KR20180117689A - 음향 영동법에 의해 유체로부터 고체 물질 입자 및 섬유, 및 가스로부터 에어로졸 및 고체 물질 입자 및 섬유를 분리하고/하거나 세정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
음향 영동법에 의해 유체로부터 고체 물질 입자 및 섬유, 및 가스로부터 에어로졸 및 고체 물질 입자 및 섬유를 분리하고/하거나 세정하기 위한 방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 음향 영동법에 의해 유체로부터 고체 물질 입자 및 섬유, 및 가스로부터 에어로졸 및 고체 물질 입자 및 섬유를 분리하고/하거나 세정하기 위한 집성 장치에 있어서, I) 집성 장치에서 이송 방향으로 에어로졸 및/또는 유체를 수용하고/하거나 이송하기 위해, 컨베이어 벨트, 유체의 액체 압력, 액체 칼럼, 및 액체 파동, 이송 방향으로 변조되는 음파, 원심력, 구심력, 코리올리력, 중력, 분사기, 벤츄리, 확산기, 액체 증배기, 가스 증배기, 다이슨, 덕트 터빈, 델타 윙 농축기, 환형 벤츄리, 마그누스 효과 터빈, 베르비안(berwian) 또는 프러시안(prussion) 풍력 터빈, 수동 및 능동 대류, 분출 및 확산으로 이루어진 군에서 선택되는 이송 수단, II) 에어로졸 및/또는 액체 물질에 충돌하는 음향파를 발생시키기 위한 적어도 하나의 여자기, 및 III) 에어로졸 및/또는 유체로부터 응축된 액체 및/또는 집성된 고체 물질을 포함하는 제1 물질부를 분리하기 위한 수단을 포함하는 집성 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 음향 영동법을 수행하기 위한 장치의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 액체 물질의 고체 물질 입자 및 섬유를 집성하는 방법, 액체 물질의 고체 물질 입자 및 섬유를 집성하기 위한 음향 영동법의 용도, 및 음향 영동법에 의해 액체 물질의 고체 물질 입자 및 섬유를 집성하며, 액체 물질로부터 이들을 분리하고/하거나 정화하기 위한 집성 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 특히 에어로졸의 성분의 집성, 응집, 압축, 격리, 농도 변경, 및/또는 분리에 의해, 에어로졸을 분리하고/하거나 정화하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 방법을 수행하기 위한 장치, 및 에어로졸을 분리하고/하거나 세정하기 위한 음향 영동법의 용도에 관한 것이다.
본 출원에 인용된 문헌들은 본원에 참조로 포함된다.
농업에서, 거름의 수송 및 처리로 인해 상당한 비용이 초래된다. 이를 감소시키기 위해, 현재 대개는 거름의 액체 함량을 증발시킨다. 이는 거름의 중량을 감소시키고, 그에 따라 수송 및 처리 비용을 감소시킨다. 이후, 나머지 고체 함량은 소각될 수 있다. 대안적으로, 이는 또한 비료로 사용될 수 있다.
그러나, 액체 분획의 증발은 요구되는 고온(80 ℃ 초과)으로 인해 상당한 비용을 야기한다. 또한, 암모니아, 황화수소, 및 기타 가스가 이와 함께 증발되어 주위환경으로 빠져나간다. 암모니아를 주위환경으로 증발시키지 않기 위해, 바인더가 증발 중에 거름에 추가된다. 그러나, 이는 실온에서만 만족할 만하게 이루어질 수 있다.
대안적으로, 암모니아는 황산과 같은 강산에 의해 거름 내에 고정된다. 결과적인 암모늄염은 고가의 방식으로 처리되어야 한다.
어느 정도는, 암모니아가 또한 오존화되어, 매우 유해한 옥심을 초래한다. 반응되는 암모니아의 양이 또한 오존화 중에 매우 낮다.
대안적으로, 액체 분획으로부터 고체 함량을 분리하기 위해, 슬러리가 원심 분리된다. 그러나, 거름 내의 고체 물질 입자는 액체와 동일 또는 유사한 밀도를 갖는다. 그 결과, 분리가 불완전하다. 따라서, 나머지 액체 분획의 증발 또는 고속 원심 분리가 또한 이 공정에 필수적이다.
전반적으로, 현재 거름을 처리하기 위한 비용효율적인 방식이 없다. 특히, 비용효율적인 방식으로 거름의 고체 함량을 회수 가능하게 만들 수 있는 방법이 없다.
정상 초음파를 사용하여 액체 물질로부터 고체 물질 입자 및 섬유를 분리하기 위한 음향 방법 및 장치가 이로써 공지되어 있다.
Kapishnikov 등(문헌 "마이크로채널 내의 초음파를 이용한 연속 입자 크기 분리 및 크기 분류(Continuous particle size separation and size sorting using ultrasound in microchannel)", Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment, IOP Publishing, 2006)은 마이크로채널 유동 내의 입자 및 혈구의 연속 분리 및 입자 분류를 기술한다.
미국 특허 4,759,775에는, 2개의 초음파의 타격에 의한 액체로부터의 입자의 격리 또는 분리가 개시되어 있다. 미국 특허 공보 US 2008/0181828 A1에는, 그 중에서도 생세포를 분리하는 역할을 하는 초음파-작동 1/4-파장 파분리 챔버가 개시되어 있다.
미국 특허 7,674,620 B2에는, 정상 초음파로 액체 내의 입자를 분리하기 위한 방법 및 장치가 개시되어 있다. 거기서, 2개의 상이한 주파수 사이의 정상 초음파가 전후 스위칭된다. 이로써, 상이한 특성의 입자들이 서로 분리될 수 있다.
독일 특허 DE 696 28 389 T2(EP 0 773 055 B1)로부터, 초음파로 액체 내의 입자를 조작하기 위한 장치가 공지되어 있는데, 초음파 빔의 파장은 유동 채널의 현탁액의 유동에 실질적으로 수직으로 유동 채널의 벽 표면 내에 제공되는 흡입 라인의 직경보다 크다.
마찬가지로, 미국 특허 5,527,460에는, 분산액으로부터 입자, 특히 생세포를 분리하기 위한 장치 및 방법이 개시되어 있다. 장치는 생물 반응기에 직접 연결된다.
그러나, 이러한 공지된 장치들 및 방법들은 상업적 또는 산업적 규모로 수행되기에 적합하지 않다.
제조시, 예를 들어 도장, 제지 및 직물 산업에서, 상이한 구조를 가질 수 있는 에어로졸이 형성된다. 이와 같은 에어로졸은 가스 내의 입자, 섬유, 미립자, 에멀젼, 또는 액체로 형성될 수 있다. 에어로졸은 분획별 분리, 분리, 집성, 응집, 및/또는 압축되어야 하고/하거나, 그 구성요소들의 농도는 재사용 가능한 구성요소 및/또는 폐기 구성요소를 분리하기 위해 변경되어야 한다.
지금까지, 이는 대개는 여과될 수 있는 교반기(vortexer)와 같은 에어 버블링 장치 또는 필터에 의해 이행된다. 그러나, 필터는 이후 막히게 되어, 오염으로 이어지는 먼지, 섬유 집성체, 및/또는 접착제를 형성할 수 있다는 단점이 있다. 또한, 필터의 성능은 항상 동일한 것이 아니라, 대신에 필터의 하중 상태 및 특성에 따라 좌우된다.
그러므로, 필터는 정기적으로 교체되어야 한다. 그 효능성은 일정하지 않다. 따라서, 필터로 달성되는 세정은 가변적이다. 또한, 필터는 추가 폐기물로 간주된다.
또한, 수벽, 급기, 낙하 윈치, 판지, 및 기타 포획기(catcher)가 에어로졸을 포획하는 데에 사용된다. 그러나, 이들은 폐기물의 추가 발생, 필터의 차단, 및/또는 에너지 측면에서 바람직하지 않은 배기 공기 정화로 이어진다. 아울러, 이들은 매우 고가이며 노동집약적이다. 게다가, 이들의 사용은 도장 라인과 같은 플랜트의 연속 작동을 방해한다.
유기 물질의 연소 및 열분해와 같은 가연성 가스의 형성은 입자, 물, 피치, 오일, 및/또는 왁스를 초래하는데, 이들은 주위환경에 유입되지 않도록 여과되어야 한다. 결과적인 가스를 세정하기 위해, 카본 필터 및 건조 라인이 사용된다.
전반적으로, 현재, 기존 에어로졸 성분의 재활용 및 일관된 품질의 세정으로 이어질 수 있는, 친환경적인, 에어로졸을 세정하고 분리하기 위한 비용효율적인 방법이 없다.
정상 초음파에 의해 가스로부터 에어로졸 및 고체 물질 입자 및 섬유를 분리하고/분리하거나 정화하기 위한 음향 방법 및 장치가 이로써 공지되어 있다.
미국 공보 US 2015/0265961 A1로부터, 초음파에 의해 에어로졸을 응집하고 분리하기 위한 장치가 공지되어 있는데, 초음파원을 냉각하기 위한 장치가 제공된다.
독일 특허 DE 697 05 226 T2(EP 0 923 410 B1)에는, 국제 특허 출원 WO 92/09354와 관련하여, 가스 스트림 내의 입자들을 응집하기 위한 방법 및 장치가 개시되어 있다. 가스 스트림은 음향 응집 챔버를 통해 흐르면서, 챔버의 토출구에서 유동의 일부를 선택적으로 인출하고, 더 큰 입자를 선호하며, 이를 챔버의 유입구로 다시 공급한다. 장치는 특히 큰 입자를 유지하는 공지된 필터의 입구에 설치될 수 있다.
또한, 독일 특허 공보 DE 195 13 603 A1로부터, 기존 초음파를 사용하여 액체로부터 고체 물질 입자 및/또는 액적을 분리하기 위한 방법 및 장치가 공지되어 있다. 농축된 고체 물질 입자 및/또는 액적은 공지된 분리기에 의해 액체로부터 분리된다.
독일 특허 공보 DE 10 2009 036 948 A1에는, SCR 촉매에 의해 먼지-포함 배기 가스 내의 산화 질소를 감소시키기 위한 방법 및 시스템이 개시되어 있는데, 초음파에 의해 먼지를 분리하기 위한 장치가 상기 장치에 선행한다.
그러나, 이러한 공지된 장치들 및 방법들은 상업적 또는 산업적 규모로 수행되기에 적합하지 않다.
본 발명의 목적은, 액체 폐기물, 발효 잔류물, 동물 배설물, 특히 거름, 도축장 폐기물, 슬러리, 배설물, 음식물 쓰레기, 바이오 폐기물, 액체 내의 유기 및/또는 무기 미립자 및 섬유 물질, 바이오가스 플랜트 폐기물, 표면 코팅제, 도료 잔류물, 하수 슬러지 및/또는 폐수와 같은 액체 물질을 지속 가능하고 비용효율적이며 친환경적인 방식으로 처리할 수 있되, 고체 함량은 재활용 가능한 것인 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다. 게다가, 방법 및 장치 필터, 특히 HEPA 필터가 상류에 제공될 수 있고, 그에 따라 필터는 막히지 않거나 아주 제한된 정도로만 막히므로, 수명이 상당히 연장될 수 있다. 공정은 대응하는 치수의 장치로 기술적 및 산업적 규모로 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 상기한 단점을 방지하며, 친환경적이고 질적으로 일관되게 양호하며 저렴한 방식으로 에어로졸을 그 성분들로 격리, 분리, 및/또는 세정할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다. 게다가, 방법 및 장치 필터, 특히 HEPA 필터가 상류에 제공될 수 있고, 그에 따라 필터는 막히지 않거나 아주 제한된 정도로만 막히므로, 수명이 상당히 연장될 수 있다. 이러한 방법은 또한 적절한 크기의 장치로 기술적 및 산업적 규모로 수행될 수 있다.
마지막으로 강조하면, 방법 및 장치는 고에너지 초음파에 의한 미생물, 특히 박테리아 세포의 파괴를 가능하게 한다.
상기 목적은 독립항 제1항에 따른 방법, 독립항 제5항에 따른 장치, 독립항 제14항에 따른 용도, 및 독립항 제15항에 따른 도장 장치에 의해 본 발명에 따라 달성되었다. 유리한 구현예들이 종속항들에서 드러날 수 있다.
적어도 하나의 집성 장치에서 에어로졸의 성분 및/또는 고체 물질 입자 및/또는 고체 물질 섬유의 응축, 집성, 응집, 압축, 격리, 분리, 및/또는 농도 변경에 의해, 액체 물질로부터 고체 물질 입자 및 섬유뿐만 아니라, 가스로부터 에어로졸 및 고체 물질 입자 및 섬유를 분리하고/하거나 정화하기 위한 신규의 방법에 따르면,
A) 컨베이어 벨트, 액체 물질의 액체 압력, 액체 칼럼, 및 액체 파동, 이송 방향으로 변조되는 음파, 원심력, 구심력, 코리올리력, 중력, 분사기, 벤츄리, 확산기, 액체 증배기(liquid multiplier), 가스 증배기(gas multiplier), 다이슨(Dyson), 덕트 터빈, 델타 윙 농축기, 환형 벤츄리, 마그누스 효과 터빈, 베르비안(berwian) 또는 베를린 풍력 터빈, 수동 및 능동 대류, 분출 및 확산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 유형의 에어로졸 및/또는 적어도 하나의 유형의 액체 물질이 적어도 하나의 집성 장치에서 적어도 하나의 이송 방향으로 적어도 하나의 이송 수단에 의해 이송되며,
B) 그 동안, 적어도 하나의 유형의 에어로졸 및/또는 적어도 하나의 유형의 액체 물질에는 적어도 하나의 음향파가 작용하고, 그에 따라 적어도 하나의 압력 노드 또는 적어도 하나의 압력 안티노드를 향해 적어도 하나의 음파의 힘에 의해, 에어로졸 및 고체 물질 입자 및 섬유는 가스로부터 이동하고/하거나 고체 물질 입자 및 섬유는 액체 물질로부터 이동하고,
C) 이후, 적어도 하나의 제1 응축된 액체-포함 및/또는 집성된 고체-포함 물질부가 적어도 하나의 에어로졸 및/또는 적어도 하나의 액체 물질로부터 분리된다.
본 발명에 따른 액체 물질은 유기 및/또는 무기 액체 물질, 특히 분산액 또는 현탁액이다.
이와 같은 액체 물질은, 예를 들어, 액체 폐기물, 바이오가스 플랜트 폐기물, 표면 코팅제, 도료 잔류물, 직물 또는 제지 산업으로부터의 슬러지, 발효 잔류물, 동물 배설물, 거름, 도축장 폐기물, 슬러리, 배설물, 분변 폐수, 사일리지, 곡물 폐기물, 쓰레기, 또는 폐수이다. 액체 물질은 상이한 크기/또는 밀도의 고체 물질 입자 및 섬유를 포함할 수 있다. 고체 물질 입자 및 섬유의 크기는 나노미터, 미크론, 밀리미터, 센티미터, 및/또는 데시미터일 수 있다. 액체 물질은 약간의 액상 점도, 낮은 점도 내지 페이스트형 점도, 또는 높은 점도를 가질 수 있다.
액체 물질에 음파를 인가할 때, 음파는 액체 물질에 침투한다. 액체 물질은 고유 진동에 들어간다. 액체 물질에 적어도 하나의 음향파를 인가하면, 고체 물질 입자 및 섬유가 압력 노드 또는 압력 안티노드를 향해 이동된다. 그 결과, 고체 물질 입자 및 섬유는 압력 노드 또는 압력 안티노드 주위의 공간 내에 축적된다. 이 경우, 고체 물질 입자 및 섬유는, 예를 들어 크기, 기밀성, 관성 모멘트, 및/또는 압축성에 따라, 압력 노드 또는 안티노드로 이동한다.
바람직하게는, 액체 물질에는 서로 공간적으로 이격되는 복수의 음향파가 작용한다. 그 결과, 공간 영역은 압력 노드들 또는 압력 안티노드들을 연결하는 라인 주위에 대략 동심으로 연장된다. 바람직한 구현예에서, 액체 물질이 이송 방향으로 이송되는 동안 음향파가 이에 작용한다. 이 구현예에서, 고체 물질 입자 및 섬유는 이송 방향으로 이송되는 동안 공간 영역 내에 축적된다.
음파는 바람직하게는 정상파로 형성된다. 특히 바람직하게는, 정상 초음파가 사용된다.
음파는 바람직하게는 이송 방향에 대해 0도가 넘는 각도로 전파된다. 바람직한 구현예에서, 각도는 90도이다. 그 결과, 정상파를 발생시키기 위해 제공되는 대응하는 여자기들이 서로 대향하여 배치될 수 있다. 이후, 압력 노드들 또는 안티노드들을 연결하는 라인은 이송 방향으로 연장된다.
그러나, 원칙적으로, 전파 방향은 또한 이송 방향에 대해 상이한 각도로 배치될 수 있고, 이후 여자기들도 역시 서로 각지게 배치된다.
특정 고체 물질 입자 및 섬유를 다른 고체 물질 입자 및 섬유로부터 분리하기 위해, 방법은 또한 액체 물질에 상이한 주파수, 형상, 및/또는 진폭을 갖는 음파를 인가하도록 제공될 수 있다. 이 구현예에서도, 음파는 바람직하게는 서로 공간적으로 이격된다. 원칙적으로, 음파의 형상은 예를 들어 정현파형, 톱니형, 직사각형, 또는 삼각형과 같이 임의적일 수 있다.
본 발명에 따르면, 상이한 파의 위상을 통해 디지털 방식으로 음파를 동적으로 제어하는 것이 바람직하고, 그에 따라 적어도 하나의 집성 장치 내의 압력 노드들 및 압력 안티노드들은 기선택된 위치로 제어된 방식으로 이동될 수 있다. 바람직하게는, 개별 압력 노트들 및 압력 안티노드들의 제어는 부울 논리 게이트들의 조합을 이용하여 수행된다.
특정 고체 물질 입자 및 섬유를 다른 고체 물질 입자 및 섬유로부터 분리하기 위해, 복수의 압력 노드 및 안티노드를 갖는 음파의 고조파를 사용하는 것이 또한 바람직하다. 그 결과, 다양한 고체 물질 입자 및 섬유가 다양한 압력 노드 및 압력 안티노드 내에 집성된다. 다양한 고체 물질 입자 및 섬유는 서로 분리된다.
상이한 고체 물질 입자 및 섬유의 이와 같은 부분 유동들은 더 바람직하게는 더 적은 압력 노드들 및 압력 안티노드들을 갖는 음파의 고조파, 또는 더 적은 압력 노드들 및 안티노드들을 갖는 상이한 주파수, 형상, 및/또는 진폭의 음파를 겪음으로써 집중된다. 그 결과, 부분 유동들은 모이게 된다.
인간 및 동물의 가청 범위 밖에 있는 주파수 및/또는 음량을 갖는 음파를 사용하는 것이 더 바람직하다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이를 위해, 차음 수단, 특히 잡음-저감 또는 잡음-감소 스피커(능동 잡음 소거, 수동 잡음 소거 또는 억제)를 사용하는 것이 바람직하다.
음파의 안티노드 내에서, 고체 물질 입자 및 섬유에 작용하는 압력은 상당하다. 그 결과, 고체 물질 입자 및 섬유는 밀리게 된다. 한편, 그로 인해 고체 물질 입자 및 섬유는 공간 영역 내에 농축되고, 그에 따라 공간 영역 내의 액체 물질은 건조되고 응고된다. 또한, 액막이 공간 영역 주위에 형성되고, 그로 인해 액체 물질은 상대적으로 작은 파이프 직경을 갖는 컨테이너에 의해 페이스트형 점도로도 수송 가능하다.
액체 물질의 이송을 훨씬 더 개선하기 위해, 액체 물질은 또한 음파와의 충돌 전에 이송 유체(시트 층)에 도입될 수 있고, 이는 바람직하게는 액체 물질을 완전히 둘러싼다. 전달 유체는 층류 또는 난류 경계층을 형성한다. 그 결과, 액체 물질과 컨테이너 내벽의 접착이 방지될 수 있고/있거나, 컨테이너 내의 액체 물질의 이송 속도가 증가될 수 있다. 전달 유체는 또한 액체 물질의 상분리 능력을 증가시키는 상분리 라인을 형성한다. 그 결과, 액체 물질의 사전-분리가 달성되는 동시에, 액체 물질로부터의 고체 물질 입자 및 섬유의 분리가 개선되고/되거나 분리 챔버가 형성된다.
고체 물질 입자 및 섬유를 가치있는 물질, 예를 들어 비료로 사용 가능하게 만들기 위해, 영역 내에 농축되어 있는, 집성된 고체 물질 입자 및 섬유를 포함하는 제1 물질부가 이어서 액체 물질로부터 분리된다. 바람직하게는, 제1 물질부는 액체 물질로부터 공간적으로 분리된다. 이와 같은 분리는 암모니아, 황화수소, 또는 기타 가스의 증발 없이 가능하다.
공정은 바람직하게는 제1 물질부가 정의된 한계 미만의 액체를 포함할 때까지 반복된다.
그러므로, 액체 물질에 음파를 인가하면, 고체 물질 입자 및 섬유가 집성될 수 있을 뿐만 아니라, 이와 같은 음파로, 특정 고체 물질 입자 및 섬유가 액체 물질 또는 액체 물질에 포함된 다른 고체 물질 입자 및 섬유로부터 목표한 방식으로 분리될 수 있다. 또한, 액체 물질에 음파를 인가하면, 액체 물질이 이송 방향으로 이송될 수 있다. 공정은 물질 유동의 고체 함량의 사용을 가능하게 할 뿐만 아니라, 종이, 직물, 또는 기타 섬유의 건조 및/또는 응고를 가능하게 한다.
상기 목적은 추가로 액체 물질의 고체 물질 입자 및 섬유를 집성하기 위한 음향 영동법의 용도로 달성된다. 음향 영동법을 사용함으로써, 액체 물질 내에 존재하는 고체 물질 입자 및 섬유가 사용될 수 있다. 이는 액체 물질의 증발, 제1 물질부의 증발, 및 바인더의 추가 없이 저렴한 방식으로 가능하다.
상기 목적은 추가로, 에어로졸의 성분 및/또는 고체 물질 입자 및/또는 고체 물질 섬유의 응축, 집성, 응집, 압축, 격리, 분리, 및/또는 농도 변경에 의해, 액체 물질로부터 고체 물질 입자 및 섬유뿐만 아니라, 가스로부터 에어로졸 및 고체 물질 입자 및 섬유를 분리하고/하거나 정화하기 위한 집성 장치에 있어서,
I) 집성 장치에서 적어도 하나의 이송 방향으로 적어도 하나의 유형의 에어로졸 및/또는 적어도 하나의 유형의 액체 물질을 수용하고/하거나 이송하기 위해, 컨베이어 벨트, 액체 물질의 액체 압력, 액체 칼럼, 및 액체 파동, 이송 방향으로 변조되는 음파, 원심력, 구심력, 코리올리력, 중력, 분사기, 벤츄리, 확산기, 액체 증배기, 가스 증배기, 다이슨, 덕트 터빈, 델타 윙 농축기, 환형 벤츄리, 마그누스 효과 터빈, 베르비안 또는 베를린 풍력 터빈, 수동 및 능동 대류, 분출 및 확산, 특히 분사기, 벤츄리, 확산기, 액체 증배기, 가스 증배기, 다이슨, 덕트 터빈, 델타 윙 농축기, 환형 벤츄리, 마그누스 효과 터빈으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 이송 수단,
II) 적어도 하나의 유형의 에어로졸에 인가하기 위한 적어도 하나의 음향파를 발생시키기 위한 적어도 하나의 여자기, 및
III) 적어도 하나의 유형의 에어로졸 및/또는 적어도 하나의 유형의 액체 물질로부터 적어도 제1 응축된 액체 및/또는 집성된 고체-포함 물질부를 분리하기 위한 적어도 하나의 수단을 포함하는 집성 장치로 달성된다.
음파의 힘에 의해, 액체 물질에 포함된 고체 물질 입자 및 섬유는 적어도 부분적으로 음파의 압력 노드 또는 압력 안티노드로 이동된다. 그 결과, 이들은 압력 노드 또는 안티노드 주위의 공간 내에 농축된다.
바람직하게는, 액체 물질을 수용하고/하거나 이송하기 위한 수단의 연장 방향으로, 음향파를 발생시키기 위한 복수의 상호 이격된, 특히 공간적으로 오프셋된 여자기가 제공된다. 그 결과, 공간 영역은 압력 노드들 또는 압력 안티노드들을 연결하는 라인 주위에 동심으로 연장된다. 수단에 의해 발생되는 음향파는 연장 방향을 가로질러 전파되고, 그에 따라 라인은 연장 방향으로 연장되는 것이 바람직하다.
음파는 바람직하게는 정상 초음파이다. 이를 위해, 집성 장치는 더 바람직하게는 음파를 발생시키기 위해 상호 대응하여 형성되는 2개의 여자기를 각각 구비한다. 상호 대응하는 수단은 바람직하게는 2개의 압전 소자, 2개의 스피커, 또는 하나의 압전 소자 및/또는 하나의 반사기이다.
바람직하게는, 스피커는 음파를 발생시키기 위한 여자기로 사용되어, 압전 소자를 통해 음파를 발생시킨다. 그러나, 침지 코일, 정자기(리본, 포일, 제트 트위터) 스피커, 정전형 스피커, 호른 구동기, 굽힘파 변환기, 플라즈마 스피커, 전자기 스피커, 여자기, 또는 초음파 변환기가 또한 사용될 수 있다.
상이한 공간 영역 내에 상이한 조성의 여러 물질부를 농축하기 위해, 상이한 주파수, 진폭, 및/또는 형상을 갖는 음파의 사용이 바람직하다.
더 바람직하게는, 공간 영역 또는 공간 영역들은 예를 들어 음파의 진폭을 변경함으로써 및/또는 음파를 발생시키는 여자기의 배치를 변경함으로써 선택적으로 지향된다.
액체 물질의 집성된 고체 물질 입자 및 섬유-포함 제1 물질부를 분리하기 위한 수단은 바람직하게는 제1 물질부를 위한 적어도 하나의 제1 토출구, 또는 액체 물질을 위한 적어도 하나의 토출구를 포함한다. 그러나, 이는 또한 각각의 다른 물질부를 위한 제2 시퀀스를 구비할 수 있다. 또한, 이는 상이한 조성의 여러 물질부가 상이한 공간 영역 내에 농축되는 경우 추가적인 공정을 구비할 수 있다.
액체 물질을 수용하고/하거나 이송하기 위한 수단은 바람직하게는 컨테이너, 특히 튜브 및/또는 탱크를 포함한다. 컨테이너는 금속, 플라스틱, 또는 복합재로 이루어질 수 있다. 원칙적으로, 이는 임의의 형상을 가질 수 있다. 컨테이너 내에서, 액체는 바람직하게는 이송 방향으로 이송된다.
바람직한 구현예에서, 컨테이너는 적어도 2개의 상호 평행한 평판을 포함하되, 이들 각각에는 적어도 2개의 여자기 또는 각각 하나의 여자기 및 하나의 반사기가 서로 대향하여 배치된다. 바람직하게는, 시트형 판들은 PCB 기판들이다.
적어도 2쌍의 연관된 여자기에 의해 방출되는 음파는 부울 로직 게이트들의 조합을 이용하여 상이한 파의 위상을 통해 디지털 방식으로 동적으로 제어될 수 있고, 그에 따라 적어도 하나의 집성기 내의 압력 노드들 및 압력 안티노드들은 기선택된 위치로 제어 가능하게 이동될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 이를 위해 액체 물질을 수용하고/하거나 이송하기 위한 수단은 바람직하게는 이송 수단을 포함한다. 이송 수단은 바람직하게는 액체 증배기, 다이슨, 또는 컨베이어 벨트이다. 이 구현예에서, 연장 방향은 바람직하게는 이송 방향이다. 액체 물질을 이송하기 위한 이송 수단에 더하여 또는 그 대신에, 액체 물질의 액체 압력, 액체 칼럼, 또는 액체 파동, 원심력, 구심력, 코리올리력, 중력, 분사기, 벤츄리, 확산기, 액체 증배기, 다이슨, 덕트 터빈, 델타 윙 농축기, 환형 벤츄리, 마그누스 효과 터빈이 사용될 수 있다.
다른 바람직한 구현예에서, 여자기들에 의해 발생되는 음파는 액체 물질을 이송하기 위한 이송 수단으로 사용된다. 이를 위해, 음파는 이송 방향으로 연속적으로 변조되고, 그에 따라 액체 물질, 특히 고체 물질 입자 및 섬유는 이송 방향으로 이송된다. 더 바람직하게는, 전파 방향이 이송 방향인 이송 음향파가 사용된다.
액체 물질을 도입하기 위해, 유입구가 바람직하게는 이송 방향으로 집성 장치의 전단부에 제공된다. 이는 특히 바람직하게는 컨테이너 내에 배치된다. 그러나, 액체 물질로부터 제1 물질부를 분리하기 위한 수단은 바람직하게는 이송 방향으로 유입구 뒤에, 바람직하게는 집성 장치의 후단부에 배치된다.
특히 바람직한 구현예에서, 액체 물질을 수용하고/하거나 이송하기 위한 수단은 컨베이어 벨트로 설계된다. 아울러, 이 구현예에서는, 컨테이너, 특히 탱크가 제공될 수 있다. 이후, 컨베이어 벨트는 제1 물질부를 분리하기 위한 수단을 동시에 형성할 수 있다. 액체 물질이 얼마나 액상인지에 따라, 컨베이어 벨트는 액체 물질 내에 침지되는 것이 바람직하다. 다음으로, 액체 물질은 컨베이어 벨트의 이송 방향으로 전방 침지 단부에서 흡수된다. 이송 방향으로 후단부에서, 제1 물질부가 분리된다. 이 구현예에서, 음파를 발생시키기 위한 여자기들은 컨베이어 벨트의 연장 방향으로 배치된다. 이를 위해, 이들은 바람직하게는 컨베이어 벨트 상에 또는 내에 또는 컨베이어 벨트의 인근에 위치된다.
음파를 발생시키기 위한 여자기들은 집성 장치의 연장 방향, 특히 바람직하게는 컨테이너, 제1 물질부를 분리하기 위한 수단, 및/또는 이송 수단의 연장 방향으로 배치되는 것이 또한 바람직하다.
하기에서, 본 발명에 따른 집성 장치 및 본 발명에 따른 방법은 에어로졸과 관련하여 설명될 것이다.
본 발명에 따른 에어로졸의 정화는 에어로졸의 집성, 응집, 압축, 분리, 농도 변경, 및/또는 분리를 포괄한다. 에어로졸은 가스 및 액체가 그 안에 분배되어 있고/있거나 고체가 그 안에 분배되어 있다. 액체는 순수 액체, 액체 혼합물, 분산액, 및/또는 에멀젼일 수 있다. 액체는 추가로 물, 타르, 피치, 유기 용매, 무기 용매, 및/또는 이들의 혼합물, 및 에멀젼일 수 있다. 고체는 입자, 유기 및/또는 무기 조성물의 입자 및 섬유, 또는 박테리아, 바이러스, 및 바이오필름일 수 있다. 고체는 잔류 액체를 더 포함할 수 있다. 에어로졸은, 본 발명의 측면에서, 예를 들어 도료, 래커, 및 실런트를 갖는 표면 코팅, 종이 및/또는 직물 제조, 및 이들의 추가 가공에서 발생한다. 가스는 공기, 질소, 및/또는 기타 가스일 수 있다.
하기에서, 특히 세정 공정(분리, 집성, 농축, 및 응집 단계) 중의 및/또는 후의 에어로졸의 고체 및/또는 액체 성분은 제1 물질부로 지칭될 것이다. 이하에 지칭되는 제2 물질부는 제1 물질부로부터 정화되는 에어로졸이다. 그러므로, 하기에서는, 제2 물질부와 에어로졸이라는 용어가 동의어로 사용된다.
에어로졸은 상이한 형상, 크기, 및 또는 밀도의 액체, 특히 액적, 및/또는 고체, 특히 입자 및/또는 섬유를 포함할 수 있다. 크기는 나노미터, 마이크로미터, 밀리미터, 센티미터, 및/또는 데시미터일 수 있고, 분배는 균질 및 비균질할 수 있다. 에어로졸의 액체 및/또는 고체 물질은 상이한 점도 및/또는 밀도를 가질 수 있다.
에어로졸에 적어도 하나의 음향파를 인가하면, 운동력이 야기되고, 이를 통해 액체 및/또는 고체는 압력 노드들 또는 압력 안티노드들을 향해 이동된다. 그 결과, 에어로졸의 액체 및/또는 고체 성분은 압력 노드들 또는 안티노드들 주위의 공간 내에 농축된다. 그렇게 하면서, 액체 및/또는 고체는 예를 들어 크기, 밀도, 관성 모멘트, 및/또는 압축성에 따라, 압력 노드들 또는 안티노드를 향해 이동한다.
바람직하게는, 에어로졸에는 서로 공간적으로 이격되는 복수의 음향파가 작용한다. 그 결과, 공간 영역은 압력 노드들 또는 압력 안티노드들을 연결하는 라인 주위에 대략 동심으로 연장된다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸은 이송 방향으로 이송되는 동안 음향파가 이에 작용한다. 이 구현예에서, 액체 및/또는 고체는 이송 방향으로 이송되는 동안 공간 영역 내에 농축된다.
음파는 바람직하게는 이송 방향에 대해 0도가 넘는 각도로 전파된다. 특히 바람직하게는, 각도는 90도이다. 그 결과, 압력 노드들 또는 안티노드들을 연결하는 라인은 이송 방향으로 연장된다.
음파는 바람직하게는 정상파로 형성된다. 특히 바람직하게는, 정상 초음파가 사용된다.
에어로졸의 특정 액체 및/또는 고체를 다른 액체 및/또는 에어로졸 고체로부터 분리하기 위해, 방법은 추가로 에어로졸에 상이한 주파수, 형상, 및/또는 진폭의 음파를 충돌시키도록 제공될 수 있다. 이 구현예에서도, 음파는 바람직하게는 서로 공간적으로 이격된다. 원칙적으로, 음파의 형상은 예를 들어 정현파형, 직사각형, 또는 삼각형과 같이 임의적일 수 있다.
에어로졸의 특정 액체 및/또는 고체를 다른 액체 및/또는 에어로졸 고체로부터 분리하기 위해, 복수의 압력 노드 및 안티노드를 갖는 음파의 고조파를 사용하는 것이 또한 바람직하다. 그 결과, 다양한 액체 및/또는 고체가 그 밀도 및/또는 관성에 따라 다양한 압력 노드 및 안티노드 내에 집성, 농축, 압축, 응집, 및/또는 결합된다. 따라서, 에어로졸 내에 포함된 액체 및/또는 고체도 역시 서로 분리될 수 있다.
상이한 액체 및/또는 고체의 이와 같은 부분 유동들은 더 바람직하게는 더 적은 압력 노드들 및 안티노드들을 갖는 상이한 주파수, 형상, 및/또는 진폭의 음파를 인가함으로써 집중된다. 그 결과, 부분 유동들은 모이게 된다.
인간 및 동물의 가청 범위 밖에 있는 주파수 및/또는 음량을 갖는 음파를 사용하는 것이 더 바람직하다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이를 위해, 차음 수단, 특히 능동 잡음 소거를 사용하는 것이 바람직하다.
음파의 압력 안티노드 내에서, 액체 및/또는 고체에 작용하는 압력은 상당하다. 그러나, 압력 노드 내에서, 액체 및/또는 고체에 작용하는 압력은 작다. 그 결과, 액체 및/또는 고체는 압력 노드들로 밀리게 된다. 한편, 이들은 그에 따라 공간 영역 내에 통합, 건조, 및 응고된다. 다른 한편, 기막이 공간 영역 주위에 형성되고, 그 결과 에어로졸은 상대적으로 작은 파이프 직경으로 수송될 수 있다.
에어로졸의 전달을 훨씬 더 개선하기 위해, 에어로졸은 또한 음파에 노출되기 전에 전달 유체, 특히 가스, 입자 스트림, 및/또는 섬유 스트림(시트 층)에 도입될 수 있다. 바람직하게는, 전달 유체는 에어로졸 및/또는 제1 물질부를 완전히 둘러싼다. 그 결과, 에어로졸과 컨테이너 내벽의 접착이 방지될 수 있고, 컨테이너 내의 에어로졸의 전체 속도가 증가될 수 있다. 전달 유체는 또한 에어로졸의 반응성이 증가되는 상분리 라인을 형성한다. 그 결과, 에어로졸의 사전-분리가 달성되는 동시에, 액체 및/또는 고체의 분리가 개선되고/되거나 분리 박테리아가 생성된다.
공정은 바람직하게는 제2 물질부가 정의된 한계값 미만의 제1 물질부를 포함할 때까지 반복된다.
그러므로, 에어로졸에 음파를 인가하면, 액체 및/또는 고체가 집성될 수 있을 뿐만 아니라, 이와 같은 음파로, 특정 액체 및/또는 고체가 에어로졸 또는 다른 에어로졸-포함 액체 및/또는 고체로부터 목표한 방식으로 분리될 수 있다. 또한, 에어로졸에 음파를 인가하면, 에어로졸이 이송 방향으로 이송될 수 있다.
에어로졸은 바람직하게는 표면 코팅 물질이다. 음향 영동법을 사용함으로써, 에어로졸 내에 존재하는 액체 및/또는 고체가 회수되고 재활용될 수 있다. 이는 특히 도료, 래커, 실런트, 및/또는 섬유 물질, 가령 직물, 종이, 및/또는 그 성분들 및/또는 구성요소들, 특히 접착제, 필러, 용매, 바인더, 경화제, 및/또는 안료를 포함하는 에어로졸에 적용된다.
본 발명에 따른 에어로졸 방법은 본 발명에 따른 전술한 집성 장치에 의해 수행된다.
음파의 힘에 의해, 에어로졸을 포함하는 액체 및/또는 고체는 적어도 부분적으로 음파의 압력 노드 또는 압력 안티노드를 향해 이동된다. 그 결과, 이들은 압력 노드 또는 안티노드 주위의 공간 내에 농축된다.
바람직하게는, 음향파를 발생시키기 위한 복수의 상호 이격된, 특히 공간적으로 오프셋된 여자기가 이송 방향으로 제공된다. 그 결과, 공간 영역은 압력 노드들 또는 안티노드들을 연결하는 라인 주위에 동심으로 연장된다. 수단에 의해 발생되는 음향파는 연장 방향을 가로질러 전파되는 것이 바람직하다. 이 구현예에서, 라인은 이송 방향으로 연장된다.
음파는 바람직하게는 정상 초음파이다. 이를 위해, 집성 장치는 더 바람직하게는 음파를 발생시키기 위한 적어도 2개의 여자기를 구비하되, 이들은 각각 서로 대응한다. 상호 대응하는 수단은 바람직하게는 2개의 압전 소자 또는 2개의 스피커, 또는 하나의 압전 소자 및/또는 하나의 반사기이다.
바람직하게는, 스피커가 음파를 발생시키기 위한 여자기로 사용되는데, 이는 압전 소자에 의해 음파를 발생시킨다. 그러나, 침지 코일, 정자기 스피커, 호른 구동기, 굽힘파 변환기, 플라즈마 스피커, 전자기 스피커, 여자기, 또는 초음파 변환기가 또한 사용될 수 있다.
상이한 공간 영역 내에 상이한 조성의 여러 액체 및/또는 고체를 농축하기 위해, 상이한 주파수, 진폭, 및/또는 형상의 음파를 사용하는 것이 더 바람직하다.
마찬가지로, 공간 영역 또는 공간 영역들은 예를 들어 음파의 진폭을 변경함으로써 및/또는 음파를 발생시키는 여자기의 배치를 변경함으로써 구체적으로 지향되는 것이 바람직하다.
바람직한 구현예에서, 음파는 부울 로직 게이트들의 조합을 이용하여 상이한 파의 위상을 통해 디지털 방식으로 동적으로 제어되고, 그에 따라 집성기 내의 압력 노드들 및 안티노드들은 기선택된 위치로 제어될 수 있다.
에어로졸을 수용하고/하거나 이송하기 위한 수단은 전술한 이송 수단일 수 있다. 마찬가지로, 전술한 컨테이너가 고려된다. 컨테이너는 금속, 플라스틱, 및/또는 복합재로 이루어질 수 있다. 원칙적으로, 이는 임의의 형상을 가질 수 있다.
컨테이너 내의 에어로졸의 난류 유동 조건 외에도, 층류 에어로졸 스트림이 바람직한데, 이는 층류 경계층을 형성하며 분리 및 집성을 촉진한다.
다른 바람직한 구현예에서, 음파는 에어로졸을 이송하기 위한 이송 수단으로 사용된다. 이를 위해, 음파는 이송 방향으로 연속적으로 변조되고, 그에 따라 에어로졸, 특히 액체 및/또는 고체는 이송 방향으로 이송된다. 더 바람직하게는, 전파 방향이 이송 방향인 이송 음향파가 사용된다.
에어로졸을 도입하기 위해, 유입구가 바람직하게는 이송 방향으로 집성 장치의 전단부에 제공된다. 이는 특히 바람직하게는 전술한 컨테이너 내에 배치된다. 이와 달리, 에어로졸로부터 제1 물질부를 분리하기 위한 수단은 바람직하게는 이송 방향으로 유입구 뒤에, 바람직하게는 집성 장치의 후단부에 배치된다.
음파를 발생시키기 위한 여자기들은 집성 장치의 연장 방향, 특히 바람직하게는 에어로졸을 수용하고/하거나 이송하기 위한 수단, 특히 컨테이너 및/또는 이송 수단 및/또는 제2 물질부의 제1 물질부를 분리하기 위한 수단의 연장 방향으로 배치되는 것이 또한 바람직하다.
특히 바람직한 구현예에서, 집성 장치는 동적으로 이동성이고, 그에 따라 이는 예를 들어 도장 라인 내의 분사 헤드를 따를 수 있다.
다른 바람직한 구현예에서, 집성 장치는 에어로졸을 수용하고/수용하거나 이송하기 위한 복수의 컨테이너를 포함한다. 복수의 컨테이너는 바람직하게는 하나가 다른 하나의 내부에 배치되고/되거나 서로의 내부에 안착된다. 이들은 바람직하게는 동일 또는 상이한 직경의 상이한 튜브로 형성된다. 바람직하게는, 복수의 튜브가 하나의 튜브에 둘러싸인다. 이 구현예에서, 여자기들은 바람직하게는 튜브들 상에 배치된다. 구현예는 튜브들 내에 층류 유동이 있다는 이점이 있다.
다른 바람직한 구현예에서, 전술한 판들, 특히 PCB 기판들을 포함하는 구성이 사용된다.
또 다른 바람직한 구현예에서, 집성 장치는 룸, 예를 들어 주택, 공조기, 의료 환기, 폐쇄된 차량, 특히 자동차, 트럭, 버스, 기차, 선박, 및 항공기 내의 폐쇄된 가스 유동, 예를 들어 순환 공기 내에 장착된다.
또 다른 바람직한 구현예에서, 집성 장치는 예를 들어 내부로부터 외부로의 공간 천이시 집적된다. 여기서, 열회수를 이용한 조합이 유리하다.
특히 바람직한 구현예에서, 집성 장치는 방열기, 특히 UV, IR, 또는 마이크로파 방열기, 및/또는 방열기 뒤편 및 반대편에 배치되는 반사기를 구비하는데, 방열기는 제1 물질부를 광화학적으로 여자하고/여자하거나 가열하기 위한 것이다. 이는 에어로졸의 액체로부터, 더 크고, 더 거칠고, 및/또는 더 수집이 용이한 입자가 형성된다는 이점이 있다. 그 결과, 에어로졸의 경화가 가속화될 수 있다. 또한, 응집이 화학적으로 유도되며 온도에 의해 가속화된다. 게다가, 박테리아, 바이오필름, 및/또는 바이러스가 방열기의 방열로 제거된다. 방열기는 벽 내에, 벽 상에, 또는 컨테이너 내부 또는 외부에 장착된다. 에어로졸의 방열에 의한 것을 가능하게 하기 위해, 컨테이너는 선택적으로 방열기를 위한 윈도우를 구비한다. 방열기를 무진동 체결하는 것이 바람직하다.
다른 특히 바람직한 구현예에서, 에어로졸로부터 분리되는 제1 물질부를 수집하기 위한 집성 장치는, 특히 재생, 구조화, 평활도 또는 조도, 살균성 및/또는 흡수성으로 형성되는 표면을 나타낸다. 제1 물질부는 바람직하게는 표면에 전도된다. 표면은 초소수성, 초친수성, 친수성, 소수성일 수 있고/있거나, 정전기적으로 대전되거나 접지될 수 있다. 이는 이동성이고/이거나, 전달 유체, 바람직하게는 물에 잠길 수 있다. 에어로졸로의 역류 또는 기타 오염물의 발생을 방지하기 위해, 표면은 제1 물질부에 결합하고/하거나 이를 제거하는 것이 바람직하다.
이와 같은 표면은 바람직하게는 제1 물질부 또는 수분막을 분리하기 위한 분리기를 갖는 컨베이어 벨트로 형성되는데, 제1 물질부와 모이게 된 수분막 또는 분리된 물질부는 물질 컨테이너 또는 드레인으로 토출될 수 있다.
다른 바람직한 구현예에서, 이와 같은 표면은 특히 재생 및/또는 습식막, 섬유 및/또는 직물막으로 형성되고, 이는 예를 들어 종이, 골판지, 또는 플라스틱막으로 이루어진다. 이러한 형태에서, 섬유 및/또는 직물막 및/또는 막은 일회용이다.
응용에 따라, 집성 장치는 냉각을 위한 장치 또는 가열을 위한 장치를 포함하는 것이 더 바람직하다.
특히, 본 발명에 따른 집성 장치는 도장 장치, 특히 도장 라인에 장착되기에 적합하다. 집성 장치에 의해, 도장 라인 내에 형성되는 에어로졸은 정교한 필터 없이 분리되고 처리될 수 있다.
일반적으로, 본 발명에 따른 집성 장치는 이미 전술한 바와 같이 필터, 특히 HEPA 필터 전방에 연결되기에 상당히 적합하다.
그러므로, 본 발명에 따른 집성 장치 및 본 발명에 따른 방법은, 세포 배양액뿐만 아니라 가정, 공조, 의료 환기, 폐쇄된 차량, 특히 자동차, 트럭, 버스, 기차, 선박, 및 항공기 내의 공기를 정화하기 위한, 미생물, 특히 박테리아의 파괴를 위한, 액체 폐기물, 소화액, 동물 배설물, 액체 거름, 도축장 폐기물, 슬러리, 배설물, 음식물 쓰레기, 바이오 폐기물, 액체 내의 유기 및/또는 무기 입자 및 섬유 물질, 바이오가스 플랜트 폐기물, 표면 코팅제, 도료 잔류물, 하수 슬러지 및/또는 폐수, 및/또는 도료, 바니시, 실런트, 및/또는 섬유 물질을 포함하는 에어로졸의 처리에 탁월하다. 또한, 회수된 고체는 재활용 가능하다.
본 발명은 구현예들을 근거로 도면을 참조하여 설명될 것이며, 여기서 본 발명의 추가적인 이점들이 명백해질 것이다.
도 1a는 집성 장치의 제1 구현예, 도 1b는 도 1a의 집성 장치의 단면도(AA), 도 1c는 집성 장치의 다른 구현예의 단면도, 및 도 1d 및 도 1e는 도 1a의 집성 장치의 각각의 다른 단면도를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 각각 집성 장치의 다른 구현예들의 상세를 도시한다.
도 3 및 도 4는 각각 집성 장치의 다른 구현예를 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는 각각 집성 장치의 컨테이너 벽에 대한 음파를 발생시키기 위한 수단의 부착을 도시한다.
도 6은 집성 장치의 다른 구현예 및 도장 설비를 통한 단면도를 도시한다.
도 1a는 집성 장치의 제1 구현예, 도 1b는 도 1a의 집성 장치의 단면도(AA), 도 1c는 집성 장치의 다른 구현예의 단면도, 및 도 1d 및 도 1e는 도 1a의 집성 장치의 각각의 다른 단면도를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 각각 집성 장치의 다른 구현예들의 상세를 도시한다.
도 3 및 도 4는 각각 집성 장치의 다른 구현예를 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는 각각 집성 장치의 컨테이너 벽에 대한 음파를 발생시키기 위한 수단의 부착을 도시한다.
도 6은 집성 장치의 다른 구현예 및 도장 설비를 통한 단면도를 도시한다.
액체 물질(2)을 이용한 집성 장치(1) 및 방법
도 1a는 집성 장치(1)의 제1 구현예를 도시한다. 집성 장치(1)는 액체 물질(2; 도 1d 및 도 1e 참조)을 수용하고 이송하기 위한 컨테이너(11)를 포함한다. 컨테이너(11)는 연장 방향(71)으로 연장된다. 여기서, 컨테이너(11)는 원형 단면을 가지며 축과 동심으로 연장된다. 그러나, 상이한 단면, 예를 들어 직사각형 또는 정사각형 단면을 갖는 컨테이너(11)도 채택될 수 있다. 컨테이너(11)는 중공 실린더로 형성되며 내부 공간(110; 도 1b 및 도 1c 참조)을 구비한다.
액체 물질(2)을 도입하기 위해, 컨테이너(11)는 컨테이너의 전단부(102)에 이송 방향(4)으로 제공되는 유입구(111)를 구비한다. 액체 물질(2)은 컨테이너(11)를 통해 이송 방향(4)으로 추가 이송 수단(8)에 의해 이송된다. 이송 수단(8)으로, 다이슨이 이에 개략적으로 도시되어 있다.
이송 방향(4)으로 후단부(101)에서, 집성 장치(1)는 액체 물질(2)로부터 제1 물질부(21; 도 1d 및 도 1e 참조)를 분리하기 위한 수단(12)을 구비한다. 분리하기 위한 수단(12)은 관형 컨테이너 브랜치에 의해 형성된다. 컨테이너 브랜치(12)는 제1 물질부(21)를 위한 브랜치 토출구(122)를 구비한다.
액체 물질(2)을 토출하기 위해, 컨테이너(11)는 컨테이너 토출구(112)를 구비한다. 컨테이너 토출구(112)는 여기서 단지 명료함을 위해 연장 방향(71)을 가로질러 정렬된다.
컨테이너(11) 상에는, 복수의 여자기(3)가 음향파(5; 도 1b 내지 도 1e 참조)를 발생시키기 위해 제공된다. 이들은 행(미표시)으로 연장 방향(71)으로 배치되며, 거리(a)만큼 서로 이격된다. 축(7)에 대한 원주 방향(74)으로, 행들은 균일하게 분배된 방식으로 배치된다. 이 경우, 여자기(3) 인접 행들은 서로에 대해 연장 방향(3)으로 오프셋된다.
파간섭에 의해 정상 음파(5), 바람직하게는 초음파를 발생시키기 위해, 2개의 상호 대응하는 여자기(3)가 각각 동일한 주파수, 형상, 및 진폭의 음파(5)를 발생시키기 위해 서로 대향하여 배치된다. 상호 대응하는 여자기들(3)은 스피커들로 설계되며, 음파(5)를 발생시키기 위한 압전 소자(미도시)를 구비한다. 대안적으로, 2개의 여자기(3) 중 하나는 스피커로 설계되고 다른 하나는 반사기로 설계되는 것이 바람직하다.
도 1b는 도 1a의 집성 장치의 단면도(A-A)를 도시한다. 컨테이너(11)의 단면을 볼 수 있다. 여자기들(3)은 컨테이너(11)의 표면(113) 상에 배치된다. 이들은 각각 동일한 주파수, 형상, 및 진폭의 음파(5)를 발생시킨다. 각각 2개의 여자기(3)가 서로 대응하여 형성되고 서로 대향하여 배치되기 때문에, 정상 음파(5)가 간섭에 의해 발생된다. 2개의 상호 대응하는 여자기(3)에 의해 발생되는 정상 음파(5)가 이에 파선으로 도시된다. 그 형상은 단지 예로서 정현파로 선택된다.
여기서, 정상 음파(5)는 컨테이너(11)의 중심에 압력 노드(51)를 가지며, 컨테이너(11)의 내표면(114) 상에 각각 압력 안티노드(52)를 갖는다. 그러므로, 음파(5)는 기본 주파수로 진동한다. 또한, 압력 안티노드(52)가 컨테이너(11)의 중심(7)에 배치되며 압력 노드(51)가 내표면(114) 상에 배치되는, 기본 주파수로 진동하는 정상파(5)가 발생될 수 있다. 원칙적으로, 고조파 주파수로 진동하는 음파(5)도 역시 사용될 수 있다.
컨테이너(11)의 내부 공간(110)을 통해 흐르며, 그로 인해 정상파(5)가 작용하는 액체 물질(2)에서, 액체 물질(2) 내에 포함된 고체 물질 입자 및 섬유(211; 도 1d 및 도 1e 참조)는 압력 노드들(51) 또는 압력 안티노드(52) 내에서 이동한다. 그로 인해 고체 물질 입자 및 섬유(211)가 압력 노드(51) 주위의 영역(미표시)에 축적되는 액체 물질(2)이 이에 예로서 도시된다. 고체 물질 입자 및 섬유(211)의 농축을 통해, 액체 물질(2) 내에 포함된 액체(미표시)가 외부, 즉 컨테이너 내표면(114)을 향해 가압된다. 따라서, 집성된 고체 물질 입자 및 섬유(211)를 갖는 제1 물질부(21)가 축(7) 주위에 동심으로 연장되는 영역을 따라 형성된다. 이하에 제2 물질부(22)로도 지칭되는 나머지 액체 물질(2)은 대응하여 더 적은 고체 물질 입자 및 섬유(211)를 포함한다. 그러나, 원칙적으로, 여기서 또한, 액체 물질(2)의 액체를 내부로 가압하는 음파(5)를 사용할 수 있고, 그에 따라 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 컨테이너 내표면(114)을 향해 이동한다.
제1 물질부(21)가 축적되는 영역은 압력 노드들(51)을 연결하는 라인(77) 주위에 대략 동심으로 연장된다. 액체 물질(2)이 이송 방향(4)으로 이송되는 동안 음파(5)가 이에 작용하기 때문에, 제1 물질부(21)는 이송 방향(4)으로 이송된다. 또한, 음파(5)는 이송 방향(4)에 직각(53)으로 전파된다. 그 결과, 라인(77)은 이송 방향(4)으로 연장된다.
여자기들(3)이 원주 방향(74)으로 컨테이너(11) 주위에 분배되도록 배치되는 도 1a 및 도 1b의 집성 장치(1)와 달리, 도 1c의 단면을 갖는 집성 장치(1)는 음파(5)를 발생시키기 위한 상호 대응하는 여자기들(3)을 갖는 단지 2개의 대향하는 행을 구비한다.
도 1d는 도 1a의 집성 장치(1)의 단면도를 도시하는데, 이는 우회전 각도만큼 축(7)을 중심으로 회전되어 도시된다. 축(7) 주위의 영역 내의 고체 물질 입자 및 섬유(211)의 축적이 개략적으로 도시되어 있다. 액체 물질(2)은 컨테이너(11)를 통해 이송 방향(4)으로 이송된다. 그로 인해 고체 물질 입자 및 섬유(211)에는 정상파(5)가 작용한다. 정상파(5)는 이송 방향(4)을 가로지른 전파 방향(54)으로 전파되는 것을 알 수 있다.
음파(5)의 힘으로, 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 압력 노드(51)에 음파(5)를 인가함으로써 이동되고 거기에 축적된다. 이 경우, 액체 물질(2) 내에 포함된 액체는 외부로 가압된다. 라인(77) 주위의 동심 영역에서, 농축 집성된 고체 물질 입자 및 섬유(211)를 갖는 제1 물질부(21)가 형성된다. 컨테이너(11)가 원형 단면을 가지며 여자기들(3)이 축(7) 주위에 동심으로 배치되기 때문에, 압력 노드들(51)을 연결하는 라인(77)은 축(7)을 따라 연장된다.
액체 물질(2)로부터 제1 물질부(21)를 분리하기 위해, 컨테이너 브랜치(12)가 컨테이너(11) 내로 연장된다. 이는 축(7)에 동심으로 연장된다. 컨테이너 브랜치(12)는 컨테이너(11)의 중심에 배치되는 브랜치 유입구(121)를 구비한다. 컨테이너 브랜치(12)의 직경(미표시)은 제1 물질부(21)가 브랜치 유입구(121)를 통해 브랜치(12)에 의해 수용되도록 충분히 크게 선택된다.
여자기들(3)이 또한 컨테이너 브랜치(12) 상에 제공된다. 여기서, 이들은 컨테이너 브랜치(12)의 제한 벽(115) 내에 배치된다. 그 결과, 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 압력 노드(51) 내로 더 가압되고, 액체는 외부로 강제된다. 그 결과는 슬라이딩 막(23)인데, 이를 통해 제1 물질부(21)가 그 점성 점도에도 불구하고 컨테이너 브랜치(12)를 통해 막힘 없이 이송될 수 있다.
도 1e의 집성 장치(1)의 구현예에서, 음파(5)는 컨테이너(11)의 표면(113) 상에 배치되는 여자기들(3)로 발생되는데, 그 압력 노드(51)는 컨테이너(11)의 내표면(114) 상에 배치되며, 압력 안티노드(52)는 컨테이너(11)의 중앙에 배치된다. 그 결과, 액체 물질(2) 내에 포함된 액체는 중앙(7)으로 가압되고, 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 컨테이너 내표면(114)을 향해 외부로 가압된다.
그러므로, 컨테이너 브랜치(12)에 의해, 제2 액체 물질부(22)는 이로써 컨테이너(11)의 중앙에서 탈지된다. 그 결과, 추가적인 여자기들(3)이 컨테이너 브랜치(12) 내에 또는 상에 제공되지 않는다.
페이스트형 점도에도 불구하고 컨테이너(11)를 통해 막힘 없이 액체 물질(2)을 이송할 수 있도록, 이를 미리 전달 유체(24)에 도입할 수 있다. 액체 물질(2)에 따라, 예를 들어 물이 적절한 이송 유체(24)일 수 있다.
이송 유체(24)로의 액체 물질(2)의 도입은 도 2a에 개략적으로 도시되어 있다. 이송 유체(24)는 컨테이너(11)를 통해 이송 방향(4)으로 흐른다. 액체 물질(2)은 컨테이너(11)의 필러 목부(116)를 통해 중앙에 도입된다. 그 결과, 전달 유체(24)는 액체 물질(2)을 둘러싼다.
도 2b의 구현예에서, 브랜치 드레인(122)만이 분리하기 위한 수단으로 제공된다. 여자기들(3)은 이들에 의해 발생되는 정상 음파(5)가 압력 노드(51)를 갖도록 위치되고, 이 음파는 브랜치 토출구(122) 아래에서 이송 방향(4)을 가로지른 공간 방향(72)으로 배치된다. 따라서, 라인(77)은 브랜치 토출구(122) 아래에 위치되고, 그 주위에 제1 물질부(21)가 축적된다.
도 3은 집성 장치(1)의 다른 구현예를 도시한다. 액체 물질(2)을 수용하고/하거나 이송하기 위한 수단으로, 컨테이너(11), 즉 탱크가 이에 제공된다. 탱크(11)는 집성 장치(1)의 전단부(101)에 컨테이너 유입구(111)를 구비하며, 집성 장치(1)의 후단부(102)에 컨테이너 토출구(112)를 구비한다. 컨테이너 유입구(111) 및 컨테이너 토출구(112)는 탱크(11)의 대략 동일한 높이(H)에 배치된다.
이격된 여자기들(3)이 탱크(11)의 연장 방향(71)으로 배치된다. 여자기들(3)은 탱크(11)의 위아래에서 연장 방향(71)을 가로지른 제2 공간 방향(72)으로 행으로 배치된다. 탱크(11) 위의 여자기들(3)은 액체 물질(2)의 액체 레벨(25)이 여자기(3) 아래에서 연장되도록 배치된다. 탱크(11) 위의 여자기(3, 31) 및 탱크(11) 아래의 여자기(3, 32)는 각각 서로 대응하여 형성되며 정상 음파(5)를 발생시킨다. 음파(5)는 탱크(11) 내에서 전파되며, 라인(77)을 따라 연장되는 압력 안티노드(52)를 갖는다. 라인(77)은 컨테이너 유입구(111) 및 컨테이너 토출구(112)의 높이(H) 아래에서 제2 공간 방향(72)으로 배치된다.
탱크(11) 내로 이송되는 액체 물질(22)의 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 음파(5)의 힘에 의해 압력 노드들(51)로 이동된다. 라인(77) 위에서 제2 공간 방향(72)으로 배치되는 여자기(3)의 압력 노드들(51)이 액체 물질(2)의 외부에 위치되기 때문에, 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 여기서 탱크(11)의 저부(17)에 축적되며 제1 물질부(21)를 형성한다.
분리하기 위한 수단(12)으로, 브랜치 토출구(122)가 지면에 가깝게 배치되고, 이를 통해 제1 물질부(21)가 탱크(11)로부터 이송 방향(4)으로 이송된다. 제2 물질부(22)는 높이(H)를 따라 배치되는 컨테이너 토출구(112)를 통해 흐른다. 집성 장치(1)의 이러한 구현예에서, 액체 압력이 액체 물질(2)을 이송하는 데에 사용된다. 또한, 추가적인 이송 수단(8), 예를 들어 액체 증배기가 제공될 수 있다.
도 4의 집성 장치에서, 탱크가 또한 액체 물질(2)을 수용하고/하거나 이송하기 위한 컨테이너(11)로 제공된다. 그러나, 음파(5)로 대전되는 액체 물질(2)은 여기서 또한 컨베이어 벨트(8)에 의해 이송된다. 컨베이어 벨트(8)는 하부 리턴 단부(85)가 탱크(11) 및 액체 물질(2) 내에 있도록 침지된다. 컨베이어 벨트 표면(81)이 수평면(미표시)에 대해 기울기(82)를 갖는다. 컨베이어 벨트(8)의 이송 라인(83) 상에서, 컨베이어 벨트 표면(81)은 이송 방향(4)으로 수송된다.
여자기들(3)은 컨베이어 벨트 표면(81)의 위아래에서 행으로 배치된다. 컨베이어 벨트 표면(81) 아래의 여자기(3, 31) 및 위의 여자기(3, 32)는 각각 서로 대응하는 방식으로 작용하며 정상 음파(5)를 발생시킨다.
여자기들(3)은 압력 노드(51)가 컨베이어 벨트 표면(81) 상에 또는 아래에 형성되도록 배치된다. 이 압력 노드(51)에서, 고체 물질 입자 및 섬유(211)가 이동한다. 따라서, 제1 물질부(21)가 컨베이어 벨트 표면(81) 상에 축적된다. 압력 노드들(51)이 컨베이어 벨트 표면(81) 아래에 배치될 때, 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 컨베이어 벨트(8) 상으로 가압된다. 이는 컨베이어 벨트(8)의 상부 리턴 단부(84)에서 수집 컨테이너(13) 내로 낙하된다. 그러므로, 컨베이어 벨트(8)는 여기서 또한 액체 물질(2)로부터 제1 물질부(21)를 분리하기 위한 수단(12)으로 사용된다.
액체는 측방향으로 또는 컨베이어 벨트(8)의 중간에서 흘러 나와 부분적으로 증발될 수 있다. 증발하는 액체 물질(2)을 위해, 리턴부(9)가 제공되는데, 그 위에서 액체 물질이 응축된다. 리턴부(9)는 수평선에 대해 비스듬히 배치되고, 그에 따라 증발된 액체는 탱크(11)로 다시 복귀된다. 그러나, 이는 또한 별개로 유도될 수 있다.
여자기들(3)을 갖는 이와 같은 컨베이어 벨트(8)는 또한 별개로 고체 물질 입자 및 섬유(211)를 응고 및 건조시키는 데에 사용될 수 있다. 액체 물질의 액체 레벨에 따라, 이는 액체 물질을 수용하고/하거나 이송하기 위한 수단을 형성할 수 있다. 또한, 액체 물질, 제1 및/또는 제2 물질부를 위한 컨테이너들이 제공될 수 있다. 따라서, 이는 예를 들어 종이의 건조 및 응고, 직물의 건조 및 펠팅, 하수 슬러지 및/또는 음식물 쓰레기의 건조 및 응고에 적합하다.
도 5a 및 도 5d는, 예로서 및 개략적으로, 컨테이너 벽(15) 상의 음파(5)를 발생시키기 위한 여자기들(3)의 부착을 도시한다. 도 5a 및 도 5b에서, 컨테이너 벽들은 리세스(119)를 보여준다.
도 5a에서, 컨테이너 벽(115)의 표면(113) 상의 여자기(3)는 부착된 유지판(118)에 의해 리세스(119)와 정렬된다. 유지판은 컨테이너 벽(15) 내에 리벳들 또는 나사들과 같은 체결 수단(91)으로 고정된다. 유지판(118)은 여자기(3)를 둘러싸는 여자기를 위한 리셉터클(미표시)을 구비한다. 이는 외부에서 리세스(119)를 밀봉하기 위해 탄성적으로 설계된다.
도 5b에서, 여자기(3)는 리세스(119) 내에 배치된다. 이를 위해, 컨테이너 벽(115)의 표면(113) 및 내표면(114) 상에 배치되는 복수의 유지판(118)이 제공된다. 이 경우에도, 유지판들(118)은 컨테이너(11)를 밀봉하기 위해 탄성적으로 형성된다. 유지판들(118)을 체결하기 위해, 너트들(92)을 갖는 나사들이 체결 수단(91)으로 이에 제공된다.
도 5c의 여자기(3)의 부착은 도 5a에 대응하지만, 리세스가 컨테이너 벽에 제공되지 않는다. 대신에, 여자기는 표면 상에 편평하게 배치된다. 이는 여자기가 액체 물질(2)과 접촉하지 않는다는 이점이 있다.
도 5d에서, 여자기(3)는 컨테이너 벽(115)의 내표면(113) 상에 편평하게 배치된다. 컨테이너 벽(115)에 여자기(3)를 유지하는 유지판들(118)이 또한 제공된다. 여기에서도, 리벳들(91)이 부착을 위해 제공된다.
그러나, 여자기들(3)은 또한 컨테이너 벽(15), 특히 그 표면(13)에 접착, 리벳, 또는 스테이플 방식으로 결합될 수 있다. 컨테이너 내부(110)에 여자기들(3)을 장착하는 것도 역시 가능하다.
도 6은 본 발명에 따른 집성 장치(1)의 다른 구현예를 도시한다. 이 집성 장치(1)는 액체 물질(2)을 수송하기 위한 컨테이너(11)로 내부 튜브를 구비한다. 또한, 이는 수집 컨테이너(13)로 외부 튜브를 구비한다. 내부 튜브(11)는 액체를 토출하기 위해 제공되는 브랜치 토출구(122)로 복수의 토출 개구를 구비한다. 하기에서는, 컨테이너(11)와 내부 튜브, 수집 컨테이너(13)와 외부 튜브, 및 토출 개구와 브랜치 토출구(122)라는 용어들이 동의어로 사용될 것이다.
액체 물질(2)은 전단부(101)에서 내부 튜브(11)에 도입된다.
여자기들(3)이 내부 튜브(11) 상에 배치된다. 이들은 음향파(5)로 액체 물질(2)에 작용한다. 그 결과, 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 음파(5)의 힘에 의해 압력 노드들(51) 또는 압력 안티노드들(52)로 이동된다. 이 경우, 이를 둘러싸는 액체는 제2 물질부(22)로 치환된다.
음향파(5)는 고체 물질 입자 및 섬유(211)가 내부 튜브 중심(7)으로 이동하도록 이에 제공된다. 이를 위해, 상이한 고조파가 이에 음향파(5)로 사용된다. 그러나, 고조파의 압력 노드들(51) 및 안티노드들(52)의 개수는 이송 방향(4)으로 감소한다. 그 결과, 고체 물질 입자 및 섬유(211)에는 내부 튜브 중심(7)에서 고조파가 집중된다.
따라서, 집성된 고체 물질 입자 및 섬유(211)를 포함하는 제1 물질부(21)는 내부 튜브(11)에 의해 더 이송된다. 그러나, 주로 액체를 포함하는 제2 물질부(22)는 토출 개구들(122)을 통해 토출 튜브(13)로 토출될 수 있다.
내부 튜브(11)는 이송 방향(4)으로 테이퍼진다. 그러나, 외부 튜브(13)의 외경(미표시)은 일정하다. 그 결과, 액체 물질(2)이 수송되는 총 단면이 유지된다. 그러나, 일정한 직경(d1)을 갖는 내부 튜브(11)의 사용도 역시 바람직하다.
제1 물질부(21) 및/또는 제2 물질부(22)의 수송을 개선하고/하거나 상분리 라인을 형성하기 위해, 전달 유체(24)가 또한 내부 튜브(11) 및/또는 외부 튜브(13) 내에 사용될 수 있다.
에어로졸(2)을 이용한 집성 장치(1) 및 방법
도 1a는 집성 장치(1)의 제1 구현예를 도시한다. 집성 장치(1)는 에어로졸(2)을 수용하고 이송하기 위한 컨테이너(11)를 포함한다(도 1d 및 도 1e 참조). 컨테이너(11)는 연장 방향(71)으로 연장된다. 여기서, 컨테이너(11)는 원형 단면을 가지며 축(7)과 동심으로 연장된다. 그러나, 상이한 단면, 예를 들어 직사각형 또는 정사각형 단면을 갖는 컨테이너(11)도 사용될 수 있다. 컨테이너(11)는 중공 실린더로 형성되며 내부 공간(110; 도 1b 및 도 1c 참조)을 구비한다.
에어로졸(2)을 도입하기 위해, 컨테이너(11)는 컨테이너의 전단부(102)에 이송 방향(4)으로 제공되는 유입구(111)를 구비한다. 에어로졸(2)은 컨테이너(11)를 통해 이송 방향(4)으로 추가 이송 수단(8)에 의해 이송된다. 이송 수단(8)으로, 다이슨이 이에 개략적으로 도시되어 있다.
이송 방향(4)으로 후단부(101)에서, 집성 장치(1)는 에어로졸(2)의 제1 물질부(21; 도 1d 및 도 1e 참조)를 분리하기 위한 수단(12)을 구비한다. 분리하기 위한 수단(12)은 관형 컨테이너 브랜치에 의해 형성된다. 컨테이너 브랜치(12)는 제1 물질부(21)를 위한 브랜치 토출구(122)를 구비한다.
에어로졸(2)을 토출하기 위해, 컨테이너(11)는 컨테이너 토출구(112)를 구비한다. 컨테이너 토출구(112)는 여기서 단지 명료함을 위해 연장 방향(71)을 가로질러 정렬된다.
컨테이너(11) 상에는, 음향파(5)를 발생시키기 위한 복수의 여자기(3)가 제공된다(도 1b 내지 도 1e 참조). 이들은 행(미표시)으로 연장 방향(71)으로 배치되며, 거리(a)만큼 서로 이격된다. 축(7)에 대한 원주 방향(74)으로, 행들은 균일하게 분배된 방식으로 배치된다. 이 경우, 여자기(3) 인접 행들은 서로에 대해 연장 방향(3)으로 오프셋된다.
파간섭에 의해 정상 음파(5), 바람직하게는 초음파를 발생시키기 위해, 2개의 상호 대응하는 여자기(3)가 각각 동일한 주파수, 형상, 및 진폭의 음파(5)를 발생시키기 위해 서로 대향하여 배치된다. 상호 대응하는 여자기들(3)은 스피커들로 설계되며, 음파(5)를 발생시키기 위한 압전 소자(미도시)를 구비한다. 대안적으로, 2개의 여자기(3) 중 하나는 스피커로 설계되고 다른 하나는 반사기로 설계되는 것이 바람직하다.
도 1b는 도 1a의 집성 장치의 단면도(A-A)를 도시한다. 컨테이너(11)의 단면을 볼 수 있다. 여자기들(3)은 컨테이너(11)의 표면(113) 상에 배치된다. 이들은 각각 동일한 주파수, 형상, 및 진폭의 음파(5)를 발생시킨다. 각각 2개의 여자기(3)가 서로 대응하여 형성되고 서로 대향하여 배치되기 때문에, 정상 음파(5)가 간섭에 의해 발생된다. 2개의 상호 대응하는 여자기(3)에 의해 발생되는 정상 음파(5)가 이에 파선으로 도시된다. 그 형상은 단지 예로서 정현파로 선택된다.
여기서, 정상 음파(5)는 컨테이너(11)의 중심에 압력 노드(51)를 가지며, 컨테이너(11)의 내표면(114) 상에 각각 압력 안티노드(52)를 갖는다. 그러므로, 음파(5)는 기본 주파수로 진동한다. 또한, 압력 안티노드(52)가 컨테이너(11)의 중심(7)에 배치되며 압력 노드(51)가 내표면(114) 상에 배치되는, 기본 주파수로 진동하는 정상파(5)가 발생될 수 있다. 원칙적으로, 고조파 주파수로 진동하는 음파(5)도 역시 사용될 수 있다.
컨테이너(11)의 내부 공간(110)을 통해 흐르며, 그로 인해 정상파(5)가 작용하는 에어로졸(2)에서, 에어로졸(2) 내에 포함된 고체 물질 입자 및 섬유(211; 도 1d 및 도 1e 참조)는 압력 노드들(51) 또는 압력 안티노드(52) 내에서 이동한다. 그로 인해 고체 물질 입자 및 섬유(211)가 압력 노드(51) 주위의 영역(미표시)에 축적되는 에어로졸(2)이 이에 예로서 도시된다. 고체 물질 입자 및 섬유(211)의 농축을 통해, 에어로졸(2) 내에 포함된 액체(미표시)가 외부, 즉 컨테이너 내표면(114)을 향해 가압된다. 따라서, 집성된 고체 물질 입자 및 섬유(211)를 갖는 제1 물질부(21)가 축(7) 주위에 동심으로 연장되는 영역을 따라 형성된다. 이하에 제2 물질부(22)로도 지칭되는 나머지 에어로졸(2)은 대응하여 더 적은 고체 물질 입자 및 섬유(211)를 포함한다. 그러나, 원칙적으로, 여기서 또한, 에어로졸(2)의 액체를 내부로 가압하는 음파(5)를 사용할 수 있고, 그에 따라 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 컨테이너 내표면(114)을 향해 이동한다.
제1 물질부(21)가 축적되는 영역은 압력 노드들(51)을 연결하는 라인(77) 주위에 대략 동심으로 연장된다. 에어로졸(2)이 이송 방향(4)으로 이송되는 동안 음파(5)가 이에 작용하기 때문에, 제1 물질부(21)는 이송 방향(4)으로 이송된다. 또한, 음파(5)는 이송 방향(4)에 직각(53)으로 전파된다. 그 결과, 라인(77)은 이송 방향(4)으로 연장된다.
여자기들(3)이 원주 방향(74)으로 컨테이너(11) 주위에 분배되도록 배치되는 도 1a 및 도 1b의 집성 장치(1)와 달리, 도 1c의 단면을 갖는 집성 장치(1)는 음파(5)를 발생시키기 위한 상호 대응하는 여자기들(3)을 갖는 단지 2개의 대향하는 행을 구비한다.
도 1d는 도 1a의 집성 장치(1)의 단면도를 도시하는데, 이는 우회전 각도만큼 축(7)을 중심으로 회전되어 도시된다. 축(7) 주위의 영역 내의 고체 물질 입자 및 섬유(211)의 축적이 개략적으로 도시되어 있다. 에어로졸(2)은 컨테이너(11)를 통해 이송 방향(4)으로 이송된다. 그로 인해 고체 물질 입자 및 섬유(211)에는 정상파(5)가 작용한다. 정상파(5)는 이송 방향(4)을 가로지른 전파 방향(54)으로 전파되는 것을 알 수 있다.
음파(5)의 힘으로, 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 압력 노드(51)에 음파(5)를 인가함으로써 이동되고 거기에 축적된다. 이 경우, 에어로졸(2) 내에 포함된 액체는 외부로 가압된다. 라인(77) 주위의 동심 영역에서, 농축 집성된 고체 물질 입자 및 섬유(211)를 갖는 제1 물질부(21)가 형성된다. 컨테이너(11)가 원형 단면을 가지며 여자기들(3)이 축(7) 주위에 동심으로 배치되기 때문에, 압력 노드들(51)을 연결하는 라인(77)은 축(7)을 따라 연장된다.
에어로졸(2)로부터 제1 물질부(21)를 분리하기 위해, 컨테이너 브랜치(12)가 컨테이너(11) 내로 연장된다. 이는 축(7)에 동심으로 연장된다. 컨테이너 브랜치(12)는 컨테이너(11)의 중심에 배치되는 브랜치 유입구(121)를 구비한다. 컨테이너 브랜치(12)의 직경(미표시)은 제1 물질부(21)가 브랜치 유입구(121)를 통해 브랜치(12)에 의해 수용되도록 충분히 크게 선택된다.
여자기들(3)이 또한 컨테이너 브랜치(12) 상에 제공된다. 여기서, 이들은 컨테이너 브랜치(12)의 제한 벽(115) 내에 배치된다. 그 결과, 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 압력 노드(51) 내로 더 가압되고, 액체는 외부로 강제된다. 그 결과는 슬라이딩 막(23)인데, 이를 통해 제1 물질부(21)가 그 점성 점도에도 불구하고 컨테이너 브랜치(12)를 통해 막힘 없이 이송될 수 있다.
도 1e의 집성 장치(1)의 구현예에서, 음파(5)는 컨테이너(11)의 표면(113) 상에 배치되는 여자기들(3)로 발생되는데, 그 압력 노드(51)는 컨테이너(11)의 내표면(114) 상에 배치되며, 압력 안티노드(52)는 컨테이너(11)의 중앙에 배치된다. 그 결과, 에어로졸(2) 내에 포함된 액체는 중앙(7)으로 가압되고, 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 컨테이너 내표면(114)을 향해 외부로 가압된다.
그러므로, 컨테이너 브랜치(12)에 의해, 제2 액체 물질부(22)는 이로써 컨테이너(11)의 중앙에서 탈지된다. 그 결과, 추가적인 여자기들(3)이 컨테이너 브랜치(12) 내에 또는 상에 제공되지 않는다.
페이스트형 점도에도 불구하고 컨테이너(11)를 통해 막힘 없이 에어로졸(2)을 이송할 수 있도록, 이를 미리 전달 유체(24)에 도입할 수 있다. 에어로졸(2)에 따라, 예를 들어 물이 적절한 이송 유체(24)일 수 있다.
이송 유체(24)로의 에어로졸(2)의 도입은 도 2a에 개략적으로 도시되어 있다. 이송 유체(24)는 컨테이너(11)를 통해 이송 방향(4)으로 흐른다. 에어로졸(2)은 컨테이너(11)의 필러 목부(116)를 통해 중앙에 도입된다. 그 결과, 전달 유체(24)는 에어로졸(2)을 둘러싼다.
도 2b의 구현예에서, 브랜치 드레인(122)만이 분리하기 위한 수단으로 제공된다. 여자기들(3)은 이들에 의해 발생되는 정상 음파(5)가 압력 노드(51)를 갖도록 위치되고, 이 음파는 브랜치 토출구(122) 아래에서 이송 방향(4)을 가로지른 공간 방향(72)으로 배치된다. 따라서, 라인(77)은 브랜치 토출구(122) 아래에 위치되고, 그 주위에 제1 물질부(21)가 축적된다.
도 3은 집성 장치(1)의 다른 구현예를 도시한다. 에어로졸(2)을 수용하고/하거나 이송하기 위한 수단으로, 컨테이너(11), 즉 탱크가 이에 제공된다. 탱크(11)는 집성 장치(1)의 전단부(101)에 컨테이너 유입구(111)를 구비하며, 집성 장치(1)의 후단부(102)에 컨테이너 토출구(112)를 구비한다. 컨테이너 유입구(111) 및 컨테이너 토출구(112)는 탱크(11)의 대략 동일한 높이(H)에 배치된다.
이격된 여자기들(3)이 탱크(11)의 연장 방향(71)으로 배치된다. 여자기들(3)은 탱크(11)의 위아래에서 연장 방향(71)을 가로지른 제2 공간 방향(72)으로 행으로 배치된다. 탱크(11) 위의 여자기들(3)은 에어로졸(2)의 액체 레벨(25)이 여자기(3) 아래에서 연장되도록 배치된다. 탱크(11) 위의 여자기(3, 31) 및 탱크(11) 아래의 여자기(3, 32)는 각각 서로 대응하여 형성되며 정상 음파(5)를 발생시킨다. 음파(5)는 탱크(11) 내에서 전파되며, 라인(77)을 따라 연장되는 압력 안티노드(52)를 갖는다. 라인(77)은 컨테이너 유입구(111) 및 컨테이너 토출구(112)의 높이(H) 아래에서 제2 공간 방향(72)으로 배치된다.
탱크(11) 내로 이송되는 에어로졸(22)의 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 음파(5)의 힘에 의해 압력 노드들(51)로 이동된다. 라인(77) 위에서 제2 공간 방향(72)으로 배치되는 여자기(3)의 압력 노드들(51)이 에어로졸(2)의 외부에 위치되기 때문에, 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 여기서 탱크(11)의 저부(17)에 축적되며 제1 물질부(21)를 형성한다.
분리하기 위한 수단(12)으로, 브랜치 토출구(122)가 지면에 가깝게 배치되고, 이를 통해 제1 물질부(21)가 탱크(11)로부터 이송 방향(4)으로 이송된다. 제2 물질부(22)는 높이(H)를 따라 배치되는 컨테이너 토출구(112)를 통해 흐른다. 집성 장치(1)의 이러한 구현예에서, 액체 압력이 에어로졸(2)을 이송하는 데에 사용된다. 또한, 추가적인 이송 수단(8), 예를 들어 액체 증배기가 제공될 수 있다.
도 4의 집성 장치에서, 탱크가 또한 에어로졸(2)을 수용하고/하거나 이송하기 위한 컨테이너(11)로 제공된다. 그러나, 음파(5)로 대전되는 에어로졸(2)은 여기서 또한 컨베이어 벨트(8)에 의해 이송된다. 컨베이어 벨트(8)는 하부 리턴 단부(85)가 탱크(11) 및 에어로졸(2) 내에 있도록 침지된다. 컨베이어 벨트 표면(81)이 수평면(미표시)에 대해 기울기(82)를 갖는다. 컨베이어 벨트(8)의 이송 라인(83) 상에서, 컨베이어 벨트 표면(81)은 이송 방향(4)으로 수송된다.
여자기들(3)은 컨베이어 벨트 표면(81)의 위아래에서 행으로 배치된다. 컨베이어 벨트 표면(81) 아래의 여자기(3, 31) 및 위의 여자기(3, 32)는 각각 서로 대응하는 방식으로 작용하며 정상 음파(5)를 발생시킨다.
여자기들(3)은 압력 노드(51)가 컨베이어 벨트 표면(81) 상에 또는 아래에 형성되도록 배치된다. 이 압력 노드(51)에서, 고체 물질 입자 및 섬유(211)가 이동한다. 따라서, 제1 물질부(21)가 컨베이어 벨트 표면(81) 상에 축적된다. 압력 노드들(51)이 컨베이어 벨트 표면(81) 아래에 배치될 때, 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 컨베이어 벨트(8) 상으로 가압된다. 이는 컨베이어 벨트(8)의 상부 리턴 단부(84)에서 수집 컨테이너(13) 내로 낙하된다. 그러므로, 컨베이어 벨트(8)는 여기서 또한 에어로졸(2)로부터 제1 물질부(21)를 분리하기 위한 수단(12)으로 사용된다.
액체는 측방향으로 또는 컨베이어 벨트(8)의 중간에서 흘러 나와 부분적으로 증발될 수 있다. 증발하는 에어로졸(2)을 위해, 리턴부(9)가 제공되는데, 그 위에서 에어로졸이 응축된다. 리턴부(9)는 수평선에 대해 비스듬히 배치되고, 그에 따라 증발된 액체는 탱크(11)로 다시 복귀된다. 그러나, 이는 또한 별개로 유도될 수 있다.
여자기들(3)을 갖는 이와 같은 컨베이어 벨트(8)는 또한 별개로 고체 물질 입자 및 섬유(211)를 응고 및 건조시키는 데에 사용될 수 있다. 에어로졸의 액체 레벨에 따라, 이는 에어로졸을 수용하고/하거나 이송하기 위한 수단을 형성할 수 있다. 또한, 에어로졸, 제1 및/또는 제2 물질부를 위한 컨테이너들이 제공될 수 있다. 따라서, 이는 예를 들어 종이의 건조 및 응고, 직물의 건조 및 펠팅, 하수 슬러지 및/또는 음식물 쓰레기의 건조 및 응고에 적합하다.
도 5a 및 도 5d는, 예로서 및 개략적으로, 컨테이너 벽(15) 상의 음파(5)를 발생시키기 위한 여자기들(3)의 부착을 도시한다. 도 5a 및 도 5b에서, 컨테이너 벽들은 리세스(119)를 보여준다.
도 5a에서, 컨테이너 벽(115)의 표면(113) 상의 여자기(3)는 부착된 유지판(118)에 의해 리세스(119)와 정렬된다. 유지판은 컨테이너 벽(15) 내에 리벳들 또는 나사들과 같은 체결 수단(91)으로 고정된다. 유지판(118)은 여자기(3)를 둘러싸는 여자기를 위한 리셉터클(미표시)을 구비한다. 이는 외부에서 리세스(119)를 밀봉하기 위해 탄성적으로 설계된다.
도 5b에서, 여자기(3)는 리세스(119) 내에 배치된다. 이를 위해, 컨테이너 벽(115)의 표면(113) 및 내표면(114) 상에 배치되는 복수의 유지판(118)이 제공된다. 이 경우에도, 유지판들(118)은 컨테이너(11)를 밀봉하기 위해 탄성적으로 형성된다. 유지판들(118)을 체결하기 위해, 너트들(92)을 갖는 나사들이 체결 수단(91)으로 이에 제공된다.
도 5c의 여자기(3)의 부착은 도 5a에 대응하지만, 리세스가 컨테이너 벽에 제공되지 않는다. 대신에, 여자기는 표면 상에 편평하게 배치된다. 이는 여자기가 에어로졸(2)과 접촉하지 않는다는 이점이 있다.
도 5d에서, 여자기(3)는 컨테이너 벽(115)의 내표면(113) 상에 편평하게 배치된다. 컨테이너 벽(115)에 여자기(3)를 유지하는 유지판들(118)이 또한 제공된다. 여기에서도, 리벳들(91)이 부착을 위해 제공된다.
그러나, 여자기들(3)은 또한 컨테이너 벽(15), 특히 그 표면(13)에 접착, 리벳, 또는 스테이플 방식으로 결합될 수 있다. 컨테이너 내부(110)에 여자기들(3)을 장착하는 것도 역시 가능하다.
도 6은 본 발명에 따른 집성 장치(1)의 다른 구현예를 도시한다. 이 집성 장치(1)는 에어로졸(2)을 수송하기 위한 컨테이너(11)로 내부 튜브를 구비한다. 또한, 이는 수집 컨테이너(13)로 외부 튜브를 구비한다. 내부 튜브(11)는 액체를 토출하기 위해 제공되는 브랜치 토출구(122)로 복수의 토출 개구를 구비한다. 하기에서는, 컨테이너(11)와 내부 튜브, 수집 컨테이너(13)와 외부 튜브, 및 토출 개구와 브랜치 토출구(122)라는 용어들이 동의어로 사용될 것이다.
에어로졸(2)은 전단부(101)에서 내부 튜브(11)에 도입된다.
여자기들(3)이 내부 튜브(11) 상에 배치된다. 이들은 음향파(5)로 에어로졸(2)에 작용한다. 그 결과, 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 음파(5)의 힘에 의해 압력 노드들(51) 또는 압력 안티노드들(52)로 이동된다. 이 경우, 이를 둘러싸는 액체는 제2 물질부(22)로 치환된다.
음향파(5)는 고체 물질 입자 및 섬유(211)가 내부 튜브 중심(7)으로 이동하도록 이에 제공된다. 이를 위해, 상이한 고조파가 이에 음향파(5)로 사용된다. 그러나, 고조파의 압력 노드들(51) 및 안티노드들(52)의 개수는 이송 방향(4)으로 감소한다. 그 결과, 고체 물질 입자 및 섬유(211)에는 내부 튜브 중심(7)에서 고조파가 집중된다.
따라서, 집성된 고체 물질 입자 및 섬유(211)를 포함하는 제1 물질부(21)는 내부 튜브(11)에 의해 더 이송된다. 그러나, 주로 액체를 포함하는 제2 물질부(22)는 토출 개구들(122)을 통해 토출 튜브(13)로 토출될 수 있다.
내부 튜브(11)는 이송 방향(4)으로 테이퍼진다. 그러나, 외부 튜브(13)의 외경(미표시)은 일정하다. 그 결과, 에어로졸(2)이 수송되는 총 단면이 유지된다. 그러나, 일정한 직경(d1)을 갖는 내부 튜브(11)의 사용도 역시 바람직하다.
제1 물질부(21) 및/또는 제2 물질부(22)의 수송을 개선하고/하거나 상분리 라인을 형성하기 위해, 전달 유체(24)가 또한 내부 튜브(11) 및/또는 외부 튜브(13) 내에 사용될 수 있다.
1
집성 장치
10 도장 라인
101 전단부
102 후단부
11 액체 물질 또는 에어로졸의 수용의 표시, 튜브, 탱크
110 컨테이너 내부
111 탱크 유입구
112 컨테이너 토출구
113 표면
114 팜(palm)
115 벽
116 필러 파이프
117 지면
118 유지판
119 리세스
12 분리하기 위한 수단
121 브랜치 유입구
122 브랜치 토출구
13 리셉터클
14 액체 및/또는 고체를 위한 수집 컨테이너
15 스폿 및 반사기(UV, IR, 마이크로파)
16 공작물
17 로봇, 분사 암, 도장 응용
181 바닥 그릴
182 천정 확산기
19 컨베이어 벨트, 조립 라인
2 액체 물질, 에어로졸
21 집성된 액체 및/또는 고체를 포함하는 제1 물질부
211 액체 및/또는 고체
22 제2 물질부
23 윤활막
24 이송 유체, 시트 층
3 음파를 발생시키기 위한 여자기
31, 32 정상파를 발생시키는 제1 및 제2 여자기
4 액체 물질(2) 또는 에어로졸(2)의 이송 방향
5 음향파, 정상파
51 압력 노드
52 압력 안티노드
53 모서리
54 전파 방향
7 축, 탱크 중심
71, 72, 73 제1, 제2, 및 제3 공간 방향
74 원주 방향
77 라인
8 컨베이어, 다이슨, 컨베이어 벨트
81 컨베이어 벨트 표면
82 기울기
83 이송측
84 상부 순환
85 하부 순환
9 리턴 팬
91 체결구, 나사, 리벳
92 너트
a 거리
d1 전달 챔버의 직경
H 높이
10 도장 라인
101 전단부
102 후단부
11 액체 물질 또는 에어로졸의 수용의 표시, 튜브, 탱크
110 컨테이너 내부
111 탱크 유입구
112 컨테이너 토출구
113 표면
114 팜(palm)
115 벽
116 필러 파이프
117 지면
118 유지판
119 리세스
12 분리하기 위한 수단
121 브랜치 유입구
122 브랜치 토출구
13 리셉터클
14 액체 및/또는 고체를 위한 수집 컨테이너
15 스폿 및 반사기(UV, IR, 마이크로파)
16 공작물
17 로봇, 분사 암, 도장 응용
181 바닥 그릴
182 천정 확산기
19 컨베이어 벨트, 조립 라인
2 액체 물질, 에어로졸
21 집성된 액체 및/또는 고체를 포함하는 제1 물질부
211 액체 및/또는 고체
22 제2 물질부
23 윤활막
24 이송 유체, 시트 층
3 음파를 발생시키기 위한 여자기
31, 32 정상파를 발생시키는 제1 및 제2 여자기
4 액체 물질(2) 또는 에어로졸(2)의 이송 방향
5 음향파, 정상파
51 압력 노드
52 압력 안티노드
53 모서리
54 전파 방향
7 축, 탱크 중심
71, 72, 73 제1, 제2, 및 제3 공간 방향
74 원주 방향
77 라인
8 컨베이어, 다이슨, 컨베이어 벨트
81 컨베이어 벨트 표면
82 기울기
83 이송측
84 상부 순환
85 하부 순환
9 리턴 팬
91 체결구, 나사, 리벳
92 너트
a 거리
d1 전달 챔버의 직경
H 높이
Claims (15)
- 적어도 하나의 집성 장치(1)에서 에어로졸의 성분 및/또는 고체 물질 입자 및/또는 고체 물질 섬유의 응축, 집성, 응집, 압축, 격리, 분리, 및/또는 농도 변경에 의해, 액체 물질로부터 상기 고체 물질 입자 및 섬유뿐만 아니라, 가스로부터 상기 에어로졸 및 고체 물질 입자 및 섬유를 분리하고/하거나 정화하기 위한 방법에 있어서,
A) 컨베이어 벨트, 상기 액체 물질의 액체 압력, 액체 칼럼, 및 액체 파동, 이송 방향으로 변조되는 음파, 원심력, 구심력, 코리올리력, 중력, 분사기, 벤츄리, 확산기, 액체 증배기, 가스 증배기, 다이슨, 덕트 터빈, 델타 윙 농축기, 환형 벤츄리, 마그누스 효과 터빈, 베르비안 또는 베를린 풍력 터빈, 수동 및 능동 대류, 분출 및 확산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 유형의 에어로졸(2) 및/또는 적어도 하나의 유형의 액체 물질(2)이 적어도 하나의 집성 장치(1)에서 적어도 하나의 이송 방향(4)으로 적어도 하나의 이송 수단(8)에 의해 이송되며,
B) 그 동안, 상기 적어도 하나의 유형의 에어로졸(2) 및/또는 상기 적어도 하나의 유형의 액체 물질(2)에는 적어도 하나의 음향파(5)가 작용하고, 그에 따라 상기 에어로졸 및 고체 물질 입자 및 섬유는 상기 가스로부터 이동하고/하거나 상기 고체 물질 입자 및 섬유는 상기 액체 물질로부터 이동하며, 상기 에어로졸 및/또는 고체 물질 입자 및 섬유(211)는 적어도 하나의 압력 노드(51) 또는 하나의 압력 안티노드(52)를 향해 상기 적어도 하나의 음파(5)의 힘에 의해 이동하고,
C) 이후, 적어도 하나의 제1 응축된 액체-포함 및/또는 집성된 고체(211)-포함 물질부(21)가 상기 적어도 하나의 에어로졸(2) 및/또는 상기 적어도 하나의 액체 물질(2)로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 이송 수단(8)은 컨베이어 벨트, 분사기, 벤츄리, 확산기, 액체 증배기, 가스 증배기, 다이슨, 덕트 터빈, 델타 윙 농축기, 환형 벤츄리, 및 마그누스 효과 터빈으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 음파(5)는 상이한 파의 위상을 통해 디지털 방식으로 동적으로 제어되고, 그에 따라 상기 적어도 하나의 집성 장치(1) 내의 상기 압력 노드들(51) 및 상기 안티노드들(52)은 기선택된 위치로 제어된 방식으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법. - 제3항에 있어서,
상기 개별 압력 노드들(51) 및 상기 안티노드들(52)의 제어는 부울 논리 게이트들의 조합을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법. - 에어로졸의 성분 및/또는 고체 물질 입자 및/또는 고체 물질 섬유의 응축, 집성, 응집, 압축, 격리, 분리, 및/또는 농도 변경에 의해, 액체 물질로부터 상기 고체 물질 입자 및 섬유뿐만 아니라, 가스로부터 상기 에어로졸 및 고체 물질 입자 및 섬유를 분리하고/하거나 정화하기 위한 집성 장치(1)에 있어서,
I) 상기 집성 장치(1)에서 적어도 하나의 이송 방향(4)으로 적어도 하나의 유형의 에어로졸(2) 및/또는 적어도 하나의 유형의 액체 물질(2)을 수용하고/하거나 이송하기 위해, 컨베이어 벨트, 상기 액체 물질의 액체 압력, 액체 칼럼, 및 액체 파동, 상기 이송 방향으로 변조되는 음파, 원심력, 구심력, 코리올리력, 중력, 분사기, 벤츄리, 확산기, 액체 증배기, 가스 증배기, 다이슨, 덕트 터빈, 델타 윙 농축기, 환형 벤츄리, 마그누스 효과 터빈, 베르비안 또는 베를린 풍력 터빈, 수동 및 능동 대류, 분출 및 확산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 이송 수단(8),
II) 상기 적어도 하나의 유형의 에어로졸(2) 및/또는 상기 적어도 하나의 유형의 액체 물질(2)에 인가하기 위한 적어도 하나의 음향파(5)를 발생시키기 위한 적어도 하나의 여자기(3), 및
III) 상기 적어도 하나의 유형의 에어로졸(2) 및/또는 상기 적어도 하나의 유형의 액체 물질(2)로부터 적어도 제1 응축된 액체 및/또는 집성된 고체(211)-포함 물질부(21)를 분리하기 위한 적어도 하나의 수단(12)을 포함하는 것인 집성 장치(1). - 제5항에 있어서,
상기 적어도 하나의 이송 수단(8)은 컨베이어 벨트, 분사기, 벤츄리, 확산기, 액체 증배기, 가스 증배기, 덕트 터빈, 델타 윙 농축기, 환형 벤츄리, 및 마그누스 효과 터빈으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 집성 장치(1). - 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 적어도 하나의 이송 수단(8)은 적어도 하나의 컨테이너(11)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 집성 장치(1). - 제7항에 있어서,
상기 적어도 하나의 컨테이너(11), 적어도 하나의 튜브, 적어도 하나의 탱크, 및/또는 적어도 하나의 컨테이너는 적어도 2개의 상호 평행한 평판을 포함하되, 이들 각각에는 적어도 2개의 여자기(3) 및/또는 적어도 하나의 여자기(3) 및 하나의 반사기가 서로 대향하여 배치되는 것을 특징으로 하는 집성 장치(1). - 제8항에 있어서,
상기 적어도 2쌍의 상호 연관된 여자기(3)에 의해 방출되는 상기 음파(5)는 부울 로직 게이트들의 조합에 의해 상이한 파의 위상을 통해 디지털 방식으로 동적으로 제어될 수 있고, 그에 따라 상기 적어도 하나의 집성 장치(1) 내의 상기 압력 노드들(51) 및 상기 압력 안티노드들(52)은 기선택된 위치로 제어된 방식으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 집성 장치(1). - 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 시트형 판들은 PCB 기판들인 것을 특징으로 하는 집성 장치(1). - 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 집성 장치는 적어도 하나의 폐쇄된 가스 사이클에 집적되고/되거나, 공간 천이시 배치되고/되거나, 열회수와 결합되고/결합되거나 공기 필터의 상류 및/또는 하류에 결합되는 것을 특징으로 하는 집성 장치(1). - 제11항에 있어서,
상기 공기 필터는 HEPA 필터인 것을 특징으로 하는 집성 장치(1). - 제5항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 집성 장치는 응축된 액체 및/또는 집성된 고체(211)를 포함하는 상기 적어도 하나의 제1 물질부(21)에 방열하기 위한 적어도 하나의 방열기를 포함하는 것을 특징으로 하는 집성 장치(1). - 세포 배양액뿐만 아니라 가정, 공조, 의료 환기, 폐쇄된 차량, 특히 자동차, 트럭, 버스, 기차, 선박, 및 항공기 내의 공기를 정화하기 위한, 미생물, 특히 박테리아의 파괴를 위해, 액체 폐기물, 소화액, 동물 배설물, 거름, 도축장 폐기물, 슬러리, 배설물, 음식물 쓰레기, 바이오 폐기물, 액체 내의 유기 및/또는 무기 미립자 및 섬유 물질, 바이오가스 플랜트 폐기물, 표면 코팅제, 도료 잔류물, 하수 슬러지 및/또는 폐수, 및/또는 도료, 바니시, 실런트, 및/또는 섬유 물질을 포함하는 에어로졸을 처리하기 위한, 제5항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 집성 장치(1) 및/또는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법의 용도.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 제5항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 집성 장치(1)를 갖는 도장 장치(10).
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