KR20020071622A - 다중 싸이클론 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 싸이클론 집진장치에 관한 것으로서, 미세한 이물질까지도 효과적으로 집진할 수 있도록 하여 집진 효율을 향상시키기 위한 것이다.

이를 위해 본 발명은 일측부 외주면에는 이물질을 포함한 공기가 흡입되는 흡입구(111)가 형성되고, 타측부 외주면에는 이물질이 배출되는 배출구(113)가 형성되는 제1싸이클론 몸체(110)와; 상기 제1싸이클론 몸체의 배출구(113)와 연통되어 설치되는 제1집진부(120)와; 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 내부에 구비됨과 함께 일부분이 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 일측면을 통해 외부로 노출되며, 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 내부에 위치하는 끝단부에는 흡입구(131)가 형성되고 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 외부에 위치하는 끝단부 외주면에는 배출구(133)가 형성되는 제2싸이클론 몸체(130)와; 상기 제2싸이클론 몸체의 배출구(133)와 연통되어 설치되는 제2집진부(140)와; 상기 제1싸이클론 몸체(110) 타측면을 관통하여 상기 제2싸이클론 몸체(130)의 내부까지 연장 설치되는 공기 토출관(160); 상기 공기 토출관(160)의 공기 토출측에 구비되어 흡입력을 발생시키는 흡입력 발생수단을 포함하여 구성되는 다중 싸이클론 집진장치가 제공된다.

Description

다중 싸이클론 집진장치{Multi cyclone dust collector}

본 발명은 싸이클론 원리를 이용하여 먼지와 같은 이물질을 집진하는 싸이클론 집진장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이물질을 집진하는 작용을 다중으로 수행하는 다중 싸이클론 집진장치에 관한 것이다.

일반적으로 싸이클론 집진장치는 원심력을 이용하여 공기와 함께 회전하는 이물질은 집진하고 공기는 외부로 배출하는 장치로서, 진공청소기에 많이 적용되고 있다.

한편, 상기와 같은 싸이클론 집진장치는 공기의 유동방향에 따라, 순방향 싸이클론 집진장치와 역방향 싸이클론 집진장치로 구분할 수 있으며, 그 밖에 이물질의 집진을 여러 번 수행하도록 하여 집진 성능을 향상시키는 다중 싸이클론 집진장치가 있다.

도 1 은 일반적인 역방향 싸이클론 집진장치를 나타내는 종단면도로서, 도시한 바와 같이 역방향 싸이클론 집진장치(10)는 싸이클론 몸체(11)와, 상기 싸이클론 몸체(11)의 일측부 외주면에 형성되는 공기 흡입관(12)과, 상기 싸이클론 몸체(11)의 타측부에 형성되는 이물질 배출관(13)과, 상기 이물질 배출관(13)에 연통 구비되는 이물질 집진부(14)와, 상기 싸이클론 몸체(11)의 일측면에서 그 몸체 내부에 일부분이 삽입 설치되는 공기 토출관(15)으로 구성된다.

도 2 는 일반적인 순방향 싸이클론 집진장치를 나타내는 종단면도로서, 도시한 바와 같이 순방향 싸이클론 집진장치(20)는 싸이클론 몸체(21)와, 상기 싸이클론 몸체(21)의 일측부 외주면에 형성되는 공기 흡입관(22)과, 상기 싸이클론 몸체(21)의 타측부 외주면에 형성되는 이물질 배출관(23)과, 상기 이물질 배출관(23)에 연통 구비되는 이물질을 집진부(24)와, 상기 싸이클론 몸체(21)의 타측면에서 그 몸체 내부에 일부분이 삽입 설치되는 공기 토출관(25)으로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 역방향 싸이클론 집진장치(10) 및 순방향 싸이클론 집진장치(20)는 공통적으로, 공기 흡입관(12),(22)을 통해 이물질을 포함한 공기가 흡입되고, 질량을 갖는 이물질은 원심력에 의해 싸이클론 몸체(11),(21)의 내주면을 따라 회전하면서 이동하여 이물질 집진부(14),(24)에 집진된다.

한편, 각 싸이클론 집진장치의 공기 흡입관(12),(22)을 통해 흡입된 공기는 역방향 싸이클론 집진장치(10)에서는 흡입된 유동 방향과 반대 방향으로 전환되어 공기 토출관(15)을 통해 토출되고, 순방향 싸이클론 집진장치(20)에서는 흡입된 유동 방향 그대로 이동하여 공기 배출관(25)을 통해 토출된다.

그런데, 전술한 역방향 싸이클론 집진장치 또는 순방향 싸이클론 집진장치는 이물질의 집진이 한 번만 수행되기 때문에, 미세한 이물질은 집진되지 못하고 공기와 함께 토출되는 문제가 있다.

이에 따라. 최근에는 이물질의 집진 효율을 더욱 향상하기 위해, 상기한 역방향 싸이클론 집진장치 또는 순방향 싸이클론 집진장치를 직렬 또는 병렬로 연결하여 집진 효율을 향상하기 위한 다양한 형태의 다중 싸이클론 집진장치가 개발되고 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 미세한 이물질까지도 효과적으로 집진할 수 있는 다중 싸이클론 집진장치를 제공하기 위한 것이다.

도 1 은 일반적인 역방향 싸이클론 집진장치를 나타내는 종단면도

도 2 는 일반적인 순방향 싸이클론 집진장치를 나타내는 종단면도

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 싸이클론 집진장치를 나타내는 사시도

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 싸이클론 집진장치를 나타내는 종단면도

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

110.제1싸이클론 몸체120.제1집진부

130.제2싸이클론 몸체140.제2집진부

150.공기 흡입관160.공기 토출관

170.모터팬

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 형태는 일측부 외주면에는 이물질을 포함한 공기가 흡입되는 흡입구가 형성되고, 타측부 외주면에는 이물질이 배출되는 배출구가 형성되는 제1싸이클론 몸체와; 상기 제1싸이클론 몸체의 배출구와 연통되어 설치되는 제1집진부와; 상기 제1싸이클론 몸체의 내부에 구비됨과 함께 일부분이 상기 제1싸이클론 몸체의 일측면을 통해 외부로 노출되며, 상기 제1싸이클론 몸체의 내부에 위치하는 끝단부에는 흡입구가 형성되고 상기 제1싸이클론 몸체의 외부에 위치하는 끝단부 외주면에는 배출구가 형성되는 제2싸이클론 몸체와; 상기 제2싸이클론 몸체의 배출구와 연통되어 설치되는 제2집진부와; 상기 제1싸이클론 몸체 타측면을 관통하여 상기 제2싸이클론 몸체의 내부까지 연장 설치되는 공기 토출관; 상기 공기 토출관의 공기 토출측에 구비되어 흡입력을 발생시키는 흡입력 발생수단을 포함하여 구성되는 다중 싸이클론 집진장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도 3 과 도 4 를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 싸이클론 집진장치를 나타내는 사시도이고, 도 4 는 도 3 의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 싸이클론 집진장치를 나타내는 종단면도이다.

도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 싸이클론 집진장치(100)는 크게 이물질의 1차 집진을 수행하는 제1싸이클론 몸체(110) 및 제1집진부(120)와, 이물질의 2차 집진을 수행하는 제2싸이클론 몸체(130) 및 제2집진부(140)와, 공기를 흡입하는 공기 흡입관(150)과, 공기를 토출하는 공기 토출관(160)과, 흡입력을 발생하는 모터팬(170)과 같은 흡입력 발생수단으로 이루어진다.

구체적으로, 상기 제1싸이클론 몸체(110)는 원통 형상으로 형성되어, 일측부의 외주면에는 이물질을 포함한 공기가 흡입되는 흡입구(111)가 형성되고, 타측부의 외주면에는 상기 흡입구(111)를 통해 흡입된 이물질이 배출되는 배출구(113)가 형성된다.

그리고, 상기 제1싸이클론 몸체의 흡입구(111)에는 이물질을 포함한 공기가 흡입되는 공기 흡입관(150)이 설치되고, 상기 제1싸이클론 몸체의 배출구(113)에는 상기 배출구(113)를 통해 배출되는 이물질을 집진하는 제1집진부(120)가 연통하여 설치된다.

이 때, 상기 공기 흡입관(150)은 이물질을 포함한 공기가 제1싸이클론 몸체(110) 내주면에 접선방향으로 유입되도록 설치되며, 제1집진부(120) 역시 상기 제1싸이클론 몸체(110) 내주면을 회전 이동한 이물질이 원활히 유입되도록 상기 제1싸이클론 몸체(110) 내주면의 접선방향을 따라 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 내부에는 제2싸이클론 몸체(130)가 구비되는데, 이 때 상기 제2싸이클론 몸체(130)의 일부분이 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 일측면을 관통하여 외부로 노출된다.

따라서, 상기 제2싸이클론 몸체(130)의 일측 끝단부는 상기 제1싸이클론 몸체(110) 외부에 위치하며, 상기 제2싸이클론 몸체(130)의 타측 끝단부는 상기 제1싸이클론 몸체(110) 내부에 위치하게 된다.

특히, 상기 제2싸이클론 몸체(130)의 타측 끝단부는 개방되어 상기 제1집진부(120)에 집진되지 않은 미세 이물질을 포함한 공기가 흡입되도록 흡입구(131)가 형성되고, 상기 제2싸이클론 몸체(130)의 일측 끝단부 외주면에는 상기 흡입구(131)를 통해 흡입된 미세 이물질이 배출되는 배출구(133)가 형성된다.

그리고, 상기 제2싸이클론 몸체(130)는 상기 흡입구(131)측으로 갈수록 지름이 선형적으로 증가하는 콘(cone) 형상으로 형성되어 공기 및 미세 이물질의 유입이 원활해 진다.

또한, 상기 제2싸이클론 몸체(130)는 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 내부에 설치됨에 따라, 상기 제2싸이클론 몸체(130)의 외주면은 상기 제1싸이클론 몸체의 흡입구(111)를 통해 흡입된 이물질을 포함한 공기의 회전을 안내하는 가이드 역할을 수행하게 된다.

전술한 바와 같이 상기 제2싸이클론 몸체(130)가 콘 형상으로 형성되므로, 상기 제2싸이클론 몸체(130)의 외주면의 안내를 받으며 회전하는 공기 및 이물질의 유동 속도가 증가하게 된다.

한편, 상기 제1싸이클론 몸체(110) 외부에 위치하는 상기 제2싸이클론 몸체(130)의 일부분은 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 일측면을 기준으로 하여, 다시 그 끝단부로 갈수록 지름이 증가하는 확산부(135)의 형태를 이룬다.

그리고, 상기 제2싸이클론 몸체의 배출구(133)에는 제2집진부(140)가 연통 설치되는데, 이 때 상기 제2집진부(140)는 상기 제2싸이클론 몸체(130) 내주면의 접선방향을 따라 설치되는 것이 좋다.

한편, 상기한 제1집진부(120)와 제2집진부(140)은 도시한 바와 같이 격벽으로 공간을 구획함으로서 일체로 형성될 수 있다.

또한, 상기 공기 토출관(160)은 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 타측면을 관통하여 외부로부터 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 내부를 거쳐 상기 제2싸이클론 몸체(130) 내부에까지 연장 설치된다.

이 때, 상기 제2싸이클론 몸체(130) 내부로 연장되는 상기 공기 토출관(160)의 길이는, 상기 제1싸이클론 몸체(110) 내부에 위치되는 상기 제2싸이클론 몸체(130) 길이에 대략 1/3 정도가 적당하다.

이는 상기 공기 토출관(160)의 끝단이 상기 제2싸이클론 몸체(130) 내부에 너무 깊숙이 위치하게 되면, 흡입력이 상기 제2집진부(140)로 집진되는 미세 이물질의 유동에 영향을 미쳐서, 공기와 함께 상기 공기 토출관(160)으로 흡입될 수 있기 때문이다.

그리고, 상기 공기 토출관(160)의 공기 토출측에는 집진 작용을 위한 모터팬(170)과 같은 흡입력을 발생시키는 흡입력 발생수단이 설치된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 다중 싸이클론 집진장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

공기 토출관(160)측에 구비된 흡입력 발생수단인 모터팬(170)에 의해 흡입력이 발생되면, 흡입력이 전달되어 외부의 이물질을 포함한 공기가 공기 흡입관(150)을 통해 제1싸이클론 몸체(110) 내부로 흡입된다.

이 때, 상기 공기 흡입관(150)은 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 내주면에 접선방향을 따라 설치됨에 따라, 상기 공기 흡입관(150)을 통해 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 내부로 흡입되는 공기는 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 내주면을 회전하는 원심력을 갖게 된다.

그리고, 상기와 같이 흡입된 이물질을 포함한 공기는 회전 원심력에 의해 제1싸이클론 몸체(110)의 내주면을 따라 회전함과 동시에 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 타측부를 향해 이동하게 된다.

이 때, 상기 제2싸이클론 몸체(130)가 그 흡입구(131)측으로 갈수록 지름이 선형적으로 증가하도록 형성됨에 따라, 공기는 제2싸이클론 몸체(130)의 안내를 받으며 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 내주면에 근접한 상태로 회전하게 된다.

또한, 공기는 상기 제2싸이클론 몸체(130)의 타측 끝단부로 갈수록 회전하여 이동하는 공간이 좁아짐에 따라 유동속도가 증가하게 되고, 이에 따라 이물질은 원심력이 증가되어 공기로부터의 분리 성능이 향상된다.

그리고, 상기 제2싸이클론 몸체(130)를 벗어난 부분에서는 공기에 포함된 이물질은 원심력이 유지되어 회전 및 이동을 계속하여 상기 제1싸이클론 몸체(110) 타측부 외주면에 형성된 배출구(113)를 통해 제1집진부(120)로 집진된다.

한편, 질량을 거의 갖고 있지 않은 공기 및 이물질 중 아주 작은 질량을 갖는 미세 이물질은 원심력이 작아서 상기 제1집진부(120)에 집진되지 않고 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 중심부로 이동하게 된다.

이 때, 공기 및 미세 이물질은 상기 제2싸이클론 몸체(130)측으로부터의 흡입력에 의해 상기 제2싸이클론 몸체(130) 내부로 이동하게 된다.

상기와 같이 제2싸이클론 몸체의 흡입구(131)를 통해 그 내부로 흡입되는 공기 및 미세 이물질은 상기 제2싸이클론 몸체(130)의 내주면을 따라 다시 회전 이동하면서 점점 흡입력이 발생되는 상기 제2싸이클론 몸체(130)의 중심부에 가까워진다.

그러나, 상기 제2싸이클론 몸체(130)는 상기 제1싸이클론 몸체(110)의 일측면에서 그 외부측으로 다시 그 지름이 선형적으로 증가하는 확산부(137)를 형성하므로, 미세 이물질은 흡입력의 영향에서 벗어나게 되고, 상기 제2싸이클론 몸체(130)의 일측 끝단부 외주면에 형성된 배출구(133)를 통해 제2집진부(140)로 집진된다.

한편, 공기는 상기 제2싸이클론 몸체(130)의 중심부로 이동하다가 흡입력이 작용하는 공기 토출관(160)을 통해 토출된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 제1싸이클론 몸체와 제2싸이클론 몸체에서 이물질의 집진 작용이 다중으로 수행되므로 미세한 이물질까지도 집진할 수 있으며, 또한 제2싸이클론 몸체를 콘 형상으로 형성하여 이물질의 원심력을 증가시킴으로서 공기로부터의 이물질 분리 성능이 향상되어, 이물질의 집진 성능이 향상되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 일측부 외주면에는 이물질을 포함한 공기가 흡입되는 흡입구가 형성되고, 타측부 외주면에는 이물질이 배출되는 배출구가 형성되는 제1싸이클론 몸체와;

   상기 제1싸이클론 몸체의 배출구와 연통되어 설치되는 제1집진부와;

   상기 제1싸이클론 몸체의 내부에 구비됨과 함께 일부분이 상기 제1싸이클론 몸체의 일측면을 통해 외부로 노출되며, 상기 제1싸이클론 몸체의 내부에 위치하는 끝단부에는 흡입구가 형성되고 상기 제1싸이클론 몸체의 외부에 위치하는 끝단부 외주면에는 배출구가 형성되는 제2싸이클론 몸체와;

   상기 제2싸이클론 몸체의 배출구와 연통되어 설치되는 제2집진부와;

   상기 제1싸이클론 몸체 타측면을 관통하여 상기 제2싸이클론 몸체의 내부까지 연장 설치되는 공기 토출관;

   상기 공기 토출관의 공기 토출측에 구비되어 흡입력을 발생시키는 흡입력 발생수단을 포함하여 구성되는 다중 싸이클론 집진장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2싸이클론 몸체는 흡입구측으로 갈수록 지름이 선형적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1싸이클론 몸체 외부로 노출되는 상기 제2싸이클론 몸체의 일부분이 그 끝단부로 갈수록 지름이 선형적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2싸이클론 몸체 내부로 연장되는 상기 공기 토출관의 길이는 상기 제2싸이클론 몸체 전체 길이의 대략 1/3 정도인 것을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.