KR20100042434A - 압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치에 관한 것으로, 그 구성은 집진기(200)에 구비된 흡입구(210)와, 상기 흡입구(210)에 연결된 흡입배관(220)의 끝단에 설치되는 흡입장치(100)에 있어서, 상기 흡입배관(220)의 끝단에 설치되는 배출판(10)과; 상기 배출판(10)을 감싸도록 설치된 배출덮개(20)와; 상기 배출덮개(20)를 관통하여 상기 배출판(10)에 연결 설치된 에어관(30)과; 상기 에어관(30)에 연결되어 압축공기를 공급하는 에어공급기(40)를; 포함하여 구성되며, 상기와 같은 구성에 의해 종래에 와류를 형성시키기 위한 구동부 및 스월러를 이용하지 않고 압축공기에 의해 와류를 형성함으로서 배기성능 향상 및 오염물질의 재확산을 방지 및 제거가 가능하며, 장치의 구성이 간단하고 배기구의 형상에 관계없이 설치가 가능함으로 부가적인 장비의 증설없이 기존의 장비에 활용함으로서 비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.

와류, 흡입장치, 국소배기장치

Description

압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치{Suction device for Vortex generating by compressed air}

본 발명은 압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고압의 압축공기에 의해 와류를 형성시키고 이를 이용하여 흡입 영역을 확대시킴으로서 흡입 효율을 향상시킬수 있는 압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치에 관한 것이다.

국소배기장치란 오염물질이 나오는 시설 즉, 사업장이나 공장에서 공간의 전체가 아닌 오염물질이 발생되는 부분만 흡입할 수 있는 장치로, 그 구성은 도 1에서 보는 바와 같이 종래에는 국소배기장치 즉 집진기(200)의 흡입구(210)에 흡입배관(220)이 연결되고 흡입하고자 하는 덕트등이 각각 상기 흡입배관(220)에 설치되어 먼지등을 집진하게 되어 집진 효율을 증가시키게 되며 도시되지 않았으나 상기 흡입배관(220)에는 원형, 사각형, 직사각형의 다양한 형상의 덕트들이 부착되게 된다.

사업장 전체의 공기를 흡입시켜 대기중으로 배출시킨다면은 시설 유지비를 비롯해서 설치비가 많이 들기 때문에 오염물질이 발생되는 부분에만 부분적으로 배 기장치를 통해 설치하는 것이다.

여기서 국소배기장치에서 흡입된 오염물질이 포함된 공기를 대기중으로 보내면 대기오염이 발생하므로 흡입배관인 덕트를 통해 집진장치로 보내 오염물질을 걸러내고 대기중으로 깨끗한 공기만 배출시키게 된다.

오염된 입자상 물질을 제거하는 방법으로는 중력제거방법, 원심력 분리 제거방법, 세정방법, 전기집진방법, 여과방법 등을 사용하는데, 이러한 용도로 사용되었던 종래의 집진장치들은 오염물질의 제거를 위해 필요한 포착속도가 축방향으로 급격히 감소하여 배기관으로부터 먼 곳에서 발생하는 오염물질의 제거에 효율적이지 못하고, 이 때문에 오염물질의 발생위치에서 최대한 가까이 배기장치가 설치될 필요가 있었지만 이 경우 작업공정에 방해가 될 뿐 아니라 작업자들의 움직임등으로 인해 배기효율이 낮아지는 문제점을 내포하고 있다.

상기와 같은 종래의 문제점을 보완하기 위해 배기하는 유량과 비슷한 양의 공기를 공간중으로 불어내어 와류를 발생시키고 이를 배기 장치가 흡입하는 과정에서 형성되는 집중된 와류를 이용한 배기장치들이 개발되었으나 배기구 아래의 좁은 영역에서 불어내는 유동과 흡입하는 유동의 상호 간섭에 의한 난류의 발생으로 소음이 발생하게 되고 또한 공간 중으로 불어내는 유동에 의하여 공간 중에 오염의 부가적인 확산을 유발할 수 있으며, 와류를 발생하기 위한 송풍기, 필터, 유동관등의 부가적인 설비를 설치해야하는 단점을 가지고 있다.

또한, 상기 국소배기장치는 스월러를 회전시킴으로서 스월러 내측의 공기를 바깥쪽 방향으로 밀어내고, 배기관의 흡입력으로 스월러의 내측으로 오염된 공기 뿐만 아니라 그 주위의 공기도 흡입한다. 이와 같은 공기의 흐름에 의해서 국소배기장치는 배기관 주위에 도너츠 형상과 같이 와류를 형성시켜 배기영역을 확대하는데 이렇게 국소배기장치는 와류에 의해 영향을 받는 배기영역 내에서 오염된 공기를 매우 효과적으로 흡입한다.

종래에 공지된 기술로 문헌 1은 등록특허 제0529002호 '덮개가 구비된 스월러를 이용하는 국소배기장치'와 문헌 2는 '와류를 이용한 배기장치' 가 있다.

상기 문헌 1과 문헌 2는 와류를 형성시키기 위한 부가적인 장치인 구동모터와 스월러를 구비시킴으로서 설치 비용이 상승되고 집진기에 연결된 흡입배관 및 덕트 배관의 형상이 원형이외에는 설치하기 힘들고 원형이외에 사각 및 직사각형등에 설치하게 되면 흡입 효율이 떨어지게 되는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 종래의 스월러와 구동부의 결합에 의해 작동하지 않고 공기(air)에 의해 반경방향으로 와류를 형성시킴으로서 배기효율을 증대시킬 수 있으며 원형, 직사각형 정사각형등 형상에 관계없이 설치하고자 하는 흡입배관 및 덕트에 설치가 가능한 흡입 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 집진기(200)에 구비된 흡입구(210)와, 상기 흡입구(210)에 연결된 흡입배관(220)의 끝단에 설치되는 흡입장치(100)에 있어서, 상기 흡입배관(220)의 끝단에 설치되는 배출판(10)과; 상기 배출판(10)을 감싸도록 설치된 배출덮개(20)와; 상기 배출덮개(20)를 관통하여 상기 배출판(10)에 연결 설치된 에어관(30)과; 상기 에어관(30)에 연결되어 압축공기를 공급하는 에어공급기(40)를; 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 배출덮개(20)는 상기 흡입배관(220)에 이격되어 흡입틈새(24)를 구비한 상부덮개(21)와, 내측으로 상기 흡입배관(220)에 고정된 하부덮개(22)와, 상기 상부덮개(21)와 하부덮개(22)는 둘레방향으로 다수가 구비된 연결살(25)에 의해 고정되며, 상기 연결살(25)에 의해 상기 배출홀(11)과 동일간격으로 배출틈새(23)가 형성되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배출판(10)과 배출덮개(20)는 상기 흡입배관(220)의 형상과 동일하게 원형, 직사각형, 정사각형등 다양한 형상으로 구비시켜 설치 가능하며, 상기 흡입장치(100)는 상기 에어공급기(40)에서 공급되는 압축공기에 의해 발생된 와류로 먼지를 흡입하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 종래에 와류를 형성시키기 위한 구동부 및 스월러를 이용하지 않고 압축공기에 의해 와류를 형성함으로서 배기성능 향상 및 오염물질의 재확산을 방지 및 제거가 가능하며, 장치의 구성이 간단하고 배기구의 형상에 관계없이 설치가 가능함으로 부가적인 장비의 증설없이 기존의 장비에 활용함으로서 비용이 절감될 수 있으며 오염 물질이 많이 발생하는 공장 내부나 가정, 음식점에서 사용할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다. 또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치의 구성을 나타내는 단면도. 도 3은 본 발명에 따른 압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치의 측면도. 도 4는 본 발명에 따른 압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치의 일실시예로 구성을 나타내는 사시도.

도 2와 3을 참조하여 우선 상기 흡입장치(100)의 전체적인 구성을 살펴보면 우선 흡입배관(220) 끝단에 고정된 배출판(10)을 감싸고 상하덮개(21, 22)로 구성된 배출덮개(20)와, 상기 배출덮개(20)을 관통하여 상기 배출판(10)에 연결되는 에어관(30) 및 상기 에어관(30)에 연결되어 압축공기(f:에어)를 공급하기 위한 에어공급기(40)로 구성되어 상기 흡입장치(100)에 압축공기(f:에어)를 공급하여 와류를 발생시키게 된다.

우선, 상기 배출판(10)은 내측으로 상기 흡입배관(220)의 끝단에 고정되어 설치되고 상기 흡입배관(220)의 형상에 따라 다양하게 구비시켜 설치할 수 있다.

여기서, 상기 흡입배관(220)이라 함은 집진기(200)에 연결되어 있는 다수의 배관과 각각의 배관 끝단에 연결되어 있는 다양한 형상 예를 들면 원형, 직사각형, 정사각형등의 덕트 및 후드를 포함하는 것으로 어느하나를 한정하는 것은 아니다.

또한, 상기 배출판(10)의 둘레방향으로 다수의 배출홀(11)이 구비되는데 이 는 상기 에어공급기(40)에서 공급받은 에어(압축공기)가 에어관(30)을 통해 공급되면 상기 배출홀(11)을 통해 외부로 반경방향의 제1와류(b)로 분출되게 된다.

상기 배출덮개(20)는 상기 배출판(10)을 감싸도록 설치되는데 상기 흡입배관(220)에 이격되어 흡입틈새(24)를 구비하는 상부덮개(21)와, 하부 내측에는 상기 흡입배관(220)에 고정되고 연결살(25)에 의해 상기 상부덮개(21)에 고정되는 하부덮개(22)로 구성된다.

또한, 도 4에서 보는 바와 같이 상기 배출판(10)과 배출덮개(20)는 상기 흡입배관(220) 또는 도시되지는 않았으나 상기 흡입배관(220)의 형상과 동일한 형상으로 구비될 수 있으며 상기 종래 기술에 언급한 것과 같이 구동부의 구동에 의해 스월러를 구동시키기 위해 원형이외로는 설치할 수 없는 단점이 있었으나 본 발명의 흡입장치(100)는 설치하고자 하는 흡입배관의 형상에 관계없이 원형, 직사각형, 정사각형등 다양한 형상으로 구비시켜 설치가 가능하다는 특징을 가지고 있다.

여기서 도 4에 도시된 원형의 상기 흡입장치(100)는 일 실시예를 도시한 것으로 설치하고자 하는 흡입배관(22)의 형상이 한정되는 것은 아니고 설치하고자 하는 흡입배관(22)의 형상과 동일하게 다양한 형상으로 구비시킬 수 있다.

상기 에어공급기(40)는 본 발명의 흡입장치(100)의 구동을 위한 압축공기(f:에어)를 발생시키는 장치로 연결된 에어관(30)을 통해 상기 배출판(10)으로 에어(압축공기) 주입시켜 상기 배출판(10)에서 제1와류(b)에 의해 상기 유체(a)를 상기 내부로 유입시켜 외부로 유체(a)를 배출하게 된다.

이하, 이러한 장치 구성을 이용한 본 발명의 압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치에 대하여 도면을 참조하여 작동원리를 설명하기로 한다.

도면에서 보는 바와 같이 흡입 작동이 이루어지는 상태에서 에어공급기(40)에서 에어관(30)을 통해 공기가 유입되어 상기 배출판(10)에 구비된 배출홀(11)을 통해 분출하게 되면, 상기 상부덮개(21)의 위쪽의 유체(a)는 상기 배출덮개(20)의 유입틈새(211)를 통해 내부로 유입되어 상기 배출홀(11)과 동일간격으로 형성된 배출틈새(23)를 통해 반경반향으로 와류형태의 제1와류(b)으로 분출되게 된다.

이 때, 가속된 와류 유동에 의해 흡입배관(220)의 유입구 아래에 있는 유동은 반경 방향으로 밀려나가는 유동(c)과 배기 작동에 의해 중심축으로 향하는 유동(d)으로 나눠지게 된다.

상기 흡입장치(100)는 흡입 유량을 일정하게 유지하며 작동하므로, 반경 방향으로 밀려난 유량만큼을 축 아래의 유체로 보충해서 배기하게 되고, 이러한 유동의 상호 작용으로 배기 영역이 축 방향으로 확장된다.반경 방향으로 분출되는 와류(b,c)는 배기 유동에 의해 축 방향으로 다시 모여들게 되는데, 이로 인해 흡입장치(100) 아래에는 2차와류(e)가 형성된다. 상기 2차와류(e)는 배출홀(11)에서 분출된 제1와류(b)에 의해 계속적으로 에너지를 공급받아 일정한 속도로 돌게 되므로, 2차와류(e) 아래쪽의 공기를 흡입배관(220)쪽으로 밀어 넣는 역할을 한다. 이러한 원리로 흡입 유동의 흡입배관(220)의 유입구 방향으로 가속되어 배기 영역이 확장된다.

또한 큰 반경으로 펼쳐진 와류 성분이 배기 유동에 의해 축 중심으로 모여들게 되면 각 운동량 보존에 의해 더욱 강한 회전속도를 가지게 되므로, 이에 의해 흡입배관(220) 아래 방향으로 낮은 압력 분포가 형성되어 강한 배기 유동을 형성하게 된다.

도 1은 종래의 국소배기장치의 연결구성을 나타내는 전체 구성사시도.

도 2는 본 발명에 따른 압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치의 구성을 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치의 측면도.

도 4는 본 발명에 따른 압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치의 일실시예로 구성을 나타내는 사시도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

10....배출판 11....배출홀

20....배출덮개 21....상부덮개

22....하부덮개 23....배출틈새

24....흡입틈새 25....연결살

30....에어관 40....에어공급기

100...흡입장치 200.... 집진기

210....흡입구 220....흡입배관

Claims (5)

1. 집진기(200)에 구비된 흡입구(210)와, 상기 흡입구(210)에 연결된 흡입배관(220)의 끝단에 설치되는 흡입장치(100)에 있어서,

   상기 흡입배관(220)의 끝단에 설치되는 배출판(10)과;

   상기 배출판(10)을 감싸도록 설치된 배출덮개(20)와;

   상기 배출덮개(20)를 관통하여 상기 배출판(10)에 연결 설치된 에어관(30)과;

   상기 에어관(30)에 연결되어 압축공기를 공급하는 에어공급기(40)를; 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치.
2. 제 1항에 있어서;

   상기 배출판(10)은 다수의 배출홀(11)이 둘레방향으로 구비되는 것을 특징으로 하는 압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치.
3. 제 1항에 있어서;

   상기 배출덮개(20)는 상기 흡입배관(220)에 이격되어 흡입틈새(24)를 구비한 상부덮개(21)와, 내측으로 상기 흡입배관(220)에 고정된 하부덮개(22)와, 상기 상부덮개(21)와 하부덮개(22)는 둘레방향으로 다수가 구비된 연결살(25)에 의해 고정되며, 상기 연결살(25)에 의해 상기 배출홀(11)과 동일간격으로 배출틈새(23)가 형 성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 배출판(10)과 배출덮개(20)는 상기 흡입배관(220)의 형상과 동일하게 원형, 직사각형, 정사각형등 다양한 형상으로 구비시켜 설치 가능한 것을 특징으로 하는 압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 흡입장치(100)는 상기 에어공급기(40)에서 공급되는 압축공기(air)에 의해 발생된 와류로 먼지를 흡입하는 것을 특징으로 하는 압축공기를 이용한 와류발생용 흡입장치.

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