WO2020013483A1 - 배기가스 희석장치 - Google Patents

배기가스 희석장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2020013483A1
WO2020013483A1 PCT/KR2019/007673 KR2019007673W WO2020013483A1 WO 2020013483 A1 WO2020013483 A1 WO 2020013483A1 KR 2019007673 W KR2019007673 W KR 2019007673W WO 2020013483 A1 WO2020013483 A1 WO 2020013483A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dilution
exhaust gas
gas
hole
air
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/007673
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
한방우
우창규
김학준
김용진
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to US17/258,979 priority Critical patent/US11474008B2/en
Publication of WO2020013483A1 publication Critical patent/WO2020013483A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2247—Sampling from a flowing stream of gas
    • G01N1/2258—Sampling from a flowing stream of gas in a stack or chimney
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2247—Sampling from a flowing stream of gas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/38—Diluting, dispersing or mixing samples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N2001/2244—Exhaled gas, e.g. alcohol detecting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2247—Sampling from a flowing stream of gas
    • G01N1/2258—Sampling from a flowing stream of gas in a stack or chimney
    • G01N2001/2261—Sampling from a flowing stream of gas in a stack or chimney preventing condensation (heating lines)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2247—Sampling from a flowing stream of gas
    • G01N2001/2264—Sampling from a flowing stream of gas with dilution

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas dilution device, and more particularly, to an exhaust gas dilution device capable of increasing measurement accuracy.
  • the particle dilution device When the concentration of the sampled particles exceeds the measurement range of the particle counter, the particle dilution device is installed at the front of the particle counter and dilutes the sampled particles at a constant dilution ratio, and then transferred to the particle counter to measure even the highest concentration of sampled particles. It is a device that can do it.
  • the particle dilution apparatus includes a mixing chamber in which the gas to be measured is introduced and mixed with the dilution air to produce a primary dilution gas, and an ejector that mixes the dilution air with the primary dilution gas and delivers it to the particle counter. It includes.
  • the particle counter measures the particle concentration of the diluted dilution gas, and converts the concentration of the particle to be measured based on this.
  • the particles included in the diluent gas supplied to the particle counter Since the number of is already small, the concentration of the particles converted based on this is different from the concentration of the actual particle to be measured.
  • One aspect of the present invention is to provide an exhaust gas dilution apparatus that can increase the measurement accuracy.
  • One embodiment of the present invention includes a head portion having a through-hole formed in the center axis direction so as to be connected to the space portion and the exhaust gas flows; An ejector portion coupled to the head portion, the ejector portion having a first discharge hole formed through the center axis to be connected to the through hole and connected to a first inlet port through which primary dilution air is supplied; The exhaust gas introduced into the space is sucked into the first discharge hole through the through hole and the primary dilution air is moved through the first discharge hole to suck the exhaust gas into the first discharge hole.
  • a nozzle unit having a second discharge hole formed therethrough in the axial direction; And a first flow path unit through which the first dilution gas discharged after being generated by mixing the exhaust gas and the primary dilution air in the first discharge hole is connected, and the second dilution air is connected to the first flow path unit. It provides an exhaust gas dilution device having a second flow path for guiding mixing with the primary dilution gas, and a dilution unit for mixing the primary dilution gas and the secondary dilution air to produce a secondary dilution gas.
  • the first discharge hole is formed at a rear end of the ejector part and connected to the first inlet, an acceleration part formed at the front end of the suction part, and formed at the front end of the acceleration part.
  • the nozzle portion is a flange portion coupled to the inner surface of the space portion, a connecting portion connected to the flange portion and provided inside the through hole and the suction portion, and formed in the front end of the connecting portion and the acceleration portion It may have a nozzle tip portion having an outer diameter corresponding to the inner diameter is inserted into the accelerator.
  • the nozzle tip portion may have a first discharge passage for discharging the primary dilution air introduced into the suction portion to the diffusion portion on the outer peripheral surface.
  • the first discharge passage may be formed spirally.
  • the first discharge passage may be formed in the axial direction of the nozzle tip portion, and may be formed in plural at predetermined intervals along the circumferential direction of the nozzle tip portion.
  • the accelerator may have a second discharge passage for discharging the primary dilution air flowing into the suction unit on the inner peripheral surface to the diffusion unit.
  • the second discharge passage may be formed spirally.
  • the second discharge passage may be formed in an axial direction of the accelerator, and a plurality of second discharge passages may be formed at predetermined intervals along the circumferential direction of the accelerator.
  • the primary dilution air is supplied at a temperature of 150 °C to 250 °C so that the primary dilution gas is produced by the high temperature dilution method, the secondary dilution gas is generated by the room temperature dilution method
  • Secondary dilution air may be supplied at a temperature of 10 °C to 30 °C.
  • a plurality of through-holes may be formed in the first flow path to pass through the secondary dilution air.
  • the first dilution air moving at a high speed through the first discharge passage can effectively reduce the pressure in the diffusion, because the exhaust gas can be moved smoothly through the nozzle, There is an advantage that the compressed air for moving the exhaust gas is unnecessary.
  • the secondary dilution air flows in the direction of the center of the first flow path by the through hole formed in the first flow path, the number of particles of the exhaust gas that is stuck to the inner circumferential surface of the first flow path is reduced. Can be.
  • the secondary dilution air is introduced into the first flow path through the through hole, the exhaust gas particles stuck to the inner circumferential surface of the first flow path may fall off. Accordingly, the loss of particles can be effectively improved in the course of the exhaust gas becoming the secondary diluent gas.
  • the dilution rate may be increased.
  • the exhaust gas is mixed with high temperature primary dilution air to be dilute at high temperature, and then mixed with the secondary dilution air at room temperature to be dilute to room temperature, whereby water in the exhaust gas is dropletized. Can be prevented, through which the measurement accuracy of the particles can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an exhaust gas dilution device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an exhaust gas dilution device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is an exploded cross-sectional view showing the nozzle part of the exhaust gas dilution device according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a graph for explaining the effect of the dilution temperature in the exhaust gas dilution apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a nozzle unit of the exhaust gas dilution device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing another form of the nozzle unit of the exhaust gas dilution device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the direction A-A of FIG. 6.
  • FIG. 8 is an exploded cross-sectional view showing a nozzle part of an exhaust gas dilution device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an exploded cross-sectional view showing another form of the nozzle unit of the exhaust gas dilution device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the B-B direction of FIG. 9.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an exhaust gas dilution device according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view of the exhaust gas dilution device according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a first embodiment of the present invention The exploded sectional view centering on the nozzle part of the exhaust gas dilution apparatus which concerns on an example.
  • the exhaust gas dilution apparatus may include a head part 100, an ejector part 200, a nozzle part 300, and a dilution part 400.
  • the head part 100 may have a space part 111 into which the exhaust gas 1 flows, and a through hole 112 formed through the center axis direction so as to be connected to the space part 111.
  • the ejector part 200 is coupled to the head part 100, and the first inlet 220 for guiding the primary dilution air 2 which is penetrated and supplied in the center axis direction so as to be connected to the through hole 112. It may have a first discharge hole 210 connected to the.
  • the nozzle unit 300 is inserted into the first discharge hole 210 through the through hole 112, and the space portion 111 as the primary dilution air 2 is moved through the first discharge hole 210.
  • the dilution unit 400 is a first flow path unit 410 into which the first dilution gas discharged after being generated by mixing the exhaust gas 1 and the primary dilution air 2 in the first discharge hole 210 is introduced. ), And the second dilution air 3, which is connected to the first channel part 410 and supplied, guides the second dilution air 3 to be mixed with the primary dilution gas.
  • the first dilution gas and the second dilution air 3 may be mixed to generate a second dilution gas.
  • the secondary dilution gas thus generated may be supplied to a particle counter (not shown).
  • the head part 100 may have a space part 111 into which the exhaust gas 1 flows, and a through hole 112 formed through the center axis direction so as to be connected to the space part 111.
  • the front end / front end / front, the rear end / rear end / rear will be described based on the flow direction of the exhaust gas. That is, when the exhaust gas is moved from the first point to the second point, the first point is defined as the rear end / rear end / rear, and the second point is defined as the front end / front end / front.
  • the through hole 112 may be formed at the front end of the head portion 100.
  • a stepped protrusion 120 may be formed at the front end of the head part 100.
  • the stepped protrusion 120 may be formed along the circumferential direction.
  • a cover (not shown) for sealing the space 111 may be provided at the rear end of the head 100, and exhaust gas may be introduced into the space 111 through the cover.
  • the exhaust gas may be an example of a measurement target, and the measurement target is not necessarily limited to the exhaust gas.
  • the measurement target is the smoke of the chimney
  • the chimney may be provided with a flow path for absorbing a portion of the smoke, the smoke moved through the flow path through the cover portion 111 of the head portion 100 Can be supplied.
  • a heater (not shown) may be further provided at the rear end of the head part 100.
  • the heater may heat the exhaust gas supplied to the space 111.
  • the exhaust gas may be heated to a temperature of 150 °C to 250 °C by the heater.
  • the ejector unit 200 may be coupled to the front end of the head unit 100.
  • the first step groove 230 may be formed at the rear end of the ejector unit 200, and the step protrusion 120 of the head unit 100 may be inserted into the first step groove 230.
  • the unit 100 and the ejector unit 200 may be combined to have the same central axis.
  • the ejector unit 200 may have a first discharge hole 210 formed through the central axis direction.
  • the first discharge hole 210 may have a suction part 211, an acceleration part 212, and a diffusion part 213.
  • the suction part 211 may be formed at the rear end of the ejector part 200, and may be formed such that the inner diameter thereof becomes smaller toward the front.
  • the accelerator 212 may be formed at the front end of the suction unit 211 and connected to the suction unit 211.
  • the accelerator 212 may be formed to have the same inner diameter.
  • the diffusion part 213 may be formed at the front end of the accelerator 212 and connected to the accelerator 212.
  • the diffusion part 213 may be formed to increase inward diameter toward the front.
  • the ejector unit 200 may have a first inlet 220.
  • the first inlet 220 may be formed to penetrate in the radial direction, and may be connected to the suction part 211.
  • the first inlet 220 may guide the primary dilution air 2 supplied from the outside to the suction unit 211.
  • a first pipe 221 may be coupled to the first inlet 220 to guide the inflow of the primary dilution air 2 from the outside.
  • the primary dilution air may be hot air, and the primary dilution air may be supplied at a temperature of 150 ° C to 250 ° C.
  • the nozzle part 300 may have a flange part 310, a connection part 320, and a nozzle tip part 330.
  • the flange portion 310 may be coupled to the inner side surface of the space 111.
  • the flange portion 310 may be coupled to the head portion 100 by a fastening member such as a bolt, and may be detachable from the head portion 100.
  • connection part 320 may be connected to the flange part 310 and extend forward.
  • the connection part 320 may extend through the head part 100 through the through hole 112 of the head part 100, and may be provided inside the suction part 211.
  • the connection part 320 may be formed to have a smaller diameter toward the front direction.
  • the nozzle tip part 330 may be formed at the front end of the connection part 320 and may be inserted into the accelerator 212.
  • the nozzle tip part 330 may have an outer diameter of a size corresponding to the inner diameter of the accelerator 212.
  • the nozzle unit 300 may have a second discharge hole 340, and the second discharge hole 340 may be formed to penetrate in the direction of the central axis of the nozzle unit 300.
  • the portion formed in the connection portion 320 of the second discharge hole 340 may be formed so as to decrease the inner diameter toward the front, the portion formed in the nozzle tip portion 330 may be formed with the same inner diameter.
  • the nozzle tip portion 330 may have a first discharge passage 331 on the outer peripheral surface.
  • the first discharge passage 331 may be formed in a spiral recessed shape (spiral recessed groove in a spiral shape) on the outer circumferential surface of the nozzle tip portion 330 (see FIG. 5). Accordingly, when the nozzle tip portion 330 is inserted into the accelerator 212, the suction portion 211 and the diffusion portion 213 may be connected by the first discharge passage 331.
  • the primary dilution air 2 supplied through the first inlet 220 may flow into the suction unit 211 and move to the diffusion unit 213 through the first discharge passage 331.
  • the first dilution air passes through the first discharge passage 331 having a small cross-sectional area, and the flow rate is increased.
  • the pressure decreases while the speed decreases.
  • a pressure difference occurs between the diffusion part 213 and the space part 111, and the exhaust gas of the space part 111 flows into the second discharge hole 340 to be moved and is supplied to the diffusion part 213. do. Since the first dilution air moving through the first discharge passage 331 can be induced by the centrifugal force while causing the vortex in the diffusion portion 213, the pressure at the rear end of the diffusion portion 213 can be lowered more effectively.
  • the angle and interval of the first discharge passage 331 can be adjusted, through which the flow rate and pressure of the primary dilution air can be controlled.
  • the cross-sectional area of the gap between the nozzle tip portion 330 and the acceleration portion 212 varies depending on the position and passes through the primary.
  • the flow rate of the dilution air is also different, and effective pressure reduction may not be achieved at the rear end of the diffusion portion 213. Then, the exhaust gas may not be stably moved through the second discharge hole 340.
  • the nozzle tip 330 accelerates. It may be located on the same central axis as the portion 212. Therefore, the flow rate of the primary dilution air is the same at any position between the nozzle tip portion 330 and the acceleration portion 212, the effective pressure is reduced in the diffusion portion 213 to exhaust gas through the second discharge hole 340 Can be moved stably. And, according to this, since the exhaust gas can be smoothly moved due to the effective decompression made in the diffusion 213, there is an advantage that the compressed air for moving the exhaust gas is unnecessary.
  • the exhaust gas dilution device may further include a first adapter part 500 and a second adapter part 550.
  • the first adapter unit 500 may be coupled to the front end of the ejector unit 200.
  • An extended diffusion part 501 may be formed in the first adapter part 500 in the axial direction.
  • the extended diffusion part 501 may be formed to have an inner diameter that increases toward the front direction, and may be formed to be continuous with the diffusion part 213 of the ejector part 200.
  • the first adapter part 500 may have a second step groove 502 on the outer peripheral surface of the front end part.
  • the second adapter 550 may be coupled to the front end of the first adapter 500.
  • the second adapter part 550 may have a flow path hole 551 penetrating in the axial direction, and the flow path hole 551 may be connected to the extension diffusion part 501 of the first adapter part 500.
  • the primary dilution gas generated by mixing the primary dilution air introduced into the first inlet 220 and the exhaust gas supplied through the second discharge hole 340 in the diffusion unit 213 may be an extended diffusion unit 501 and It may be moved through the passage hole 551.
  • the second adapter portion 550 may have a third step groove 552 on the outer peripheral surface of the front end portion.
  • the dilution unit 400 may be coupled to the front end of the second adapter unit 550.
  • the dilution unit 400 may have a first flow passage 410 and a second flow passage 420.
  • the rear end portion of the first channel portion 410 may be coupled to the third step groove 552 of the second adapter portion 550.
  • the first flow path part 410 may be formed to be continuous to the flow path hole 551 of the second adapter part 550, and the primary dilution gas generated in the diffusion part 213 may be transferred to the first flow path part 410. Can be moved.
  • a plurality of through holes 411 may be formed through the first flow path part 410.
  • the second channel part 420 may be provided to surround the first channel part 410 on the outside of the first channel part 410.
  • the rear end of the second flow path part 420 may be coupled to the second step groove 502 of the first adapter part 500.
  • a second inlet 440 may be formed in the second flow path 420, and the second inlet 440 may be formed in the front end portion of the outer circumferential surface of the second flow path 420.
  • Second dilution air 3 may be introduced through the second inlet 440, and a second pipe 441 may be connected to the second inlet 440 to guide the secondary dilution air from the outside.
  • the dilution unit 400 may have a guide wall 430.
  • the guide wall 430 may be provided between the first channel part 410 and the second channel part 420.
  • the rear end portion of the guide wall 430 may be spaced apart from the front end portion of the first adapter portion 500.
  • the space between the first flow path part 410 and the second flow path part 420 may be largely partitioned by the guide wall 430, the second dilution air flowing through the second inlet 440.
  • the flow length of can be long. That is, the secondary dilution air flowing through the second inlet 440 is moved backward in the space between the second flow path 420 and the guide wall 430, and the guide wall 430 and the first adapter. It may be moved to a space between the first flow path portion 410 and the guide wall 430 through the space between the portion 500. Then, the inside of the first flow path portion 410 through the through hole 411, and may be mixed with the primary dilution gas to generate a secondary dilution gas.
  • the area of the outer circumferential surface of the first channel part 410 is reduced to form the plurality of through holes 411 as a whole in the first channel part 410. Therefore, the number of particles that adhere to the inner circumferential surface of the first flow path part 410 in the exhaust gas particles of the primary dilution gas can be reduced, so that the exhaust gas particle loss can be reduced.
  • the exhaust gas particles stuck to the inner circumferential surface of the first flow path part 410 may fall off. Accordingly, most of the particles in the exhaust gas moved from the first flow passage part 410 may be mixed with the secondary dilution air, and the loss of particles in the process of the exhaust gas becoming the secondary dilution gas is effectively reduced. Can be.
  • the exhaust gas dilution apparatus may include a diffusion tube part 570, a stopper 580, and an exhaust pipe 590.
  • the diffusion tube part 570 may be coupled to the front end of the dilution unit 400.
  • the diffusion tube portion 570 may have a coupling groove 572 at the rear end thereof.
  • the coupling groove 572 may be formed in the circumferential direction, and the front end of the guide wall 430 may be inserted into the coupling groove 572.
  • the rear end of the diffusion tube part 570 may be inserted into and coupled to the inner side of the second flow path part 420.
  • the diffusion tube portion 570 may have an additional diffusion portion 571 formed through the axial direction.
  • the additional diffusion part 571 may be formed to have an inner diameter that increases toward the front direction, and the secondary dilution gas generated in the dilution part 400 may be moved to the additional diffusion part 571.
  • the stopper 580 may be coupled to the front end of the diffusion tube 570.
  • the stopper 580 may seal the front end of the diffusion tube 570.
  • the discharge pipe 590 may be coupled to the stopper 580.
  • a plurality of discharge pipes 590 may be combined.
  • the plug portion 580 may be formed through the connection hole 581 so that the discharge pipe 590 is coupled, the secondary dilution gas of the additional diffusion unit 571 is moved to the discharge pipe 590 through the connection hole (581). Can be.
  • a particle counter (not shown) may be connected to the discharge pipe 590, and the secondary dilution gas may be moved to the particle counter through the discharge pipe 590.
  • the exhaust gas is mixed with the primary dilution air in the ejector unit 200 to be diluted first, and the dilution rate is mixed by mixing with the secondary dilution air in the dilution unit 400 to make the second dilution rate.
  • This can be high.
  • the primary dilution air supplied to the ejector unit 200 may be 150 ° C to 250 ° C of hot air, and the primary dilution gas generated in the ejector unit 200 may be generated by a high temperature dilution method. Can be.
  • the secondary dilution air supplied to the dilution unit 400 may be air at room temperature, and may be supplied at a temperature of 10 ° C. to 30 ° C. Secondary dilution gas generated in the dilution unit 400 may be generated by the room temperature dilution method.
  • Figure 4 is a graph for explaining the effect of the dilution temperature in the exhaust gas dilution apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the exhaust gas discharged from the nozzle unit 300 is in a high temperature state P0.
  • the primary dilution air mixed with the high temperature exhaust gas is air at room temperature, that is, When the exhaust gas is diluted to room temperature, all the moisture in the exhaust gas may be converted into droplets.
  • the first dilution gas of the first state P1 generated by the diffusion unit 213 may include a large amount of droplets.
  • the primary dilution gas containing a large amount of droplets is mixed with the secondary dilution air at room temperature in the dilution unit 400 to generate the secondary dilution gas in the second state (P2)
  • the secondary dilution gas has a large amount in the secondary dilution gas. Drops of will continue to be included. Such droplets can be treated as particles at the time of measurement in a particle counter (not shown), which can cause a decrease in measurement accuracy.
  • the primary dilution gas generated in the diffusion section 213 by mixing the high-temperature exhaust gas with the high-temperature primary dilution air that is, the high-temperature exhaust gas is diluted with high temperature
  • the third state P3 may be obtained, and the droplets of the moisture in the exhaust gas may be prevented.
  • the secondary dilution gas since the mixture is mixed with the secondary dilution air at room temperature in the dilution unit 400 to form the secondary dilution gas in the second state (P2), the secondary dilution gas may not include droplets, or the content of the droplets may be minimized. Through this, the measurement accuracy of the particles can be improved.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a nozzle unit of the exhaust gas dilution device according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a perspective view showing another form of the nozzle unit of the exhaust gas dilution device according to the first embodiment of the present invention
  • 7 is a cross-sectional view in the AA direction of FIG. 6.
  • FIG. 5 illustrates that the first discharge passage 331 formed on the outer circumferential surface of the nozzle tip part 330 is formed in a spiral shape, which has been described above, and thus description thereof will be omitted.
  • the first discharge passage 331a formed on the outer circumferential surface of the nozzle tip portion 330a may be formed to extend in the axial direction of the nozzle tip portion 330a.
  • 331a may be formed in plural at predetermined intervals along the circumferential direction of the nozzle tip portion 330a.
  • the flange portion 310a, the connecting portion 320a, and the second discharge hole 340 of the nozzle unit 300a are the flange portion 310, the connecting portion 320 and the second discharge hole 340 shown in FIG. May be the same as
  • FIG. 8 is an exploded cross-sectional view showing a nozzle part of an exhaust gas dilution device according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is an exploded view showing another form of the nozzle part of the exhaust gas dilution device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is sectional drawing of the BB direction of FIG.
  • the first discharge passage may not be formed on the outer circumferential surface of the nozzle tip, but the first discharge passage may be formed on the inner circumferential surface of the accelerator 212. If possible, please omit.
  • the accelerator 1212 may have a second discharge passage 1215 on an inner circumferential surface thereof.
  • the second discharge passage 1215 may be formed in the form of a spiral recessed on the inner circumferential surface of the accelerator 1212 (spiral recessed groove).
  • the nozzle unit 1300 may have a flange portion 1310, a connection portion 1320, and a nozzle tip portion 1330, and the second discharge hole 1340 may be formed through the nozzle portion 1300 in the axial direction. have.
  • the nozzle tip part 1330 may be formed such that an outer diameter corresponds to an inner diameter of the accelerator 1212.
  • the first dilution air flowing into the first inlet 1220 is discharged from the suction portion 1211 of the first discharge hole 1210 by the second discharge passage 1215. It may be moved to the diffusion portion 1213 through.
  • the second discharge passage 1215a may be formed to extend in the axial direction on the inner circumferential surface of the accelerator 1212a, and the second discharge passage 1215a may be the accelerator 1212a. It may be formed in plural at predetermined intervals along the circumferential direction.
  • the first dilution air flowing into the first inlet 1220 is discharged from the suction portion 1211 of the first discharge hole 1210a to the second discharge passage 1215a. It may be moved to the diffusion portion 1213 through.
  • suction part 212, 1212, 1212a acceleration part
  • diffusion portion 220 first inlet
  • first adapter 550 second adapter
  • diffusion tube portion 580 plug portion
  • discharge pipe 1215, 1215a second discharge flow path

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 희석장치는 헤드부, 이젝터부, 노즐부 그리고 희석부를 포함한다. 헤드부는 배기가스가 유입되는 공간부와, 공간부와 연결되도록 중심축 방향으로 관통 형성되는 관통홀을 가진다. 이젝터부는 헤드부에 결합되며, 관통홀과 연결되도록 중심축 방향으로 관통 형성되고 1차 희석공기가 공급되는 제1유입구와 연결되는 제1토출홀을 가진다. 노즐부는 관통홀을 통해 제1토출홀에 삽입되고, 1차 희석공기가 제1토출홀을 통해 이동됨에 따라 공간부에 유입된 배기가스가 빨려 들어가 제1토출홀로 분출되도록 중심축 방향으로 관통 형성되는 제2토출홀을 가진다. 희석부는 제1토출홀에서 배기가스와 1차 희석공기가 혼합되어 생성된 후 배출되는 1차 희석가스가 유입되는 제1유로부와, 제1유로부와 연결되고 2차 희석공기를 1차 희석가스와 혼합되도록 안내하는 제2유로부를 가지고, 1차 희석가스와 2차 희석공기가 혼합되어 2차 희석가스가 생성되도록 한다.

Description

배기가스 희석장치
본 발명은 배기가스 희석장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 측정 정밀도를 높일 수 있는 배기가스 희석장치에 관한 것이다.
입자 희석장치는 샘플링한 입자의 농도가 입자계수기의 측정범위를 넘어서는 경우에, 입자계수기의 전단에 설치하여 샘플링한 입자를 일정한 희석비로 희석한 후에 입자계수기로 이송함으로써, 고농도의 샘플링 입자들까지도 측정할 수 있도록 하는 장치이다.
일반적으로, 입자 희석장치는 측정 대상 가스가 유입되고 희석공기와 1차로 혼합되어 1차 희석가스가 생성되는 믹싱 챔버와, 1차 희석가스에 2차로 희석공기를 혼합시키고, 입자계수기로 전달시키는 이젝터를 포함한다.
그러나 이러한 종래의 입자 희석장치에서는 믹싱 챔버의 내면에 측정 대상 입자가 달라붙게 되어 손실되는 입자가 많기 때문에 측정 정확도에 문제점이 발생할 수 있다. 즉, 입자계수기는 희석된 희석가스의 입자 농도를 측정하고, 이를 기초로 측정 대상 입자의 농도를 환산하게 되는데, 믹싱 챔버에서 입자의 손실이 발생하게 되면 입자계수기로 공급되는 희석가스에 포함되는 입자의 수가 이미 적어진 상태이므로, 이를 기초로 환산되는 입자의 농도는 실제 측정 대상 입자의 농도와 차이를 가지게 된다.
그리고, 믹싱 챔버에 희석된 다량의 희석가스가 이젝터로 흡입되어야 하기 때문에, 이젝터에는 다량의 고압 공기가 필요하게 된다. 따라서, 이젝터에 공기를 고압으로 공급하기 위한 압축기의 구성이 추가되어야 하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 측면은 측정 정밀도를 높일 수 있는 배기가스 희석장치를 제공하고자 한다.
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.
본 발명의 일실시예는 배기가스가 유입되는 공간부와, 상기 공간부와 연결되도록 중심축 방향으로 관통 형성되는 관통홀을 가지는 헤드부; 상기 헤드부에 결합되며, 상기 관통홀과 연결되도록 중심축 방향으로 관통 형성되고 1차 희석공기가 공급되는 제1유입구와 연결되는 제1토출홀을 가지는 이젝터부; 상기 관통홀을 통해 상기 제1토출홀에 삽입되고, 상기 1차 희석공기가 상기 제1토출홀을 통해 이동됨에 따라 상기 공간부에 유입된 상기 배기가스가 빨려 들어가 상기 제1토출홀로 분출되도록 중심축 방향으로 관통 형성되는 제2토출홀을 가지는 노즐부; 그리고 상기 제1토출홀에서 상기 배기가스와 상기 1차 희석공기가 혼합되어 생성된 후 배출되는 1차 희석가스가 유입되는 제1유로부와, 상기 제1유로부와 연결되고 2차 희석공기를 상기 1차 희석가스와 혼합되도록 안내하는 제2유로부를 가지고, 상기 1차 희석가스와 상기 2차 희석공기가 혼합되어 2차 희석가스가 생성되도록 되도록 하는 희석부를 포함하는 배기가스 희석장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1토출홀은, 상기 이젝터부의 후단에 형성되고 상기 제1유입구와 연결되는 흡인부와, 상기 흡인부의 전단에 형성되는 가속부와, 상기 가속부의 전단에 형성되는 확산부를 가지고, 상기 노즐부는 상기 공간부의 내측면에 결합되는 플랜지부와, 상기 플랜지부와 연결되고 상기 관통홀 및 상기 흡인부의 내측에 구비되는 연결부와, 상기 연결부의 전단에 형성되며 상기 가속부의 내경에 대응되는 외경을 가지고 상기 가속부에 삽입되는 노즐팁부를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 노즐팁부는 외주면에 상기 흡인부로 유입되는 상기 1차 희석공기가 상기 확산부로 배출되도록 하는 제1토출유로를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1토출유로는 나선형으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1토출유로는 상기 노즐팁부의 축 방향으로 형성되고, 상기 노즐팁부의 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 복수로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 가속부는 내주면에 상기 흡인부로 유입되는 상기 1차 희석공기가 상기 확산부로 배출되도록 하는 제2토출유로를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2토출유로는 나선형으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2토출유로는 상기 가속부의 축 방향으로 형성되고, 상기 가속부의 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 복수로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 1차 희석가스가 고온희석 방법으로 생성되도록 상기 1차 희석공기는 150℃ 내지 250℃의 온도로 공급되고, 상기 2차 희석가스가 상온희석 방법으로 생성되도록 상기 2차 희석공기는 10℃ 내지 30℃의 온도로 공급될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1유로부에는 상기 2차 희석공기가 통과하도록 복수의 통공이 관통 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1토출유로를 통해 고속으로 이동하는 1차 희석공기에 의해 확산부에서 효과적인 감압이 이루어질 수 있고, 이로 인해 배기가스가 노즐부를 통해 원활하게 이동될 수 있기 때문에, 배기가스를 이동시키기 위한 압축공기가 불필요한 이점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1유로부에 형성되는 통공에 의해 제1유로부의 중심 방향으로 2차 희석공기가 유입되므로, 제1유로부의 내주면에 달라붙게 되는 배기가스의 입자 수가 감소될 수 있다. 또한, 통공을 통해 2차 희석공기가 제1유로부의 내측으로 유입될 때, 제1유로부의 내주면에 달라붙어 있는 배기가스 입자가 떨어져 나올 수 있다. 이에 따라, 배기가스가 2차 희석가스로 되는 과정에서 입자의 손실이 발생하는 것이 효과적으로 개선될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 배기가스가 이젝터부에서 1차로 희석이 이루어지고, 희석부에서 2차로 희석이 이루어짐으로써, 희석율이 높아질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 배기가스가 고온의 1차 희석공기와 혼합되어 고온희석되고, 이후, 상온의 2차 희석공기와 혼합되어 상온희석되도록 됨으로써, 배기가스 내의 수분이 액적화되는 것이 방지될 수 있으며, 이를 통해, 입자의 측정 정확도가 향상될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 배기가스 희석장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 배기가스 희석장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 배기가스 희석장치의 노즐부를 중심으로 나타낸 분해단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 배기가스 희석장치에서 희석 온도에 따른 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 배기가스 희석장치의 노즐부를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 배기가스 희석장치의 노즐부의 다른 형태를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6의 A-A 방향의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 배기가스 희석장치의 노즐부를 중심으로 나타낸 분해단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 배기가스 희석장치의 노즐부의 다른 형태를 나타낸 분해단면도이다.
도 10은 도 9의 B-B 방향의 단면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 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 실시예를 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 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 배기가스 희석장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 배기가스 희석장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 배기가스 희석장치의 노즐부를 중심으로 나타낸 분해단면도이다.
도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 배기가스 희석장치는 헤드부(100), 이젝터부(200), 노즐부(300) 그리고 희석부(400)를 포함할 수 있다.
헤드부(100)는 배기가스(1)가 유입되는 공간부(111)와, 공간부(111)와 연결되도록 중심축 방향으로 관통 형성되는 관통홀(112)을 가질 수 있다.
그리고, 이젝터부(200)는 헤드부(100)에 결합되며, 관통홀(112)과 연결되도록 중심축 방향으로 관통 형성되고 공급되는 1차 희석공기(2)를 안내하는 제1유입구(220)와 연결되는 제1토출홀(210)을 가질 수 있다.
또한, 노즐부(300)는 관통홀(112)을 통해 제1토출홀(210)에 삽입되고, 1차 희석공기(2)가 제1토출홀(210)을 통해 이동됨에 따라 공간부(111)에 유입된 배기가스(1)가 빨려 들어가 제1토출홀(210)로 분출되도록 중심축 방향으로 관통 형성되는 제2토출홀(340)을 가질 수 있다.
그리고, 희석부(400)는 제1토출홀(210)에서 배기가스(1)와 1차 희석공기(2)가 혼합되어 생성된 후 배출되는 1차 희석가스가 유입되는 제1유로부(410)와, 제1유로부(410)와 연결되고 공급되는 2차 희석공기(3)가 1차 희석가스와 혼합되도록 안내하는 제2유로부(420)를 가질 수 있다. 희석부(400)에서는 1차 희석가스와 2차 희석공기(3)가 혼합되어 2차 희석가스가 생성될 수 있다. 그리고 이렇게 생성되는 2차 희석가스는 입자계수기(미도시)로 공급될 수 있다.
상세히, 헤드부(100)는 배기가스(1)가 유입되는 공간부(111)와, 공간부(111)와 연결되도록 중심축 방향으로 관통 형성되는 관통홀(112)을 가질 수 있다.
이하에서는 설명의 편의상, 배기가스의 흐름 방향을 기준으로 전단/전단부/전방, 후단/후단부/후방을 정의하여 설명한다. 즉, 배기가스가 제1지점에서 제2지점으로 이동되는 경우, 제1지점을 후단/후단부/후방으로, 제2지점을 전단/전단부/전방으로 정의하여 설명한다.
이에 따르면, 관통홀(112)은 헤드부(100)의 전단에 형성될 수 있다.
그리고, 헤드부(100)의 전단부에는 단차돌기(120)가 형성될 수 있다. 단차돌기(120)는 원주방향을 따라 형성될 수 있다.
또한, 헤드부(100)의 후단에는 공간부(111)를 밀폐하는 커버(미도시)가 구비될 수 있으며, 배기가스는 상기 커버를 통해 공간부(111)로 유입될 수 있다.
본 발명에서 배기가스는 측정 대상의 한 예일 수 있으며, 측정 대상이 반드시 배기가스에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 측정 대상이 굴뚝의 연기인 경우, 굴뚝에는 연기의 일부가 흡수되는 유로가 마련될 수 있으며, 상기 유로를 통해 이동되는 연기는 상기 커버를 통해 헤드부(100)의 공간부(111)로 공급될 수 있다.
그리고, 헤드부(100)의 후단에는 히터(미도시)가 더 구비될 수 있다. 상기 히터는 공간부(111)로 공급되는 배기가스를 가열할 수 있다. 상기 히터에 의해 배기가스는 150℃ 내지 250℃의 온도로 가열될 수 있다.
이젝터부(200)는 헤드부(100)의 전단부에 결합될 수 있다.
이젝터부(200)의 후단에는 제1단차홈(230)이 형성될 수 있고, 제1단차홈(230)에는 헤드부(100)의 단차돌기(120)가 삽입될 수 있으며, 이를 통해, 헤드부(100) 및 이젝터부(200)는 서로 동일한 중심축을 가지도록 결합될 수 있다.
이젝터부(200)는 중심축 방향으로 관통 형성되는 제1토출홀(210)을 가질 수 있다. 그리고, 제1토출홀(210)은 흡인부(211), 가속부(212) 및 확산부(213)를 가질 수 있다.
흡인부(211)는 이젝터부(200)의 후단에 형성될 수 있으며, 전방으로 갈수록 내경이 작아지도록 형성될 수 있다.
가속부(212)는 흡인부(211)의 전단에 형성되어 흡인부(211)와 연결될 수 있다. 가속부(212)는 동일한 내경을 가지도록 형성될 수 있다.
확산부(213)는 가속부(212)의 전단에 형성되어 가속부(212)와 연결될 수 있다. 확산부(213)는 전방으로 갈수록 내경이 커지도록 형성될 수 있다.
또한, 이젝터부(200)는 제1유입구(220)를 가질 수 있다. 제1유입구(220)는 반경 방향으로 관통 형성될 수 있으며, 흡인부(211)와 연결될 수 있다.
제1유입구(220)는 외부에서 공급되는 1차 희석공기(2)를 흡인부(211)로 안내할 수 있다. 제1유입구(220)에는 외부로부터 1차 희석공기(2)의 유입을 안내하는 제1관(221)이 결합될 수 있다.
1차 희석공기는 고온의 공기일 수 있으며, 1차 희석공기는 150℃ 내지 250℃의 온도로 공급될 수 있다.
노즐부(300)는 플랜지부(310), 연결부(320) 및 노즐팁부(330)를 가질 수 있다.
플랜지부(310)는 공간부(111)의 내측면에 결합될 수 있다. 플랜지부(310)는 볼트와 같은 체결부재에 의해 헤드부(100)에 결합될 수 있으며, 헤드부(100)에 탈착될 수 있다.
연결부(320)는 플랜지부(310)와 연결되어 전방으로 연장 형성될 수 있다. 연결부(320)는 헤드부(100)의 관통홀(112)을 관통하여 헤드부(100)의 전방으로 연장될 수 있으며, 흡인부(211)의 내측으로 구비될 수 있다. 연결부(320)는 전방 방향으로 갈수록 지름이 작아지도록 형성될 수 있다.
노즐팁부(330)는 연결부(320)의 전단에 형성될 수 있으며, 가속부(212)에 삽입될 수 있다. 노즐팁부(330)는 가속부(212)의 내경에 대응되는 크기의 외경을 가질 수 있다.
그리고, 노즐부(300)는 제2토출홀(340)을 가질 수 있으며, 제2토출홀(340)은 노즐부(300)의 중심축 방향으로 관통 형성될 수 있다. 제2토출홀(340) 중 연결부(320)에 형성되는 부분은 전방으로 갈수록 내경이 작아지도록 형성될 수 있으며, 노즐팁부(330)에 형성되는 부분은 동일한 내경으로 형성될 수 있다.
또한, 노즐팁부(330)는 외주면에 제1토출유로(331)를 가질 수 있다. 제1토출유로(331)는 노즐팁부(330)의 외주면에 나선형으로 함몰된 형태(나선형으로 오목한 홈이 파인 형태)로 형성될 수 있다(도 5 참조). 이에 따라, 노즐팁부(330)가 가속부(212)에 삽입되었을 때, 흡인부(211)와 확산부(213)는 제1토출유로(331)에 의해 연결될 수 있다.
제1유입구(220)를 통해 공급되는 1차 희석공기(2)는 흡인부(211)로 유입되고, 제1토출유로(331)를 통해 확산부(213)로 이동될 수 있다. 1차 희석공기는 작은 단면적의 제1토출유로(331)를 통과하면서 유속이 빨라지게 되는데, 1차 희석공기가 확산부(213)로 배출되면 속도가 저하되면서 압력이 낮아지게 된다. 그러면, 확산부(213)와 공간부(111)의 압력 차이가 발생하게 되고, 공간부(111)의 배기가스는 제2토출홀(340)로 유입되어 이동되고 확산부(213)로 공급되게 된다. 제1토출유로(331)를 통해 이동하는 1차 희석공기는 확산부(213)에서 와류를 일으키면서 원심력이 유도될 수 있기 때문에, 확산부(213) 후단의 압력은 더욱 효과적으로 낮아질 수 있다.
제1토출유로(331)의 각도 및 간격은 조정될 수 있으며, 이를 통해, 1차 희석공기의 유량 및 압력은 제어가 가능하다.
만일, 노즐팁부(330)의 중심축이 가속부(212)의 중심축과 일치되지 않으면, 노즐팁부(330)와 가속부(212) 사이의 틈새 단면적이 위치에 따라 달라져 여기를 통과하는 1차 희석공기의 유량도 달라지게 되고, 확산부(213) 후단에서 효과적인 감압이 이루어지지 못할 수 있다. 그러면 제2토출홀(340)을 통해 배기가스의 이동도 안정적으로 이루어지지 못할 수 있다.
그러나, 본 발명에서는 노즐팁부(330)의 외경이 가속부(212)의 내경에 대응되도록 형성되고, 노즐팁부(330)가 가속부(212)에 밀착 삽입되기 때문에, 노즐팁부(330)는 가속부(212)와 동일한 중심축 상에 위치될 수 있다. 따라서, 노즐팁부(330)와 가속부(212) 사이의 어느 위치에서도 1차 희석공기의 유량이 동일하게 되고, 확산부(213)에서 효과적인 감압이 이루어져서 제2토출홀(340)을 통해 배기가스는 안정적으로 이동될 수 있다. 그리고, 이에 따르면, 확산부(213)에서 이루어지는 효과적인 감압으로 인해 배기가스의 이동이 원활하게 이루어질 수 있기 때문에, 배기가스를 이동시키기 위한 압축공기가 불필요한 이점이 있다.
배기가스 희석장치는 제1어댑터부(500) 및 제2어댑터부(550)를 더 포함할 수 있다.
제1어댑터부(500)는 이젝터부(200)의 전단에 결합될 수 있다.
제1어댑터부(500)에는 연장확산부(501)가 축방향으로 관통 형성될 수 있다.
연장확산부(501)는 전방 방향으로 갈수록 내경이 커지도록 형성될 수 있으며, 이젝터부(200)의 확산부(213)와 연속되도록 형성될 수 있다.
제1어댑터부(500)는 전단부 외주면에 제2단차홈(502)을 가질 수 있다.
그리고, 제2어댑터부(550)는 제1어댑터부(500)의 전단에 결합될 수 있다.
제2어댑터부(550)는 축방향으로 관통 형성되는 유로홀(551)을 가질 수 있으며, 유로홀(551)은 제1어댑터부(500)의 연장확산부(501)와 연결될 수 있다.
제1유입구(220)로 유입되는 1차 희석공기와 제2토출홀(340)을 통해 공급되는 배기가스가 확산부(213)에서 혼합되어 생성되는 1차 희석가스는 연장확산부(501) 및 유로홀(551)을 통해 이동될 수 있다.
제2어댑터부(550)는 전단부 외주면에 제3단차홈(552)을 가질 수 있다.
희석부(400)는 제2어댑터부(550)의 전단에 결합될 수 있다.
희석부(400)는 제1유로부(410) 및 제2유로부(420)를 가질 수 있다.
제1유로부(410)는 후단부가 제2어댑터부(550)의 제3단차홈(552)에 결합될 수 있다. 제1유로부(410)는 제2어댑터부(550)의 유로홀(551)에 연속되도록 형성될 수 있으며, 확산부(213)에서 생성되는 1차 희석가스는 제1유로부(410)로 이동될 수 있다.
제1유로부(410)에는 복수의 통공(411)이 관통 형성될 수 있다.
제2유로부(420)는 제1유로부(410)의 외측에서 제1유로부(410)를 감싸도록 구비될 수 있다. 제2유로부(420)의 후단부는 제1어댑터부(500)의 제2단차홈(502)에 결합될 수 있다.
제2유로부(420)에는 제2유입구(440)가 형성될 수 있으며, 제2유입구(440)는 제2유로부(420)의 외주면의 전단부에 형성될 수 있다. 제2유입구(440)를 통해서는 2차 희석공기(3)가 유입될 수 있으며, 제2유입구(440)에는 외부로부터 2차 희석공기를 안내하는 제2관(441)이 연결될 수 있다.
그리고, 희석부(400)는 가이드벽(430)을 가질 수 있다.
가이드벽(430)은 제1유로부(410) 및 제2유로부(420)의 사이에 구비될 수 있다.
그리고, 가이드벽(430)은 후단부가 제1어댑터부(500)의 전단부와 이격될 수 있다. 이를 통해, 제1유로부(410) 및 제2유로부(420)의 사이 공간은 대부분이 가이드벽(430)에 의해 구획될 수 있으며, 제2유입구(440)을 통해 유입되는 2차 희석공기의 흐름 길이가 길어질 수 있다. 즉, 제2유입구(440)를 통해 유입되는 2차 희석공기는 제2유로부(420) 및 가이드벽(430)의 사이의 공간에서 후방 방향으로 이동되고, 가이드벽(430) 및 제1어댑터부(500)의 사이의 공간을 통해 제1유로부(410) 및 가이드벽(430)의 사이의 공간으로 이동될 수 있다. 그리고, 통공(411)을 통해 제1유로부(410)의 내측으로 이동되고, 1차 희석가스와 혼합되어 2차 희석가스가 생성될 수 있다.
제1유로부(410)에는 복수의 통공(411)이 전체적으로 형성되기 제1유로부(410)의 외주면의 면적이 줄어들게 된다. 따라서, 1차 희석가스의 배기가스 입자 중에 제1유로부(410)의 내주면에 달라붙게 되는 입자의 수가 감소될 수 있어 배기가스 입자 손실이 줄어들 수 있다.
더하여, 통공(411)을 통해 제1유로부(410)의 중심방향으로 2차 희석공기가 유입될 때, 제1유로부(410)의 내주면에 달라붙어 있는 배기가스 입자가 떨어져 나올 수 있다. 이에 따라, 제1유로부(410)에서 이동되는 배기가스 중의 입자의 대부분이 2차 희석공기와 혼합될 수 있으며, 배기가스가 2차 희석가스로 되는 과정에서 입자의 손실이 발생하는 것도 효과적으로 감소될 수 있다.
배기가스 희석장치는 확산튜브부(570), 마개부(580) 및 배출관(590)을 포함할 수 있다.
확산튜브부(570)는 희석부(400)의 전단에 결합될 수 있다.
확산튜브부(570)는 후단부에 결합홈(572)을 가질 수 있다. 결합홈(572)은 원주방향으로 형성될 수 있으며, 결합홈(572)에는 가이드벽(430)의 전단부가 삽입 결합될 수 있다. 그리고, 확산튜브부(570)의 후단부는 제2유로부(420)의 내측에 삽입 결합될 수 있다.
확산튜브부(570)는 축 방향으로 관통 형성되는 추가확산부(571)를 가질 수 있다. 추가확산부(571)는 전방 방향으로 갈수록 내경이 커지도록 형성될 수 있으며, 희석부(400)에서 생성되는 2차 희석가스는 추가확산부(571)로 이동될 수 있다.
마개부(580)는 확산튜브부(570)의 전단부에 결합될 수 있다. 마개부(580)는 확산튜브부(570)의 전단부를 밀폐할 수 있다.
배출관(590)은 마개부(580)에 결합될 수 있다. 배출관(590)은 복수개가 결합될 수 있다. 마개부(580)에는 배출관(590)이 결합되도록 연결홀(581)이 관통 형성될 수 있으며, 추가확산부(571)의 2차 희석가스는 연결홀(581)을 통해 배출관(590)으로 이동될 수 있다. 배출관(590)에는 입자계수기(미도시)가 연결될 수 있으며, 2차 희석가스는 배출관(590)을 통해 입자계수기로 이동될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 배기가스가 이젝터부(200)에서 1차 희석공기와 혼합되어 1차로 희석이 이루어지고, 희석부(400)에서 2차 희석공기와 혼합되어 2차로 희석이 이루어짐으로써, 희석율이 높아질 수 있다.
전술한 바와 같이, 이젝터부(200)로 공급되는 1차 희석공기는 150℃ 내지 250℃의 고온의 공기일 수 있으며, 이젝터부(200)에서 생성되는 1차 희석가스는 고온희석 방법으로 생성될 수 있다.
그리고, 희석부(400)로 공급되는 2차 희석공기는 상온의 공기일 수 있으며, 10℃ 내지 30℃의 온도로 공급될 수 있다. 희석부(400)에서 생성되는 2차 희석가스는 상온희석 방법으로 생성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 배기가스 희석장치에서 희석 온도에 따른 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 노즐부(300)에서 배출되는 배기가스는 고온의 상태(P0)인데, 만일, 고온 상태의 배기가스와 혼합되는 1차 희석공기가 상온의 공기인 경우, 즉, 고온의 배기가스가 상온희석되는 경우 배기가스 내의 수분이 모두 액적으로 변환될 수 있다. 이에 따라, 확산부(213)에서 생성되는 제1상태(P1)의 1차 희석가스는 다량의 액적을 포함할 수 있다. 그리고, 다량의 액적을 포함하는 1차 희석가스가 희석부(400)에서 상온의 2차 희석공기와 혼합되어 제2상태(P2)의 2차 희석가스로 생성되는 경우, 2차 희석가스에는 다량의 액적이 계속 포함되게 된다. 이러한 액적은 입자계수기(미도시)에서의 측정 시에 입자로 취급될 수 있기 때문에, 측정 정확도가 저하되는 원인이 될 수 있다.
그러나, 본 발명에 따르면, 고온의 상태(P0)의 배기가스가 고온의 1차 희석공기와 혼합됨으로써, 즉, 고온의 배기가스가 고온희석됨으로써 확산부(213)에서 생성되는 1차 희석가스는 제3상태(P3)가 될 수 있으며, 배기가스 내의 수분이 액적화되는 것이 방지될 수 있다. 그리고, 희석부(400)에서 상온의 2차 희석공기와 혼합되어 제2상태(P2)의 2차 희석가스로 형성됨으로 2차 희석가스에는 액적이 포함되지 않거나, 액적의 함유량이 최소화될 수 있으며, 이를 통해, 입자의 측정 정확도는 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 배기가스 희석장치의 노즐부를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 배기가스 희석장치의 노즐부의 다른 형태를 나타낸 사시도이며, 도 7은 도 6의 A-A 방향의 단면도이다.다.
도 5는 노즐팁부(330)의 외주면에 형성되는 제1토출유로(331)가 나선형으로 형성되는 것을 나타낸 것으로, 이에 대해서는 전술하였으므로, 설명은 생략한다.
한편, 도 6 및 도 7에서 보는 바와 같이, 노즐팁부(330a)의 외주면에 형성되는 제1토출유로(331a)는 노즐팁부(330a)의 축 방향으로 연장되게 형성될 수 있으며, 제1토출유로(331a)는 노즐팁부(330a)의 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 복수로 형성될 수 있다.
여기서, 노즐부(300a)의 플랜지부(310a), 연결부(320a) 및 제2토출홀(340)은 도 5에 도시된 플랜지부(310), 연결부(320) 및 제2토출홀(340)과 동일할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 배기가스 희석장치의 노즐부를 중심으로 나타낸 분해단면도이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 배기가스 희석장치의 노즐부의 다른 형태를 나타낸 분해단면도이며, 도 10은 도 9의 B-B 방향의 단면도이다. 본 실시예에서는 제1토출유로가 노즐팁부의 외주면에 형성되는 것이 아니라, 제1토출유로가 가속부(212)의 내주면에 형성될 수 있으며, 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로 반복되는 내용은 가급적 생략한다.
먼저, 도 8에서 보는 바와 같이, 가속부(1212)는 내주면에 제2토출유로(1215)를 가질 수 있다. 여기서, 제2토출유로(1215)는 가속부(1212)의 내주면에 나선형으로 함몰된 형태(나선형으로 오목한 홈이 파인 형태)로 형성될 수 있다.
그리고, 노즐부(1300)는 플랜지부(1310), 연결부(1320) 및 노즐팁부(1330)를 가질 수 있으며, 노즐부(1300)에는 축방향으로 제2토출홀(1340)이 관통 형성될 수 있다. 노즐팁부(1330)는 외경이 가속부(1212)의 내경에 대응되도록 형성될 수 있다.
노즐팁부(1330)가 가속부(1212)에 삽입되면, 제1유입구(1220)로 유입되는 1차 희석공기는 제1토출홀(1210)의 흡인부(1211)에서 제2토출유로(1215)를 통해 확산부(1213)로 이동될 수 있다.
한편, 도 9 및 도 10에서 보는 바와 같이, 제2토출유로(1215a)는 가속부(1212a)의 내주면에 축 방향으로 연장되게 형성될 수 있으며, 제2토출유로(1215a)는 가속부(1212a)의 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 복수로 형성될 수 있다.
노즐팁부(1330)가 가속부(1212a)에 삽입되면, 제1유입구(1220)로 유입되는 1차 희석공기는 제1토출홀(1210a)의 흡인부(1211)에서 제2토출유로(1215a)를 통해 확산부(1213)로 이동될 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 실시예들은 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 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
- 부호의 설명 -
1: 배기가스 2: 1차 희석공기
3: 2차 희석공기 100: 헤드부
200: 이젝터부 210: 제1토출홀
211: 흡인부 212, 1212, 1212a: 가속부
213: 확산부 220: 제1유입구
300, 300a, 1300: 노즐부 330, 330a, 1330: 노즐팁부
331, 331a: 제1토출유로 400: 희석부
410: 제1유로부 411: 통공
420: 제2유로부 430: 가이드벽
500: 제1어댑터부 550: 제2어댑터부
570: 확산튜브부 580: 마개부
590: 배출관 1215, 1215a: 제2토출유로

Claims (10)

  1. 배기가스가 유입되는 공간부와, 상기 공간부와 연결되도록 중심축 방향으로 관통 형성되는 관통홀을 가지는 헤드부;
    상기 헤드부에 결합되며, 상기 관통홀과 연결되도록 중심축 방향으로 관통 형성되고 1차 희석공기가 공급되는 제1유입구와 연결되는 제1토출홀을 가지는 이젝터부;
    상기 관통홀을 통해 상기 제1토출홀에 삽입되고, 상기 1차 희석공기가 상기 제1토출홀을 통해 이동됨에 따라 상기 공간부에 유입된 상기 배기가스가 빨려 들어가 상기 제1토출홀로 분출되도록 중심축 방향으로 관통 형성되는 제2토출홀을 가지는 노즐부; 그리고
    상기 제1토출홀에서 상기 배기가스와 상기 1차 희석공기가 혼합되어 생성된 후 배출되는 1차 희석가스가 유입되는 제1유로부와, 상기 제1유로부와 연결되고 2차 희석공기를 상기 1차 희석가스와 혼합되도록 안내하는 제2유로부를 가지고, 상기 1차 희석가스와 상기 2차 희석공기가 혼합되어 2차 희석가스가 생성되도록 하는 희석부를 포함하는 배기가스 희석장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1토출홀은, 상기 이젝터부의 후단에 형성되고 상기 제1유입구와 연결되는 흡인부와, 상기 흡인부의 전단에 형성되는 가속부와, 상기 가속부의 전단에 형성되는 확산부를 가지고,
    상기 노즐부는, 상기 공간부의 내측면에 결합되는 플랜지부와, 상기 플랜지부와 연결되고 상기 관통홀 및 상기 흡인부의 내측에 구비되는 연결부와, 상기 연결부의 전단에 형성되며 상기 가속부의 내경에 대응되는 외경을 가지고 상기 가속부에 삽입되는 노즐팁부를 가지는 배기가스 희석장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 노즐팁부는 외주면에 상기 흡인부로 유입되는 상기 1차 희석공기가 상기 확산부로 배출되도록 하는 제1토출유로를 가지는 배기가스 희석장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1토출유로는 나선형으로 형성되는 배기가스 희석장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1토출유로는 상기 노즐팁부의 축 방향으로 형성되고, 상기 노즐팁부의 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 복수로 형성되는 배기가스 희석장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 가속부는 내주면에 상기 흡인부로 유입되는 상기 1차 희석공기가 상기 확산부로 배출되도록 하는 제2토출유로를 가지는 배기가스 희석장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2토출유로는 나선형으로 형성되는 배기가스 희석장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2토출유로는 상기 가속부의 축 방향으로 형성되고, 상기 가속부의 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 복수로 형성되는 배기가스 희석장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 1차 희석가스가 고온희석 방법으로 생성되도록 상기 1차 희석공기는 150℃ 내지 250℃의 온도로 공급되고, 상기 2차 희석가스가 상온희석 방법으로 생성되도록 상기 2차 희석공기는 10℃ 내지 30℃의 온도로 공급되는 배기가스 희석장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1유로부에는 상기 2차 희석공기가 통과하도록 복수의 통공이 관통 형성되는 배기가스 희석장치.
PCT/KR2019/007673 2018-07-10 2019-06-25 배기가스 희석장치 WO2020013483A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/258,979 US11474008B2 (en) 2018-07-10 2019-06-25 Exhaust gas dilution device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180079757A KR102154808B1 (ko) 2018-07-10 2018-07-10 배기가스 희석장치
KR10-2018-0079757 2018-07-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020013483A1 true WO2020013483A1 (ko) 2020-01-16

Family

ID=69142727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/007673 WO2020013483A1 (ko) 2018-07-10 2019-06-25 배기가스 희석장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11474008B2 (ko)
KR (1) KR102154808B1 (ko)
WO (1) WO2020013483A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115639048A (zh) * 2021-07-20 2023-01-24 韩国机械研究院 用于稀释排放气体的设备

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230123798A1 (en) * 2020-03-26 2023-04-20 Horiba, Ltd. Diluter, analysis system, and analysis method
KR102435843B1 (ko) 2020-11-20 2022-08-25 한국기계연구원 배기가스 희석장치
KR102435831B1 (ko) * 2020-11-20 2022-08-25 한국기계연구원 배기가스 희석장치
KR102662945B1 (ko) * 2021-10-19 2024-05-03 한국기계연구원 배기가스 희석장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6928890B2 (en) * 2002-05-03 2005-08-16 Caterpillar Inc Method and apparatus for mixing gases
JP2010085412A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Avl List Gmbh 分析すべきガスを希釈ガスで希釈する装置
JP2010107304A (ja) * 2008-10-29 2010-05-13 Horiba Ltd 排ガス希釈装置
KR20160116673A (ko) * 2015-03-31 2016-10-10 주식회사 그린솔루스 가스 희석기
KR101793982B1 (ko) * 2017-07-10 2017-11-06 동우옵트론 주식회사 가스 희석장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO325976B1 (no) * 2006-01-26 2008-08-25 Gba Marine As Anordning for absorpsjon av gass eller damp i vaeske og fremgangsmate ved reintrodusering av damp eller gass i vaeske som gassen eller dampen stammer fra
US7533585B2 (en) * 2006-12-27 2009-05-19 Caterpillar Inc. Dilution device
GR1006900B (el) * 2007-02-14 2010-07-21 Ζησης Σαμαρας Αραιωτηρας για δειγματοληψια καυσαεριου και μεθοδος για το σκοπο αυτο
US8107080B2 (en) * 2009-05-11 2012-01-31 Thermo Fisher Scientific Inc. Environmental control of fluid samples, calibration, and detection of concentration levels
KR101322439B1 (ko) 2011-11-29 2013-11-11 대한민국(국가기록원) 유해가스 측정센서의 정확도 검증시스템용 희석장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6928890B2 (en) * 2002-05-03 2005-08-16 Caterpillar Inc Method and apparatus for mixing gases
JP2010085412A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Avl List Gmbh 分析すべきガスを希釈ガスで希釈する装置
JP2010107304A (ja) * 2008-10-29 2010-05-13 Horiba Ltd 排ガス希釈装置
KR20160116673A (ko) * 2015-03-31 2016-10-10 주식회사 그린솔루스 가스 희석기
KR101793982B1 (ko) * 2017-07-10 2017-11-06 동우옵트론 주식회사 가스 희석장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115639048A (zh) * 2021-07-20 2023-01-24 韩国机械研究院 用于稀释排放气体的设备
US20230043215A1 (en) * 2021-07-20 2023-02-09 Korea Institute Of Machinery & Materials Apparatus for diluting exhaust gas

Also Published As

Publication number Publication date
US11474008B2 (en) 2022-10-18
KR102154808B1 (ko) 2020-09-11
KR20200006257A (ko) 2020-01-20
US20210278325A1 (en) 2021-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020013483A1 (ko) 배기가스 희석장치
WO2017039330A1 (ko) 흡입 유닛
WO2018105877A1 (ko) 원터치 배관 연결 장치
WO2016117921A1 (ko) 국소배기장치
WO2015060664A1 (en) Multi sampling port monitoring apparatus for measuring pollution level and monitoring method using the same
WO2017010627A1 (ko) 외부 케이싱으로 우회하는 냉각공기 공급유로가 마련된 냉각시스템을 포함하는 가스터빈
WO2018043793A1 (ko) 국소배기장치용 흡입장치
WO2018038457A1 (ko) 가스 터빈 블레이드
WO2017175918A1 (ko) 초 저공해 연소기
WO2016208952A1 (ko) 실링구조를 포함하는 연료공급노즐
WO2017073895A1 (ko) 배기가스 쿨러
WO2012086925A2 (ko) 엔진의 응축수 유발 및 가스 누출 방지용 배기매니폴드
WO2024143929A1 (ko) 나선형 분출수 노즐
WO2010104362A2 (ko) 연소기능이 우수한 로터리 킬른
WO2015108370A1 (ko) 냉각스크류 및 이를 이용하는 냉각스크류의 냉각방법
WO2014148804A1 (ko) 플라즈마 버너
WO2016140494A1 (en) Apparatus and method for detecting pollution location and computer readable recording medium
WO2023027405A1 (en) Cartridge and aerosol generating device including the same
WO2019054728A1 (ko) 회전형 보호가스 공급 및 흄 제거장치
WO2023219469A1 (ko) 먼지측정기
WO2023153620A1 (ko) 원통 회전형 프로펠러를 포함하는 송풍장치
WO2019135187A1 (en) Mixing system
WO2014163239A1 (ko) 원거리 송풍관
WO2019088376A1 (ko) 흡·배기용 램제트 발생기
WO2019125027A1 (ko) 연료공급유닛 및 이를 포함하는 소각로

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19833357

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19833357

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1