)을 고정시키도록 양단 외측에 중공상의 드럼 고정축(223a)이 베어링(B)에 의해 결합된다. 또한, 제 2샤프트(223)중 다른 하나의 끝단(도면상 좌측)에는 기어 유니트(225)와 제 3벨트(B3)에 의해 연결되어 동력을 전달하는 제 3풀리(P3)가 구비된다.
회전 모터(224)는 제 2샤프트(223)를 정방향으로 회전시켜 원심 분리통(221)을 정방향으로 회전시킨다.
기어 유니트(225)는 제 2샤프트(223)의 회전력을 전달받아 역방향 회전력을 발생하여 제 1샤프트(222)를 역회전시킨다. 이때, 기어 유니트(225)는 무동력 구조이고, 기어 치합 구조로 회전 방향을 반전시킨다.
역회전 회전축(226)은 제 1샤프트(222)가 내부에 삽입되도록 중공상으로 형성되고 제 1샤프트(222) 중앙부에 결합되어 제 1샤프트(222)와 동일 방향으로 역회전된다.
역회전 날개(227)는 원심 분리통(221)과 역회전되어 원심 분리통(221) 내부로 낙하되는 물과 마찰되면서 물을 원심 분리통(221) 측으로 분사하여 수막을 형성시키도록 역회전 회전축(226)에 방사상으로 형성된다. 이때, 역회전 날개(227)는 원심 분리통(221)의 지름 대비 1/3~1/4의 높이를 가지는 것이 바람직한 데, 이를 초과하면 원심력이 커지고, 이로 인해 물 분사 압력이 높아져서 물이 원심 분리통(221)을 통과하여 수막이 미형성되고, 이보다 낮으면 물 분사 압력이 낮아져서 물이 원심 분리통(221)과 접하지 못하여 수막이 미형성된다.
역회전 날개(227)는 수직 형태로 형성되거나 회전 방향으로 곡선 형태로 형성되는 것이 바람직하고, 동 각도로 4~5개가 설치되는 것이 바람직하다.
케이스(228)는 양측면으로 정화된 오염 공기를 배출하도록 그 평면 형상이 "디귿자" 형태로 형성되되, 함체(210)의 폭보다 작게 형성되고, 양측면에 공기 배출홀(228a)이 형성되어 함체(210)에 설치된다.
한편, 제 1샤프트(222)와, 제 2샤프트(223)와, 역회전 회전축(226) 및 역회전 날개(227)가 결합된 원심 분리통(221)과 회전 모터(224) 및 기어 유니트(225)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 한 쌍의 포스트(229) 사이에서 설치된다.
이하, 본 발명에 따른 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치의 동작을 설명하기 위한 동작 설명도이다.
먼저, 송풍팬에 의해 도장 설비로부터 UV 페인트의 분진과 오염 물질이 함유된 오염 공기가 함체(210)로 유입된다.
그러면, 오염 공기는 함체(210)의 전단에 설치된 원심 분리 모듈(220)로 유입된다.
그리고, 원심 분리 모듈(220)의 회전 모터(224)가 회전되는 상태이고, 이로 인해 제 2샤프트(223)가 회전되면서 제 2샤프트(223)와 드럼 고정축(223a)에 의해 연결된 원심 분리통(221)이 정방향으로 회전된다.
또한, 분사 모듈(250)은 원심 분리 모듈(220)의 원심 분리통(221)의 표면으로 비스듬하게 물을 분사시켜 원심 분리통(221)의 표면에서 더 많은 범위로 수막을 형성시킨다.
한편, 제 2샤프트(223)의 제 3풀리(P3)와 제 3벨트(B3)에 의해 연결된 기어 유니트(225)의 입력 측이 정방향으로 회전되고, 출력 측이 역방향으로 회전된다.
그러면, 기어 유니트(225)의 출력 측과 제 1벨트(B1)에 의해 제 1풀리(P1)가 연결된 제 1샤프트(222)가 역회전되고, 제 1샤프트(222)와 결합된 역회전 회전축(226)이 역회전된다.
그러면, 역회전 회전축(226)에 고정된 역회전 날개(227)가 역회전되면서 원심 분리통(221) 내부로 낙하되는 물과 마찰되면서 물을 원심 분리통(221) 측으로 분사하여 수막을 형성시킨다.
즉, 도 13에 도시된 바와 같이 분사 모듈(250)에 의해 원심 분리통(221)의 일부분(11~7시 부분)에 수막이 형성되고, 역회전 날개(227)에 의해 나머지 부분(7시~11시 부분)으로 수막이 형성되기 때문에 원심 분리통(221)의 전체 표면에 수막이 모두 형성된다.
원심 분리통(221)이 정회전되고, 역회전 날개(227)가 역회전되는 상태에서 물이 분사되면 직접 분사되는 물과, 원심 분리통(221)에서 낙하되어 역회전 날개(227)에 의해 원심 분리통(221)으로 재분사되는 물에 의해 원심 분리통(221) 전체에 표면 장력으로 인한 수막이 형성되고, 수막을 이용하여 일정 크기 이하의 페인트의 분진과 오염 물질만을 통과시키고, 일정 크기를 초과하는 페인트의 분진과 오염 물질을 물과 함께 낙하시켜 저수조(240)로 자유 낙하되어 수집된다.
그리고, 원심 분리통(221)에 의해 1차 정화된 오염 공기는 원심 분리통(221)의 양측을 통해 함체(210)의 후단에 설치된 원심 분리 모듈(220)로 압송되고, 다시 상기 과정을 거치면서 1차보다 작은 크기의 페인트의 분진과 오염 물질만을 통과시키고, 일정 크기를 초과하는 페인트의 분진과 오염 물질을 물과 함께 낙하시켜 저수조(240)로 자유 낙하되어 수집된다.
그리고, 원심 분리통(221)에 의해 1차 정화된 오염 공기는 원심 분리통(221)의 양측을 통해 함체(210)의 후단에 설치된 원심 분리 모듈(220)로 압송되고, 다시 상기 과정을 거치면서 1차보다 작은 크기의 페인트의 분진과 오염 물질만을 통과시키고, 일정 크기를 초과하는 페인트의 분진과 오염 물질을 물과 함께 낙하시켜 저수조(240)로 자유 낙하되어 수집된다. 이때, 원심 분리 모듈(220)은 UV 페인트인 경우 2개가 직렬로 설치되고, 우레탄 페인트의 경우 3개가 직렬로 설치되는 것이 바람직하다.
원심 분리 모듈(220)에서 1, 2차 또는 1~3차 정화된 오염 공기는 글라스 필터(230)에서 미세 입자의 페인트의 분진과 오염 물질이 제거된 후 대기로 방출된다.
따라서 본 발명에 따르면 회전 모터의 동력으로 원심 분리통과 역회전 날개를 각각 서로 다른 방향으로 회전시켜 물이 원심 분리통의 표면에 전체적으로 분사되도록 해서 원심 분리통의 표면 전체에 수막을 형성함으로써 집진 성능을 증대시키게 된다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
210 : 함체 220 : 원심 분리 모듈
221 : 원심 분리통 222 : 제 1샤프트
223 : 제 2샤프트 224 : 회전 모터
225 : 기어 유니트 226 : 역회전 회전축
227 : 역회전 날개 230 : 글라스 필터
240 : 저수조 250 : 분사 모듈

Claims (6)

  1. 원심 분리 모듈과 상기 원심 분리 모듈로 물을 분사하는 분사 모듈을 구비하는 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치에 있어서,
    상기 원심 분리 모듈은,
    그물망 형태의 원통형으로 형성되어 수평하게 설치되는 한 쌍의 원심 분리통과;
    각각의 상기 원심 분리통을 관통하는 제 1샤프트와;
    중공상으로 형성되어 베어링에 의해 각 상기 제 1샤프트의 양단에서 회전되도록 삽입되는 제 2샤프트와;
    한 쌍의 상기 제 2샤프트를 정방향으로 회전시키는 회전 모터와;
    한 쌍의 상기 제 2샤프트중 어느 하나의 제 2샤프트의 회전력을 전달받아 역방향 회전력을 발생하여 각각의 상기 제 1샤프트를 역회전시키는 기어 유니트와;
    상기 제 1샤프트가 내부에 삽입되도록 중공상으로 형성되고, 각각의 상기 제 1샤프트 중앙부에 결합되어 상기 제 1샤프트와 동일 방향으로 역회전되는 역회전 회전축; 및
    상기 원심 분리통과 역회전되어 상기 원심 분리통 내부로 유입된 물과 마찰되면서 내부에서 수막을 형성시키도록 각각의 상기 역회전 회전축에 방사상으로 복수의 역회전 날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사 모듈은,
    노즐을 통해 상기 원심 분리통으로 물을 분사시 상기 제 1샤프트의 중심 수직선에서 30~45°로 분사하는 것을 특징으로 하는 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 역회전 날개는,
    상기 원심 분리통의 지름 대비 1/3~1/4의 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1샤프트는,
    일단에 상기 기어 유니트와 제 1벨트에 의해 결합되어 역회전되도록 제 1풀리가 구비되는 것을 특징으로 하는 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2샤프트중 어느 하나의 끝단에는,
    상기 회전 모터에 의해 회전되는 제 2벨트와 결합되어 회전되도록 제 2풀리가 구비되고,
    상기 제 2샤프트중 다른 하나의 끝단에는,
    제 3벨트에 의해 상기 기어 유니트와 연결되어 동력을 전달하는 제 3풀리가 구비되는 것을 특징으로 하는 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2샤프트는,
    상기 원심 분리통을 고정시키도록 양단 외측에 중공상의 드럼 고정축이 베어링에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 수막 현상을 이용한 산업 미세 먼지 제거장치.
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