KR102413127B1 - 멀티 사이클론과 필터백을 이용한 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사이클론과 필터백에 의해 이중의 필터링 작동이 이루어지도록 구비되어 집진효율을 대폭적으로 개선할 수 있는 멀티 사이클론과 필터백을 이용한 집진장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 분진의 유출입이 가능하도록 된 내부공간이 상하로 분할되어 분진챔버(13)와 청정챔버(14)로 구획 형성되며, 상기 분진챔버(13)의 일측에 분진의 유입이 가능하도록 된 분진유입구(15)와, 상기 청정챔버(14)의 일측에 에어가 배출되도록 된 에어배출구(16)가 형성된 집진하우징(11)과; 상기 분진챔버(13) 측에 수직 설치되어 분진을 필터링하도록 된 필터백(30)과; 상기 분진유입구(15)에 연통된 상태로 상기 필터백(30)을 회피하여 분진챔버(13) 내로 연장되는 내부연장덕트(20)와; 상기 내부연장덕트(20) 상에 복수개가 일정하게 배열되어 분진을 하향되게 유도하도록 구비된 사이클론(40)을 포함하여 구성된 멀티 사이클론과 필터백을 이용한 집진장치가 제공된다.

Description

멀티 사이클론과 필터백을 이용한 집진장치{Dust collecting apparatus using multi cyclone and filter bag}

본 발명은 멀티 사이클론과 필터백을 이용한 집진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사이클론과 필터백에 의해 이중의 필터링 작동이 이루어지도록 구비되어 집진효율을 대폭적으로 개선할 수 있는 멀티 사이클론과 필터백을 이용한 집진장치에 관한 것이다.

일반적으로 집진장치는 산업현장에서 발생되는 분진 등을 필터링하도록 설치된 것으로, 대개 집진하는 방식에 따라 사이클론에 의한 원심력 집진기나 필터백에 의한 여과 집진기 등으로 구분되기도 하나, 집진효율을 높이기 위해 사이클론 방식과 필터백 방식을 혼용하여 사용하는 경우도 많다.

그런데 이러한 종래의 집진장치는 집진기본체 내에 복수개의 필터백을 배열한 상태로 설치하고, 이 필터백의 하부측에 집진기본체 자체의 하단형상을 하향 축소된 콘형태로 제작하여 사이클론을 형성한 것으로, 이는 분진이 유입구를 통해 집진기본체 내로 유입되는 과정에서 유입구 측에 인접한 필터백에 의해 우선적으로 집진작동이 이루어짐에 따라 사이클론에 의해 집진작동이나 복수개의 필터백에 의해 전체적으로 균일한 집진작동이 이루어지는 데에 한계가 있는 것이다.

한편, 본 출원인에 의한 등록특허(제10-0894313호)에는 집진기본체 내부에 유입구를 통해 유입되는 분진을 하부의 사이클론 측으로 유도하도록 된 막음판을 설치한 것으로, 이에 의해서는 분진이 우선적으로 사이클론에 의해 원심분리된 이후에 필터백에 의해 2차로 집진이 이루어져 전술된 바와 같은 문제점을 해결한 것이나, 막음판의 구조나 집진기본체 자체에 의한 사이클론의 형태만으로는 집진효율을 대폭적으로 상승시키는 데에 한계가 있는 것이다.

한국 등록특허공보 제10-2116662호(2020. 05. 25) 한국 등록특허공보 제10-0894313호(2009. 04. 14)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 사이클론과 필터백에 의해 이중의 필터링 작동이 이루어지도록 구비되어 집진효율을 대폭적으로 개선할 수 있을 뿐만 아니라 간단한 구조에 의해 사이클론 자체에 의해 집진효율을 대폭적으로 개선할 수 있도록 된 멀티 사이클론과 필터백을 이용한 집진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따르면, 분진의 유출입이 가능하도록 된 내부공간이 상하로 분할되어 분진챔버(13)와 청정챔버(14)로 구획 형성되며, 상기 분진챔버(13)의 일측에 분진의 유입이 가능하도록 된 분진유입구(15)와, 상기 청정챔버(14)의 일측에 에어가 배출되도록 된 에어배출구(16)가 형성된 집진하우징(11)과;

상기 분진챔버(13) 측에 수직 설치되어 분진을 필터링하도록 된 필터백(30)과;

상기 분진유입구(15)에 연통된 상태로 상기 필터백(30)을 회피하여 분진챔버(13) 내로 연장되는 내부연장덕트(20)와;

상기 내부연장덕트(20) 상에 복수개가 일정하게 배열되어 분진을 하향되게 유도하도록 구비되되, 상기 내부연장덕트(20)의 내부에 원통형태로 구비되어 원통 내로 분진이 유입되도록 외주상에 유도공(43)이 형성된 원통유도부(41)와, 상기 원통유도부(41)에 연통되어 상기 내부연장덕트(20)의 저면 하부로 점차 축소되게 돌출 연장되는 원추배출부(42)로 구성된 사이클론(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론과 필터백을 이용한 집진장치가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 유도공(43)은 상기 원통유도부(41)의 외주를 따라 복수개가 형성되고, 상기 각 유도공(43) 측에는 상기 원통유도부(41)의 내부로 연장되는 내향유도날개(44)가 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론과 필터백을 이용한 집진장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 내부연장덕트(20)는 상기 사이클론(40)의 원통유도부(41)에 대해 상대적으로 큰 단면적으로 구비되어 상기 원통유도부(41)의 양측으로 분진의 이동이 가능한 확장유로(22)가 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론과 필터백을 이용한 집진장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 각 사이클론(40)은 전체적으로 균일하게 분진이 유도되도록 유도공(43)의 위치나 방향 또는 크기가 상호 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론과 필터백을 이용한 집진장치가 제공된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 집진하우징(11) 내에 필터백(30)을 설치하여 집진하는 과정에서 분진유입구(15)를 통해 유입되는 분진을 사이클론(40)에 의해 1차적으로 집진처리하여 필터백(30)에 의해 처리능률을 개선시킴과 동시에 필터백(30)과 사이클론(40)에 의한 다중의 필터링효과를 발휘할 수 있는 것이다.

또한 본 발명은 집진하우징(11)으로 내부로 내부연장덕트(20)가 연장 형성됨에 따라, 이 내부연장덕트(20) 상에 복수개의 사이클론(40)을 설치하여 원심력과 중력을 이용한 1차적으로 집진효과를 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 각 사이클론(40)의 원통유도부(41)에 의해 일정 경로로 유도된 분진이 원추배출구(42)를 통해 집진하우징(11)의 하부측으로 배출되어 필터백(30)의 하부로부터 상부에 이르도록 필터백(30)의 전체적인 면적으로 이용하여 여과작동이 이루어져 장치의 사용효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 사이클론(40)은 원통유도부(41)의 내부로 연장되는 내향유도날개(44)가 형성됨에 따라, 분진이 사이클론(40)으로 유입되는 과정에서 자연스럽게 원심력이 작동되도록 선회 가능하여 분진효과를 높일 수 있으며, 또한 본 발명은 내부연장덕트(20)가 원통유도부(41)에 비해 상대적으로 크게 형성되어 원통유도부(41)의 양측으로 확장유로(22)를 형성함에 따라, 분진유입구(15)로부터의 거리에 관계없이 전체적인 사이클론(40)에 균일하게 분진이 분배 처리되어 사이클론(40)과 필터백(30)이 전체적으로 균일하게 필터링 작동을 행할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 도시한 절개 사시도
도 2는 본 발명의 구성의 요부를 도시한 분해 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 측단면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정단면도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 평면도

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 집진장치(10)는 분진유입구(15)를 통해 분진하우징(11) 내로 유입된 분진이 필터백(30)에 의해 직접적으로 여과 처리되는 것이 아니라 사이클론(40)에 의해 1차적으로 침강처리한 이후에, 2차로 필터백(30)에 의해 필터링되는 구조로, 상기 분진하우징(11)에는 수평 설치되는 구획판(12)에 의해 내부공간이 상하로 분진챔버(13)와 청정챔버(14)로 분할된 것이며, 상기 구획판(12) 상에는 필터백(30)에 대응된 흡입공(19)이 형성된 것이다.

또한 상기 분진챔버(13)에는 일측에 분진유입구(15)가 형성되어 분진이 챔버 내로 유입 가능하게 되고, 상기 청정챔버(14)에는 필터백(30)에 의해 여과된 공기가 배출되도록 에어배출구(16)가 형성되며, 상기 분진유입구(15) 측에는 분진챔버(13) 내로 내부연장덕트(20)가 수평방향으로 내향되는데, 이 내부연장덕트(20) 상에는 복수개의 사이클론(40)이 일렬로 배열되어 상기 분진유입구(15)를 통해 유입되는 분진이 통과되게 된다.

이러한 집진하우징(11)에는 호퍼부(17)가 하부에 일체로 형성되어 전술된 사이클론(40)과 필터백(30)에 의해 집진된 분진이 쌓이고, 이 호퍼부(17)의 하단에 형성된 분진배출구(18)를 통해 내부에 축적된 분진을 배출 처리할 수 있도록 된 것으로, 이러한 본 발명은 전술된 바와 같이 전체적으로 침강된 상태에서 점차로 부상하는 분진을 필터백(30)에 의해 여과 처리하도록 된 것이다.

이와 같은 본 발명의 집진장치(10)는 사이클론(40) 자체의 의해 중력과 원심력으로 분진을 1차적으로 침강처리하고, 이후에 필터백(30)에 의해 2차로 분진을 여과 처리하여 필터링이 이루어지는 것으로, 이를 도 2 내지 도 5에 의해 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 분진유입구(15) 측에는 대략 사각단면 형태로 된 내부연장덕트(20)가 연통되어 수평방향으로 연장 형성되는데, 이 내부연장덕트(20)는 상기 구획판(12)의 저면에 밀착된 상태로 설치되어 그 내부에 전술된 바와 같이 복수개의 사이클론(40)이 일렬로 배열된 것으로, 상기 각 사이클론(40)은 내부연장덕트(20) 상에 내장되는 원통유도부(41)와 이 원통유도부(41)의 하단에 일체로 형성되어 내부연장덕트(20)의 저면 하부로 돌출되는 원추배출부(42)로 구성된 것으로, 이러한 사이클론(40)은 내부연장덕트(20)의 바닥에 결합공(21) 등을 형성하여 용접 등에 의해 일체로 결합되도록 설치될 수 있는 것이다.

구체적으로, 상기 원통유도부(41)는 원통형태로 된 외주상에 유도공(43)이 형성되어 분진이 통내로 유입되도록 구비되고, 상기 원추배출부(42)는 점차 축소되게 하향 연장되어 분진을 원심력과 중력에 의해 하부로 배출하여 침강처리하는데, 상기 유도공(43) 측에 통내로 연장되도록 형성된 내향유도날개(44)는 상기 유도공(43)을 형성할 때에 원통의 외주를 일부 절개하여 상기 유도공(43)을 형성함과 동시에 이 절개부분을 통내로 절곡시켜 형성할 수 있는 것이다.

이러한 내향유도날개(44)는 원통 자체를 절개하여 절곡하는 작업에 의해 간단하게 제작이 가능할 뿐만 아니라 자체의 형상의 일정 곡률을 이루어 분진이 자연스럽게 선회되도록 유도하여 상기 원추배출부(42)로 전달됨으로 인한 원심력과 중력의 작용효과를 높일 수 있게 되는데, 이러한 사이클론(40)과 필터백(30)의 배치관계와 집진동작 등을 도 3과 도 4에 의해 설명하면 다음과 같다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 필터백(30)은 분진챔버(13) 상에 상하로 연장되도록 복수개가 설치되고, 상기 사이클론(40)은 상기 필터백(30) 사이에 배치되도록 복수개가 일렬로 배치되는데, 상기 사이클론(40)의 원추배출부(42)의 하향길이는 필터백(30)의 길이에 비해 상대적으로 짧게 형성되어 원심력과 중력에 의해 분진이 하향 분출될 때에 필터백(30)의 하부측에 도달하도록 충분한 압력으로 분진의 배출이 가능하며, 이 원추배출부(42)의 길이가 지나치게 길게 형성되는 경우에는 호퍼부(17) 상에 쌓인 분진의 안정상태를 무질서하게 확산시킬 우려가 있으므로 이를 감안하여 최적의 상태로 적절하게 제작할 수 있는 것이다.

이러한 사이클론(40)에 의해서는 분진챔버(13) 내에 분진을 균일하게 배출하여 필터백(30)의 하부로부터 상부에 이르도록 전체적인 필터면적을 최대한 활용하여 여과작동이 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 필터백(30)의 설치위치에 관계없이 전체적으로 균일하게 분진을 여과하여 장치의 작동이나 효율을 높일 수 있게 된다. 이와 같은 사이클론(40)의 경우에도 전체적으로 균일한 분진의 유입이 가능하도록 내향유도날개(44)의 배치나 개수 또는 각도나 방향 등을 최적화하여 제작할 수 있는데, 이를 도 5에 의해 설명하면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 내부연장덕트(20)는 분진하우징(11)의 일단에 형성된 분진유입구(15)로부터 분진하우징(11)의 타단 벽면에 이르도록 연장되고, 이 내부연장덕트(20) 상에 상기 분진유입구(15)로부터 일정 간격을 두고 사이클론(40)이 일렬로 배열되는데, 이러한 경우에 상기 각 사이클론(40)으로 유입되는 분진의 양이 상기 분진유입구(15)로부터 거리가 멀어질수록 분진의 유입량이 줄어들어 사이클론(40) 전체에 균일한 배분이 이루어지지 않을 수 있게 되므로, 이를 방지하기 위해 상기 내부연장덕트(20)의 단면적을 상기 원통유도부(41)의 직경에 비해 상대적으로 크게 형성하여 분진의 흐름이 더 원활하게 진행되도록 하거나 상기 각 사이클론(40)의 원통유도부(41)에 형성된 유도공(43)의 위치나 방향 또는 크기 등을 상호 달리할 수 있는 것이다.

예를 들면, 상기 각 사이클론(40)의 원통유도부(41) 상에는 외주를 따라 일정 간격을 두고 복수개의 유도공(43)이 형성되는데, 이 유도공(43)의 위치를 분진유입구에(15) 대해 적절하게 어긋하게 하여 입구측으로부터 분진 유입량을 조절할 수 있으며, 또한 상기 내부연장덕트(20) 상에는 전술된 바와 같은 단면적과 직경의 차이에 의해 상기 원통유도부(20)의 양측으로 분진이 진행될 수 있는 확장유로(22)를 형성하여 분진의 전달이 더 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

10: 집진장치 11: 분진하우징
12: 구획판 13: 분진챔버
14: 청정챔버 15: 분진유입구
16: 에어배출구 17: 호퍼부
18: 분진배출구 20: 내부연장덕트
22: 확장유로 30: 필터백
40: 사이클론 41: 원통유도부
42: 원추배출부 43: 유도공
44: 내향유도날개

Claims (3)

1. 분진의 유출입이 가능하도록 된 내부공간이 상하로 분할되어 분진챔버(13)와 청정챔버(14)로 구획 형성되며, 상기 분진챔버(13)의 일측에 분진의 유입이 가능하도록 된 분진유입구(15)와, 상기 청정챔버(14)의 일측에 에어가 배출되도록 된 에어배출구(16)가 형성된 집진하우징(11)과;
   상기 분진챔버(13) 측에 수직 설치되어 분진을 필터링하도록 된 복수개의 필터백(30)과;
   상기 분진유입구(15)에 연통된 상태로 상기 필터백(30) 사이에 수평방향으로 연장되어 상기 분진챔버(13) 내로 연장되는 내부연장덕트(20)와;
   상기 내부연장덕트(20) 상에 복수개가 일정하게 배열되어 분진을 하향되게 유도하도록 구비되되, 상기 내부연장덕트(20)의 내부에 원통형태로 구비되어 원통 내로 분진이 유입되도록 외주상에 유도공(43)이 형성된 원통유도부(41)와, 상기 원통유도부(41)에 연통되어 상기 내부연장덕트(20)의 저면 하부로 점차 축소되게 돌출 연장되는 원추배출부(42)로 구성된 사이클론(40)을 포함하며;
   상기 유도공(43)은 상기 원통유도부(41)의 외주를 따라 복수개가 형성되고, 상기 각 유도공(43) 측에는 상기 원통유도부(41)의 내부로 연장되는 내향유도날개(44)가 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론과 필터백을 이용한 집진장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 내부연장덕트(20)는 상기 사이클론(40)의 원통유도부(41)에 대해 상대적으로 큰 단면적으로 구비되어 상기 원통유도부(41)의 양측으로 분진의 이동이 가능한 확장유로(22)가 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론과 필터백을 이용한 집진장치.

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