KR20220008046A - 배기가스 정화장치용 사이클론 분리기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 입자상 물질을 포함한 배기가스 유체로부터 입자상 물질을 분리하기 위한 사이클론 분리기는, 사이클론 분리기에 구비되어 고압의 배기가스 유체를 유입하는 유입관; 사이클론 분리기에 구비되어 용출되는 배기가스 유체를 배출하는 배출관; 사이클론 분리기에 구비되어 배기가스 유체로부터 분리되어 낙하된 입자상 물질을 슬러지탱크로 배출하여 분리하는 분리관; 및 사이클론 분리기의 내부에 나선 형상으로 형성되어 고압 배기가스 유체의 회전 및 상기 입자상 물질의 난반사를 유도하는 돌출형 가이드부재를 포함할 수 있다.

Description

배기가스 정화장치용 사이클론 분리기{Cyclone separator for exhaust gas purification equipment}

본 발명은 배기가스 정화장치용 사이클론 분리기에 관한 것으로, 배기가스 또는 배기가스 세정수에 포함된 입자상 물질을 분리시킬 수 있는 배기가스 정화장치용 사이클론 분리기에 관한 것이다.

일반적으로 선박과 같은 운송 수단 등에서는 그의 운행을 위한 동력 생성 및 각종 난방이나 기타 장치의 구동에 의해 다량의 배기가스가 배출된다. 이와 같이 선박에서 배출되는 배기가스는 유독성 성분을 가지기 때문에 대기 중으로 방출될 경우 환경 오염을 야기시킴에 따라 최근에는 선박에서 배출되는 배기가스로부터 유독 성분 및 오염 물질을 제거한 후 대기로 배출하도록 규정되어 있다.

선박의 디젤엔진에서 배출되는 배기가스에는 SOx(sulfur oxides, 황산화물)및 NOx(nitrogen oxide, 질소산화물)이 다량 포함되어 있으며 이는 인간과 동물의 점막을 자극하고 산성비를 유발하며 식물의 엽록소를 파괴하며 오존형성(ozone formation)에 기여하는 주원인으로 주목되고 있다.

이에 세계적으로 해양환경보존에 대한 의식이 확대되면서, 선박기관에서 배출되는 환경오염물질을 규제하고 있다. 따라서 선박 배기가스에 포함된 유해 성분의 함량을 허용 농도 이하로 낮추는 정화 처리 과정이 반드시 필요 하며 정화 처리 과정을 거친 배기가스만이 대기 중으로 배출되도록 의무화되고 있다.

일반적으로 배기가스재순환(EGR)을 이용한 방식의 경우, 배출가스의 처리를 위해 배출가스에서 산성 가스 또는 입자 등을 제거하는 세정(scrubbing) 처리를 하며, 이렇게 액체를 사용해서 기체 속에 포함된 미세한 성분 또는 입자 등을 제거하는 장치를 스크러버(scrubber)라고 한다.

배기가스 세정용 스크러버(scrubber)는 세정에 사용된 세정수에 황산화물(SOx) 및 입자상 물질(PM) 등의 오염물이 함유되어 있기 때문에 이러한 세정수가 곧바로 해양으로 배출되지 않도록 세정수 내의 오염물을 처리하여야 한다. 이를 위해 종래 스크러버 배출수 처리 시스템은, 원심력을 이용하여 스크러버에서 배출되는 폐수(세정수) 내에 있는 입자상 물질을 물리적으로 제거하는 사이클론을 사용하였으나, 종래 사이클론은 현재 강화된 환경 규제를 만족시키지 못하기 때문에 사이클론의 집진 효율을 향상시키기 위한 연구 개발이 시급한 실정이다.

한국등록특허 제10-1486882호(출원일: 2013.09.03)

본 발명은 배기가스 또는 배기가스 세정수에 포함된 입자상 물질을 원심력을 이용하여 분리 집진할 시 세정수의 회전을 유도하고 입자상 물질의 난반사를 유도하여 집진 효율을 향상시키는 배기가스 정화장치용 사이클론 분리기를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 입자상 물질을 포함한 배기가스 유체로부터 입자상 물질을 분리하기 위한 사이클론 분리기는, 사이클론 분리기에 구비되어 고압의 배기가스 유체를 유입하는 유입관; 사이클론 분리기에 구비되어 용출되는 배기가스 유체를 배출하는 배출관; 사이클론 분리기에 구비되어 배기가스 유체로부터 분리되어 낙하된 입자상 물질을 슬러지탱크로 배출하여 분리하는 분리관; 및 사이클론 분리기의 내부에 나선 형상으로 형성되어 고압 배기가스 유체의 회전 및 상기 입자상 물질의 난반사를 유도하는 돌출형 가이드부재를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 사이클론 분리기는, 상부 일측에 상기 유입관이 연결되고 상측 중앙부위에 상기 배출관이 연결되며 원통형상을 갖는 제1몸체; 및 상기 제1몸체에 일체로 연결되고 하측 중앙부위에 상기 분리관이 연결되며 단면이 원뿔대 형상을 갖는 제2몸체;로 구성되며, 상기 가이드부재는 상기 제1몸체의 내벽부를 따라 돌출되게 형성될 수 있다.

또한, 상기 사이클론 분리기는, 상부 일측에 상기 유입관이 연결되고 상측 중앙부위에 상기 배출관이 연결되며 원통형상을 갖는 제1몸체; 및 상기 제1몸체에 일체로 연결되고 하측 중앙부위에 상기 분리관이 연결되며 단면이 원뿔대 형상을 갖는 제2몸체;로 구성되며, 상기 가이드부재는 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 내벽부를 따라 돌출되게 형성될 수 있다.

또한, 상기 돌출형 가이드부재는 단면이 반타원형일 수 있다.

또한, 상기 가이드부재는 상기 사이클론 분리기의 중심부위에 인접하는 최상단 부위에 상기 입자상 물질과 충돌되어 상기 입자상 물질의 난반사 비산을 유도하는 비산돌기가 일체로 형성될 수 있다.

또한, 상기 비산돌기는 상기 나선형 가이드부재를 따라 등간격으로 복수개가 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 입자상 물질을 포함한 배기가스 유체로부터 입자상 물질을 분리하기 위한 사이클론 분리기는, 상기 사이클론 분리기에 구비되어 고압의 배기가스 유체를 유입하는 유입관; 상기 사이클론 분리기에 구비되어 용출되는 배기가스 유체를 배출하는 배출관; 상기 사이클론 분리기에 구비되어 상기 배기가스 유체로부터 분리되어 낙하된 입자상 물질을 슬러지탱크로 배출하여 분리하는 분리관; 및 상기 사이클론 분리기의 내부에 나선 형상으로 형성되어 상기 고압 배기가스 유체의 회전 및 상기 입자상 물질의 난반사를 유도하는 홈 형상의 가이드부재를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 사이클론 분리기는, 상부 일측에 상기 유입관이 연결되고 상측 중앙부위에 상기 배출관이 연결되며 원통형상을 갖는 제1몸체; 및 상기 제1몸체에 일체로 연결되고 하측 중앙부위에 상기 분리관이 연결되며 단면이 원뿔대 형상을 갖는 제2몸체;로 구성되며, 상기 가이드부재는 상기 제1몸체의 내벽부를 따라 형성된 나선형 홈일 수 있다.

또한, 상기 사이클론 분리기는, 상부 일측에 상기 유입관이 연결되고 상측 중앙부위에 상기 배출관이 연결되며 원통형상을 갖는 제1몸체; 및 상기 제1몸체에 일체로 연결되고 하측 중앙부위에 상기 분리관이 연결되며 단면이 원뿔대 형상을 갖는 제2몸체;로 구성되며, 상기 가이드부재는 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 내벽부를 따라 형성된 나선형 홈일 수 있다.

또한, 상기 홈 형상의 가이드부재는 단면이 반원형일 수 있다.

이와 달리, 상기 홈 형상의 가이드부재는 단면이 사다리꼴 형상일 수 있다.

본 발명의 배기가스 정화장치용 사이클론 분리기에 따르면, 사이클론 내부의 가이드부재에 의해 배기가스 또는 배기가스 세정수의 사이클론이 보다 효과적으로 유도 및 형성되어 입자상 물질의 분리 효율이 증대될 수 있다.

또한, 가이드부재에 형성된 돌기에 입자상 물질이 충돌되어 난반사 비산됨에 따라 입자상 물질의 분리 효율이 증대될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 사이클론 분리기가 설치되는 배기가스 정화장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 사이클론 분리기의 사시도이다.
도 3은 도 2의 사이클론 분리기의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 사이클론 분리기의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 사이클론 분리기의 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참고부호를 붙였다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 사이클론 분리기가 설치되는 배기가스 정화장치의 개략도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 배기가스 정화장치(10)는 선박의 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 유해물질을 정화하기 위한 것으로, 본 발명의 실시예들의 사이클론 분리기가 설치되어 입자상 물질을 사이클론을 이용하여 분리할 수 있다.

배기가스 정화장치(10)는 워터탱크(20), 세정액 저장탱크(30), 선택적 촉매 환원장치(40), 스크러버(50), 사이클론 분리기(100), 오일 분리장치(60) 및 중화제 주입장치(70)를 포함할 수 있으며, 배기가스 정화장치(10)는 설치되는 분야에 따라 다양한 장치들이 추가로 설치되거나 일부 장치들이 제거될 수 있다.

도 1은 선박에 설치되어 선박 배기가스를 정화하는 선박용 배기가스 정화장치(10)로, 배기가스 정화장치(10)는 선박의 엔진으로부터 배출되는 배기 가스의 유해 물질을 정화할 수 있다.

워터탱크(20)는 배기가스를 세정하고 배기가스 내 포함된 유해 물질을 포집하기 위한 청수 또는 해수를 저장하고 있다. 세정액 저장탱크(30)는 배기가스를 세정하기 위한 세정액이 저장되어 있다. 즉, 선박의 배기가스는 세정액 저장탱크(30)의 세정액과 워터탱크(20)의 물이 혼합된 세정수에 접촉되어 배기가스에 함유된 유해 물질이 세정수에 포집되게 된다. 예를 들면, 배기 가스의 황산화물(SOx)이나 질산화물(NOx)과 같은 입자성 물질, 고형분, 슬러지 및 오일성 물질과 같은 유해 물질이 세정수에 포집될 수 있다.

선택적 촉매 환원장치(40)는 배기가스 중 질소 산화물을 분해하기 위한 것으로, 선택적 촉매 환원장치(40)를 통과한 배기가스는 스크러버(50)의 내부로 유입되어 배기가스의 유해물질이 세정수에 포집될 수 있다. 선택적 촉매 환원장치(40)는 배기 가스의 질소 산화물을 분해하기 위한 촉매층을 포함하는 선택적 촉매 환원장치(Selective Catalystic Reduction; SCR) 또는 선택적 촉매 반응기 SCR(Selective Catalystic Reactor; SCR)일 수 있다. 선택적 촉매 환원장치(40)는 촉매와 함께 NH3, CO, 탄화수소와 같은 환원제를 사용하여 질소 산화물을 N2로 환원시키는 장치이며, 용매로서 우레아(urea) 수 또는 암모니아 수가 이용될 수 있다. 예를 들어, 암모니아 수 또는 우레아 수는 선박에 구비된 소정의 저장 탱크에 저장되는 방법으로 선박에 적재되며, 암모니아 수 또는 우레아 수는 선택적 촉매 환원장치(40)로 공급되는 배기가스에 적절한 양으로 분사되고, 이에 의해 배기가스에 포함된 유해 물질 중 질소 산화물이 선택적 촉매 환원장치(40)의 내부에 제공된 촉매 및 환원제와 함께 반응하여 분해될 수 있다.

스크러버(50)는 선택적 촉매 환원장치(40)를 통해 전달된 배기가스에 세정수를 분사하여 배기가스의 유해 물질을 세정수에 포집시키기 위한 것이다. 스크러버(50)는 세정수를 유입하고, 세정수를 배기가스로 분사할 수 있다. 분사된 세정수는 스크러버(50)의 내부로 유입된 배기가스와 접촉될 수 있다. 세정수와 접촉된 배기가스의 유해 물질은 세정수에 포집될 수 있다. 배기가스와 세정수의 접촉하는 면적이 높으면 높을수록 세정수에 포집되는 배기가스의 유해 물질의 양이 증가되어 스크러버(50)의 집진 효율이 향상될 수 있다. 본 실시예에서 스크러버(50)의 상부로부터 하부로 세정수가 분사되도록, 세정수는 스크러버(50)의 상부에서 유입될 수 있다. 스크러버(50)의 상부에는 다공성의 판으로 이루어진 분무판이 배치되고, 분무판에 형성된 개구들을 통해 세정수가 분사되어 세정수가 배기가스와 접촉될 수 있다. 또한 스크러버(50)는 하부로 갈수록 수평 단면이 좁아지는 원뿔대 형상일 수 있으나, 스크러버(50)의 형상은 적용 분야에 따라 다양하게 설계 변경될 수 있다. 스크러버(50)로부터 배출되는 세정수는 배관을 통해 사이클론 분리기(100)로 전달되게 된다.

사이클론 분리기(100)는 스크러버(50)로부터 배출된 세정수를 세정수 내에 포집된 유해물질 중 입자가 크고 무거운 고상입자(슬러지)를 제거하기 위한 것이다. 사이클론 분리기(100)는 유해물질을 포집한 세정수를 유입관을 통해 높은 압력으로 유입 받게 되며, 사이클론 분리기(100)의 내부에서 세정수의 사이클론을 유도함으로써, 입자가 크고 무거운 고상입자는 하부의 슬러지 탱크에 연결된 분리관(121)로 낙하시켜 분리하고, 입자가 작고 가벼운 미세입자는 세정수와 함께 배출관을 통해 배출하게 된다. 이와 같은 사이클론 분리기(100)는 그 내부에서 유해물질의 입자들을 다수 제거하면 할수록 효율이 향상되게 된다. 즉 사이클론 분리기(100) 내부의 사이클론 유도, 입자 제거를 위하여 사이클론 분리기(100)의 설계 변경이 필요하며, 본 발명의 주요 특징인 사이클론 분리기(100)의 세부 구성은 이하에서 다른 도면들을 참조로 더 구체적으로 설명하기로 한다.

사이클론 분리기(100)의 배출관에서 배출된 세정수는 미세입자를 포함하고 있는 바, 이를 제거하기 위해 세정수를 사이클론 분리기(100)로 재순환시키거나 추가의 사이클론 분리기(100)에 투입 압력을 조절하여 공급하는 등의 추가적인 세정수 정화 공정 및 설비가 더 구비될 수 있다.

또한, 사이클론 분리기(100)로부터 배출된 세정수는 미세입자와 함께 오일성 물질을 포함할 수 있는 바, 오일성 물질을 분리하기 위한 오일 분리장치(60)가 더 구비될 수 있다. 오일 분리장치(60)는 사이클론 분리기(100)로부터 배출된 세정수에 포집된 오일성 물질과 입자성 물질을 분리하기 위한 유수분리필터를 구비할 수 있다. 오일 분리장치(60)에 유입되는 세정수는 유수분리필터를 통해 오일성 물질이 분리되게 되며, 분리되어 부유되는 오일성 물질과 슬러지는 별도로 외부로 배출될 수 있다.

한편, 사이클론 분리기(100)로부터 배출된 세정수는 수소이온이 해리되어 pH 값이 낮아져 산성을 가질 수 있으며, 이에 따라 세정수의 pH를 조절하기 위해 세정수에 중화제를 주입하는 중화제 주입장치(70)가 더 구비될 수 있다. 세정수의 pH를 측정하기 위해 배출관(112)과 연결되는 배관에는 복수개의 pH 측정센서들이 설치될 수 있으며, pH 측정센서에 의해 측정된 세정수의 pH에 따라 중화제 주입장치(70)를 통해 세정수에 주입될 중화제의 양이 산출될 수 있다. 중화제는 산성을 띄는 용액을 중화시키는 수산화나트륨과 같은 염기성 용매가 사용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 사이클론 분리기의 사시도이고, 도 3은 도 2의 사이클론 분리기의 단면도이다.

도 2에 도시한 바와 같이 본 제1실시예의 사이클론 분리기(100)는 스크러버(50)로부터 세정수를 공급받아 세정수에서 적어도 일부의 입자상 물질(PM)을 제거한다. 즉 유입관(111)을 통해 사이클론 분리기(100)에 공급된 세정수에 원심력이 작용하여 비교적 덩어리가 큰 입자상 물질들이 세정수에서 분리되어 사이클론 분리기(100)의 내측벽을 따라 슬러지탱크에 연결된 분리관(121)으로 모이고, 이렇게 분리된 고상입자를 제외한 나머지 세정수가 배출관(112)으로 배출된다.

도 2 및 도 3을 참조로 본 제1실시예의 사이클론 분리기(100)는 세정수가 유입되고 배출되는 원통형 사이클론 제1몸체(110)와 이 사이클론 제1몸체(110)의 하부에 일체로 연결되며 하부로 갈수록 수평 단면이 좁아지는 원뿔대의 형상의 사이클론 제2몸체(120)로 구성되며, 제2몸체(120)의 하부에는 슬러지탱크와 연결되는 배출관(112)이 연결될 수 있다.

제1몸체(110)는 상측 외벽부에 스크러버(50)로부터 배출된 세정수가 유입되는 유입관(111)이 구비되고, 중앙 상단부위에 고상입자가 제거된 세정수를 배출하기 위한 배출관(112)이 구비된다. 유입관(111)은 사이클론 분리기(100)를 상부에서 보았을 시 제1몸체(110)의 외벽부에 인접하도록 중심부의 배출관(112)에 대해 일측으로 치우치게 제1몸체(110)에 연결될 수 있다.

또한, 본 실시예의 사이클론 분리기(100)는 내부에 세정수의 사이클론을 유도하기 위한 사이클론 가이드부재가 더 구비되며, 본 실시예의 사이클론 가이드부재는 사이클론 분리기(100)의 내벽부를 따라 나선형상으로 돌출되게 형성된 가이드베인(130)일 수 있다. 여기서 가이드베인(130)은 단면이 반타원형(semi-elliptical)일 수 있다.

즉, 유입관(111)을 통해 고압으로 유입되는 세정수는 제1몸체(110)의 내벽부에 충돌하고 제1몸체(110)의 내벽부를 따라 회전하면서 사이클론 분리기(100)의 내부에서 사이클론을 형성하게 된다. 이때, 유입관(111)을 통해 유입되는 세정수는 돌출 형성된 가이드베인(130)을 따라 회전이 유도됨으로써 사이클론이 더 용이하게 형성될 수 있다. 또한, 세정수에 포집된 입자성 물질이 가이드베인(130)에 충돌되어 난반사되어 세정수로부터 분리됨으로써 사이클론 분리기(100)의 하부로 더 용이하게 낙하될 수 있게 된다.

이와 같은 세정수의 사이클론을 유도하기 위한 가이드베인(130)은 제1몸체(110)의 상부에서부터 제2몸체의 하부까지 나선형을 이루면서 일체로 형성될 수 있다. 이와 달리 가이드베인(130)은 원통형의 제1몸체(110)의 내벽부에만 형성되고 원뿔대 형상의 제2몸체(120)에는 비형성될 수도 있다.

한편, 본 제1실시예의 사이클론 분리기(100)는 나선 돌출형의 사이클론 가이드부재인 가이드베인(130)에 입자성 물질의 비산 및 난반사를 증대기시기 위한 구성으로 비산돌기(131)가 형성될 수 있다. 비산돌기(131)는 가이드베인(130)의 최상단부, 즉 사이클론 분리기(100)의 내부 중심에 가깝게 가이드베인(130)의 상단부에 돌출되게 구비될 수 있으며, 비산돌기(131)는 가이드베인(130)을 따라 복수개가 서로 등간격으로 배치되게 구비될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 제1실시예의 사이클론 분리기(100)는 내부에 나선형으로 돌출 형성된 가이드베인(130)에 의해 세정수의 사이클론이 보다 용이하게 형성될 수 있고, 세정수의 입자성 물질이 가이드베인(130) 및 비산돌기(131)에 충돌하여 비산됨으로써 세정수로부터 더 용이하게 분리될 수 있는 장점이 있다.

한편, 상술한 본 발명의 제1실시예의 사이클론 분리기는 사이클론 유도 및 입자성 물질의 비산을 유도하기 위한 가이드부재로 사이클론 분리기의 내부에 돌출된 가이드베인이 형성되었으나, 이와 달리 가이드부재는 사이클론 분리기의 내벽부에 나선형 홈의 형상을 가질 수도 있다. 이하 본 발명의 제2실시예와 제3실시예는 가이드부재가 나선형 홈의 형상을 갖는 것을 특징으로 하며, 이하 도 4와 도 5를 참조로 본 발명의 다른 실시예들에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 사이클론 분리기의 단면도이다. 도 4에 도시한 바와 같이 본 실시예의 사이클론 분리기(200)는 원통형의 제1몸체(210)와 단면이 원뿔대 형상인 제2몸체(220)로 구성되며, 내부에 세정수의 사이클론을 유도하기 위한 사이클론 가이드부재가 더 구비된다. 본 실시예의 사이클론 가이드부재는 사이클론 분리기(200)의 내벽부를 따라 나선형으로 형성된 가이드홈(230)일 수 있다. 본 실시예의 가이드홈(230)은 도 4에 도시한 바와 같이 단면이 반원형상을 가질 수 있다.

유입관(211)을 통해 고압으로 유입되는 세정수는 제1몸체(210)의 내벽부에 충돌하고 제1몸체(210)의 내벽부를 따라 회전하면서 사이클론 분리기(200)의 내부에서 사이클론을 형성하게 된다. 이때, 유입관(211)을 통해 유입되는 세정수는 사이클론 분리기(200)의 내벽부에 형성된 가이드홈(230)을 따라 회전이 유도됨으로써 사이클론이 더 용이하게 형성될 수 있다. 또한, 세정수에 포집된 입자성 물질이 사이클론 분리기(200)의 내벽부와 가이드홈(230)의 경계부 및 가이드홈(230)의 내벽부에 충돌되어 난반사되어 세정수로부터 분리됨으로써 사이클론 분리기(200)의 하부로 더 용이하게 낙하될 수 있게 된다.

이와 같은 세정수의 사이클론을 유도하기 위한 가이드홈(230)은 제1몸체(210)의 상부에서부터 제2몸체(220)의 하부까지 나선형을 이루면서 일체로 구비될 수 있다. 이와 달리 가이드홈(230)은 원통형의 제1몸체(210)의 내벽부에만 형성되고 원뿔대 형상의 제2몸체(220)에는 비형성될 수도 있다.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 사이클론 분리기의 단면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이 본 실시예의 사이클론 분리기(300)는 원통형의 제1몸체(310)와 단면이 원뿔대 형상인 제2몸체(320)로 구성되며, 내부에 세정수의 사이클론을 유도하기 위한 사이클론 가이드부재가 더 구비된다. 본 실시예의 사이클론 가이드부재는 사이클론 분리기(300)의 내벽부를 따라 나선형으로 형성된 가이드홈(330)일 수 있다. 본 실시예의 가이드홈(330)은 도 4에 도시한 바와 같이 단면이 사다리꼴의 형상을 가질 수 있다. 즉, 본 실시예의 가이드홈(330)은 사이클론 분리기(300)의 내벽면을 기준으로 가장 깊게 들어간 최내측 부위의 길이가 사이클론 분리기(300)의 내벽면과 연장된 최외측 부위의 단면 길이에 비해 작고, 최내측 부위의 양단부와 최외측 부위의 양단부에 경사면이 형성된 사다리꼴 단면을 가질 수 있다.

즉, 유입관(311)을 통해 고압으로 유입되는 세정수는 제1몸체(310)의 내벽부에 충돌하고 제1몸체(310)의 내벽부를 따라 회전하면서 사이클론 분리기(300)의 내부에서 사이클론을 형성하게 된다. 이때, 유입관(311)을 통해 유입되는 세정수는 사이클론 분리기(300)의 내벽부에 형성된 가이드홈(330)을 따라 회전이 유도됨으로써 사이클론이 더 용이하게 형성될 수 있다. 또한, 세정수에 포집된 입자성 물질이 사이클론 분리기(300)의 내벽부와 가이드홈(330)의 경계부, 가이드홈(330)의 최내측 부위 및 가이드홈(330)의 경사면에 충돌되어 난반사되어 세정수로부터 분리됨으로써 사이클론 분리기(300)의 하부로 더 용이하게 낙하될 수 있게 된다.

이와 같은 세정수의 사이클론을 유도하기 위한 가이드홈(330)은 제1몸체(310)의 상부에서부터 제2몸체의 하부까지 나선형을 이루면서 일체로 구비될 수 있다. 이와 달리 가이드홈(330)은 원통형의 제1몸체(310)의 내벽부에만 형성되고 원뿔대 형상의 제2몸체(320)에는 비형성될 수도 있다.

상술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예들의 사이클론 분리기는 유입구를 통해 유입된 고압 세정수가 가이드부(가이드베인, 가이드홈)를 통해 사이클론 분리기의 내벽부를 따라 회전되게 되며, 이때 세정수에 포집된 입자성 물질이 가이드부에 충돌되어 비산됨으로써 세정수로부터 분리되고 낙하되어 슬러지 탱크에 수집될 수 있다. 한편 회전되는 세정수는 단면 직경이 감소된 사이클론 분리기의 하측부(제2몸체)에서 상부의 배출구를 향해 용출(湧出)되어 배출구를 통해 배출되게 된다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

10: 배기가스 정화장치 20: 워터탱크
30: 세정액 저장탱크 40: 선택적 촉매 환원장치
50: 스크러버 60: 오일 분리장치
70: 중화제 주입장치 100,200,300: 사이클론 분리기

Claims (11)

1. 입자상 물질을 포함한 배기가스 유체로부터 입자상 물질을 분리하기 위한 사이클론 분리기에 있어서,
   상기 사이클론 분리기에 구비되어 고압의 배기가스 유체를 유입하는 유입관;
   상기 사이클론 분리기에 구비되어 용출되는 배기가스 유체를 배출하는 배출관;
   상기 사이클론 분리기에 구비되어 상기 배기가스 유체로부터 분리되어 낙하된 입자상 물질을 슬러지탱크로 배출하여 분리하는 분리관; 및
   상기 사이클론 분리기의 내부에 나선 형상으로 형성되어 상기 고압 배기가스 유체의 회전 및 상기 입자상 물질의 난반사를 유도하는 돌출형 가이드부재를 포함하는 배기가스 정화장치용 사이클론 분리기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 사이클론 분리기는, 상부 일측에 상기 유입관이 연결되고 상측 중앙부위에 상기 배출관이 연결되며 원통형상을 갖는 제1몸체; 및 상기 제1몸체에 일체로 연결되고 하측 중앙부위에 상기 분리관이 연결되며 단면이 원뿔대 형상을 갖는 제2몸체;로 구성되며,
   상기 가이드부재는 상기 제1몸체의 내벽부를 따라 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 배기가스 정화장치용 사이클론 분리기.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 사이클론 분리기는, 상부 일측에 상기 유입관이 연결되고 상측 중앙부위에 상기 배출관이 연결되며 원통형상을 갖는 제1몸체; 및 상기 제1몸체에 일체로 연결되고 하측 중앙부위에 상기 분리관이 연결되며 단면이 원뿔대 형상을 갖는 제2몸체;로 구성되며,
   상기 가이드부재는 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 내벽부를 따라 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 배기가스 정화장치용 사이클론 분리기.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 돌출형 가이드부재는 단면이 반타원형인 것을 특징으로 하는 배기가스 정화장치용 사이클론 분리기.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 가이드부재는 상기 사이클론 분리기의 중심부위에 인접하는 최상단 부위에 상기 입자상 물질과 충돌되어 상기 입자상 물질의 난반사 비산을 유도하는 비산돌기가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 배기가스 정화장치용 사이클론 분리기.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 비산돌기는 상기 가이드부재를 따라 등간격으로 복수개가 형성된 것을 특징으로 하는 배기가스 정화장치용 사이클론 분리기.
   
7. 입자상 물질을 포함한 배기가스 유체로부터 입자상 물질을 분리하기 위한 사이클론 분리기에 있어서,
   상기 사이클론 분리기에 구비되어 고압의 배기가스 유체를 유입하는 유입관;
   상기 사이클론 분리기에 구비되어 용출되는 배기가스 유체를 배출하는 배출관;
   상기 사이클론 분리기에 구비되어 상기 배기가스 유체로부터 분리되어 낙하된 입자상 물질을 슬러지탱크로 배출하여 분리하는 분리관; 및
   상기 사이클론 분리기의 내부에 나선 형상으로 형성되어 상기 고압 배기가스 유체의 회전 및 상기 입자상 물질의 난반사를 유도하는 홈 형상의 가이드부재를 포함하는 배기가스 정화장치용 사이클론 분리기.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 사이클론 분리기는, 상부 일측에 상기 유입관이 연결되고 상측 중앙부위에 상기 배출관이 연결되며 원통형상을 갖는 제1몸체; 및 상기 제1몸체에 일체로 연결되고 하측 중앙부위에 상기 분리관이 연결되며 단면이 원뿔대 형상을 갖는 제2몸체;로 구성되며,
   상기 가이드부재는 상기 제1몸체의 내벽부를 따라 형성된 나선형 홈인 것을 특징으로 하는 배기가스 정화장치용 사이클론 분리기.
   
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 사이클론 분리기는, 상부 일측에 상기 유입관이 연결되고 상측 중앙부위에 상기 배출관이 연결되며 원통형상을 갖는 제1몸체; 및 상기 제1몸체에 일체로 연결되고 하측 중앙부위에 상기 분리관이 연결되며 단면이 원뿔대 형상을 갖는 제2몸체;로 구성되며,
   상기 가이드부재는 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 내벽부를 따라 형성된 나선형 홈인 것을 특징으로 하는 배기가스 정화장치용 사이클론 분리기.
   
   
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 홈 형상의 가이드부재는 단면이 반원형인 것을 특징으로 하는 배기가스 정화장치용 사이클론 분리기.
    
11. 청구항 7에 있어서,
    상기 홈 형상의 가이드부재는 단면이 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 하는 배기가스 정화장치용 사이클론 분리기.
    

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