KR20210106664A - 커피 로스터 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커피 로스팅시 발생할 수 있는 채프를 효율적으로 분리할 수 있는 커피 로스터 집진장치에 관한 것이다. 본 발명은 (a) 커피 로스터에서 발생한 폐가스가 접선방향으로 공급되며, 비중이 큰 잔유물과 비중이 낮은 1차 처리 기체를 원심력으로 분리하는 제1 사이클론 집진기; 및 (b) 제1 사이클론 집진기의 상부 외주면을 따라 배열되고, 제1 사이클론 집진기에서 배출되는 1차 처리 기체가 접선방향으로 공급되며, 비중이 큰 잔유물과 비중이 낮은 2차 처리 기체를 원심력으로 분리하는 다수개의 제2 사이클론 집진기를 포함하며 상기 제2 사이클론 집진기에는 액체를 분사할 수 있는 분사수단이 설치된 커피 로스터 집진장치를 제공한다.

Description

커피 로스터 집진장치{Dust Collector For Coffee Roaster}

본 발명은 커피 로스터 집진장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 커피 로스팅시 발생할 수 있는 채프를 효율적으로 분리할 수 있는 커피 로스터 집진장치에 관한 것이다.

커피는 원두커피와 원두분쇄 커피 및 인스턴트 커피의 형태로 시판되며, 이 중 원두커피는 맛과 향이 뛰어나 가장 많이 이용된다.

특히 유럽지역 등에서 로스팅 되어 포장 판매되는 원두커피를 구입하여 가정에서 분쇄기구로 분쇄하여 보다 신선한 맛과 향을 가지는 커피를 음용하기도 하고, 경우에 따라서는 생원두를 직접 로스팅한 후 분쇄하여 커피를 음용하기도 한다.

우리나라에서는 재배지와 종자에 따라 다양한 맛과 향을 가지는 원두를 수입한 후 원두를 직접 로스팅하거나, 아예 로스팅된 상태로 수입하여 판매한다.

이렇게 커피열매를 볶는데 사용되는 커피 로스터는 열원을 드럼이 직접 전달받아 커피를 볶는 직화방식과, 열원과 드럼의 사이에 차단판을 구성하여 간접열에 의해 커피를 복는 간접열방식과, 열원에 의해 데워진 공기를 이용하여 드럼을 덥혀 커피를 볶는 열풍방식이 있다.

이 중, 직화방식의 경우에는 버너와 같은 열원이 커피가 수용되는 드럼에 직접적으로 전달하는 방식이며, 간접열방식이나 열풍방식의 경우, 드럼에 전달되는 간접열 또는 열풍에 의하여 로스팅을 하는 방식이다.

이러한 커피 로스팅시 커피원두 표면에 존재하는 껍질이 가열에 의하여 분리되며, 상기와 같은 껍질(채프)이 커피에 남아 있는 경우 불쾌한 맛을 줄 수 있으므로 대부분의 로스터는 공기의 대류 또는 열풍을 이용하여 이러한 채프와 커피원두를 분리하며 로스팅을 수행하고 있다. 다만 이렇게 분리된 채프의 경우 대부분 필터를 이용하여 분리하고 있지만 필터의 수명이 짧고 다량을 처리하기에 어려움이 있어 이를 개선하기 위한 노력이 필요하다.

(0001) 대한민국 공개특허 제10-2012-0133339호 (0002) 대한민국 등록특허 제10-1802321호

전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 커피 로스팅시 발생할 수 있는 채프를 효율적으로 분리할 수 있는 커피 로스터 집진장치를 제공하고자 한다.

상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 (a) 커피 로스터에서 발생한 폐가스가 접선방향으로 공급되며, 비중이 큰 잔유물과 비중이 낮은 1차 처리 기체를 원심력으로 분리하는 제1 사이클론 집진기; 및 (b) 제1 사이클론 집진기의 상부 외주면을 따라 배열되고, 제1 사이클론 집진기에서 배출되는 1차 처리 기체가 접선방향으로 공급되며, 비중이 큰 잔유물과 비중이 낮은 2차 처리 기체를 원심력으로 분리하는 다수개의 제2 사이클론 집진기를 포함하며 상기 제2 사이클론 집진기에는 액체를 분사할 수 있는 분사수단이 설치된 커피 로스터 집진장치를 제공한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 사이클론 집진기 하부 배출구는 상기 제1 사이클론 집진기의 상부에 접선방향으로 연결될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 사이클론 집진기에서 분리된 잔유물은 제1 사이클론 집진기의 상부로 분사되어 제1 사이클론 집진기 내부의 폐가스와 혼합되어 분리될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 커피 로스터 집진장치는 상기 폐가스를 가압하여 공급하기 위한 가압수단이 추가로 설치될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 사이클론 집진기의 하단에는 고체 잔유물과 액체 잔유물을 분리할 수 있는 분리수단을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 사이클론 집진기는 2~20개가 제1 사이클론 집진기의 상부 외주면을 따라 배열되며, 내부에는 1~10개의 분사수단을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 사이클론 집진기와 제1 사이클론 집진기의 내부 부피 비는 1:2~1:100일 수 있다.

본 발명에 의한 커피 로스터 집진장치는 커피 로스팅시 발생하는 채프와 분진을 효율적으로 분리하여 대기 오염을 최소화할 뿐만 아니라, 다량의 채프와 분진을 효율적으로 흡착할 수 있어 소규모 커피 로스팅 업체뿐만 아니라 다량의 커피 로스팅을 수행하는 커피 로스팅 전문 공장에서도 유용하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 커피 로스터 집진장치의 구성을 간략히 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 커피 로스팅 집진장치의 상면을 간략히 나타낸 도면이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에 개시된 기술은 여기서 설명되는 구현예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 구현예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 기술의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.

발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. "제1 " 또는 "제2 " 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

또, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다"등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또, 방법 또는 제조 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

본 발명은 (a) 커피 로스터에서 발생한 폐가스가 접선방향으로 공급되며, 비중이 큰 잔유물과 비중이 낮은 1차 처리 기체를 원심력으로 분리하는 제1 사이클론 집진기; 및 (b) 제1 사이클론 집진기의 상부 외주면을 따라 배열되고, 제1 사이클론 집진기에서 배출되는 1차 처리 기체가 접선방향으로 공급되며, 비중이 큰 잔유물과 비중이 낮은 2차 처리 기체를 원심력으로 분리하는 다수개의 제2 사이클론 집진기를 포함하며 상기 제2 사이클론 집진기에는 액체를 분사할 수 있는 분사수단이 설치된 커피 로스터 집진장치에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 커피 로스터는 가열되지 않은 생 커피 원두(생두)를 가열하여 다갈색의 커피 원두를 제조하는 장치로서, 원통형의 드럼내부에 생 커피 원두를 장입한 다음, 드럼을 가열하여 원두를 볶는 장치를 통칭한다. 이때 상기 커피 로스터는 상기 드럼의 하부에 가열수단이 장치됨과 더불어 다공성으로 드럼을 제작하여 가열수단에 의하여 상기 생 커피 원두가 직접적으로 가열되는 직화방식, 원통형의 드럼을 가열하여 내부의 커피 원두를 드럼의 열전도와 열복사로 가열하는 간접가열방식 또는 드럼의 내부에 열풍을 공급하여 생 커피 원두를 가열하는 열풍가열방식으로 제작될 수 있다.

상기와 같은 커피 로스터를 이용하여 생두를 볶아 커피원두를 제조할 때 많은 양의 채프와 연기(폐가스)가 발생하게 되는데 이를 제거하지 않은 경우 로스팅 하는 공간에 연기가 가득 차게 되므로, 대부분의 커피 로스팅 시설은 이러한 채프와 연기를 제거하는 시설을 가지고 있다.

본 발명에 있어서 용어“채프”는 커피 생두의 겉을 감싸고 있는 은피(silver skin)가 가열에 의하여 떨어져 나온 것으로 생두를 가열하여 커피원두를 제작할 때 재거하지 않으면 커피에서 텁텁한 맛이 나는 것으로 알려져 있다.

상기와 같이 커피 로스터에서 생성되는 폐가스를 기존에는 필터를 이용하여 처리하였지만, 필터를 이용하여 처리하는 경우 다량의 폐가스를 처리하기 어려움과 더불어 필터 수명의 한계를 가지고 있다. 하지만 본 발명에서는 이러한 폐가스를 다단 사이클론 집진기를 통하여 폐가스 내의 채프를 비롯한 분진을 제거하는 것으로 기존의 필터에 비하여 월등한 처리 효율을 가질 수 있는 커피 로스터 집진장치를 제공한다.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 로스터 집진장치의 구조를 나타낸 것이다.

상기와 같은 커피 로스터에서 생성되는 폐가스는 폐가스 주입부(120)를 통하여 제1 사이클론 집진기(110)에 공급된다. 이때 상기 폐가스 주입부(120)의 경우 상기 제1 사이클론 집진기(110)의 외주면 접선방향으로 설치됨에 따라, 제1 사이클론 집진기(110)에 주입된 폐가스는 제1 사이클론 집진기(110)의 내부에서 회전하게 되며, 이러한 회전에 의하여 비중이 높은 채프와 분진은 사이클론의 외면을 따라 하부의 배출구로 배출될 수 있다. 아울러 비중이 낮은 기체는 제1 사이클론 집진기(110)의 중심부에 존재하게 되며, 이 중심부에 존재하는 비중이 낮은 기체는 제2 사이클론 집진기(210)에 제1 처리 기체 공급부(220)를 통하여 공급되어 2차 분리를 수행하게 된다.

또한 상기 제2 사이클론 집진기(210)에서 분리된 잔유물은 다량의 액체를 함유하고 있으므로 이를 상기 제1 사이클론 집진기(110)의 상부에 분사하여 상기 채프와 분진의 응집을 용이하게 할 수 있으며, 이에 관해서는 후술하기로 한다.

또한 상기 폐가스의 경우 흡입기에 의하여 흡입되거나 단순히 배출가스일 수 있으므로, 상기 사이클론 집진기를 가동시키기에 충분한 압력을 가지지 못할 수 있다. 이를 개선하기 위하여 상기 폐가스는 가압수단을 통하여 공급되는 것이 바람직하다. 상기 가압수단은 상기 폐가스를 가압할 수 있는 수단이라면 제한없이 사용할 수 있으며, 상기 폐가스를 1.2~5bar로 가압하여 공급하는 것이 바람직하다. 1.2bar 미만으로 가압하여 공급하는 경우 사이클론 집진기 내부에서 충분한 원심력을 형성하지 못하므로 집진효율이 떨어질 수 있으며, 5bar 이상으로 가압하여 공급되는 경우 고압을 견디기 위한 사리클론 집진기의 제작비용이 많이 필요하므로 비경제적이다. 아울러 상기 폐가스가 흡입기에 의하여 흡입되어 공급되는 경우 흡입기의 배출압력이 충분하다면 상기 흡입기를 가압수단으로 사용하는 것도 가능하다.

상기와 같이 제1 사이클론 집진기(110)에서 분리된 기체(1차 처리 기체)는 제2 사이클론 집진기(210)로 공급된다. 이때 상기 1차 처리 기체는 상기 폐가스와 동일하게 제2사이클론 집진기의 접선방향으로 공급되어 제2 사이클론 집진기(220) 내부에서 회전하며 원심력에 의하여 분진을 제거할 수 있다. 이후 분진과의 분리가 끝난 제2 처리기체는 제2 사이클론 집진기의 상부에 위치하는 제 2 처리 기체 배출구(240)를 통하여 외부로 배출될 수 있다.

또한 상기 제2 사이클론 집진기(210)의 상부에는 액체 주입부(250)을 통하여 외부에서 공급되는 액체를 분사할 수 있는 분사수단이 설치될 수 있다. 상기 분사수단은 상기 액체를 상기 제2 사이클론 집진기(210)에 분사하여 제2 사이클론 집진기(210) 내부의 분진을 응집시키는 역할을 수행할 수 있으며, 이렇게 응집된 분진은 제2 사이클론 배출구(230)를 통하여 다시 제1 사이클론 집진기(110)로 공급되는 것이 바람직하다.

상기 분사수단은 상기 제2 사이클론 집진기(210)의 상부에 1~10개가 설치될 수 있다. 상기 분사수단은 상기 액체를 균일하게 분사하기 위하여 최소 1개가 설치되어야 하며, 10개 이상을 설치하는 경우 액체의 공급시 많은 압력이 필요함과 동시에 집진기의 제작시 많은 비용이 필요하게 되므로 운용효율이 떨어질 수 있다.

상기 외부에서 공급되는 액체는 분진을 응집시킬 수 있는 액체라면 제한없이 사용할 수 있지만 바람직하게는 물을 사용할 수 있다. 특히 물의 경우 주변에서 구하기가 가장 쉬우며, 커피 로스팅시 발생하는 분진과 친화성을 가지고 있어 다량의 분진을 효율적으로 응집시키는 것이 유리하다.

상기 제2 사이클론 집진기(210)는 상기 제1 사이클론 집진기(110) 상부의 외주면을 따라 2~20개가 배열되어 있을 수 있다. 상기 제2 사이클론 집진기(210)는 상기 제1 사이클론 집진기(110)에서 배출되는 제1 처리 기체를 공급받아 처리하게 된다. 하지만 상기 제1 처리 기체는 폐가스보다 낮은 압력을 가지게 됨과 동시에 입도가 작은 분진을 함유하고 있으므로, 상기 제1 사이클론 집진기(110)와 동일한 크기의 사이클론 집진기를 사용하면 그 효율이 감소할 수 있다. 따라서 제1 사이클론 집진기(110)보다 작은 크기를 가지는 제2 사이클론 집진기(210)를 사용하는 것으로 작은 크기의 분진을 저압에서도 효율적으로 분리할 수 있도록 함과 더불어 처리용량을 확보하기 위하여 2~10개를 배열하여 사용하는 것이 바람직하다. 아울러 상기 제2 사이클론 집진기(210)는 배출되는 잔유물의 액체를 이용하여 상기 제1 사이클론 집진기(110) 내부의 채프와 분진을 흡착하여 분리하고 있으므로, 상기 제1 사이클론 집진기(110)의 상부에 위치하는 것이 바람직하다. 제2 사이클론 집진기가 제1 사이클론 집진기의 중단 또는 하단에 위치하는 경우 상기 제2 사이클론 집진기에서 배출되는 잔유물을 제1 사이클론 집진기의 상부까지 운송하는 추가적인 설비가 필요하며, 운송이후 분사하기 위한 가압이 필요할 수도 있어 처리비용의 상승이 있을 수 있다. 또한 상기 제2 사이클론 집진기는 2~20개가 배열되어 사용될 수 있다. 상기 제2 사이클론 집진기가 1개만 사용되는 경우 동일한 처리효과를 가지기 위하여 제2 사이클론 집진기의 크기가 커지게 되어 공간 활용이 불리할 수 있으며, 20개 이상의 제2사이클론 집진기를 사용하는 경우 제작비용이 상승함과 더불어 제2사이클론 집진기 내부의 압력이 낮아져 집진효율이 떨어질 수 있다.

상기 제2 사이클론 집진기(210)와 제1 사이클론 집진기(110)의 내부 부피 비는 1:2~1:100일 수 있다. 상기 제2 사이클론 집진기(210)의 내부 부피의 합이 상기 제1 사이클론 집진기(110)의 내부 부피보다 큰 경우 상기 제2 사이클론 집진기(210)의 내부 압력이 낮아져 원활한 집진이 이루어지지 않을 수 있다. 따라서 상기 제2 사이클론 집진기(210) 내부부피의 합은 상기 제1 사이클론 집진기 내부부피 보다 작은 것이 바람직하며, 이를 각각의 사이클론에 적용하면 제2 사이클론 집진기(210)와 제1 사이클론 집진기(210)의 내부 부피 비는 1:2~1:100인 것이 바람직하다. 상기 부피의 비가 1:2인 경우 제2 사이클론 집진기의 내부 압력이 떨어져 분진의 분리가 원활하기 않을 수 있으며, 1:100이상의 부피비를 가지는 경우 필요한 제2 사이클론 집진기의 개수가 많아지게 되어 제작시 많은 비용이 발생할 수 있다.

상기 제2 사이클론 집진기(210)의 하부에서 배출되는 액체와 혼합된 분진은 제2 사이클론 배출구(230)를 통하여 상기 제1 사이클론 집진기(110)의 상부에서 분사되어 공급될 수 있으며, 이때 상기 제2 사이클론 배출구(230)는 액체와 혼합된 분진을 상기 제1 사이클론 집진기(110) 내부의 기체의 회전운동을 방해하지 않도록 접선방향으로 분사하는 것이 바람직하다. 상기 제2 사이클론 집진기(210)에 공급된 액체는 제2 사이클론 집진기(210)에서 분리되는 분진을 흡착하고 있지만, 충분한 유량을 공급하는 경우 상기 제2 사이클론 집진기(210) 내부의 분진량 이상을 흡착할 수 있다. 따라서 상기 제2 사이클론 집진기(210)에서 배출되는 액체와 혼합된 분진을 제1 사이클론 집진기(110)에 공급하여 제1 사이클론 집진기(110)의 효율을 최대화 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 제2 사이클론 배출구(230)는 상기 제1 사이클론 집진기(110)에 연결될 수 있다. 또한 일반적인 분사수단은 벽에 수직방향으로 매립되어 수직방향을 중심으로 분사하게 되지만 본원 발명의 경우 제1 사이클론 집진기(110)의 내부에서 기체가 회전운동을 하고 있으므로, 이러한 회전방향과 동일한 방향을 중심으로 분사하는 것이 바람직하다. 또한 상기 제2 사이클론 배출구(230)는 상기 제1 사이클론 집진기(110)의 상부에 바람직하게는 상기 폐가스 주입구(120)의 상부에 연결되어 액체와 혼합된 분진을 분사하는 것이 바람직하다. 상기 제2 사이클론 집진기에서 액체와 혼합된 분진의 경우 제1 사이클론 집진기에서 추가적으로 채프 및 분진을 흡착하여 분리하게 되므로, 폐가스 주입구(210)의 상부에서 분사되어 채프와 분진을 최대한 흡착하도록 할 수 있다.

상기 액체의 공급량은 상기 집진장치의 크기에 따라 상이할 수 있지만 바람직하게는 1L/min~50L/min의 속도로 공급하는 것이 바람직하다. 1L/min의 미만의 속도로 액체를 공급하는 경우 충분한 흡착효과가 나타나지 않아 분진 제거효율이 떨어질 수 있으며, 50L/min를 초과하여 액체를 공급하는 경우 많은 액체양으로 인하여 과도한 폐수가 발생하여 처리비용이 상승할 수 있으며, 사이클론 외부로 넘치게 되어 집진장치의 고장을 유발할 수도 있다.

상기 제1 사이클론 집진기(110)의 하단에는 고체 잔유물과 액체 잔유물을 분리할 수 있는 분리수단을 포함할 수 있다. 제1 사이클론 집진기(110) 하부 제1 사이클론 배출구(130)로는 액체와 혼합된 채프 및 분진이 최종적으로 배출될 수 있다. 하지만 이러한 채프와 분진은 다량의 액체와 혼합되어 있으므로, 이를 분리하여 배출하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 집진기 하단에는 채프와 분진의 혼합물인 고체 잔유물과 액체 잔유물을 분리할 수 있는 분리수단을 설치하는 것이 바람직하며, 상기 분리수단은 다공성필터, 압착수단 또는 건조수단을 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.

실시예 1

도 1 및 2에 나타난 것과 같은 집진기를 설치하여 실험을 진행하였다. 제1 사이클론 집진기의 직경은 100cm이였으며, 제2 사이클론 집진기는 직경이 20cm로 제작하고 제1 사이클론 집진기의 상부에 8개를 배열하였다. 각 사이클론 집진기 및 파이프 배관은 스테인리스로 제작하여 부식을 방지하였다 공급되는 액체로는 물을 사용하였으며, 10L/min의 비율로 공급하였다. 커피 생두 100kg을 로스팅하는 동안 발생되는 채프와 분진을 포집한 다음, 3bar로 가압하여 폐가스로 공급하여 실험을 실시하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 제2 사이클론 집진기를 4개 설치한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.

실시예 3

상기 실시예 1에서 제2 사이클론 집진기를 16개 설치한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.

실시예 4

상기 실시예 1에서 물 공급량을 5L/min으로 한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.

실시예 5

상기 실시예 1에서 물 공급량을 20L/min으로 한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.

실시예 6

상기 실시예 1에서 상기 제2 사이클론 배출구를 상기 제1 사이클론의 상부에 수직으로 연결한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.

비교예 1

상기 실시예 1에서 상기 제2 사이클론 집진기 대신 직경 50cm 사이클론 집진기 1개만 연결한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.

비교예 2

상기 실시예 1에서 상기 제2 사이클론 집진기를 24개 연결한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.

비교예 3

상기 실시예 1에서 물 공급량을 0.5L/min으로 한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.

비교예 4

상기 실시예 1에서 물 공급량을 60L/min으로 한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.

비교예 5

상기 실시예 1에서 물을 공급하지 많은 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.

비교예 6

상기 실시예 1에서 상기 제2 사이클론 배출구를 상기 제1 사이클론의 상부에 내부 기체의 회전 역방향으로 연결한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.

실험예

상기 실시예 1~6 및 비교예 1~6에서 제작된 집진장치를 이용하여 집진실험을 수행하였다. 커피 생두 100kg을 로스팅하는 동안 발생되는 채프와 분진을 포집한 다음, 3bar로 가압하여 폐가스로 공급하여 실험을 실시하였으며, 제2 처리 기체 배출구에 미립자 필터(H13)를 설치하고 실험전과 실험후 무게를 측정하여 배출되는 분진을 확인하였다. 이밖에도 제1 사이클론 배출구에서 배출되는 물과 혼합된 채프 및 분진의 최종 무게를 측정하여 효율성을 확인하였다.

	배출 분진량(g)	물+채프+분진의 양(kg)	기타
실시예 1	13	315.7
실시예 2	35	315.4
실시예 3	48	315.3
실시예 4	95	64.9
실시예 5	11	615.8
실시예 6	49	314.9
비교예 1	235	308.4
비교예 2	380	308.1
비교예 3	489	15.9
비교예 4	10	1805.1	넘침 발생
비교예 5	1,571	14.1
비교예 6	416	314.1

상기 표 1에 나타난 바와 같이 본원 발명의 집진장치를 사용하는 실시예 1~6의 경우 배출 분진량이 100g미만이었으며, 물과 혼합된 채프 및 분진의 양도 300kg정도를 유지하는 것으로 나타났다. 하지만 물의 양을 2L/min로 줄인 실시예 4의 경우 분진 포집량이 감소하여 분진배출량이 늘어난 것을 확인할 수 있었으며, 이는 공급되는 물의 양을 0.5L/min로 줄인 비교예 5와 비교할 때 최소한의 수량이상은 공급해야지만 충분한 집진 성능을 가지는 것으로 나타났다. 아울러 실시예 6의 경우 실시예 1에 비하여 두배의 물을 공급하여 약간의 효율이 높아지기는 했지만, 배출되는 물과 혼합된 채프 및 분진의 양이 두배로 늘어나는 것을 확인할 수 있었으며, 공급되는 물의 양을 6배로 늘린 비교예 4의 경우 배출 분진량은 크게 변화가 없으면서도 배출되는 물과 혼합된 채프 및 분진의 양에 6배로 늘어나게 되어 폐수처리에 많은 비용이 발생할 것으로 판단되었다. 아울러 비교예 4의 경우 공급되는 물의 양이 너무 많아져 상기 사이클론 집진기의 외부로 넘치는 현상이 발생하였다.

또한 실시예 1, 6 및 비교예 6을 비교할 때 상기 제2 사이클론 배출구가 제1 사이클론 집진기 내부의 기체 회전 방향과 같을 경우(실시예 1)최대의 효율이 나타나는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 역방향으로 설치한 비교예 6의 경우 집진 효율이 크게 감소하는 것으로 나타났다. 마지막으로 물을 공급하지 않은 비교예 5의 경우 그 분진 포집효과가 가장 낮은 것으로 나타나 물에 의한 분진포집이 큰 효과를 가지는 것을 확인할 수 있었다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

110 : 제1 사이클론 집진기 120 : 폐가스 주입부
130 : 제1 사이클론 배출구 210 : 제2 사이클론 집진기
220 : 제1 처리 기체 공급부 230 : 제2 사이클론 배출구
240 : 제2 처리기체 배출구 250 : 액체 주입부

Claims (7)

1. (a) 커피 로스터에서 발생한 폐가스가 접선방향으로 공급되며, 비중이 큰 잔유물과 비중이 낮은 1차 처리 기체를 원심력으로 분리하는 제1 사이클론 집진기; 및
   (b) 제1 사이클론 집진기의 상부 외주면을 따라 배열되고, 제1 사이클론 집진기에서 배출되는 1차 처리 기체가 접선방향으로 공급되며, 비중이 큰 잔유물과 비중이 낮은 2차 처리 기체를 원심력으로 분리하는 다수개의 제2 사이클론 집진기;를 포함하며
   상기 제2 사이클론 집진기에는 액체를 분사할 수 있는 분사수단이 설치된 커피 로스터 집진장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 사이클론 집진기 하부 배출구는 상기 제1 사이클론 집진기의 상부에 접선방향으로 연결된 커피 로스터 집진장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제2 사이클론 집진기에서 분리된 잔유물은 제1 사이클론 집진기의 상부로 분사되어 제1 사이클론 집진기 내부의 폐가스와 혼합되어 분리되는 커피 로스터 집진장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 커피 로스터 집진장치는 상기 폐가스를 가압하여 공급하기 위한 가압수단이 추가로 설치된 커피 로스터 집진장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 사이클론 집진기의 하단에는 고체 잔유물과 액체 잔유물을 분리할 수 있는 분리수단을 포함하는 커피 로스터 집진장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 사이클론 집진기는 2~20개가 제1 사이클론 집진기의 상부 외주면을 따라 배열되며, 내부에는 1~10개의 분사수단을 포함하는 커피 로스터 집진장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2 사이클론 집진기와 제1 사이클론 집진기의 내부 부피 비는 1:2~1:100인 커피 로스터 집진장치.

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