KR20060118252A

KR20060118252A - 유체충돌을 이용한 세척 장치

Info

Publication number: KR20060118252A
Application number: KR1020050040849A
Authority: KR
Inventors: 강성욱
Original assignee: 신우기연 주식회사
Priority date: 2005-05-16
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2006-11-23
Also published as: KR100681513B1

Abstract

본 발명은 물과 압축공기와 같은 유체의 충돌을 이용한 세척장치에 관한 것으로서, 특히 수직방향으로 물을 분사하는 살수유닛과 세척면에 기울어지게 배치되는 안내판에 의해 적은 양의 물로도 충분한 세척효과를 낼 수 있는 세척장치에 관한 것으로서 이때 상기 안내판에 압축공기를 분사하는 경우 더욱 우수한 세척효과가 발생하는 세척장치에 관한 것이다.

압축공기, 살수, 컨베이어, 세척

Description

유체충돌을 이용한 세척 장치{Cleaning apparatus by fluid collision}

도 1은 종래의 광석 또는 석탄을 운반하는 컨베이어 시스템에 대한 개념도,

도 2는 종래의 스크래퍼를 이용한 컨베이어 세척장치의 개념도,

도 3은 물만을 이용한 컨베이어 세척장치의 개념도,

도 4는 상기 물만을 이용한 세척장치의 실제 시험례,

도 5는 본 발명의 세척장치와 안내판을 이용한 세척장치의 개념도,

도 6a 및 6b는 본 발명의 세척장치에 대한 상세도,

도 7은 본 발명의 세척장치에 의한 실제 시험례,

도 8은 본 발명의 세척장치에 분산방지판을 부착한 개념도이다.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

200 : 살수유닛 210 : 펌프

220 : 살수헤드 300 : 공기분출유닛

310 : 압축기 320 : 공기분출헤드

400 : 공기가이드 유닛 410 : 안내판

420 : 분산방지판

일반적으로 광석이나 석탄등과 같은 물질을 운반하기 위해 컨베이어가 사용되는데, 첨부된 도 1을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

즉, 상기 도 1에 도시된 바와 같이 광석이나 석탄과 같은 운반물질(110)은 일차적으로 제1차 컨베이어(120)에 의해 운반된 후 낙하되어 다시 제2차 컨베이어(130)에 의해 운송된다. 이때 상기 컨베이어 예를 들어 제1차 컨베이어(120)의 경우 운반물질 전부 낙하하지는 않고 일부는 상기 제1차 컨베이어의 하부 벨트에 잔존하게 되어 이를 세척할 필요가 발생한다.

이에 대해서 첨부된 도 2를 참조하여 설명하면,

상기 제1차컨베이어(120)는 운반물질(110)이 운반되는 상부벨트(121)와 운반이 끝나고 돌아가는 하부벨트(122)로 구성된다.

이때 상기 하부벨트(122)에는 상술한 바와 같이 운반물질(110)이 잔존하게 되는바, 상기 잔존해 있는 운반물질(110)을 제거할 세척장치가 요구되는 것이다.

종래에는 상기 세척장치로서 스크래퍼(scrapper)(123)가 사용되었다.

상기 스크래퍼(123)은 상기 하부벨트(122)에 접촉하여 잔존물질을 긁어내는 방식을 사용하고 있다. 즉 상기 스크래퍼(123)는 하부벨트(122)와 기계적으로 접촉하여 제거하는 것인데 이때 상기 스크래퍼(123)의 날이 쉽게 마모되어 빈번히 그 날을 교체해야 하며 하부벨트(122)와 완전히 접촉하지 못하는 경우가 발생한다. 이와 같은 경우 상기 스크래퍼(123)에 의해 잔존물질을 완전히 제거하지 못하여 2-3개의 스크래퍼를 사용하는 경우에도 세척이 불완전한 문제점이 있었다. 또한 상기 스크래퍼(123)에 의해 하부벨트(122)가 마모되어 컨베이어 벨트를 자주 교체해야 하는 유지비 상승의 문제점이 있었다.

또한, 이러한 문제를 해결하기 위하여 물을 분출하는 세척면을 타격하는 기술이 검토되었으나, 상기 물 분출 각도가 세척면에 수직한 방향인 경우 타격후 사방에 뿌려진 물이 컨베이어에 의해 운송됨에 의해 상기 세척에 사용된 물이 사방에 뿌려져서 2차오염이 발생되는 문제점이 있어 이를 방지하기 위해서 분출각도를 30°정도 기울어지게 분출하는 기술이 제안되었으나 이 경우 수직성분의 타격력이 약해져서 결국 보다 많은 양의 물이 소요되는 문제점이 있어 실용화되지 못하고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 세척이 불완전한 문제점, 그리고 스크래퍼와 컨베이어 벨트의 마모에 의한 유지비 상승이라는 문제점을 해결함과 동시에 물을 분출하는 경우 발생하는 2차 오염 또는 사용되는 물의 양이 증가하는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 안내판상에 소량의 물이 수직방향으로 컨베이어 벨트를 타격함에 의해 완전한 세척을 수행함은 물론, 유체가 타격함에 의해 컨베이어 벨트의 마모를 방지하여 상기 컨베이어 벨트의 사용수명을 연장하여 유지비를 절약할 수 있고, 또한 상기 안내판에 의해 물이 사방으로 뿌려져서 발생하는 2차오염을 방지하고 수직으로 타격함에 의해 소량의 물로도 충분한 세척효과를 발생시킬 수 있는 세척장치를 제공하는 데에 있다.

상술한 목적은 물을 가압하는 펌프와 상기 가압된 물을 분사하는 살수헤드로 이루어져서 세척면에 수직한 방향으로 물을 분출하는 살수유닛 및 사각평 판자형상으로서, 상기 물이 분출되는 측은 세척면에 가깝게 배치되고 그 반대측은 세척면에 멀게 배치함에 의해 기울어지게 배치되는 안내판으로 되는 공기가이드유닛으로 구성되어 유체 충돌을 이용한 세척 장치에 의해 달성될 수 있다.

이때, 상기 안내판의 일 측면에 압축공기를 분출하기 위해, 공기를 압축하는 압축기와 상기 압축된 공기를 분출하는 공기분출헤드로 이루어져서 세척면에 수평한 방향으로 공기를 분출하는 공기분출유닛을 사용하는 것도 바람직하다.

본 발명은 상술한 바와 같이 안내판 상에 물을 분출하여 타격함에 의해 물이 사방으로 뿌려지는 것을 방지하여 2차오염을 막고 적은 물로도 완전한 세척을 수행함은 물론, 세척면의 마모를 방지하여 유지비를 절약할 수 있도록 세척방법을 그 기술적 사상으로 한다.

이하 실시예와 첨부된 도면에 의해 상기 기술적 사상을 상세히 설명하기로한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 소량의 물과 안내판을 이용하여 세척하는 것으 로서, 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

본 실시예에서 콘베이어벨트의 리턴벨트 즉 하부벨트(122)를 그 세척면으로 한다.

도 3에서 나타난 바와 같이 고압펌프(210)에 의해 가압된 물을 살수헤드(220)에 의해 분사하게 된다. 상기 분사된 물이 하부벨트(122)를 타격하여 잔존물질을 세척하게 된다. 이때 상기 분사된 물은 안내판(410)상에 타격하게 된다. 상기 안내판(410)은 사각형 모양을 갖는 것으로서 상기 도 3에 나타난 바와 같이 기울어져 있게 된다. 이와 같은 배치에 의해 물을 수직방향으로 분사하여도 상기 안내판에 의해 세척면에 충돌된 물이 사방으로 뿌려지지 않게 되어 결국 종래의 문제점인 세척에 사용된 물에 의한 2차오염을 방지할 수 있게 된다.

따라서, 상술한 바와 같이 종래에는 물 분사 각도를 30°정도 기울어지게 하여 분사하는 경우 수직방향의 타격력이 감소되어 세척을 완수하기 위해서는 많은 양의 물이 소요되었으나 본 발명에 의한 경우 물을 수직방향으로 분사할 수 있게 되어 타격력이 증가하고 결국 세척력이 높아져서 적은 양의 물로도 세척이 가능하게 되는 것이다.(도 4참조)

이때 압축공기를 상기 안내판(410)상에 분출하는 것도 바람직하며 이하 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

상술한 바와 같이 물을 분사하기 위한 살수유닛(200)은 고압펌프(210)에서 가압되어 살수헤드(200)을 통해 분출된다. 이때 압축공기가 수평면으로 분출되게 되는데, 상기 압축공기는 압축기(310)에서 압축된 후 공기분출헤드(320)로 이루어 지는 공기분출유닛(300)에 의해 분출된다.

이 경우 소량의 물로서 큰 타격력을 만들기 위해서 세척면 즉 하부벨트(122)에 수직한 방향으로 분출되고 압축공기는 세척면에 거의 수평방향으로 분출된다.

이와 같은 구성에 의해 물과 압축공기가 같이 세척면을 타격하게 되어 보다 확실한 세척효과를 발생시키게 된다. 즉 적은 양의 물로도 보다 우수한 세척능력을 가지게 되는 것이며, 타격후 세척면에 부유중인 잔존한 운반물질(110)과 물을 공기로 타격함에 의해 완전한 세척이 가능해 진다.

이는, 상기 분출되는 공기는 안내판(410)에 의해 가속되는 효과에 의해 것이다. 즉, 상기 분출되는 공기가 들어가는 측은 세척면으로부터 상대적으로 거기가 멀도록 하고 그 반대측은 세척면에 가깝게 기울어지게 배치한다. 이와 같은 배치에 의해 상기 분출되는 공기는 일종의 오리피스 효과에 의해 가속된다.

다시말해 관속을 유동하는 유체가 좁은 단면을 지나가는 경우 속도는 올라가는 반면 압력이 떨어지는 현상으로서 넓은 단면에서 좁은 단면으로 이동하는 유체 즉 여기서는 공기가 보다 많은 운동량을 지니게 된다.

따라서, 상기 기울어진 안내판(410)에 의해 공기가 가속이 되고 이에 의해 운동량이 증가하여 세척력을 배가시키게 된다.(도 7참조)

상기 안내판(410)은 상술한 바와 같이 사각형 형상이나 그 단면은 사각형의 일측이 잘려나간 형상으로서, 상세히 설명하면 양 측에는 수직방향인 제1수직부(415)와 제2수직부(416)이 있고 상기 제1수직부(415)의 일측에 세척면에 수평방향으로 제1수평부(414)가 형성되는 한편, 상기 제1수평부(414)와 13°기울어지게 제1 경사부(411)가 형성되고, 제2경사부는 25°기울어져 있다.(도 6A 및 도6B참조)

이때 상기 제1수직부(415)는 수직선을 기준으로 11°정도 기울어져 있다.

상기 제2경사부(412)와 평행한 한편 상기 제1수평부(415)와 제2수평부(416)의 하부측을 연결하는 제3경사부(413)이 배치된다.

이와 같은 형상인 안내판(410)에 있어서, 상기 제1수평부(414)와 세척면은 1mm 정도 이격되는 것이 가장 세척에 유리한 것이 실험에 의해 판명되었다.

상술한 바와 같이 본 발명은 물과 압축공기의 타격에 의해 세척하는 것으로서 도 5에서 대체적으로 도시된 바와 같이 상기 살수헤드(220)에 의해 분출되는 물은 분출되는 부분의 중심선이 안내판(410)의 제1수직부(415)와 일치된다.

그러나, 실험에 따르면 상기 살수헤드(220)가 세척면을 기준으로 5°정도 좌측으로 기울어져 분사되는 경우 보다 양호한 세척능력이 있음이 밝혀졌으며, 부가적으로 상기 분출된 물의 반사되는 면적이 상대적으로 넓어서 도 1의 제2차컨베이어(130)에 뿌려지는 면적도 넓어져서 방진효과도 상승됨을 확인할 수 있다.(도 7 참조)

또한, 상술한 바와 같이 공기분출헤드(320)로부터 공기가 분출되는데, 상기 분출된 공기가 주위로 퍼지는 것을 막기 위해 분산방지판(420)을 설치하는 것도 바람직하다.(도 8참조)

상기 분산방지판(420)은 그 형상이 넓은 사각형 판형상으로 사용가능하며 상기 안내판(410)의 후방에 부착된다. 이에 의해 상기 공기분출헤드(320)으로부터 분출되는 공기가 타 방향으로 분산되지 않아 공기압축효과를 더욱 상승시키게 된다.

이상과 같이 물과 압축공기와 같은 유체의 충돌을 이용한 구성으로서, 특히 수직방향으로 물을 분사하는 살수유닛과 세척면에 기울어지게 배치되는 안내판에 의해 적은 양의 물로도 충분한 세척효과를 낼 수 있는 구성에 의해 적은 양의 물로도 우수한 세척효과가 발생하고 또한 유체의 충돌에 의해 세척하는 것이어서 컨베이어벨트의 마모가 방지되어 유지비가 절감되는 효과가 있다.

또한, 상기 안내판에 압축공기를 분사하는 경우 상기 압축공기의 운동량 증가에 의해 더욱 우수한 세척효과가 발생한다.

Claims

물을 가압하는 펌프(210)와 상기 가압된 물을 분사하는 살수헤드(220)로 이루어져서 세척면에 수직한 방향으로 물을 분출하는 살수유닛(200) 및

사각평 판자형상으로서, 상기 물이 분출되는 측은 세척면에 가깝게 배치되고 그 반대측은 세척면에 멀게 배치함에 의해 기울어지게 배치되는 안내판(410)으로 되는 공기가이드유닛(400)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 충돌을 이용한 세척 장치
제1항에 있어서,

상기 안내판(410)의 일측면에 압축공기를 분출하기 위해, 공기를 압축하는 압축기(310)와 상기 압축된 공기를 분출하는 공기분출헤드(320)로 이루어져서 세척면에 수평한 방향으로 공기를 분출하는 공기분출유닛(300)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 유체 충돌을 이용한 세척장치.
제2항에 있어서,

상기 안내판(410)의 일 측면에는 상기 공기분출유닛(300)에 의해 분출되는 공기가 분산되는 것을 막기 위한 분산방지판(420)이 부착되는 것을 특징으로 하는 유체충돌을 이용한 세척 장치
제1항 내지 제3항중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 살수헤드(220)의 분출각도는 세척면에 수직한 방향을 기준으로 좌측으로 5°기울어져 있는 것을 특징으로 하는 유체충돌을 이용한 세척 장치
제1항 내지 제3항중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 안내판(410)은 양측에 수직방향의 제1수직부(415) 및 제2수직부(416)가 형성되되, 상기 제1수직부(415)는 수직방향을 기준으로 우측으로 11°기울어지고,

상기 제1수직부(415) 일측에는 수평방향으로 형성되는 제1수평부(414)가 형성되고,

상기 제1수평부(414)에 대해 13°기울어지는 제1경사부(411)가 형성되는 한편, 상기 제1수평부(414)와 25°각도를 가지도록 형성되는 제2경사부(412) 및

상기 제2경사부(412)와 평행하되, 상기 제1수직부(415)와 제2수직부(416)의 하부측을 연결하는 제3경사부(413)로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체충돌을 이용한 세척 장치
제1항 내지 제3항중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 살수유닛(200)에는 물과 공기가 혼합되어 공급되는 것을 특징으로 하는 유체충돌을 이용한 세척 장치
제1항 내지 제3항중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 살수헤드(220)로부터 분출되는 물의 압력은 9kgf/cm2이고, 상기 공기분출헤드(320)로부터 분출되는 공기의 압력은 5kgf/cm2인 것을 특징으로 하는 유체충돌을 이용한 세척 장치
제5항에 있어서,

상기 안내판(410)의 제1수평부(414)는 세척면과 1mm 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 유체충돌을 이용한 세척 장치