KR20230032068A - 유공을 갖는 베인형 미스트 엘리미네이터 - Google Patents

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KR20230032068A
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김성진
문명운
서정욱
이주희
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한국과학기술연구원
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • B01D45/08—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by impingement against baffle separators

Abstract

본 발명은 미스트 유입부와 유출부를 구비하는 하우징; 및 하우징 내부에 소정의 간격으로 평행하게 적층되는 복수의 단위 미스트 엘리미네이터 플레이트를 포함하고, 복수의 단위 미스트 엘리미네이터 플레이트 각각은, 미스트 유입부로부터 일 방향으로 경사지게 형성되는 제1 경사부; 및 제1 경사부의 말단으로부터 유출부 방향으로 제1 경사부의 경사 방향과 대향하는 반대 방향으로 경사지게 형성되는 제2 경사부를 포함하고, 제1 경사부와 제2 경사부는 한 쌍을 이루어 유입부와 유출부 사이에 복수로 형성되며, 제1 경사부 및 제2 경사부 중 하나 이상에는 복수의 유공이 형성되는 미스트 엘리미네이터에 관한 것이다.

Description

유공을 갖는 베인형 미스트 엘리미네이터{VANE TYPE MIST ELIMINATOR HAVING HOLL PATTERN}
본 발명은 미스트 엘리미네이터에 관한 것으로, 구체적으로, 관통형 유공 구조체를 갖는 플레이트를 계층적으로 형성시킴으로 백연(미스트)의 관성 충돌을 활성화시켜, 미스트의 포집 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 미스트 엘리미네이터에 관한 것이다.
일반적으로, 선박, 건물, 발전소 등의 냉각탑에서 배출되는 많은 양의 냉각수가 수증기로 하얗게 배출되는 현상인 백연 현상은 일부의 포화 습공기가 주변 공기에 의해 재응축되어 배출되는 것을 말한다. 이 현상은 냉각수에 포함된 염분, 화학 및 무기물질로 인해 주변의 산업 설비의 부식 및 토양의 오염을 일으키며 레지오넬라균이 번식된 냉각수가 비산되어 사회, 경제적인 문제를 일으킨다.
미스트 현상은 500 MW급 화력발전소의 경우 1대 당 하루 평균 24,000 톤 이상에 달할 정도로 막대하여 회수할 경우 수자원을 재활용할 수 있으며, 오염을 방지할 수 있다.
이러한 미스트 문제를 해결하기 위해 미스트 엘리미네이터와 관련한 많은 연구가 이루어지고 있다.
예를 들어, 미스트 엘리미네이터 기술은 미스트 입자와 플레이트 경사부 표면과의 관성 충돌을 유도하여 미세 액적을 포집하는 매커니즘을 통해 미스트를 제거하는 기술이다.
이러한 기술은 포집이 된 미세 액적이 중력에 의해 무동력 방식으로 수집이 될 수 있다는 장점이 있다. 앞서 말한 매커니즘은 관성 충돌을 유도할 수 있는 유동이 구조체에 따라 달라지기에 구조에 따라 포집 성능이 달라지게 된다. 이에 따라 미스트의 제거를 효과적으로 수행하기 위해 지그재그 경사부 구조의 미스트 엘리미네이터가 제안되었다. 지그재그 경사부 구조는 유동 방향을 급격하게 변화시켜 미스트 입자가 경사부에 효과적으로 관성 충돌할 수 있도록 하는 구조적 특징을 가지고 있다. 이에 따라 지그재그 경사부 구조에 대한 다양한 연구가 진행되었다.
예를 들어, 지그재그 경사부 구조는 유동 방향이 급격하게 변화하는 부분에서 관성 충돌이 일어나는 실면적이 줄어드는 문제가 존재하며 이를 해결하기 위해 배수로(drainge channel)를 도입하여 경사부와 유동이 더 많은 접촉 면적을 가질 수 있도록 하는 구조 연구가 진행되었다.
또한, 미스트 입자의 크기가 크면 관성력의 힘이 강하고, 크기가 작으면 항력의 힘이 강한 관계를 이용하여 크기가 큰 미스트 입자가 잘 포집될 수 있도록 갈고리형 미스트 엘리미네이터가 도입되었다.
하지만, 이러한 기존의 경사부 구조들은 포집 성능 향상에 있어 몇 가지 한계점을 가지고 있다. 첫째로는, 경사부 앞에서 유동이 우회하는 패턴을 보인다는 것이다. 이러한 한계점으로 인해 경사부에 관성 충돌하는 미스트의 양이 적어져 포집 효율이 낮아진다는 단점이 있다.
또한, 갈고리나 배수로(drainge)를 도입한 경사부 구조들의 경우 유효 채널 폭의 감소 및 난류 강도의 향상으로 유동 정체처럼 유동을 방해하는 경향이 발생하여 압력강하가 크게 나타난다는 것이다. 이러한 종류의 압력강하는 포집 효율의 상승으로 이어지지 않기에 불필요한 압력 상승으로 이어진다는 큰 단점이 있다.
세 번째로는, 미세 액적 포집 효율은 유동의 속도가 빨라질수록 증가하는 경향을 보이는데, 앞서 언급한 경사부는 유동이 우회하는 패턴으로 인해 충돌 속도를 빠르게 만드는 것이 어려워 특정 속도 이상에서 증가하는 경향이 나타나지 않는 한계속도가 존재한다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래의 미스트 회수 구조체들이 가지고 있는 문제점들을 해결하기 위해, 비투과성 경사부이었던 구조체들에 관통형 유공을 도입하여 유동이 우회하지 않도록 하여 포집 성능을 향상 시킬 수 있는 구조체를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 유동이 우회하지 않게 만드는 관통형 유공 구조체로 충돌 속도를 빠르게 만드는 것이 가능하여 종래의 경사부보다 높은 한계속도를 가지며, 속도 변화에 따른 포집 효율이 종래의 경사부보다 더 큰 증가 폭을 가지고 상승하는 구조체를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 관통형 유공 구조체의 경우, 유동을 방해하는 경향이 종래의 미스트 회수 구조체보다 적어 낮은 압력강하를 보여주며, 이를 통해 유동의 막힘 없이 포집 효율을 증가시켜 불필요한 압력 상승이 일어나지 않는 구조체를 제공하고자 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 미스트 유입부와 유출부를 구비하는 하우징; 및 하우징 내부에 소정의 간격으로 평행하게 적층되는 복수의 단위 미스트 엘리미네이터 플레이트를 포함하고, 복수의 단위 미스트 엘리미네이터 플레이트 각각은, 미스트 유입부로부터 일 방향으로 경사지게 형성되는 제1 경사부; 및 제1 경사부의 말단으로부터 유출부 방향으로 제1 경사부의 경사 방향과 대향하는 반대 방향으로 경사지게 형성되는 제2 경사부를 포함하고, 제1 경사부와 제2 경사부는 한 쌍을 이루어 유입부와 유출부 사이에 복수로 형성되며, 제1 경사부 및 제2 경사부 중 하나 이상에는 복수의 유공이 형성되는 미스트 엘리미네이터를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 제1 경사부 및 제2 경사부 사이의 각도는 45°로 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 단위 미스트 엘리미네이터 플레이트의 양단부에는 가이드부가 형성될 수 있다.
또한, 복수의 유공은 제1 경사부 또는 제2 경사부 전체에 배치되거나, 제1 경사부 또는 제2 경사부를 반으로 분할하였을 때 어느 한 쪽에만 배치되거나, 제1 경사부 또는 제2 경사부 중 미스트가 충돌하는 부분에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 복수의 유공은 선형으로 배치되어 서로 평행한게 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 복수의 유공의 형상은 원형, 타원형, 다각형 중 어느 하나가 될 수 있고, 그 크기는 지름 또는 대각선의 길이가 6mm 이상이며, 인접하는 유공과의 간격이 1mm 내지 10mm의 간격을 가지고 배치되는 메쉬 구조를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 복수의 유공의 형상은, 인접하는 유공과의 형상이 서로 상이하게 배치될 수 있다.
본 발명은 관통형 유공 구조체를 기존의 경사부 구조체와 계층적으로 형성시켜 복합 계층 포집 유동을 유도하는 효과가 있다. 복합 계층 포집 유동은 지그재그 유동(zigzag flow)과 국부적 유동(local flow)으로 구성되는데, 지그재그 유동은 지그재그 경사부 구조체에 형상을 따라 전체적으로 나타나는 유동을 의미하며, 국부적 유동은 관통형 유공을 통과하는 방향으로 지그재그 유동에서 작은 스케일로 나타나는 유동을 의미한다.
또한, 본 발명은 복합 계층 포집 유동의 유도로 미스트와 경사부 사이에 관성 충돌을 일으키는 상호작용을 활성화시켜 유동이 우회하지 않도록 하여 포집 성능을 향상시키는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 유동이 우회하지 않도록 하는 구조체로 충돌 속도를 빠르게 만드는 것이 가능하고, 이를 통해 기존의 경사부 구조체보다 높은 한계속도를 가지며, 속도 변화에 따른 포집 효율이 기존의 경사부보다 더 큰 증가 폭을 가지고 상승하는 구조체를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 유동 정체와 같은 유동을 방해하는 경향을 나타내지 않기에 압력강하가 기존의 경사부 구조체보다 낮게 나타나지만 높은 포집 효율을 가져 불필요한 압력 상승이 일어나지 않는다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미스트 엘리미네이터의 사진으로서, 그 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 단위 미스트 엘리미네이터 플레이트를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 복수의 단위 미스트 엘리미네이트 플레이트가 적층된 것을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 4는 (a) 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미스트 엘리미네이트 구성에서의 유동과 (b) 종래의 미스트 엘리미네이트의 구성에서의 유동을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 단위 미스트 엘리미네이트 구성에서, 제1 경사부 또는 제2 경사부를 반으로 분할하였을 때, 어느 한 쪽에만 유공이 배치되는 것을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유공 형상의 여러 실시예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유공 형상 메쉬 구조의 여러 실시예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 사각형의 유공을 갖는 메쉬 구조의 여러 실시에를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 복수의 유공이 선형으로 배치되는 것을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미스트 엘리미네이터 구성에 있어서, 불규칙적인 유공 형상, 규칙적인 유공 형상 및 종래의 무공 형상으로 구성된 경우의 미스트 포집 효율을 각각 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미스트 엘리미네이터 구성과 종래의 무공 형상으로 구성된 미스트 엘리미네이터의 미스트 포집 효율을 속도에 따라 각각 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미스트 엘리미네이터 구성에 있어서, 유공 간격에 따른 미스트 포집 효율을 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미스트 엘리미네이터 구성에 있어서, 유공 크기에 따른 미스트 포집 효율을 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 기준으로 본 발명의 바람직한 실시 형태를 통하여, 본 발명에 따른 미스트 엘리미네이터(1)에 대하여 설명하기로 한다.
설명에 앞서, 여러 실시 형태에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시 형태에서 설명하고, 그 외의 실시 형태에서는 다른 구성 요소에 대해서만 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미스트 엘리미네이터의 사진으로서, 그 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미스트 엘리미네이터는 미스트 유입부(30)와 유출부(40)를 갖는 하우징(10) 내부에 복수의 단위 미스트 엘리미네이터 플레이트(20)가 소정의 간격으로 평행하게 적층되는 구성을 갖는다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 단위 미스트 엘리미네이터 플레이트(10)를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 단위 미스트 엘리미네이터 플레이트(20) 각각은, 미스트 유입부(30)로부터 일 방향으로 경사지게 형성되는 제1 경사부(21)와 이러한 제1 경사부(21)의 말단으로부터 유출부(40) 방향으로 제1 경사부(21)의 경사 방향과 대향하는 반대 방향으로 경사지게 형성되는 제2 경사부(22)를 포함하고 있으며, 제1 경사부(21)와 제2 경사부(22)는 한 쌍을 이루어 유입부(30)와 유출부(40) 사이에서 복수의 쌍으로 형성된다.
한편, 제1 경사부(21)와 제2 경사부(22) 사이의 각도는 45˚를 이루는 것이 바람직하여, 45° 미만은 미스트 입자와 제1 및 제2 경사부(21, 22)의 직접적인 충격이 많아져 압력강하의 급격한 상승이 나타나는 문제점이 있다. 또한, 45˚를 초과하는 경우, 제1 및 제2 경사부(21, 22)와 미스트 입자 유동이 상호 작용하는 면적이 줄어서 미스트 입자 수집 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 경사부(21)와 제2 경사부(22)에는 복수의 유공(23)이 형성되어 있으며, 이러한 유공(23)과 관련하는 사항은 아래에서 상세히 후술하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 복수의 단위 미스트 엘리미네이트 플레이트(20)가 적층된 것을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 단위 미스트 엘리미네이터 플레이트(20)의 양단부에는 가이드부(24)가 형성되어 있다. 이러한 가이드부(24)는 미스트의 유동 방향과 수직으로 형성되어 미스트의 유동을 균일하게 만들어 미스트의 유동을 안정적으로 유도할 수 있다. 따라서, 미스트 유동의 압력 손실을 줄일 수 있다.
또한, 단위 미스트 엘리미네이터 플레이트는 수평 방향으로 간격(g1)만큼 서로 이격되어 적층되어 이러한 간격(g1) 사이로 미스트 유동이 유도될 수 있다. 이 때, 간격(g1)은 25mm 내지 50 mm가 될 수 있다.
도 4는 (a) 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미스트 엘리미네이트 구성에서의 유동과 (b) 종래의 미스트 엘리미네이트의 구성에서의 유동을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미스트 엘리미네이터(1)는 유공이 배치된 경사부(21, 22)에서 복합 계층 포집 유동이 유도되는데, 이러한 복합 계층 포집 유동은 지그재그 유동과 국부적 유동으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 지그재그 유동은 지그재그 형상에 영향을 받아 전체적으로 나타나는 유동을 의미하며, 국부적 유동은 관통형 유공의 영향을 받아 유공을 통과하는 방향으로 지그재그 유동에서 작은 스케일로 나타나는 유동이 동시에 발생한다.
그러나, 도 4b에 도시된 바와 같이, 종래의 미스트 엘리미네이터는 지그재그 유동만 유도되고, 국부적 유동은 발생하지 않는다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 단위 미스트 엘리미네이트 구성에서 복수의 유공(23)이 배치되는 다른 실시 형태를 나타낸다.
도 2의 실시 형태에서는 복수의 유공(23)이 경사부(21, 22) 전체에 걸쳐 균일하게 배치될 수 있는데, 다른 실시 형태로서, 복수의 유공(23)이 경사부(21, 22)의 일부에만 배치될 수도 있는데, 도 5에 도시된 실시 형태에서는 제1 경사부(21) 또는 제2 경사부(22)를 반으로 분할하였을 때, 어느 한 쪽에만 유공(23)이 배치된 것을 나타낸다.
도 5에 도시된 바와 같이, 불규칙적 유공 형상은 일부 면적에만 유공(23)을 가진 경사부(21, 22)에서 미스트를 포집하는 역할을 하게 되어 이를 포집 경사부로 지칭하겠으며, 유공이 형성되지 않는 부분에서는 미스트의 유동을 가속하는 역할을 하게 되어 이를 가속 경사부로 지칭하기로 한다.
구체적으로, 가속 경사부는 미스트 유동이 처음 유입되는 부분에 형성되어, 지그재그 유동(zigzag flow)을 가속하는 역할을 하여, 포집 경사부에 규칙적 유공 형상보다 효과적으로 관성 충돌을 할 수 있도록 유도한다. 이 때, 포집 경사부는 유체 역학적으로 미스트 유동이 집중적으로 충돌하는 일부 면적에만 유공(23)을 배열하여 계층적 유동을 유도할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유공(23) 형상의 여러 실시예를 개략적으로 나타내고, 도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유공(23) 형상 메쉬 구조의 여러 실시예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1 및 제2 경사부(21, 22)는 사각형(도 6a), 원형(도 6b) 또는 타원형이나 오각형(도 6c)와 같은 다각형 형상을 가지는 관통형 유공(23)이 배열되어 구성된다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 사각형의 유공(23)은 인접하는 유공 사이의 가장 가까운 거리를 유공 간격이라 할 때, 유공 간격(g3)을 가지고 배열되며, 유공(23)의 지름 또는 대각선의 길이(w1)를 가지고 구성될 수 있다.
한편, 오각형과 원형의 유공을 갖는 메쉬 구조는 도 7b와 도 7c에 도시하였으며, 마찬가지로 유공 간격(g2)을 가지고 배열되며, 유공(23)의 지름 또는 대각선의 길이(w4)를 가지고 구성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 사각형의 유공(23)을 갖는 메쉬 구조의 여러 실시예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 사각형 유공(23)은 일정한 유공 간격(g3)를 가지고 배열되어 메쉬 구조를 이룰 수 있다. 예를 들어, 유공 간격(g3)이 도 8(a)는 1mm를, 도 8(b)는 5mm를, 도 8(c)는 10mm를 가지고 메쉬 구조를 형성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 복수의 유공(23)이 선형으로 배치되는 것을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 인접하는 복수의 유공(23)들이 서로 연결되어, 전체적으로 경사부(21, 22)에 슬롯이 선형으로 배치되는 실시예를 고려할 수도 있다.
한편, 도면에 구체적으로 도시하지는 않았지만, 복수의 유공(23) 형상이 인접하는 유공(23)끼리 서로 형상이 상이하도록 불규칙하게 배치되는 실시예도 고려할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미스트 엘리미네이터(1) 구성에 있어서, 불규칙적인 유공 형상, 규칙적인 유공 형상 및 종래의 무공 형상으로 구성된 경우의 미스트 포집 효율을 각각 나타내는 그래프이다.
실험을 위해, 미스트 엘리미네이터가 도 2에 도시된 규칙적(regular) 유공 형상, 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 불규칙적(irregular) 유공 형상 및 도 4(b)에 도시된 무공(no hole) 형상으로 구성되었을 때의 미스트 포집 효율을 비교하였다.
구체적으로, 전술한 미스트 엘리미네이터를 제작하기 위해 PLA(Poly Lactic Acid) 필라멘트를 사용하여 3D 프린팅 방법을 사용하여 출력해 제작하였으며, 안정적이고 정확한 실험을 위해 아크릴을 사용하여 사각형의 닫힌 시스템을 제작하여 속도 1.7m/s의 조건에서 약 15분간 실험을 진행하였다.
도 10에 도시된 바와 같이, 규칙적(regular) 유공 형상을 가지는 미스트 엘리미네이터가 무공(no hole) 경사부로 구성된 미스트 엘리미네이터에 비해 약 24.83%(± 0.73%)만큼 미스트 포집 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 불규칙적(irregular) 유공 형상 중 도 5(a)의 형상으로 구성된 미스트 엘리미네이터는 규칙적(regular) 유공 형상으로 구성된 미스트 엘리미네이터에 비해 약 4.42%(± 0.17%) 높은 미스트 포집 효율을 갖는 것을 확인할 수 있다.
이를 통해, 유공 경사부를 갖는 미스트 엘리미네이터(1)에서 지그재그 유동(zigzag flow)과 국부적 유동(local flow)으로 구성되는 복합 계층 포집 유동이 일어남에 의해서 미스트의 관성 충돌이 종래의 무공 엘리미네이터보다 활성화되어, 미스트 포집성이 향상됨을 확인할 수 있다.
또한, 규칙적(regular) 유공 형상보다 불규칙적(irregular) 유공 형상 중 도 5(a)의 형상이 미스트 포집성에서 우수함을 확인할 수 있다. 이를 통해, 유동이 집중적으로 충돌하는 혼합형 포집 경사부의 아랫 부분에만 유공(23)을 구성하고 나머지 부분에는 무공 경사부로 구성하여, 직진 관성이 가속되는 것이 미스트 포집 효율 향상에 도움을 준다는 것을 확인할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미스트 엘리미네이터 구성과 종래의 무공 형상으로 구성된 미스트 엘리미네이터의 미스트 포집 효율을 속도에 따라 각각 나타내는 그래프이다.
본 실시예에서는 유공 경사부를 갖는 미스트 엘리미네이터(1)와 종래의 무공 형상을 가지는 미스트 엘리미네이터의 미스트 포집 효율을 비교하기 위해 각각 제작하여 사용하였다. 유동의 속도 변화에 따른 포집 효율을 비교하기 위해 1.7m/s와 0.9m/s 조건을 가지고 약 15분간 실험을 진행하였다.
도 11에 도시된 바와 같이, 규칙적(regular) 유공 형상으로 구성된 유공 경사부를 갖는 미스트 엘리미네이터(1)가 속도가 증가함에 따라 미스트 포집 효율이 약 13.97%(±0.32%) 향상되었고, 종래의 무공 형상으로 구성된 미스트 엘리미네이터의 경우 약 4.64%(±0.14%) 향상되었다.
이를 통해, 종래의 무공 형상보다 규칙적(regular) 유공 형상으로 구성된 미스트 엘리미네이터가 속도가 증가함에 따라 포집 효율의 상승 폭이 커짐을 확인할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미스트 엘리미네이터 구성에 있어서, 유공 간격에 따른 미스트 포집 효율을 나타내는 그래프이다.
본 실시예에서는 규칙적 유공 형상(2)의 유공 간격(g3)을 1mm, 5mm와 10mm로 증가시켜 종래의 무공 형상과 비교하였다. 유동의 속도는 1.7m/s인 조건에서 약 15분간 진행되었다.
유공 간격(g3)이 커짐에 따라 유공(23)의 총면적이 감소하기 때문에, 종래의 무공 형상과 비슷한 형상을 가지게 된다. 도 12에 도시된 바와 같이, 유공(23)의 총면적이 감소함에 따라 미스트 포집 효율이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 유공(23)에 의해 나타나는 복합 계층 포집 유동이 미스트 포집 효율 향상에 도움을 준다는 것을 확인할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미스트 엘리미네이터 구성에 있어서, 유공 크기에 따른 미스트 포집 효율을 나타내는 그래프이다.
본 실시예에서는 규칙적 유공 형상의 정사각형 유공 형상의 크기를 2mm, 6mm로 증가시켜 종래의 무공 형상과 비교하였다. 유동의 속도는 0.9m/s인 조건에서 약 15분간 진행되었다.
도 13에 도시된 바와 같이, 유공 형상의 크기가 작아질수록 액막의 막힘이 발생하여 무공과 비슷한 미스트 포집 효율을 가지는 것을 확인할 수 있다. 이는 액막의 막힘에 의해 유공 형상을 통과하며 형성되던 복합 계층 포집 유동의 발생이 방해되기 때문이다. 구체적으로, 6mm 이상의 유공 형상 크기를 가질 경우엔 액막의 막힘이 발생하지 않아 2mm 형상 크기보다 향상된 미스트 포집 효율을 보이는 것을 확인할 수 있다.
전술한 설명들을 참고하여, 본 발명이 속하는 기술 분야의 종사자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 지금까지 전술한 실시 형태는 모든 면에서 예시적인 것으로서, 본 발명을 실시 형태들에 한정하기 위한 것이 아님을 이해하여야만 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 균등한 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 미스트 엘리미네이터
10 하우징
30 미스트 유입부
40 미스트 유출부
20 단위 미스트 엘리미네이터 플레이트
21 제1 경사부
22 제2 경사부
23 유공
24 가이드부
g1 단위 미스트 엘리미네이터 플레이트 간격
g2, g3 유공 간격
w1, w4 유공 크기

Claims (11)

  1. 미스트 유입부와 유출부를 구비하는 하우징; 및
    상기 하우징 내부에 소정의 간격으로 평행하게 적층되는 복수의 단위 미스트 엘리미네이터 플레이트를 포함하고,
    상기 복수의 단위 미스트 엘리미네이터 플레이트 각각은,
    상기 미스트 유입부로부터 일 방향으로 경사지게 형성되는 제1 경사부; 및
    상기 제1 경사부의 말단으로부터 유출부 방향으로 상기 제1 경사부의 경사 방향과 대향하는 반대 방향으로 경사지게 형성되는 제2 경사부를 포함하고,
    상기 제1 경사부와 상기 제2 경사부는 한 쌍을 이루어 상기 유입부와 상기 유출부 사이에 복수로 형성되며,
    상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부 중 하나 이상에는 복수의 유공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미스트 엘리미네이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부 사이의 각도는 45°로 배치되는 것을 특징으로 하는 미스트 엘리미네이터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 미스트 엘리미네이터 플레이트의 양단부에는 가이드부가 형성되는 것을 특징으로 하는 미스트 엘리미네이터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유공은 상기 제1 경사부 또는 상기 제2 경사부 전체에 배치되는 것을 특징으로 하는 미스트 엘리미네이터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유공은, 상기 제1 경사부 또는 상기 제2 경사부를 반으로 분할하였을 때 어느 한 쪽에만 배치되는 것을 특징으로 하는 미스트 엘리미네이터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유공은, 상기 제1 경사부 또는 상기 제2 경사부 중 미스트가 충돌하는 부분에 배치되는 것을 특징으로 하는 미스트 엘리미네이터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유공은 선형으로 배치되어 서로 평행한 것을 특징으로 하는 미스트 엘리미네이너
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유공의 형상은 원형, 타원형, 다각형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 미스트 엘리미네이터.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 유공의 크기는 지름 또는 대각선의 길이가 6mm 이상인 것을 특징으로 미스트 엘리미네이터.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 유공은, 인접하는 유공과의 간격이 1mm 내지 10mm의 간격을 가지고 배치되는 메쉬 구조인 것을 특징으로 하는 미스트 엘리미네이터.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유공의 형상은, 인접하는 유공과의 형상이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 미스트 엘리미네이터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116688654A (zh) * 2023-08-04 2023-09-05 江苏河海新动力有限公司 除雾件及除雾器

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