KR20040043138A - 원심 형식의 공기 정화 장치 - Google Patents

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Abstract

공압기기의 수분, 오일 및 먼지를 포함한 오염물질을 정화하는 원심 형식의 공기 정화 장치에 관한 것으로서, 공기중에 함유된 오염물질을 원심식 임펠러, 전동모터 및 여과 필터를 이용하여 공기를 정화시킬 수 있도록 한 것이다.
상기 공기관(31)의 공기 출구에서 연결되어 공기를 유인하는 원심식 공기 정화 장치(107)와, 상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 실린더형 격벽(113)의 중앙부에서 설치되는 전동모터(133)와, 상기 전동모터(133)의 회전축(135)에 고정되어 회전되는 원심 임펠러(108)와, 및 상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 하부면(119)에서 고정되어 원주상으로 설치되는 망사 재질의 실린더형 여과 필터(110)를 포함하여 이루어지는 원심 형식의 공기 정화 장치를 구성한것이다.
항공기 가스터빈엔진의 베어링 오일 분리 회수 기술인 원심식 공기 정화 장치를 산업용 공압기기의 공기 정화 장치에 이용하여 공기중의 이물질인 수분 및 오일을 포함한 오염물질을 공기중에서 효율적으로 분리함으로서, 공장설비를 포함한 각종 공압 기기의 기계적 수명을 개선시키고 유지 보수 비용을 절감시키는 효과가 있다.

Description

원심 형식의 공기 정화 장치{ centurifugal type air purification apparatus }
본 발명은 공압기기의 수분, 오일 및 먼지를 포함한 오염물질을 정화하는 원심 형식의 공기 정화 장치에 관한 것으로서, 공기중에 함유된 오염물질을 원심식 임펠러, 전동모터 및 여과 필터를 이용하여 공기를 청정시킬 수 있도록 한 것이다.
여기서 공압기기는 압축기나 송풍기 등에 의해 기계적 에너지를 공기의 에너지로 변환해, 이 압축공기를 제어 밸브 등으로 적당히 제어하여 액추에이터에 공급함으로써 그 출력을 부하의 요구에 적합한 기계적 에너지로 출력하는 기기로 정의 할수 있다.
압축 공기는 대기의 공기를 압축하여 만드는데, 대기중에는 수분, 먼지 등을 포함한 오염물질이 많이 혼합되어 있으며, 압축기로 압축하는 과정에서 오염 물질도 함께 압축되어 오염도가 높아지게 된다. 상기와 같이 흡입공기와 함께 유입되는 것 이외 공기를 압축하는 과정에서 윤활유 오일 및 탄화물의 혼입과 실(SEAL)재, 필터 엘리먼트의 찌꺼기, 마찰부위에서 발생되는 금속 분말, 부식으로 인한 녹이 있다.
종래의 공압 기기의 공기중 수분분리 제거기술에 있어서는, 냉각방식의 에프터 쿨러(after cooler), 이슬점온도로 낮추는 응축방식의 냉동식 에어 드라이어, 실리카겔, 활성 알루미나 등의 고체 흡착제를 이용하여 수분을 제거하는흡착식 에어 드라이어, 건조제를 이용한 흡수식 드라이어, 필터를 이용한 드레인 분리기등이 있으며 이외 수분, 먼지를 포함한 오염물질을 제거하기 위하여 공기 여과기, 오일 미립자 분리기, 드레인 분리기등이 있으나 수분, 오일 및 먼지등을 포함한 오염물질의 정화 효율이 낮아서 산업용 공압기기의 기계적 수명 단축, 오작동으로 인한 유지 보수비용 증가 및 불량 제품 생산의 문제점이 지적되고 있는 실정이다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 공압기기의 수분, 오일 및 먼지를 포함한 오염물질을 정화하는 원심 형식의 공기 정화 장치에 관한 것으로서, 공기중에 함유된 오염물질을 원심식 임펠러, 전동모터 및 여과 필터를 이용하여 공기를 청정시킬 수 있도록 한 것이다.
또한 항공기 가스터빈엔진의 베어링 오일 분리 회수 기술인 원심식 공기 정화 장치를 공압기기의 수분정화에 이용한 것으로서, 공기중의 이물질인 수분 및 오일을 포함한 오염물질을 공기중에서 효율적으로 분리하여 공장설비를 포함한 각종 공압 기기의 기계적 수명을 개선시키고 유지 보수 비용의 절감 효과가 있도록 한 것 이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상기 공기관(31)의 공기 출구에서 연결되어 공기를 유인하는 원심식 공기 정화 장치(107)와, 상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 실린더형 격벽(113)의 중앙부에서 설치되는 전동모터(133)와, 상기 전동모터(133)의 회전축(135)에 고정되어 회전되는 원심 임펠러(108)와, 및 상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 하부면(119)에서 고정되어 원주상으로 설치되는 망사 재질의 실린더형 여과 필터(110)를 포함하여 이루어지는 원심 형식의 공기 정화 장치와,
상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 하부면(119)에서 고정되어 원주상으로 설치되는 망사형 여과공(112)을 갖는 실린더형 여과 필터(110)와, 및 내측면에 형성되는 나선형 스파이럴 홈(111)을 포함하여 이루어지는 원심 형식의 공기 정화 장치와,
공기 흐름의 소음을 흡수하는 망사 재질의 실린더형 여과 필터(110)를 포함하는 원심 형식의 공기 정화 장치와,
상기 공기관(31)의 공기 출구에서 연결되어 공기를 유인하는 원심식 공기 정화 장치(107)와, 상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 실린더형 격벽(113)의 중앙부에서 설치되는 베어링(134)과, 상기 베어링(134)의 회전축(135)에 고정되어 회전되는 원심 임펠러(108)와, 및, 상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 하부면(119)에서 고정되어 원주상으로 설치되는 망사 재질의 실린더형 여과 필터(110)를 포함하여 이루어지는 원심 형식의 공기 정화 장치와,
원심식 공기 정화 장치(107)의 내부에 위치시키어 설치한 베어링(134)과, 상기 베어링(134)에 고정되어 자유로이 회전하는 축류식 회전팬(108A)을 포함하여 이루어지는 원심 형식의 공기 정화 장치를 구성 한 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 원심식 공기 정화 장치의 구조도
도 2 는 본 발명에 따른 공기 정화 장치의 배출구 AA 단면도
도 3 은 본 발명에 따른 원심 임펠러의 작동 설명도
도 4 는 본 발명에 따른 망사형 필터의 구조도 및 단면도
도 5 는 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심식 공기 정화 장치의 구조도
도 6 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 축류식 회전팬의 작동설명도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
107 : 원심식 공기 정화장치 108 : 원심식 임펠러
110 : 여과 필터 133 : 전동모터
상기한 바와 같이 구성된 본 발명을 실시 예로서 도시한 첨부 도면과 함께 이를 더욱 상세하게 설명하면 다음과같다.
여기서 제 1 도, 제 2 도, 제 3 도 및 제 4 도는, 원심 임펠러를 이용한 자동차 배출가스 습식 정화 시스템의 부속 장치로서 한국 실용신안 출원 20-2002-0033201 (동일 출원인 및 발명자)에 출원된 바 있으며, 상기 출원은 산업용 공압기기의 공기 정화에도 유사한 구조 및 작동 원리를 갖고 있으며, 본원의 분할 출원 내용인 원심 형식의 공기 정화 장치에 그대로 응용가능한 기술내용이므로 선출원에 기재된 자동차 배출 가스 습식 정화시스템에서 기재된 각각의 부품 명칭을 원심 형식의 공기 정화 장치의 해당 부품 명칭으로 변경하고 도면 및 참조 번호는 그대로 인용한 것 이다.
도 1 은 본 발명에 따른 원심식 공기 정화 장치의 구조도에 도시한바와 같이, 공압기기의 수분, 오일 및 먼지를 포함한 오염물질을 정화하는 원심 형식의 공기 정화 장치에 있어서, 상기 공기관(31)의 공기 출구에서 연결되어 공기를 유인하는 원심식 공기 정화 장치(107)와, 상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 실린더형 격벽(113)의 중앙부에서 설치되는 전동모터(133)와, 상기 전동모터(133)의 회전축(135)에 고정되어 회전되는 원심 임펠러(108)와, 및 상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 하부면(119)에서 고정되어 원주상으로 설치되는 망사 재질의 실린더형 여과 필터(110)를 포함하여 이루어지는 원심 형식의 공기 정화 장치와, 및
도 4 는 본 발명에 따른 망사형 필터의 구조도 및 단면도에 도시한바와 같이, 상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 하부면(119)에서 고정되어 원주상으로 설치되는 망사형 여과공(112)을 갖는 실린더형 여과 필터(110)와, 및 내측면에 형성되는 나선형 스파이럴 홈(111)을 포함하여 이루어지는 원심 형식의 공기 정화 장치와, 및 공기 소음을 흡수하는 망사 재질의 실린더형 여과 필터(110)를 포함하는 원심 형식의 공기 정화 장치와,
도 5 는 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심식 공기 정화 장치의 구조도에 도시한바와 같이, 상기 공기관(31)의 공기 출구에서 연결되어 공기를 유인하는 원심식 공기 정화 장치(107)와, 상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 실린더형 격벽(113)의 중앙부에서 설치되는 베어링(134)과, 상기 베어링(134)의 회전축(135)에 고정되어 회전되는 원심 임펠러(108)와, 및, 상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 하부면(119)에서 고정되어 원주상으로 설치되는 망사 재질의 실린더형 여과 필터(110)를 포함하여 이루어지는 원심 형식의 공기 정화 장치와,
도 6 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 축류식 회전팬의 작동설명도에 도시한바와 같이, 원심식 공기 정화 장치(107)의 내부에 위치시키어 설치한 베어링(134)과, 상기 베어링(134)에 고정되어 자유로이 회전하는 축류식 회전팬(108A)을 포함하여 이루어지는 원심 형식의 공기 정화 장치를 구성 한 것이다.
도 1 에 도시한 바와 같이, 공기관(31)의 출구에서 프레임(150)상에 고정 설치되어 공기를 유인하는 원심식 공기 정화 장치(107)의 실린더형 격벽(113)의 중앙부에서 설치되는 전동모터(133)가 회전하게 되면서 상기 전동모터(133)의 회전축(135)에 고정되어 회전되는 원심 임펠러(108)가 회전하게된다. 따라서, 공기관(31)의 기체는, 도 3 은 본 발명에 따른 원심 임펠러의 작동 설명도에 도시한 바와 같이, 원심식 공기 정화 장치(107)의 내부로 유인됨과 동시에 화살표로표시한 바와 같이 와류 형태의 소용돌이 흐름으로 변환된 이후, 소용돌이 흐름의 원심력이 발생하게된다.
공기중에 함유되어 있는 무거운 밀도의 수분은 실린더형 여과 필터(110)의 내면을 따라 흐르면서 충돌하면서 화살표로 표시한 바와 같이 내부로 스며들고, 도 2 는 본 발명에 따른 공기 정화 장치의 배출구 AA 단면도에 도시한 바와 같이, 실린더형 여과 필터(110)와 하우징(109)의 틈사이에서 형성된 실린더 형태의 회수통로(160)로 모이게 되어 회수관(11)을 통하여 배출되고, 정화된 공기는 원심식 공기 정화 장치(107)의 바닥면(119)에 형성된 다수의 흡입구를 갖는 테일 파이프(32)를 통하여 각종 공압기기로 공급할 수 있음으로서, 공기저장탱크, 혹은 공압 동력원에서 각종 공압 기기로 공급되는 공기를 청정 건조하게 할 수 있는 원심 형식의 공기 정화 장치를 제공할 수 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 원심 임펠러의 작동 설명도에 도시한바와 같이, 전동 모터(133)의 회전축(135)에 고정되어 고속회전하는 원심 임펠러(108)는 공기관(31)으로 부터 배기 및 증기의 혼합 기체를 배기관(31) 방향으로 배기 및 증기의 혼합기체를 화살표로 표시한 바와 같이 유인함과 동시에 원심력에 의하여 원심식 공기 정화 장치(107) 내부에서 화살표로 표시한 바와 같이 와류 형태의 소용돌이 흐름으로 유도하여 상기와 같이 망사 재질의 실린더형 여과 필터(110)를 이용하여 공기중의 수분, 오일 및 먼지를 포함한 이물질을 정화할 수 있어서, 본 발명의 특징은 필터, 트랩등과 같은 공기 흐름을 저해하는 구조를 갖는 종래의 공기 정화 장치에서와 같이 공기관(31)에서 각종 공압기기에 공급 되는 공기의 압력 및 흐름 상태에 나쁜 영향을 초래하는 부작용이 없다.
도 4 는 본 발명에 따른 망사형 필터의 구조도 및 단면도에 도시한 바와 같이, 원심식 공기 정화 장치(107)의 내부에 삽입시키는 망사 재질의 실린더형 여과 필터(110)는 미국 던롭 주식회사 (DUNLOP) 제품인 망사형 금속 필터로서 공기중에 혼합된 합성 세제의 정화 기능이 탁월하며, 더욱 내구성측면으로는 16,000 RPM으로 초고속 회전하는 항공기 엔진의 베어링오일을 공기중에서 회수하는 경우에서 이용될 수 있도록 초고속 원심력을 포함한 다양한 부하에 견디고 금속재로서 열적 부하에도 강한 내구성을 갖고 있다. 더욱 본 발명에서는 상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 하부면(119)에서 고정되어 원주상으로 설치되는 망사형 여과공(112)을 갖는 실린더형 여과 필터(110)의 세정수 회수 기능을 보완하여 내측면에 나선형 스파이럴 홈(111)을 형성 시키어 원심 임펠러(108, 208)에 의하여 형성된 배기 및 증기의 소용돌이 유동을 나선형 스파이럴 홈(111)을 따라서 지나도록 공기 흐름을 유도하여 공기중의 수분, 오일 및 먼지를 포함한 이물질을 더욱 효율적으로 정화시키는 기능이 있으며, 또한 배기 가스를 유인하는 원심 임펠러(108); 압축 공기의 소음을 흡수하는 망사 재질의 실린더형 여과 필터(110)를 구성함으로서, 원심 임펠러(108)의 유인작용으로 공기관(31)내부에서 각종 공압기기에 영향을 주는 흐름 저항이 없으며 무수한 여과공(112)를 갖는 망사형 재질의 실린더형 여과 필터(110)에서 공기 소음을 흡수할 수 있어서 공압기기의 정숙한 운전이 가능하다.
도 5 는 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심식 공기 정화 장치의 구조도에 도시한 바와 같이, 공기 탱크, 공압 발생 장치에서 유입되는 공기 흐름 운동 에너지를 이용함으로서 외부 에너지인 전동모터(133)이 없이 공기정화장치의기능을 수행할 수 있다. 상기 공기관(31)의 공기 출구에서의 공기 흐름 운동에너지를 이용하여 실린더형 격벽(113)의 중앙부에서 설치되는 베어링(134)의 회전축(135)에서 자유로이 회전가능한 원심 임펠러(108)를 회전시키는 원심식 공기 정화 장치(107)를 구성하여서, 상기한 바와 같이, 공기관(31)의 공기는, 도 3 은 본 발명에 따른 원심 임펠러의 작동 설명도에 도시한 바와 같이, 원심식 공기 정화 장치(107)의 내부로 유인됨과 동시에 화살표로 표시한 바와 같이 와류 형태의 소용돌이 흐름으로 변환된 이후, 소용돌이 흐름의 원심력이 발생하게된다.
공기중에 함유되어 있는 무거운 밀도의 수분은 실린더형 여과 필터(110)의 내면을 따라 흐르면서 충돌하면서 화살표로 표시한 바와 같이 내부로 스며들고, 도 2 는 본 발명에 따른 공기 정화 장치의 배출구 AA 단면도도 2 에 도시한바와 같이, 실린더형 여과 필터(110)와 하우징(109)의 틈사이에서 형성된 실린더 형태의 회수통로(160)로 모이게 되어 회수관(11)을 통하여 배출되고, 정화된 공기는 원심식 공기 정화 장치(107)의 바닥면(119)에 형성된 다수의 흡입구를 갖는 테일 파이프(32)를 통하여 각종 공압기기로 공급할 수 있음으로서, 공기저장탱크, 혹은 공압 동력원에서 각종 공압 기기로 공급되는 공기를 청정 건조하게 할 수 있는 다른 실시예의 원심 형식의 공기 정화 장치를 제공한 것 이다.
도 6 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 축류식 회전팬의 작동설명도에 도시한바와 같이, 상기 전동모터(133)의 회전축(135)에 고정되어 회전되는 축류식 회전팬(108A)을 이용하여 상기 원심 임펠러(108)를 대체하여 상기와 같이 이용하는 원심 형식의 공기 정화 장치와, 및 또 다른 실시예의 원심 형식의 공기 정화 장치로서는 원심 임펠러(108)를 대체하여 상기 베어링(134)의 회전축(135)에 고정되어 자유로이 회전하는 축류식 회전 팬(108A)을 설치하는것을 포함하여 이루어지는 원심 형식의 공기 정화 장치를 구성 하여 상기한 바와 같이 원심 형식의 공기 정화 장치를 제공한 것 이다.
따라서 고압 공기 탱크 또는 공압 발생 장치에서 생성되어진 고압의 공기를 효과적으로 이용함으로서, 전동 모터(133)에 소모되는 외부 에너지 공급이 없어서 원심 임펠러(108) 및 축류식 회전 팬(108A)을 회전시키는 간단한 구조로서 취급 및 설치가 간단한 원심 형식의 공기 정화 장치를 제공한 것 이다.
이와 같이 본 발명은 원심식 공기 정화 장치를 이용하여 공기중의 이물질인 수분 및 오일을 포함한 오염물질을 정화하여 공장설비를 포함한 각종 기기를 운전시키는 효과가 있으며, 더욱 항공기 가스터빈엔진의 베어링 오일 분리 회수 기술인 원심 임펠러 및 여과 필터를 포함한 원심식 공기 정화 장치를 공압기기의 수분정화에 이용한 것으로서, 공기중의 이물질인 수분 및 오일을 포함한 오염물질을 공기중에서 효율적으로 분리하여 공장설비를 포함한 각종 공압 기기의 기계적 수명을 개선시키고 유지 보수 비용의 절감 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 공기 압축기의 압축 공기 정화장치에 있어서, 공기를 유인하는 원심식 공기 정화 장치(107)와, 상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 실린더형 격벽(113)의 중앙부에서 설치되는 전동모터(133)와, 상기 전동모터(133)의 회전축(135)에 고정되어 회전되는 원심 임펠러(108)와, 및, 상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 하부면(119)에서 고정되어 원주상으로 설치되는 망사 재질의 실린더형 여과 필터(110)와, 및, 실린더형 여과 필터(110)에 형성된 여과공(112)와 나선형 스파이럴 홈(111)을 포함하여 이루어지는 원심 형식의 공기 정화 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 공기 압축기의 압축 공기 정화장치에 있어서, 공기를 유인하는 원심식 공기 정화 장치(107)와, 상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 실린더형 격벽(113)의 중앙부에서 설치되는 베어링(134)과, 상기 베어링(134)의 회전축(135)에 고정되어 회전되는 원심 임펠러(108)와, 및, 상기 원심식 공기 정화 장치(107)의 하부면(119)에서 고정되어 원주상으로 설치되는 망사 재질의 실린더형 여과 필터(110)를 포함하여 이루어지는 원심 형식의 공기 정화 장치.
  5. 삭제
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