KR20240009986A

KR20240009986A - 사이클론 분리 시스템

Info

Publication number: KR20240009986A
Application number: KR1020237043263A
Authority: KR
Inventors: 얍 밴 킬스돈크; 에릭 홀랜드 슈미트; 랄프 헨리쿠스 빌헬미나 제이콥스; 헨리쿠스 페트루스 요하네스 시몬스; 모리츠 페트루스 마리아 얀센; 와드 톨레나르; 휴베르투스 루렌티우스 훌스보스
Original assignee: 프로틱스 비.브이.
Priority date: 2021-05-19
Filing date: 2022-05-13
Publication date: 2024-01-23
Also published as: CA3219278A1; NL2028241B1; WO2022245206A1; EP4340605A1

Abstract

살아있는 곤충을 분리하기 위한 사이클론 분리 시스템(1)은, 사용 시에 사이클론 분리 시스템(1)으로부터 살아있는 곤충을 배출하기 위한 배출 채널(8)을 포함하는 배출 단부(7)를 갖는 배출 노즐(5)을 포함한다. 배출 채널(8)은 상류 방향(U)으로 주입된 상류 공기 유동(F)을 배출 노즐(5) 내로 다시 제공하여 살아있는 곤충의 배출을 정지시키는 1차 공기 주입 채널(11)을 포함한다. 배출 노즐(5)은 배출 노즐(5)의 흡입 단부(6)와 배출 채널(8) 사이에서 연장되는 내벽 부분(12)을 포함하며, 내벽 부분(12)은 배출 채널(8)로부터 상류 방향(U)으로 연장되는 기다란 2차 공기 주입 채널(13)을 포함하고, 2차 공기 주입 채널(13)은 내벽 부분(12)을 따라 주입된 측방향 공기 유동(V)을 제공하도록 배치된다.

Description

사이클론 분리 시스템

본 발명은 공기 스트림으로부터 살아있는 곤충을 분리하기 위한 사이클론 분리 시스템에 관한 것이다. 다른 관점에서, 본 발명은 공기 스트림으로부터 살아있는 곤충을 분리하는 방법, 특히 살아있는 곤충의 배치(batches)를 제공하는 방법에 관한 것이다.

특허출원 WO 2020/106150 A1호는 상부 챔버 부분 및 원뿔형 하부 챔버 부분을 갖는 메인 사이클론 챔버를 포함하는, 공기 스트림에 의해 이송되는 살아있는 곤충을 분리하기 위한 사이클론 분리 시스템을 개시한다. 상부 챔버 부분은 하나 이상의 흡입 채널에 연결되고, 이들 각각은 살아있는 곤충을 포함하는 공기 스트림을 제공하는 1차 공기 공급원에 대한 연결을 위해 배치된다. 하부 챔버 부분은 사이클론 분리 시스템으로부터 살아있는 곤충을 배출하기 위한 메인 배출 도관을 갖는 배출 단부를 포함하는 배출 노즐에 연결되고, 상기 배출 단부는 2차 공기 공급원과 연결하기 위한 공기 주입 부재를 포함하고, 상기 공기 주입 부재는 상기 배출 노즐로 공기를 다시 주입하도록 구성된다.

특허출원 US 2018/049414 A1은 인간 및 동물 소비를 위한 곤충을 생산하기 위한 그리고 물, 공급원료 및 환경 영향을 최소화하여 의약품, 나노기술, 소비재, 및 최소한의 물에 의한 화학적 생산과 관련된 응용을 위한 지질의 추출 및 사용을 위한 곤충 생산 초구조 시스템(Insect Production Superstructure Systems; IPSS)이 개시되어 있다.

특허출원 GB 429 028 A호는 공기 및 가스로부터 먼지 또는 다른 고체 입자를 분리 및 수집하기 위한 원심 분리기를 개시하고, 먼지 적재 공기 또는 가스가 그 내부에서 와류 운동을 생성하는 방식으로 용기 내로 추진되는 부류를 포함한다.

본 발명의 목적은 네오네이트 유충과 같은 공기 스트림으로부터 살아있는 곤충을 분리하기 위한 사이클론 분리 시스템을 제공하는 것이며, 사이클론 분리 시스템은 살아있는 곤충을 살아있게 유지하며 살아있는 곤충이 사이클론 분리 시스템의 내벽에 고착 또는 부착되는 것을 방지하면서 사이클론 분리 시스템으로부터 살아있는 곤충의 효율적이고 신뢰성 있는 배치식 배출(batch wise discharge)을 허용한다. 사이클론 분리 시스템은 이상적으로 자동화된 살아있는 곤충 처리 설비에 적합하다.

본 발명에 따르면, 사이클론 분리 시스템은 위에서 언급된 바와 같이, 상부 챔버 부분 및 원뿔형 하부 챔버 부분을 갖는 메인 사이클론 챔버를 포함하고, 상기 상부 챔버 부분은 하나 이상의 흡입 채널에 연결되고, 이들 각각은 살아있는 곤충을 이송하는 1차 공기 스트림을 제공하는 1차 공기 공급원에 대한 연결을 위해 배치된다.

배출 노즐은 흡입 단부 및 배출 단부를 구비하며, 상기 흡입 단부는 하부 챔버 부분과 연결되고, 상기 배출 단부는 사이클론 분리 시스템으로부터 살아있는 곤충을 배출하기 위한 배출 채널을 포함한다.

상기 배출 단부는 공기 주입 부재에 2차 공기 스트림을 제공하는 2차 공기 공급원에 대한 연결을 위한 공기 주입 부재를 포함하고, 상기 공기 주입 부재는 상기 2차 공기 공급원에 연결하기 위한 공기 챔버, 및 상기 공기 챔버와 상기 배출 채널을 유체 연결하는 복수의 1차 공기 주입 채널을 포함한다. 각각의 1차 공기 주입 채널은 분리된 살아있는 곤충의 배출을 중지시키기 위해 상류 방향으로 주입된 상류 공기 유동을 배출 노즐 내로 다시 제공하도록 배치된다.

상기 배출 노즐은 흡입 단부와 배출 채널 사이에서 연장되는 내벽 부분을 포함하고, 상기 내벽 부분은 공기 챔버에 유체 연결되며 상기 배출 채널로부터 상류 방향으로 연장되는 복수의 기다란 2차 공기 주입 채널을 포함한다. 2차 공기 주입 채널 각각은 내벽 부분을 따라 주입된 측방향 공기 유동을 제공하도록 배치된다.

본 발명에 따르면, 상기 배출 단부의 공기 주입 부재는 배출 노즐 내로, 즉 상류 방향으로 공기를 다시 주입하도록 구성되어, 하류 방향으로 이동하는 상기 배출 노즐 내의 분리된 살아있는 곤충이 정지되고 주입된 상류 공기 스트림에 의해 공기로 부유되거나 완충될 수 있다. 상류 공기 유동을 통해, 살아있는 곤충의 배출이 정지될 수 있고, 이로써 이러한 공기 주입 부재는 제어가능한 공기 밸브와 같이 작용한다. 또한, 상류 공기 유동은 살아있는 곤충의 손상을 감소시키고, 배출 노즐에서 살아있는 곤충의 덩어리 형성을 최소화한다.

상기 복수의 기다란 2차 공기 주입 채널은 상기 2차 공기 주입 채널에 의해 제공되는 측방향 공기 유동에 의해 내벽 부분 상의 덩어리 형성을 더욱 감소시키는데 특히 유리하다. 각각의 2차 공기 주입 채널은 내벽 부분을 따라 분산된 와류 공기 스트림을 유도할 수 있어서, 살아있는 곤충의 덩어리가 제거될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 분리 시스템의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배출 노즐의 흡입 측의 3차원 도면을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배출 노즐의 배출 측의 3차원 도면을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배출 노즐의 배출 채널의 3차원 상세도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배출 노즐의 흡입 측의 2차원 도면을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배출 노즐의 제1 단면도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배출 노즐의 제2 단면도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 분리 시스템의 상부 상의 배기 밸브의 3차원 도면을 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 분리 시스템의 상부 상의 배기 밸브의 2차원 도면을 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배출 노즐에 장착된 배출 안내 부재의 단면도를 도시한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 분리 시스템(1)의 개략도를 도시하고, 도 2 내지 도 7은 전술한 바와 같은 배출 노즐(5) 및 그 실시예의 다양한 도면을 도시한다.

본 발명의 사이클론 분리 시스템(1)은 상부 챔버 부분(3)과 원뿔형 하부 챔버 부분(4)을 갖는 메인 사이클론 챔버(2)를 포함하며, 상부 챔버 부분(3)은 하나 이상의 흡입 채널(C)에 연결되며, 이들 각각은 살아있는 곤충을 이송하는 1차 공기 스트림(A1)을 제공하는 1차 공기 공급원에 대한 연결을 위해 배치된다. 일 실시예에서, 보조 흡입 채널(Ca)은 상부 챔버 부분(3)에 공기를 공급하기 위한 하나 이상의 흡입 채널(C)에 의존하기만 하는 것보다 사이클론 분리 시스템(1)에서 와류 발생을 추가로 제어하기 위해 제공될 수 있다.

흡입 단부(6) 및 배출 단부(7)를 갖는 배출 노즐(5)이 제공되고, 흡입 단부(6)는 하부 챔버 부분(4)에 연결되고, 배출 단부(7)는 사이클론 분리 시스템(1)으로부터 살아있는 곤충을 배출하기 위한 배출 채널(8)을 포함한다.

배출 단부(7)는 공기 주입 부재(9)에 2차 공기 스트림(A2)을 제공하는 2차 공기 공급원(도시되지 않음)에 연결하기 위한 공기 주입 부재(9)를 포함하며, 공기 주입 부재(9)는 2차 공기 공급원에 연결하기 위한 공기 챔버(10)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 공기 주입 부재(9)는 2차 공기 공급원에 연결하기 위한 공기 입구(9a)를 포함하고, 공기 입구(9a)는 공기 챔버(10)에 유체(기체)로 연결되어 있다(예컨대, 도 6 참조).

공기 주입 부재(9)는 공기 챔버(10)와 배출 채널(8)을 유체 연결하는 복수의 주 공기 주입 채널(11)을 더 포함하며, 각각의 1차 공기 주입 채널(11)은 분리된 살아있는 곤충의 배출을 중지시키기 위해 상류 방향(U)으로 주입된 상류 공기 스트림(F)을 배출 노즐(5) 내로 다시 제공하도록 배치된다.

도 2, 도 5, 도 6 및 도 7에 더 도시된 바와 같이, 배출 노즐(5)은 흡입 단부(6)와 배출 채널(8) 사이에서 연장되는 내벽 부분(12)을 포함하며, 내벽 부분(12)은 복수의 기다란 2차 공기 주입 채널(13)을 포함하며, 즉 내벽 부분(12)을 통해 연장되고, 공기 챔버(10)에 유체 연결되고 배출 채널(8)로부터 상류 방향(U)으로 연장된다. 도 5를 참조하면, 각각의 2차 공기 주입 채널(13)은 내벽 부분(12)을 따라 주입된 측방향 공기 유동(V)을 제공하도록 배치된다.

본 발명에 따르면, 배출 단부(7)의 공기 주입 부재(9)는 배출 노즐(5) 내로, 즉 상류 방향(U)으로 공기를 다시 주입하도록 구성된다. 그렇게 함으로써, 하류 방향(D)으로 이동하는 배출 노즐(5) 내의 분리된 살아있는 곤충이 중지되어 주입된 상류 공기 유동(F)에서 부유/완충될 수 있다. 또한, 상류 공기 유동(F)은 살아있는 곤충의 손상을 감소시키고, 배출 노즐(5)에서 살아있는 곤충의 덩어리 형성을 최소화한다. 주입된 상류 공기 유동(F)은 일시적으로 살아있는 곤충의 배출을 일시적으로 중지시키도록 제공될 수 있다.

복수의 기다란 2차 공기 주입 채널(13)은, 사용시에 2차 공기 주입 채널(13)에 의해 제공되는 측방향 공기 유동(V)에 의해 내벽 부분(12) 상의 덩어리 형성을 더욱 감소시키는데 특히 유리하다. 각각의 2차 공기 주입 채널(13)은 상류 방향(U)으로 그 상향 길이를 따라 분배된 측방향 유동 또는 에어 커튼을 유도할 수 있다. 각각의 2차 공기 주입 채널(13)에 의해 제공될 수 있는 측방향 공기 유동은 내벽 부분(12)을 따른 와류/와류 유동으로서 보일 수 있다.

1차 및 2차 공기 주입 채널(11, 13)이 모두 공기 챔버(10)에 연결될 때 동시에 작동할 것이라는 것은 주목할 만하다. 따라서, 공기 주입 부재(9)가 작동될 때, 상류 공기 유동(F) 및 측방향 공기 유동(V)은 2차 공기 스트림(A2)이 공기 챔버(10)에 제공될 때 동시에 발생한다.

도 6을 참조하면, 일 실시예에서, 각각의 2차 공기 주입 채널(13)의 높이(H3)는 내벽 부분(12)의 높이(H1)의 적어도 5%의 높이(H3)를 갖는다. 본 실시예는 살아있는 곤충의 덩어리를 제거하기 위해 상류 방향(U)으로 배출 채널(8)로부터 측정된 바와 같이 충분한 높이의 분배된 측방향 공기 유동(V)이 제공되는 것을 보장한다. 다른 실시예에서, 각각의 2차 공기 주입 채널(13)의 높이(H3)는 내벽 부분(12)의 높이(H1)의 5% 내지 60%이다. 각각의 2차 공기 주입 채널(13)의 높이(H3)는, 살아있는 곤충의 덩어리 또는 오염이 배출 채널(8) 근처의 내벽 부분(12)을 따라 그리고 그로부터 상류 방향(U)으로 발전될 수 있는 기대 및/또는 경험에 기초하여 선택될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 공통 또는 동일한 높이(H3)가 2차 공기 주입 채널(13) 각각에 대해 선택될 수 있고, 각각의 2차 공기 주입 채널(13)에 의해 제공되는 측방향 공기 유동(V)은 내벽 부분(12)을 따라 유사한 유동 프로파일 및 강도를 나타내어 이들의 균일한 세척을 달성한다.

다른 실시예에서, 공기 챔버(10)는 각각의 2차 공기 주입 채널(13)의 높이(H3) 이상의 높이(H2)를 가짐으로써, 공기 챔버(10)는 2차 공기 주입 채널(13) 각각의 전체 높이(H3)에 걸쳐 측방향/와류 공기 유동(V)을 최적으로 제공할 수 있다. 본 실시예에서, 공기 챔버(10)는 공기 챔버(10)가 2차 공기 주입 채널(13)에 연결되는 각각의 2차 공기 주입 채널(13)의 높이(H3) 이상의 높이(H2)를 갖는다는 것은 주목할 만하다. 즉, 일 실시예에서, 도 7을 참조하면, 예를 들어 2개의 2차 공기 주입 채널(13)들 사이의 공기 챔버(10)는 2차 공기 주입 채널(13)의 높이(H3)보다 낮은 높이(H2)를 나타내는 것을 생각할 수 있다. 공기 챔버(10)가 2차 공기 주입 채널(13)에 연결될 때 공기 챔버(10)의 높이(H2)가 각각의 2차 공기 주입 채널(13)의 높이(H3) 이상인 한, 이는 각각의 2차 공기 주입 채널(13)의 높이(H3)를 따라 최적의 측방향/와류 공기 유동(V)을 보장할 것이다.

도 5, 도 6 및 도 7의 관점에서, 도시된 예시적인 실시예에서, 공기 챔버(10)는 배출 채널(8) 및 내벽 부분(12)을 높이(H2)까지 완전히 둘러싸고, 공기 챔버(10)는 1차 및 2차 공기 주입 채널(11, 13) 각각에 연결된다. 또한, 복수의 1차 및 2차 공기 주입 채널(11, 13)은 각각 배출 채널(8) 및 내벽 부분(12) 주위에 분포된 1차 및 2차 공기 주입 채널(11, 13)의 원주방향 이격된 배열을 형성한다.

도 5에 추가로 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 각각의 2차 공기 주입 채널(13)은 내벽 부분(12)에 대해 예각(β)으로 배치된다. 즉, 본 실시예에서, 각각의 2차 공기 주입 채널(13)은 그에 대해 예각으로 내벽 부분(12)을 통해 연장된다. 그 결과, 측방향 또는 와류 공기 유동(V)은 그 위에 존재할 수 있는 살아있는 곤충들의 임의의 덩어리에 대한 개선된 제거를 위해 내벽 부분(12)을 따른 접선/평행 유동 경로를 나타낼 것이다. 예각(β)이 작을수록 측방향 공기 유동(V)이 더욱 접선/평행하게 될 것이고, 따라서 덩어리의 제거 또한 더욱 개선될 것이다.

도 5에서, 일 실시예에서, 2차 공기 주입 채널(13) 각각은 측방향으로 만곡될 수 있고, 즉 내벽 부분(12)에 실질적으로 평행한 방향으로 옆으로 만곡될 수 있다는 것을 추가로 알 수 있다. 따라서, 본 실시예에서, 2차 공기 주입 채널(13) 각각은 내벽 부분(12)에 대한 최적화된 접선/평행한 측방향 공기 유동(V)을 제공하기 위해 내벽 부분(12)의 특정 윤곽을 따라 연장된다.

도 2 내지 도 7에 도시된 예시적인 실시예에서, 내벽 부분(12)은 실질적으로 원형 흡입 단부(6)로부터 배출 채널(8)로 연장되는 깔때기 형상이고, 배출 채널(8)은 실질적으로 직사각형, 즉 슬릿 형상이다. 즉, 본 실시예에서, 흡입 단부(6)는 실질적으로 원형이고, 배출 채널(8)은 실질적으로 직사각형(슬릿 형상)이고, 내벽 부분(12)은 깔때기 형상이고 실질적으로 원형 흡입 단부(6)로부터 실질적으로 직사각형 배출 채널(8)로 연장된다. 이어서, 복수의 2차 공기 주입 채널(13)의 제1 2차 공기 주입 채널(13a)은 배출 채널(8)의 제1 최단 측면(8a)으로부터 상류 방향(U)으로 연장되고, 복수의 2차 공기 주입 채널(13)의 제2 2차 공기 주입 채널(13b)은 배출 채널(8)의 대향하는 제2 최단 측면(8b)으로부터 상류 방향(U)으로 연장된다.

본 실시예에서, 흡입 단부(6)는, 작동 중에, 살아있는 곤충이 하류 방향(D)으로 와류 유동으로 이동하는 원뿔형 하부 챔버 부분(4)에 연결되고, 실질적으로 직사각형 배출 채널(8) 근처에 있도록 계속된다. 상세하게 후술되는 바와 같이, 실질적으로 직사각형 배출 채널(8)은 배출 채널(8)을 통해 배출될 때 살아있는 곤충의 정확한 계수를 용이하게 한다.

내벽 부분(12)을 따라 살아있는 곤충의 와류로부터 배출 채널(8) 내로의 전이로 인해, 배출 채널(8)의 제1 및 제2 최단 측면(8a, 8b)으로 전이되거나 맞물리는 내벽 부분(12)에서 덩어리 형성이 초래될 수 있다. 제1 최단 측면(8a)으로부터 연장되는 제1 2차 공기 주입 채널(13a) 및 대향하는 제2 최단 측면(8b)으로부터 연장되는 제2 2차 공기 주입 채널(13b)을 가짐으로써, 제1 및 제2 최단 측면(8a, 8b)으로 전이하는 내벽 부분(12)으로부터의 덩어리 제거를 허용한다. 유리하게, 이러한 실시예는 또한 제1 및 제2 최단 측면(8a, 8b)에서의 덩어리 형성을 방지한다.

앞서 언급된 바와 같이, 일 실시예에서, 2차 공기 주입 채널(13) 각각은 내벽 부분(12)의 높이(H1)의 적어도 5%의 높이(H3)를 가질 수 있고, 다른 실시예에서, 2차 공기 주입 채널(13) 각각의 높이(H3)는 내벽 부분(12)의 높이(H1)의 5% 내지 60%에서 선택될 수 있다. 각각의 2차 공기 주입 채널(13)의 높이(H3)는 살아있는 곤충의 덩어리가 배출 채널(8) 근처의 내벽 부분(12)을 따라 그리고 상류 방향(U)으로 발전할 수 있는 기대 및/또는 경험에 기초하여 선택될 수 있다. 이제, 작동 중에, 살아있는 곤충이 하류 방향(D)으로 와류/와류 유동으로 이동하고 실질적으로 직사각형 배출 채널(8)에 접근할 때, 배출 채널(8)의 제1 및 제2 최단 측면(8a, 8b) 근처에 살아있는 곤충의 덩어리 형성 또는 오염이 있을 수 있다. 살아있는 곤충의 하향 유동이 와류/와류 유동으로부터 실질적으로 비-와류 유동(non-vortex flow)으로 배출 채널(8) 내로 전이하는 전이 높이와 실질적으로 매칭하도록 1차 및 2차 공기 주입 채널(13a, 13b) 모두의 높이(H3)를 선택함으로써, 제1 및 제2 최단 측면(8a, 8b) 근처의 덩어리 형성이 2차 공기 주입 채널(13a, 13b)에 의해 주입된 측방향 공기 유동(V)을 통해 적절하게 제거될 수 있도록 보장한다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 유리한 실시예에서, 배출 채널(8)의 제1 및 최단 측면(8a, 8b) 각각은 둥근형, 곡선형 또는 아치형 측면, 예를 들어 실질적으로 반원형이다. 둥근형/곡선형 측면(8a, 8b)은 내벽 부분(12)과 배출 채널(8) 사이의 더 매끄러운 전이를 제공하여, 제1 및 제2 최단 측면(8a, 8b)으로 전이하는 내벽 부분(12)을 따른 난류 공기 유동 및 살아있는 곤충의 격렬한 이동을 감소시킨다. 그 결과, 배출 채널(8) 내로 이동하는 살아있는 곤충이 손상되지 않아 살아있는 곤충의 생존율이 증가하게 된다. 또한, 덩어리 형성은 둥근 측면(8a, 8b)에 의해 제공되는 더 매끄러운 전이로 인해 더 감소된다.

전술한 바와 같이, 배출 노즐(5)은 복수의 1차 공기 주입 채널(11)에 의해 일시적으로 상류 공기 유동(F)을 주입하여 배출 채널(5)을 통해 살아있는 곤충의 배출을 일시적으로 중지할 수 있다. 이와 동시에, 복수의 2차 공기 주입 채널(13)에 의해 측방향 공기 스트림이 주입됨으로써, 배출 노즐(5)의 내벽 부분(12)에 살아있는 곤충의 막힘 및 덩어리 형성을 방지할 수 있다.

이제, 사이클론 분리 시스템(1)의 작동 중에, 내부 공기 와류 및 외부 공기 와류가 상부 챔버 부분(3), 원뿔형 하부 부분(4)뿐만 아니라 배출 노즐(5)에 동심으로 존재한다. 외부 와류는 살아있는 곤충을 이송하고 하향 방향(D)으로 이동하며, 내부 공기 와류는 살아있는 곤충으로부터 깨끗하고 상류 방향(U)으로 상승한다.

배출 노즐(5) 내의 살아있는 곤충의 부유가 발생하는 높이뿐만 아니라 가능한 한 배출 노즐(5)에서 많은 와류 공기 유동을 유지할 수 있는 높이는 내부 공기 와류가 상류에서 상류 방향(U)으로 이동하는 속도에 의해 제어될 수 있다.

도 1, 도 8 및 도 9를 참조하면, 내부 와류에 대한 더 미세한 제어를 제공하기 위해, 일 실시예가 제공되며, 여기서는 사이클론 분리 시스템(1)이 상부 챔버 부분(3) 상에 배치된 공기 배기 부분(14)을 더 포함하며, 공기 배기 부분(14)은 상부 챔버 부분(3)으로부터 상승하는 배기 공기의 유속을 조절하도록 구성된 조절가능한 IRIS(아이리스) 밸브(15)를 포함한다. 여기서, 상승하는 배기 공기는 상류 방향(U)으로 이동하고 공기 배기 부분(14)을 통해 빠져나가는 내부 공기 와류로부터의 공기로 볼 수 있다. IRIS 밸브(15)는 사이클론 분리 시스템(1)이 작동 중일 때 내부 공기 와류와 정렬되는 조절가능한 밸브 직경(Dv)을 갖는 중앙 집중식 조절가능한 통로(16)를 제공하는데 유리하다.

IRIS 밸브(15)에 의한 유속 조절은, 예를 들어 공기 주입 부재(9)의 (일시적인) 활성화 동안 배출 노즐(5) 내의 살아있는 곤충의 부유가 발생하는 높이뿐만 아니라 살아있는 곤충을 이송하는 배출 노즐(5) 내에서의 외부 와류 공기 스트림의 품질에 영향을 미친다. 배출 노즐(5) 내에서 부유가 발생할 수 있는 높이는 배출 채널(8)의 상류/위의 가상 분리 라인(L)에 의해 도 9에 개략적으로 도시되어 있다.

따라서, 복수의 1차 및 2차 공기 주입 채널(11, 13)과 함께 IRIS 밸브(15)는 배출 노즐(5) 내의 살아있는 곤충의 부유가 어떻게 발생하는지와, 내벽 부분(12)의 덩어리 형성 및 오염을 방지하기 위한 개선된 제어를 가능하게 한다.

도 1 및 도 8은 공기 배기 부분(14)이 IRIS 밸브(15)와 상부 챔버 부분(3) 사이에 배치된 원통형 하부 부분(17)을 포함하여, 상부 챔버 부분(3)으로부터 상승하는 배기 공기가 IRIS 밸브(15)에 접근할 때 층류 거동이 달성될 수 있는 것을 가능하게 한다. 이러한 층류 거동은 IRIS 밸브(15)에 걸친 정확하고 신뢰성 있는 유동 측정 목적을 위해 유리할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 원통형 하부 부분(17)은 원통형 하부 부분(17)의 최대 내경의 적어도 1.5 내지 3배의 높이(H4)를 가짐으로써, IRIS 밸브(15)에 접근하여 유동하는 배기 공기의 충분한 층류 거동을 달성한다.

사이클론 분리 시스템(1)에서 와류 거동의 정확한 제어 및 모니터링을 위해, 일 예시적인 실시예가 제공되며, 여기서는 IRIS 밸브(15)가 조절가능한 밸브 직경(Dv)을 제공하는 조절가능한 다이어프램(18), 다이어프램(18)의 흡입측 상의 제1 압력 센서(19a), 및 다이어프램(18)의 배기측 상의 제2 압력 센서(19b)를 포함한다.

도 1로 돌아가서, 사이클론 분리 시스템(1)은 배치식 충전 공정을 허용하며, 여기서 용기(20)는 특정 양의 시간 동안 살아있는 곤충이 배출되는 배출 노즐(5) 아래에 배치된다. 그 배출은 용기(20)에 필요한 양의 살아있는 곤충이 포집되었을 때 공기 주입 부재(9)의 작동에 의해 일시적으로 중지된다. 공기 주입 부재(9)가 배출됨에 따라, 용기(20)는 제거되고 다른 용기(20)는 충전 공정이 계속될 수 있도록 배출 노즐(5) 아래에 배치된다.

용기의 효율적인 배치식 충전 공정을 허용하기 위해, 사이클론 분리 시스템(1)은 배출 노즐(5)의 배출 단부(7)에/아래에 배치된 카메라-기반 계수 시스템(21)을 더 포함하여 배출 단부(7)를 통해 배출되는 살아있는 곤충을 계수한다. 운반 시스템(22)은 배출 단부(7) 전에 용기(20)가 위치되는 상류 위치(p1)로부터 배출 단부(7) 아래에 용기(20)가 배치되는 배출 위치(p2)로, 배출 단부(7) 이후에 용기(20)가 위치되는 하류 위치(p3)로 용기(20)를 이동시키도록 제공 및 구성된다. 운반 시스템(22)은 상류 위치(p1)에서의 상류 중량 센서(23) 및 하류 위치(p3)에서의 하류 중량 센서(24)를 포함하고, 상류 및 하류 중량 센서(23, 24) 각각은 상류 또는 하류 위치(p1, p3)에 각각 위치될 때 용기(20)의 총 중량을 등록하도록 구성된다.

상기한 실시예에서, 배출되는 살아있는 곤충의 수는 카메라-기반 계수 시스템(21)에 의해 등록될 수 있고, 상류 및 하류 중량 센서(23, 24)는 상류 위치(p1)에서의 용기(20)의 총 중량(충전 전)과 하류 위치(p3)에서의 용기(20)의 총 중량(용기(20)가 충전되어 배출 노즐(5)로부터 멀어지게 이동될 때) 사이의 중량 차이를 결정하게 한다. 상류 및 하류 중량 센서(23, 24)와 함께 카메라-기반 계수 시스템(21)을 사용함으로써, 계수되는 살아있는 곤충의 수 대 그 상응하는 중량에 대한 정확한 분석을 가능하게 한다. 이는 공기 주입 부재(9)가 활성화되어야 할 때와 같이 임계값이 정확하게 결정되게 하여 계수된 살아있는 곤충의 수에 기초하여 용기(20) 내의 살아있는 곤충의 원하는 중량을 달성한다.

유리한 실시예에서, 카메라-기반 계수 시스템(21)은 배출 채널(8)이 전술한 바와 같이 실질적으로 직사각형으로 선택될 때 개선된 계수 정확도를 제공한다. 특히, 기다란 직사각형 배출 채널(8)은 작동 중에 살아있는 곤충의 비교적 얇은 "커튼"이나 층이 배출 단부(7)를 통해 배출될 수 있게 하여, 카메라-기반 계수 시스템(21)의 관점에서 살아있는 곤충이 시각적으로 서로 차단되지 않도록 하여 정확한 계수를 달성할 수 있다.

유리한 실시예에서, 운반 시스템(22)은 배출 위치(p2)에서 배출 중량 센서(25)를 포함할 수 있어, 충전 중인 용기(20)의 총 중량은 실시간으로 모니터링될 수 있고, 따라서 전술한 임계값을 결정하는데 추가로 도움을 줄 수 있다.

사이클론 분리 시스템(1)의 상기 실시예들을 고려하여, 이제 살아있는 곤충들의 배치들을 제공하는 방법이 설명될 것이다. 특히, 본 발명에 따르면, 살아있는 곤충의 배치(batches)를 제공하는 방법이 제공되며, 상기 방법은,

a) 전술한 바와 같은 카메라-기반 계수 시스템(21) 및 운반 시스템(22)을 포함하는 사이클론 분리 시스템(1)과, 운반 시스템(22)을 위한 용기(20)를 제공하는 단계로서, 하나 이상의 흡입 채널(C) 각각은 살아있는 곤충을 이송하는 1차 공기 스트림(A1)을 제공하는 1차 공기 공급원에 연결되고, 공기 주입 부재(9)는 2차 공기 스트림(A2)을 제공하는 2차 공기 공급원에 연결되는, 상기 제공하는 단계;

b) 상기 용기(20)를 상류 위치(p1)에 위치시키고, 상류 중량 센서(23)에 의해 상기 용기(20)의 상류 총 중량을 측정하는 단계;

c) 상기 배출 단부(7) 아래의 배출 위치(p2)로 상기 용기(20)를 이동시키는 단계;

d) 상기 배출 단부(7)를 통해 상기 용기(20) 내로 살아있는 곤충을 배출하고, 카메라-기반 계수 시스템(21)을 통과할 때 살아있는 곤충을 계수하는 단계;

계수된 살아있는 곤충의 수에 기초하여,

e) 살아있는 곤충의 배출을 일시적으로 중지시키는 사전결정된 시간 주기 동안 상기 공기 주입 부재(9)를 이용하여 상기 배출 노즐(5) 내로 다시 공기를 주입하는 단계;

상기 사전결정된 시간 주기 동안,

f) 수집된 살아있는 곤충을 갖는 용기(20)를 하류 위치(p3)로 이동시키고, 하류 중량 센서(24)에 의해 상기 용기(20)의 하류 총 중량을 측정하는 단계; 및

g) 측정된 상기 상류 및 하류 총 중량 간의 총 중량 차이를 결정하고, 상기 총 중량 차이에 기초하여 상기 카메라-기반 계수 시스템(21)에 대한 계수 임계값을 설정하는 단계를 포함하는, 방법이다.

상기 언급된 바와 같이, 상류 및 하류 중량 센서(23, 24)와 함께 카메라-기반 계수 시스템(21)은 계수되는 살아있는 곤충의 수 대 그 상응하는 중량에 대한 정확한 분석을 가능하게 한다. 총 중량 차이는 용기(20)에서 배출된 살아있는 곤충의 중량을 측정한 것이다. 총 중량 차이가 결정되므로, 용기(20)의 실제 중량은 고려되지 않는다. 그 결과, 상기 방법은 상류 중량 센서(23)에 의해 측정될 때 상이한 용기(20)가 상이한 총 중량을 나타낼 수 있는 배치식 공정을 제공할 수 있다. 따라서, 용기(20)의 중량 가변성은 허용되고, 단계 a)가 살아있는 곤충을 위한 공급을 용기(20)에 제공하는 단계를 더 포함하는 유리한 실시예를 제공한다. 이러한 실시예에서, 용기(20)는 상류 위치(p1)에 도달할 때 살아있는 곤충을 위한 특정 양의 공급을 포함할 수 있다. 공급이 일부 중량 변동성을 나타낼 수 있기 때문에, 결정된 총 중량 차이는 단계 g)가 용기(20) 내의 공급의 이러한 중량 가변성을 포함하지 않을 것이고, 따라서 공기 주입 부재(9)를 활성화시키기 위한 임계값이 여전히 정확하게 결정될 수 있다.

도 10을 참조하면, 살아있는 곤충이 배출 단부(7)로부터 배출될 때 용기(20)를 누락시키는 것을 방지하기 위해, 일 실시예가 제공되며, 이는 배출 노즐(5)이 배출 노즐(5)의 배출 단부(7)에/아래에 장착된 배출 안내 부재(26)를 더 포함한다. 배출 안내 부재(26)는 사이클론 분리 시스템이 작동 중에 있을 때 살아있는 곤충을 수용하기 위해 배출 채널(8)에 유체 결합된 확장 안내 채널(27)을 포함한다. 본 실시예에서, 안내 채널(27)은 도시된 바와 같이 하류 방향(D)으로 확장한다. 본 실시예는 살아있는 곤충이 안내 채널(27)에 의해 편향될 배출 채널(8)의 배출 경로(p1)를 따를 수 있게 하고, 후속하여 용기(20) 내로 편향된 배출 경로(p2)를 따르게 할 수 있다.

유리한 실시예에서, 배출 안내 부재(26)는 살아있는 곤충의 배출 동안 상기 용기(20)를 밀봉하기 위해 용기(20)의 상부 원주/주변 림 부분(20a)과 맞물리도록 구성된 하부 원주방향/주변 림 부분(28), 예를 들어 원주방향/주변 플랜지 부분(28)을 더 포함할 수 있다. 하부 원주 림 또는 플랜지 부분(28)은, 예를 들어 안내 채널(27)이 용기(20)보다 덜 넓을 때, 즉 용기(20)의 상부 원주방향/주변 림 부분(20a)보다 덜 넓을 때 용기(20)의 일부를 덮도록 사용될 수 있다. 이는 용기(20) 내부에 배출될 때 용기(20)를 빠져나가는 살아있는 곤충을 방지하기 위해 위로부터 충분히 밀봉되는 것을 보장한다.

도 10에 더 도시된 바와 같이, 배출 안내 부재(26)는 배출 단부(7)에 연결될 때 측방향으로 연장되는 슬롯/슬릿(29)을 제공하도록 구성될 수 있다. 측방향으로 연장되는 슬롯(29)은 살아있는 곤충이 배출 채널(8)을 빠져나갈 때 카메라-기반 계수 시스템(21)(도시되지 않음)에 의해 살아있는 곤충의 계수를 허용한다. 특히, 카메라-기반 계수 시스템(21)의 라인은 작동 중에 살아있는 곤충을 등록하기 위해 측방향으로 연장되는 슬롯(29)을 통해 연장될 수 있다. 유리하게, 측방향으로 연장되는 슬롯(29)은 살아있는 곤충이 빠져나가는 것을 방지하도록 충분히 좁을 수 있다.

배출 채널(8)이 실질적으로 직사각형일 때, 측방향으로 연장되는 슬롯(29)은 바람직하게 직사각형 배출 채널(8)의 최장 측면 이상의 길이를 가질 수 있어, 배출 채널(8)을 통과하는 모든 살아있는 곤충이 카메라-기반 계수 시스템(21)에 의해 관찰가능하다는 것을 보장한다.

도 10에 더 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예에서, 배출 안내 부재(26)는 배출 노즐(5)의 배출 단부(7)에 연결되도록 구성된 상부 연결 에지(30)를 포함하며, 상부 연결 에지(30)는 상부 연결 에지(30)가 배출 단부(7)와 맞물릴 때 측방향으로 연장되는 슬롯(29)을 제공하는 오목한 에지 부분(31)을 포함한다.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같은 예시적인 실시예를 참조하여 기술되었다. 일부 부분들 또는 요소들의 수정들 및 대안적인 구현들이 가능하고, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의된 바와 같은 보호 범위 내에 포함된다.

Claims

공기 스트림에 의해 이송되는 살아있는 곤충을 분리하기 위한 사이클론 분리 시스템(cyclone separation system)(1)에 있어서,
상부 챔버 부분(3) 및 원뿔형 하부 챔버 부분(4)을 갖는 메인 사이클론 챔버(2)로서, 상기 상부 챔버 부분(3)은 하나 이상의 흡입 채널(C)에 연결되고, 상기 흡입 채널(C) 각각은 살아있는 곤충을 이송하는 1차 공기 스트림(A1)을 제공하는 1차 공기 공급원에 연결되도록 배치되는, 상기 메인 사이클론 챔버(2); 및
흡입 단부(6) 및 배출 단부(7)를 갖는 배출 노즐(5)로서, 상기 흡입 단부(6)는 상기 하부 챔버 부분(4)에 연결되고, 상기 배출 단부(7)는 사이클론 분리 시스템(1)으로부터 살아있는 곤충을 배출하기 위한 배출 채널(8)을 포함하는, 상기 배출 노즐(5)
을 포함하고,
상기 배출 단부(7)는 공기 주입 부재(9)를 포함하여 상기 공기 주입 부재(9)에 2차 공기 스트림(A2)을 제공하는 2차 공기 공급원에 연결하고, 상기 공기 주입 부재(9)는 상기 2차 공기 공급원에 연결하기 위한 공기 챔버(10), 및 상기 공기 챔버(10)와 상기 배출 채널(8)을 유체 연결하는 복수의 1차 공기 주입 채널(11)을 포함하고, 상기 1차 공기 주입 채널(11) 각각은 분리된 살아있는 곤충의 배출을 중지시키기 위해 상류 방향(U)으로 주입된 상류 공기 유동(F)을 상기 배출 노즐(5) 내로 다시 제공하도록 배치되고,
상기 배출 노즐(5)은 상기 흡입 단부(6)와 상기 배출 채널(8) 사이에서 연장되는 내벽 부분(12)을 포함하고, 상기 내벽 부분(12)은 상기 공기 챔버(10)에 유체 연결되고 상기 배출 채널(8)로부터 상류 방향(U)으로 연장되는 복수의 기다란 2차 공기 주입 채널(13)을 포함하고, 상기 2차 공기 주입 채널(13) 각각은 상기 내벽 부분(12)을 따라 주입된 측방향 공기 유동(V)을 제공하도록 배치되는,
사이클론 분리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 2차 공기 주입 채널(13)의 높이(H3)는 상기 내벽 부분(12)의 높이(H1)의 적어도 5%인,
사이클론 분리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 공기 챔버(10)의 높이(H2)는 각각의 2차 공기 주입 채널(13)의 높이(H3) 이상인,
사이클론 분리 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2차 공기 주입 채널(13) 각각은 상기 내벽 부분(12)에 대해 예각(β)으로 배치되는,
사이클론 분리 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2차 공기 주입 채널(13) 각각은 측방향으로 만곡되는,
사이클론 분리 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡입 단부(6)는 실질적으로 원형이고, 상기 배출 채널(8)은 실질적으로 직사각형이며, 상기 내벽 부분(12)은 깔때기 형상이고 실질적으로 원형 흡입 단부(6)로부터 실질적으로 직사각형 배출 채널(8)로 연장되고,
상기 복수의 2차 공기 주입 채널(13)의 제1 2차 공기 주입 채널(13a)은 상류 방향(U)으로 상기 배출 채널(8)의 제1 최단 측면(8a)으로부터 연장되고, 상기 복수의 2차 공기 주입 채널(13)의 제2 2차 공기 주입 채널(13b)은 상류 방향(U)으로 상기 배출 채널(8)의 대향하는 제2 최단 측면(8b)으로부터 연장되는,
사이클론 분리 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제1 및 제2 최단 측면(8a, 8b) 각각은 둥근형, 곡선형, 또는 아치형 측면인,
사이클론 분리 시스템.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상부 챔버 부분(3) 상에 배치된 공기 배기 부분(14)을 더 포함하고, 상기 공기 배기 부분(14)은 상기 상부 챔버 부분(3)으로부터 상승하는 배기 공기의 유속을 조절하도록 구성된 조절가능한 IRIS 밸브(15)를 포함하는,
사이클론 분리 시스템.
제8항에 있어서,
상기 공기 배기 부분(14)은 상기 IRIS 밸브(15)와 상기 상부 챔버 부분(3) 사이에 배치되는 원통형 하부 부분(17)을 포함하는,
사이클론 분리 시스템.
제9항에 있어서,
상기 원통형 하부 부분(17)의 높이(H4)는 상기 원통형 하부 부분(17)의 최대 내경의 적어도 1.5 내지 3배인,
사이클론 분리 시스템.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 IRIS 밸브(15)는 조절가능한 밸브 직경(Dv)을 제공하는 조절가능한 다이어프램(18), 상기 다이어프램(18)의 흡입측 상의 제1 압력 센서(19a), 및 상기 다이어프램(18)의 배기측 상의 제2 압력 센서(19b)를 포함하는,
사이클론 분리 시스템.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배출 단부(7)를 통해 배출되는 살아있는 곤충을 계수하기 위해 상기 배출 노즐(5)의 상기 배출 단부(7)에 배치된 카메라-기반 계수 시스템(21); 및
상기 배출 단부(7) 전에 용기(20)가 위치되는 상류 위치(p1)로부터 상기 배출 단부(7) 아래에 용기(20)가 배치되는 배출 위치(p2)로, 상기 배출 단부(7) 이후에 용기(20)가 위치되는 하류 위치(p3)로 상기 용기(20)를 이동시키도록 구성된 운반 시스템(22)
을 더 포함하고,
상기 운반 시스템(22)은 상류 위치(p1)에서의 상류 중량 센서(23) 및 하류 위치(p3)에서의 하류 중량 센서(24)를 포함하고, 상류 및 하류 중량 센서(23, 24) 각각은 상류 또는 하류 위치(p1, p3)에 위치될 때 상기 용기(20)의 총 중량을 등록하도록 구성되는,
사이클론 분리 시스템.
제12항에 있어서,
상기 운반 시스템(22)은 상기 배출 위치(p2)에서의 배출 중량 센서(25)를 포함하는,
사이클론 분리 시스템.
살아있는 곤충의 배치(batches)를 제공하는 방법에 있어서,
a) 제12항 또는 제13항에 따른 사이클론 분리 시스템(1) 및 운반 시스템(22)을 위한 용기(20)를 제공하는 단계로서, 하나 이상의 흡입 채널(C) 각각은 살아있는 곤충을 이송하는 1차 공기 스트림(A1)을 제공하는 1차 공기 공급원에 연결되고, 공기 주입 부재(9)는 2차 공기 스트림(A2)을 제공하는 2차 공기 공급원에 연결되는, 상기 제공하는 단계;
b) 상기 용기(20)를 상류 위치(p1)에 위치시키고, 상류 중량 센서(23)에 의해 상기 용기(20)의 상류 총 중량을 측정하는 단계;
c) 상기 배출 단부(7) 아래의 배출 위치(p2)로 상기 용기(20)를 이동시키는 단계;
d) 상기 배출 단부(7)를 통해 상기 용기(20) 내로 살아있는 곤충을 배출하고, 카메라-기반 계수 시스템(21)을 통과할 때 살아있는 곤충을 계수하는 단계;
계수된 살아있는 곤충의 수에 기초하여,
e) 살아있는 곤충의 배출을 일시적으로 중지시키는 사전결정된 시간 주기 동안 상기 공기 주입 부재(9)를 이용하여 상기 배출 노즐(5) 내로 다시 공기를 주입하는 단계;
상기 사전결정된 시간 주기 동안,
f) 수집된 살아있는 곤충을 갖는 용기(20)를 하류 위치(p3)로 이동시키고, 하류 중량 센서(24)에 의해 상기 용기(20)의 하류 총 중량을 측정하는 단계; 및
g) 측정된 상류 및 하류 총 중량 간의 총 중량 차이를 결정하고, 상기 총 중량 차이에 기초하여 상기 카메라-기반 계수 시스템(21)에 대한 계수 임계값을 설정하는 단계
를 포함하는,
방법.
제14항에 있어서,
단계 a)는 상기 용기(20)에 살아있는 곤충의 공급을 제공하는 단계를 더 포함하는,
방법.