KR20240057088A - 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치 - Google Patents

저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치 Download PDF

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Abstract

저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치가 개시된다. 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치는, 공장에 필요한 물을 저장하는 물탱크, 물탱크로부터 가습용 물을 공급받아 저장하는 서브 탱크, 서브 탱크로부터 가습용 물을 공급받아 분사하는 인젝터, 서브 탱크에 저장된 가습용 물을 인젝터로 공급하는 워터펌프, 인젝터로부터 분사된 가습용 물의 입자를 1차 미세화하고, 1차 미세화된 가습용 물을 전달하는 가습 파이프, 가습 파이프로 공기를 공급하는 블로워 및 가습 파이프로부터 1차 미세화된 가습용 물을 전달받아 원심력을 이용하여 물입자를 2차 미세화하고, 상승하는 2차 미세화된 가습용 물을 상부 배출구를 통해 외부로 방출하여 가습하는 싸이클론을 포함한다.

Description

저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치{Low power cyclone injection humidifier}
본 발명은 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치에 관한 것이다.
도 1은 기존 가습 방식의 개념을 나타낸 도면이다.
대표적인 가습 방식에는 도 1에 도시된 바와 같이, 스팀 방식, 기화 방식 및 초음파 방식이 있다. 스팀 방식은 가열된 물의 수증기를 이용하는 방식으로, 가열에 필요한 전력 소모가 큰 편이다. 기화 방식은 물에 적신 필터와 바람을 이용하여 물을 기화시키는 방식으로, 전력 소모가 작지만, 미세한 습도 제어가 어렵다. 초음파 방식은 초음파 진동으로 물의 입자를 미세하게 만들고 블로워를 통해 가습을 하는 방식으로, 상대적으로 소비전력이 낮고, 기화 방식보다는 가습력이 좋은 장점이 있으며, 습도 제어가 다른 가습 방식보다 쉬운 편이다.
그러나, 일반 가정이 아닌 가습이 필요한 산업현장에서는 높은 가습력이 필요한 경우 스팀 방식이 일반적으로 사용된다. 이때, 현실적인 문제점으로 높은 소비전력을 꼽을 수 있으며, 저전력의 다른 가습 방식을 적용하기에는 가습력 및 습도조절의 정밀도에 따라 선택이 제한될 수 있다. 그리고, 원활한 가습을 위해서는 물이 지속적으로 공급되어야 한다.
대한민국등록특허공보 제10-1527101호(2015.06.02)
본 발명은 공장에 기 설치된 저전력 워터펌프 및 블로워를 이용하여 산업현장에 적용 가능하며, 충분한 가습력을 제공하고, 습도를 미세하게 제어 가능한 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 공장에 설치되는 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치가 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치는, 상기 공장에 필요한 물을 저장하는 물탱크, 상기 물탱크로부터 가습용 물을 공급받아 저장하는 서브 탱크, 상기 서브 탱크로부터 상기 가습용 물을 공급받아 분사하는 인젝터, 상기 서브 탱크에 저장된 상기 가습용 물을 상기 인젝터로 공급하는 워터펌프, 상기 인젝터로부터 분사된 가습용 물의 입자를 1차 미세화하고, 상기 1차 미세화된 가습용 물을 전달하는 가습 파이프, 상기 가습 파이프로 공기를 공급하는 블로워 및 상기 가습 파이프로부터 상기 1차 미세화된 가습용 물을 전달받아 원심력을 이용하여 물입자를 2차 미세화하고, 상승하는 상기 2차 미세화된 가습용 물을 상부 배출구를 통해 외부로 방출하여 가습하는 싸이클론을 포함한다.
상기 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치는, 상기 인젝터에서 가습용 물의 분사 또는 분사를 차단하는 밸브의 개폐를 미리 설정된 개폐 타이밍에 따라 제어하는 제어기를 더 포함한다.
상기 가습 파이프는, 가습 파이프 내부에 삽입되어 설치되며, 충돌을 통해 상기 1차 미세화를 수행하는 제1 충돌판을 구비한다.
상기 인젝터의 노즐은, 상기 가습 파이프 내부로 가습용 물이 분사되도록 상기 가습 파이프 내부로 삽입되어 결합되고, 상기 제1 충돌판은, 상기 가습 파이프에서 상기 노즐이 삽입된 위치의 반대 쪽에서 상기 가습 파이프 내부로 삽입되어 결합된다.
상기 싸이클론은 상기 1차 미세화된 가습용 물을 상기 2차 미세화하기 위하여, 회전가능한 내부 벽면에 일정 간격으로 배치된 날개 형태를 가진 복수의 제2 충돌판을 구비한다.
상기 싸이클론의 하부로 낙하하는 물은 상기 싸이클론의 하부와 연결된 상기 서브 탱크로 이동한다.
본 발명의 실시예에 따른 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치는, 공장에 기 설치된 저전력 워터펌프 및 블로워를 이용하여 산업현장에 적용 가능하며, 충분한 가습력을 제공하고, 습도를 미세하게 제어 가능함으로써, 스팀 방식에 비하여 소모전력을 대폭 낮출 수 있고, 가습을 위하여 공급되는 물 뿐만 아니라 응축된 수증기 및 폐수로 버려지는 반응물을 모아 가습에 재사용할 수 있다.
도 1은 기존 가습 방식의 개념을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치의 가습 파이프의 내부 구조를 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치의 싸이클론의 내부 구조를 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치의 가습 파이프의 내부 구조를 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치의 싸이클론의 내부 구조를 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이다. 이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치에 대하여 설명하되, 도 3 내지 도 5를 참조하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치는, 물탱크(10), 서브 탱크(20), 워터펌프(30), 인젝터(40), 제어기(50), 가습 파이프(60), 블로워(70) 및 싸이클론(80)을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 물탱크(10), 워터펌프(30) 및 블로워(70)는 연료전지전기차(FCEV: Fuel Cell Electric Vehicle), 반도체 등을 생산하는 공장에 기 설치된 시설이다. 그래서, 본 발명의 실시예에 따른 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치는 공장에 기 설치된 시설에 인젝터 기술 및 싸이클론 기술을 접목한 가습 장치이다.
물탱크(10)는 공장에 필요한 물을 저장한다.
서브 탱크(20)는 물탱크(10)로부터 가습용 물을 공급받아 저장한다. 또한, 서브 탱크(20)는 공장에서 응축된 수증기 및 폐수로 버려지는 반응물(15)을 가습용 물로 공급받아 저장할 수 있다.
워터펌프(30)는 서브탱크(20)에 저장된 가습용 물을 인젝터(40)로 공급한다.
인젝터(40)는 워터펌프(30)에 의하여 서브 탱크(20)로부터 공급되는 가습용 물을 미리 설정된 일정한 압력으로 가습 파이프(60) 내부로 분사하는 장치이다. 여기서, 분사되는 가습용 물은 미스트 형태로 분사될 수 있다.
예를 들어, 인젝터(40)는 솔레노이드 밸브를 구비할 수 있으며, 솔레노이드 밸브의 개폐를 통해 가습용 물을 분사할 수 있다.
제어기(50)는 인젝터(40)에서 가습용 물의 분사 또는 분사를 차단하는 밸브의 개폐를 미리 설정된 개폐 타이밍에 따라 제어한다. 이를 통해, 가습량이 제어되어 습도가 미세하게 조절될 수 있다.
예를 들어, 제어기(50)는 인젝터(40)에 구비된 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어할 수 있다.
가습 파이프(60)는 인젝터(40)로부터 분사된 가습용 물의 입자를 1차 미세화하고, 1차 미세화된 가습용 물을 싸이클론(80)으로 전달한다. 이를 위하여, 가습 파이프(60)는 도 3에 도시된 바와 같이, 가습 파이프(60) 내부에 삽입되어 설치되는 제1 충돌판(65)을 구비한다. 제1 충돌판(65)은 충돌을 통해 인젝터(40)로부터 분사된 가습용 물의 입자를 미세화할 수 있다.
도 3을 참조하면, 인젝터(40)의 노즐(41)은 가습 파이프(60) 내부로 가습용 물이 분사되도록 가습 파이프(60) 내부로 삽입되어 결합된다.
그리고, 노즐(41)로부터 분사되는 가습용 물과 충돌하는 제1 충돌판(65)은 도 3에 도시된 바와 같이, 가습 파이프(60)에서 노즐(41)이 삽입된 위치의 반대 쪽에서 가습 파이프(60) 내부로 삽입되어 결합된다.
예를 들어, 제1 충돌판(65)은 가습용 물의 입자를 1차 미세화함과 동시에 가습용 물의 원활한 이동을 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 가습 파이프(60)에서 싸이클론(80)이 연결된 방향으로 미리 설정된 각도만큼 기울어져 설치될 수 있다. 또는, 제1 충돌파(65)은 싸이클론(80)이 연결된 방향으로 회전하도록 설치될 수 있다. 이 경우, 제1 충돌판(65)을 회전시키기 위한 모터 등을 포함하는 회전장치가 더 구비될 수 있다.
블로워(70)는 가습 파이프(60) 내부로 분사된 가습용 물을 가습 파이프(60)의 일단에 연결된 싸이클론(80)으로 공급하기 위하여, 가습 파이프(60)의 타단으로부터 싸이클론(80)이 연결된 가습 파이프(60)의 일단으로 공기를 공급한다.
싸이클론(80)은 가습 파이프(60)로부터 1차 미세화된 가습용 물을 전달받아 원심력을 이용하여 물입자를 2차 미세화하고, 상승하는 2차 미세화된 가습용 물을 상부 배출구를 통해 외부로 방출하여 가습한다.
즉, 싸이클론(80)은 1차 미세화된 가습용 물을 2차 미세화하기 위하여, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 회전가능한 내부 벽면에 일정 간격으로 배치된 날개 형태를 가진 복수의 제2 충돌판(85)을 구비할 수 있다.
가습 파이프(60)로부터 싸이클론(80) 내부로 유입된 1차 미세화된 가습용 물은 싸이클론(80) 내부에서 회전하는 복수의 제2 충돌판(85)과 충돌하여 물입자가 더 미세화될 수 있다.
이때, 미세화되지 못하여 입자가 크고 무거워서 싸이클론(80)의 하부로 낙하하는 물은 파이프를 통해 싸이클론(80)의 하부와 연결된 서브 탱크(20)로 이동한다.
한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.
또한 앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10: 물탱크
20: 서브 탱크
30: 워터펌프
40: 인젝터
41: 노즐
50: 제어기
60: 가습 파이프
65: 제1 충돌판
70: 블로워
80: 싸이클론
85: 제2 충돌판

Claims (6)

  1. 공장에 설치되는 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치에 있어서,
    상기 공장에 필요한 물을 저장하는 물탱크;
    상기 물탱크로부터 가습용 물을 공급받아 저장하는 서브 탱크;
    상기 서브 탱크로부터 상기 가습용 물을 공급받아 분사하는 인젝터;
    상기 서브 탱크에 저장된 상기 가습용 물을 상기 인젝터로 공급하는 워터펌프;
    상기 인젝터로부터 분사된 가습용 물의 입자를 1차 미세화하고, 상기 1차 미세화된 가습용 물을 전달하는 가습 파이프;
    상기 가습 파이프로 공기를 공급하는 블로워; 및
    상기 가습 파이프로부터 상기 1차 미세화된 가습용 물을 전달받아 원심력을 이용하여 물입자를 2차 미세화하고, 상승하는 상기 2차 미세화된 가습용 물을 상부 배출구를 통해 외부로 방출하여 가습하는 싸이클론을 포함하는 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치는,
    상기 인젝터에서 가습용 물의 분사 또는 분사를 차단하는 밸브의 개폐를 미리 설정된 개폐 타이밍에 따라 제어하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가습 파이프는, 가습 파이프 내부에 삽입되어 설치되며, 충돌을 통해 상기 1차 미세화를 수행하는 제1 충돌판을 구비하는 것을 특징으로 하는 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인젝터의 노즐은, 상기 가습 파이프 내부로 가습용 물이 분사되도록 상기 가습 파이프 내부로 삽입되어 결합되고,
    상기 제1 충돌판은, 상기 가습 파이프에서 상기 노즐이 삽입된 위치의 반대 쪽에서 상기 가습 파이프 내부로 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 하는 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 싸이클론은 상기 1차 미세화된 가습용 물을 상기 2차 미세화하기 위하여, 회전가능한 내부 벽면에 일정 간격으로 배치된 날개 형태를 가진 복수의 제2 충돌판을 구비하는 것을 특징으로 하는 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 싸이클론의 하부로 낙하하는 물은 상기 싸이클론의 하부와 연결된 상기 서브 탱크로 이동하는 것을 특징으로 하는 저전력 싸이클론 인젝션 가습 장치.
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