KR101083879B1

KR101083879B1 - 미배출식 배기 가스 처리 장치

Info

Publication number: KR101083879B1
Application number: KR1020070108354A
Authority: KR
Inventors: 유구앙 즈항
Original assignee: 즈항 즈홍 치앙; 유구앙 즈항
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2011-11-15
Also published as: GB2446284A; CN101053754A; GB2446283A; DE102008004684B4; AU2008200373B2; KR20080071477A; US7857095B2; WO2008083529A1; AU2008200373A1; FR2911909A1; GB0801646D0; US20080178583A1; CA2614729A1; DE102008004684A1; GB0801654D0

Abstract

본 발명은 일종의 미배출식 배기 가스 처리 장치에 관한 것이다. 장치는 입구로서의 역할을 하는 단지 하나의 개구를 갖는 용기를 포함한다. 순차적인, 적어도 두 단계의 교환 섹션은 배기 가스의 입구 뒤에 용기 내부에 제공되고, 두 개의 단계 사이의 그 연결부에 가스 챔버가 있다. 교환 섹션의 제1 단계에서의 가스 교환 챔버는 외부 대기 영역으로 이어지는 관통 개구를 갖는다. 이러한 구성으로, 교환 섹션으로의 진입시, 배기 가스는 내향 분사될 것이고, 매우 강한 혼입을 야기하여, 가스 챔버를 진공 상태로 만들어, 대기로의 관통 구멍을 거쳐 가스 챔버 속으로 대기로부터의 산소를 함유한 공기를 흡입한다. 형성된 고압 가스는 다음 단계에서 가스 챔버에서 가연성 가스와 함께 맹렬하게 연소되고, 잔여 배기 가스는 배기 가스 및 운동량 전달에서 발생하는 고속 회전으로 다음 교환 단계로 전달된다. 부압이 높을수록 가스는 더 많이 소비된다. 이러한 방식으로, 배기 가스가 처리되어, 미량 배출, 심지어 무배출을 얻을 수 있다.

배기 가스, 교환 섹션, 가스 챔버, 관통 개구

Description

미배출식 배기 가스 처리 장치{DEVICES WITH TRACE EMISSION FOR TREATMENT OF EXHAUST GAS}

본 발명은 배기 가스의 오염을 제어하는 장치에 관한 것이고, 특히 일종의 미배출식 배기 가스 처리 장치에 관한 것이다.

예를 들어, 자동차의 테일 가스(tail gas)의 처리 등과 같은 배기 가스의 오염을 제어하기 위한 기존의 기술이 많이 있다. 일부 기술은 배출을 감소시키기 위해 연료 및 베터리의 조합을 기초로 하지만, 사용된 베터리의 폐기 기술이 완성된 상태에 있지 못하여 제2의 오염이 야기될 수도 있다. 일부 기술은 삼원 촉매 정화기(ternary catalytic clarifier)와 관련하여 전기 방출을 기초로 하는데, 이것은 중국 정부가 자동차의 테일 가스를 제어하기 위해 강력하게 추진하고 있는 것이다. 삼원 촉매 정화기는 세 개의 금속 원소 즉, 백금, 로듐 및 팔라듐을 포함하는 벌집 모양 흡수 구조의 실제로 외부 정화기이다. 고속으로 작동시, 자동차 엔진의 온도가 700~800˚C에 도달할 때, 화학 반응이 이들 세 개의 원소에 일어날 것이고, 자동차의 테일 가스를 효과적으로 흡수 및 정화하므로, 테일 가스의 CO, HC 및 NO_X의 함유량을 감소시키고 배출에 대한 관련 국제 표준에 맞게 만든다. 삼원 촉매 정화기는 단지 외부 정화기이기 때문에, 공기/연료 비율의 제어와 엔진의 연료 미분(pulverization) 상태는 정상 작동에 큰 영향을 미칠 것이다. 손상된 산소 센서와 같은 임의의 파손의 경우에, 제어 스위치 및/또는 공기 추가 밸브가 전기 방출 장치에 나타나고, 그 삼원 촉매 정화기는 곧 파손되어, 의도된 기능을 수행할 수 없다. 또한, 삼원 촉매 정화기의 벌집 모양 구조는 막히거나 포화되기 쉬워, 결과적으로 정화 능력을 잃게 된다. 이는 정화기의 빈번한 교체를 필요로 하여, 작동 비용이 증가될 것이다(일반적으로, 정상 작동 기간은 90일 이내로 제한된다). 삼원 촉매 정화기는 단지 자동차의 테일 가스로부터의 오염을 감소시키는 역할을 할 수는 있지만, 테일 가스를 제거할 수는 없다.

본 발명의 목적은 배기 가스의 배출을 상당히 감소시킬 수도 있는 일종의 미배출식 배기 가스 처리 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 실현하기 위해, 본 발명은 단지 입구로서의 개구를 갖는 용기인, 미배출식 배기 가스 처리 장치를 제공한다. 적어도 두 개의 단계로 구성되는 교환 섹션은 배기 가스의 입구 뒤에 용기의 내부에 제공되고, 각각의 이들 단계에는 적어도 제트 구멍 및 그에 대응하는 확산 구멍이 제공되고, 가스 교환 챔버는 제트 구멍과 확산 구멍 사이에 제공되어, 그 양자 모두를 연결하고, 외부 대기 영역으로의 관통 개구는 교환 섹션의 제1 단계의 가스 교환 챔버에 제공되고, 가스 혼합 챔버는 교환 섹션의 두 개의 순차적인 단계 사이에 각각의 연결부에 제공된다. 배기 파이프는 교환 섹션의 마지막 단계의 가스 혼합 챔버에 연결된다.

본 발명을 위한 향상된 일 설계에서, 상기 미배출식 배기 가스 처리 장치는, 서로 연결되고 각각의 단계를 위해 교환 섹션의 제3 단계로부터 마지막 단계까지 가스 교환 챔버들 사이에 또는 가스 교환 챔버와 대응 가스 혼합 챔버 사이에 위치되는, 부압의 파이프를 갖는다.

본 발명을 위한 향상된 다른 설계에서, 상기 미배출식 배기 가스 처리 장치에는 교환 섹션의 제트 구멍을 대신하여 2개의 원추형구가 함께 맞대어진 분사구가 제공된다.

이러한 구조로, 장치는 특정 압력으로 입구를 통해 배기 가스를 수용하고, 이는 교환 섹션 및 내향 제트로 진입할 것이다. 이 제트 가스는 매우 강한 혼입 효과를 발생시켜, 가스 챔버를 진공으로 만들고, 산소를 포함한 공기는 관통 개구를 통해 대기로부터 외부 대기까지 챔버로 흡입된다. 고압의 혼합 가스 속의 가연성 가스는 다음의 가스 챔버에서 맹렬하게 연소되고, 가연성 유해 물질은 연소시 분해된다. 남은 배기 가스는 교환 섹션의 다음 단계로 전달된다. 교환 섹션의 다음 단계 진입시, 배기 가스는 가스 챔버의 부압 때문에 고속으로 회전하고, 부압의 구멍의 피드백 효과를 받으며, 부압에 의해 생성된 음 에너지와 배기 가스의 작동 에너지는 서로 균형이 맞춰져서 매우 강한 롤링이 생성된다. 이것은 가스의 거대한 충돌 및 운동량 전달 즉, "블랙 홀"을 발생시킨다. 부압이 더 높을수록, 배기 가스가 더 많이 소비되고, 소비되지 않은 잔여 가스의 추적 양은 배기 파이프를 통해 방출될 것이다. 이런 방식으로, 배기 가스의 오염은 상당히 감소될 것이다. 부압이 더 높을수록 가스가 더 많이 소비된다. 이러한 방식으로, 배기 가스가 처리되어 극히 미량 배출, 심지어 무배출을 얻을 수 있다.

본 발명의 장치에 따르면, 극히 미량의 배기 가스만이 배출될 수 있다.

도1 내지 도5에 일종의 미배출식 배기 가스 처리 장치가 도시된다. 이것은 단지 입구로서의 개구만을 갖는 용기이다. 순서대로 13 단계로 구성되는 교환 섹션(2)이 배기 가스의 입구(1) 부터의 용기 내부에 제공된다. 제1 단계의 교환 섹션(2)에는 50개의 제트 구멍(21)과 그에 대응하는 확산 구멍(22)이 설치되어 있으며, 제2 단계의 교환 섹션(2)에는 100개의 제트 구멍(21)과 그에 대응하는 확산 구멍(22)이 설치되어 있으며, 제3 단계, 제4 단계, 제5 단계, 제6 단계, 제7 단계의 교환 섹션(2)에는 150개의 제트 구멍(21)과 그에 대응하는 확산 구멍(22)이 설치되어 있으며, 제8 단계의 교환 섹션(2)에는 150개의 제트구멍(21)과 그에 대응하는 확산 구멍(22)이 설치되어 있고, 제9 단계, 제10 단계, 제11 단계의 교환 섹션(2)에는 300개의 제트 구멍(21)과 그와 대응하는 확산 구멍(22)이 설치되고, 제12 단계의 교환 섹션(2)에는 100개의 제트 구멍(21)과 그에 대응하는 확산 구멍(22)이 설치되어 있으며, 제13 단계의 교환 섹션(2)에는 150개의 제트 구멍(21)과 그에 대응하는 확산 구멍이 설치되어 있다. 가스 교환 챔버(23)는 제트 구멍(21)과 확산 구멍(22) 사이에 제공되어 이들 양자 모두에 연결된다. 외부 대기 영역으로 이어지는 관통 개구(24)는 교환 섹션(2)의 제1 단계의 가스 교환 챔버(23)에 제공된다. 가스 혼합 챔버(3)는 교환 섹션(2)의 두 개의 순차적인 단계 사이의 각각의 연결부에 제공되어, 두 단계에 연결된다. 배기 파이프(6)는 교환 섹션(2)의 마지막 단계의 가스 혼합 챔버(3)에 연결된다. 부압의 파이프(5)는 제3 단계의 교환 섹션(2)의 가스 교환 챔버(23)와 교환 섹션(2)의 제11 단계의 가스 혼합 챔버(3) 사이에 제공되어 이들을 연결한다. 부압의 파이프(5)는 제8 단계의 가스 교환 챔버(23)와 교환 섹션(2)의 제9 단계의 가스 혼합 챔버(3) 사이에 제공되어 이들을 연결한다. 부압의 파이프(5)는 가스 교환 챔버(23)와, 그에 대응하는 가스 혼합 챔버(3)를 연결하도록 교환 섹션(2)의 제3 단계로부터 제12 단계 각각에 대해 제공된다. 교환 섹션(2)의 제트 구멍(21)은 2개의 원추형구가 함께 맞대어진 분사구로 대체될 수도 있다.

청구범위에 기초한 보호 범주에서, 교환 섹션(2)의 제1 단계에 대해 다수의 유닛이 병렬 연결된 모드를 갖는 것이 허용되고, 교환 섹션의 N번째 단계는 가스 혼합 챔버(3)에서 정합될 수도 있고 그리고/또는 가스 혼합 챔버(3)에서 바이패스하는 것이 허용된다. 미배출식으로 배기 가스를 소비하는 목표를 실현할 수도 있는 많은 변형 형태가 있을 수 있다.

본 발명의 견본이 생산되었고, 본 견본의 시험을 통하여 극히 미량의 배기 가스가 배출되고 있는 것을 알게 되었다.

도1은 본 발명의 일 실시예의 구조도.

도2은 본 발명의 제트 구멍의 구조도.

도3는 본 발명의 2개의 원추형구가 함께 맞대어진 분사구의 구조도.

도4는 도1의 선 A-A를 따른 단면도.

도5은 도1의 선 B-B를 따른 단면도.

Claims

미배출식 배기 가스 처리 장치이며,

입구로서의 역할만을 하는 개구와 출구로서의 배기 파이프를 갖는 용기를 포함하고,

적어도 두 개의 단계로 구성되는 교환 섹션(2)은 배기 가스의 입구(1) 뒤에 용기의 내부에 있고, 각각의 단계에는 적어도 제트 구멍(21)과, 그에 대응하는 확산 구멍(22)이 제공되고, 가스 교환 챔버(23)는 제트 구멍(21)과 확산 구멍(22) 사이에 있어 그들을 연결하고, 외부 대기 영역으로 이어지는 관통 개구(24)는 교환 섹션(2)의 제1 단계의 가스 교환 챔버(23)에 제공되고, 가스 혼합 챔버(3)는 교환 섹션(2)의 두 개의 순차적인 단계들 사이의 각각의 연결부에 제공되고, 배기 파이프(6)는 교환 섹션(2)의 마지막 단계의 가스 혼합 챔버(3)에 제공되는 것을 특징으로 하는, 미배출식 배기 가스 처리 장치.
제1항에 있어서, 교환 섹션(2)은 적어도 네 개의 단계를 포함하고, 서로 연결되는 부압의 파이프(5)는 교환 섹션(2)의 제3 단계로부터 마지막 단계까지의 단계들의 가스 교환 챔버(23)들 사이에 또는 가스 교환 챔버(23)와 가스 혼합 챔버(3) 사이에 제공되는, 미배출식 배기 가스 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 2개의 원추형구가 함께 맞대어진 분사구가 교환 섹션(2)의 제트 구멍(21)을 대신하여 사용될 수도 있는, 미배출식 배기 가스 처리 장치.