KR100686914B1 - 유해가스 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유해가스 여과장치에 관한 것으로, 지지봉에 여과부재를 감싼 다수의 여과봉과, 여과봉의 하단부를 고정하는 결합홈을 구비한 하부지지판과, 여과봉의 상단부를 고정하는 결합구멍을 구비한 상부지지판을 포함하는 필터하우징과, 필터하우징 하부에 배치되는 회수탱크 및 급수관과 펌프를 포함하는 물공급수단을 포함한 구성으로 이루어지되, 상부지지판의 결합구멍이 여과봉을 구성하는 지지봉과의 사이에 틈이 발생하도록 형성되고, 이와 같은 결합구멍을 구비한 상부지지판은 또한 그 둘레의 가장자리에서 상방으로 연장되는 격벽과 함께 물을 수용하는 수조를 이루도록 구성하여, 각 여과봉에 공급되는 물이 일정하게 유지되는 수위에 의해 일정한 수압의 영향을 받아서 여과봉의 위치와 관계없이 물이 각 여과봉에 고르게 공급될 수 있도록 하고, 따라서 각 여과봉에서 유해물질의 흡착과 여과부재의 재생이 원활하게 이루어지도록 하여 전체적으로 탁월한 유해가스 제거능력을 보유하게 되는 유해가스 여과장치를 제공한다.

여과봉, 상부지지판, 결합구멍, 틈, 흡수보조부재

Description

유해가스 여과장치{Filtering device for purifying harmful gas}

도 1은 종래기술에 따른 유해가스 여과장치의 일 예를 도시한 개념도이다.

도 2는 도 1의 종래기술에 따른 유해가스 여과장치의 변형된 예를 도시한 개념도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시 예에 따른 유해가스 여과장치를 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 여과봉을 도시한 사시도이다.

도 5는 도 3의 유해가스 여과장치를 도시한 횡단면도이다.

도 6은 도 3의 유해가스 여과장치를 도시한 종단면도이다.

도 7은 도 3의 A부분을 확대 도시한 부분 사시도이다.

도 8은 도 7의 B-B선에 따른 단면을 도시한 부분 종단면도이다.

도 9는 본 발명의 다른 일실시 예에 따른 여과봉 상단부의 결합상태를 도시한 부분 평면도이다.

도 10은 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 여과봉 상단부의 결합상태를 도시한 부분 종단면도이다.

도 11은 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 여과봉 상단부의 결합구조를 도시한 부분 종단면도이다.

도 12는 도 11의 C부분을 확대 도시한 부분 종단면도이다.

도 13은 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 여과봉 상단부의 결합구조를 도시한 부분 종단면도 및 D-D선에 따른 확대단면도이다.

도 14는 도 13의 고정링을 도시한 사시도이다.

도 15는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 여과봉 상단부의 결합구조를 도시한 부분 종단면도 및 E-E선에 따른 확대단면도이다.

도 16은 도 15의 고정링을 도시한 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

5, 5-1, 5-2, 5-3: 지지봉 7: 여과부재

9: 실 10: 여과봉

11: 일자형 홈 13: 십자형 홈

14: 안내부 15: 하부지지판

17: 결합홈 20: 상부지지판

23: 결합구멍 24: 확장부

25: 격벽 30, 30': 틈

35: 측벽 40: 필터하우징

50: 회수탱크 53: 지지블럭

55: 급수관 57: 펌프

60: 흡수보조부재 70: 덮개판

73: 홈 77: 돌기

75: 중심유지봉 80, 80': 고정링

85: 지지돌기 87: 투수공

본 발명은 유해가스 여과장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직접적으로 유해가스와 접촉하여 유해물질을 포집하는 여과수단이 분사노즐에 의하지 아니하고 중력 및 재료의 흡수력에 의한 자연흡수방식으로 물을 고르게 공급받도록 하여 여과매체의 재생효율과 유해가스 포집효율을 향상시킨 유해가스 여과장치에 관한 것이다.

사람들이 호흡하는 공기에 대한 관심이 날로 증가함에 따라 일반 가정에도 점차 공기정화기가 TV나 냉장고처럼 필수품으로 인식되고 있다. 이와 같이 대기오염에 대한 관심이 증가함과 동시에 각종 산업현장에서 배출하는 배기가스 배출기준 역시 더욱 강화되어 가는 추세이다.

일반적으로, 반도체공장, 화학공장, 정유공장, 화력발전소 등과 같은 산업현장에서 발생하는 배기가스에는 다량의 유독물질이 포함되어 있는 것으로 알려져 있으며, 이를 그대로 대기중으로 배출할 경우 인체 및 자연환경에 유해한 대기오염 요인이 될 수밖에 없다. 이와 같은 산업현장에서 발생하는 유해가스에 대한 관심이 증가함에 따라 전 세계적으로 유해가스를 배출하는 사업장에는 의무적으로 유해가스 정화시설을 설치하도록 하고 있는 추세이며, 이를 위반할 경우 국내거래 및 국제거래에서 불이익을 받을 수도 있는 실정이다.

이와 같은 유해 배출가스를 정화하여 배출하기 위하여 산업현장에 설치되는 배출가스 정화장치에는 여러 방식이 사용되고 있다. 대표적으로 사용되는 방법으로는, 고온의 환경에서 유해가스를 열분해 함으로써 정화하거나 흡착재를 이용하여 정화하는 방식의 건식처리법과, 유해가스를 물과 접촉하도록 하여 포집한 후 오염된 물을 정화하는 방식의 습식처리법 및 이상의 건식처리법과 습식처리법을 혼용한 처리법이 있다.

건식처리법 중에서 열분해 방식은 히터를 이용한 간접가열방식과 LPG 등과 같은 연료가스를 연소시켜 유해가스를 태우는 직접가열방식으로 구분되며, 고농도의 가스를 처리하는데 적합한 것으로 알려져 있으나, 고온의 환경을 조성하기 위해 히터를 사용하거나 LPG 등의 가스를 연소시킴에 따라 안전상의 문제와 더불어 경제성이 취약하다는 점이 문제점으로 지적되고 있다.

그리고 건식처리법 중에서 흡착재를 이용하는 방식은 일본국 특허번호 제61-35849호에 설명된 바와 같은 활성탄 또는 일본국 특허번호 제61-61619호에 설명된 바와 같이 NaOH, Ca(OH)₂, Mg(OH)₂ 과 같은 염기성 물질을 흡착재로 사용하거나, 미합중국 특허 제5322674호에 설명된 바와 같이 상기한 활성탄과 염기성 물질을 혼합 하여 사용하는 경우도 있다. 이와 같은 흡착재를 사용하는 방식은 흡착재의 재료적인 특성에 기인하는 흡착용량의 한계로 인하여 많은 양의 유해가스를 처리하여 포화상태에 이르면 유해물질 흡착능력이 현저히 저하되고, 흡착방식이 단순 물리적이기 때문에 흡착되어 있던 유해물질이 다시 흡착재로부터 분리되어 나옴에 따른 재오염의 문제가 있어서 일정시간 사용한 후에는 흡착재를 재생하거나 교환해주어야 하는 문제가 있으며, 정화장치 내부에서의 유동적 측면에서 압력강하가 클 수밖에 없어 대량의 유해가스처리를 처리하는데 다소 부적합한 문제점이 있다.

한편, 습식처리법 중에는 물 또는 염기성 수용액을 분사노즐 등에 의해 하방으로 분사하고 낙하하는 영역에 유해물질이 포함된 배기가스를 통과시키는 구조로 이루어져, 기체와 액체의 접촉에 의해 유해가스를 중화하거나 흡수하여 처리하는 방식이 있다. 이와 같은 처리방식은 단순한 구조이지만 배출가스에서 유해물질을 제거하는 능력이 일정수준을 넘기 어려운 문제점이 있다.

더불어, 습식처리법과 흡착재를 이용한 건식처리법이 혼용되는 형태로서, 흡착재로 사용되는 활성탄 등과 같은 재료를 여과매체로 사용하고, 여과매체에 물 또는 물에 첨가물을 부가한 수용액을 분사노즐을 통해 분사하는 방식의 처리법이 있으며, 이와 같은 형태의 종래기술에 따른 유해물질 여과장치의 일 예로서 대한민국 특허등록번호 제10-0340384호에 설명된 바와 같은 여과장치가 있다.

즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 종래기술에 따른 여과장치는 크게 외형을 이루는 하우징(110)과, 하우징 내부에 다단으로 층을 이루도록 배치되는 다수의 여과통(120)과, 각 여과통(120)의 상부에 배치되어 펌프에 의해 공급되는 물 또는 재생용액(이하, '물')을 여과통에 상부에 분사하는 분사노즐(130)과, 하우징의 하부에 배치되는 것으로 분사노즐(130)로부터 분사되어 여과통(120)을 통과하여 낙하하는 유해물질을 포함하는 물이 모이도록 하는 물받이통(140)으로 이루어진다. 여기서, 하우징(110)은 유해가스가 유입되는 하부의 유입관(113)과 유해물질이 제거되어 정화된 배출가스가 배출되는 상부의 배출관(115)이 구비되어 있다. 그리고 여과통(120)은 그 내부에 입상의 활성탄이나 용광로 코우크스 등의 여과매체가 충전되며 그 바닥과 뚜껑을 이루는 벽(125)에 배기가스와 물이 투과할 수 있도록 하는 망(mesh)형태의 개구부가 형성되어 있다. 또한, 물받이통(140)은 여과통을 거쳐 낙하한 물에 포함된 유해물질이 침전되는 곳이며, 유해물질의 침전으로 정화된 상층의 물이 다시 여과통으로 공급될 수 있도록 상기 펌프와 연결되어 있다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 도 1의 여과장치에서와 달리 여과통(120')을 수직으로 배치하고, 이에 대응하여 분사노즐(130')을 측면에서 물을 분사하도록 배치한 형태로 이루어지는 여과장치가 제공되고 있다.

이상과 같은 여과장치는 여과매체가 수조(water bath)에 잠기지 않은 상태에서 물을 함유하도록 하여 유해물질의 포집능력을 향상시킬 뿐만 아니라, 포집된 유해물질이 계속적으로 공급되는 물에 의해 씻겨 내려감에 따라 여과매체가 재생되어 여과매체의 교환 없이 장시간 사용이 가능한 장점이 있다.

그러나 이와 같은 유해가스 여과장치는 분사노즐에 의해 분사되는 물이 여과통의 모든 영역에 고르게 공급되기 어려울 뿐만 아니라, 여과통 내부에서 직접 유해물질을 포집하는 역할을 수행하는 여과매체에 공급되는 물의 위치에 따른 양적인 불균형이 초래되어 전체적으로 효과적인 유해물질 포집능력을 갖기 어려운 문제점이 있는 실정이다. 특히, 여과통이 수직으로 배치되는 경우에는 위치에 따라 공급되는 물의 양적 편차가 더욱 클 수밖에 없다. 따라서, 여과통 내부의 위치에 따른 유해물질 제거능력의 편차가 발생하기 쉬우며, 그로 인해 전체적으로 요구되는 유해물질 제거효율을 달성하기 위해서는 다수의 여과통을 다단으로 배치시킨 형태가 바람직하게 된다. 더불어, 기체 유동의 측면에서도 압력강하가 클 수밖에 없고 특히 다수의 여과통을 다단으로 배치시키는 경우에는 더욱 압력강하가 심각하여 대량의 유해가스처리를 처리하기 위해서는 여과장치의 구성이 대형화될 수밖에 없는 문제점이 있는 것이다.

마찬가지로, 습식처리법과 흡착재를 이용한 건식처리법이 혼용되는 형태이며, 반도체 클린룸 등에서 산성 또는 염기성 가스를 제거하기 위한 용도로 특화된 형태로서, 이온교환수지나 이혼교환부직포를 여과용 흡착재로 사용한 다수의 여과봉과 여과봉에 물을 공급하기 위한 물공급수단을 포함하는 처리법이 있으며, 이와 같은 형태의 종래기술에 따른 유해물질 여과필터의 일 예로서 본 발명의 발명자에 의해 발명된 대한민국 특허출원번호 제10-2003-53358호에 설명된 바와 같은 '유해가스를 제거할 수 있는 이온교환필터'가 있다.

대한민국 특허출원번호 제10-2003-53358호의 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 종래기술에 따른 이온교환필터는 부직포에 접착재를 도포하여 이온교환수지를 부착한 다음 이를 지지대 역할을 수행하는 봉재에 감싸고 이온교환수지가 부착된 부직포가 봉재로부터 탈착되지 않도록 일정간격으로 실 등을 감은 형태의 이 혼교환봉을 제작하고, 다수의 이온교환봉을 서로 평면상에 평행하게 배열시킨 상태에서 각 이온교환봉의 양단을 한 쌍의 가이드바를 사용하여 고정함으로써 이온교환판을 제작하고, 이와 같이 제작된 다수의 이온교환판을 각각에 포함된 이온교환봉이 반복적으로 교차하여 격자형을 이루도록 적층시킨 구성으로 이루어진다.

이와 같은 이온교환필터는 유해물질의 흡착뿐만 아니라 재생이 가능하도록 하기 위해 유해가스 정화장치 내부에 설치된 상태에서 분사노즐에 의해 상부에서 분사되는 물 또는 재생용액(이하, '물')을 공급받게 되고, 이와 같이 공급되는 물은 이온교환필터를 통과하여 정화장치의 하부에 설치되는 탱크에 모이게 되는 구조로서, 압력손실이 저하되고 격자구조에 의한 유해가스와 이온교환봉의 접촉을 용이하게 하여 유해물질 제거 효율이 우수한 특징이 있으며, 물의 공급에 의해 필터가 지속적으로 재생됨에 따라 장시간의 사용에도 필터를 교환할 필요가 없는 특징이 있다.

그러나 이와 같은 이온교환필터 역시 분사노즐에 의해 물을 공급하는 방식이고 다수의 이온교환판을 적층한 구조이므로 공급되는 물의 양적 불균형이 평면적 뿐만 아니라 수직적으로 발생할 수밖에 없고, 따라서 필터 내부의 위치에 따라 재생효율이 감소되는 부분이 발생하고, 따라서 부분적인 유해물질 흡착능력이 감소하는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 압력강하가 작은 여과매체를 사용하여 적은 규모로도 대량의 유해가스처리가 가능하고, 여과매체의 위치와 관계없이 물 또는 재생용액을 전체적으로 고르게 공급할 수 있도록 하여 여과매체의 재생효율 감소 및 그에 따른 유해물질 흡착능력의 감소가 발생하지 않아 장기간 여과매체를 교환하지 않고 사용할 수 있으면서도, 그 구조를 단순화하여 경제성이 우수한 유해물질 여과필터 어셈블리를 제공하는 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은,

지지봉과, 지지봉을 감싸도록 배치되는 여과부재를 포함하는 다수의 여과봉;

소정의 배열방식으로 배열되며 상기 여과봉의 하단부가 소정의 깊이만큼 삽입되어 결합되도록 하는 다수의 결합홈을 구비하는 하부지지판과, 결합홈과 그 중심이 일 대 일로 대응하도록 배열되며 상기 여과봉의 상단부가 삽입되어 결합되도록 상기 지지봉보다 소정의 크기 만큼 크게 형성되는 다수의 결합구멍을 구비하는 상부지지판과, 상부지지판 둘레의 가장자리에서 상방으로 연장되어 물을 일정 정도의 수위까지 저장할 수 있도록 하는 격벽, 및 하부지지판과 상부지지판을 소정의 높이를 유지하도록 연결하며 기체 유로를 한정하는 측벽을 포함하는 필터하우징;

필터하우징 하부에 배치되는 회수탱크; 및

상기 회수탱크와 상기 격벽을 연결하는 급수관과, 급수관상에 연결되는 펌프를 포함하는 물공급수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 여과장치를 제 공한다.

그리고 상기 지지봉의 외주면과 상기 결합구멍의 내주면 사이에 형성되는 틈에 각각 삽입되는 흡수보조부재를 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 지지봉은 그 상단면을 '-'자형으로 가로지르는 일자형 홈을 구비할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지봉은 그 상단면을 '+'자형 또는 '*'자형으로 가로 지르는 홈을 구비할 수 있는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 지지봉은 그 상단부에 소정의 높이 만큼 원뿔형으로 형성되는 안내부를 구비할 수 있는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 상부지지판과 대응하는 외형으로 형성되어 상기 격벽 위를 덮는 것으로서, 그 저면측에서 상기 결합구멍의 중심과 일 대 일로 대응하도록 수직 하방으로 연장되며 그 끝단부에 돌기가 형성되는 다수의 중심유지봉을 구비하는 덮개판을 더 포함하고,

상기 지지봉은 상단면 중심에 상기 돌기에 대응하도록 형성되는 홈을 구비하여, 홈과 돌기가 결합하여 상기 지지봉과 상기 결합구멍의 중심이 동일 축선상에 위치하도록 고정할 수 있는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 지지봉의 외주면과 상기 결합구멍의 내주면 사이에 형성되는 틈에 삽입되어 상기 지지봉과 상기 결합구멍의 중심이 동일 축선상에 위치하도록 고정하는 고정링을 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 고정링은 내주면과 외주면 사이에 수직으로 형성되는 다수의 투수공을 구비할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정링은 축 중심으로 돌출하여 각각의 단부가 상기 지지봉의 상단부와 외주면과 접촉하는 셋 이상의 지지돌기를 구비할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면에 의거하여 더욱 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시 예에 따른 유해가스 여과장치를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 여과봉을 도시한 사시도이며, 도 5는 도 3의 유해가스 여과장치를 도시한 횡단면도이고, 도 6은 도 3의 유해가스 여과장치를 도시한 종단면도이며, 도 7은 도 3의 A부분을 확대 도시한 부분 사시도이고, 도 8은 도 7의 B-B선에 따르는 단면을 도시한 부분 종단면도이다.

본 발명에 따른 유해가스 여과장치는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 크게 지지봉(5)에 여과부재(7)를 감싼 다수의 여과봉(10)과, 이 여과봉(10)을 상·하에서 지지하고 기체 유로를 한정하며 상부에 물 또는 재생용액(이하, '물)을 수용할 수 있는 공간이 형성된 필터하우징(40)과, 작동시 여과봉(10)을 타고 하강하는 물을 회수하는 회수탱크(50) 및 회수탱크(50)로부터 필터하우징(40) 상부의 공간으로 물을 공급하는 물공급수단으로 이루어진다.

여과봉(10)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 소정의 직경을 갖는 지지봉(5)과, 지지봉(5)을 감싸는 형태로 배치되는 여과부재(7)로 이루어진다. 여과부재(7)가 지지봉(5)으로부터 이탈하는 것을 방지하고자 실(9)을 적당한 간격으로 감아서 고정하는 것이 바람직하다. 상기 여과부재(7)는 다양한 종류의 재료가 사용될 수 있는 것으로서, 예를 들면 부직포, 직포, 이온교환부직포, 부직포에 이온교환수지를 부착한 형태 등 직물형태 또는 직물형태의 재료에 다른 형태의 재료가 결합된 복합재료가 사용될 수 있다.

필터하우징(40)은, 도 3, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 여과봉(10)의 하단부를 고정하는 하부지지판(15)과, 여과봉(10)의 상단부를 고정하는 상부지지판(20)과, 상부지지판(20) 둘레의 가장자리에서 상방으로 연장되어 상부지지판(20) 상부에 물을 수용할 수 있도록 하는 격벽(25)과, 하부지지판(15)과 상부지지판(20)을 소정의 높이를 유지하도록 연결하며 기체 유로를 한정하는 측벽(35)으로 이루어진다.

여기서, 하부지지판(15)은 여과봉(10)의 하단부가 소정의 깊이만큼 삽입되어 결합되도록 하는 다수의 결합홈(17)을 구비하며, 결합홈(17)의 직경은 여과봉(10)을 구성하는 지지봉(5)의 직경에 대응하도록 형성하는 것이 바람직하며, 상기 결합홈(17)은 회수탱크(50)로 연결되는 관통 구멍으로 형성하는 것도 가능하다. 그리고 상부지지판(20)은 여과봉(10)의 상단부가 그 주변에 틈(30)이 있는 상태로 삽입되어 결합되도록 하는 다수의 결합구멍(23)을 구비하며, 도 7에 도시한 바와 같이, 결합구멍(23)은 여과봉(10)을 구성하는 지지봉(5)보다 소정의 크기 만큼 크게 형성되어 결합상태에서 지지봉(5)의 외주면과 결합구멍(23)의 내주면사이에 틈(30)이 발생하도록 한다. 즉, 이와 같은 크기 차이로 인해 발생하는 틈(30)을 통하여 상부 지지판(20) 위에 공급되는 물이 여과봉(10)을 적시고 여과봉(10)을 따라 하강할 수 있게 되는 것이다. 또한, 결합구멍(23)은 상부지지판(20)의 저면측에서 소정의 높이 만큼 테이퍼형으로 가공되는 확장부(24)를 구비하는 것이 바람직하며, 이와 같이 형성되는 확장부(24)는 제작시 여과봉(10)을 결합구멍(23)에 결합하는 작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.

하부지지판(15)의 결합홈(17)과 상부지지판(20)의 결합구멍(23)의 배열형태는 곧 여과봉(10)의 배열형태와 직결되는 것으로서, 목적하는 바에 따라 다양한 배열형태로 형성될 수 있으나, 도 5에 도시한 바와 같이, 여과봉(10)이 소정의 간격을 갖는 다수의 열을 이루되, 각 열에서 여과봉(10)이 소정의 일정한 간격을 같도록 하며, 각 열을 이루는 여과봉(10)은 인접하는 열의 여과봉(10) 사이 사이에 위치하도록 배치함으로써, 작동시 유동을 교란하여 유해가스와 여과봉(10)의 접촉효율을 증가시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 방법으로 여과봉(10)을 배치하기 위하여 하부지지판(15)에 형성되는 결합홈(17)의 배열형태가 결정되며, 상부지지판(20)의 결합구멍(23)도 마찬가지로 하부지지판(15)에 구비되는 결합홈(17)과 그 중심이 일 대 일로 대응하도록 배열된다.

상기에 있어서 여과봉(10)의 직경이 8㎜인 경우, 각 열에서 여과봉(10)의 간격은 8∼30㎜로, 각 열에서 여과봉(10)의 간격은 8∼30㎜로 바람직하며,

각 열에서 여과봉(10)의 간격을 15∼25㎜로 각 열에서 여과봉(10)의 간격은 15∼25㎜으로 하는 것이 저항과 유해가스 제거 효율 면에서 더욱더 바람직하다.

그리고 격벽(25)은 상부지지판(20) 둘레의 가장자리에서 상방으로 연장되어 공급되는 물을 일정 정도의 수위까지 저장할 수 있도록 하는 것으로, 다시 말해 상부지지판(20)과 함께 물을 수용할 수 있는 수조의 역할을 하여, 상부지지판(20)의 결합구멍(23)과 지지봉(5) 사이에 형성되는 틈(30)을 통해 물이 여과봉(10)을 타고 흘러내릴 수 있도록 한다. 이와 같이 여과봉(10)으로 공급되는 물은 수위에 의한 위치에너지와 여과재료의 재료적인 흡수력에 의해 하강하며, 따라서 모든 여과봉(10)이 양적으로 균등한 물을 공급받을 수 있게 된다.

또한, 측벽(35)은 한 쌍으로 구비되어 격벽(25)을 포함하는 상부지지판(20)과 하부지지판(15) 사이를 소정의 높이를 유지하도록 구조적으로 연결하여 필터하우징(40)을 이루는 것으로서, 측벽(35)은 또한 상부지지판(20) 및 하부지지판(15)과 함께 기체 유로를 한정하는 역할을 수행한다.

회수탱크(50)는, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 필터하우징(40) 상부의 격벽(25)을 통해 상부지지판(20) 위로 공급되는 물이 여과봉(10)을 타고 하강하여 다시 모이는 곳으로, 필터하우징(40)이 그 내부에 배치될 수 있도록 필터하우징(40)보다 크게 형성되는 것이 바람직하며, 필터하우징(40)의 하부지지판(15)과 회수탱크(50) 바닥면과 사이에 물을 수용할 수 있는 공간을 형성하기 위하여 필터하우징(40)을 지지하는 지지블럭(53)을 구비하는 것이 바람직하다. 상기 회수탱크(50)는 하부지지판(15)을 지나 측벽(35)으로부터 연장되는 벽으로 이루어지는 것도 가능하다.

물공급수단은, 도 3에 도시한 바와 같이, 하부에 위치하는 회수탱크(50)의 일측면과 상부에 위치하는 격벽(25)의 일측면을 연결하는 급수관(55)과 급수관(55) 상에 연결되어 물을 끌어올리는 펌프(57)로 구성되어 회수탱크(50)에 저장된 물을 상부지지판(20) 위에 공급하며, 부가적으로 격벽(25)의 일측에 수위감지센서(도시 안됨)를 설치하여 펌프(57)와 연동하도록 하는 경우에는 각 여과봉(10)에 공급되는 물의 유량이 시간적으로 일정하게 유지되도록 제어할 수 있다. 또한, 회수탱크에도 수위감지센서(도시 안됨)를 설치하여 증발 등으로 인하여 작동중에 물이 감소되는 경우에 외부의 물공급수단을 통해 물을 공급받을 수 있도록 할 수 있다.

한편, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유해가스 여과장치는 물이 하강할 통로가 되는 지지봉(5)의 외주면과 결합구멍(23)의 내주면 사이에 형성되는 틈(30)에 삽입되는 한 쌍의 흡수보조부재(60)를 포함할 수 있으며, 이 흡수보조부재(60)는 부직포나 직포 등과 같은 재료적으로 물을 흡수하는 능력이 우수한 직물형태의 재료를 잘라서 사용하는 것이 가능하다. 지지봉(5)과 결합구멍(23) 사이에 형성되는 틈(30)은 매우 작을 수 있는 것으로서(예를 들면 약0.15mm 정도로), 중력이 작용하더라도 경우에 따라 물의 점성과 표면장력에 의해 물이 틈을 통해 흐르기 어려운 경우가 발생할 수 있으며, 흡수보조부재(60)를 삽입하면 이상과 같은 경우에도 재료적 흡수력에 의해 물의 원활한 공급을 보장할 수 있게 된다. 또한, 흡수보조부재(60)는 결합구멍(23)과 지지봉(5)의 중심이 심각하게 편심되는 것을 방지함으로써 고리형으로 형성되는 틈(30)의 둘레에서 물이 전체적으로 고르게 하강할 수 있도록 한다.

그리고 도 7 및 도8 에 도시한 바와 같이, 지지봉(5)은 그 상단면을 '-'자형으로 가로지르는 일자형 홈(11)을 구비한다. 이는 결합구멍(23)과 지지봉(5) 사 이에 형성되는 틈(30)으로의 물 유입을 더욱 원활하게 하기 위한 것이다.

도 9는 본 발명의 다른 일실시 예에 따른 여과봉 상단부의 결합상태를 도시한 부분 평면도로서, 도시한 바와 같이 본 실시 예에 따른 지지봉(5-1)은 그 상단면을 '+'자형으로 가로지르는 십자형 홈(13)을 구비하는 형태로 제공될 수 있으며, 이는 일자형 홈(11)과 마찬가지로 결합구멍(23)과 지지봉(5-1) 사이에 형성되는 틈(30)으로의 물 유입을 더욱 원활하게 하기 위한 것이다.

그러나 상기 지지봉 상단면에 형성되는 홈은 '-'자형이나 '+'자형에 한정하는 것은 아니며 '*'자형 등 다양한 형태로 형성하는 것이 가능하다.

도 10은 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 여과봉 상단부의 결합상태를 도시한 부분 종단면도로서, 도시한 바와 같이 본 실시 예에 따른 지지봉(5-2)은 그 상단부가 소정의 높이 만큼 원뿔형으로 형성되는 안내부(14)를 구비하는 형태로 제공될 수 있다. 이 또한 도 9에 도시한 바와 같은 결합구멍(23)과 지지봉(5-2) 사이에 형성되는 틈(30)으로의 물 유입을 더욱 원활하게 하기 위한 것이다.

도 11은 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 여과봉 상단부의 결합구조를 도시한 부분 종단면도이고, 도 12는 도 11의 C부분을 확대 도시한 부분 종단면도이다. 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 본 실시 예에 따른 유해가스 여과장치는 상부지지판(20)과 대응하는 외형으로 형성되어 격벽(25) 위를 덮는 것으로서, 그 저면측에서 결합구멍(23)의 중심과 일 대 일로 대응하도록 수직하방으로 연장되며 그 끝단부에 돌기(77)가 형성되는 다수의 중심유지봉(75)을 구비하는 덮개판(70)을 더 포함하고, 지지봉(5-3)은 상단면 중심에 돌기(77)에 대응하도록 형성되는 홈 (73)을 구비하는 형태로 제공된다. 중심유지봉(75)의 돌기(77)는 홈(73)과 서로 결합하여 지지봉(5-3)을 결합구멍(23)의 중심에 위치하도록 고정함으로써, 지지봉(5-3)과 결합구멍(23)의 중심이 동일 축선상에 위치하게 되고, 따라서 결합구멍(23)과 지지봉(5-3) 사이의 틈(30)이 지지봉 (5-3)둘레에서 균일한 간격을 유지하도록 한다. 이는 결합구멍(23)과 지지봉(5-3)의 중심이 편심될 경우와 같이, 동일한 여과봉에서도 원주방향에 따라 공급되는 물의 양적 불균형이 발생할 뿐만 아니라 여과봉간에도 공급되는 물이 양적 불균형이 발생하여 전체적으로 안정적인 유해물질 제거능력을 발휘하지 못하게 되는 경우를 방지함으로써, 틈(30)의 둘레에서 물이 전체적으로 고르게 하강할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 유해가스 여과장치는 지지봉(5)의 외주면과 결합구멍(23)의 내주면 사이에 형성되는 틈(30)에 삽입되어 지지봉(5)과 결합구멍(23)의 중심이 동일 축선상에 위치하도록 고정하는 고정링(80)(80')을 더 포함하는 형태로 제공될 수 있다. 이와 같이 고정링(80)(80')을 포함하는 경우에는 고정링의 두께를 감안하여 결합구멍(23)의 직경을 조금 더 크게 형성하는 것이 바람직하다.

도 13은 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 여과봉 상단부의 결합구조를 도시한 부분 종단면도 및 D-D선 확대단면도이고, 도 14는 도 13의 고정링을 도시한 사시도로서, 도시한 바와 같이 본 실시 예에 따른 고정링(80)은 축 중심으로 돌출하여 각각의 단부가 지지봉(5)의 상단부와 외주면과 접촉하는 3개의 지지돌기(85)를 구비한 형태로 제공되며, 결합구멍(23)과 지지봉(5) 사이의 틈에 삽입되어 결합된 상태에서 지지봉(5)을 세 지점에서 안정적으로 지지하면서도 균일하게 형성되는 세 개의 틈(30')을 통하여 물이 직접적으로 통과하거나 그 틈(30')에 흡수보조부재(60)가 삽입되는 경우와 같이 흡수보조부재(60)를 경유하여 통과할 수 있도록 한다.

도 15는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 여과봉 상단부의 결합구조를 도시한 부분 종단면도 및 E-E선 확대단면도이고, 도 16은 도 15의 고정링을 도시한 사시도로서, 도시한 바와 같이 본 실시 예에 따른 고정링(80')은 자체의 내주면과 외주면 사이에 수직으로 관통하도록 형성되는 세 개의 투수공(87)을 구비한 형태로 제공되며, 결합구멍(23)과 지지봉(5) 사이의 틈(30)에 삽입되어 결합된 상태에서 투수공(87)을 통하여 물이 직접적으로 통과하거나 투수공(87)에 흡수보조부재(60)가 삽입되는 경우와 같이 흡수보조부재(60)를 경유하여 통과할 수 있도록 한다.

이상의 두 실시 예에서 설명한 고정링(80)(80')은 지지봉(5)과 결합구멍(23)의 중심이 동일 축선상에 위치하도록 함과 동시에, 투수공(87) 또는 틈(30')을 통해 물이 전체적으로 고르게 하강하여 여과봉을 고르게 적실 수 있도록 하는 것이다. 상기 투수공(87)은 두 개이상 형성되도록 하는 것이 가능하다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 유해가스 여과장치는 독자적으로 또는 대한민국 특허출원번호 제10-2003-53358호에 설명된 바와 같은 파우더트랩(powder trap)이나 디미스터(demister) 등과 결합된 형태로 유해가스 여과장치를 구성하여, 각종 유해물질을 포함하는 각종 산업현장의 배출가스를 처리하는데 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 유해가스 여과장치는 펌프(57)에 의해 급수관(55)을 타고 상부지지판(20)과 격벽(25)으로 이루어지는 상부의 수용공간에 물이 공급되면, 여과봉(10)을 구성하는 지지봉(5)과 결합구멍(23) 사이에 형성되는 틈(30)을 통해 물의 수위에 의한 수압과 재료적 흡수력에 의한 자연흡수방식으로 물이 각 여과봉(10)에 공급되어 흘러내리게 된다. 공급되는 물에 의해 젖게 되는 여과봉(10)의 여과부재(7)는 유해가스와 접촉하여 유해물질을 흡착하게 되고, 흡착된 유해물질은 지속적으로 공급되는 물과 함께 하강하여 회수탱크(50)에 모이게 되며 회수탱크(50)에서 침전되어 물과 분리된다. 즉, 지속적으로 공급되는 물은 유해물질을 흡착하는 흡착력을 제공함과 동시에 유해물질로 오염되는 여과봉(10)의 여과부재(7)를 재생하는 역할을 수행하는 것이다. 침전되는 유해물질은 별도의 제거수단에 의해 회수탱크(50)로부터 제거될 수 있으며, 유해물질과 분리된 회수탱크(50) 내부의 물은 다시 펌프(57)에 의해 급수관(55)을 타고 상부지지판(20) 위로 공급되는 방식으로 순환하게 된다.

이와 같은 과정에서, 상부지지판(20)의 결합구멍(23)이 여과봉(10)을 구성하는 지지봉(5)과의 사이에 물이 통과할 수 있는 틈(30)이 발생하도록 형성되고, 이와 같은 결합구멍(23)을 구비한 상부지지판(20)은 또한 격벽(25)과 함께 물을 수용하는 수조를 이루도록 구성되어 있음에 따라, 각 여과봉(10)에 공급되는 물은 일정하게 유지되는 수위에 따른 일정한 수압의 영향을 받게 되므로 물이 각 여과봉(10)의 위치와 무관하게 양적으로 고르게 공급되어 각 여과봉(10)에서 유해물질의 흡착과 여과부재(7)의 재생이 원활하게 이루어지게 되며, 따라서 각 여과봉(10)의 유해 물질 제거능력이 위치에 따른 차이를 보이지 아니함과 더불어 여과필터가 전체적으로 탁월한 유해가스 제거능력을 보유할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 유해가스 여과장치는 처리될 가스의 종류에 따라 다양한 종류의 재료를 여과부재(7)로 사용함으로써 폭 넓은 용도로 사용할 수 있다. 예를 들어, 산성 가스나 염기성 가스를 배출하는 곳에 적용될 경우에는 이온교환부직포 또는 부직포에 이온교환수지를 부착한 형태의 재료를 여과부재로 사용하고, 물에 이들 여과부재의 재생에 바람직한 첨가물을 희석시킨 재생용액을 사용함으로써, 반도체 클린룸 등에 사용되는 가스 스크러버(scrubber)용 이온교환필터로 사용될 수 있다.

이상에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변경, 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 유해가스 여과장치는 각 여과봉에 공급되는 물이 일정하게 유지되는 수위에 의해 일정한 수압의 영향을 받아서 여과봉의 위치와 관계없이 물이 각 여과봉에 고르게 공급될 수 있도록 함으로써, 각 여과봉에서 유해물질의 흡착과 여과부재의 재생이 원활하게 이루어짐을 물론 각 여과봉 의 유해물질 제거능력이 위치에 따른 차이를 보이지 않도록 하고, 그에 따라 전체적으로 탁월한 유해가스 제거능력을 보유함과 동시에 여과봉의 교체주기가 더욱 길어져 더욱 경제적인 운전을 가능하게 하는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 지지봉과, 지지봉을 감싸도록 배치되는 여과부재를 포함하는 다수의 여과봉;

   소정의 배열방식으로 배열되며 상기 여과봉의 하단부가 소정의 깊이만큼 삽입되어 결합되도록 하는 다수의 결합홈을 구비하는 하부지지판과, 결합홈과 그 중심이 일 대 일로 대응하도록 배열되며 상기 여과봉의 상단부가 그 주변에 틈이 있는 상태로 삽입되어 결합되도록 상기 지지봉보다 소정 크기 만큼 크게 형성되는 다수의 결합구멍을 구비하는 상부지지판과, 상부지지판 둘레의 가장자리에서 상방으로 연장되어 물을 일정 정도의 수위까지 저장할 수 있도록 하는 격벽, 및 하부지지판과 상부지지판을 소정의 높이를 유지하도록 연결하며 기체 유로를 한정하는 측벽을 포함하는 필터하우징;

   필터하우징 하부에 배치되는 회수탱크; 및

   상기 회수탱크와 상기 격벽을 연결하는 급수관과, 급수관상에 연결되는 펌프를 포함하는 물공급수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 여과장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 지지봉의 외주면과 상기 결합구멍의 내주면 사이에 형성되는 틈에 각각 둘 이상으로 삽입되는 흡수보조부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 여과장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 지지봉은 그 상단면을 '-'자형으로 가로지르는 일자형 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 유해가스 여과장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 지지봉은 그 상단면을 '+'자형 또는 '*'형으로 가로 지르는 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 유해가스 여과장치.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 지지봉은 그 상단부에 소정의 높이 만큼 원뿔형으로 형성되는 안내부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유해가스 여과장치.
6. 제 1항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 상부지지판과 대응하는 외형으로 형성되어 상기 격벽 위를 덮는 것으로서, 그 저면측에서 상기 결합구멍의 중심과 일 대 일로 대응하도록 수직하방으로 연장되며 그 끝단부에 돌기가 형성되는 다수의 중심유지봉을 구비하는 덮개판을 더 포함하고,

   상기 지지봉은 상단면 중심에 상기 돌기에 대응하도록 형성되는 홈을 구비하여, 홈과 돌기가 결합하여 상기 지지봉과 상기 결합구멍의 중심이 동일 축선상에 위치하도록 고정하는 것을 특징으로 하는 유해가스 여과장치.
7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 지지봉의 외주면과 상기 결합구멍의 내주면 사이에 형성되는 틈에 삽입되어 상기 지지봉과 상기 결합구멍의 중심이 동일 축선상에 위치하도록 고정하는 고정링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 여과장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 고정링은 내주면과 외주면 사이에 수직으로 형성되는 다수의 투수공을 구비하는 것을 특징으로 하는 유해가스 여과장치.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 고정링은 축 중심으로 돌출하여 각각의 단부가 상기 지지봉의 상단부와 외주면과 접촉하는 셋 이상의 지지돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 유해가스 여과장치.

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