KR20210026492A - 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치 - Google Patents

초미세먼지 및 미세먼지 저감장치 Download PDF

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06—Spray cleaning
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Abstract

초미세먼지 및 미세먼지 저감장치가 개시된다. 상기 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치는 통로연결개구 및 상기 통로연결개구의 사방에서 서로 직각으로 배치되는 4개의 내측벽들을 포함하고, 상기 통로연결개구가 미세먼지를 포함한 연기 또는 공기가 이동하는 통로 상에 설치되는 본체부; 상기 4개의 내측벽들 중 서로 수직하게 배치되는 적어도 2개의 내측벽 상에 설치되어, 마주하는 측벽을 향해 유체를 분사하는 다수의 분사노즐; 및 상기 다수의 분사노즐에서 일정 압력으로 유체가 분사되도록 상기 다수의 분사노즐에 유체를 공급하는 유체공급장치를 포함하고, 상기 통로연결개구를 정면으로 하여 볼 때 상기 다수의 분사노즐을 통해 분사되는 유체의 분사줄기(spray flow)는 서로 직교하는 방향을 향해 분사되면서 메쉬 형상을 이루어서 상기 통로연결개구 내에 메쉬형 먼지흡착층이 형성되고, 상기 연기 또는 공기에 포함된 미세먼지는 상기 메쉬형 먼지흡착층에서 유체에 흡착되는 것을 특징으로 한다.

Description

초미세먼지 및 미세먼지 저감장치{APPARATUS FOR REDUCING FINE DUST}
본 발명은 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 효과적으로 미세먼지를 저감시킬 수 있는 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치에 관한 것이다.
최근, 미세먼지가 급증하고 있다. 대기중 미세먼지의 주요발생원인 중 하나로 화력발전소가 지목되고 있으며, 화력발전소들이 밀집된 지역에서는 미세먼지 농도가 타 지역보다 높게 나타나는 것으로 확인되고 있다.
화력발전소에서는 석탄을 태워 발전하게 되는데, 이때 발생하는 분진가루 등의 미세먼지가 굴뚝을 통해 대기 중으로 대량 배출되면서 대기를 오염시켜 사람의 호흡기 계통의 각종 질환 등을 유발한다.
굴뚝에서 배출되는 미세먼지를 제거하기 위해 굴뚝 내부에서 물을 분사하는 기술이 알려져 있다. 그러나, 굴뚝 안으로 분사되는 물이 팽창되어 폭발되는 것과 같은 현상이 발생되므로, 미세먼지를 대부분 제거할 수 있을 만큼 충분한 양의 물을 굴뚝 내부로 분사시킬 수 없으므로 미세먼지 저감 효과가 현저히 떨어지는 문제가 있었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 미세먼지를 흡착하는 과정이 지속되도록 하고, 굴뚝 및 지하철역사에서 사용될 수 있도록 한 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치는 통로연결개구 및 상기 통로연결개구의 사방에서 서로 직각으로 배치되는 4개의 내측벽들을 포함하고, 상기 통로연결개구가 미세먼지를 포함한 연기 또는 공기가 이동하는 통로 상에 설치되는 본체부; 상기 4개의 내측벽들 중 서로 수직하게 배치되는 적어도 2개의 내측벽 상에 설치되어, 마주하는 측벽을 향해 유체를 분사하는 다수의 분사노즐; 및 상기 다수의 분사노즐에서 일정 압력으로 유체가 분사되도록 상기 다수의 분사노즐에 유체를 공급하는 유체공급장치를 포함하고, 상기 통로연결개구를 정면으로 하여 볼 때 상기 다수의 분사노즐을 통해 분사되는 유체의 분사줄기(spray flow)는 서로 직교하는 방향을 향해 분사되면서 메쉬 형상을 이루어서 상기 통로연결개구 내에 메쉬형 먼지흡착층이 형성되고, 상기 연기 또는 공기에 포함된 미세먼지는 상기 메쉬형 먼지흡착층에서 유체에 흡착되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 본체부는, 상기 통로연결개구 사방의 4개의 내측벽들; 상기 4개의 내측벽들과 평행하고, 상기 4개의 내측벽들과 일정 거리 이격되어 배치되는 4개의 외측벽들; 상기 4개의 내측벽들 및 상기 4개의 외측벽들 상단부에 연결되는 상판; 상기 4개의 내측벽들 및 상기 4개의 외측벽들 하단부에 연결되는 하판; 및 상기 4개의 내측벽들의 하부에 배치되어 상기 다수의 분사노즐을 통해 분사된 유체를 수거하는 배수조를 포함하고, 상기 유체공급장치는, 상기 본체부의 내부에서 상기 복수의 분사노즐의 배열 방향을 따라 연장되어 상기 복수의 분사노즐과 연결되는 제1 유체공급관; 상기 연기 또는 공기가 이동하는 통로의 외측 또는 지상에 설치되고, 배관을통해 상기 배수조와 연결되고, 상기 배수조에 수거되어 상기 배수조로부터 배수되는 미세먼지가 흡착된 유체를 집수하는 집수조; 상기 집수조로부터 상기 제1 유체공급관의 일측에 연결되는 제2 유체공급관; 및 상기 집수조의 일측 또는 상기 제2 유체공급관 상에 설치되어 상기 집수조 내의 유체를 상기 제1 유체공급관 방향으로 펌핑하여 공급하는 유체공급펌프를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 다수의 분사노즐은, 상기 4개의 내측벽들 중 제1 내측벽에서 상기 제1 내측벽의 길이방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 배열되는 제1 분사노즐들; 상기 제1 내측벽에 수직하는 제2 내측벽에서 상기 제2 내측벽의 길이방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 배열되며, 상기 제1 분사노즐들의 높이보다 낮은 높이에 배치되는 제2 분사노즐들; 상기 제1 내측벽에서 상기 제1 내측벽의 길이방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 배열되며, 상기 제2 분사노즐들의 높이보다 낮은 높이에 배치되는 제3 분사노즐들; 및 상기 제2 내측벽에서 상기 제2 내측벽의 길이방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 배열되며, 상기 제3 분사노즐들의 높이보다 낮은 높이에 배치되는 제4 분사노즐들을 포함하고, 상기 제3 분사노즐들 및 상기 제4 분사노즐들로부터 분사되는 유체의 분사줄기는 제1 메쉬형 먼지흡착층을 형성하고, 상기 제1 분사노즐들 및 상기 제2 분사노즐들로부터 분사되는 유체의 분사줄기는 제1 메쉬형 먼지흡착층 아래에서 제2 메쉬형 먼지흡착층을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제3 분사노즐들 각각은 상기 제1 분사노즐들 각각의 이격된 거리 내에 위치하도록 서로 이격된 거리를 갖고, 상기 제4 분사노즐들 각각은 상기 제2 분사노즐들 각각의 이격된 거리 내에 위치하도록 서로 이격된 거리를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 내측벽에 마주하는 제3 내측벽 및 상기 제2 내측벽에 마주하는 제4내측벽은 티타늄 또는 백금 재질로 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 내측벽에 마주하는 제3 내측벽 및 상기 제2 내측벽에 마주하는 제4 내측벽은 표면에 매트릭스 형태로 배열되는 요철이 형성되고, 상기 제3 내측벽 및 상기 제4 내측벽은 티타늄 또는 백금 재질로 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 배수조로부터 상기 집수조에 연결되는 배관의 토출부에는 상기 배관을 통해 상기 집수조로 토출되는 유체를 미세버블수로 상기 집수조에 공급하는 미세버블장치가 설치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 배수조로부터 상기 집수조에 연결되는 배관의 경로상에 구비되어 상기 집수조에 집수되는 유체를 냉각시키는 유체냉각기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치는 상기 제1 메쉬형 먼지흡착층의 아래에 위치하도록 상기 다수의 분사노즐들 아래에 위치하되 상기 통로연결개구의 가운데에 배치되고, 회전하여 유체를 분사하도록 구성되는 스프링클러; 및 상기 제1 유체공급관 및 상기 스프링클러에 연결되어 상기 제1 유체공급관으로 공급되는 유체가 유입되고 유입되는 유체를 상기 스프링클러에 공급하는 제3 유체공급관을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치에 의하면, 미세먼지를 흡착하는 메쉬형 먼지흡착층이 지속적으로 형성될 수 있으므로 미세먼지가 유체에 흡착되는 과정이 지속될 수 있고, 이에 따라 미세먼지가 효과적으로 저감될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼저 저감장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 본체부를 평면에서 본 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치의 본체부가 굴뚝의 상부에 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 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 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼저 저감장치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 1에 도시된 본체부를 평면에서 본 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치의 본체부가 굴뚝의 상부에 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치는 본체부(110), 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124), 유체공급장치(130)를 포함할 수 있다.
본체부(110)는 사각 형상을 갖는 통로연결개구(110a), 4개의 내측벽들(111, 112, 113, 114), 4개의 외측벽들(115), 상판(116) 및 하판(117)을 포함할 수 있다.
4개의 내측벽들(111, 112, 113, 114)은 통로연결개구(110a)의 사방에 배치된다. 즉, 4개의 내측벽들(111, 112, 113, 114)은 통로연결개구(110a)의 사각 형상에 대응되도록 서로 직각으로 배치된다.
4개의 외측벽들(115)은 4개의 내측벽들(111, 112, 113, 114)과 평행하고, 4개의 내측벽들(111, 112, 113, 114)과 일정 거리 이격되어 배치된다.
상판(116)은 4개의 내측벽들(111, 112, 113, 114) 및 4개의 외측벽들(115) 상단부에 연결된다.
하판(117)은 4개의 내측벽들(111, 112, 113, 114) 및 4개의 외측벽들(115) 하단부에 연결된다.
배수조(118)는 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)을 통해 분사된 유체를 수거한다. 이를 위해, 배수조(118)는 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)을 통해 분사되는 유체가 충돌하는 내측벽들의 하부에 배치될 수 있다. 일 예로, 배수조(118)는 상면이 개방되는 직육면체 형상으로 구비될 수 있다.
이러한 본체부(110)는 통로연결개구(110a)가 미세먼지를 포함한 연기 또는 공기가 이동하는 통로에서 상기 연기 또는 공기 이동방향에 마주하도록 통로 상에 설치된다.
다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)은 본체부(110)의 4개의 내측벽들(111, 112, 113, 114) 중 적어도 서로 수직하게 배치되는 2개의 내측벽 상에 설치되어, 마주하는 측벽을 향해 유체를 분사할 수 있다. 일 예로, 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)은 4개의 내측벽들(111, 112, 113, 114) 중 제1 내측벽(111) 및 제1 내측벽(111)에 직각으로 배치되는 제2 내측벽(112) 상에 설치될 수 있다. 이러한 경우, 제1 내측벽(111)에 설치되는 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)은 제1 내측벽(111)에 대향하는 제3 내측벽(113)을 향해 유체를 분사할 수 있고, 제2 내측벽(112)에 설치되는 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)은 제4 내측벽(114)을 향해 유체를 분사할 수 있다. 이때, 제1 내측벽(111)으로부터 분사되는 유체의 분사줄기(spray flow)와 제2 내측벽(112)으로부터 분사되는 유체의 분사줄기는 서로 직교하는 방향을 향해 분사되면서 메쉬 형상을 이루어서 본체부(110)의 통로연결개구(110a) 내에 메쉬형 먼지흡착층(141, 142)이 형성될 수 있다.
상기 메쉬형 먼지흡착층(141, 142)은 복수일 수 있다. 일 예로, 제1 메쉬형 먼지흡착층(141) 및 제2 메쉬형 먼지흡착층(142)을 포함할 수 있다. 이를 위해, 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)은 제1 분사노즐들(121), 제2 분사노즐들(122), 제3 분사노즐들(123) 및 제4 분사노즐들(124)을 포함할 수 있고, 각각의 분사노즐들(121, 122, 123, 124)은 제1 내측벽(111) 및 제2 내측벽(112)에서 이하의 설명과 같이 높이를 달리하여 구비될 수 있다.
제1 분사노즐들(121)은 제1 내측벽(111)에서 제1 내측벽(111)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 배열될 수 있다.
제2 분사노즐들(122)은 제2 내측벽(112)에서 제2 내측벽(112)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 배열되며, 제1 분사노즐들(121)의 높이보다 낮은 높이에 배치될 수 있다.
제3 분사노즐들(123)은 제1 내측벽(111)에서 제1 내측벽(111)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 배열되며, 제2 분사노즐들(122)의 높이보다 낮은 높이에 배치될 수 있다.
제4 분사노즐들(124)은 제2 내측벽(112)에서 제2 내측벽(112)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 배열되며, 제3 분사노즐들(123)의 높이보다 낮은 높이에 배치될 수 있다.
따라서, 제1 분사노즐들(121)로부터 분사되는 유체의 분사줄기는 제1 높이에 형성되고, 제2 분사노즐들(122)로부터 분사되는 유체의 분사줄기는 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이에 형성되고, 제3 분사노즐들(123)로부터 분사되는 유체의 분사줄기는 상기 제2 높이보다 낮은 제3 높이에 형성되고, 제4 분사노즐들(124)로부터 분사되는 유체의 분사줄기는 상기 제3 높이보다 낮은 제4 높이에 형성될 수 있다. 이때, 제4 높이의 분사줄기 및 제3 높이의 분사줄기는 제1 메쉬형 먼지흡착층(141)을 형성할 수 있고, 제2 높이의 분사줄기 및 제1 높이의 분사줄기는 제2 메쉬형 먼지흡착층(142)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 연기 또는 공기가 이동하는 통로, 예를 들면, 굴뚝의 상부로 이동하는 연기 또는 공기는 제1 메쉬형 먼지흡착층(141)을 통과 후 이어서 제2 메쉬형 먼지흡착층(142)을 통과할 수 있다.
한편, 제3 분사노즐들(123) 각각은 제1 분사노즐들(121) 각각의 이격된 거리 내에 위치하도록 서로 이격된 거리를 갖고, 제4 분사노즐들(124) 각각은 제2 분사노즐들(122) 각각의 이격된 거리 내에 위치하도록 서로 이격된 거리를 가질 수 있다. 이러한 경우, 본체부(110)의 통로연결개구(110a)를 통해 볼 때 제1 메쉬형 먼지흡착층(141) 및 제2 메쉬형 흡착층(142)을 형성하는 다수의 분사줄기의 조합이 더욱 촘촘해질 수 있다.
유체공급장치(130)는 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)에서 일정 압력으로 유체가 분사되도록 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)에 유체를 공급한다. 유체공급장치(130)는 제1 유체공급관(1311, 1312, 1313, 1314), 집수조(132), 제2 유체공급관(133) 및 유체공급펌프(132)를 포함할 수 있다.
제1 유체공급관(1311, 1312, 1313, 1314)은 본체부(110)의 내부에서 복수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)의 배열 방향을 따라 연장되어 복수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)과 연결될 수 있다. 일 예로, 제1 유체공급관(1311, 1312, 1313, 1314)은 복수일 수 있고, 각각의 제1 유체공급관(1311, 1312, 1313, 1314)은 제1 분사노즐들(121)의 배열방향을 따라 연장되는 제1의 제1 유체공급관(1311), 제2 분사노즐들(122)의 배열방향을 따라 연장되는 제2의 제1 유체공급관(1312), 제3 분사노즐들(123)의 배열방향을 따라 연장되는 제3의 제1 유체공급관(1313) 및 제4 분사노즐들(124)의 배열방향을 따라 연장되는 제4의 제1 유체공급관(1314)을 포함할 수 있고, 각각의 제1 유체공급관(1311, 1312, 1313, 1314)은 서로 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다.
집수조(132)는 배수조(118)에 수거되어 배수조(118)로부터 배수되는 미세먼지가 흡착된 유체를 집수한다. 이를 위해, 집수조(132)는 연기 또는 공기가 이동하는 통로의 외측 또는 지상에 설치되고, 배관(135)을 통해 배수조(118)와 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다. 일 예로, 집수조(132)는 지상에 설치될 수 있다. 또한 집수조()에는 부동액이 첨가되어 집수조()에 집수되는 유체를 냉각수로 형성할 수 있다.
제2 유체공급관(133)은 집수조(132)로부터 제1 유체공급관(1311, 1312, 1313, 1314)의 일측에 연결될 수 있다. 일 예로, 제2 유체공급관(133)은 다수의 제1 유체공급관(1311, 1312, 1313, 1314) 중 어느 하나에 연결되어 유체를 공급하며, 다수의 제1 유체공급관(1311, 1312, 1313, 1314)은 서로 유체 소통 가능하게 연결되어 있으므로 어느 하나의 제1 유체공급관(1311, 1312, 1313, 1314)에 유체가 공급되면 서로 소통된 다른 제1 유체공급관들에 유체가 분기되어 공급될 수 있다. 예를 들어, 제2 유체공급관(133)은 가장 높게 위치하는 상기 제1의 제1 유체공급관(1311)에 연결될 수 있다.
유체공급펌프(134)는 집수조(132)의 일측 또는 제2 유체공급관(133) 상에 설치되어 집수조(132) 내의 집수된 유체를 제1 유체공급관(1311, 1312, 1313, 1314) 방향으로 펌핑하여 공급할 수 있다. 일 예로, 유체공급펌프(134)는 집수조(132)에 인접하도록 제2 유체공급관(133) 상에 설치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치의 본체부(110)의 제1 내측벽(111)에 마주하는 제3 내측벽(113) 및 제2 내측벽(112)에 마주하는 제4 내측벽(114)은 티타늄 또는 백금 재질로 구비될 수 있고, 제3 내측벽(113) 및 제4 내측벽(114)의 표면에 매트릭스 형태로 배열되는 요철(119)이 형성될 수 있다. 일 예로, 요철(119)은 반 구 형상일 수 있다. 상기 요철(119)에는 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)들로부터 분사되는 유체가 충돌하여 유체가 분산될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치는 미세버블장치(150) 및 유체냉각기(160)를 더 포함할 수 있다.
미세버블장치(150)는 배수조(118)로부터 집수조(132)에 연결되는 배관(135)의 토출부에 구비되어서 배관(135)을 통해 집수조(132)로 토출되는 유체를 미세버블로 집수조(132)에 공급할 수 있다. 미세버블장치(150)의 구조에는 특별한 제한은 없으며, 유체를 미세버블로 공급할 수 있는 구조이면 모두 가능하다. 미세버블장치(150)에 의해 배수조(118)로부터 집수되는 유체가 미세버블 형태로 집수조(132) 내에 공급되므로 집수조(132) 내에는 미세버블에 의해 음이온을 포함할 수 있다.
유체냉각기(160)는 배수조(118)로부터 집수조(132)에 연결되는 배관(135)의 경로상에 구비되어 집수조(132)에 집수되는 유체를 냉각시킬 수 있다. 일 예로, 유체냉각기(160)는 입구부 및 출구부를 갖는 열교환기일 수 있고, 열교환기의 입구부는 배수조(118)로부터 연장되는 배관(135)의 일부 영역과 연결되고 출구부는 집수조(132) 방향으로 연장되는 배관(135)의 다른 영역과 연결될 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치는 미세먼지를 포함한 연기를 배출하는 통로, 예를 들어, 직립된 굴뚝 상에 설치될 수 있다.
상기 굴뚝 상에 설치되기 위해, 본체부(110)는 상기 굴뚝(10)의 통로와 통로연결개구(110a)가 마주하도록 배치되어 굴뚝(10)의 상단에 설치될 수 있다.
이러한 상태에서 유체공급장치(130)를 통해 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)에 유체가 공급될 수 있다. 유체공급장치(130)가 최초 구동되는 경우 집수조(132)에는 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)로 공급하기 위한 유체가 미리 저장되어 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)로 유체를 공급할 수 있다.
유체공급장치(130)에 의해 공급되는 유체는 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)에서 분사된다. 분사되는 유체는 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)이 위치하는 내측벽의 마주하는 다른 내측벽을 통해 본체부(110)의 내부로 유입된다. 이때, 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)로부터 분사되는 유체는 통로연결개구(110a) 내에 메쉬형 먼지흡착층(140)을 형성한다. 이때, 제3 분사노즐들(123) 및 제4 분사노즐들(124)에 의해 제1 메쉬형 먼지흡착층(141)이 형성되고, 제1 분사노즐들(121) 및 제2 분사노즐들(122)에 의해 제2 메쉬형 먼지흡착층(142)을 형성할 수 있다.
또한, 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)에서 분사되는 유체는 각각 제3 내측벽(113) 및 제4 내측벽(114)에 충돌한다. 이때, 유체는 제3 내측벽(113) 및 제4 내측벽(114)에 돌출된 요철(119)에 충돌하여 미스트 형태로 분산되며, 제3 내측벽(113) 및 제4 내측벽(114)은 티타늄 또는 백금 재질로 이루어지므로 티타늄 또는 백금이 음이온을 방출하는 효과에 의해 미스트 형태로 분산되는 유체에는 음이온이 포함될 수 있다.
이러한 상태에서 굴뚝(10)의 통로를 통해 미세먼지를 포함한 연기가 배출되면, 먼지는 순차적으로 굴뚝(10)의 상단에 위치한 본체부(110)의 통로연결개구(110a) 내에 형성된 제1 메쉬형 먼지흡착층(141)을 통과한 후, 이어서 제1 메쉬형 먼지흡착층(141)의 위에서 형성되는 제2 메쉬형 먼지흡착층(142)을 통과하게 된다. 이때 연기에 포함된 미세먼지는 제1 메쉬형 먼지흡착층(141) 및 제2 메쉬형 먼지흡착층(142)에서 유체에 흡착되며, 미스트 형태로 분산되는 유체에 포함되는 음이온에 의해 미세먼지의 흡착은 배가될 수 있다. 즉, 미세먼지는 양이온을 포함하고 있으므로 미세먼지에 포함된 양이온과 미스트 형태로 분산되는 유체에 포함되는 음이온이 서로 반응하여 미세먼지의 흡착은 배가될 수 있다.
또한, 제1 메쉬형 먼지흡착층(141) 및 제2 메쉬형 먼지흡착층(142)을 형성하는 유체는 굴뚝(10)에서 배출되는 연기의 온도보다 낮으므로 고온의 연기가 저온의 유체와 부딪히면 수증기를 형성하면서 인공비가 내리는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.
이러한 과정들을 통해서 연기에 포함된 미세먼지는 유체에 흡착되어 감소되고, 미세먼지가 감소된 연기가 공중으로 배출될 수 있다.
한편, 이러한 미세먼지 흡착 과정에서 미세먼지를 흡착한 유체는 재순환될 수 있다.
즉, 다수의 분사노즐(121, 122, 123, 124)로부터 분사되어 제3 내측벽(113) 및 제4 내측벽(114)에 충돌하는 유체는 제3 내측벽(113) 및 제4 내측벽(114)을 따라 제3 내측벽(113) 및 제4 내측벽(114) 하부의 배수조(118)로 낙하하고, 배수조(118)에 모이는 미세먼지를 흡착한 먼지는 배수조(118) 및 집수조(132) 사이에 연결된 배관(135)을 통해 집수조(132)에 집수된다. 이때, 집수조(132)로 공급되는 유체는 배관(135)의 토출부에 구비되는 미세버블장치(150)에 의해 미세버블수로 공급되어 집수조(132) 내에 집수되는 유체에는 음이온이 생성될 수 있다.
이어서, 집수조(132)에 집수된 유체는 유체공급펌프(134)에 의해 펌핑되어 제2 유체공급관(133)을 따라 제1 유체공급관(1311, 1312, 1313, 1314) 방향으로 이동하여 다수의 제1 유체공급관(1311, 1312, 1313, 1314) 내에 공급되고, 다수의 제1 유체공급관(1311, 1312, 1313, 1314)으로 공급되는 유체는 각각의 제1 유체공급관(1311, 1312, 1313, 1314)에 연결된 제1 내지 제4 분사노즐들(121, 122, 123, 124)을 통해 배출된다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치는 미세먼지를 흡착하는 메쉬형 먼지흡착층(140)이 지속적으로 형성될 수 있으므로 미세먼지가 유체에 흡착되는 과정이 지속될 수 있고, 이에 따라 미세먼지가 효과적으로 저감될 수 있는 이점이 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치가 굴뚝(10)에 설치되는 것을 예시하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 지상에 설치될 수도 있다. 예를 들어, 지하철의 환풍기 상에 설치될 수도 있고, 버스정류장, 대형집회장, 차량 통행이 많은 도로 등에 외부공기가 유입되는 입구부 및 유입되는 외부공기가 배출되는 출구부를 갖는 직립형 덕트를 설치하고 그 덕트 상부에 설치되는 형태로 사용될 수도 있다.
상기 굴뚝(10)은 화력발전소, 선박, 화학공장, 제련소 등에 설치되는 굴뚝일 수 있고, 따라서 본 발명은 화력발전소, 선박, 화학공장, 제련소 등에서 사용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치를 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치와의 차이점을 중심으로 설명한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치는 스프링클러(171) 및 제3 유체공급관(172)을 더 포함하는 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치와 동일하므로 이하에서는 스프링클러(171) 및 제3 유체공급관(172)을 중심으로 설명한다.
스프링클러(171)는 제1 메쉬형 먼지흡착층의 아래에 위치하도록 다수의 분사노즐들(121, 122, 123, 124) 아래에 위치하되 본체부(110)의 통로연결개구(110a)의 가운데에 배치될 수 있다. 스프링클러(171)는 제3 유체공급관(172)으로부터 유체가 공급되며, 유체의 공급 압력에 의해 회전하면서 유체를 분사하도록 구성될 수 있다.
제3 유체공급관(172)은 제1 유체공급관(1311) 및 스프링클러(171)에 연결되어 제1 유체공급관(1311)으로 공급되는 유체가 유입되고 유입되는 유체를 스프링클러(171)에 공급할 수 있다.
이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 및 미세먼지 저감장치는 제1 메쉬형 먼지흡착층 아래에서 미세먼지를 흡착하기 위한 추가의 먼지흡착층을 형성하게 된다.
따라서, 통로연결개구(110a)로 유입되는 공기 또는 연기에 포함된 미세먼지가 제1 메쉬형 먼지흡착층 및 제2 메쉬형 먼지흡착층을 통과하기 전에 앞서서 미세먼지의 일부를 흡착하게 되고, 이에 의해 미세먼지의 저감 효율이 더욱 증대될 수 있고, 미세먼지를 분산, 희석하는 효과를 가질 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 통로연결개구 및 상기 통로연결개구의 사방에서 서로 직각으로 배치되는 4개의 내측벽들을 포함하고, 상기 통로연결개구가 미세먼지를 포함한 연기 또는 공기가 이동하는 통로 상에 설치되는 본체부;
    상기 4개의 내측벽들 중 서로 수직하게 배치되는 적어도 2개의 내측벽 상에 설치되어, 마주하는 측벽을 향해 유체를 분사하는 다수의 분사노즐; 및
    상기 다수의 분사노즐에서 일정 압력으로 유체가 분사되도록 상기 다수의 분사노즐에 유체를 공급하는 유체공급장치를 포함하고,
    상기 통로연결개구를 정면으로 하여 볼 때 상기 다수의 분사노즐을 통해 분사되는 유체의 분사줄기(spray flow)는 서로 직교하는 방향을 향해 분사되면서 메쉬 형상을 이루어서 상기 통로연결개구 내에 메쉬형 먼지흡착층이 형성되고,
    상기 연기 또는 공기에 포함된 미세먼지는 상기 메쉬형 먼지흡착층에서 유체에 흡착되는 것을 특징으로 하는,
    초미세먼지 및 미세먼지 저감장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체부는,
    상기 통로연결개구 사방의 4개의 내측벽들;
    상기 4개의 내측벽들과 평행하고, 상기 4개의 내측벽들과 일정 거리 이격되어 배치되는 4개의 외측벽들;
    상기 4개의 내측벽들 및 상기 4개의 외측벽들 상단부에 연결되는 상판;
    상기 4개의 내측벽들 및 상기 4개의 외측벽들 하단부에 연결되는 하판; 및
    상기 4개의 내측벽들의 하부에 배치되어 상기 다수의 분사노즐을 통해 분사된 유체를 수거하는 배수조를 포함하고,
    상기 유체공급장치는,
    상기 본체부의 내부에서 상기 복수의 분사노즐의 배열 방향을 따라 연장되어 상기 복수의 분사노즐과 연결되는 제1 유체공급관;
    상기 연기 또는 공기가 이동하는 통로의 외측 또는 지상에 설치되고, 배관을통해 상기 배수조와 연결되고, 상기 배수조에 수거되어 상기 배수조로부터 배수되는 미세먼지가 흡착된 유체를 집수하는 집수조;
    상기 집수조로부터 상기 제1 유체공급관의 일측에 연결되는 제2 유체공급관; 및
    상기 집수조의 일측 또는 상기 제2 유체공급관 상에 설치되어 상기 집수조 내의 유체를 상기 제1 유체공급관 방향으로 펌핑하여 공급하는 유체공급펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    초미세먼지 및 미세먼지 저감장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 분사노즐은,
    상기 4개의 내측벽들 중 제1 내측벽에서 상기 제1 내측벽의 길이방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 배열되는 제1 분사노즐들;
    상기 제1 내측벽에 수직하는 제2 내측벽에서 상기 제2 내측벽의 길이방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 배열되며, 상기 제1 분사노즐들의 높이보다 낮은 높이에 배치되는 제2 분사노즐들;
    상기 제1 내측벽에서 상기 제1 내측벽의 길이방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 배열되며, 상기 제2 분사노즐들의 높이보다 낮은 높이에 배치되는 제3 분사노즐들; 및
    상기 제2 내측벽에서 상기 제2 내측벽의 길이방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 배열되며, 상기 제3 분사노즐들의 높이보다 낮은 높이에 배치되는 제4 분사노즐들을 포함하고,
    상기 제3 분사노즐들 및 상기 제4 분사노즐들로부터 분사되는 유체의 분사줄기는 제1 메쉬형 먼지흡착층을 형성하고,
    상기 제1 분사노즐들 및 상기 제2 분사노즐들로부터 분사되는 유체의 분사줄기는 제1 메쉬형 먼지흡착층 위에서 제2 메쉬형 먼지흡착층을 형성하는 것을 특징으로 하는,
    초미세먼지 및 미세먼지 저감장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3 분사노즐들 각각은 상기 제1 분사노즐들 각각의 이격된 거리 내에 위치하도록 서로 이격된 거리를 갖고,
    상기 제4 분사노즐들 각각은 상기 제2 분사노즐들 각각의 이격된 거리 내에 위치하도록 서로 이격된 거리를 갖는 것을 특징으로 하는,
    초미세먼지 및 미세먼지 저감장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 내측벽에 마주하는 제3 내측벽 및 상기 제2 내측벽에 마주하는 제4내측벽은 티타늄 또는 백금 재질로 구비되는 것을 특징으로 하는,
    초미세먼지 및 미세먼지 저감장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 내측벽에 마주하는 제3 내측벽 및 상기 제2 내측벽에 마주하는 제4 내측벽은 표면에 매트릭스 형태로 배열되는 요철이 형성되고,
    상기 제3 내측벽 및 상기 제4 내측벽은 티타늄 또는 백금 재질로 구비되는 것을 특징으로 하는,
    초미세먼지 및 미세먼지 저감장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 배수조로부터 상기 집수조에 연결되는 배관의 토출부에는 상기 배관을 통해 상기 집수조로 토출되는 유체를 미세버블수로 상기 집수조에 공급하는 미세버블장치가 설치되는 것을 특징으로 하는,
    초미세먼지 및 미세먼지 저감장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배수조로부터 상기 집수조에 연결되는 배관의 경로상에 구비되어 상기 집수조에 집수되는 유체를 냉각시키는 유체냉각기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    초미세먼지 및 미세먼지 저감장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제1 메쉬형 먼지흡착층의 아래에 위치하도록 상기 다수의 분사노즐들 아래에 위치하되 상기 통로연결개구의 가운데에 배치되고, 회전하여 유체를 분사하도록 구성되는 스프링클러; 및
    상기 제1 유체공급관 및 상기 스프링클러에 연결되어 상기 제1 유체공급관으로 공급되는 유체가 유입되고 유입되는 유체를 상기 스프링클러에 공급하는 제3 유체공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    초미세먼지 및 미세먼지 저감장치.
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