KR100474921B1 - 싸이클론 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싸이클론 집진장치에 관한 것으로서, 본 발명은 대략 원통형의 싸이클론 몸체와, 상기 몸체의 둘레면에 접선방향으로 연결되어 오염물이 포함된 공기가 흡입되는 흡입유로관과, 상기 싸이클론 몸체 내부에서 원심 분리된 오염물을 집진하는 집진부와, 오염물이 분리된 공기를 싸이클론 몸체 외측으로 배출하기 위한 배출유로관을 갖는 싸이클론 집진장치에 있어서, 상기 싸이클론 몸체의 외측에는 상기 흡입유로관에 의해 싸이클론 몸체 내부와 연통된 상태로 싸이클론 몸체와 분리 구획된 공간부를 갖는 보조집진통을 설치하되, 상기 보조집진통에는 오염물이 포함된 공기를 상기 공간부 내면 일부분에 충돌하는 방향으로 흡입시키는 흡입관을 형성하여, 상기 흡입관을 통해 공간부 내로 흡입된 공기를 그 내면 일부분에 충돌시킴에 의해 흡입압력에 의한 유동력을 상실한 일부 오염물이 자중에 의해 공간부 저면에 집진되도록 한 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치를 제공하여, 부피가 큰 오염물이 싸이클론 몸체 내부로 흡입되는 것을 최소화함으로써 대형 오염물의 필터 흡착에 따른 압력 손실을 줄일 수 있도록 한 것이다.

Description

싸이클론 집진장치{cyclone type dust collector}

본 발명은 싸이클론 원리를 이용하여 오염물을 집진할 수 있는 싸이클론 집진장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부피가 큰 오염물을 일차적으로 분리 집진할 수 있는 보조집진통을 구비하여 부피가 큰 오염물이 싸이클론 몸체 내부로 흡입되는 것을 최소화함으로써 오염물의 필터 흡착에 따른 압력 손실을 줄일 수 있도록 한 싸이클론 집진장치에 관한 것이다.

일반적으로 싸이클론 집진장치는 원심력을 이용하여 공기와 함께 회전하는 오염물중 공기는 외부로 배출하고, 오염물만을 공기에서 분리하여 수집하는 것으로서, 가정용으로는 주로 진공청소기에 많이 채용되고 있다.

이하, 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 싸이클론 집진장치를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 싸이클론 집진장치를 개략적으로 나타낸 종단면도 및 횡단면도이다.

종래 싸이클론 집진장치는 상기 도면에 도시된 바와 같이, 축방향으로 소정 길이를 갖는 대략 원통형으로 이루어져 그 내부에 공간부가 형성된 싸이클론 몸체(10)와, 상기 싸이클론 몸체(10)의 둘레면 상부 일측에 구비되어 외부로부터 먼지 등과 같은 오염물과 공기가 싸이클론 몸체(10)에 대하여 접선 방향으로 흡입되는 흡입유로관(11)과, 상기 싸이클론 몸체(10)의 상단면 중앙부에 구비되어 싸이클론 몸체(10) 내로 흡입된 공기 및 오염물 중 원심력에 의해 오염물과 분리된 공기를 상방으로 배출시켜 주는 배출유로관(19)과, 상기 배출유로관(19)의 외주면을 감싸도록 설치되어 배출유로관(19)을 통해 싸이클론 몸체(10) 외부로 배출되는 공기 중에 포함된 오염물을 재차 정화시키는 필터수단(18)과, 싸이클론 몸체(10)의 내측 하부에 구비되어 공기 및 오염물 중 원심력에 의해 분리된 오염물을 집진시키는 집진부(10a)로 구성된다.

이 경우, 상기 배출유로관(19)은 흡입유로관(11)을 통해 오염물 및 공기가 싸이클론 몸체(10) 내측으로 흡입될 수 있도록 흡입력을 발생하는 흡입력 발생수단(미도시)에 연결되는데, 이와 같은 흡입력 발생수단은 일반적으로 모터의 구동에 따른 팬의 흡입력을 이용하여 흡입력을 발생시키는 공지의 수단으로서, 이에 관한 상세한 설명은 생략한다.

이러한 구성으로 이루어진 상기 싸이클론 집진장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 흡입력 발생수단이 작동하여 싸이클론 몸체(10) 내부에 흡입력을 발생시키게 되고, 이러한 흡입력에 의해 오염물이 공기와 함께 흡입유로관(11)을 통해서 상기 싸이클론 몸체(10) 내로 흡입된다.

이 때, 상기 흡입유로관(11)을 통해 싸이클론 몸체(10)에 대하여 접선방향으로 흡입된 오염공기는 싸이클론 몸체(10)의 내벽을 따라 선회(선회류)하면서 원심력을 발생시키게 된다.

따라서, 무게가 상대적으로 가벼운 공기는 원심력을 적게 받으므로 싸이클론 몸체(10)의 중심부분으로 모여들어 회오리를 일으켜 배출유로관(13) 방향의 유동(배출기류)을 형성하면서 필터수단(18)에 의해 미세한 오염물이 재차 정화되면서 배출유로관(19)을 통해 배출된다.

반면에, 공기 보다 무거운 오염물은 원심력을 상대적으로 많이 받게 되어 싸이클론 몸체(10)의 내벽면을 따라 원심 분리되어 하측으로 유동하고, 결국은 싸이클론 몸체(10)의 저부에 형성되는 집진부(10a)에 집진되어, 외부로 배출할 수 있도록 된다.

그러나, 종래 기술에 따른 싸이클론 집진장치는, 중량이나 부피가 비교적 큰 오염물이 다량 싸이클론 몸체(10) 내로 흡입될 경우, 이러한 오염물들이 선회류에 의해 공기와 완전히 분리되지 않고 배출기류에 의해 유동하면서 필터수단(18) 외면에 흡착된 상태로 되어 인해 필터수단(18)에 압력손실이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 싸이클론 몸체(10) 내부에 부피가 비교적 큰 오염물과 부피가 매우 작은 미세 먼지가 동시에 흡입되어 선회류에 의해 회전하면서 분리되는데, 이러한 선회 유동시 부피가 큰 오염물이 다량 유입되어 회전할 경우 고속 회전기류에 의한 오염물간의 접촉 및 마찰이 증가되어 정전기 발생이 심화되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 부피가 큰 오염물을 일차적으로 분리 집진할 수 있는 보조집진통을 구비하여 대형 오염물이 싸이클론 몸체 내부로 흡입되는 것을 최소화함으로써 대형 오염물의 필터 흡착에 따른 압력 손실을 줄일 수 있도록 한 싸이클론 집진장치의 제공을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 대략 원통형의 싸이클론 몸체와, 상기 몸체의 둘레면에 접선방향으로 연결되어 오염물이 포함된 공기가 흡입되는 흡입유로관과, 상기 싸이클론 몸체 내부에서 원심 분리된 오염물을 집진하는 집진부와, 오염물이 분리된 공기를 싸이클론 몸체 외측으로 배출하기 위한 배출유로관을 갖는 싸이클론 집진장치에 있어서, 상기 싸이클론 몸체의 외측에는 상기 흡입유로관에 의해 싸이클론 몸체 내부와 연통된 상태로 싸이클론 몸체와 분리 구획된 공간부를 갖는 보조집진통을 설치하되, 상기 보조집진통에는 오염물이 포함된 공기를 상기 공간부 내면 일부분에 충돌하는 방향으로 흡입시키는 흡입관을 형성하여, 상기 흡입관을 통해 공간부 내로 흡입된 공기를 그 내면 일부분에 충돌시킴에 의해 흡입압력에 의한 유동력을 상실한 일부 오염물이 자중에 의해 공간부 저면에 집진되도록 한 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도시된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서, 본 발명에 따른 싸이클론 집진장치의 주요 구성요소 중 동일한 부재에 대해서는 도 1 내지 도 2에 따라 전술한 종래의 기술을 참조하여 동일한 번호를 부여하며, 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명에 따른 싸이클론 집진장치를 개략적으로 나타낸 종단면도이고, 도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.

본 발명 싸이클론 집진장치는, 대략 원통형으로 이루어져 그 내부에 공간부가 형성된 싸이클론 몸체(10)와, 상기 싸이클론 몸체(10)의 둘레면 상부 일측에 구비되어 외부로부터 먼지 등과 같은 오염물과 공기가 싸이클론 몸체(10)에 대하여 접선 방향으로 흡입되는 흡입유로관(11)과, 상기 싸이클론 몸체(10)의 상단면 중앙부에 구비되어 싸이클론 몸체(10) 내로 흡입된 공기 및 오염물 중 원심력에 의해 오염물과 분리된 공기를 상방으로 배출시켜 주는 배출유로관(19)과, 상기 배출유로관(19)의 외주면을 감싸도록 설치되어 배출유로관(19)을 통해 싸이클론 몸체(10) 외부로 배출되는 공기 중에 포함된 오염물을 재차 정화시키는 필터수단(18)과, 싸이클론 몸체(10)의 내측 하부에 구비되어 공기 및 오염물 중 원심력에 의해 분리된 오염물을 집진시키는 집진부(10a)로 구성됨은 도 1 및 도 2를 참조하여 앞서 설명한 바와 같다.

그리고, 상기 싸이클론 몸체(10)의 둘레면 외측에는 상기 싸이클론 몸체(10)와 분리 구획된 공간부(110a)를 구비하여, 공기와 함께 유입된 오염물 중 비교적 부피가 큰 오염물을 상기 공간부(110a) 내에서 일차적으로 분리하여 집진을 행할 수 있는 보조집진통(110)이 설치된다.

상기 보조집진통(110)의 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 보조집진통(110)은 흡입유로관(11)을 포함한 싸이클론 몸체(10)의 외면 일부분을 커버하도록 그 둘레면에 별도로 구획되어 설치됨에 따라, 상기 공간부(110a)는 흡입유로관(11)을 통해 싸이클론 몸체(10) 내부와 연통된 상태를 이루게 된다.

따라서, 상기 보조집진통(110)의 공간부(110a)는 상기 흡입유로관(11)을 통해 흡입력 발생수단으로부터의 흡입력을 전달받을 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 보조집진통(110)의 일측에는 흡입관(111)이 형성되어, 상기 흡입유로관(11)을 통해 보조집진통(110) 내부에 흡입력이 발생되면, 상기 흡입관(11)을 통해 상기 보조집진통(110) 내측으로 오염물과 공기를 흡입시켜, 상기 보조집진통(110)의 내면 일부분과 충돌을 일으킬 수 있도록 구성된다.

이와 같이, 오염물이 포함된 공기와 충돌면(110b)과의 충돌을 유도하도록 흡입관(111)을 구성하는 이유는 다음과 같다.

즉, 오염물 및 공기는 흡입력 발생수단(미도시)의 흡입 압력에 기인한 유동력에 의해 상기 흡입관(111)을 통해 보조집진통(110) 내부로 흡입되는 것을 감안할 때, 공기와 함께 소정의 흡입 압력을 갖고 보조집진통(110) 내부로 흡입되는 오염물을 상기 충돌면(110b)에 충돌시킴에 의해 그 충격력에 의해 흡입력 발생수단(미도시)의 흡입 압력에 기인한 유동력을 상쇄시킬 수 있도록 하기 위함이다.

요컨대, 오염물 중 특히 중량이나 부피가 비교적 큰 대형 오염물의 유동력을 상실하게 하여 오염물의 자중에 의해 보조집진통(110) 저부로 집진될 수 있도록 한 것이다.

따라서, 실질적으로 싸이클론 몸체(10) 내부로 대형 오염물이 유입되는 것을 줄일 수 있게 된다.

이 때, 상기 흡입관(111)은 유로의 안내 방향이 상기 충돌면(110b)에 대하여 대략 수직 방향을 이루도록 구성함으로써, 보조집진통(110) 내부로 흡입되는 오염물 및 공기가 상기 충돌면(110b)과 가능한 한 강한 충돌을 일으킬 수 있도록 함이 바람직하다.

한편, 상기 싸이클론 몸체(10)의 배출유로관(19) 외주면에는 별도의 필터(18)을 설치함과 아울러 상기 싸이클론 몸체(10) 내측 저부에는 다수개의 집진공(121)이 형성된 차단판(120)을 설치하여 오염물의 재비산 및 흡입력 발생수단 측으로의 오염물질 유입을 방지할 수 있도록 함이 바람직하다.

또한, 상기 보조집진통(110)은 싸이클론 몸체(10)와 일체로 형성함으로써, 상기 보조집진통(110) 내부와 싸이클론 몸체(10) 내측의 집진부(10a)에 각각 집진되는 오염물의 배출을 한 번의 작업으로 간편하게 수행할 수 있도록 구성함이 바람직하다.

전술한 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 싸이클론 집진장치의 작동 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 흡입력 발생수단이 작동하여 싸이클론 몸체(10)와 보조집진통(110) 내측에 흡입력을 발생시키게 되면, 이러한 흡입력에 의해 오염물이 공기와 함께 흡입관(111)을 통해서 상기 보조집진통(110) 내부로 흡입된다.

이 때, 상기 흡입관(111)을 통해 보조집진통(110) 내부로 유입되는 오염물은 충돌면(110b)에 대하여 대략 수직 방향으로 유입되면서 충돌면(110b)에 충돌을 일으킴에 따라, 상기 오염물 중 부피나 중량이 비교적 큰 대형 오염물 대부분은 그 충격력에 의해 흡입 압력에 의한 유동력을 상실하게 되고, 따라서 자중에 의해 보조집진통(110) 저부로 떨어지게 된다.

이 경우, 대부분의 미세 먼지는 보조집진통(110)의 상부에 부유한 상태로 있게 되고, 또한 흡입 압력에 의한 유동력을 상실하지 않은 나머지 대형 오염물은 상기 보조집진통(110) 저부에 집진되지 않고 흡입유로관(11)을 통해 싸이클론 몸체(10) 내측으로 유입된다.

싸이클론 몸체(10)에 대하여 접선방향으로 흡입된 오염물 및 공기는 싸이클론 몸체(10)의 내벽을 따라 선회(선회류)함에 따라 무게가 비교적 가벼운 공기는 원심력을 적게 받으므로 싸이클론 몸체(10)의 중심부분으로 모여들어 배출유로관(13) 방향의 유동(배출기류)을 형성하면서 필터수단(18)에 의해 미세한 오염물이 재차 정화되면서 배출유로관(19)을 통해 배출된다.

반면에, 공기 보다 중량이 큰 오염물은 원심력을 상대적으로 많이 받게 되어 싸이클론 몸체(10)의 내벽면을 따라 하측으로 유동하고, 결국은 차단판(120)의 집진공(121)을 통해 집진부(10a)에 포집된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 보조집진통(110) 내측에서 일차적으로 부피나 중량이 비교적 큰 오염물의 대부분을 집진함으로써, 실질적으로 싸이클론 몸체(10) 내부로 유입되는 대형 이물질의 양을 줄일 수 있게되어, 대형 오염물의 필터 흡착에 따른 압력 손실을 줄일 수 있게 된다.

또한, 종래 구조에 비하여 싸이클론 몸체(10) 내부에서 선회하는 오염물의 양을 줄일수 있게 됨으로써, 그에 따른 정전기 발생량을 줄일 수 있게 된다.

한편, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구성한 것으로서 단순히 전술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 보조집진통 내측에서 일차적으로 부피나 중량이 비교적 큰 대형 오염물의 대부분을 집진함으로써, 실질적으로 싸이클론 몸체 내부로 유입되는 대형 이물질의 양을 줄일 수 있게 되며, 따라서 대형 오염물의 필터 흡착에 따른 압력 손실을 줄일 수 있게 되어 집진 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래 구조에 비하여 싸이클론 몸체 내부에서 선회하는 오염물의 양을 줄일수 있게 되어 그에 따른 정전기 발생량을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 싸이클론 집진장치를 개략적으로 나타낸 종단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 싸이클론 집진장치를 개략적으로 나타낸 횡단면도,

도 3은 본 발명에 따른 싸이클론 집진장치를 개략적으로 나타낸 종단면도,

도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10....싸이클론 몸체, 110....보조집진통,

110a....공간부, 110b....충돌면,

111....흡입관, 120....차단판,

121....집진공.

Claims (5)

1. 대략 원통형의 싸이클론 몸체와, 상기 몸체의 둘레면에 접선방향으로 연결되어 오염물이 포함된 공기가 흡입되는 흡입유로관과, 상기 싸이클론 몸체 내부에서 원심 분리된 오염물을 집진하는 집진부와, 오염물이 분리된 공기를 싸이클론 몸체 외측으로 배출하기 위한 배출유로관을 갖는 싸이클론 집진장치에 있어서,

   상기 싸이클론 몸체의 외측에는 상기 흡입유로관에 의해 싸이클론 몸체 내부와 연통된 상태로 싸이클론 몸체와 분리 구획된 공간부를 갖는 보조집진통을 설치하되, 상기 보조집진통에는 오염물이 포함된 공기를 상기 공간부 내면 일부분에 충돌하는 방향으로 흡입시키는 흡입관을 형성하여, 상기 흡입관을 통해 공간부 내로 흡입된 공기를 그 내면 일부분에 충돌시킴에 의해 흡입압력에 의한 유동력을 상실한 일부 오염물이 자중에 의해 공간부 저면에 집진되도록 한 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보조집진통은 상기 흡입유로관을 포함한 싸이클론 몸체의 외면 일부분을 커버하도록 싸이클론 몸체와 일체로 형성됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 흡입관은 공간부 내측으로 흡입되는 오염공기를 해당 충돌면에 대하여 대략 수직 방향으로 유입시킬 수 있도록 형성됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 싸이클론 몸체의 내부에 위치하는 배출유로관 상에는 필터수단이 추가로 설치됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 싸이클론 몸체의 내측 하부에는 오염물의 재비산을 방지하기 위하여 다수개의 집진공이 형성된 차단판이 설치됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.