KR20140056813A - 싸이클론 분리기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 싸이클론 분리기에 관한 것으로, 함진가스의 고체입자 및 기체입자를 분리하는 싸이클론 분리기에 있어서, 상기 함진가스의 고체입자 및 기체입자가 일정한 반경으로 회전하며 하강하는 스크롤부, 상기 스크롤부의 상부 측면에 형성되어 있으며 상기 함진가스가 유입되는 유입구, 및 상기 유입구 내부의 측면과 상기 스크롤부 내부의 측면 사이에 형성되어 있으며 상기 유입구에서 유입된 상기 함진가스의 고체입자 및 기체입자가 상기 싸이클론 분리기의 스크롤 내벽을 따라 회전하도록 하는 가이드부재를 포함한다. 이러한 싸이클론 분리기는 싸이클론 분리기의 입구로 유입된 입자들이 싸이클론 스크롤의 내벽을 따라 자연스럽게 회전하도록 함으로써, 고체입자로 인해 싸이클론 분리기의 내벽이 침식되는 현상을 방지하여 싸이클론 분리기의 효율을 유지시키고 수명을 증가시켜 싸이클론 분리기의 유지보수 비용을 절감할 수 있다.

Description

싸이클론 분리기{CYCLONE SEPARATOR}
본 발명은 싸이클론 분리기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 유동 가이드 벽을 설치하여 싸이클론 분리기에 유입된 입자에 의해 싸이클론 분리기의 내벽이 침식되는 것을 감소시키는 싸이클론 분리기에 관한 것이다.
일반적으로, 싸이클론 분리기는 구조가 간단하여 고온에서도 안정적으로 싸이클론 원리를 이용하여 공기 중에 포함된 고체입자와 기체입자를 분리하는 장치로서, 고체입자를 포함한 공기를 하강시키는 선회류가 형성되도록 본체 내부로 가스를 유입시킴으로써 가스 내의 고체입자가 원심력을 얻어 선회류를 벗어나 본체 내벽과 충돌하여 고체입자와 기체입자가 분리되는 원리를 이용한 장치이다. 이러한, 싸이클론 분리기는 구조가 간단하고 설치비 및 유지비가 저렴하기 때문에 공기 중에 포함된 고체입자와 기체입자를 제거하는데 많이 사용되고 있다.
한편, 한국공개특허 제10-2011-0008472호는 공기로부터 고체상 입자를 분리하는 성능을 향상시켜 집진효율을 향상시키고, 나아가 입자가 큰 고체상 입자뿐만 아니라 미세입자 까지도 집진효율을 높일 수 있는 싸이클론 분리기에 관한 것으로서, 밀도가 서로 다른 유체 또는 고체로 형성된 물질들이 선회류를 형성하면서 인입되는 유입구와 상기 물질들 중 밀도가 낮은 제1물질을 배출하는 유출구와 하부에 형성되어 상기 물질들 중 밀도가 높은 제2물질을 배출하는 배출구가 형성되어 있는 몸체, 상기 몸체의 하측에 배치되며, 상기 배출구로부터 유입되는 상기 제2물질을 담는 분리통, 및 상기 몸체의 내부에 배치되고, 외측형상이 상기 선회류의 회전축을 중심으로 하여 원주방향으로 원형곡선으로 형성되어, 선회하는 상기 제2물질을 상기 몸체의 내벽으로 가이드하여 상기 배출구로 배출되게 하는 제1 가이드 부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 개시된 기술에 따르면, 싸이클론 분리기는 싸이클론의 집진성능을 좋게 하여 큰 고체상 입자뿐만 아니라 미세입자까지도 효과적으로 집진 할 수 있다.
그런데, 싸이클론 분리기의 입구로 유입된 고체입자는 운전이 계속됨에 따라 싸이클론 내벽에 계속적인 충격을 가하여 싸이클론의 내벽을 침식시키고 결국에는 싸이클론 내벽의 마모로 인한 싸이클론 분리기의 효율이 감소되어 싸이클론 분리기의 운전이 더 이상 불가능 하게 되는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2011-0008472호
본 발명의 일 실시예는 싸이클론 분리기의 입구에 유동 가이드 벽을 설치하여 입구로 유입된 입자들이 싸이클론 스크롤의 내벽을 따라 운동하도록 하는 싸이클론 분리기를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 싸이클론 분리기는 함진가스의 고체입자 및 기체입자를 분리하는 싸이클론 분리기에 있어서, 상기 함진가스의 고체입자 및 기체입자가 일정한 반경으로 회전하며 하강하는 스크롤부, 상기 스크롤부의 상부 측면에 형성되어 있으며 상기 함진가스가 유입되는 유입구, 및 상기 유입구 내부의 측면과 상기 스크롤부 내부의 측면 사이에 형성되어 있으며 상기 유입구에서 유입된 상기 함진가스의 고체입자 및 기체입자가 상기 싸이클론 분리기의 스크롤 내벽을 따라 회전하도록 하는 가이드부재를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 스크롤부의 하부에 형성되어 있으며 상기 함진가스의 고체입자와 기체입자가 분리되는 분리부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 분리부는 상기 분리부의 하부로 갈수록 회전반경이 줄어드는 원뿔 형상으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 분리부의 줄어든 회전반경에 의해서 분리된 고체입자가 모이는 배출부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스크롤부의 상부에 수직방향으로 형성되어 있으며 상기 분리부의 줄어든 회전반경에 의해서 분리된 기체입자가 유출되는 유출부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유출부는 원기둥 형상으로 형성되어 기체입자가 유출되는 유출구를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 싸이클론 분리기는 싸이클론 분리기의 입구로 유입된 입자들이 싸이클론 스크롤의 내벽을 따라 자연스럽게 회전하도록 함으로써, 고체입자로 인해 싸이클론 분리기의 내벽이 침식되는 현상을 방지하여 싸이클론 분리기의 효율을 유지시키고 수명을 증가시켜 싸이클론 분리기의 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 싸이클론 분리기를 설명하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 있는 싸이클론 분리기의 가이드부재를 설명하는 사시도이다.
도 3은 도 1에 있는 싸이클론 분리기의 동작을 설명하는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 싸이클론 분리기를 설명하는 사시도이고, 도 2는 도 1에 있는 싸이클론 분리기의 가이드부재를 설명하는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 싸이클론 분리기(100)는 스크롤부(110), 유입구(120), 및 가이드부재(130)를 포함한다.
스크롤부(110)는 싸이클론 분리기(100)의 유입구(120)로 유입되는 함진가스의 고체입자 및 기체입자가 일정한 반경으로 스크롤부(110)의 원주방향을 따라 회전하며 하강할 수 있다. 이때, 스크롤부(110)는 원기둥 형상으로 되어 있으며, 원기둥 내부가 일정한 반경으로 뚫려있어 해당 내부 공간에서 함진가스의 고체입자 및 기체입자가 회전할 수 있다.
그리고 스크롤부(110)의 하부에는 스크롤부(110)의 내부에서 하강하는 고체입자 및 기체입자가 스크롤부(110)의 하부로 갈수록 선회되는 길이를 길어지도록 하여 해당 유입된 입자들의 유속을 감소시키고 스크롤부(110)의 하부에서도 일정한 속도를 유지할 수 있도록 하는 분리부(140)가 형성되어 있으며, 이때 분리부(140)는 스크롤부(110)의 하부로 갈수록 반경이 좁아지는 원뿔 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 스크롤부(110)의 상부에는 내부가 뚫린 원기둥 형상으로 유출부(160)가 형성되어 있으며 해당 유출부(160)의 유출구(161)로 분리부(140)에서 분리된 기체입자가 유출될 수 있다.
스크롤부(110)의 상부 측면에는 함진가스가 유입되는 유입구(120)가 형성되어 있으며, 유입구(120)의 내부와 스크롤부(110)의 내부가 연결되어 있어 유입구(120)에서 유입된 함진가스가 스크롤부(110)로 유입되어 선회류를 형성하면서 하강될 수 있다.
유입구(120)는 함진가스의 고체입자 및 기체입자가 스크롤부(110)의 원주 방향을 따라 선회할 수 있도록 스크롤부(110)의 상부 측면에 형성되어 있으며 고체입자와 기체입자를 분리시키고자 하는 함진가스가 유입될 수 있다.
이때, 유입구(120)는 사각기둥 형상으로 형성될 수 있으며, 사각기둥의 내부가 뚫려있어 해당 공간으로 함진가스가 유입될 수 있다. 또한, 유입구(120) 내부의 측면에서부터 스크롤부(110) 내부의 측면까지 가이드부재(130)가 연결되어 있어 유입구(120)로 유입되는 함진가스 입자들에 의해 발생되는 싸이클론 분리기(100)의 내벽 침식을 감소시킬 수 있다.
가이드부재(130)는 유입구(120) 내부의 측면과 스크롤부(110) 내부의 측면 사이에 형성되어 있으며, 유입구(120)에서 유입된 함진가스의 고체입자 및 기체입자가 스크롤부(110)의 내벽을 따라 회전되도록 할 수 있다. 이때, 가이드부재(130)는 바 또는 판 형식으로 되어있을 수 있으며, 스크롤부(110)의 형상에 따라 곡면으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 가이드부재(130)를 형성함으로써, 유입구(120)를 통해 유입된 고체입자가 직접적으로 유입구(120) 맞은편의 내벽이나 유출부(160) 측면에 충격을 가하여 침식시키거나, 스크롤부(110)의 내벽을 따라 한 바퀴 돈 후에 유입구(120)의 앞 부분 내벽을 침식 시키는 것을 방지할 수 있다.
그리고 싸이클론 분리기(100)는 분리부(140), 배출부(150), 및 유출부(160)를 더 포함할 수 있다.
분리부(140)는 스크롤부(110)의 하부에 형성되어 있으며 분리부(140)의 하부로 갈수록 회전반경이 줄어드는 원뿔 형상으로 형성되어 유입구(120)에서 유입된 함진가스의 고체입자와 기체입자가 분리될 수 있다. 이때, 스크롤부(110)에서 입자들의 선회 길이가 길어진 후, 분리부(140)의 줄어드는 회전반경에 따라 분리부(140)의 중심 압력이 급격하게 감소되어 함진가스의 고체입자는 원심력과 중력에 의해 배출부(150)로 하강하게 되고, 분리부(140)의 중심부에 형성된 낮은 압력에 의해 함진가스의 기체입자는 유출부(160)를 통해 유출될 수 있다.
배출부(150)는 분리부(140)의 하부에 형성되어 있으며, 분리부(140)에서 분리된 고체입자가 모일 수 있다. 이때, 배출부(150)는 원기둥 형상 등으로 형성될 수 있으며, 내부에 모인 고체입자를 배출할 수 있도록 분리부(140)와 분리가 가능하도록 형성될 수 있다.
유출부(160)는 유출구(161)를 포함하는 원기둥 형상으로 스크롤부(110)의 상부에 수직방향으로 형성되어 있으며, 분리부(140)의 줄어든 회전반경에 의해서 분리된 기체입자가 유출될 수 있다. 이때, 유출부(160)는 스크롤부(110)의 내부로 일정 길이(예를 들면, 5 ~ 10cm)만큼 삽입되어 있어 유출부(160)와 스크롤부(110)의 내부 사이에서 함진가스의 고체입자 및 기체입자가 회전할 수 있으며, 분리부(140)에서 분리된 기체입자가 스크롤부(110)의 중심부를 통해 상승하여 유출부(160)의 유출구(161)로 유출될 수 있다.
아래에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 싸이클론 분리기의 동작을 보다 상세히 살펴본다.
도 3은 도 1에 있는 싸이클론 분리기의 동작을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 외부에서 공급되는 함진가스의 고체입자 및 기체입자는 유입구(120)를 통해 유입될 수 있으며, 유입구(120)를 통해 유입된 함진가스는 유입구(120) 내부의 측면과 스크롤부(110) 내부의 측면 사이에 형성되어 있는 가이드부재(130)에 의해서 스크롤부(110)의 내벽을 따라 원주방향으로 회전하며 하강하도록 할 수 있다.
왜냐하면, 유입구(120) 내부의 측면과 스크롤부(110) 내부의 측면 사이에 형성되어 있는 가이드부재(130)가 바 또는 판 형식으로 되어있는데 유입구(120)와 스크롤부(110) 사이에서 자연스럽게 연결되어 형성되어 있기 때문에 함진가스의 고체입자와 기체입자는 가이드부재(130)를 따라서 스크롤부(110)의 내벽을 따라서 회전할 수 있는 것이다.
그로 인해서 고체입자가 직접적으로 유입구(120) 맞은편의 내벽이나 유출부(160) 측면에 충격을 가하여 침식시키거나, 스크롤부(110)의 내벽을 따라 한 바퀴 돈 후에 유입구(120)의 앞 부분 내벽을 침식 시키는 것을 방지할 수 있다.
그리고 함진가스의 고체입자 및 기체입체가 스크롤부(110)의 내벽을 따라 회전하며 스크롤부(110)의 하부로 갈수록 선회되는 길이를 길어지도록 하여 해당 유입된 입자들의 유속을 감소시키고 스크롤부(110)의 하부에서도 일정한 속도로 유지되도록 할 수 있다.
이에, 스크롤부(110)에서 하강된 고체입자 및 기체입자는 분리부(140)의 하부에서 분리되는데, 분리부(140)는 하부로 갈수록 반경이 좁아지는 원뿔형상으로 되어 있어 스크롤부(110)에서 입자들의 선회 길이가 길어진 후, 분리부(140)의 줄어드는 회전반경에 따라 분리부(140)의 중심 압력이 급격하게 감소되어 함진가스의 고체입자는 원심력과 중력에 의해 배출부(150)로 하강하게 되고, 분리부(140)의 중심부에 형성된 낮은 압력에 의해 함진가스의 기체입자는 유출부(160)를 통해 유출될 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 싸이클론 분리기
110: 스크롤부
120: 유입구
130: 가이드부재
140: 분리부
150: 배출부
160: 유출부
161: 유출구

Claims (6)

  1. 함진가스의 고체입자 및 기체입자를 분리하는 싸이클론 분리기에 있어서,
    상기 함진가스의 고체입자 및 기체입자가 일정한 반경으로 회전하며 하강하는 스크롤부;
    상기 스크롤부의 상부 측면에 형성되어 있으며 상기 함진가스가 유입되는 유입구; 및
    상기 유입구 내부의 측면과 상기 스크롤부 내부의 측면 사이에 형성되어 있으며 상기 유입구에서 유입된 상기 함진가스의 고체입자 및 기체입자가 상기 싸이클론 분리기의 스크롤 내벽을 따라 회전하도록 하는 가이드부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 분리기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스크롤부의 하부에 형성되어 있으며 상기 함진가스의 고체입자와 기체입자가 분리되는 분리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 분리기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 분리부는
    상기 분리부의 하부로 갈수록 회전반경이 줄어드는 원뿔 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 분리기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분리부의 줄어든 회전반경에 의해서 분리된 고체입자가 모이는 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 분리기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 스크롤부의 상부에 수직방향으로 형성되어 있으며 상기 분리부의 줄어든 회전반경에 의해서 분리된 기체입자가 유출되는 유출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 분리기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 유출부는
    원기둥 형상으로 형성되어 기체입자가 유출되는 유출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 분리기.
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