KR101732702B1 - 배기가스 오염물질 저감장치 - Google Patents
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Abstract
배기가스에 함유된 오염물질을 용이하게 포집할 수 있는 배기가스 오염물질 저감장치가 제공된다. 배기가스 오염물질 저감장치는, 배기가스가 유동하는 유동라인, 및 유동라인에 음파를 제공하여, 배기가스에 함유된 오염물질 입자를 가진하고 오염물질 입자를 충돌시켜 응집시키는 음파가진부를 포함한다.
Description
본 발명은 배기가스 오염물질 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기가스에 함유된 오염물질을 용이하게 포집할 수 있는 배기가스 오염물질 저감장치에 관한 것이다.
일반적으로 엔진은 화석연료를 연소하여 동력을 생성한다. 동력을 필요로 하는 각종 장치나 시설물에 엔진이 설치되어 있다. 엔진은 내부에서 연료를 연소시켜 구동력을 얻는 내연기관으로 연소과정에서 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 등의 여러 가지 유해물질을 생성한다. 배기가스에는 이러한 유해물질이 함유되어 있어 그대로 배출할 경우 매우 위험하다.
따라서, 각종 장치나 시설물에 배기가스를 처리하기 위한 처리설비가 함께 적용된다. 대기오염에 대한 환경규제가 강화되고 대기 중 오염물질의 배출 허용기준도 높아지고 있어 규제를 만족시키기 위한 다양한 방식의 처리장치가 적용되고 있다. 예를 들어, 필터를 이용하여 오염물질을 걸러내거나, 전기력으로 집진하거나, 수중에 용해시켜 처리하는 등의 다양한 처리방식이 적용되고 있다.
그러나 필터 등 여과재를 이용하는 경우, 오염물질에 따라 서로 다른 종류의 필터를 적용하여야만 하거나, 오염물질의 크기가 너무 작은 경우에는 처리효율이 크게 저하되는 문제가 있었다. 또한, 전기력을 이용하는 경우에는, 미세입자 처리가 가능하나 전력의 과소비로 인해 경제적인 부담이 크고 전력대비 처리효율이 만족스럽지 못한 문제가 있었다. 또한, 오염물질을 수중에 용해시키는 경우 처리단계가 증가하고, 별도의 화학물질을 사용해야 하는 등 처리과정이 복잡해지는 문제점 등이 있어 보다 개선된 기술의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 배기가스에 함유된 오염물질을 용이하게 포집할 수 있는 배기가스 오염물질 저감장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 배기가스 오염물질 저감장치는, 배기가스가 유동하는 유동라인; 및 상기 유동라인에 음파를 제공하여, 상기 배기가스에 함유된 오염물질 입자를 가진하고 상기 오염물질 입자를 충돌시켜 응집시키는 음파가진부를 포함한다.
상기 배기가스 오염물질 저감장치는, 라디칼을 생성하여 상기 유동라인에 주입하는 라디칼생성부; 및 상기 라디칼이 주입된 유동라인에 요소수를 분사하여 염을 생성하는 요소수주입부를 더 포함하되, 상기 음파가진부는 상기 염을 가진할 수 있다.
상기 배기가스 오염물질 저감장치는, 상기 유동라인에 설치되어, 상기 음파가진부에 의해 가진되어 응집된 염을 포집하는 필터체를 더 포함할 수 있다.
상기 음파가진부는 160dB 이상의 음압을 갖는 음파를 발생시킬 수 있다.
상기 음파가진부는 복수 개로 이루어져 음압 및 주파수 중 적어도 하나가 다른 음파를 각각 발생시킬 수 있다.
상기 음파가진부는 상기 유동라인을 따라 연속적으로 배치되고, 상기 배기가스는 상기 연속적으로 배치된 음파가진부를 순차적으로 통과할 수 있다.
상기 음파가진부는 전기력에 의해 가진되는 피에조소자를 포함할 수 있다.
상기 음파가진부는 가청주파수 내의 음파 및 가청주파수보다 주파수가 큰 초음파 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
상기 음파가진부는 음파의 음압 또는 주파수를 주기적으로 가변시킬 수 있다.
상기 배기가스 오염물질 저감장치는, 상기 유동라인의 둘레에 설치되어 상기 음파를 흡수하는 흡음재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 배기가스에 함유된 미세 오염물질 입자까지도 매우 용이하게 포집하여 처리할 수 있다. 특히, 오염물질 입자를 성장시켜, 전기력에 의한 집진방식을 이용하지 않고도 필터를 이용한 방식으로 배기가스에 함유된 오염물질을 용이하게 포집하여 처리할 수 있다. 따라서, 배기가스의 처리효율이 크게 증가하고, 장치 구성도 간소화되며, 처리비용도 줄어드는 등의 매우 유용한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 배기가스 오염물질 저감장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 음파가진부의 작동도이다.
도 3은 음파에 의한 오염물질간 상호작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 배기가스 오염물질 저감장치의 작동도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 배기가스 오염물질 저감장치의 구성도이다.
도 6은 도 5의 음파가진부의 일부를 도시한 작동도이다.
도 7은 도 5의 배기가스 오염물질 저감장치의 작동도이다.
도 2는 도 1의 음파가진부의 작동도이다.
도 3은 음파에 의한 오염물질간 상호작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 배기가스 오염물질 저감장치의 작동도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 배기가스 오염물질 저감장치의 구성도이다.
도 6은 도 5의 음파가진부의 일부를 도시한 작동도이다.
도 7은 도 5의 배기가스 오염물질 저감장치의 작동도이다.
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 배기가스 오염물질 저감장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 배기가스 오염물질 저감장치의 구성도이고, 도 2는 도 1의 음파가진부의 작동도이며, 도 3은 음파에 의한 오염물질간 상호작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 배기가스 오염물질 저감장치(1)는 배기가스가 유동하는 유동라인(10), 및 유동라인(10)에 음파를 제공하여 배기가스에 함유된 오염물질 입자를 가진하고 오염물질 입자를 충돌시켜 서로 응집시키는 음파가진부(100)를 포함한다. 배기가스 오염물질 저감장치(1)는 음파를 이용하여 배기가스에 함유된 오염물질 입자를 성장시키고 크기가 증가한 오염물질 입자를 필터를 이용하여 포집한다. 즉, 미세입자를 집진하기 위한 정전기력이나, 용해과정 등을 이용하지 않고도 음파와 필터를 이용한 처리구조로 오염물질 처리성능을 크게 향상시킬 수 있다.
유동라인(10)은 배기가스 배출원과 연결된다. 유동라인(10)은 엔진과 연결된 것일 수 있으나 이로써 한정될 필요는 없다. 여러 가지 다양한 배기가스 배출원에 관로를 연결하여 배기가스가 유동하는 유동라인(10)을 형성할 수 있다. 본 명세서에서는 엔진에 연결된 유동라인(10)을 기준으로 설명을 진행한다. 유동라인(10)은 엔진 배기구로부터 엔진이 설치된 장치나 시설의 배기관까지 배기가스가 유동 가능한 유로 전체를 포함할 수 있다. 따라서, 유동라인(10)의 크기나 폭 등은 다양하게 변화될 수 있고 그 일부는 굴절될 수도 있다. 음파가진부(100)는 이러한 유동라인(10)에 음파를 제공한다.
음파가진부(100)는 음파를 제공하기 용이한 다양한 위치에 설치된다. 음파가진부(100)는 유동라인(10)과 접하거나 또는 이격되어 설치될 수 있다. 도시된 바와 같이 유동라인(10) 일 측에 음파가진부(100)를 밀착시켜 설치할 수 있으나 이로써 한정될 필요는 없다. 음파가진부(100)는 유동라인(10)의 내부에 설치될 수도 있고, 유동라인(10) 일 측에 음파 제공이 가능한 통로를 마련하여 통로 측에 음파가진부(100)를 설치할 수도 있다. 음파가진부(100)의 배치는 음파 제공이 용이한 형태로 다양하게 변경 가능하다.
음파가진부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 피에조소자(110)를 포함한다. 피에조소자(piezo material)(110)는 전압을 인가하면 변형이 발생하는 압전소자로 전기력에 의해 가진된다. 피에조소자(110)는 전기적 진동을 물리적 진동으로 변환시키며 교류전원과 연결하면 진동하여 음파를 생성한다. 피에조소자(110)는 천연 또는 합성물질로 이루어질 수 있고 세라믹 등 다양한 재질로 형성될 수 있다. 피에조소자(110)는 진동을 생성하기 용이한 판 형상으로 형성될 수 있으나 그와 같이 한정될 필요는 없다. 음파가진부(100)의 배치나 설치상태, 또는 피에조소자(110)의 진동특성 등에 따라서 피에조소자(110)의 형상을 적절하게 변형할 수 있다.
피에조소자(110)는 유동라인(10)방향으로 배치된다. 피에조소자(110) 일 측에는 전원부(120)와 제어부(130)를 연결하여 피에조소자(110)를 진동시키기 위한 전력을 제공할 수 있다. 전원부(120)와 제어부(130)는 음파가진부(100) 외측에 배치할 수 있으나, 필요한 경우, 전원부(120)와 제어부(130) 중 적어도 하나를 음파가진부(100)와 함께 형성할 수 있다. 제어부(130)의 제어신호에 의해 전원부(120)가 제공하는 전원의 패턴을 변경하고 피에조소자(110)의 변형정도, 진동수 등을 바꾸어 다양한 음파를 생성할 수 있다.
음파가진부(100)에서 생성하는 음파는 가청주파수 내의 음파이거나, 가청주파수보다 주파수가 큰 초음파이거나, 가정주파수 내의 음파와 초음파가 혼합된 음파일 수 있다. 즉, 음파가진부(100)에서 생성하는 음파는 가정주파수 내의 음파 및 초음파 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 음파가진부(100)는 제어부(130)의 제어에 의해 다양한 주파수 대역의 음파를 생성할 수 있다. 또한, 음파가진부(100)는 음파의 음압 또는 주파수를 주기적으로 가변시킬 수 있다. 음파의 음압 또는 주파수는 필요에 따라 비주기적으로 가변될 수도 있다. 제어부(130)의 제어패턴을 변경하여 인가 전원의 패턴을 바꾸고 음파의 진폭, 주파수 등을 가변할 수 있다. 이를 통해 유동라인(10) 내부에 음압이 일정하거나, 또는 변화하거나, 주파수가 일정하거나, 또는 가변하는 다양한 형태의 음파를 제공할 수 있다.
한편, 배기가스 오염물질 저감장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 라디칼생성부(200)와 요소수주입부(300)를 포함할 수 있다. 라디칼생성부(200)와 요소수주입부(300)는 음파가진부(100)의 전단에 배치된다. 라디칼생성부(200)는 화학적 활성종인 라디칼(radical)(특히, OH라디칼)을 생성하여 유동라인(10)에 주입하고 배기가스에 함유된 황산화물(SOx) 또는 질산화물(NOx)을 산화시켜 H2SO4(황산), HNO3(질산) 등을 생성한다. 요소수주입부(300)는 라디칼이 주입된 유동라인(10)에 요소수를 분사하여 이로부터 (NH4)2SO4(황산암모늄), NH4NO3(질산암모늄) 등 염(황산염, 질산염 등)을 생성한다.
즉, 라디칼생성부(200)와 요소수주입부(300)에 의해 배기가스에 함유된 오염물질 입자가 결정상태인 염을 포함하는 상태로 변환된다. 음파가진부(100)는 특히, 이러한 염을 가진하여 매우 용이하게 응집시킬 수 있다. 배기가스 내의 염은 음파 작용시 응집핵의 역할을 할 수 있다. 라디칼생성부(200)는 화학반응, 광분해, 플라즈마 방전 등의 다양한 방식으로 라디칼을 생성할 수 있으며 예를 들어, 공기 중에 자외선을 조사하여 라디칼을 생성할 수 있다. 요소수주입부(300)는 요소수를 분사하기 위한 펌프나 노즐 등을 포함하여 형성될 수 있다.
음파가진부(100)의 후단에는 도 1에 도시된 바와 같이 필터체(400)가 설치된다. 필터체(400)는 유동라인(10)에 설치되어 음파가진부(100)에 의해 가진되어 응집된 염을 포집한다. 필터체(400)는 음파가진부(100)에 의해 가진되어 응집된 다른 오염물질 입자도 함께 포집한다. 필터체(400)는 주머니 형상의 백 필터(bag filter)로 형성될 수도 있고, 판 또는 시트 형상으로 형성될 수도 있고, 일단부가 유동라인(10)을 가로질러 이송되는 롤 형상으로 형성될 수도 있다. 도면상에는 백 필터 형상의 필터체(400)가 도시되었다. 이러한 필터체(400)를 유동라인(10)에 복수 개 설치하여 오염물질을 매우 용이하게 포집할 수 있다. 오염물질을 포집한 필터체(400)는 분리하여 교체하거나 세척하여 재사용할 수 있다.
유동라인(10)의 둘레에는 음파를 흡수하는 흡음재(500)가 설치된다. 흡음재(500)는 유동라인(10)에 제공된 음파를 흡수하여 음파가 유동라인(10) 외부로 전파하는 것을 막는 역할을 한다. 흡음재(500)는 유동라인(10) 외곽에 설치될 수 있으며 유동라인(10) 일 측에 배치된 음파가진부(100) 역시 흡음재(500)로 둘러싸 방음시킬 수 있다. 흡음재(500)는 유동라인(10) 전체 또는 일부에 형성될 수 있고, 음파가진부(100)가 위치한 유동라인(10) 주위에 흡음재(500)를 집중적으로 설치할 수 있다.
이하, 음파에 의한 오염물질 응집과정에 대해 좀 더 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 음파가진부(100)가 가진하여 음파(S)가 생성된다. 음파(S)는 유동라인(10)의 내부로 제공되어 유동라인(10)을 이동하는 배기가스(A) 중의 오염물질 입자(B)를 성장시킨다. 오염물질 입자(B)는 음파(S) 제공영역을 통과하면서 가진되며 상호작용하여 서로 충돌하고 응집된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 배기가스 중에는 크기가 다른 여러 종류의 오염물질 입자(B)가 분포한다.
우선, 음파(S)에 의해 크기가 큰 오염물질 입자(B) 사이에서 크기가 작은(따라서 질량이 작은) 오염물질 입자(B)의 상대적인 운동이 유도된다. 크기가 작은 입자는 음파(S)에 편승하여 운반되는 정도가 크므로, 크기가 작은 오염물질 입자(B)는 인접하게 위치한 크기가 큰 오염물질 입자(B)와 용이하게 접촉할 수 있다. 이로 인해 오염물질 입자(B)가 서로 접촉하고 응집된다.
또한, 음파(S)는 오염물질 입자(B)와 부딪혀 운동량을 전달하고 산란되거나 흡수되며, 산란된 음파(S)는 다시 주위로 전파하여 다른 오염물질 입자(B)에 다시 운동량을 전달하고 산란되거나 흡수된다. 즉, 음파(S)와 산란파로 인한 음파(S)의 복사압력(acoustic radiation pressure)에 의해 음파(S) 제공영역에 위치한 오염물질 입자(B)들이 서로 유인될 수 있다. 이로 인해 오염물질 입자(B)가 서로 접촉하고 응집된다.
또한, 오염물질 입자(B)는 음파(S)가 유발하는 진동에 의해 매질(즉, 공기)을 통해 원거리 상호작용한다. 유체의 동력학적 성분(hydrodynamic force)과 입자주위의 흐름 비대칭성(asymmetry of flow field)에 의해 오염물질 입자(B)가 원거리에서 서로 상호작용할 수 있다. 이러한 상호작용(acoustic wake effect)에 의해 오염물질 입자(B)가 서로 접촉하고 응집된다.
또한, 음파(S)의 음압이 일정 크기 이상이 되면, 난류(turbulence)와 맴돌이(eddy)가 발생하여 오염물질 입자(B)를 서로 충돌시킨다. 바람직하게는, 음파(S)의 음압이 160dB이상이 되는 경우에 난류를 용이하게 생성할 수 있는 것이 알려져 있다. 음파가진부(도 1 및 도 2의 100참조)는 160dB 이상의 음압을 갖는 음파를 발생시켜 유동라인(도 1 및 도 2의 10참조)에 제공한다. 이로 인해, 오염물질 입자(B)가 서로 접촉하고 응집된다.
또한, 미세 오염물질 입자(B)는 음파 제공 영역에 분산하여 랜덤하게 움직이는 브라운 운동(Brownian motion)을 하게 된다. 배기가스 중에는 마이크로 미터 단위, 또는 1마이크로 미터 미만의 미세 오염물질 입자(B)가 과량 함유되어 있고 배기가스 온도가 높아 오염물질 입자(B)가 활발하게 움직인다. 이로 인해, 오염물질 입자(B)가 서로 접촉하고 응집된다.
이와 같이, 여러 가지 다양한 방식으로 음파(S) 제공영역에서 오염물질 입자(B)의 성장이 이루어진다. 이러한 오염물질 입자(B)의 성장방식은 하나 또는 하나 이상이 복합적으로 적용되며, 입자의 크기나, 밀도, 배기가스의 유속, 매질(공기)의 점도 등에 따라서 주도적인 성장방식이 달라질 수 있다. 특히, 전술한 라디칼생성부(도 1의 200참조)와 요소수주입부(도 1의 300참조)에 의해 이러한 오염물질 입자(B)에 결정성 염이 함유되면, 응결핵으로 작용하여 오염물질 입자(B)가 보다 용이하게 접촉하고 응집된다. 이와 같은 방식으로 오염물질 입자(B)는 필터체(도 1의 400참조)로 필터링하기 용이한 최적 크기로 성장한다.
도 4는 도 1의 배기가스 오염물질 저감장치의 작동도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 엔진에서 배기가스(A)가 배출되면 배기가스(A)는 유동라인(10)을 따라 유동하면서 라디칼생성부(200), 요소수주입부(300)로부터 각각 라디칼(C)과 요소수(D)를 주입받고 배기가스(A) 내부에 염을 생성한다. 배기가스(A)는 오염물질 입자(B) 중 염을 포함하는 상태로 음파가진부(100)에 의해 생성된 음파(S) 제공영역을 통과한다. 음파(S) 제공영역에서 염을 포함하는 오염물질 입자(B)가 가진되고 전술한 바와 같은 다양한 작용에 의해 오염물질 입자(B)가 서로 충돌하여 성장된다. 성장한 오염물질 입자(B)는 크기가 서로 다른 오염물질 입자(B)의 집합으로 엔진에서 생성된 미세 오염물질 입자(B)를 포함한다. 성장한 오염물질 입자(B)는 크기가 증가되어 필터체(400)를 통과하지 못하며 필터체(400)와 물리적으로 접촉하여 매우 용이하게 포집된다. 따라서, 오염물질 처리효율이 크게 증가한다. 이와 같이, 음파(S)와 필터체(400)를 이용하는 방식으로 배기가스(A) 중 오염물질을 매우 용이하게 처리할 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 배기가스 오염물질 저감장치에 대해 상세히 설명한다.
설명이 명확하도록 이하, 전술한 실시예와 차이나는 부분에 대해서 중점적으로 설명한다. 본 발명의 다른 실시예에 의한 배기가스 오염물질 저감장치는 음파가진부의 배치가 상이한 점 외의 나머지 부분은 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서 별도의 언급이 없는 한 나머지 부분에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 배기가스 오염물질 저감장치의 구성도이고, 도 6은 도 5의 음파가진부의 일부를 도시한 작동도이며, 도 7은 도 5의 배기가스 오염물질 저감장치의 작동도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 배기가스 오염물질 저감장치(1-1)는 음파가진부(100)가 복수 개로 이루어진다. 복수 개로 이루어진 음파가진부(100)는 음압 및 주파수 중 적어도 하나가 다른 음파를 각각 발생시켜 유동라인(10)에 제공한다. 이로 인해, 특성이 서로 다른 음파로 가진된 오염물질 입자가 단계적으로 성장하는 등의 상승효과를 얻을 수 있다. 음파가진부(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 복수 개가 유동라인(10)을 따라 연속적으로 배치되고, 배기가스는 연속적으로 배치된 복수 개의 음파가진부(100)를 순차적으로 통과하며 가진된다.
예를 들어, 서로 다른 주파수의 음파를 서로 다른 음파가진부(100)에서 순차적으로 제공하여 오염물질 입자를 단계적으로 성장시킬 수 있다. 예를 들어, 749Hz, 1400Hz의 서로 다른 주파수를 갖는 음파를 서로 다른 음파가진부(100)에서 순차적으로 제공할 수 있으며, 10kHz, 20kHz의 상대적으로 높은 주파수를 갖는 음파를 서로 다른 음파가진부(100)에서 순차적으로 제공할 수 있다. 이때 각각의 음파는 전술한 160dB이상을 유지하여 난류에 의한 충돌효과를 유도할 수 있다.
또한, 전술한 크기가 다른 오염물질 입자의 상대적인 운동이나, 음파의 복사압에 직접적으로 영향을 미치는 음압을 증가시키는 경우 오염물질 입자 상호간의 응축이 비례적으로 촉진될 수 있으므로, 서로 다른 음파가진부(100)의 음압을 단계적으로 상승시킬 수 있다. 그 밖에도, 서로 다른 음파가진부(100)로부터 주파수 및 음압 중 적어도 하나가 주기적으로 변동하는 음파를 순차적으로 제공하는 제어를 할 수 있다.
이와 같은 방식으로 음파를 제공하면 도 6에 도시된 바와 같이 서로 다른 음파(S1, S2)의 제공영역을 통과하면서 오염물질 입자(B)가 단계적으로 성장한다. 음파가진부(100)는 둘 이상이 유동라인(10)을 따라서 연속적으로 배치되며, 필요에 따라 음파가진부(100)의 개수를 증가시킬 수 있다. 또한 음파가진부(100)는 유동라인(10)내부로 전파하는 음파(S)의 전파방향이 서로 나란하거나 적어도 일부 교차하도록 배치될 수 있다. 복수 개의 음파가진부(100)의 배치를 변경하여 오염물질 입자(B)의 응집효과 또는 성장효과를 증폭시킬 수 있다.
도 7은 도 5의 배기가스 오염물질 저감장치의 작동도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 엔진에서 배기가스(A)가 배출되면 배기가스(A)는 유동라인(10)을 따라 유동하면서 라디칼생성부(200), 요소수주입부(300)로부터 각각 라디칼(C)과 요소수(D)를 주입받고 배기가스(A) 내부에 염을 생성한다. 배기가스(A)는 오염물질 입자(B) 중 염을 포함하는 상태로 음파가진부(100)에 의해 생성된 음파(S) 제공영역을 통과한다. 음파(S) 제공영역에서 염을 포함하는 오염물질 입자(B)가 가진되고 전술한 바와 같은 다양한 작용에 의해 오염물질 입자(B)가 서로 충돌하여 성장된다. 이 때, 복수 개의 음파가진부(100)로부터 생성된 복수 개의 서로 다른 음파(S1, S2, S3, S4) 제공영역을 통과하면서 오염물질 입자(B)가 응집되고 단계적으로 성장한다. 이를 이용하여 특히, 미세 오염물질 입자(B)도 필터로 처리 가능한 수준으로 용이하게 응집할 수 있다. 응집된 오염물질 입자(B)는 필터체(400)를 통과하지 못하며 필터체(400)와 물리적으로 접촉하여 매우 용이하게 포집된다. 따라서, 오염물질 처리효율이 크게 증가한다. 이와 같이, 음파(S)와 필터체(400)를 이용하는 방식으로 배기가스(A) 중 오염물질을 매우 용이하게 처리할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1, 1-1: 배기가스 오염물질 저감장치
10: 유동라인 100: 음파가진부
110: 피에조소자 120: 전원부
130: 제어부 200: 라디칼생성부
300: 요소수주입부 400: 필터체
500: 흡음재
A: 배기가스 C: 라디칼
B: 오염물질 입자 D: 요소수
S, S1, S2, S3, S4: 음파
10: 유동라인 100: 음파가진부
110: 피에조소자 120: 전원부
130: 제어부 200: 라디칼생성부
300: 요소수주입부 400: 필터체
500: 흡음재
A: 배기가스 C: 라디칼
B: 오염물질 입자 D: 요소수
S, S1, S2, S3, S4: 음파
Claims (10)
- 배기가스가 유동하는 유동라인; 및
상기 유동라인에 음파를 제공하여, 상기 배기가스에 함유된 오염물질 입자를 가진하고 상기 오염물질 입자를 충돌시켜 응집시키는 음파가진부를 포함하고,
라디칼을 생성하여 상기 유동라인에 주입하는 라디칼생성부; 및
상기 라디칼이 주입된 유동라인에 요소수를 분사하여 염을 생성하는 요소수주입부를 더 포함하되,
상기 음파가진부는 복수 개로 이루어져 음압 및 주파수 중 적어도 하나가 다른 음파를 각각 발생시키며 상기 유동라인을 따라 연속적으로 배치되어 상기 염을 가진하고,
상기 배기가스는 연속적으로 배치된 상기 음파가진부를 순차적으로 통과하는 배기가스 오염물질 저감장치. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 유동라인에 설치되어, 상기 음파가진부에 의해 가진되어 응집된 염을 포집하는 필터체를 더 포함하는 배기가스 오염물질 저감장치.
- 제1항에 있어서, 상기 음파가진부는 160dB 이상의 음압을 갖는 음파를 발생시키는 배기가스 오염물질 저감장치.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 음파가진부는 전기력에 의해 가진되는 피에조소자를 포함하는 배기가스 오염물질 저감장치.
- 제1항에 있어서, 상기 음파가진부는 가청주파수 내의 음파 및 가청주파수보다 주파수가 큰 초음파 중 적어도 하나를 생성하는 배기가스 오염물질 저감장치.
- 제1항에 있어서, 상기 음파가진부는 음파의 음압 또는 주파수를 주기적으로 가변시키는 배기가스 오염물질 저감장치.
- 제1항에 있어서, 상기 유동라인의 둘레에 설치되어 상기 음파를 흡수하는 흡음재를 더 포함하는 배기가스 오염물질 저감장치.
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