KR102087147B1 - 통합형 배기가스 처리 시스템 - Google Patents

통합형 배기가스 처리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 통합형 배기가스 처리 시스템은, 외통과, 상기 외통과 기설정된 간격만큼 이격되는 위치에서 상기 외통 내에 마련되는 내통과, 이물질이 포함된 배기가스가 이동되고, 상기 외통과 내통 사이의 공간인 메인 유로로 상기 배기가스를 공급하는 입력 덕트와, 상기 외통 하부와 연결되고, 상기 외통 내에 수용된 물을 정화시키기 위한 정수부와, 상기 내통 내에 마련되고, 상기 메인 유로를 따라 회전하면서 이동되는 배기가스의 원심력을 더 부가하기 위한 원심 배출 플레이트와, 상기 원심 배출 플레이트에 연결되어 상기 내통 내에 수용된 물을 상기 정수부로 이동시키는 내통 출력 파이프를 포함한다.

Description

통합형 배기가스 처리 시스템{Integrated exhaust gas purification system}
본 발명은 배기가스에 포함된 이물질을 친환경으로 제거할 수 있는 장치에 관한 것이다.
배기가스 속에 포함된 이물질을 제거하기 위한 장치로 다양한 구성들을 제안하고 있다.
예를 들면, 배기가스조화와 가습능력을 갖추기 위하여, 수조 내의 물이 필터의 흡수부재에 의해 표면적이 증가하도록 하여 먼지흡착에 의한 배기가스정화와 가습능력이 향상되도록 하는 기술이 소개된 바 있다.
(특허문헌 1) KR10-1698318 B
위 특허문헌 1의 경우, 물이 하부수조로부터 펌프를 이용하여 공급관을 통과시켜 상부수조로 이송되고, 이송된 물이 배출관을 통과하여 하부수조로 물을 배출하고, 배출관 상부에서 와류가 발생하면서 소음기와 필터를 통해서 흡입된 배기가스와 함께 하부로 배출되는 구성을 개시하고 있다.
본 발명은 배기가스에 포함된 이물질, 화학물질을 효과적으로 제거하고, 이물질 등이 제거된 물은 다시 배기가스 정화에 사용될 수 있도록 회수되는 배기가스 정화 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 통합형 배기가스 처리 시스템은, 외통과, 상기 외통과 기설정된 간격만큼 이격되는 위치에서 상기 외통 내에 마련되는 내통과, 이물질이 포함된 배기가스가 이동되고, 상기 외통과 내통 사이의 공간인 메인 유로로 상기 배기가스를 공급하는 입력 덕트와, 상기 외통 하부와 연결되고, 상기 외통 내에 수용된 물을 정화시키기 위한 정수부와, 상기 내통 내에 마련되고, 상기 메인 유로를 따라 회전하면서 이동되는 배기가스의 원심력을 더 부가하기 위한 원심 배출 플레이트와, 상기 원심 배출 플레이트에 연결되어 상기 내통 내에 수용된 물을 상기 정수부로 이동시키는 내통 출력 파이프를 포함한다.
본 발명의 배기가스 정화 장치에 의해서, 이물질 등이 포함된 배기가스가 와류를 형성하도록 함으로써 배기가스속에 포함된 이물질을 제거할 수 있으며, 이물질이 제거된 청정한 상태의 배기가스는 대기로 배출시키고, 이물질 제거에 사용된 물은 다시 회수하여 배기가스 정화에 재사용함으로써, 친환경적인 배기가스 정화 장치를 획득할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 다중 원심 공간 분할 연소장치의 구성을 주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 배기가스 정화 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 정화 장치에서 정화 대상의 배기가스가 이동되는 것과 해당 배기가스의 정화를 위한 액체를 분사하는 스프레이 수단을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따라 외통과 내통 사이의 메인 유로 공간을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 스프레이 수단의 구성을 상세히 보여주는 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 원심 배출 플레이트의 구성을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 배기가스 정화 장치에서 배기가스의 이동을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 배기가스 정화 장치에서 액체의 이동을 보여주는 도면이다.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다.
본 발명과 관련되는 설명에 사용되는 접미수 "장치", "수단" "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 급속 고온 살균 건조 장치를 포함하는 통합 연소 시스템 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 연료의 건조, 연료의 연소 및 배기가스의 정화를 할 수 있는 시스템이 구성되며, 수분이 포함된 연료를 가열된 열매체유를 이용하여 건조 및 살균을 처리하는 건조 장치(20)와, 상기 건조 장치(20)에서 건조된 연료를 연소실 내벽을 따라 회전하면서 하강하는 배기가스를 이용하여 연소시키고 연소에 사용된 배기가스를 상기 건조 장치(20)로 제공하는 연소 장치(10)와, 상기 건조 장치(20)에서 열매체유의 가열에 사용된 배기가스에 포함된 이물질을 제거하여 정화시키는 정화 장치(30)를 포함한다.
상세히, 외부의 배기가스를 연소실 내부로 유입하여 연소실 내부의 연소 대상물인 연료를 연소함에 따라 그 상측으로 연소에 사용된 배기가스가 배기가스 배출 덕트(11)를 통하여 배출된다.
그리고, 배기가스 배출 덕트(11)를 통하여 빠져나온 고온의 배기가스("고온 가스"라고도 함)는 배기가스 이동 덕트(12)를 통하여 건조 장치(20) 안으로 공급된다. 이때, 상기 건조 장치(20) 내에서는 연료의 건조 및 살균을 위하여 열매체유가 수용되어 있으며, 해당 열매체유를 고온으로 가열하기 위하여 상기 배기가스 이동 덕트(12)를 통하여 제공되는 배기가스를 이용한다.
한편, 상기 건조 장치(20)에서의 열매체유의 가열 및 연료의 건조가 이루어지도록 배기가스가 사용된 다음에는, 상기 건조 장치(20)에 연결된 정화 장치 연결 덕트(13)를 통하여 배기가스가 정화 장치(30)로 이송된다. 상기 정화 장치(30)에서는 연소 장치에서의 연소에 사용되고, 건조 장치에서의 열매체유 가열에 사용된 배기가스에 포함된 이물질이 제거된 다음 외부로 배출되도록 하는 클리닝 공정이 수행된다.
상기 정화 장치(30)는 상기 건조 장치(20)에서 배출되는 배기가스에 대한 정화 공정을 수행하며, 배기가스의 이동과 그 흐름을 이용하여 물속에서 이물질이 모두 제거되고, 정화되어 깨끗해진 공기는 외부로 배출되고, 이물질은 별도로 수집/제거할 수 있다.
이러한 본 발명의 정화 장치의 구성에 대해서 상세히 설명하여 본다.
도 2는 본 발명에 따른 배기가스 정화 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 정화 대상되는 배기가스를 정화 장치(30)로 이동시키는 입력 덕트(310)와, 상기 입력 덕트(310)를 통해 이동하는 배기가스가 유입되도록 홀이 형성된 외통(320)과, 상기 외통(320)과 기설정된 간격 이격되어 그 사이에 메인 유로가 형성되도록 구성된 내통(330)과, 상기 내통(330)과 메인 유로에 수용되어 배기가스의 정화를 위한 물과, 상기 내통(330) 내에 배치되어 원심력에 의하여 회전하면서 이동하는 배기가스가 경사진 방향으로 소용돌이 치도록 경사진 홀이 형성된 원심 배출 플레이트(370)와, 상기 외통(330)의 하측부(323)와 연결되는 정수부(390)와, 상기 정수부(390)를 통하여 이물질이 제거된 물을 순환시켜 다시 외통 및 내통 내부로 주입하는 순환 펌프(410)와, 상기 순환 펌프(410)와 연결되는 회수 파이프(411) 및 순환 파이프(412)를 포함한다.
또한, 상기 내통(330)과 외통(320) 사이의 메인 유로 형성 구간에는 상기 입력 덕트(310)를 통하여 유입되는 배기가스의 정화를 위한 약품을 분사하거나 상기 순환 펌프(410)에 의하여 순환되는 정화된 물을 분사하기 위한 스프레이 수단(350)이 구성된다.
상기 스프레이 수단(350) 및 메인 유로로 배기가스가 유입되는 구성에 대해서는 도 3을 함께 참조하여 본다. 도 3은 본 발명의 정화 장치에서 정화 대상의 배기가스가 이동되는 것과 해당 배기가스의 정화를 위한 액체를 분사하는 스프레이 수단을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 스프레이 수단의 구성을 상세히 보여주는 도면이다.
도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 내통(330)과 외통(320) 사이의 공간에는 상기 입력 덕트(310)를 통하여 이동하는 배기가스가 내통과 외통 사이의 공간으로 유입되는 위치에 배기가스 정화를 위하여 액체를 분사하는 스프레이 수단(350)이 구성된다.
상기 스프레이 수단(350)은 상기 내통(330) 외주면을 감싸는 형상으로 이루어진 본체판(351)과, 상기 본체판(351)에 형성된 복수개의 관통홀(352)을 포함한다. 상기 스프레이 수단(350)으로 액체를 공급하기 위한 장치는 별도로 구성될 수 있으며, 상기 순환 펌프(410)에 의하여 상기 순환 파이프(412)를 따라 이동하는 물이 상기 스프레이 수단(350)을 통해 물 분사될 수 있다.
다른 실시예로는, 별도의 배기가스 정화 약품이 저장된 펌프가 구성되고, 이러한 펌프에 의하여 약품이 관을 통해 이동한 다음, 상기 스프레이 수단(350)으로 공급될 수도 있다.
한편, 상기 외통(320)과 내통(330) 사이의 메인 유로로 이동한 배기가스는 이동하는 원심력에 의하여 상기 내통(330) 외주면, 즉, 외통(320) 내주면을 따라 회전하면서 점차 하강하게 된다. 도 4는 본 실시예에 따라 외통과 내통 사이의 메인 유로 공간을 보여주는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 입력 덕트(310)를 통하여 이동하는 배기가스는 상기 외통(320)의 법선 방향으로 공급되도록 구성되고, 상기 외통(320)과 내통(330) 사이의 메인 유로를 따라 원심력에 의한 회전이 이루어지고, 점차 하강하면서 일부는 물을 밀어내고, 일부는 물 속으로 투입된다.
한편, 상기 외통(320)의 하부는 그 폭이 점차 작아지는 형상으로 이루어지며, 상기 외통(320)의 하측부(323)는 정수부(390)와 연결된다.
상기 정수부(390)에는 상기 순환 펌프(410)로 물을 이동되도록 하는 회수 파이프(411)가 연결되는데, 상기 회수 파이프(411)로 이동하는 물의 이물질 제거를 위하여 상기 정수부(390)에는 필터(450)가 구성된다. 따라서, 필터(450)에 의하여 이물질이 필터링된 물이 상기 회수 파이프(411)로 배출되며, 상기 순환 펌프(410) 및 순환 파이프(412)를 통해 상기 외통(320) 내부로 정화된 물이 다시 공급될 수 있다.
또한, 상기 내통(330) 내부에는 메인 유로를 따라 회전하면서 하강한 배기가스에 대하여 원심력에 의한 회전이 가속되도록 하기 위한 원심 배출 플레이트(370)가 구성된다.
상기 원심 배출 플레이트(370)에 대해서는 도 6을 함께 참조하여 본다. 도 6은 본 실시예에 따른 원심 배출 플레이트의 구성을 보여주는 도면이다.
상기 원심 배출 플레이트(370)는 내통(330) 하부에 배치되고, 상기 내통(330)에 대응되는 형상의 플레이트 본체(371)와, 내통(330) 내부의 물을 아래로 배출시키기 위한 내통 출력 파이프(380)가 연결될 수 있도록 형성된 파이프 연결홀(372)과, 상기 플레이트 본체(371)에서 상기 파이프 연결홀(372) 주위에 복수개 형성되며 각각 경사진 방향의 홀로 이루어진 와류 형성홀(373)을 포함한다.
상기 와류 형성홀(373)은 상기 상기 원심 배출 플레이트(370)의 하부면과 상부면을 관통하는 홀이고, 특히, 상기 원심 배출 플레이트(370)의 하부면을 통해 이동하는 배기가스가 특정 방향으로 경사지도록 배치된 와류 형성홀에 의하여 상부면을 통하여 배출될 때에 원심 배출 플레이트(370)의 중심부를 기준으로 회전되도록 한다.
즉, 도 6에 도시된 와류 형성홀(373) 각각은 상기 원심 배출 플레이트(370)의 중심부에서 테두리 방향으로 연장되는 형상으로 이루어지고, 각 와류 형성홀(373)은 원심 배출 플레이트 하부면에 형성된 홀과, 상부면에 형성된 홀이 서로 경사지도록 형성되어 상기 와류 형성홀을 통과한 배기가스와 물은 와류를 형성하면서 내통 내부를 회전하게 된다. 이렇게 발생된 원심력에 의하여 물은 내통 내벽면에 밀착된다.
상세히, 와류 형성홀(373)은 상기 원심 배출 플레이트의 두께 방향에 대하여 경사진 각도를 갖도록 형성된다.
이러한 형상의 원심 배출 플레이트(370)에 의하여, 상기 원심 배출 플레이트(370)의 하부면에서 상부면으로 통과하는 배기가스에 강한 원심력이 추가되고, 내통(330) 내부에서 물과 함께 배기가스가 강한 소용돌이를 발생시킨다. 즉, 내통(330) 내벽면을 따라 배기가스가 섞인 물이 회전하게 된다.
전술한 본 발명의 구성에 대해서, 정화 장치에서의 배기가스의 흐름과, 액체의 흐름에 대해서 설명하여 본다.
도 7은 본 발명의 배기가스 정화 장치에서 배기가스의 이동을 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명의 배기가스 정화 장치에서 액체의 이동을 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 도 2에서와 같이 배기가스가 입력 덕트(310)를 통하여 외통(320) 내부로 유입되기 전에는 내통(330) 내부의 수면 높이와 외통(320)과 내통(330) 사이의 수면 높이가 동일하다. 다만, 메인 유로로 정화 대상의 배기가스가 회전하면서 하강하게 되면, 도 7에서와 같이 메인 유로의 수면 높이는 하강하게 되고, 내통(330) 내부의 수면 높이는 유입되는 배기가스에 의하여 상승하게 된다.
메인 유로로 유입되는 배기가스는 스프레이 수단(350)을 통하여 하측으로 분사되는 약품 또는 물과 섞이게 되고, 외통(320) 하부의 물은 정수부(390)로 유입되어 필터(450)에 의하여 이물질이 제거된 물은 순환 펌프(410) 및 순환 파이프(412)로 이동된다.
그리고, 정수부(390)내의 필터(450)에 의하여 걸러지는 이물질, 유해물질 등의 슬러지는 슬러지 배출 댐퍼(400)를 통하여 별도로 제거될 수 있다.
한편, 상기 내통(330) 하측에 마련된 원심 배출 플레이트(370)의 와류 형성홀(373)을 통과하는 배기가스와 물은 그 와류 형성홀의 경사 방향에 의하여 원심력이 더 추가되고, 이로써 도 7에 도시된 바와 같이, 내통(330) 내부의 물은 원심력에 의하여 내통(330) 내벽으로 편심된다.
그리고, 배기가스 속에 포함된 이물질, 유해물질은 물에 남겨지고, 정화된 공기는 상측의 정화 배기가스 배출부(360)를 통하여 외부로 배출된다.
상기와 같은 본 발명의 배기가스 정화 장치에 의하여, 배기가스 속에 포함된 이물질, 유해물질은 물에 의하여 정화되고, 물속에 포함된 이물질, 유해물질은 필터(450)에 의해 걸러진 다음 다시 외통(320) 내부로 이동하여 재사용될 수 있다.
또한, 이물질, 유해물질이 제거된 정화되어 깨끗해진 공기는 내통(330) 상측에 구성되어 내통(330) 내부와 연통되는 정화 배기가스 배출부(360)를 통하여 외부로 배출될 수 있어, 부수적인 동력을 많이 사용하지 않고서도 배기가스의 정화를 효율적으로 달성할 수 있다.
10 : 연소 장치
20 : 건조 장치
30 : 정화 장치
310 : 입력 덕트
320 : 외통
330 : 내통
350 : 스프레이 수단
360 : 정화 배기가스 배출부
370 : 원심 배출 플레이트
380 : 내통 출력 파이프
390 : 정수부
400 : 슬러지 배출 댐퍼

Claims (5)

  1. 외통과,
    상기 외통과 기설정된 간격만큼 이격되는 위치에서 상기 외통 내에 마련되는 내통과,
    이물질이 포함된 배기가스가 이동되고, 상기 외통과 내통 사이의 공간인 메인 유로로 상기 배기가스를 공급하는 입력 덕트로서, 상기 외통의 법선방향으로 상기 배기가스가 이동하도록 형성된 입력 덕트와,
    상기 외통 하부와 연결되면서, 상기 외통과 내통 사이의 공간과, 상기 내통 내공간에 수용되어 있는 물을 정화시키기 위한 정수부와,
    상기 내통 내에 마련되고, 상기 메인 유로를 따라 회전하면서 이동되는 배기가스의 원심력을 더 부가하기 위한 원심 배출 플레이트와,
    상기 원심 배출 플레이트에 연결되어 상기 내통 내에 수용된 물을 상기 정수부로 이동시키는 내통 출력 파이프를 포함하는 통합형 배기가스 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 원심 배출 플레이트는 플레이트 본체와, 상기 내통 출력 파이프와 연결되는 파이프 연결홀과, 상기 플레이트 본체의 중심부로부터 플레이트 본체의 테두리 방향으로 연장 형성되는 복수의 와류 형성홀을 포함하고,
    상기 와류 형성홀은 상기 플레이트 본체의 두께 방향에 대하여 경사진 각도를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 통합형 배기가스 처리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 내통과 외통 사이의 공간인 메인 유로에는 상기 입력 덕트를 통하여 공급되는 배기가스에 물 또는 약품을 분사하기 위한 스프레이 수단이 구성되는 것을 특징으로 하는 통합형 배기가스 처리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 정수부에 연결되어 필터에 의하여 정수된 물이 배출되는 회수 파이프와, 상기 정수된 물을 상기 스프레이 수단으로 이동시키는 통로가 되는 순환 파이프와, 상기 회수 파이프 및 순환 파이프 사이에 구성되어 물을 이동이 이루어지도록 하는 순환 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 배기가스 처리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 내통의 상측에는 정화된 배기가스를 외부로 배출하기 위한 정화 배기가스 배출부가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 통합형 배기가스 처리 시스템.
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