KR20210085786A - 집진 시스템 - Google Patents

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KR20210085786A
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주식회사 올스웰
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

본 발명은 집진 시스템을 제공한다. 본 발명의 실시예에 의한 집진 시스템의 일 양태는, 공기의 흡입을 위한 흡기구가 형성되는 흡기 장치; 상기 흡기구를 통하여 흡입되는 공기 중의 이물질을 집진하는 집진 장치; 상기 집진 장치에서의 집진을 위하여 상기 흡기 장치를 통하여 공기를 흡입하여 유동시키는 송풍 장치; 및 상기 흡기구의 면적을 조절하여 상기 흡기구를 통하여 흡입된 공기 중의 이물질이 상기 집진 장치에서 집진되도록 제어하는 제어 유닛; 을 포함한다.

Description

집진 시스템{DUST COLLECTING SYSTEM}
본 발명은 집진 시스템에 관한 것이다.
집진기는, 공기 중의 이물질을 집진하는 장치로서, 일반적으로, 공기를 흡입하는 후드, 후드를 통하여 흡입된 공기 중의 이물질을 집진하는 집진기 및 집진을 위하여 공기를 유동시키는 송풍기를 포함할 수 있다. 이 중 후드의 경우에는, 이물질이 발생하는 오염원에 인접하게 배치되어 흡기구를 통하여 이물질을 포함하는 공기를 흡입한다.
그런데, 동일한 출력의 송풍기를 사용하는 경우에 흡기구의 면적에 따라서 상이한 흡입 성능이나 효율을 나타내게 된다. 즉, 흡기구의 면적이 상대적으로 큰 경우에는, 풍속은 감소되지만, 풍량이 증가된다. 따라서, 흡기구의 면적이 상대적으로 큰 경우에는, 넓은 체적의 공간에서 공기와 함께 다량의 이물질을 흡입할 수 있지만, 상대적으로 크거나 무거운 이물질은 효율적으로 흡입할 수 없게 된다. 반대로, 흡기구의 면적이 상대적으로 작은 경우에는, 풍속은 증가되지만, 풍량은 감소된다. 따라서, 흡기구의 면적이 상대적으로 작은 경우에는, 상대적으로 크거나 무거운 이물질은 효율적으로 흡입할 수 있지만, 공기가 흡입되는 공간의 체적이 감소됨으로써, 이물질의 흡입량은 감소된다.
따라서, 공기 중의 이물질의 크가/중량이나 양에 따라서 흡기구의 면적을 가변하면 보다 효율적으로 공기 중의 이물질을 흡입하여 집진할 수 있으나, 이에 대한 대책이 전무한 실정이다.
한편, 원심 집진기란, 원심력을 이용하여 공기 중에 포함된 이물질을 제거하여 포집하는 장치이다. 최근에는, 이물질의 집진률이나 집진량을 증가시키기 위하여 다수개의 원심 집진기를 직렬 또는 병렬 또는 직·병렬로 연결하여 집진 시스템, 즉 멀티 집진 시스템이 제안되고 있다.
먼저, 다수개의 원심 집진기가 직렬로 연결된 경우에는, 실질적으로 공기 중의 이물질에 대한 원심 집진이 다수회 반복하여 수행됨으로써, 미세 먼지와 같이 상대적으로 작은 크기 또는/및 중량의 이물질까지 효율적으로 집진할 수 있다. 그러나, 다수개의 원심 집진기가 직렬로 연결되는 경우는, 동일한 개수의 원심 집진기가 병렬로 연결되는 경우에 비하여 큰 압력 손실에 의하여 실질적으로 흡입되는 공기의 양이 감소되므로, 집진되는 이물질의 절대량이 감소될 수 밖에 없다.
반면에, 다수개의 원심 집진기가 병렬로 연결된 경우에는, 동일한 개수의 원심 집진기가 직렬로 연결된 경우에 비하여 압력 손실이 작으므로, 상대적으로 흡입되는 공기의 양이 증가됨으로써. 상대적으로 다량의 이물질을 집진할 수 있다. 그러나, 다수개의 원심 집진기가 병렬로 연결된 경우는, 동일한 개수의 원심 집진기가 직렬로 연결된 경우의 장점을 기대할 수 없다.
따라서, 이물질의 특징, 즉, 그 크기나 양에 따라서 다수개의 원심 집진기가 직렬 또는 병렬 또는 직·병렬로 연결되는 경우에 따른 장단점을 고려하여 적절하게 제어하는 것이 바람직하다. 그러나, 종래 기술의 경우에는, 이와 같은 문제점에 대한 해결이 불가능하게 된다.
대한민국 등록특허 제1504247호(명칭: 마이크로웨이브 플라즈마를 이용한 흑연 정제장치 및 정제방법) 대한민국 등록특허 제0344756호(명칭: 집진 장치) 대한민국 등록특허 제1579134호(명칭: 고순도 나노 분말 생성장치) 대한민국 공개특허 제2005-0011621호(명칭: 멀티 사이클론을 이용한 유체 여과장치)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술에 의한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 이물질의 특징을 고려하여 보다 효율적으로 이물질을 집진할 수 있도록 구성되는 집진 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 집진 시스템의 일 양태는, 공기의 흡입을 위한 흡기구가 형성되는 흡기 장치; 상기 흡기구를 통하여 흡입되는 공기 중의 이물질을 집진하는 집진 장치; 상기 집진 장치에서의 집진을 위하여 상기 흡기 장치를 통하여 공기를 흡입하여 유동시키는 송풍 장치; 및 상기 흡기구의 면적을 조절하여 상기 흡기구를 통하여 흡입된 공기 중의 이물질이 상기 집진 장치에서 집진되도록 제어하는 제어 유닛; 을 포함한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제어 유닛은, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 비례하여 상기 흡기구의 면적을 조절한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제어 유닛은, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 기설정된 기준치 이하인 경우에는, 상기 흡기구의 면적을 기설정된 기준 면적 이하의 면적으로 감소시키고, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 초과인 경우에는, 상기 흡기구의 면적을 상기 기준 면적 초과의 면적으로 증가시킨다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 집진 장치는, 서로 이격되게 배치되어 상기 흡기구를 통하여 흡입되는 공기 중의 이물질을 원심 집진하는 다수개의 집진 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 따라서 상기 집진 유닛 중 직렬 또는 병렬 또는 직·병렬로 연결된 2개 이상에서 상기 흡기구를 통하여 흡입된 공기 중의 이물질이 집진되도록 제어하고, 공기 중의 이물질이 집진되는 상기 집진 유닛의 개수에 비례하여 상기 흡기구을 통하여 흡입되는 공기량이 증가되도록 상기 송풍 장치를 제어한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제어 유닛은, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 기설정된 기준치 이하인 경우에는, 상기 흡기구의 면적을 기설정된 기준 면적 이하로 감소시키고, 공기 중의 이물질이 상기 집진 유닛 중 직렬로 연결된 2개 이상에서 집진이 이루어지도록 제어하고, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 초과인 경우에는, 상기 흡기구의 면적을 상기 기준 면적 초과로 증가시키고, 공기 중의 이물질이 상기 집진 유닛 중 병렬 또는 직병렬로 연결된 2개 이상에서 집진이 이루어지도록 제어한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제어 유닛은, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 이하인 경우에는, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 반비례하여 직렬로 연결되는 상기 집진 유닛의 개수가 증가되고, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 비례하여 상기 흡기구의 면적이 감소되도록 제어한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제어 유닛은, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 초과인 경우에는, 공기 중의 이물질의 농도에 비례하여 병렬로 연결되는 상기 집진 유닛의 개수가 증가되고, 공기 중의 이물질의 농도에 비례하여 상기 흡기구의 면적이 증가되도록 제어한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제어 유닛은, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 초과인 경우에는, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 반비례하여 직렬로 연결되는 상기 집진 유닛의 개수가 증가되고, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 반비례하여 상기 흡기구의 면적이 감소되도록 제어한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 집진 장치는, 상기 흡기구를 통하여 흡입되어 상기 집진 유닛에 전달되거나 2개의 상기 집진 유닛 사이에서 전달되거나 상기 집진 유닛의 외부로 배출되는 공기가 유동되도록 상기 집진 유닛 중 어느 1개에 연결되거나 인접하는 2개의 상기 집진 유닛을 연결하는 다수개의 파이프 유닛; 및 상기 파이프 유닛을 유동하는 공기가 상기 집진 유닛으로 선택적으로 전달되도록 개폐되는 다수개의 댐퍼 유닛; 을 더 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 흡기구를 통하여 흡입되는 공기 중의 이물질이 상기 집진 유닛 중 직렬 또는 병렬 또는 직·병렬로 연결된 2개 이상에서 집진이 이루어지도록 상기 댐퍼 유닛을 제어한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 집진 유닛은, 1개의 행(行)을 이루도록 배치되는 다수개의 주 집진 유닛; 및 상기 주 집진 유닛 중 어느 1개와 열(列)을 이루도록 배치되어 상기 주 집진 유닛 중 어느 1개와 선택적으로 직렬로 연결되고, 상기 주 집진 유닛 중 어느 1개에 의하여 이물질이 집진된 공기를 선택적으로 전달받는 다수개의 보조 집진 유닛; 을 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 흡기구를 통하여 흡입되는 공기 중의 이물질이 상기 주 집진 유닛 중 어느 1개 및 이에 직렬로 연결되는 상기 보조 집진 유닛 중 어느 1개 이상에 의하여 집진되거나, 상기 주 집진 유닛 중 병렬로 연결된 2개 이상 또는 상기 주 집진 유닛 중 병렬로 연결된 2개 이상 및 이에 각각 직렬로 연결되는 상기 보조 집진 유닛 중 어느 1개 이상에 의하여 집진되도록 상기 댐퍼 유닛을 제어한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 파이프 유닛은, 상기 흡기 장치 및 다수개의 주 집진 유닛을 연결하는 흡기 파이프; 상기 주 집진 유닛 및 이와 동일한 열을 이루는 상기 보조 집진 유닛을 연결하거나 동일한 열을 이루는 2개의 상기 보조 집진 유닛을 서로 연결하는 다수개의 연결 파이프; 및 상기 주 집진 유닛과 동일한 열을 이루는 상기 보조 집진 유닛 중 어느 1개에 각각 연결되고, 공기가 외부로 배출되는 배기구가 형성되는 다수개의 배기 파이프; 를 포함한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 흡기 파이프에는, 다수개의 상기 주 집진 유닛이 병렬로 연결된다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 파이프 유닛은, 동일한 열을 이루는 상기 보조 집진 유닛에 연결되는 상기 연결 파이프와 상기 배기 파이프를 각각 연결하는 다수개의 바이패스 파이프를 더 포함한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 댐퍼 유닛은, 상기 흡기 파이프를 통하여 상기 주 집진 유닛 중 어느 1개 또는 2개 이상으로 공기가 선택적으로 전달되도록 개폐되는 다수개의 제1댐퍼; 및 상기 연결 파이프를 통하여 상기 주집진 유닛 또는 상기 보조 집진 유닛에서 이와 동일한 열을 이루는 상기 보조 집진 유닛 또는 다른 보조 집진 유닛으로 공기가 선택적으로 전달되도록 개폐되는 다수개의 제2댐퍼; 를 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 흡기 파이프를 통하여 상기 주 집진 유닛 중 1개 또는 다수개로 공기가 전달되도록 상기 제1댐퍼를 개폐시키고, 상기 연결 파이프를 통하여 상기 주 집진 유닛 또는 상기 보조 집진 유닛에서 이와 동일한 열을 이루는 상기 보조 집진 유닛 또는 다른 보조 집진 유닛으로 공기가 전달되거나, 상기 바이패스 파이프를 통하여 상기 주 집진 유닛 또는 상기 보조 집진 유닛에서 상기 배기 파이프로 공기가 전달되도록 상기 제2댐퍼를 개폐시킨다.
본 발명의 실시예에 의한 집진 시스템에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
먼저, 본 발명의 실시예에서는, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 따라서 공기가 흡입되는 흡기구의 면적이 조절된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 보다 효율적으로 다양한 조건의 이물질, 즉 상대적으로 크거나 작은 이물질을 흡입하여 집진할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 행렬(行列)을 이루는 다수개의 집진 유닛 중 일부 또는 전부를 직렬 또는 병렬 또는 직·병렬로 연결하여 공기 중의 이물질을 집진한다. 특히, 본 실시예에서는, 이물질의 평균 입도에 따른 흡기구의 면적 조절에 추가하여 이물질의 평균 입도 및 농도에 따라서 다수개의 집진 유닛을 직렬 또는 병렬 또는 직·병렬로 연결함과 동시에 연결되는 집진 유닛의 개수에 따라서 공기의 흡입양을 조절함으로써, 다수개의 집진 유닛을 직렬 또는/및 병렬로 연결시 장단점을 고려한 효율적인 집진이 이루어질 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 집진 시스템을 개략적으로 보인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 집진 시스템의 제어 방법을 보인 플로우챠트.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 집진 과정을 보인 동작상태도.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 집진 시스템의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 집진 시스템을 개략적으로 보인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 집진 시스템은, 흡기 장치(100), 집진 장치(200), 송풍 장치(300) 및 제어 유닛(400)을 포함한다. 상기 흡기 장치(100)는 공기를 흡입하기 위한 것이고, 상기 집진 장치(200)는 흡입된 공기 중의 이물질을 집진한다. 상기 송풍 장치(300)는, 집진을 위하여 공기를 유동시키고, 상기 제어 유닛(400)은, 상기 흡기 장치(100)에 의하여 흡입된 공기 중의 이물질이 상기 집진 장치(200)에서 집진되도록 제어한다.
보다 상세하게는, 상기 흡기 장치(100)에는, 공기의 흡입을 위한 흡기구(110)가 형성된다. 특히, 본 실시예에서는, 상기 흡기구(110)의 면적이 조절된다. 후술할 바와 같이, 상기 흡기구(110)의 면적은, 공기 중의 이물질의 크기, 실질적으로는, 이물질의 평균 입도에 따라서 조절된다. 상기 흡기 장치(100)는, 다양한 방식으로 상기 흡기구(110)의 면적을 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 흡기 장치(100)를 구성하는 2개의 부재가 상호 인접 또는 이격되는 방향으로 이동하여 상기 흡기구(110)의 면적이 조절될 수 있다.
그리고 상기 집진 장치(200)는, 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입되는 공기 중의 이물질을 집진한다. 본 실시예에서는, 상기 집진 장치(200)가, 서로 이격되게 배치되어 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입되는 공기 중의 이물질을 원심 집진하는 다수개의 집진 유닛(210)을 포함한다. 상기 집진 유닛(210)은, M*N 행렬(M 및 N은 2 이상의 자연수)로 배치될 수 있다. 그리고 실질적으로, 상기 집진 유닛(210) 중 직렬 또는 병렬 또는 직·병렬로 연결된 2개 이상에서 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입된 공기 중의 이물질이 집진된다.
본 실시예에서는, 상기 집진 유닛(210)이 다수개의 주 집진 유닛(211) 및 다수개의 보조 집진 유닛(212)을 포함한다. 상기 주 집진 유닛(211)은, 1개의 행(行)을 이루도록 배치되고, 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입되는 공기를 전달받는다. 상기 보조 집진 유닛(212)은, 상기 주 집진 유닛(211) 중 어느 1개와 열(列)을 이루도록 배치되어 상기 주 집진 유닛(211) 중 어느 1개와 선택적으로 직렬로 연결된다. 따라서, 상기 보조 집진 유닛(212)은, 상기 주 집진 유닛(211) 중 어느 1개에서 집진된 공기를 각각 선택적으로 전달받는다. 본 실시예에서는, 3개의 상기 주 집진 유닛(211)이 1개의 행을 이루도록 배치되고, 1개의 상기 주 집진 유닛(211)과 2개의 상기 보조 집진 유닛(212)이 각각 1개의 열을 이루도록 배치됨으로써, 상기 주 집진 유닛(211) 및 보조 집진 유닛(212)이 3*3 행렬로 배치된다.
또한, 상기 집진 장치(200)는, 다수개의 파이프 유닛(220)을 더 포함한다. 상기 파이프 유닛(220)은, 상기 집진 유닛(210) 중 어느 1개에 연결되거나 인접하는 2개의 상기 집진 유닛(210)을 연결한다. 따라서, 상기 파이프 유닛(220)에 의하여 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입되어 상기 집진 유닛(210)에 전달되거나 2개의 상기 집진 유닛(210) 사이에서 전달되거나 상기 집진 유닛(210)의 외부로 배출되는 공기가 유동된다. 본 실시예에서는, 상기 파이프 유닛(220)이, 흡기 파이프(221), 다수개의 연결 파이프(222) 및 다수개의 배기 파이프(223)를 포함한다.
상기 흡기 파이프(221)는, 상기 흡기 장치(100) 및 다수개의 상기 주 집진 유닛(211)을 연결한다. 따라서, 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입된 공기가 상기 흡기 파이프(221)를 유동하여 상기 주 집진 유닛(211) 중 어느 1개 또는 2개 이상으로 전달된다. 특히, 본 실시예에서는, 상기 흡기 파이프(221)에 다수개의 상기 주 집진 유닛(211)이 병렬로 연결된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 흡기 파이프(221)가 상기 주 집진 유닛(211)의 개수만큼 분지됨으로써, 상기 주 집진 유닛(211)이 상기 흡기 파이프(221)에 병렬로 연결된다.
그리고 상기 연결 파이프(222)는, 상기 주 집진 유닛(211) 및 이와 동일한 열을 이루는 상기 보조 집진 유닛(212)을 연결하거나 동일한 열을 이루는 2개의 상기 보조 집진 유닛(212)을 서로 연결한다. 따라서, 상기 주 집진 유닛(211)에 의하여 이물질이 집진된 공기가 상기 연결 파이프(222)를 유동하여 상기 보조 집진 유닛(212) 중 어느 1개로 전달되거나, 상기 보조 집진 유닛(212) 중 어느 1개에 의하여 이물질이 집진된 공기가 상기 연결 파이프(222)를 유동하여 이에 인접하는 다른 보조 집진 유닛(212)으로 전달될 수 있다. 또한, 상기 배기 파이프(223)는, 상기 주 집진 유닛(211)과 동일한 열을 이루는 상기 보조 집진 유닛(212) 중 어느 1개에 각각 연결된다. 실질적으로, 상기 배기 파이프(223)는, 상기 보조 집진 유닛(212) 중 상기 주 집진 유닛(211)으로부터 가장 이격되게 배치되어 해당 열의 단(端)에 위치되는 상기 보조 집진 유닛(212)에 각각 연결된다. 그리고 상기 배기 파이프(223)에는, 외부로 공기가 배출되는 배기구(224)가 각각 형성된다.
한편, 본 실시예에서는, 상기 파이프 유닛(220)이 다수개의 바이패스 파이프(225)를 더 포함한다. 상기 바이패스 파이프(225)는, 동일한 열을 이루는 상기 보조 집진 유닛(212)에 연결되는 상기 연결 파이프(222)와 상기 배기 파이프(223)를 각각 연결한다. 따라서, 상기 주 집진 유닛(211)에 의해서만 이물질이 집진된 공기 또는 상기 주 집진 유닛(211) 및 이에 직렬로 연결되는 1개 이상의 보조 집진 유닛(212)에서 순차적으로 이물질이 집진된 공기가 상기 바이패스 파이프(225) 및 배기 파이프(223)를 순차적으로 유동한 후 상기 배기구(224)를 통하여 외부로 배출될 것이다.
또한, 상기 집진 장치(200)는, 다수개의 댐퍼 유닛(230)을 더 포함한다. 상기 댐퍼 유닛(230)은, 상기 파이프 유닛(220)을 유동하는 공기가 상기 집진 유닛(210)으로 선택적으로 전달되도록 개폐된다. 본 실시예에서는, 상기 댐퍼 유닛(230)이, 다수개의 제1 및 제2댐퍼(231)(232)를 포함한다.
상기 제1댐퍼(231)는, 상기 흡기 파이프(221)를 통하여 상기 주 집진 유닛(211)중 어느 1개 또는 2개 이상으로 공기가 선택적으로 전달되도록 개폐된다. 그리고 상기 제2댐퍼(232)는, 상기 연결 파이프(222)를 통하여 상기 주 집진 유닛(211) 또는 상기 보조 집진 유닛(212)에서 이와 동일한 열을 이루는 상기 보조 집진 유닛(212) 또는 다른 보조 집진 유닛(212)으로 공기가 선택적으로 전달되도록 개폐된다. 따라서, 상기 제1댐퍼(231)의 개폐에 따라서 상기 흡기 파이프(221)를 통하여 상기 주 집진 유닛(211) 중 어느 1개 또는 병렬로 연결된 2개 이상으로 공기가 전달된다. 그리고 상기 제2댐퍼(232)의 개폐에 따라서 상기 연결 파이프(222)를 통하여 상기 주 집진 유닛(211) 또는 상기 보조 집진 유닛(212)에서 이에 직렬로 연결된 상기 보조 집진 유닛(212) 또는 다른 보조 집진 유닛(212)으로 공기가 전달된다. 또한, 상기 제2댐퍼(232)의 개폐에 따라서 상기 바이패스 파이프(225)를 통하여 상기 주 집진 유닛(211) 또는 상기 보조 집진 유닛(212)에서 상기 배기 파이프(223)로 공기가 전달될 수 있다.
상기 송풍 장치(300)는, 상기 흡기구(110)를 통한 흡입 및 상기 집진 장치(200)에서의 집진을 위하여 공기를 유동시킨다. 실질적으로, 상기 송풍 장치(300)에 의하여 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입된 공기 중의 이물질이 상기 집진 유닛(210)에서 집진되고, 이물질이 집진된 공기가 상기 배기구(224)를 통하여 외부로 배출된다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 송풍 장치(300)가 상기 파이프 유닛(220), 실질적으로 흡기 파이프(221) 상에 배치될 수 있다. 특히, 본 실시예에서는, 후술할 바와 같이, 상기 송풍 장치(300)에 의한 상기 흡기구(110)를 통한 공기의 흡입량이 직렬 또는 병렬 또는 직·병렬로 연결되는 상기 집진 유닛(200)의 개수에 비례하여 증가된다.
한편, 상기 제어 유닛(400)은, 상기 흡기구(110)의 면적을 조절하고, 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입되는 공기 중의 이물질이 상기 집진 유닛(210) 중 직렬 또는 병렬 또는 직·병렬로 연결된 2개 이상에서 집진이 이루어지도록 제어한다. 상술한 바와 같이, 상기 제어 유닛(400)은, 이물질의 평균 입도에 따라서 상기 흡기구(110)의 면적을 조절하고, 이물질의 평균 입도 및 농도에 따라서 상기 집진 유닛(210) 중 직렬 또는 병렬 또는 직·병렬로 연결된 2개 이상에서 집진이 이루어지도록 제어한다. 상기 집진 유닛(210) 중 직렬로 연결된 2개 이상에서의 집진은, 상기 주 집진 유닛(211) 중 1개 및 이와 동일한 열을 이루는 상기 보조 집진 유닛(212) 중 1개 이상에 의한 순차적인 집진을 의미한다. 그리고 상기 집진 유닛(210) 중 병렬로 연결된 2개 이상에서의 집진은, 상기 주 집진 유닛(211) 중 2개 이상에 의한 동시 집진을 의미한다. 또한, 상기 집진 유닛(210) 중 직·병렬로 2개 이상, 실질적으로 3개 이상에서의 집진은, 상기 주 집진 유닛(211) 중 2개 이상 및 이와 각각 동일한 열을 이루는 상기 보조 집진 유닛(212) 중 1개 이상에 의한 동시 및 순차적인 집진을 의미한다.
여기서, '이물질의 평균 입도'나 '이물질의 농도'는, 별도의 센서에 의하여 감지될 수 있다. 다른 예로는, 오염원의 특성에 따라서 '이물질의 평균 입도'나 '이물질의 농도'가 기설정될 수도 있다. 예를 들면, 압연 가공의 경우에는, 압연재의 재질이나 크기, 표면 거칠기 등에 따라서 압연 가공시 발생되는 입자의 크기나 양을 실험 또는 계산 등에 의하여 미리 예측할 수 있고, 이와 같이 예측된 입자의 크기나 양에 따라서 이물질의 평균 입도나 농도를 설정할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 제어 유닛(400)은, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 비례하여 상기 흡기구(110)의 면적을 조절한다. 즉, 상기 제어 유닛(400)은, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 기설정된 기준치 이하 또는 초과 여부에 따라서, 상기 흡기구(110)의 면적을 기설정된 기준 면적 미만의 면적으로 감소시키거나 초과의 면적으로 증가시킨다. 여기서, '기준 면적'이란, 상대적으로 면적이 감소 또는 증가되는 경우와 대비되는 의미로 이해될 수 있을 것이다. 다시 말하면, 상기 제어 유닛(400)은, 상대적으로 이물질의 평균 입도가 작은 경우에는, 상기 흡기구(110)의 면적을 감소시킴으로써, 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입되는 공기의 풍량을 증가시킨다.
또한, 상기 제어 유닛(400)은, 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 이하인 경우, 즉, 상기 흡기구(110)의 면적이 상기 기준 면적 초과로 증가된 상태에서는, 상기 집진 유닛(210) 중 직렬로 연결된 2개 이상에서 집진이 이루어지도록 제어한다. 그리고 상기 제어 유닛(400)은, 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 초과인 경우, 즉 상기 흡기구(110)의 면적이 상기 기준 면적 미만으로 감소된 상태에서는, 상기 집진 유닛(210) 중 병렬로 연결된 2개 이상에서 집진이 이루어지도록 제어한다.
이는, 상기 집진 유닛(210)에 의한 원심 집진의 특성을 고려하여, 공기 중의 이물질 중 상대적으로 작은 크기의 이물질의 차지하는 양에 따라서 상기 송풍 장치(300)의 동작에 소요되는 전력을 최소화하면서 효율적으로 이물질을 집진하기 위함이다. 다시 말하면, 원심 집진은, 집진기의 내부로 전달되는 이물질의 원심력에 의하여 이물질을 집진하므로, 실질적으로 집진 효율은 이물질의 질량 및 속도에 비례하게 된다. 즉, 질량이 작거나 속도가 느린 이물질은 그 반대의 이물질에 비하여 상대적으로 원심 집진이 잘 이루어지지 않게 된다.
따라서, 본 실시예에서는, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 이하, 즉, 공기 중의 이물질 중 상대적으로 질량이 작은 이물질이 큰 비중이 차지하는 경우에는, 상기 흡기구(110)의 면적을 감소시키고, 상기 집진 유닛(200)을 직렬로 연결하여, 상기 흡기구(110)로부터 상대적으로 이격되는 영역에서도 상기 흡기구(110)를 통하여 이물질이 공기와 함께 흡입될 수 있도록 하고, 이물질의 원심력을 증가시키기 위한 충분한 속도를 확보함과 동시에 2회 이상의 순차적인 집진에 의하여 작은 크기의 이물질을 효율적으로 집진되도록 한다. 반대로, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 초과인 경우에는, 상기 흡기구(110)의 면적을 증가시키고, 상기 집진 유닛(200)을 병렬로 연결하여, 상기 흡기구(110)에 인접하는 영역으로부터 상기 흡기구(110)를 통하여 다량의 이물질이 공기와 함께 흡입되어 집진되도록 한다.
또한, 상기 제어 유닛(400)은, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 이하인 경우에는, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 반비례하여 상기 주 집진 유닛(211)에 직렬로 연결되는 상기 보조 집진 유닛(212)의 개수가 증가되도록 상기 댐퍼 유닛(400)을 제어한다. 다시 말하면, 상기 제어 유닛(400)은, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 작을수록 직렬로 연결되는 상기 집진 유닛(210)의 개수가 증가되도록 상기 댐퍼 유닛(240)을 제어한다. 물론, 상기 제어 유닛(400)은, 직렬로 연결되는 상기 집진 유닛(210)의 개수에 따라서 상기 흡기 장치(100)을 통하여 흡입되는 공기량을 증가시킬 것이다.
그리고 상기 제어 유닛(400)은, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 초과인 경우에는, 이물질의 농도에 비례하여 병렬로 연결되는 상기 주 집진 유닛(211)의 개수가 증가되고, 이물질의 평균 입도에 반비례하여 상기 주 집진 유닛(211)에 직렬로 연결되는 상기 보조 집진 유닛(212)의 개수가 증가되도록 상기 댐퍼 유닛(240)을 제어한다. 다시 말하면, 상기 제어 유닛(400)은, 공기 중의 이물질의 농도, 실질적으로 이물질의 양이 증가될수록 병렬로 연결되는 상기 집진 유닛(210)의 개수가 증가되도록 상기 댐퍼 유닛(240)을 제어한다. 또한, 상기 제어 유닛(240)은, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 작을수록 병렬로 연결된 상기 집진 유닛(210)에 직렬로 연결되는 다른 집진 유닛(210)의 개수가 증가되도록 상기 댐퍼 유닛(240)을 제어한다.
실질적으로, 상기 제어 유닛(400)은, 상기 흡기 파이프(221)를 통하여 상기 주 집진 유닛(211) 중 1개 또는 2개 이상으로 동시에 공기가 전달되도록 상기 제1댐퍼(231)를 개폐시킬 것이다. 그리고 상기 제어 유닛(400)은, 상기 주 집진 유닛(211)에서 이에 직렬로 연결되는 상기 보조 집진 유닛(212)으로 순차적으로 공기가 전달되거나 상기 주 집진 유닛(211)에서 상기 배기구(224)를 통하여 공기가 배출되도록 상기 제2댐퍼(232)를 개폐시킨다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 집진 시스템의 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 집진 시스템의 제어 방법을 보인 플로우챠트이고, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 집진 과정을 보인 동작상태도이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 집진 시스템의 제어 방법은, 흡기 면적 조절 단계(S100) 및 이물질 집진 단계(S200)를 포함한다. 상기 흡기 면적 조절 단계(S100)에서는, 제어 유닛(400)이, 흡기구(110)의 면적을 기설정된 기준 면적 미만으로 감소시키거나 초과로 증가시킨다. 그리고 상기 이물질 집진 단계(S200)에서는, 상기 제어 유닛(400)이, 송풍 장치(300)에 의하여 유동하는 공기가 면적이 조절된 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입되어 집진 장치(200)에서 공기 중의 이물질이 집진되도록 제어한다.
보다 상세하게는, 상기 흡기 면적 조절 단계(S100)에서, 상기 제어 유닛(400)은, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 비례하여 상기 흡기구(110)의 면적을 조절한다. 그리고, 상기 이물질 집진 단계(S200)에서, 상기 제어 유닛(400)은, 이물질의 평균 입도 및 농도에 따라서 집진 장치(200)를 구성하는 다수개의 집진 유닛(210) 중 직렬 또는 병렬 또는 직·병렬로 연결된 2개 이상에 의하여 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입된 공기 중의 이물질이 집진되도록 제어한다.
즉, 도 3을 참조하면, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 기설정된 기준치 이하인 경우에는, 상기 제어 유닛(400)은, 상기 흡기구(110)의 면적을 상기 기준 면적 미만의 면적으로 감소시키고, 상기 집진 유닛(210) 중 직렬로 연결된 2개 이상에서 집진이 이루어지도록 제어한다. 즉, 상기 제어 유닛(400)은, 제1댐퍼(231) 중 어느 1개만 개방시키고, 개방된 상기 제1댐퍼(231)에 의하여 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입된 공기가 흡기 파이프(221)를 통하여 전달되는 주 집진 유닛(211)과 동일한 열을 이루는 보조 집진 유닛(212)으로 공기가 전달되도록 제2댐퍼(232) 중 일부를 개방시킨다. 이때, 도 4를 참조하면, 상기 제어 유닛(400)은, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 반비례하여 상기 주 집진 유닛(211)에 직렬로 연결되는 상기 보조 집진 유닛(212)의 개수가 증가되도록 상기 제2댐퍼(232)를 제어한다. 따라서, 상대적으로 넓은 영역으로부터 상대적으로 작은 크기의 이물질이 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입된 후 보다 효율적으로 원심 집진될 수 있다.
다음으로 도 5를 참조하면, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 초과인 경우에는, 상기 제어 유닛(400)은, 상기 흡기구(110)의 면적을 상기 기준 면적 초과의 면적으로 증가시키고, 상기 집진 유닛(210) 중 병렬로 연결된 2개 이상에서 집진이 이루어지도록 제어한다. 즉, 상기 제어 유닛(400)은, 상기 제1댐퍼(231) 중 2개 이상을 개방시키고, 상기 제2댐퍼(232) 전부를 차폐시킬 수 있다. 이때, 도 6을 참조하면, 상기 제어 유닛(400)은, 이물질의 농도에 비례하여 병렬로 연결되는 상기 주 집진 유닛(211)의 개수가 증가되고, 이물질의 평균 입도에 반비례하여 상기 주 집진 유닛(211)에 직렬로 연결되는 상기 보조 집진 유닛(212)의 개수가 증가되도록 상기 제1 및 제2댐퍼(241)(242)의 동작을 제어한다. 따라서, 상대적으로 좁은 영역으로부터 상대적으로 큰 이물질이 흡입되어 상기 주 집진 유닛(211)에 의하여 동시에 다량 원심 집진될 수 있다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
100: 흡기 장치 110: 흡기구
200: 집진 장치 210: 집진 유닛
211: 주 집진 유닛 212: 보조 집진 유닛
220: 파이프 유닛 211: 흡기 파이프
222: 연결 파이프 223: 배기 파이프
225: 바이패스 파이프 230: 댐퍼 유닛
231: 제1댐퍼 232: 제2댐퍼
300: 송풍 장치 400: 제어 유닛

Claims (14)

  1. 공기의 흡입을 위한 흡기구(110)가 형성되는 흡기 장치(100);
    상기 흡기구(110)를 통하여 흡입되는 공기 중의 이물질을 집진하는 집진 장치(200);
    상기 집진 장치(200)에서의 집진을 위하여 상기 흡기 장치(100)를 통하여 공기를 흡입하여 유동시키는 송풍 장치(300); 및
    상기 흡기구(110)의 면적을 조절하여 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입된 공기 중의 이물질이 상기 집진 장치(200)에서 집진되도록 제어하는 제어 유닛(400); 을 포함하는 집진 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(400)은, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 비례하여 상기 흡기구(110)의 면적을 조절하는 집진 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(400)은,
    공기 중의 이물질의 평균 입도가 기설정된 기준치 이하인 경우에는, 상기 흡기구(110)의 면적을 기설정된 기준 면적 이하의 면적으로 감소시키고,
    공기 중의 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 초과인 경우에는, 상기 흡기구(110)의 면적을 상기 기준 면적 초과의 면적으로 증가시키는 집진 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 집진 장치(200)는, 서로 이격되게 배치되어 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입되는 공기 중의 이물질을 원심 집진하는 다수개의 집진 유닛(210)을 포함하고,
    상기 제어 유닛(400)은, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 따라서 상기 집진 유닛(210) 중 직렬 또는 병렬 또는 직·병렬로 연결된 2개 이상에서 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입된 공기 중의 이물질이 집진되도록 제어하고, 공기 중의 이물질이 집진되는 상기 집진 유닛(210)의 개수에 비례하여 상기 흡기구(110)을 통하여 흡입되는 공기량이 증가되도록 상기 송풍 장치(500)를 제어하는 집진 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(400)은,
    공기 중의 이물질의 평균 입도가 기설정된 기준치 이하인 경우에는, 상기 흡기구(110)의 면적을 기설정된 기준 면적 이하로 감소시키고, 공기 중의 이물질이 상기 집진 유닛(210) 중 직렬로 연결된 2개 이상에서 집진이 이루어지도록 제어하고,
    공기 중의 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 초과인 경우에는, 상기 흡기구(110)의 면적을 상기 기준 면적 초과로 증가시키고, 공기 중의 이물질이 상기 집진 유닛(210) 중 병렬 또는 직병렬로 연결된 2개 이상에서 집진이 이루어지도록 제어하는 집진 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(400)은, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 이하인 경우에는, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 반비례하여 직렬로 연결되는 상기 집진 유닛(210)의 개수가 증가되고, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 비례하여 상기 흡기구(110)의 면적이 감소되도록 제어하는 집진 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(400)은, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 초과인 경우에는, 공기 중의 이물질의 농도에 비례하여 병렬로 연결되는 상기 집진 유닛(210)의 개수가 증가되고, 공기 중의 이물질의 농도에 비례하여 상기 흡기구(110)의 면적이 증가되도록 제어하는 집진 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(400)은, 공기 중의 이물질의 평균 입도가 상기 기준치 초과인 경우에는, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 반비례하여 직렬로 연결되는 상기 집진 유닛(210)의 개수가 증가되고, 공기 중의 이물질의 평균 입도에 반비례하여 상기 흡기구(110)의 면적이 감소되도록 제어하는 집진 시스템.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 집진 장치(200)는,
    상기 흡기구(110)를 통하여 흡입되어 상기 집진 유닛(210)에 전달되거나 2개의 상기 집진 유닛(210) 사이에서 전달되거나 상기 집진 유닛(210)의 외부로 배출되는 공기가 유동되도록 상기 집진 유닛(210) 중 어느 1개에 연결되거나 인접하는 2개의 상기 집진 유닛(210)을 연결하는 다수개의 파이프 유닛(220); 및
    상기 파이프 유닛(220)을 유동하는 공기가 상기 집진 유닛(210)으로 선택적으로 전달되도록 개폐되는 다수개의 댐퍼 유닛(230); 을 더 포함하고,
    상기 제어 유닛(400)은, 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입되는 공기 중의 이물질이 상기 집진 유닛(210) 중 직렬 또는 병렬 또는 직·병렬로 연결된 2개 이상에서 집진이 이루어지도록 상기 댐퍼 유닛(230)을 제어하는 집진 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 집진 유닛(210)은,
    1개의 행(行)을 이루도록 배치되는 다수개의 주 집진 유닛(211); 및
    상기 주 집진 유닛(211) 중 어느 1개와 열(列)을 이루도록 배치되어 상기 주 집진 유닛(211) 중 어느 1개와 선택적으로 직렬로 연결되고, 상기 주 집진 유닛(211) 중 어느 1개에 의하여 이물질이 집진된 공기를 선택적으로 전달받는 다수개의 보조 집진 유닛(212); 을 포함하고,
    상기 제어 유닛(400)은, 상기 흡기구(110)를 통하여 흡입되는 공기 중의 이물질이 상기 주 집진 유닛(211) 중 어느 1개 및 이에 직렬로 연결되는 상기 보조 집진 유닛(212) 중 어느 1개 이상에 의하여 집진되거나, 상기 주 집진 유닛(211) 중 병렬로 연결된 2개 이상 또는 상기 주 집진 유닛(211) 중 병렬로 연결된 2개 이상 및 이에 각각 직렬로 연결되는 상기 보조 집진 유닛(212) 중 어느 1개 이상에 의하여 집진되도록 상기 댐퍼 유닛(230)을 제어하는 집진 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 파이프 유닛(220)은,
    상기 흡기 장치(100) 및 다수개의 주 집진 유닛(211)을 연결하는 흡기 파이프(221);
    상기 주 집진 유닛(211) 및 이와 동일한 열을 이루는 상기 보조 집진 유닛(212)을 연결하거나 동일한 열을 이루는 2개의 상기 보조 집진 유닛(212)을 서로 연결하는 다수개의 연결 파이프(222); 및
    상기 주 집진 유닛(211)과 동일한 열을 이루는 상기 보조 집진 유닛(212) 중 어느 1개에 각각 연결되고, 공기가 외부로 배출되는 배기구(224)가 형성되는 다수개의 배기 파이프(223); 를 포함하는 집진 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 흡기 파이프(221)에는, 다수개의 상기 주 집진 유닛(211)이 병렬로 연결되는 집진 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 파이프 유닛(220)은, 동일한 열을 이루는 상기 보조 집진 유닛(212)에 연결되는 상기 연결 파이프(222)와 상기 배기 파이프(223)를 각각 연결하는 다수개의 바이패스 파이프(225)를 더 포함하는 집진 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 댐퍼 유닛(230)은,
    상기 흡기 파이프(221)를 통하여 상기 주 집진 유닛(211) 중 어느 1개 또는 2개 이상으로 공기가 선택적으로 전달되도록 개폐되는 다수개의 제1댐퍼(231); 및
    상기 연결 파이프(222)를 통하여 상기 주집진 유닛(211) 또는 상기 보조 집진 유닛(212)에서 이와 동일한 열을 이루는 상기 보조 집진 유닛(212) 또는 다른 보조 집진 유닛(212)으로 공기가 선택적으로 전달되도록 개폐되는 다수개의 제2댐퍼(232); 를 포함하고,
    상기 제어 유닛(400)은,
    상기 흡기 파이프(221)를 통하여 상기 주 집진 유닛(211) 중 1개 또는 다수개로 공기가 전달되도록 상기 제1댐퍼(231)를 개폐시키고,
    상기 연결 파이프(222)를 통하여 상기 주 집진 유닛(211) 또는 상기 보조 집진 유닛(212)에서 이와 동일한 열을 이루는 상기 보조 집진 유닛(212) 또는 다른 보조 집진 유닛(212)으로 공기가 전달되거나, 상기 바이패스 파이프(225)를 통하여 상기 주 집진 유닛(211) 또는 상기 보조 집진 유닛(212)에서 상기 배기 파이프(223)로 공기가 전달되도록 상기 제2댐퍼(232)를 개폐시키는 집진 시스템.
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