KR102025877B1

KR102025877B1 - 가스보일러 폐가스를 청정하는 장치

Info

Publication number: KR102025877B1
Application number: KR1020190045786A
Authority: KR
Inventors: 동병길
Original assignee: 동병길
Priority date: 2019-04-19
Filing date: 2019-04-19
Publication date: 2019-09-26

Abstract

본 발명은 가스보일러에서 발생되는 폐가스를 청정시켜 미세먼지의 주요 원인이 되는 물질을 원천적으로 차단할 수 있는, 가스보일러 폐가스를 청정하는 장치에 관한 것이다.

Description

가스보일러 폐가스를 청정하는 장치{MACHINE FOR PURIFED AIR OF GAS BOILER'S WASTE GAS}

집집마다 사무실, 기관, 공장 등등 가시를 연로로 하여 폐가스를 유출하는 것은 눈에 보이진 않아도, 대류 작용을 통해 공기 중으로 흩어지고, 또한 폐가스는 무취, 무색으로 인해 사람들이 심각성을 인지하지 못한다.

그러나 이러한 폐가스의 경우, 밀폐된 공간에서 흡입하게 되면 폐가스의 농도 증가로 인해 질식의 우려가 있을 정도로, 독성물질이다.

가스보일러에서 가스가 연소하여 배출되는 폐가스 화학 성분에는 석탄화력 발전소에서 배출되는 이산화탄소, 일산화 황, 일산화 질소가 포함되어 있다.

한편, 이러한 일산화 황과 일산화질소가 공중에서 혼합되면서 미세먼지로 변하게 된다.

이러한 미세먼지가 기승을 부리는 시기는 한 여름이 아니라, 가을부터 늦은 봄까지이다. 즉, 가스 보일러의 사용 빈도가 높아지는 시기이다. 또한, 바람이 부는 시기보다는 따뜻한 날씨가 지속되는 경우에 미세먼지가 기승을 부린다.

이는 공기 중의 이산화황과 일산화질소가 바람에 흩어지지 못하고 혼합됨에 따른 것이다.

일예로, 남방국가나 지역은 미세먼지가 심하지 않다. 북방지역도 마찬가지이다. 또한, 중국 지역에서도 열대, 아열대, 온대에 해당하는 남쪽 지역은 가스 보일러를 주로 사용하지 않기 때문에, 미세먼지가 심하지 않다. 그러나 화북성을 위주로 한 중부 지역의 경우, 미세먼지가 극성인데, 이 지역은 도시 가스나 가스 보일러를 사용하는 지역이다.

따라서, 미세먼지가 극성을 부리는 지역의 특성을 분석하여 보면, 미세먼지의 주된 원인이 난방용 가스임을 예측할 수 있다.

이에 따라, 본 출원인은 난방용 가스를 청정시켜 공기 중에 배출할 수 있는 기술을 착안하고자 한다.

한편, 폐가스를 청정하는 기술에 관련하여서는, 공개특허공보 제10-2018-0122113호에는 단계 교차 연소 기술에 의한 차세대 고효율 청정 연소 보일러 및 이를 이용한 연소방법이 기재되어 있다.

상기 기술은, 두 개 이상의 노즐을 통하여 두 종류의 연료를 혼소하는 기술이다. 첫 번째 일차 노즐의 연료는 디젤과 같은 전통적인 화석연료나 정제유와 같은 다양한 신재생 연료를 사용한다. 두 번째 노즐의 이차 연료로는 물을 50% 이상 혼합한 알콜 연료를 사용한다.

이러한 두 개의 노즐에 특성이 전혀 다른 두 개의 연료를 사용한 단계 교차 연소방법에 의하여 많은 열량을 제공하는 일차 연료에 함유된 다양한 공해 및 독성물질을 별도의 특별한 대기오염제어장치 없이 대기오염 배출기준치 이하로 배출시키면서 기존 연소 보일러와 비교하여 실질적으로 효율이 상승된 보일러 연소기술에 관한 것이다.

그러나 상기 기술의 경우, 본 출원인이 제안하고자 하는 기술과는 청정 기능측면에서 상이한 구조를 갖는다.

다른 한편, 석화 화력 발전에 관련하여, 배출되는 공기를 청정시키고자 다음의 기술들이 기재되어 있다.

등록특허공보 제10-0596034호에 기재된 화력발전소의 고순도 및 미립 석탄회 회수장치가 기재되어 있다.

상기 기술은, 분체중의 각 성분의 입도 및 비중차이를 이용한 원심분리 공정에 의해 미연탄소 함량이 낮고 분말도가 높은 화력발전소의 고순도 및 미립분 정제회 회수장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 화력발전소 등에서 발생하는 석탄회에 포함된 미연탄소 등을 용이하게 분리시키는 정제설비 등에 응용 가능한 고순도 및 미립 석탄회 회수장치에 관한 것이다.

발생되는 매연(연기, 가스 등)을 정화할 수 있는 기술에 관련하여서는, 등록특허공보 제10-1725377호에 발전소 배출가스 중의 이산화탄소 활용을 위한 발전소 배출가스 정화장치, 정화방법 및 이를 이용한 식물 재배방법이 기재되어 있다.

상기 기술은, 철이온이 용해된 흡수액을 제조하고 과산화수소를 첨가하여 발전소의 배출가스를 상기 흡수액에 통과시켜 발전소 배출가스 중에 포함된 아황산가스 및 질소산화물로부터 황산이온 및 질산이온을 생성하고 상기 황산이온 및 질산이온을 상온 상압에서 산화시키고 용해도를 증가시켜 상기 흡수액에 포집하고 이를 중화하여 제거하는 것을 특징으로 하고, 발전소 배출가스 중의 이산화탄소 활용을 위한 발전소 배출가스 정화장치로서 반응기의 내부는 세 개의 판막에 의해 구획되는 4개의 칼럼이 형성되고, 제1칼럼의 하부에 발전소의 배출가스가 주입되어 주입된 가스가 버블형태로 반응기 내부의 액상촉매와 함께 상승하게 하며, 이에 따라 상승한 액상촉매는 제1판막의 상단을 넘어 제2칼럼에서 하강한 다음 상기 제2판막의 하측을 통해 제3칼럼으로 이동하여 상승하고, 제3판막의 상단을 넘어 제4칼럼에서 하강한 다음 액상촉매는 반응기 하단부를 거쳐 다시 제1칼럼으로 이동하여 액상촉매가 순환하면서 배출가스 중 아황산가스 및 질소산화물은 반응기 내부에서 액상촉매의 흡수액에 포집하여 제거되고 이산화탄소는 반응기 상단의 기체배출구로 배출, 분리하는 것이다.

등록특허공보 제10-1757250호에는 발전소 배출가스 중의 이산화탄소 활용을 위한 발전소 배출가스 정화장치, 정화방법 및 이를 이용한 식물 재배방법이 기재되어 있다.

상기 기술은, 3번째 선행기술의 출원인이 출원한 기술로서, 3번째 선행기술과 유사하다.

그러나 상술된 선행기술들은 본 출원인이 제안하고자 하는 본 발명과 정화를 위한 전체적인 구조와, 이에 따른 정화방식이 상이하다.

공개특허공보 제10-2018-0122113호(2018.11.12.) 등록특허공보 제10-0596034호(2006.07.03. 공고) 등록특허공보 제10-1725377호(2017.04.26. 공고) 등록특허공보 제10-1757250호(2017.07.12. 공고)

본 발명의 목적은, 가스보일러에서 발생되는 폐가스를 청정시켜 미세먼지의 주요 원인이 되는 물질을 원천적으로 차단할 수 있는, 가스보일러 폐가스를 청정하는 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 가스보일러 폐가스를 청정하는 장치는, 가스보일러의 폐가스를 유입하여 여과를 수행하는 1차 여과기(20); 1차 여과되어 일산화탄소를 포함하는 폐가스에 산소를 반응시켜 이산화탄소로 변화시키고 수산화나트륨용액이 이산화탄소를 흡수시켜 깨끗한 공기로 정화하는 2차 여과기(30); 및 깨끗한 공기를 수분응축기를 다수 회 통과시킴으로써 수분을 제거하여 순수 연기상태의 깨끗한 공기를 발전소 외부로 배출하는 3차 여과기(40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가스보일러 폐가스를 청정하는 장치에 의하면, 가스 보일러 사용시 발생되는 연기를 정화시켜 청정공기가 배출되도록 할 수 있는 효과를 보유한다.

보다 구체적으로는, 1차적으로 연기에 포함된 미세먼지와 이산화탄소를 여과시키며, 2차적으로 연기만 남은 상태의 일산화탄소를 포함하는 폐가스에 산소를 반응시켜 이산화탄소로 변화시키고 수산화나트륨용액이 이산화탄소를 흡수시켜 깨끗한 공기로 정화한 뒤, 3차적으로 깨끗한 공기를 수분응축기를 다수 회 통과시킴으로써 수분을 제거하여 순수 연기상태의 깨끗한 공기를 배출할 수 있는 효과를 보유한다.

도 1은 본 발명에 따른 가스보일러 폐가스를 청정하는 장치에서 1차 여과기의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 가스보일러 폐가스를 청정하는 장치에서 2차 여과기의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 가스보일러 폐가스를 청정하는 장치에서 3차 여과기의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 가스보일러 폐가스를 청정하는 장치가 건물에 설치되는 복수 세대에 연결되기 위한 일예를 나타낸 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 통해 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 가스보일러 폐가스를 청정하는 장치에서 1차 여과기의 구성을 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 가스보일러 폐가스를 청정하는 장치에서 2차 여과기의 구성을 개략적으로 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명에 따른 가스보일러 폐가스를 청정하는 장치에서 3차 여과기의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.

위와 같은 1차 여과기(20) 내지 3차 여과기(40)를 오염된 공기가 순차적으로 통과하면서 정화되는데, 1차 여과기(20)를 먼저 설명하면,

도 1을 참조하면, 1차 여과기는, 가스보일러에서 발생되는 폐가스를 전달받을 수 있도록 하는 제2 연기유입구(20aa)가 마련된다.

이러한 제2 연기유입구(20aa)는 도면에 도시되지 않았지만, 가스보일러의 폐가스 발생 관(또는 호스)에 연결되도록 구성될 수 있으며, 도 4와 같이 1대의 아파트를 총괄 관리하도록 옥외 등에 구성되는 경우, 각 세대의 가스보일러의 폐가스를 발생하는 관을 취합하는 취합관에 제2 연기유입구(20aa)가 연결되도록 구성될 수도 있다.

구체적으로, 1차 여과기(20)는 석회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b)로 구성되며, 각 석회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b) 역시 저면이 '∨' 형태로 구성된다.

이러한 석회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b)는 그 내부에 각각 제1 배출판(20ab)와 제2 배출판(20bb)를 포함하는데,

이 제1 배출판(20ab)와 제2 배출판(20bb)은, 석회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b)의 '∨' 형태의 저면의 휘어짐이 시작되는 부근에도 구성되고, 석회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b)의 상면에도 소정의 공간이 형성될 수 있는 높이에 형성된다.

또한, 제2 연기유입구(20aa)는 상기 제1 배출판(20ab)와 제2 배출판(20bb)의 높이에 대응되는 높이를 갖도록 한다. 왜냐하면, 제2 연기유입구(20aa)를 통해 유입된 공기는 2개씩 상면/저면에 설치된 제1 배출판(20ab) 또는 제2 배출판(20bb) 사이를 통과해야 하기 때문이다.

이러한 회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b)의 구분은, 이들 사이를 가로막는 제2 망(20c)과 이의 상측에 구비된 격벽을 통해 구분되며, 상기 제2 망(20c)은 오염공기가 통과되도록 메쉬망으로 구성될 수 있다.

상기 석회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b)에 각각 제1 배출판(20ab) 또는 제2 배출판(20bb)이 설치됨에 따라, 상기 석회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b)의 상측에는 임시 석회수조(20ac)와 임시 소다석회수 여과조(20bc)가 마련될 수 있다. 이에 대한 설명은 후술한다.

상기 석회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b)의 저면은 석회수 탱크(21a)와 소다석회수 탱크(21b)에 각각 연결된다.

이들 석회수 탱크(21a)와 소다석회수 탱크(21b)는 각각 석회수와 소다석회수를 저장하는 탱크로서, 다른 일측에 제2 양수기(23)와 제1 펌프(24)가 연결된다.

이때 제2 양수기(23)는 상기 석회수 탱크(21a)와 소다석회수 탱크(21b)에 수용된 석회수와 소다석회수를 빨아들이는 역할을 하고, 제1 펌프(24)는 빨아들여진 석회수와 소다석회수가 회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b) 방향으로 이동하도록 하는 역할을 한다.

이를 위해 도 1과 같이 제2 양수기(23)는 상기 석회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b)에 배관을 통해 연결될 수 있다.

한편, 석회수 탱크(21a)와 소다석회수 탱크(21b)에는 각각 운송벨트(22)가 마련될 수 있는데, 이 운송벨트(22)는 롤러를 이용한 컨베이어 벨트 등으로 구성되어, 1차 여과기(20)를 통과하는 공기에 포함되었다가 통과 과정에서 공기로부터 분리된 이물질(미세먼지 등)을 각 탱크(21a, 21b) 외부로 운송하는 역할을 한다.

이때, 각 탱크(21a, 21b) 중 어느 하나 이상의 것은, 운송벨트(22)를 형성하기 위하여 형성된 공간을 통해 이물질 외의 석회수 또는 소다석회수가 배출되지 않도록 내부가 구성되어 있다.

이러한 각 탱크(21a, 21b)는 도면에 도시되어 있지 않지만, 상기 운송벨트(22)를 포함하여, 회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b)로부터 순환된 석회수 또는 소다석회수가 유입되는 유입구와, 제2 양수기(23)에 연결되어 탱크 내의 석회수 또는 소다석회수가 배출되도록 하는 배출구를 포함하고,

상기 유입구에 직접 연통된 거름탱크와, 거름탱크 및 배출구에 연통된 수조(석회수조 또는 소다석회수조)를 포함하도록 구성된다.

즉, 순환된 석회수 또는 소다석회수는 유입구를 통해 거름탱크를 거치게 되는데, 이때 거름탱크를 통해 석회수 또는 소다석회수와 함께 유입된 이물질을, 상기 석회수 또는 소다석회수로부터 분리하여, 상기 석회수 또는 소다석회수는 수조로 유동되도록 하고, 이물질은 운송벨트(22)가 형성된 개구부로 배출되도록 한다.

이를 위한 거름탱크의 구조는 [표 1]을 참조하도록 한다.

이때, 거름탱크의 석회수 연통관이 수조에 연통되고, 이물질 연통관이 운송벨트(22)가 형성된 개구부에 연결되는 것이다.

[표 1]을 참조하면, 상기 거름탱크는 상측 내면에 힌지를 통해 연결된 진동부를 포함하는 제1 바와,

상기 제1 바의 다른 단부에 실린더를 통해 연결된 제2 바와,

상기 제2 바의 다른 단부에 형성된 나사홈을 통해 일부가 삽입되고 다른 일측은 노출되도록 구성되되, 나사홈에 삽입되는 일부의 외면에 나사산이 형성된 승하강부와,

상기 승하강부의 하측에 위치되고, 그의 외면에 중심판과 필터판이 일체로 형성되되, 중심판이 필터판보다 상측에 위치되도록 구성된 기둥과,

상기 중심판의 외경에 형성된 연결판의 외경에 결합되되, 하방으로 연장되는 원통의 형태로 구성되는 레일과,

상기 레일의 외면에 결합되고, 상기 레일의 외면에 형성된 나사산과 맞물리는 나사산이 내경에 형성된 조작판을 포함하되,

상기 레일은 상기 필터판의 상면에 닿는 길이를 갖도록 연장되고, 상기 필터판의 외경에도 나사산이 형성되어, 상기 기둥이 회전됨에 따라 조작판이 하강하면서, 상기 필터판에 형성된 나사산에 맞물려 상기 필터판과 조작판이 결합될 수 있고,

상기 기둥은 상측에 상기 기둥보다 직경이 작은 삽입돌기가 형성되되, 상기 삽입돌기는 베어링(b)을 1개 이상 포함하여 상기 승하강부의 홈부에 삽입된다.

이때, 상기 레일의 필터판에 인접한 외면에 상기 레일의 원주 방향을 따라 형성된 홀이 형성된다.

또한, 상기 필터판에는 석회수 또는 소다석회수가 통과될 수 있되, 이물질은 통과되지 않은 크기의 통공이 다수 개 형성될 수 있다.

이러한 상기 필터판은 석회수 연통관의 상측을 마감하는 위치에 구성되고, 상기 이물질 연통관은 거름탱크의 하면을 기준으로 상기 석회수 연통관보다 하측에 위치될 수 있다. 즉, 거름탱크의 하면 일측은 이물질 연통관이 석회수 연통관보다 하측에 위치되기 위하여 굴곡진 영역이 형성된다.

또한, 상기 석회수 연통관과 이물질 관통관은 도면에 도시되지 않았지만 슬라이드 동작되는 개폐도어를 더 포함하거나, 혹은 솔레노이드 밸브를 이용하여 선택적으로 개폐될 수 있다.

또한, 상기 거름탱크는 제어부를 더 포함할 수 있는데, 상기 제어부는 상술된 구성에 있어서, 유입구를 통해 순화된 석회수 또는 소다석회수가 유입되는 것이 인지되면, 이물질 연통관을 폐쇄하도록 제어하고, 석회수 연통관이 개방되도록 제어한다.

이후, 도면에 도시되지 않았지만 제2 바의 일측에 모터와 상기 모터의 축에 형성된 기어를 더 포함하여, 상기 기어가 상기 승하강부의 외면에 형성된 나사산에 맞물려, 상기 승하강부가 제2 바의 나사홈 상에서 회전되면서 상승 또는 하강되도록 한다.

이때, 승하강부가 상승 또는 하강되게 되는데, 상기 승하강부와 기둥의 삽입돌기는 일정간격을 두어 이격된 상태로 상기 삽입돌기가 승하강부의 홈부에 삽입되있고, 승하강부의 홈부에 베어링을 통해 삽입된 삽입돌기에 대하여, 상기 베어링의 외면과 승하강부의 홈부 내면도, 상기 승하강부의 외면에 형성된 나사산과 제2 바의 나사홈에 형성된 나사산과 반대방향으로 형성된 나사산이 형성되도록 구성(미도시)되어 있어서,

승하강부가 상승하면 삽입돌기의 베어링은 홈부로부터 하강하고, 승하강부가 하강하면 삽입돌기의 베어링은 홈부로부터 상승하는 반대 작용을 함으로써,

승하강부가 상승 또는 하강되어도, 삽입돌기의 높이는 변동되지 않으면서 승하강부의 회전을 따라 회전할 수 있다.

이와 같이 삽입돌기가 회전됨에 따라 기둥이 회전되어 레일이 함께 회전되는데, 이때, 레일에 나사산으로 결합된 조작판이 레일을 따라 하강하면서 필터판의 외면에 결합되게 된다.

이와 같이, 상기 필터판에 조작판이 결합되면, 상기 제어부는 제1 바와 제2 바를 연결하는 실린더를 제어(유압 등)하여 제2 바가 제1 바로 인접하도록 하여 제2 바가 상승되도록 한다. 이때, 제어부가 조작판이 필터판에 결합되는 것을 인지하는 것은, 구동시간에 기반하여 시간에 따른 제어를 수행하는 것일 수 있다.

이때, 상기 제어부는 제2 바를 상승 제어하면서, 석회수 연통관을 폐쇄하고, 이물질 연통관을 개방하도록 제어한다.

또한, 상기 제어부는 제2 바의 상승이 제어된 뒤, 제1 바의 거름탱크에 연결된 힌지에 형성된 진동부를 통해 제1 바를 흔들어 주도록 제어한다. 이때, 제어부의 상기 제1 바의 흔드는 제어는 제2 바의 상승과 동시에 수행될 수도 있고, 상승이 끝나면 수행되는 것일 수도 있다.

이때, 진동부의 구체적인 구성은 힌지에 결합된 핀의 단부에 기어를 구비시키고, 거름탱크의 상측 내면 일측에 형성된 모터(미도시)와 상기 모터의 축에 기어를 더 구비시킨 뒤, 모터의 축에 구비된 기어와, 상기 핀의 단부에 구비된 기어를 맞물리도록 구성하고, 모터의 제어에 기반하여 제1 바가 좌, 우 방향으로 흔들리도록 한다. 이를 위한 상기 모터는 양방향 제어가 가능한 모터로 구성될 수 있다.

상술된 동작으로 인해, 최초 유입구를 통해 이물질을 포함한 석회수 또는 소다석회수가 유입되면, 석회수 또는 소다석회수는 필터판을 통해 석회수 연통관으로 배출되며, 이물질은 필터판이나 조작판의 상면에 안착된다.

이때, 상기 필터판은 [표 1]과 같이 거름탱크의 내경보다 필터판의 외경이 작게 형성됨으로써, 석회수 또는 소다석회수 및 이물질의 유동이 원활하게 되도록 한다.

이후, 조작판이 하강하면서, 필터판에 결합되면, 대부분의 이물질은 조작판과 필터판 상에 안착되고, 석회수 또는 소다석회수가 모두 배출된 상태에서 제2 바가 상승되고, 제1 바가 흔들림에 의해. 필터판과 조작판 상에 안착되었던 이물질이 떨어지면서, 거름탱크의 하면에 낙하되고, 이물질 연통관을 통해 배출될 수 있는 것이다.

1차 여과기(20)에 따른 동작을 살펴보면, 유입된 공기가 각 여과조(20a, 20b)를 통과할 때, 석회수 탱크(21a)로부터 석회수가 공급되어 임시 석회수조(20ac)에 고이고, 고인 석회수가 제1 배출판(20ab)에 형성된 다수의 통공을 통해 낙하되면서 공기에 포함된 이물질에 하중을 주어 이물질이 분리되도록 한다.

이는, 소다석회수 여과조(20b)를 통과할 때도 마찬가지이며, 이와 같이 낙하된 석회수 또는 소다석회수는 저면에 설치된 배출판(20ab, 20bb)에 형성된 복수 개의 통공을 통해 각 탱크(21a, 21b)로 낙하되어 계속 순환되는 것이다.

다음으로, 도 2를 참조하면, 2차 여과기(30)는 1차 여과기(20)의 제2 연기배출구(20ba)에 연결되는 제3 연기유입구(33)가 마련된다.

2차 여과기(30)는 오염물질이 제거된 공기, 즉 가스상태로서 일산화탄소를 포함하는 공기에 산소를 주입함으로써 공기가 이산화탄소로 환원되도록 한 뒤, 이산화탄소를 수산화나트륨 용액에 흡수시켜, 깨끗한 공기를 획득하는 공간이다.

구체적으로, 2차 여과기(30)는 1차 여과조(31)와 2차 여과조(32)로 구분된다. 이러한 1차 여과조(31)와 2차 여과조(32)는 격벽으로 구분되며, 격벽의 하단 일측에는 관통홀(도면부호 미표시)이 형성될 수도 있다.

이러한 1차 여과조(31)와 2차 여과조(32)의 상측으로는 도면부호가 표시되지 않았지만 제2 분무관과 이에 결합된 복수 개의 제2 분무노즐이 위치되되, 제2 분무노즐들은 상기 1차 여과조(31)와 2차 여과조(32)에 각각 연통되도록 구성된다.

또한, 제2 분무관의 일단은 제3 양수기(37)와 제2 펌프(38)에 연결되는데, 이 제3 양수기(37)의 다른 일측은 상기 1차 여과조(31) 또는 2차 여과조(32) 중 어느 하나에 연결되도록 구성된다.

그리고 1차 여과조(31)와 2차 여과조(32)의 내부에는 수산화나트륨용액에 수용될 수 있다.

아울러, 1차 여과조(31) 또는 2차 여과조(32) 중 어느 하나에는 산소유입구(36)가 연통될 수 있는데, 이 산소유입구(36)는 산소를 1차 여과조(31)와 2차 여과조(32) 중 어느 하나에 유입시키는 역할을 한다.

따라서, 제3 연기유입구(33)를 통해 1차 여과조(31)에 유입된 일산화탄소를 포함하는 공기(폐가스)에 상기 산소유입구(36)를 통해 유입된 산소가 반응함을써, 이산화탄소로 환원(Co + O = Co₂)되는데,

이때, 1차 여과조(31)와 2차 여과조(32)에 수용된 수산화나트륨용액이 이산화탄소를 흡수하여 깨끗한 공기만 남도록 한다.

또한, 수산화나트륨용액이 이산화탄소를 더 쉽게 흡수하도록 하기 위하여, 수산화나트륨용액이 제3 양수기(37)와 제2 펌프(38)에 의해 제2 분무관과 제2 분무노즐을 통해 순환되어 상측에서 낙하되도록 할 수 있다.

이때, 상기 1차 여과조(31)와 2차 여과조(32)를 구분하는 격벽의 하부 일측에 관통홀이 형성됨에 따라서, 수산화나트륨용액이 상기 1차 여과조(31)와 2차 여과조(32)에 공유될 수 있다.

또한, 제3 연기유입구(33)를 통해 유입된 공기는 1차 여과조(31)와 2차 여과조(32)를 통과하면서 상술된 이산화탄소의 흡수가 진행되는데, 이는 1차 여과조(31)와 2차 여과조(32)를 잇도록 구성된 연기이송구(34)에 의해 가능하다.

이와 같이 2차 여과기(30)를 통해 획득된 깨끗한 공기는 제3 연기배출구(35)를 통해, 상기 제3 연기배출구(35)와 연결된 3차 여과기(40)의 제4 연기유입구(41)로 이동하며, 이로 인해 3차 여과기(40)를 통과하게 된다.

도 3을 참조한 3차 여과기(40)는,

2차 여과기(30)로부터 깨끗한 공기를 유입받는 제4 연기유입구(41)와, 반대 측에 공기를 완전히 배출하는 제4 연기배출구(42)를 포함한다.

또한, 그 내부를 보면 저면은 '∨' 형태로 형성되어, 배관을 통해 폐수탱크(45)와 연결되며, '∨' 형태로 오목하게 시작되는 저면 영역에는 제3 배출판(43)이 설치될 수 있다. 이때 제3 배출판(43) 역시 다수 개의 통공이 형성될 수 있다.

그리고 제3 배출판(43)에서부터 3차 여과기(40)의 내부 상측면까지 설치된 수분응축기(44)가 일정간격마다 복수 개 배열되도록 설치될 수 있다.

따라서, 제4 연기유입구(41)를 통해 유입된 깨끗한 공기는 수분응축기(44)를 순차적으로 통과하면서 수분을 뺏기게 되고, 완전히 정화된 상태로 제4 연기배출구(42)를 통해 배출될 수 있다.

아울러, 수분응축기(44)는 깨끗한 공기로부터 뺏은 수분을 하부방향으로 이동시켜 제3 배출판(43)으로 낙하시키고, 낙하된 수분은 제3 배출판(43)에 형성된 다수 개의 통공에 의해 하부방향으로 더 낙하되어, 최종적으로 폐수탱크(45)에 저장되게 된다.

상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

20 : 1차 여과기
20a : 석회수 여과조
20b : 소다석회수 여과조
20c : 제2 망
20aa : 제2 연기유입구
20ba : 제2 연기배출구
20ab : 제1 배출판
20bb : 제2 배출판
20ac : 임시 석회수조
20bc : 임시 소다석회수조
21a : 석회수 탱크
21b : 소다석회수 탱크
22 : 운송벨트
23 : 제2 양수기
24 : 제1 펌프
30 : 2차 여과기
31 : 1차 여과조
32 : 2차 여과조
33 : 제3 연기유입구
34 : 연기이송구
35 : 제3 연기배출구
36 : 산소유입구
37 : 제3 양수기
38 : 제2 펌프
40 : 3차 여과기
41 : 제4 연기유입구
42 : 제4 연기배출구
43 : 제3 배출판
44 : 수분응축기
45 : 폐수탱크

Claims

가스보일러의 폐가스를 유입하여 여과를 수행하는 1차 여과기(20);
1차 여과되어 일산화탄소를 포함하는 폐가스에 산소를 반응시켜 이산화탄소로 변화시키고 수산화나트륨용액이 이산화탄소를 흡수시켜 깨끗한 공기로 정화하는 2차 여과기(30); 및
깨끗한 공기를 수분응축기를 다수 회 통과시킴으로써 수분을 제거하여 순수 연기상태의 깨끗한 공기를 발전소 외부로 배출하는 3차 여과기(40);를 포함하여 가스보일러에서 배출되는 폐가스를 청정하는 장치에 있어서,
상기 1차 여과기(20)는,
- 제2 망(20c)과 격벽에 의해 구분되는 석회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b)를 포함하며,
- 상기 석회수 여과조(20a)에는 제2 연기유입구(20aa)가 마련되고,
- 상기 소다석회수 여과조(20b)에는 공기가 배출되는 제2 연기배출구(20ba)가 마련되며,
- 상기 석회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b) 각각의 저면은 '∨' 형태로 구성되고, 그 내부에 그 내부에 각각 제1 배출판(20ab)와 제2 배출판(20bb)를 포함하되,
상기 제1 배출판(20ab)와 제2 배출판(20bb)은, 석회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b)의 '∨' 형태의 저면의 휘어짐이 시작되는 부근에 구성되고,
석회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b)의 상면에도 임시 석회수조(20ac)와 임시 소다석회수 여과조(20bc)가 형성될 수 있는 높이에 형성되며,
- 상기 석회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b)의 저면에는 각각 석회수 탱크(21a)와 소다석회수 탱크(21b)가 연결되되,
상기 석회수 탱크(21a)와 소다석회수 탱크(21b)는,
다른 일측에 각각 제2 양수기(23)와 제1 펌프(24)가 연결되고,
각 탱크(21a, 21b)에는 운송벨트(22)가 각각 마련되어 1차 여과기(20)에서 공기로부터 분리된 이물질을 탱크(21a, 21b) 외부로 운송하며,
- 상기 1차 여과기(20)는 유입된 공기가 각 여과조(20a, 20b)를 통과할 때, 석회수 탱크(21a) 또는 소다석회수 탱크(21b)로부터 석회수 또는 소다석회수 각각이 공급되어 임시 석회수조(20ac) 또는 임시 소다석회수조(20bc)에 고이고, 고인 석회수 또는 소다석회수가 각각의 배출판(20ab, 20bb)에 형성된 다수의 통공을 통해 낙하되면서 공기에 포함된 이물질을 분리시켜, 분리된 이물질과 석회수 또는 소다석회수를 석회수 탱크(21a)와 소다석회수 탱크(21b)로 유입시키되,
이물질은 운송벨트(22)에 의해 배출되고, 석회수 또는 소다석회수는 각각에 구비된 제2 양수기(23)와 제1 펌프(24)를 통해 다시 임시 석회수조(20ac) 또는 임시 소다석회수조(20bc)로 순환되며,
- 각 탱크(21a, 21b)는,
회수 여과조(20a)와 소다석회수 여과조(20b)로부터 순환된 석회수 또는 소다석회수가 유입되는 유입구와, 제2 양수기(23)에 연결되어 탱크 내의 석회수 또는 소다석회수가 배출되도록 하는 배출구를 포함하고,
상기 유입구에 직접 연통된 거름탱크와, 거름탱크 및 배출구에 연통된 석회수조 또는 소다석회수조를 포함하여,
순환된 석회수 또는 소다석회수는 유입구를 통해 거름탱크를 거치면서 석회수 또는 소다석회수와 함께 유입된 이물질이 분리되어, 상기 석회수 또는 소다석회수는 각 수조로 유동되도록 하고, 이물질은 운송벨트(22)가 형성된 개구부로 배출되도록 하되,
상기 거름탱크의 석회수 연통관이 수조에 연통되고, 이물질 연통관이 운송벨트(22)가 형성된 개구부에 연결되며,
- 상기 거름탱크는,
상측 내면에 힌지를 통해 연결된 진동부를 포함하는 제1 바와,
상기 제1 바의 다른 단부에 실린더를 통해 연결된 제2 바와,
상기 제2 바의 다른 단부에 형성된 나사홈을 통해 일부가 삽입되고 다른 일측은 노출되도록 구성되되, 나사홈에 삽입되는 일부의 외면에 나사산이 형성된 승하강부와,
상기 승하강부의 하측에 위치되고, 그의 외면에 중심판과 필터판이 일체로 형성되되, 중심판이 필터판보다 상측에 위치되도록 구성된 기둥과,
상기 중심판의 외경에 형성된 연결판의 외경에 결합되되, 하방으로 연장되는 원통의 형태로 구성되는 레일과,
상기 레일의 외면에 결합되고, 상기 레일의 외면에 형성된 나사산과 맞물리는 나사산이 내경에 형성된 조작판을 포함하되,
상기 레일은 상기 필터판의 상면에 닿는 길이를 갖도록 연장되고, 상기 필터판의 외경에도 나사산이 형성되어, 상기 기둥이 회전됨에 따라 조작판이 하강하면서, 상기 필터판에 형성된 나사산에 맞물려 상기 필터판과 조작판이 결합될 수 있고,
상기 기둥은 상측에 상기 기둥보다 직경이 작은 삽입돌기가 형성되되, 상기 삽입돌기는 베어링(b)을 1개 이상 포함하여 상기 승하강부의 홈부에 삽입되며,
상기 레일의 외면 중 필터판에 인접한 외면에 상기 레일의 원주 방향을 따라 형성된 홀이 형성되고,
상기 필터판에는 석회수 또는 소다석회수가 통과될 수 있되, 이물질은 통과되지 않은 크기의 통공이 다수 개 형성될 수 있으며,
상기 필터판은 석회수 연통관의 상측을 마감하는 위치에 구성되고, 상기 이물질 연통관은 거름탱크의 하면을 기준으로 상기 석회수 연통관보다 하측에 위치되는 것을 특징으로 하는, 가스보일러 폐가스를 청정하는 장치.
청구항 1에 있어서,
2차 여과기(30)는,
- 하부 일측에 관통공이 형성된 격벽으로 구분되는 1차 여과조(31)와 제2 여과조(32)를 포함하고,
- 상기 제2 연기배출구(20ba)에 연결되는 제3 연기유입구(33)가 마련되며,
- 상기 1차 여과조(31)와 제2 여과조(32)의 상측으로는 제2 분무관과 이에 결합된 복수 개의 제2 분무노즐이 위치되되, 제2 분무노즐들은 상기 1차 여과조(31)와 제2 여과조(32)에 각각 연통되도록 구성되고,
- 상기 제2 분무관의 일단은 제3 양수기(37)와 제2 펌프(38)에 연결되는데, 상기 제3 양수기(37)의 다른 일측은 상기 1차 여과조(31) 또는 제2 여과조(32) 중 어느 하나에 연결되며,
- 상기 1차 여과조(31)와 2차 여과조(32)의 내부에는 수산화나트륨용액이 수용되되, 상기 제3 양수기(37)와 제2 펌프(38)에 의해 상기 제2 분무관로 순환되어 제2 분무노즐로 분무되고,
- 상기 제3 연기유입구(33)에서 유입된 공기는 연기이송구(34)를 통해 1차 여과조(31)에서 2차 여과조(32)로 이송된 뒤 제3 연기배출구(35)를 통해 배출되며,
- 상기 1차 여과조(31)에는 산소를 공급하는 산소유입구(36)를 포함하되,
2차 여과기(30)에 유입된 공기에 포함된 일산화탄소에 산소를 반응시켜 이산화탄소를 만들고, 상기 이산화탄소는 1차 여과조(31)와 2차 여과조(32)를 통과하면서 이들에 수용된 수산화나트륨용액에 흡수됨으로써 깨끗한 공기가 되도록 하는 것을 특징으로 하는, 가스보일러 폐가스를 청정하는 장치.
청구항 2에 있어서,
3차 여과기(40)는,
상기 2차 여과기(30)의 제3 연기배출구(35)로부터 깨끗한 공기를 유입받는 제4 연기유입구(41)와, 반대 측에 공기를 완전히 배출하는 제4 연기배출구(42)를 포함하고,
이의 내부 저면은 '∨' 형태로 형성되어, 배관을 통해 폐수탱크(45)와 연결되며, '∨' 형태로 오목하게 시작되는 저면 영역에는 제3 배출판(43)이 설치되고,
상기 제3 배출판(43)에서부터 3차 여과기(40)의 내부 상측면까지 설치된 수분응축기(44)가 일정간격마다 복수 개 배열됨으로써,
상기 3차 여과기(40)로 유입된 깨끗한 공기는 수분응축기(44)를 순차적으로 통과하면서 수분을 뺏기게 되고, 완전히 정화된 상태로 제4 연기배출구(42)를 통해 배출되되,
상기 수분응축기(44)는 깨끗한 공기로부터 뺏은 수분을 하부방향으로 이동시켜 제3 배출판(43)으로 낙하시키고, 낙하된 수분은 제3 배출판(43)에 형성된 다수 개의 통공에 의해 하부방향으로 더 낙하되어, 폐수탱크(45)에 저장되는 것을 특징으로 하는, 가스보일러 폐가스를 청정하는 장치.
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