KR20010018498A - 싸이클론 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원심력을 이용하여 공기와 오염물을 분리하는 싸이클론 집진장치에 관한 것으로서, 싸이클론 몸체 내로 흡입된 오염물이 집진통으로 원활히 배출될 수 있도록 하여 집진효율을 상승시킬 수 있도록 하고, 또한 오염물이 싸이클론 몸체의 끝단면에 부딪혀 튕겨져 나오는 현상을 방지하여 흡입력 발생수단의 파손을 미연에 방지하도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은 싸이클론 몸체로 흡입된 공기 및 오염물이 일측으로 선회하면서 이동하고, 상기 공기 및 오염물이 선회되는 과정에서 원심 분리되며, 이 원심 분리된 공기가 공기 배출관을 통해 배출됨과 함께 오염물이 오염물 배출관을 통해 배출되도록 구성된 것에 있어서, 상기 싸이클론 몸체의 일측면인 선회류 이동 방향쪽면을 상기 이동되는 선회류의 경사방향과 동일 방향으로 경사지게 하여서 됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치가 제공된다.

Description

싸이클론 집진장치{cyclone dust collector}

본 발명은 싸이클론(cyclone) 원리를 이용하여 먼지와 같은 각종 오염물을 집진할 수 있는 싸이클론 집진장치에 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 싸이클론 집진장치의 오염물 배출을 원활히 행할 수 있도록 하는 구조에 관한 것이다.

일반적으로 싸이클론 집진장치는 원심력을 이용하여 공기와 함께 회전하는 오염물중 상기 공기는 외부로 배출하고 오염물만을 공기에서 분리하여 수집하는 것으로서, 가정용으로는 주로 진공청소기에 많이 적용되고 있다.

상기와 같은 싸이클론 집진장치는 여러 가지 형태가 있지만 그 중 공기의 유입측과 공기의 유출측이 순방향으로 이루어지면서 공기와 오염물을 분리하는 타입과 공기의 유입측과 공기의 유출측이 역방향으로 이루어지면서 공기와 오염물을 분리하는 타입으로도 구분할 수 있다.

이하, 공기의 유입측과 공기의 유출측이 순방향으로 이루어지면서 공기와 오염물을 분리하는 타입의 싸이클론 집진장치에 대하여 도시한 도 1을 참조로 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선, 전체적으로 원통형상을 이루는 싸이클론 몸체(10)의 일측면 중앙부에 공기 및 오염물(먼지, 보푸라기, 휴지조각 등등)이 흡입되는 흡입 유로관(20)이 구비되어 있고, 상기 흡입 유로관이 형성된 싸이클론 몸체(10)의 반대측면에는 싸이클론 몸체 내부로 유입된 공기가 배출되는 공기 배출관(30)이 구비되어 있다.

이 때, 상기 공기 배출관은 흡입 유로관(20)을 통해 오염물이 흡입될 수 있도록 흡입력을 발생하는 흡입력 발생수단(도시는 생략함)에 연결되어 있는데, 이는 일반적으로 모터의 구동에 따른 팬의 흡입력을 이용하여 흡입력을 발생하는 수단으로써 이에 관한 도시 및 상세한 설명은 생략한다.

상기 싸이클론 몸체의 공기 배출관(30) 근접부위에는 공기와 함께 싸이클론 몸체(10) 내부로 유입된 오염물이 배출되도록 오염물 배출관(40)이 형성되어 있고, 상기 오염물 배출관과 연통된 상태로써 오염물 배출관을 통해 배출되는 오염물을 수집하도록 집진통(50)이 구비되어 있다.

또한, 상기 싸이클론 몸체 내부의 공기 유입측에는 흡입 유로관을 통해 싸이클론 몸체 내부로 흡입된 공기가 선회력을 갖도록 다수의 날개를 가지는 선회류 발생수단(60)이 장착되어 있다.

이와 같이 구성된 싸이클론 집진장치의 작용을 설명하면 후술하는 바와 같다.

우선, 싸이클론 몸체(10)내의 공기 배출관(30)을 통해 외부로부터 흡입력이 발생되면, 오염물이 포함된 공기는 상기 싸이클론 몸체의 흡입 유로관(20)을 통해 싸이클론 몸체(10)내로 흡입된다.

이와 같이 흡입된 공기는 상기 싸이클론 몸체내에 구비된 선회류 발생수단(60)을 통과하는 과정에서 각 날개의 안내를 받아 선회력을 발생하고, 이렇게 발생된 선회력에 의해 상기 싸이클론 몸체의 내부 둘레측을 따라 선회하면서 하강한다.

이 때에는, 공기 배출관(30)으로부터 계속적인 흡입력이 발생되고 있는 상태임에 따라 상기 싸이클론 몸체 내벽면을 타고 선회하는 공기는 상기 공기 배출관을 향해 일정각도(θ) 경사진 상태로써 이동한다.

상기와 같이 싸이클론 몸체 내부를 선회하면서 하강하는 공기와 오염물은 그 중량의 차이에 의해 각기 다른 원심력을 받게 된다.

이에 따라, 중량을 가지고 있는 오염물은 상기한 원심력에 의해 상기 싸이클론 몸체(10)의 내벽을 타고 흘러내려 오염물 배출관(40)을 통해 집진통(50)내로 수집되고, 공기는 흡입력이 발생되고 있는 공기 배출관(30)을 통해 싸이클론 몸체(10)의 외부로 배출된다.

상기에서 오염물이 싸이클론 몸체(10)의 내벽을 타고 오염물 배출관(40)을 통해 배출될 수 있음은 전술한 바와 같이 일정한 질량을 가지고 있기 때문이다.

즉, F=me(F;원심력, m;질량, e;싸이클론 몸체의 중심으로부터 싸이클론 몸체의 내벽까지 거리, ω;각 가속도)에 의해 질량이 거의 0에 가까운 공기는 원심력을 거의 발생하지 않지만 질량이 있는 오염물은 원심력의 영향을 받아 상기 싸이클론 몸체의 내벽을 선회하게 되는 것이다.

또한, 거의 중량을 가지고 있지 않은 공기는 공기 배출관(30)을 통해 발생되는 흡입력에 의해 싸이클론 몸체(10)의 저면에 부딪혀 상기 싸이클론 몸체의 중앙을 따라 재 상승하면서 상기 공기 배출관을 통해 싸이클론 몸체(10)의 외부로 배출된다.

따라서, 상기 싸이클론 몸체의 내부에서 선회하는 공기는 공기 배출관(30)을 통해 싸이클론 몸체(10)의 외부로 배출되고, 상기 싸이클론 몸체의 내벽면을 따라 선회하는 오염물은 오염물 배출관(40)을 통해 집진통(50)으로 배출된다.

한편, 상기와 같이 싸이클론 몸체 내부로 흡입된 오염물이 싸이클론 몸체의 내벽면을 따라 선회하는 과정에서, 상기 오염물은 공기와 함께 공기 배출관을 향해 일정각도(θ) 경사진 상태로써 이동한다.

이는, 기 전술한 바와 같이 공기 배출관(30)으로부터 발생되고 있는 계속적인 흡입력에 의해 싸이클론 몸체 내부에서 선회하는 공기 및 오염물은 상기 공기 배출관을 향해 일정각도(θ) 경사진 상태를 이루기 때문이다.

하지만, 종래 오염물 배출관이 형성되어 있던 싸이크론 몸체 내의 끝단면은 상기와 같은 현상을 고려하지 않은 평판형으로 이루어져 있음에 따라 오염물이 상기 싸이클론 몸체 내의 끝단면에 일정 각도를 가지면서 부딪히는 현상을 초래하게 되었다.

이에 따라, 오염물은 오염물 배출관을 원활히 통과하지 못하게 되고, 그 일부는 공기의 유동이 거의 없는 오염물 배출관이 위치된 측의 반대측에 퇴적되는 문제점을 발생하게 될 뿐만 아니라 상기 싸이클론 몸체 내의 끝단면에 부딪혀 튕겨져 나온 오염물중의 일부는 공기 배출관을 통해 흡입력 발생수단으로 곧장 흡입될 수 있음에 따라 상기 흡입력 발생수단을 구성하는 모터 등과 같은 부속품의 파손을 유발하게 되는 문제점을 발생하였다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 싸이클론 몸체 내로 흡입된 오염물이 집진통으로 원활히 배출될 수 있도록 하여 집진효율을 상승시킬 수 있도록 하고, 또한 오염물이 싸이클론 몸체의 끝단면에 부딪혀 튕겨져 나오는 현상을 방지하여 흡입력 발생수단의 파손을 미연에 방지하도록 하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 싸이클론 집진장치를 나타낸 종단면도

도 2 는 본 발명에 따른 싸이클론 집진장치를 나타낸 종단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50. 집진통 100. 싸이클론 몸체

101. 경사면 140. 오염물 배출관

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면 싸이클론 몸체로 흡입된 공기 및 오염물이 일측으로 선회하면서 이동하고, 상기 공기 및 오염물이 선회되는 과정에서 원심 분리되며, 이 원심 분리된 공기가 공기 배출관을 통해 배출됨과 함께 오염물이 오염물 배출관을 통해 배출되도록 구성된 것에 있어서, 상기 싸이클론 몸체의 일측면인 선회류 이동 방향쪽면을 상기 이동되는 선회류의 경사방향과 동일 방향으로 경사지게 하여서 됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치가 제공된다.

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 첨부된 도 2를 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 2 는 본 발명에 따른 싸이클론 집진장치를 나타낸 종단면도로서, 본 발명은 싸이클론 몸체(100)의 일측면인 선회류 이동 방향쪽면을 상기 이동되는 선회류의 경사방향과 동일 방향으로 경사지게 형성하고, 오염물이 배출되는 오염물 배출관(140)은 싸이클론 몸체의 경사진면(이하, “경사면”이라 한다)(101)과 동일한 각도로 경사지게 한다.

이 때, 상기 경사면의 경사각도()는 공기 배출관(30)을 통해 발생되는 흡입력의 세기 혹은 싸이클론 몸체(100) 내에서 유동하는 오염물 및 공기의 유동각도()에 따라 그 각이 더 커지거나 혹은 더 작아질 수 있다.

즉, 흡입력의 세기가 크면 클수록 상기 경사면의 경사각도()는 커지고, 상기 흡입력의 세기가 작으면 작을수록 상기 경사면의 경사각도()는 작게 형성하는 것이 바람직 하다.

이하, 본 발명의 작용을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선, 싸이클론 몸체(100)내의 공기 배출관(30)을 통해 외부로부터 흡입력이 발생되면, 오염물이 포함된 공기는 상기 싸이클론 몸체의 흡입 유로관(20)을 통해 싸이클론 몸체(100)내부로 흡입된다.

이 때, 상기 싸이클론 몸체 내에는 선회류 발생수단(60)이 구비되어 있음에 따라 상기 싸이클론 몸체내로 흡입된 공기는 선회류 발생수단(60)을 통과하는 과정에서 선회력을 전달받아 싸이클론 몸체(100)의 내부 둘레측을 따라 선회하면서 하강한다.

이와 같은 과정에서 상기 공기 및 상기 공기속에 포함된 오염물은 공기 배출관(30)을 통해 발생되고 있는 흡입력의 세기에 따라 일정 각도의 경사()를 이루면서 하강하게 되며, 이 때에는 상기와 같은 선회력에 의해 일정 질량을 가지고 있는 오염물이 공기로부터 분리된 상태로써 원심력을 발생시키게 된다.

이에 따라 상기 원심력을 적용받으면서 싸이클론 몸체(100)의 내벽면을 타고 하강하는 오염물은 상기 싸이클론 몸체의 경사면(101)에 도달하게 된다.

이 때, 상기 경사면의 경사각도()는 싸이클론 몸체(100)내를 선회하는 선회류의 경사각도()와 거의 유사하게 경사져 있음에 따라 경사면(101)에 도달한 오염물은 상기 경사면에 부딪혀 반사되지 않고, 상기 경사면을 타고 오염물 배출관(140)으로 배출됨과 함께 상기 오염물 배출관과 연통되어 있는 집진통(50) 내로 집진된다.

또한, 상기와 같은 작용에 의해 오염물이 분리된 공기는 공기 배출관(30)을 통해 싸이클론 몸체(100) 외부로 배출되고, 이와 같은 각 과정이 연속적으로 반복 되면서 계속적인 오염물의 집진작용을 행하게 된다.

상기에서 오염물 배출관(140)은 경사면(101)과 동일 각도로 경사지게 형성하여서 된 것으로 제시하고 있지만, 특별히 동일 각도로 경사지게 형성하지 않아도 상관은 없다.

그러나, 보다 원활한 오염물의 집진이 이루어질 수 있도록 하기 위해서는 전술한 바와 같이 오염물 배출관(140)을 경사면(101)과 동일하게 경사지도록 형성하는 것이 더욱 바람직 하다.

한편, 본 발명에 따른 싸이클론 몸체의 형상은 본 발명의 실시예로 기술된 순방향 싸이클론 집진장치에만 한정되는 것은 아니다.

즉, 공기의 유입측과 공기의 유출측이 역방향으로 이루어진 싸이클론 집진장치에도 극히 용이하게 본 발명을 적용할 수 있고, 혹은 기타 여러 형태의 싸이클론 집진장치에 적용가능한 것이다.

이에 따라, 전술한 바와 같은 각 싸이클론 형태에 따른 적용 실시예는 그 도시 및 그 작용설명을 굳이 설명하지 않더라도 쉽게 이해 가능하므로 생략하도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 싸이클론 몸체의 공기 배출관이 구비된 일측면을 상기 싸이클론 몸체내로 흡입된 공기 및 오염물의 경사방향과 동일한 방향을 이루도록 경사지게 형성함으로써 오염물의 집진이 보다 원활히 이루어질 수 있게 되는 효과가 있다.

즉, 상기 공기 및 오염물의 선회 유동방향을 따라 싸이클론 몸체의 일측면이 경사져 있음으로써 종래 싸이클론 몸체의 내부중 상기 공기 및 오염물의 선회 유동 경로에 속하지 않는 부분에서의 오염물 퇴적이 방지될 수 있게 된 것이다.

또한, 상기와 같이 오염물이 오염물 배출관을 통해 집진통으로 원활히 배출될 수 있음에 따라 상기 오염물이 공기 배출관을 통해 흡입력 발생수단으로 곧장 배출됨을 방지하여 상기 흡입력 발생수단을 구성하는 모터 등과 같은 부속품의 파손을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 싸이클론 몸체로 흡입된 공기 및 오염물이 일측으로 선회하면서 이동하고, 상기 공기 및 오염물이 선회되는 과정에서 원심 분리되며, 이 원심 분리된 공기가 공기 배출관을 통해 배출됨과 함께 오염물이 오염물 배출관을 통해 배출되도록 구성된 것에 있어서,

   상기 싸이클론 몸체의 일측면인 선회류 이동 방향쪽면을 상기 이동되는 선회류의 경사방향과 동일 방향으로 경사지게 하여서 됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.