JP6452138B2 - 粉塵分離装置及び該装置を含むインテリジェントコントロールシステム - Google Patents

Description

本発明は、粉塵分離、収集及びろ過の技術分野に属し、具体的に、粉塵分離装置及び該装置を含むインテリジェントコントロールシステムに関する。

従来、殆どの粉塵分離装置は慣性分離技術、ろ過分離技術又は前記二種類の技術の併用を採用している。現在最もよく使われているのは旋風式の粉塵分離装置であり、このような装置は慣性分離技術とろ過分離技術を結びつけた装置である。

図１に示すように、該旋風式粉塵分離装置は、円柱体１０、円錐体２０、吸気管３０、排灰管４０、集塵箱５０、排気管６０、トランスファケース７０、カートリッジフィルタ８０及び集塵袋９０を備え、前記吸気管３０は前記円柱体１０と連通し、前記円柱体１０は前記円錐体２０とは垂直軸方向において連通し、前記集塵箱５０は前記円錐体２０と連通し、前記円柱体１０は順次に排気管６０とトランスファケース７０を通し、前記カートリッジフィルタ８０と連通し、前記カートリッジフィルタ８０は前記円柱体１０とは垂直軸方向において平行に設置され、前記カートリッジフィルタ８０は下方に位置する集塵袋９０と連通するようになっている。

該旋風式粉塵分離装置は、稼動時において、粉塵を含む気体が粉塵除去装置の吸気管の接線方向から高速的に粉塵除去装置に入り込み、気流が直線運動から筒壁に沿って下方に向けて螺旋回転運動に変わり、通常的にこのような気流を外旋流と言う。外旋流が下方へ、錐体部分に着いた時に、円錐形が収縮するため、粉塵除去装置の中心に近づく；回転トルクが変わらない原理に基づき、その接線方向の速度が耐えずに高まり、外旋流が錐体の底部に着いたときに、逆に上方に上がり、且つ同様な回転方向で軸心に沿って、上方に回転し、最後に排出管よりトランスファケースに排出され、その後、カートリッジフィルタに入り込む。気流が回転運動をする際に、一部より大きな粉塵の粒が円柱壁にぶつかって、慣性力が失い、重力及び回転気流により、錐体の壁面に沿って下方に移動し、集塵箱に落ちる。より小さい顆粒が遠心力の作用により、合流抵抗力を克服し、筒体と錐体部分において、継続的に分離し、分離後の粉塵が重力及び回転気流に作用により、下方に螺旋状に、錐体に入り込んだ後に、錐体の底部に集まり、集塵箱に入りこむ。分離されていない粉塵が排気管を経由し、カートリッジフィルタに入り込み、塵を含む空気がカートリッジフィルタにろ過された後に、きれいな空気が排出される。一部の粉塵が重力の作用により、集塵袋中に落ちって、また一部の粉塵がカートリッジフィルタ壁にくっ付く。

このような粉塵分離装置は使用中において以下のデメリットがある：

１．慣性分離方法を用いる場合、より大きな粒径の粉塵しかを分離できない；約50%程度を分離できる。その他の粉塵はカートリッジフィルタによって、ろ過をしなければならない。カートリッジフィルタでろ過する粉塵量が多くなり、相当の一部の粉塵がカートリッジフィルタの壁にくっつき、フィルターメッシュは詰られやすくなり、粉塵除去効果に影響を与える。

２．カートリッジフィルタに入り込む粉塵が多くなると、カートリッジフィルタの下方にある集塵袋を常に交換しなければならない。粉塵袋を取り外す際に、一部の粉塵が飛んで、粉塵の二次汚染となる。

３．粉塵の分離効率を高めるために、錐体を長く、設備の高さを高く設計する必要がある。この場合、サイズが大きくなり、設備の振動と雑音が大きくなるし、移動もしやすくない。

４．集塵箱は基本的にフロータイプであり、地面が平滑ではない場合、集塵箱と粉塵分離設備の接続箇所の密閉性が悪くなり、空気の漏れ又は粉塵が外への漏洩等が生じる。

５．設備に対して、簡単なオフ、オンしか操作できず、インテリジェントコントロール能力が具備されない。粉塵が発生する設備と連動的にオン・オフすることができず、リアルタイムに設備の稼動データを採集し、採集されたデータに基づき、設備の稼動状況に対して、リアルタイムにモニタリングすることができず、更に状況データに基づき、インテリジェントコントロールすることもできない。

６．設備が一定な回転速度で稼動しかできない。速度を調整するまたは工率を定格に一定することをコントロールする能力が具備されない。管の環境が変更する際に、オンラインでリアルタイムに出力の変化をモニタリングすることができず、自動的に回転速度を調整し、出力定格にすることができない。ファンの効率も最高設計効率より低い。細い径の吸塵管を用い、粉塵を吸収する際に、出力工率とファンの効率が低下し、吸塵能力も低下する。太い径の吸塵管を用い、粉塵を吸収する際に、設備が能力オーバーになる可能性がある。

上記の技術欠陥を逐一に克服するために、本発明は複数の相互関連する技術を用い、それぞれを解決することを目的とする。上記の1-3の欠陥を解決するために、本発明の第一の目的は粉塵除去効率が高く、排出濃度が低く、粉塵除去する効果がよく、フィルターメッシュが詰りにくく、粉塵を処理しやすく、粉塵の二次汚染を避けられ、設備のサイズが小さい及び稼動時の雑音が低い粉塵分離装置を提供することである。

採用する技術方案は以下の通りである：
粉塵分離装置の一種であって、ファンを含む粉塵吸込部、慣性分離部、遠心分離部及びろ過分離部を備え、前記粉塵吸込部、前記慣性分離部、前記遠心分離部及び前記ろ過分離部は順次に貫通接続し、且つ全体的に横型構造に形成される；前記慣性分離部と前記遠心分離部とは水平軸方向において連通し、慣性遠心分離部を形成し、下方において、集塵箱が前記慣性遠心分離部と連通し、前記ろ過分離部は集塵タンクを備える。

上記技術方案は粉塵の慣性分離、遠心分離、ろ過分離の三種類粉塵除去技術がそれぞれ対応する粉塵分離部を直列に一体に接続し、遠心分離を追加することにより、慣性分離と遠心分離の後に、殆どの粗粒径の粉塵が分離されるようになり、わずか一部だけの微細粉塵がろ過部に入り込むことになり、粉塵除去効率が向上され、フィルターメッシュが詰りにくくなった。横型構造を採用し、また慣性遠心分離部を形成し、遠心力により分離を行う際に、それが粉塵に対する分離力は該当粉塵の重量の７０−１００倍に相当し、現在の旋風式粉塵分離器における重力分離力より遥かに大きい。巨大な粉塵分離力により、粉塵が小さく且つ短い空気通路で空気から分離されるため、気体通路の直径を小さく、長さを短くすることができる。これにより、横型構造に設計することが可能であり、設備の高さ及びサイズを大幅に減らすことができる。気体の通路が小さく、短くなることにより、作業雑音が低くなる；慣性遠心分離部の下方に集塵箱を設置することにより、殆どの粉塵が該集塵箱内に分離され、わずか一部だけの微細粉塵がカートリッジフィルタに入り込み、ろ過分離される。これにより、フィルター芯の稼動負担が大きく低減される。ろ過分離部に入り込んだ粉塵の量が少なくなることは、カートリッジフィルタ下方にある集塵箱内の粉塵クリーニングも便利になり、粉塵の二次汚染が避けられる。

好ましくは、前記慣性遠心分離部のケース内に順次に固定接続する錐形ガイドブロック、 阻止板、旋風羽根を設置し、前記錐形ガイドブロックは前記慣性遠心分離部のケース内の真ん中に配置され、錐形ガイドブロックの周囲に第一の風通路が形成される；前記阻止板には空きケースが設置され、且つ前記阻止板の表面に複数の貫通穴が設置され、前記阻止板の外周囲に第二の風通路が形成される；阻止板の空ケース内に第三の風通路が形成される。前記旋風羽根は螺旋状であり、前記旋風羽根の接線方向は前記集塵箱に指し、前記旋風羽根の周囲に第四の風通路が形成されるようになっている；前記第一の風通路、第二の風通路、第三の風通路及び第四の風通路が順次に相通し、前記第二の風通路と前記第四の風通路は共に前記集塵箱と相通する。このように、粉塵が錐形ガイドブロックによりガイドされ、錐形ガイドブロックの周囲に分離され、その後後ろの阻止板にぶつかり、集塵箱内に落ちる。その後、固定の旋風羽根により、気流を強くひっぱり、螺旋の気流に変え、粉塵が螺旋気流中に運動し、遠心力の作用により、高速的に回転し、接線方向に沿って集塵箱に入り込む。これにより、粉塵除去効果が高められた。

より好ましくは、前記慣性遠心分離部のケース内に更に錐形のガイド機構とガイド出口管が設けられる。前記錐形のガイド機構とガイド出口管は共に前記慣性遠心分離部のケース内の真ん中に位置し、且つ前記錐形のガイド機構の錐形針端が前記ガイド出口管の管口に近づき、平行又は入り込む；前記錐形のガイド機構とガイド出口管の周囲に第五の風通路が形成され、前記錐形のガイド出口管が第六の風通路が形成される；前記第五の風通路と第四の風通路とは相通し、前記第五の風通路と前記集塵箱と相通する。このように、微細の粉塵を錐形のガイド機構のガイドに伴い、気流をガイド出口管内に流入させ、更にろ過分離部に流入する。これにより、気流の乱流を減少し、雑音を低減することができる。

好ましくは、順次に貫通接続する前記慣性分離部、前記遠心分離部と前記ろ過分離部より、分離部を形成し、前記分離部はひとつまたは複数であり、複数の場合、各前記分離部は前記粉塵吸込部と連通する；粉塵吸込部は粉塵を吸い込む風量が固定の場合、気流速度が13〜22m/sになるように各分離部の管径サイズを設計する。このように、粉塵顆粒の遠心力を高め、粉塵の分離効率を高めることができる。粉塵吸込風量の違い及び空間と構造の必要に応じて、ひとつまたは複数の分離部を設けることができる。各分離部の管径は空気吸込風量により決められ、一般的に分離部における空気の流速を13-22m/sに設定する。

好ましくは、前記集塵箱にローラーとスナップフィットが設けられ、前記ローラーにレールが配置され、前記慣性遠心分離部にスナップリングに配置され、前記ローラーが前記レールにスライド及び前記スナップフィットが前記スナップリングに締める又は外すことにより、前記集塵箱を取り付ける、または取り外すことができる。これにより、従来技術の第四の欠陥を克服することができる。レールでの運送及び慣性遠心分離部との接続を採用することにより、密封性の問題を解決することができる。更に取り付けと取り外しも便利になる。

好ましくは、前記ろ過分離部はカートリッジフィルタ及びカートリッジフィルタ下方に位置する前記集塵タンクを備え、前記集塵タンクに標準吸塵管径の粉塵クリーニング穴が配置される；前記粉塵クリーニング穴は密封キャップと吸塵管が配置される；前記密封キャップが前記粉塵クリーニング穴を密封に被ることができる；前記吸塵管は粉塵クリーニング穴とファンと連通可能である。このように、正常状態では、キャップで密封し、クリーニング必要時に、吸塵管で粉塵吸込部の粉塵吸込口と連通し、集塵タンク内の微細粉塵を自動的に綺麗にクリーニングし、粉塵の飛び及び粉塵の二次汚染を引き起こすことがない。これにより、従来技術の第２の欠陥をより解決でき、粉塵の密閉自動クリーニング機能を実現することができる。

本発明の第二の目的は、粉塵の分離方法の一種を提供することであり、該粉塵分離方法は以下の工程を含む。
S１．粉塵吸込部を設置し、粉塵を吸い込む；
S２．順次に貫通し且つ横型で一体に形成された慣性分離部、遠心分離部とろ過分離部を設置し、S１における粉塵を粉塵の粒径により、順次に慣性分離、遠心分離とろ過分離を行い、慣性分離と遠心分離後に、97％-99％の粗粒径の粉塵が分離され、残った部分の微細粉塵がろ過部によりろ過分離される；

S3.慣性分離部と遠心分離部を水平軸方向において連通し、慣性遠心分離部を形成させ、下方に慣性遠心分離部と接続する集塵箱を設置し、S２中の97％-99％の粗粒径の粉塵を収納する。

該粉塵分離方法を採用し、慣性分離部と遠心分離部を水平軸方向において連通し、慣性遠心分離部を形成させ、且つ97％-99％の粗粒径の粉塵が集塵箱内に分離されることにより、従来技術における第１−３の欠陥を克服することができる；さらに粉塵除去効率が高く、排出濃度が低く、粉塵除去効果がよく、フィルターメッシュが詰られにくくなり、二次汚染が回避できる。また使用する設備のサイズも小さく、作業雑音も低い技術効果が得られる。

本発明の第３の目的は、粉塵分離のインテリジェントコントロールシステムを提供することであり、それが上記いずれかの案に記載された粉塵分離装置とインテリジェントコントロール部を含み、前記インテリジェントコントロール部は前記粉塵分離装置に取り付けられた本体のコントローラーと粉塵除去待ち状態の粉塵設備に取り付けられたサブ機のコントローラーを含む；前記本体コントローラーは第一のMCU制御モジュール、Ｉ/Ｏインタフェースモジュールと第一WiFi無線通信モジュールを含み、前記第一のMCU制御モジュールは前記Ｉ/Ｏインタフェースモジュールを通して、外部設備と接続し、且つ前記第一WiFi無線通信モジュールを通して、前記サブ機コントローラーと通信する；前記サブ機コントローラーは第二MCU制御モジュール、インタフェースモジュール、第二WiFi無線通信モジュール、電流相互誘導センサーより構成される；前記電流相互誘導センサーにより前記粉塵設備モータの電流値を測定し、前記第二MCU制御モジュールは電流値に基づき、粉塵設備がオン状態かオフ状態かを判断し、且つ該設備状態を前記第二WiFi無線通信モジュールにより、前記本体コントローラーに発信する；前記本体コントローラーは粉塵設備の状態に基づき、周波数変換器により、前記粉塵分離装置のオン・オフをコントロールする。

本インテリジェントコントロールシステムは、従来技術における５−６の欠陥を克服することができる。本体コントローラーとサブ機コントローラーにより、粉塵設備との連動的な起動・停止、遅延起動、ファンの回転速度設定を実現でき、更に空気の通路における粉塵気体の圧力、粉塵箱中の粉塵高さ、モータの工率負荷など稼動パラメターに対して、リアルタイムに収集し、稼動状況をリアルタイムに表示、モニタリングすることを実現できる。稼動状況が異常時にアラームし、更に停止コントロールを行い、粉塵分離装置の確実的な安全稼動を保証できる。

本発明の第４の目的は、上記方案の粉塵分離インテリジェントコントロールシステムのインテリジェントコントロール方法を提供することであり、以下の工程を含む：

S１０．本体コントローラーで粉塵分離装置の稼動コントロールパラメターを設定し、粉塵分離装置の粉塵気体圧力、粉塵箱の粉塵高さ、モータの回転速度、モータの工率等をリアルタイムに収集し、稼動パラメターをリアルタイムにモニタリングし、稼動状況が異常かどうかを判断する；

S２０．稼動状況の異常に対して、アラムし、更に自動的止まる；

S３０．サブ機コントローラーは自動的に粉塵設備の起動/停止を検出でき、WiFi無線通信技術により、本体コントローラーと通信し、本体コントローラーによって、本粉塵分離装置の起動/停止をコントロールし、粉塵設備と連動する；

更にS１０とS３０は同時に行うことが可能である。

好ましくは、該インテリジェントコントロール方法はさらにS４０を含む。管ネットの環境は変更する際に、本体コントローラーが自動的にモータの出力の変化をモニタリングし、ファンの回転速度を自動的に調整し、モータの出力工率を定格出力に一定し、更にファンの稼動効率をずっと最高設計効率に一定する。このように、モータがずっとフル負荷にて稼動すると共に、負荷オーバーにもならない。それと同時に、ファンの稼動効率をずっと最高設計効率に一定することができる。細吸塵管にて吸塵する際に、吸塵能力を高められる。粗吸塵管にて吸塵時に、モータが負荷オーバーにならない。

以上をまとめると、本発明より得られる効果が以下を含む：

１．本発明は粉塵を慣性分離、遠心分離とろ過分離する技術を並列に接続することにより、慣性分離と遠心分離後に、殆どの粗粒径の粉塵が粉塵箱に分離され、きわめて少ない部分の微細粉塵がカートリッジフィルタに入り、ろ過分離される。この装置と方法は、極めてフィルターメッシュ面における粉塵の濃度を減らすことができる。フィルター芯が詰られにくくなり、設備全体の粉塵除去効果がよい。フィルター芯のクリーニングまたは変更を要する時間が大幅に長くなり、使用寿命が長くなる。

２．粉塵分離工程において、効率の高い遠心分離技術を採用することにより、粉塵分離空気の通路が水平方向に設計され、且つ直径と長さが大幅に減少され、設備が横型構造に設計される。設備が小さくて、移動可能であり、空気の通路の直径が小さく、長さが短く、雑音が低い。

３．各分離部に、粉塵分離空気の通路が形成される。複数のこのような粉塵分離空気の通路が並列にした後、粉塵分離装置のトータル粉塵除去能力を高めることができる。

４．集塵箱は特別な構造設計を採用し、粉塵のクリーニング操作が便利になり、粉塵の二次汚染が回避される。

５．インテリジェントコントロールシステムはインテリジェントコントロール部により、粉塵分離装置の連動起動・停止を実現でき、少エネルギーと操作が便利の目的を達成できる。空気の通路の気圧、粉塵箱内の粉塵の高さ、ファンの回転速度とモータ電流などの稼動パラメターをリアルタイムに採集し、設備の稼動に対して、リアルタイムにモニタリングし、異常稼動時にアラムし、且つ自動的にストップし、設備の確実な安定な稼動を保証できる。

６．ファンの出力工率を出力定格に一定することができる、更にファンの稼動効率を最高設計効率に一定することができる。細吸塵管で吸塵する際に、自動的にファンの回転速度を高く調節し、吸塵能力を高める。粗吸塵管で吸塵時に、自動的にファンの回転速度を低く調整し、モータのオーバー稼動しないことを保証する。

本発明の実施形態又は従来技術における技術方案をより明確に説明するために、以下は実施形態又は従来技術を説明する時に使用が必要である図面を簡単に説明する。明らかであるように、下記の説明における図面は本発明の実施形態だけであり、本領域の普通の技術者にとって、創造性的な労働を行わずに、これらの図面に基づき、その他の図面を得られることもできる。
従来技術における常用の旋風式吸塵機の説明図である。 本発明の実施例１に関わる粉塵分離装置の説明図である。 本発明の実施例１に関わる集塵タンクが密閉で自動クリーニングの説明図である。 本発明の実施例１に関わる集塵箱の快速取り付け・取り外しの説明図である。 本発明の実施例1に関わる分離部の稼動プロセスの説明図である。 本発明の実施例２に関わる二つの分離部の粉塵気体の通路が並列分布の説明図である。 本発明の実施例３に関わるインテリジェントコントロールシステムの全体構造の説明図である。 本発明の実施例３に関わるインテリジェントコントロールシステムの本体コントローラーの説明図である。 本発明の実施例３に関わるインテリジェントコントロールシステムのサブ機コントローラーの説明図である。 本発明の実施例３に関わるインテリジェントコントロールシステムの定格出力工率稼動の説明図である。

以下、本発明の実施例の図面に基づいて、本発明実施例における技術方案について詳しく明確に説明する。説明した実施例は本発明の好ましい実施例だけであり、全部の実施例ではないことが明らかである。本領域の普通の技術者は本発明の実施例に基づき、創造性的な労働を行わず、得られたその他の実施例も本発明の保護範囲に属す。

［実施例１］
図２に示すように、粉塵分離装置の一種であって、ファンを含む粉塵吸込部１、慣性分離部、遠心分離部とろ過分離部３を備え、粉塵吸込部１、慣性分離部、遠心分離部及びろ過分離部３は順次に貫通接続し、且つ全体的に横型構造に形成される；慣性分離部と遠心分離部とは水平軸方向において連通し、慣性遠心分離部２を形成し、下方に集塵箱４が慣性遠心分離部２と連通するようになっている。

また、「全体的に横型構造に形成される」ということは、全体的にその長さは高さより大きく、その主な分離作業は水平軸方向状態において完成することを意味する。「順次貫通接続」は、各部の順番に従い、二つの部は外部が密閉接続、内部が貫通することを意味する。「慣性分離部と遠心分離部とは水平軸方向にて連通し、慣性遠心分離部を形成する」ことは、慣性分離部のケース体と遠心分離部のケース体とは水平軸方向において一体化成形される、又は一体に接続されることを意味する。本実施形態は図２に示す如く、好ましくは慣性分離部のケース体と遠心分離部のケース体とは同一の水平軸方向において、一体化成形される。「連通」は外部が密閉接続、内部が貫通することを意味する。「下方に集塵箱が慣性遠心分離装置と連通する」は集塵箱が慣性遠心分離部の下方に配置され、及び集塵箱が慣性遠心分離部と連通することを意味する。

図２に示すように、粉塵吸込部１はファン１０１と途中連通する第一の管１０２を備える、該ファン１０１の風入口は配置された吸塵管１０３（図３を参照）と連通可能であり、作業時に吸塵管を配置し、作業が可能である。第一の管１０２はファン１０１及び慣性遠心分離部２と連通する。

図２に示すように、慣性遠心分離部２のケース体内に順次に固定接続する錐形ガイドブロック２０１、阻止板２０２と旋風羽根２０３が設けられる。前記錐形ガイドブロック２０１はケース体の真ん中に配置され、錐形ガイドブロック２０１の周囲に第一の風通路２０４が形成される；阻止板２０２には空きケースが設けられ、且つ阻止板の表面に複数の貫通孔が設けられる；阻止板２０２は好ましく錐形、円錐台形であり、図２に示すように、円台の底部から円錐体を掘り出すことによって形成した。円錐台の腰の位置に貫通孔が設けられる。阻止板２０２の外周囲に第二の風通路２０５が形成され、阻止板２０２の空きケース内に第三の風通路２０６が形成される；旋風羽根２０３が螺旋状であり、旋風羽根の接線方向が集塵箱４に向いて指す。旋風羽根２０３の周囲に第四の風通路２０７が形成され、第一風通路２０４、第二の風通路２０５、第三の風通路２０６及び第四の風通路２０７は順次に相通し、第二の風通路２０５は集塵箱とは相通する。

慣性遠心分離部２のケース体内に更に錐形ガイド機構２０８とガイド出口管２０９が設けられる。錐形ガイド機構２０８とガイド出口管２０９は共にケース体の真ん中に位置し、且つ錐形ガイド機構２０８の錐形針端がガイド出口管２０９の管口に近づき、平行又は入り込む。錐形ガイド機構とガイド出口管の周囲に第五の風通路２１０が形成され、ガイド出口管内部に第六の風通路２１１が形成される；第五の風通路２１０は第四の風通路２０７と相通し、第五の風通路２１０は集塵箱４と相通する。このようにして、微細な粉塵は錐形ガイド機構のガイド作用により、気体流がスムーズにガイド出口管内に流入し、更にろ過分離部に流入する。これにより、気体流の乱流を減らし、雑音を低減できる。

図２と図３に示すように、ろ過分離部３はカートリッジフィルタ３０１、カートリッジフィルタ３０１下方に位置する集塵タンク３０２と途中連通する第二の管３０３を備え、第二の管３０３は慣性遠心分離部２とカートリッジフィルタ３０１と連通する。集塵タンク３０２には、標準吸塵管直径の粉塵クリーニング穴３０４が配置され、粉塵クリーニング穴には密封キャップ３０５と吸塵管１０３が配置される。密封キャップ３０５は粉塵クリーニング穴３０４を密封に被ることができる。吸塵管１０３は粉塵クリーニング穴３０４とファン１０１と連通可能である。

集塵箱４は一体式且つ二つのケースの構造であることが好ましく、即ち一体成形された第一収納ケース４０１と第二の収納ケース４０２を含む。第一の収納ケース４０１は第二の風通路２０５と相通し、第二の収納ケース４０２は第五の風通路２１０と相通する。集塵箱にローラーとスナップフィットが設けられ、ローラーにはレールが配置され、慣性遠心分離部にはスナップリングが配置され、ローラーがレールにてスライド及びスナップフィットがスナップリングへの締めと外しにより、集塵箱は取り付けられ、取付け外されることになる。好ましく、図４に示す如く、集塵箱４は、その右端に第一のローラー組み４０３が設けられ、第一のローラー組み４０３の下方に第一のレールが配置される；集塵箱４はその底端に第二のローラー組み４０５が設けられ、第二のローラー組４０５の下方に第二のレールが配置される。集塵箱４はその左端にスナップフィット４０７が設けられ、慣性遠心分離部に対応するスナップリング４０８が配置される。第二のレールは短ガイド４１０と長ガイド４０４を含み、短ガイド４１０と長ガイド４０４は回転軸４０６にちょうつがいで接続し、短ガイドに斜面４１１が設けられ、長ガイドは回転的に持ち上げられ、前門４０９とする。慣性遠心分離部と集塵箱の接続端に密封シール４０１が設けられる。

集塵箱の稼動プロセスは以下である：
稼動時、第二のローラー組４０５によって、前門４０９の長ガイド４０４に沿って、集塵箱４を粉塵分離装置の機構内に押し込むとともに、第一のローラー組４０３も機構内側の上ガイド４０２に沿って転がる。指定位置に到達後に、第二組のローラーが短ガイド４１０に入り込み、且つ短ガイド斜面４１１に引っかかり、スナップフィット４０７をスナップリング４０８にかけて、しっかりプレスして、集塵箱４は持ち上げられ、粉塵処理装置の下面に向け押し、密封シール４０１がしっかり押され、密封する。その後、前門４０９は回転軸４０６を回転させ、９０度に達した位置で閉める。

本粉塵分離装置の全体稼動メカニズムは以下である。
ファン１０１は起動し、粉塵を含む気流をファン１０１に吸い込ませ、第一の管１０２を通し、慣性分離と遠心分離が一体となった慣性遠心分離装置３に進入する。分離された粉塵が集塵箱４に入り、残った微細粉塵を含む粉塵気体が管３０３を通し、カートリッジフィルタ３０１に入り込む。綺麗な空気が排出され、微細な粉塵がカートリッジフィルタ内壁に残され、一部の微細粉塵が引力の作用の元で、集塵タンク３０２に落ちる。

より具体的に、本粉塵分離装置の稼動プロセスは以下である：
図２に示すように、ファン１０１が回転し、粉塵を有する空気が負圧によって、ファン１０１に入る。その後、正圧に変わり、慣性遠心分離部２とろ過分離部３に入る。その中、図５に示すように、粉塵を含む空気が錐形ガイドブロック２０１を通し、第一の風通路２０４に入り、第二の風通路２０５にてより大きい粒径の粉塵が阻止板２０２にぶつかり、一段目分離口２１２に落ちる。該一段目分離口２１２は第一の収納ケース４０１と連通する；残った中小粒径と微細粒径の粉塵と空気は継続的に前へ進み、第三の風通路２０６と第四の風通路２０７に入り、旋風羽根２０３を通った後、高速回転運動に変わり、遠心力の作用下で、粉塵が慣性遠心分離部のケース側の壁にて螺旋運動をする。重量のより大きい中小粒径の粉塵が側壁の付近（第五の風通路２１０）にて螺旋運動をし、殆どの粉塵が遠心力の作用の元で、接線方法に沿って二段目の分離口２１３に入り、該二段目の分離口が第二の収納ケース４０２に連通し、集塵箱４の第二の収納ケース４０２中に落ちる。重量の小さい微細粉塵は側壁の軸心付近にて螺旋運動し、一部の粉塵が遠心力により、接線方向に沿って、二段目分離口２１３に入り、集塵箱の第二の収納ケース４０２に落ちる。また一部の粉塵が軸心位置にて螺旋運動方式で第六の風通路２１１に入り、且つ第二の管３０３を通った後、カートリッジフィルタ３０１に導入される。また螺旋羽根２０３の後端にガイド機構２０８を増設し、より乱流を低減する。最後に、分離部２を通った後の粉塵顆粒は粒径が微細で、粉塵含量が少なく、比較的に綺麗な空気になっている。これらの比較的に綺麗な粉塵空気が出口を通って、第二の管３０３に入った後に、カートリッジフィルタ３０１に導入される。カートリッジフィルタ３０１の中のフィルターにより、更に綺麗にろ過される。最後に綺麗な空気はカートリッジフィルタより排出される。粉塵がカートリッジフィルタ３０１にてろ過分離をされる際に、わずか一部の微細粉塵がフィルタメッシュにくっつき、殆どの微細顆粒の粉塵が重力により、カートリッジフィルタ下端にある集塵タンク３０２中に落ちる。集塵タンク３０２をクリーニング必要時に、集塵タンク上側にある蓋３０５を開けて、吸塵管１０３をファン１０１の空気入口と接続することで、集塵タンク３０２中の微細粉塵を集塵箱４に吸い込み、集塵タンク３０２中の粉塵を完全に綺麗にクリーニングできる。

前後重力法測定により、粉塵吸込部に吸い込まれた粉塵は、慣性分離と遠心分離された後に、97％-99％の粗粒径の粉塵が粉塵箱に分離され、わずか少数だけ（残った1％-3％）の微細粉塵はカートリッジフィルタに進入し、ろ過分離される。
本発明の粉塵分離方法は、以下の工程を含む。

S１．粉塵吸込部を設置し、粉塵を吸い込む；

S２．順次に貫通し且つ横型で一体に形成された慣性分離部、遠心分離部とろ過分離部を設置し、S１における粉塵を順次に、慣性分離、遠心分離とろ過分離を行い、慣性分離と遠心分離後に、97％-99％の粗粒径の粉塵が分離され、残った部分の粉塵がろ過部によりろ過分離される。

S３．慣性分離部と遠心分離部を水平軸方向において連通し、慣性遠心分離部を形成させ、下方に慣性遠心分離部と連通する集塵箱を設置し、S２中の97％-99％の粉塵を収納する。

［実施例２］
実施例１に参照し、実施例１と異なることは、図６に示すように、順次に接続する慣性分離部、遠心分離部とろ過分離部より分離部２３を形成する。分離部２３は複数設けられ、「複数」とは、二つ又は二つ以上であり、図６には二つを示したが、各分離部は共に粉塵吸込部と連通する；粉塵吸込部が粉塵を吸い込む風量が固定の場合、気流速度が13〜22m/sになるように、各分離部の管径に設計を行い、このようにすることにより、粉塵顆粒の遠心力を高め、粉塵の分離効率を高める。
並列する複数の分離部２３の一段目分離口２１２は集塵箱中における第一の収納ケースと接続し、二段目の分離口２１３はすべて集塵箱における第二の収納ケースと接続する。集塵箱４における気圧は正圧であるため、有効的に乱流を防止できた。

［実施例３］
粉塵分離のインテリジェントコントロールシステムの一種であって、上記いずれか１項に記載された粉塵分離装置及びインテリジェントコントロール部を含む；前記インテリジェントコントロール部は前記粉塵分離装置に取り付けられた本体コントローラー及び粉塵除去待ちの粉塵装置に取り付けられたサブ機コントローラーを含む；前記本体コントローラーは第一のMCUコントロールモジュール、Ｉ/Ｏインターフェイスモジュールと第一のWiFi無線通信モジュールを含み；MCUコントロールモジュールはＩ/Ｏインターフェイスモジュールにより、外部設備に接続し、更にWiFi無線通信モジュールにより、サブ機コントローラーと通信する；サブ機コントローラは第二のMCUコントロールモジュール、インターフェイスモジュール、第二のWiFi無線通信モジュール、電流相互誘導センサーより構成される；電流相互誘導センサーにより、粉塵設備mモータの電流値を検知し、第二のMCUコントロールモジュールは電流値により、粉塵設備がON状態かOFF状態かを判断し、設備状態を第二のWiFi無線通信モジュールにより、本体コントローラーに発信する；本体コントローラーは粉塵設備の状態に基づき、周波数変換器により、前記粉塵分離装置のON/OFFをコントロールする。

本粉塵分離のインテリジェントコントロールシステムのインテリジェントコントロール方法は、以下の工程を含む：

S１０：本体コントローラーで粉塵分離装置の稼動パラメータを設定し、例えば、回転速度、延期ストップの延期時間、連動コントロール可能なサブ機コントローラーの稼動コントロールパラメータ、粉塵分離装置の粉塵気体圧力、粉塵箱の粉塵の高さ、モータの回転速度、モータの出力パワーなどをリアルタイムに採集し、稼動パラメータをリアルタイムにモニタリングし、稼動状況が異常かどうかを判断する；

S２０．稼動状況が異常時にアラム指示をし、且つ自動的に止まる。

S３０．サブ機コントローラーは自動的に粉塵設備の起動及び止まりを検出し、WiFi無線通信技術及び本体のコントローラ通信により、本体コントローラにより、本装置のON/OFFをコントロールする。

S１０とS３０は同時に行うことが可能である。

好ましくは、該インテリジェントコントロール方法はさらにS４０を含む。管ネットの環境は変化する際に、本体コントローラーが自動的にモータの出力工率の変化をモニタリングし、ファンの回転速度を自動的に調整し、モータの出力工率を定格出力に一定させる。このように、モータがずっとフル負荷にて稼動すると共に、負荷オーバーにもならない。それと同時に、ファンの稼動効率をずっと最高設計効率に一定することができる。細吸塵管にて吸塵する際に、吸塵能力を高められる。粗吸塵管にて吸塵時に、モータが負荷オーバーにならない。

前記「管ネット環境変化」とは、吸塵管管径の規格サイズの変化を含むが、この限りではない。

以下図面に基づき、更に具体的に説明する。
図７に示されたのはインテリジェントコントロールシステムの全体構造図である。全体のインテリジェントシステムは、粉塵設備に取り付けられたサブ機コントローラー及び本装置に取り付けられた本体コントローラー、可変周波数コントローラー、タッチパネル等の部品より構成される。サブ機コントローラーと本体コントローラーの間に、無線WiFiにより通信され、本体コントローラーとタッチパネル、可変周波数コントローラの間にはRS４８５により通信される。サブ機コントローラーは粉塵設備起動又は停止を検出した際に、無線WiFI通信モジュールにより、起動又は停止情報を本体コントローラーに発信し、本体コントローラーは可変周波数コントローラーにより、ファンのON/OFFをコントロールし、粉塵設備と本体（粉塵分離機）の連動的な起動/停止を実現できたのである。一台の本体コントローラーと複数台のサブ機コントローラーとネット通信できる。即ち、一台の粉塵分離装置は無線ネットにより、複数台の粉塵設備と接続でき、複数台の粉塵設備に粉塵除去サービスを提供することができるのである。また、本体コントローラーにおいて、タッチパネルにより、遅延停止、ファンの回転速度等の稼動パラメータを設定できる。気体通路の粉塵気体圧力、粉塵箱中の粉塵高さ、電機モータ工率負荷などの稼動パラメーターに対して、リアルタイムに収集しディスプレーし、及び稼動状況をリアルタイムにモニタリングする。稼動状況が異常時にアラム指示をして、且つ相応するインテリジェントコントロールをし、設備の確実的な安全稼動を保証する。

図８は本体に取り付けるインテリジェントコントローラーシステムの本体コントローラーの構造図である。本体コントローラーの核心はMCU制御モジュールである。MCU制御モジュールはＩ/Ｏインタフェースモジュールにより、外部の設備に接続し、接続された外部の設備は設備稼動状態指示ランプ、内部稼動指示ランプ、起動/停止操作ボタンなどを含む。また気体圧力を測定する圧力センサー、粉塵高さを測定する赤外線センサーと接続する。RS４８５通信インタフェースにより、タッチパネルと可変周波数コントローラーと接続する。WiFi無線通信モジュールにより、サブ機コントローラーと通信する。本体コントローラーはリアルタイムに粉塵気体の圧力、粉塵箱中の粉塵高さ、電気モーアの出力工率、ファンの回転速度等を収集でき、これらのパラメーターと設備の稼動状態をタッチパネルにてディスプレーし、且つこれらのパラメーラーに基づき、本装置の稼動過程を相応するインテリジェントコントロールを行う。

図９は粉塵設備に取り付けたインテリジェントコントローラーシステムのサブ機コントローラーの説明図である。サブ機コントローラーはMCU制御モジュール、インタフェースモジュール、WiFi無線通信モジュール、電流相互誘導センサーより構成される。電流変流器により、粉塵設備モータの電流値を測定し、MCUは電流値に基づき、粉塵設備がON状態かOFF状態かを判断し、無線通信モジュールにより、設備状態を本体コントローラーに発信する。本体コントローラーは粉塵設備の状態に基づき、周波数変換器により本装置の起動・停止をコントロールする。サブ機コントローラーにソフトの稼動状態、WiFi通信状態、本装置（粉塵分離装置）の稼動状態、粉塵設備稼動状態等を指示する指示ランプが取り付けられ、更に本体コントローラーと係合と連動操作をするためのボタンと接続する。

図１０は本装置が定格出力にて稼動し、粉塵を吸い込む能力を高める説明図である。ファンが一定な設計回転速度で運転する場合、ファンの特性曲線は設計回転速度曲線と対応し、モータの出力工率が設計回転速度下の工率線に対応する。管ネット環境が管ネット特性曲線２に対応する場合、ファンアが設計回転速度線と管ネット特性曲線２の交差点aで稼動し、この際に、モータの出力工率がちょうど設計時の定格出力値に達するのであれば、ファン効率も最大設計効率に達する。この時、管ネットの管径が小さくなったら、管ネット環境が管ネット特性曲線１に対応し、ファンの稼動点が設計回転速度線に沿って、左へ移動し、管ネット曲線１との交差点ｂに移動する。モータ出力工率も設計回転速度下の工率線に沿って、左へ移動し、A点からB点に移動し、B点における工率が明らかにA点の工率より小さい。本発明において、インテリジェントコントロールシステムがモータの出力工率をリアルタイムにモニタリングでき、出力工率が定格出力工率より小さい場合、周波数変換器を制御し、ファンの回転速度を高め、ファンが超設計回転速度の回転速度線で稼動する。この場合、ファンの稼動点が超回転速度線のC点に移動し、モータの出力工率も超回転速度下の工率線のC点に移動し、C点の工率値とA点の工率値が同じであり、C点のファンの効率がA点の効率が同じであり、C点の吸塵能力はｂ点より大きい（風圧はｂ点より大きく、風量もｂ点より大きい）。本発明において、モータの出力工率がインテリジェントコントロールシステムにリアルタイムにモニタリングされるため、出力工率が一旦変化となると、周波数変換器をコントロールし、モータの回転速度を調整し、モータの出力工率を定格出力値に一定させる。管ネット環境が変更となる場合、モータ出力工率がずっとDCAEとの等工率線にてスライドするようにコントロールされる。ファンの特性曲線も同速線に沿ってスライドせず、dcaeとの等工率線に沿ってスライドとなる。本装置は定格出力で稼動するため、細吸塵管で吸塵時に、自動的にファンの回転速度を高く調整し、吸塵能力を高める。粗吸塵管で吸塵時に、負荷が多すぎると、自動的にファンの回転速度を低く調整し、モータが負荷ボーバーしないことを保証する。

本実施例は慣性分離、遠心分離、ろ過分離の三種類の粉塵分離技術を一体化にした粉塵分離装置のインテリジェントコントロールシステムを提供した。それは粉塵除去効率が高く、フィルターメッシュが詰りにくく、粉塵箱の粉塵をクリーニングしやすい。更に設備が小さく、稼動時の雑音が低く、モータ出力工率が定格出力に一定し、ファンの効率が最高の設計効率に一定し、稼動プロセスがインテリジェントコントロール可能である。

本明細書は具体的な実施例の方式で説明をしているが、該具体的な実施例においてひとつの独立な技術だけを含むわけではない。明細書において、明確に説明するために、このような方法を使用しており、本領域の技術者は明細書を全体にするべきであり、各実施例の技術方案を適切に組み合わせることにより、本領域技術者の理解できるその他の実施例を形成することも可能である。

上記に列挙した一連の詳細説明は本発明の実施可能な実施例に対する具体的な説明だけであり、本発明の保護範囲を制限するものではない。本発明の主旨から脱離しない同じ効果の実施例又は変更は、本発明の保護範囲内に含まれる。

Claims (7)

1. ファンを含む粉塵吸込部、慣性遠心分離部及びろ過分離部を備え、前記粉塵吸込部、前記慣性遠心分離部及び前記ろ過分離部は順次貫通接続し、且つ全体的に横型構造に形成され、下方に集塵箱が前記慣性遠心分離部と連通し、前記ろ過分離部は集塵タンクを有し、
   前記慣性遠心分離部のケース内において、錐型ガイドブロックと、前記錐形ガイドブロックの下流側で前記錐形ガイドブロック周囲に広がるように形成された凹部を有するとともに表面に複数の貫通孔を設けた阻止板と、前記阻止板の下流側に螺旋状の旋風羽根と、前記旋風羽根の下流側に錐形ガイド機構と、前記錐形ガイド機構の下流側にガイド出口管を備え、
   前記錐形ガイド機構の錐形針端が前記ガイド出口管の管口に近づき、平行又は前記ガイド出口管の管口に入り込み、
   前記錐形ガイドブロックは前記ケースの真ん中に設置され、錐形ガイドブロックの周囲に第一の風通路が形成され、
   前記阻止板の外周囲に前記集塵箱と相通する第二の風通路が形成され、前記阻止板の前記凹部内に第三の風通路が形成され、
   前記旋風羽根は通過された粉塵を含む空気中にある粉塵を螺旋運動させて、前記旋風羽根の周囲に第四の風通路が形成され、前記錐形ガイド機構と前記ガイド出口管の周囲に第五の風通路が形成され、前記ガイド出口管内部に第六の風通路が形成され、
   前記第一の風通路、第二の風通路、第三の風通路、第四の風通路及び前記第五の送風路は順次に相通し、前記第五の風通路は前記集塵箱と相通する
   ことを特徴とする粉塵分離装置。
2. 前記慣性遠心分離部と前記ろ過分離部とは、分離部を形成し、前記分離部はひとつまたは複数であり、複数である場合、前記各分離部が前記粉塵吸込部と連通し、粉塵吸込部が粉塵を吸い込む風量が一定な場合、気流速度が13〜22m/sとなるように各分離部の管径を設計することを特徴とする請求項１に記載の粉塵分離装置。
3. 前記集塵箱にローラーとスナップフィットが設けられ、前記ローラーにレールが配置され、前記慣性遠心分離部にはスナップリングが配置され、前記ローラーが前記レールにスライド及び前記スナップフィットが前記スナップリングに締める又は外すことにより、前記集塵箱を取り付けるまたは取り外すことができることを特徴とする請求項１に記載の粉塵分離装置。
4. 前記ろ過分離部はカートリッジフィルタと前記カートリッジフィルタの下方に位置する前記集塵タンクを備え、前記集塵タンクには粉塵クリーニング穴が配置され、前記粉塵クリーニング穴には密封キャップと吸塵管が配置され、前記密封キャップが前記の粉塵クリーニング穴を密封するように覆うことが可能であり、前記吸塵管が粉塵クリーニング穴とファンと連通するようになっていることを特徴とする請求項１に記載する粉塵分離装置。
5. S１．粉塵吸込部を設置し、粉塵を吸い込む；
   S２．順次に貫通且つ横型で一体に接続された慣性遠心分離部とろ過分離部を設置し、S１における粉塵を粉塵の粒直径及び重量により、順次に慣性遠心分離とろ過分離を行い、慣性遠心分離後に、９７−９９％の粗粒径のより重い粉塵が分離され、残った微細粉塵がろ過分離部よりろ過分離される；
   S３．前記慣性遠心分離部の下方において前記慣性遠心分離部と連通する集塵箱を設置し、S２の９７−９９％の粗粒径のより重い粉塵を収納する工程を含み、
   前記慣性遠心分離部のケース内において、錐型ガイドブロックと、前記錐形ガイドブロックの下流側で前記錐形ガイドブロック周囲に広がるように形成された凹部を有するとともに表面に複数の貫通孔を設けた阻止板と、前記阻止板の下流側に螺旋状の旋風羽根と、前記旋風羽根の下流側に錐形ガイド機構と、前記錐形ガイド機構の下流側にガイド出口管を備え、
   前記錐形ガイド機構の錐形針端が前記ガイド出口管の管口に近づき、平行又は前記ガイド出口管の管口に入り込み、
   前記錐形ガイドブロックは前記ケースの真ん中に設置され、錐形ガイドブロックの周囲に第一の風通路が形成され、
   前記阻止板の外周囲に前記集塵箱と相通する第二の風通路が形成され、前記阻止板の前記凹部内に第三の風通路が形成され、
   前記旋風羽根は通過された粉塵を含む空気中にある粉塵を螺旋運動させて、前記旋風羽根の周囲に第四の風通路が形成され、前記錐形ガイド機構と前記ガイド出口管の周囲に第五の風通路が形成され、前記ガイド出口管内部に第六の風通路が形成され、
   前記第一の風通路、第二の風通路、第三の風通路、第四の風通路及び前記第五の送風路は順次に相通し、前記第五の風通路は前記集塵箱と相通する
   ことを特徴とする粉塵分離方法。
6. 請求項１−４中のいずれか１項に記載された粉塵分離装置とインテリジェントコントロール部を含み、前記インテリジェントコントロール部は前記粉塵分離装置に設置する本体コントローラーと、粉塵除去待ちの粉塵設備に設置するサブ機コントローラーを含み、前記本体コントローラーは第一のMCU制御モジュール、Ｉ/Ｏインタフェースモジュールと第一WiFi無線通信モジュールを含み、前記第一のMCU制御モジュールは前記Ｉ/Ｏインタフェースモジュールにより外部設備と接続し、更に前記第一のWiFi無線通信モジュールにより、前記サブ機コントローラーと通信する；前記サブ機コントローラーは第二MCU制御モジュール、インタフェースモジュール、第二WiFi無線通信モジュール、電流相互誘導センサーより構成される；前記電流相互誘導センサーに検出された粉塵設備モータの電流値により、前記第二のMCU制御モジュールは電流値に基づき、粉塵設備がON状態かOFF状態かを判断し、更に該粉塵設備の状態を前記第二WiFi無線通信モジュールにより、前記本体コントローラーに発信する；前記本体コントローラーは粉塵設備の状態に基づき、周波数変換器により前記粉塵分離装置の起動・停止をコントロールすることを特徴とする粉塵分離のインテリジェントコントロールシステム。
7. S１０．本体コントローラーで粉塵分離装置の稼動コントロールパラメターを設定し、
   リアルタイムに粉塵分離装置の粉塵気体圧力、粉塵箱の粉塵高さ、モータの回転速度、モータの工率を収集し、稼動パラメターをリアルタイムにモニタリングし、稼動状況が異常かどうかを判断する；
   S２０．稼動状況が異常時に、アラムし、更に自動的に止まる；
   S３０．サブ機コントローラーは自動的に粉塵設備の起動/停止を検出でき、WiFi無線通信技術により、本体コントローラーと通信し、本体コントローラーによって、本粉塵分離装置の起動/停止をコントロールし、粉塵設備と連動する工程を含み；
   更にS１０とS３０は同時に行うことが可能であることを特徴とする請求項６に記載された粉塵分離のインテリジェントコントロールシステムのインテリジェントコントロール方法。