KR102310581B1 - 유증기 유분 제거 장치 - Google Patents

Abstract

유증기 유분 제거 장치는 일측에 유입구를 구비하고 타측에 유출구를 구비하며 지그재그로 연결되는 다수의 서브 배관을 포함하는 배관, 서브 배관의 내부에 길이방향을 따라 결합하고 나선형 블레이드를 구비하는 유분 제거 필터, 그리고 배관을 냉각시키는 냉각부를 구비한다.

Description

유증기 유분 제거 장치{Apparatus for Removing Oil Droplet from Oil Mist}

본 발명은 유증기 유분 제거 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 직화구이 후드에 연결되어 유분(기름기)이 포함된 연기, 즉 유증기로부터 유분을 제거한 후 배출하는 유증기 유분 제거 장치에 관한 것이다.

직화구이 음식점에서는 고기를 구울 때 발생하는 유증기(유분을 포함하는 연기)를 후드, 송풍기 등을 이용하여 배출하고 있다. 후드의 후단에는 덕트, 정화기 등을 결합하여, 직화구이에서 발생하는 유증기를 정화한 후 외부로 배출하고 있다.

유증기를 정화하는 장치로는 전기 집진기, 플라즈마 집진기, 가스 연소기, 촉매기 등이 사용되고 있다.

전기 집진기, 플라즈마 집진기는 이온화된 먼지를 포집하는 것으로, 이를 위해서는 넓은 전극이 필요한데, 이로 인해 제품 가격이 높은 문제가 있다. 또한, 전기 집진기, 플라즈마 집진기는 고압 전력을 사용하기에 누전으로 인해 감전 사고나 방전으로 인한 화재가 발생할 수 있다. 화재를 방지하기 위해서는 2,3차 소화 장치가 있어야 하는데, 이것도 제품 가격을 상승시키는 요인이 되고 있다.

가스 연소기는 유증기를 모아서 내부에서 연소시키는 것인데, 이것도 소화 장치가 필요하므로, 초기 비용이 전기 집진기, 플라즈마 집진기보다 더 비쌀 수 있다.

촉매 활용기는 단독으로는 거의 사용하지 않고 다른 집진기와 혼용해서 사용하고 있는데, 비싼 장비에 더 비싼 장비를 추가하는 것이 되어, 거의 사용되고 있지 않다.

이와 같이, 직화구이 음식점에서는 유증기에서 유분과 먼지를 제거한 후 배출하는 것이 요구되고 있으나, 소형 생계형(200㎡ 이하) 사업장에서는 유분 제거 장치의 설치가 권고 사항이어서 설치를 강제하지 못하고 있고, 또한 종래의 유증기 유분 제거 장치는 비싸서 설치하기가 쉽지 않다.

그러나, 음식점 주변에서는 유증기로 인한 민원이 증가하고 있어, 이에 대한 해결책이 시급히 필요하다.

[선행특허문헌]

한국특허공개 제2017-0115672호(필터망의 이물질 자동제거 기능을 갖는 주방용 레인지 후드 장치)

한국특허등록 제1788640호(배기 유도형 주방 레인지 후드)

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유분 제거 효율이 높을 뿐 아니라, 설치가 용이하고 가격이 저렴하여 영세(소형) 직화구이 음식점에서도 부담없이 설치하여 운용할 수 있는, 유증기 유분 제거 장치를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유증기 유분 제거 장치는 배관, 유분 제거 필터, 냉각부 등을 포함할 수 있다.

배관은 일측에 유입구를 구비하고 타측에 유출구를 구비하며, 지그재그로 연결되는 다수의 서브 배관을 포함할 수 있다.

유분 제거 필터는 배관의 내부에 길이방향을 따라 결합하고 나선형 블레이드를 구비할 수 있다.

냉각부는 배관을 냉각시킬 수 있다.

본 발명의 유분 제거 장치에서, 나선형 블레이드는 기공을 포함할 수 있다.

본 발명의 유증기 유분 제거 장치에서, 나선형 블레이드는 기공에 결합하는 그물망을 포함할 수 있다.

본 발명의 유증기 유분 제거 장치는 블레이드 지지대, 상부캡을 포함할 수 있다.

블레이드 지지대는 나선형 블레이드를 지지하고 나선형 블레이드를 선택적으로 가열할 수 있다.

상부캡은 일측이 블레이드 지지대에 결합하고 타측은 서브 배관의 상단에 결합할 수 있다.

본 발명의 유증기 유분 제거 장치는 서브 배관의 하단에 결합하는 유분 배출캡을 포함할 수 있다.

본 발명의 유증기 유분 제거 장치는 유분 배출캡의 하측에 위치하는 유분 회수 트레이를 포함할 수 있다.

본 발명의 유증기 유분 제거 장치는 유입 압력센서, 유출 압력센서, 제어부를 포함할 수 있다.

유입 압력센서는 배관의 유입구에 결합하여 유증기의 유입 압력을 측정할 수 있다.

유출 압력센서는 배관의 유출구에 결합하여 유분이 제거된 연기의 유출 압력을 측정할 수 있다.

제어부는 유입 압력센서와 유출 압력센서의 압력차가 기준 압력차를 초과하는 경우에 알람을 발하게 할 수 있다.

본 발명의 유증기 유분 제거 장치에서, 배관은 제1 배관 그룹과 제2 배관 그룹을 포함할 수 있다.

제1 배관 그룹은 지그재그로 연결되는 다수의 제1 서브 배관을 포함할 수 있다. 다수의 제1 서브 배관 중 최외측 제1 서브 배관은 유입구와 유출구에 각각 연통할 수 있다.

제2 배관 그룹은 제1 배관 그룹과 분리되고 지그재그로 연결되는 다수의 제2 서브 배관을 포함할 수 있다. 다수의 제2 서브 배관 중 최외측 제2 서브 배관은 유입구와 유출구에 각각 연통할 수 있다.

본 발명의 유증기 유분 제거 장치에서, 냉각부는 냉각팬을 포함할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 유증기 유분 제거 장치에 의하면, 나선형 블레이드의 유분 제거 필터를 배관에 삽입하고 배관을 냉각시키는 것만으로 유증기에서 유분을 제거할 수 있어, 설치가 용이하고 가격이 저렴하며, 그 결과 소형 직화구이 음식점에서 손쉽게 설치 운용할 수 있다.

본 발명의 유증기 유분 제거 장치에 의하면, 나선형 블레이드에 기공을 형성함으로써, 먼지의 제거 효율을 추가적으로 21% 이상 높일 수 있어, 저비용, 고효율의 유증기 유분 제거 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 유증기 유분 제거 장치에 의하면, 나선형 블레이드의 기공에 그물망을 설치함으로써, 먼지의 제거 효율을 13% 이상 더 높일 수 있다.

본 발명의 유증기 유분 제거 장치에 의하면, 배관을 여러 그룹으로 분할하고, 각 그룹은 서브 배관으로 분리한 후 이들을 지그재그로 연결함으로써, 유증기가 이동하는 경로를 최대화하고, 이를 통해 유증기가 나선형 블레이드에 접촉하는 시간, 빈도, 면적을 크게 높여 유분의 제거 효율을 추가적으로 8% 이상 개선할 수 있다.

본 발명의 유증기 유분 제거 장치에 의하면, 블레이드 지지대, 유분 배출캡, 유분 회수 트레이 등을 통해, 배관 내에 응축 흡착된 유분을 쉽게 청소할 수 있어, 사용이 편리하다.

또한, 본 발명의 유증기 유분 제거 장치에 의하면, 유입 압력과 유출 압력을 측정하여 비교함으로써, 배관의 청소 주기를 쉽게 알 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유증기 유분 제거 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유증기 유분 제거 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유증기 유분 제거 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유증기 유분 제거 장치에서 유분 제거 필터의 변형례를 도시하는 사시도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 유증기 유분 제거 시스템의 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 유증기에서 유분을 제거하는 시스템은 후드(100), 덕트(200), 유분 제거 장치(300), 후처리 장치(400) 등을 포함하여 구성할 수 있다.

후드(100)는 하측 흡입구가 직화구이판(500)과 대향하여 배치되고 상측은 덕트(200)에 연통될 수 있다. 시스템은 송풍기(미도시)를 포함할 수 있는데, 송풍기(미도시)가 동작하면 후드(100)의 하측 흡입구에서 기압이 낮아지고 그 결과 직화구이판(500)에서 발생하는 유증기(연기, 기름기, 분진 등을 포함)가 하측 흡입구로 쉽게 흡입될 수 있다. 후드(100)는 직화구이판(500)의 개수에 대응하는 수만큼 구비할 수 있다.

덕트(200)는 일측이 다수의 후드(100)에 연결되고 타측은 유분 제거 장치(300)에 연결되어, 다수의 후드(100)로부터 흡입되는 유증기를 유분 제거 장치(300)로 전달할 수 있다. 덕트(200)는 후드(100)보다 큰 직경을 가질 수 있다.

유분 제거 장치(300)는 덕트(200)를 경유하여 유입되는 유증기에서 유분을 제거하는 것으로, 배관(310), 유분 제거 필터(340), 냉각부(320) 등을 포함할 수 있다. 유분 제거 장치(300)는 유증기에 포함된 유분을 응축 흡착하여 유증기에 포함된 유분, 먼지 등을 제거할 수 있다.

유분 제거 장치(300)는 응축 흡착된 유분을 가열하여 제거할 수 있다.

유분 제거 장치(300)에 대해서는 추후 도 2~4를 참조하여 상세히 설명한다.

후처리 장치(400)는 유분 제거 장치(300)를 경유한 낮은 온도의 연기에서 미세먼지 등을 추가로 제거할 수 있다. 후처리 장치(400)는 다수의 필터를 구비할 수 있는데, 예를들어 프리 필터, 울파/미듐 필터, 야자껍질활성탄 필터 등을 포함할 수 있다. 프리 필터는 연기를 정화할 수 있고, 울파/미듐 필터는 큰 미립자 유해 물질을 걸러낼 수 있으며, 야자껍질 활성탄 필터는 벤젠, 포름알데히드, HCHO, TVOC, 담배연기, 쓰레기 냄새, 라돈 등을 제거할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 유증기 유분 제거 장치의 사시도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유증기 유분 제거 장치(300)는 배관(310), 냉각부(320), 케이스(330) 등을 포함할 수 있다.

배관(310)은 내부에 관로를 형성하여 유증기를 통과시키는 것으로, 일측에 유입구(311)를 구비하고 타측에는 유출구(313)를 구비할 수 있다.

배관(310)은, 하나의 일체형 배관으로 구성할 수도 있으나, 도 2에 도시한 바와 같이, 서브 배관으로 분할하여 구성할 수도 있다. 배관(310)을 다수의 서브 배관으로 분할하여 구성하는 경우, 다수의 서브 배관을 하나의 열로 배열할 수도 있고, 도 2에 도시한 바와 같이, 여러 그룹의 열로 배열할 수 있다. 여러 그룹으로 배열하는 경우에는, 예를들어 제1 배관 그룹, 제2 배관 그룹 등을 포함할 수 있다.

제1 배관 그룹은 다수의 제1 서브 배관(312)을 포함할 수 있다. 제1 서브 배관(312)은 지그재그로 연결되어 하나의 관로를 형성할 수 있다. 제1 배관 그룹 중 최외측 제1 서브 배관(312)은 각각 유입구(311)와 유출구(313)에 연결될 수 있다. 이 경우, 유입구(311)와 유출구(313)는 분할하여 제1 서브 유입구와 제1 서브 유출구로 구성될 수 있다.

제2 배관 그룹은 제1 배관 그룹과 분리하여 구성할 수 있다. 제2 배관 그룹은 다수의 제2 서브 배관(314)을 포함할 수 있다. 제2 서브 배관(314)은, 제1 서브 배관(312)과 마찬가지로, 지그재그로 연결되어 하나의 관로를 형성할 수 있다. 제2 배관 그룹 중 최외측 제2 서브 배관(314)은 각각 유입구(311)와 유출구(313)에 연결될 수 있다. 이 경우, 유입구(311)와 유출구(313)는 분할되어 제2 서브 유입구와 제2 서브 유출구로 구성될 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 배관(310)을 2개의 그룹으로 분할하고, 각 그룹을 6개의 서브 배관(312,314)의 지그재그 결합으로 연결하는 경우, 유증기가 이동하는 경로가 길어지면서 나선형 블레이드(341)와 접촉하는 시간, 빈도, 면적이 증가하고, 그 결과 유분의 제거 효율이 개선될 수 있다. 배관(310)을 도 2와 같이 구성할 경우, 하나의 배관으로 구성하는 경우와 비교하여 18% 이상, 6개의 서브 배관을 일렬로 배열하는 경우와 비교하여서는 8% 이상의 유분의 제거 효율이 개선됨을 확인하였다.

냉각부(320)는 배관(310)을 냉각시키는 것으로, 공냉식, 수냉식 등의 방식을 활용할 수 있다.

공냉식은, 도 2에 도시한 바와 같이, 예를 들어 냉각팬을 포함할 수 있다. 냉각팬은 공기를 배관(310) 방향으로 이동시켜 배관(310)을 냉각시킬 수 있는데, 이 경우 배관(310) 표면이 냉각되면서 배관(310)의 내부, 즉 관로를 따라 이동하는 유증기를 냉각시키고, 그 결과로서 유증기에 포함된 유분이 배관(310)의 내면에 응축되면서 흡착되게 할 수 있다. 응축 흡착된 유분은 유증기 내의 다른 유분을 추가적으로 흡착하는 필터로 작용할 수 있고, 그 결과 유분 제거 기능을 상승시킬 수 있다.

수냉식은 예를 들어 배관(310)의 외면에 냉각수 배관을 설치할 수 있다. 냉각수 배관에 냉각수가 흐르면, 냉각수가 배관(310)의 표면을 냉각시키고, 그 결과 배관(310) 내부를 따라 이동하는 유증기 내의 유분을 배관(310) 내면에 응축 흡착되게 할 수 있다.

케이스(330)는 유입구(311)와 유출구(313)를 개방하면서 배관(310)을 내장할 수 있다. 케이스(330)는 일측에 냉각부(320), 예를 들어 냉각팬을 지지 고정할 수 있다. 케이스(330)는 타측, 즉 냉각부(320)와 대향하는 부분에 냉각팬에 의해 가압 이동하는 공기가 유출되게 유출 슬릿 등을 구비할 수 있다.

유분 배출캡(C2)는 서브 배관(312,314)의 하단에 결합하여 서브 배관(312,314)의 하단을 선택적으로 개폐할 수 있다.

유분 회수 트레이(350)는 유분 배출캡(C2)의 하측에 위치할 수 있는데, 유분 배출캡(C2)이 열리는 경우, 서브 배관(312,314)의 하측에 모여있는 유분을 회수할 수 있다.

유입 압력센서(S1)는 배관(310)의 유입구(311)에 결합하여 유증기의 유입 압력을 측정할 수 있다.

유출 압력센서(S2)는 배관(310)의 유출구(313)에 결합하여 유분이 제거된 연기의 유출 압력을 측정할 수 있다.

제어부(미도시)는 유입 압력센서(S1)와 유출 압력센서(S2)의 압력차가 설정한 기준 압력차를 초과하면 알람을 발하게 할 수 있다. 예를 들어, 유입 압력센서(S1)의 유입 압력이 유출 압력센서(S2)의 유출 압력보다 지나치게 높아지면, 서브 배관(312,314)의 내부에서 유증기의 흐름이 원활하지 않음을 의미하며, 이것은 서브 배관(312,314) 내부에 유분이 많이 응축 흡착되었으므로, 내부를 청소할 필요가 있고, 따라서 여기서의 알람은 청소 알람일 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 유증기 유분 제거 장치의 분해 사시도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 유증기 유분 제거 장치(300)는 유분 제거 필터(340)를 포함할 수 있다. 유분 제거 필터(340)는 나선형 블레이드(341)를 포함할 수 있다.

나선형 블레이드(341)는 제1,2 서브 배관(312,314)의 내부에서 길이방향을 따라 결합할 수 있다. 나선형 블레이드(341)는 유증기의 흐름을 안내하면서 유증기의 이동 경로를 늘림으로써 유증기를 제1,2 서브 배관(312,314) 내부에 오래 머물게 할 수 있고, 그 결과 나선형 블레이드(341)가 유증기와 접촉하는 시간, 면적, 빈도 등을 증가시켜 응축, 흡착되는 유분의 양을 증가시킬 수 있다.

나선형 블레이드(341)는 열전도성이 높은 재질, 예를들어 은, 알루미늄 등으로 구성하여, 제1,2 서브 배관(312,314)의 외면에 가해지는 냉기가 나선형 블레이드(341)로 빠르게 전달되게 하는 것이 바람직할 수 있다.

나선형 블레이드(341)는 1 ~ 3 mm 의 두께로 구성할 수 있다. 나선형 블레이드(341)의 두께를 1 mm 미만으로 구성하면, 열흡수력이 떨어져 열전달 효율이 나빠질 수 있다. 나선형 블레이드(341)의 두께가 3 mm 를 초과하면, 열전달 효율의 개선은 미미한 반면에 무게 증가로 인해 조작이 어렵고 재료비가 증가할 수 있다.

나선형 블레이드(341)는 기공(H)을 포함할 수 있다. 기공(H)은 유증기를 통과시키면서 유증기의 흐름을 원활하게 할 수 있다. 기공(H)은 직경을 미세하게 구성하면 미세먼지 등을 필터링하는 필터로서 기능할 수 있다. 기공(H)을 통과하는 유분이 기공(H)에 응축 흡착될 수 있는데, 이 경우에는 기공(H)에 박막의 유분 필터층이 형성될 수 있고, 그 결과 기공(H)은 미세먼지 등을 제거하는 미세먼지 필터로서 추가 기능할 수 있다.

도 3과 같이, 나선형 블레이드(341)에 기공(H)을 형성할 경우, 기공(H)이 없는 경우와 비교하여, 먼지의 제거 효율이 추가적으로 21% 이상 개선됨을 확인하였다.

도 4는 본 발명에 따른 유증기 유분 제거 장치에서 유분 제거 필터의 변형례를 도시하는 사시도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 나선형 블레이드(341)는 기공(H)에 그물망(M)을 결합하여 구성할 수 있다.

그물망(M)은 금속, 플라스틱 등을 메쉬 형태로 구성한 것으로, 유증기가 기공(H)을 통과할 때 1차적으로 유증기에 포함된 먼지, 특히 큰 입자의 먼지를 필터링할 수 있다. 그물망(M)에 큰 먼지가 흡착되면 그물망(M)의 메쉬 홀이 작아지고, 그 결과 그물망(M)은 2차적으로 미세먼지 필터로서 기능할 수 있다.

그물망(M)은 기공(H)을 통과하는 유증기와 접촉 면적을 증가시켜 유분의 응축 흡착율을 높일 수 있다. 그물망(M)에 유분이 응축 흡착되면, 미세먼지 흡착율이 높아져 PM2,5의 필터로서도 기능할 수 있음을 확인하였다.

도 4와 같이, 나선형 블레이드(341)의 기공(H)에 그물망(M)을 설치하면, 그물망(M)이 없는 경우와 비교하여, 먼지의 제거 효율이 추가적으로 13% 이상 개선되는 것을 확인하였다.

도 4에 도시한 바와 같이, 나선형 블레이드(341)에는 블레이드 지지대(343)와 상부캡(C1)이 결합될 수 있다.

블레이드 지지대(343)는 나선형 블레이드(341)를 지지하면서, 선택적으로 외부로부터 공급되는 전력을 이용하여 나선형 블레이드(341)를 가열할 수 있다. 나선형 블레이드(341)에 60~70℃ 열이 가해지면, 응축 흡착된 유분은 융해되어 나선형 블레이드(341)에서 분리되고, 분리된 유분은 하부로 이동하여 유분 배출캡(C2)의 상부에 모아지게 된다. 이후, 유분 배출캡()을 개방하면, 모아진 유분을 서브 배관(312,314)로부터 배출할 수 있다.

상부캡(C1)은 일측이 나선형 블레이드(341)에 결합하고 타측은 끼움, 나사 결합 등의 방법으로 제1,2 서브 배관(312,314)의 상단에 분리 가능하게 결합될 수 있다.

이상, 본 발명을 여러 실시예로서 설명하였는데, 이들은 본 발명을 예증하기 위한 것이다. 통상의 기술자라면 이러한 실시예들을 다른 형태로 변형하거나 수정할 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명의 권리범위는 아래의 특허청구범위에 의해 정해지므로, 그러한 변형이나 수정이 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.

100 : 후드 200 : 덕트
300 : 유분 제거 장치 310 : 배관
311 : 유입구 312 : 제1 서브 배관
313 : 유출구 314 : 제2 서브 배관
320 : 냉각부 330 : 케이스
340 : 유분 제거 필터 341 : 나선형 블레이드
343 : 블레이드 지지대 350 : 유분 회수 트레이
400 : 후처리 장치 500 : 직화구이판
C1 : 상부캡 C2 : 유분 배출캡
H : 기공 M : 그물망
S1 : 유입 압력센서 S2 : 유출 압력센서

Claims (9)

1. 일측에 유입구(311)를 구비하고 타측에 유출구(313)를 구비하며, 지그재그로 연결되어 연통하는 다수의 서브 배관을 포함하는 배관(310);
   상기 서브 배관의 내부에 길이방향을 따라 결합하고, 기공과 그물망이 없으며, 열전도성 재질로 구성되고, 1 내지 3㎛의 두께를 갖는 나선형 블레이드(341);
   상기 나선형 블레이드를 지지하고, 선택적으로 가열되어 응축 흡착 유분을 융해 분리시키는 블레이드 지지대(343);
   일측은 상기 블레이드 지지대에 결합하고 타측은 상기 서브 배관의 상단에 결합하는 상부캡(C1);
   상기 서브 배관의 하단에 결합하는 유분 배출캡(C2);
   상기 유분 배출캡의 하측에 위치하는 유분 회수 트레이(350);
   상기 배관을 냉각시키는 냉각부(320)를 포함하는, 유증기 유분 제거 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 유입구에 결합되는 유입 압력센서(S1);
   상기 유출구에 결합되는 유출 압력센서(S2);
   상기 유입 압력센서와 상기 유출 압력센서의 압력차가 기준 압력차를 초과하는 경우 알람을 생성하는 제어부를 포함하는, 유증기 유분 제거 장치.
8. 제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 배관은
   지그재그로 연결되는 다수의 제1 서브 배관을 포함하고, 상기 다수의 제1 서브 배관 중 최외측 제1 서브 배관은 상기 유입구와 유출구에 각각 연통하는 제1 배관 그룹;
   상기 제1 배관 그룹과 분리되고 지그재그로 연결되는 다수의 제2 서브 배관을 포함하고, 상기 다수의 제2 서브 배관 중 최외측 제2 서브 배관은 상기 유입구와 유출구에 각각 연통하는 제2 배관 그룹을 포함하는, 유증기 유분 제거 장치.
9. 삭제

Images