KR101619195B1 - 악취 열분해 장치 - Google Patents

Abstract

악취 열분해 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 열분해 장치는 하부에 기체가 유입되는 유입구가 형성되는 원통형의 챔버, 열을 발생시키며 환형으로 형성되어 상기 챔버의 내부에 상기 챔버의 내주면과 이격되도록 종방향으로 적어도 하나 이상 배치되는 히팅 엘리먼트 및 상기 히팅 엘리먼트의 중앙부를 관통하도록 배치되고 일단은 상기 챔버 내부를 향해 개방되며 타단은 상기 챔버의 외부까지 연장되어 상기 기체가 상기 챔버의 외부로 배출되는 배기관을 포함한다.

Description

악취 열분해 장치{Pyrolysis Apparatus of Odor}

본 발명은 악취 열분해 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기체를 가열하여 기체에 포함된 악취를 분해할 수 있는 악취 열분해 장치에 관한 것이다.

일반적으로 폐기물을 처리하는 과정에서는 악취와 수증기가 발생하게 되는데, 상기 악취와 수증기에는 대기를 오염시키는 유해가스와 혐오성 미생물 등이 포함되어 있어 이와 같은 물질들이 대기중으로 배출될 경우 인체의 건강 및 자연환경을 크게 훼손시킬 수 있다.

이러한, 대기오염 물질인 악취 및 수증기에 포함된 미생물 등을 제거하기 위해 종래에도 다양한 악취제거장치가 제안되어 사용되고 있는 바, 그 일 예로서 흡착식 악취제거장치가 제안되었는데 상기 흡착식 악취제거장치는 나무의 진과 방향제를 이용하여 흡착필터를 형성하여 폐기물 처리기 내의 배출구 전방에 장착시켜 폐기물로부터 발생되는 악취 및 수증기에 포함된 대량의 유해가스와 혐오성 미생물을 상기 흡착필터를 통해 걸러낸 다음 배기팬을 작동시켜 대기 중으로 배출시킨다.

또한, 다른 예로서 백금촉매를 이용한 악취제거장치가 제안되었는 바, 상기 악취제거장치는 백금에 약 130℃정도의 열을 가하여 폐기물로부터 발생된 악취가 상기 가열된 백금촉매로 통과되도록 하여 악취를 제거한 다음 상기와 같이 배기팬을 작동시켜 깨끗한 공기만을 대기 중으로 배출시킨다.

그러나, 이와 같은 악취제거장치들은 악취 제거의 효과는 양호하나 고가의 장치를 사용하여야 하므로 수요가 적어 생산성을 저하시킴은 물론 상기 흡착필터나 백금촉매 등은 사용상 효율성을 향상시키기 위해 빈번하게 교체 하여야 하므로 유지관리에 따른 비용이 많이 발생되어 소비자의 부담이 가중되어 실용화되지 못하고 있다.

선행문헌 1: 한국공개특허 10-2010-0037256

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.

첫째, 본 발명은 기체를 가열시켜 기체에 포함된 악취를 분해할 수 있는 악취 열분해 장치를 제공하고자 한다.

둘째, 본 발명은 기체의 챔버 내부 체류 시간 및 가열 시간을 늘려 기체에 포함된 악취를 최대한 분해할 수 있는 악취 열분해 장치를 제공하고자 한다.

셋째, 본 발명은 가열 효율을 최대화할 수 있는 악취 열분해 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 열분해 장치는 챔버, 히팅 엘리먼트 및 배기관을 포함한다.

상기 챔버는 원통형으로 형성되어 하부에 기체가 유입되는 유입구가 형성된다.

상기 히팅 엘리먼트는 열을 발생시키며, 환형으로 형성되어 상기 챔버의 내부에 상기 챔버의 내주면과 이격되도록 종방향으로 적어도 하나 이상 배치된다.

상기 배기관은 상기 히팅 엘리먼트의 중앙부를 관통하도록 배치되고, 일단은 상기 챔버 내부를 향해 개방되며, 타단은 상기 챔버의 외부까지 연장되어 상기 기체가 상기 배기관을 통해 외부로 배출된다.

상기 히팅 엘리먼트는 종방향으로 지그재그로 배치되어 열을 방출하는 메탈 와이어를 포함할 수 있다.

상기 메탈 와이어는 다단으로 배치될 수 있다.

상기 유입구는 상기 기체가 상기 챔버의 접선방향으로 유입되도록 형성될 수 있다.

상기 챔버의 내주면에는 상기 기체가 상기 챔버의 내부를 선회하며 이동할 수 있도록 상기 기체를 안내하는 선회류 유도 가이드가 더 구비될 수 있다.

상기 챔버의 내주면이 반사 물질로 코팅되거나, 또는 상기 챔버의 내주면에 반사판이 구비되어 상기 히팅 엘리먼트의 열이 반사될 수 있다.

또한, 상기 유입구를 통해 유입되는 기체 및 상기 배기관을 통해 배출되는 기체와의 열교환을 위한 열교환기를 더 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.

첫째, 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 열분해 장치에 의하면 기체가 유입되는 챔버 내부에 히팅 엘리먼트를 구비하여 기체를 가열시킴으로써 기체에 포함된 악취를 분해할 수 있다.

둘째, 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 열분해 장치에 의하면 기체가 챔버의 내부에서 선회류를 형성하며 상승하도록 기체가 챔버의 하부에서 챔버의 접선 방향으로 유입되도록 유입구를 형성하고, 챔버의 내주면에 선회류 유도 가이드를 구비하여 기체가 선회류를 형성할 수 있다. 이로써, 기체의 이동 거리 및 챔버 내 체류 시간이 길어져 기체의 가열 시간이 길어짐으로써 기체에 포함된 악취를 최대한 분해할 수 있다.

셋째, 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 열분해 장치에 의하면 챔버의 내주면을 반사 물질로 코팅하거나 또는 챔버의 내주면에 반사판을 구비하여 히팅 엘리먼트로부터 방출되는 열이 다시 챔버 내부를 향하여 반사됨으로써 가열 효율을 극대화할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 열분해 장치의 분해 사시도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 열분해 장치의 히팅 엘리먼트가 챔버 내부에 구비되는 모습을 도시한 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 열분해 장치의 히팅 엘리먼트를 나타내는 도면; 및
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 열분해 장치의 챔버의 내주면에 선회류 유도 가이드가 구비되는 모습을 나타내는 도면이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

그리고, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래기술의 구성요소와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.

또한, 본 출원에서 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 출원에서, "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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 열분해 장치의 분해 사시도이다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 열분해 장치에 대하여 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 열분해 장치는 챔버(100), 히팅 엘리먼트(200) 및 배기관(400)을 포함한다.

챔버(100)는 하부에 악취를 포함하는 기체가 유입되는 유입구(300)가 형성되는 원통형으로 형성될 수 있다.

여기서, 유입구(300)는 악취를 포함하는 기체가 챔버(100)의 접선방향으로 유입되도록 형성될 수 있다. 이로써, 챔버(100) 내부로 유입되는 기체가 챔버(100)의 내주면을 따라 선회류를 이루며 유입될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 열분해 장치의 챔버의 내주면에 선회류 유도 가이드가 구비되는 모습을 나타내는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 챔버(100)의 내주면에는 기체가 챔버(100)의 내부를 선회하며 상부로 이동할 수 있도록 사선 방향으로 배치되어 기체를 안내하는 선회류 유도 가이드(110)가 더 구비될 수 있다.

기체가 챔버(100)의 내주면을 따라 선회류를 형성하며 상승함으로써 기체의 이동 거리 및 챔버(100) 내 체류 시간이 최대가 될 수 있다. 이로써, 기체는 후술할 히팅 엘리먼트(200)에 의해 충분한 시간동안 가열되면서 기체에 포함된 악취가 제거될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 열분해 장치의 히팅 엘리먼트가 챔버 내부에 구비되는 모습을 도시한 도면이다.

히팅 엘리먼트(200)는 열을 발생시켜 챔버(100) 내부의 공기를 가열한다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 히팅 엘리먼트(200)는 환형으로 형성되어 챔버(100)의 내부에 챔버(100)의 내주면과 이격되도록 배치된다. 챔버(100)와 히팅 엘리먼트(200) 사이의 공간은 기체의 이동 통로가 될 수 있다.

이로써, 챔버(100)의 하부로부터 챔버(100)의 접선방향으로 유입된 악취를 포함하는 기체는 히팅 엘리먼트(200)에 의해 가열되어 챔버(100)와 히팅 엘리먼트(200) 사이 공간에서 선회류를 형성하며 챔버(100)의 상부로 이동할 수 있다. 악취를 포함하는 기체가 히팅 엘리먼트(200)에 의해 가열되며 챔버(100)의 상부로 이동하는 동안 기체에 포함된 악취가 제거될 수 있다.

히팅 엘리먼트(200)는 챔버(100)의 크기 등에 따라 챔버(100)의 내부에 하나만 구비될 수도 있으나, 챔버(100) 내부의 기체를 빠르게 가열하기 위해 적어도 하나 이상의 히팅 엘리먼트(200)가 종방향으로 배치된다.

본 실시예의 도면에는 히팅 엘리먼트(200)가 세 개 구비되는 것을 예로 들어 도시하였으나, 이는 하나의 예에 불과하며, 히팅 엘리먼트(200)의 개수는 챔버(100)의 크기, 기체를 가열하는데 필요한 열량 등에 따라 다양하게 형성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 열분해 장치의 히팅 엘리먼트를 나타내는 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 히팅 엘리먼트(200)는 메탈 와이어(212)를 포함할 수 있다. 메탈 와이어(212)는 전기 등의 에너지원과 연결되어 열을 방출하는 필라멘트 등일 수 있으며, 종방향으로 지그재그로 배치될 수 있다. 메탈 와이어(212)가 지그재그로 배치됨으로써, 메탈 와이어(212)가 직선 형태로 배치되는 것에 비하여 메탈 와이어(212)의 발열 면적이 넓어지게 되며, 이에 따라 단시간에 많은 양의 기체를 가열할 수 있는 효과가 있다.

이를 위하여, 상하 방향으로 지그재그로 배치되는 걸림부재(214)가 구비되며, 걸림부재(214)에 메탈 와이어(212)가 걸려 지그재그 형상을 형성할 수 있다. 여기서, 걸림부재(214)의 재질로는 열 전도율이 매우 낮거나 열 전도가 되지 않는 물질이 적용되어 메탈 와이어(212)에서 방출되는 열의 손실을 최소화할 수 있다.

또한, 도면에는 메탈 와이어(212)가 1단으로 형성되는 것을 예로 도시하였으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 하나의 히팅 엘리먼트(100)에는 지그재그로 배치된 메탈 와이어(212)가 다단으로 구비될 수도 있다.

한편, 챔버(100)의 내주면은 반사 물질로 코팅되거나, 또는 챔버(100)의 내주면에 반사판이 구비될 수 있다. 이로써, 히팅 엘리먼트(200)의 열이 반사되어 히팅 엘리먼트(200)의 열 손실을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 챔버(100) 내부의 기체를 보다 신속하게 가열할 수 있다.

배기관(400)은 히팅 엘리먼트(200)의 중앙부를 관통하도록 배치된다. 그리고, 배기관(400)의 일단은 챔버(100) 내부를 향해 개방되며, 타단은 챔버(100)의 외부까지 연장된다. 이로써, 챔버(100) 내부의 기체는 배기관(400)을 통하여 챔버(100) 외부로 배출된다.

유입구(300)를 통하여 챔버(100) 내부로 기체가 지속적으로 유입되기 때문에 팬 등의 별도의 기체의 흐름을 유도하는 장치 없이도 기체의 압력에 의해 챔버(100) 내부의 기체가 배기관(400)을 통하여 챔버(100)의 외부로 배출될 수 있다.

한편, 본 실시예의 악취 열분해 장치는 유입구(300)를 통해 유입되기 전의 기체 및 배기관(400)을 통해 배출되는 기체와의 열교환을 위한 열교환기(미도시)를 더 포함할 수 있다.

이로써, 상대적으로 저온인 챔버(100)로 유입되기 전 상태의 약 80도씨 정도의 악취를 포함하는 기체를 열교환기(미도시)를 통해 온도를 미리 약 230도씨까지 상승시켜 챔버(100)로 유입시킬 수 있다. 따라서, 히팅 엘리먼트(200)는 단시간 안에 악취를 포함하는 기체의 온도를 악취가 분해될 수 있는 온도까지 가열할 수 있다.

또한, 챔버(100) 내에서 가열되어 악취가 제거된 약 400~450도씨의 기체는 열교환기(미도시)를 거치면서 약 200도씨까지 온도가 낮아질 수 있다.

이하, 본 실시예의 악취 열분해 장치에서 기체에 포함된 악취가 제거되어 배출되는 과정을 정리하여 설명한다.

악취를 포함하는 기체는 열교환기(미도시)를 거치면서 온도가 상승될 수 있다. 그리고, 온도가 상승된 기체는 챔버(100)의 유입구(300)를 통해 챔버(100)로 유입된다.

챔버(100) 하부에 형성된 유입구(300)로부터 챔버(100)의 접선방향으로 유입된 악취를 포함하는 기체는 히팅 엘리먼트(200)에 의해 가열된다.

악취를 포함하는 기체는 히팅 엘리먼트(200)에 의해 가열되면서 챔버(100)와 히팅 엘리먼트(200) 사이의 공간, 즉 챔버(100)의 내주면을 따라 이동할 수 있다.

히팅 엘리먼트(200)에 의해 가열되어 악취가 제거된 기체는, 챔버(100)의 하부로부터 지속적으로 유입되는 기체의 압력 및 온도 상승에 의해 챔버(100)의 상부로 이동하게 되는데, 이 때 선회류 유도 가이드(110)에 의해 기체는 챔버(100)와 히팅 엘리먼트(200) 사이에서 선회류를 형성하며 챔버(100)의 상부로 이동할 수 있다.

챔버(100)의 상부로 이동한 기체는 챔버(100)의 하부로부터 지속적으로 유입되는 기체의 압력에 의해 배기관(400)으로 유입되어 챔버(100)의 외부로 배출될 수 있다.

챔버(100)의 외부로 배출된 기체는 다시 열교환기(미도시)로 유입되고, 챔버(100)의 내부에서 가열된 기체는 열교환기(미도시)를 통과하면서 다시 온도가 낮아질 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 챔버 110: 선회류 유도 가이드
200: 히팅 엘리먼트 212: 메탈 와이어
214: 걸림부재 300: 유입구
400: 배기관

Claims (7)

1. 하부에 기체가 접선방향으로 유입되도록 형성되는 유입구를 포함하는 원통형의 챔버;
   종방향으로 지그재그로 배치되어 열을 방출하는 메탈 와이어를 포함하며, 환형으로 형성되어 상기 챔버의 내부에 상기 챔버의 내주면과 이격되도록 종방향으로 적어도 하나 이상 배치되는 히팅 엘리먼트; 및
   상기 히팅 엘리먼트의 중앙부를 관통하도록 배치되고, 일단은 상기 챔버 내부를 향해 개방되며, 타단은 상기 챔버 외부까지 연장되어 상기 기체가 상기 챔버의 외부로 배출되는 배기관;을 포함하여,
   상기 기체가 상기 챔버의 내주면과 상기 히팅 엘리먼트 사이 공간으로 선회류를 형성하며 상부로 이동하는 악취 열분해 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 메탈 와이어는,
   다단으로 배치되는 것을 특징으로 하는 악취 열분해 장치.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 챔버의 내주면에는,
   상기 기체가 상기 챔버의 내부를 선회하며 이동할 수 있도록 상기 기체를 안내하는 선회류 유도 가이드가 더 구비되는 악취 열분해 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 챔버의 내주면이 반사 물질로 코팅되거나, 또는 상기 챔버의 내주면에 반사판이 구비되어 상기 히팅 엘리먼트의 열이 반사되는 악취 열분해 장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 유입구를 통해 유입되기 전의 기체 및 상기 배기관을 통해 배출되는 기체와의 열교환을 위한 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 악취 열분해 장치.

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