KR101721762B1 - 가스의 누설을 방지할 수 있는 축열 연소산화장치 - Google Patents

가스의 누설을 방지할 수 있는 축열 연소산화장치 Download PDF

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Abstract

가스의 누설을 방지할 수 있는 축열 연소산화장치가 개시된다. 본 발명에 따른 축열 연소산화장치는, 회전판의 제1주름부의 상측에서 상부하우징의 제1주름부가 맞물리는 형태로 설치되고, 회전판의 제1주름부의 하측에서 하부하우징의 제1주름부가 맞물리는 형태로 설치된다. 그러면, 회전판의 제1주름부와 상부하우징의 제1주름부 및 회전판의 제1주름부와 하부하우징의 제1주름부에 의하여, 회전판의 중심을 기준으로, 편심 또는 피로하중에 의하여 회전판의 일측은 하측으로 처지고 타측은 상측으로 올라가려는 현상이 억제된다. 이로 인해, 회전판과 상부하우징 사이 및 회전판과 하부하우징 사이에서 청정가스와 유해가스가 섞이는 것이 방지되므로, 배출되는 청정가스에 유해가스가 섞이는 것이 방지된다. 따라서, 제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있을 수 있다.

Description

가스의 누설을 방지할 수 있는 축열 연소산화장치{REGENERATOR COMBUSTION AND OXIDIZATION APPARATUS CAPABLE OF PREVENTING LEAKAGE OF GAS}
본 발명은 청정가스에 미연소 유해가스가 섞이는 것을 방지한 가스의 누설을 방지할 수 있는 축열 연소산화장치에 관한 것이다.
휘발성 유기화합물이란, 0.02psi 이상의 증기압을 갖거나 끓는점이 100℃ 미만인 탄화수소 화합물을 말하며, 대기중에서 질소화합물과 공존하면, 햇빛의 작용에 의하여 광화학 반응을 일으켜 오존 및 광화학 산화물을 생성시킨다. 휘발성 유기화합물은 환경을 오염시키는 물질일 뿐만 아니라, 호흡기관의 장애와 발암물질을 유발하는 인체에 유해한 물질이다.
이러한 이유로, 산업현장에서는 휘발성 유기화합물을 포함한 유해가스를 제거하기 위한 다양한 방법들을 사용하고 있다.
휘발성 유기화합물을 제거하는 방법에는 연소산화 방법과 촉매산화 방법 등이 있으며, 연소산화 방법은 고온에서 휘발성 유기화합물을 직접 연소시켜 휘발성 유기화합물을 제거하고, 촉매산화 방법은 촉매를 이용하여 휘발성 유기화합물을 연소시켜 휘발성 유기화합물을 제거한다.
휘발성 유기화합물을 직접 연소하는 연소산화 방법의 경우, 휘발성 유기화합물이 고온에서 연소되므로, 배출되는 청정가스도 고온 상태이다. 그런데, 배출되는 청정가스의 폐열을 사용할 수 없으면 에너지가 낭비되므로, 청정가스의 폐열을 회수한 후 유입되는 휘발성 유기화합물을 예열하는 축열 연소산화장치가 많이 사용되고 있다.
일반적으로, 축열 연소산화장치는 일측에는 유해가스가 유입되는 유해가스 유입공이 형성되고, 타측에는 청정가스가 배출되는 청정가스 배출공이 형성되며, 상기 유해가스 유입공 및 상기 청정가스 배출공 사이의 부위에는 퍼지가스가 유입되는 퍼지공이 형성된 회전판을 포함하며, 상기 회전판의 회전에 의하여 축열부재의 부위를 유해가스, 청정가스 및 퍼지가스가 순차적으로 통과한다.
종래의 축열 연소산화장치는 상기 회전판이 회전축에 의하여 회전한다. 그런데, 상기 회전판의 직경은 상기 회전축의 직경에 비하여 대단히 크다.
이로 인해, 상기 회전축을 중심으로, 편심 또는 피로하중에 의하여 상기 회전판의 일측은 하측으로 처지고 타측은 상측으로 올라가는 현상이 발생할 수 있다. 그러면, 상기 회전판의 상측 부위 또는 하측 부위에서 유해가스와 청정공기가 섞일 수 있으므로, 배출되는 청정공기에 미연소 유해가스가 섞여서 배출될 수 있다. 따라서, 제품의 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.
축열 연소산화장치와 관련한 선행기술은 한국공개특허공보 10-2003-0011036호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 가스의 누설을 방지할 수 있는 축열 연소산화장치를 제공하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 유입되는 유해가스와 배출되는 청정가스가 섞이는 것을 방지하여 청정가스가 오염되는 것을 방지함으로써, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 가스의 누설을 방지할 수 있는 축열 연소산화장치를 제공하는 것일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 가스의 누설을 방지할 수 있는 축열 연소산화장치는, 유해가스가 유입되어 연소되는 연소실이 내부 상측 부위에 형성되고, 상기 연소실 하측의 내부는 방사상으로 복수의 구역으로 구획된 축열실로 형성되며, 하면에 개방부가 형성된 본체; 상기 축열실의 구역에 각각 설치되며, 1개 이상의 상기 축열실의 구역으로 유입되어 상기 연소실로 유입되는 유해가스가 통과하고, 유해가스가 통과하지 않는 1개 이상의 상기 축열실의 구역으로 유입되어 상기 본체의 외부로 배출되는 상기 연소실에서 유해가스가 연소됨으로 인하여 생성되는 청정가스가 통과하며, 유해가스 및 청정가스가 통과하지 않는 1개 또는 2개의 상기 축열실의 구역으로 유입되어 상기 축열실의 구역에 잔존하는 유해가스를 상기 연소실로 유입하는 퍼지가스가 통과하는 축열부재; 상면에 상기 본체의 개방부와 연통되는 개방부가 형성되어 상기 본체의 하면에 설치되며, 내부 상측 부위에는 상기 축열실의 구역과 대응되게 형성되어 상기 축열실의 구역과 각각 연통되는 구역이 형성되고, 내부 하측 부위에는 유해가스를 수용하여 상기 연소실 공급하기 위한 제1공간, 상기 연소실에서 배출되는 청정가스를 수용하여 외부로 배출하기 위한 제2공간 및 퍼지가스를 수용하여 상기 연소실로 공급하기 위한 제3공간이 동심을 이루면서 구획 형성된 하우징; 상기 하우징의 내부 중간 부위에 회전가능하게 설치되어 상기 하우징의 상측 부위와 하측 부위를 구획함과 동시에 상기 제1공간과 상기 제2공간과 상기 제3공간을 각각 밀폐하고, 상기 제1공간, 상기 제2공간 및 상기 제3공간과 대응되는 부위에 제1통공, 제2통공 및 제3통공이 형성되며, 회전하면서 상기 제1통공을 매개로 상기 제1공간과 상기 하우징의 구역을 연통시키고, 상기 제2통공을 매개로 상기 제2공간과 상기 하우징의 구역을 연통시키며, 상기 제3통공을 매개로 상기 제3공간과 상기 하우징의 구역을 연통시키는 회전판을 포함하며, 상기 제1통공과 상기 제2통공 사이의 상기 회전판 부위에는 상기 회전판의 중심을 기준으로 동심을 이루는 제1주름부가 형성되고, 상기 하우징에는 상기 회전판의 상기 제1주름부와 맞물리는 형태로 설치되는 제1주름부가 형성되며, 상기 회전판의 상기 제1주름부와 상기 하우징의 상기 제1주름부 사이에는 윤활유가 주입될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가스의 누설을 방지할 수 있는 축열 연소산화장치는, 회전판의 제1주름부의 상측에서 상부하우징의 제1주름부가 맞물리는 형태로 설치되고, 회전판의 제1주름부의 하측에서 하부하우징의 제1주름부가 맞물리는 형태로 설치된다. 그러면, 회전판의 제1주름부와 상부하우징의 제1주름부 및 회전판의 제1주름부와 하부하우징의 제1주름부에 의하여, 회전판의 중심을 기준으로, 편심 또는 피로하중에 의하여 회전판의 일측은 하측으로 처지고 타측은 상측으로 올라가려는 현상이 억제된다. 이로 인해, 회전판과 상부하우징 사이 및 회전판과 하부하우징 사이에서 청정가스와 유해가스가 섞이는 것이 방지되므로, 배출되는 청정가스에 유해가스가 섞이는 것이 방지된다. 따라서, 제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있을 수 있다.
그리고, 본체의 연소실로 유해가스가 유입되도록 안내하는 회전판의 제1통공의 단면적(斷面績) 보다 유해가스의 온도 보다 고온인 연소실의 청정가스가 연소실의 외측으로 배출되도록 안내하는 회전판의 제2통공의 단면적이 넓다. 그러면, 상대적으로 고온 고압의 청정가스가 신속하게 연소실의 외부로 배출되므로, 연소실의 전체 구역에 걸쳐서 압력평형이 유지될 수 있다. 따라서, 연소실을 형성하는 본체의 내구성이 향상되는 효과가 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열 연소산화장치의 사시도.
도 2a는 도 1의 개략 단면도.
도 2b는 도 2a의 "A"부 확대도.
도 3은 도 1에 도시된 본체의 하부본체 및 하부본체에 설치된 축열부재의 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 하우징의 분해 사시도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부본체와 회전판의 평면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 축열 연소산화장치의 하우징과 회전판의 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 축열 연소산화장치의 하우징과 회전판의 요부 단면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 축열 연소산화장치의 회전판의 사시도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 축열 연소산화장치의 하우징과 회전판의 사시도.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
"위에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우 뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 가스의 누설을 방지할 수 있는 축열 연소산화장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열 연소산화장치의 사시도이고, 도 2a는 도 1의 개략 단면도이며, 도 2b는 도 2a의 "A"부 확대도이고, 도 3은 도 1에 도시된 본체의 하부본체 및 하부본체에 설치된 축열부재의 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 축열 연소산화장치는 내부에 공간이 형성되며, 하면에 개방부가 형성된 본체(110)를 포함할 수 있다. 본체(110)의 내부 상측 부위는 휘발성 유기화합물 등과 같은 유해가스가 유입되어 연소되는 연소실(111a)로 형성될 수 있고, 내부 하측 부위는 후술할 축열부재(120)가 설치되는 축열실로 형성될 수 있다.
본체(110)는 상호 결합된 상부본체(111)와 하부본체(115)를 포함할 수 있다. 상부본체(111)의 하면 및 하부본체(115)의 상면은 각각 개방되어 상호 결합될 수 있고, 하부본체(115)의 하면에는 개방부가 형성될 수 있다. 이때, 상부본체(111)의 내부가 연소실(111a)로 형성되고, 하부본체(115)의 내부가 상기 축열실로 형성될 수 있다. 상부본체(111)에는 연소실(111a)로 유입된 유해가스를 연소하기 위한 버너 등과 같은 가열수단(113)이 설치될 수 있다.
하부본체(115)의 내주면에는 복수의 격벽(116)이 하부본체(115)의 중심을 기준으로 방사상으로 설치될 수 있고, 격벽(116)에 의하여 하부본체(115)의 내부는 복수의 구역(117)으로 구획될 수 있다. 즉, 격벽(116)에 의하여 상기 축열실은 복수의 구역(117)으로 구획될 수 있다.
상기 축열실의 각 구역(117)에는 세라믹재로 형성된 축열부재(120)가 설치되 수 있다. 상기 축열실의 각 구역(117)에 설치된 축열부재(120)를 유해가스, 청정가스 및 퍼지가스가 통과할 수 있어야, 외부의 유해가스가 연소실(111a)로 유입될 수 있고, 유해가스의 연소에 의하여 발생한 연소실(111a)의 청정가스가 본체(110)의 외부로 배출될 수 있으며, 퍼지가스를 이용하여 각 구역(117)에 잔존하는 유해가스를 연소실(111a)로 유입시킬 수 있다.
이를 위하여, 축열부재(120)는 상하면이 개방된 사각통 형상의 중공체(中空體)인 복수의 단위축열부재(121)에 의하여 형성될 수 있다. 즉, 복수의 단위축열부재(121)가 행과 열을 이루면서 설치되고, 행과 열을 이루면서 설치된 복수의 단위축열부재(121)가 적층되어 축열부재(120)가 형성될 수 있다. 단위축열부재(121)의 내부를 가스가 통과하므로, 단위축열부재(121)의 내부가 기공이다.
즉, 복수개로 구획된 상기 축열실의 구역(117) 중, 유해가스는 1개 이상의 상기 축열실의 구역(117)을 통과하고, 청정가스는 유해가스가 통과하지 않는 1개 이상의 상기 축열실의 구역(117)을 통과하며, 퍼지가스는 유해가스 및 청정가스가 통과하지 않는 1개의 상기 축열실의 구역(117)을 통과한다. 따라서, 상기 축열실의 구역(117)에 각각 설치된 축열부재(120) 중, 1개 이상의 축열부재(120)를 유해가스가 통과하면서 열교환하고, 1개 이상의 축열부재(120)를 청정가스가 통과하면서 열교환하면, 1개의 축열부재(120)를 퍼지가스가 통과한다.
축열부재(120)의 하면은 메쉬 구조의 지지판(119)에 지지되어 하부본체(115)의 하면과 이격 설치될 수 있다.
상기 축열실의 구역(117)은 2n개(n은 2 이상의 자연수)의 구역으로 구획될 수 있으며, 도 3에는 상기 축열실이 n=3인 6개의 구역(117d~117f)으로 구획된 것을 예로 들어 도시한다.
상기 축열실의 구역(117)이 2n개의 구역으로 구획될 때, 유해가스는 (n-1)개의 구역을 통과할 수 있고, 청정가스는 (n-1)개의 구역을 통과할 수 있으며, 퍼지가스는 1개의 구역을 통과할 수 있다.
본체(110)의 하면에는 유해가스, 청정가스 및 퍼지가스를 각각 구획 수용하여 연소실(111a), 본체(110)의 외부 및 연소실(111a)로 각각 전달하기 위한 상호 결합된 상부하우징(130)과 하부하우징(140)을 포함하는 하우징이 설치될 수 있고, 상기 하우징의 내부에는 유해가스, 청정가스 및 퍼지가스가 선택적으로 상기 축열실의 구역(117)을 통과하도록 안내하는 회전판(160)이 회전가능하게 설치될 수 있다.
상기 하우징과 회전판(160)에 대하여 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 도 1에 도시된 하우징의 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 상기 하우징은, 전술한 바와 같이, 상호 결합되며 상대적으로 상측에 위치된 상부하우징(130)과 하측에 위치된 하부하우징(140)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 하우징의 내부 상측 부위는 상부하우징(130)의 내부이고, 상기 하우징의 내부 하측 부위는 하부하우징(140)의 내부임은 당연하다.
상부하우징(130)의 상면 및 하면에는 개방부가 형성될 수 있고, 상부하우징(130)의 상면은 본체(110)의 하면에 결합될 수 있다. 이때, 상부하우징(130)의 상면에 형성된 상기 개방부는 본체(110)의 하면에 형성된 상기 개방부와 연통될 수 있다. 하부하우징(140)은 상면에 개방부가 형성되어 상부하우징(130)의 하면에 결합될 수 있다.
상부하우징(130)의 내부에는 상기 축열실의 구역(117)과 대응되게 복수의 구역(131)이 형성될 수 있고, 상호 대응되는 상부하우징(130)의 각 구역(131a, 131b, 131c, 131d, 134e, 131f)과 상기 축열실의 각 구역(117a, 117b, 117c, 117d, 117e, 117f)은 상호 연통될 수 있다. 상부하우징(130)의 구역(131)은 상부하우징(130)의 내주면에 방사상으로 형성된 복수의 격벽(133)에 의하여 형성될 수 있다.
하부하우징(140)의 내부에는 제1공간(141a), 제2공간(141b) 및 제3공간(141c)이 하부하우징(140)의 중심을 기준으로 동심을 이루면서 구획 형성될 수 있고, 제1공간(141a)과 제2공간(141b)과 제3공간(141c)은 동심을 이루면서 설치된 링형상의 구획테(143)에 의하여 구획 형성될 수 있다. 이때, 제1공간(141a)의 외측에 제2공간(141b)이 형성되고, 제1공간(141a)의 내측에 제3공간(141c)이 형성될 수 있다.
제1공간(141a)은 유해가스를 이송하는 제1유입관(151)과 연통되어 유해가스를 수용할 수 있으며, 수용된 유해가스를 연소실(111a)로 공급할 수 있다. 제2공간(141b)은 연소실(111a)에서 배출되는 청정가스를 수용할 수 있으며, 배출관(153)과 연통되어 수용된 청정가스를 외부로 배출할 수 있다. 제3공간(141c)은 퍼지가스를 이송하는 제2유입관(155)과 연통되어 퍼지가스를 수용할 수 있으며, 수용된 퍼지가스를 연소실(111a)로 공급하면서 상기 축열실의 구역(141) 및 상부하우징(130)의 구역(131)에 잔존하는 유해가스를 연소실(111a)로 공급할 수 있다.
회전판(160)은 상기 하우징의 내부 중간 부위인 상부하우징(130)과 하부하우징(140)의 결합 부위에 위치되어 회전가능하게 설치될 수 있다. 그리하여, 회전판(160)은 상기 하우징의 상측 부위인 상부하우징(130)과 하측 부위인 하부하우징(140)을 구획함과 동시에 제1공간(141a)과 제2공간(141b)과 제3공간(141c)을 각각 밀폐할 수 있다. 회전판(160)의 중심부는 모터(181)에 의하여 회전하는 회전축(181a)에 연결되어 회전할 수 있다.
그리고, 제1공간(141a), 제2공간(141b) 및 제3공간(141c)과 대응되는 회전판(160)의 부위에는 제1통공(161), 제2통공(163) 및 제3통공(165)이 각각 형성될 수 있다. 그리하여, 회전판(160)은 회전하면서 제1통공(161)을 매개로 제1공간(141a)과 상부하우징(130)의 구역(131)을 연통시키고, 제2통공(163)을 매개로 제2공간(141b)과 상부하우징(130)의 구역(131)을 연통시키며, 제3통공(165)을 매개로 제3공간(141c)과 상부하우징(130)의 구역(131)을 연통시킬 수 있다.
연소실(111a)로 유입된 유해가스는 가열 연소되어 청정가스가 된다. 그러므로, 유해가스가 유입되는 연소실(111a)의 구역에 비하여, 청정가스가 배출되는 연소실(111a)의 구역이 고온이고 고압이다. 그러므로, 유해가스의 유입 속도 보다 청정가스의 배출 속도가 빨라야 연소실(111a)의 전체 구역에 걸쳐서 압력평형이 유지될 수 있다.
이를 위하여, 유해가스가 수용되는 제1공간(141a)의 외측에 청정가스가 수용되는 제2공간(141b)을 배치하고, 제1공간(141a) 및 제2공간(141b)과 대응되는 회전판(160)의 부위에 제1통공(161) 및 제2통공(163)을 형성한다. 그러면, 회전판(160)의 중심에서 멀리 이격된 상대적으로 넓은 회전판(160)의 외주면측에 제2통공(163)을 형성할 수 있으므로, 제2통공(163)의 단면적(斷面績)을 제1통공(161)의 단면적이 넓게 형성할 수 있다. 따라서, 유해가스의 유입 속도 보다 청정가스의 배출 속도를 빠르게 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 상기 축열실의 구역(117)은 2n개(n은 2 이상의 자연수)의 구역으로 구획되므로, 상부하우징(130)의 구역(131)도 2n개(n은 2 이상의 자연수)의 구역으로 구획됨은 당연하다. 그리고, 도 3 및 도 4에는 상기 축열실이 n=3인 6개의 구역(117a∼117f) 및 상부하우징(130)이 n=3인 6개의 구역(131a∼131f)으로 구획된 것을 예로 들어 도시한다.
상기 축열실의 구역(117)이 n=3인 6개의 구역이므로, 유해가스 및 청정가스는 (n-1)개, 즉 (3-1)인 2개의 상기 축열실의 구역(117)을 각각 통과하면서 축열부재(120)와 열교한하고, 퍼지가스는 1개의 상기 축열실의 구역(117)을 통과한다.
유해가스 및 청정가스가 2개의 상기 축열실의 구역(117)을 각각 통과할 수 있도록, 제1통공(161) 및 제2통공(163)은 각각 (n-1)개, 즉 (3-1)인 2개의 상기 축열실의 구역(117)과 각각 연통되어야 함은 당연하다. 즉, 제1통공(161) 및 제2통공(163)은 각각 2개의 상부하우징(130)의 구역(131)과 각각 연통되어야 함은 당연하다. 이때, 제1통공(161) 및 제2통공(163)은 각각 호형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
제3통공(165)은, 회전판(160)의 회전방향을 기준으로, 제1통공(161)의 단부와 제2통공(163)의 단부에 형성되어 1개의 상기 축열실의 구역(117)과 연통될 수 있다. 더, 구체적으로 설명하면, 제3통공(165)은, 회전판(160)의 회전방향을 기준으로, 최후단의 제1통공(161)과 최선단의 제2통공(163) 사이의 회전판(160) 부위에 형성될 수 있다.
그리하여, 회전판(160)이 회전함에 따라 제1통공(161)과 제2통공(163)과 제3통공(165)은 상기 축열실의 구역(117)을 1개씩 순차적으로 이동하면서 상기 축열실의 구역(117)과 각각 연통되며, 회전판(160)이 1회전하면 제1통공(161)과 제2통공(163) 및 제3통공(165)은 각각 상기 축열실의 구역(117)과 순차적으로 모두 1번씩 연통하게 된다.
하부하우징(140)에 형성된 제1공간(141a)과 제2공간(143b)의 배치구조 및 회전판(160)에 형성된 제1통공(161)과 제2통공(163)의 배치구조로 인하여, 유해가스는 본체(110)의 하면 대략 중앙부측을 통하여 연소실(111a)로 유입되고, 청정가스는 본체(110)의 내주면측을 타고 연소실(111a)에서 배출된다.
이때, 유입되는 유해가스와 배출되는 청정가스가 회전판(160)과 상부하우징(130) 사이 및 회전판(160)과 하부하우징(140) 사이에서 섞이게 되면, 배출되는 청정가스에 유해가스가 섞여서 배출될 수 있다.
이를 방지하기 위하여, 제1통공(161)과 제2통공(163) 사이의 회전판(160)의 부위에는 회전판(160)의 중심을 기준으로 동심을 이루는 제1주름부(167)가 형성될 수 있고, 상부하우징(130) 및 하부하우징(140)에는 회전판(160)의 제1주름부(167)와 맞물리는 형태로 설치되는 제1주름부(135)(145)가 각각 형성될 수 있다. 상부하우징(130)의 제1주름부(135)는 구획테(143)와 대응되게 형성된 지지테(134)의 하면에 형성될 수 있고, 하부하우징(140)의 제1주름부(145)는 구획테(143)의 상면에 형성될 수 있다.
회전판(160)의 제1주름부(167)의 상측에서 상부하우징(130)의 제1주름부(135)가 맞물리는 형태로 설치되고, 회전판(160)의 제1주름부(167)의 하측에서 하부하우징(140)의 제1주름부(145)과 맞물리는 형태로 설치된다. 그리고, 회전판(160)의 제1주름부(167)와 상부하우징(130)의 제1주름부(135) 사이 및 회전판(160)의 제1주름부(167)와 하부하우징(140)의 제1주름부(145) 사이에는 회전판(160)이 원활하게 회전될 수 있도록 윤활유가 주입될 수 있다.
그러면, 제1통공(161)을 통하여 연소실(111a)로 유입되는 유해가스가 제2통공(163)측으로 유입되는 것이 방지되고, 제2통공(163)을 통하여 제2공간(141b)으로 배출되는 청정가스가 제1통공(161)측으로 유입되는 것이 방지되므로, 배출되는 청정가스에 유해가스가 섞이는 것이 방지된다.
그리고, 회전판(160)의 제1주름부(167)와 상부하우징(130)의 제1주름부(135)가 맞물리는 형태로 설치되고, 회전판(160)의 제1주름부(167)와 하부하우징(140)의 제1주름부(145)이 맞물리는 형태로 설치되므로, 회전축(183)을 중심으로, 편심 또는 피로하중에 의하여 회전판(160)의 일측은 하측으로 처지고 타측은 상측으로 올라가려고 해도, 회전판(160)의 제1주름부(167)가 상부하우징(130)의 제1주름부(135)에 접촉하게 되고, 회전판(160)의 제1주름부(167)가 하부하우징(140)의 제1주름부(145)에 접촉하게 되므로, 회전판(160)의 일측은 하측으로 처지고 타측은 상측으로 올라가려는 현상이 억제된다. 따라서, 회전판(160)과 상부하우징(130) 사이 및 회전판(160)과 하부하우징(140) 사이에서 청정가스와 유해가스가 섞이는 것이 더욱 방지된다.
회전판(160)의 제1주름부(167), 상부하우징(130)의 제1주름부(135) 및 하부하우징(140)의 제1주름부는 단면(斷面) 형상이 요철(凹凸) 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 축열 연소산화장치의 동작에 대하여 도 2a, 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명한다. 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부본체와 회전판의 평면도이다.
이하에서는, 회전판(160)이 시계방향인 정방향으로 회전하고, 이로 인해 유해가스, 퍼지가스 및 청정가스가 축열부재(120)의 중심을 기준으로, 정방향을 따라 회전 순환하면서 상기 축열실의 구역(117a, 117b, 117c, 117d, 117e, 117f)에 설치된 축열부재(120)를 각각 순차적으로 통과하는 것을 예로 들어 설명한다.
도 5a 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 축열실이 6개의 구역(117a, 117b, 117c, 117d, 117e, 117f)으로 구획되어 있으므로, n=3이다. 따라서, 유해가스 및 청정가스는 각각 2개의 구역을 통과하며, 축열부재(120)의 중심을 기준으로 대칭되는 구역을 각각 통과하는 것이 바람직하다. 그리고, 퍼지가스는 1개의 구역을 통과한다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 회전판(160)의 제1통공(161)은 구역(117a) 및 구역(117b)과 연통되고, 제2통공(163)은 구역(117d) 및 구역(117e)과 연통되며, 제3통공(165)은 구역(117f)과 연통된 상태를 최초의 상태라 가정한다.
최초의 상태에서, 하부하우징(140)의 제1공간(141a)에 수용된 유해가스가 제1통공(161)을 통하여 구역(117a) 및 구역(117b)에 설치된 축열부재(120)를 통하여 연소실(111a)에 유입되고, 연소실(111a)에 유입된 유해가스는 연소되면서 유해물질이 제거되어 청정가스로 생성된다.
그리고, 제3공간(141c)에 수용된 퍼지가스가 제3통공(165)을 통하여 구역(117f)에 설치된 축열부재(120)를 통과하여 연소실(111a)에 유입된다. 그러면, 구역(117f)에 설치된 축열부재(120)에 잔존하는 유해물질이 퍼지가스에 의하여 연소실(111a)에 유입된다.
그리고, 유해가스의 연소시 생성된 청정가스는 유해가스가 유입되는 부위와 대칭되는 부위인 구역(117d) 및 구역(117e)에 설치된 축열부재(120)를 통과한 후, 제2통공(163)을 통하여 제2공간(141b)에 수용되어 외부로 배출된다. 구역(117d) 및 구역(117e)에 설치된 축열부재(120)는 청정가스와 열교환하여 가열된다. 초기 구동 또는 재 구동시에는, 구역(117d) 및 구역(117e)에 설치된 축열부재(120)에 유해물질이 잔존할 수 있으므로, 배출되는 청정가스에 유해물질이 섞여있을 수 있다. 그러므로, 배출되는 청정가스를 별도로 정화하는 것이 필요하다.
그 후, 회전판(160)이 소정각도 회전하면, 도 5b에 도시된 바와 같이, 회전판(160)의 제1통공(161)은 구역(117b) 및 구역(117c)과 연통되고, 제2통공(163)은 구역(117e) 및 구역(117f)과 연통되며, 제3통공(165)은 구역(117a)과 연통된다.
그러면, 유해가스는 구역(117b) 및 구역(117c)에 설치된 축열부재(120)를 통과하여 연소실(111a)에 유입되고, 퍼지가스는 구역(117a)에 설치된 축열부재(120)에 잔존하는 유해물질과 함께 연소실(111a)에 유입되며, 청정가스는 구역(117e) 및 구역(117f)에 설치된 축열부재(120)를 통과하여 배출된다.
구역(117e) 및 구역(117f)에 설치된 축열부재(120)는 청정가스와 열교환하여 가열된다. 그리고, 초기 구동시 또는 재 구동시에는 구역(117f)에 설치된 축열부재(120)에 잔존하는 유해물질은 퍼지가스에 의하여 제거되었으나, 구역(117e)에 설치된 축열부재(120)에는 유해물질이 잔존할 수 있다. 그러므로, 배출되는 청정가스에는 유해물질이 섞여있을 수 있으므로, 배출되는 청정가스를 별도로 정화하는 것이 필요하다.
그 후, 회전판(160)이 소정각도 회전하면, 도 5c에 도시된 바와 같이, 회전판(160)의 제1통공(161)은 구역(117c) 및 구역(117d)과 연통되고, 제2통공(163)은 구역(117f) 및 구역(117a)과 연통되며, 제3통공(165)은 구역(117b)과 연통된다.
그러면, 유해가스는 구역(117c) 및 구역(117d)에 설치된 축열부재(120)를 통과하여 연소실(111a)에 유입되고, 퍼지가스는 구역(117b)에 설치된 축열부재(120)에 잔존하는 유해물질과 함께 연소실(111a)에 유입되며, 청정가스는 구역(117f) 및 구역(117a)에 설치된 축열부재(120)를 통과하여 배출된다.
구역(117f) 및 구역(117a)에 설치된 축열부재(120)는 청정가스와 열교환하여 가열된다. 그리고, 구역(117f) 및 구역(117a)에 설치된 축열부재(120)에 잔존하는 유해물질은 퍼지가스에 의하여 제거되었으므로, 배출되는 청정가스에는 유해물질이 섞여있지 않다.
즉, 회전판(160)의 회전방향을 기준으로, 퍼지가스는 유해가스가 통과한 구역(117)을 따라가면서 유해가스가 통과한 구역(117)을 통과하여, 유해가스가 통과한 구역(117)에 잔존하는 유해가스를 연소실(111a)로 배출시킬 수 있다. 그리고, 청정가스는 퍼지가스에 의하여 정화된 구역(117)을 통과하면서 외부로 배출될 수 있다.상기와 같은 동작이 순차적으로 진행되면서 반복됨으로 인하여, 유해가스가 연소되어 청정가스의 상태로 외부로 배출되며, 배출되는 청정가스에는 유해물질이 섞이지 않게 된다. 그리고, 축열부재(120)는 청정가스에 의하여 가열되어, 유입되는 유해가스를 예열하므로, 에너지가 절약된다. 퍼지가스는 청정공기일 수 있다.
유해가스가 수용되는 제1공간(141a)의 내측에 청정가스가 수용되는 제2공간(141b)이 배치될 수 있고, 유해가스가 통과하는 제1통공(161)의 내측에 위치된 회전판(160)의 부위에 청정가스가 통과하는 제2통공(163)이 형성될 수도 있다. 이때에도, 회전판(160)의 회전방향을 기준으로, 퍼지가스는 유해가스가 통과한 구역(117)을 따라가면서 유해가스가 통과한 구역(117)을 통과하여야 함은 당연하다. 그리고, 청정가스는 퍼지가스에 의하여 정화된 구역(117)을 통과하면서 외부로 배출되어야 함은 당연하다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 축열 연소산화장치의 하우징과 회전판의 사시도로서, 이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 회전판(260)의 테두리부측에는 회전판(260)의 중심을 기준으로 동심을 이루는 제2주름부(268)가 형성될 수 있고, 상부하우징(230) 및 하부하우징(240)에는 회전판(260)의 제2주름부(268)와 대응되게 제2주름부(237)(247)가 각각 형성될 수 있다. 그리하여, 회전판(260)의 제2주름부(268)의 상측에서 상부하우징(230)의 제2주름부(237)가 맞물리는 형태로 결합될 수 있고, 회전판(260)의 제2주름부(268)의 하측에서 하부하우징(240)의 제2주름부(247)가 맞물리는 형태로 결합될 수 있다. 그리고, 회전판(260)의 제2주름부(268)와 상부하우징(230)의 제2주름부(237) 사이 및 회전판(260)의 제2주름부(268)와 하부하우징(240)의 제2주름부(247) 사이에도 유활유가 주입될 수 있다.
그러면, 회전판(260)의 테두리부측으로 청정가스가 누설되는 것이 방지됨과 동시에, 회전판(260)의 중심을 기준으로, 회전판(260)의 일측은 하측으로 처지고 타측은 상측으로 올라가는 현상이 더욱 방지될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 축열 연소산화장치의 하우징과 회전판의 요부 단면도로서, 이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 회전판(360)의 제1주름부(367)와 제2주름부(368), 상부하우징(330)의 제1주름부(335)와 제2주름부(337) 및 하부하우징(340)의 제1주름부(345)와 제2주름부(347)는 단면(斷面) 형상이 산과 골이 반복하는 라운딩진 형상으로 형성될 수 있다.
도 7에 도시된 구성을 도 6에 도시된 구성에도 적용될 수 있음은 당연하다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 축열 연소산화장치의 회전판의 사시도로서, 이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 회전판(460)에 형성된 제3통공(465)은, 회전판(460)의 회전방향을 기준으로, 제1통공(461)의 단부와 제2통공(463)의 단부에 각각 형성되어 2개로 마련될 수 있다. 즉, 제3통공(465)은, 회전판(460)의 회전방향을 기준으로, 최후단의 제1통공(461)과 최선단의 제2통공(463) 사이의 회전판(460) 부위 및 최선단의 제1통공(461)과 최후단의 제2통공(463) 사이의 회전판(460) 부위에 각각 형성될 수 있다.
그러면, 퍼지가스는 유해가스 및 청정가스가 통과하지 않는 상기 축열실의 2개의 구역(117)(도 3참조)에 설치된 축열부재(120)(도 3 참조)를 통과하면서 축열부재(120)에 잔존하는 유해가스를 연소실(111a)로 유입시킬 수 있다.
도 8에 도시된 구성을 도 6 및 도 7에 도시된 구성에도 적용할 수 있음은 당연하다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 축열 연소산화장치의 하우징과 회전판의 사시도로서, 이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 회전판(560)의 외주면은 상부하우징(530) 및 하부하우징(540)의 외측에 위치될 수 있고, 상부하우징(530) 및 하부하우징(540)의 외측에 위치된 회전판(560)의 외주면에는 치(齒)(569)가 형성될 수 있다. 그리고, 상부하우징(530) 및 하부하우징(540)에는 치(569)와 맞물려 회전판(560)을 회전시키기 위한 구동부(590)가 설치될 수 있다.
상부하우징(530) 및 하부하우징(540)에 설치된 구동부(590)가 회전판(560)의 외주면을 지지하므로, 회전판(560)의 외주면측 일측이 하측으로 처지거나, 타측이 상측으로 올라가려는 현상이 더욱 억제될 수 있다. 그리고, 회전판(560)의 수리시, 하부하우징(540)과 회전판(560)만을 분리하여 수리하면 되므로, 유지보수가 간편하다.
도 9에 도시된 구성을 도 6 내지 도 8에 도시된 구성에도 적용할 수 있음은 당연하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 본체
120: 축열부재
130: 상부하우징
140: 하부하우징
160: 회전판

Claims (8)

  1. 유해가스가 유입되어 연소되는 연소실이 내부 상측 부위에 형성되고, 상기 연소실 하측의 내부는 방사상으로 복수의 구역으로 구획된 축열실로 형성되며, 하면에 개방부가 형성된 본체;
    상기 축열실의 구역에 각각 설치되며, 1개 이상의 상기 축열실의 구역으로 유입되어 상기 연소실로 유입되는 유해가스가 통과하고, 유해가스가 통과하지 않는 1개 이상의 상기 축열실의 구역으로 유입되어 상기 본체의 외부로 배출되는 상기 연소실에서 유해가스가 연소됨으로 인하여 생성되는 청정가스가 통과하며, 유해가스 및 청정가스가 통과하지 않는 1개 또는 2개의 상기 축열실의 구역으로 유입되어 상기 축열실의 구역에 잔존하는 유해가스를 상기 연소실로 유입하는 퍼지가스가 통과하는 축열부재;
    상면에 상기 본체의 개방부와 연통되는 개방부가 형성되어 상기 본체의 하면에 설치되며, 내부 상측 부위에는 상기 축열실의 구역과 대응되게 형성되어 상기 축열실의 구역과 각각 연통되는 구역이 형성되고, 내부 하측 부위에는 유해가스를 수용하여 상기 연소실 공급하기 위한 제1공간, 상기 연소실에서 배출되는 청정가스를 수용하여 외부로 배출하기 위한 제2공간 및 퍼지가스를 수용하여 상기 연소실로 공급하기 위한 제3공간이 동심을 이루면서 구획 형성된 하우징;
    상기 하우징의 내부 중간 부위에 회전가능하게 설치되어 상기 하우징의 상측 부위와 하측 부위를 구획함과 동시에 상기 제1공간과 상기 제2공간과 상기 제3공간을 각각 밀폐하고, 상기 제1공간, 상기 제2공간 및 상기 제3공간과 대응되는 부위에 제1통공, 제2통공 및 제3통공이 형성되며, 회전하면서 상기 제1통공을 매개로 상기 제1공간과 상기 하우징의 구역을 연통시키고, 상기 제2통공을 매개로 상기 제2공간과 상기 하우징의 구역을 연통시키며, 상기 제3통공을 매개로 상기 제3공간과 상기 하우징의 구역을 연통시키는 회전판을 포함하며,
    상기 하우징은,
    상면 및 하면에 개방부가 형성되고, 상면은 상기 본체의 하면에 결합되며, 내부에는 상기 하우징의 구역을 구획 형성하기 위한 복수의 격벽이 형성된 상부하우징; 상면에 개방부가 형성되어 상기 상부하우징의 하면에 결합되며, 내부에는 상기 제1공간, 상기 제2공간 및 상기 제3공간을 구획 형성하기 위한 복수의 격벽이 형성된 하부하우징을 가지고,
    상기 회전판은 상기 상부하우징과 상기 하부하우징 결합 부위에 위치되어 회전가능하게 설치되며,
    상기 제1통공과 상기 제2통공 사이의 상기 회전판 부위에는 상기 회전판의 중심을 기준으로 동심을 이루는 제1주름부가 형성되고,
    상기 회전판의 상기 제1주름부와 각각 대응되는 상기 상부하우징의 상기 격벽 및 상기 하부하우징의 상기 격벽에는 상기 회전판의 상기 제1주름부와 맞물리는 형태로 설치되는 제1주름부가 각각 형성되며,
    상기 회전판의 상기 제1주름부와 상기 상부하우징의 상기 제1주름부 사이 및 상기 회전판의 상기 제1주름부와 상기 하부하우징의 상기 제1주름부 사이에는 윤활유가 주입된 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1공간의 외측에 상기 제2공간이 형성되고, 상기 제1공간의 내측에 상기 제3공간이 형성되며,
    상기 회전판의 중심을 기준으로 상기 제1통공의 외측에 상기 제2통공이 위치되고, 상기 제1통공 및 상기 제2통공은 호형상으로 형성되며, 상기 제1통공의 단면적(斷面績) 보다 상기 제2통공의 단면적이 넓은 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전판의 테두리부측에는 상기 회전판의 중심을 기준으로 동심을 이루는 제2주름부가 형성되고,
    상기 회전판의 상기 제2주름부와 각각 대응되는 상기 상부하우징의 상기 격벽 및 상기 하부하우징의 상기 격벽에는 상기 회전판의 상기 제2주름부와 맞물리는 형태로 설치되는 제2주름부가 각각 형성되며,
    상기 회전판의 상기 제2주름부와 상기 상부하우징의 상기 제2주름부 사이 및 상기 회전판의 상기 제2주름부와 상기 하부하우징의 상기 제2주름부 사이에는 윤활유가 주입된 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회전판의 상기 제1주름부와 상기 제2주름부 및 상기 하우징의 상기 제1주름부와 및 상기 제2주름부는 단면(斷面) 형상이 요철(凹凸) 형상이거나, 산과 골이 반복하는 라운딩진 형상인 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전판의 외주면은 상기 상부하우징 및 상기 하부하우징의 외측에 위치되고,
    상기 회전판의 외주면에는 치(齒)가 형성되며,
    상기 상부하우징 또는 상기 하부하우징에는 상기 회전판의 상기 치와 맞물려 상기 회전판을 회전시키기 위한 구동부가 설치된 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 축열실의 구역의 수는 2n개(n은 2 이상의 자연수)이고,
    상기 제1통공 및 상기 제2통공은 각각 (n-1)개의 상기 축열실의 구역과 연통되게 형성되어 유해가스 및 청정가스는 (n-1)개의 상기 축열부재를 각각 통과하며,
    상기 회전판이 회전함에 따라 상기 제1통공 및 상기 제2통공은 상기 축열실의 구역을 1개씩 순차적으로 이동하면서 상기 축열실의 구역과 각각 연통되고,
    상기 회전판의 회전방향을 기준으로, 최후단의 상기 제1통공과 최선단의 상기 제2통공 사이의 상기 회전판 부위 및 최선단의 상기 제1통공과 최후단의 상기 제2통공 사이의 상기 회전판 부위에 상기 제3통공이 각각 형성되어, 유해가스가 통과하는 상기 축열부재와 청정가스가 통과하는 상기 축열부재 사이의 상기 축열실의 구역에 설치된 상기 축열부재로 퍼지가스가 통과하도록 허용하는 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.
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