KR102265296B1 - 초음파 분무를 이용한 입자 및 타르 제거용 고효율 사이클론 장치 및 이를 이용한 집진 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예는 사이클론 방식과 초음파 분무 등을 이용하여 초미세 먼지나 가스화 공정에서 발생되는 타르를 가스로부터 제거할 수 있는 장치를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 초음파 분무를 이용한 입자 및 타르 제거용 고효율 사이클론 장치는, 내부 공간을 구비하는 자켓부; 자켓부와 결합하고, 분진과 타르를 함유한 가스인 공급가스가 자켓부의 내부 공간으로 유입되는 유로를 제공하는 가스유입부; 자켓부의 내부 공간에 설치되고, 공급가스의 통과 시 공급가스에 선회력을 제공하는 가이드베인을 구비하며, 공급가스의 선회류가 통과하는 내부 유로를 제공하는 볼텍스파인더; 및 초음파를 이용하여 액체를 에어로졸화시킨 후 자켓부의 내부 공간으로 분무하는 초음파분사부;를 포함한다.

Description

초음파 분무를 이용한 입자 및 타르 제거용 고효율 사이클론 장치 및 이를 이용한 집진 방법 {HIGH-EFFICIENCY CYCLONE DEVICE FOR PARTICLE AND TAR REMOVAL USING ULTRASONIC SPRAY AND DUST COLLECTING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 초음파 분무를 이용한 입자 및 타르 제거용 고효율 사이클론 장치 및 이를 이용한 집진 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 사이클론 방식과 초음파 분무 등을 이용하여 초미세 먼지나 가스화 공정에서 발생되는 타르를 가스로부터 제거할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 사이클론은, 원심력을 이용하여 기체 속에 부유하고 있는 고체나 액체의 입자를 집진하는 방식으로 제거함으로써, 오염물질 방지 시설 중 가장 많이 사용되는 장치이다. 원심력을 이용하여 분진을 함유한 가스에 중력보다 훨씬 큰 가속도를 주게 되면, 분진과 가스와의 분리속도가 무게에 의한 침강과 비교해서 커지게 되는 원리를 이용한 장치이다.

종래기술의 싸이클론에서는, 대부분 크기의 입자는 제거가 가능하나, 2.5 μm미만의 초미세 먼지나 가스화 공정에서 발생되는 타르의 제거 효율은 매우 낮은 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1881834호(발명의 명칭: 배기가스 내 PM 및 SOx 동시 처리 장치)에서는, 배기가스가 유입되는 원통부와, 상기 원통부의 하부에 결합되며 상부에서 하부로 갈수록 직경이 점점 작아지는 원추부로 구성되는 사이클론 챔버; 및 상기 사이클론 챔버의 상단부를 관통하여 상기 사이클론 챔버 내부로 연장 되는 스크러빙 챔버;를 포함하고, 상기 사이클론 챔버는, 상기 사이클론 챔버의 내벽 또는 상기 스크러빙 챔버의 외벽으로 세정액을 분사하는 제1 세정액 분사부를 포함하고, 상기 스크러빙 챔버는, 상기 스크러빙 챔버 내부로 세정액을 분사하는 제2 세정액 분사부와, 상기 제2 세정액 분사부의 하부에 설치되며 복수의 패킹볼로 이루어진 제1 패킹층을 포함하는 장치가 개시되어 있다.

대한민국 등록특허 제10-1881834호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 사이클론 방식과 초음파 분무 등을 이용하여 초미세 먼지나 가스화 공정에서 발생되는 타르를 가스로부터 제거할 수 있고, 집진 효율을 증대시키는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 내부 공간을 구비하는 자켓부; 상기 자켓부와 결합하고, 분진과 타르를 함유한 가스인 공급가스가 상기 자켓부의 내부 공간으로 유입되는 유로를 제공하는 가스유입부; 상기 자켓부의 내부 공간에 설치되고, 상기 공급가스의 통과 시 상기 공급가스에 선회력을 제공하는 가이드베인을 구비하며, 상기 공급가스의 선회류가 통과하는 내부 유로를 제공하는 볼텍스파인더; 및 초음파를 이용하여 액체를 에어로졸화시킨 후 상기 자켓부의 내부 공간으로 분무하는 초음파분사부;를 포함하고, 상기 볼텍스파인더는, 내부 유로를 통과하는 상기 공급가스의 선회류에서 분리된 미세 분진과 타르를 상기 자켓부의 내부 공간으로 배출하는 볼텍스홀을 적어도 하나 이상 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 볼텍스파인더는, 상기 볼텍스홀에 인접하게 설치되고, 경사면을 형성함으로써 상기 볼텍스파인더의 내부 유로 직경이 점진적으로 감소하는 구간을 형성하는 벤츄리부를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 벤츄리부는, 상기 볼텍스파인더의 길이 방향을 따라 복수 개 배치될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 볼텍스파인더는, 상기 공급가스로부터 분진과 타르가 분리되어 형성된 가스인 청정가스가 배출되는 청정배출구를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 볼텍스파인더는, 상기 청정배출구에 인접한 상기 벤츄리부와 상기 청정배출구 사이에 형성되어 액체, 분진 또는 타르를 획득하는 충격부를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 자켓부와 상기 볼텍스파인더에 의해 상기 공급가스로부터 분리된 분진 또는 타르가 저장되는 분진저장부를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 상기 가스유입부를 통해 상기 공급가스가 상기 자켓부의 내부 공간으로 유입되는 제1단계; 상기 공급가스가 상기 자켓부의 내부 공간을 선회하면서 상기 공급가스로부터 조대 분진이 분리되어, 조대 분진이 분진저장부로 수집되는 제2단계; 상기 공급가스가 상기 가이드베인을 통과하면서 선회력을 제공 받으며, 상기 공급가스의 선회류가 상기 볼텍스파인더를 따라 유동하면서 상기 공급가스의 선회류로부터 미세 분진 및 타르가 분리되는 제3단계; 미세 분진 및 타르가 상기 볼텍스홀을 통과하면서 상기 볼텍스파인더로부터 상기 자켓부의 내부 공간으로 배출되고, 에어로졸화된 액체인 분사액체가 미세 분진 및 타르와 접촉하는 제4단계; 및 미세 분진 및 타르와 분사액체의 혼합물인 집진 물질이 상기 자켓부의 내부 공간을 유동한 후 상기 분진저장부로 수집되고, 상기 볼텍스파인더의 청정배출구를 통해 청정가스가 외부로 배출되는 제5단계;를 포함한다.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 벤츄리 효과를 이용하여 미세 분진 및 타르의 유동 면적을 증가시키고, 초음파를 이용하여 에어로졸화시킨 액체인 분사액체를 분무함으로써 미세 분진 및 타르와 분사액체 간 접촉 면적을 증대시켜, 미세 분진과 타르의 집진을 가능하게 하고, 분진과 타르에 대한 집진 효율을 증대시킬 수 있다는 것이다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사이클론 장치의 단면에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼텍스파인더의 단면에 대한 개략도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사이클론 장치의 단면에 대한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼텍스파인더(100)의 단면에 대한 개략도이다. 도 1과 도 2에서, 각각의 도면의 상단 방향이 상 방향이고 하단 방향이 하 방향일 수 있다. 도 1과 도 2에서, 실선 화살표는 분진(미세 분진 또는 조대 분진) 또는 타르의 유동 방향이고, 점선 화살표는 공급가스의 선회류 유동 방향이다.

도 1과 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 사이클론 장치는, 내부 공간을 구비하는 자켓부(200); 자켓부(200)와 결합하고, 분진과 타르를 함유한 가스인 공급가스가 자켓부(200)의 내부 공간으로 유입되는 유로를 제공하는 가스유입부(210); 자켓부(200)의 내부 공간에 설치되고, 공급가스의 통과 시 공급가스에 선회력을 제공하는 가이드베인(110)을 구비하며, 공급가스의 선회류가 통과하는 내부 유로를 제공하는 볼텍스파인더(100); 및 초음파를 이용하여 액체를 에어로졸화시킨 후 자켓부(200)의 내부 공간으로 분무하는 초음파분사부;를 포함한다. 여기서, 초음파의 주파수 영역은 20kHz 이상 10 MHz미만의 범위에서 형성될 수 있다. 그리고, 가스유입부(210)를 통해 자켓부(200)의 내부로 유입되는 공급가스에 함유된 분진 입자 또는 타르 입자의 입경은 0 초과 10,000 미만 마이크로미터(μm)로 형성될 수 있다.

본 발명의 사이클론 장치에서는, 자켓부(200)의 내부에서 초음파로 발생된 미세 에어로졸화된 액체 입자와 분진 입자 및 타르가 접촉되어 제거될 수 있다. 이에 대해, 하기에서 구체적으로 기술하도록 한다. 그리고, 하기에서, 분진은, 상대적으로 부피가 작은 미세 분진과 미세 분진 보다 부피가 더 큰 조대 분진으로 구분되어 표현될 수 있다. 공급가스는 타 공정에서 생성된 분진과 타르를 함유할 수 있다.

도 1에서 보는 바와 같이, 자켓부(200)는, 원통형으로 형성되고 하부에는 점차적으로 직경이 감소하는 부위가 형성되는 자켓본체(202) 및, 자켓부(200) 본체의 상부에서 자켓부(200) 본체의 직경 보다 작은 직경을 구비하도록 형성되고 상부에는 점차적으로 직경이 감소하는 부위가 형성되는 자켓상부체(201),를 구비할 수 있다. 그리고, 볼텍스파인더(100)는, 자켓상부체(201) 보다 더 작은 직경을 구비할 수 있다. 여기서, 각각의 직경은 자켓부(200)의 길이 방향을 따른 중심축에 수직인 단면에 대한 직경일 수 있다.

볼텍스파인더(100)의 하부는 자켓본체(202)의 내부에 위치하고, 볼텍스파인더(100)의 상부는 자켓상부체(201)의 내부에 위치할 수 있다. 그리고, 가스유입부(210)는 자켓본체(202)의 측벽에 결합될 수 있으며, 가스유입부의 배출구(211)가 볼텍스파인더(100)의 하부를 향하도록 가스유입부(210)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 가스유입부(210)를 통과한 공급가스가 볼텍스파인더(100)의 하부와 충돌할 수 있고, 볼텍스파인더(100)의 하부와 충돌한 공급가스는 자켓본체(202)의 내부 공간에 선회 운동을 수행하여, 공급가스에 함유된 조대 분진이 공급가스로부터 분리되어 자켓본체(202)의 하부를 통과 후 분진저장부(400)로 이동할 수 있다.

상기와 같이, 자켓본체(202)와 자켓상부체(201)의 직경이 상이하므로, 자켓본체(202)의 내부에서 공급가스로부터 분리된 조대 분진이 자켓상부체(201)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 가스유입부(210)를 통과한 공급가스를 볼텍스파인더(100)의 하부에 충돌시켜 선회 운동시킴으로써, 선회력이 증가한 공급가스로부터 조대 분진을 집진하기에 용이할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 사이클론 장치의 집진 효율을 증대시킬 수 있다. 이 때, 자켓본체(202)에서도 공급가스가 선회하기는 하나, 하기에서 보는 바와 같이, 조대 분진이 제거되어 가이드베인(110)을 통과하여 선회류를 형성하는 공급가스를 공급가스의 선회류라고 지칭한다.

초음파분사부는, 외부로부터 유입된 액체에 초음파를 제공하여 에어로졸화시키는 초음파발생기(310), 초음파발생기(310)와 연결되고 에어로졸화된 액체인 분사액체에 유로를 제공하는 메인배관(320) 및, 메인배관(320)과 연결되고 메인배관(320)으로부터 전달 받은 분사액체를 자켓상부체(201)의 내부로 분사하도록 자켓상부체(201)의 상부벽을 관통하여 형성되는 분사배관(330),을 구비할 수 있다. 여기서, 분사배관(330)은 적어도 하나 이상 형성될 수 있으며, 분사배관(330)의 말단에서 분사된 분사액체가 자켓상부체(201)의 측벽과 볼텍스파인더(100)의 측벽 사이로 분무될 수 있다. 그리고, 분사액체는 물(H₂O)일 수 있다. 또는, 분사액체는 물에 소정의 세정액이 용해된 용액일 수 있다.

상기와 같이, 조대 분진이 제거된 공급가스는 가스유입부(210)로 유입되는 공급가스의 압력에 의해 유동하면서 자켓본체(202)의 하부 경사면과 충돌하여 방향 전환을 수행하고 볼텍스파인더(100)에 설치된 가이드베인(110)으로 유입될 수 있다. 그리고, 가이드베인(110)에 형성된 복수 개의 날개(베인, vane)를 통과하면서 선회력을 제공 받고, 공급가스의 선회류가 생성되며, 이와 같은 공급가스의 선회류가 볼텍스파인더(100)의 내부 유로를 따라 유동할 수 있다.

볼텍스파인더(100)는, 내부 유로를 통과하는 공급가스의 선회류에서 분리된 미세 분진과 타르를 자켓부(200)의 내부 공간으로 배출하는 볼텍스홀(130)을 적어도 하나 이상 구비할 수 있다. 그리고, 볼텍스파인더(100)는, 볼텍스홀(130)에 인접하게 설치되고, 경사면을 형성함으로써 볼텍스파인더(100)의 내부 유로 직경이 점진적으로 감소하는 구간을 형성하는 벤츄리부(120)를 더 구비할 수 있다. 여기서, 벤츄리부(120)는, 볼텍스파인더(100)의 길이 방향을 따라 복수 개 배치될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 가이드베인(110)이 하나 형성되는 것으로 표현하고 있으나, 가이드베인(110)은 복수 개 형성될 수 있다. 그리고, 복수 개로 형성되는 볼텍스홀(130)에서 깊이 방향에 수직인 단면적은 공급가스의 선회류 유량이나, 미세 분진 또는 타르의 입자 입경 분포에 따라 변경될 수 있다.

구체적으로, 볼텍스파인더(100)의 측벽이 타공되어 볼텍스홀(130)이 형성되고, 각각의 볼텍스홀(130)은 볼텍스파인더(100)의 측벽을 따라 일정한 간격으로 형성될 수 있다. 볼텍스홀(130)은 단면이 원형인 홀일 수 있으나, 볼텍스홀(130)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 벤츄리부(120)의 하단은 볼텍스홀(130)의 상단에 인접하여 형성되고, 벤츄리부(120)의 상단은 볼텍스파인더(100)의 내측면으로부터 이격되게 형성되어, 벤츄리부(120)의 하단으로부터 벤츄리부(120)의 상단 방향으로 벤츄리부(120)의 내직경이 감소할 수 있다. 그리고, 볼텍스파인더(100)가 원통 형상으로 형성되는 경우, 벤츄리부(120)는 상단과 하단이 개방된 원뿔형으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 공급가스의 선회류는 다단계로 좁아졌다가 넓어지는 구조를 통과하게 되고, 공급가스의 선회류가 이와 같은 구조를 통과하면서 공급가스의 선회류에 함유된 미세 분진과 타르가 원심력에 의해 볼텍스홀(130)을 통과하여 자켓상부체(201)의 측벽과 볼텍스파인더(100)의 측벽 사이 공간으로 배출되고, 볼텍스홀(130)을 통과 후 배출된 미세 분진과 타르는 분사액체와 접촉하여 집진된 후, 미세 분진 및 타르와 분사액체가 혼합된 집진 물질이 자켓부(200) 내부 공간을 유동하여 분진저장부(400)로 수집될 수 있다.

여기서, 가이드베인(110)에 의해 생성된 공급가스의 선회류는 벤츄리부(120)를 통과하면서 벤츄리 효과의 영향을 받게 되고, 이에 따라, 공급가스의 선회류는 유속이 감소하면서 선회력이 증가할 수 있다. 그리고, 공급가스의 선회류에 함유된 미세 분진과 타르가, 증가한 선회력(원심력)의 영향을 받아, 볼텍스홀(130)을 통과하여 배출되는 힘이 증가됨으로써, 미세 분진 및 타르와 분사액체의 접촉 면적이 증가되는 효과가 구현될 수 있다.

또한, 볼텍스홀(130)을 통과하여 배출된 미세 분진 및 타르 입자가 자켓상부체(201)의 내측면과 충돌하게 되고, 이와 같은 충돌에 의해 미세 분진과 타르 입자의 분산력이 증가하여, 미세 분진 및 타르와 분사액체의 접촉 면적이 증가될 수 있으며, 초음파에 의해 분사액체가 에어로졸화된 상태여서 표면적이 넓어져 미세 분진 및 타르와 접촉 확률이 증가하여 미세 분진과 타르에 대한 집진 효율이 증대될 수 있다.

볼텍스파인더(100)는, 공급가스로부터 분진과 타르가 분리되어 형성된 가스인 청정가스가 배출되는 청정배출구(150)를 더 구비할 수 있다. 상기와 같이 복수 개의 벤츄리부(120)를 통과하면서 공급가스의 선회류로부터 미세 분진 및 타르가 제거됨으로써 청정가스가 생성되며, 청정가스는 볼텍스파인더(100)의 상단에서 개구된 청정배출구(150)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

여기서, 볼텍스파인더(100)는, 청정배출구(150)에 인접한 벤츄리부(120)와 청정배출구(150) 사이에 형성되어 액체, 분진 또는 타르를 획득하는 충격부(140)를 더 구비할 수 있다. 가장 상부에 위치한 벤츄리부(120)를 통과하는 공급가스의 선회류에도 소량의 분사액체, 미세 분진 또는 타르가 함유될 수 있으며, 이와 같은 잔여 물질을 제거하기 위하여 충격부(140)가 형성될 수 있다. 여기서, 충격부(140)는 원형 또는 다각형의 판 형상으로 형성될 수 있다. 판의 형상인 충격부(140)는 하부면이 가장 상부에 위치한 벤츄리부(120)의 상단과 인접하게 형성되며, 가장 상부에 위치한 벤츄리부(120)를 통과하는 공급가스의 선회류가 충격부(140)에 충돌함으로써 공급가스의 선회류에 함유된 잔여 물질이 충격부(140)에 집진되고, 충격부(140)와 가장 상부에 위치한 벤츄리부(120)의 상단 사이의 틈을 통해 잔여물질이 제거된 공급가스의 선회류가 청정가스로써 배출될 수 있다.

분진 및 타르가 제거된 청정가스에도 수분이 함유될 수 있으며, 이에 따라, 볼텍스파인더(100)의 내부 또는 외부에 추가적인 사이클론 기기를 설치하거나, 또는, 볼텍스파인더(100)의 내부 또는 외부에 필터를 설치하여 청정가스에 함유된 수분을 제거할 수 있다. 여기서, 사이클론 기기는 볼텍스파인더(100)와 동일한 구조일 수 있으며, 수분 제거를 목적으로 할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 사이클론 장치는, 자켓부(200)와 볼텍스파인더(100)에 의해 공급가스로부터 분리된 분진 또는 타르가 저장되는 분진저장부(400)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 분진저장부(400)에는 펌프가 연결되어, 분진저장부(400)에 저장된 물질을 분진저장부(400) 외부로 배출시킬 수 있다.

상기와 같은 구조에 의해, 벤츄리 효과를 이용하여 미세 분진 및 타르의 유동 면적을 증가시키고, 초음파를 이용하여 에어로졸화시킨 분사액체를 분무함으로써 미세 분진 및 타르와 분사액체 간 접촉 면적을 증대시켜, 분진과 타르에 대한 집진 효율을 증대시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 사이클론 장치를 이용한 집진 방법에 대해서 설명하기로 한다.

먼저, 제1단계에서, 가스유입부(210)를 통해 공급가스가 자켓부(200)의 내부 공간으로 유입될 수 있다. 그리고, 제2단계에서, 공급가스가 자켓부(200)의 내부 공간을 선회하면서 공급가스로부터 조대 분진이 분리되어, 조대 분진이 분진저장부(400)로 수집될 수 있다.

다음으로, 제3단계에서, 공급가스가 가이드베인(110)을 통과하면서 선회력을 제공 받으며, 공급가스의 선회류가 볼텍스파인더(100)를 따라 유동하면서 공급가스의 선회류로부터 미세 분진 및 타르가 분리될 수 있다. 그리고, 제4단계에서, 미세 분진 및 타르가 볼텍스홀(130)을 통과하면서 볼텍스파인더(100)로부터 자켓부(200)의 내부 공간으로 배출되고, 에어로졸화된 액체인 분사액체가 미세 분진 및 타르와 접촉할 수 있다.

그 후, 제5단계에서, 미세 분진 및 타르와 분사액체의 혼합물인 집진 물질이 자켓부(200)의 내부 공간을 유동한 후 분진저장부(400)로 수집되고, 볼텍스파인더(100)의 청정배출구(150)를 통해 청정가스가 외부로 배출될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 볼텍스파인더 110 : 가이드베인
120 : 벤츄리부 130 : 볼텍스홀
140 : 충격부 150 : 청정배출구
200 : 자켓부 201 : 자켓상부체
202 : 자켓본체 210 : 가스유입부
211 : 가스유입부의 배출구 310 : 초음파발생기
320 : 메인배관 330 : 분사배관
400 : 분진저장부

Claims (7)

1. 내부 공간을 구비하는 자켓부;
   상기 자켓부와 결합하고, 분진과 타르를 함유한 가스인 공급가스가 상기 자켓부의 내부 공간으로 유입되는 유로를 제공하는 가스유입부;
   상기 자켓부의 내부 공간에 설치되고, 상기 공급가스의 통과 시 상기 공급가스에 선회력을 제공하는 가이드베인을 구비하며, 상기 공급가스의 선회류가 통과하는 내부 유로를 제공하는 볼텍스파인더; 및
   초음파를 이용하여 액체를 에어로졸화시킨 후 상기 자켓부의 내부 공간으로 분무하는 초음파분사부;를 포함하고,
   상기 볼텍스파인더는, 내부 유로를 통과하는 상기 공급가스의 선회류에서 분리된 미세 분진과 타르를 상기 자켓부의 내부 공간으로 배출하는 볼텍스홀을 적어도 하나 이상 구비하며, 상기 볼텍스홀에 인접하게 설치되고 경사면을 형성함으로써 상기 볼텍스파인더의 내부 유로 직경이 점진적으로 감소하는 구간을 형성하는 벤츄리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무를 이용한 입자 및 타르 제거용 고효율 사이클론 장치.
   
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3. 청구항 1에 있어서,
   상기 벤츄리부는, 상기 볼텍스파인더의 길이 방향을 따라 복수 개 배치되는 것을 특징으로 하는 초음파 분무를 이용한 입자 및 타르 제거용 고효율 사이클론 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 볼텍스파인더는, 상기 공급가스로부터 분진과 타르가 분리되어 형성된 가스인 청정가스가 배출되는 청정배출구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무를 이용한 입자 및 타르 제거용 고효율 사이클론 장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 볼텍스파인더는, 상기 청정배출구에 인접한 상기 벤츄리부와 상기 청정배출구 사이에 형성되어 액체, 분진 또는 타르를 획득하는 충격부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무를 이용한 입자 및 타르 제거용 고효율 사이클론 장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 자켓부와 상기 볼텍스파인더에 의해 상기 공급가스로부터 분리된 분진 또는 타르가 저장되는 분진저장부를 더 포함하는 것을 초음파 분무를 이용한 입자 및 타르 제거용 고효율 사이클론 장치.
   
7. 청구항 1의 초음파 분무를 이용한 입자 및 타르 제거용 고효율 사이클론 장치를 이용한 집진 방법에 있어서,
   상기 가스유입부를 통해 상기 공급가스가 상기 자켓부의 내부 공간으로 유입되는 제1단계;
   상기 공급가스가 상기 자켓부의 내부 공간을 선회하면서 상기 공급가스로부터 조대 분진이 분리되어, 조대 분진이 분진저장부로 수집되는 제2단계;
   상기 공급가스가 상기 가이드베인을 통과하면서 선회력을 제공 받으며, 상기 공급가스의 선회류가 상기 볼텍스파인더를 따라 유동하면서 상기 공급가스의 선회류로부터 미세 분진 및 타르가 분리되는 제3단계;
   미세 분진 및 타르가 상기 볼텍스홀을 통과하면서 상기 볼텍스파인더로부터 상기 자켓부의 내부 공간으로 배출되고, 에어로졸화된 액체인 분사액체가 미세 분진 및 타르와 접촉하는 제4단계; 및
   미세 분진 및 타르와 분사액체의 혼합물인 집진 물질이 상기 자켓부의 내부 공간을 유동한 후 상기 분진저장부로 수집되고, 상기 볼텍스파인더의 청정배출구를 통해 청정가스가 외부로 배출되는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 집진 방법.

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