KR101214108B1 - 가스 여과 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예는 가스 여과 시스템에 관한 것으로, 이는 액체 여과 시스템과 가스 전달 시스템을 포함한다. 액체 여과 시스템은 서로 연결되면서 가스가 기포로 되게 하는 가스 세정용 액체를 수용한 다중 탱크를 구비한다. 가스를 전달하기 위해 파이프를 포함한 가스 전달 시스템은 탱크와 연결되어 있다. 탱크는 하나 이상의 펌프와 필터 및 가스 완충부를 보관하는 데에 사용되는 건조 탱크를 포함한다.

Description

가스 여과 시스템 {Gas filtration system}
본 발명의 일실시예는 가스 여과 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소각로, 정유공장, 유전, 고무 공장, 플라스틱 공장, 대형 선박, 화력 발전소 등과 같이 화석 연료를 태우는 설비로부터 방출되는 유해 가스를 세정하기 위해 상이한 양의 물을 수용하는 탱크들의 조합을 포함한 가스 여과 시스템에 관한 것이다.
전세계의 경제 및 산업의 급속한 발전으로 인하여, 온실 또는 유해 가스나 입자상 물질은 환경 속으로 더욱 방출되고 있다. 지구 대기에서 통상의 온실 또는 유해 가스는 이산화탄소, 이산화황, 메탄, 일산화질소, 오존 및 염화불화탄소(chlorofluorocarbons)를 포함한다. 이들 유해 가스의 방출은, 지구의 온도에 악영향을 끼치고 지구 온난화를 일으키는 여러 요인 중 하나인 온실 효과 또는 산성비와 같은 많은 문제점을 초래한다. 대기 오염의 결과로서, 이들 가스 방출물에서 오염을 줄이기 위해 상당한 노력이 이루어져 왔다.
수년에 걸쳐, 예컨대 배기 가스를 세정하는 것과 같이 가스를 여과하는 다수의 장치가 개발되었다. 하지만, 대부분의 장치는 복잡한 구조 때문에 장치의 비용을 증대시켰다. 더구나, 종래기술에 따라 가스를 세정하는 방법이 원하는 효율을 얻기 위해서는 때로는 복잡한 공정을 요구하였다. 가스를 세정하는 장치의 종래기술의 예들로는 아래와 같은 것들이 있다.
가스 흐름으로부터 산성물질의 불순물 또는 알칼리성의 불순물을 세정하는 장치가 토마스(Thomas)의 미국 특허 제6,893,484호에 게재되어 있다. 특히, 이 특허의 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 가스는 용기 내로 들어가서 용기의 하부에 위치된 다수의 튜브를 통과한다. 그 후에 가스는 튜브의 구멍으로부터 액상의 흡수제를 수용하는 밀봉된 공간으로 방출된다. 끝으로, 정화된 가스는 금속망을 통과하여 용기 밖으로 방출된다.
가스를 세정하는 다른 방법은 트리벳(Trivett)의 미국 특허 제7,056,367호에 게재되어 있다. 이 특허는 가스를 세정하는 방법을 게재하고 있는데, 즉 가스는 액체 탱크로 밀려들어가 세정용 액체를 통과해 흐르게 된다. 그 후에 가스는 혼합 날개를 통해 역방향으로 흐르게 됨으로써, 작은 기포들을 생성시켜 세정액과 가스 오염물질의 상호작용을 증대시키게 된다.
또한, 루브(Lube)의 미국 특허 제4,212,656호에 기술된 바와 같이, 연기(Smoke) 세정 시스템은 연기의 세정을 증진시키도록 물의 분무를 포함하고 있다. 이러한 구조에서, 연기는 여러 체임버를 통과하여 물의 분무와 충분히 접촉하게 된다. 그 후에 세정된 연기는 용기로부터 방출된다. 최대 효율을 달성하기 위해, 이 특허는 팬 스프레이(Fan Spray) 형태의 여러 노즐을 구비하여 물이 연기와 효과적으로 접촉하게 한다. 이 구조는 필연적으로 연기 세정 시스템을 제조하는 비용을 증대시키고, 각 용기의 내부에 배치된 노즐을 유지보수하기가 어렵다는 단점이 있다.
이에 더하여 종래에는 유사한 주제로 더 많은 개발이 있어 왔다.
본 발명의 일실시예에 따른 가스 여과 시스템은 액체 여과 시스템과 가스 전달 시스템을 포함한다. 액체 여과 시스템은 서로 연결되면서 액체를 수용하는 다중 탱크를 구비한다. 가스를 전달하기 위해 파이프를 포함한 가스 전달 시스템은 탱크와 연결되어 있다. 액체 여과 시스템의 탱크는 액체가 없는 적어도 하나의 탱크를 포함한다. 이 탱크, 즉 건조 탱크는 건식 여과를 위해 사용될 수 있는데, 어떤 경우에는 가스가 가스 여과 시스템으로 흘러가도록 밀어보내는 펌프를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 가스를 여과 또는 정화하기 위해 상이한 양의 물을 수용하는 탱크들을 조합하는 것을 특징으로 한다. 이는 본 발명의 중요한 특징이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가스 여과 시스템의 외부 프레임을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가스 여과 시스템의 가스 전달 시스템을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가스 여과 시스템의 내부 프레임을 펼쳐서 도시한 개략 사시도이다.
도 4는 서로 파이프로 연결된 2개의 탱크와, 가스 여과 시스템의 가스 포집 공정을 도시한 개략 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 적층 여과 시스템을 도시한 개략 사시도이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가스 여과 시스템의 외부 프레임을 도시한 사시도이다. 가스 여과 시스템(10)은 다수의 탱크(30)를 포함한다. 적어도 일실시예에서, 하나의 탱크는 액체 여과에 사용되지 않으며, 가스의 건식 여과에 사용되는 다수의 적층 필터를 포함하고 있다. 이 실시예에서, 탱크(30)에 수용되는 바람직한 액체는 물이다. 하지만, 가스 여과 시스템(10)에 사용된 액체는 물에 한정되지 않는다. 동일한 기능을 이룰 수 있는 다른 임의의 성분이 가스 여과 시스템(10)에 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 여과 공정의 마지막 단계는 세정된 또는 습식 여과된 가스가 건식 필터의 층들을 통과하는 것으로서, 이 건식 필터는 활성탄을 수용하고 있는 마이크로 입자 필터를 구비한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 필터는 탱크 내에 구비되어 가스가 여러 층의 여과를 거치게 한다.
각 탱크(30)는 대체로 직육면체 또는 정육면체의 형상으로 형성된다. 다수의 탱크가 함께 조립되어 전면(前面: 24)과 상부면(22)을 형성한다. 도 1에 도시된 특정한 실시예에서, 8개의 탱크가 두 줄로 배치되며 서로 인접해 있다. 또한, 도 1에 도시된 특정한 실시예에 따르면, 액체를 수용하는 각 탱크(30)는, 각 탱크(30)의 액체 레벨을 관찰하고 액체를 추가하기 위한 적절한 타이밍을 표시하기 위해 탱크(30)의 전면(24)에 투명하면서 가늘고 긴 절개부(26)를 구비한다. 필터 또는 액체의 포집을 감시하는 관측장치(28)가 탱크(30)의 외부에, 통상 탱크(30)의 전면(24)에 위치되어 있다. 관측장치(28)의 본체는 투명한 플라스틱으로 만들어질 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 관측장치를 통해 사용자는 액체의 색깔이 변하는 것을 관찰하여 탱크에 사용된 액체의 교체가 필요한 타이밍을 결정할 수 있다.
각 탱크로 가스를 전달하기 위해, 다수의 펌프, 예컨대 가스 펌프(14a, 14b)와 액체 펌프(16)가 구비되는데, 이 실시예에서는 본질적으로 가스의 여과에 사용되지 않는 하나 이상의 탱크에 위치된다. 또, 도 1에 도시된 실시예에서, 가스 펌프(14a, 14b)와 액체 펌프(16)는 공간 절약을 위해 동일한 탱크에 위치되는 것이 좋다. 펌프들(14a, 14b, 16)을 제어하는 제어박스(36)는 하나의 탱크의 전면에 구비된다.
다수의 액체 전달 파이프(12)가 액체를 수용하도록 된 각 탱크에 연결되어 있다. 이 액체 전달 파이프(12)는 각 탱크에서 액체 입구(34)와 액체 출구(32)를 형성하는 다중 분할부를 갖춘다. 예컨대, 가스 여과 시스템(10)에 사용되는 액체는 액체원 입력부(38)로부터 유입되고, 액체 전달 파이프(12)에 의해 액체 입구(34)를 거쳐 각 탱크로 전달된다. 도 1의 특정한 실시예에서, 액체 입구(34)는 전면(24)의 상부에서 각 탱크(30)에 연결되도록 배치되어 있다. 가스 여과 시스템(10)에 사용된 액체는 가스의 여과 공정이 끝나면 액체 출구(32)로부터 나오게 된다. 액체 출구(32)는 탱크로부터 사용된 액체를 방출하도록 되어 있다. 액체원 입력부(38)는 액체 전달 파이프(12)와 연결되어 있다. 액체 출구(32)는 액체를 수용하는 데에 사용되는 각 탱크(30)에 구비되어, 사용된 액체가 각 탱크(30)로부터 개별적으로 방출될 수 있다. 예컨대 액체 펌프(16)는 액체원 입력부(38)로부터 탱크로 액체를 밀어보내도록 탱크(30)에 위치된다.
일정 시간 동안 가스 여과 시스템을 사용한 후에는 오염물질이 탱크(30) 내에 남아 있게 된다. 이들 오염물질을 청소하기 위해, 호스가 각 탱크(30)의 전면(24)에 형성된 호스 플러그(80)에 연결되어 사용될 수 있다.
액체 전달 시스템의 작동시, 여과를 위해 가스 여과 시스템에 사용되는 액체, 예컨대 물은 액체 펌프(16)에 의해 액체원 입력부(38)로부터 액체 전달 파이프(12)를 따라 탱크(30)로 전달되게 된다. 가스 펌프(14a, 14b)는 가스를 강제로 내보낸다.
도 2는 가스 여과 시스템의 가스 전달 시스템을 도시한 사시도이다. 다수의 탱크(30)는, 다수의 가스 전달 파이프(52)를 포함하는 가스 전달 시스템(50)에 의해 연결되어 있다. 도 2의 실시예에 따르면, 가스 전달 시스템(50)은 하나의 탱크로부터 다른 탱크로 가스를 전달하는 가스 전달 파이프(52a, 52b,...52i: 도 3 참조)를 포함한다. 바람직한 실시예에서 가스 전달 파이프의 재질은 스테인리스강이다. 다른 실시예에서, 각 가스 전달 파이프(52)는 탱크(30)에 장착되며, 탱크(30)의 상부면(22)으로부터 돌출되어 있다. 돌출하는 가스 전달 파이프의 위치가 상부면(22)으로 될 필요는 없으나, 통상 탱크의 상부면에 가까울수록 짧은 시간 내에 가스를 가능한 많이 방출하기에 효율적이다. 가스의 전체 여과 공정은 대략 10초 동안 지속된다.
가스 전달 파이프(52)의 상세한 구조는 탱크(30)에서의 가스 포집 공정을 도시한 도 3을 참조로 하여 설명될 것이다. 탱크(30)의 상부면(22)에서, 가스 인입구(54)는 여과용 탱크(30)로 가스를 주입하기 위해 하나의 탱크(30)에 연결되어 있다. 또, 가스 방출구(56)는 탱크(30)의 상부면(22)에 장착되어 가스 여과 시스템(10)에 의해 이미 세정된 가스를 방출하게 된다. 다른 실시예에서, 가스 방출구(56)는 가스의 여과 공정(가스의 여과 공정은 도 3을 참조로 하여 설명됨)의 마지막 단계를 위해 적층 필터를 수용한 탱크(30)의 상부면(22)에 장착되는 것이 좋다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가스 여과 시스템의 내부 프레임을 펼쳐서 도시한 개략 사시도이다. 탱크들(30a, 30b,...30g)을 포함하는 탱크(30)는 가스 전달 시스템, 예컨대 다수의 가스 전달 파이프(52a, 52b,...52i)에 의해 함께 연결된다. 가스 여과 시스템(10)은 액체 여과를 위한 일부 탱크와 적층 여과를 위한 적어도 하나의 탱크를 포함한다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 탱크들(30a, 30b, 30d, 30e, 30f)은 가스를 여과 또는 정화하기 위한 예정된 양의 액체를 수용하고 있다. 탱크(30g)는 탱크(30f)에 연결되면서 다수의 적층 필터(72: 도 5에도 도시됨)를 수용하고 있다.
특히 가스 여과 시스템(10)의 탱크들(30a, 30b,...30g)은 서로 인접하게 위치되고 함께 조립된다. 도 3에 도시된 특정한 실시예에서, 각 탱크(30a, 30b,...30g)는 24 인치 × 24 인치 × 60 인치의 크기를 갖는다. 탱크(30)의 크기는 도 3에 도시된 것에 한정되지 않는다.
각 탱크(30a, 30b,...30f)에 수용되는 액체의 양은 가스 펌프(14a, 14b)의 파워(Power)에 기초하여 결정된다. 각 탱크(30a, 30b,...30f)는 액체의 양과 관련된 액체 레벨을 갖는다. 액체 레벨의 높이도 도시된 실시예에 한정되지 않으며, 액체 레벨은 액체의 양에 따라 조절할 수 있다. 도 1 내지 도 3에 도시된 특정한 실시예에서, 각 에어 펌프 모터의 파워는 230 V, 4 hp, 3451 rpm, 18 A이다.
원하는 효율을 얻기 위해서, 탱크들(30a, 30b,...30f)의 액체 레벨 즉 액체의 양은 실제 예로서 아래와 같이 된다.
제1탱크(30a)는 36 인치 높이(89.9 갤런)의 액체를 수용한다.
제2탱크(30b)는 16 인치 높이(39.9 갤런)의 액체를 수용한다.
제3탱크(30c)는 여과를 위한 액체를 수용하지 않는다.
제4탱크(30d)는 39 인치 높이(97.2 갤런)의 액체를 수용한다.
제5탱크(30e)는 24 인치 높이(59.8 갤런)의 액체를 수용한다.
제6탱크(30f)는 39 인치 높이(97.2 갤런)의 액체를 수용한다.
액체 레벨은 전체 액체 탱크를 2개의 공간, 즉 액체가 없는 상부 공간과 액체를 가진 하부 공간으로 나누도록 액체 표면을 형성한다. 도 3에 도시된 특정한 실시예에서, 예컨대 탱크(30a)에서는 액체 표면(64)이 탱크(30a)를 액체가 없는 상부 공간(66)과 액체를 가진 하부 공간(68)으로 나눈다.
도 3도 탱크(30)가 가스 전달 파이프(52) 또는 가스 펌프(14a, 14b)를 매개로 하여 서로 연결된 것을 나타내고 있다. 탱크(30)의 연결 방식으로 인하여, 가스 전달 파이프는 두 가지 유형을 갖는다. 특히 가스 전달 파이프(52a, 52b, 52d, 52e, 52g, 52h)는, 탱크(30)의 상부면(22)에 장착되면서 각 탱크, 예컨대 탱크(30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 30g)에 연결되어 가스를 각 탱크로 전달하는 제1형 가스 전달 파이프이다. 가스 전달 파이프(52c, 52f)는 각 탱크, 예컨대 탱크(30b, 30d)의 상부면(22)에 장착되는 제2형 가스 전달 파이프로서, 제2형 가스 전달 파이프는 각 탱크에 직접 연결되기보다는 가스 펌프에 연결된다.
각 제1형 가스 전달 파이프는 3개의 부분, 즉 상부(74)와 중간부(72) 및 하부(70)를 갖추고 있다. 제1형 가스 전달 파이프는 탱크의 외부에 위치되고, 서로 연결되는 두 탱크에 각각 장착되는 2개의 단부(76, 78)를 갖추고 있다. 이 특정한 실시예에서, 탱크(30a)에 장착된 제1단부(76)와 탱크(30b)에 장착된 제2단부(78)는 두 탱크(30a, 30b)를 함께 연결하여 가스가 상부(74)를 통해 중간부(72)로 전달된다. 중간부(72)와 하부(70) 모두는 각 탱크(30)에 위치된다. 중간부(72)는 대체로 곧게 형성되며 탱크(30)의 전면(24)을 따라 수직으로 연장한다. 중간부에 연결된 하부(70)는 만곡되며 대체로 탱크(30)의 하부 공간(68)을 차지한다. 다른 실시예에서, 제1형 가스 전달 파이프의 하부(70)는 예컨대 폐쇄된 M자 형상으로 수평하게 만곡되어, 가스의 기포를 액체 속으로 방출하는 바람직한 효율을 달성하게 된다.
가스 전달 파이프(52i)는 제1형 가스 전달 파이프 중 하나이고, 상부(74) 및 중간부(72)를 갖추고 있다. 가스 전달 파이프(52i)는 탱크(30f)의 상부면(22)에 장착되며, 가스를 정화하는 적층 필터(18)를 수용한 탱크(30g)에 상부(74)를 매개로 하여 연결된다. 가스 전달 파이프(52i)와 다른 가스 전달 파이프(52a, 52b, 52d, 52e, 52g, 52h) 사이의 차이점은 하부(70i) 즉 T자 형상부가 적어도 하나의 가스 방출용 배출구(78)를 구비한다는 것이다. 다른 실시예에서, 하부(70i)는 도 5에 도시된 바와 같이 2개의 배출구(78a, 78b)를 가질 수 있다.
도 3을 참조로 하여, 물 또는 습식 여과와 건식 섬유 여과를 포함하는 상세한 여과 공정이 아래에 설명된다.
제1가스 펌프(14a)는 제1탱크(30a)의 상부면(22)에 장착된 가스 인입구(54)를 통하여 가스를 제1탱크(30a) 내로 밀어보낸다. 가스 인입구(54)는 제1가스 전달 파이프(52a)에 연결되어 있다.
가스는 가스 인입구(54)로부터 유입되고, 이어서 제1탱크(30a)의 제1가스 전달 파이프(52a)로 보내어진다. 특히, 가스는 제1가스 전달 파이프(52a)의 중간부(72)를 통해 제1가스 전달 파이프(52a)의 하부(70) 쪽을 향해 아래로 보내어지며, 나아가 제1탱크(30a)의 하부 공간(68)으로 방출되게 된다.
본 발명의 일실시예에서, 가스 전달 파이프(52)의 하부(70)는 가스 전달 파이프(52)의 밖으로 가스를 방출하는 다수의 작은 구멍(40)을 구비한다. 각 구멍(40)은 예정된 지름, 예컨대 3/16 인치의 지름을 가져 바람직한 가스와 액체의 상호작용을 일으키되, 의도된 습식 여과를 어긋나게 하는 흐름 저항을 제공하지는 않는다.
가스가 구멍(40)을 통해 방출될 때 자연적으로 버블 효과(즉 거품)를 창출한다. 이는 각 기포에 잡힌 가스의 표면적을 확장하는 데 도움이 되어, 물이 가스와 충분히 상호작용하게 한다. 첫 번째 여과 후 기포(가스)는 액체 레벨에 의해 형성되는 액체 표면(64)으로 떠오르고, 가스는 제1탱크(30a)의 상부 공간(66)으로 방출되며, 그 후에 제2탱크(30b)로 보내어진다.
제1탱크(30a)에서의 첫 번째 여과 후에 가스는 제2탱크(30b)의 상부면(22)에 장착된 제2가스 전달 파이프(52b)로 이송된다. 가스는 제2가스 전달 파이프(52b)의 중간부(72)를 통해 제2탱크(30b)의 하부 공간(68) 쪽을 향해 아래로 보내어진다. 그 후에, 가스는 제2가스 전달 파이프(52b)의 하부(70)로 보내어지며, 작은 구멍(40)을 통해 방출되게 된다. 첫 번째 여과와 유사하게, 가스는 작은 구멍(40)을 통해 밖으로 방출되도록 되어 있기 때문에, 자연적으로 다른 버블 효과를 창출하여 각 기포에 잡힌 가스의 표면적을 최대화시킴으로써, 액체가 가스와 충분히 상호작용하게 하면서 원하는 여과를 이루게 된다. 두 번째 여과 후 기포(가스)는 액체 표면(64)으로 떠올라 가스가 제2탱크(30b)의 상부 공간(66)에 모이게 되며, 그 후에 제3탱크(30c)로 이송된다.
다음으로, 제2탱크(30b)로부터 여과된 가스는 가스 펌프(14a)에 연결된 제3가스 전달 파이프(52c)로 보내어진다. 가스는 가스 펌프(14a)에 의해 제4가스 전달 파이프(52d)를 거쳐 제3탱크(30c)로 이송된다.
가스는 가스 펌프(14a) 그리고 가스 펌프(14b)에 의해 제3탱크(30c)의 상부면(22)에 장착된 제4가스 전달 파이프(52d)로 보내어진다. 가스는 제4가스 전달 파이프(52d)의 중간부(72)를 통해 제3탱크(30c)의 하부 공간(68) 쪽을 향해 아래로 보내어진다. 그 후에, 가스는 제4가스 전달 파이프(52d)의 하부(70)로 보내어지며, 작은 구멍(40)을 통해 방출되게 된다. 제3탱크(30c)는 가스의 여과를 위한 액체를 수용하고 있지 않다. 제3탱크(30c)는, 제1 및 제2 가스 펌프(14a, 14b)가 가스를 원활히 다음의 여과용 탱크로 이동시키는 것을 돕는 가스 완충부로 사용된다. 그 후에, 제3탱크(30c)에 있는 여과된 가스는 제4탱크(30d)로 이송된다.
제3탱크(30c)를 통과한 후에 가스는 제4탱크(30d)의 상부면(22)에 장착된 제5가스 전달 파이프(52e)로 보내어진다. 가스는 제5가스 전달 파이프(52e)의 중간부(72)를 통해 제4탱크(30d)의 하부 공간(68) 쪽을 향해 아래로 보내어진다. 그 후에, 가스는 제5가스 전달 파이프(52e)의 하부(70)로 보내어지며, 작은 구멍(40)을 통해 방출되어 전술한 버블 효과를 창출하게 된다. 세 번째의 여과 후 기포(가스)는 액체 표면(64)으로 떠오르고, 가스는 제4탱크(30d)의 상부 공간(66)으로 방출되어 그 후에 모이게 되면서 제5탱크(30e)로 이송된다.
다음으로, 제4탱크(30d)로부터 나온 가스는 가스 펌프(14b)에 연결된 제6가스 전달 파이프(52f)로 보내어져서, 가스는 가스 펌프(14a, 14b)에 의해 제7가스 전달 파이프(52g)를 거쳐 제5탱크(30e)로 이송된다.
가스는 가스 펌프(14a, 14b)에 의해 제5탱크(30e)의 상부면(22)에 장착된 제7가스 전달 파이프(52g)로 전달된다. 가스는 제7가스 전달 파이프(52g)의 중간부(72)를 통해 제7가스 전달 파이프(52g)를 따라 제5탱크(30e)의 하부 공간(68) 쪽을 향해 아래로 보내어진다. 그 후에, 가스는 제7가스 전달 파이프(52g)의 하부(70)로 보내어지며, 작은 구멍(40)을 통해 방출되게 된다. 네 번째의 여과 후 기포(가스)는 액체 표면(64)으로 떠오르고, 가스는 제5탱크(30e)의 상부 공간(66)으로 방출되어 그 후에 제6탱크(30f)로 이송된다.
가스는 제6탱크(30f)의 상부면(22)에 장착된 제8가스 전달 파이프(52h)로 보내어진다. 가스는 제8가스 전달 파이프(52h)의 중간부(72)를 통해 제8가스 전달 파이프(52h)의 하부(70)를 따라 제6탱크(30f)의 하부 공간(68) 쪽을 향해 아래로 당겨진다. 그 후에, 가스는 제8가스 전달 파이프(52h)의 하부(70)로 보내어지며, 작은 구멍(40)을 통해 방출되게 된다. 다섯 번째의 여과 후 기포(가스)는 액체 표면(64)으로 떠오르고, 가스는 제6탱크(30f)의 상부 공간(66)으로 방출되어 그 후에 제7탱크(30g)로 이송된다.
특정한 실시예에서는, 제6탱크(30f)의 다섯 번째 여과에서 가스가 물의 여과를 통해 완전히 습식 여과되게 된다.
세정된 가스는 제7탱크(30g)의 상부면(22)에 장착된 제9가스 전달 파이프(52i)로 보내어진다. 도 3에 도시된 실시예에서, 제7탱크(30g)는 최종 필터 탱크로 작용한다. 최종 필터 탱크는 다른 탱크들(30a, 30b,...30f)과 같은 크기를 가질 수 있다. 세정된 가스는 제9가스 전달 파이프(52i)의 중간부(72)를 통해 제9가스 전달 파이프(52i)를 따라 탱크(30g)의 하부 공간(68i) 쪽을 향해 아래로 보내어진다. 제9가스 전달 파이프(52i)는 탱크(30g)의 하부 공간(68i)으로 가스를 방출하기 위해 2개의 배출구(78a, 78b)를 갖춘 T자 형상의 하부(70i)를 구비한다. 하부 공간(68i)은 적층 필터(18)에 의해 형성된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 적층 필터(18)는 탱크(30g)를 여러 공간으로 분배하고, 가스는 배출구(78a, 78b)에서 하부 공간(68i)으로 방출된다. 세정된 가스는 여러 층, 예컨대 5개 층의 적층 필터(18)를 통하여 아래에서 위로 향해 보내어지게 된다.
여과를 위한 각 적층 필터(18)는 중간에 활성탄을 가진 마이크로 입자 필터를 구비한다. 활성탄은 냄새를 중화 또는 제거할 수 있으며, 마이크로 입자 필터는 여과의 추가 수단으로 사용된다. 적층 필터의 여과 후, 세정된 가스는 최종적으로 탱크(30g)의 상부면(22)에 장착된 가스 방출구(56)를 통해 대기로 방출되게 된다.
이러한 습식 여과는 5단의 여과를 통해 가스의 대부분의 오염물질을 여과해 내기 때문에, 적층 필터를 장기간 동안 사용할 수 있으며 예컨대 수개월마다 교체하는 정도이다.
도 4는 전술된 실시예에 따른 2개의 탱크와, 가스 여과 시스템의 가스 포집 공정을 개략적으로 나타내고 있다.
도 4는 가스 포집 공정을 간단히 도시하기 위해 2개의 가스 전달 파이프(52)에서 중간부 및 하부만 도시하고 있다. 기본적으로, 도 3을 참조로 하여 전술한 바와 같이, 가스는 가스 전달 파이프(52)를 통해 탱크로 보내어지며, 작은 구멍(40)을 통해 방출되게 된다. 형성된 기포는 인접한 가스 전달 파이프 또는 파이프 출구(도 4 참조)를 통해 나오게 된다. 작은 구멍(40)은 제1형 및 제2형 가스 전달 파이프(52)의 하부(70)에서 균일하게 분포되어 있다. 특히, 특정한 실시예에서 구멍들은 1 인치 정도의 예정된 거리만큼 서로 이격되어 있다.
도 5는 본 발명에 따른 가스 탱크의 내부 프레임을 도시하고 있다. 가스 탱크(30g)는 다른 탱크들과 같은 크기를 갖는다. 가스 전달 파이프(52i)는 가스 탱크(30g)의 내부에 위치되어, 가스를 가스 탱크(30g)의 하부로 전달한다. 가스 전달 파이프(52i)는 모든 적층 필터를 관통하여 위치되며, 가스 전달 파이프(52i)의 하부는 최하층의 필터 아래에 위치되어, 가스는 최하층의 필터에서 최상층의 필터로 여과되고 가스 탱크(30g)의 밖으로 방출된다.
각 적층 필터(18)는 가스 탱크(30g)에 위치되며, 예컨대 9 인치의 예정된 거리만큼 서로 이격되어 있다. 예를 들어, 제1층은 가스 탱크(30g)의 바닥면으로부터 48 인치만큼 이격되어 있으며, 제2층은 가스 탱크(30g)의 바닥면으로부터 39 인치만큼 이격되어 있고, 제3층은 가스 탱크(30g)의 바닥면으로부터 30 인치만큼 이격되어 있으며, 제4층은 가스 탱크(30g)의 바닥면으로부터 21 인치만큼 이격되어 있고, 제5층은 가스 탱크(30g)의 바닥면으로부터 11 인치만큼 이격되어 있다.
액체 여과 및 적층 여과의 공정 후에 여과를 위해 사용된 액체는 액체 전달 파이프(12)에 의해 다음 여과를 위하여 탱크(30)로 되돌려 보내어진다. 여과액으로 사용된 예컨대 물과 같은 액체는 깨끗한 물로 쉽게 교체될 수 있어 가스 여과 시스템이 영구적인 수명을 갖고 지속적으로 사용될 수 있게 한다.
예컨대 교체될 필요가 있을 때, 사용된 물은 가스 여과 시스템으로부터 수집될 수 있다. 사용되어 수집된 물을 잔디밭에서 시험한 결과에 따르면, 잔디에 주목할 만한 어떠한 열화(劣化)도 없었다. 수집된 폐수는 예컨대 잔디에 뿌리거나, 정화조 등으로 보내면 된다.
전술된 바와 같이 적층 필터, 예컨대 마이크로 입자 필터는, 이 마이크로 입자 필터가 전체 여과 공정 중 마지막 단계에서 사용되기 때문에 수개월 단위로 쉽게 교체될 수 있으며, 건식 여과 단계에 도달하기 전에 액체가 대부분의 유해한 오염물질을 여과해 내기 때문에 장기간 동안 지속될 것이다.
원하는 결과를 이루기 위해, 각 탱크에는 예정된 양의 물을 조합하는 것이 필요하다. 더욱이, 이러한 원하는 조합에서 각 구멍의 크기는 전술된 바와 같이 3/16 인치이다.
당업자는 본 발명이 전술한 모든 목적을 달성함을 용이하게 알 수 있다. 명세서의 설명으로부터 당업자는 본 발명의 폭넓은 기술들이 다양한 변형, 등가물의 대체, 다양한 형태로 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호 범주는 이하의 청구범위 및 그 등가물에 포함된 정의에 의해 한정되게 된다.

Claims (17)

  1. 상호 연결된 다중 탱크를 구비한 액체 여과 시스템과,
    상기 탱크들 사이에서 가스를 전달하기 위해 상기 탱크와 연결된 가스 전달 시스템을 포함하되,
    상기 가스 전달 시스템은 상기 가스를 전달하는 다수의 파이프를 구비하고,
    상기 파이프는,
    상기 각 탱크의 상부면에 장착되고 인접한 탱크로 연장된 제1형 가스 전달 파이프와,
    상기 가스를 전달하기 위해 상기 각 탱크의 상부면에 장착되고 상기 탱크 내로 또는 밖으로 상기 가스를 밀어보내는 펌프에 연결된 제2형 가스 전달 파이프를 포함하는 가스 여과 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탱크 각각에 가스 정화를 위하여 수용되는 액체의 양은 상기 펌프의 파워에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 가스 여과 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액체 여과 시스템의 탱크는, 상기 액체를 수용하는 상기 탱크들 사이에 연결되면서 액체를 수용하지 않는 건조 탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 여과 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 각 제1형 가스 전달 파이프는,
    상기 탱크의 하부 공간에 연장되어 있고 상기 가스를 방출하기 위한 다수의 구멍을 갖춘 하부와,
    상기 하부에 연속하여 연장된 상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 여과 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    다수의 건식 필터를 구비하면서 상기 액체 여과 시스템의 탱크들 중 하나에 연결되는 적층 여과 시스템을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 여과 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가스 전달 시스템은, 상기 가스를 전달하기 위해 상기 각 탱크의 상부면에 장착되어 상기 건식 필터를 관통하는 제3형 가스 전달 파이프를 추가로 포함하되,
    상기 제3형 가스 전달 파이프는 상기 탱크의 하부 공간에 위치된 T자 형상부를 구비하면서 상기 가스를 방출하는 2개의 배출구를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 여과 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 각 제1형 가스 전달 파이프의 하부는 폐쇄된 M자 형상을 형성하고,
    상기 파이프의 전체 길이를 따라 구멍들이 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 여과 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구멍은 상기 제1형 가스 전달 파이프 주위에 1 인치의 거리로 서로 이격되어 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 여과 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 각 구멍의 지름은 1 인치의 3/16인 것을 특징으로 하는 가스 여과 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 액체는 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 여과 시스템.
  12. 가스를 세정하기 위해 액체를 수용하는 다중 탱크로 파이프를 통해 가스를 통과시키는 단계,
    상기 액체로 M자 형상의 파이프를 따라 분포된 다수의 구멍을 통해 기포 형상으로 가스를 통과시키는 단계,
    상기 탱크로부터 위로 가스를 통과시킨 후 상기 각 파이프를 통해 인접한 탱크 쪽을 향해 아래로 가스를 통과시키는 단계, 및
    상기 탱크로부터 가스를 방출하는 단계를 포함하되,
    상기 파이프는,
    상기 각 탱크의 상부면에 장착되고 인접한 탱크로 연장된 제1형 가스 전달 파이프와,
    상기 가스를 전달하기 위해 상기 각 탱크의 상부면에 장착되고 상기 탱크 내로 또는 밖으로 상기 가스를 밀어보내는 펌프에 연결된 제2형 가스 전달 파이프를 포함하는 가스 여과 시스템의 가스 여과 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 다중 탱크로 파이프를 통해 가스를 통과시키는 단계에서, 상기 탱크는, 압력을 해제하고 상기 가스가 인접한 탱크로 원활히 이동할 수 있도록 액체가 없는 건조 탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 여과 시스템의 가스 여과 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 가스를 방출하는 단계 전에, 액체가 없는 건조 탱크로 상기 가스를 통과시키고 상기 건조 탱크에 구비된 적층 필터를 통해 상기 가스를 밀어보내는 것을 특징으로 하는 가스 여과 시스템의 가스 여과 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 액체는 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 여과 시스템의 가스 여과 방법.
  16. 삭제
  17. 제12항에 있어서,
    상기 각 제1형 가스 전달 파이프는,
    상기 탱크의 하부 공간에 연장되어 있고 상기 가스를 방출하기 위한 다수의 구멍을 갖춘 하부와,
    상기 하부에 연속하여 연장된 상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 여과 시스템의 가스 여과 방법.

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