KR101858595B1 - 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치 - Google Patents

구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101858595B1
KR101858595B1 KR1020160059109A KR20160059109A KR101858595B1 KR 101858595 B1 KR101858595 B1 KR 101858595B1 KR 1020160059109 A KR1020160059109 A KR 1020160059109A KR 20160059109 A KR20160059109 A KR 20160059109A KR 101858595 B1 KR101858595 B1 KR 101858595B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
particles
nozzle
impingement plate
impingement
nozzles
Prior art date
Application number
KR1020160059109A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170118569A (ko
Inventor
육세진
천태원
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Publication of KR20170118569A publication Critical patent/KR20170118569A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101858595B1 publication Critical patent/KR101858595B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • B01D45/08—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by impingement against baffle separators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치는 상단부에 형성되고 입자 및 기체가 유입되는 유입구, 하단부에 형성되고 입자 및 기체를 배출하는 배출구, 및 상기 유입구 및 상기 배출구 사이에 형성되는 노즐부를 구비하는 몸체부; 상기 몸체부의 하단 내부에서 상기 노즐부와 이격되어 형성되고, 상기 노즐부를 통해 유입된 입자 중 노즐의 중심부로 유입된 입자가 충돌되어 포집되는 제1 충돌판; 및 상기 제1 충돌판의 상부로부터 이격되어 내부를 관통하는 구멍을 가지도록 형성되고, 상기 노즐부를 통해 유입된 입자 중 상기 노즐의 가장자리로 유입된 입자가 충돌되어 포집되는 제2 충돌판을 포함한다.

Description

구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치{APPARATUS FOR COLLECTING OF PARTICLE USING SUBSDIARY IMPACTION PLATE WITH HOLE}
본 발명의 실시예들은 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 관성임팩터(inertial impactor)는 노즐 출구를 빠져나온 기체 흐름의 방향이 충돌판을 만나며 90°로 급격하게 변할 수 있다.
이러한 과정에서, 노즐 중심부를 빠져나오는 기체 흐름의 유선은 충돌판과 가깝게 형성되지만, 노즐의 가장자리 부위를 통해 빠져나오는 기체 흐름의 유선은 상대적으로 충돌판으로부터 떨어진 높이에서 형성될 수 있다.
이로 인해, 충분한 관성을 지닌 입자가 유선을 이탈한다 하더라도, 노즐의 가장자리로부터 유입되는 입자는 충돌판에 부딪히지 않아 포집될 확률이 낮다.
따라서, 노즐로부터 빠져나오는 기체의 입자를 최대한 효율적으로 포집할 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.
관련 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1487260호(발명의 명칭: 원형 띠의 입구를 갖는 관성 충돌형 임팩터, 등록일자: 2015년 1월 22일)가 있다.
본 발명의 일 실시예는 보조 충돌판에 형성된 구멍으로 입자를 유도하여 입자의 포집 효율을 높일 수 있는 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치는 상단부에 형성되고 입자 및 기체가 유입되는 유입구, 하단부에 형성되고 입자 및 기체를 배출하는 배출구, 및 상기 유입구 및 상기 배출구 사이에 형성되는 노즐부를 구비하는 몸체부; 상기 몸체부의 하단 내부에서 상기 노즐부와 이격되어 형성되고, 상기 노즐부를 통해 유입된 입자 중 노즐의 중심부로 유입된 입자가 충돌되어 포집되는 제1 충돌판; 및 상기 제1 충돌판의 상부로부터 이격되어 내부를 관통하는 구멍을 가지도록 형성되고, 상기 노즐부를 통해 유입된 입자 중 상기 노즐의 가장자리로 유입된 입자가 충돌되어 포집되는 제2 충돌판을 포함한다.
상기 제2 충돌판은 상기 노즐부의 중심선과 상기 구멍의 중심선이 대응되도록 형성될 수 있다.
상기 구멍의 크기는 상기 노즐부의 폭에 대한 비율에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 구멍은 상기 노즐부의 폭 대비 최대 1.5배 이하의 직경을 가질 수 있다.
상기 제2 충돌판은 내주면이 경사지게 형성될 수 있다.
상기 제2 충돌판은 상기 내주면이 직선 형태로 경사지게 형성될 수 있다.
상기 제2 충돌판은 상기 내주면이 오목 또는 볼록한 곡선 형태로 경사지게 형성될 수 있다.
상기 노즐부는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 점차로 좁아지게 형성되어 상기 유입구를 통해 유입된 입자의 흐름을 가속화시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치는 상단부에 형성되고 입자 및 기체가 유입되는 유입구, 하단부에 형성되고 입자 및 기체를 배출하는 배출구, 및 상기 유입구 및 상기 배출구 사이에 다단(multi stage)으로 배치되는 복수의 노즐부를 구비하는 몸체부; 상기 몸체부의 내부에서 상기 복수의 노즐부 각각의 하부에 이격되어 형성되고, 각 단(stage)에 배치된 노즐부를 통해 유입된 입자 중 노즐의 중심부로 유입된 입자가 충돌되어 포집되는 복수의 제1 충돌판; 및 내부를 관통하는 구멍을 가지며 상기 복수의 제1 충돌판 각각의 상부로부터 이격되어 형성되고, 상기 각 단(stage)에 배치된 노즐부를 통해 유입된 입자 중 상기 노즐의 가장자리로 유입된 입자가 충돌되어 포집되는 복수의 제2 충돌판을 포함한다.
상기 복수의 노즐부는 상기 각 단에 길이 방향으로 복수의 노즐을 가지도록 형성되고, 상기 복수의 제2 충돌판은 상기 각 단에 상기 복수의 노즐과 대응되어 복수로 형성될 수 있다.
상기 복수의 제2 충돌판은 상기 복수의 노즐의 중심선과 상기 구멍의 중심선이 각각 대응되도록 형성될 수 있다.
상기 구멍의 크기는 상기 복수의 노즐의 폭에 대한 비율에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 복수의 제2 충돌판은 내주면이 경사지게 형성될 수 있다.
상기 복수의 제2 충돌판은 상기 내주면이 직선 형태로 경사지게 형성될 수 있다.
상기 복수의 제2 충돌판은 상기 내주면이 오목 또는 볼록한 곡선 형태로 경사지게 형성될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 보조 충돌판에 형성된 구멍으로 입자를 유도하여 입자의 유동 흐름을 개선하고 입자의 포집 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 기존의 입자 포집 장치에 비하여 절단 직경을 현저하게 낮추어 포집 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 보조 충돌판이 구비된 입자 포집 장치를 다단으로 연결함으로써, 보다 미세한 크기의 입자를 더 포집할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치를 설명하기 위해 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치를 설명하기 위해 도시한 정면 절단 절개도이다.
도 3 내지 도 5는 제2 충돌판의 내주면의 변형예를 설명하기 위해 도시한 정면 절단 절개도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치를 설명하기 위해 도시한 정면 절단 절개도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 포집 장치와 기존의 입자 포집 장치 간의 입자 궤적을 비교한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 포집 장치와 기존의 입자 포집 장치 간의 입자 포집 효율을 비교한 그래프이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치를 설명하기 위해 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치를 설명하기 위해 도시한 정면 절단 절개도이며, 도 3 내지 도 5는 도 2의 제2 충돌판의 변형예를 설명하기 위해 도시한 정면 절단 절개도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치(100)는 몸체부(101), 제1 충돌판(140), 및 제2 충돌판(150)을 포함한다.
상기 몸체부(101)는 두 개의 충돌판(140, 150)을 이용하여 입자를 포집하기 위한 공간으로서, 구체적으로, 유입구(110), 배출구(120), 노즐부(130), 제1 충돌판(140), 및 제2 충돌판(150)을 구비할 수 있다.
상기 유입구(110)에는 상기 입자 및 기체가 유입된다. 이때, 상기 유입구(110)에는 상기 입자로서, 예컨대 대기 중의 에어로졸이 유입될 수 있다.
이러한 유입구(110)는 상기 몸체부(101)의 상단부에 형성되는데, 입구의 크기가 조절 가능하게 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 유입구(110)는 단위 시간당 기준치 양의 에어로졸이 유입될 수 있는 입구의 크기(직경)가 D라고 할 때, 단위 시간당 기준치보다 적은 양의 에어로졸이 유입될 수 있도록 입구의 크기가 D보다 좁게 형성될 수 있고, 반대로 단위 시간당 기준치보다 많은 양의 에어로졸이 유입될 수 있도록 입구의 크기가 D보다 넓게 형성될 수 있다.
상기 배출구(120)는 상기 입자 및 기체를 배출한다. 이때, 상기 배출구(120)는 상기 몸체부(101)의 하단부에 형성되어, 후술하고자 하는 상기 제1 및 제2 충돌판(140, 150)에서 포집되지 않은 입자와 상기 입자를 제외하고 남아있는 기체를 배출하게 된다.
상기 노즐부(130)는 상기 유입구(110)로부터 입자 및 기체가 유입되어 이동하는 통로로서 구현될 수 있다.
이러한 노즐부(130)는 상기 유입구(110) 및 상기 배출구(120) 사이에 형성되는데, 상부에서 하부로 갈수록 폭이 점차로 좁아지게 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 입자는 상기 폭이 좁아진 구간으로 유입될 수 있고, 상기 노즐부(130)는 상기 유입된 입자의 흐름을 가속화시킴으로써 상기 입자가 보다 큰 관성을 가지도록 할 수 있다.
이와 달리, 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 노즐부(130)는 상부 및 하부의 폭이 일정하게 형성될 수도 있다.
상기 노즐부(130)로 유입된 입자는 관성에 의해 수직 방향으로 하강 이동할 수 있다.
상기 제1 충돌판(140)에는 상기 노즐부(130)의 중심선 부분을 통해 유입된 입자가 충돌될 수 있다. 즉, 상기 제1 충돌판(140)에는 상기 노즐부(130)를 통해 유입된 입자 중 절단 직경(cut-off size)보다 크거나 같은 입자(관성이 큰 입자)가 주로 충돌되어 포집된다.
여기서, 절단 직경(cut-off size)은 입자 크기 분류의 기준이 되는 파라미터로서, 상기 노즐부(130)를 통해 유입된 입자 중 포집된 입자의 크기에 따라 그 값이 설정될 수 있다.
상기 제1 충돌판(140)은 상기 몸체부(101)의 하단 내부에서 상기 노즐부(130)와 이격되어 형성된다. 구체적으로, 상기 제1 충돌판(140)은 상기 노즐부(130)의 하부로부터 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제2 충돌판(150)에는 상기 노즐부(130)의 가장자리 부분을 통해 유입된 입자가 충돌될 수 있다. 다시 말해, 상기 제2 충돌판(150)은 상기 노즐부(130)의 측면으로 흘러 들어감에 따라 상기 제1 충돌판(140)에 충돌되지 않는, 관성이 작은 입자가 충돌되어 포집될 수 있다.
이는 상기 노즐부(130)의 중심선 부분을 통해 유입된 입자가 상기 제1 및 제2 충돌판(140, 150) 사이의 공간을 통해 측면으로 흘러 들어감으로써, 상기 가장 자리 부분을 통해 유입된 입자의 흐름을 방해하지 않기 때문에 가능할 수 있다.
상기 제2 충돌판(150)은 상기 제1 충돌판(140)의 상부로부터 이격되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 충돌판(150)은 상기 노즐부(130) 및 상기 제1 충돌판(140) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제2 충돌판(150)은 내부를 관통하는 구멍(152)을 가질 수 있는데, 상기 노즐부(130)의 중심선과 상기 구멍의 중심선이 대응되도록 형성될 수 있다. 다시 말해, 상기 노즐부(130)의 중심선과 상기 구멍(152)의 중심선은 서로 일치할 수 있다.
이때, 상기 구멍(152)의 크기는 상기 노즐부(130)의 폭에 대한 비율에 기초하여 결정될 수 있다.
즉, 본 실시예에서는 상기 노즐부(130)의 폭을 다르게 적용할 수 있고, 상기 구멍(152)의 크기는 상기 노즐부(130)의 폭을 어떻게 적용하느냐에 따라 다르게 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 구멍(152)은 상기 노즐부(130)의 폭 대비 최대 1.5배 이하의 직경을 가지도록 구현될 수 있다.
한편, 상기 제2 충돌판(150)은 상기 노즐부(130)의 형상에 따라 상기 구멍(152) 또한 다양한 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
예컨대, 상기 노즐부(130)에는 원형의 노즐뿐만 아니라, 사각형의 노즐, 슬릿형의 노즐이 적용될 수 있고, 각 노즐의 형상에 따라 상기 구멍(152) 또한 원형 이외에 사각형, 슬릿형으로 구현될 수 있다.
상기 제2 충돌판(150)은 원형의 구멍(152)을 가지는 경우, 내주면이 다양한 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 이하에서는, 상기 제2 충돌판(150)의 내주면에 대한 변형 예를 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
상기 제2 충돌판(150)은 내주면이 경사지게 형성될 수 있다.
일 실시예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2 충돌판(150)은 상기 내주면이 직선 형태로 경사지게 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2 충돌판(150)의 내주면은 도면에서와 같이 구멍(152)의 안쪽 방향을 향하도록 비스듬히 형성될 수 있다. 하지만, 이와 반대로, 상기 내주면은 구멍(152)의 바깥쪽 방향을 향하도록 비스듬히 형성될 수도 있다.
다른 실시예로, 도 4를 참조하면, 상기 제2 충돌판(150)은 상기 내주면이 오목한 곡선 형태로 경사지게 형성될 수 있다.
즉, 상기 제2 충돌판(150)의 내주면은 구멍(152)의 안쪽 방향을 향해 점점 파여지는 모양으로 형성될 수 있다.
또 다른 실시예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2 충돌판(150)은 상기 내주면이 볼록한 곡선 형태로 경사지게 형성될 수 있다.
즉, 상기 제2 충돌판(150)의 내주면은 구멍(152)의 안쪽 방향으로 갈수록 볼록하게 말려 들어가는 모양으로 형성될 수 있다.
참고로, 상기 제2 충돌판(150)은 앞에서 설명한 실시예들에 한정되지 않고, 보다 다양한 모양의 내주면을 가지도록 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치를 설명하기 위해 도시한 정면 절단 절개도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치(600)는 몸체부(601), 복수의 제1 충돌판(640), 복수의 제2 충돌판(650)을 포함한다.
상기 몸체부(601)는 복수의 제1 및 제2 충돌판(640, 650)을 이용하여 입자를 포집하기 위한 공간으로서, 구체적으로, 유입구(610), 배출구(620), 복수의 노즐부(630), 복수의 제1 충돌판(640), 및 복수의 제2 충돌판(650)을 구비할 수 있다.
상기 유입구(610)는 상기 입자 및 기체가 유입된다. 이때, 상기 유입구(610)에는 상기 입자로서, 예컨대 대기 중의 에어로졸이 유입될 수 있다.
이러한 유입구(610)는 상기 몸체부(601)의 상단부에 형성되는데, 입구의 크기가 조절 가능하게 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 유입구(610)는 단위 시간당 기준치 양의 에어로졸이 유입될 수 있는 입구의 크기(직경)가 D라고 할 때, 단위 시간당 기준치보다 적은 양의 에어로졸이 유입될 수 있도록 입구의 크기가 D보다 좁게 형성될 수 있고, 반대로 단위 시간당 기준치보다 많은 양의 에어로졸이 유입될 수 있도록 입구의 크기가 D보다 넓게 형성될 수 있다.
상기 배출구(620)는 상기 입자 및 기체를 배출한다. 이때, 상기 배출구(620)는 상기 몸체부(601)의 하단부에 형성되어, 후술하고자 하는 상기 복수의 제1 및 제2 충돌판(640, 650)에서 포집되지 않은 입자 및 기체를 배출하게 된다.
상기 복수의 노즐부(630)는 상기 유입구(610)로부터 입자 및 기체가 유입되어 이동하는 통로로서 구현될 수 있다.
이러한 복수의 노즐부(630)는 상기 유입구(610) 및 상기 배출구(620) 사이에 다단(multi stage)으로 배치될 수 있다. 즉, 상기 복수의 노즐부(630)는 각 단에 의해 서로 이격되어 복수로 형성될 수 있다.
이때, 상기 복수의 노즐부(630)는 상기 각 단(stage)에 길이 방향(수평)으로 복수의 노즐을 가지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 유입구(610)로부터 유입된 입자 및 기체가 상기 복수의 노즐로 이동할 수 있다.
상기 복수의 노즐부(630)의 각 노즐로 유입된 입자는 관성에 의해 수직 방향으로 하강 이동할 수 있다.
상기 복수의 제1 충돌판(640)에는 상기 각 노즐의 중심선 부분을 통해 유입된 입자가 충돌될 수 있다. 즉, 상기 복수의 제1 충돌판(640)은 상기 각 단에 배치된 노즐부(630)를 통해 유입된 입자 중 절단 직경(cut-off size)보다 크거나 같은 입자(관성이 큰 입자)가 충돌되어 포집된다.
여기서, 상기 절단 직경은 각 단별 입자 크기 분류의 기준이 되는 파라미터로서, 상기 각 단에 배치된 노즐부(630)를 통해 유입된 입자 중 포집된 입자의 크기에 따라 각 단별로 그 값이 다르게 설정될 수 있다.
상기 복수의 제1 충돌판(640)은 상기 몸체부(601)의 내부에서 상기 복수의 노즐부(630) 각각의 하부에 이격되어 형성된다.
이때, 상기 복수의 제1 충돌판(640)은 가장 하단에 위치한 제1 충돌판(640)을 제외한 나머지 복수의 제1 충돌판(640)이 상기 노즐부(630) 사이에 배치되도록 형성될 수 있다.
상기 복수의 제2 충돌판(650)에는 상기 각 노즐의 가장자리 부분을 통해 유입된 입자가 충돌될 수 있다. 다시 말해, 상기 복수의 제2 충돌판(650)은 상기 각 노즐의 측면으로 흘러 들어감에 따라 상기 복수의 제1 충돌판(640)에 충돌되지 않는, 관성이 작은 입자가 충돌되어 포집될 수 있다.
이는 상기 노즐의 각 중심선 부분을 통해 유입된 입자가 상기 복수의 제1 및 제2 충돌판(640, 650) 사이의 공간을 통해 흘러 들어감으로써, 상기 각 노즐의 가장 자리 부분을 통해 유입된 입자의 흐름을 방해하지 않기 때문에 가능할 수 있다.
상기 복수의 제2 충돌판(650)은 상기 복수의 제1 충돌판(640) 각각의 상부로부터 이격되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 복수의 제2 충돌판(650)은 상기 복수의 노즐부(630) 및 상기 복수의 제1 충돌판(640) 사이에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 제2 충돌판(650)은 상기 각 단에 상기 복수의 노즐과 대응되어 복수로 형성될 수 있다.
상기 복수의 제2 충돌판(650)은 내부를 관통하는 구멍(652)을 가질 수 있는데, 상기 복수의 노즐의 중심선과 상기 구멍(652)의 중심선이 각각 대응되도록 형성될 수 있다. 다시 말해, 상기 복수의 노즐의 중심선과 상기 구멍(652)의 중심선은 서로 일치할 수 있다.
이때, 상기 구멍(652)의 크기는 상기 복수의 노즐의 폭에 대한 비율에 기초하여 결정될 수 있다.
즉, 본 실시예에서는 상기 복수의 노즐의 폭을 다르게 적용할 수 있고, 상기 구멍(652)의 크기는 상기 복수의 노즐의 폭을 어떻게 적용하느냐에 따라 다르게 구현될 수 있다. 예컨대, 상기 구멍(652)은 상기 복수의 노즐의 폭 대비 최대 1.5배 이하의 직경을 가지도록 구현될 수 있다.
한편, 상기 복수의 제2 충돌판(650)은 상기 복수의 노즐부(630)의 형상에 따라 상기 구멍(652) 또한 다양한 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
예컨대, 상기 복수의 노즐부(630)에는 원형의 노즐뿐만 아니라, 사각형의 노즐, 슬릿형의 노즐이 적용될 수 있고, 각 노즐의 형상에 따라 상기 구멍(652) 또한 원형 이외에 사각형, 슬릿형으로 구현될 수 있다.
상기 복수의 제2 충돌판(650)은 원형의 구멍(652)을 가지는 경우, 내주면이 다양한 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 이하에서는, 상기 복수의 제2 충돌판(650)의 내주면에 대한 변형 예에 대하여 설명하기로 한다.
상기 복수의 제2 충돌판(650)은 내주면이 경사지게 형성될 수 있다.
일 실시예로, 상기 복수의 제2 충돌판(650)은 상기 내주면이 직선 형태로 경사지게 형성될 수 있다.
이때, 상기 복수의 제2 충돌판(650)의 내주면은 구멍(652)의 안쪽 방향을 향하도록 비스듬히 형성될 수 있다. 하지만, 이와 반대로, 상기 내주면은 구멍(652)의 바깥쪽 방향을 향하도록 비스듬히 형성될 수도 있다.
다른 실시예로, 상기 복수의 제2 충돌판(650)은 상기 내주면이 오목한 곡선 형태로 경사지게 형성될 수 있다.
즉, 상기 복수의 제2 충돌판(650)의 내주면은 구멍(652)의 안쪽 방향을 향해 점점 파여지는 모양으로 형성될 수 있다.
또 다른 실시예로, 상기 복수의 제2 충돌판(650)은 상기 내주면이 볼록한 곡선 형태로 경사지게 형성될 수 있다.
즉, 상기 복수의 제2 충돌판(650)의 내주면은 구멍(652)의 안쪽 방향으로 갈수록 볼록하게 말려 들어가는 모양으로 형성될 수 있다.
참고로, 상기 복수의 제2 충돌판(650)은 앞에서 설명한 실시예들에 한정되지 않고, 보다 다양한 모양의 내주면을 가지도록 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 포집 장치와 기존의 입자 포집 장치 간의 입자 궤적을 비교한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 입자 포집 장치(좌측에 도시된 그래프)의 경우, 보조 충돌판을 사용함에 따라 노즐의 가장자리 부근으로 유입된 입자(관성이 작은 입자)가 보조 충돌판에 충돌되어 포집됨을 확인하였다. 반면에, 기존의 입자 포집 장치(우측에 도시된 그래프)의 경우, 노즐의 가장자리 부근으로 유입된 입자가 포집되지 못하고 배출구로 배출됨을 확인하였다.
이를 통해, 본 발명의 입자 포집 장치는 기존의 입자 포집 장치에 비해 다양한 크기의 입자를 보다 많이 포집할 수 있음을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 포집 장치와 기존의 입자 포집 장치 간의 입자 포집 효율을 비교한 그래프이다.
상기 비교에 있어서, 본 발명의 입자 포집 장치 및 기존의 입자 포집 장치는 노즐의 크기 및 입자의 유량을 동일하게 적용하였다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 입자 포집 장치(녹색 선)는 기존의 입자 포집 장치(푸른색 선)보다 포집 효율의 곡선이 더 좌측에 위치하는 것으로 나타났고, 이에 따라 본 발명의 입자 포집 장치는 기존의 입자 포집 장치에 비해 절단 직경이 더 작아지고 따라서 포집 효율이 증가함을 알 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
101, 601 : 몸체부
110, 610 : 유입구
120, 620 : 배출구
130, 630 : 노즐부
140, 640 : 제1 충돌판
150, 650 : 제2 충돌판
152, 652 : 구멍

Claims (15)

  1. 상단부에 형성되고 입자 및 기체가 유입되는 유입구, 하단부에 형성되고 입자 및 기체를 배출하는 배출구, 및 상기 유입구 및 상기 배출구 사이에 형성되는 노즐을 구비하는 몸체부;
    상기 몸체부의 하단 내부에서 상기 노즐과 이격되어 형성되고, 상기 노즐을 통해 유입된 입자 중 상기 노즐의 중심부로 유입된 입자가 충돌되어 포집되는 제1 충돌판; 및
    상기 제1 충돌판의 상부로부터 이격되어 내부를 관통하는 구멍을 가지도록 형성되고, 상기 노즐을 통해 유입된 입자 중 상기 노즐의 가장자리로 유입된 입자가 충돌되어 포집되는 제2 충돌판
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 충돌판은
    상기 노즐의 중심선과 상기 구멍의 중심선이 대응되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 충돌판은
    내주면이 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 충돌판은
    상기 내주면이 직선 형태로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 충돌판은
    상기 내주면이 오목 또는 볼록한 곡선 형태로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 노즐은
    상부에서 하부로 갈수록 폭이 점차로 좁아지게 형성되어 상기 유입구를 통해 유입된 입자의 흐름을 가속화시키는 것을 특징으로 하는 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치.
  9. 상단부에 형성되고 입자 및 기체가 유입되는 유입구, 하단부에 형성되고 입자 및 기체를 배출하는 배출구, 및 상기 유입구 및 상기 배출구 사이에 다단(multi stage)으로 배치되는 복수의 노즐을 구비하는 몸체부;
    상기 몸체부의 내부에서 상기 복수의 노즐 각각의 하부와 이격되어 형성되고, 각 단(stage)에 배치된 노즐을 통해 유입된 입자 중 상기 노즐의 중심부로 유입된 입자가 충돌되어 포집되는 복수의 제1 충돌판; 및
    내부를 관통하는 구멍을 가지며 상기 복수의 제1 충돌판 각각의 상부로부터 이격되어 형성되고, 상기 각 단(stage)에 배치된 노즐을 통해 유입된 입자 중 상기 노즐의 가장자리로 유입된 입자가 충돌되어 포집되는 복수의 제2 충돌판
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 노즐은
    상기 각 단에 길이 방향으로 형성되고,
    상기 복수의 제2 충돌판은
    상기 각 단에 상기 복수의 노즐과 대응되어 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 제2 충돌판은
    상기 복수의 노즐의 중심선과 상기 구멍의 중심선이 각각 대응되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치.
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 제2 충돌판은
    내주면이 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 제2 충돌판은
    상기 내주면이 직선 형태로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 제2 충돌판은
    상기 내주면이 오목 또는 볼록한 곡선 형태로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치.
KR1020160059109A 2016-04-15 2016-05-13 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치 KR101858595B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20160046391 2016-04-15
KR1020160046391 2016-04-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170118569A KR20170118569A (ko) 2017-10-25
KR101858595B1 true KR101858595B1 (ko) 2018-05-17

Family

ID=60299837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160059109A KR101858595B1 (ko) 2016-04-15 2016-05-13 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101858595B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102296031B1 (ko) 2020-07-22 2021-08-31 대한민국 미세먼지 측정기의 입경 분리장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5553795A (en) 1995-05-08 1996-09-10 National Science Council Of Republic Of China Inertial impactor with a specially designed impaction plate
US20070175186A1 (en) 2006-02-02 2007-08-02 Detroit Diesel Corporation Inertial impactor for closed crankcase ventilation
US20100288057A1 (en) 2007-10-02 2010-11-18 Witham Clyde L Cascade Impactor
US20100297635A1 (en) 2007-10-02 2010-11-25 Anna-Carin Olin Collection and measurement of exhaled particles

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5553795A (en) 1995-05-08 1996-09-10 National Science Council Of Republic Of China Inertial impactor with a specially designed impaction plate
US20070175186A1 (en) 2006-02-02 2007-08-02 Detroit Diesel Corporation Inertial impactor for closed crankcase ventilation
US20100288057A1 (en) 2007-10-02 2010-11-18 Witham Clyde L Cascade Impactor
US20100297635A1 (en) 2007-10-02 2010-11-25 Anna-Carin Olin Collection and measurement of exhaled particles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102296031B1 (ko) 2020-07-22 2021-08-31 대한민국 미세먼지 측정기의 입경 분리장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170118569A (ko) 2017-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10688426B2 (en) Methods and apparatuses for separating liquid particles from a gas-liquid stream
US8100269B2 (en) Powder classifying device
TWI574747B (zh) 粉體分級裝置
EP2501477B1 (en) Biomass crushing and separating device
US20060117725A1 (en) Dust-separating apparatus for a vacuum cleaner and dust-separating method for the same
US9884328B2 (en) Cyclone device and classification method
CN104903004A (zh) 旋风分离器、旋风除雾器和使用方法
KR101858595B1 (ko) 구멍을 가지는 보조 충돌판을 이용한 입자 포집 장치
CN212092807U (zh) 旋风分离器和压缩机
US11541424B2 (en) Separator and mill with a separator
KR101635002B1 (ko) 입자 분류 장치
RU2006138635A (ru) Группировка древесной стружки и щепы
EP2949375A2 (en) Impact moisture separator
US7985273B2 (en) Device for the precipitation of liquid droplets from a gas stream
WO2007145207A1 (ja) 気流分級機および分級プラント
RU175472U1 (ru) Сетчатый пневмоклассификатор
JP2021016809A (ja) プレダスタ
JP6349222B2 (ja) サイクロン装置
CN107855276B (zh) 颗粒物分离装置及分离方法
CN217512334U (zh) 布料装置及具有其的分选设备
JP4097619B2 (ja) サイクロン式分級装置
CN208448918U (zh) 一种钛白粉生产用圆盘气液分离系统
DE10135105B4 (de) Anordnung zum Klassieren und Zerkleinern von Partikeln
CN205341277U (zh) 多道除尘装置
US11045838B2 (en) Separator, separator mill and method for separating a gas-solids mixture

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right