KR101587599B1

KR101587599B1 - 유입덕트에 구비되는 공기정화용 전처리장치

Info

Publication number: KR101587599B1
Application number: KR1020150104966A
Authority: KR
Inventors: 김현호; 윤금수; 성하윤
Original assignee: (주)명성씨.엠.아이
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2016-02-03

Abstract

본 발명은 세정집진장치의 전단부 유입덕트에 구비되는 공기정화용 전처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 세정집진장치 전단에 구비되어 오염된 기체가 이동하는 덕트에 있어서, 상기 덕트 내부에 구비되어 기체를 와류시키는 가이드베인, 상기 와류된 기체와 세정액을 접촉시키는 노즐을 구비하되, 이러한 기체를 흡수-세정하는 메쉬망을 더 구비하여 세정집진장치에 유입되는 오염된 기체를 정화하는 전처리 개념으로 활용이 가능하며, 이러한 장치를 통하여 세정집진장치의 크기를 대폭 줄일 수 있는 유입덕트에 구비되는 공기정화용 전처리장치에 관한 것이다.

Description

유입덕트에 구비되는 공기정화용 전처리장치{PREPROCESSING DEVICE FOR AIR CLEANING}

공기를 정화하는 공기정화용 전처리장치에 관한 종래기술로는 특허공보 제95-004914호 『샤워 터널식 공기 및 배기정화장치』가 있는데,

상기 종래기술은 몸체 양단에 흡입과 토출플랜지를 가지며 흡입 플랜지안으로는 모터 구동에 의해 작동되는 팬을 설치, 흡입하게 하고, 다시 원통형 몸체 내부 중앙에는 모터 구동응로 펌프를 작동시켜 급수파이프를 통해 공급되는 일정압의 물 등을 회전식 또는 확산형 분사노즐을 다중으로 설치하여 샤워터널을 형성함으로서 공기를 정화하는 기술을 제시하고 있다.

또한 종래기술로 등록특허 제10-0397208호 『공기 정화 장치』가 있는데,

상기 종래기술는 다수의 자유회전팬을 구비시키되, 상기 자유회전팬에 노즐로 물줄기를 분사시키도록 하며, 분진이 포함된 내부공기가 자유회전팬 사이를 통과하게 하고, 팬에 부딪혀 생긴 물방울은 분진을 포집한 후 다수의 격판에 의해 이동이 저지되어 하부의 침전조에 모아지게 하는 공기 정화 장치를 제시하고 있다.

나아가 종래기술로 등록특허 제10-1152015호 『팬을 이용한 습식 공기정화 장치』가 있는데,

상기 종래기술은 가정, 사무실, 우사, 축사 등 각종 건축물의 환기구나 환기창과 같이 공기가 이동하는 통로 또는 신선한 공기를 실내에 공급하기 위한 입구에 설치하여 공기 중의 오염물질을 물의 흡착성분을 이용하여 정화할 수 있도록 구성된 공기 정화 장치를 제시하고 있다.

특히 현재 다양한 유해성화학물질을 사용하는 반도체공정에서는 염산, 불산, 암모니아등의 각종 유해 화학물질들이 배출가스로 배출되며, 이러한 배출가스를 제거하기 위해 최종단에 상기 종래기술과 같은 세정집진장치를 설치하여 사용하고 있다. 하지만 이들 설비는 처리 효율상의 한계와 구조적 문제로 인해 많은 어려움이 있으며, 이를 해결하기 위한 대안이 필요한 실정이다.

가장 많이 사용되고 있는 기존의 충진층식 세정집진기의 경우 처리효율이 60~80% 정도 수준이며, 입자상 물질 제거보다는 가스상 물질의 확산효과로 인한 흡수제거에 기인하고 있다. 또한, 저감효과를 높이기 위해서는 물 사용량과 충진제 사용에서 설비의 성능이 평가된다고 볼 수 있으며, 이러한 이유로 현재, 오염물질 저감효과를 충족시키기 위해 반응구간을 넓히고 물 사용량을 과하게 설치하여 사용하고 있다. 하지만, 이러한 결과로 인해 설비 사이즈는 거대화되어 실제현장에서는 설치부지에 대한 부족현상과 에너지 사용량에 대해 많은 어려움을 겪고 있으며, packing maintenance로 인해 사람이 직접 설비 안으로 들어가는 것에 대한 산업안전에 대한 불안감과 유지보수에 소요되는 시간자원 낭비의 문제를 겪고 있다.

따라서 반도체 공정에서 발생하는 입자 및 가스상 물질을 제거하기 위해 고효율 기대치를 얻을 수 있는 간단한 구조의 최적 설계방안과 기존 시설 전체를 교체하지 않고 보완이 가능하며, 에너지 사용량도 줄일 수 있는 집진 설비의 개발이 필요하다. 그리고 여러 가지 산업 설비의 배출 특성에 맞도록 기술 활용이 가능하며, 기존 설비 단점을 보완하고 유지비용 및 처리비용 절감과 유지관리가 쉬운 구조의 집진설비 개발이 시급하다.

이러한 문제를 해결하고자 집진설비에 유입되는 덕트에 공기정화용 전처리장치를 설치하는 기술이 제시되고 있으며, 이러한 종래기술로는 등록특허 제10-0887922호 『덕트 결합형 공기정화시스템』이 있다.

상기 종래기술은 덕트에 공기정화부가 구비되고, 상기 공기정화부의 양측에 덕트결합부가 각각 구비되며, 상기 공기정화부는 상부의 용수분사노즐에서 정화용수가 분사되도록 구비되고, 상기 공기정화부에 설치된 용수분사노즐로 정화용수가 공급되도록 하기 위한 정화용수공급장치가 구비되며, 상기 공기정화부는 공기흐름방향으로 길이가 길게 형성되는 터널형으로 구비되는 공기정화시스템에 관한 것이다.

그러나 상기 종래기술은 세정집진장치 유입덕트를 활용하여 전처리 개념으로 활용이 가능하나, 덕트내에서 정화용수를 통하여 오염물질을 제거하는 경우, 오염물질 제거율이 낮다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서, 유입덕트에 구비되는 공기정화용 전처리장치에 있어서,

유입덕트에 가이드베인(Guide vane)을 설치하여 유체의 회전력과 유속을 증대시키고, 노즐을 통해 세정액을 분사하여 기체-액체 접촉 및 고체-액체 접촉을 증대시켜 흡수-세정을 실시하며, 메쉬망을 통하여 액막과 기포를 형성시켜 그 효과를 극대화하여 오염된 공기를 전단처리함으로서 세정집진장치의 크기를 줄일 수 있는 공기정화용 전처리장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 상기 메쉬망을 제1 메쉬망과 제1 메쉬망 내측에 구비되는 제2 메쉬망으로 구성하여 와류되는 기체가 상기 제1 메쉬망 및 제2 메쉬망을 복수번 관통할 수 있도록 하여 공기정화 효율을 향상시킬 수 있는 공기정화용 전처리장치를 제공함을 목적으로 한다.

나아가 노즐은 상기 가이드베인으로부터 5 ~ 15mm 이격되어 구비됨으로서 와류형성 효과를 향상시켜 덕트 내벽의 액적 부착률을 높일 수 있는 공기정화용 전처리장치를 제공함을 또 하나의 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유입덕트에 구비되는 공기정화용 전처리장치는

전단에서 후단으로 오염된 기체가 흐르는 덕트에 있어서,

상기 덕트 내측에 구비되어 덕트내에 이동하는 기체를 와류시키는 가이드베인;

상기 가이드베인 후단에 구비되어 와류되는 기체에 세정액을 접촉시키도록 세정액을 분사하는 노즐;

상기 노즐 후단에 구비되어 세정액이 접촉된 기체가 관통되어 액막과 기포를 형성시켜 상기 세정액이 접촉된 기체를 흡수-세정하는 메쉬망;

을 포함하여 이루어지되,

상기 메쉬망은 제1 메쉬망과 상기 제1 메쉬망 내측에 구비되는 제2 메쉬망을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 유입덕트에 구비되는 공기정화용 전처리장치는

오염가스가 유입되어 세정집진장치로 연결되는 덕트에 가이드베인, 노즐을 설치하여 기체-액체 접촉 및 고체-액체 접촉을 증대시켜 믹싱 효과를 극대화하여 흡수 세정을 실시하고 메쉬망을 구비하여 액막과 기포를 형성시켜 흡수 세정효과를 극대화함으로서, 공기정화의 전처리 작업을 진행하여 세정집진장치의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한 상기 메쉬망을 제1 메쉬망과 상기 제1 메쉬망 내측에 구비되는 제2 메쉬망의 2중구조로 제작하여 필터방식의 메쉬망의 면적을 제한된 구간에서 최대로 활용할 수 있도록 하여 정화 효과를 더욱 향상시킬 수 있는 특징이 있다.

나아가 노즐을 상기 가이드벤인으로부터 5~15mm 이격시킴으로서, 덕트 내벽의 액적 부착률을 보다 향상시킬 수 있으며, 가이드베인의 앵글을 60~90도로 구성하여 와류효과를 더욱 향상시켜 액적 부착률을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기정화용 전처리장치의 설치도
도 2는 본 발명에 따른 공기정화용 전처리장치의 메쉬망의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 공기정화용 전처리장치의 메쉬망의 정면도 및 단면도
도 4는 본 발명에 따른 가이드베인의 회전각에 따른 실험결과도
도 5는 본 발명에 따른 노즐 위치에 따른 실험결과도

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

먼저 본 발명에 따른 유입덕트(P1)에 구비되는 공기정화용 전처리장치(P)는 덕트(P1)와 상기 덕트(P1)에 구비되는 가이드베인(10), 상기 가이드베인(10) 후단에 구비되는 노즐(20) 및 상기 노즐(20) 후단에 구비되는 메쉬망(30)을 포함하여 이루어져 있다.

본 발명에 대하여 구체적으로 설명하기에 앞서, 상기 덕트(P1)는 세정집진장치 전단부에 설치되는 것으로서, 오염된 기체가 이동하는 관로가 형성되고, 이러한 기체의 흐름에 따라 유입되는 부분은 전단, 배출되는 부분을 후단으로 하여, 기체가 전단에서 후단으로 이동하는 것으로 정한다.

다시 도 1에 도시된 바와 같이, 원형의 관로를 형성하여 오염된 기체(설명의 편의를 위해 '기체'라고 통칭한다.)가 전단에서 후단으로 이동하는 덕트(P1)가 구비되고, 본 발명은 이러한 덕트(P1)에 구비되는 것으로서, 덕트(P1) 내측에 기체를 와류시키는 가이드베인(Guide Vane)(10)이 구비되어 있다.

또한 상기 가이드베인(10)의 후단에는 5~15mm 이격된 위치에 세정액을 분사하기 위한 노즐(20)이 형성되어 와류되는 기체와 혼합되어 액적(미세 액체 방울)을 형성하여 덕트(P1) 내벽에 포집될 수 있도록 한다.

실제 가이드베인(10)과 세정액을 통해 가스와 미세분진을 처리하는 것은 이미 상용화된 기술이지만, 가이드베인(10)을 통해 유입기류가 회전을 하게 되면, 고체-액체 접촉이 원활이 이루어져 원심력에 의해 벽면에서 표집되고, 이를 통해 미세분진 제거효율은 원심력과 액적의 충돌효과를 토?? 높은 성과를 기대할 수 있다. 하지만, 가스의 제거원리는 확산에 기인하는 것이므로, 벽면으로 부착되어 서로 응축되어버린 액체에 가스가 확산되기에는 그다지 높은 효율을 발휘할 수 없다. 즉, 액적의 사이즈가 적을수록 비표면적이 커지고 확산효율도 높아지기 때문에, 벽면에 부착된 세정액은 가스제거 효율에는 기대 이하에 효율을 나타낸다.

이러한 이유로 고체-액체 접촉을 통한 미세분진 제거 효율과 가스 제거 효율까지 높이기 위해선 메쉬망(30)을 이용하는 것이고, vane의 회전각으로 인해 유입되는 기류와 노즐(20)을 통해 분사된 세정액은 기류 흐름에 의해 벽면에 부착되지만, 이를 역이용하여 메쉬망(30)을 설치하여 이 곳에 액적, 액막, 기포를 형성시켜 가스제거효율을 높일 수 있는 것이다.

세정집진장치는 충진물(기체-액체 반응부)과 분사액에 의해 가스가 제거되는데, 이 원리는 충진물에 물을 분사하여 액막 및 기포를 형성시켜 이곳을 통과하는 오염가스를 확산을 통한 흡수제거를 통해 청정가스를 후단으로 배출시킨다. 이러한 원리를 이용하여 메쉬망(30)에 액적, 액막, 기포를 형성시켜 충진식 세정집진 원리를 전단 유입덕트(P1)에서 실현할 수 있다.

아울러 상기 가이드 베인을 구성하는 앵글의 회전각에 따라 기체의 와류정도가 차이를 볼 수 있다.

도 4는 앵글의 각도에 따른 와류의 흐름을 표시한 것으로서, 도면에 도시된 바와 같이, 덕트(P1) 내에서 기체의 와류가 잘 일어날 수 있도록 본 발명에 따른 공기정화용 전처리장치(P)의 가이드베인(10)의 앵글의 회전각은 60도에서 90도 사이로 이루어지는 것이 바람직하다.

나아가 상기 노즐(20)은 상기 가이드베인(10)으로부터 5~15mm(보다 바람직하게는 10mm) 이격되어 구비되어야 하는데, 이러한 노즐(20)의 위치는 도 5에 도시된 바와 같이 덕트(P1) 내벽의 액적 부착률과 관계되는 것으로서, 10mm 이격되었을 때 액적 부착률이 향상되는 것을 볼 수 있다.

아울러 노즐(20)은 150L/min 정도로 많은 유량을 배출할 수 잇는 것으로 구비되어 순환수로 이용이 가능하고, 메쉬망(30)에 이물질 부착을 최소로 하기 위해 필터장치가 구비되는 것이 바람직하다.

다시 도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유입덕트(P1)에 구비되는 공기정화용 전처리장치(P)에는 상기 노즐(20) 후단에 메쉬망(30)이 더 구비되어 있다.

상기 메쉬망(30)에 대하여 도 2 및 도 3을 참고하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

먼저 상기 메쉬망(30)은 제1 원형프레임(35)과, 상기 제1 원형프레임(35) 후단에 이격되는 제2 원형프레임(36), 상기 제1 원형프레임(35) 내측에 형성되는 제3 원형프레임(37)이 구비되고, 제1 원형프레임(35)과 제2 원형프레임(36) 사이를 연결하는 제1 메쉬망(31)과, 제2 원형프레임(36)과 제3 원형프레임(37) 사이를 연결하여 제1 메쉬망(31) 내부에 구비되는 제2 메쉬망(33)을 포함하여 이루어져 있다.

보다 상세하게는 상기 메쉬망(30)은 제1 원형프레임(35)이 구비되고, 상기 제1 원형프레임(35)으로부터 이격되는 제2 원형프레임(36)이 상기 제1 원형프레임(35) 후단에 구비되어 있다.

아울러 상기 제1 원형프레임(35)과 제2 원형프레임(36)을 서로 연결하는 직선프레임(38)이 복수개로 구비되어 내구성을 향상시키도록 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 상기 제1 원형프레임(35)과 제2 원형프레임(36) 사이에도 복수개의 보조원형프레임(39)이 구비되어 덕트(P1)내에서 견고하게 구비될 수 있도록 이루어진다.

상기 제1 원형프레임(35)은 덕트(P1)의 직경보다 조금 작게 구성되고, 상기 제2 원형프레임(36)은 상기 제1 원형프레임(35)보다 작게 구성되는 것이 바람직하며, 이에 따라 제1 원형프레임(35)과 제2 원형프레임(36) 사이에 구비되는 복수개의 보조원형프레임(39)의 직경이 제1 원형프레임(35)에서 제2 원형프레임(36) 쪽으로 갈수록 점차 직경이 감소할 수 있도록 이루어진다.

나아가 상기 제1 원형프레임(35)의 내측에는 제3 원형프레임(37)이 더 구비되고, 상기 제3 원형프레임(37)은 제2 원형프레임(36)보다 직경이 작게 구비되는 것이 바람직하며, 상기 제1 원형프레임(35)과 제3 원형프레임(37)을 연결하는 제3 메쉬망(34)이 더 구비되어 메쉬망(30)의 전면이 메쉬로 구성될 수 있도록 이루어진다.

이 때 상기 메쉬망(30)은 제한된 구간내에서 그 면적을 최대로 활용하기 위하여 2중구조로 이루어져 있다.

보다 상세하게는 상기 메쉬망(30)은 상기 제1 원형프레임(35)과 제2 원형프레임(36)을 서로 연결하여 이들 사이에 구비되어 원뿔대 형상을 이루는 제1 메쉬망(31)과, 상기 제2 원형프레임(36)과 제3 프레임을 연결하되, 상기 제1 메쉬망(31) 내부에 위치할 수 있도록 구성되는 제2 메쉬망(33)의 2중 구조로 구성된다.

따라서 기체가 와류되는 경우, 2중 구조로 이루어진 메쉬망(30)에 의해 복수번 메쉬를 관통하게 되고, 이에 따라 정화효율을 향상시키는 특징이 있다.

아울러 상기 제2 원형프레임(36) 및 제3 원형프레임(37)의 전단부에는 각각 원뿔형상의 제1 및 제2 디퓨져(361)가 구비되어 있는데,

상기 제1 디퓨져(371)는 중앙에서 발생하는 유체의 편류 생성방지와, 메쉬망(30)으로 기류 확산을 유도할 수 있으며, 제2 디퓨져(361)는 메쉬망(30)의 이중구조를 지나 유입되는 난류를 재차 확산시켜 제1 디퓨져(371)와 같이 유체의 편류 생성방지와 기류확산을 유도할 수 있도록 이루어진다.

이러한 구조로 이루어진 메쉬망(30)은 제1 원형프레임(35)을 덕트(P1)의 전단으로, 제2 원형프레임(36)을 덕트(P1)의 후단에 위치하도록 결합되어 있으며, 상기 제1 원형프레임(35)은 덕트(P1)로부터 3~7cm 이격되는 이격부(311)를 형성하여 고정됨에 따라 물 부착 및 기류 통과 구간을 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

나아가 상기 메쉬망(30)을 덕트(P1)에 고정하기 위하여 고정수단(40)이 구비되어 있는데, 상기 고정수단(40)은 상기 덕트(P1) 내측벽에 구비되는 고정돌기(41)와, 상기 제1 원형프레임(35)에 구비되어 덕트(P1)의 내벽과 평행을 이루도록 구비되는 체결돌기(43) 및 상기 고정돌기(41)와 체결돌기(43)를 결합하는 체결볼트(45)로 구성된다.

따라서 상기 메쉬망(30)은 상기 덕트(P1)내에서 이격부(311)를 형성하여 결합되되, 상기 체결볼트(45)를 통하여 고정돌기(41)와 체결돌기(43)를 결합함으로서 견고하게 고정시킬 수 있다.

또한 상기 제2 원형프레임(36)의 후단에 위치할 수 있도록 덕트(P1)내에 가이드바(47)를 더 구비하여, 상기 덕트(P1) 내부의 유속과 압력으로 메쉬망(30)이 밀리는 것을 방지할 수 있으며, 상기 고정수단(40)에 의해 메쉬망(30)의 유지보수를 위한 탈부착이 용이하여 사용의 편의성 및 안정성을 확보할 수 있다.

본 출원인은 본 발명에 따른 공기정화용 전처리장치(P)를 통하여 하기 실험예를 통하여 그 효과를 확인하였다.

전체 실험에서 유입 가스는 암모니아용액에 공기를 주입하여 버블을 형성시켜 외부공기와 함께 균질한 혼합이 이루어진 상태로 세정장치 내부로 유입하였으며, 그 농도는 100ppm으로 동일한 조건으로 전체 실험을 수행하였다. FAN 용량은 100CMM으로 유지하였으며, 덕트(P1) 속도는 3m/sec를 유지하도록 덕트(P1) 직경을 설계하였다. 또한, 세정액의 경우 황산수용액(pH 2.5)을 이용하여 Spray 노즐(20)을 통해 분사시켜 저감효율을 측정하였고 측정 장비는 SKT 1050C 휴대용 암모니아 측정 장비를 이용하여 진행하였다. 유속 측정기는 미국 Alnor Instrument사가 제작한 것으로 BP(SERIES 6000P)의 모델을 사용하였다.

[실험예1]

하기 [표1]은 덕트(P1) 내부에 가이드베인(10)(Guide vane)을 설치하여 spray 노즐(20)만 이용하여, 액기비(분사되는 물량)에 변화를 높여주면서 효율저감 실험을 진행하였으며, 그 후 후단 메쉬망(30) 구조를 설치한 후 효율 변화에 대한 비교 실험을 진행하였다. 반응속도는 3 m/sec, vane의 angle은 60ㅀ유지하여 진행한 결과를 나타낸 것이다.

[표1]

상기 [표1]에 나타난 바와 같이, 유입덕트(P1)에 Guide vane을 장착하고 spray 노즐(20)을 통해 액기를 변화시켜 저감효과를 분석한 결과 액기비가 높을수록 효율은 높아졌으며, 이에 메쉬망(30)을 설치했을 때, 그 효과는 더욱 높은 것으로 판단되었다. 이는 앞에서 언급한 바와 같이 노즐(20)을 통해 분사된 액적이 메쉬망(30)에 액막과 기포를 형성시켜, 가스제거효율을 더욱 향상시키는 역할을 한다고 볼 수 있다.

[실험예2]

하기 [표2]는 메쉬망(30) 구조를 1단 구조 및 본 발명에 따른 2단 구조로 제작하여 효율 저감 비교 실험을 진행한 결과를 나타낸 것이다.

이 때 액기비는 0.5~2L/㎥로 변화를 주었으며, 반응속도는 3m/sec, Guide vane Angle 60ㅀ로 유지한 상태로 실험을 진행하였다.

[표2]

상기 [표2]에 나타난 바와 같이,

메쉬망(30) 1단 구조와 2단 구조를 제작하여 실험을 진행한 결과 액기비 2에서 1단 구조는 75%의 저감효과를 나타낸 반면, 2중 구조는 90%에 가까운 88%까지 암모니아 저감효율을 보여주었다. 이는 메쉬망(30)을 통과하는 면적이 클수록 효율이 상승하며, 액기비 증가 또한, 앞선 실험결과와 마찬가지로 효율 상승에 도움이 되는 것을 알 수 있었다.

[실험예3]

하기 [표3]은 상기 메쉬망(30) 2중(단) 구조의 메쉬망(30)을 설치하고, 액기비를 2로 고정하여, 가이드베인(10)의 앵글과 유입기류의 속도를 변화시켜 효율저감 결과를 비교한 결과를 나타낸 것이다.

[표3]

상기 [표3]에 나타난 바와 같이, 가이드베인(10)의 회전각이 클수록 효율이 상승되는 것을 알 수 있는데 이는 회전각이 클수록 기류가 덕트(P1) 원주를 회전하는 면적이 커지므로 메쉬망(30)의 면적을 최대로 활용하기 때문이라 볼 수 있을 것이다. 또한, 유입 속도 변화에 따라 속도가 빠를수록 기체-액체 반응 시간이 짧아 효율저감에 도움이 되는 것으로 판단된다.

상기 [실험예1] 내지 [실험예3]의 결과를 통하여, 가스 흡수 및 제거효과를 높이기 위해선 유입기류가 메쉬망(30)을 통과하는 면적이 클수록 효율이 상승하며, 액기비가 높을수록, 반응속도가 낮을수록 저감효과는 높다는 것을 알 수 있다. 유입 덕트(P1) 내부에서 전처리 역할로 높은 저감 효율을 내기 위해선 제한된 공간 안에서 유입기류와 액적, 액막, 기포 형성이 된 메쉬망(30) 면적을 크게 활용 가능하도록 2중구조로 제작 설치하는 것이 바람직하며, Vane의 각도도 크게하여 기류가 메쉬망(30) 접촉을 많이 하도록 유도하는 것이 바람직하다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조 및 구성을 갖는 유입덕트에 구비되는 공기정화용 전처리장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

P : 공기정화용 전처리장치 10 : 가이드베인
20 : 노즐 30 : 메쉬망
31 : 제1 메쉬망 311 : 이격부
33 : 제2 메쉬망 35 : 제1 원형프레임
36 : 제2 원형프레임 361 : 제2 디퓨져
37 : 제3 원형프레임 371 : 제1 디퓨져
38 : 직선프레임 39 : 보조원형프레임
40 : 고정수단 41 : 고정돌기
43 : 체결돌기 45 : 체결볼트
47 : 가이드바 P1 : 덕트

Claims

전단에서 후단으로 오염된 기체가 흐르는 덕트(P1)에 있어서,
상기 덕트(P1) 내측에 구비되어 덕트내에서 이동하는 기체를 와류시키는 가이드베인(10);
상기 가이드베인(10) 후단에 구비되어 와류되는 기체에 세정액을 접촉시키도록 세정액을 분사하는 노즐(20);
상기 노즐(20) 후단에 구비되어 세정액이 접촉된 기체가 관통되어 액막과 기포를 형성하여 흡수-세정하는 메쉬망(30);
을 포함하여 이루어지되,

상기 메쉬망(30)은 제1 메쉬망(31)과 상기 제1 메쉬망(31) 내측에 구비되는 제2 메쉬망(33)을 포함하여 이루어지되,

상기 메쉬망(30)은
제1 원형프레임(35)과, 상기 제1 원형프레임(35) 후단에 이격되어 구비되는 제2 원형프레임(36), 상기 제1 원형프레임(35) 내측에 구비되는 제3 원형프레임(37)으로 이루어지고,
상기 제1 메쉬망(31)은 제1 원형프레임(35)과 제2 원형프레임(36) 사이를 연결하여 구비되고, 제2 메쉬망(33)은 제2 원형프레임(36)과 제3 원형프레임(37) 사이를 연결하여 제1 메쉬망(31) 내부에 구비되고
상기 제3 원형프레임(37)과 제2 원형프레임(36)의 전단에는 덕트 내부 중앙에서 발생하는 유체의 편류 생성을 방지하는 제1 디퓨져(371)와 제2 디퓨져(361)가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화용 전처리장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 원형프레임(35)은 상기 덕트로부터 이격되는 이격부(311)를 형성하여 고정되는 것을 특징으로 하는 공기정화용 전처리장치.
제 2 항에 있어서,
상기 노즐(20)은
상기 가이드베인(10)으로부터 5~15mm 이격되어 구비되고,
상기 가이드베인(10)을 구성하는 앵글의 회전각은 60~90도 각도로 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화용 전처리장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 덕트(P1)에는
상기 제2 원형프레임(36)의 후단에 위치하는 가이드바(47)를 포함하는 고정수단(40)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화용 전처리장치.