KR102575349B1 - 대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치에 관한 것이다. 이는, 입구부, 출구부, 교축부를 포함하며, 물이 통과하는 동안 내부의 압력강하를 유발하여, 외부공기를 내부로 흡인하는 벤투리 타입 흡기케이싱과; 흡기케이싱의 입구부에 설치되며 물을 흡기케이싱 내부로 분사하는 도입분사노즐과; 흡기케이싱의 출구부에 구비되고, 흡기케이싱을 통과한 물을 출구부 외부로 분출하되 물에 원심력을 부여하여 살수반경을 확장시키는 임펠러를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치는, 벤투리원리로 구현된 음압을 이용해 주변의 대기오염물질을 빨아들인 후 물과 믹싱하고, 믹싱된 물을 분출하여 다시 대기오염물질과 접촉시키므로, 물의 사용량 대비 대기오염물질의 흡착비율이 크고, 그만큼 물을 절약 할 수 있어 작동 성능이 뛰어나다. 또한, 송풍기 등의 기계장치가 내장되지 않아 가벼우므로 설치 자유도가 높고 기계적 고장이 없다. 그리고, 분출되는 물이 임펠러에 의한 원심력의 작용을 받아 콘(cone) 형태의 분사 패턴을 가지므로, 살수범위가 넓어, 빠르고 효율적이며 효과적인 대기오염물질 포집능력을 갖는다.

Description

대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치{Venturi-type compound nozzle device for remove air pollutant by suction}

본 발명은 대기 중에 부유하는 각종 오염물질을 제거하는 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 벤투리 원리를 이용하여 오염물질을 흡입하고 흡입한 오염물질을 액체와 믹싱 처리 후 살수하는, 대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치에 관한 것이다.

대기 환경을 악화시키는 미세분진이나 비산먼지 또는 부유성 유해물질, 각종 악취 등을 포함하는 입자성 오염물질(이하, 대기오염물질 이라고 함)은, 사람의 호흡기를 통해 체내에 침투하여 여러 가지 질병을 일으킨다.

특히, 시멘트 공장, 저탄장, 굴착 공사장, 야적장, 건물 철거현장 등에는, 대기오염물질이 대량으로 발생하며 그 농도가 진하므로, 근처 주민의 건강을 크게 해침은 물론, 가옥이나 자동차를 더럽히고 하천이나 토양을 오염시키기 마련이다.

이러한 대기오염물질이 야기하는 문제를 해결하기 위하여 다양한 분진 저감 기술이 제안된 바 있으며, 그 중에는, 살수차량이나 스프링클러를 이용하여 대기 중에 물을 살수함으로써, 작업장 주변의 대기오염물질을 물방울로 포집하는 방법도 있다.

하지만 종래 살수장치는 효과가 그리 좋지 못하였다. 가령, 물줄기를 원거리까지 도달시키는 타입의 직사형 살수장치는 물이 퍼지지 않으므로 살수면적이 좁고, 미세한 부유 분진을 제대로 제거하지 못한다는 한계가 있는 것이다.

이와 관련된 배경이 되는 기술로서, 국내 등록특허공보 제10-2040031호 (회전식 링 노즐을 갖는 비산먼지 억제용 살수장치)가 개시된 바 있다.

개시된 살수장치는, 원통 모양의 케이싱 내에 전동기를 직결한 날개차가 장착된 송풍기; 송풍기의 공기가 배출되는 케이싱의 출구에 연결되어 공기의 흐름을 안내하고, 송풍기로부터 유입된 공기가 빠져나가는 출구쪽으로 갈수록 점차 내경이 좁아지는 원뿔대통 형상으로 형성된 컨센트레이트; 컨센트레이트의 출구쪽 선단부에 구비되고, 유체를 분산하여 분사시키는 다수 개의 스프레이 노즐이 둘레를 따라 일정한 간격을 두고 원형으로 배열된 링 노즐; 링 노즐의 안쪽 둘레에 다수 개가 일정한 간격을 두고 부착되고, 공기의 흐름에 따라 링 노즐을 회전시키는 블레이드; 컨센트레이트의 출구쪽 선단부와 링 노즐 사이에 장치되고, 링 노즐이 컨센트레이트에 대하여 자유로이 회전하도록 지지하는 회전링; 컨센트레이트의 내부 중앙에 급수펌프로부터 링 노즐에 유체를 공급하기 위해 장착된 공급관 및 링 노즐이 공급관을 중심으로 자유로이 회전하도록 공급관의 일부에 관이음으로 설치된 스위블조인트로 구성된다.

그런데 이러한 종래의 살수장치는, 송풍기를 내장 하므로 장치가 무거워 설치의 제약이 많고, 공기 유동장 내에 전동기가 설치되어 있는 구조를 가져 유동저항이 높아 분출속도 대비 전력소모가 심하다는 단점을 갖는다.

국내 등록특허공보 제10-2040031호 (회전식 링 노즐을 갖는 비산먼지 억제용 살수장치) 국내 등록특허공보 제10-1247180호 (저탄장 분진 방지용 살수장치)

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 물의 사용량 대비 대기오염물질의 흡착비율이 크고, 경량으로서 설치 자유도가 높으며 기계적 고장이 없고, 살수범위가 넓어 효과적인 대기오염물질 포집능력을 갖는, 대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치를 제거함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치는, 입구부, 출구부, 교축부를 포함하며, 물이 통과하는 동안 내부의 압력강하를 유발하여, 외부공기를 내부로 흡인하는 벤투리 타입 흡기케이싱과; 흡기케이싱의 입구부에 설치되며 외부로부터 공급된 물을 흡기케이싱 내부로 분사하는 도입분사노즐과; 흡기케이싱의 출구부에 구비되는 것으로서, 흡기케이싱을 통과한 물의 운동에너지를 받아 회전하며 물을 출구부 외부로 분출하되 물에 원심력을 부여하여 살수반경을 확장시키는 임펠러와; 상기 임펠러를 회전 가능하게 지지하는 임펠러지지부가 포함된다.

또한, 상기 흡기케이싱의 내부에는, 도입분사노즐에서 분사된 물과, 흡인된 공기를 믹싱하여 선회류를 형성하는 선회유도부가 더 설치된다.

아울러, 선회유도부는 일정폭을 갖는 띠형 부재를 프레싱 가공한 것으로서, 링의 형상을 취하며 흡기케이싱의 내벽면에 고정되는 고정밴드와, 고정밴드의 내측으로 돌출되어 유체의 흐름을 유도하는 가이드베인을 구비한다.

그리고, 상기 도입분사노즐은; 노즐홀더를 통해 흡기케이싱의 입구부에 고정되며, 외주면에는 흡기케이싱 내부로 흡인되는 공기의 흐름을 나선형으로 유도하는 외주나선홈을 갖는다.

또한, 상기 도입분사노즐은; 외부의 급수라인과 연결되는 결합부, 결합부와 일체를 이루며 흡기케이싱 내부로 연장된 내향연장부를 갖는 노즐바디와, 노즐바디를 통과한 물의 압력을 받아 회전하는 회전판을 구비한다.

또한, 상기 임펠러는; 샤프트구멍이 형성되어 있는 센터허브와, 센터허브의 외주부에 일체를 이루며 물과 충돌하여 회전력을 얻는 다수의 블레이드를 구비하고, 임펠러지지부는; 상기 샤프트구멍에 끼워져 임펠러를 회전 가능하게 지지하는 지지샤프트와, 흡기케이싱의 내부에 고정되며 지지샤프트를 지지하는 제1써포터와, 흡기케이싱의 출구부 외측에서 임펠러의 센터허브를 지지하는 제2써포터를 포함한다.

또한, 상기 제2써포터는; 링의 형상을 취하며 출구부로부터 이격되어 출구부와의 사이에 측향통로를 형성하고, 중심부에는 센터허브에 지지력을 제공하는 허브받침을 갖는 고정링과, 고정링을 흡기케이싱에 연결시키는 다수의 간격유지핀을 구비한다.

그리고, 상기 흡기케이싱의 외측부에; 흡기케이싱을 수용하며, 입구부, 출구부, 교축부를 갖는 제1벤투리하우징과, 제1벤투리하우징을 수용하고, 입구부, 출구부, 교축부를 구비한 제2벤투리하우징이 더 설치된다.

또한, 상기 제2벤투리하우징의 출구부에는, 분출류에 원심력을 부여하여 살수반경을 확장시키는 임펠러가 더 구비된다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치는, 벤투리원리로 구현된 음압을 이용해 주변의 대기오염물질을 빨아들인 후 물과 믹싱하고, 믹싱된 물을 분출하여 다시 대기오염물질과 접촉시키므로, 물의 사용량 대비 대기오염물질의 흡착비율이 크고, 그만큼 물을 절약 할 수 있어 작동 성능이 뛰어나다.

또한, 송풍기 등의 기계장치가 내장되지 않아 가벼우므로 설치 자유도가 높고 기계적 고장이 없다.

그리고, 분출되는 물이 임펠러에 의한 원심력의 작용을 받아 콘(cone) 형태의 분사 패턴을 가지므로, 살수범위가 넓어, 빠르고 효율적이며 효과적인 대기오염물질 포집능력을 갖는다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치의 사용 예를 나타내 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 복합노즐장치의 내부 구성을 설명하기 위한 절제 사시도이다.
도 5는 도 3의 복합노즐장치의 정면도이다.
도 6은 도 3의 복합노즐장치의 유입구 부분을 확대한 사시도이다.
도 7은 도 3에 도시한 복합노즐장치의 출구부 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 8은 도 4에 도시한 도입분사노즐을 별도로 도시한 도면이다.
도 9는 도 4의 선회류 유도밴드의 사시도이다.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합노즐장치의 변형 예를 나타내 보인 도면이다.
도 11은 도 4에 도시한 복합노즐장치에 적용 가능한 도입분사노즐의 사시도이다.
도 12는 도 11의 회전판의 사시도이다.
도 13은 도 4에 도시한 복합노즐장치에 적용할 수 있는 다른 구조의 도입분사노즐을 도시한 평면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합노즐장치에 적용할 수 있는 임펠러를 따로 도시한 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치의 변형 예를 도시한 측면도이다.
도 16은 도 15에 도시한 복합노즐장치의 분해 사시도이다.
도 17은 도 15의 복합노즐장치의 유입구 부분을 나타내 보인 도면이다.
도 18은 도 15의 복합노즐장치의 유출부 부분을 도시한 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

기본적으로 본 발명의 벤투리형 복합노즐장치는, 벤투리 원리를 이용하는 것이다. 즉, 물을 분사할 때 발생하는 음압을 이용해 주변의 오염물질을 흡인하고, 흡인된 오염물질을 물과 믹싱하여 처리하는 것이다. 이러한 복합노즐장치는 대기오염 물질을 제거 내지 저감하는 것으로서, 그 설치위치는 다양하다. 가령, 시멘트공장이나, 저탄장, 발파현장, 야적장 등 분진이나 먼지 등을 발생하는 지점에 설치되는 것이다.

도 1과 도 2a,2b,2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치의 사용 예를 나타내 보인 도면이다.

도 1은 석탄(103)이 저탄되어 있는 야적장(101)에 복합노즐장치(10)가 배치되어 있는 모습을 보여준다. 도시한 석탄(103)은 대기 오염물질을 발생하는 적치물의 일 예로서, 석탄 이외에 철광석, 아스콘, 자갈, 모래, 각종 토목건축용 자재 등의 적치물에도 본 실시예의 복합노즐장치가 적용됨은 물론이다. 이러한 적치물들을 대표하여 도 1 및 도 2에는 석탄을 예로 든 것 뿐이다.

도시한 바와 같이, 야적되어 있는 석탄(103) 더미의 주변에 다수의 복합노즐장치(10)가 배치되어 있다. 복합노즐장치(10)는 급수라인(107)을 통해 공급된 물을 석탄(103)을 향해 분사하여, 석탄으로부터 분진이나 석탄가루가 일어나 날리는 것을 방지하고, 또한, 주변의 공기를 흡인하여 석탄(103) 측으로 분사한다. 주변의 공기에는, 이미 날린 석탄가루나 분진이나 미세먼지 등의 대기오염물질이 혼합되어 있는데, 대기오염물질은 물과 믹싱된 상태로 석탄더미로 분사되는 것이다. 물과 혼합되어 있는 대기오염물질 중, 석탄가루는 석탄더미에 다시 합류하게 된다.

도면부호 107a는 급수라인(107)과 복합노즐장치(10)를 연결하는 결합너트이다. 복합노즐장치(10)를, 결합너트(107a)를 이용해 설치하므로, 복합노즐장치(10)의 개별적 교체나 유지 보수가 가능하다.

도 2a는 복합노즐장치(10)가 철도레일(106)의 상부에 설치되어 있는 경우를 나타낸다.

트레일러(105)에 적재된 상태로 이동하는 석탄(103)은, 이동 중의 풍압을 받아 쉽게 날리기 마련이므로, 트레일러(105)의 이동 경로 상부에 복합노즐장치(10)를 배치하여 석탄가루의 날림을 방지할 수 있다. 복합노즐장치(10)에서 분사되는 물은, 주변 오염물질과 믹싱된 상태로, 대략, 콘(cone) 형태로 퍼지며 석탄(103)의 표면을 적신다.

도 2b 및 도 2c는 컨베이어(108)를 이용해 석탄(103)을 이송하는 경우를 보여주는 도면이다. 컨베이어(108)에 로딩된 석탄(103) 또한 대기 중에 노출되어 있으므로, 가루(대기오염물질)가 날리는 것을 막을 수 없다. 하지만 이러한 대기오염물질은 컨베이어(108)의 상부에 복합노즐장치(10)를 설치하고, 물을 분사함으로써 효과적으로 처리할 수 있다.

한편, 복합노즐장치(10)에 의해 분사되는 물에는 계면활성제가 혼합될 수 있다. 계면활성제는 입자간의 상호 부착력을 증가시키므로 오염물질의 제거 효율을 더욱 상승시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치(10)의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시한 복합노즐장치의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 5는 도 3의 복합노즐장치의 정면도이고, 도 6은 복합노즐장치의 유입구 부분을 확대한 사시도이며, 도 7은 복합노즐장치의 출구부 부분을 확대하여 도시한 도면이다. 또한, 도 8은 도 4에 도시한 도입분사노즐을 별도로 도시한 도면이고, 도 9는 도 4의 선회류 유도밴드의 사시도이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 복합노즐장치(10)는, 흡기케이싱(40), 도입분사노즐(30), 노즐홀더(20), 선회유도부(50), 임펠러(70), 임펠러지지부를 구비한다.

흡기케이싱(40)은, 입구부(41), 출구부(42), 교축부(43)를 가지며, 유체가 통과하는 내부통로(44)를 제공한다. 입구부(41)는, 대기오염물질이 포함되어 있는 외부 공기가 내부통로(44)로 들어가는 통로이다. 내부통로(44)는 도입분사노즐(30)로부터 분사된 물과, 입구부(41)로 들어온 공기가 믹싱되는 공간으로서, 믹싱된 유체는, 선회유도부(50)와 임펠러(70)를 거쳐 출구부(42)를 통해 분출된다.

교축부(43)는, 입구부(41) 및 출구부(42)의 최소 직경 이하의 최대 직경을 갖는다. 따라서, 입구부(41)를 통해 유입한 물과 공기는 교축부(43)를 통과하며 가속된 후 출구부로 빠진다. 유체의 속도가 증가하면 압력이 낮아지므로, 결국, 교축부(43)의 작용에 의해 내부통로(44)의 압력은 주변의 대기압 보다 낮아진다. 압력이 낮아짐에 따라 주변의 공기가 내부통로(44)로 계속적으로 유입함은 물론이다. 이러한 의미에서, 흡기케이싱(40)은 벤투리 원리로 작동하는 것이다. 다시 말하면, 흡기케이싱(40)은 벤투리 타입이다. 흡기케이싱(40)의 모양은 다양하게 변경 가능하다.

가령, 도 10a 내지 도 10e에 도시한 여러 가지 디자인을 가질 수 있다. 도 10a 내지 도 10e를 참조하면, 흡기케이싱(40)이 다양한 형상으로 이루어져 있음을 알 수 있다. 하지만, 모든 흡기케이싱(40)은, 입구부(41), 출구부(42), 교축부(43)를 가지며, 교축부(43)는 입구부(41)와 출구부(42)의 사이에 위치한다.

한편, 도입분사노즐(30)은, 급수라인(107)을 통해 공급된 물을 흡기케이싱(40) 내부로 분사하는 것으로서, 노즐홀더(20)를 통해 흡기케이싱(40)의 입구부(41)에 고정된다.

노즐홀더(20)는, 케이싱고정링(21), 노즐고정링(22), 스트럿(23)으로 이루어진다. 케이싱고정링(21)은 흡기케이싱(40)의 입구부 단부에 고정되는 링형 부재이다. 흡기케이싱(40)에 대한 케이싱고정링(21)의 고정은 용접 방식 일 수 있다. 노즐고정링(22)은 스트럿(23)을 통해 케이싱고정링(21)에 연결되는 부재로서, 도입분사노즐(30)을 수용 지지한다. 스트럿(23)은 노즐고정링(22)을 지지하는 직선형 부재로서, 유입 공기의 흐름을 가이드하기 위한 블레이드의 형상을 취할 수 있다.

도입분사노즐(30)은, 대략 원통의 형상을 취하며 중심축부에 분사구(도 8의 31)를 갖는다. 분사구(31)는 급수라인(107)을 통해 공급된 물을 내부통로(44)로 분출하는 통로이다.

아울러 도입분사노즐(30)의 외주면에는 결합부(32)와 내향연장부(33)가 마련되어 있다. 결합부(32)는 급수라인(107) 말단의 결합너트(107a)와 나사 결합하는 부분이다.

또한, 내향연장부(33)는, 내부통로(44)로 연장된 부분으로서, 외주면에 외주나선홈(33a)을 갖는다. 외주나선홈(33a)은, 흡기케이싱(40) 내부로 흡인되는 공기의 흐름을 나선형으로 유도하는 홈이다. 내부통로(44)로 유입하는 공기는 내향연장부(33)와 부딪히며 외주나선홈(33a)에 의해 가이드 되는 것이다.

선회유도부(50)는, 도입분사노즐(30)에서 분사된 물과, 입구부(41)을 통해 흡인된 공기를 믹싱하여 선회류를 형성하는 역할을 한다. 즉, 분사구(31)을 통해 직선형으로 분사되는 물과, 회오리치며 유입하는 공기를 믹싱함과 동시에, 혼합유체(물과 공기가 혼합된 유체)의 스트림라인을 나선형으로 유도하는 것이다.

이러한 선회유도부(50)는, 일정폭 및 두께를 갖는 금속띠를 프레싱 한 후 둥글게 말아 양단부를 접합한 링형 부재로서, 고정밴드(도 9의 51)와 가이드베인(53)로 이루어진다. 고정밴드(51)는, 교축부(43)의 내벽면에 고정된 상태로 가이드베인(53)을 지지한다. 가이드베인(53)은, 고정밴드(51)의 내측으로 돌출되어 혼합유체의 흐름을 유도한다. 교축부(43)를 통과하며 가속되는 혼합유체는 가이드베인(53)에 의해 가이드 되며 소용돌이친다. 선회유도부(50)를 통과한 공기가 혼합된 물은, 임펠러(70)와 충돌하여 임펠러에 운동에너지를 전달한다.

임펠러(70)는, 흡기케이싱(40)의 출구부에 설치되며, 내부통로(44) 통과한 물의 운동에너지를 받아 회전하며 물을 유출구 외부로 분출하되 물에 원심력을 부여하여 살수반경을 확장시키는 역할을 한다. 살수반경이라 함은 복합노즐장치(10)로부터 분사되는 물의 퍼짐 반경을 의미한다. 살수반경이 넓을수록 물이 넓게 퍼져나가는 것이다. 살수반경이 넓을수록 주변 공기와 물과의 접촉 면적이 증가함은 물론이다.

임펠러(70)는, 센터허브(72)와 다수의 블레이드(73)로 이루어진다. 센터허브(72)는 중심축부에 샤프트구멍(72a)을 갖는다. 샤프트구멍(72a)은 센터허브(72)를 관통하는 구멍으로서 지지샤프트(65)를 수용한다. 블레이드(73)는, 센터허브(72)의 외주부에 일체를 이루는 날개로서 물과 충돌하여 회전력을 얻는다. 결국 교축부(43)를 통과한 혼합유체의 운동에너지가 임펠러(70)에 전달되어 임펠러(70)를 회전시키는 것이다. 임펠러(70)가 회전함에 따라 흡기케이싱(40) 내부에 추가적인 흡입력이 발생하게 됨은 물론이다. 혼합유체는, 임펠러(70)의 원심력의 작용을 받아 반지름 방향으로 최대한 넓게 퍼져 분출된다.

특히, 도 5에 도시한 바와 같이, 임펠러(70)는, 흡기케이싱(40)의 출구부(42) 외부로 일부 노출되어 있다. 이와 같이 임펠러(70)를 노출시킨 이유는, 임펠러(70)의 원심력에 의해 측방향으로 퍼지는 혼합유체가, 흡기케이싱(40)의 내벽면에 부딪히지 않도록 감안된 것이다.

임펠러(70)의 디자인은 다양하게 변경 가능하며, 가령, 도 14와 같이 반사판(74)이 적용된 것도 적용 가능하다.

도 14에 도시한 임펠러(70)는, 샤프트구멍(72a)을 갖는 센터허브(72), 센터허브(72)를 중심으로 대칭을 이루는 다수의 블레이드(73), (도면상) 블레이드(73)의 하부에 고정되는 반사판(74)으로 이루어진다. 반사판(74)은, 혼합유체의 대부분이, 블레이드(73)에 의해 반지름 방향으로 퍼져나가게 하는 역할을 한다. 이러한 구조를 갖는 임펠러(70)는 물의 살수반경을 더욱 크게 확장해야 할 때 사용된다. 가령, 도 2에 도시한 바와 같이, 물을 하향 분사하는 경우에 요긴하게 사용된다.

임펠러지지부는, 임펠러(70)를 회전 가능하게 지지하는 것으로서, 지지샤프트(65), 제1써포터(60), 제2써포터(80)를 구비한다.

지지샤프트(65)는, 센터허브(72)의 샤프트구멍(72a)에 끼워지는 축으로서, 제1,2서포터(60,80)에 의해, 흡기케이싱(40)의 중심축부에 고정된 상태를 유지한다. 지지샤프트(65)는 샤프트구멍(72a)과 분리된 상태이며, 다만, 임펠러(70)를 회전 가능하게 지지한다.

제1써포터(60)는, 고정링(61), 샤프트지지링(62), 연결대(63)를 갖는다. 고정링(61)은 일정직경의 링형 부재로서 흡기케이싱(40)의 내벽면에 고정된다. 샤프트지지링(62)은 지지샤프트(65)를 통과시켜 지지하는 부재로서, 연결대(63)를 통해 고정링(61)과 연결된다. 연결대(63)는 유동하는 혼합유체를 가이드하기 위한 블레이드의 형상을 취할 수 있다.

제2써포터(80)는, 고정링(81), 허브받침(83), 스트럿(82), 간격유지핀(85)을 갖는다. 고정링(81)은 링형 부재로서, 출구부(42)로부터 이격되어 출구부와의 사이에 측향통로(86)를 제공한다. 측향통로(86)는 임펠러(70)에 의해 측방향으로 분출되는 혼합유체가 통과하는 통로이다.

허브받침(83)은 지지샤프트(65)의 타단부에 결합함과 아울러 센터허브(72)를 받치는 역할을 한다. 즉 임펠러(70)가 흡기케이싱(40)으로부터 이탈하는 것을 방지하는 것이다. 도면부호 84는 허브받침(83)과 지지샤프트(65)를 결합하는 고정너트이다.

스트럿(82)은, 허브받침(83)과 고정링(81)을 연결하는 막대형 부재이다. 스트럿(82)은 임펠러를 통해 분출하는 혼합유체(측향통로로 빠지는 혼합유체 이외의 유체)의 유선을 가이드하기 위해 블레이드의 형상을 취할 수 있다.

간격유지핀(85)은, 흡기케이싱(40)과 고정링(81)을 연결하는 부속이다. 간격유지핀(85)은 고정링(81)의 원주방향으로 일정 간격 이격 배치되며, 고정링(81)을 흡기케이싱(40)에 고정시킨다.

도 11은 도 4에 도시한 복합노즐장치에 적용 가능한 도입분사노즐(30)의 변형 예를 도시한 사시도이고, 도 12는 도 11의 회전판의 사시도이다.

이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리키며, 그와 관련된 반복 설명은 생략한다.

도 11에 도시한 도입분사노즐(30)은, 노즐바디(34)와 회전판(35)을 구비한다. 노즐바디(34)는, 중심축부에 분사구(31)를 제공하며, 결합부(32)와 내향연장부(33)를 갖는다.

결합부(32)는 급수라인(107)의 결합너트(107a)와 결합하는 수나사부이다. 또한, 내향연장부(33)는, 결합부(32)와 일체를 이루며 흡기케이싱(40) 내부로 연장된 부분이다. 이러한 노즐바디(34)를 통과한 물은, 회전판(35)과 충돌한다.

회전판(35)은, 노즐바디(34)를 통해 분사되는 물의 운동에너지를 전달 받는 다수의 가압날개(35b)를 갖는다. 가압날개(35b)는 기울어진 형상을 가지며 물의 운동에너지를 회전력으로 전환한다.

도 13은 또 다른 구조의 도입분사노즐(30)을 도시한 평면도이다. 평면도라 함은 입구부(41)를 내려다본 각도를 기준으로 한다.

도 13에 도시한 도입분사노즐(30)은, 네 개의 분기관(37a)과, 각 분기관(37a)의 단부에 장착된 내향분사팁(37c)으로 구성된다.

분기관(37a)은 급수라인(107)의 단부에 연결된 튜브로서 연장단부가 흡기케이싱(40)의 내부통로(44)을 향한다. 내향분사팁(37c)은 분기관(37a)을 통과한 물을 분출하는 노즐의 역할을 한다. 내향분사팁(37c)을 통해 분사되는 물은 흡기케이싱(40)의 내부에서 회오리치며 공기와 혼합된 후 임펠러(70)를 향해 내려간다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치(11)의 변형 예를 도시한 측면도이고, 도 16은 도 15에 도시한 복합노즐장치의 분해 사시도이다. 또한, 도 17은 도 15의 복합노즐장치의 유입구 부분을 나타내 보인 도면이며, 도 18은 도 15의 복합노즐장치의 유출부 부분을 도시한 사시도이다.

도시한 바와 같이, 변형된 복합노즐장치(11)는, 위에 설명한 복합노즐장치(10)를 감싸는 제1벤투리하우징(91)과 제2벤투리하우징(93)을 포함한다.

제1벤투리하우징(91)은, 입구부(91a), 출구부(91c), 교축부(91b)를 갖는 벤투리관이다. 제1벤투리하우징(91)은 복합노즐장치(10)를 수용하되 출구부(42)가 자신의 교축부(91b)에 위치하도록 수용한다. 따라서 출구부(42)를 통해 분사되는 혼합유체는 교축부(91b)를 통과하며 한 번 더 가속된다. 이에 따라, 제1벤투리하우징(91)의 내부에도 압력 강하가 발생하며 외부 공기가 입구부(91a)를 통해 유입한다. 제1벤투리하우징(91)을 통과하는 공기도 흡기케이싱(40)을 통과한 혼합유체의 물에 믹싱된다.

제2벤투리하우징(93)은, 제1벤투리하우징(91)을 수용하며 감싸는 벤투리관으로서, 하나의 입구부(93a), 두 개의 교축부(93b), 두 개의 출구부(93c)를 갖는다. 제2벤투리하우징(93)은 제1벤투리하우징(91)을 수용하되, 제1벤투리하우징(91)의 출구부(91c)가 자신의 교축부(93b)에 최대한 근접하도록 수용한다. 제1벤투리하우징(91)을 통과한 혼합유체는 우 개의 교축부(93b)를 통과하며 가속된 후 출구부(93c)를 통해 빠져나간다.

제2벤투리하우징(93)의 양측 출구부에는 임펠러(70)와 제1,2써포터(60,80)가 설치된다. 제1,2써포터와 임펠러의 구조나 역할은 위에 설명한 것과 동일하다. 제1,2벤투리하우징(91,93)을 적용한 경우, 흡기케이싱(40) 내부의 임펠러는 생략할 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10,11:복합노즐장치 20:노즐홀더 21:케이싱고정링
22:노즐고정링 23:스트럿 30:도입분사노즐
31:분사구 32:결합부 33:내향연장부
33a:외주나선홈 34:노즐바디 35:회전판
35b:가압날개 37a:분기관 37c:내향분사팁
40:흡기케이싱 41:입구부 42:출구부
43:교축부 44:내부통로 50:선회유도부
51:고정밴드 53:가이드베인 60:제1써포터
61:고정링 62:샤프트지지링 63:연결대
65:지지샤프트 70:임펠러 72:센터허브
72a:샤프트구멍 73:블레이드 74:반사판
80:제2써포터 81:고정링 82:스트럿
83:허브받침 84:고정너트 85:간격유지핀
86:측향통로 91:제1벤투리하우징 91a:입구부
91b:교축부 91c:출구부 93:제2벤투리하우징
93a:입구부 93b:교축부 93c:출구부
101:야적장 103:석탄 105:트레일러
106:철도레일 107:급수라인 107a:결합너트
108:컨베이어

Claims (9)

1. 입구부, 출구부, 교축부를 포함하며, 물이 통과하는 동안 내부의 압력강하를 유발하여, 외부공기를 내부로 흡인하는 벤투리 타입 흡기케이싱과;
   흡기케이싱의 입구부에 설치되며 외부로부터 공급된 물을 흡기케이싱 내부로 분사하는 도입분사노즐과;
   흡기케이싱의 출구부에 구비되는 것으로서, 흡기케이싱을 통과한 물의 운동에너지를 받아 회전하며 물을 출구부 외부로 분출하되 물에 원심력을 부여하여 살수반경을 확장시키는 임펠러와;
   상기 임펠러를 회전 가능하게 지지하는 임펠러지지부가 포함된,
   대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 흡기케이싱의 내부에는,
   도입분사노즐에서 분사된 물과, 흡인된 공기를 믹싱하여 선회류를 형성하는 선회유도부가 더 설치된,
   대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치.
3. 제2항에 있어서,
   선회유도부는 일정폭을 갖는 띠형 부재를 프레싱 가공한 것으로서,
   링의 형상을 취하며 흡기케이싱의 내벽면에 고정되는 고정밴드와,
   고정밴드의 내측으로 돌출되어 유체의 흐름을 유도하는 가이드베인을 구비하는,
   대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 도입분사노즐은;
   노즐홀더를 통해 흡기케이싱의 입구부에 고정되며, 외주면에는 흡기케이싱 내부로 흡인되는 공기의 흐름을 나선형으로 유도하는 외주나선홈을 갖는,
   대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 도입분사노즐은;
   외부의 급수라인과 연결되는 결합부, 결합부와 일체를 이루며 흡기케이싱 내부로 연장된 내향연장부를 갖는 노즐바디와,
   노즐바디를 통과한 물의 압력을 받아 회전하는 회전판을 구비한,
   대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 임펠러는;
   샤프트구멍이 형성되어 있는 센터허브와, 센터허브의 외주부에 일체를 이루며 물과 충돌하여 회전력을 얻는 다수의 블레이드를 구비하고,
   임펠러지지부는;
   상기 샤프트구멍에 끼워져 임펠러를 회전 가능하게 지지하는 지지샤프트와,
   흡기케이싱의 내부에 고정되며 지지샤프트를 지지하는 제1써포터와,
   흡기케이싱의 출구부 외측에서 임펠러의 센터허브를 지지하는 제2써포터를 포함하는,
   대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2써포터는;
   링의 형상을 취하며 출구부로부터 이격되어 출구부와의 사이에 측향통로를 형성하고, 중심부에는 센터허브에 지지력을 제공하는 허브받침을 갖는 고정링과,
   고정링을 흡기케이싱에 연결시키는 다수의 간격유지핀을 구비하는,
   대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 흡기케이싱의 외측부에;
   흡기케이싱을 수용하며, 입구부, 출구부, 교축부를 갖는 제1벤투리하우징과,
   제1벤투리하우징을 수용하고, 입구부, 출구부, 교축부를 구비한 제2벤투리하우징이 더 설치되는,
   대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2벤투리하우징의 출구부에, 분출류에 원심력을 부여하여 살수반경을 확장시키는 임펠러가 더 구비된,
   대기오염물질 흡입 제거용 벤투리형 복합노즐장치.

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