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KR102736899B1 - 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치 - Google Patents

향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치 Download PDF

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KR102736899B1
KR102736899B1 KR1020210118650A KR20210118650A KR102736899B1 KR 102736899 B1 KR102736899 B1 KR 102736899B1 KR 1020210118650 A KR1020210118650 A KR 1020210118650A KR 20210118650 A KR20210118650 A KR 20210118650A KR 102736899 B1 KR102736899 B1 KR 102736899B1
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Abstract

본 발명은 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 유체가 유입되는 인입관을 포집통의 하측면에 형성하여 액체 포집 장치를 웨트스테이션 등과 연결할 때 엘보 등의 추가적인 배관 기자재를 사용하지 않아도 됨에 따라 불필요한 공간이 낭비되는 것을 방지하고, 인입관을 통해 포집통 내부로 들어온 유체 대부분이 상부날개판과 충돌할 수 있게 되면서 액체 포집 효율이 높아지도록 하는 액체 포집 장치에 관한 것이다.

Description

향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치 {Liquid Collection Device With Increased Space Efficiency And Collection Efficiency}
본 발명은 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 유체가 유입되는 인입관을 포집통의 하측면에 형성하여 액체 포집 장치를 웨트스테이션 등과 연결할 때 엘보 등의 추가적인 배관 기자재를 사용하지 않아도 됨에 따라 불필요한 공간이 낭비되는 것을 방지하고, 인입관을 통해 포집통 내부로 들어온 유체 대부분이 상부날개판과 충돌할 수 있게 되면서 액체 포집 효율이 높아지도록 하는 액체 포집 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체는 산화(Oxidation), 식각(Etching), 증착(Deposition), 포토공정(Photolithography) 등 다양한 공정을 거쳐 제조되는데, 이와 같은 제조공정에는 암모니아(NH3), 일산화질소(NO), 아르신(AsH3), 포스핀(PH3) 등과 같은 유독성 가스가 사용된다.
반도체 제조공정에서 발생된 폐가스가 대기 중으로 그대로 방출될 경우, 전술한 유독성 가스로 인해 인체에 치명적인 악영향을 미칠 수 있으며, 폐가스의 자연 발화로 인한 화재사고 등도 발생할 수 있다.
이와 같은 이유로, 반도체 제조공정에서는 발생된 폐가스를 스크러버(Scrubber) 등을 통해 정제하여 대기로 방출한다.
이러한 스크러버(Scrubber)로는, 간접 연소 습식형으로 유도가열 방식을 이용하여 폐가스를 태운 후 물을 이용해서 한 번 더 걸러주는 힛-웨트 스크러버(Heat-Wet Scrubber)와, 습식형으로 물을 이용하여 폐가스를 포집한 후 물을 정화하는 방식의 웨트 스크러버(Wet Scrubber)와, 직접 연소 습식형으로서 고온의 불꽃으로 폐가스를 태운 후 물을 이용하여 포집하는 방식인 번-웨트 스크러버(Burn-Wet Scrubber) 등이 있다.
스크러버(Scrubber)는 종류에 상관없이 폐가스를 처리하는 과정에서 물을 사용하게 되는데, 사용된 물에는 많은 오염물질이 포함되므로, 오염물질이 포함된 물을 필터 등으로 처리하여 드레인관을 통해 외부로 배출해야 한다.
이때, 상기 스크러버(Scrubber)의 폐가스를 처리하는 과정에서 사용된 물의 일부가 드레인관을 통해 배출되지 않고 액체 또는 기체상태로 정화 처리된 유체와 함께 외부로 배출될 경우, 배출된 유체 내 부식 유발 액체성분이 존재하여 배관을 부식시키고, 폐가스의 정화처리효과를 감소시키며, 발화로 인한 화재를 유발시킬 수 있다.
따라서, 종래에는 상기 스크러버(Scrubber)에서 정화 처리된 유체로부터 부식 유발 액체성분을 제거하기 위한 액체 포집 장치가 설치 운용되었다.
도 1은 종래의 액체 포집 장치(90)를 도시한 도면으로, 이는 한국등록특허공보 제10-0682621호(2007.02.07.)에 개시되어 있다.
도 1을 참조하여 설명하면, 종래의 상기 액체 포집 장치(90)는, 일단은 웨트스테이션(W)의 배관상에 결합되고 타단은 포집통에 결합되는 인입관(91)과, 상기 인입관(91)을 통해 유입된 유체에서 비산된 액체성분을 포집하는 포집통(93)과, 상기 포집통(93)의 하면 상에 배치되며 포집된 액체성분을 외부로 배출시키는 액체포집관(95)과, 상기 인입관(91)과의 대향 방향에서 상기 포집통(93)에 결합된 배기관(97)을 포함하도록 구성되었다.
상기 포집통(93)은 상기 인입관(91) 상부에 부착되어 상기 인입관(91)의 일정 직경 영역까지 연장되는 상부날개판(931)과, 상기 상부날개판(931)에서 이격되어 위치되는 하부날개판(933)을 포함하였다.
하지만, 이러한 종래의 액체 포집 장치(90)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 인입관(91)과 배기관(97)이 서로 대향하면서 상기 포집통(93)에 수평방향으로 배치되었기 때문에, 공간 활용면에서 적절하지 못한 문제가 있었다.
반도체 제조 설비가 배치된 공간은 여유롭지 않기 때문에, 액체 포집 장치(90)를 위해 제공될 수 있는 공간이 제한적임에도 불구하고, 종래의 액체 포집 장치(90)는 일측에 웨트스테이션(W)이 위치해 있으면 이를 수평으로 연결에 타측으로 기체를 배출시키는 구조로 되어 있어 공간 활용면에 있어 불리하였다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 액체 포집 장치(90)의 하측에 웨트스테이션(W)이 위치해 있는 경우라면, 상기 인입관(91)을 상기 웨트스테이션(W)과 연결하는데 엘보 등의 추가적인 배관 기자재를 사용해야 하고, 이러한 배관 연결이 이루어질 경우 액체 포집 장치(90)가 자치하는 부피가 커지게 되는 문제가 유발될 수 있다.
게다가 종래의 액체 포집 장치(90)는 인입관(91)과 배기관(97)이 수평으로 배치되었기 때문에, 전술한 공간 상의 문제 뿐만 아니라, 액체 포집 상의 문제도 유발하였다.
도 3은 종래의 액체 포집 장치(90)의 단면을 도시한 도면으로, 도 3을 참고하여 설명하면, 종래의 액체 포집 장치(90)는 기체의 움직임이 도 3에 도시된 바와 같이, 전체적으로 수평방향을 하고 있기 때문에 층류를 발생시킬 수밖에 없는 구조이다.
상기 상부날개판(931)과 상기 하부날개판(933)에 충분히 접촉하지 못하고, 상기 상부날개판(931)과 상기 하부날개판(933)이 수평으로 a 만큼 떨어진 거리와, 상기 상부날개판(931)과 상기 하부날개판(933)이 수직으로 b 만큼 떨어진 거리에 의해 형성된 공간을 통해, 상기 인입관(91)에서 곧바로 상기 배기관(97)으로 이동하는 기체의 흐름이 생겨나게 되면서, 충분한 액체 포집이 이루어지지 못하는 문제가 발생하게 된 것이다.
액체 포집 효율을 높이기 위해서는 상기 포집통(93) 내부로 들어온 유체에 매우 불규칙한 난류를 유발시켜 상기 상부날개판(931) 및 하부날개판(933)과의 충분한 접촉을 유도해야 함에도 불구하고, 종래의 액체 포집 장치(90)는 인입관(91)과 배기관(97)을 수평으로 배치하여 유체와의 접촉시 면적이 충분히 확보되지 못하고, 나아가 유체의 균일한 흐름, 즉, 층류가 유도되어, 액체 포집 효율이 충분치 않은 문제도 있었다.
이에 관련 업계에서는, 액체 포집 장치가 설치되는 공간의 효율성을 높이면서, 액체의 포집 효율도 함께 높일 수 있도록 하는 기술의 도입을 요구하고 있는 실정이다.
한국등록특허공보 제10-0682621호(2007.02.07.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로,
본 발명의 목적은, 유체가 유입되는 인입관을 포집통의 하측면에 형성하여, 액체 포집 장치를 웨트스테이션 등과 연결할 때, 엘보 등의 추가적인 배관 기자재를 사용하지 않아도 됨에 따라, 불필요한 공간이 낭비되는 것을 방지하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 포집통의 하측면에 제1경사면과 제2경사면을 구성하되 인입관이 상기 제1경사면에 결합하도록 구성하고, 상기 제1경사면으로부터 상측으로 이격된 포집통 내부 지점에 상부날개판을 위치시켜, 상기 인입관을 통해 상기 포집통 내부로 들어온 유체 대부분이 상기 상부날개판과 충돌할 수 있도록 함에 따라, 액체 포집 효율이 높아지도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 인입관을 통해 상측 방향으로 이동하던 유체 대부분이 포집통 내부에 위치한 상부날개판에 부딪히면서 급격히 이동 방향이 바뀌도록 함으로써, 포집통 내부에 난류가 발생하도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 포집통 내부에 난류를 발생시켜, 유체가 포집통 내부에 체류하는 시간이 길어지도록 하고, 이를 통해 유체 내에 포함된 액체가 충분히 제거될 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 포집통 내부의 유체 체류 시간을 높여 날개판과 유체의 접촉횟수, 접촉시간을 증가시킴에 따라, 액체의 포집 효율이 크게 향상되도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상부날개판의 수평길이를 인입관의 내경보다 크게 구성하고, 상기 상부날개판의 면적을 제1경사면에 결합된 인입관의 단부 형상을 상부날개판 측으로 수직으로 정사영시켰을 때 정사영시킨 형상이 상부날개판 내에 포함되도록 구성함에 따라, 상기 인입관을 통해 포집통 내부로 들어온 유체 모두가 상기 상부날개판에 부딪히도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상부날개판이 아래로 볼록한 측면 형상을 가지는 제1상부날개판과, 위로 볼록한 측면 형상을 가지는 제2상부날개판과, 일정한 기울기로 하향하는 측면 형상을 가지는 제3상부날개판을 포함하도록 구성하여, 포집통 내부로 유입된 유체에 의해 난류가 발생하도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 제1상부날개판과 제2상부날개판 사이의 변곡점이 인입관의 내경 구간 내에 위치하도록 하여, 상부날개판에 부딪힌 유체에 복잡하고 급격한 흐름 변화가 생기도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 포집통의 하측면 중 수평면 상에 액체포집관을 구성하여, 포집통의 특정 위치로 모인 액체가 상기 액체포집관을 통해 외부로 용이하게 배출되도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 수평면 상측에 하부날개판을 형성하여, 액체가 충분히 제거되지 않은 유체가 존재하더라도, 상기 하부날개판을 통해 2차적으로 액체를 제거할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 제1하부날개판과 제2하부날개판 사이의 절곡점이 액체포집관의 내경 구간 내에 위치하도록 형성하여, 하부날개판에 부딪혀 유체로부터 제거된 액체가 곧바로 액체포집관 측으로 유입될 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 포집통의 하측면에 인입관을 구성하고, 포집통의 후측면에 배기관을 형성해, 인입관과 배기관이 수직하게 배치되도록 함으로써, 액체 포집 장치를 주변 장치와 연결할 때, 설치에 필요한 공간을 최소화시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 액체포집관 내에 하측으로 갈수록 축경되는 테이퍼공간이 형성된 깔대기를 형성하여, 상기 액체포집관 측으로 모인 액체가 외부로 쉽게 배출될 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 유체가 유입되는 인입관과, 유입된 상기 유체에서 액체성분을 포집하는 포집통과, 포집된 상기 액체성분을 외부로 배출시키는 액체포집관과, 상기 액체성분이 제거된 유체를 외부로 배출시키는 배기관을 포함하며, 상기 인입관은 상기 포집통으로 유체가 유입되는 측의 상기 포집통 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 인입관은, 상기 포집통의 하측면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 포집통의 하측면은, 제1경사각을 형성하면서 기울어진 제1경사면과, 상기 제1경사면으로부터 연장 형성되되 제2경사각을 형성하면서 기울어진 제2경사면을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 인입관은, 상기 제1경사면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 포집통은, 상기 제1경사면으로부터 상측으로 이격된 포집통 내부 지점에 위치하여, 상기 인입관을 통해 상기 포집통 내부로 들어온 유체의 상승을 막으면서 난류를 발생시키는 형상을 가지는 상부날개판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 상부날개판은, 상기 인입관의 내경보다 긴 전후수평길이를 가지고, 상기 인입관이 상기 제1경사면에 결합된 단부 형상을 상기 상부날개판 측으로 수직으로 정사영시켰을 때 정사영시킨 형상이 상기 상부날개판 내에 포함되는 면적을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 상부날개판은, 아래로 볼록한 측면 형상을 가지는 제1상부날개판과, 상기 제1상부날개판으로부터 연장형성되되 위로 볼록한 측면 형상을 가지는 제2상부날개판과, 상기 제2상부날개판으로부터 연장형성되되 일정한 기울기로 하향하는 측면 형상을 가지는 제3상부날개판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 상부날개판은, 측면에서 본 상기 제1상부날개판과 상기 제2상부날개판 사이의 변곡점이 인입관의 내경 구간 내에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 포집통의 하측면은, 상기 제2경사면으로부터 수평하게 연장 형성되는 수평면을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 액체포집관은, 상기 수평면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 포집통은, 상기 수평면으로부터 상측으로 이격된 포집통 내부 지점에 위치하여, 상기 포집통 내부에 흐르는 유체를 가이드하면서 난류를 발생시키는 형상을 가지는 하부날개판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 하부날개판은, 일정한 기울기로 하향하는 측면 형상을 가지는 제1하부날개판과, 상기 제1하부날개판으로부터 수직하게 연장 형성되는 제2하부날개판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 하부날개판은, 측면에서 본 상기 제1하부날개판과 상기 제2하부날개판 사이의 절곡점이 액체포집관의 내경 구간 내에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 포집통은, 상기 제1경사면의 단부로부터 수직하게 연장 형성되는 전측면과, 상기 수평면의 단부로부터 수직하게 연장 형성되어 상기 전측면과 대향하는 후측면을 포함하고, 상기 배기관은, 상기 후측면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 액체포집관은, 내부공간을 형성하면서 일면과 타면이 개방된 형상을 가지는 중공관과, 상기 중공관의 내부공간을 상하로 구획하되 일면에서 타면을 관통하도록 형성된 관통공을 포함하는 격판과, 하측으로 갈수록 축경되는 테이퍼공간을 형성하면서 일면과 타면이 개방된 절두원추 형상을 가지되 상기 격판의 하면에 결합되어 상기 테이퍼공간이 상기 관통공과 연통되도록 형성된 깔대기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은, 유체가 유입되는 인입관을 포집통의 하측면에 형성하여, 액체 포집 장치를 웨트스테이션 등과 연결할 때, 엘보 등의 추가적인 배관 기자재를 사용하지 않아도 됨에 따라, 불필요한 공간이 낭비되는 것을 방지하는 효과를 가진다.
본 발명은, 포집통의 하측면에 제1경사면과 제2경사면을 구성하되 인입관이 상기 제1경사면에 결합하도록 구성하고, 상기 제1경사면으로부터 상측으로 이격된 포집통 내부 지점에 상부날개판을 위치시켜, 상기 인입관을 통해 상기 포집통 내부로 들어온 유체 대부분이 상기 상부날개판과 충돌할 수 있도록 함에 따라, 액체 포집 효율이 높아지도록 하는 효과를 도출한다.
본 발명은, 인입관을 통해 상측 방향으로 이동하던 유체 대부분이 포집통 내부에 위치한 상부날개판에 부딪히면서 급격히 이동 방향이 바뀌도록 함으로써, 포집통 내부에 난류가 발생하도록 하는 효과가 있다.
본 발명은, 포집통 내부에 난류를 발생시켜, 유체가 포집통 내부에 체류하는 시간이 길어지도록 하고, 이를 통해 유체 내에 포함된 액체가 충분히 제거될 수 있도록 하는 효과를 가진다.
본 발명은, 포집통 내부의 유체 체류 시간을 높여 날개판과 유체의 접촉횟수, 접촉시간을 증가시킴에 따라, 액체의 포집 효율이 크게 향상되도록 하는 효과를 도출한다.
본 발명은, 상부날개판의 수평길이를 인입관의 내경보다 크게 구성하고, 상기 상부날개판의 면적을 제1경사면에 결합된 인입관의 단부 형상을 상부날개판 측으로 수직으로 정사영시켰을 때 정사영시킨 형상이 상부날개판 내에 포함되도록 구성함에 따라, 상기 인입관을 통해 포집통 내부로 들어온 유체 모두가 상기 상부날개판에 부딪히도록 하는 효과가 있다.
본 발명은, 상부날개판이 아래로 볼록한 측면 형상을 가지는 제1상부날개판과, 위로 볼록한 측면 형상을 가지는 제2상부날개판과, 일정한 기울기로 하향하는 측면 형상을 가지는 제3상부날개판을 포함하도록 구성하여, 포집통 내부로 유입된 유체에 의해 난류가 발생하도록 하는 효과를 가진다.
본 발명은, 제1상부날개판과 제2상부날개판 사이의 변곡점이 인입관의 내경 구간 내에 위치하도록 하여, 상부날개판에 부딪힌 유체에 복잡하고 급격한 흐름 변화가 생기도록 하는 효과를 도출한다.
본 발명은, 포집통의 하측면 중 수평면 상에 액체포집관을 구성하여, 포집통의 특정 위치로 모인 액체가 상기 액체포집관을 통해 외부로 용이하게 배출되도록 하는 효과가 있다.
본 발명은, 수평면 상측에 하부날개판을 형성하여, 액체가 충분히 제거되지 않은 유체가 존재하더라도, 상기 하부날개판을 통해 2차적으로 액체를 제거할 수 있도록 하는 효과를 가진다.
본 발명은, 제1하부날개판과 제2하부날개판 사이의 절곡점이 액체포집관의 내경 구간 내에 위치하도록 형성하여, 하부날개판에 부딪혀 유체로부터 제거된 액체가 곧바로 액체포집관 측으로 유입될 수 있도록 하는 효과를 도출한다.
본 발명은, 포집통의 하측면에 인입관을 구성하고, 포집통의 후측면에 배기관을 형성해, 인입관과 배기관이 수직하게 배치되도록 함으로써, 액체 포집 장치를 주변 장치와 연결할 때, 설치에 필요한 공간을 최소화시키는 효과가 있다.
본 발명은, 액체포집관 내에 하측으로 갈수록 축경되는 테이퍼공간이 형성된 깔대기를 형성하여, 상기 액체포집관 측으로 모인 액체가 외부로 쉽게 배출될 수 있도록 하는 효과를 가진다.
도 1은 종래의 액체 포집 장치를 도시한 도면.
도 2는 부피를 많이 차지하는 종래의 액체 포집 장치를 도시한 도면.
도 3은 종래의 액체 포집 장치의 단면을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 포집 장치를 도시한 도면.
도 5는 도 4의 A-A' 단면도.
도 6은 본 발명인 액체 포집 장치에 의해 공간 효율이 높아지는 것을 도시한 사용상태도.
도 7은 본 발명인 액체 포집 장치에 의해 포집 효율이 높아지는 것을 도시한 사용상태도.
이하에서는 본 발명에 따른 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 공지의 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에서 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에서 사용된 정의에 따른다.
본 발명인 액체 포집 장치(1)는, 포집통의 하측면에 인입관을 형성해 액체 포집 장치(1)와 웨트스테이션을 직선 관으로 연결할 수 있게 됨에 따라 엘보 등의 사용으로 불필요한 설치 공간이 낭비되는 문제를 방지하고, 아래에 위로 상승하는 유체가 상측에 위치한 상부날개판에 부딪히는 구조를 가지도록 함으로써 난류 발생을 유도해 액체 포집 효율을 높이는 특징이 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 포집 장치(1)를 도시한 도면으로, 도 4를 참조하면, 이러한 상기 액체 포집 장치(1)는, 인입관(10), 포집통(30), 액체포집관(50), 배기관(70)을 포함한다.
상기 인입관(10)은, 유체가 유입되는 관으로, 내측에 빈 공간을 형성하면서 일면과 타면이 개방된 형상으로 구성될 수 있다. 본 명세서에서 상기 유체는 비산된 액체성분이 포함된 기체를 가리킨다. 상기 인입관(10)의 형상을 어느 특정 형상으로만 제한하는 것은 아니지만, 바람직하게는 원형의 직선 관으로 구성될 수 있다. 상기 인입관(10)은 웨트스테이션에서 발생되는 유체가 후술할 포집통(30)에 유입되도록 하는 구성으로, 이를 위해, 상기 인입관(10)의 일단은 웨트스테이션에 고정되고, 상기 인입관(10)의 타단은 상기 포집통(30)에 고정될 수 있다. 상기 인입관(10)은 포집통(30)으로 유체가 유입되는 측의 포집통(30) 상에 형성될 수 있으며, 바람직하게는 포집통(30)의 하측면(31)에 형성되고, 보다 바람직하게는 포집통(30) 중 후술할 제1경사면(311)에 형성될 수 있다.
상기 포집통(30)은, 상기 인입관(10)과 연결되어 상기 인입관(10)으로부터 유입된 상기 유체에서 액체성분을 포집하는 구성을 말한다. 상기 포집통(30)은 내부에 빈 공간이 형성된 박스 형태로 형성될 수 있으며, 이러한 포집통(30) 내부에서 액체성분이 포함된 유체가 체류하게 되면서, 유체 내에 포함된 액체의 포집이 이루어지게 된다. 도 4를 참조하면, 이러한 상기 포집통(30)은, 하측면(31), 상부날개판(33), 하부날개판(35), 전측면(37), 후측면(39)을 포함한다.
상기 하측면(31)은, 상기 포집통(30) 중 하측에 형성된 면을 가리키는 것으로, 본 발명은 상기 하측면(31) 상에 상기 인입관(10)을 형성함으로써, 대상장비 상측에 액체 포집 장치(1)를 설치함으로써, 장비가 차지하는 공간을 최소화할 수 있다. 이러한 상기 하측면(31)은, 제1경사면(311), 제2경사면(313), 수평면(315)을 포함한다.
상기 제1경사면(311)은, 제1경사각을 형성하면서 기울어진 면으로, 도 5를 참조하면, 상기 제1경사각은 θ1이 될 수 있다. 상기 하측면(31) 상에 상기 제1경사면(311)을 구성함으로써, 후술할 상부날개판(33)과의 접촉을 통해 응집된 액체가 낙하하면, 낙하한 액체가 상기 제1경사면(311)을 따라 후술할 액체포집관(50) 측으로 자연스럽게 이동할 수 있게 된다. 이를 위해 상기 θ1은 0°보다 크고, 90°보다 작도록 구성될 수 있다. 상기 θ1이 0°또는 90°일 경우 낙하한 액체의 이동이 원활하게 이루어지지 않기 때문이다.
상기 제2경사면(313)은, 상기 제1경사면(311)으로부터 연장 형성되되 제2경사각을 형성하면서 기울어진 면으로, 도 5를 참조하면, 상기 제2경사각은 θ2가 될 수 있다. 상기 하측면(31) 상에 상기 제2경사면(313)을 구성함으로써, 후술할 상부날개판(33)과의 접촉을 통해 응집된 액체가 낙하하면, 낙하한 액체가 상기 제1경사면(311)을 따라 하측으로 이동하게 되고, 이러한 액체가 상기 제2경사면(313)에 도달하게 되면 상기 제2경사면(313)을 따라 이동해 후술할 액체포집관(50) 측으로 자연스럽게 이동할 수 있게 된다. 이를 위해 상기 θ2는 0°보다 크고, 90°보다 작도록 구성될 수 있는데, 상기 제2경사면(313)의 경사각 θ2가 0°또는 90°일 경우 낙하한 액체의 이동이 원활하게 이루어지지 않기 때문이다. 보다 바람직하게는 상기 θ2의 크기는 상기 θ1의 크기 보다 크게 구성될 수 있으며, 제2경사면(313)의 경사를 보다 급격하게 하여 낙하된 액체들이 후술할 액체포집관(50)으로 빠르게 이동할 수 있도록 한다.
상기 수평면(315)은, 상기 포집통(30)의 하측면 중 상기 제2경사면(313)으로부터 수평하게 연장 형성되는 면을 말한다. 이러한 상기 수평면(315) 상에는 후술할 액체포집관(50)이 연결되며, 날개판과의 접촉을 통해 응집된 액적들은 상기 수평면(315) 상에 모여 후술할 액체포집관(50)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 본 발명은 상기 수평면(315) 역시 경사지게 구성해, 응집되어 낙하한 액적들이 경사면을 통해 액체포집관(50)으로 유입되도록 변형 실시될 수도 있다.
상기 상부날개판(33)은, 상기 제1경사면(311)으로부터 상측으로 이격된 포집통(30) 내부 지점에 위치하여, 상기 인입관(10)을 통해 상기 포집통(30) 내부로 들어온 유체의 상승을 막으면서 난류를 발생시키는 형상을 가지는 구성을 말한다. 상기 상부날개판(33)은 상기 인입관(10)의 내경보다 긴 전후수평길이를 가지고, 상기 인입관(10)이 상기 제1경사면(311)에 결합된 단부 형상을 상기 상부날개판(33) 측으로 수직으로 정사영시켰을 때 정사영시킨 형상이 상기 상부날개판(33) 내에 포함되는 면적을 가지는 것을 특징으로 한다. 이를 통해 상기 인입관(10)을 통해 상기 포집통(30) 내부로 들어온 모든 유체가 상기 상부날개판(33)에 부딪힐 수 있게 된다. 상기 상부날개판(33)의 일단은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 포집통(30)의 전측면과 상측면이 형성하는 코너 부분에 결합될 수 있다.
도 5를 참조하면, 이러한 상기 상부날개판(33)은, 제1상부날개판(331), 제2상부날개판(333), 제3상부날개판(335), 변곡점(337)을 포함한다.
상기 제1상부날개판(331)은, 상기 제1상부날개판(331)의 하면에 접촉하는 유체에 난류가 발생할 수 있도록 상기 상부날개판(33) 중 아래로 볼록한 측면 형상을 가지는 부분을 말한다.
상기 제2상부날개판(333)은, 상기 제1상부날개판(331)으로부터 연장형성되되 상기 제1상부날개판(331)의 하면에 접촉하는 유체에 난류가 발생할 수 있도록 상기 상부날개판(33) 중 위로 볼록한 측면 형상을 가지는 부분을 말한다.
상기 제3상부날개판(335)은, 상기 제2상부날개판(333)으로부터 연장형성되되 일정한 기울기로 하향하는 측면 형상을 가지는 구성을 말한다. 상기 상부날개판(33)에 상기 제3상부날개판(335)이 포함되도록 함으로써, 상기 상부날개판(33)을 따라 상기 포집통(30)의 후측방향으로 이동하는 유체의 흐름이 하측 방향을 향하도록 할 수 있다. 이로써 액체가 제거되어 상대적으로 가벼워진 기체는 상승하게 되고, 액체가 제거되지 못해 상대적으로 무거운 유체는 하강하면서 후술할 하부날개판(35)에 접촉하게 된다.
상기 변곡점(337)은, 측면에서 본 상기 제1상부날개판(331)과 상기 제2상부날개판(333) 사이의 굴곡 방향이 바뀌는 지점을 말한다. 바람직하게는 상기 변곡점(337)은 상기 인입관(10)의 내경 구간 내에 위치하도록 구성하여, 상기 상부날개판(33)에 부딪힌 유체에 복잡하고 급격한 흐름 변화가 생기도록 할 수 있다.
상기 하부날개판(35)은, 상기 수평면(315)으로부터 상측으로 이격된 포집통(30) 내부 지점에 위치하여, 상기 포집통(30) 내부에 흐르는 유체를 가이드하면서 난류를 발생시키는 형상을 가지는 구성을 말한다. 상기 상부날개판(33)과 접촉한 유체라도 액체성분이 충분히 제거되지 않은 경우가 발생할 수 있으므로, 상기 하부날개판(35)을 구성해 2차적으로 액체성분이 제거될 수 있도록 한다. 도 5를 참조하면, 상기 하부날개판(35)의 전단부는 상기 상부날개판(33)의 후단부로부터 후측으로 특정 거리만큼 이격되고 하측으로 특정 거리만큼 이격된 위치 상에 존재할 수 있다. 상기 상부날개판(33)과 상기 하부날개판(35)에 의해 상기 포집통(30) 내부의 유체 체류 시간은 크게 증가하게 되는바, 날개판과 유체의 접촉횟수가 증가됨에 따라 액체의 포집 효율은 크게 향상될 수 있다.
도 5를 참조하면, 이러한 상기 하부날개판(35)은, 제1하부날개판(351), 제2하부날개판(353), 절곡점(355)을 포함한다.
상기 제1하부날개판(351)은, 상기 하부날개판(35) 중 일정한 기울기로 하향하는 측면 형상을 가지는 구성을 말한다. 도 5에 도시된 바에 의하면, 상기 제1하부날개판(351)이 평평한 판상형의 형상을 가지는 것으로 도시되었으나, 본 발명은 상기 제1하부날개판(351)을 이러한 형상으로만 제한하는 것은 아니며, 파형의 곡면을 형성하도록 구성될 수도 있다.
상기 제2하부날개판(353)은, 상기 하부날개판(35) 중 상기 제1하부날개판(351)으로부터 수직하게 연장 형성되는 구성을 말한다. 상기 제1하부날개판(351)과 마찬가지로 상기 제2하부날개판(353) 역시 파형의 곡면을 형성하도록 구성하는 것을 제외하는 것은 아니다.
상기 절곡점(355)은, 측면에서 본 상기 제1하부날개판(351)과 상기 제2하부날개판(353) 사이의 절곡된 지점으로, 상기 절곡점(355)은 후술할 액체포집관(50)의 내경 구간 내에 위치하도록 형성될 수 있다. 이를 통해 상기 하부날개판(35)에 부딪혀 유체로부터 제거된 액체성분이 중력에 의해 낙하할 경우 곧바로 후술할 액체포집관(50) 측으로 유입될 수 있게 된다. 전술한 바와 같이, 상기 제1하부날개판(351)과 상기 제2하부날개판(353)이 파형의 곡면을 형성하도록 구성될 경우, 상기 절곡점(355)은 변곡점으로 이해될 수 있다.
상기 전측면(37)은, 상기 포집통(30)에서 상기 제1경사면(311)의 단부로부터 수직하게 연장 형성되는 전측에 형성된 면을 가리킨다. 기존에는 상기 전측면(37) 상에 상기 인입관(10)이 형성되었으나, 본 발명은 상기 전측면(37)에 인입관(10)을 형성하지 않고, 상기 제1경사면(311)에 인입관(10)을 형성함에 따라, 공간 효율성과 액체 포집 효율성을 높이고 있다.
상기 후측면(39)은, 상기 수평면(315)의 단부로부터 수직하게 연장 형성되어 상기 전측면(37)과 대향하는 상기 포집통(30)의 후측에 형성된 면을 말한다. 상기 후측면(39) 상에는 후술할 배기관(70)이 형성되는바, 상기 포집통(30)의 하측면을 통해 들어온 유체는 상측 방향의 유체 흐름을 유지하다가, 상기 상부날개판(33)에 의해 후측 방향의 유체 흐름으로 변경되고, 이후 상기 후측면(39)에 형성된 배기관(70)을 통해 상기 포집통(30) 외부로 노출된다.
상기 액체포집관(50)은, 포집된 상기 액체성분을 외부로 배출시키는 구성으로, 바람직하게는, 상기 포집통(30)의 하측면(31) 중 상기 수평면(315) 상에 형성될 수 있다. 상기 포집통(30)의 특정 위치로 모인 액체는 상기 액체포집관(50)을 통해 외부로 용이하게 배출된다. 상기 액체포집관(50)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 인입관(10)과 같은 방향을 향해 배치될 수 있는바, 액체 포집 장치(1)를 설치할 때 불필요한 공간의 낭비를 방지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 이러한 상기 액체포집관(50)은, 중공관(51), 격판(53), 깔대기(55)를 포함한다.
상기 중공관(51)은, 내부공간을 형성하면서 일면과 타면이 개방된 형상을 가지는 구성으로, 상기 중공관(51)의 형상을 어느 특정 형상으로 제한하는 것은 아니지만, 바람직하게는 원형의 직선 관으로 구성될 수 있다.
상기 격판(53)은, 상기 중공관(51)의 내부공간을 상하로 구획하는 구성을 말한다. 상기 격판(53)은 원판형으로 구성될 수 있으며, 이러한 상기 격판(53) 상에는 상기 격판(53)의 일면에서 타면을 관통하도록 형성된 구멍인 관통공(531)이 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 관통공(531)은 상기 격판(53) 상에 일정한 간격으로 복수 개로 구성될 수 있다.
상기 깔대기(55)는, 내측에 빈 공간을 형성하면서 일면과 타면이 개방된 절두원추 형상을 가지는 구성으로, 상기 격판(53)의 하면에 결합되는 구성을 말한다. 이러한 상기 깔대기(55)는 테이퍼공간(551)을 포함하는데, 상기 테이퍼공간(551)은, 하측으로 갈수록 축경되는 형상을 가진 빈 공간을 가리키며, 상기 깔대기(55)가 상기 격판(53)의 하면에 결합되었을 때, 상기 테이퍼공간(551)은 상기 관통공(531)과 연통되도록 형성된다. 상기 테이퍼공간(551)이 구성되면, 베르누이 정리에 의해 유체의 유속이 빨라지게 되는바, 상기 액체포집관(50) 측으로 모인 액체가 외부로 쉽게 배출될 수 있게 된다.
상기 배기관(70)은, 상기 액체성분이 제거된 유체를 외부로 배출시키는 구성으로, 상기 인입관(10)과 상기 배기관(70)은 수직하게 배치될 수 있다. 이를 통해, 상기 액체 포집 장치(1)와 주변 장치를 연결할 때, 설치에 필요한 공간을 최소시킬 수 있다. 상기 배기관(70)의 형상을 어느 특정 형상으로만 제한하는 것은 아니지만, 바람직하게는 내부에 빈 공간이 형성되면서 일면과 타면이 개방된 원형의 파이프 형태로 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명인 액체 포집 장치(1)에 의해 공간 효율이 높아지는 것을 도시한 사용상태도로, 도 6을 참고하여 설명하면, 본 발명은 유체가 유입되는 상기 인입관(10)을 상기 포집통(30)의 하측면(31)에 형성하는바, 상기 액체 포집 장치(1)를 웨트스테이션(W) 등과 연결할 때, 상기 웨트스테이션(W) 상측에 상기 액체 포집 장치(1)를 배치할 경우, 엘보 등의 추가적인 배관 기자재를 사용하지 않고도 상기 인입관(10)을 상기 웨트스테이션(W)에 직결할 수 있게됨에 따라, 불필요한 설치 공간이 낭비되는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명인 액체 포집 장치(1)에 의해 포집 효율이 높아지는 것을 도시한 사용상태도로, 도 7을 참고하여 설명하면, 본 발명은 상기 포집통(30)의 하측면(31)에 상기 제1경사면(311)과 상기 제2경사면(313)을 구성하되 상기 인입관(10)이 상기 제1경사면(311)에 결합하도록 구성하고, 상기 제1경사면(311)으로부터 상측으로 이격된 포집통(30) 내부 지점에 상기 상부날개판(33)을 위치시켜, 상기 인입관(10)을 통해 상기 포집통(30) 내부로 들어온 유체 모두가 상기 상부날개판(33)과 충돌할 수 있도록 함에 따라, 액체 포집 효율이 높아지도록 한다.
구체적으로, 상기 인입관(10)을 통해 상측 방향으로 이동하던 유체는 상기 포집통(30) 내부에 위치한 상기 상부날개판(33)에 부딪히면서 급격히 이동 방향이 바뀌게 되고, 상기 상부날개판(33)은 전체적으로 파형의 형상을 가지도록 구성되는바, 상기 포집통(30) 내부에서는 도 7에 도시된 것과 같은 난류가 발생된다. 상기 포집통(30) 내부에 발생한 난류로 인해, 유체(F)는 상기 포집통(30) 내부에서 더욱 오랫동안 체류하게 되고, 이로 인해 상기 유체(F) 내에 포함된 액체가 충분히 제거될 수 있다.
상기 상부날개판(33)에 의해 액체성분이 제거되어 상대적으로 가벼워진 기체(G)는 상기 상부날개판(33)과 상기 하부날개판(35) 사이의 이격 공간을 통해 상기 배기관(70) 측으로 이동하게 되고, 액체성분(L)이 덜 제거된 유체(F)는 상대적으로 무거워 하향하다가 상기 하부날개판(35)에 부딪히면서 유체(F) 내에 포함된 액체성분(L)을 제거하게 되며, 액체성분(L)이 제거된 기체(G)는 상승해 상기 배기관(70)을 통해 외부로 빠져나간다.
이 과정에서 낙하한 액적들을 경사면을 따라 상기 액체포집관(50) 측으로 모이게 되며, 상기 액체포집관(50)에 테이퍼공간(551)이 형성되어 있는바, 베르누이 정리에 의해 상기 액체포집관(50)을 통해 빠른 속도로 외부로 배출될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치
10: 인입관
30: 포집통
31: 하측면
311: 제1경사면
313: 제2경사면
315: 수평면
33: 상부날개판
331: 제1상부날개판
333: 제2상부날개판
335: 제3상부날개판
337: 변곡점
35: 하부날개판
351: 제1하부날개판
353: 제2하부날개판
355: 절곡점
37: 전측면
39: 후측면
50: 액체포집관
51: 중공관
53: 격판
531: 관통공
55: 깔대기
551: 테이퍼공간
70: 배기관

Claims (15)

  1. 유체가 유입되는 인입관과, 유입된 상기 유체에서 액체성분을 포집하는 포집통과, 포집된 상기 액체성분을 외부로 배출시키는 액체포집관과, 상기 액체성분이 제거된 유체를 외부로 배출시키는 배기관을 포함하며,
    상기 포집통은, 상기 인입관을 통해 상기 포집통 내부로 들어온 유체의 상승을 막으면서 난류를 발생시키는 형상을 가지는 상부날개판을 포함하고,
    상기 상부날개판은, 아래로 볼록한 측면 형상을 가지는 제1상부날개판과, 상기 제1상부날개판으로부터 연장형성되되 위로 볼록한 측면 형상을 가지는 제2상부날개판을 포함하되, 측면에서 본 상기 제1상부날개판과 상기 제2상부날개판 사이의 변곡점이 상기 인입관을 통해 유입되는 유체의 유입 방향에 대향 하면서 인입관의 내경 구간 내에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인입관은, 상기 포집통의 하측면에 형성되는 것을 특징으로 하는, 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 포집통의 하측면은, 제1경사각을 형성하면서 기울어진 제1경사면과, 상기 제1경사면으로부터 연장 형성되되 제2경사각을 형성하면서 기울어진 제2경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는, 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 인입관은, 상기 제1경사면에 형성되는 것을 특징으로 하는, 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 상부날개판은, 상기 제1경사면으로부터 상측으로 이격된 포집통 내부 지점에 위치하는 것을 특징으로 하는, 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 상부날개판은, 상기 인입관의 내경보다 긴 전후수평길이를 가지고, 상기 인입관이 상기 제1경사면에 결합된 단부 형상을 상기 상부날개판 측으로 수직으로 정사영시켰을 때 정사영시킨 형상이 상기 상부날개판 내에 포함되는 면적을 가지는 것을 특징으로 하는, 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상부날개판은, 상기 제2상부날개판으로부터 연장형성되되 일정한 기울기로 하향하는 측면 형상을 가지는 제3상부날개판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치.
  8. 삭제
  9. 제3항에 있어서,
    상기 포집통의 하측면은, 상기 제2경사면으로부터 수평하게 연장 형성되는 수평면을 포함하는 것을 특징으로 하는, 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 액체포집관은, 상기 수평면에 형성되는 것을 특징으로 하는, 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 포집통은, 상기 수평면으로부터 상측으로 이격된 포집통 내부 지점에 위치하여, 상기 포집통 내부에 흐르는 유체를 가이드하면서 난류를 발생시키는 형상을 가지는 하부날개판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하부날개판은, 일정한 기울기로 하향하는 측면 형상을 가지는 제1하부날개판과, 상기 제1하부날개판으로부터 수직하게 연장 형성되는 제2하부날개판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하부날개판은, 측면에서 본 상기 제1하부날개판과 상기 제2하부날개판 사이의 절곡점이 액체포집관의 내경 구간 내에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 포집통은, 상기 제1경사면의 단부로부터 수직하게 연장 형성되는 전측면과, 상기 수평면의 단부로부터 수직하게 연장 형성되어 상기 전측면과 대향하는 후측면을 포함하고,
    상기 배기관은, 상기 후측면에 형성되는 것을 특징으로 하는, 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 액체포집관은, 내부공간을 형성하면서 일면과 타면이 개방된 형상을 가지는 중공관과, 상기 중공관의 내부공간을 상하로 구획하되 일면에서 타면을 관통하도록 형성된 관통공을 포함하는 격판과, 하측으로 갈수록 축경되는 테이퍼공간을 형성하면서 일면과 타면이 개방된 절두원추 형상을 가지되 상기 격판의 하면에 결합되어 상기 테이퍼공간이 상기 관통공과 연통되도록 형성된 깔대기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 향상된 공간 효율과 포집 효율을 가지는 액체 포집 장치.
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