KR100652969B1 - 오존 공급이 가능한 초음파 회절식 스크러버 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 초음파 회절식 스크러버는 본체; 유해가스가 송풍기의 작동에 의해 상기 본체 내부로 유입되고 상기 본체 하부에 형성된 가스 유입구; 상기 유해가스와 흡수액을 포함한 물을 서로 접촉하게 하는 충전물로 채워진 패킹층; 상기 물을 본체 하부에 연결되는 배수 파이프를 통해 순환 파이프로 순환시키는 순환 펌프; 상기 패킹층의 상부에 설치되고, 상기 유해가스가 빠져나오는 돌출부가 방사방향으로 형성되어 있으며, 2개의 회절판이 소정의 간격을 두고 설치되는 제1 회절판; 상기 제1 회절판부의 상부에 설치되고, 상기 순환 파이프로부터 공급되는 물을 상기 제1 회절판의 상부로 분사시키기 위한 분사 노즐이 형성되어 있는 제1 물분사 파이프; 상기 본체의 중심부에 설치되고 상기 제1 회절판의 상부에 고인 물이 본체 하부로 배수되기 위한 제1 물넘이관; 상기 패킹층의 내부 및 본체 외주면을 따라 설치되고, 초음파 발진기와 전기적으로 연결된 복수개의 제1 진동부; 및 상기 충전층을 통과한 미스트를 분리시키며 가스 배출구의 하부에 설치되는 디미스터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

초음파, 회절판, 스크러버, 유해가스, 정화장치, 캐비테이션

Description

오존 공급이 가능한 초음파 회절식 스크러버{Scrubber having Diffraction Plate with Ultrasonic Wave Generator}

도 1은 종래의 스크러버에 대한 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 초음파 회절식 스크러버에 대한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 회절판에 대한 평면도이다.

도 4는 도 3의 E 부분을 확대하여 도시한 것으로서, 도 4A는 돌출부의 평면도를, 도 4B는 정면도를 나타내고 있다.

도 5는 도 2의 A-A'측에서 절단하여 바라본 단면도이다.

도 6은 도 2의 B부분을 확대하여 도시한 확대도이다.

도 7은 도 2의 B-B'측에서 절단하여 바라본 단면도이다.

도 8은 도 2의 C-C'측에서 절단하여 바라본 단면도이다.

도 9는 도 2의 D-D'측에서 절단하여 바라본 단면도이다.

도 10은 본 발명에 따른 초음파 회절식 스크러버에 오존 발생기 및 회수기를 설치한 실시예를 나타낸 단면도이다.

*도면의 주요부호에 대한 간단한 설명*

10: 본체 11: 가스 유입구

12: 가스 배출구 13: 배수 파이프

14: 순환 펌프 15: 순환 파이프

16a, 16b, 16c: 물분사 파이프 20: 패킹층

31a: 제1 회절판 31b: 제2 회절판

31': 돌출부 32: 메쉬

33: 물넘이관 34: 수조

35: 분사노즐 40: 디미스터

50: 초음파 발진기 51: 제1 진동부

52: 제2 진동부 53: 제3 진동부

61: 오존 발생기 62: 오존 유입구

63: 오존 회수기

발명의 분야

본 발명은 악취가스 또는 유해가스 정화장치인 스크러버에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 스크러버 내에 회절판을 설치하고 나아가 초음파를 이용함으로써 악취가스 또는 유해가스의 정화 성능을 더욱 향상시킨 초음파 회절식 스 크러버에 관한 것이다.

발명의 배경

오존층 환경에 관한 도쿄의정서에 따르면 모든 산업용 배기가스는 PFC 가스를 정화시켜서 배출하도록 법제화하고 있으며 우리나라에서는 대기환경보전법을 두어 이를 뒷받침하고 있다. 따라서 이러한 환경인증을 준수하지 않으면 법률적, 경제적으로 불이익을 받을 염려가 있으므로 모든 산업현장에는 유해가스 정화장치를 갖추는 것이 필수화 되고 있다.

현재 산업체에서 사용하고 있는 대기오염 방지시설의 유형으로는 집진기, 흡착탑, 스크러버 등이 있다. 이들 각각은 오염물질의 종류에 따른 효율성을 고려하여 설치되는데, 그중 스크러버(scrubber)는 분진 및 유해가스, 그리고 고온의 가스를 동시에 처리 가능한 장점을 가지고 있어 많이 사용되고 있다.

일반적으로 스크러버는 가스 흡수탑(gas absorption tower)이라고도 하며, 그 오염물질 처리 방식에 따라 건식(dry), 습식(wet) 그리고 혼합식(burnwet)으로 나뉜다. 습식 스크러버는 유해가스를 액체에 접촉시켜, 가스 중 가용성 성분을 액상 중에 용해시키는 공정으로 이루어진다. 습식 스크러버는 유지비용이 저렴하고, 더스트(dust), 미스트(mist), 그리고 다양한 대기 오염 물질을 동시에 제거할 수 있으며, 증류(distillation), 증습(humidification)의 용도로도 다양하게 사용할 수 있다는 장점을 가진다.

습식 스크러버에서는 통상적으로 오염물질의 제거를 좀 더 효율적으로 할 수 있도록 흡수액을 사용한다. 흡수액은 오염물질과 물이 접촉하는 면에서 중화 등의 화학반응을 통해 오염물질을 제거하는 것으로 고효율을 위해서는 화학적 반응이 가장 잘 일어나는 흡수액을 선정해야 한다.

습식 스크러버의 성능은 이러한 흡수액을 포함한 물과 유해가스의 접촉을 얼마나 효율적으로 할 수 있는가에 의해 결정된다. 따라서 종전에는 흡수액을 포함한 물과 유해가스가 충분히 접촉할 수 있도록, 충전물을 사용하거나, 입자가 작은 물의 공급을 위해 스프레이 노즐을 설치하는 방식을 취하였다.

도1은 종전의 스크러버의 실시예를 도시한 단면도이다. 일반적으로 스크러버는 본체(1), 유해가스가 들어오는 주입구(2), 오염물질을 스크러버의 주입구로 보내기 위한 송풍기(3), 유해가스와 흡수액이 접촉하도록 하는 충전물로 채워진 충전층(4), 흡수액을 포함한 물을 공급하는 순환 펌프(5), 흡수액을 포함한 물을 분산, 공급하는 스프레이 노즐(6), 충전층을 통과한 미스트를 분리하는 장치인 디미스터(7), 정제된 가스를 배출하는 배출구(8)로 구성된다. 유해가스는 송풍기에 의해 본체의 주입구를 경유하여 본체 내부로 주입된다. 주입된 가스는 상승하게 되는데 이때, 스프레이 노즐을 통해 본체 내부에 흡수액을 포함한 물을 분무하여 오염물질을 제거할 수 있도록 하고, 가스와 물의 접촉을 최대로 하기 위해 충전물을 넣은 충전층을 통과하게 한다. 가스중의 오염물질은 충전층에 의한 액적, 액막, 기포 등에 의해 세정되고 디미스터를 통과하면서 미세분진이 걸러지면 최종적으로 정제된 가스가 배출구를 통해 대기중으로 방출된다.

그러나 이러한 방법만으로는 물과 유해가스의 접촉이 원활히 일어날 수 없어 효과적으로 오염물질이 제거되지 않는 문제점이 있었다. 실제로 스크러버의 처리 효율은 설계치의 약 60% 정도이다. 더구나 좀더 효율적인 오염물질의 제거를 위해 충전층이나 스프레이 노즐 등을 더 늘리게 되면 스크러버의 크기가 커지고 이는 설치의 곤란 및 유지비를 증대시키는 원인이 된다.

이에 본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 흡수액을 포함한 물과 악취가스 또는 유해가스의 접촉을 극대화 시키고 오존을 용해시킬 수 있는 회전판을 설치함으로써 정화 효율을 증대시킨 회절식 스크러버를 개발하여 한국특허출원 제2006-41094호로써 특허출원한 바 있다.

위 특허출원에 따른 회절식 스크러버의 경우, 고온의 분진 등의 대용량 처리에 적합한데, 다수의 구멍이 형성되어 있는 회절판에 분진 등의 이물질이 누적된다면 문제가 될 수 있다. 본 발명에서는 이를 미연에 방지하고 아울러 정화 효율을 증대시킬 수 있도록 초음파 진동부를 스크러버 내부 각 부분에 적용한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 특히 오존 공급 및 회수장치를 탈부착할 수 있도록 하여, 장치 내로 오존을 공급할 수 있게 하는데, 오존을 공급함으로써 장치로부터 배출되는 폐수를 현저하게 감소시킬 수 있다. 또한, 장치의 크기에 비해 정화 효율이 증대되며 설비 및 운영 비용이 감소되는 특징이 있다. 그러므로, 음식물처리장의 전처리 공정, 탈취공정, 축산 폐수처리장의 탈취 공정에 적용하기에 적합하다.

본 발명의 목적은 초음파 진동을 응용한 회절식 스크러버를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 회절판을 이용하여 악취가스 또는 유해가스의 흐름과 물과의 접촉을 원활하게 하는 동시에 초음파 진동을 가함으로써 정화 효율을 증대시킨 스크러버를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 초음파 진동을 이용하여 장치 각 부분에서 발생할 수 있는 효율 저하의 원인을 제거할 수 있는 초음파 회절식 스크러버를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

발명의 요약

본 발명에 따른 초음파 회절식 스크러버는 본체(10); 유해가스가 송풍기의 작동에 의해 상기 본체 내부로 유입되고 상기 본체 하부에 형성된 가스 유입구(11); 상기 유해가스와 흡수액을 포함한 물을 서로 접촉하게 하는 충전물로 채워진 패킹층(20); 상기 물을 본체 하부에 연결되는 배수 파이프(13)를 통해 순환 파이프로 순환시키는 순환 펌프(14); 상기 패킹층의 상부에 설치되고, 상기 유해가스가 빠져나오는 돌출부(31')가 방사방향으로 형성되어 있으며, 2개의 회절판이 소정의 간격을 두고 설치되는 제1 회절판(31a); 상기 제1 회절판부의 상부에 설치되고, 상기 순환 파이프(15)로부터 공급되는 물을 상기 제1 회절판의 상부로 분사시키기 위한 분사 노즐(35)이 형성되어 있는 제1 물분사 파이프(16a); 상기 본체의 중심부에 설치되고 상기 제1 회절판의 상부에 고인 물이 본체 하부로 배수되기 위한 제1 물넘이관(33a); 상기 패킹층의 내부 및 본체 외주면을 따라 설치되고, 초음파 발진기(50)와 전기적으로 연결된 복수개의 제1 진동부(51); 및 상기 충전층을 통과한 미스트를 분리시키며 가스 배출구(12)의 하부에 설치되는 디미스터(40)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 초음파 회절식 스크러버는 정화 효율을 증대시키기 위해 또 다른 회절판과 초음파 진동부를 더 구비할 수 있는데, 제1 물분사 파이프(16a)의 상부에 설치되고 상기 유해가스가 빠져나오는 돌출부가 방사방향으로 형성되어 있으며, 2개의 회절판이 소정의 간격을 두고 설치되는 제2 회절판(31b); 상기 제2 회절판의 상부에 설치되고, 상기 순환 파이프(15)로부터 공급되는 물을 상기 제2 회절판의 상부로 분사시키기 위한 분사 노즐이 형성되어 있는 제2 물분사 파이프(16b); 상기 본체의 중심부에 설치되고 상기 제2 회절판의 상부에 고인 물이 본체 양측으로 배수되기 위한 제2 물넘이관(33b); 상기 제2 회절판(31)의 상부 및 본체 외주면을 따라 설치되고, 초음파 발진기(50)와 전기적으로 연결된 복수개의 제3 진동부(53); 및 상기 제2 물넘이관의 하부에 설치되고 상기 제2 물넘이관으로부터 흘러내려오는 물을 임시로 저장하기 위한 수조(34)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

제2 회절판의 경우에도 제1 회절판의 경우와 마찬가지로 상기 제2 물넘이관 의 상부에 설치되는 제2 메쉬(32b)를 더 포함하여도 좋다.

한편, 패킹층에 물을 직접 분사하기 위하여 상기 제1 회절판의 하부 및 상기 패킹층의 상부에 설치되고 상기 순환 파이프(15)로부터 공급되는 물을 상기 패킹층의 상부에 분사하기 위한 제3 물분사 파이프(16c)를 설치하여도 좋다. 물론, 이 패킹층에도 초음파 진동부를 설치하여 패킹층에 축적된 이물질을 미리 제거할 수도 있다.

이하 본 발명의 내용을 첨부된 도면을 참조로 하여 하기에 상세히 설명한다.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명

도 2는 본 발명에 따른 초음파 회절식 스크러버의 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 본체(10), 가스 유입구(11), 가스 배출구(12), 배수 파이프(13), 순환 펌프(14), 순환 파이프(15), 제1 물분사 파이프(16a), 제1 회절판(31a), 제1 물넘이관(33a)으로 이루어지는 기존의 회절식 스크러버에 초음파 발진부(50)와 초음파 진동부(51, 52, 53)가 추가로 설치되는 것이다. 본 명세서에서는 우선적으로 본 출원인의 선행출원인 회절식 스크러버에 대한 설명을 한 후, 추가적으로 초음파 발진부(50) 등의 구성에 대해 설명한다.

회절식 스크러버에 사용되는 물에 포함되어 있는 흡수액은 다양한 오염물질에 따라 이미 잘 알려진 흡수액 중 적절한 것을 선택하여 사용한다. 예를 들어 염화수소(HCl)가 섞여있는 유해가스(이하 본 명세서에서 "유해가스"는 유해가스, 악취가스 등을 모두 포함하는 것으로 한다)는 알칼리 흡수액으로 처리하는 세정탑에 의해 처리하도록 하며 그 반응식은 다음과 같다.

[화학식 1]

HCl + NaOH(흡수액) → NaCl + H₂O

본 발명에서 본체(10)는 통상적으로 F.R.P, 유리섬유(fiber-glass)를 주 보강재로 하며 불포화 폴리에스테르수지, 에폭시수지 등을 가공하여 강한 내식, 내열, 내구성을 갖도록 한다.

가수 유입구(11)에 유해가스를 흘려주기 위해 별도의 송풍기(도시되지 않음)를 사용하며 설비로서, 본 발명에서는 송풍기 이외에 풍량에 따라 블로어(blower)를 사용하거나, 시스템에 따라 I.D(Induced Draft) Fan System이나 F.D(Forced Draft) Fan System을 선정할 수 있다.

본 발명에서 패킹층(20)이란 유해가스와 흡수액을 포함한 물이 접촉하는 곳을 말한다. 가스 유입구(11)를 통해 본체(10) 내부로 유입되는 대부분의 유해가스를 흡수하는 것은 흡수액이므로 효율적인 흡수를 위해서는 유해가스와 흡수액을 포함한 물의 접촉면적을 크게 하여야 한다. 이 때 사용되는 것이 패킹(Packing)이며 이러한 패킹층은 종래 사용되고 있는 것으로서, 다양한 형태의 패킹 물질을 충진하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 대한민국특허 제519986호에 개시된 패킹 물질을 사용할 수 있다. 이러한 패킹 물질은 가격, 낮은 압력손실, 내부식성, 큰 비 표면 적, 구조적 강도, 무게 등을 고려하여 선택하게 된다. 충진고는 일반적으로 500 mm의 높이로 설치하며 스프레이 노즐과 충진층과의 거리는 일반적으로 500 mm 정도가 바람직하다.

본 발명에서는 위와 같은 패킹층(20)에서 제1 물분사 파이프(16a)로부터 공급되는 물과 유해가스가 접촉하게 되는 것 이외에도, 제1 회절판(31a)을 더 설치하여, 물과 유해가스의 접촉 효율을 증대시키고 있다.

제1 회절판(31a)은 도 3에 도시한 바와 같은 형태를 가지고 있다. 회절판에는 수 많은 돌출부(31')가 방사방향으로 형성되어 있으며, 도 2의 단면도에서와 같이 2개의 회절판을 소정의 간격을 두고 이격하여 사용한다. 이격하는 간격은 통상 1 cm 내지 5 cm 정도가 바람직하다. 회절판의 각 돌출부(31')에는 유해 가스가 흘러나오도록 구멍이 형성되어 있다. 이 구멍으로부터 유해 가스가 나오면서 구멍의 둘레 부분에 충돌하게 되고, 2개의 회절판 사이를 지나오면서 물과의 접촉 시간을 증대시킨다. 또한 일반적으로 오존은 물에 용해되어 있기는 하나 상기 회절판의 회절로 인하여 압력이 발생하게 되고 이로 인하여 오존의 용해도가 더욱 증가되어 오존 회수가 용이해지며 외부에 오존을 배출하지 않게 되는 것이다.

상기 회절판의 돌출부(31')를 확대하여 보기 위해 도 3의 E부분을 확대하여 도 4A 및 4B도에 도시하고 있다. 도 4A는 돌출부의 평면도이며, 도 4B는 정면도이다. 도 4B에서와 같이 각 돌출부에는 구멍이 형성되어 있어 이를 통해 유해 가스가 빠져나오도록 설계되어 있다. 2개의 회절판을 소정의 간격으로 형성한 제1 회절판은 이와 같은 각각의 돌출부를 통해 유해가스가 구멍을 통해 회절하기 때문에 물과 의 접촉 효율이 증대된다.

또한, 본 발명에서는 제1 회절판(31a)으로 빠져나오는 유해 가스와 접촉하는 물을 공급하는 제1 물분사 파이프(16a)를 제1 회절판의 상부에 설치한다. 또한 상기 제1 물분사 파이프(16a)에서 물이 분사되는 방향은 도 5에 도시된 바와 같이, 가로 직경을 기준으로 보았을 때 반대측 방향으로 향하도록 분사노즐(35)를 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 회절판 상부에서 기체의 흐름이 일정한 방향으로 회전하는 것과 같은 효과를 가져오기 때문에 물과 유해가스의 접촉 시간이 증대되어 정화 효율이 향상된다.

한편, 상기 제1 물분사 파이프로부터 물이 분사되어 상기 제1 회절판의 상부에 고이게 되면, 제1 물넘이관(33a)을 통해 본체 하부로 흘러 내려오게 된다. 본체 하부의 배수 파이프(13)를 통해 물이 배출되고 순환 펌프(14)에 의해 다시 물이 순환 파이프를 통해 물분사 파이프로 공급된다. 이 때, 순환 펌프의 전후에 여과 장치를 더 설치할 수도 있다. 또, 상기 제1 물넘이관(33a)의 상부에 제1 메쉬(32a)를 설치하여 여과 기능을 갖도록 할 수도 있다.

본 발명에 따른 회절식 스크러버는 상술한 제1 회절판(31a) 이외에, 제2 회절판(31b)을 더 설치하여 구성할 수 있다. 제2 회절판의 구체적인 형태나 구조는 제1 회절판과 동일하다. 다만, 상기 제1 물분사 파이프(16a)의 상부에 설치되며, 제2 물넘이관(33b)은 본체(10)의 양측으로 물이 흐르도록 구성되어 있다. 상기 제2 물넘이관(33b)의 양측 하부에는 수조(34)가 설치되어 있어, 이 수조(34)에 물이 차게 되면, 넘쳐 흘러 제1 회절판의 상부로 흐르게 된다. 또한, 제2 회절판의 상부에 는 제2 물분사 파이프(16b)가 설치되어 상기 제2 회절판의 상부로 물을 분사해 준다.

도 6은 제2 회절판이 설치되는 중심부를 확대하여 도시한 것으로서 도 2의 B부분을 확대하여 도시하고 있다. 도 6에서와 같이, 제2 물분사 파이프(16b)에서 분사된 물은 제2 회절판(31b)을 통해 회절하여 나오는 유해 가스와 효율적으로 접촉하게 되고, 시간이 갈수록 넘쳐 흐르게 되어 제2 물넘이관(33b)을 통해 본체 하부로 흐르게 된다. 또한, 상기 제1 물넘이관(33a)의 경우와 같이 제2 물넘이관(33b)의 상부에 제2 메쉬(32b)를 설치하여 여과 기능을 갖도록 할 수도 있다.

한편, 본 발명에서는 패킹층(20)의 상부에서 직접 물을 분사하여 분진과 같은 큰 입자가 패킹층에서 처리되도록 제3 물분사 파이프(16c)를 패킹층의 상부에 설치할 수도 있다.

이와 같이, 제2 회절판의 상부에서 물과 접촉되는 유해가스는 계속 상승하여 디미스터(40)와 접촉한다. 여기서, 액체 성분이 제거되며 이후 정화된 기체 가스는 가스 배출구(12)를 통해 외부로 배출된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 패킹층 이외에 회절판을 통해 회절하는 유해가스와 물분사 파이프를 통해 효율적으로 분사되는 물과의 접촉이 원활하게 이루어짐으로써 유해가스의 정화 효율을 증대시킨다.

이상에서 설명한 것은 초음파 진동을 스크러버 내에 적용하지 않은 순수한 회절식 스크러버에 대한 것이고, 이하에서 초음파 진동을 회절식 스크러버에 어떻게 적용한 것인지에 대하여 자세히 설명한다.

도 2에서와 같이, 초음파 발진기(50)가 장치 내부에 초음파 진동을 발생시키는 제1 내지 제3 진동부(51, 52, 53)와 전기적으로 연결되어 있다.

초음파 발진기(50)는 초음파 발진회로와 주파수 변조회로로 이루어지는데, 각 진동부에서 초음파 진동을 일으킬 수 있도록 한다. 각 진동부에서의 진동 주파수는 제거 대상 물질의 입자 크기에 따라 적절하게 적용해야 하며, 적절한 주파수는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 설정할 수 있는 것이므로 자세한 설명은 생략한다.

제1 진동부(51)는 장치의 외주를 따라 패킹층 내부를 향하도록 적절한 개수로 설치되며, 장치의 크기나 처리 용량에 따라 그 개수를 늘일 수도 있다. 도 7에서는 8개의 진동부를 사용한 경우를 나타내고 있다.

초음파 발진기(50)에서 발진된 초음파는 제1 진동부(51)를 통해 발진되며, 패킹층 내부로 흐르는 액체(처리액)와 패킹층(20) 내에 충진되어 있는 패킹 부재에 직접적으로 작용한다. 이와 같이 초음파가 액체를 자극하면 미세한 기포의 형성, 성장, 축소, 붕괴 등이 일어나는 캐비테이션(cavitation) 현상이 발생한다. 이와 같은 미세한 기포의 작용에 의해 패킹 부재 표면에 고착된 분진 등의 이물질이 탈리되고, 처리액에 의해 씻겨져 장치의 하부로 흘러내려간다. 따라서, 패킹층에 축적된 이물질에 의한 막힘 현상을 미연에 제거할 수 있으며, 처리 효율을 증대시킬 수 있다.

제2 진동부(52)는 제1 물넘이관(33a)의 내부에 설치된다. 도 8은 도 2의 C-C'선을 절단하여 본 단면도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제1 물넘이관(33a) 내부 단면 공간은 기체가 존재하고 있는 형태로서, 이 기체 상태에 물(처리액)을 분사하여 유해 가스와 물을 접촉시키는 과정에 초음파를 발사하여 물 분자와 기체 사이에 오존이 확장 충돌을 일으켜 탈취 효과를 증대시키고 오존이 물에 용해 및 산소로 환원되도록 하는 작용을 한다.

제2 진동부(52)는 제1 진동부(51)와 같이 적절한 개수를 적용할 수 있다. 한편, 제2 진동부(52)는 제1 진동부와는 달리 물넘이관 주변에 설치되어 내부로부터 외부 방향으로 초음파를 발생한다. 각 진동부에서 발사된 평면 음파가 넓은 평면 벽의 경계에 직각으로 발사되었을 때, 발사된 음파와 반사된 음파가 겹쳐져 진행하지 않는 음파로 공진이 발생하게 되면 진동폭이 최대로 되며, 반대로 소멸 간섭에 의해 진동폭이 작아질 수록 압력이 높아지는데, 이러한 작용으로 초음파가 강하게 작용하는 부위에 있는 이물질은 탈락, 분산, 요동 등의 작용이 일어난다. 특히, 하부의 패킹층 사이로 넘어온 이물질이 상부 회절판으로 이동하기 전에 2차적으로 걸러주는 작용을 한다.

제3 진동부(53)는 제2 회절판(31b)의 상부에 설치되며, 제1 진동부와 같이 장치의 외주 둘레에 적절한 개수로 설치된다.

제2 회절판(31b)의 상부는 액체가 존재하는 공간으로서, 회절하여 분사되는 물의 방향과 역방향으로 회절된 초음파를 발사하여, 기체와 액체가 서로 부딪히도록 하면서 유해가스 및 미세 분진과 반응하도록 한다.

액체 속에 초음파를 발생하게 되면, 앞서 설명한 바와 같이 캐비테이션 현상 이 일어난다. 이와 같은 캐비테이션 현상은 점 또는 구형 음원(source)의 경우 초음파에 의한 매질의 팽창과 압축이 반복되면서 소밀파가 발생하게 된다. 이 소밀파에 의해 진동하는 압력(에너지)의 증감이 발생하며, 이 현상을 통해 물속의 산소 및 오존을 확장, 압축, 진공화의 과정을 반복하도록 한다. 따라서, 가스 및 악취원을 물에 흡수하는 효율이 증대되고 오존에 의한 파괴력이 증대된다.

도 10은 본 발명에 따른 회절판을 구비한 스크러버에 오존 발생기 및 회수기를 설치한 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 10에 도시한 바와 같이, 송풍기(도시되지 않음)를 통해 본체(10) 내부로 유해 가스가 유입될 때, 오존을 본체 내부로 유입시켜 유해 가스의 정화 효율을 더 높일 수도 있다. 구체적으로, 상기 가스 유입구(11)에 오존 유입구(62)를 설치하여 오존 발생기(61)로부터 생성된 오존을 상기 본체(10) 내부로 공급시키고, 본체 내부에서 순환되어 가스 배출구(12)로 배출되기 전에 가스 배출구(12)의 하부에 오존 회수기(63)를 설치하여 오존이 외부로 배출되지 않도록 한다. 이 오존 회수기(63)에 별도의 오존 분해장치(도시되지 않음)을 설치하여 회수된 오존을 분해하여 외부로 배출시키거나, 다시 오존 유입구(11)로 순환하도록 구성할 수도 있다.

이 오존 공급 및 회수장치는 본 발명의 초음파 회절식 스크러버에 선택적으로 적용할 수 있다. 즉, 처리되는 현장에 따라서 필요에 따라 적용할 수 있다.

본 발명은 회절판을 이용하여 악취가스 또는 유해가스의 흐름과 물과의 접촉 을 원활하게 함으로써 정화 효율을 증대시키는 동시에 초음파를 장치의 각 부분에 적용하여 물과 악취가스의 접촉 효율 및 정화 효율을 더욱 증대시킨 초음파 회절식 스크러버를 제공하는 발명의 효과를 갖는다. 특히, 음식물처리장의 전처리 공정, 탈취 공정이나 축산폐수처리장의 탈취 공정에 적용하기에 적합하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (6)

1. 본체(10);

   유해가스가 송풍기의 작동에 의해 상기 본체 내부로 유입되고 상기 본체 하부에 형성된 가스 유입구(11);

   상기 유해가스와 흡수액을 포함한 물을 서로 접촉하게 하는 충전물로 채워진 패킹층(20);

   상기 물을 본체 하부에 연결되는 배수 파이프(13)를 통해 순환 파이프로 순환시키는 순환 펌프(14);

   상기 패킹층의 상부에 설치되고, 상기 유해가스가 빠져나오는 돌출부(31')가 방사방향으로 형성되어 있으며, 2개의 회절판이 소정의 간격을 두고 설치되는 제1 회절판(31a);

   상기 제1 회절판의 상부에 설치되고, 상기 순환 파이프(15)로부터 공급되는 물을 상기 제1 회절판의 상부로 분사시키기 위한 분사 노즐(35)이 형성되어 있는 제1 물분사 파이프(16a);

   상기 본체의 중심부에 설치되고 상기 제1 회절판의 상부에 고인 물이 본체 하부로 배수되기 위한 제1 물넘이관(33a);

   상기 충전층을 통과한 미스트를 분리시키며 가스 배출구(12)의 하부에 설치되는 디미스터(40); 및

   상기 패킹층의 내부 및 본체 외주면을 따라 설치되고, 초음파 발진기(50)와 전기적으로 연결된 복수개의 제1 진동부(51);

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 회절식 스크러버.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 물넘이관의 외주면을 따라 설치되고, 상기 초음파 발진기(50)와 전기적으로 연결된 복수개의 제2 진동부(52)를 더 포함하고, 상기 제2 진동부는 제1 물넘이관의 외주면에서 본체 방향으로 초음파를 발사하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 초음파 회절식 스크러버.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1 물분사 파이프(16a)의 상부에 설치되고 상기 유해가스가 빠져나오는 돌출부가 방사방향으로 형성되어 있으며, 2개의 회절판이 소정의 간격을 두고 설치되는 제2 회절판(31b);

   상기 제2 회절판의 상부에 설치되고, 상기 순환 파이프(15)로부터 공급되는 물을 상기 제2 회절판의 상부로 분사시키기 위한 분사 노즐이 형성되어 있는 제2 물분사 파이프(16b);

   상기 본체의 중심부에 설치되고 상기 제2 회절판의 상부에 고인 물이 본체 양측으로 배수되기 위한 제2 물넘이관(33b);

   상기 제2 물넘이관의 하부에 설치되고 상기 제2 물넘이관으로부터 흘러내려 오는 물을 임시로 저장하기 위한 수조(34); 및

   상기 제2 회절판(31)의 상부 및 본체 외주면을 따라 설치되고, 초음파 발진기(50)와 전기적으로 연결된 복수개의 제3 진동부(53);

   를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 회절식 스크러버.
4. 제1항 내지 제3항에 있어서, 상기 제1 회절판의 하부 및 상기 패킹층의 상부에 설치되고 상기 순환 파이프(15)로부터 공급되는 물을 상기 패킹층의 상부에 분사하기 위한 제3 물분사 파이프(16c)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 회절식 스크러버.
5. 제1항 내지 제3항에 있어서, 상기 가스 유입구(11)에 오존 발생기(61)로부터 생성된 오존을 상기 본체(10) 내부로 공급시키기 위한 오존 유입구(62)와 상기 가스 배출구(12)의 하부에서 상기 오존을 회수하기 위한 오존 회수기(63)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 회절식 스크러버.
6. 제4항에 있어서, 상기 가스 유입구(11)에 오존 발생기(61)로부터 생성된 오존을 상기 본체(10) 내부로 공급시키기 위한 오존 유입구(62)와 상기 가스 배출 구(12)의 하부에서 상기 오존을 회수하기 위한 오존 회수기(63)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 회절식 스크러버.

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