KR20180040929A - 축류식 싸이클론 집진장치 - Google Patents

Abstract

송풍기의 회류방향과 동일한 방향성을 갖는 나선형통로를 송풍기와 인접하게 형성하면서 그 중심부에 중앙통로를 두어 함진가스의 원심력 증가와 함께 정압손실을 최소화 할 수 있는 축류식 싸이클론 집진장치가 개시된다. 본 발명에 따른 축류식 싸이클론 집진장치는 송풍기로부터 함진가스가 유입되는 본체통과, 이 본체통의 출구에 분진이 제거된 기체가 배출되는 탈진가스 배출관과, 탈진가스 배출관의 하부측에 분진이 배출되는 포집관을 포함하면서, 본체통의 입구에는 송풍기의 날개방향과 동일한 방향성을 갖는 적어도 하나 이상의 나선판이 본체통의 내벽을 따라 연장되고, 이 나선판의 중심부에는 양측이 뚫린 내부통이 형성된다.

Description

축류식 싸이클론 집진장치{Axial Flow Type Cyclone Dust Collector}

본 발명은 축류식 싸이클론 집진장치에 관한 것으로, 정압손실을 최소화하여 효율을 극대화 할 수 있고 협소한 공간에서도 설치가 가능한 집진장치에 관한 것이다.

일반적으로 축류식 집진장치는 함진가스를 축방향에서 유입시키고 탈진가스를 축방향으로 배출시키는 집진장치를 말한다.

이러한 축류식 집진장치는 대한민국 공개특허공보 제 10-2013-0110690호(2013.10.10., 공개, 이하, "종래기술"이라 함)에 축류식 싸이클론 집진장치로 개시된 바 있다. 종래기술은 도 1에서 보는 것과 같이, 송풍기(11)에 의해 끌어당긴 함진가스를 유입관(12)을 통해 집진장치(10) 내부로 유입시키면서 유도날개(13)를 통과하도록 하여 원심력을 발생시킨다. 이처럼 원심력이 발생된 함진가스중에서 무거운 분진은 원심력에 의해 원심분리관(14) 내벽쪽을 따라 돌면서 나아가다가 탈진가스 배출관(15)에 막혀 아래쪽 분진 배출관(16)을 통해 낙하하여 포집자루(17)에 저장된다. 그리고 함진가스중에서 일반 기체는 탈진가스 배출관(15)에 막혀 되돌아서 배출되거나 직접 배출되어 외부로 나간다.

이러한 종래기술은 집진효율을 높이기 위해 유도날개(13)의 꺽이는 각도를 특정값으로 설정하거나, 또는 유도날개의 앞쪽에 원추형의 확산부(18)를 형성하는 등의 노력을 기울였지만, 송풍기와 유도날개의 이격거리로부터 불어닥친 기체의 충돌에 의해, 그리고 유도날개의 꺽이는 각도에 의해 많은 정압손실이 있게 된다.

또한, 대부분의 축류식 집진장치에서는 송풍기를 사류형 송풍기로 사용하게 되는데, 유입관()에서 함진가스가 충분한 직진성을 보장받기 위해 송풍기의 출구쪽에 기체의 방향을 일직선으로 가도록 유도하는 고정익이 설치된다. 이러한 고정익의 설치로 인해 송풍기에서 발생된 나선형 기체운동이 고정익에 의해 직선형 기체운동으로 바뀌고, 다시 유도날개에 의해 나선형 기체운동으로 바뀌면서 이미 2~3번의 방향전환에 의해 많은 정압손실이 있게 되는 문제도 있었다.

그리고 종래의 축류식 집진장치는 도 2의 설치예에서 보는 것과 같이, 유입관의 길이를 충분히 보장하기 위해 곡물 건조기(1)에서부터 덕트(3)를 이용하여 벽(2)을 통과한 후, 건물 외부에 설치할 수 밖에 없는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 송풍기의 회류방향과 동일한 방향성을 갖는 나선형통로를 송풍기와 인접하게 형성하면서 나선판의 중심부에 중앙통로를 두어 함진가스의 원심력 증가와 함께 정압손실을 최소화 할 수 있는 축류식 싸이클론 집진장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 송풍기로부터 함진가스가 유입되는 본체통과, 이 본체통의 출구에 분진이 제거된 기체가 배출되는 탈진가스 배출관과, 탈진가스 배출관의 하부측에 분진이 배출되는 포집관을 포함하며, 본체통의 입구에는 송풍기의 날개방향과 동일한 방향성을 갖는 적어도 하나 이상의 나선판이 본체통의 내벽을 따라 연장되고, 이 나선판의 중심부에는 양측이 뚫린 내부통이 형성됨을 특징으로 하는 축류식 싸이클론 집진장치를 제공한다.

이때, 송풍기는 고정익을 제거한 사류형 송풍기이며, 별도의 유입관이나 덕트 없이 본체통에 직접 결합될 수 있다.

그리고 송풍기의 날개에는 꺽임부가 형성되어 원심력을 증가시킬 수 있다.

본 발명에 따른 축류식 싸이클론 집진장치는 송풍기 자체에서 발생된 원심력을 상쇄시키지 않고 그대로 나선형통로로 진입시키며, 나선형통로의 중심부에 내부통을 형성시켜 내부통의 중앙통로를 통해 정압손실이 없도록 하는 이점이 있게 된다.

또한, 본 발명은 송풍기의 날개에 꺽임부를 형성하면서 고정익이 없도록 하여 함진가스가 나선형통로로 유입되기 전에 더 큰 원심력이 발생되도록 하여 집진효율을 높일 수 있는 이점이 있게 된다.

그리고 본 발명에 따른 집진장치는 본체통의 입구에 송풍기를 직결하도록 구성되어 건조기 등 집진이 필요한 시설에 별도의 유입관이나 덕트를 사용하지 않고도 설치가 가능하여 공간효율을 높일 수 있는 이점도 있게 된다.

도 1은 종래기술에 따른 축류식 싸이클론 집진장치를 나타낸 도면이고,
도 2는 종래기술에 따른 집진장치의 설치예를 보인 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 축류식 싸이클론 집진장치를 나타낸 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 축류식 싸이클론 집진장치 입구를 보인 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 축류식 싸이클론 집진장치의 기체 흐름을 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 축류식 싸이클론 집진장치의 사류식 송풍기를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 축류식 싸이클론 집진장치를 상세히 설명한다.

도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 축류식 싸이클론 집진장치(100)는 본체통(110)의 입구쪽에 송풍기(200)를 통해 함진가스가 유입되어 본체통(110)내에서 분진을 걸려낸 후, 본체통(110) 뒤쪽의 탈진가스 배출관(120)을 통해 맑은 기체만 외부로 배출된다. 그리고 탈진가스 배출관(120)의 아래쪽으로 분진만이 배출되는 분진 포집관(130)이 형성된다.

본 발명에 따른 집진장치(100)는 종래기술의 유도날개와 유사한 나선판(140)이 형성되는데, 이 나선판(140)은 본체통(110)의 입구에서부터 탈진가스 배출관(120)까지 나선형으로 연장되도록 적어도 하나 이상이 형성된다. 이때, 나선판(140)의 중심부에는 양쪽이 관통된 내부통(150)이 형성된다.

본 발명에 따른 집진장치(100)의 나선판(140) 및 내부통(150)의 형태를 보다 자세하게 보인 도 4를 참고하면, 나선판(140)은 본체통(110)과 내부통(150)의 사이에서 나선형의 공기통로(145)를 형성하게 되고, 내부통(150)은 중앙통로(155)를 형성하게 된다. 이때, 나선판(140)의 경사방향은 송풍기(200) 날개의 경사방향과 동일한 방향으로 형성되어야 기체의 흐름을 더 좋게 할 수 있다.

본 발명에 따른 집진장치(100)의 집진 및 탈진과정을 상세하게 보인 도 5를 참고하여 본 발명에 따른 집진장치(100)의 탈진과정 및 작용원리를 자세하게 설명한다.

송풍기(200)에 의해 유입된 함진가스는 송풍기를 통과하면서 1차적으로 원심력을 얻게 된다. 즉, 송풍기는 그 날개가 일정 각도로 꺽여져 있기 때문에 날개를 통과한 기체는 직선형이 아닌 날개의 꺽인 방향으로 회전력을 받게 된다. 이렇게 1차적으로 원심력을 받은 함진가스는 원심력에 의해 무거운 분진은 바깥쪽에서 회류된다.

원심력을 받은 함진가스가 본체통(110)의 입구로 유입되면 나선판(140)의 경사면을 따라 나선형통로로 이동된다. 이때 나선형통로가 본체통의 입구에서부터 출구까지 길게 나선형으로 되어 있으므로 이 나선형 통로를 빠져나가는 동안 함진가스는 더 강력한 원심력을 추가로 받게 된다. 그리고 송풍기(200) 날개의 경사방향과 나선판(140)의 경사방향이 동일하게 형성되어 있어 함진가스의 진행에 아무런 걸림이 없이 연속성을 갖게 된다.

나선형 통로를 빠져나간 함진가스는 많은 원심력을 갖고 있으므로 대부분의 분진은 본체통(110) 내벽에 붙어서 이동을 하게 되며, 탈진가스 배출관(120)에 막혀 아래로 떨어지거나 바로 분진 포집관(130)으로 유입되어 분진을 집진하게 된다. 이때, 탈진가스 배출관(120)에 막힌 함진가스중 분진이 아닌 기체는 아래로 내려가지 않고 압력이 낮은 탈진가스 배출관(120)의 통로를 통해 외부로 배출된다.

본 발명에 따른 집진장치(100)의 중요한 작용중 하나는 내부통(150)의 역할이다. 흔히 함진가스가 나오는 송풍기(200)의 바로 뒤어 내부통(150)을 두어 중앙통로(155)를 형성하게 되면 이 중앙통로를 통해 분진이 나갈것이라고 생각하겠지만, 본 발명자의 반복적 실험을 통해 중앙통로로는 분진이 빠져나가지 않고 맑은 기체만이 배출되는 것을 확인하였다. 즉, 중앙통로는 송풍기의 바로 뒤에 위치한 것으로, 송풍기에 의한 공기흐름은 그 중심부에서는 발생되지 않고 송풍기의 날개가 위치한 바깥쪽에서만 공기흐름이 발생되므로 중앙통로측으로는 직접적인 공기흐름은 없게 된다. 그러나 함진가스가 나선판(140)의 경사면을 따라 이동된다고 하더라도 어느 정도의 충돌 및 압력손실이 발생하게 되는데, 이러한 충돌가스 및 압력손실이 중앙통로를 통해 역으로 돌아 빠져나가면서 손실양을 상당히 줄일 수 있게 되는 것이다.

본 발명에 따른 집진장치(100)는 함진가스에 원심력을 더 많이 줄수록 효율은 높아지게 된다. 그렇다고 나선판(140)의 경사각을 더 크게 주면 그 만큼의 정압손실을 볼 수 있으므로 좋은 수단이 아니며, 1차적으로 원심력을 발생시키는 송풍기(200)에서 원심력을 키울 수 있는 방안을 모색하게 되었다.

우선적으로, 기체의 흐름을 방사상으로 확산시킬 수 있는 사류식 송풍기로 적용하는 방안을 찾았으며, 2차적으로는 대부분의 사류식 송풍기에서 사용하고 있는 고정익을 제거하여 기체의 흐름을 송풍기 날개에서 발생되는 원심력이 자연스럽게 나가도록 하였다. 고정익은 종래기술에서 전술한 바와 같이 송풍기에서 배출되는 바람이 직진성을 갖도록 바람의 방향을 바꾸어주는 것으로, 본 발명과 같이 원심력을 얻기 위해 사용된다면 고정익이 오히려 효율을 떨어뜨리는 결과를 초래하게 된다. 그리고 사류식 송풍기에서 얻은 원심력이 곧바로 본체통(110)으로 유입되어 연속성을 가질 수 있도록 별도의 연장된 유입관이나 덕트를 사용하지 않고 송풍기와 본체통을 직접 연결하도록 하였다.

또한, 도 6의 송풍기 날개를 상세히 보인 도면에서 보는 것과 같이, 송풍기(200) 날개에 꺽임부(210)를 형성하게 되면 이 꺽임부에 의해 기체가 더 많이 꺽여지면서 큰 원심력을 얻을 수 있게 된다.

본 발명에 따른 축류식 싸이클론 집진장치(100)는 종래기술과 같이 유입관을 길게 형성할 필요도 없고, 별도의 덕트를 이용할 필요도 없으므로, 건물내에 설치된 건조기에서 직접 연결하여 공간의 활용도를 높일 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 축류식 싸이클론 집진장치
110 : 본체통 120 : 탈진가스 배출관
130 : 포집관 140 : 나선판
145 : 나선형통로 150 : 내부통
150 : 중앙통로 200 : 사류식 송풍기
210 : 꺽임부

Claims (3)

1. 송풍기(200)로부터 함진가스가 유입되는 본체통(110)과, 이 본체통(110)의 출구에 분진이 제거된 기체가 배출되는 탈진가스 배출관(120)과, 탈진가스 배출관(120)의 하부측에 분진이 배출되는 포집관(130)을 포함하는 축류식 싸이클론 집진장치에 있어서,
   상기 본체통(110)의 입구에는 송풍기(200)의 날개방향과 동일한 방향성을 갖는 적어도 하나 이상의 나선판(140)이 본체통(110)의 내벽을 따라 연장되고, 이 나선판(140)의 중심부에는 양측이 뚫린 내부통(150)이 형성됨을 특징으로 하는 축류식 싸이클론 집진장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 송풍기(200)는 고정익을 제거한 사류형 송풍기이며, 별도의 유입관이나 덕트 없이 본체통(110)에 직접 결합됨을 특징으로 하는 축류식 싸이클론 집진장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 송풍기(200)의 날개에는 꺽임부(210)가 형성됨을 특징으로 하는 축류식 싸이클론 집진장치.

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