KR102059836B1

KR102059836B1 - 흡착탑 폭발 감지 장치

Info

Publication number: KR102059836B1
Application number: KR1020180018386A
Authority: KR
Inventors: 우영균
Original assignee: 우영균
Priority date: 2018-02-14
Filing date: 2018-02-14
Publication date: 2019-12-27
Also published as: KR20190098436A

Abstract

본 발명은, 휘발성유기화합물을 포함하는 오염 가스를 처리하기 위한 흡착탑에 마련되고, 상기 흡착탑의 내부공간과 외부공간을 연통시키는 중공을 갖는 설치대; 깨질 수 있는 재질로 마련되어 상기 중공을 밀폐하도록 상기 설치대의 일단에 부착된 깨짐판; 및 상기 깨짐판을 깨짐을 감지할 수 있도록 상기 설치대의 외부공간에 마련되고, 상기 깨짐판의 깨짐을 감지하였을 때 깨짐 감지 신호를 출력하는 센서;를 포함하는 흡착탑 폭발 감지 장치를 제공한다.

Description

흡착탑 폭발 감지 장치{APPARATUS FOR SENSING EXPLOSION OF ADSORPTION TOWER}

본 발명은 흡착탑 폭발 감지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휘발성유기화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds)의 처리에 사용되는 흡착탑 내에서 일어난 폭발을 시작 단계에서 감지함으로써 후속 피해를 신속하게 방지할 수 있는 흡착탑 폭발 감지 장치에 관한 것이다.

휘발성유기화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds)은 대기 중으로 쉽게 휘발되 악취를 발생시키는 탄화수소화합물(벤젠, 포름알데히드, 톨루엔, 자일렌, 에틸렌, 스틸렌, 아세트알데히드 등)의 통칭으로서, 석유화학 정유 과정, 도료의 도장, 제조 및 저장 과정, 하수 처리 과정 등에서 발생하고, 자동차 배기가스, 건축자재 등으로부터도 발생한다.

이러한 휘발성유기화합물은 저농도에서도 악취를 유발하여 환경에 나쁜 영향을 미치는 물질이고, 피부접촉이나 호흡기 흡입을 통해 신경계에 장애를 일으키는 발암물질로서 인체에도 매우 유해한 물질이다. 따라서 휘발성유기화합물이 발생하는 산업 시설에서는 등록특허공보 제10-1289861호(연속적 흡착 및 재생 기능을 가진 유기화합물 제거장치), 등록특허공보 제10-1674032호(VOC 처리 및 재활용 설비) 등에 개시된 바와 같이 활성탄을 수용한 흡착탑을 이용하여 휘발성유기화합물을 처리하고 있다.

한편, 국제소방안전법에 따르면 휘발성유기화합물은 폭발하한농도의 25% 이하로 그 농도를 희석하여 처리하여야 한다. 그러나 휘발성유기화합물의 농도가 폭발하한농도의 25% 이하로 희석되면 비경제적이므로, 실제로는 휘발성유기화합물의 농도를 더 높게 만들어 휘발성유기화합물을 흡착탑에서 처리하고 있다. 또한, 활성탄은 그 차체가 폭발하지는 않으나 휘발성유기화합물이 흡착되면 폭발을 일으킨다는 연구도 결과도 알려져 있다. 따라서 휘발성유기화합물의 처리에 사용되는 흡착탑에는 폭발 위험이 항시 존재한다.

등록특허공보 제10-1289861호(연속적 흡착 및 재생 기능을 가진 유기화합물 제거장치) 등록특허공보 제10-1674032호(VOC 처리 및 재활용 설비)

휘발성유기화합물의 처리에 사용되는 흡착탑에 폭발 위험이 존재하는 이상, 이 폭발을 사전에 예방하거나 이 폭발이 시작한 시점에 곧바로 조치를 취하여 후속 피해를 방지할 필요가 있는바, 본 발명은 이러한 필요를 충족시킬 수 있는 기술을 제공하고자 한다.

상기 흡착탑 폭발 감지 장치는, 상기 설치대의 중공을 개폐할 수 있도록 상기 설치대에 회전 가능하게 장착되고, 닫힌 상태에서 상기 깨짐판과 이웃하여 위치하다가 열린 상태로 회전하면서 상기 깨짐판을 깨뜨리는 도어; 및 상기 닫힌 상태에서 상기 열린 상태로 회전하는 도어의 회전 각도를 예각으로 제한하도록 상기 설치대에 고정된 회전각 제한수단;을 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 센서는 상기 회전각 제한수단에 장착되어, 상기 열린 상태의 도어와 상기 회전각 제한수단이 접촉하였을 때 상기 깨짐 감지 신호를 출력하도록 마련될 수 있다.

상기 센서는 상기 설치대의 일단으로부터 돌출한 깨짐판의 테두리를 가압하도록 상기 설치대의 외면에 설치되고, 가압력 감소가 발생하였을 때 상기 깨짐 감지 신호를 출력하도록 마련될 수도 있다.

상기 센서는 상기 설치대의 외부공간에 노출된 깨짐판의 외면과 마주하는 단자를 갖도록 상기 설치대의 외면에 설치되고, 상기 깨짐판의 외면으로부터 멀어지는 방향의 가압력이 상기 단자에 작용하였을 때 상기 깨짐 방지 신호를 출력하도록 마련될 수도 있다.

상기 흡착탑 폭발 감지 장치는, 상기 센서로부터 깨짐 감지 신호를 수신하였을 때, 상기 흡착탑에 연결된 모든 배관을 밀폐하는 제어기;를 포함한다.

본 발명에 의하면, 흡착탑의 내부공간에서 최초로 폭발이 발생하면 깨짐판이 깨지면서 깨짐 방지 신호가 센서로부터 출력되므로, 위 최초 폭발이 곧바로 감지될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 닫힌 상태에 있던 도어가 흡착탑의 내부공간에서 일어난 최초 폭발에 의해 열린 상태로 회전하더라도 도어의 열림 각도가 예각으로 제한되므로, 열린 상태의 도어가 최초 폭발 직후 자체 무게로 인해 다시 닫힌 상태로 역회전을 하면서 설치대의 중공을 자동적으로 밀폐한다.

또한, 본 발명에 의하면, 흡착탑의 내부공간에서 최초 폭발이 일어난 직후 흡착탑과 연결된 모든 배관이 자동으로 밀폐된다.

도 1은 본 발명에 따른 흡착탑 폭발 감지 장치의 설치 상태를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 흡착탑 폭발 감지 장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 흡착탑 폭발 감지 장치의 설치대 및 회전각 제한수단을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 센서의 변형예를 도시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 흡착탑 폭발 감지 장치의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 흡착탑 폭발 감지 장치(100)는 휘발성유기화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds)을 포함하는 오염 가스를 처리하기 위한 흡착탑(20)에 마련되는 것이므로, 이하에서는 본 발명의 명확한 이해를 위해 일반적으로 사용되는 흡착탑(20)을 먼저 설명한다.

흡착탑(20)은 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 오염 가스를 통과시키면서 위 오염 가스로부터 휘발성유기화합물을 제거하는 활성탄 카트리지(24)를 수용하고 있다. 따라서 흡착탑(20)의 내부공간(22)은 활성탄 카트리지(24)에 의해 상부공간 및 하부공간으로 구획되어 있다.

하부공간의 하단에는 유입 밸브(34)가 장착된 유입 배관(32)이 연결되어 있고, 상부공간의 상단에는 배출 밸브(44)가 장착된 배출 배관(42)이 연결되어 있다. 유입 밸브(34) 및 배출 밸브(44)가 개방된 상태에서는 유입 배관(32)의 오염 가스가 흡착탑(20)의 내부공간(22)으로 유입된 후 활성탄 카트지리(24)를 통과하여 배출 배관(32)으로 배출된다. 이때, 휘발성유기화합물은 활성탄 카트리지(24)의 활성탄에 액적 형태로 흡착되어 오염 가스로부터 제거되므로, 배출 배관(32)으로부터 배출되는 가스는 오염 가스로부터 휘발성유기화합물이 제거된 가스, 즉 정화 가스이다.

상부공간의 상단에는 탈착 밸브(54)가 장착된 탈착 배관(52)이 연결되기도 한다. 탈착 밸브(54)가 개방되면 흡착탑(20) 내부공간(22)의 가스가 탈착 배관(52)으로 흡기되어 위 내부공간(22)의 압력이 현격히 낮아지고, 그러면 활성탄에 흡착된 액적 형태의 휘발성유기화합물이 기화하여 탈착 배관(52)으로 배출되는바, 활성탄 카트리지(24)에 대한 탈착(재생)이 이루어진다. 이러한 탈착 과정이 이루어지는 동안 유입 밸브(34) 및 배출 밸브(44)는 폐쇄된다.

상기 밸브들(34, 44, 54)의 위와 같은 개폐는 제어기(미도시)에 의해 미리 설정된 대로 자동 조절된다.

위와 같은 흡착탑(20)에 마련되는 본 발명에 따른 흡착탑 폭발 감지 장치(100) 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 설치대(110), 깨짐판(130) 및 센서를 포함한다.

상기 설치대(110)는 흡착탑(20)에 마련되어 있고, 흡착탑(20)의 내부공간(22)과 외부공간을 연통시키는 중공(112)을 갖는다.

상기 깨짐판(130)은 위 중공(112)을 밀폐하도록 설치대(110)의 상단에 접착제 등과 같은 수단을 통해 부착되어 있다. 따라서 평상시에는 흡착탑(20)의 내부공간(22)에 위치하는 오염 가스가 흡착탑(20)의 외부공간으로 유출되지 않고, 위 외부공간의 공기 역시 흡착탑(20)의 내부공간(22)으로 유입될 수 없다.

위 깨짐판(130)은 유리와 같이 깨질 수 있는 재질로 마련된다. 따라서 흡착탑(20)의 내부공간(22)에서 폭발이 일어나 압력이 순간적으로 높아지면 위 깨짐판(130)이 깨지게 된다.

상기 센서는 깨짐판(130)의 깨짐을 감지하기 위해 설치대(110)의 외부공간에 마련된다. 센서를 설치대(110)의 외부공간에 두는 것은 흡착탑(20)의 내부공간(22)에서 일어난 폭발에 의해 센서가 고장나 작동하지 않는 문제를 방지하기 위함이다. 또한, 위 센서는 깨짐판(130)의 깨짐을 감지하였을 때, 깨짐 감지 신호를 출력하도록 마련된다.

이러한 센서는 다양한 형태로 마련될 수 있다. 예컨대, 센서의 제1형태(140)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 설치대(110)의 외면에 소정의 브라켓(미도시)으로 고정되고, 깨짐판(130)의 테두리를 위쪽으로 가압하도록 마련될 수 있다. 이때, 위 깨짐판(130)의 테두리는 센서의 제1형태(140)에 의해 가압될 수 있도록 설치대(110)의 상단으로부터 외측으로 더 돌출한 형태를 갖는다.

또한, 센서의 제1형태(140)는 가압력 감소가 발생하였을 때 깨짐 감지 신호를 출력한다. 평상시에는 위 제1형태(140)의 가압력이 일정하게 유지되나, 흡착탑(20)의 내부공간(22)에서 폭발이 발생하면 깨짐판(130)이 깨지면서 깨짐판(130)의 테두리에 대한 제1형태(140)의 가압력이 감소하게 되는바, 이때 센서의 제1형태(140)로부터 깨짐 감지 신호가 출력되는 것이다.

다른 예로, 센서의 제2형태(240)는 도 4에 도시된 바와 같이 설치대(110)의 외면에 소정의 브라켓(미도시)으로 고정되고, 깨짐판(130)의 상면과 마주하는 단자(242)를 갖도록 마련될 수 있다. 이때, 깨짐판(130)의 상면은 설치대(110)의 외부공간에 노출된 면을 의미한다. 그리고 위 단자(242)는 깨짐판(130)의 상면과 약간 떨어져 있어도 좋고, 맞닿아 있어도 좋다. 도 4에는 전자의 경우가 도시되어 있다.

센서의 제2형태(240)는 깨짐판(130)의 상면으로부터 멀어지는 방향, 즉 도 2에서 위쪽 방향의 가압력이 단자(242)에 작용하였을 때 깨짐 감지 신호를 출력한다. 평상시에는 위 제2형태(240)의 단자에 가압력이 작용하지 않으나, 흡착탑(20)의 내부공간(22)에서 폭발이 발생하면 깨짐판(130)이 깨지면서 깨지판(130)의 파편이 단자(242)를 위쪽 방향으로 가압하는바, 이때 센서의 제2형태(240)로부터 깨짐 감지 신호가 출력되는 것이다.

이상과 같은 흡착탑 폭발 감지 장치(100)에서는, 흡착탑(20)의 내부공간(22)에서 최초로 폭발이 발생하면 깨짐판(130)이 깨지면서 깨짐 방지 신호가 센서로부터 출력되므로, 최초 폭발이 곧바로 감지된다. 따라서 본 발명에 따르면, 최초 폭발 이후에 작업자가 소정의 조치를 곧바로 취함으로써 연쇄 폭발, 화재 등과 같은 후속 피해를 신속하게 방지할 수 있다.

한편, 작업자가 직접 취할 수 있는 조치와는 별개로 후속 피해를 방지하기 위한 조치를 자동적으로 취하기 위해 본 발명은 도어(120) 및 회전각 제한수단(150)을 포함한다.

상기 도어(120)는 설치대(110)의 중공(112)을 개폐할 수 있도록 설치대(110)에 회전 가능하게 장착되어 있다. 이를 위해, 설치대(110)의 상단(116)에 단턱(114)이 마련되고, 위 단턱(114)의 일 구간 및 도어(120)의 일면에 경첩(122)이 장착된다. 도어(120)의 하면이 단턱(114)과 맞닿은 상태(도 2의 실선), 즉 닫힌 상태에 놓이면 중공(112)이 도어(120)에 의해 폐쇄되고, 도어(120)가 경첩(122)의 회전축을 중심으로 회전하여 그 하면이 단턱(114)과 떨어진 상태(도 2의 점선), 즉 열린 상태에 놓이면 중공(112)이 개방된다.

또한, 위 도어(120)는 깨짐판(130)의 하부에 위치하고, 이때 도어(120)의 상면은 깨짐판(130)의 하면과 접촉하여도 좋고, 약간 떨어져 있어도 좋다. 도 2에는 전자가 도시되어 있다. 따라서 흡착탑(20)의 내부공간(22)에서 최초로 폭발이 일어나 압력이 순간적으로 높아지면, 닫힌 상태에 있던 도어(120)가 열린 상태로 회전하면서 깨짐판(130)을 깨뜨리게 된다.

상기 회전각 제한수단(150)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 대략 "ㄱ"자 형태로 마련되어 설치대(110)의 외면에 고정된다. 그리고 회전각 제한수단(150)은 일단을 접촉단(152)으로 하는데, 이 접촉단(152)은 도어(120)가 열린 상태일 때 도어(120)와 접촉한다. 이때, 위 접촉단(152)은 닫힌 상태에서 열린 상태로 회전하는 도어(120)의 회전 각도를 예각으로 제한하는 곳에 위치하도록 마련된다.

따라서 닫힌 상태에 있던 도어(120)가 흡착탑(20)의 내부공간(22)에서 일어난 최초 폭발에 의해 열린 상태로 회전하더라도 도어(120)의 회전 각도는 예각으로 제한되고, 그러면 열린 상태의 도어(120)가 자체 무게로 인해 다시 닫힌 상태로 역회전을 하면서 설치대(110)의 중공(112)을 자동적으로 밀폐하게 된다.

최초 폭발이 일어난 후 설치대(110)의 중공(112)이 계속 개방된 상태를 유지하면, 산소를 포함하는 외부 공기가 위 중공(112)을 통해 흡착탑(20)의 내부공간(22)으로 유입되어 연쇄 폭발을 일으키게 된다. 그러나 본 발명에서는 최초 폭발이 감지된 후 곧바로 설치대(110)의 중공(112)이 밀폐되므로 산소를 포함하는 외부 공기가 중공(112)으로 유입될 수 없고, 이 때문에 본 발명에서는 최초 폭발 감지 및 연쇄 폭발 방지를 모두 실현할 수 있다.

위와 같은 도어(120) 및 회전각 제한수단(150)이 마련될 경우, 위 센서는 앞서 설명한 제1형태(140) 및 제2형태(240)와 달리 회전각 제한수단(150)에 설치될 수도 있다. 예컨대, 위 센서는 회전각 제한수단(150)의 접촉단(152)에 설치되어, 도어(120)와 위 접촉단(152)이 접촉하였을 때 깨짐 감지 신호를 출력하도록 마련될 수 있을 것이다.

후속 피해를 방지하기 위한 조치를 자동적으로 취하기 위해 본 발명은 상술한 도어(120) 및 회전각 제한수단(150)을 포함하는 것 외에도, 제어기(미도시)로 하여금 흡착탑(20)에 연결된 모든 배관(32, 42, 52)을 밀폐케 할 수 있다. 이 경우, 상기 제어기는 센서로부터 깨짐 감지 신호를 수신한 즉시 배관들(32, 42, 52)에 장착된 밸브들(34, 44, 54)을 모두 밀폐하도록 마련될 것이다.

제어기가 위와 같은 기능까지 구비하면, 배관들(32, 42, 52)을 통해 산소를 포함하는 공기가 흡착탑(20)의 내부공간(22)으로 유입되는 것도 방지되므로, 연쇄 폭발의 방지가 보다 확실하게 이루어질 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있고, 상술한 실시예들이 다양하게 조합될 수 있음은 물론이다.

20 : 흡착탑 22 : 흡착탑 내부공간
24 : 활성탄 카트리지 32, 42, 52 : 배관
34, 44, 54 : 밸브 100 : 흡착탑 폭발 감지 장치
110 : 설치대 112 : 중공
114 : 단턱 116 : 설치대 상단
120 : 도어 122 : 경첩
130 : 깨짐판 140, 240 : 센서
150 : 회전각 제한수단 152 : 접촉단

Claims

휘발성유기화합물을 포함하는 오염 가스를 처리하기 위한 흡착탑에 마련되고, 상기 흡착탑의 내부공간과 외부공간을 연통시키는 중공을 갖는 설치대;
깨질 수 있는 재질로 마련되어 상기 흡착탑의 내부공간에서 폭발이 일어날 때 깨지게 되고, 상기 중공을 기밀하도록 상기 설치대의 상단에 부착된 깨짐판; 및
상기 깨짐판을 깨짐을 감지할 수 있도록 상기 설치대의 외부공간에 마련되고, 상기 깨짐판의 깨짐을 감지하였을 때 깨짐 감지 신호를 출력하는 센서;를 포함하되,
상기 센서는,
상기 설치대의 상단으로부터 외측으로 더 돌출한 깨짐판의 테두리를 위쪽으로 가압하도록 상기 설치대의 외면에 설치되어, 상기 깨짐판의 깨짐으로 인한 가압력 감소가 발생하였을 때 상기 깨짐 감지 신호를 출력하도록 마련되거나,
상기 설치대의 외부공간에 노출된 깨짐판의 외면과 마주하는 단자를 갖도록 상기 설치대의 외면에 설치되어, 상기 깨짐판의 외면으로부터 멀어지는 방향의 가압력이 상기 깨짐판의 깨짐으로 인해 상기 단자에 작용하였을 때 상기 깨짐 감지 신호를 출력하도록 마련되는 흡착탑 폭발 감지 장치.
제1항에 있어서,
상기 설치대의 중공을 개폐할 수 있도록 상기 설치대에 회전 가능하게 장착되고, 닫힌 상태에서 상기 깨짐판과 이웃하여 위치하다가 열린 상태로 회전하면서 상기 깨짐판을 깨뜨리는 도어; 및
상기 닫힌 상태에서 상기 열린 상태로 회전하는 도어의 회전 각도를 예각으로 제한하도록 상기 설치대에 고정된 회전각 제한수단;을 포함하는 흡착탑 폭발 감지 장치.
휘발성유기화합물을 포함하는 오염 가스를 처리하기 위한 흡착탑에 마련되고, 상기 흡착탑의 내부공간과 외부공간을 연통시키는 중공을 갖는 설치대;
깨질 수 있는 재질로 마련되어 상기 흡착탑의 내부공간에서 폭발이 일어날 때 깨지게 되고, 상기 중공을 기밀하도록 상기 설치대의 상단에 부착된 깨짐판;
상기 설치대의 중공을 개폐할 수 있도록 상기 설치대에 회전 가능하게 장착되고, 닫힌 상태에서 상기 깨짐판과 이웃하여 위치하다가 열린 상태로 회전하면서 상기 깨짐판을 깨뜨리는 도어;
상기 닫힌 상태에서 상기 열린 상태로 회전하는 도어의 회전 각도를 예각으로 제한하도록 상기 설치대에 고정된 회전각 제한수단; 및
상기 열린 상태의 도어와 접촉하도록 상기 회전각 제한수단에 장착되고, 상기 열린 상태의 도어와 접촉할 때 상기 깨짐판이 깨졌다는 신호인 깨짐 감지 신호를 출력하는 센서;를 포함하는 흡착탑 폭발 감지 장치.
삭제
삭제
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 센서로부터 깨짐 감지 신호를 수신하였을 때, 상기 흡착탑에 연결된 모든 배관을 밀폐하는 제어기;를 포함하는 흡착탑 폭발 감지 장치.