KR101102453B1 - 필터백 청소용 노즐 - Google Patents

Abstract

집진 장치의 필터백 청소용 노즐로서, 길이 방향을 따라 양 단부가 개방되어 유체가 이동하는 공간이 내부에 구비되고, 그리고 일측 단부에 인접한 가장 자리를 따라 다수의 관통공이 형성된 노즐 본체; 및 노즐 본체의 일측 단부에 결합되어 노즐 본체의 일측 단부를 폐쇄하는 결합판을 포함하여 구성된다.

Description

필터백 청소용 노즐{NOZZLE FOR CLEANING A FILTER BAG IN DUST COLLECTOR}

본 발명은 집진 장치에 관한 것으로, 상세하게는 집진 장치의 필터백에 부착된 분진을 청소하는데 사용되는 분사 노즐에 관한 것이다.

집진 장치는 일종의 정화 장치로서, 분진이 포함된 공기를 필터링하여 깨끗한 공기로 만든 후 실내로 다시 유입시키거나 외부로 배출하는 장치이다.

도1은 일반적인 집진 장치의 구조를 도시하고 있다. 도1에 도시된 바와 같이, 집진 장치는 하우징(11), 격벽(12), 흡기실(13), 배기실(14), 흡기부(15), 배기부(16), 필터백(17), 압축공기 공급관(18), 분사 노즐(19) 등으로 구성된다.

도1에 도시된 집진 장치를 보면, 하우징(11)이 격벽(12)에 의하여 흡기실(13)과 배기실(14)이 분리되고, 흡기실(13)로 유입된 공기는 필터백(17)에 의해 분진이 걸려진 후 배기실(14)로 이동되며, 이후 필터링된 공기는 배기부(16)를 통하여 실내로 다시 유입되거나 외부로 배출되도록 구성되어 있다. 도1에서는 설명의 편의상 필터백(17)을 하나만 도시하였으나, 보통의 집진 장치에는 여러 개의 필터백이 일렬로 배열되어 있다.

도1의 집진 장치에서, 깨끗한 공기의 지속적인 배출을 위해서는 필터백(17)에 의해 차단된 분진을 필터백(17)으로부터 제거하는 과정이 반드시 수반된다. 즉, 필터백(17)에 의해 여과된 분진이 필터백(17)의 외표면에 부착되어 있으면, 필터링 효율을 떨어뜨리거가 필터백(17)의 수명을 단축시키므로, 일정 시간마다 필터백(17)에 부착된 분진을 압축 공기를 이용하여 털어내 주어야 한다.

필터백(17)으로부터 분진을 털어내는 과정은 고압의 압축 공기를 공기 정화시의 공기 흐름과 반대 방향으로 필터백(17)에 분사함으로써 이루어진다. 즉, 압축공기 공급관(18)을 거쳐 공급되는 압축 공기가 분사 노즐(19)을 통해 필터백(17)으로 강하게 분사된다.

그런데, 도1의 집진 장치와 같이, 고압의 압축 공기를 상부에서 필터백(17)의 내부로 분사시키는 구조에서는, 필터백(17)에 부착된 분진을 효율적/효과적으로 털어내지 못한다. 특히, 분진이 미세하거나 분진에 수분이나 유분이 함유되어 있으면, 필터백(17)에 부착된 분진을 제거하기가 상당히 어렵다.

본 발명은 필터백에 부착된 분진을 보다 효율적/효과적으로 털어내는 것을 목적으로 한다. 구체적으로, 압축 공기를 필터백의 내벽면으로 전달할 때, 필터백의 내벽면에 가해지는 압축 공기의 충돌 압력이 극대화될 수 있도록 분사 노즐의 구조를 개선하고자 한다. 또한, 분사 노즐의 분사구와 필터백의 벽면 사이의 간격을 최소화하여, 분사 노즐로부터 분사되는 압축 공기의 가압 효율이 극대화될 수 있도록 하고자 한다.

이러한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 분진이 포함된 공기를 흡입하는 흡기부; 흡기부를 통해 흡입된 공기를 여과하는 필터백; 필터백에 부착된 분진을 제거하기 위한 필터백 청소부; 및 필터백을 통과한 공기를 배출하는 배기부를 포함하고, 특히 필터백 청소부는 압축 유체 공급부와 분사 노즐을 포함한다. 여기서, 분사 노즐은, 길이 방향을 따라 양 단부가 개방되어 유체가 이동하는 공간이 내부에 구비되고, 그리고 일측 단부에 인접한 가장 자리를 따라 일측 단부의 방향으로 경사지게 다수의 관통공이 형성된 노즐 본체; 및 노즐 본체의 가장 자리보다 크게 외측으로 연장되고, 노즐 본체의 일측 단부에 결합되어 노즐 본체의 일측 단부를 폐쇄하며, 그리고 다수의 관통공의 경사 방향과 동일한 방향으로 경사지게 형성되는 결합판을 갖는다.

필터백 청소부는 분사 노즐을 상하 이동시키는 이송 수단을 더 포함할 수 있다.

집진 장치의 필터백 청소용 노즐은, 길이 방향을 따라 양 단부가 개방되어 유체가 이동하는 공간이 내부에 구비되고, 그리고 일측 단부에 인접한 가장 자리를 따라 다수의 관통공이 형성된 노즐 본체; 및 노즐 본체의 일측 단부에 결합되어 노즐 본체의 일측 단부를 폐쇄하는 결합판을 포함하여 구성된다. 여기서, 관통공과 결합판의 경사 방향은 상방, 수평, 또는 하방의 어느 쪽으로 가능하다. 다만, 노즐 본체는 관통공을 내부에서 외부로 가면서 결합판이 결합되는 방향으로 경사지게 형성하는 것이 바람직하다. 여기서, 노즐 본체의 관통공은 15~30°로 경사지게 하는 것이 바람직하다.

결합판은 노즐 본체의 가장 자리보다 크게 외측으로 연장된다. 그리고, 결합판은 노즐 본체의 관통공의 관통 방향과 동일한 방향으로 경사지게 하는 것이 바람직하다. 결합판의 경사각은 15~30°가 바람직하다. 그리고, 결합판은 필터백의 내경과 거의 같은 폭을 갖는 것이 바람직하다.

이러한 구조의 분사 노즐에 의하면, 분사 노즐을 통과하여 필터백의 내벽면에 전달되는 압축 공기의 충돌 압력이 극대화될 수 있어, 필터백의 외표면에 부착된 분진을 효율적/효과적으로 털어낼 수 있다. 또한, 분사 노즐을 상하로 이동시키는 이송 수단에 의해서, 분사 노즐의 분사구와 필터백의 벽면 사이의 간격이 최소화되어, 필터백 청소의 효율이 극대화될 수 있다.

도1은 일반적인 집진 장치의 구조를 도시하고 있다.
도2는 본 발명에 따른 집진 장치의 구조를 도시하고 있다.
도3은 본 발명에 따른 분사 노즐의 한 예를 도시하고 있다.
도4a 및 도4b는 분사 노즐에서 노즐 본체와 결합판이 분리된 상태 및 결합된 상태를 보여주는 단면도이다.
도5는 본 발명의 분사 노즐을 사용할 때 공기의 흐름을 보여주는 작용 설명도이다.
도6은 본 발명에 따른 분사 노즐(20)의 다른 예를 도시하고 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 집진 장치의 구조를 도시하고 있다. 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 집진 장치는 하우징(11), 격벽(12), 흡기실(13), 배기실(14), 흡기부(15), 배기부(16), 필터백(17), 압축 공기 공급관(18), 분사 노즐(20), 이송 수단(30) 등을 포함한다.

하우징(11)은 깔대기 형태의 밀폐 공간을 형성하고 있으며, 격벽(12)에 의해 하부의 흡기실(13)과 상부의 배기실(14)로 구분된다.

하우징(11)의 하부에는 로터리 밸브(10)가 구비되어 있다. 필터백(17)으로부터 제거된 분진은 하우징(11)의 하부에 모이게 되고, 모아진 분진은 로터리 밸브(10)의 개폐에 의해 외부로 배출된다.

하우징(11)의 하부를 구성하는 흡기실(13)의 일측에는 오염된 공기가 흡입되는 흡기부(15)가 구비되어 있고, 하우징(11)의 상부를 구성하는 배기실(14)의 일측에는 정화된 공기가 배출되는 배출부(16)가 구비되어 있다.

필터백(17)은 공기 속의 분진을 차단하는 기능을 수행하는데, 필터백(17)은 격벽(12)에 설치된 필터백 결합공(미도시)에 결합된다.

하우징(11)의 상부에는 압축 공기 공급관(18)이 설치되어 있다.

분사 노즐(20)은 압축 공기 공급관(18)으로부터 분기되는 형태로 설치되어 있으며, 필터백(17)의 고정 위치마다 하나씩 구비되어 있다. 분사 노즐(20)은 압축 공기 공급관(18)을 통해 공급되는 압축 공기를 필터백(17) 내부로 분사한다.

분사 노즐(20)은 노즐 본체(21)와 결합판(22)을 포함한다.

노즐 본체(21)는 압축 공기를 필터백(17)의 내벽면으로 전달하는 기능을 수행한다. 노즐 본체(21)의 일측은 압축 공기 공급관(18)에 연결되고, 타측은 결합판(22)에 결합된다. 그 결과, 결합판(22)에 연결되는 노즐 본체(21)의 타측 개방부는 밀폐된다.

노즐 본체(21)의 하부에는 가장 자리를 따라 다수의 관통공이 형성되어 있다. 관통공은 노즐 본체(21)의 내부에서 외부로 압축 공기를 분사하는 분사구 역할을 수행한다. 관통공은 상방, 수평, 또는 하방의 어느 방향으로도 형성할 수 있으나, 바람직하게는 압축 공기의 흐름을 원활히 하기 위해서, 하방, 즉 결합판(22) 쪽으로 경사지게 형성하는 것이 바람직하다. 관통공의 경사각은 15~30°의 범위에서 선택하는 것이 바람직하다.

노즐 본체(21)의 직경은 15~40 mm가 바람직하나, 필터백(17)의 직경에 따라 적절히 조정될 수 있다.

결합판(22)은 노즐 본체(21)의 타측 개방부에 결합되는데, 상방, 수평, 또는 하방의 어느 방향으로도 경사지게 구성할 수 있다. 하지만, 압축 공기의 흐름을 원활히 하기 위해서는 하방으로 경사지게 것이 바람직하다. 결합판(22)의 하방 경사각은 15~30°의 범위에서 선택하는 것이 바람직하다.

결합판(22)의 직경은 필터백(17)의 내벽 직경에 따라 적절히 선택할 수 있으나, 필터백(17)의 내경과 거의 같게 구성하는 것이 바람직하다. 이를 통해, 압축 공기가 필터백(17)의 내벽면에 부딪히는 압력을 극대화할 수 있다.

분사 노즐(20)에서, 노즐 본체(21)에 형성된 관통공의 경사각과 결합판(22)의 경사각을 동일하게 구성하는 것이 바람직하다. 이는, 관통공을 통과한 압축 공기가 결합판(22)의 상부면을 따라 흐를 때, 저항을 최소화하면서 코안다 효과(coanda effect)를 극대화할 수 있기 때문이다.

분사 노즐(20)의 재질은 스텐레스(SUS) 재질로 구성하는 것이 바람직하다. 일반 철로 제작하여, 아연이나 크롬으로 도금하는 것도 가능하다.

압축 공기 공급관(18)의 외측에는 분사 노즐(20)을 상하로 이동시키는 이송 장치(30)가 구비되어 있다. 이송 장치(30)는 압축 공기 공급관(18)을 따라서 분사 노즐(20)의 위치에 웜기어를 설치하여 구현할 수 있고, 또는 분사 노즐(20)의 위치에 개별의 이송 장치를 설치하여 구현할 수도 있다. 즉, 이송 장치(30)는 분사 노즐(20)을 상하로 이동시킬 수 있는 것이라면, 어떤 장치라도 사용할 수 있다.

도2에서, 분사 노즐(20) 자체가 필터백(17)의 내벽면을 따라 상하로 이동하는 것으로 구성하였으나, 종래의 분사 노즐을 압축 공기 공급관(18)에 고정 결합하고 이것에 의해 하부로 압축 공기를 분사하도록 구성하고, 도2에서 설명한 분사 노즐(20)을 분사 노즐 보조 수단, 즉 압축 공기 공급관(18)에 고정된 종래의 분사 노즐에서 분사되는 압축 공기를 필터백(17)의 내벽면으로 전달하는 구성으로 하여 구현하는 것도 가능하다.

도3은 본 발명에 따른 분사 노즐(20)의 한 예를 도시하고 있다. 도3에 도시된 바와 같이, 분사 노즐(20)은 길이 방향의 양측 단부가 개방된 원통형 노즐 본체(21)와 노즐 본체(21)의 일측 개방부에 결합되어 일측 개방부를 폐쇄하는 결합판(22)으로 구성된다. 도3에서, 노즐 본체(21)가 원통형으로 구성되어 있으나, 필터백(17)의 형상에 따라, 단면이 삼각, 사각, 육각 등의 다양한 형태로 구성될 수 있다. 또한, 압축 공기의 압력을 증가시키기 위해서 노즐 본체(21)를 벤츄리 형상으로 구현할 수도 있다.

도3에 도시된 바와 같이, 노즐 본체(21)의 하부에는 가장 자리를 따라 1단으로 다수의 관통공(21a)이 형성되어 있다. 관통공(21a)의 형태는 원형으로 형성되며, 관통공(21a) 사이의 간격은 2~5 mm가 적당하다. 그리고, 관통공(21a)의 직경은 0.5~1.5 mm가 적당하다.

결합판(22)은 중앙부에 노즐 본체(21)가 결합되는 결합홈(22a)가 형성되어 있다. 결합홈(22a)은 접착제를 이용하여 노즐 본체(21)와 결합될 수 있으나, 압축공기의 압력을 견디기 위해서는 용접으로 결합되는 것이 바람직하다.

결합판(22)은, 도3에 도시된 바와 같이, 하방으로 경사지게 구성되어 있고, 원형판 형상으로 되어 있다. 그러나, 필터백(17)이 육면체 형상을 가질 경우, 결합판(22)은 사각판 형상을 가질 수 있다. 여기서, 결합판(22)을 노즐 본체(21)에 결합할 때, 관통공(21a)이 막히지 않도록 주의한다.

도4a 및 도4b는 분사 노즐에서 노즐 본체와 결합판이 분리된 상태 및 결합된 상태를 보여주는 단면도이다. 도4a,b에 도시된 바와 같이, 노즐 본체(21)의 일측 개방부가 결합판(22)의 결합홈(22a)에 삽입되어 고정된다.

도5는 본 발명의 분사 노즐을 사용할 때 공기의 흐름을 보여주는 작용 설명도이다.

도5에 도시된 바와 같이, 노즐 본체(21)의 상부에서 하부로 유입된 압축 공기가 미세한 관통공(21a)을 통과하여 노즐 본체(21)의 외부로 분사되면, 분사된 압축 공기는 결합판(22)의 경사진 상부면을 따라 내려가서 필터백(17)의 내벽면과 충돌한다. 이 과정에서, 노즐 본체(21)의 외부에는 압축 공기의 15~25배에 달하는 양의 외부 공기가 유입된다. 그 결과, 필터백(17)의 청소 효율이 극대화된다. 이러한 현상이 발생하는 것은, 코안다 효과(coanda effect)로 설명된다. 즉, 흐르는 유체에 휘어진 물체를 놓으면, 유체는 물체의 휘어진 곡면을 따라 흐르는 현상이 발생하면서 유체의 속도가 증가하는데, 이 때 주위의 공기가 대량으로 유입된다. 이와 같이, 본 발명은 코안다 효과를 발생시키도록 분사 노즐의 구조를 특수화한 것이며, 본 발명에 따른 분사 노즐은 종래 기술과 비교하여 분진 제거 효과가 월등히 뛰어나다.

도6은 본 발명에 따른 분사 노즐(20)의 다른 예를 도시하고 있다. 도6에 도시된 바와 같이, 노즐 본체(21)의 하방에 형성되는 관통공을 2단 이상으로 구성할 수 있다. 이 경우, 결합판(22)에서 더 떨어진 상부 관통공(21b)을 더 경사지게 구성하여 상부 관통공(21b)를 통해서 분사되는 압축 공기와 하부 관통공(21a)을 통해서 분사되는 압축 공기가 결합판(22)의 상부면에서 합해지도록 구성할 수 있으며, 적어도 상부 관통공(21b)을 통해서 분사되는 압축 공기가 결합판(22)의 상부면을 따라 필터백(17)의 내벽면에 충돌될 수 있도록 상부 관통공(21b)의 경사각을 선택하는 것이 바람직하다. 이는, 상부 관통공(21b)을 통해 분사되는 압축 공기에 의해서도 코안다 효과가 발생하도록 하기 위함이다.

위에서는, 분사 노즐이 집진 장치에 결합된 경우를 설명하였다. 그러나, 본 발명은 집진 장치에서 분리된 필터백에서 분진을 제거할 때 더 효과적이다. 즉, 본 발명의 분사 노즐을 별도의 고압 펌프에 직접 연결한 후, 집진 장치에서 분리된 필터백의 내부로 분사 노즐을 상하로 이동시키면서 고압의 압축 공기를 분사 노즐을 통해 분사시키면 필터백의 외벽에 묻어 있는 분진을 쉽게 털어낼 수 있다.

이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 것이지 권리범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 아래의 특허청구범위의 기재에 의하여 결정되어야 한다. 또한, 아래의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상에서 벗어나지 않는 범위에서, 해당 기술분야의 당업자라면 본 발명의 사상을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것으로 예상되며, 그러한 수정이나 변경은 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

17: 필터백 20: 분사 노즐
21: 노즐 본체 22: 결합판
30: 이송 장치

Claims (8)

1. 집진 장치의 필터백 청소용 노즐에 있어서,
   길이 방향을 따라 양 단부가 개방되어 내부에 유체가 이동하는 공간이 형성되고, 그리고 일측 단부에 인접한 가장 자리를 따라 다수의 관통공이 형성되어 압축 공기가 분사되는 노즐 본체; 및
   상기 노즐 본체의 상기 일측 단부에 결합되어 상기 노즐 본체의 상기 일측 단부를 폐쇄하는 결합판을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진 장치의 필터백 청소용 노즐.
2. 제1항에 있어서, 상기 노즐 본체는
   상기 관통공을 내부에서 외부로 가면서 상기 결합판이 결합된 방향으로 경사지게 형성한 것을 특징으로 하는 집진 장치의 필터백 청소용 노즐.
3. 제2항에 있어서, 상기 노즐 본체는
   상기 관통공을 15~30°로 경사지게 구성한 것을 특징으로 하는 집진 장치의 필터백 청소용 노즐.
4. 제1항에 있어서, 상기 결합판은
   상기 노즐 본체의 가장 자리보다 외측으로 더 연장되며, 그리고
   상기 노즐 본체의 관통공의 관통 방향과 동일한 방향으로 경사진 것을 특징으로 하는 집진 장치의 필터백 청소용 노즐.
5. 제4항에 있어서, 상기 결합판은
   15~30°의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 집진 장치의 필터백 청소용 노즐.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합판은
   필터백의 내경과 같은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 집진 장치의 필터백 청소용 노즐.
7. 집진 장치에 있어서,
   분진이 포함된 공기를 흡입하는 흡기부;
   상기 흡기부를 통해 흡입된 공기를 여과하는 필터백;
   상기 필터백에 부착된 분진을 제거하기 위한 필터백 청소부; 및
   상기 필터백을 통과한 공기를 배출하는 배기부를 포함하고,
   상기 필터백 청소부는 압축 유체 공급와 분사 노즐을 포함하며, 상기 분사 노즐은
   길이 방향을 따라 양 단부가 개방되어 내부에 유체가 이동하는 공간이 형성되고, 그리고 일측 단부에 인접한 가장 자리를 따라 상기 일측 단부의 방향으로 경사지게 다수의 관통공이 형성된 노즐 본체; 및
   상기 노즐 본체의 가장 자리보다 외측으로 더 연장되고, 상기 노즐 본체의 상기 일측 단부에 결합되어 상기 노즐 본체의 상기 일측 단부를 폐쇄하며, 그리고 상기 다수의 관통공의 경사 방향과 동일한 방향으로 경사진 결합판을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 필터백 청소부는
   상기 분사 노즐을 상하로 이동시키는 이송 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진 장치.

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