KR102342845B1 - Particle collecting apparatus of cyclone type - Google Patents
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- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/02—Construction of inlets by which the vortex flow is generated, e.g. tangential admission, the fluid flow being forced to follow a downward path by spirally wound bulkheads, or with slightly downwardly-directed tangential admission
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Abstract
싸이클론 집진 장치는 외주면의 둘레를 따라 공기 유입구가 형성된 공기 유입관; 상기 공기 유입관의 내측에 위치하며, 상기 공기 유입구의 둘레를 따라 소정 간격 이격하여 배치되는 복수 개의 구동 축; 상기 구동 축들 각각에 결합하며, 상기 공기 유입구로 유입되는 공기의 흐름 방향을 변경하는 판 형상의 가이드 베인; 및 상기 구동 축을 회전시켜 상기 가이드 베인의 각도를 조절하는 구동부를 포함한다.The cyclone dust collector includes: an air inlet pipe having an air inlet formed along the periphery of the outer circumferential surface; a plurality of drive shafts located inside the air inlet pipe and spaced apart from each other by a predetermined distance along the circumference of the air inlet; a plate-shaped guide vane coupled to each of the drive shafts and configured to change a flow direction of air introduced into the air inlet; and a driving unit configured to rotate the driving shaft to adjust the angle of the guide vane.
Description
본 발명은 싸이클론 집진 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포집되는 입자의 크기를 조절할 수 있는 싸이클론 집진 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cyclone dust collector, and more particularly, to a cyclone dust collector capable of adjusting the size of collected particles.
종래의 그물망 형태의 전치 필터는 그물망 자체에 먼지들이 충돌하여 거를 수 있는 구조를 띠고 있다. 하지만 이러한 구조는 그물망에 먼지가 쌓이게 되는 문제점이 발생하며 먼지가 쌓이게 될 경우 전처리 필터의 필터로써의 성능 변화를 초래할 수 있다. 또한 먼지가 극도로 많이 쌓이게 될 경우 필터에 걸리는 압력 부하가 증가하여 흡입되는 유량이 변화할 수 있으며 이에 따라 주기적인 유지보수를 필요로 한다.The conventional mesh type pre-filter has a structure in which dust collides with the mesh itself and can be filtered. However, this structure causes a problem in that dust is accumulated on the mesh, and when dust is accumulated, the performance of the pre-treatment filter as a filter may be changed. In addition, if a lot of dust accumulates, the pressure load applied to the filter increases and the suction flow rate may change, which requires periodic maintenance.
종래의 접선 유입식 싸이클론 형태의 전치 필터는 주로 공장과 같이 대량의 유량을 필요로 하는 곳에 사용되었으며 단순히 싸이클론을 중간에 삽입하는 방식을 사용한다. 접선 유입식 싸이클론의 경우 유입구의 방향이 고정되어 있어 전 방향에서의 유동 흡입이 불가능하고 이에 따라 높은 압력 부하를 나타낸다. 또한 관 중간에 접선 유입식 싸이클론을 삽입하게 되면 싸이클론 자체의 부피로 인하여 시스템의 크기가 크게 증가하는 단점이 있다. 무엇보다 종래의 싸이클론 형태는 필요에 따라 포집되는 입자의 크기를 조절할 수 없으며 외기의 오염도가 높거나 낮아도 항상 동일한 성능으로 가동하여 효율성이 떨어진다.The conventional tangential inflow cyclone type pre-filter is mainly used in places that require a large amount of flow, such as a factory, and uses a method of simply inserting a cyclone in the middle. In the case of a tangential inflow cyclone, the direction of the inlet is fixed, so it is impossible to suck in flow in all directions, and thus a high pressure load is displayed. In addition, if a tangential inflow cyclone is inserted in the middle of the tube, there is a disadvantage in that the size of the system is greatly increased due to the volume of the cyclone itself. Above all, in the conventional cyclone type, the size of the particles collected cannot be adjusted as needed, and even if the pollution level of the outdoor air is high or low, the efficiency is always lowered by operating with the same performance.
종래의 대기 샘플링용도의 관성임팩터형 sampling inlet은 전 방향에서 대기를 흡입한 후 내부의 관성임팩터를 통해 일정 크기 이상의 입자들을 걸러내는 역할을 수행한다.The conventional inertial impactor sampling inlet for atmospheric sampling serves to filter out particles of a certain size or more through an internal inertial impactor after inhaling the atmosphere from all directions.
관성 임팩터의 경우 충돌판에 입자들이 포집되어 차단하는 효과가 발생하므로, 충돌판에 입자가 일정 수준 이상 축적될 경우 성능이 저하될 수 있다. 동일한 이유로 일정 기간마다 유지보수를 해줘야 원하는 성능을 발휘할 수 있으며 차단하는 입자 크기가 고정되어 있다.In the case of the inertial impactor, since particles are collected and blocked on the collision plate, the performance may be deteriorated if the particles accumulate on the collision plate over a certain level. For the same reason, maintenance at regular intervals is necessary to achieve the desired performance, and the blocking particle size is fixed.
본 발명은, 향후 사스나 메르스 또는 구제역과 같은 바이러스에 대한 대응으로 조기 경보장치를 구성할 때 공항이나 축사와 같은 오염도가 높은 환경에서 외부 환경에 따라 가이드 베인의 각도를 조절하여 효과적으로 전치 필터 역할을 수행할 수 있는 싸이클론 집진 장치를 제공한다.The present invention effectively serves as a pre-filter by adjusting the angle of the guide vane according to the external environment in a highly contaminated environment such as an airport or livestock when configuring an early warning device in response to viruses such as SARS, MERS, or foot-and-mouth disease in the future To provide a cyclone dust collector that can perform.
또한, 본 발명은 현재 대기 샘플링 용도로 사용되는 관성 임팩터형 sampling inlet을 대체하여 일정 크기 이상의 입자들이 장치 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있는 싸이클론 집진 장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a cyclone dust collector capable of blocking particles larger than a certain size from flowing into the device by replacing the inertial impactor-type sampling inlet currently used for atmospheric sampling.
또한, 본 발명은 공기청정기와 같은 제품의 전치 필터 역할을 수행하여 공기 중 미세먼지 농도가 높은 것으로 나타날 때는 차단되는 입자 범위를 넓히고, 농도가 낮은 것으로 나타날 때는 차단되는 입자 범위를 좁혀 필터 전 단계에서 가변적으로 운용할 수 있는 싸이클론 집진 장치를 제공한다.In addition, the present invention serves as a pre-filter for products such as air purifiers to widen the range of blocked particles when the concentration of fine dust in the air is high, and narrows the range of particles to be blocked when the concentration is low. To provide a cyclone dust collector that can be variably operated.
본 발명에 따른 싸이클론 집진 장치는 외주면의 둘레를 따라 공기 유입구가 형성된 공기 유입관; 상기 공기 유입관의 내측에 위치하며, 상기 공기 유입구의 둘레를 따라 소정 간격 이격하여 배치되는 복수 개의 구동 축; 상기 구동 축들 각각에 결합하며, 상기 공기 유입구로 유입되는 공기의 흐름 방향을 변경하는 판 형상의 가이드 베인; 및 상기 구동 축을 회전시켜 상기 가이드 베인의 각도를 조절하는 구동부를 포함한다.The cyclone dust collector according to the present invention includes: an air inlet pipe having an air inlet formed along the periphery of the outer circumferential surface; a plurality of drive shafts located inside the air inlet pipe and spaced apart from each other by a predetermined distance along the circumference of the air inlet; a plate-shaped guide vane coupled to each of the drive shafts and configured to change a flow direction of air introduced into the air inlet; and a driving unit configured to rotate the driving shaft to adjust the angle of the guide vane.
또한, 상기 가이드 베인은 익형이며, 상기 구동 축은 상기 가이드 베인의 상대적으로 두께가 두꺼운 일 단에 고정 결합할 수 있다.In addition, the guide vane is an airfoil, and the driving shaft may be fixedly coupled to one end of the guide vane having a relatively thick thickness.
또한, 상기 공기 유입관은 원통 형상이며, 상기 가이드 베인들 각각은 상기 공기 유입관의 반경 방향에 대해 소정 각도로 경사지게 배치될 수 있다.In addition, the air inlet pipe may have a cylindrical shape, and each of the guide vanes may be disposed to be inclined at a predetermined angle with respect to a radial direction of the air inlet pipe.
또한, 상기 공기 유입관의 내측 중앙 영역에 위치하고, 상단이 상기 공기 유입구보다 낮은 높이에 위치하며, 상기 공기 유입관에 유입된 공기에 포함된 미세 입자가 유입되는 입자 배출관을 더 포함하고, 상기 공기 유입관의 내측에는 상기 입자 배출관의 외측 둘레를 따라 형성되며, 상기 공기로부터 상기 미세 입자보다 큰 사이즈의 입자들이 유입되는 입자 포집 공간이 형성될 수 있다.In addition, it is located in the inner central region of the air inlet pipe, the upper end is located at a lower height than the air inlet, further comprising a particle outlet pipe through which fine particles contained in the air introduced into the air inlet pipe are introduced, the air A particle collecting space formed along the outer periphery of the particle discharge pipe may be formed inside the inlet pipe, and particles having a size larger than the fine particles are introduced from the air.
또한, 세척액을 저장하는 용기; 상기 용기와 상기 입자 포집 공간을 연결하며, 상기 용기로부터 상기 입자 포집 공간에 상기 세척액을 공급하는 세척액 공급 라인; 및 상기 용기와 상기 입자 포집 공간을 연결하며, 상기 입자 포집 공간으로부터 상기 용기로 상기 세척액을 배출하는 세척액 배출 라인을 더 포함할 수 있다.In addition, a container for storing the washing solution; a cleaning solution supply line connecting the container and the particle collection space and supplying the cleaning solution from the container to the particle collection space; and a washing solution discharge line connecting the container and the particle collecting space and discharging the washing solution from the particle collecting space to the container.
또한, 상기 구동부는 상기 구동축들 각각의 일단에 고정 결합되는 회전 기어; 상기 회전 기어의 치들과 맞물리는 제1치들이 내측면 둘레를 따라 형성되고, 외주면 둘레를 따라 제2치들이 형성된 링 기어; 상기 링 기어의 외측에 위치하며, 상기 제2치들과 맞물리는 구동 기어; 및 상기 구동 기어에 회전력을 전달하는 구동 모터를 포함할 수 있다.In addition, the driving unit may include a rotation gear fixedly coupled to one end of each of the driving shafts; a ring gear in which first teeth meshing with the teeth of the rotary gear are formed along the inner periphery, and second teeth are formed along the outer periphery; a driving gear positioned outside the ring gear and engaged with the second teeth; and a driving motor that transmits a rotational force to the driving gear.
또한, 상기 공기 유입관의 외측에서 상기 공기 유입관의 둘레를 따라 제공되며, 상단이 상기 공기 유입구의 상부에서 상기 공기 유입관과 결합하고, 하향 경사지게 배치되는 제1차폐부; 및 상기 공기 유입관의 외측에서 상기 공기 유입관의 둘레를 따라 제공되며, 상단이 상기 공기 유입구의 하부에서 상기 공기 유입관과 결합하고, 하향 경사지게 배치되는 제2차폐부를 더 포함하되, 외부 공기는 상기 제1차폐부와 상기 제2차폐부의 사이 공간을 통해 상기 공기 유입구로 유입될 수 있다.In addition, the first shield provided along the periphery of the air inlet pipe from the outside of the air inlet pipe, the upper end is coupled to the air inlet pipe at an upper portion of the air inlet, and is arranged to be inclined downward; and a second shield provided along the circumference of the air inlet tube from the outside of the air inlet tube, the upper end coupled to the air inlet tube at the lower portion of the air inlet, and a second shielding portion disposed inclined downward, wherein the outside air is The air may be introduced into the air inlet through a space between the first shielding part and the second shielding part.
본 발명에 의하면, 싸이클론 집진 장치는 유입되는 공기의 오염도에 따라 가이드 베인의 각도를 조절하여 일정 크기 이상의 입자들이 장치 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있다.According to the present invention, the cyclone dust collector can block particles of a certain size or larger from flowing into the device by adjusting the angle of the guide vane according to the degree of contamination of the incoming air.
또한, 본 발명에 의하면, 싸이클론 집진 장치는 공기 청정기, 환기 장치 등의 집진 장치로 사용할 수 있다.Further, according to the present invention, the cyclone dust collector can be used as a dust collector such as an air purifier and a ventilator.
또한, 본 발명에 의하면, 가이드 베인들이 공기 유입관 내측에 위치하므로, 장치 소형화가 가능하다.In addition, according to the present invention, since the guide vanes are located inside the air inlet pipe, it is possible to miniaturize the device.
또한, 본 발명에 의하면, 전 방향에서 주변 공기를 유입하므로, 어느 한 방향에서만 공기가 유입되는 경우보다 낮은 압력 부하를 가질 수 있다.In addition, according to the present invention, since ambient air is introduced from all directions, it is possible to have a lower pressure load than when air is introduced from only one direction.
또한, 본 발명에 의하면, 가이드 베인들은 기존 필터와 다르게 필터 자체에 먼지가 쌓임으로써 압력 부하가 증가하는 현상이 방지될 수 있다.In addition, according to the present invention, the guide vanes can be prevented from increasing the pressure load due to the accumulation of dust on the filter itself, unlike the conventional filter.
또한, 본 발명에 의하면, 세척액으로 입자 포집 공간을 세척할 수 있어 장치의 유지보수가 용이하다.In addition, according to the present invention, it is possible to wash the particle collecting space with a cleaning solution, so the maintenance of the device is easy.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 싸이클론 집진 장치를 나타내는 정면도이고, 도 2는 도 1의 싸이클론 집진 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 A1-A2 선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 B1-B2 선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 발생하는 싸이클론 유동을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 가이드 베인의 각도 조절 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 가이드 베인의 각도 조절에 따라 포집되는 입자 사이즈 분포를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 구동부를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 싸이클론 집진 장치의 일부를 나타내는 단면도이다.1 is a front view showing a cyclone dust collector according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the cyclone dust collector of FIG. 1 .
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A1-A2 of FIG. 2 .
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B1-B2 of FIG. 2 .
5 is a diagram schematically illustrating a cyclone flow generated according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are views showing an example of adjusting the angle of the guide vanes.
8 is a graph showing the size distribution of particles collected according to the angle adjustment of the guide vanes.
9 is a view showing a driving unit according to another embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view showing a part of a cyclone dust collector according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.In addition, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, third, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes a complementary embodiment thereof. In addition, in this specification, 'and/or' is used in the sense of including at least one of the components listed before and after.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. In the specification, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, element, or a combination thereof described in the specification exists, but one or more other features, number, step, configuration It should not be construed as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. In addition, in this specification, "connection" is used in a sense including both indirectly connecting a plurality of components and directly connecting a plurality of components.
또한, 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.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 싸이클론 집진 장치를 나타내는 정면도이고, 도 2는 도 1의 싸이클론 집진 장치를 나타내는 단면도이다.1 is a front view showing a cyclone dust collector according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the cyclone dust collector of FIG. 1 .
도 1을 참조하면, 싸이클론 집진 장치(10)는 외부 공기가 유입되고, 유입된 공기에 포함된 입자들을 포집한다. 싸이클론 집진 장치(10)는 하우징(110), 공기 유입관(120), 싸이클론 형성부(130), 입자 배출관(150), 그리고 세척부(160)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the
하우징(110)은 소정 부피로 제공되며, 내부에 싸이클론 집진 장치(10)의 각종 구성들이 위치하는 공간을 제공한다.The
공기 유입관(120)은 하우징(110)의 상부에 위치하며, 하단이 하우징(110)에 고정 결합한다. 공기 유입관(120)은 지면에 수직하게 상하방향으로 배치된다. 공기 유입관(120)의 상단은 덮개(121)에 의해 밀폐된다. 공기 유입관(120)의 외주면에는 공기 유입구(125)가 형성된다. 공기 유입구(125)는 공기 유입관(120)의 외주면 둘레를 따라 형성된다. 이에 의하여, 외부 공기가 공기 유입관(120)의 전 방향에서 유입될 수 있다. 실시 예에 의하면, 공기 유입관(120)은 원통 형상의 관으로 제공된다.The
도 3은 도 2의 A1-A2 선에 따른 단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A1-A2 of FIG. 2 .
도 2 및 도 3을 참조하면, 싸이클론 형성부(130)는 공기 유입구(125)로 유입된 공기의 흐름 방향을 변경하여 싸이클론 유동을 형성한다. 싸이클론 형성부(130)는 구동 축(131), 가이드 베인(132), 그리고 구동부(140)를 포함한다.2 and 3 , the cyclone forming unit 130 changes the flow direction of the air introduced into the
구동 축(131)은 복수 개 제공되며, 공기 유입관(120)의 내측에 위치한다. 구동 축(131)들은 공기 유입관(120)의 중심으로부터 이격된 가장자리영역을 따라 링 형상으로 배치된다. 구동 축(131)은 그 길이 방향이 상하 방향으로 배치되며, 공기 유입구(125)의 둘레를 따라 서로 이격하여 배치된다.A plurality of
가이드 베인(132)은 복수 개 제공되며, 구동 축(131)들 각각에 결합한다. 가이드 베인(132)은 공기 유입구(125)와 상응하는 높이에 배치된다. 가이드 베인(132)은 상하방향으로 공기 유입구(125)에 상응하거나 그 보다 긴 길이를 가진다. 가이드 베인(132)은 판상으로, 익형을 갖는다. 구체적으로 가이드 베인(132)은 상대적으로 두께가 두꺼운 일단(132a)과, 그 끝단으로 갈수록 두께가 점차 얇아지는 타단(132b)을 포함한다. 구동 축(131)은 가이드 베인(132)의 상대적으로 두께가 두꺼운 영역(132a)에 삽입 및 고정된다. 가이드 베인(132)은 공기 유입관(120)의 반경 방향에 대해 소정 각도로 경사지게 배치된다.A plurality of
도 4는 도 2의 B1-B2 선에 따른 단면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B1-B2 of FIG. 2 .
도 2 및 도 4를 참조하면, 구동부(140)는 구동 축(131)을 회전시켜, 가이드 베인(132)의 배치 각도를 조절한다. 구동부(140)는 회전 기어(141), 링 기어(142), 구동 기어(143), 그리고 구동 모터(145)를 포함한다.2 and 4 , the driving
회전 기어(141)는 구동 축(141)들 각각의 일단에 고정 결합한다. 실시 예에 의하면, 회전 기어(141)는 구동 축(141)들의 하단에 고정 결합한다. 회전 기어(141)의 외주면에는 치들이 형성된다.The
링 기어(142)는 소정 직경의 링 형상으로, 내측면의 둘레를 따라 제1치(142a)들이 형성되고, 외측면의 둘레를 따라 제2치(142b)들이 형성된다. 링 기어(142)의 내측 공간에는 회전 기어(141)들이 링 기어(142)의 내측면 둘레를 따라 배치된다. 링 기어(142)의 제1치(142a)들은 회전 기어(141)들의 치들과 맞물린다.The
구동 기어(143)는 적어도 하나 이상 제공되며, 링 기어(143)의 외측에 위치한다. 구동 기어(143)의 외주면에는 치들이 형성된다. 구동 기어(143) 중 어느 하나는 치들이 링 기어(142)의 제2치(142b)들과 맞물린다. 구동 기어(143)는 구동 모터(145)에서 발생된 회전력을 링 기어(142)에 전달한다. 구동 모터(145)는 스텝 모터가 사용될 수 있다. 구동 모터(145)의 구동으로 일정 각도 단위로 가이드 베인(132)들이 동시에 회전될 수 있다.At least one
입자 배출관(150)은 공기 유입관(120)의 내측에 위치한다. 입자 배출관(150)은 공기 유입관(120)보다 작은 직경의 원통 관으로 공기 유입관(120)의 중앙 영역에 위치할 수 있다. 입자 배출관(150)의 상단은 공기 유입구(125)보다 낮은 높이에 위치한다. 입자 배출관(150)의 상단에는 유입구(151)가 형성된다. 입자 배출관(150)은 싸이클론 유동에 포함된 미세 입자를 외부로 배출한다.The
공기 유입관(120)의 내측 공간에는 입자 배출관(150)의 외측 둘레를 따라 입자 포집 공간(127)이 형성된다. 입자 포집 공간(127)에는 싸이클론 유동에 포함된 입자 중 상기 미세 입자보다 사이즈가 큰 입자들이 유입 및 포집된다. 입자 포집 공간(127)은 상단에서 하단으로 갈수록 공간 넓이가 점차 증가한다.A
세척부(160)는 입자 포집 공간(127)에 포집된 입자들을 세척한다. 세척부(160)는 용기(161), 세척액 공급 라인(162), 그리고 세척액 배출 라인(163)을 포함한다.The
용기(161)는 공기 유입관(120)의 외측에 위치하며, 세척액을 저장한다. 세척액 공급 라인(162)은 용기(161)와 입자 포집 공간(127)을 연결하며, 용기(162)에 저장된 세척액을 입자 포집 공간(127)으로 공급한다. 세척액 배출 라인(163)은 용기(161)와 입자 포집 공간(127)을 연결하며, 입자 포집 공간(127)으로부터 용기(161)로 세척액을 배출한다.The
상기 세척부(160)에 의해 입자 포집 공간(127)에 포집된 입자들이 외부로 배출되므로, 포집된 입자들이 비산이 예방될 수 있다.Since the particles collected in the
이하 상술한 싸이클론 집진 장치(10)를 이용하여 공기 중의 입자를 집진하는 과정에 대해 설명한다.Hereinafter, a process of collecting particles in the air using the above-described
주변 공기는 전 방향에서 공기 유입구(125)를 통해 공기 유입관(120)의 내측으로 유입되며, 유입 과정에서 가이드 베인(132)들에 의해 흐름 방향이 변경되어 싸이클론 유동을 형성한다. The ambient air is introduced into the
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 발생하는 싸이클론 유동을 개략적으로 나타내는 도면이다.5 is a diagram schematically illustrating a cyclone flow generated according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 싸이클론 유동에 포함된 입자들 중 상대적으로 입자 크기가 작은 미세 입자(P2)는 입자 배출관(150)으로 유입되고, 상대적으로 입자 크기가 큰 입자(P1)는 입자 포집 공간(127)으로 유입된다.Referring to FIG. 5 , among the particles included in the cyclone flow, fine particles P2 having a relatively small particle size are introduced into the
구동부(140)는 가이드 베인(132)의 각도를 조절할 수 있으며, 가이드 베인(132)의 각도에 따라 외부 공기가 공기 유입관(120)의 내측으로 유입되는 유로의 넓이가 변경된다. 유로의 넓이 변화로 인해 유입되는 공기의 유속이 달라지고, 이러한 유속 차이로 인해 분리할 수 있는 입자 사이즈가 변경될 수 있다. 가이드 베인(132)의 각도 조절로, 유입되는 입자의 크기를 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터까지 조절 가능하다.The driving
도 6 및 도 7은 가이드 베인의 각도 조절 예를 나타내는 도면이다.6 and 7 are views showing an example of adjusting the angle of the guide vanes.
도 6을 참조하면, 가이드 베인(132)은 일단과 타단을 연결하는 중심선(L1)이 공기 유입관(120)의 접선(L2)과 이루는 각도(θ)가 28°일 수 있다.Referring to FIG. 6 , in the
도 7을 참조하면, 가이드 베인(132)은 일단과 타단을 연결하는 중심선(L1)이 공기 유입관(120)의 접선(L2)과 이루는 각도(θ)가 38°를 이룰 수 있다.Referring to FIG. 7 , the
이외에도 가이드 베인(132)은 다양한 각도로 각도 조절될 수 있다.In addition, the angle of the
도 8은 가이드 베인의 각도 조절에 따라 포집되는 입자 사이즈 분포를 나타내는 그래프이다. 제1그래프(A)는 도 6의 실시 예에 따른 포집 입자 사이즈 분포를 나타내는 그래프이고, 제2그래프(B)는 도 7의 실시 예에 따른 포집 입자 사이즈 분포를 나타내는 그래프이고, 제3그래프(C)는 가이드 베인(132)의 중심선(L1)과 공기 유입관(120)의 접선이 32°로 배치되는 경우, 포집 입자 사이즈 분포를 나타내는 그래프이다. 각 그래프는 공기 유입구(125)에서 동일한 유량의 공기를 흡입할 경우 입자 포집 공간(127)에 포집되는 입자의 분포를 나타낸다. 가로축은 포집 입자의 사이즈를 나타내고, 세로축은 포집 효율을 나타낸다.8 is a graph showing the size distribution of particles collected according to the angle adjustment of the guide vanes. The first graph (A) is a graph showing the size distribution of the collected particles according to the embodiment of FIG. 6 , the second graph (B) is a graph showing the size distribution of the collected particles according to the embodiment of FIG. 7 , and the third graph ( C) is a graph showing the size distribution of collected particles when the center line L1 of the
도 8을 참조하면, 가이드 베인(132)의 각도에 따라 포집되는 입자 사이즈의 범위가 달라짐을 확인할 수 있다. 가이드 베인(132)의 각도가 작아질수록 넓은 범위에서 입자 사이즈의 포집 효율이 향상됨을 확인할 수 있다. 실시 예에 의하면, 제1그래프(A)의 경우, 5um이상의 입자의 포집 효율이 100%로 나타내고, 제3그래프(C)의 경우, 9um이상의 입자의 포집 효율이 100%로 나타냄을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8 , it can be seen that the range of the particle size to be collected varies according to the angle of the
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 구동부를 나타내는 도면이다.9 is a view showing a driving unit according to another embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 구동부(140)는 구동축(131)의 상단에 위치할 수 있다. 회전 기어(141)는 구동축(131)들 각각의 상단에 고정 결합하고, 링 기어(미도시)는 회전 기어(141)들의 내측에 위치하며, 링 기어의 외주면에 형성된 치들이 회전 기어(141)의 치들과 맞물린다. 링 기어의 내측에는 구동 기어(미도시)가 위치하며, 구동 기어의 치들이 링 기어의 내측면에 형성된 치들과 맞물린다. 구동 기어는 구동 모터의 회전력을 링 기어에 전달한다. 본 실시 예에 따르면, 구동부(140)가 구동축(131)의 상단에 위치함에 따라 장치의 소형화가 가능하다.Referring to FIG. 9 , the driving
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 싸이클론 집진 장치의 일부를 나타내는 단면도이다. 10 is a cross-sectional view showing a part of a cyclone dust collector according to another embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 싸이클론 집진 장치(10)는 제1차폐부(210)와 제2차폐부(220)를 더 포함한다. Referring to FIG. 10 , the
제1차폐부(210)는 공기 유입관(120)의 외측에서 공기 유입관(120)의 둘레를 따라 제공된다. 제1차폐부(210)는 하단이 상단보다 큰 직경을 가지며, 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 점차 증가한다. 이에 의해 제1차폐부(210)는 하향 경사지게 배치된다. 제1차폐부(210)의 상단은 공기 유입구(125)의 상부에서 공기 유입관(120)에 결합한다.The
제2차폐부(220)는 공기 유입관(120)의 외측에서 공기 유입관(120)의 둘레를 따라 제공된다. 제2차폐부(220)는 하단이 상단보다 큰 직경을 가지며, 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 점차 증가한다. 이에 의해 제2차폐부(220)는 하향 경사지게 배치된다. 제2차폐부(220)의 상단은 공기 유입구(125)의 하부에서 공기 유입관(120)에 결합한다.The
상술한 제1차폐부(210)와 제2차폐부(220)의 사이 공간은 외부 공기가 공기 유입구(125)로 유입되는 유로를 제공한다. 외부 공기가 전 방향에서 공기 유입구(125)로 안정적으로 유입되기 위해서는, 외부 기류, 이물질, 비 등의 외란으로부터 보호가 필요하다. 제1차폐부(210)와 제2차폐부(220)는 공기 유입구(125)의 전 방향에서 공기 유입구(125)로 유입되는 공기의 흐름을 일정하게 하고, 이물질 및 비 등의 유입을 차단하므로 외란에 대한 안정성을 확보할 수 있다.The space between the
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments and should be construed according to the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
10: 싸이클론 집진 장치
100: 하우징
120: 공기 유입관
130: 싸이클론 형성부
150: 입자 배출관
160: 세척부10: cyclone dust collector
100: housing
120: air inlet pipe
130: cyclone forming part
150: particle discharge pipe
160: washing unit
Claims (7)
상기 공기 유입관의 내측에 위치하며, 상기 공기 유입구의 둘레를 따라 소정 간격 이격하여 배치되는 복수 개의 구동 축;
상기 구동 축들 각각에 결합하며, 상기 공기 유입구로 유입되는 공기의 흐름 방향을 변경하는 판 형상의 가이드 베인;
상기 구동 축을 회전시켜 상기 가이드 베인의 각도를 조절하는 구동부; 및
상기 공기 유입관의 내측 중앙 영역에 위치하고, 상단이 상기 공기 유입구보다 낮은 높이에 위치하며, 상기 공기 유입관에 유입된 공기에 포함된 미세 입자가 유입되는 입자 배출관을 포함하고,
상기 공기 유입관의 내측에는 상기 입자 배출관의 외측 둘레를 따라 형성되며, 상기 공기로부터 상기 미세 입자보다 큰 사이즈의 입자들이 유입되는 입자 포집 공간이 형성되는 싸이클론 집진장치.an air inlet pipe having an air inlet formed along the periphery of the outer circumferential surface;
a plurality of drive shafts located inside the air inlet pipe and spaced apart from each other by a predetermined distance along the circumference of the air inlet;
a plate-shaped guide vane coupled to each of the drive shafts and configured to change a flow direction of air introduced into the air inlet;
a driving unit rotating the driving shaft to adjust an angle of the guide vane; and
It is located in the inner central region of the air inlet pipe, the upper end is located at a lower height than the air inlet, and includes a particle outlet pipe through which fine particles contained in the air introduced into the air inlet pipe are introduced,
A cyclone dust collector having a particle collecting space formed on the inside of the air inlet pipe along the outer circumference of the particle discharge pipe and in which particles having a size larger than the fine particles are introduced from the air.
상기 가이드 베인은 익형이며,
상기 구동 축은 상기 가이드 베인의 상대적으로 두께가 두꺼운 일 단에 고정 결합하는 싸이클론 집진장치.The method of claim 1,
The guide vane is an airfoil,
The driving shaft is a cyclone dust collector fixedly coupled to one end of the guide vane having a relatively thick thickness.
상기 공기 유입관은 원통 형상이며,
상기 가이드 베인들 각각은 상기 공기 유입관의 반경 방향에 대해 소정 각도로 경사지게 배치되는 싸이클론 집진장치.The method of claim 1,
The air inlet pipe has a cylindrical shape,
Each of the guide vanes is a cyclone dust collector disposed to be inclined at a predetermined angle with respect to the radial direction of the air inlet pipe.
세척액을 저장하는 용기;
상기 용기와 상기 입자 포집 공간을 연결하며, 상기 용기로부터 상기 입자 포집 공간에 상기 세척액을 공급하는 세척액 공급 라인; 및
상기 용기와 상기 입자 포집 공간을 연결하며, 상기 입자 포집 공간으로부터 상기 용기로 상기 세척액을 배출하는 세척액 배출 라인을 더 포함하는 싸이클론 집진 장치.The method of claim 1,
a container for storing the washing liquid;
a cleaning solution supply line connecting the container and the particle collection space and supplying the cleaning solution from the container to the particle collection space; and
The cyclone dust collecting device further comprising a washing solution discharge line connecting the container and the particle collecting space and discharging the washing solution from the particle collecting space to the container.
상기 구동부는
상기 구동축들 각각의 일단에 고정 결합되는 회전 기어;
상기 회전 기어의 치들과 맞물리는 제1치들이 내측면 둘레를 따라 형성되고, 외주면 둘레를 따라 제2치들이 형성된 링 기어;
상기 링 기어의 외측에 위치하며, 상기 제2치들과 맞물리는 구동 기어; 및
상기 구동 기어에 회전력을 전달하는 구동 모터를 포함하는 싸이클론 집진 장치.The method of claim 1,
the driving unit
a rotation gear fixedly coupled to one end of each of the drive shafts;
a ring gear in which first teeth meshing with the teeth of the rotary gear are formed along the inner periphery, and second teeth are formed along the outer periphery;
a driving gear positioned outside the ring gear and engaged with the second teeth; and
Cyclone dust collector including a driving motor for transmitting a rotational force to the driving gear.
상기 공기 유입관의 외측에서 상기 공기 유입관의 둘레를 따라 제공되며, 상단이 상기 공기 유입구의 상부에서 상기 공기 유입관과 결합하고, 하향 경사지게 배치되는 제1차폐부; 및
상기 공기 유입관의 외측에서 상기 공기 유입관의 둘레를 따라 제공되며, 상단이 상기 공기 유입구의 하부에서 상기 공기 유입관과 결합하고, 하향 경사지게 배치되는 제2차폐부를 더 포함하되,
외부 공기는 상기 제1차폐부와 상기 제2차폐부의 사이 공간을 통해 상기 공기 유입구로 유입되는 싸이클론 집진 장치.
The method of claim 1,
a first shielding part provided along a circumference of the air inlet pipe from the outside of the air inlet pipe, the upper end being coupled to the air inlet pipe at an upper portion of the air inlet, and being inclined downward; and
A second shield provided along the circumference of the air inlet pipe from the outside of the air inlet pipe, the upper end is coupled to the air inlet pipe at the lower part of the air inlet, and further comprising a second shielding part disposed inclined downward,
A cyclone dust collector in which external air is introduced into the air inlet through a space between the first shielding part and the second shielding part.
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