KR20210062758A - 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 장치 및 방법 - Google Patents

초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예는 사이클론 방식과 초음파 분무 등을 이용하여 초미세 먼지나 가스화 공정에서 발생되는 유해가스를 제거할 수 있는 기술을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 장치는, 내부 공간을 구비하고, 내부 공간으로 공급되는 공급가스에 포함된 분진 중 일부를 집진하는 외측원통부; 외측원통부와 결합하고, 공급가스가 외측원통부의 내부 공간으로 유입되는 유로를 제공하는 가스유입부; 일 부위가 외측원통부의 내부 공간에 형성되고, 나머지 부위가 외측원통부의 일 부위를 관통하여 외부로 노출되도록 형성되며, 공급가스에 포함된 분진 중 나머지를 집진하는 내측원통부; 초음파를 이용하여 액체를 에어로졸화시킨 후 내측원통부의 내부 공간으로 분무하는 초음파분사부; 및 외측원통부의 내부 공간에 형성되고, 공급가스의 통과 시 공급가스에 선회력을 제공하는 선회생성부;를 포함한다.

Description

초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR REMOVING MICROPARTICLES USING ULTRASONIC INJECTION AND SWIRL FLOW}
본 발명은 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 사이클론 방식과 초음파 분무 등을 이용하여 초미세 먼지나 가스화 공정에서 발생되는 유해가스를 제거할 수 있는 기술에 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 마이크로미터(㎛)미만의 초미세 먼지나 가스화 공정에서 발생되는 유해가스의 제거 효율은 매우 낮은 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2019-0098286호(발명의 명칭: 미세먼지 제거, 가습, 탈취를 위한 초미세 액적 사이클론 포그 공기청정기)에서는, 연직 방향을 축방향으로 하고 상측에 원통 형상의 원통부와 하측에 콘 형상의 콘부를 포함하는 본체와; 상기 본체의 상측 외주면에 상기 본체의 내부에 접선방향으로 유체를 유입 가능하게 결합된 유체유입부와; 상기 유체유입부에서 유입된 유체가 상기 본체를 통과하여 배출 가능하게 상기 본체의 축방향과 동심선 상에 결합된 유체배출부;를 포함하되, 상기 유체배출부는 상기 본체의 상단부로부터 하측으로 연장된 배출구스커트를 포함하고, 상기 본체의 상측 내측벽과 상기 배출구스커트 외측벽 사이의 공간으로 포그발생부에서 미세한 액적을 형성하여 상기 유체유입부에서 유입되는 유체와 혼합되는 것을 특징으로 하는 사이클론 포그 공기청정기가 개시되어 있다.
대한민국 공개특허 제10-2019-0098286호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 사이클론 방식과 초음파 분무 등을 이용하여 초미세 먼지나 가스화 공정에서 발생되는 유해가스를 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 구비하고, 내부 공간으로 공급되는 공급가스에 포함된 분진 중 일부를 집진하는 외측원통부; 상기 외측원통부와 결합하고, 상기 공급가스가 상기 외측원통부의 내부 공간으로 유입되는 유로를 제공하는 가스유입부; 일 부위가 상기 외측원통부의 내부 공간에 형성되고, 나머지 부위가 상기 외측원통부의 일 부위를 관통하여 외부로 노출되도록 형성되며, 상기 공급가스에 포함된 분진 중 나머지를 집진하는 내측원통부; 초음파를 이용하여 액체를 에어로졸화시킨 후 상기 내측원통부의 내부 공간으로 분무하는 초음파분사부; 및 상기 외측원통부의 내부 공간에 형성되고, 상기 공급가스의 통과 시 상기 공급가스에 선회력을 제공하는 선회생성부;를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 외측원통부는, 상기 외측원통부의 길이 방향 중심축에 수직인 단면의 면적이 점진적으로 감소 후 다시 점진적으로 증가하는 일 부위로써 벤츄리체를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 선회생성부는, 복수 개의 날개를 구비하고 통과하는 상기 공급가스에 선회력을 제공하는 가이드베인, 및 상기 가이드베인과 결합하고, 상기 가이드베인으로 유입되는 상기 공급가스의 유동을 가이드하는 유도체,를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 내측원통부와 결합하고, 상기 공급가스로부터 분진이 분리되어 형성된 청정가스가 배출되는 유로를 제공하는 청정배출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 청정배출부는, 상기 청정가스 내 잔여 물질을 필터링하는 필터를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 청정배출부와 결합하고, 상기 필터를 통과한 상기 청정가스에 압력을 제공하여 상기 청정가스가 외부로 배출되도록 하는 송풍기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 외측원통부와 결합하고, 상기 외측원통부에 의해 수집된 물질이 저장되는 제1저장부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 내측원통부와 결합하고, 상기 내측원통부에 의해 수집된 물질이 저장되는 제2저장부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 내측원통부는, 내부 공간을 통과하는 상기 공급가스에 포함된 유해가스를 제거할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 상기 가스유입부를 통해 상기 공급가스가 상기 외측원통부의 내부 공간으로 유입되는 제1단계; 상기 공급가스가 상기 선회생성부를 통과하면서 선회력을 공급 받아 선회하면서 상기 벤츄리체를 통과하는 제2단계; 상기 벤츄리체를 통과한 상기 공급가스로부터 조대 분진이 분리되어, 조대 분진이 제1저장부로 수집되는 제3단계; 상기 공급가스에 포함된 미세 분진과 유해가스가 상기 내측원통부로 유입되는 제4단계; 미세 분진과 유해가스가 상기 내측원통부의 내부를 통과하고, 에어로졸화된 액체인 분사액체에 미세 분진과 유해가스가 접촉되는 제5단계; 및
미세 분진과 미세 분진 입자와 유해가스 입자 및 분사액체가 접촉하여 생성된 물질이 제2저장부로 수집되고, 청정배출부를 통해 청정가스가 배출되는 제6단계;를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제6단계에서, 상기 청정가스가 상기 청정배출부에 구비된 필터를 통과하면서 상기 청정가스 내 잔여 물질이 제거될 수 있다.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 초음파를 이용하여 에어로졸화시킨 액체인 분사액체를 분무함으로써, 미세 분진과 유해가스 및 분사액체 간 접촉 면적을 증대시켜, 미세 분진 제거 및 유해가스 처리를 가능하게 하고 효율을 증대시킨다는 것이다.
그리고, 본 발명의 효과는, 공급되는 가스를 선회 운동시키고 벤츄리 효과를 적용하여 조대 분진과 미세 분진 및 유해가스 각각의 분리 효율을 증대시킨다는 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 미세입자 제거 장치의 구성에 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 미세입자 제거 장치의 구성에 대한 개략도이다. 도 1에서, 도면의 상단 방향이 상 방향이고 하단 방향이 하 방향일 수 있다. 도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 미세입자 제거 장치는, 내부 공간을 구비하고, 내부 공간으로 공급되는 공급가스에 포함된 분진 중 일부를 집진하는 외측원통부; 외측원통부와 결합하고, 공급가스가 외측원통부의 내부 공간으로 유입되는 유로를 제공하는 가스유입부(610); 일 부위가 외측원통부의 내부 공간에 형성되고, 나머지 부위가 외측원통부의 일 부위를 관통하여 외부로 노출되도록 형성되며, 공급가스에 포함된 분진 중 나머지를 집진하는 내측원통부(100); 초음파를 이용하여 액체를 에어로졸화시킨 후 내측원통부(100)의 내부 공간으로 분무하는 초음파분사부(400); 및 외측원통부의 내부 공간에 형성되고, 공급가스의 통과 시 공급가스에 선회력을 제공하는 선회생성부(300);를 포함한다. 그리고, 내측원통부(100)는, 내부 공간을 통과하는 공급가스에 포함된 유해가스를 제거할 수 있다. 여기서, 초음파의 주파수 영역은 20kHz 이상 10 MHz미만의 범위에서 형성될 수 있다. 그리고, 가스유입부(610)를 통해 외측원통부의 내부로 유입되는 공급가스에 함유된 분진 입자의 입경은 0 초과 10,000 미만 마이크로미터(㎛)로 형성될 수 있다.
본 발명의 사이클론 장치에서는, 내측원통부(100)의 내부에서 초음파로 발생되어 미세 에어로졸화된 액체 입자와 분진 입자 및 유해가스가 접촉되어, 분진 및 유해가스가 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 유해가스를 함유할 수 있다. 조대 분진은, 입자의 입경이 2.5마이크로미터(㎛) 이상인 분진을 의미하고, 미세 분진은, 입자의 입경이 2.5마이크로미터(㎛) 미만인 분진을 의미할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 이와 같은 수치 구분은 사이클론 장치의 설계에 따라 변경될 수 있다.
본 발명의 미세입자 제거 장치에서는, 외측원통부에 의해 수집된 물질과 내측원통부(100)에 의해 수집된 물질이 각각 분리되어 저장될 수 있다. 그리고, 이를 위해, 본 발명의 미세입자 제거 장치는, 외측원통부와 결합하고, 외측원통부에 의해 수집된 물질이 저장되는 제1저장부(510)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 본 발명의 미세입자 제거 장치는, 내측원통부(100)와 결합하고, 내측원통부(100)에 의해 수집된 물질이 저장되는 제2저장부(520)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 외측원통부에 의해 수집된 물질은 조대 분진이고, 내측원통부(100)에 의해 수집된 물질은 미세 분진 또는 유해가스일 수 있다.
도 1에서 보는 바와 같이, 외측원통부는, 원통형으로 형성되는 외측원통보조체(210) 및, 외측원통보조체(210)의 상단과 결합하고 점진적으로 직경이 증가하여 원뿔 형상으로 형성되는 외측원뿔체(220),를 구비할 수 있다. 그리고, 외측원통부는, 외측원통부의 길이 방향 중심축에 수직인 단면의 면적이 점진적으로 감소 후 다시 점진적으로 증가하는 일 부위로써 벤츄리체(230)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 벤츄리체(230)는 외측원통본체(240)의 길이 방향 축에 수직인 단면의 면적이 상기와 같이 변화할 수 있다. 여기서, 벤츄리체(230)의 상단은 외측원뿔체(220)의 하단과 결합할 수 있다. 또한, 외측원통부는, 벤츄리체(230)의 하단과 결합하고 상부는 외측원통보조체(210)의 직경 보다 큰 직경을 구비하는 원통형으로 형성되고 하부는 점진적으로 직경이 감소하는 원통형으로 형성되는 외측원통본체(240) 및, 관의 형상으로 조대 분진이 통과하는 유로를 제공하는 외측원통유로체(250);를 구비할 수 있다. 도 1에서는, 외측원통유로체(250)의 단면적이 제1저장부(510)에 근접할수록 감소하는 것으로 표현되고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 내측원통부(100)는, 외측원통본체(240)의 내부 공간에 형성되고 원통형으로 형성되는 내측원통본체(110) 및, 내측원통본체(110)의 하단과 결합하고 내측원통본체(110)의 직경 보다 작은 직경을 구비하는 원통형으로 형성되며 미세 분진과 유해가스가 통과하는 유로를 제공하는 내측원통유로체(120),를 구비할 수 있다. 여기서, 미세 분진 또는 유해가스가 유입되는 내측원통본체(110)의 유입 부위는 단면적이 점진적으로 증가하게 형성될 수 있고, 미세 분진 또는 유해가스가 내측원통본체(110)의 배출 부위는 내측원통본체(110)의 단면적이 점진적으로 감소하게 형성될 수 있다.
상기에서, 각각의 직경 또는 단면적은 외측원통본체(240)의 길이 방향에 따른 중심축에 대해 수직인 단면에 대한 직경 또는 단면적일 수 있다. 이하, 동일하다. 그리고, 외측원통유로체(250)가 제1저장부(510)와 결합함으로써, 외측원통보조체(210), 외측원뿔체(220), 벤츄리체(230), 외측원통본체(240) 및 외측원통유로체(250)를 순차적으로 통과한 조대 분진이 제1저장부(510)로 유동하여 저장될 수 있다. 또한, 내측원통유로체(120)가 제2저장부(520)와 결합함으로써, 내측원통본체(110) 및 내측원통유로체(120)를 순차적으로 통과한 미세 분진과 유해가스가 제2저장부(520)로 유동하여 저장될 수 있다. 여기서, 미세 분진과 유해가스 각각의 입자는 미세 에어로졸화된 액체인 분사액체 입자와 결합하여 유동할 수 있다. 이에 대해서는 하기에 상세히 설명하기로 한다.
상기된 바와 같이, 내측원통부(100)의 일 부위가 외측원통부의 내부 공간에 위치하고, 내측원통부(100)의 나머지 부위가 외측원통부의 외부에 노출되기 위해서, 도 1에서 보는 바와 같이, 내측원통본체(110)가 외측원통본체(240)의 하부를 관통하여 형성될 수 있다. 상기된 바와 같이 외측원통본체(240)의 하부는 하 방향으로 갈수록 점진적으로 단면적이 감소하므로 외측원통본체(240)는 휘어진 경사면을 구비할 수 있으며, 이와 같은 외측원통본체(240)의 경사면을 내측원통본체(110)가 관통함으로써, 내측원통본체(110)의 일 부위가 외측원통본체(240)의 내부 공간에 위치하고 내측원통본체(110)의 나머지 부위가 외측원통본체(240)의 외부에 노출될 수 있고, 내측원통본체(110)의 노출된 부위와 내측원통유로체(120)가 결합될 수 있다.
이에 따라, 외측원통부와 내측원통부(100)에 의해 본 발명의 미세입자 제거 장치의 내부가 이중 원통형으로 형성되더라도, 외측원통부에 의해 수집된 물질과 내측원통부(100)에 의해 수집된 물질이 각각 별도로 유동하여 각각 다른 저장부에 저장될 수 있다.
선회생성부(300)는, 복수 개의 날개(베인, vane)를 구비하고 통과하는 공급가스에 선회력을 제공하는 가이드베인(310), 및 가이드베인(310)과 결합하고, 가이드베인(310)으로 유입되는 공급가스의 유동을 가이드하는 유도체(320),를 구비할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는, 가이드베인(310)이 하나 형성된다고 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 가이드베인(310)은 복수 개 형성될 수 있다. 여기서, 유도체(320)는 꼭지점을 구비하는 원뿔의 형상을 구비하고 유도체(320)의 꼭지점이 가스유입부(610)를 향하도록 유도체(320)가 형성될 수 있다. 그리고, 유도체(320)는 가이드베인(310)의 상부면에 결합될 수 있다. 그리고, 가스유입부(610)는 외측원뿔체(220)의 상단과 결합될 수 있으며, 가스유입부(610)를 통과한 공급가스는 유도체(320)의 외측면과 외측원뿔체(220)의 내측면 사이의 공간을 따라 유동하여 가이드베인(310)의 날개로 유동할 수 있다. 상기와 같이 유도체(320)가 공급가스의 유동을 가이드함으로써 공급가스가 복수 개의 날개 각각에 균일하게 유동할 수 있다.
가이드베인(310)에 형성된 복수 개의 날개를 통과하는 공급가스는 선회력을 제공 받고, 선회력에 의해 선회 운동을 하는 공급가스가 외측원통보조체(210)의 내부 공간을 따라 유동한 후 벤츄리체(230)에 유입될 수 있다. 그리고, 선회 운동을 하는 공급가스가 벤츄리체(230)를 통과하면서 벤츄리 효과에 의해 유속이 증가하다가 감소함으로써, 선회 반경이 증가하게 되고, 원심력에 의해 조대 분진은 선회 운동 회전축으로부터 상대적으로 더 이격되어 외측원통본체(240)와 내측원통본체(110) 사이 공간으로 유입되고, 조대 분진에 비해 상대적으로 작은 원심력에 의해 선회하는 미세 분진 및 유해가스는 선회 운동 회전축에 상대적으로 더 근접하여 내측원통본체(110)의 내부 공간으로 유입될 수 있다. 그리고, 내측원통본체(110)의 내부 공간으로 유입된 미세 분진과 유해가스는 내측원통본체(110)의 내부 공간으로 분사되는 분사액체와 접촉할 수 있다.
이에 따라, 공급가스에 함유된 조대 분진은 공급가스로부터 분리되어 외측원통본체(240) 및 외측원통유로체(250)를 통과한 후 제1저장부(510)로 유동할 수 있다. 그리고, 미세 분진 입자와 유해가스 입자 및 분사액체가 접촉하여 생성된 물질은 내측원통본체(110) 및 내측원통유로체(120)를 통과한 후 제2저장부(520)로 유동할 수 있다. 상기와 같은 조대 분진 및 미세 분진과 유해가스 각각의 위치 차이는 선회 운동에 의한 원심력의 차이로 인해 발생할 수 있다.
초음파분사부(400)는, 외부로부터 유입된 액체에 초음파를 제공하여 에어로졸화시키는 초음파발생기(410), 초음파발생기(410)와 연결되어 외측원통본체(240)의 측벽 또는 벤츄리체(230)의 하부 측벽을 관통하여 형성되고 에어로졸화된 액체인 분사액체에 유로를 제공하는 메인배관(420) 및, 메인배관(420)과 연결되고 메인배관(420)으로부터 전달 받은 분사액체를 내측원통본체(110)의 내부로 분사하도록 내측원통본체(110)의 내부 공간에 형성된 분사배관(430),을 구비할 수 있다. 여기서, 분사배관(430)은 적어도 하나 이상 형성될 수 있으며, 분사배관(430)의 말단에서 분사된 분사액체가 내측원통본체(110)의 내부로 분무될 수 있다. 그리고, 분사액체는 물(H2O)일 수 있다. 또는, 분사액체는 물에 소정의 세정액이 용해된 용액일 수 있다. 또한, 유해가스에 질소산화물 또는 황산화물이 포함된 경우, 요소수나 석회를 혼합한 물을 에어로졸화하여 분사액체로 이용함으로써, 질소산화물 또는 황산화물을 제거할 수 있다. 상기와 같이 초음파에 의해 분사액체가 에어로졸화되어 표면적이 증가하고, 이와 같이 표면적이 증가한 분사액체에 대한 미세 분진과 유해가스의 접촉 확률이 증가하여 미세 분진과 유해가스에 대한 집진 및 제거 효율이 증대될 수 있다.
본 발명의 미세입자 제거 장치는, 내측원통부(100)와 결합하고, 공급가스로부터 분진이 분리되어 형성된 청정가스가 배출되는 유로를 제공하는 청정배출부(620)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기된 바와 같이 내측원통본체(110)의 노출된 부위와 결합되어 외부에 노출된 내측원통유로체(120)의 측벽에 청정배출부(620)가 결합될 수 있다. 여기서, 청정배출부(620)는 원통형의 관 형상으로 형성될 수 있다. 청정배출부(620)는, 청정가스 내 잔여 물질을 필터(621)링하는 필터(621)를 구비할 수 있다. 상기와 같이, 내측원통부(100)에서 미세 분진이 집진되고 유해가스가 제거되어 청정가스가 형성될 수 있는데, 이와 같은 청정가스에는 잔여 미세 분진, 잔여 유해가스 및 잔여 분사액체와 같은 잔여 물질이 존재할 수 있으며, 청정가스가 필터(621)를 통과하면서 이와 같은 잔여 물질이 필터(621)에 의해 포집되어 제거될 수 있다. 여기서, 필터(621)는 활성탄, 바이오 카본, 및 열분해와 가스화의 부산물인 촤(char)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 미세입자 제거 장치는, 청정배출부(620)와 결합하고, 필터(621)를 통과한 청정가스에 압력을 제공하여 청정가스가 외부로 배출되도록 하는 송풍기(630)를 더 포함할 수 있다. 송풍기(630)를 이용하여 청정가스의 배출 속도를 조절할 수 있으며, 필터(621)의 오염도에 따라 송풍기(630)의 압력을 조절할 수 있다. 구체적으로, 필터(621)의 오염도가 증가하여 필터(621)의 필터(621)링 효율이 감소할수록 청정가스의 배출 속도를 감소시키기 위해 송풍기(630)의 압력을 감소시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 미세입자 제거 장치를 이용한 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 방법에 대해 설명하기로 한다.
제1단계에서, 가스유입부(610)를 통해 공급가스가 외측원통부의 내부 공간으로 유입될 수 있다. 그리고, 제2단계에서, 공급가스가 선회생성부(300)를 통과하면서 선회력을 공급 받아 선회하면서 벤츄리체(230)를 통과할 수 있다. 다음으로, 제3단계에서, 벤츄리체(230)를 통과한 공급가스로부터 조대 분진이 분리되어, 조대 분진이 제1저장부(510)로 수집될 수 있다. 이 후, 제4단계에서, 공급가스에 포함된 미세 분진과 유해가스가 내측원통부(100)로 유입될 수 있다. 그리고, 제5단계에서, 미세 분진과 유해가스가 내측원통부(100)의 내부를 통과하고, 에어로졸화된 액체인 분사액체에 미세 분진과 유해가스가 접촉될 수 있다. 다음으로, 제6단계에서, 미세 분진과 미세 분진 입자와 유해가스 입자 및 분사액체가 접촉하여 생성된 물질이 제2저장부(520)로 수집되고, 청정배출부(620)를 통해 청정가스가 배출될 수 있다. 여기서, 청정가스가 청정배출부(620)에 구비된 필터(621)를 통과하면서 청정가스 내 잔여 물질이 제거될 수 있다. 그리고, 필터(621)를 통과한 청정가스는 송풍기(630)에 의해 압력을 제공 받고 외부로 배출될 수 있다. 상기와 같이, 공급가스를 선회 운동시키고 벤츄리 효과를 적용하여 조대 분진과 미세 분진 및 유해가스 각각의 분리 효율을 증대시킴으로써, 분진 제거 및 유해가서 처리 효율을 증대시킬 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 : 내측원통부 110 : 내측원통본체
120 : 내측원통유로체 210 : 외측원통보조체
220 : 외측원뿔체 230 : 벤츄리체
240 : 외측원통본체 250 : 외측원통유로체
300 : 선회생성부 310 : 가이드베인
320 : 유도체 400 : 초음파분사부
410 : 초음파발생기 420 : 메인배관
430 : 분사배관 510 : 제1저장부
520 : 제2저장부 610 : 가스유입부
620 : 청정배출부 621 : 필터
630 : 송풍기

Claims (11)

  1. 내부 공간을 구비하고, 내부 공간으로 공급되는 공급가스에 포함된 분진 중 일부를 집진하는 외측원통부;
    상기 외측원통부와 결합하고, 상기 공급가스가 상기 외측원통부의 내부 공간으로 유입되는 유로를 제공하는 가스유입부;
    일 부위가 상기 외측원통부의 내부 공간에 형성되고, 나머지 부위가 상기 외측원통부의 일 부위를 관통하여 외부로 노출되도록 형성되며, 상기 공급가스에 포함된 분진 중 나머지를 집진하는 내측원통부;
    초음파를 이용하여 액체를 에어로졸화시킨 후 상기 내측원통부의 내부 공간으로 분무하는 초음파분사부; 및
    상기 외측원통부의 내부 공간에 형성되고, 상기 공급가스의 통과 시 상기 공급가스에 선회력을 제공하는 선회생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 외측원통부는, 상기 외측원통부의 길이 방향 중심축에 수직인 단면의 면적이 점진적으로 감소 후 다시 점진적으로 증가하는 일 부위로써 벤츄리체를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 선회생성부는,
    복수 개의 날개를 구비하고 통과하는 상기 공급가스에 선회력을 제공하는 가이드베인, 및
    상기 가이드베인과 결합하고, 상기 가이드베인으로 유입되는 상기 공급가스의 유동을 가이드하는 유도체,를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 내측원통부와 결합하고, 상기 공급가스로부터 분진이 분리되어 형성된 청정가스가 배출되는 유로를 제공하는 청정배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 청정배출부는, 상기 청정가스 내 잔여 물질을 필터링하는 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 청정배출부와 결합하고, 상기 필터를 통과한 상기 청정가스에 압력을 제공하여 상기 청정가스가 외부로 배출되도록 하는 송풍기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 외측원통부와 결합하고, 상기 외측원통부에 의해 수집된 물질이 저장되는 제1저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 내측원통부와 결합하고, 상기 내측원통부에 의해 수집된 물질이 저장되는 제2저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 내측원통부는, 내부 공간을 통과하는 상기 공급가스에 포함된 유해가스를 제거하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 장치.
  10. 청구항 2의 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 장치를 이용한 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 방법에 있어서,
    상기 가스유입부를 통해 상기 공급가스가 상기 외측원통부의 내부 공간으로 유입되는 제1단계;
    상기 공급가스가 상기 선회생성부를 통과하면서 선회력을 공급 받아 선회하면서 상기 벤츄리체를 통과하는 제2단계;
    상기 벤츄리체를 통과한 상기 공급가스로부터 조대 분진이 분리되어, 조대 분진이 제1저장부로 수집되는 제3단계;
    상기 공급가스에 포함된 미세 분진과 유해가스가 상기 내측원통부로 유입되는 제4단계;
    미세 분진과 유해가스가 상기 내측원통부의 내부를 통과하고, 에어로졸화된 액체인 분사액체에 미세 분진과 유해가스가 접촉되는 제5단계; 및
    미세 분진과 미세 분진 입자와 유해가스 입자 및 분사액체가 접촉하여 생성된 물질이 제2저장부로 수집되고, 청정배출부를 통해 청정가스가 배출되는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제6단계에서, 상기 청정가스가 상기 청정배출부에 구비된 필터를 통과하면서 상기 청정가스 내 잔여 물질이 제거되는 것을 특징으로 하는 초음파 분무와 선회류를 이용한 미세입자 제거 방법.
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