KR20160000492A - 사이클론 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사이클론 장치에 관한 것으로서, 상기 사이클론 장치에서 원심력에 의해 이물질이 분리되어 외부로 배출되는 공기에 포함된 이물질이 사이클론 장치의 외부로 빠져나가지 못하고, 상기 이물질이 걸러진 정화된 공기만 사이클론 장치의 외부로 배출되도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 사이클론몸체와 흡입통로와 공기배출구와 이물질배출구가 구비된 사이클론 장치에 있어서, 상기 사이클론몸체의 내주면을 따라 선회하면서 이물질이 분리되어 공기배출구를 통해 외부로 배출되는 공기 중에 포함된 이물질이 상기 사이클론몸체의 외부로 빠져나가지 못하도록 함과 함께 상기 배출되는 공기 중에 포함된 이물질이 걸러진 정화된 공기만 외부로 배출하도록 중공의 공기유입관과 상기 공기유입관의 내주면에 결합되는 복수 개의 차단판으로 구성된 이물질배출차단부재가 구비된 것이다.

Description

사이클론 장치{cyclone apparatus}

본 발명은 사이클론 장치에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 사이클론 장치에서 원심력에 의해 이물질이 분리되어 외부로 배출되는 공기에 포함된 이물질이 사이클론 장치의 외부로 빠져나가지 못하고, 상기 이물질이 걸러진 정화된 공기만 사이클론 장치의 외부로 배출되도록 하는 사이클론 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 사이클론 장치는 천과 같은 원단이나 옷 및 구두와 같은 각종 제품을 분쇄하는 과정에서 발생하는 이물질과 공기를 흡입하고, 원심력을 이용하여 이물질이 포함된 공기는 내주면을 따라 선회하면서 공기와 이물질이 분리되어 상기 이물질과 상기 이물질이 분리된 공기를 각각 배출하도록 하는 장치이다.

상기 사이클론 장치는, 이물질이 포함된 공기를 선회시킬 수 있도록 한 사이클론몸체와, 상기 사이클론몸체의 외주면에 형성되어 이물질이 포함된 공기를 사이클론몸체 내로 흡입시키는 흡입통로와, 상기 사이클론몸체의 상부면에 형성되어 이물질과 분리된 상태의 공기를 외부로 배출시키는 공기배출구와, 상기 사이클론몸체의 하부면에 형성되어 공기에서 분리된 이물질을 외부로 배출하는 이물질배출구로 구성되어 있다.

상기 사이클 장치의 흡입통로를 통해 이물질이 포함된 공기가 사이클론몸체 내로 흡입되고, 상기 사이클론몸체 내로 흡입된 이물질이 포함된 공기는 계속해서 흡입되는 공기 및 사이클론몸체의 내부 구조에 의한 원심력에 의해 상기 사이클론몸체의 내주면을 따라 선회하면서 사이클론몸체 내의 하부 측으로 이동 및 상기 하부 측으로 이동된 공기는 상기 사이클론몸체 내의 중앙부에서 상방 측으로 이동함에 따라 상기 이물질과 공기는 분리된다.

상기 이물질이 분리된 공기는 사이클론몸체의 공기배출구를 통해 외부로 배출되고, 상기 공기에서 분리된 이물질은 이물질배출구를 통해 사이클론몸체의 외부로 배출된다.

그러나, 이러한 종래 사이클론 장치는 상기 사이클론 장치 내로 흡입되는 이물질이 포함된 상태의 공기를 회전시켜 이물질과 공기를 분리하여 공기배출구를 통해 배출되는 공기에는 이물질이 포함된 상태로 외부로 배출됨에 따라 상기 사이클론 장치의 처리 효율성이 저하될 뿐만 아니라, 상기 배출되는 공기에 포함된 이물질로 인한 토양이나 대기 등의 환경오염이 발생하는 문제가 있었다.

그래서, 이를 해결하기 위해 국내 등록특허공보 제10-0233891호 '사이클론 집진기' 및, 국내 등록특허공보 제10-0606842호 '다중 사이클론 집진장치'가 개재되어 있다.

상기 사이클론 집진기는, 사이클론본체 내에 복수 개의 원통형 필터를 이용하여 배출되는 공기에 포함된 이물질을 걸러내고, 역세척노즐을 통해 원통형 필터를 세척하도록 한 것으로, 상기 공기 중에 포함된 이물질을 걸러내는 효과는 있으나 상기 원통형 필터가 이물질에 의해 막히는 현상이 발생될 수 있어 필터링 효과가 저하되며, 역세척을 통해 원통형 필터를 세척하여야 하는 번거로움이 있으며, 전체적으로 구조가 매우 복잡하고 그에 따른 제작비용이 상승하는 문제가 있었다.

그리고, 상기 다중 사이클론 집진장치는, 사이클론 집진장치 내에 1차 사이클론 집진부와 2차 사이클론 집진부를 구비하여, 이물질이 포함된 공기는 1차 사이클론 집진부를 통과하여 공기 중에 포함된 이물질을 1차로 걸러내고, 상기 이물질이 걸러진 공기는 2차 사이클론 집진부로 유입되어 통과하면서 공기 중에 포함된 이물질을 한번 더 걸러내도록 한 것으로, 상기 공기 중에 포함된 이물질을 걸러내는 효과는 있으나, 상기 1,2차 사이클론 집진부에 의해 사이클론 집진장치의 구조가 매우 복잡하여 제작성 및 생산성 저하 및 제작비용이 상승하는 문제가 있었다.

국내 등록특허공보 제10-0233891호(1999.09.15.) 국내 등록특허공보 제10-0606842호(2006.07.24.)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술에서의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 사이클론 장치의 공기배출구 측에 공기유입관과 복수 개의 차단판이 결합된 이물질배출차단부재를 구비함으로써, 상기 사이클론 장치의 내부에서 선회하면서 이물질과 분리된 공기는 공기유입관으로 유입되고, 상기 유입된 공기는 상방 측으로 이동하면서 복수 개의 차단판에 부딪히면서 차단됨에 따라 상기 공기 중에 포함된 이물질은 걸러져 사이클론 장치의 외부로 빠져나가지 못하고, 상기 이물질이 걸러진 정화된 공기만 사이클론 장치의 외부로 배출되도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이물질이 포함된 공기에서 이물질을 분리하기 위해 상기 이물질이 포함된 공기를 선회시키기 위한 사이클론몸체와, 상기 사이클론몸체 내로 이물질이 포함된 공기를 흡입시키는 흡입통로와, 상기 사이클론몸체 내에서 분리된 공기를 외부로 배출하는 공기배출구와, 상기 사이클론몸체 내에서 분리된 이물질을 외부로 배출하는 이물질배출구가 구비된 사이클론 장치에 있어서, 상기 사이클론몸체의 내주면을 따라 선회하면서 이물질이 분리되어 공기배출구를 통해 외부로 배출되는 공기 중에 포함된 이물질이 상기 사이클론몸체의 외부로 빠져나가지 못하도록 함과 함께 상기 배출되는 공기 중에 포함된 이물질이 걸러진 정화된 공기만 외부로 배출하도록 하는 이물질배출차단부재가 구비되고, 상기의 이물질배출차단부재는, 상기 사이클론 장치의 공기배출구에 삽입 설치되어 상기 사이클론몸체 내에서 선회하면서 이물질과 분리된 공기가 유입되는 중공의 공기유입관과, 상기 공기유입관의 내주면에 결합되어 상기 공기유입관으로 유입된 공기 중에 포함된 이물질이 사이클론몸체의 외부로 빠져나가지 못하게 차단하도록 하는 복수 개의 차단판으로 구성됨을 특징으로 하는 사이클론 장치가 제공된다.

상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 사이클론 장치의 공기배출구 측에 삽입 설치되는 중공의 공기유입관과, 상기 공기유입관의 내주면에 일정 간격으로 이격 설치 및 일정 각도로 경사진 형태로 결합된 복수 개의 차단판이 구비된 이물질배출차단부재를 구비함으로써, 상기 사이클론 장치의 내부에서 선회하면서 이물질과 분리되어 공기유입관 내로 유입된 공기는 상방 측으로 이동하면서 복수 개의 차단판에 부딪힘에 따라 상기 공기 중에 포함된 이물질은 각 차단판에 의해 분리되어 걸러지면서 사이클론 장치의 외부로 빠져나가지 못하게 차단될 뿐만 아니라 상기 이물질이 분리된 정화된 공기만 사이클론 장치의 외부로 배출되는 효과가 있다.

그러므로, 사이클론 장치에 간단한 구조의 이물질배출차단부재를 결합하여 사이클론 장치의 외부로 배출되는 공기 즉, 이물질을 포함되지 않은 정화된 공기만을 외부로 배출함에 따라 상기 사이클론 장치의 공기 정화 처리효율이 향상될 뿐만 아니라, 상기 사이클론 장치의 외부로 배출되는 공기에는 이물질이 포함되지 않은 정화된 공기임에 따라 토양이나 대기 오염과 같은 환경오염을 방지할 수 있는 효과도 있다.

또한, 사이클론 장치에서 배출되는 공기에 이물질을 걸러내는 이물질배출차단부재의 구성이 간단하고 단순함에 따라 상기 이물질배출차단부재 및 사이클론 장치의 제작 작업이 용이하여 작업 효율성이 향상될 뿐만 아니라, 그에 따른 제작비용, 인력, 시간 등을 절감하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명 사이클론 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명 사이클론 장치와 이물질배출차단부재를 분리한 상태로 나타낸 분리사시도.
도 3은 본 발명 사이클론 장치의 이물질배출차단부재를 반단면 상태로 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명 이물질배출차단부재를 정면에서 단면상태로 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명 사이클론 장치를 평면에서 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명 사이클론 장치를 정면에서 단면한 상태로 나타낸 단면도.

이하, 본 발명에 따른 사이클론 장치는 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 천과 같은 원단이나 옷 및 구두와 같은 각종 제품을 분쇄하는 과정에서 발생하는 이물질과 공기를 내부로 흡입하고, 원심력을 이용하여 상기 이물질이 포함된 공기는 내주면을 따라 선회하면서 이물질과 공기로 분리하여 상기 이물질은 내부 바닥으로 모아 외부로 배출하고 상기 이물질이 분리된 공기는 상승하여 외부로 토출하도록 하는 사이클론 장치(10)가 구비되어 있다.

상기 사이클론 장치(10)는 도 1과 도 2 및 도 5와 도 6에서와 같이, 외관을 형성함은 물론 내부가 빈 공간으로 이루어진 사이클론몸체(11)가 형성되어 있으며, 상기 사이클론몸체(11)는 흡입된 공기가 내주면을 따라 선회할 수 있도록 도 1과 도 6에서와 같이 상부 측은 동일한 직경으로 형성하고 하부 측은 저면으로 갈수록 직경이 점차적으로 작아지도록 형성하거나 또는, 상기 사이클론몸체(11)가 상부 측에서 하부 측으로 갈수록 직경이 점차적으로 작아지도록 형성할 수 있다.

상기 사이클론몸체(11)의 상부 측 외주면에는 외부로부터 이물질과 공기를 사이클론몸체(11) 내로 흡입하기 위한 유로를 형성하는 흡입통로(12)가 결합되어 있으며, 상기 사이클론몸체(11)의 상부면에는 상기 사이클론몸체(11) 내에서 이물질과 분리된 상태의 공기를 상기 사이클론몸체(11)의 외부로 배출하기 위한 공기배출구(13)가 형성되어 있다.

상기 사이클론몸체(11)의 하부 측 저면에는 사이클론몸체(11) 내에서 원심력에 의해 공기와 분리되어 사이클론몸체(11) 내의 바닥면에 이동되어 모아진 이물질을 외부로 배출하기 위한 이물질배출구(14)가 형성되어 있고, 상기 이물질배출구(14)를 개방한 상태로 형성하거나 또는, 상기 이물질배출구(14)를 개폐하기 위한 개폐장치를 결합 설치할 수 있다.

상기 사이클론몸체(11)의 공기배출구(13)에는 상기 사이클론몸체(11) 내에서 원심력에 의해 사이클론몸체(11)의 내주면을 선회하면서 하방 측으로 이동하여 임물질과 분리된 상태에서 상기 사이클론몸체(11)의 중앙부에서 사이클론몸체(11) 내의 상방 측으로 이동하는공기 중에 포함된 이물질이 상기 사이클론몸체(11)의 외부로 빠져나지 못하도록 차단하여 사이클론몸체(11) 내의 바닥으로 떨어지도록 함과 함께 상기 이물질이 걸러진 정화된 공기만 공기배출구(13)를 통해 사이클론몸체(11)의 외부로 배출되도록 하는 이물질배출차단부재(20)가 결합되어 있다.

상기의 이물질배출차단부재(20)는 도 2 내지 도 6에서와 같이, 상기 사이클론 장치(10)의 사이클론몸체(11) 상부면에 형성된 공기배출구(13)에는 상기 사이클론몸체(11) 내에서 선회하면서 이물질과 분리된 공기가 유입되는 중공의 공기유입관(30)이 삽입 설치되어 있다.

상기 공기유입관(30)의 내주면에는 상기 공기유입관(30) 내로 유입된 공기 중에 포함된 이물질이 공기배출구(13)를 통해 사이클론몸체(11)의 외부로 빠져나가지 못하도록 차단함은 물론 상기 이물질이 걸러진 정화된 공기만 통과시켜 외부로 배출하도록 하는 복수 개의 차단판(40)이 결합되어 있다.

상기 중공의 유입관(30)은 상기 공기배출구(13) 내로 삽입가능한 직경을 갖는 원통 형상으로 형성되어 있고, 상기 공기유입관(30)의 상면 테두리에는 상기 사이클론몸체(11)의 공기배출구(13)에 삽입된 상태에서 상기 사이클론몸체(11)의 상부면에 접촉되는 플랜지(31)가 형성되어 있다.

상기 플랜지(31)에는 상기 공기유입관(30)을 사이클론몸체(11)의 상부면에 착탈가능하게 결합할 수 있도록 볼트와 같은 체결부재가 삽입 체결되는 복수 개의 체결공(31a)이 형성되어 있고, 상기 각 체결공(31a)은 체결성이 용이하도록 장공 형태로 형성되어 있다.

상기 공기유입관(30)은 상기 사이클론몸체(11)에 체결부재를 이용하여 착탈가능하게 결합하거나 또는, 용접 작업을 통해 분리되지 않도록 일체로 결합할 수도 있는데, 이는 상기 사이클론 장치(10)의 사용목적이나 효과 및 제작여건, 구매자의 요구조건 등에 따라 다양하게 제작할 수 있도록 하기 위함이다.

도 3과 도 4에서와 같이, 상기 각 차단판(40)은 공기유입관(30) 내의 상부에서 하부 사이에 일정 간격으로 이격된 상태로 결합되어 있고, 상기 각 차단판(40)은 공기유입관(30)의 내부를 막지 않도록 즉, 상기 공기유입관(30)을 평면에서 볼 때(도 5) 상기 각 차단판(40)이 공기유입관(30)의 내부를 막지 않은 크기로 형성되어 있으며, 상기 각 차단판(400은 상기 공기유입관(30)을 평면에서 볼 때 상기 공기유입관(30)의 내주면을 따라 빙둘러 위치되도록 배열되어 있다.

상기 각 차단판(40)은 상기 공기유입관(30)의 내주면에서 중앙부로 갈수록 폭이 점차적으로 작아지도록 형성되어 있고, 상기 각 차단판(40)은 공기유입관(30) 내로 유입되는 공기 중에 포함된 이물질을 걸러내어 외부로 빠져나는 것을 원활하게 차단하도록 상기 공기유입관(30)의 내주면에서 중앙부 측으로 갈수록 점차 하방 경사지게 형성되어 있다.

상기에서, 각 차단판(40)은 상기 공기유입관(30) 내로 유입된 공기 중에 포함된 이물질의 크기 및 무게 등에 따라 상기 공기유입관(30)의 내주면에서 중앙부 측으로 경사지는 경사각도(θ)를 조절하는데, 즉 상기 공기유입관(30)을 통과하는 공기 중에 포함된 이물질의 크기가 작거나 무게가 적게 나가면 상기 각 차단판(40)의 경사각도(θ)는 크게 형성하고, 상기 공기유입관(30)을 통과하는 공기 중에 포함된 이물질의 크기가 크거나 무게가 많이 나가면 상기 각 차단판(40)의 경사각도(θ)는 작게 형성되어 있다.

상기 각 차단판(40)의 경사각도(θ)는 5°~90°사이에 형성되어 있는데, 상기 차단판(40)의 경사각도(θ)는 5°이하 또는 90°이상이면 상기 공기유입관(30)으로 유입된 공기 중에 포함된 이물질을 제대로 걸러내지 못하여 이물질이 포함된 상태로 공기가 상기 사이클론 장치(10)의 외부로 배출됨에 따라 상기 차단판(40)의 효과가 저하된다.

상기 각 차단판(40)은 상기 공기유입관(30) 내로 유입된 공기의 흐름이 원활함은 물론 공기배출구(13) 측으로 원활하게 안내하도록 어느 하나의 측면에서 다른 하나의 측면으로 갈수록 점차 하방 경사지게 형성되어 있는데, 즉 상기 각 차단판(40)은 상기 사이클론몸체(11) 내로 흡입된 공기의 선회방향과 반대방향으로 경사지게 형성되어 있다.

상기 차단판(40)은 도면에서와 같이 공기유입관(30) 내에 4개만을 구비하는 것이 아니라 상기 이물질배출차단부재(20)의 사용목적이나 효과 등을 고려하여 2개, 4개, 6개 또는 그 이상 구비할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 사이클론 장치(10)의 사이클론몸체(11)에 형성된 흡입통로(12)를 통해 천과 같은 원단이나 옷 및 구두와 같은 각종 제품을 분쇄하는 과정에서 발생하는 이물질과 함께 공기가 흡입된다.

상기 흡입된 이물질이 포함된 공기는 상기 사이클론몸체(11)의 내주면을 선회하면서 하방 측으로 이동하면서 이물질과 공기가 분리되고, 상기 분리된 이물질은 사이클론몸체(11)의 하부 측에 형성된 이물질배출구(14)를 통해 외부로 배출된다.

그리고, 상기 이물질이 분리된 공기는 사이클론몸체(11) 내의 하부에서 상방 측으로 이동 즉, 도 6에서와 같이 상기 사이클론몸체(11) 내의 중앙부에서 상방 측으로 이동한다.

상기의 공기는 이물질배출차단부재(20)의 공기유입관(30) 내로 유입되어 계속해서 상방 측으로 이동하면서 상기 공기유입관(30)의 내주면에 결합된 복수 개의 차단판(40)에 부딪히게 된다.

그러므로, 상기 공기유입관(30) 내로 유입된 공기 중에 포함된 이물질도 각 차단판(40)에 부딪히면서 이동이 차단되어 사이클론몸체(11)의 외부로 빠져나가지 못함은 물론 상기 차단된 이물질은 사이클론몸체(11) 내의 바닥으로 떨어져서 상기 이물질배출구(14)를 통해 사이클론 장치(10)의 외부로 배출된다.

그리고, 상기 각 차단판(40)에 의해 이물질이 분리된 공기 즉, 정화된 공기는 계속해서 공기유입관(30)의 상방 측으로 이동하여 상기 정화된 공기만 상기 사이클론 장치(10)의 외부로 배출된다.

상기 각 차단판(40)은 공기유입관(30) 내로 유입된 공기 중에 포함된 이물질의 크기 및 무게 등에 따라 경사각도(θ)를 조절 즉, 상기 공기유입관(30)을 통과하는 공기 중에 포함된 이물질의 크기가 작거나 무게가 적게 나가면 상기 각 차단판(40)의 경사각도(θ)를 크게 형성하고, 공기 중에 포함된 이물질의 크기가 크거나 무게가 많이 나가면 상기 각 차단판(40)의 경사각도(θ)를 작게 형성하여 상기 각 차단판(40)에 의해 이물질의 차단효과를 높임에 따라 상기 공기 중에 포함된 이물질이 사이클론 장치(10)의 외부로 배출되는 것을 최대한 방지한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 사이클론 장치는 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있으므로 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되는 것이다.

10: 사이클론 장치 11: 사이클론몸체
12: 흡입통로 13: 공기배출구
14: 이물질배출구 20: 이물질배출차단부재
30: 공기유입관 31: 플랜지
31a: 체결공 40: 차단판

Claims (3)

1. 이물질이 포함된 공기에서 이물질을 분리하기 위해 상기 이물질이 포함된 공기를 선회시키기 위한 사이클론몸체와, 상기 사이클론몸체 내로 이물질이 포함된 공기를 흡입시키는 흡입통로와, 상기 사이클론몸체 내에서 분리된 공기를 외부로 배출하는 공기배출구와, 상기 사이클론몸체 내에서 분리된 이물질을 외부로 배출하는 이물질배출구가 구비된 사이클론 장치에 있어서,
   상기 사이클론몸체의 내주면을 따라 선회하면서 이물질이 분리되어 공기배출구를 통해 외부로 배출되는 공기 중에 포함된 이물질이 상기 사이클론몸체의 외부로 빠져나가지 못하도록 함과 함께 상기 배출되는 공기 중에 포함된 이물질이 걸러진 정화된 공기만 외부로 배출하도록 하는 이물질배출차단부재가 구비되고,
   상기의 이물질배출차단부재는, 상기 사이클론 장치의 공기배출구에 삽입 설치되어 상기 사이클론몸체 내에서 선회하면서 이물질과 분리된 공기가 유입되는 중공의 공기유입관과,
   상기 공기유입관의 내주면에 결합되어 상기 공기유입관으로 유입된 공기 중에 포함된 이물질이 사이클론몸체의 외부로 빠져나가지 못하게 차단하도록 하는 복수 개의 차단판으로 구성됨을 특징으로 하는 사이클론 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   공기유입관의 상면 테두리에는 사이클론몸체의 공기배출구에 삽입된 상태에서 상기 사이클론몸체의 상부면에 접촉되는 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지에는 사이클론몸체에 공기유입관을 착탈가능하게 결합하기 위한 장공 형상을 갖는 복수 개의 체결공이 형성됨을 특징으로 하는 사이클론 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   각 차단판은 공기유입관의 내주면에서 중앙부로 갈수록 폭이 점차적으로 작아지도록 형성되고, 상기 각 차단판은 공기유입관 내의 상부에서 하부 사이에 일정 간격으로 이격된 상태로 결합되며, 상기 각 차단판은 공기유입관의 내주면에서 중앙부 측으로 갈수록 점차 하방 경사지게 형성되고, 상기 각 차단판은 어느 하나의 측면에서 다른 하나의 측면으로 갈수록 점차 하방 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 사이클론 장치.
   

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