KR102131418B1 - 굴뚝 배기물질 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴뚝 배기물질 정화장치에 관한 것으로서, 공장이나 발전소 굴뚝을 통해 공기중으로 배출되는 배출가스에 포함된 공해물질의 효과적인 포집 및 차단이 이루어질 수 있도록 하여 오염물질의 공기중 배출로 인한 대기질 악영향을 방지하기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 굴뚝(10)의 상단부에 설치되는 수증기 분사노즐(40)과; 상기 수증기 분사노즐(40)로 부터 분사되는 수증기를 굴뚝의 출구 측으로 안내하기 위한 가이드 지붕(30)과; 상기 굴뚝(10)을 통해 배출되는 배기물질이 수증기와 결합되어 모아지도록 가이드 지붕(30)의 하부에 구성되는 집수 하우징(20)과; 상기 수증기 분사노즐(40)로 물을 공급하기 위해 연결된 물공급관(21)과; 상기 집수 하우징(20)의 바닥면에 연결 구성되어 집수된 액상의 오염물질을 배수시키는 배수관(22);을 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

굴뚝 배기물질 정화장치{CHIMNEY EXHAUST PURIFIER}

본 발명은 굴뚝 배기물질 정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공장 굴뚝을 통해 대기중으로 배출되는 배기가스에 함유된 대기 오염물질의 습식 정화처리를 통해 대기오염 발생을 방지토록 하기 위한 굴뚝 배기물질 정화장치에 관한 것이다.

산업이 발달함에 따라 환경의 오염이 심각해지고, 대기오염의 심각성을 인식한 정부 및 국제기구들이 대기오염 물질의 배출에 대한 기준을 제시하고 각국에 이의 준수를 요구하고 있는 실정이다.

이러한 대기오염 물질은 대부분 자동차 배출 가스나 공장 굴뚝 등을 통해 주로 배출되어지게 된다.

한편, 화석연료를 태워 그 화력으로 발전을 하는 화력발전소나 산업 폐기물이나 일반 생활쓰레기를 소각처리하는 소각장 및 빌딩의 환풍시설에서는 인체에 유해한 다양한 종류의 유해물질이 배출가스에 포함되어 배출된다.

이와 같은 유해물질들은 대기중으로 배출 시 공기질을 심각하게 오염시키게 됨과 함께 인체에 흡수된 후 축척이 되면 각종 질병을 유발시키게 되는 것은 물론, 자연환경에도 나쁜 영향을 주는 것으로 각종 조사 및 실험을 통해 입증이 되고 있다.

상기와 같은 이유로 전 세계적으로 소각장 및 화석연료를 사용하는 사업장의 경우에는 법에 의해 유해물질의 배출량을 규제받고 있으며, 국내에서도 '환경부고시'를 통해서 배출가스에 포함되는 유해물질의 배출량을 제한하고 있다.

이에 따라, 발전소 및 소각장에는 배출가스에 포함된 유해물질의 농도를 저감시키기 위해 유해물질 저감시설이 설치되어야 한다.

그 일 예로, 국내특허등록 제1999243호(2019.07.05.등록)에서는 굴뚝 배기가스에 포함된 오염물질을 여과하기 위한 복수개의 필터와, 필토에 에어를 분사하는 에어파이프, 에어파이프를 회전시키기 위한 회전수단 및 에어실린더에 의해 직선왕복운동이 이루어지는 링크 등의 구성을 포함하는 "굴뚝용 정화장치"에 관련된 기술이 개시되어 있다.

또한, 국내실용신안공개 제2017-1486호(2017.04.27.공개)에서는 굴뚝과 연통되는 가스배출판과, 배출가스 정화를 위한 물이 저장되어 있는 물탱크 및 물탱크 내에 위치되는 가스이송관 및 배출가스를 물탱크측으로 배출 유도하기 위한 팬모터으 구성을 이루는 "산업용 굴뚝 정화장치"가 개시되어 있다.

또한, 국내특허등록 제1853636호(2018.04.30.등록) 에서는 굴뚝 둘레에 배기가스를 모으는 차폐공간을 마련하고, 차폐공간에 복수의 회전팬 및 물낙하장치를 구성하며, 일측에는 배수유로와 정화수조가 구성되는 "굴뚝 배기가스 정화장치"가 개시되어 있다.

그러나 상기한 종래 기술에서의 굴뚝 정화장치는 대부분 구성이 복잡하여 시공비용이 과다하게 소요되며, 기존 굴뚝에는 추가적인 설치에 어려움이 있는 문제점이 있었다.

대한민국 특허등록 제1999243호(2019.07.05.등록) 대한민국 실용공개 제2017-1486호(2017.04.27.공개) 대한민국 특허등록 제1853636호(2018.04.30.등록)

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 단순화된 구조를 이루는 가운데 배기물질에 대한 정화효율이 개선된 굴뚝용 정화장치를 제공함으로써 대기오염 발생을 효과적으로 방지할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 굴뚝 정화장치는, 굴뚝의 상단부에 설치되는 수증기 분사노즐과; 상기 수증기 분사노즐로부터 분사되는 수증기를 굴뚝의 출구 측으로 안내하기 위한 가이드 지붕과; 상기 굴뚝을 통해 배출되는 배기물질이 수증기와 결합되어 모아지도록 가이드 지붕의 하부에 구성되는 집수 하우징과; 상기 수증기 분사노즐로 물을 공급하는 물공급관과; 상기 집수 하우징의 바닥면에 연결 구성되어 집수된 액상의 오염물질을 배수시키는 배수관;을 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드 지붕은 일정 각도의 경사면을 이루어 구성되고, 중앙에는 굴뚝의 출구 보다 작은 크기의 배기공이 형성되며, 하부에는 지지다리가 연결 구성되므로 집수 하우징의 상부에 가이드 지붕이 일정 높이로 지지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배수관 하부에는 수분의 배출을 위한 다수의 미세통공이 형성되고, 배수관 하단부에는 모아진 오염물질의 별도 배출을 위한 개폐구가 개폐 가능하게 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 굴뚝 정화장치는, 공장이나 발전소 굴뚝을 통해 공기 중으로 배출되는 배출가스에 포함된 공해물질의 효과적인 포집 및 차단이 이루어질 수 있게 됨으로써, 오염물질의 공기중 배출로 인한 대기질 악영향을 방지할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 간단한 구조를 이루어 시공비용을 절감시킴과 함께 신규 시공되는 굴뚝뿐만 아니라 기존 굴뚝에 추가적인 설치가 용이하게 이루어질 수 있는 이점을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 굴뚝 정화장치 분리 사시도.
도 2는 본 발명 굴뚝 정화장치 분리 단면도.
도 3은 본 발명 굴뚝 정화장치 설치 상태 단면도.
도 4는 본 발명 굴뚝 정화장치 동작 상태도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배수관 하단부 확대도.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에서 오염물질 분리배출 상태도.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배수관 하단부 단면 구조도.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에서 오염물질 압착 상태도.
도 9는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 수증기 분사노즐 개략 구성도.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

따라서, 도면에서 표현한 구성요소의 형상 등은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기술의 기능 및 구성에 관한 상세한 설명은 생략될 수 있다.

먼저, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 굴뚝 정화장치의 구성을 도 1 내지 도 3을 통해 살펴보면 다음과 같다.

본 실시 예에서의 정화장치는, 굴뚝(10)의 상단부에 설치되는 수증기 분사노즐(40)과, 상기 수증기 분사노즐(40)로부터 분사되는 수증기를 굴뚝의 출구 측으로 안내하기 위한 가이드 지붕(30)과, 상기 굴뚝(10)을 통해 배출되는 배기물질이 수증기와 결합되어 모아지도록 가이드 지붕(30)의 하부에 구성되는 집수 하우징(20)으로 이루어진다.

이때, 집수 하우징(20)에는 수증기에 의해 포집된 오염물질을 수거하기 위한 물을 공급하기 위해 연결된 물공급관(21)과, 집수된 액상의 오염물질을 배수시키는 배수관(22)이 연결 구성된다.

상기 물공급관(21)은 수도관 또는 물탱크와 연결되어 물공급이 이루어지며, 수증기 분사노즐(40)에서는 공급된 물이 안개와 같은 미립자 형태로 분무가 이루어지게 된다. 즉, 물공급관(21)을 통해 공급된 물은 일부는 수증기 분사노즐(40)로 공급되고, 일부는 집수 하우징(20) 바닥면에 포집된 오염물질을 수거하는 용도로 사용된다.

한편, 상기 가이드 지붕(30)은 일정 각도의 경사면을 이루어 구성되고, 중앙에는 굴뚝(10)의 출구 보다 작은 크기의 배기공(32)이 형성되어 배기가스의 배출속도를 저하시킬 수 있게 되며, 하부에는 지지다리(31)가 연결 구성됨으로 집수 하우징(20)의 상부에 가이드 지붕(30)이 일정 높이로 지지된다.

이와 같은 구성을 이루는 본 발명 굴뚝 배기물질 정화장치의 동작에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.

본 발명의 정화장치는 굴뚝(10) 상단의 배기물질 배출부에 설치되어 입자형태의 공해물질을 수증기로 흡착 및 큰입자화로 만들어 액상화시켜 자유낙하로 대기오염 발생을 방지할 수 있게 된다.

즉, 도 4에서와 같이 수증기 분사노즐(40)을 통해 안개 형태로 분사된 수증기는 서서히 상승하여 가이드 지붕(30)에 의해 중심부로 안내됨으로써 굴뚝(10)의 배출 측으로 이동이 이루어지게 됨으로써 굴뚝(10) 상단부에 안개 형태의 수증기막이 형성되게 된다.

이와 같은 상태에서 굴뚝(10)을 통해 배출되는 배기가스에 포함된 입자 형태의 공해 오염물질은 수증기 입자의 표면장력에 의해 흡착된 후 액상화 되어 굴뚝(10) 주변으로 낙하되게 된다.

그리고 이때 낙하되는 액상의 오염물질은 집수 하우징(20)에 모여진 후 배수관(22)을 통해 하부로 배수되어지고, 배수된 오염수는 별도의 보관탱크(미도시)를 통해 수거가 이루어지게 된다.

따라서, 본 발명의 정화장치는 공장이나 발전소의 굴뚝을 통해 공기중으로 배출되는 배출가스에 포함된 공해 오염물질의 효과적인 포집 및 차단이 이루어질 수 있게 됨으로써, 오염물질의 공기중 배출로 인한 대기질 악영향을 방지할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 간단한 구조를 이루어 시공비용을 절감시킴과 함께 신규 시공되는 굴뚝뿐만 아니라 기존 굴뚝에 추가적인 설치가 용이하게 이루어질 수 있는 이점을 나타낸다.

한편, 도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 구성을 나타낸 것으로서, 배수관(22) 하부에는 수분의 배출을 위한 다수의 미세통공(22a)이 형성되고, 배수관(22) 하단부에는 모아진 오염물질의 별도 배출을 위한 개폐구(23)가 개폐 가능하게 구성된다.

이와 같은 구성을 이루게 되면, 배수관(22)에 모여진 액상의 오염물질은 미세통공(22a)을 통해 수분 성분만 선별적으로 배출이 이루어지고, 오염물질은 액기스 형태로 뭉쳐진 상태에서 개폐구(23)를 통해 분리 배출되어 폐기물로 저장이 이루어질 수 있게 된다.

또한, 도 7 및 도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 구성을 나타낸 것으로서, 배수관(22)에는 모아진 액상의 오염물질을 압착하여 미세통공(22a)을 통한 수분 배출이 이루어질 수 있도록 하는 가압판(24)이 승하강 가능하게 가압로드(25)에 의해 연결 구성되며, 상기 가압로드(25)에는 가압판(24)을 탄성 지지하는 탄성스프링(26)이 구성된다.

이와 같은 구성을 이루게 되면, 배수관(22) 하부에 공해 오염물질이 일정량 모아졌을 때 가압판(24)을 눌러서 하강시키게 되면 압착력이 가해짐으로써 미세통공(22a)을 통한 수분 성분의 배출이 보다 용이하게 이루어질 수 있게 됨과 함께 오염물질의 효율적인 가압이 이루어지게 된다.

그리고 가압판에 대한 가압력을 해제하게 되면 탄성스프링(26)에 의한 상승 복원이 이루어지게 되며, 이러한 과정의 반복을 통해 오염물질과 수분의 효과적인 분리작업이 이루어질 수 있게 된다.

그리고 오염물질이 일정량 모아진 상태에서는 개폐구(23)를 개방시킨 상태에서 다시한번 가압판(24)을 눌러줌으로써 고형화된 오염물질의 배출이 용이하게 이루어질 수 있게 됨을 알 수 있다.

또한, 도 9는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 구성을 나타낸 것으로서, 수증기 분사노즐(40) 일측에는 분사되는 수증기에 약액을 혼합시키기 위한 약액공급부(41)가 공급펌프(42)와 함께 연결 구성되되, 상기 약액공급부(41)에 보관되는 약액은 점도 조절을 위한 부틸렌글라이콜, 불포화 탄화수소인 올레핀, 수증기의 미립자화를 향상시키기 위한 파라핀오일의 혼합 조성을 이루게 된다. 즉, 이때에는 부틸렌글라이콜 30~50중량%, 올레핀 20~40중량%, 파라핀오일 10~30중량%의 비율로 혼합이 이루어짐이 바람직하다.

이와 같은 구성을 이루게 되면, 물공급관(21)을 통해 물이 공급되는 과정에서 약액공급부(41)로 부터 약액이 일측에서 공급되어 물과 혼합된 상태에서 수증기 분사노즐(40)을 통해 약액이 혼합된 수증기가 안개형태로 분무됨으로써 오염물질 입자의 포집효과가 향상될 수 있게 된다.

특히, 약액에는 파라핀오일이 포함되어 있기 때문에 수증기 분사노즐(40)로 부터 분사되는 수증기가 더욱 미립자 형태로 분무되어 균일하게 퍼질 수 있게 되며, 함께 혼합되어 있는 올레핀 성분은 분무 입자의 점착력을 향상시키는 기능을 수행하게 된다.

그리고 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 굴뚝 배기물질 정화장치 구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.

예를 들면, 상기 실시 예에서는 가이드 지붕(30)의 중앙에 배기공(32)이 원형의 일정 크기로 형성된 형태가 설명 및 도시되었으나, 필요에 따라서는 중앙이 막혀진 형태 또는 방사방향으로 교차되도록 절개된 형태로 배기공의 제작이 이루어질 수 있게 된다.

따라서 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.

10 : 굴뚝 20 : 집수 하우징
21 : 물공급관 22 : 배수관
30 : 가이드 지붕 31 : 지지다리
32 : 배기공 40 : 수증기 분사노즐

Claims (5)

1. 굴뚝(10)의 상단부에 설치되는 수증기 분사노즐(40);
   상기 수증기 분사노즐(40)로 부터 분사되는 수증기를 굴뚝의 출구 측으로 안내하기 위한 가이드 지붕(30);
   상기 굴뚝(10)을 통해 배출되는 배기물질이 수증기와 결합되어 모아지도록 가이드 지붕(30)의 하부에 구성되는 집수 하우징(20);
   상기 수증기 분사노즐(40)로 물을 공급하기 위해 연결된 물공급관(21); 및
   상기 집수 하우징(20)의 바닥면에 연결 구성되어 집수된 액상의 오염물질을 배수시키는 배수관(22);을 포함하되,
   상기 배수관(22) 하부에는 수분의 배출을 위한 다수의 미세통공(22a)이 형성되고, 배수관(22) 하단부에는 모아진 오염물질의 별도 배출을 위한 개폐구(23)가 개폐 가능하게 구성되고,
   상기 배수관(22)에는 모아진 액상의 오염물질을 압착하여 미세통공(22a)을 통한 수분 배출이 이루어질 수 있도록 하는 가압판(24)이 승하강 가능하게 가압로드(25)에 의해 연결 구성되며, 상기 가압로드(25)에는 가압판(24)을 탄성 지지하는 탄성스프링(26)이 구성된 것을 특징으로 하는 굴뚝 배기물질 정화장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가이드 지붕(30)은 일정 각도의 경사면을 이루어 구성되고, 중앙에는 굴뚝의 출구 보다 작은 크기의 배기공(32)이 형성되며, 하부에는 지지다리(31)가 연결 구성됨으로 집수 하우징(20)의 상부에 가이드 지붕(30)이 일정 높이로 지지되는 것을 특징으로 하는 굴뚝 배기물질 정화장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 수증기 분사노즐(40) 일측에는 분사되는 수증기에 약액을 혼합시키기 위한 약액공급부(41)가 공급펌프(42)와 함께 연결 구성되되, 상기 약액공급부(41)에 보관되는 약액은 오염물질 입자의 흡착력 향상을 위한 부틸렌글라이콜, 올레핀, 파라핀오일의 혼합 조성을 이루는 것을 특징으로 하는 굴뚝 배기물질 정화장치.

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