KR102179838B1 - 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치 및 이를 포함하는 대기정화장치 - Google Patents

Abstract

전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치 및 이를 포함하는 대기정화장치가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치는 소정의 길이를 갖추고 외부로부터 유입된 유체가 통과할 수 있도록 중공의 원통형으로 형성되는 하우징; 및 상기 하우징의 내부로 전자빔이 투과될 수 있도록 상기 하우징의 일측에 구비되는 두 개의 투과부;를 포함하고, 상기 두 개의 투과부는 상기 하우징의 내부로 조사되는 전자빔이 서로 중첩되는 중첩영역이 형성될 수 있도록 일직선상에 배치되는 제1투과부 및 제2투과부를 포함한다.

Description

전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치 및 이를 포함하는 대기정화장치{Reactor for purifying the atmosphere using the electron beam and apparatus for purifying the atmosphere including the same}

본 발명은 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치 및 이를 포함하는 대기정화장치에 관한 것으로, 처리 효율의 감소없이 처리용량을 늘릴 수 있는 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치 및 이를 포함하는 대기정화장치에 관한 것이다.

전자가속기를 이용한 대기정화기술은 전 세계적으로 1990년대부터 다양한 기술이 소개되었고, 국내에는 2000년대에 들어서면서 다양한 전자빔을 이용한 대기정화기술이 소개되고 있다.

하지만, 대기정화기술에 적용되는 일반적인 전자가속기는 전자빔을 인출하는 창이 직사각형상이고, 사용자의 환경 및 빔 에너지에 따라 조사창의 가로 길이만 변경되고 있는 실정이다.

전자가속기에서 조사되는 전자빔의 투과깊이는 전자가속기의 가속전압 즉, 빔에너지에 의존하여 결정된다. 통상적으로 전자빔의 유효투과깊이는 최대투과깊이의 2/3이 지점이므로, 전자빔은 조사창을 통해 인출되는 상당량의 에너지(30% 이상)가 소실된다.

이에 따라, 종래의 전자빔을 이용한 대기정화용 반응기는 대용량의 배연가스를 처리하기 위해서는 전자빔의 유효투과깊이 및 손실 등을 고려하여 필요 이상의 고 에너지를 가지는 전자가속기를 적용해야 처리용량을 확보할 수 있었다.

이로 인해, 산업현장에서 나오는 배연가스를 대용량으로 처리하기 위한 종래의 대기정화용 반응기는 필요 이상의 빔 에너지를 가지는 전자가속기가 적용되어야 하므로 크기가 커질 수밖에 없다. 이는, 방사선을 차폐하기 위한 챔버의 크기가 상당히 커질 수밖에 없으며, 이로 인한 설치비용 또한 급격히 증가하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 처리효율의 감소없이 처리용량을 늘릴 수 있는 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치 및 이를 포함하는 대기정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 반응기의 내부를 배연가스가 회전하면서 통과함으로써 전자빔으로 배연가스를 전체적으로 조사하면서도 균일하게 조사될 수 있는 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치 및 이를 포함하는 대기정화장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 소정의 길이를 갖추고 외부로부터 유입된 유체가 통과할 수 있도록 중공의 원통형으로 형성되는 하우징; 및 상기 하우징의 내부로 전자빔이 투과될 수 있도록 상기 하우징의 일측에 구비되는 두 개의 투과부;를 포함하고, 상기 두 개의 투과부는 상기 하우징의 내부로 조사되는 전자빔이 서로 중첩되는 중첩영역이 형성될 수 있도록 일직선상에 배치되는 제1투과부 및 제2투과부를 포함하는 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치를 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 내부공간을 갖는 챔버; 상기 하우징이 상기 챔버를 가로지르도록 상기 내부공간에 배치되는 상술한 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치; 및 상기 제1투과부 및 제2투과부의 외측에 위치하도록 상기 내부공간에 배치되어 상기 하우징의 내부로 전자빔을 각각 조사하는 두 개의 전자빔 발생기;를 포함하는 대기정화장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 서로 일직선상에 배치되는 두 개의 투과부를 통해 두 개의 전자빔 발생기에서 조사되는 전자빔이 서로 중첩되도록 함으로써 하우징의 직경을 늘리더라도 처리효율이 감소되는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 저에너지의 전자빔을 사용하더라도 처리효율의 감소없이 처리용량을 늘릴 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 반응기의 내부를 배연가스가 회전하면서 통과함으로써 저에너지의 전자빔을 사용하더라도 배연가스에 전자빔을 전체적으로 조사하면서도 균일하게 조사할 수 있다. 이를 통해, 반응기의 내부에 데드존이 발생하는 것을 방지할 수 있음으로써 저에너지의 전자빔을 사용하더라도 요구되는 충분한 처리용량을 확보할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 의하면, 전체 설비의 소형화가 가능하므로 자체차폐가 가능하며 고에너지 전자빔 방식을 채용하는 종래에 비하여 비용을 획기적으로 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치 를 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 분리도이다.
도 3은 도 1에서 하우징의 일부가 절개된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치 에서 전자빔의 최대 투과깊이, 유효 투과깊이 및 중첩 투과깊이를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에서 유입구가 제거된 하우징의 전면을 바라본 도면이다.
도 6은 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치에 적용될 수 있는 가이드부의 다양한 형태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 대기정화장치를 나타낸 개략도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치(100)는 외부로부터 유입된 유체, 일례로 배연가스가 두 개의 투과부(120a,120b)를 통해 조사되는 전자빔을 통해 양방향에서 조사됨으로써 처리효율의 감소없이 처리용량을 늘릴 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(110) 및 두 개의 투과부(120a,120b)를 포함한다.

상기 하우징(110)은 외부로부터 유입된 유체가 통과할 수 있도록 소정의 길이를 갖는 중공형으로 형성될 수 있으며, 상기 두 개의 투과부(120a,120b)는 상기 하우징(110)의 일측에 각각 구비될 수 있다.

일례로, 상기 하우징(110)은 양단부가 개방된 중공형의 몸체(111)와 상기 몸체(111)의 개방된 양단부 측에 각각 구비되는 유입구(112) 및 유출구(113)를 포함할 수 있다.

이에 따라, 상기 유입구(112)를 통해 유입된 유체는 상기 몸체(111)의 내부를 통과하여 상기 유출구(113)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

이때, 상기 하우징(110)은 길이방향과 수직한 단면이 원형의 단면을 갖도록 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 하우징(110)은 상기 투과부(120a,120b)를 제외한 나머지 부분이 원형의 단면을 갖도록 형성될 수 있다.

일례로, 상기 몸체(111)는 길이방향과 수직한 단면이 원형의 단면을 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 몸체(111)는 전체길이에 대하여 동일한 내경을 갖도록 형성될 수 있다.

이와 같은 경우, 상기 투과부(120a,120b)가 형성된 몸체(111)의 일부는 상기 투과부(120a,120b)를 제외한 나머지 부분이 호형의 단면을 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 유입구(112)는 입구측의 내경이 상기 몸체(111)의 내경보다 상대적으로 작은 크기를 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 유입구(112)는 상기 몸체(111)의 내경보다 상대적으로 작은 크기의 내경을 갖는 입구(112a)로부터 내경이 서서히 증가하여 상기 입구(112a) 및 몸체(111)를 상호 연결하는 확개부(112b)를 포함할 수 있다.

이를 통해, 상기 유입구(112)를 통해 외부로부터 유입된 유체는 압력구배를 통해 상기 몸체(111)의 내부로 원활하게 유입될 수 있다.

여기서, 상기 유출구(113)는 상기 유입구(112)와 마찬가지로 출구(113a)측의 내경이 상기 몸체(111)의 내경보다 상대적으로 작은 크기를 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 유출구(113)는 상기 몸체(111)의 단부로부터 상기 몸체(111)의 내경보다 상대적으로 작은 크기의 내경을 갖는 출구(113a)까지 내경이 서서히 감소하여 상기 몸체(111) 및 출구(113a)를 상호 연결하는 축소부(113b)를 포함할 수 있다.

상기 두 개의 투과부(120a,120b)는 외부로부터 조사되는 전자빔을 상기 몸체(111)의 내부로 투과시킬 수 있다. 이를 통해, 상기 몸체(111)의 내부를 통과하는 유체는 상기 두 개의 투과부(120a,120b)를 통해 유입된 전자빔에 노출될 수 있다.

이와 같은 두 개의 투과부(120a,120b)는 상기 몸체(111)의 길이 중간에 배치될 수 있다.

일례로, 상기 두 개의 투과부(120a,120b)는 서로 다른 위치에 형성되는 제1투과부(120a)와 제2투과부(120b)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 하우징(110)의 내부로 유입된 유체는 상기 몸체(111)의 내부를 통과하는 과정에서 상기 두 개의 투과부(120a,120b)를 통해 유입된 전자빔에 각각 노출될 수 있다.

이를 위해, 상기 몸체(111)는 길이 중간에 소정의 크기로 개구형성되는 두 개의 개구부(114a,114b)를 포함할 수 있으며, 상기 제1투과부(120a) 및 제2투과부(120b)는 상기 두 개의 개구부(114a,114b)를 각각 덮도록 배치될 수 있다.

여기서, 상기 제1투과부(120a) 및 제2투과부(120b)는 소정의 면적을 갖는 판상의 필름부재일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 전자빔을 원활하게 투과할 수 있는 재질이라면 모두 사용될 수 있다.

이때, 상기 제1투과부(120a) 및 제2투과부(120b)는 상기 몸체(111)에 착탈가능하게 결합될 수 있다. 이를 위해, 상기 몸체(111)는 상기 두 개의 개구부(114a,114b)의 테두리를 따라 각각 형성되는 두 개의 플랜지부(115a,115b)를 포함할 수 있으며, 상기 두 개의 플랜지부(115a,115b) 측에는 내부에 관통부(132)가 형성된 체결프레임(130a,130b)이 각각 결합될 수 있다.

이와 같은 경우, 상기 제1투과부(120a) 및 제2투과부(120b)는 테두리측이 상기 플랜지부(115a,115b) 및 체결프레임(130a,130b)의 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 체결프레임(130a,130b)과 플랜지부(115a,115b)가 서로 결합하는 경우 상기 제1투과부(120a) 및 제2투과부(120b)의 테두리측은 상기 체결프레임(130a,130b) 및 플랜지부(115a,115b)를 통해 각각 고정될 수 있으며, 상기 관통부(132)를 통해 외부로 노출될 수 있다.

더불어, 서로 마주하는 플랜지부(115a,115b)와 제1투과부(120a) 및 제2투과부(120b)의 접촉면 상에는 상기 개구부(114a,114b)를 통해 몸체(111)의 내부를 유동하는 유체가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 오링과 같은 밀봉부재(140)가 각각 배치될 수 있다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치(100)는 상기 제1투과부(120a) 및 제2투과부(120b)가 일직선상에 위치하도록 배치될 수 있으며, 상기 몸체(111)는 상기 제1투과부(120a)를 통과한 전자빔과 상기 제2투과부(120b)를 통과한 전자빔이 서로 중첩되는 중첩영역(S)을 형성할 수 있는 크기의 내경을 가질 수 있다.

즉, 상기 제1투과부(120a)를 통과한 전자빔과 상기 제2투과부(120b)를 통과한 전자빔이 서로 중첩되는 중첩영역(S)은 상기 몸체(111)의 내부 중앙부에 형성될 수 있으며, 상기 몸체(111)의 내부 중앙부에서 상기 몸체(111)의 내면으로부터 일정간격 이격된 위치까지 형성될 수 있다.

일례로, 상기 제1투과부(120a)는 상기 몸체(111)의 상부측에 구비될 수 있고, 상기 제2투과부(120b)는 상기 몸체(111)의 하부측에 구비될 수 있으며, 상기 제1투과부(120a)를 통과한 전자빔의 세기와 상기 제2투과부(120b)를 통과한 전자빔의 세기는 서로 동일한 크기일 수 있다.

이와 같은 경우, 상기 중첩영역(S)은 상기 몸체(111)의 내경(D)에 대하여 2/5 내지 3/5 위치에 형성될 수 있고, 상기 몸체(111)의 내경(D)에 대하여 2/5 내지 3/5 위치에 형성되는 중첩영역(S)은 그 길이(L)가 상기 제1투과부(120a) 또는 제2투과부(120b)를 통해 조사되는 전자빔의 최대투과깊이(Dmax)에서 상기 전자빔의 유효투과깊이(De)를 뺀 나머지 길이에 해당하는 크기일 수 있으며, 상기 몸체(111)의 내경(D)은 상기 제1투과부(120a) 또는 제2투과부(120b)를 통해 조사되는 전자빔의 최대투과깊이(Dmax)와 상기 전자빔의 유효투과깊이(De)를 더한 길이에 해당하는 크기일 수 있다.

비제한적인 일례로써, 상기 몸체(111)의 내부에 형성되는 전자빔의 중첩영역(S)은 그 길이(L)가 전자빔의 최대투과깊이의 1/3배에 해당하는 길이일 수 있으며, 상기 몸체(111)의 내경(D)은 전자빔의 최대투과깊이의 5/3배의 크기를 가질 수 있다.

이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치(100)는 상기 제1투과부(120a)를 통해 몸체(111)의 내부로 유입된 전자빔 중 유효투과깊이(De)를 벗어난 전자빔과 상기 제2투과부(120b)를 통해 몸체(111)의 내부로 유입된 전자빔 중 유효투과깊이(De)를 벗어난 전자빔이 서로 중첩됨으로써 두 개의 전자빔이 중첩되는 중첩영역(S)을 형성할 수 있다.

통상적으로, 전자빔은 빔에너지의 크기에 따라 최대투과깊이(Dmax)가 결정되며, 미국의 국립표준기술 연구소(NIST)에서 제시한 빔에너지의 크기에 따른 공기중에서의 최대 투과 깊이는 아래의 표 1과 같다.

빔에너지에 따른 공기중에서의 최대 투과 깊이
빔에너지[Mev]	최대 투과 깊이(Dmax)[cm]
0.01	0.23
0.05	3.20
0.1	12.73
0.2	39.86
0.3	74.73
0.4	114.20
0.5	156.47
0.6	200.63
0.7	245.96
0.8	292.00
0.9	338.51
1	385.25
3	1300.39
5	2149.02
10	4072.16

이와 같은 전자빔의 에너지는 깊이가 길어질수록 에너지의 손실이 발생하며, 통상적으로 표면과 동일한 에너지를 갖는 지점을 나타내는 유효투과깊이(De)는 최대투과깊이(Dmax)의 2/3배에 해당하는 크기이다. 즉, 전자빔의 최대투과깊이 (Dmax)의 1/3배 해당하는 크기는 에너지의 손실이 발생하는 비유효투과깊이(Dne)이다.

본 발명에서는 상기 제1투과부(120a) 및 제2투과부(120b)를 일직선상에 위치하도록 배치하고 상기 제1투과부(120a)를 투과한 제1전자빔과 상기 제2투과부(120b)를 투과한 제2전자빔이 유효투과깊이(De)인 2/3Dmax를 벗어난 비유효투과깊이(Dne)에 해당하는 부분이 서로 중첩되는 중첩영역(S)을 형성할 수 있도록 상기 몸체(111)의 내경을 전자빔의 최대투과깊이(Dmax)의 5/3배인 크기를 갖도록 형성할 수 있다.

이를 통해, 본 발명에서는 제1전자빔 또는 제2전자빔이 유효투과깊이를 벗어난 비유효투과깊이(Dne)에서 제2전자빔 또는 제1전자빔과 서로 중첩되어 손실된 에너지가 보상됨으로써 유효투과깊이(De)를 벗어난 비유효투과깊이(Dne)에서도 유효투과깊이(De)에서의 에너지와 동등 수준의 에너지를 구현할 수 있다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1투과부(120a)를 투과한 제1전자빔의 최대투과깊이(Dmax)에서 유효투과깊이(De)를 제외한 비유효투과깊이(Dne)에 해당하는 제1전자빔은 상기 제2투과부(120b)를 투과한 제2전자빔의 최대투과깊이(Dmax)에서 유효투과깊이(De)를 제외한 비유효투과깊이(Dne)에 해당하는 제2전자빔과 서로 중첩될 수 있다.

이를 통해, 비유효투과깊이(Dne)에서 손실된 전자빔의 에너지는 다른 전자빔이 비유효투과깊이(Dne)에서 가지는 에너지를 통해 서로 보완됨으로써 각각의 유효투과깊이(De)까지의 에너지와 동등 수준의 에너지를 구현할 수 있다.

다시 말하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치(100)는 상기 몸체(111)의 내경(D)이 전자빔의 최대투과깊이(Dmax)의 5/3배인 크기를 갖도록 설정되는 경우, 상기 몸체(111)의 내부는 상기 투과부(120a,120b)로부터의 깊이에 상관없이 동등 수준의 에너지를 갖는 전자빔이 유입될 수 있다.

이로 인해, 본 발명에서는 하나의 투과부를 통해 전자빔이 조사되는 방식과 비교할 때 동일한 크기의 전자빔을 적용하더라도 처리효율의 저하없이 몸체(111)의 내경을 전자빔의 유효투과깊이(De)의 2배가 아닌 전자빔의 유효투과깊이(De)의 2.5배까지 증가시킬 수 있다.

이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치(100)는 중첩영역(S)을 통해 손실된 에너지를 상호 보완하여 처리효율이 감소되는 것을 방지할 수 있음으로써 처리 효율의 감소없이 상기 몸체(111)의 내부를 통과하는 유체의 양을 증가시켜 처리용량을 늘릴 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치(100)는 상기 유입구(112)를 통해 상기 몸체(111)의 내부로 유입된 유체의 이동경로를 안내하기 위한 가이드부(150)를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 가이드부(150)는 상기 유체가 상기 몸체(111)의 내부를 통과하는 과정에서 상기 유체를 선회시킬 수 있다.

이를 위해, 상기 가이드부(150)는 도 3 또는 도 6에 도시된 바와 같이 중심축(152)과 상기 중심축(152)을 중심으로 권회된 날개부(151)를 포함할 수 있으며, 상기 가이드부(150)는 상기 몸체(111)의 내부에 길이방향을 따라 배치될 수 있다.

이때, 상기 날개부(151)는 상기 하우징(110)의 길이방향과 평행하게 배치되는 중심축(121)을 따라 적어도 1회 이상 나선형상으로 권회될 수 있다.

또한, 상기 날개부(151)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 몸체(111)의 내부 반경(R1)과 동일한 크기의 폭(R2)을 가지는 곡면으로 형성될 수 있다.

더하여, 상기 날개부(151)는 일측단이 상기 몸체(111)의 내면과 접하도록 배치될 수 있고, 상기 날개부(151)가 권회되는 중심축(152)은 상기 하우징(110)의 길이방향과 평행하게 배치될 수 있으며, 상기 중심축(152)은 상기 몸체(111)의 중심축과 일치하도록 상기 몸체(111)의 내부에 배치될 수 있다.

이를 통해, 상기 유입구(112)를 통해 상기 몸체(111)의 내부로 유입된 모든 유체는 상기 날개부(151)의 표면을 따라 상기 유출구(113) 측으로 이동할 수 있으며, 상기 유입구(112)를 통해 상기 몸체(111)의 내부로 유입된 모든 유체는 상기 유출구(113) 측으로 이동하는 과정에서 상기 날개부(151)를 통해 선회됨으로써 상기 투과부(120a,120b)와 가까운 위치로 이동할 수 있다.

본 발명에서, 상기 날개부(151)의 권회횟수는 도 6에 도시된 바와 같이 4회 또는 8회일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 날개부(151)의 전체 권회횟수는 처리하고자 하는 유체의 용량에 맞게 적절하게 변경될 수 있다.

또한, 도면에는 상기 날개부(151)가 상기 몸체(111)의 길이방향과 평행하게 배치되는 중심축(152)을 기준으로 적어도 1회 이상 나선형으로 권회되는 것으로 도시하였지만, 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니며 상기 중심축(152)은 생략될 수도 있다. 이와 같은 경우, 상기 가이드부(150)는 상기 몸체(111)의 길이방향과 평행하게 배치되는 가상의 중심축을 기준으로 적어도 1회이상 나선형으로 권회된 날개부(151)만으로 구성될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치(100)는 상기 유입구(112)를 통해 상기 몸체(111)의 내부로 유입된 유체가 상기 유출구(113)로 이동하는 과정에서 상기 가이드부(150)를 통해 선회됨으로써 상기 몸체(111)의 내부로 유입된 유체가 상기 제1투과부(120a) 및 제2투과부(120b)와 가까운 위치로 이동할 수 있으며, 상기 제1투과부(120a) 및 제2투과부(120b)와 가까운 위치로 이동한 유체는 상기 제1투과부(120a) 및 제2투과부(120b)를 통해 유입된 전자빔에 조사된 후 상기 유출구(113)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치(100)는 상기 유입구(112)를 통해 몸체(111)의 내부로 유입된 모든 유체가 상기 제1투과부(120a) 및 제2투과부(120b)와 가까운 위치로 이동함으로써 상기 제1투과부(120a) 및 제2투과부(120b)를 통해 유입된 전자빔의 세기가 약하더라도 상기 전자빔에 조사된 후 유출구(113)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치(100)는 상기 몸체(111)의 내부로 유입된 모든 유체가 전자빔에 조사되지 않고 곧바로 외부로 배출되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.

이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치(100)는 상기 제1투과부(120a) 및 제2투과부(120b)를 통해 0.5MeV 이하의 저에너지를 갖는 전자빔이 상기 유체에 조사되더라도 상기 유체 측에 전자빔을 균일하게 조사할 수 있음으로써 전체사이즈를 소형화하면서도 충분한 처리용량을 확보할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치(100)는 전체 사이즈가 소형화될 수 있음으로써 자체차폐가 가능할 수 있고 고에너지 전자빔 방식을 채용하는 종래에 비하여 설비비용을 획기적으로 줄일 수 있다.

한편, 상술한 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치(100)는 대기정화장치(1000)에 적용될 수 있다.

일례로, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기정화장치(1000)는 도 7에 도시된 바와 같이 챔버(200), 대기정화용 반응장치(100) 및 두 개의 전자빔 발생기(300)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 대기정화용 반응장치(100)는 상술한 대기정화용 반응장치(100)가 그대로 적용될 수 있으며, 구체적인 내용은 상술한 내용과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 챔버(200)는 내부공간을 갖는 함체형상으로 형성될 수 있다. 이와 같은 챔버(200)는 상기 대기정화용 반응장치(100) 및 전자빔 발생기(300)가 설치되는 설치공간을 제공할 수 있으며, 상기 전자빔 발생기(300)에서 조사되는 전자빔을 차폐하는 역할을 수행할 수 있다. 일례로, 상기 챔버(200)는 알루미늄 등과 같은 금속재질로 이루어질 수 있다.

이와 같은 경우, 상기 대기정화용 반응장치(100)는 상기 유입구(112) 및 유출구(113)측이 상기 챔버(200)에 고정되는 형태일 수 있고, 상기 전자빔 발생기(300)가 상기 제1투과부(120a) 및 제2투과부(120b)와 대응되는 위치에 위치하도록 각각 배치될 수 있다.

이에 따라, 상기 두 개의 전자빔 발생기(300)에서 발생된 각각의 전자빔은 상기 제1투과부(120a) 및 제2투과부(120b)를 통해 상기 하우징(110)의 내부로 원활하게 투과될 수 있다. 여기서, 상기 두 개의 전자빔 발생기(300)는 0.5MeV 이하의 저에너지의 전자빔을 생성하는 저에너지 전자가속기일 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 챔버(200)는 상기 두 개의 전자빔 발생기(300)에서 발생된 전자빔의 방사능을 차폐하는 차폐챔버의 역할을 수행할 수 있다.

이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기정화장치(1000)는 상기 챔버(200)가 상기 대기정화용 반응장치(100) 및 두 개의 전자빔 발생기(300)를 설치하기 위한 최소한의 사이즈로 구현되더라도 상기 두 개의 전자빔 발생기(300)에서 발생된 전자빔의 방사능을 충분히 차폐할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기정화장치(1000)는 상기 챔버(200)의 크기를 최소화할 수 있음으로써 소형의 모듈화된 형태로 구현할 수 있다.

이때, 상기 유입구(112)는 배기가스 공급원(400)과 직접 연결될 수 있다. 일례로, 상기 배기가스 공급원(400)은 생산설비의 배기가스 덕트일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기정화장치(1000)는 상기 배기가스 덕트로부터 배출되는 유체의 정화가 필요한 경우, 상기 유입구(112)를 배기가스 덕트 측에 직접 연결함으로써 사용편의성을 높일 수 있다.

한편, 상술한 설명에서 상기 두 개의 전자빔 발생기(300)가 0.5MeV 이하의 저에너지 전자가속기인 것을 예시하였으나, 상기 두 개의 전자빔 발생기(300)를 이에 한정하는 것은 아니며, 0.5MeV를 초과하는 중에너지 또는 고에너지 전자가속기일 수도 있으며, 상술한 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치(100) 역시 0.5MeV를 초과하는 중에너지 또는 고에너지 전자가속기를 이용하는 대기정화장치에 적용될 수 있음을 밝혀둔다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

100 : 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치
110 : 하우징 111 : 몸체
112 : 유입구 113 : 유출구
114 : 개구부 115 : 플랜지부
120a,120b : 투과부 130a,130b : 체결프레임
132 : 관통부 140 : 밀봉부재
150 : 가이드부

Claims (17)

1. 소정의 길이를 갖추고 외부로부터 유입된 유체가 통과할 수 있도록 중공형으로 형성되는 하우징;
   상기 하우징의 내부로 전자빔이 투과될 수 있도록 판형으로 이루어지며 상기 하우징의 일측에 구비되는 두 개의 투과부; 및
   상기 하우징의 내부로 유입된 유체가 선회하면서 이동할 수 있도록 상기 하우징의 내부에 길이방향을 따라 고정된 상태로 배치되어 상기 유체의 이동경로를 안내하는 가이드부;를 포함하고,
   상기 두 개의 투과부는 상기 하우징의 내부로 조사되는 전자빔이 서로 중첩되는 중첩영역이 형성될 수 있도록 일직선상에 배치되는 제1투과부 및 제2투과부를 포함하고,
   상기 가이드부는 상기 하우징의 길이방향을 따라 적어도 1회 이상 나선 형상으로 권회된 날개부를 포함하되 상기 날개부는 일측단이 상기 하우징의 내면과 접하도록 형성되고, 상기 날개부 중 상기 투과부와 인접 배치되는 부분은 직선형으로 이루어지는 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 중첩영역은 상기 하우징의 내경(D)에 대하여 2/5 내지 3/5 위치에 형성되는 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 중첩영역의 길이(L)는 상기 전자빔의 최대투과깊이(Dmax)에서 전자빔의 유효투과깊이(De)를 뺀 나머지 길이에 해당하는 크기인 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 하우징의 내경(D)은 상기 제1투과부 또는 제2투과부를 통해 조사되는 전자빔의 최대투과깊이(Dmax)와 상기 전자빔의 유효투과깊이(De)를 더한 길이에 해당하는 크기인 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 날개부는 상기 하우징의 내부 반경과 동일한 크기의 폭을 가지는 곡면으로 형성되는 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 날개부가 권회되는 중심축은 상기 하우징의 중심축과 일치하는 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 측부에 소정의 크기로 개구형성되는 개구부를 포함하고,
    상기 투과부는 상기 개구부를 덮는 필름부재인 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 개구부의 테두리를 따라 형성되는 플랜지부를 포함하고,
    상기 투과부는 상기 플랜지부에 결합되는 체결프레임을 매개로 상기 플랜지부에 착탈가능하게 결합되는 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 양단부가 개방된 중공형의 몸체와, 상기 유체가 상기 몸체의 내부로 유입될 수 있도록 상기 몸체의 전단에 구비되는 유입구 및 상기 유체가 상기 몸체의 내부로부터 외부로 유출될 수 있도록 상기 몸체의 후단에 구비되는 유출구를 포함하는 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 유입구는 입구측의 내경이 상기 몸체의 내경보다 상대적으로 작은 크기를 갖도록 형성되는 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치.
14. 내부공간을 갖는 챔버;
    상기 하우징이 상기 챔버를 가로지르도록 상기 내부공간에 배치되는 청구항 제1항 내지 제4항, 제7항, 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치; 및
    상기 제1투과부 및 제2투과부의 외측에 위치하도록 상기 내부공간에 배치되어 상기 하우징의 내부로 전자빔을 각각 조사하는 두 개의 전자빔 발생기;를 포함하는 대기정화장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 챔버는 방사선을 차폐할 수 있도록 금속재질로 이루어진 대기정화장치.
16. 제14항에 있어서,
    상기 전자빔을 이용한 대기정화용 반응장치는 배기가스 공급원과 직접 연결되는 대기정화장치.
17. 제14항에 있어서,
    상기 전자빔 발생기는 0.5MeV 이하의 저에너지 전자가속기인 대기정화장치.

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