KR101944258B1 - 축열식 연소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축열식 연소장치에 관한 것으로, 챔버의 축 방향으로 공기의 통과가 가능하도록 개방구를 복수 개 형성하는 흡배기 분배용 디스크, 및 개방구 각각의 가장자리에 해당되는 흡배기 분배용 디스크에 놓여져 공기의 통과를 허용하고 통과되는 공기로부터 열기를 축열하도록 축열공을 타공한 축열재를 복수 개 적층하여 한꺼번에 유지 보수가 가능한 프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 프레임에 설정된 개수만큼의 축열재를 적층 후 복수 개의 프레임을 챔버 내부의 흡배기 분배용 디스크에 구비함에 따라 프레임을 챔버로부터 꺼냄으로써 설정된 개수의 축열재를 한꺼번에 유지 보수가 가능하고, 덮개부재를 장착함으로써 유해가스 내의 분진 또는 연소 후 생성되는 입자상 물질이 축열재에 부착되는 것을 최소화하면서 축열 성능을 유지 또는 향상시킬 수 있다.

Description

축열식 연소장치{REGENERATIVE OXIDIZER SYSTEM}

본 발명은 축열식 연소장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프레임에 설정된 개수만큼의 축열재를 적층 후 복수 개의 프레임을 챔버 내부의 흡배기 분배용 디스크에 구비함에 따라 프레임을 챔버로부터 꺼냄으로써 설정된 개수의 축열재를 한꺼번에 유지 보수가 가능하고, 덮개부재를 장착함으로써 유해가스 내의 분진 또는 연소 후 생성되는 입자상 물질이 축열재에 부착되는 것을 최소화하면서 축열 성능을 유지 또는 향상시킬 수 있는 축열식 연소장치에 관한 것이다.

일반적으로, 회전형 축열식 연소장치에 의해 처리되는 휘발성 유기화합물인 V.O.Cs (Volitile Organic Compounds)에 대해 설명하면 V.O.Cs는 유기화합물질 가운데 0.02psi 이상의 증기압을 갖거나 끓는점이 100℃ 미만의 탄화수소 화합물을 통칭한다. 대기물질 관리에서는 질소화합물과 광화학 반응에 의해 오존 및 광화학 산화물을 형성하는 전구물질로 정의되고 있다.

V.O.Cs는 유해 대기물질, 악취의 원인물질로 호흡기관의 장애 발암물질 유발 등 인체에 대한 유해성을 갖는 것 이외에도 광화학반응을 통한 스모그의 형성, 악취발생 등의 원인물질로 대기 환경오염을 일으킨다.

따라서 V.O.Cs를 제거하고자 여러 방법을 사용하는데, 일반적으로 연소산화기술, 생물학적 처리기술등이 있으나, 통상의 연소산화기술의 일종인 축열식 산화장치와 이 축열식 산화장치에 적용되는 로터리밸브 어셈블리를 통해 휘발성 유기 화합물을 안정적으로 처리함은 물론 고효율의 에너지를 회수하는 장치로 이용되고 있다.

즉, 휘발성 유기화합물(V.O.Cs 이하, 유해가스라 함)을 사용하는 공장에서 발생하는 유해가스를 흡입하여 첨단소재인 세라믹허니콤을 적층하여 충진한 축열부를 통과시켜 연소실에서 760℃~850℃로 V.O.Cs 가스를 연소시켜 정화하게 이루어지고 있다.

특히, 회전형 축열식 연소장치는, 각종 산업현장으로부터 휘발성 유기화합물을 포함하는 상태로 배출되는 유해가스 자체를 처리장치의 내부로 유입시켜, 유해가스 중에 포함된 휘발성 유기화합물을 연소 및 소각 처리함에 따라, 1,000PPM 정도의 휘발성 유기화합물을 처리하는 데에 축열재로서 약 700개 정도의 세라믹블록을 필요로 하게 된다.

그리고, 축열부에 촉매층을 추가하여 축열성능을 향상하면서도 축열설비의 반응온도 760℃~850℃보다 낮은 촉매 연소온도 200℃~400℃에서 유해가스를 연소시키고 있다.

본 발명에 대한 배경기술은 한국 공개특허 제2003-0075435호(발명의 명칭: 축열식 열촉매 산화장치, 공개일:2003.09.26)가 제시되어 있다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

기존의 회전형 축열식 연소장치는 축열 과정에서 산화 후 입자 상태인 이산화규소 등의 분진이 축열재에 흡착됨에 따라 축열재의 축열 성능이 저하되는 문제점이 있다. 이로 인해, 작업자가 일일이 축열재를 자주 걷어내며 청소해야 하는 번거로움과 유지 보수비용이 증가하는 문제점이 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 프레임에 설정된 개수만큼의 축열재를 적층 후 복수 개의 프레임을 챔버 내부의 흡배기 분배용 디스크에 구비함에 따라 프레임을 챔버로부터 꺼냄으로써 모듈화된 프레임을 통해 설정된 개수의 축열재를 한꺼번에 유지 보수가 가능한 축열식 연소장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 덮개부재를 장착함으로써 유해가스 내의 분진 또는 연소 후 생성되는 입자상 물질이 축열재에 부착되는 것을 최소화하면서 축열 성능을 유지 또는 향상시키고자 하는 축열식 연소장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

아울러, 본 발명은 열기의 통과를 허용하는 덮개부재를 프레임의 상측을 덮음으로써 축열재에 입자 상태의 이산화규소 등 분진이 부착되는 것을 최소화하면서 축열 성능을 유지 또는 향상시키고자 하는 축열식 연소장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 프레임 각각을 위치설정부로써 흡배기 분배용 디스크에 정위치 설정 후 상호 구속시킴에 따라 프레임의 위치 설정이 용이하고, 프레임의 위치를 견고하게 고정하고자 하는 축열식 연소장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 프레임의 제작비용 및 자중을 줄이기 위해 둘레면을 격자 또는 사각틀 형상으로 제작하고, 프레임의 둘레면을 단열판부재로 막아 열기가 상하 방향으로 유동되도록 안내하면서 외부 이물질이 내부로 유입되는 것을 차단하고자 하는 축열식 연소장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 축열식 연소장치는: 챔버; 상기 챔버 내부에 구비되고, 상기 챔버의 축 방향으로 공기의 통과가 가능하도록 개방구를 복수 개 형성하는 흡배기 분배용 디스크; 및 상기 개방구 각각의 가장자리에 해당되는 상기 흡배기 분배용 디스크에 놓여져 공기의 통과를 허용하고, 통과되는 공기로부터 열기를 축열하도록 축열공을 타공한 축열재를 복수 개 적층하여 한꺼번에 유지 보수가 가능한 프레임을 포함한다.

상기 프레임은, 측방향으로 열기의 유출 및 이물질의 유입을 차단하기 위해 단열판부재를 구비할 수 있다.

상기 프레임 각각은 위치설정부에 의해 상기 개방구에 일대일 대응되도록 상기 흡배기 분배용 디스크에 위치 설정될 수 있다.

상기 프레임은 상기 흡배기 분배용 디스크에 배치된 후 위치 고정되도록 구속부에 의해 상호 구속될 수 있다.

상기 프레임은 각각 또는 전체가 유해가스 내의 분진 또는 연소 후 생성되는 입자상 물질이 상기 축열재로 낙하하는 것을 저감시키면서 열기의 통과를 허용하는 덮개부재로 덮여질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 축열식 연소장치는 종래 기술과 달리 프레임에 설정된 개수만큼의 축열재를 적층 후 복수 개의 프레임을 챔버 내부의 흡배기 분배용 디스크에 구비함에 따라 프레임을 챔버로부터 꺼냄으로써 모듈화된 프레임을 통해 설정된 개수의 축열재를 한꺼번에 유지 보수할 수 있다.

그리고, 본 발명은 분진이 축열재에 부착되는 것을 최소화하면서 축열 성능을 유지 또는 향상시킬 수 있다.

아울러, 본 발명은 열기의 통과를 허용하는 덮개부재를 프레임의 상측을 덮음으로써 축열재에 입자 상태의 이산화규소 등 분진이 부착되는 것을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 프레임 각각을 위치설정부로써 흡배기 분배용 디스크에 정위치 설정 후 상호 구속시킴에 따라 프레임의 위치 설정을 용이하게 할 수 있고, 프레임의 위치를 견고하게 고정할 수 있다.

그리고, 본 발명은 프레임의 제작비용 및 자중을 줄이기 위해 둘레면을 격자 또는 사각틀 형상으로 제작하고, 프레임의 둘레면을 단열판부재로 막아 열기가 상하 방향으로 유동되도록 안내하면서 외부 이물질이 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 연소장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 연소장치의 프레임이 설치된 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열실 연소장치의 흡배기 분배용 디스크를 보인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열재를 수납한 프레임의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열재를 분리한 프레임의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임을 이동시키는 상태를 보인 측면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 축열식 연소장치의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 연소장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 연소장치의 프레임이 설치된 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열실 연소장치의 흡배기 분배용 디스크를 보인 평면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열재를 수납한 프레임의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열재를 분리한 프레임의 사시도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임을 이동시키는 상태를 보인 측면도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 연소장치는 챔버(10), 흡배기 분배용 디스크(20) 및 프레임(100)을 포함한다.

챔버(10)는 흡배기 분배용 디스크(20) 및 프레임(100)을 수용하고, 공기(열기)가 축방향(높이방향)으로 유동할 수 있도록 내부에 공간을 형성한다. 물론, 챔버(10)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.

그리고, 흡배기 분배용 디스크(20)는 챔버(10)의 내부에 구비된다.

아울러, 챔버(10)의 하측에는 로터(40)가 구비되고, 로터(40)는 회전구동부(30)에 의해 원주 방향으로 회전 가능하게 구비된다.

특히, 로터(40)는 상측부위에 챔버(10)로 연결되는 흡입구와 배출구가 구비되고, 회전구동부(30)에 의한 회전으로 유입구 및 배출구가 챔버(10) 내부의 구획 공간으로 흡기와 배기가 이루어진다.

여기서, 회전구동부(30)는 다양하게 적용 가능하다.

아울러, 흡배기 분배용 디스크(20)는 원주 방향으로 유격되게 개방구(22)를 통공한다. 개방구(22)는 배치되는 위치에 따라 하부에서 상부로 열기를 통과시킬 수도 있고, 상부에서 하부로 열기를 통과시킬 수도 있다. 특히, 흡배기 분배용 디스크(20)가 회전됨에 따라, 특정한 개방구(22)가 하부에서 상부로 열기를 통과 안내할 수도 있고, 상부에서 하부로 열기를 통과 안내할 수도 있다. 물론, 개방구(22)의 크기 및 개수는 한정하지 않는다.

이때, 흡배기 분배용 디스크(20)는 개방구(22)를 통해 상부 방향으로 유동되는 열기와 하부 방향으로 유동되는 열기가 상호 간섭되는 것을 방지하기 위해 상측면과 하측면 중 적어도 어느 하나에 격벽(도시하지 않음)을 구비할 수 있다.

한편, 챔버(10)는 내부에서 유동되는 열기로부터 축열(畜熱)하기 위해 축열재(50)를 복수 개 구비한다. 이때, 축열재(50)는 열기를 통과시키면서 축열하도록 축(높이) 방향으로 개방되는 축열공(52)을 복수 개 통공한다. 아울러, 축열재(50)는 복수 층으로 적층됨으로써 챔버(10)의 정해진 공간 내에서 최대한 많이 수용됨에 따라 축열량을 극대화한다.

축열재(50)는 챔버(10) 내부에서 최대한 적층될 수 있도록 규격화된 동일 크기로 이루어진다. 그리고, 축열재(50)는 다양한 재질로 적용 가능하다.

특히, 적층된 복수 개의 축열재(50)가 유지 보수 또는 청소를 위해 챔버(10)로 꺼낼 경우, 축열재(50)를 일일이 꺼내기 위해서는 작업시간과 인력이 많이 소요된다.

이를 방지하기 위해, 프레임(100)이 구비된다. 프레임(100)은 내부에 축열재(50)를 복수 개로 적층한 채 개방구(22) 각각의 가장자리에 대응되는 흡배기 분배용 디스크(20)에 놓여지게 된다. 그래서, 열기가 프레임(100)의 축열재(50)와 개방구(22)를 통과하게 된다.

따라서, 작업자는 프레임(100)을 챔버(10)로부터 꺼내게 되면, 프레임(100) 내부에 적층된 복수 개의 축열재(50)는 한꺼번에 챔버(10) 외부로 분리 가능하게 된다. 결과적으로, 축열재(50)의 유지 보수가 용이하기 때문에 유지 보수에 따른 비용과 인력이 절감된다.

이때, 프레임(100)은 바닥면의 너비가 개방구(22)의 너비보다 넓게 형성되어 개방구(22)를 통해 낙하하는 것이 방지된다.

그리고, 프레임(100)은 상하 방향으로 적층되게 배치될 수도 있다.

아울러, 프레임(100)은 바닥면을 메쉬망부재(110)로 형성하여 적층된 축열재(50)를 지지하고, 열기의 통과를 허용한다. 물론, 메쉬망부재(110)의 홀 크기 및 개수는 한정하지 않는다.

또한, 프레임(100)은 제작비용과 자중을 줄이기 위해 둘레면을 격자 형상 또는 사각틀 형상으로 형성한다. 이로 인해, 프레임(100)을 통과하는 열기가 프레임(100)의 측방향으로 누출되거나, 외부의 이물질이 프레임(100) 내부로 유입되어 축열재(50)의 축열공(52)을 막을 수 있게 된다. 이를 방지하기 위해, 프레임(100)은 단열판부재(200)를 통해 둘레면이 막힌다. 물론, 단열판부재(200)는 다양한 형상으로 변형 가능하다. 여기서, 단열판부재(200)는 보드 또는 벌크(bulk) 등 다양하게 적용 가능하고, 단열판부재(200)의 재질은 세라크울 등 다양하게 적용 가능하다.

한편, 프레임(100) 각각은 위치설정부(300)에 의해 개방구(22)에 일대일 대응되도록 흡배기 분배용 디스크(20)에 위치 설정된다.

여기서, 위치설정부(300)는 위치설정홈부(310) 및 위치설정돌부(320)를 포함한다.

위치설정홈부(310)는 프레임(100)의 하측면에 함몰 형성된다. 이때, 위치설정홈부(310)는 프레임(100)의 하측면에 불균일하게 배치된다.

그리고, 위치설정돌부(320)는 위치설정홈부(310)에 일대일 대응되어 프레임(100)을 흡배기 분배용 디스크(20)에 정위치 설정하도록 개방구(22)의 가장자리를 따라 흡배기 분배용 디스크(20)에 형성된다.

특히, 특정 위치의 위치설정돌부(320)와 위치설정홈부(310)가 일치되도록 함으로써, 프레임(100)의 설치 방향성이 설정된다. 물론, 위치설정돌부(320)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.

또한, 프레임(100)은 흡배기 분배용 디스크(20)에 배치된 후 위치 고정되도록 구속부(400)에 의해 상호 구속될 수 있다.

여기서, 구속부(400)는 이웃한 프레임(100)에 양측이 분리 가능하게 연결되는 브라켓(410)을 포함한다. 물론, 브라켓(410)은 다양한 형상으로 변형 가능하고, 구속부(400)는 다양하게 적용 가능하다.

이때, 구속부(400)에 의해 상호 구속된 프레임(100)은 흡배기 분배용 디스크(20) 상에서 원주 방향으로 일정 간격 유격되게 배치된다. 그래서, 프레임(100) 사이에는 틈새가 발생된다. 프레임(100) 사이의 틈새에는 단열재(40)가 충진된다. 이에 따라, 프레임(100)을 통과하는 열기는 열량 대부분이 축열재(50)에 축열된다. 물론, 단열재(40)는 다양하게 적용 가능하다.

특히, 단열판부재(200)에 의해, 단열재(40)의 일부가 프레임(100) 내부로 유입 방지된다. 아울러, 축열재(50)가 둘레면이 일부 파손된 상태로 재사용시, 축열재(50)와 프레임(100) 사이의 공간이 발생됨에 따라, 이물질 또는 단열재(40)의 일부가 프레임(100)의 측부위를 통해 내부로 유입될 수 있는데, 단열판부재(200)가 이물질 또는 단열재(40)의 일부가 프레임(100)의 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있기 때문에, 축열재(50)의 축열공(52)을 통해 이동되는 열기의 압력이 손실되는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 프레임(100)은 각각 또는 전체가 유해가스의 분진이 축열재(50)로 낙하하는 것을 저감시키면서 열기의 통과를 허용하는 덮개부재(500)로 덮여질 수 있다. 입자 타입의 이산화규소 등 분진은 덮개부재(500)에 의해 축열재(50)에 흡착되거나 퇴적되는 양이 저감된다. 그래서, 축열재(50)의 청소 주기가 증가하게 된다. 덮개부재(500)는 다양하게 적용 가능한데, 메쉬(mesh)가 작은 데미스터(demister) 등 다양하게 적용되어 열기와 공기의 통과를 허용하고, 분진 등의 이물질이 축열재(50) 측으로 통과하는 것을 최소화한다. 물론, 덮개부재(500)의 크기는 한정하지 않는다.

한편, 프레임(100)은 둘레면에 걸이홈부(102)를 형성한다. 걸이홈부(102)는 주기적 또는 간헐적으로 축열재(50)를 청소나 유지 보수하기 위해 프레임(100)을 챔버(10) 외측으로 꺼낼 때 리프터(104)를 통해 걸어 들어 올릴 수 있도록 하는 역할을 한다. 걸이홈부(102)의 개수, 크기 및 위치는 다양하게 적용 가능하고, 리프터(104)는 크레인 등 다양하게 적용 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10: 챔버 20: 흡배기 분배용 디스크
22: 개방구 30: 회전구동부
40: 단열재 50: 축열재
52: 축열공 100: 프레임
102: 걸고리 110: 메쉬망부재
200: 단열판부재 300: 위치설정부
310: 위치설정홈부 320: 위치설정돌부
400: 구속부 410: 브라켓
500: 덮개부재

Claims (5)

1. 챔버; 상기 챔버 내부에 구비되고, 상기 챔버의 축 방향으로 공기의 통과가 가능하도록 개방구를 복수 개 형성하는 흡배기 분배용 디스크; 및 상기 개방구 각각의 가장자리에 해당되는 상기 흡배기 분배용 디스크에 놓여져 공기의 통과를 허용하고, 통과되는 공기로부터 열기를 축열하도록 축열공을 타공한 축열재를 복수 개 적층하여 한꺼번에 유지 보수가 가능한 프레임을 포함하고,
   상기 프레임은, 입체적인 틀 형상의 상기 프레임이 상기 챔버로부터 들어 올려질 경우, 상기 프레임 내부의 상기 축열재는 한꺼번에 상기 챔버의 외부로 분리되며,
   상기 프레임은, 바닥면을 메쉬망부재로 형성하여 적층된 상기 축열재를 지지하고,
   상기 프레임은, 열기의 유출 및 이물질의 유입을 차단하기 위해 개방된 둘레면을 막는 단열판부재를 구비하고,
   상기 흡배기 분배용 디스크에 원주 방향으로 일정 간격 유격되게 놓여진 이웃한 상기 프레임끼리의 대향하는 상기 단열판부재 사이에, 단열재가 충진되며,
   상기 프레임 각각은 위치설정부에 의해 상기 개방구에 일대일 대응되도록 상기 흡배기 분배용 디스크에 위치 설정되고, 상기 흡배기 분배용 디스크에 배치된 후 위치 고정되도록 구속부에 의해 상호 구속되며,
   상기 위치설정부는, 상기 프레임 각각의 하측면의 서로 다른 위치에 함몰 형성되는 위치설정홈부; 및 대응되는 상기 위치설정홈부에 수용되도록 상기 흡배기 분배용 디스크에 돌출 형성되어 상기 프레임 각각을 설정 위치에 배치하는 위치설정돌부를 포함하고,
   상기 구속부는, 상기 흡배기 분배용 디스크 상에서 상기 단열재의 충진을 위해 원주 방향으로 유격되게 배치된 이웃한 상기 프레임끼리를 분리 가능하게 연결하는 브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 축열식 연소장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 프레임은 각각 또는 전체가 유해가스 내의 분진 또는 연소 후 생성되는 입자상 물질이 상기 축열재로 낙하하는 것을 저감시키면서 열기의 통과를 허용하는 덮개부재로 덮여지는 것을 특징으로 하는 축열식 연소장치.
   

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