WO2020111553A1 - 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치 - Google Patents

다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치 Download PDF

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WO2020111553A1
WO2020111553A1 PCT/KR2019/014894 KR2019014894W WO2020111553A1 WO 2020111553 A1 WO2020111553 A1 WO 2020111553A1 KR 2019014894 W KR2019014894 W KR 2019014894W WO 2020111553 A1 WO2020111553 A1 WO 2020111553A1
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WO
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branch
cyclone
dust
branching
unit
Prior art date
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PCT/KR2019/014894
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English (en)
French (fr)
Inventor
허태구
최원석
Original Assignee
(주)네오에어텍
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
    • B04C3/04—Multiple arrangement thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C11/00—Accessories, e.g. safety or control devices, not otherwise provided for, e.g. regulators, valves in inlet or overflow ducting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
    • B04C3/06—Construction of inlets or outlets to the vortex chamber

Definitions

  • the present invention relates to a dust collecting device using a multi-cyclone module, and more particularly, to a dust collecting device using a multi-cyclone module for collecting harmful substances contained in an impregnated gas using multiple cyclones.
  • the present invention utilizes a flow of fluid generated by a cyclone that forms a spiral vortex by an intake fan or a blower fan to collect air in the atmosphere or dust having various types and sizes generated in an industrial site.
  • the present invention relates to a fine dust collecting device using a cyclone configured to remove fine dust while increasing the collection efficiency of dust.
  • the prior art has a problem in that a device for removing dust is complicated or a design and manufacturing cost is relatively high due to maintenance and structure complexity, such as exchanging parts such as a filter for removing dust.
  • the filtration filter dust collecting device is known to be capable of collecting more than 95% even in the case of 0.01 ⁇ m fine dust.
  • a centrifugal dust collecting device (Cyclone) is installed at the front end of the device to reduce the load of the filter filter dust collecting device. By collecting, the load of the dust collecting filter filter has been reduced.
  • the centrifugal force dust collecting device installed at the front end has low performance, and the dust collecting device does not perform properly due to careless maintenance.
  • Korean Patent Registration No. 10-0242228 discloses a high-efficiency integrated centrifugal filtration dust collecting device in which the centrifugal force and the filter principle are combined into one device to solve the above problems.
  • the high-efficiency integrated centrifugal filtration dust collector collects dust particles primarily introduced by the centrifugal force principle to collect dust discharged from dust generation processes such as a distillation and combustion process, a waste incinerator process, a cement manufacturing industry, and a steelmaking process.
  • the fine dust particles that are not collected here are devices in which the dust collecting principle of the two devices that are collected by the upper filtration filter is combined by a single device.
  • the high-efficiency integrated centrifugal filtration dust collecting device as described above is trapped in the filtration filter and drops fine dust that falls into the lowermost dust reservoir when the air trapped by large dust particles by the centrifugal force from the outer cylinder rises to the filtration filter side through the inner cylinder.
  • the filtration efficiency is lowered by the filtration filter by shortening it, and the life of the filtration filter is shortened.
  • the dust in the dust reservoir at the bottom of the outer cylinder descends and flows down along the inner wall surface of the outer cylinder, and then rises again by the air flow upward and flows back to the upper space where the filtration filter is located, reducing the filtration efficiency due to the centrifugal force of the outer cylinder, and filtering There was a problem in that the amount of dust flowing to the filter side was increased to degrade the life and filtration efficiency of the filter.
  • a dust collecting device using a multi-cyclone module in the dust-collecting device using a multi-cyclone module for collecting harmful substances contained in the impregnated gas using the multi-cyclone, the base portion is formed with a receiving space inside , A gas inlet portion for moving the impregnated gas toward the receiving space while passing through the outer surface of the base portion, while being accommodated in the receiving space, providing a movement path of the impregnated gas flowing into the gas inlet portion,
  • the cyclone module that allows gas to form a spiral vortex flow, and is connected to the lower portion of the base, communicates with the cyclone module, and the harmful substances contained in the impregnated gas forming the helical vortex flow are applied to the centrifugal force caused by the spiral vortex flow.
  • the plurality of cyclone parts may include a main cyclone part connected to the gas inlet part and a subcyclone part formed by branching N (N is a natural number) from the main cyclone part.
  • the base portion of the dust collecting device using a multi-cyclone module defines the lower surface of the receiving portion, the impulse through a first through hole formed in the lower surface
  • the lower forming part and the upper surface of the receiving part that allow the harmful substances contained in the gas to be moved to the collecting part are defined, and the impregnated gas passed through the cyclone module is discharged to the outside through the second through hole formed therethrough.
  • An upper forming part, and the impregnated gas introduced into the gas inlet part may be discharged to the outside through the second through hole sequentially through the subcyclone part branched through the main cyclone part.
  • the impeller unit for generating air flow from the outside of the receiving space into the receiving space by the power applied from the outside, from the impeller It has a path providing unit for providing a movement path of the generated air flow to the cyclone module and a support unit for supporting the impeller unit, and the impeller unit can be connected to the support unit so that the path providing unit is rotatable in an axis.
  • the collecting unit of the dust collecting apparatus using a multi-cyclone module is collected between the harmful substances in the contained gas, the collection unit and disposed between the cyclone module, the cyclone module from the A suction unit for generating suction power to the collection unit and a weight sensor unit for measuring the weight of the harmful substances collected in the collection unit may be provided.
  • the N of the dust collecting device using a multi-cyclone module is 3, the sub-cyclone is branched from the main cyclone portion, the 1-1 minute having an inner diameter smaller than the inner diameter of the main cyclone portion Base, branched from the first-first branching portion, branched from the first-second branching portion having an inner diameter smaller than the inner diameter of the first-first branching portion, and the first-second branching portion, the first-second branching portion It is composed of a first-third branch having an inner diameter smaller than the inner diameter of the negative, and the first-first branch is composed of a first-first-a branch and a first-first-first branch that communicate with the main cyclone, and the first
  • the -2 branch portion includes a 1-2a branch portion and a 1-2b branch portion communicating with the 1-1a branch portion, a 1-2c branch portion and a 1-2d branch portion communicating with the 1-1b branch portion.
  • the N of the dust collecting device using a multi-cyclone module according to an embodiment of the present invention is 4, the sub-cyclone part is branched from the main cyclone part, 2-1 min having an inner diameter smaller than the inner diameter of the main cyclone part Base, branched from the 2-1 branch, 2-2 branch having a smaller inner diameter than the 2-1 branch, branched from the 2-2 branch, the 2-2 branch It may be composed of a second-third branch having a smaller inner diameter than a negative inner diameter, and a second-third branch having a smaller inner diameter than the second-third branch.
  • the N of the dust collecting device using a multi-cyclone module according to an embodiment of the present invention is 6, the sub-cyclone is branched from the main cyclone, 3-1 minutes having an inner diameter smaller than the inner diameter of the main cyclone Base, branching from the 3-1 branching portion, a 3-2 branching portion having an inner diameter smaller than the inner diameter of the 3-1 branching portion, branching from the 3-2 branching portion, and the 3-2 branching portion
  • a 3-3 branch part having an inner diameter smaller than a negative inner diameter
  • It may be composed of a 3-6 branch.
  • the base portion of the dust collecting device using a multi-cyclone module includes M (M is a natural number) dust collecting part connected to the gas inlet part, and the cyclone module is accommodated in each of the M dust collecting parts ,
  • the M collection parts may be formed on the lower side of the M cyclone modules.
  • the base portion of the dust collecting apparatus using a multi-cyclone module includes K (K is a natural number) dust collection aids communicating with any one of the M dust collecting parts, and each of the K dust collection aids
  • K is a natural number
  • the cyclone module is accommodated, and the K collection parts may be formed on the lower side of the K cyclone modules.
  • the dust measuring unit and the dust measuring unit for measuring the concentration of fine dust contained in the impregnated gas outside the receiving space while being disposed outside the base portion of the dust collecting device using the multi-cyclone module according to an embodiment of the present invention Based on the measurement amount of the fine dust concentration measured by, the control unit for driving the gas inlet unit further includes, the control unit, the fine dust concentration measured by the dust measuring unit is greater than a predetermined measurement amount, the The gas inlet can be driven.
  • the present invention it is possible to selectively apply a multi-cyclone module capable of increasing dust collection efficiency depending on the size of the space in which the dust collecting gas is installed or the environment in the space.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a dust collecting device using a multi-cyclone module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a front view showing a dust collecting device using a multi-cyclone module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a schematic diagram for explaining the base portion of a multi-cyclone module according to an embodiment of the present invention.
  • 4 to 6 are schematic diagrams for explaining the cyclone module of the dust collecting apparatus using a multi-cyclone module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 and 8 are schematic diagrams for explaining the gas inlet of the dust collecting apparatus using a multi-cyclone module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic view for explaining a collecting part of a dust collecting device using a multi-cyclone module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a dust measuring unit and a control unit of a dust collecting device using a multi-cyclone module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic view for explaining the base portion of the dust collecting device using a multi-cyclone module according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 12 and 13 are schematic diagrams for explaining the base portion of the dust collecting apparatus using a multi-cyclone module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a dust collecting device using a multi-cyclone module according to an embodiment of the present invention.
  • a dust collecting device (1, hereinafter, a dust collecting device) using a multi-cyclone module 30 according to an embodiment of the present invention is disposed in a certain space and contains harmful substances contained in the gas contained in the space It is a device for collecting. Specifically, while collecting harmful substances (for example, dust) by multiple cyclones, the collected harmful substances collide with members in the device and fall to the bottom of the device, and dust collecting to collect harmful materials into the collecting part located at the bottom of the device Device.
  • harmful substances for example, dust
  • the dust collecting device 1 of the present invention may include a base portion 10, a gas inlet portion 20, a cyclone module 30, and a collecting portion 40.
  • the base part 10 may be a container in which an accommodation space is formed.
  • the gas inlet portion 20 may be a gas moving member that moves the impregnated gas toward the accommodation space while penetrating the outer surface of the base portion 10.
  • the shape of the access path to the accommodation space side of the gas inlet 20 may be formed in various forms, such as a circular shape, a polygonal shape, a polygonal shape including a circular shape.
  • the collecting portion 40 is connected to the lower side of the base portion 10, is in communication with the cyclone module 30, the harmful substances contained in the impregnated gas forming a spiral swirl flow to the spiral swirl flow It can fall by the centrifugal force caused to provide a trapped space.
  • the dust collecting device (1) of the present invention while the impregnated gas moved through the gas inlet portion (20) to the receiving space of the base portion (10), while passing through the cyclone module (30) located in the receiving space, It is a dust collecting device that filters out harmful substances in the contained gas, collects them in the collecting section 40, and releases the filtered gas of harmful substances to the outside.
  • FIG. 2 is a front view showing a dust collecting device using a multi-cyclone module according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a schematic diagram for explaining the base portion of the multi-cyclone module according to an embodiment of the present invention.
  • the base portion 10 of the dust collecting device 1 of the present invention may include a receiving portion 11, a lower forming portion 13 and an upper forming portion 15.
  • the accommodating portion 11 defines the accommodating space, and the accommodating space may have a size sufficient to accommodate the cyclone module 30.
  • the receiving portion 11 may be a cylindrical, polyhedron, or the like including a curved surface.
  • the lower forming portion 13 defines a lower surface of the receiving portion 11, and the harmful substance contained in the impregnated gas through the first through hole H1 formed in the lower surface is the collecting portion 40 Can be moved to
  • the first through hole H1 is a passage communicating with the receiving space outside.
  • the upper forming portion 15 defines an upper surface of the receiving portion 11, and the gas impregnated through the cyclone module 30 is discharged to the outside through a second through hole H2 formed therethrough. It can be done.
  • the second through hole H2 is a passage communicating with the receiving space outside.
  • the base portion 10 the side surface is defined by the receiving portion 11
  • the upper side is defined by the upper forming portion 15
  • the lower side is defined by the lower forming portion 13 .
  • the impregnated gas introduced into the gas inlet portion 20 is discharged to the outside through the second through hole H2 sequentially through the subcyclone portion 32 branched through the main cyclone portion 31.
  • 4 to 6 are schematic diagrams for explaining a cyclone module of a dust collecting device using multiple cyclone modules according to an embodiment of the present invention.
  • the cyclone module 30 of the dust collecting device 1 of the present invention the plurality of cyclone units having different inner diameters are continuously connected, and the impregnated gas introduced into the gas inlet 20 It is possible to form a spiral vortex while passing through the plurality of cyclones.
  • N is a natural number
  • the subcyclone portion 32 formed by branching the main cyclone portion 31 is illustrated and described as being formed by bifurcation, but is not limited thereto.
  • the main cyclone portion 31 is branched
  • the inner diameter of the formed subcyclone portion 32 may be larger or smaller than the inner diameter of the main cyclone portion 31, or may be the same. In the drawings of the present invention, the inner diameter of the sub-cyclone portion 32 formed by branching the main cyclone portion 31 is sequentially shown in a small order, but is not limited thereto.
  • the sub-cyclone portion 32a includes a first-first branch portion 321-1 branched from the main cyclone portion 32a, and a first-first branch portion 321-1. It may be composed of a first-2 branching portion 321-2 branching from and a first-3 branching portion 321-3 branching from the first-2 branching portion 321-2.
  • the 1-1 branch part 321-1 is composed of a 1-1a branch part 321-1a and a 1-1b branch part 321-1b in communication with the main cyclone part 31a. Can be.
  • the inner diameters of the 1-1a branching portion 321-1a and the 1-1b branching portion 321-1b may be the same.
  • the 1-2 branch part 321-2 includes a 1-2a branch part 321-2a and a 1-2b branch part 321- communicating with the 1-1a branch part 321-1a. 2b), a 1-2c branch portion 321-2c and a 1-2d branch portion 321-2d communicating with the 1-1b branch portion 321-1b.
  • the 1-2a branch 321-2a, the 1-2b branch 321-2b, the 1-2c branch 321-2c, and the 1-2d branch 321-2d ) May have the same inner diameter.
  • the 1-3 branch part 321-3 includes a 1-3a branch part 321-3a and a 1-3b branch part 321- communicating with the 1-2a branch part 321-2a. 3b), the 1-3c branching part 321-3c and the 1-3d branching part 321-3d, the 1-2c branching part communicating with the 1-2b branching part 321-2b ( 321-2c), the first-3e branch portion 321-3e and the first-3f branch portion 321-3f, and the first-2d branch portion 321-2d communicating with the first-3g branch portion. It may be composed of a branch portion (321-3g) and a first-3h branch portion (321-3h).
  • the inner diameter of -3h) may be the same.
  • the 2-2 branch part 322-2 branched from 1), the 2-3 branch part 322-3 branched from the 2-2 branch part 322-2, and the 2-3 minute branch It may be composed of a 2-4 branch part 322-4 branched from the base 322-3.
  • the 2-1 branch portion 322-1 is composed of two
  • the second-2 branch portion 322-2 is composed of four
  • the 2-4 branch parts 322-4 may be composed of 16.
  • the sub-cyclone portion 32c is a 3-1 branch portion 323-1 branched from the main cyclone portion 31c, and the 3-1 branch portion 323- 1) the 3-2 branching part 323-2, the 3-3 branching part 323-2 branching from the 3-2 branching part 323-2, the 3-3 minute branching from 3-4 branch part 323-4 branched from the base 323-3, 3-5 branch part 323-5 branched from the 3-4 branch part 323-4, and the agent It may be composed of a 3-6 branch that branches from the 3-5 branch.
  • the 3-1 branch part 323-1 is composed of two
  • the 3-2 branch part 323-2 is composed of four
  • the 3-4 branch 323-4 is composed of 16
  • the 3-5 branch 323-5 is composed of 32
  • the 3-6 branch is 64 Can consist of dogs.
  • N which is the number of times branched from the main cyclone unit 31, is 2, 5, 7, 8, 9, etc. Can be applied.
  • cyclone module of the present invention is shown in the form of a tube accommodated in a hollow receiving space of the base portion, but may be formed through a cyclone module shape in the receiving space filled with the inside.
  • FIG. 7 and 8 are schematic diagrams for explaining a gas inlet of a dust collector using a multi-cyclone module according to an embodiment of the present invention.
  • the gas inlet 20 of the dust collecting device 1 of the present invention is an impeller that generates airflow from outside of the receiving space to the inside of the receiving space by a power applied from the outside.
  • a part 21, a path providing part 23 for providing a movement path of airflow generated from the impeller part 21 to the cyclone module 30, and a support part 25 for supporting the impeller part 21 are provided. can do.
  • the impeller part 21 may include a motor part providing rotational force by a power applied from the outside, and a plurality of wing parts formed in a spiral shape in the radial direction of the rotation axis while being connected to the rotation axis of the motor part.
  • the plurality of wing portions may be formed to be inclined from the rotating shaft to induce air flow in one direction by rotation, and accordingly may generate a spiral swirl flow from the impeller portion 21 toward the receiving space.
  • the impeller part 21 may be connected to the support part 25 so that the path providing part 23 is rotatable in an axis.
  • the path providing unit 23 the position is fixed regardless of the rotation of the impeller unit 21, the air flow generated by the impeller unit 21 to move to the cyclone module 30 ,
  • the impeller portion 21 is rotated relative to the support portion 25 with respect to the path providing portion 23 as an axis, so that the path of the outside air by the impeller portion 21 can be changed.
  • the impeller unit 21 is rotatable 360 degrees relative to the path providing unit 23, so that the gas contained in a specific portion of a certain space where the dust collector 1 of the present invention is located can be sucked can do.
  • the impeller portion 21 is disposed to face the gas generating device located in a certain space, and the gas generated in the gas generating device is more efficiently generated. It can slow the spread of harmful substances in the body.
  • FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a collecting part of a dust collecting device using a multi-cyclone module according to an embodiment of the present invention.
  • the collecting part 40 of the dust collecting device 1 of the present invention includes a collecting part 41 in which harmful substances in the contained gas are collected, the collecting part 41 and the cyclone module 30 Arranged therebetween, the suction unit 43 for generating suction force from the cyclone module 30 to the collection unit 41 and a weight sensor unit for measuring the weight of the harmful substances collected in the collection unit 41 It can be provided.
  • the collection part 41 may be detachably formed at a lower end of the base part 10 or a lower end of the cyclone module 30.
  • the suction part 43 may form a negative pressure from the cyclone module 30 to the collection part 41 so that harmful substances in the cyclone module 30 can be moved to the collection part 41.
  • the suction part 43 may not be driven while the impeller part 21 is in operation, and may be driven while the operation of the impeller part 21 is stopped. This is to prevent the suction part 43 from interfering with the upward swirl flow in the cyclone module 30 during the operation of the impeller part 21.
  • Hazardous substances in the cyclone module 30, after the operation of the impeller unit 21 is stopped, can be collected by the self-weight to the collection unit 41, the suction unit 43, the cyclone module ( 30) It is possible to collect even harmful substances remaining on the inner wall or the like.
  • the weight sensor unit by measuring the weight of the harmful substances collected in the collection unit 41, can perform a function of notifying the user when to replace the collection unit 41 or when to collect the harmful substances in the collection unit 41 have.
  • a weight sensor is applied, but sensors of various known methods for measuring the amount of harmful substances in the collection unit 41 may be applied. .
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a dust measuring unit and a control unit of a dust collecting apparatus using a multi-cyclone module according to an embodiment of the present invention.
  • the dust collecting device 1 of the present invention may further include a dust measuring unit 50 and a control unit 60.
  • the dust measurement unit 50 may measure the concentration of fine dust contained in the impregnated gas outside the receiving space, while being disposed outside the base unit 10.
  • the control unit 60 may drive the gas inlet unit 20 based on the amount of fine dust concentration measured by the dust measuring unit 50.
  • the controller 60 may drive the gas inlet 20.
  • the control unit 60 prevents the driving of the gas inlet unit 20 from being stopped or operated, thereby causing unnecessary dust collection. The driving of the device 1 can be prevented.
  • FIG. 11 is a schematic view for explaining a base portion of a dust collecting device using a multi-cyclone module according to another embodiment of the present invention.
  • the dust collecting device 2 according to another embodiment of the present invention is the same as the dust collecting device 1 described with reference to FIGS. 1 to 10, except for the number of base parts, the base part I will only explain.
  • the base part 110 of the dust collecting device 2 may include M (M is a natural number) dust collecting parts 110a connected to the gas inlet part 120.
  • a cyclone module may be accommodated in each of the M dust collecting parts 110a.
  • the base portion 10 of the dust collecting device 1 described with reference to FIGS. 1 to 10 is a case in which M is 2, and is a case showing two dust collecting portions.
  • the base 110 is a case where M is 4, and is a case where there are four dust collecting parts 110a.
  • the cyclone module 30 of the dust collecting device 1 described with reference to FIGS. 1 to 10 has a sub-cyclone portion 32 formed by branching from the main cyclone portion 31 six times.
  • the subcyclones branched 2, 3, 4, 5, etc. from the main cyclone unit may be applied.
  • the sub-cyclone unit 132 formed by branching three times from the main cyclone unit 131 is applied, which is illustrated as an example.
  • sub-cyclones branched 2, 4, 5, 6, etc. from the main cyclone unit may be applied.
  • the M collection parts may be formed on the lower side of the M cyclone modules.
  • the lower collecting portion 140 is illustrated as one, but when M is 4, that is, when four collecting portions are formed, a collecting portion is formed at each lower portion, and four collecting portions may be used.
  • FIGS 12 and 13 are schematic diagrams for explaining the base portion of the dust collecting apparatus using the multi-cyclone module according to another embodiment of the present invention.
  • the base unit 210 of the dust collecting apparatus may include K (K is a natural number) dust collection auxiliary units 210b communicating with any one of the M dust collecting units 210a.
  • a cyclone module 230 may be accommodated in each of the K dust collection aids 210b.
  • M is 4 and K is 4, and the cyclone module applied to the four dust collecting parts 210a is N, and the cyclone module applied to the four dust collecting parts 210b is N This is the case of 4.
  • the cyclone module applied to the dust collecting part 210a may be formed depending on the number of dust collecting auxiliary parts 210b.
  • N is 1 in the cyclone module applied to the dust collection part
  • N of the cyclone module applied to the dust collection part is 3.
  • the cyclone module applied to the dust collection auxiliary unit 210b is illustrated as a case where N is 4, but is not limited thereto.
  • the K collection parts are formed on the lower side of the K cyclone modules, and thus, harmful substances collected from each dust collection auxiliary part may be collected.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치는, 다중 사이클론을 이용하여 함진 가스에 포함된 유해물질을 포집하는 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치에 있어서, 내부에 수용공간이 형성된 베이스부, 상기 베이스부의 외측면을 관통한 채, 상기 함진 가스를 상기 수용공간 측으로 이동시키는 가스유입부, 상기 수용공간에 수용된 채, 상기 가스유입부로 유입된 상기 함진 가스의 이동 경로를 제공하고, 상기 함진 가스가 나선형 선회류를 형성하도록 하는 사이클론 모듈 및 상기 베이스부의 하측에 연결된 채, 상기 사이클론 모듈과 연통되고, 나선형 선회류를 형성한 상기 함진 가스 내에 포함된 유해물질이 상기 나선형 선회류로 인한 원심력에 의해 낙하되어 포집되는 포집부를 포함할 수 있다.

Description

다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치
본 발명은 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치에 관한 것으로, 상세하게는 다중 사이클론을 이용하여 함진 가스에 포함된 유해물질을 포집하는 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치에 관한 것이다.
본 발명은 대기 중의 공기 또는 산업현장에서 발생하는 다양한 종류 및 크기를 가진 먼지를 포집하기 위하여 흡입 팬 또는 송풍 팬에 의하여 나선형 선회류(vortex)를 형성한 사이클론에 의하여 발생하는 유체의 흐름을 이용하여 먼지의 포집효율을 높이면서 미세먼지를 제거할 수 있도록 구성한 사이클론을 이용한 미세먼지 집진장치에 관한 것이다.
종래기술은 먼지를 제거하는 장치가 복잡하거나 먼지 제거용 필터 등의 부품들을 교환하는 등의 유지보수 및 구조의 복잡성에 따른 설계 제작비용이 비교적 많이 소요되는 등의 문제점이 있다.
집진장치 중에서 여과 필터 집진장치는 0.01㎛의 미세먼지인 경우도 95% 이상의 집진이 가능한 것으로 알려져 있다.
그러나, 종래의 여과 필터 집진장치는 여과 조작이 진행됨에 따라 여과 필터에 포집되는 먼지층이 두꺼워지면서 압력 손실이 높아져 정상적인 운전이 불가능하게 된다.
따라서, 주기적인 탈진(Pulsing & Cleaning) 조작에 의해 여과 필터 표면에 포집되어 있는 먼지를 털어 내야 한다.
또한, 종래의 여과 필터 집진장치에 부과되는 먼지 부하량이 높으면 압력 손실이 급격히 상승하기 때문에 여과 필터 집진장치의 부하를 경감시키기 위해 장치의 전단에 원심력 집진장치(Cyclone)를 설치하여 먼저 최대한 먼지 입자들을 포집함으로써, 먼지에 의한 여과 필터 집진장치의 부하량을 감소시켜왔다.
그러나, 전단에 설치되는 원심력 집진장치는 자체의 성능이 낮고 또한 운전 유지의 부주의로 인해 집진장치가 성능을 제대로 발휘하지 못하고 있다.
따라서, 대한민국 등록특허 제10-0242228호에는 위와 같은 문제를 해결하기 위해 원심력과 필터 원리가 하나의 장치로 조합된 고효율 일체형 원심 여과 집진장치가 개시되어 있다.
이러한, 고효율 일체형 원심 여과 집진장치는 증유연소 공정, 폐기물 소각로 공정, 시멘트 제조 업종 및 제철제강 공정 등의 먼지 발생 공정에서 배출되는 먼지를 포집하기 위하여 1차적으로 유입되는 먼지 입자들을 원심력 원리에 의해 집진하고, 여기에서 집진되지 않은 미세먼지 입자들은 상부의 여과 필터로 집진하는 두 가지 장치의 집진원리가 단일 기기로 접목 조합된 장치이다.
그러나, 상기와 같은 고효율 일체형 원심여과 집진장치는 외통에서 원심력에 의해 큰 먼지 입자가 걸려진 공기가 내통을 통해 여과 필터 측으로 상승할 때 여과 필터에서 걸려져 최하부에 있는 먼지 저장소로 낙하하는 미세먼지를 재상승시킴으로써 여과 필터에 의해 여과 효율을 저하시키고, 여과 필터의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.
그리고, 외통의 하부에 있는 먼지 저장소의 먼지가 외통의 내벽면을 따라 하강 회류한 후 다시 여과 필터가 있는 상부 공간으로 상승 회류하는 기류에 의해 재상승하여 외통의 원심력에 의한 여과 효율을 떨어뜨리고, 여과 필터 측으로 유동하는 먼지 량을 증가시켜 여과 필터의 수명과 여과 효율을 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 다중 사이클론 모듈을 이용하여 일정 공간 내의 함진 가스에 포함된 유해물질을 포집하는 집진 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치는, 다중 사이클론을 이용하여 함진 가스에 포함된 유해물질을 포집하는 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치에 있어서, 내부에 수용공간이 형성된 베이스부, 상기 베이스부의 외측면을 관통한 채, 상기 함진 가스를 상기 수용공간 측으로 이동시키는 가스유입부, 상기 수용공간에 수용된 채, 상기 가스유입부로 유입된 상기 함진 가스의 이동 경로를 제공하고, 상기 함진 가스가 나선형 선회류를 형성하도록 하는 사이클론 모듈 및 상기 베이스부의 하측에 연결된 채, 상기 사이클론 모듈과 연통되고, 나선형 선회류를 형성한 상기 함진 가스 내에 포함된 유해물질이 상기 나선형 선회류로 인한 원심력에 의해 낙하되어 포집되는 포집부를 포함하며, 상기 사이클론 모듈은, 내경이 상이한 복수의 사이클론부가 연속적으로 연결되어, 상기 가스유입부로 유입된 상기 함진 가스가 상기 복수의 사이클론부를 경유하면서 나선형 선회류를 형성하며, 상기 복수의 사이클론부는, 상기 가스유입부와 연결된 메인사이클론부와 상기 메인사이클론부로부터 N(N은 자연수)번 분기(分岐)되어 형성되는 서브사이클론부로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 상기 베이스부는, 상기 수용공간을 제공하는 수용부, 상기 수용부의 하부면을 규정하며, 하부면에 형성된 제1 관통홀을 통해 상기 함진 가스 내에 포함된 유해물질이 상기 포집부로 이동되도록 하는 하부형성부 및 상기 수용부의 상부면을 규정하며, 관통되어 형성된 제2 관통홀을 통해 상기 사이클론 모듈을 통해 경유한 함진 가스가 외부로 배출되도록 하는 상부형성부를 구비하고, 상기 가스유입부로 유입된 상기 함진 가스는, 상기 메인사이클론부를 통해 분기된 서브사이클론부를 순차적으로 경유하여 상기 제2 관통홀을 통해 외부로 배출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 상기 가스유입부는, 외부로부터 인가된 전원에 의해 상기 수용공간의 외부로부터 상기 수용공간 내로의 기류를 발생시키는 임펠러부, 상기 임펠러부로부터 발생된 기류의 상기 사이클론 모듈로의 이동 경로를 제공하는 경로제공부 및 상기 임펠러부를 지지하는 지지부를 구비하며, 상기 임펠러부는, 상기 경로제공부를 축으로 회동 가능하도록 상기 지지부에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 상기 포집부는, 상기 함진 가스 내의 유해물질이 포집되는 수집부, 상기 수집부와 상기 사이클론 모듈 사이에 배치된 채, 상기 사이클론 모듈로부터 상기 수집부로의 흡입력을 발생시키는 흡입부 및 상기 수집부에 수집된 상기 유해물질의 무게를 측정하는 무게센서부를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 상기 N은 3이며, 상기 서브사이클론부는, 상기 메인사이클론부로부터 분기되며, 상기 메인사이클론부의 내경보다 작은 내경을 갖는 제1-1 분기부, 상기 제1-1 분기부로부터 분기되며, 상기 제1-1 분기부의 내경보다 작은 내경을 갖는 제1-2 분기부 및 상기 제1-2 분기부로부터 분기되며, 상기 제1-2 분기부의 내경보다 작은 내경을 갖는 제1-3 분기부로 구성되고, 상기 제1-1 분기부는, 상기 메인사이클론부와 연통되는 제1-1a 분기부 및 제1-1b 분기부로 구성되고, 상기 제1-2 분기부는, 상기 제1-1a 분기부와 연통되는 제1-2a 분기부 및 제1-2b 분기부, 상기 제1-1b 분기부와 연통되는 제1-2c 분기부 및 제1-2d 분기부로 구성되며, 상기 제1-3 분기부는, 상기 제1-2a 분기부와 연통되는 제1-3a 분기부 및 제1-3b 분기부, 상기 제1-2b 분기부와 연통되는 제1-3c 분기부 및 제1-3d 분기부, 상기 제1-2c 분기부와 연통되는 제1-3e 분기부 및 제1-3f 분기부, 상기 제1-2d 분기부와 연통되는 제1-3g 분기부 및 제1-3h 분기부로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 상기 N은 4이며, 상기 서브사이클론부는, 상기 메인사이클론부로부터 분기되며, 상기 메인사이클론부의 내경보다 작은 내경을 갖는 제2-1 분기부, 상기 제2-1 분기부로부터 분기되며, 상기 제2-1 분기부의 내경보다 작은 내경을 갖는 제2-2 분기부, 상기 제2-2 분기부로부터 분기되며, 상기 제2-2 분기부의 내경보다 작은 내경을 갖는 제2-3 분기부 및 상기 제2-3 분기부로부터 분기되며, 상기 제2-3 분기부의 내경보다 작은 내경을 갖는 제2-4 분기부로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 상기 N은 6이며, 상기 서브사이클론부는, 상기 메인사이클론부로부터 분기되며, 상기 메인사이클론부의 내경보다 작은 내경을 갖는 제3-1 분기부, 상기 제3-1 분기부로부터 분기되며, 상기 제3-1 분기부의 내경보다 작은 내경을 갖는 제3-2 분기부, 상기 제3-2 분기부로부터 분기되며, 상기 제3-2 분기부의 내경보다 작은 내경을 갖는 제3-3 분기부, 상기 제3-3 분기부로부터 분기되며, 상기 제3-3 분기부의 내경보다 작은 내경을 갖는 제3-4 분기부, 상기 제3-4 분기부로부터 분기되며, 상기 제3-4 분기부의 내경보다 작은 내경을 갖는 제3-5 분기부 및 상기 제3-5 분기부로부터 분기되며, 상기 제3-5 분기부의 내경보다 작은 내경을 갖는 제3-6 분기부로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 상기 베이스부는, 상기 가스유입부와 연결된 M(M은 자연수)개의 집진부를 구비하며, 상기 M개의 집진부 각각에는 상기 사이클론 모듈이 수용되고, 상기 M개의 사이클론 모듈의 하부측에는 상기 M개의 포집부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 상기 베이스부는, 상기 M개의 집진부 중 어느 하나에 연통되는 K(K는 자연수)개의 집진보조부를 구비하고, 상기 K개의 집진보조부 각각에는 상기 사이클론 모듈이 수용되며, 상기 K개의 사이클론 모듈의 하부측에는 상기 K개의 포집부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 상기 베이스부의 외측에 배치된 채, 상기 수용공간 외부의 함진 가스에 포함된 미세먼지 농도를 측정하는 먼지측정부 및 상기 먼지측정부에 의해 측정된 미세먼지 농도 측정량을 기초로, 상기 가스유입부를 구동시키는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 먼지측정부에 의해 측정된 미세먼지 농도 측정량이 기 설정된 측정량보다 클 경우, 상기 가스유입부를 구동시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 집진 가스가 설치되는 공간의 크기 또는 공간 내의 환경에 따라 집진 효율을 높일 수 있는 다중 사이클론 모듈을 선택적으로 적용할 수 있다.
또한, 선택된 다중 사이클론 모듈을 복수개 병렬 조합함으로써, 다중 사이클론 모듈의 호환성을 높일 수 있다.
또한, 장착된 위치로부터 회동 가능한 임펠러부를 적용하여, 일정 공간 내의 특정 위치의 함진 가스를 필터링하여, 효용성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치를 도시한 개략 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치를 도시한 정면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈의 베이스부를 설명하기 위한 개략도.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 사이클론 모듈을 설명하기 위한 개략도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 가스유입부를 설명하기 위한 개략도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 포집부를 설명하기 위한 개략도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 먼지측정부 및 제어부를 설명하기 위한 블록도.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 베이스부를 설명하기 위한 개략도.
도 12 및 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 베이스부를 설명하기 위한 개략도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치를 도시한 개략 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈(30)을 이용한 집진 장치(1, 이하, 집진 장치)는, 일정 공간에 배치되어, 일정 공간 내의 함진 가스에 포함된 유해물질을 포집하는 장치이다. 구체적으로, 다중 사이클론에 의하여 유해물질(예: 먼지)를 포집함과 동시에 포집된 유해물질이 장치 내의 부재와 충돌하여 장치의 하부로 낙하되도록 하고, 장치 하부에 위치한 포집부로 유해물질을 포집하는 집진 장치이다.
본 발명의 집진 장치(1)는, 베이스부(10), 가스유입부(20), 사이클론 모듈(30) 및 포집부(40)를 포함할 수 있다.
상기 베이스부(10)는, 내부에 수용공간이 형성된 컨테이너일 수 있다.
상기 가스유입부(20)는, 상기 베이스부(10)의 외측면을 관통한 채, 상기 함진 가스를 상기 수용공간 측으로 이동시키는 가스 이동 부재일 수 있다.
또한, 상기 가스유입부(20)의 상기 수용공간 측으로의 진입로 형태는 단면이 원형, 다각형, 원형을 포함한 다각형 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.
상기 사이클론 모듈(30)은, 상기 수용공간에 수용된 채, 상기 가스유입부(20)로 유입된 상기 함진 가스의 이동 경로를 제공하고, 상기 함진 가스가 나선형 선회류를 형성하도록 할 수 있다.
상기 포집부(40)는, 상기 베이스부(10)의 하측에 연결된 채, 상기 사이클론 모듈(30)과 연통되고, 나선형 선회류를 형성한 상기 함진 가스 내에 포함된 유해물질이 상기 나선형 선회류로 인한 원심력에 의해 낙하되어 포집되는 공간을 제공할 수 있다.
본 발명의 집진 장치(1)는, 상기 가스유입부(20)를 통해 상기 베이스부(10)의 수용공간으로 이동한 함진 가스가, 상기 수용공간에 위치한 사이클론 모듈(30)을 경유하는 중에, 함진 가스 내의 유해물질을 걸러내어, 포집부(40)에 포집하고, 유해물질이 걸러진 가스를 다시 외부로 방출하는 집진 장치이다.
이하, 본 발명의 집진 장치를 구성하는 각 구성요소를 도시한 도면을 참조로 각각의 구성요소에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치를 도시한 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈의 베이스부를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 집진 장치(1)의 베이스부(10)는, 수용부(11), 하부형성부(13) 및 상부형성부(15)를 구비할 수 있다.
상기 수용부(11)는, 상기 수용공간을 규정하며, 상기 수용공간의 크기는 상기 사이클론 모듈(30)을 수용할 정도의 크기일 수 있다. 상기 수용부(11)는, 굴곡면을 포함하는 원통형, 다면체 등일 수 있다.
상기 하부형성부(13)는, 상기 수용부(11)의 하부면을 규정하며, 하부면에 형성된 제1 관통홀(H1)을 통해 상기 함진 가스 내에 포함된 유해물질이 상기 포집부(40)로 이동되도록 할 수 있다.
여기서, 상기 제1 관통홀(H1)은, 상기 수용공간과 외부를 연통하는 통로이다.
상기 상부형성부(15)는, 상기 수용부(11)의 상부면을 규정하며, 관통되어 형성된 제2 관통홀(H2)을 통해 상기 사이클론 모듈(30)을 통해 경유한 함진 가스가 외부로 배출되도록 할 수 있다.
여기서, 상기 제2 관통홀(H2)은, 상기 수용공간과 외부를 연통하는 통로이다.
상기 베이스부(10)는, 옆면은 상기 수용부(11)에 의해 규정되고, 상측면은 상기 상부형성부(15)에 의해 규정되며, 하측면은 상기 하부형성부(13)에 의해 규정된다.
상기 가스유입부(20)로 유입된 상기 함진 가스는, 상기 메인사이클론부(31)를 통해 분기된 서브사이클론부(32)를 순차적으로 경유하여 상기 제2 관통홀(H2)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 사이클론 모듈을 설명하기 위한 개략도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 집진 장치(1)의 사이클론 모듈(30)은, 내경이 상이한 복수의 사이클론부가 연속적으로 연결되어, 상기 가스유입부(20)로 유입된 상기 함진 가스가 상기 복수의 사이클론부를 경유하면서 나선형 선회류를 형성할 수 있다.
상기 복수의 사이클론부는, 상기 가스유입부(20)와 연결된 메인사이클론부(31)와 상기 메인사이클론부(31)로부터 N(N은 자연수)번 분기(二分岐)되어 형성되는 서브사이클론부(32)로 구성될 수 있다. 이하, 상기 메인사이클론부(31)가 분기되어 형성되는 서브사이클론부(32)는 이분기되어 형성되는 것으로 도시하고 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.또한, 상기 메인사이클론부(31)가 분기되어 형성되는 서브사이클론부(32)의 내경은 메인사이클론부(31)의 내경보다 크거나 작을 수 있으며, 같을 수도 있다. 본 발명의 도면에서는 메인사이클론부(31)가 분기되어 형성되는 서브사이클론부(32)의 내경이 분기된 순서에 따라 순차적으로 작게 도시되었으나 이에 한정되는 것이 아니다.
상기 N이 3인 경우, 상기 서브사이클론부(32a)는, 상기 메인사이클론부(32a)로부터 분기되는 제1-1 분기부(321-1), 상기 제1-1 분기부(321-1)로부터 분기되는 제1-2 분기부(321-2) 및 상기 제1-2 분기부(321-2)로부터 분기되는 제1-3 분기부(321-3)로 구성될 수 있다.
상기 제1-1 분기부(321-1)는, 상기 메인사이클론부(31a)와 연통되는 제1-1a 분기부(321-1a) 및 제1-1b 분기부(321-1b)로 구성될 수 있다.
상기 제1-1a 분기부(321-1a) 및 상기 제1-1b 분기부(321-1b)의 내경은 동일할 수 있다.
상기 제1-2 분기부(321-2)는, 상기 제1-1a 분기부(321-1a)와 연통되는 제1-2a 분기부(321-2a) 및 제1-2b 분기부(321-2b), 상기 제1-1b 분기부(321-1b)와 연통되는 제1-2c 분기부(321-2c) 및 제1-2d 분기부(321-2d)로 구성될 수 있다.
상기 제1-2a 분기부(321-2a), 상기 제1-2b 분기부(321-2b), 상기 제1-2c 분기부(321-2c) 및 상기 제1-2d 분기부(321-2d)의 내경은 동일할 수 있다.
상기 제1-3 분기부(321-3)는, 상기 제1-2a 분기부(321-2a)와 연통되는 제1-3a 분기부(321-3a) 및 제1-3b 분기부(321-3b), 상기 제1-2b 분기부(321-2b)와 연통되는 제1-3c 분기부(321-3c) 및 제1-3d 분기부(321-3d), 상기 제1-2c 분기부(321-2c)와 연통되는 제1-3e 분기부(321-3e) 및 제1-3f 분기부(321-3f), 상기 제1-2d 분기부(321-2d)와 연통되는 제1-3g 분기부(321-3g) 및 제1-3h 분기부(321-3h)로 구성될 수 있다.
상기 제1-3a 분기부(321-3a), 상기 제1-3b 분기부(321-3b), 상기 제1-3c 분기부(321-3c), 상기 제1-3d 분기부(321-3d), 상기 제1-3e 분기부(321-3e), 상기 제1-3f 분기부(321-3f), 상기 제1-3g 분기부(321-3g) 및 상기 제1-3h 분기부(321-3h)의 내경은 동일할 수 있다.
한편, 상기 N이 4인 경우, 상기 서브사이클론부(32b)는, 상기 메인사이클론부(31b)로부터 분기되는 제2-1 분기부(322-1), 상기 제2-1 분기부(322-1)로부터 분기되는 제2-2 분기부(322-2), 상기 제2-2 분기부(322-2)로부터 분기되는 제2-3 분기부(322-3) 및 상기 제2-3 분기부(322-3)로부터 분기되는 제2-4 분기부(322-4)로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제2-1 분기부(322-1)는 2개로 구성되고, 상기 제2-2 분기부(322-2)는 4개로 구성되며, 상기 제2-3 분기부(322-3)는 8개로 구성되고, 상기 제2-4 분기부(322-4)는 16개로 구성될 수 있다.
또한, 상기 N이 6인 경우, 상기 서브사이클론부(32c)는, 상기 메인사이클론부(31c)로부터 분기되는 제3-1 분기부(323-1), 상기 제3-1 분기부(323-1)로부터 분기되는 제3-2 분기부(323-2), 상기 제3-2 분기부(323-2)로부터 분기되는 제3-3 분기부(323-3), 상기 제3-3 분기부(323-3)로부터 분기되는 제3-4 분기부(323-4), 상기 제3-4 분기부(323-4)로부터 분기되는 제3-5 분기부(323-5) 및 상기 제3-5 분기부로부터 분기되는 제3-6 분기부로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제3-1 분기부(323-1)는 2개로 구성되고, 상기 제3-2 분기부(323-2)는 4개로 구성되며, 상기 제3-3 분기부(323-3)는 8개로 구성되고, 상기 제3-4 분기부(323-4)는 16개로 구성되며, 상기 제3-5 분기부(323-5)는 32개로 구성되고, 상기 제3-6 분기부는 64개로 구성될 수 있다.
상술한 N이 3인 경우, 4인 경우, 6인 경우는 본 발명을 실시하기 위한 예로서, 메인사이클론부(31)로부터 분기되는 횟수인 N은 2, 5, 7, 8, 9 등 다양하게 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 사이클론 모듈은 베이스부의 속이 빈 수용공간에 수용된 관 형태로 도시되었으나, 속이 모두 메워진 수용공간 내에 사이클론 모듈 형상으로 관통되어 형성될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 가스유입부를 설명하기 위한 개략도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 집진 장치(1)의 가스유입부(20)는, 외부로부터 인가된 전원에 의해 상기 수용공간의 외부로부터 상기 수용공간 내부로의 기류를 발생시키는 임펠러부(21), 상기 임펠러부(21)로부터 발생된 기류의 상기 사이클론 모듈(30)로의 이동 경로를 제공하는 경로제공부(23) 및 상기 임펠러부(21)를 지지하는 지지부(25)를 구비할 수 있다.
상기 임펠러부(21)는, 외부로부터 인가된 전원에 의해 회전력을 제공하는 모터부, 상기 모터부의 회전축에 연결된 채, 상기 회전축의 반경 방향으로 나선 형태로 형성되는 복수의 날개부를 구비할 수 있다.
상기 복수의 날개부는, 상기 회전축으로부터 경사지게 형성되어 회전에 의한 일방향으로의 공기 흐름을 유도할 수 있으며, 이에 따라 임펠러부(21)로부터 수용공간을 향해 나선형 선회류를 발생시킬 수 있다.
상기 임펠러부(21)는, 상기 경로제공부(23)를 축으로 회동 가능하도록 상기 지지부(25)에 연결될 수 있다.
상기 경로제공부(23)는, 상기 임펠러부(21)의 회동과는 무관하게 위치가 고정된 상태로, 상기 임펠러부(21)에 의해 발생된 기류가 상기 사이클론 모듈(30)로 이동되도록 하고, 상기 임펠러부(21)는, 상기 경로제공부(23)를 축으로 상기 지지부(25)를 기준으로 회동되어, 상기 임펠러부(21)에 의한 외기의 경로가 변화되도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 임펠러부(21)는, 상기 경로제공부(23)를 기준으로 360도 회전 가능하여, 본 발명의 집진 장치(1)가 위치한 일정 공간의 특정 부분에 위치한 함진 가스를 흡입 가능하도록 할 수 있다. 일례로, 일정 공간 내에 함진 가스를 발생 시키는 가스발생장치가 배치된 경우, 상기 임펠러부(21)가 일정 공간 내에 위치한 가스발생장치를 대향하도록 배치하여, 보다 효율적으로 가스발생장치에서 발생되는 함진 가스 내의 유해물질의 확산을 늦출 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 포집부를 설명하기 위한 개략도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 집진 장치(1)의 포집부(40)는, 상기 함진 가스 내의 유해물질이 포집되는 수집부(41), 상기 수집부(41)와 상기 사이클론 모듈(30) 사이에 배치된 채, 상기 사이클론 모듈(30)로부터 상기 수집부(41)로의 흡입력을 발생시키는 흡입부(43) 및 상기 수집부(41)에 수집된 상기 유해물질의 무게를 측정하는 무게센서부를 구비할 수 있다.
상기 수집부(41)는, 상기 베이스부(10)의 하측단 또는 상기 사이클론 모듈(30)의 하측단에 탈착 가능하게 형성될 수 있다.
상기 흡입부(43)는, 상기 사이클론 모듈(30)로부터 상기 수집부(41)로의 음압을 형성하여, 상기 사이클론 모듈(30) 내의 유해물질이 상기 수집부(41)로 이동되도록 할 수 있다.
여기서, 상기 흡입부(43)는, 상기 임펠러부(21)가 작동 중에는 구동되지 않을 수 있으며, 상기 임펠러부(21)의 작동이 멈춘 상태에서 구동될 수 있다. 이는, 상기 임펠러부(21)의 작동 중에 상기 사이클론 모듈(30) 내의 상승 선회류를 상기 흡입부(43)가 방해하지 않도록 하기 위함이다.
상기 사이클론 모듈(30) 내의 유해물질은, 상기 임펠러부(21)의 작동이 멈춘 후에, 자중에 의해 상기 수집부(41)로 수집될 수 있으나, 상기 흡입부(43)는, 상기 사이클론 모듈(30) 내의 벽면 등에 잔류한 유해물질까지 수집하도록 할 수 있다.
상기 무게센서부는, 상기 수집부(41)에 수집된 유해물질의 무게를 측정하여, 사용자에게 수집부(41)의 교체 또는 수집부(41) 내의 유해물질 수거 시기를 알려주는 기능을 수행할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 수집부(41) 내의 유해물질 양을 측정하기 위하여, 무게센서를 적용하였으나, 상기 수집부(41) 내의 유해물질 양을 측정하기 위한 공지된 다양한 방식의 센서가 적용될 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 먼지측정부 및 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 집진 장치(1)는, 먼지측정부(50) 및 제어부(60)를 더 포함할 수 있다.
상기 먼지측정부(50)는, 상기 베이스부(10)의 외측에 배치된 채, 상기 수용공간 외부의 함진 가스에 포함된 미세먼지 농도를 측정할 수 있다.
상기 제어부(60)는, 상기 먼지측정부(50)에 의해 측정된 미세먼지 농도 측정량을 기초로, 상기 가스유입부(20)를 구동시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(60)는, 상기 먼지측정부(50)에 의해 측정된 미세먼지 농도 측정량이 기 설정된 측정량 보다 클 경우, 상기 가스유입부(20)를 구동시킬 수 있다.
이는, 본 발명의 집진 장치(1)의 자동화를 구현하기 위한 것으로, 별도로 온/오프에 의한 동작 명령 없이, 제어부(60)에 의한 측정 결과 값을 기초로 자동으로 일정 공간 내의 먼지(유해물질)를 제거하도록 하기 위함이다.
상기 제어부(60)는, 상기 먼지측정부(50)에 의해 측정된 밈세먼지 농도 측정량이 기 설정된 측정량 보다 작을 경우에는 상기 가스유입부(20)의 구동이 정지 또는 동작하지 않도록 하여, 불필요한 집진 장치(1)의 구동을 방지할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 베이스부를 설명하기 위한 개략도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 집진 장치(2)는 베이스부의 개수를 제외하고는, 도 1 내지 도 10을 참조로 설명한 집진 장치(1)와 동일하므로, 이하 베이스부에 관하여만 설명하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 집진 장치(2)의 베이스부(110)는, 가스유입부(120)와 연결된 M(M은 자연수)개의 집진부(110a)를 구비할 수 있다.
상기 M개의 집진부(110a) 각각에는 사이클론 모듈이 수용될 수 있다.
도 1 내지 도 10을 참조로 설명한 집진 장치(1)의 베이스부(10)는 M이 2인 경우로, 집진부가 2개인 경우를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 베이스부(110)는 M이 4인 경우로, 집진부(110a)가 4개인 경우이다.
참고적으로, 도 1 내지 도 10을 참조로 설명한 집진 장치(1)의 사이클론 모듈(30)은, 메인사이클론부(31)로부터 6번 분기되어 형성되는 서브사이클론부(32)가 적용되었으나, 이는 일례로 도시한 것일 뿐, 메인사이클론부로부터 2, 3, 4, 5번 등 분기된 서브사이클론부가 적용될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 집진 장치(2)의 사이클론 모듈(130)은, 메인사이클론부(131)로부터 3번 분기되어 형성되는 서브사이클론부(132)가 적용되었으나, 이는 일례로 도시한 것일 뿐, 메인사이클론부로부터 2, 4, 5, 6번 등 분기된 서브사이클론부가 적용될 수도 있다.
한편, 상기 M개의 사이클론 모듈의 하부측에는 상기 M개의 포집부가 형성될 수 있다.
구체적으로, 도 11에서는 하부의 포집부(140)가 1개로 도시되었으나, M이 4인 경우, 다시 말해 집진부가 4개인 경우, 각각의 하부에 포집부가 형성되어 포집부가 4개여도 무방하다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치의 베이스부를 설명하기 위한 개략도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 집진 장치(3)는 베이스부의 개수를 제외하고는, 도 1 내지 도 11을 참조로 설명한 집진 장치(2)와 동일하므로, 이하 베이스부에 관하여만 설명하기로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 집진 장치의 베이스부(210)는, 상기 M개의 집진부(210a) 중 어느 하나에 연통되는 K(K는 자연수)개의 집진보조부(210b)를 구비할 수 있다.
상기 K개의 집진보조부(210b) 각각에는 사이클론 모듈(230)이 수용될 수 있다.
도 13에서는, M이 4이고, K가 4인 경우를 도시하였으며, 4개의 집진부(210a)에 적용된 사이클론 모듈은, N이 2인 경우이고, 4개의 집진보조부(210b)에 적용된 사이클론 모듈은 N이 4인 경우이다.
여기서, 집진부(210a)에 적용된 사이클론 모듈은, 집진보조부(210b)의 개수에 종속되어 형성될 수 있다.
구체적으로, 집진보조부의 개수가 2개인 경우에는, 집진부에 적용된 사이클론 모듈은, N이 1이고, 집진보조부의 개수가 8개인 경우에는, 집진부에 적용된 사이클론 모듈의 N은 3이다.
이는, 집진부에 의해 분기된 서브사이클론부의 개수와 집진보조부의 개수가 동일해야 하기 때문이다.
한편, 도 13을 참조하면, 집진보조부(210b)에 적용된 사이클론 모듈은 N이 4인 경우로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 12에서 도시하지는 않았으나, 상기 K개의 사이클론 모듈의 하부측에는 상기 K개의 포집부가 형성되어, 각각의 집진보조부에서 수집된 유해물질을 포집할 수 있다.
또한, 상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1: 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치
10: 베이스부
11: 수용부
13: 하부형성부
H1: 제1 관통홀
15: 상부형성부
H2: 제2 관통홀
20: 가스유입부
21: 임펠러부
23: 경로제공부
25: 지지부
30: 사이클론 모듈
31: 메인사이클론부
32: 서브사이클론부
40: 포집부
41: 수집부
43: 흡입부
50: 먼지측정부
60: 제어부

Claims (10)

  1. 다중 사이클론을 이용하여 함진 가스에 포함된 유해물질을 포집하는 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치에 있어서,
    내부에 수용공간이 형성된 베이스부;
    상기 베이스부의 외측면을 관통한 채, 상기 함진 가스를 상기 수용공간 측으로 이동시키는 가스유입부;
    상기 수용공간에 수용된 채, 상기 가스유입부로 유입된 상기 함진 가스의 이동 경로를 제공하고, 상기 함진 가스가 나선형 선회류를 형성하도록 하는 사이클론 모듈; 및
    상기 베이스부의 하측에 연결된 채, 상기 사이클론 모듈과 연통되고, 나선형 선회류를 형성한 상기 함진 가스 내에 포함된 유해물질이 상기 나선형 선회류로 인한 원심력에 의해 낙하되어 포집되는 포집부;를 포함하며,
    상기 사이클론 모듈은,
    내경이 상이한 복수의 사이클론부가 연속적으로 연결되어, 상기 가스유입부로 유입된 상기 함진 가스가 상기 복수의 사이클론부를 경유하면서 나선형 선회류를 형성하며,
    상기 복수의 사이클론부는,
    상기 가스유입부와 연결된 메인사이클론부와 상기 메인사이클론부로부터 N(N은 자연수)번 분기(分岐)되어 형성되는 서브사이클론부로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스부는,
    상기 수용공간을 제공하는 수용부, 상기 수용부의 하부면을 규정하며, 하부면에 형성된 제1 관통홀을 통해 상기 함진 가스 내에 포함된 유해물질이 상기 포집부로 이동되도록 하는 하부형성부 및 상기 수용부의 상부면을 규정하며, 관통되어 형성된 제2 관통홀을 통해 상기 사이클론 모듈을 통해 경유한 함진 가스가 외부로 배출되도록 하는 상부형성부를 구비하고,
    상기 가스유입부로 유입된 상기 함진 가스는, 상기 메인사이클론부를 통해 분기된 서브사이클론부를 순차적으로 경유하여 상기 제2 관통홀을 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가스유입부는,
    외부로부터 인가된 전원에 의해 상기 수용공간의 외부로부터 상기 수용공간 내로의 기류를 발생시키는 임펠러부, 상기 임펠러부로부터 발생된 기류의 상기 사이클론 모듈로의 이동 경로를 제공하는 경로제공부 및 상기 임펠러부를 지지하는 지지부를 구비하며,
    상기 임펠러부는, 상기 경로제공부를 축으로 회동 가능하도록 상기 지지부에 연결되는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 포집부는,
    상기 함진 가스 내의 유해물질이 포집되는 수집부, 상기 수집부와 상기 사이클론 모듈 사이에 배치된 채, 상기 사이클론 모듈로부터 상기 수집부로의 흡입력을 발생시키는 흡입부 및 상기 수집부에 수집된 상기 유해물질의 무게를 측정하는 무게센서부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 N은 3이며,
    상기 서브사이클론부는,
    상기 메인사이클론부로부터 분기되는 제1-1 분기부, 상기 제1-1 분기부로부터 분기되는 제1-2 분기부 및 상기 제1-2 분기부로부터 분기되는 제1-3 분기부로 구성되고,
    상기 제1-1 분기부는,
    상기 메인사이클론부와 연통되는 제1-1a 분기부 및 제1-1b 분기부로 구성되고,
    상기 제1-2 분기부는,
    상기 제1-1a 분기부와 연통되는 제1-2a 분기부 및 제1-2b 분기부, 상기 제1-1b 분기부와 연통되는 제1-2c 분기부 및 제1-2d 분기부로 구성되며,
    상기 제1-3 분기부는,
    상기 제1-2a 분기부와 연통되는 제1-3a 분기부 및 제1-3b 분기부, 상기 제1-2b 분기부와 연통되는 제1-3c 분기부 및 제1-3d 분기부, 상기 제1-2c 분기부와 연통되는 제1-3e 분기부 및 제1-3f 분기부, 상기 제1-2d 분기부와 연통되는 제1-3g 분기부 및 제1-3h 분기부로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 N은 4이며,
    상기 서브사이클론부는,
    상기 메인사이클론부로부터 분기되는 제2-1 분기부, 상기 제2-1 분기부로부터 분기되는 제2-2 분기부, 상기 제2-2 분기부로부터 분기되는 제2-3 분기부 및 상기 제2-3 분기부로부터 분기되는 제2-4 분기부로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 N은 6이며,
    상기 서브사이클론부는,
    상기 메인사이클론부로부터 분기되는 제3-1 분기부, 상기 제3-1 분기부로부터 분기되는 제3-2 분기부, 상기 제3-2 분기부로부터 분기되는 제3-3 분기부, 상기 제3-3 분기부로부터 분기되는 제3-4 분기부, 상기 제3-4 분기부로부터 분기되는 제3-5 분기부 및 상기 제3-5 분기부로부터 분기되는 제3-6 분기부로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스부는,
    상기 가스유입부와 연결된 M(M은 자연수)개의 집진부를 구비하며,
    상기 M개의 집진부 각각에는 상기 사이클론 모듈이 수용되고,
    상기 M개의 사이클론 모듈의 하부측에는 상기 M개의 포집부가 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 베이스부는,
    상기 M개의 집진부 중 어느 하나에 연통되는 K(K는 자연수)개의 집진보조부를 구비하고,
    상기 K개의 집진보조부 각각에는 상기 사이클론 모듈이 수용되며,
    상기 K개의 사이클론 모듈의 하부측에는 상기 K개의 포집부가 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 베이스부의 외측에 배치된 채, 상기 수용공간 외부의 함진 가스에 포함된 미세먼지 농도를 측정하는 먼지측정부; 및
    상기 먼지측정부에 의해 측정된 미세먼지 농도 측정량을 기초로, 상기 가스유입부를 구동시키는 제어부;를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 먼지측정부에 의해 측정된 미세먼지 농도 측정량이 기 설정된 측정량 보다 클 경우, 상기 가스유입부를 구동시키는 것을 특징으로 하는 다중 사이클론 모듈을 이용한 집진 장치.
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