KR100237737B1 - 선회류를 이용한 분사장치와 이것을 이용한 혼합장치 및 흡수세정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 종류의 기체 또는 액체를 균일하게 혼합하고, 액체를 가온시키거나 포기시킬 수 있으며, 기체에 액체를 분사하여 분진제거 및 흡수세정 효과를 증가시킬 수 있는 선회류를 이용한 분사장치와 이것을 이용한 혼합장치 및 흡수세정장치를 제공하려는 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 액체 또는 기체를 공급하는 중공형의 케이싱(11)과, 상기 케이싱(11)의 내부에 액체 또는 기체를 공급하여 상기 케이싱(11)에 공급된 액체 또는 기체와 혼합하는 파이프(14)를 포함하는 장치에 있어서, 상기 케이싱(11)의 한 쪽의 단부의 내측면에는 공급되는 액체 또는 기체를 선회류를 형성하면서 하부로 안내할 수 있도록 곡률을 갖는 안내깃(13;guide vane)이 다수개 결합되어 있고, 상기 파이프(14)의 한 쪽의 단부에는 상기 파이프(14)를 통해 공급된 액체 또는 기체를 상기 안내깃(13)을 따라 공급되어 선회류를 형성하면서 하부로 안내되는 액체 또는 기체에 분사하는 분사노즐(15)이 결합되어 있으며, 상기 안내깃(13)을 따라 안내된 액체 또는 기체와 상기 분사노즐(15)을 통해 공급된 액체 또는 기체가 혼합되어 상기 파이프(14) 및 상기 안내깃(13)이 배치된 대향단부쪽으로 배출되는 것을 특징으로 하는 선회류를 이용한 분사장치가 제공된다.

Description

선회류를 이용한 분사장치와 이것을 이용한 혼합장치 및 흡수세정장치

본 발명은 식품, 화학, 석유정제, 환경, 에너지, 제지 및 기타분야에 적용할 수 있는 선회류를 이용한 분사장치와 이것을 이용한 혼합장치 및 흡수세정장치에 관한 것이며, 특히, 선회류를 이용하여 액체를 균일하게 혼합 및 가온하고 포기시키는 분사장치와 두 종류의 액체 또는 기체를 균일하게 혼합하는 혼합장치 및 오염된 기체의 오염물질을 흡수세정하여 정화하는 흡수세정장치에 관한 것이다.

도면에서, 제1도 및 제2도에는 종래 기술에 따른 원심력식 세정장치 및 충전식 세정장치가 도시되어 있다.

제1도에 보이듯이, 원심력식 세정장치에는 몸체를 형성하는 원통형의 케이싱(111)이 형성되어 있으며, 이런 케이싱(111)의 하부에는 물을 공급할 수 있는 물공급부(112)와 공급된 물을 배출하는 물배출부(113)가 배치되어 있다. 이런 물공급부(112)에는 한 쪽의 단부가 폐쇄되어 있으며 중공형인 파이프(114)가 결합되어 있으며, 이런 파이프(114)에는 물을 스프레이 형태로 분사시키는 다수의 매니폴드(115)들이 형성되어 있다. 이런 파이프(114)는 케이싱(111)의 내부에 배치된다. 또한, 이런 케이싱(111)의 소정의 위치에는 오염물질을 함유한 가스를 케이싱(111)의 내부로 유도하는 가스공급부(116)가 형성되어 있다. 이런 가스공급부(116)의 내측면에는 공급되는 가스가 선회류를 형성하도록 하는 완곡하게 형성된 댐퍼(117)가 형성되어 있다. 또한, 물공급부(112) 및 물배출부(113)의 대향면에는 분사된 물에 의해 흡수세정된 청정가스를 배출하는 가스배출부(118)가 형성되어 있다.

앞서 설명한 바와 같이 구성된 원심력식 세정장치는 가스공급부(116)를 통해 공급된 오염물질이 함유된 가스를 다수의 매니폴드(115)에서 분사된 물로 흡수세정함으로써 오염물질을 제거하고 청정가스를 가스배출부(118)를 통해 배출시키는 장치이다.

제2도에 보이듯이, 충전식 세정장치에는 몸체를 형성하는 원통형의 케이싱(121)이 형성되어 있으며, 이런 케이싱(121)의 한 쪽의 측면에는 오염물질을 함유한 가스를 유도하는 가스공급부(126)가 형성되어 있다. 이런 가스공급부(126)는 케이싱(121)에 내부와 관통되게 형성되어 있다. 또한, 이런 케이싱(121)의 다른 쪽의 측면에는 케이싱(121)의 내부에 물을 공급할 수 있도록 물공급부(122)가 결합된 파이프(124)가 내측방향으로 연장되도록 배치되어 있다. 이렇게 케이싱(121)의 내부에 위치하고 있는 파이프(124)에서 물을 분사하게 된다. 또한, 이런 케이싱(121)의 하면에는 공급된 물을 배출하는 물배출부(123)가 형성되어 있으며, 상면에는 분사된 물에 의해 흡수세정된 청정가스를 배출하는 가스배출부(127)가 형성되어 있다. 또한, 케이싱(121)의 내부에 형성된 파이프(124)의 하부에는 가스에 함유된 오염물질 등을 제거하기 위한 충진층(125)이 형성되어 있으며, 이런 파이프(124)의 상부에는 흡수세정되지 못한 또 다른 오염가스나 습기를 여과시키기 위한 미스트제거기(128)가 배치되어 있다.

앞서 설명한 바와 같이 구성된 충전식 세정장치에 있어서, 가스공급부(126)를 통해 공급된 가스에 함유된 오염물질은 파이프(124)의 하부에 형성되어 있는 충진층(125)에 형성된 충진물과 이런 파이프(124)에서 분사된 물에 의해 흡수세정된다. 이렇게 흡수세정된 청정가스는 파이프(124)의 상부에 위치하는 미스트제거기(128)를 통해 가스배출부(127)로 배출된다.

앞서 설명한 바와 같이 분진제거 공정 및 흡수세정 공정에 사용되는 종래 기술의 원심력식 세정장치는 구조는 간단하나 기체와 액체가 접촉할 수 있는 거리, 즉 기체의 비거리가 짧으며 다단으로 설치할 경우 설비가 과대하게 커지거나 압력손실이 크게 증대되는 단점이 있다.

또한, 앞서 설명한 바와 같이 분진 및 오염가스를 흡수세정하고 공정가스 중의 일부가스를 흡수세정하는 공정에 사용되는 충전식 세정장치는 효율은 높은 편이나 압력손실이 과다하여 전력비가 많이 든다는 단점이 있다. 또한, 기체에 대한 액체분사량, 즉, 기액비 조정범위가 한정되며 편류현상(기체가 한 쪽 부분으로 편증되어 흐르는 현상) 또는 월류현상(충전식 세정장치내부에 기체유속이 증가할 경우 분사액이 하부방향으로 유동하지 않고 상부로 넘치는 현상)이 발생하여 효율을 급격히 저감시키는 단점이 있다. 또한, 오염물질 등을 제거하기 위해 사용되는 충진물에 스케일, 오염물질, 분진 등이 부착되어 충진층이 막히는 현상이 발생하는 단점이 있다.

한편, 현재 산업공정 및 소각로 탈질장치의 암모니아 혼합설비에서 적용되고 있는 기체혼합장치는 이송닥트에 여러 개의 분사노즐을 통하여 직접분사 혼합함으로써 혼합 및 교반이 적절히 이루어지지 않고 국부적으로 불균일한 농도상태가 발생하여 후속 공정에 지장을 초래하거나 효율이 떨어지며 미반응 오염기체가 배출되는 기현상이 발생하고 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 두 종류의 기체 또는 액체를 균일하게 혼합하고, 액체를 가온시키거나 포기시킬 수 있으며, 기체에 액체를 분사하여 분진제거 및 흡수세정 효과를 증가시킬 수 있는 선회류를 이용한 분사장치와 이것을 이용한 혼합장치 및 흡수세정장치를 제공하려는 것이다.

제1도는 종래 기술의 원심력식 세정장치의 구성요소들을 도시한 사시도이고,

제2도는 종래 기술의 충전식 세정장치의 구성요소들을 도시한 단면도이고,

제3도는 본 발명의 제1실시예에 따른 선회류를 이용한 분사장치의 구성요소들을 도시한 단면도이고,

제4도는 제3도에 도시된 분사장치의 안내깃의 결합관계를 설명하기 위한 평면도이고,

제5도는 제3도에 도시된 분사장치를 이용하여 액체를 혼합, 가온 및 포기시키는 과정을 도시한 단면도이고,

제6도는 제3도에 도시된 분사장치를 이용한 혼합장치를 도시한 단면도이고,

제7도는 제3도에 도시된 분사장치를 이용한 다단 수직형 흡수세정장치를 도시한 단면도이고,

제8도는 제3도에 도시된 분사장치를 이용한 다단 수평형 흡수세정장치를 도시한 단면도이고,

제9도는 본 발명의 제2실시예에 따른 선회류를 이용한 분사장치의 구성요소들을 도시한 단면도이고,

제10도는 본 발명의 제3실시예에 따른 선회류를 이용한 분사장치의 구성요소들을 도시한 단면도이며,

제11도는 본 발명의 제4실시예에 따른 선회류를 이용한 분사장치의 구성요소들을 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,10a,10b,10c : 분사장치 11,11a,11d,21,31,36,41 : 케이싱

11b : 원통형 부분 11c : 원추형 부분

12,12a,12c : 플랜지 13 : 안내깃

14 : 파이프 15,25,48 : 분사노즐

20 : 혼합장치 22,32,42 : 가스공급부

23,33,43 : 가스배출부 24,34,44 : 공급관

30,40 : 흡수세정장치 35,45 : 액체배출부

37,47 : 미스트제거기 46 : 저장조

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 액체 또는 기체를 공급하는 중공형의 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 액체 또는 기체를 공급하여 상기 케이싱에 공급된 액체 또는 기체와 혼합하는 파이프를 포함하는 장치에 있어서, 상기 케이싱의 한 쪽의 단부의 내측면에는 공급되는 액체 또는 기체를 선회류를 형성하면서 하부로 안내할 수 있도록 곡률을 갖는 안내깃이 다수개 결합되어 있고, 상기 파이프의 한 쪽의 단부에는 상기 파이프를 통해 공급된 액체 또는 기체를 상기 안내깃을 따라 공급되어 선회류를 형성하면서 하부로 안내되는 액체 또는 기체에 분사하는 분사노즐이 결합되어 있으며, 상기 안내깃을 따라 안내된 액체 또는 기체와 상기 분사노즐을 통해 공급된 액체 또는 기체가 혼합되어 상기 파이프 및 상기 안내깃이 배치된 대향단부쪽으로 배출되는 것을 특징으로 하는 선회류를 이용한 분사장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 케이싱은 내경과 외경이 일정한 원통형 부분과 내경과 외경이 점점 작아지는 원추형 부분이 일체로 형성된 원추형 케이싱인 것을 특징으로 하는 선회류를 이용한 분사장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 케이싱은 상기 안내깃을 기준으로 상부 및 하부방향으로 이동할수록 나팔관처럼 확장되는 벤츄리형 케이싱인 것을 특징으로 하는 선회류를 이용한 분사장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 몸체를 형성하는 중공형의 케이싱과, 상기 케이싱의 한 쪽의 단부에 위치하며 상기 케이싱의 내부에 기체를 공급하는 가스공급부와, 상기 가스공급부의 측면부위에 부착되어 공급되는 또 다른 기체를 분사하는 다수의 분사노즐과, 상기 케이싱의 다른 쪽의 단부에 위치하며 공급된 기체를 배출하는 가스배출부와, 상기 케이싱의 내부에 설치된 다수의 분사장치 및, 상기 분사장치의 파이프에 결합되어 상기 안내깃에 기체를 공급하는 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 몸체를 형성하며 양쪽의 단부에 각각의 액체배출부와 가스배출부를 포함하는 제1케이싱과, 상기 제1케이싱의 내측면에 결합되어 있으며 오염가스를 공급하는 가스공급부와 일체로 형성된 제2케이싱과, 상기 제2케이싱의 내측면에 다단으로 배치된 다수의 분사장치와, 상기 분사장치의 파이프에 연결되어 액체를 공급하는 공급관 및, 상기 가스배출부와 상기 제2케이싱의 사이에 배치된 미스트제거기를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수세정장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 몸체를 형성하며 양쪽의 단부에 각각의 가스공급부와 가스배출부를 포함하는 케이싱과, 상기 가스공급부의 측면부위에 부착되어 공급되는 액체를 분사하는 다수의 분사노즐과, 상기 케이싱의 내측면에 다단으로 배치된 다수의 분사장치와, 상기 분사장치의 파이프에 연결되어 액체를 공급하는 공급관과, 상기 공급관을 통해 공급된 액체를 배출하는 액체배출부 및, 상기 가스배출부와 상기 다수의 분사장치의 사이에 배치된 미스트제거기를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수세정장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 액체 또는 기체를 공급하는 중공형의 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 액체 또는 기체를 공급하여 상기 케이싱에 공급된 액체 또는 기체와 혼합하는 파이프를 포함하는 장치에 있어서, 상기 케이싱의 한 쪽의 단부의 내측면에는 공급되는 액체 또는 기체를 선회류를 형성하면서 상부로 안내할 수 있도록 곡률을 갖는 안내깃(13;guide vane)이 다수개 결합되어 있고, 상기 파이프의 한 쪽의 단부에는 상기 파이프를 통해 공급된 액체 또는 기체를 상기 안내깃을 따라 공급되어 선회류를 형성하면서 상부로 안내되는 액체 또는 기체에 분사하는 분사노즐이 결합되어 있으며, 상기 안내깃을 따라 안내된 액체 또는 기체와 상기 분사노즐을 통해 공급된 액체 또는 기체가 향류식으로 혼합되어 상기 파이프가 배치된 단부쪽으로 배출되는 것을 특징으로 하는 선회류를 이용한 분사장치가 제공된다.

아래에서, 본 발명에 따른 선회류를 이용한 분사장치와 이것을 이용한 혼합장치 및 흡수세정장치의 양호한 실시예들을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

[제1실시예]

도면에서, 제3도는 본 발명의 제1실시예에 따른 선회류를 이용한 분사장치의 구성요소들을 도시한 단면도이고, 제4도는 제3도에 도시된 분사장치의 안내깃의 결합관계를 설명하기 위한 평면도이다.

제3도 및 제4도에 보이듯이, 분사장치(10)에는 몸체의 역할을 하는 원통형의 케이싱(11)이 형성되어 있다. 이런 케이싱(11)은 상부와 하부가 동일한 내경과 외경을 갖는 원통형이며, 유입되는 기체나 액체를 일정하게 유도할 수 있는 관으로서 기밀을 충분히 유지할 수 있는 재질로 형성되어 있다. 이런 케이싱(11)의 상면의 중간부위에는 액체 또는 기체를 유도하는 “ㄱ”자형 파이프(14)가 배치되어 있으며, 이런 파이프(14)는 안내깃(13;guide vane)의 한 쪽의 단부에 결합되어 있다.

또한, 이런 안내깃(13)의 다른 쪽의 단부가 케이싱(11)의 내측면에 견고하게 고정되어 있어서, 이런 안내깃(13)과 파이프(14)를 고정하게 된다. 이런 파이프(14)의 배출구부위에는 공급된 액체 또는 기체를 분사시키는 분사노즐(15)이 형성되어 있다. 또한, 이런 안내깃(13)은 공급되는 액체 또는 기체를 유선형태로 선회유동시킬 수 있도록 곡률을 갖는 블레이드 형태로 되어 있다. 즉, 블레이드 형태의 안내깃(13)이 경사지게 케이싱(11)에 결합되어 있어서, 이런 안내깃(13)을 따라 액체 또는 기체가 공급되면, 액체 또는 기체가 경사지게 배치된 안내깃(13)을 따라 공급되면서 선회류를 형성하게 된다. 또한, 이런 케이싱(11)의 하단면은 개방되어 있어서 공급된 기체와 액체를 배출시키는 배출구의 역할을 수행한다. 또한, 이런 케이싱(11)의 상부 단면의 둘레에는 케이싱(11)을 보강하는 플랜지(12)가 부착되어 있다.

아래에서, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 선회류를 이용한 분사장치의 동작에 대해 상세히 설명하겠다.

먼저, 케이싱(11)의 상부에 위치하는 안내깃(13)을 따라 기체가 공급된다. 이렇게 공급된 기체는 경사지게 배치된 안내깃(13)을 따라 하부방향으로 이동하면서 선회류를 형성한다. 이렇게 케이싱(11)의 내부를 따라 선회류를 형성하면서 기체가 유동하면, 파이프(14)를 통해 액체 또는 기체가 공급된다. 이렇게 파이프(14)를 통해 공급된 액체 또는 기체는 분사노즐(15)을 통해 분사되면서 선회류를 형성하면서 공급되는 기체와 접촉하게 된다. 이로써, 기체와 기체가 각각 공급되어 접촉하면 균일하게 혼합되고, 기체와 액체가 각각 공급되어 접촉하면 기체에 함유되어 있던 오염물질을 액체가 흡수세정하여 깨끗한 청정가스를 배출하게 된다. 이렇게 파이프(14)를 통해 공급되는 기체의 최적유동속도는 5∼15m/s이고, 액체의 최적유동속도는 1∼5m/s이다.

제5도는 제3도에 도시된 분사장치를 이용하여 액체를 혼합, 가온 및 포기시키는 과정을 도시한 단면도이다.

제5도에 보이듯이, 블레이드형 안내깃(13)을 따라 액체를 공급함과 동시에 파이프(14)를 통해 공기를 공급함으로써, 이런 안내깃(13)을 따라 공급된 액체를 포기시킬 수 있다. 이런 안내깃(13)을 따라 액체를 공급함과 동시에 파이프(14)를 통해 증기를 공급함으로써, 안내깃(13)을 따라 공급된 액체를 가온시킬 수 있다. 또한, 안내깃(13)을 따라 액체를 공급함과 동시에 파이프(14)를 통해 색소 또는 화학약품을 공급함으로써 안내깃(13)을 따라 공급된 액체를 균일하게 혼합시킬 수 있다.

제6도는 제3도에 도시된 분사장치를 이용한 혼합장치를 도시한 단면도이다.

제6도에 보이듯이, 두 종류의 기체를 혼합하는 혼합장치(20)는 몸체의 역할을 수행하는 케이싱(21)이 형성되어 있다. 이런 케이싱(21)의 양쪽의 단부에는 기체가 공급되는 가스공급부(22)와 균일하게 혼합된 혼합가스가 배출되는 가스배출부(23)가 각각 형성되어 있다. 또한, 이런 케이싱(21)의 한 쪽의 측면에는 내부에 기체를 공급할 수 있도록 하는 공급관(24)이 배치되어 있다. 또한, 이런 케이싱(21)의 내부에는, 다수의 분사장치(10)가 1단 수평형으로 배치되어 있다. 이렇게 배치된 다수의 분사장치(10)는 일정한 간격을 유지하면서 일체로 케이싱(21)의 내측면에 결합되어 있으며, 또한, 이런 다수의 분사장치(10)의 파이프(14)에는 케이싱(11)의 내부에 기체를 공급할 수 있도록 하는 공급관(24)이 연결되어 있다. 또한, 가스공급부(22)의 측면부위에는 상기 가스공급부(22)를 통해 공급된 기체와 혼합될 수 있도록 공급되는 또 다른 기체를 분사하는 다수의 분사노즐(25)이 배치되어 있다.

아래에서, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 혼합장치(20)의 동작에 대해 상세히 설명하겠다.

먼저, 기체공급부(22)를 통해 기체가 케이싱(21)의 내부에 공급된다. 이런 기체는 기체공급부(22)의 측면부위에 배치되어 있는 분사노즐(25)을 통해 분사되는 또 다른 기체와 1차적으로 혼합된다. 그런 다음, 다수의 분사장치(10)의 블레이드형 안내깃(13)에 의해 선회류를 형성하면서 하부방향으로 이동하게 된다. 이렇게 선회류를 형성하면서 다수의 분사장치(10)의 케이싱(11)에 1차 혼합된 기체가 공급되면, 파이프(14)를 통해 공급된 다른 기체가 분사노즐(15)을 통해 분사된다. 이렇게 1차 혼합된 기체와 파이프(14)를 통해 공급된 다른 기체가 서로 접촉하면, 이런 기체들이 각각의 케이싱(11)의 내부를 따라 선회류를 형성하면서 유동하여 균일하게 혼합된다. 이렇게 균일하게 혼합된 혼합가스는 가스배출부(23)를 통해 배출된다.

제7도는 제3도에 도시된 분사장치를 이용한 다단 수직형 흡수세정장치를 도시한 단면도이다.

제7도에 보이듯이, 다단 수직형 흡수세정장치(30)에는 몸체의 역할을 수행하는 제1케이싱(31)이 형성되어 있다. 이런 제1케이싱(31)의 한 쪽의 단부에는 액체를 공급하는 공급관(34)이 형성되어 있고, 다른 쪽의 단부에는 오염가스가 공급되는 가스공급부(32)가 형성되어 있다. 또한, 이런 제1케이싱(31)의 하단부에는 공급된 액체를 배출하는 액체배출부(35)가 형성되어 있고, 상단부에는 흡수세정된 청정가스를 배출하는 가스배출부(33)가 형성되어 있다. 이렇게 형성된 제1케이싱(31)의 내측면에는 가스공급부(32)와 일체로 형성된 제2케이싱(36)이 고정되어 있다. 이런 제2케이싱(36)의 내부의 상단 및 하단에는 다수의 분사장치(10)들이 배치되어 있다. 또한, 이런 분사장치(10)의 파이프(14)에는 공급관(34)이 연결되어 있어서 액체를 동시에 공급할 수 있도록 되어 있다. 또한, 이런 제2케이싱(36)과 가스배출부(33)의 사이에는, 분사된 액체에 의해 제거되지 않은 또 다른 오염물질이나 습기 등을 여과하는 미스트제거기(37)가 제1케이싱(31)에 고정되어 있다.

아래에서, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 다단 수직형 흡수세정장치의 동작에 대해 상세히 설명하겠다.

먼저, 가스공급부(32)를 통해 오염가스가 제2케이싱(36)에 공급된다. 이렇게 공급된 오염가스는 상단에 위치하는 다수의 분사장치(10)의 블레이드형 안내깃(13)을 따라 선회류를 형성하면서 하부방향으로 이동한다. 이렇게 오염가스가 선회류를 형성하면서 유동하면, 공급관(34)에 연결된 파이프(14)의 분사노즐(15)을 통해 액체가 분사되어 가스에 함유되어 있던 오염물질 등을 1차적으로 제거하게 된다. 이렇게 1차적으로 흡수세정된 가스는 하단에 배치되어 있는 다수의 분사장치(10)의 블레이드형 안내깃(13)을 따라 선회류를 형성하면서 하부방향으로 이동하면서 분사노즐(15)을 통해 분사된 액체에 의해 2차적으로 흡수세정된다. 이렇게 가스에 함유된 오염물질이 제거되면, 이런 오염물질과 이런 오염물질을 제거하기 위해 사용되었던 액체는 제1케이싱(31)의 하단부에 형성되어 있는 액체배출부(35)를 통해 외부로 배출된다. 또한, 액체에 의해 오염물질 등이 제거된 청정가스와, 이런 액체에 의해 제거되지 못한 또 다른 오염액체 및, 습기 등은 제2케이싱(36)의 내부에서 이탈하여 이런 제2케이싱(36)의 외면과 제1케이싱(31)의 내면의 사이에 형성된 간극을 따라 상부방향으로 이동한다. 이렇게 이동된 오염액체와 습기 등은 미스트제거기(37)에서 여과되고 청정가스만이 이런 미스트제거기(37)를 통과하여 제1케이싱(31)의 상부에 위치하는 가스배출부(33)를 통해 배출된다.

제8도는 제3도에 도시된 분사장치를 이용한 다단 수평형 흡수세정장치를 도시한 단면도이다.

제8도에 보이듯이, 다단 수평형 흡수세정장치(40)에는 몸체의 역할을 수행하는 케이싱(41)이 형성되어 있다. 이런 케이싱(41)의 한 쪽의 단부에는 오염가스를 공급하는 가스공급부(42)가 형성되어 있고, 다른 쪽의 단부에는 흡수세정된 가스를 배출하는 가스배출부(43)가 형성되어 있다. 또한, 이런 케이싱(41)의 상부에는 액체를 공급하는 공급관(44)이 형성되어 있고, 하부에는 공급된 액체를 배출하는 액체배출부(45)가 형성되어 있으며, 이런 액체배출부(45)의 하부에는 이런 액체를 저장하는 저장조(46)가 배치되어 있다. 이렇게 형성되어 있는 케이싱(41)의 내부에는 2단 수평형으로 각 단마다 다수의 분사장치(10)들이 배치되어 있다. 또한, 이런 분사장치(10)의 파이프(14)에는 공급관(44)이 연결되어 있어서 액체를 동시에 공급할 수 있도록 되어 있다. 또한, 가스배출부(43)의 쪽에는, 분사된 액체에 의해 제거되지 않고 잔류하는 또 다른 오염액체, 습기 등을 여과하는 미스트제거기(47)가 케이싱(31)에 고정되어 있다. 또한, 가스공급부(42)의 측면부 위에는 상기 가스공급부(42)를 통해 공급된 오염가스와 혼합될 수 있도록 공급되는 액체를 분사하는 다수의 분사노즐(48)이 배치되어 있다.

아래에서, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 다단 수평형 흡수세정장치의 동작에 대해 상세히 설명하겠다.

먼저, 가스공급부(42)를 통해 오염가스가 케이싱(41)에 공급된다. 이렇게 공급된 오염가스가 상기 가스공급부(42)의 측면부위에 배치되어 있는 다수의 분사노즐(48)을 통해 분사된 액체와 혼합되어 부분적으로 세정된다. 이렇게 부분 세정된 오염가스는 우측에 위치하는 다수의 분사장치(10)의 블레이드형 안내깃(13)을 따라 선회류를 형성하면서 좌측방향으로 이동한다. 이렇게 부분적으로 세정된 오염가스가 선회류를 형성하면서 유동하면, 공급관(44)에 연결된 파이프(14)의 분사노즐(15)을 통해 액체가 분사되어 가스에 함유되어 있던 오염물질 등을 1차적으로 제거하게 된다. 이렇게 1차적으로 흡수세정된 가스는 좌측에 배치되어 있는 다수의 분사장치(10)의 블레이드형 안내깃(13)을 따라 선회류를 형성하면서 좌측방향으로 이동하면서 분사노즐(15)을 통해 분사된 액체에 의해 2차적으로 흡수세정된다. 이렇게 가스에 함유된 오염물질이 제거되면, 이런 오염물질과 이런 오염물질을 제거하기 위해 사용되었던 액체는 케이싱(41)의 하부에 형성되어 있는 액체배출부(45)를 통해 저장조(46)에 저장된다. 또한, 이런 액체에 의해 제거되지 못한 또 다른 오염물질 및 습기 등은 미스트제거기(47)에서 여과되고 청정가스만이 이런 미스트제거기(47)를 통과하여 가스배출부(43)를 통해 배출된다.

이 실시예에서는 혼합장치(20)와 흡수세정장치(40)의 유입구쪽에 다수의 분사노즐(25,48)을 각각 배치하여 공급되는 기체 또는 액체의 혼합을 효과적으로 하거나 흡수세정효과를 높일 수 있도록 하였지만, 다수의 분사노즐(25,48)을 장치(20,30,40)의 다른 부위에 배치하여 동일한 효과를 얻을 수 있도록 할 수도 있다.

[제2실시예]

이 실시예에서 설명하는 선회류를 이용한 분사장치는 한 쪽의 단부가 원추형인 것을 제외하고는 제1실시예에서 설명한 분사장치와 동일하다. 그러므로, 여기에서는 선회류를 이용한 분사장치의 동일한 부분에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 동일한 도면부호에 대한 설명은 생략할 것이다. 또한, 이런 선회류를 이용하여 액체를 가온시키거나 기포화하는 분사장치와, 두 종류의 기체를 균일하게 혼합하는 혼합장치 및, 기체에 함유된 오염물질 등을 흡수세정하는 흡수세정장치에 대한 설명도 생략될 것이다.

제9도는 본 발명의 제2실시예에 따른 선회류를 이용한 분사장치의 구성요소들을 도시한 단면도이다. 제9도에 보이듯이, 분사장치(10a)의 케이싱(11a)은 내경과 외경이 일정한 원통형 부분(11b)과, 내경과 외경이 점점 작아지는 원추형 부분(11c)이 일체로 형성된 튜브형이다. 이런 원추형 부분(11c)에서는 블레이드형 안내깃(13)을 따라 공급된 기체와 파이프(14)를 통해 공급된 액체 또는 기체를 효과적으로 믹싱하는 역할을 수행한다.

[제3실시예]

이 실시예에서 설명하는 선회류를 이용한 분사장치는 케이싱이 벤츄리형인 것을 제외하고는 제1실시예에서 설명한 분사장치와 동일하다. 그러므로, 여기에서는, 선회류를 이용한 분사장치의 동일한 부분에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 동일한 도면부호에 대한 설명은 생략할 것이다. 또한, 이런 선회류를 이용하여 액체를 가온시키거나 기포화하는 분사장치와, 두 종류의 기체를 균일하게 혼합하는 혼합장치 및, 기체에 함유된 오염물질 등을 흡수세정하는 흡수세정장치에 대한 설명도 생략될 것이다.

제10도는 본 발명의 제3실시예에 따른 선회류를 이용한 분사장치의 구성요소들을 도시한 단면도이다. 제10도에 보이듯이, 분사장치(10b)의 케이싱(11d)은 이런 케이싱(11d)의 내측면에 결합되어 있는 블레이드형 안내깃(13)을 기준으로 상부 및 하부방향으로 이동할수록 나팔관처럼 확장되는 벤츄리형상을 갖는다. 이런 형상을 갖는 케이싱(11d)의 외면에는 내면과 관통하며 이런 케이싱(11d)의 내부에 액체 또는 기체를 공급하는 파이프(14)가 배치되어 있다. 또한, 이런 케이싱(11d)의 상부에는 케이싱(11d)을 보강하기 위한 플랜지(12a)가 형성되어 있다. 이런 벤츄리형 케이싱(11d)은 공급되는 기체의 기압을 상승시키고 하강시키므로써, 블레이드형 안내깃(13)을 따라 공급된 기체와 파이프(14)를 통해 공급된 액체 또는 기체를 더욱더 균일하게 교반하면서 혼합할 수 있다.

[제4실시예]

이 실시예에서 설명하는 선회류를 이용한 분사장치는 케이싱의 상부에 배치되어 있던 안내깃이 하부에 배치된다는 것을 제외하고는 제1실시예에서 설명한 분사장치와 동일하다. 그러므로, 여기에서는, 선회류를 이용한 분사장치의 동일한 부분에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 동일한 도면부호에 대한 설명은 생략할 것이다. 또한, 이런 선회류를 이용하여 액체를 가온시키거나 기포화하는 분사장치와, 두 종류의 기체를 균일하게 혼합하는 혼합장치 및, 기체에 함유된 오염물질 등을 흡수세정하는 흡수세정장치에 대한 설명도 생략될 것이다.

제11도는 본 발명의 제4실시예에 따른 선회류를 이용한 분사장치의 구성요소들을 도시한 단면도이다. 제11도에 보이듯이, 분사장치(10c)에는 몸체의 역할을 하는 원통형의 케이싱(11)이 형성되어 있다. 이런 케이싱(11)의 상면의 중간부위에는 액체 또는 기체를 유도하는 “ㄱ”자형 파이프(14)가 배치되어 있으며, 하면에는 공급되는 액체 또는 기체를 유선형태로 선회유동시킬 수 있도록 블레이드 형태로 형성된 안내깃(13)이 배치되어 있다. 또한, 상기 케이싱(11)의 상부 및 하부 단면의 둘레에는 케이싱(11)을 보강하는 플랜지(12,12c)가 부착되어 있다.

아래에서, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 선회류를 이용한 분사장치의 동작에 대해 상세히 설명하겠다.

먼저, 케이싱(11)의 하부에 위치하는 안내깃(13)을 따라 기체가 공급된다. 이렇게 공급된 기체는 블레이드형 안내깃(13)에 의한 상부방향으로 이동하면서 선회류를 형성한다. 이렇게 케이싱(11)의 내부를 따라 선회류를 형성하면서 기체가 유동하면, 파이프(14)를 통해 액체 또는 기체가 공급된다. 이렇게 파이프(14)를 통해 공급된 액체 또는 기체는 분사노즐(15)을 통해 분사되면서 선회류를 형성하면서 공급되는 기체와 접촉하게 된다. 이로써, 기체와 기체가 각각 공급되어 접촉하면 균일하게 혼합되고, 기체와 액체가 각각 공급되어 접촉하면 기체에 함유되어 있던 오염물질을 액체가 흡수세정하여 깨끗한 청정가스를 상기 케이싱(11)의 상부방향으로 배출하게 된다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 선회류를 이용한 분사장치는 선회류를 유도하여 기체에 분사물질을 분사함으로 균일한 혼합이 이루어지고, 가온, 포기, 흡수세정 효과가 증대되며, 선회류의 원심력에 의해 분진 등과 같은 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다.

또한, 오염방지시설은 소형화 세분화함으로써 효율을 증대시킬 수 있으므로 본 발명의 분사장치를 소형화하였으며, 이런 분사장치를 이용하는 혼합장치 및 흡수세정장치는 사용용도에 따라 이런 분사장치의 개수를 선택적으로 조정할 수 있을 뿐만 아니라, 효율성을 향상시키기 위해 다단으로 설치할 수도 있다. 또한, 설치되는 주변여건에 따라 수직 또는 수평설치가 가능하므로 설치공간의 제한을 받지 않는다.

또한, 본 발명의 분사장치는 기액비 조정에 제한을 받지 않으며, 공급압이 상승할 지라도 편류 및 월류현상이 발생하지 않을 뿐만 아니라 종래 기술처럼 공급되는 가스에 함유된 스케일 또는 분진 등에 의해 장치의 일부분이 막히는 현상이 발생하지 않는다.

또한, 본 발명의 분사장치를 폐수처리장에서 사용되는 저장조, 포기조, 부상조, 반응조 등의 인입배관에 설치함으로써, 교반 및 포기장치 등의 설비를 별도로 설치하지 않고도 배관상에서 균일하게 약품을 혼합하거나 공기를 주입하여 포기효과를 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 분사장치는 압력손실이 적어 흡입팬에 의한 전력비절감 효과도 있다.

이상에서 본 발명의 선회류를 이용한 분사장치와 이것을 이용한 혼합장치 및 흡수세정장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (7)

1. 액체 또는 기체를 공급하는 중공형의 케이싱(11)과, 상기 케이싱(11)의 내부에 액체 또는 기체를 공급하여 상기 케이싱(11)에 공급된 액체 또는 기체와 혼합하는 파이프(14)를 포함하는 장치에 있어서, 상기 케이싱(11)의 한 쪽의 단부의 내측면에는 공급되는 액체 또는 기체를 선회류를 형성하면서 하부로 안내할 수 있도록 곡률을 갖는 안내깃(13;guide vane)이 다수개 결합되어 있고, 상기 파이프(14)의 한 쪽의 단부에는 상기 파이프(14)를 통해 공급된 액체 또는 기체를 상기 안내깃(13)을 따라 공급되어 선회류를 형성하면서 하부로 안내되는 액체 또는 기체에 분사하는 분사노즐(15)이 결합되어 있으며, 상기 안내깃(13)을 따라 안내된 액체 또는 기체와 상기 분사노즐(15)을 통해 공급된 액체 또는 기체가 혼합되어 상기 파이프(14) 및 상기 안내깃(13)이 배치된 대향단부쪽으로 배출되는 것을 특징으로 하는 선회류를 이용한 분사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 케이싱(11)은 내경과 외경이 일정한 원통형 부분(11b)과 내경과 외경이 점점 작아지는 원추형 부분(11c)이 일체로 형성된 원추형 케이싱(11a)인 것을 특징으로 하는 선회류를 이용한 분사장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 케이싱(11)은 상기 안내깃(13)을 기준으로 상부 및 하부방향으로 이동할수록 나팔관처럼 확장되는 벤츄리형 케이싱(11d)인 것을 특징으로 하는 선회류를 이용한 분사장치.
4. 제1항에 따른 분사장치를 이용한 혼합장치에 있어서, 몸체를 형성하는 중공형의 케이싱(21)과, 상기 케이싱(21)의 한 쪽의 단부에 위치하며 상기 케이싱(21)의 내부에 기체를 공급하는 가스공급부(22)와, 상기 가스공급부(22)의 측면부위에 부착되어 공급되는 또 다른 기체를 분사하는 다수의 분사노즐(25)과, 상기 케이싱(21)의 다른 쪽의 단부에 위치하며 공급된 기체를 배출하는 가스배출부(23)와, 상기 케이싱(21)의 내부에 설치된 다수의 분사장치(10) 및, 상기 분사장치(10)의 파이프(14)에 결합되어 상기 안내깃(13)에 기체를 공급하는 공급관(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합장치.
5. 제1항에 따른 분사장치를 이용한 흡수세정장치에 있어서, 몸체를 형성하며 양 쪽의 단부에 각각의 액체배출부(35)와 가스배출부(33)를 포함하는 제1케이싱(31)과, 상기 제1케이싱(31)의 내측면에 결합되어 있으며 오염가스를 공급하는 가스공급부(32)와 일체로 형성된 제2케이싱(36)과, 상기 제2케이싱(36)의 내측면에 다단으로 배치된 다수의 분사장치(10)와, 상기 분사장치(10)의 파이프(14)에 연결되어 액체를 공급하는 공급관(34) 및, 상기 가스배출부(33)와 상기 제2케이싱(36)의 사이에 배치된 미스트제거기(37)를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수세정장치.
6. 제1항에 따른 분사장치를 이용한 흡수세정장치에 있어서, 몸체를 형성하며 양 쪽의 단부에 각각의 가스공급부(42)와 가스배출부(43)를 포함하는 케이싱(41)과, 상기 가스공급부(42)의 측면부위에 부착되어 공급되는 액체를 분사하는 다수의 분사노즐(48)과, 상기 케이싱(41)의 내측면에 다단으로 배치된 다수의 분사장치(10)와, 상기 분사장치(10)의 파이프(14)에 연결되어 액체를 공급하는 공급관(44)과, 상기 공급관(44)을 통해 공급된 액체를 배출하는 액체배출부(45) 및, 상기 가스배출부(43)와 상기 다수의 분사장치(10)의 사이에 배치된 미스트제거기(37)를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수세정장치.
7. 액체 또는 기체를 공급하는 중공형의 케이싱(11)과, 상기 케이싱(11)의 내부에 액체 또는 기체를 공급하여 상기 케이싱(11)에 공급된 액체 또는 기체와 혼합하는 파이프(14)를 포함하는 장치에 있어서, 상기 케이싱(11)의 한 쪽의 단부의 내측면에는 공급되는 액체 또는 기체를 선회류를 형성하면서 상부로 안내할 수 있도록 곡률을 갖는 안내깃(13;guide vane)이 다수개 결합되어 있고, 상기 파이프(14)의 한 쪽의 단부에는 상기 파이프(14)를 통해 공급된 액체 또는 기체를 상기 안내깃(13)을 따라 공급되어 선회류를 형성하면서 상부로 안내되는 액체 또는 기체에 분사하는 분사노즐(15)이 결합되어 있으며, 상기 안내깃(13)을 따라 안내된 액체 또는 기체와 상기 분사노즐(15)을 통해 공급된 액체 또는 기체가 향류식으로 혼합되어 상기 파이프(14)가 배치된 단부쪽으로 배출되는 것을 특징으로 하는 선회류를 이용한 분사장치.

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