KR20230107149A - 미스트 클라우드를 활용한 멀티 사이클론 방식의 먼지 및 악취 제거 장치 - Google Patents

미스트 클라우드를 활용한 멀티 사이클론 방식의 먼지 및 악취 제거 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미스트 클라우드를 활용한 멀티 사이클론 방식의 먼지 및 악취 제거 장치에 관한 것이다. 원통 형상의 유도 하우징 및 원뿔 형상의 집진 하우징으로 이루어진 사이클론에 의한 먼지 및 악취 제거 장치는 내부에 유체 분무를 위한 노즐 모듈이 배치되어 미스트 클라우드의 형성이 가능한 유체 분무 사이클론 모듈(10); 및 유체 분무 사이클론 모듈(10)로부터 유도된 기체로부터 미세 입자를 제거하거나 악취를 제거하는 연속 사이클론 모듈(20, 30)을 포함하고, 연속 사이클론 모듈(20, 30)은 분리 가능하면서 내부에 필터 모듈이 배치된 기능 블록(23, 24, 33, 34)을 포함한다.

Description

미스트 클라우드를 활용한 멀티 사이클론 방식의 먼지 및 악취 제거 장치{A Multi-Cyclone Type of an Apparatus for Removing a Dust and a Odor Utilizing a Mist Cloud}
본 발명은 미스트 클라우드를 활용한 멀티 사이클론 방식의 먼지 및 악취 제거 장치에 관한 것이고, 구체적으로 미세 입자의 포집이 가능한 미스트 클라우드를 활용한 멀티 사이클론 방식의 먼지 및 악취 제거 장치에 관한 것이다.
역류(reverse flow)와 축류(axial flow)에 의하여 서로 다른 상(phase)의 물질이 혼합된 혼합물로부터 각각의 물질을 분리하는 사이클론 분리기(cyclone separator)가 혼합 기체로부터 먼지를 포집하기 위하여 사용될 수 있다. 사이클론 분리기 또는 사이클론 집진기는 원통 형상의 상부 실린더와 원뿔 형상의 하부 원추 형상으로 이루어질 수 있고, 원형이 되는 상부 실린더 내부 둘레 면의 접선 방향을 따라 먼지를 포함하는 기체가 유입될 수 있다. 유입된 기체는 와류를 형성하면서 아래쪽 방향으로 외부 흐름을 형성하고, 이에 따라 중심 방향을 따라 위쪽 방향으로 내부 흐름이 형성될 수 있다. 이와 같은 과정에서 먼지와 같이 무거운 입자는 아래쪽으로 낙하되어 포집될 수 있다. 이와 같은 사이클론 집진기와 관련하여 특허등록번호 10-1286614는 공기 중에 혼입된 분진 등의 이물질을 제거하여 정화된 공기만을 외부로 배출 유도하기 위한 집진기에 대하여 개시한다. 또한 특허등록번호 10-1688467은 분산부를 구비하는 사이클론형 백필터 집진기에 대하여 개시한다. 공지 기술에서 개시된 사이클론형 집진기는 성능에 따라 예를 들어 10 내지 30 ㎛ 이하의 직경을 가지는 입자의 포집이 어렵고, 이를 위하여 백필터가 별도로 설치되어야 한다는 단점을 가진다. 추가로 기름 성분 또는 끈적끈적한 형태의 이물질을 포집할 수 없다는 단점을 가진다. 백필터 또는 이와 유사한 필터가 미세 입자의 제거를 위하여 추가로 사용되는 경우 교체 작업으로 인하여 비용이 상승되면서 시간의 경과에 따라 포집 효율이 감소된다는 단점을 가진다. 또한 악취 성분, 기름 성분 또는 끈적거리는 물질은 유해 성분을 포함하고, 공지 기술은 악취, 냄새 또는 기름 성분을 제거할 수 없으므로 적용 가능한 사업장 또는 장소가 제한된다는 단점을 가진다. 그러므로 이와 같은 작은 직경을 가진 먼지, 악취 성분 또는 기름 성분을 제거할 수 있는 집진 장치가 개발될 필요가 있다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술1: 특허등록번호 10-1286614(주식회사 명진기공, 2013.07.22. 공고) 다중 포집 타입의 멀티 사이클론 및 필터 혼합 일체형 집진기 선행기술 2: 특허등록번호 10-1688467(주식회사 이에스엔지니어링 외, 2016.12.23. 공고) 분산부를 구비하는 사이클론형 백필터 집진기
본 발명의 목적은 작은 직경을 가진 먼지를 비롯하여 악취 성분의 제거가 가능한 미스트 클라우드를 활용한 멀티 사이클론 방식의 먼지 및 악취 제거 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 원통 형상의 유도 하우징 및 원뿔 형상의 집진 하우징으로 이루어진 사이클론에 의한 먼지 및 악취 제거 장치는 내부에 유체 분무를 위한 노즐 모듈이 배치되어 미스트 클라우드의 형성이 가능한 유체 분무 사이클론 모듈; 및 유체 분무 사이클론 모듈로부터 유도된 기체로부터 미세 입자를 제거하거나 악취를 제거하는 연속 사이클론 모듈을 포함하고, 연속 사이클론 모듈은 분리 가능하면서 내부에 필터 모듈이 배치된 기능 블록을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 노즐 모듈은 유도 하우징과 집진 하우징에 경계 부위를 따라 원형으로 배치된 다수 개의 노즐을 포함하고, 각각의 노즐로부터 물이 분무된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 연속 사이클론 모듈은 미세 입자의 제거를 위한 입자 연속 사이클론 모듈을 포함하고, 입자 연속 사이클론 모듈은 다공 판이 배치된 다공 블록 및 노즐 모듈이 배치된 분무 블록으로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 연속 사이클론 모듈은 기능 연속 사이클론 모듈을 포함하고, 기능 연속 사이클론 모듈은 필터 모듈이 배치된 적어도 하나의 필터 블록을 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 연속 사이클론 모듈에 연결되는 이온 발생 모듈을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 적어도 하나의 사이클론 모듈에 의하여 먼지 및 악취를 제거하는 방법은 유입되는 기체에 물을 분무하여 미스트 클라우드를 형성하면서 1차 집진이 되는 단계; 다공 판을 투과시키면서 1차 집진에 비하여 작은 직경의 입자를 제거하는 2차 집진이 진행되는 단계;
필터 모듈을 통과하도록 유동시키면서 악취 성분이 제거되는 단계; 및 음이온 발생에 의하여 기름 성분, 끈적임 성분 또는 유해 성분이 제거되는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 미스트 클라우드를 활용한 멀티 구조의 사이클론 방식의 먼지 및 악취 제거 장치는 예를 들어 10 내지 30 ㎛ 이하의 직경을 가진 먼지의 제거가 가능하도록 한다. 이에 따라 본 발명에 따른 장치는 백필터의 설치가 요구되지 않고 이에 따라 설치비용이 감소되면서 유지 및 보수가 용이하다는 이점을 가진다. 본 발명에 따른 장치는 악취를 포함하는 냄새의 제거가 가능하고 이에 의하여 다양한 환경에 적용될 수 있다는 장점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 장치는 분리 가능한 구조에 의하여 적용 환경에 따라 선택적 설치가 가능하다는 장점을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 미스트 클라우드를 활용한 멀티 사이클론방식의 먼지 및 악취 제거 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 먼지 및 악취 제거 장치에 적용되는 미스트 클라우드 형성 구조의 사이클론 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 먼지 및 악취 제거 장치에 적용되는 미세 입자 제거 구조를 위한 사이클론 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 먼지 및 악취 제거 장치에 적용되는 악취 제거를 위한 사이클론 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 먼지 및 악취 제거 장치에 적용되는 유해 물질의 제거를 위한 이온 발생 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 먼지 및 악취 제거 장치에 적용되는 악취 제거 필터의 실시 예를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 장치에 의하여 공기로부터 먼지 및 악취가 제거되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 미스트 클라우드를 활용한 멀티 사이클론 방식의 먼지 및 악취 제거 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 미스트 클라우드를 활용한 멀티 사이클론 방식의 먼지 및 악취 제거 장치는 원통 형상의 유도 하우징 및 원뿔 형상의 집진 하우징으로 이루어진 사이클론으로 기체가 유동되면서 먼지 및 악취가 제거되고, 내부에 유체 분무를 위한 노즐 모듈이 배치되어 미스트 클라우드의 형성이 가능한 유체 분무 사이클론 모듈(10); 및 유체 분무 사이클론 모듈(10)로부터 유도된 기체로부터 미세 입자를 제거하거나 악취를 제거하는 연속 사이클론 모듈(20, 30)을 포함하고, 연속 사이클론 모듈(20, 30)은 분리 가능하면서 내부에 필터 모듈이 배치된 기능 블록(23, 24, 33, 34)을 포함한다.
악취 제거 장치는 다단식 구조 또는 멀티 사이클론 구조를 가질 수 있고, 적어도 두 개의 사이클론 모듈(10, 20, 30)이 서로 연결된 구조가 될 수 있다. 그리고 각각의 사이클론 모듈(10, 20, 30)에서 집진 과정 또는 악취 제거 과정이 진행될 수 있다. 제거되어야 하는 먼지, 악취 성분 또는 유해 성분을 포함하는 공기가 유체 분무 사이클론 모듈(10)로 유입될 수 있다. 유체 분무 사이클론 모듈(10)은 공기가 유입되는 입구(11); 입구(11)로 유입된 공기를 아래쪽 방향으로 유동시키면서 와류를 형성하고, 이와 동시에 중심 부분에 수직 방향으로 내부 흐름을 발생시키는 분무 사이클론 몸체(12); 중심 부분을 따라 위쪽으로 유동되는 1차적으로 먼지가 제거된 공기를 배출시키는 출구(13); 및 출구(13)로부터 연장되면서 공기를 유도하는 제1 유도 관(14)을 포함할 수 있다. 입구(11)는 분무 사이클론 몸체(12)의 위쪽 부분에 형성될 수 있고, 외부로부터 공기가 분무 사이클론 몸체(12)의 원형 내부면의 접선 방향으로 유도되도록 형성될 수 있다. 분무 사이클론 몸체(12)는 입구(11)가 위쪽에 형성되면서 전체적으로 실린더 형상이 되는 상부 원형 몸체 및 상부 원형 몸체와 연결되면서 원뿔 형상으로 아래쪽으로 연장되는 하부 원뿔 몸체로 이루어질 수 있다. 하부 원뿔 몸체의 아래쪽 끝 부분에 집진되는 먼지를 수집하는 수집 모듈(C1)이 배치될 수 있다. 입구(11)를 통하여 원통 형상의 상부 원형 몸체의 내부 둘레 면의 접선 방향을 따라 유입된 공기가 와류를 형성하면서 아래쪽 방향으로 유동될 수 있다. 이와 같은 과정에서 공기에 포함된 예를 들어 10 내지 30 ㎛보다 큰 평균 직경을 가지는 입자들이 아래쪽으로 낙하되어 수집 모듈(C1)에 수집될 수 있다. 이와 같은 둘레 방향의 와류 형성과 함께 상부 원형 몸체의 높이 방향을 따라 중심 부분에 수직 방향으로 향하는 내부 와류가 형성되면서 큰 입자가 제거된 공기가 출구(13)를 통하여 배출될 수 있다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 상부 원형 몸체와 하부 원뿔 몸체의 경계면에 또는 경계면의 위쪽에 내부 둘레 면을 따라 다수 개의 분무 노즐이 배치된 노즐 모듈이 설치될 수 있다. 다수 개의 분무 노즐은 사이클론의 내부 둘레 면의 원주를 따라 배치될 수 있고, 각각의 노즐로 공기와 물이 유입되면서 물이 미스트 클러스트 형태로 만들어져 분무될 수 있다. 각각의 분무 노즐로부터 중심 방향으로 와류 형태의 물이 공기와 함께 분무되면서 작은 물방울 형태의 미스트 클러스트가 형성되고, 이에 의하여 입자가 포집되어 위쪽으로 상승되는 것이 방지될 수 있다. 유체 분무 사이클론 모듈(10)에 의하여 상대적으로 큰 직경을 가진 먼지가 제거된 공기는 위쪽으로 유동되어 출구(13)를 통하여 배출될 수 있다. 출구(13)를 통하여 배출된 공기는 제1 유도관(14)을 따라 유동되어 연속 사이클론 모듈(20, 30)로 유도될 수 있다. 연속 사이클론 모듈(20)은 입자 연속 사이클론 모듈(20)과 기능 연속 사이클론(30)을 포함하고, 적어도 하나의 연속 사이클론 모듈(20, 30)이 유체 분무 사이클론 모듈(10)에 연결될 수 있다. 입자 연속 사이클론 모듈(20)에 의하여 예를 들어 30 ㎛ 이하의 직경을 가진 미세 먼지가 제거될 수 있고, 기능 사이클론 모듈(30)에 의하여 악취가 제거될 수 있다. 구체적으로 유체 분무 사이클론 모듈(10)에 의하여 30 ㎛ 보다 큰 직경을 가진 먼지가 제거된 공기가 입자 연속 사이클론 모듈(20)로 유입될 수 있고, 입자 연속 사이클론 모듈(20)에 의하여 30 ㎛ 이하의 직경을 가진 먼지가 제거될 수 있다. 이와 같은 방법으로 먼지가 제거된 공기는 기능 연속 사이클론 모듈(30)에 의하여 악취 성분이 제거될 수 있다. 입자 연속 사이클론 모듈(20)은 제1 유도관(14)과 연결되어 공기를 유입시키는 입구(21); 입구(21)로부터 유입된 공기로부터 와류를 발생시켜 예를 들어 30 ㎛ 이하의 직경을 가진 먼지를 제거하는 입자 사이클론 몸체(22); 입자 사이클론 몸체(22)의 위쪽에 배치되어 먼지가 제거된 공기로부터 잔여 먼지를 제거하는 입자 제거 기능 블록(23, 24); 입자 제거 기능 블록(23, 24)으로부터 공기를 배출시키는 배출 도관(25); 및 배출 도관(25)과 연결된 제2 유도관(26)을 포함할 수 있다. 입자 사이클론 몸체(22)는 전체적으로 분무 사이클론 몸체(12)와 유사한 형상을 가질 수 있고, 입구(21)가 입자 사이클론 몸체(22)의 위쪽에 형성될 수 있다. 입구(21)를 통하여 유입되는 공기는 입자 사이클론 몸체(22)의 내부 원형 둘레 면의 접선 방향을 따라 유도될 수 있고, 이에 의하여 입자 사이클론 몸체(22)의 둘레 면의 내부를 따라 아래쪽 방향으로 흐르는 와류가 형성될 수 있다. 이와 함께 입자 사이클론 몸체(22)의 중심 부분을 따라 수직 방향으로 위쪽으로 흐르는 와류가 형성될 수 있다. 아래쪽 방향으로 흐르는 와류에 의하여 미세 입자가 포집되어 수집 모듈(C2)에 수집될 수 있다. 입자 사이클론 몸체(22)의 위쪽 부분에 입자 기능 블록(23, 24)이 차례대로 형성될 수 있다. 입자 기능 블록(23, 23)은 입자 사이클론 몸체(22)와 동일 직경을 가지는 실린더 형상이 될 수 있고, 중심 부분을 따라 위쪽으로 흐르는 와류를 위쪽 방향으로 이동시키면서 미세 입자를 추가로 제거하는 기능을 가질 수 있다. 제1 입자 기능 블록(23)에 다공 판이 배치될 수 있고, 제2 입자 기능 블록(24)에 다수 개의 분무 노즐을 가진 노즐 블록이 배치될 수 있다. 입자 기능 블록(23, 24)은 선택적으로 설치될 수 있고, 이에 따라 분리 가능한 구조로 만들어질 수 있다. 제1, 2 입자 기능 블록(23, 24)이 입자 사이클론 몸체(22)의 위쪽에 차례대로 배치될 수 있고, 각각의 입자 기능 블록(23, 24)은 선택적으로 설치될 수 있다.
배출 도관(25)을 통하여 배출되어 제2 유도관(26)을 따라 유동되는 먼지가 제거된 공기는 입구(31)를 통하여 기능 연속 사이클론 모듈(30)로 유입될 수 있다. 기능 연속 사이클론 모듈(30)은 입자 연속 사이클론 모듈(20)과 동일 또는 유사한 구조가 될 수 있지만 내부에 유체를 분무하는 노즐이 설치되지 않는다는 점에서 차이를 가진다. 기능 연속 사이클론 모듈(30)은 제2 유도관(26)의 기체를 유입시키는 입구(31); 입구(31)로부터 유입된 기체로부터 내부의 둘레 부분을 따라 아래쪽 방향으로 그리고 중심 부분을 따라 위쪽 방향으로 각각 와류를 형성시키는 기능 사이클론 몸체(32); 기능 사이클론 몸체(32)의 위쪽에 형성된 제1, 2 필터 블록(33, 34); 제2 필터 블록(34)으로부터 기체를 배출시키는 배출 도관(35); 및 배출 도관(35)으로 배출되는 기체를 유도하는 제3 유도관(36)으로 이루어질 수 있다. 기능 사이클론 몸체(32)는 입자 사이클론 몸체(22)와 유사한 구조를 가질 수 있고, 입구(31)가 기능 사이클론 몸체(32)의 위쪽에 형성될 수 있다. 입구(31)를 통하여 유입되는 기체는 기능 사이클론 몸체(32)의 원통 형상의 내부 둘레 면의 접선을 따라 공기를 유동시킬 수 있고, 이와 같은 과정에서 포집되는 입자가 수집 모듈(C3)에 포집될 수 있다. 제1, 2 필터 블록(33, 34)은 분리 가능하도록 기능 사이클론 몸체(32)의 위쪽 부분에 결합될 수 있고, 제1, 2 필터 블록(33, 34)에 의하여 냄새 또는 악취 성분이 제거될 수 있다. 제1, 2 필터 블록(33, 34)은 선택적으로 설치될 수 있고, 제2 필터 블록(34)을 경유하여 배출 도관(35)을 통하여 악취 성분이 제거된 공기가 배출될 수 있다. 배출 도관(35)은 제3 유도관(36)과 연결될 수 있고, 제3 유도관(36)은 다양한 공기 처리 수단 또는 공기 이용 수단과 연결될 수 있다.
도 1에 도시된 것처럼, 흡입 펌프 또는 흡입 팬과 같은 흡입 수단(44)이 제3 유도관(36)에 연결되어 공기가 입구(11)로부터 배출 도관(35)을 향하여 유동되도록 할 수 있다. 다만 흡입 수단(44)과 함께 또는 흡입 수단(44)을 대신하여 송풍 수단이 입구(11)와 연결되는 유입 도관에 설치될 수 있다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 유해 성분의 제거를 위한 이온 발생 모듈(40)이 기능 사이클론 모듈(30)에 연결될 수 있다. 사이클론 모듈(10, 20, 30)에 의하여 입자 성분 및 냄새 성분이 제거될 수 있지만 유기 휘발성 물질, 기름 성분 또는 이와 유사한 유기 물질 또는 유해 성분이 제거되기 어렵다. 이와 같은 유기성 물질 또는 유해 성분의 제거를 위하여 이온 발생 모듈(40)이 기능 사이클론 모듈(30)에 연결될 수 있다. 구체적으로 제3 유도관(36)이 흡입 수단(44)에 연결될 수 있고, 흡입 수단(44)은 제3 유도관(36)을 따라 유동되는 공기를 유입 도관(42)으로 배출시킬 수 있다. 유입 도관(42)은 이온 발생기(41)에 연결될 수 있고, 이온 발생기(41)에 적어도 하나의 이온 발생 수단이 배치될 수 있다. 이온 발생 수단에 의하여 일부의 공기가 플라즈마 또는 이온 상태로 만들어지면서 유해 성분이 포획되어 제거될 수 있다. 이후 유해 성분이 제거된 공기는 배출 도관(43)을 통하여 배출될 수 있다. 이온 발생 모듈(40)은 다양한 방법으로 유입되는 공기로부터 이온 또는 플라즈마를 발생시킬 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다. 아래에서 각각의 사이클론 모듈(10, 20, 30)에 대하여 설명된다.
도 2는 본 발명에 따른 먼지 및 악취 제거 장치에 적용되는 미스트 클라우드 형성 구조의 사이클론 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 유체 분무 사이클론 모듈(10)은 내부에 설치된 분무 노즐 블록(16)을 포함할 수 있고, 분무 노즐 블록(16)을 통하여 물과 공기가 유입되어 미립화 액체가 분무될 수 있다. 유체 분무 사이클론 몸체(12)는 전체적으로 실린더 형상이 되면서 아래쪽에 원뿔 몸체(12a)가 형성될 수 있다. 입구(11)은 사이클론 몸체(12)의 위쪽 부분에 원형 형상의 사이클론 몸체(12)에 대하여 접선 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 사이클론 몸체(12)는 고정 프레임(F)에 고정될 수 있고, 원뿔 몸체(12a)의 아래쪽 끝 부분에 수집 모듈(C1)이 배치되어 사이클론 모듈(10)에 의하여 포집되는 기체가 수집될 수 있다. 원뿔 몸체(12a)의 위쪽 부분 또는 실린더 형상과 원뿔 몸체(12a)의 경계 부분에 분무 노즐 블록(16)이 배치될 수 있고, 분무 노즐 블록(16)은 사이클론 몸체(12)의 내부 둘레 면을 따라 연장되는 원형 구조가 될 수 있다. 분무 노즐 블록(16)은 사이클론 몸체(12)의 내부 둘레 면을 따라 서로 분리되어 원형으로 배치된 다수 개의 분무 노즐을 포함할 수 있고, 각각의 분무 노즐로 물과 압축 공기가 유입될 수 있다. 각각의 분무 노즐의 내부에 와류 유도 구조가 형성될 수 있고, 이에 의하여 각각의 분무 노즐로부터 미립화 액체가 사이클론 몸체(12)의 중심 방향으로 분무되어 다양한 직경을 가지는 입자 또는 예를 들어 예를 들어 30 ㎛ 이하 또는 그 이상의 직경을 가지는 입자를 포획하여 수집 모듈(C1)로 낙하시킬 수 있다. 도 2의 중간 및 오른쪽에 도시된 것처럼, 사이클론 몸체(12)의 위쪽 면으로부터 출구(13)와 연결되면서 아래쪽 방향으로 속이 빈 실린더 형상의 중심 튜브(17)가 연장될 수 있다. 중심 튜브(17)는 중심 부분을 따라 위쪽 방향으로 유동되는 기체를 출구(13)로 유도하는 기능을 가질 수 있다. 중심 튜브(17)는 예를 들어 사이클론 몸체(12) 직경의 1/5 내지 4/5가 되는 직경을 가지면서 사이클론 몸체(12)의 원통 형상 부분의 길이의 1/2 내지 4/5가 되는 길이를 가질 수 있다. 이와 같은 구조에 의하여 미립화 액체에 의하여 포집된 먼지가 아래쪽 방향으로 낙하되어 수집 모듈(C1)에 수집되도록 한다. 중심 튜브(17)는 다양한 구조를 가질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 이와 같은 구조를 가지는 유체 분무 사이클론 모듈(10)에서 의하여 다양한 크기를 가지는 먼지가 제거된 공기는 입자 연속 사이클론 모듈로 유도될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 먼지 및 악취 제거 장치에 적용되는 미세 입자 제거 구조를 위한 사이클론 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 입자 연속 사이클론 모듈(20)은 유체 분무 사이클론 모듈(10)로부터 유동되는 공기를 유입시키는 입구(21); 고정 프레임(F)에 고정되는 입자 사이클론 몸체(22); 및 제1, 2 입자 기능 블록(23, 24)을 포함할 수 있다. 원통 형상이 되는 입자 사이클론 몸체(22)의 아래쪽에 원뿔 몸체(22a)가 형성될 수 있고, 제1, 2 입자 기능 블록(23, 24)은 사이클론 몸체(22)가 위쪽 방향으로 연장되는 형상으로 결합될 수 있다. 위에서 설명된 것처럼, 제1, 2 입자 기능 블록(23, 24)은 분리 가능한 구조를 가지면서 선택적으로 설치될 수 있다. 사이클론 몸체(22)의 내부에 위에서 설명된 중심 튜브와 유사한 구조 및 기능을 가지는 입자 중심 튜브(27)가 형성될 수 있다. 입자 중심 튜브(27)는 제1 입자 기능 블록(23)의 아래쪽 면으로부터 아래쪽으로 연장되는 실린더 형상이 될 수 있고, 중심 튜브(27)는 예를 들어 사이클론 몸체(22) 직경의 1/5 내지 4/5가 되는 직경을 가질 수 있다. 또한 입자 중심 튜브(27)는 원뿔 몸체(22a)의 경계 부위 또는 그 아래쪽까지 연장될 수 있고, 위쪽 부분은 제1 기능 블록(23)의 아래쪽 면과 연결되도록 원뿔대 형상으로 연장될 수 있다. 제1 기능 블록(23)의 아래쪽 부분에 다공 판과 선형 비드(bead) 유닛으로 이루어진 다공 기능 판(28)이 배치될 수 있다. 다공 기능 판(28)은 허니컴(honey comb) 구조 또는 메시 구조의 다공 판 및 다공 판의 위쪽에 배치되면서 다수 개의 비드(bead)가 선형으로 연결된 선형 비드 유닛을 포함할 수 있다. 사이클론 몸체(22)의 원통 형상 부분과 원뿔 몸체(22a)의 경계 부위 또는 원뿔 몸체(22a)의 위쪽 부분에 입자 노즐 블록(29a)이 배치될 수 있고, 제2 입자 기능 블록(24)의 아래쪽 부분에 기능 노즐 블록(29b)이 배치될 수 있다. 입자 노즐 블록(29a)은 위에서 설명된 분무 노즐 블록과 동일 또는 유사한 구조가 될 수 있고, 기능 노즐 블록(29b)은 물이 분무되는 구조가 될 수 있다. 이와 같은 구조를 가지는 입자 연속 사이클론 모듈(20)을 따라 둘레 하강 와류와 중심 상승 와류에 의하여 예를 들어 10 또는 30 ㎛ 이하의 직경을 가진 먼지가 제거될 수 있다. 먼지가 제거된 공기는 배출 도관(25)에 의하여 배출되어 기능 연속 사이클론 모듈로 이송될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 먼지 및 악취 제거 장치에 적용되는 악취 제거를 위한 사이클론 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 고정 프레임(F)의 아래쪽에 원뿔 몸체(32a)가 형성된 기능 사이클론 몸체(32)가 고정될 수 있고, 사이클론 몸체(32)의 내부에 입자 중심 튜브(27)와 유사한 구조 및 기능을 가지는 기능 중심 튜브(37)가 형성될 수 있다. 기능 중심 튜브(37)의 위쪽 부분은 제1 필터 기능 블록(33)과 연결될 수 있고, 제1, 2 필터 기능 블록(33, 34)은 사이클론 몸체(32)가 연장되는 구조로 형성될 수 있다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 제1, 2 필터 기능 블록(33, 34)에 필터 모듈(38)이 배치될 수 있고, 필터 모듈(38)은 예를 들어 활성탄 필터가 될 수 있지만 이에 제한되지 않고, 냄새 또는 악취 성분을 포집이 가능한 다양한 종류의 필터가 될 수 있다. 입구(31)를 통하여 유입된 미세 먼지가 제거된 공기는 와류를 형성하면서 사이클론 몸체(32)의 아래쪽으로 유동될 수 있고, 공기에 포함된 잔여 미세 입자가 포집되어 수집 모듈(C3)에 포집될 수 있다. 사이클론 몸체(32)의 내부 둘레 벽을 따라 아래쪽 방향으로 유동되는 와류와 함께 중심 부분을 따라 위쪽 방향으로 와류가 형성되면서 기능 중심 튜브(37)의 내부로 유입될 수 있다. 기능 중심 튜브(37)의 내부를 따라 위쪽으로 유동되는 기체는 제1, 2 필터 기능 블록(33, 34)에 배치된 제1, 2 필터 모듈(38a, 38b)을 통과하면서 냄새 또는 악취 성분이 제거되어 배출 도관(35)을 통하여 배출될 수 있다. 이와 같이 배출 도관(35)을 통하여 배출된 공기는 외부 환경으로 배출되거나, 정화 공기를 이용하는 다양한 장치 또는 설비로 유동될 수 있다. 선택적으로 기름 성분 또는 유해 성분이 제거될 필요가 있는 경우 이온 발생 모듈로 유도될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 먼지 및 악취 제거 장치에 적용되는 유해 물질의 제거를 위한 이온 발생 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 제3 유도관(36)을 따라 먼지 및 악취가 제거된 공기가 유동될 수 있고, 제3 유도관(36)은 흡입 펌프와 같은 흡입 수단(44)에 연결될 수 있다. 흡입 수단(44)의 작동에 따라 공기가 유입 도관(42)을 따라 유동되어 이온 발생기(41)의 내부로 유입될 수 있다. 이온 발생기(41)의 내부에 다수 개의 방전 램프(411)가 배치될 수 있고, 이온 발생기(41)의 내부로 유입된 공기의 일부가 방전 램프(411)에 접촉되면서 이온 또는 플라즈마 형태로 만들어질 수 있다. 이와 같이 이온 또는 플라즈마에 유해 성분 또는 기름 성분이 부착될 수 있고, 이에 의하여 기름 성분, 유기 휘발성 성분 또는 이와 유사한 성분이 제거될 수 있다. 본 명세서에서 유해 성분은 유기 휘발성 물질, 기름 성분, 다양한 형태의 유기 성분 또는 인체에 해를 미치는 다양한 형태의 세균성, 바이러스 형태 또는 박테리아 형태의 물질을 포함한다. 선택적으로 적절한 필터가 이온 발생기(41)의 내부에 배치될 수 있다. 이와 같은 방법으로 유해 성분이 제거된 공기가 배출 도관(43)을 따라 외부로 배출될 수 있다. 이온 발생 모듈(40)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
도 6은 본 발명에 따른 먼지 및 악취 제거 장치에 적용되는 악취 제거 필터의 실시 예를 도시한 것이다.
도 6을 참조하면서, 필터 기능 블록의 내부에 배치되는 필터 모듈(38)은 다층 구조로 만들어질 수 있다. 구체적으로 두 개의 다공 판(61a, 61b)의 사이에 활성탄 필터(62)가 고정된 다층 구조가 될 수 있다. 각각의 다공 판(61a, 61b)은 허니컴 형상 또는 메시 형상과 같은 접촉 기공(611)을 포함할 수 있다. 적용 환경에 따라 필터 모듈(38)은 이중 필터 구조가 될 수 있고, 세 개의 다공 판(61a, 61b, 61c) 사이에 두 개의 활성판 필터(62a, 62b)가 배치되는 구조가 될 수 있다. 이와 같은 활성탄을 가지는 필터 모듈(38)에 의하여 냄새 또는 악취 성분이 제거될 수 있다. 필터 모듈(38)은 활성탄 필터(62, 62a, 62b)를 비롯한 다양한 형태의 필터를 포함할 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
도 7은 본 발명에 따른 장치에 의하여 공기로부터 먼지 및 악취가 제거되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 적어도 하나의 사이클론 모듈에 의하여 먼지 및 악취를 제거하는 방법은 유입되는 기체에 물을 분무하여 미스트 클라우드를 형성하면서 1차 집진이 되는 단계(P71); 다공 판을 투과시키면서 1차 집진에 비하여 작은 직경의 입자를 제거하는 2차 집진이 진행되는 단계(P72); 필터 모듈을 통과하도록 유동시키면서 악취 성분이 제거되는 단계(P73); 및 음이온 발생에 의하여 기름 성분, 끈적임 성분 또는 유해 성분이 제거되는 단계(P74)를 포함한다.
사이클론 모듈의 내부에서 둘레 면을 따라 발생되는 하강 와류와 중심 상승 와류에 의하여 유입되는 기체로부터 먼지가 제거될 수 있고, 먼지는 다단 구조를 가지는 사이클론 모듈에 의하여 단계적으로 제거될 수 있다. 제1 사이클론 모듈의 내부에 위에서 설명된 분무 노즐 블록이 배치되어 미스트 클라우드가 형성되면서 다양한 직경을 가지는 먼지가 제거될 수 있고, 예를 들어 30 ㎛ 이상의 직경을 가지는 먼지가 제거될 수 있다(P71). 이후 제2 사이클론 모듈에 의하여 분무 노즐 블록 및 다공 판 구조에 의하여 30 ㎛ 이하의 직경을 가지는 먼지가 제거될 수 있다(P72). 이와 같은 방법으로 먼지가 제거되고, 이후 제3 사이클론 모듈에 의하여 잔여 먼지가 제거되면서 이와 함께 냄새 또는 악취 성분이 활성탄과 같은 필터 모듈에 의하여 제거될 수 있다(P73). 이후 선택적으로 음이온 또는 플라즈마의 발생에 의하여 유해 성분이 제거될 수 있다(P74). 먼지 및 악취 제거를 위한 단계는 선택적으로 적용될 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10: 유체 분무 사이클론 모듈 20, 30: 연속 사이클론 모듈
23, 24, 33, 34: 기능 블록 29: 노즐 블록
38, 39: 필터 블록 40: 이온 발생 모듈

Claims (3)

  1. 원통 형상의 유도 하우징 및 원뿔 형상의 집진 하우징으로 이루어진 사이클론에 의한 먼지 및 악취 제거 장치에 있어서,
    내부에 유체 분무를 위한 노즐 모듈이 배치되어 미스트 클라우드의 형성이 가능한 유체 분무 사이클론 모듈(10); 및
    유체 분무 사이클론 모듈(10)로부터 유도된 기체로부터 미세 입자를 제거하거나 악취를 제거하는 연속 사이클론 모듈(20, 30)을 포함하고,
    연속 사이클론 모듈(20, 30)은 분리 가능하면서 내부에 필터 모듈이 배치된 기능 블록(23, 24, 33, 34)을 포함하고,
    유체 분무 사이클론 모듈(10)은 실린더 형상의 유체 분무 사이클론 몸체(12); 유체 분무 사이클론 몸체(12)의 아래쪽에 형성된 원뿔 몸체(12a); 물과 공기가 유입되어 미립화 액체가 분무되는 다수 개의 노즐을 포함하는 분무 노즐 블록(16); 및 유체 분무 사이클론 몸체(12)의 위쪽 면으로부터 출구(13)와 연결되면서 아래쪽 방향으로 속이 빈 실린더 형상으로 연장되는 중심 튜브(17)를 포함하고,
    연속 사이클론 모듈(20, 30)은 미세 입자의 제거를 위한 입자 연속 사이클론 모듈(20)을 포함하고,
    입자 연속 사이클론 모듈(20)은 원통 형상이 되는 입자 사이클론 몸체(22); 입자 사이클론 몸체(22)의 아래쪽에 형성된 원뿔 몸체(22a); 사이클론 몸체(22)가 위쪽 방향으로 연장되는 형상으로 차례로 결합되는 제1 및 제2 입자 기능 블록(23, 24); 사이클론 몸체(22)의 내부에 형성된 입자 중심 튜브(27); 제1 입자 기능 블록(23)의 아래쪽 부분에 배치되고 다공 판과 선형 비드(bead) 유닛으로 이루어진 다공 기능 판(28); 사이클론 몸체(22)에 배치되고 복수 개의 노즐을 포함하는 입자 노즐 블록(29a); 및 제2 입자 기능 블록(24)의 아래쪽 부분에 배치되고 복수 개의 노즐을 포함하는 기능 노즐 블록(29b)을 포함하고,
    유체 분무 사이클론 모듈(10)의 분무 노즐 블록(16)은 유체 분무 사이클론 몸체(12)와 원뿔 몸체(12a)의 경계 부분에서 내부 둘레 면을 따라 연장되는 원형 구조로 배치되고, 중심 튜브(17)는 유체 분무 사이클론 몸체(12) 직경의 1/5 내지 4/5가 되는 직경을 가지면서 유체 분무 사이클론 몸체(12)의 위쪽 면으로부터 연장되고 유체 분무 사이클론 몸체(12)의 원통 형상 부분의 길이의 1/2 내지 4/5가 되는 길이를 가지며,
    입자 연속 사이클론 모듈(20)의 입자 노즐 블록(29a)은 사이클론 몸체(22)의 원통 형상 부분과 원뿔 몸체(22a)의 경계 부위에서 내부 둘레 면을 따라 연장되는 원형 구조로 배치되고, 입자 중심 튜브(27)는 사이클론 몸체(22)의 원통 형상 부분과 원뿔 몸체(22a)의 경계 부위의 아래쪽까지 연장되고 위쪽 부분은 제1 입자 기능 블록(23)의 아래쪽 면과 연결되도록 원뿔대 형상으로 연장되는 것을 특징으로 하는 먼지 및 악취 제거 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 연속 사이클론 모듈(20, 30)은 기능 연속 사이클론 모듈(30)을 더 포함하고, 기능 연속 사이클론 모듈(30)은 필터 모듈(38, 39)이 배치된 적어도 하나의 필터 블록(33, 34)을 포함하는 먼지 및 악취 제거 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 연속 사이클론 모듈(20, 30)에 연결되는 이온 발생 모듈(40)을 더 포함하는 먼지 및 악취 제거 장치.
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