KR20130110188A - 배기 정화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기 정화 장치(2)에 관한 것으로, 정화될 배기 유동(6)이 통과할 수 있는 유동 채널(4), 유동 채널(4) 내에 배치되고 배기 유동(6) 내로 액체를 분무할 수 있는 액체 분무 장치(8), 배기 유동(6)으로부터 액적 및/또는 에어로졸(6)로서 떨어지는 액체를 수집하기 위해 기울어져 배치된 수집면(12)을 가진 입자 분리기(10) 및, 수집면(12)에 할당된 액체 배출 장치(8)를 포함한다. 배기 정화를 위한 공지되 장치를 상기 장치로부터 아래로 물이 덜 배출되도록 개선하기 위해 수집면(12)의 표면 전체 또는 부분에 기공 구조를 가진 물질이 제공된다.

Description

배기 정화 장치{APPARATUS FOR PURIFYING EXHAUST AIR}

본 발명은 정화될 배기 유동이 통과할 수 있는 유동 채널, 유동 채널 내에 배치되고 배기 유동 내로 액체를 분무할 수 있는 액체 분무 장치, 배기 유동으로부터 액적 및/또는 에어로졸로서 떨어지는 액체를 수집하기 위해 기울어져 배치된 수집면을 가진 입자 분리기 및, 수집면에 할당된 액체 배출 장치를 포함하는 배기 정화 장치에 관한 것이다.

선행기술에 유동 채널 내에서 배기 유동이 하나 이상의 액체로 분무 됨으로써 배기 유동으로부터 기체, 액체 또는 고체를 분리하는 것이 공지되어 있다. 액체는 물 또는 화학 물질일 수 있고, 이것은 배기 유동에 이송된 기체, 액체 및 고체와 결합하고, 화학 반응한 후에 더 많은 에어로졸 또는 액적으로서 쉽게 분리될 수 있다. 적절한 배기 세정기는 예컨대 산업 처리 기술 및 건축 기술에 공지되어 있다.

간행물 제 DE 20 2004 017 28 U1호에 예컨대 배기 세정기가 기술되어 있고, 상기 세정기는 축사 시설로부터 배출된 배기가 외부 공기로 방출되기 전에 정화하는데 이용된다. 유동 채널 내에 노즐을 가진 액체 분무 장치가 배치되고, 상기 장치는 배기 세정기가 작동하는 동안 배기 유동 내로 액체를 분무한다. 분무 액적 및 에어로졸은 혼합되어 배기 유동에 이송되는 기체, 액체 또는 고체와 결합한다. 액적 및 에어로졸은, 배기 유동으로부터 침전되는 경향이 있다. 침전 경향은 유동 하류에 액체 분무 장치를 향해 배치된 액체 분무 분리기에 의해 촉진될 수 있고, 상기 분리기에 의해 거기에 수집된 액체가 액적으로 떨어진다.

공지된 배기 세정기에는 액체 분무 장치로부터 떨어져 있는 액적 방향으로 입자 분리기가 배치된다. 입자 분리기는 액적 및 에어로졸을 수집하기 위한 기울어진 수집면으로서 헬리컬 코일형 시트를 포함하고, 상기 수집면에 먼저 액적 및 에어로졸이 수집된 후에 중력에 의해 코일형 시트의 표면을 지나 아래로 배출된다. 수집면의 경사 배치는 수집된 액적의 배출을 보장하기 위해 이용된다. 수집면의 하단부에 액체 분무 장치가 제공되고, 상기 장치에 의해 수집면에 의해 수집된 액체가 모여 배기 세정기로부터 배출되어 처리부에 공급될 수 있다. 도시된 실시예에서 수집면은 평평한 베플(baffle) 면을 가진 헬리컬 코일-액적 분리기로서 형성되지만, 수집면은 플라스틱 또는 금속 그리드 또는 사이클론으로서 형성될 수도 있다. 한편으로 액적 또는 에어로졸이 수집될 수 있는 충분한 면이 제공되고, 다른 한편으로 수집면은 유동 채널을 통해 여전히 충분히 배기가 통과할 수 있도록 형성되는 것이 중요하다.

그러나 이 경우 수집면의 평균적인 치수 설계시 액체가 변함없이 장치로부터 배출되는 한편, 수집면이 더 크게 치수 설계된 경우에는 더 적은 물이 배출되지만, 압력 손실이 너무 높아지는 것이 문제이다. 배기 세정이 계속해서 실행되면서 추가되는 액체는 상당한 양에 이르고, 이것은 건물 내의 원치 않는 위치에 수집되고, 특히 상당한 비용을 들여 제거되어야 한다. 액체 내에는 배기로부터 액체로 세정되어야 하는 성분, 예컨대 오염물, 미생물, 예컨대 암모니아 또는 황산화물 등과 같은 부식성 물질과 같은 성분도 포함되기 때문에, 환기 시스템과 축사 영역은 어떠한 경우에도 축사 시설 내로 유입되어서는 안 되는 오염 부하를 받는다. 이를 저지하기 위해, 입자 분리기를 연장하는 것은 이론적으로 가능하지만, 더 큰 필요 공간과 증가한 건축 비용 외에 유동 채널을 통해 유동하는 배기 유동의 압력 손실도 증가하고, 이로 인해 장치의 현저한 효율 손실과 더 높은 에너지 소모가 발생할 수 있다.

본 발명의 과제는 더 적은 물이 장치로부터 아래로 배출되도록 배기 정화를 위한 상기 장치를 개선하는 것이다.

상기 과제는 수집면의 표면 전체 또는 부분에 기공 구조를 가진 물질이 제공됨으로써 해결된다.

과제의 해결은 액적이 얼마나 크고 무거운지에 따라 그리고 액적은 어느 정도의 수집 속도를 갖는지에 따라, 제 1 접촉시 본 발명에 따른 디자인을 갖지 않는 수집면에 액적이 완전히 달라붙을 필요가 없고 파열되어 스플래시(splash)로서 새로운 액적을 형성할 수 있고, 상기 새로운 액적은 수집면으로부터 분리되어 중력에 의해 입자 분리기의 하단부로 이동된다는 사실에 기초한다. 입자 분리기가 너무 짧은 경우에 또는 입자 분리기에서 유동비로 인해 수집면과 더 작은 액적의 재접촉이 이루어지는 경우에, 상기 액적은 액체 분무 장치에 의해 포착되지 않는다. 수집면의 본 발명에 따른 디자인에 의해 스플래시 경향이 감소된다.

기공 구조를 가진 물질이란 횡단면에 걸쳐 분포된 다수의 공동부를 가진 폐쇄 기공 및 개방 기공 물질이다. 공동부들은 적어도 부분적으로 서로 및 주변에 연결될 수 있다. 액적 또는 에어로졸이 기공 구조에서 수집되는 경우에, 이들은 즉시 매끄러운 표면으로부터 다시 배기 유동으로 되돌아가는 것이 아니라, 우선 기공 구조의 공동부 상에 및/또는 내에 분포된다. 이로 인해 스플래시 형성이 감소된다. 부딪히는 액적을 형성하는 액체는 충돌 에너지에 의해 인접한 공동부 내로 가압될 수 있다. 충돌 에너지는 적어도 부분적으로 제거되고, 부딪히는 액체는 공동부에 의해 흡수될 수 있는 부분 량으로 분배된다. 공동부 내로 침투하는 상기 부분 량은 충분한 운동 에너지를 지니지 않으므로, 공동부 내로 침투 후에 다시 수집면의 표면으로부터 분리되어 배기 유동 내로 다시 돌아갈 수 있다. 공동부들이 적어도 부분적으로 서로 연결됨으로써, 공동부에 의해 흡수된 액체는 중력에 의해 천천히 아래로 흐르고, 최종적으로 액체 분무 장치에 이른다. 액체의 개선된 액적 흡수와 배출로 인해 개방 기공식 변형예가 바람직한 것으로 간주된다. 따라서 공동부의 액체 포화 증가가 방지되고, 공동부는 항상 새로 부딪히는 액적 또는 에어로졸을 위해 다시 비워진다.

장치의 본 발명에 따른 실시예 및 이와 관련하여 감소된 스플래시 경향에 의해 입자 분리기 영역에서 액체 손실이 감소되고, 이 경우 이를 위해 입자 분리기가 더 길게 또는 대용량으로 형성되지 않아도 된다. 압력 손실도 허용 가능한 수준에서 유지되고, 배기 세정기의 팬 속도 및 에너지 소모도 증가할 필요가 없다.

본 발명의 실시예에 따라 기공 구조를 가진 물질은 탄성적으로 형성된다. "탄성적"이란, 충돌하는 액적에 포함된 에너지로 인해 물질이 변형되도록 설정되는 것을 의미하고, 이 경우 액적에 포함된 운동 에너지의 일부는 흡수됨으로써 액적의 충돌 강도가 완화된다. 실험에서 이 경우 엘라스토머 플라스틱 재료가 특히 적합한 것으로 입증되었다. 1.5 내지 10 kPa로 압축시 40%의 경도를 갖는 물질이 특히 바람직하다(DIN EN ISO 3386-1). 물질의 탄성에 의해 액적의 충돌이 추가로 댐핑되고, 충돌하는 액적의 스플래시 경향은 이로 인해 추가로 감소된다. 또한, 탄성적으로 형성된 물질에서 장착이 간단해지는데, 그 이유는 예컨대 스크루 코일형 구조로서 형성된 수집면에서 필수적인 바와 같이, 탄성 물질은 평평하지 않은 면에도 매우 양호하게 매칭될 수 있기 때문이다.

본 발명의 실시예에 따라 기공 구조를 가진 물질은 매트로서 수집면에 제공된다. 매트 물질에 의해 장착이 간단해지고, 매트는 소정의 형태로만 커팅되면 되고, 따라서 신속하고 저렴하게 제조될 수 있는 접착 연결부에 의해 수집면에 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 공동부는 기공 물질에서 1인치 당 7 내지 14개의 기공 개수를 갖는다. 이러한 기공 크기에서 기공 물질에 의한 액적 및 에어로졸의 특히 양호한 흡수가 제공된다.

본 발명의 실시예에 따라 기공 구조를 가진 물질은 5 mm 내지 10 mm의 두께를 갖는다. 상기 두께에 의해 기공 물질을 위한 약간의 공간만을 필요로 하고, 두께는 충돌하는 액적을 공동부 내로 안내하고 공동부에 수집된 액체를 액체 분무 장치로 공급하기에 충분하다.

본 발명의 실시예에 따라, 기공 구조를 가진 물질은 발포 구조로서 형성된다. 발포 구조에서 공동부는 매우 얇은 박막 형태의 벽에 의해 제한되므로, 물질이 차지하는 공간에서 공동부의 비중은 매우 높다.

본 발명의 실시예에 따라, 기공 구조를 가진 물질은 플라스틱으로 제조된다. 플라스틱은 저렴하고, 간단하게 가공될 수 있고, 내식성이고, 장치 내에서 발생하는 화학물질에 대해 화학 내성을 갖도록 설치될 수 있고, 플라스틱 물질의 내산성은 특히 pH 값 = 3으로 설정될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 수집면은 유동 채널 내에 배기 유동의 유동 방향으로 액체 분무 장치 전방에 배치된다.

전술한 바람직한 실시예들은 자체로는 물론 선택적으로 독립 청구항의 대상과 서로 조합될 수 있는 것이 참조된다.

본 발명의 다른 변형예 및 실시예는 후속하는 상세한 설명 및 도면에 제시된다.

본 발명은 하나의 실시예를 참고로 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 배기 정화 장치를 도시한 도면.

도 1에는 배기 정화 장치(2)가 도시된다. 장치(2)는 유동 채널(4)을 포함하고, 상기 채널을 통해 배기 유동(6)이 유동 방향으로 흐른다. 유동 채널(4) 내로 액체 분무 장치(8)가 배치되고, 상기 장치에 의해 액체가 배기 유동(6)에 분무될 수 있다. 유동 채널(4)은 실시예에서 실질적으로 수직 경로이고, 이 경우 배기 유동(6)은 유동 채널(4)을 아래에서 위로 통과한다. 일반적으로 5 m/s 내지 9 m/s로 이동되는 장치(2) 내의 배기 유동(6)의 풍속에서 액체 분무 장치(8)에 의해 분무된 액체의 액적이 불가피하게 배기 유동(4)의 유동 방향으로 함께 휩쓸려 가는 것이 아니라, 액적은 중력에 따라 배기 유동(4)의 유동 방향 상류에서 아래로 떨어진다. 따라서 액적은 입자 분리기(10)의 영역에 도달한다.

실시예와 달리 입자 분리기(10)는 액체 분무 장치(8)의 하류에 배치될 수 있고, 이는 특히 배기 유동(6)의 유동 속도가 높을 때 배출된 액체의 액적이 배기 유동(6)에 의해 휩쓸리는 경우에 바람직하다.

입자 분리기(10)에 수집면(12)이 도시되고, 실시예에서 상기 수집면은 적어도 거의 유동 채널(4)의 전체 횡단면을 상기 입자 분리기의 섹션에 걸쳐 커버한다. 수집면(12)의 코일형 디자인에 의해 배기 유동은 스크루 형태의 경로를 취해야 하므로, 수집면(12)을 지나 유동할 수 있고, 어떠한 경우든 통과할 수 있다. 중력에 의해 액체 분무 장치의 방향으로부터 수집면으로 점적되는 액적을 위해, 코일형 수집면(12)은 액적이 수집면(12)과 접촉하지 않고 입자 분리기(10)의 섹션을 통과할 수 있게 하는 유동 채널(4)의 횡단면의 어떠한 부분도 비워두지 않는다. 이로 인해 액체의 액적은 항상 수집면(12)과 접촉한다. 실시예에서 코일형 구조는, 유동 채널(4)의 횡단면을 커버하는데 필요한 정도의 길이이다. 이로 인해 압력 손실 및 구조적 복잡성이 절대적으로 감소한다.

실시예에서 수집면(12)으로서 하나의 코일형 구조가 도시되지만, 이와 달리 다수의 코일형 구조 또는 수집면(12)의 다른 피치 및/또는 형상이 제공될 수 있다.

수집면(12)의 표면에 기공 구조를 가진 물질(14)이 도시된다. 실시예에서 물질(14)은 수집면(12)의 표면의 부분 면만을 커버하고, 실시예와 달리 물질이 전체 표면을 커버할 수도 있다. 실시예에서 기공 물질(14)로 이루어진 매트가 코일형 박판에 배치되고, 여기에 결합된다. 또한, 코일형 구조의 웨브들을 직접 기공 물질로, 바람직하게는 탄성 플라스틱으로 제조하거나 또는 기공 구조를 포함하는 다양한 재료들을 동시 압출에 의해 결합하여 하나의 부분을 형성하는 것도 가능하다.

기공 구조를 갖는 물질(14)의 표면에 부딪히는 액적 또는 에어로졸은 전술한 이유들로 인해 스플래시를 거의 일으키지 않는데, 그 이유는 기공 구조는 부딪히 는 액적을 형성하는 액체의 대부분을 흡수하여 분배하기 때문이다. 수집면(12)이 아래로 코일형을 이루기 때문에, 물질(14)에 부딪히고 거기에 있는 공동부 내로 침투하는 액적은 중력에 의해 액체 배출 장치(16)에 도달하고 상기 장치에 의해 유동 채널(4)로부터 배출될 때까지 아래로 흐른다. 액체 배출 장치(16)는 실시예에서 홈으로 이루어지고, 상기 홈은 수집면(12) 아래에서 유동 채널(4)의 폭에 걸쳐 가로방향으로 연장된다.

본 발명은 전술한 실시예에 제한되지 않는다. 당업자는 어려움 없이 본 발명을 적절한 방식으로 자신의 전문 지식을 응용하여 변형하고 구체적인 과제에 적용할 수 있고, 따라서 이 경우 본 발명의 대상을 이용하는 것을 기피하지 않는다.

2 배기 정화 장치
4 유동 채널
6 배기 유동
8 액체 분무 장치

Claims (8)

1. 배기 정화 장치(2)로서, 정화될 배기 유동(6)이 통과할 수 있는 유동 채널(4), 상기 유동 채널(4)에 배치되고 상기 배기 유동(6) 내로 액체를 분무할 수 있는 액체 분무 장치(8), 상기 배기 유동(6)으로부터 액적 및/또는 에어로졸로서 떨어지는 액체를 수집하기 위한 기울어져 배치된 수집면(12)을 가진 입자 분리기(10) 및, 상기 수집면(12)에 할당된 액체 배출 장치(8)를 포함하는 배기 정화 장치에 있어서,
   상기 수집면(12)의 표면 전체 또는 부분에 기공 구조를 가진 물질(14)이 제공되는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기공 구조를 가진 상기 물질(14)은 탄성적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기공 구조를 가진 물질(14)은 매트로서 상기 수집면(12)에 제공되는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기공 구조를 가진 물질(14)에서 공동부는 1 인치 당 7 내지 14 개의 기공 개수를 갖는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기공 구조를 가진 상기 물질(14)은 5 mm 내지 10 mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기공 구조를 가진 상기 물질(14)은 발포 구조로서 형성되는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기공 구조를 가진 상기 물질(14)은 플라스틱으로 제조되는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수집면(12)은 상기 유동 채널(4) 내에 상기 배기 유동(6)의 유동 방향으로 상기 액체 분무 장치(8) 전방에 배치되는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
   

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