KR101620516B1 - 활성탄 카트리지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 활성탄 카트리지를 효율적으로 재생할 수 있으며, 재생과정에서 유해가스가 외부로 유출되는 것이 방지될 수 있도록 구조가 개선된 활성탄 카트리지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 활성탄 카트리지는 판상으로 형성되며 중앙부에 상면과 하면을 관통하는 주입공이 형성되어 있는 상부 플레이트와, 중공의 원통 형상으로 형성되며, 상부플레이트의 주입공과 연통되도록 상단부가 상기 상부 플레이트의 하면에 결합되는 내측망과, 내측망 보다 큰 직경을 가지는 원통 형상으로 형성되며, 상단부가 상부 플레이트에 하면에 결합되어 내측망을 감싸도록 배치되는 외측망과, 판상으로 형성되며, 내측망의 하단부 및 상기 외측망의 하단부를 막도록 결합되는 하부 플레이트와, 내측망과 외측망 사이에 채워지는 활성탄을 포함한다.

Description

활성탄 카트리지{Activated carbon cartridge}

본 발명은 활성탄 카트리지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 악취 또는 휘발성 유기화합물 등의 유해물질을 제거하는데 사용되는 활성탄 카트리지에 관한 것이다.

일반적으로 활성탄 카트리지는 공기로부터 질소를 흡착/분리하여 산소를 발생시키는 산소 발생장치, PSA(pressure swing adsorption) 방식에 의해 가스를 분리시키는 장치, 또는 폐가스 중의 여러 가지 유해 가스를 흡착 제거하는 폐가스 정화장치 등에 적용되어 처리가스를 흡착하는 용도로 사용된다.

이와 같은 활성탄 카트리지에 관하여 등록특허 10-1302067호(이하, 선행기술)가 특허출원된 바 있다.

선행기술에서의 활성탄 카트리지는 사각 형상으로 형성되며, 양면이 메쉬망으로 마감된 케이싱의 내부에 활성탄이 들어있는 구조로 되어 있다.

한편, 상기와 같은 활성탄 카트리지를 일정기간 사용한 후에는, 상기 활성탄 카트리지를 수거하여 활성탄에 흡착된 물질들을 제거함으로써 활성탄 카트리지를 재사용 가능하도록 처리하고 있다. 선행기술에서는 컨베이어 밸트 위에 활성탄 카트리지를 눕혀 놓은 상태에서 탈착챔버 내부로 이동시키고, 탈착챔버로 증기(또는 고온의 공기)를 공급한다. 그러면, 증기가 활성탄 카트리지 내부의 활성탄과 접촉되어 흡착된 물질을 제거한다.

하지만, 종래의 경우 활성탄 카트리지가 컨베이어 밸트를 타고 탈착챔버 내부로 이동하기 때문에, 탈착챔버의 내부는 밀폐된 상태를 유지할 수 없고 반드시 외부와 연통되게 된다. 비록, 선행기술에서는 열차단막을 통해 열손실 및 유해가스(즉, 활성탄을 통과한 증기)의 외부 유출을 최소화하도록 시도하였으나, 활성탄 카트리지가 탈착챔버의 내부로 반입 또는 반출될 때에는 유해가스가 외부로 유출되는 것을 완전히 차단할 수 없으며, 따라서 이 유해가스가 외부로 유출되게 되는 문제점이 있다.

나아가, 선행기술에서는 활성탄 카트리지를 컨베이어 밸트 상에 눕혀 놓은 상태에서, 탈착챔의 상부에서 증기를 공급하는 구조인데, 이와 같은 구조에서는 공급된 증기가 활성탄 카트리지를 통과하지 못하고, 표면에 노출된 일부의 활성탄과만 접촉한 채 외부로 바이패스 되어 배출될 수 있다. 따라서, 활성탄의 탈착 효율이 떨어질 뿐 아니라, 전체 활성탄을 균일하게 탈착할 수 없다는 문제점이 있다.

등록특허 10-1302067호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 활성탄 카트리지를 효율적으로 재생할 수 있으며, 재생과정에서 유해가스가 외부로 유출되는 것이 방지될 수 있도록 구조가 개선된 활성탄 카트리지를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 활성탄 카트리지는 판상으로 형성되며 중앙부에 상면과 하면을 관통하는 주입공이 형성되어 있는 상부 플레이트와, 중공의 원통 형상으로 형성되며, 상기 상부플레이트의 주입공과 연통되도록 상단부가 상기 상부 플레이트의 하면에 결합되는 내측망과, 상기 내측망 보다 큰 직경을 가지는 원통 형상으로 형성되며, 상단부가 상기 상부 플레이트에 하면에 결합되어 상기 내측망을 감싸도록 배치되는 외측망과, 판상으로 형성되며, 상기 내측망의 하단부 및 상기 외측망의 하단부를 막도록 결합되는 하부 플레이트와, 상기 내측망과 상기 외측망 사이에 채워지는 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 상부 플레이트의 하면에는, 환형으로 형성되어 상기 외측망을 감싸도록 배치되는 실링부재가 결합되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 하부 플레이트의 하면에는 상방으로 오목하게 끼움홈부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 활성탄 카트리지를 재생하는 과정에서 유해 가스가 욉로 유출되는 것이 방지되며, 활성탄 카트리지 내부에 있는 활성탄 전체를 균일하고 효율적으로 재생시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 활성탄 카트리지의 개략적인 사시도이ㄷ다.
도 2는 도 1에 도시된 활성탄 카트리지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 활성탄 카트리지 재생장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 활성탄 카트리지 재생장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 활성탄 카트리지 재생장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 활성탄 카트리지 재생장치의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 활성탄 카트리지 및 활성탄 카트리지 재생장치의 개략적인 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 활성탄 카트리지 및 활성탄 카트리지 재생장치에 관하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 활성탄 카트리지의 개략적인 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 활성탄 카트리지의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 활성탄 카트리지(100)는 상부 플레이트(10)와, 내측망(20)과, 외측망(30)과, 하부 플레이트(40)와, 활성탄(50)을 포함한다.

상부 플레이트(10)는 원형의 판상으로 형성되며, 상부 플레이트의 중앙부에는 상면과 하면을 관통하는 주입공(11)이 형성된다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(10)의 하면에는 실링부재(12)가 결합된다. 실링부재(12)는 원형의 고리 형상(즉, 원환 형상)으로 형성되며, 후술하는 외측망(30)을 감싸도록 배치된다. 실링부재(12)는 밀폐를 위한 것으로, 변형 가능하도록 탄성을 가지며, 내열성이 우수한 재질, 예를 들어 내열 고무 등으로 이루어진다.

내측망(20)은 중공의 원통 형상으로 형성된다. 내측망(20)은 증기 또는 고온의 기체가 투과할 수 있어야 하므로, 내측망에는 다수의 구멍이 형성되어야 한다. 이를 위해, 내측망(20)은 메쉬 재질로 이루어지거나, 다수의 구멍이 천공된 다공판으로 이루어진다. 내측망(20)의 상단부는 상부 플레이트(10)의 하면에 결합되며, 주입공(11)과 내측망의 내부는 서로 연통된다.

외측망(30)은 메쉬 재질로 이루어지거나, 다수의 구멍이 천공된 다공판으로 이루어진다. 외측망(30)은 내측망(20) 보다 더 큰 직경을 가지되, 상부 플레이트(10) 보다는 작은 직경을 가지는 중공의 원통 형상으로 형성된다. 외측망(30)의 상단부는 상부 플레이트(10)의 하면에 결합되고, 외측망(30)은 내측망(20)을 감싸도록 배치된다(즉, 외측망 내부에 내측망이 배치됨).

하부 플레이트(40)는 원형의 판상으로 형성된다. 하부 플레이트(40)는 내측망(20)의 하단부 및 외측망(30)의 하단부에 결합된다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 플레이트(40)의 하면에는 상방으로 오목하게 형성되는 끼움홈부(41)가 마련되어 있다.

활성탄(50)은 처리가스에서 제거하고자 하는 물질을 흡착하기 위한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 활성탄(50)은 외측망(30)과 내측망(20) 사이에 배치된다.

이하에서는, 상술한 바와 같이 구성된 활성탄 카트리지를 재생하는 장치에 관하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 활성탄 카트리지 재생장치의 개략적인 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 활성탄 카트리지 재생장치(200)는 본체(210)와, 배기유로(213)와, 가스공급기(220)를 포함한다.

본체(210)는 상단부가 개방된 원통 형상으로 형성되며, 본체의 내부에는 장착홈부(211)가 마련되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 장착홈부(211)의 직경은 외측망(30) 보다는 크지만, 상부 플레이트(10) 보다는 작도록 형성된다. 그리고, 장착홈부(211)의 내부에는 판상으로 형성되는 지지판(212)이 마련되어 있다. 이 지지판(212)의 가장자리에는 연결유로(2121)가 관통 형성되어 있으며, 이 연결유로(2121)를 통해 장착홈부(211)의 내부와 후술하는 배기유로(213)가 서로 연통된다. 그리고, 지지판(212)의 상면에는 상방으로 돌출되는 끼움돌기(2122)가 형성되며, 이 끼움돌기(2122)는 활성탄 카트리지 하부 플레이트의 끼움홈부(41)에 삽입된다.

배기유로(213)는 본체(210)에 결합되며, 장착홈부(211)와 서로 연통된다.

가스공급기(220)는 활성탄에 흡착되어 있는 물질이 제거되도록 증기 또는 고온의 공기를 활성탄으로 공급하기 위한 것이다. 가스공급기(220)는 상부 플레이트(10)에 밀착되며, 상부 플레이트의 주입공(11)으로 증기 또는 고온의 공기를 공급한다.

이하, 상술한 바와 같이 구성된 활성탄 카트리지 재생장치(200)에서 활성탄 카트리지(100)를 재생되는 과정에 관하여 설명한다.

먼저, 재생할 활성탄 카트리지(100)를 장착홈부(211)에 넣으면, 하부 플레이트의 끼움홈부(41)에 지지판의 끼움돌기(2122)가 삽입되고, 이에 따라 활성탄 카트리지(100)가 정위치(즉, 장착홈부의 가운데)에 배치된다. 그리고, 상부 플레이트에 결합된 실링부재(12)가 본체에 밀착된다. 이후 가스공급기(220)를 상부 플레이트(10)에 밀착한 상태에서, 상부 플레이트의 주입공(11)으로 고온의 공기 또는 증기를 공급한다. 공급된 증기 또는 고온의 공기는 내측망(20)의 내부로 공급되고, 이에 따라 내측망 내부의 압력이 증가하면, 증기 또는 고온의 공기는 내측망(20), 활성탄(50) 및 외측망(30)을 통과하도록 유동하게 되며, 증기 또는 고온의 공기가 활성탄을 지나는 동안 활성탄에 흡착되어 있는 물질들을 제거한다. 이후, 증기 또는 고온의 공기는 지지판의 연결유로(2121)를 통과한 후, 배기유로(213)를 통해 외부로 배출된다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면 활성탄에 대한 재생공정이 일어나는 공간, 즉 장착홈부(211)가 외부와 완전히 밀폐된 상태에서 재생공정이 진행된다. 따라서, 활성탄을 재생하는데 이용된 공기 또는 증기가 외부로 유출되는 것이 방지된다.

또한, 가스분사기(220)에서 공급된 증기 또는 고온의 공기는 전량(100%) 활성탄을 통과한 후 외부로 배출되게 된다. 즉, 공급된 증기 또는 고온의 공기는 모두 다 활성탄을 통과하면서 활성탄을 재생하는데 사용되며, 따라서 장치의 효율성(재생 효율성)이 향상된다.

나아가, 활성탄 카트리지의 내측망 및 외측망이 동심원 구조로 배치되므로, 내측망으로 공급된 증기 또는 고온의 공기가 활성탄 전체에 균일하게 공급되고, 이에 따라 활성탄 전체가 균일하게 재생된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 활성탄 카트리지 재생장치의 개략적인 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본체(210A)에는 흰지축(215)이 마련되며, 가스공급기(220A)는 흰지축(215)에 회전 가능하게 결합된다.

도 4에서 실선으로 도시된 공급위치에서 가스공급기(220A)는 상부 플레이트(10)에 밀착되며, 이 상태에서 증기 또는 고온의 공기를 공급한다. 그리고, 도 4에서 가상선으로 도시된 개방위치에 가스공급기(220A)가 배치되면, 장착홈부(211)로 활성탄 카트리지(100)를 삽입하거나 또는 장착홈부(211)에서 활성탄 카트리지를 빼낼 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 활성탄 카트리지 재생장치의 개략적인 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본체(210A) 및 가스분사기(220B)는 복수로 구비되며, 각 본체(210A) 마다 하나의 가스분사기(220B)가 회전가능하게 설치된다. 그리고, 배기유로(213)는 각 본체에 연결된다. 본 실시예에 따르면, 다수의 활성탄 카트리지를 동시에 재생시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 활성탄 카트리지 재생장치의 개략적인 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 가스공급기(220C)는 상부 플레이트(10)의 주입공(11)에 삽입되는 공급관부(221)와, 공급관부(221)로부터 외측 방향으로 연장 형성되는 플랜지부(222)를 가진다. 플랜지부의 하면에는 환형의 밀폐부재(223)가 결합된다. 공급관부(221)가 주입공(11)에 삽입되면, 밀폐부재(223)는 상부 플레이트(10)에 밀착되어 플랜지부와 상부 플레이트 사이로 증기 또는 고온의 공기가 새어나오는 것을 차단하며, 이 상태에서 내측망으로 증기 또는 고온의 공기가 공급된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 실링부재(12A)가 원환 형상으로 형성되며, 활성탄 카트리지를 본체(210)에 삽입하였을 때, 실링부재(12A)가 본체의 외주면에 밀착되어 본체(210)와 상부 플레이트(10) 사이를 밀폐하도록 구성될 수 있다. 나아가, 실링부재는 본체와 상부 플레이트 사이를 밀폐할 수 있는 다양한 구조로 변경될 수 있다.

100...활성탄 카트리지 10...상부 플레이트
20...내측망 30...외측망
40...하부 플레이트 50...활성탄
11...주입공 12...실링부재
200...활성탄 카트리지 재생장치
210...본체 211...장착홈부
212...지지판 213...배기유로
220...가스공급기

Claims (3)

1. 활성탄 카트리지 재생장치에 의하여 재생되는 활성탄 카트리지에 있어서,
   판상으로 형성되며 중앙부에 상면과 하면을 관통하는 주입공이 형성되어 있는 상부 플레이트;
   중공의 원통 형상으로 형성되며, 상기 상부 플레이트의 주입공과 연통되도록 상단부가 상기 상부 플레이트에 결합되며, 다수의 구멍이 형성되어 있는 내측망과,
   상기 내측망 보다 큰 직경을 가지고 상기 상부 플레이트보다 작은 직경을 가지는 원통 형상으로 형성되며, 상단부가 상기 상부 플레이트에 결합되어 상기 내측망을 감싸도록 배치되며, 다수의 구멍이 형성되어 있는 외측망과,
   판상으로 형성되며, 상기 내측망의 하단부 및 상기 외측망의 하단부를 막도록 결합되는 하부 플레이트;
   상기 내측망과 상기 외측망 사이에 채워지는 활성탄; 및
   상기 상부 플레이트의 하면에 상기 외측망을 감싸도록 환형으로 배치되며, 상기 활성탄 카트리지가 상기 활성탄 카트리지 재생장치의 본체 내부에 형성된 장착홈부에 수용될 때 상기 활성탄 카트리지 재생장치의 상면에 밀착되어 상기 활성탄 카트리지 재생장치의 장착홈부를 외부로부터 차폐하는 실링부재를 포함하되,
   상기 외측망의 직경은 상기 장착홈부의 직경보다 작은 것을 특징으로 활성탄 카트리지.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하부 플레이트의 하면에는 상방으로 오목하게 끼움홈부가 형성되며,
   상기 끼움홈부는 상기 장착홈부의 내부에 판상으로 형성되는 지지판의 상면에 상방으로 돌출되는 끼움돌기에 삽입되는 것을 특징으로 하는 활성탄 카트리지.
3. 제2항에 있어서,
   상기 외측망의 직경은 상기 장착홈부의 직경보다 작게 형성되어 상기 외측망을 통과한 오염물질을 함유한 기체의 유동을 위한 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 활성탄 카트리지.

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