KR102231589B1 - 반전튜브용 배가스 처리장치 - Google Patents

반전튜브용 배가스 처리장치 Download PDF

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KR102231589B1 KR1020200118310A KR20200118310A KR102231589B1 KR 102231589 B1 KR102231589 B1 KR 102231589B1 KR 1020200118310 A KR1020200118310 A KR 1020200118310A KR 20200118310 A KR20200118310 A KR 20200118310A KR 102231589 B1 KR102231589 B1 KR 102231589B1
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Abstract

본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치는, 상측에 가스배출구가 형성되며, 일정 수위의 물이 내부에 저장되는 챔버; 반전튜브 내측의 배가스를 상기 챔버에 저장된 물 속으로 공급하는 가스공급관; 상기 가스배출구로 인출되는 배가스를 상기 챔버 외부로 배출시키는 가스배출관;을 포함하여 구성된다. 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치를 이용하면, 반전튜브를 경화시킨 후 외부로 배출되는 배가스에 포함된 수증기 및 유해성분을 무동력 방식으로 제거할 수 있고, 배가스의 열원을 회수하여 재사용할 수 있어 스팀 발생에 소모되는 에너지를 절감할 수 있는 다는 장점이 있다.

Description

반전튜브용 배가스 처리장치 {Apparatus for treating exhaust gas of inversion tube}
본 발명은 반전튜브 내부로 공급되어 반전튜브를 경화시킨 후 외부로 배출되는 배가스를 처리하기 위한 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 외부의 동력 없이 배가스의 유해성분을 제거할 수 있고 배가스의 열에너지를 회수하여 사용할 수 있도록 구성되는 반전튜브용 배가스 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 상수관, 하수관, 가스관, 통신관 등과 같은 지중 매설된 관로는 구조적인 노후화 및 지하 지반의 침하, 지상에서의 토압 변동, 외부하중에 의한 균열 및 파손 등의 흠결에 의해 빗물이 침수되거나 관 내부의 오폐수가 균열 및 파손된 부분을 통해 지하에 스며들어 토양을 오염시키거나 지반의 침식 등을 일으키므로 보수가 빈번하게 요구된다.
이러한 관로의 보수공법으로 최근에는 관로 주변을 굴착하지 아니하고 관로 내부에 반전튜브를 반전시켜 관로를 보수하는 비굴착 관로 보수장치가 널리 사용되고 있다. 일반적으로 비굴착 관로 보수장치는, 공압을 이용하여 반전튜브를 관로 내벽에 밀착시킨 후, 고온의 스팀을 반전튜브 내로 공급하여 열경화시킴으로써 관로 내벽면에 현장경화관(Cured-In-Place-Pipe, CIPP)을 형성하도록 구성된다.
이때, 반전튜브 내로 공급된 고온의 스팀이 반전튜브를 경화시키는 과정에서는 VOC 등의 유해물질이 포함된 배가스가 발생되는데, 상기 배가스를 대기 중으로 그대로 방출시키는 경우 각종 환경 오염의 문제가 발생된다. 또한, 상기 배가스에는 다량의 수증기가 포함되어 있는데, 수증기가 포함된 배가스를 대기 중으로 방출시키게 되면 고온의 증기가 주변으로 퍼지게 되어 각종 민원이 제기된다는 문제점도 있다.
KR 10-1285353 B1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 반전튜브를 경화시킨 후 외부로 배출되는 배가스에 포함된 수증기 및 유해성분을 제거할 수 있고, 배가스의 열원을 회수하여 스팀 발생에 재사용할 수 있는 반전튜브용 배가스 처리장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치는, 상측에 가스배출구가 형성되며, 일정 수위의 물이 내부에 저장되는 챔버; 반전튜브 내측의 배가스를 상기 챔버에 저장된 물 속으로 공급하는 가스공급관; 상기 가스배출구로 인출되는 배가스를 상기 챔버 외부로 배출시키는 가스배출관;을 포함하여 구성된다.
상기 가스배출관은, 상기 챔버 외부로 배출되는 배가스를 스팀발생차량의 열교환기로 전달하도록 장착된다.
상기 챔버의 내부공간 상부에 설치되어 하향으로 물을 분사하는 분사노즐을 더 포함한다.
상기 챔버의 내부공간 중 물이 저장된 공간과 상기 분사노즐이 설치된 지점 사이를 가로지르도록 장착되는 담체를 더 포함한다.
상기 챔버의 내부공간 중 상기 담체가 설치된 부위 하측에 장착되어, 상기 가스배출관을 통해 배출되는 배가스를 전달 받는 에어리프트와, 상기 에어리프트를 통해 배출되는 배가스 및 수분을 스팀발생차량의 열교환기로 전달하는 반송관을 더 포함한다.
상기 챔버의 내부공간 중 상기 가스배출구 하측을 가로지르도록 장착되는 출구필터가 추가로 구비된다.
상기 출구필터는 부직포로 제작되되, 착탈 가능한 구조로 장착된다.
상기 반전튜브의 바닥에 고인 응축수를 상기 분사노즐로 공급하는 응축수 공급관을 더 포함한다.
상기 챔버에 저장된 물 속에 설치되어, 상기 가스공급관을 통해 제공된 배가스를 작은 크기의 기포로 변환시켜 배출하는 산기부를 더 포함한다.
상기 산기부로 오존을 공급하는 오존공급관을 더 포함한다.
본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치를 이용하면, 반전튜브를 경화시킨 후 외부로 배출되는 배가스에 포함된 수증기 및 유해성분을 무동력 방식으로 제거할 수 있고, 배가스의 열원을 회수하여 재사용할 수 있어 스팀 발생에 소모되는 에너지를 절감할 수 있는 다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치의 사용상태도이다.
도 2는 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치 제2 실시예의 사용상태도이다.
도 4는 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치 제2 실시예의 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치의 사용상태도이고, 도 2는 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치의 단면도이다.
지하에 매립된 관로(1)를 비굴착 방식으로 보수하고자 하는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 관로(1) 내부로 반전튜브(10)를 삽입시킨 후 스팀발생차량(20)에서 발생되는 고온 고압의 스팀을 스팀공급관(22)을 통해 반전튜브(10)로 주입시켜 반전튜브(10)를 경화시킨다.
반전튜브(10)의 경화가 완료된 이후에는 반전튜브(10) 내부에 채워져 있던 스팀을 외부로 배출시켜야 하는데, 상기 스팀은 반전튜브(10)를 경화시키는 동안 반전튜브(10)에 침지되어 있던 수지와 장시간 접촉하게 되는바 입자성 물질 및 휘발성 유기화합물 등과 같은 유해성분이 함유된다. 따라서 반전튜브(10) 내부에 채워져 있던 스팀을 그대로 방출시키면 대기 오염을 유발할 뿐만 아니라, 고온의 스팀이 주변으로 퍼지게 되므로 각종 민원이 발생하는 문제가 있다.
본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치(100)는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 스팀에 포함되어 있던 유해성분과 수증기를 제거하도록 구성된다.
즉, 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치(100)는, 상측에 가스배출구(112)가 형성되며 일정 수위의 물이 내부에 저장되는 챔버(110)와, 반전튜브(10) 내측의 배가스를 상기 챔버(110)에 저장된 물 속으로 공급하는 가스공급관(120)과, 상기 가스배출구(112)로 인출되는 배가스를 상기 챔버(110) 외부로 배출시키는 가스배출관(170)을 포함하여 구성된다.
스팀에 포함되어 있던 스팀은 물을 통과하는 과정에서 액화되고, 입자성물질과 휘발성 유기화합물 역시 물과 접촉하는 동안 물에 흡착되는바, 가스배출구(112)를 통해 배출되는 가스는 스팀과 유해성분이 제거된 상태가 된다. 이때, 반전튜브(10) 내부에 채워져 있던 스팀은 고압 상태이므로, 별도의 동력 없이도 챔버(110) 내측으로 공급된 후 가스배출구(112)를 통해 배출될 수 있다.
상기 언급한 바와 같이 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치(100)는, 별도의 동력 없이 스팀에 포함되어 있던 수증기 및 유해성분을 제거할 수 있으므로, 환경오염 및 민원발생 문제를 효과적으로 해결할 수 있다는 장점이 있다.
또한 상기 챔버(110) 외부로 배출되는 배가스는 외기보다 고온의 상태이므로, 상기 배가스를 스팀발생차량(20)의 열교환기로 전달하면, 스팀을 발생시키는데 소요되는 에너지를 절감할 수 있다는 장점도 있다. 이때, 고온의 열원을 전달하는 열교환기와 외부의 열을 전달 받아 스팀을 발생시키는 스팀발생차량(20)은 종래의 스팀발생장치 등에 다양한 구조로 상용화되어 있는바, 상기 열교환기와 스팀발생차량(20)의 내부구성 및 작동원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 스팀에 포함된 수증기 및 유해성분의 제거 효과는 물과의 접촉시간이 길어질수록 높아지므로, 챔버(110)에 많은 양의 물을 저장해 둠이 바람직하다. 그러나 물과 스팀의 접촉시간을 증가시키기 위해 챔버(110)에 저장된 물의 수위를 과도하게 높이는 경우, 반전튜브(10) 내의 스팀 압력보다 챔버(110)에 저장된 물의 수두압이 커지게 되어 챔버(110) 내의 물이 가스공급관(120)을 타고 반전튜브(10) 내측으로 유입되는 문제가 발생될 수 있다.
따라서 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치(100)는 챔버(110)에 저장된 물의 양을 증가시키지 아니하더라도 스팀이 물에 접촉하는 시간을 증가시킬 수 있도록, 상기 챔버(110)의 내부공간 상부에 하향으로 물을 분사하는 분사노즐(140)이 설치될 수 있다. 따라서 가스공급관(120)을 통해 챔버(110) 내로 유입된 배가스가 챔버(110)의 바닥에 저장된 물을 통과하는 동안 수증기 및 유해성분이 완전하게 제거되지 못하더라도, 분사노즐(140)에서 분사되는 다량의 물방울과 접촉하는 과정에서 남아 있던 수증기 및 유해성분이 추가적으로 제거될 수 있게 된다.
더 나아가 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치(100)는 배가스와 물의 접촉 면적 및 접촉 시간을 더욱 증가시킬 수 있도록, 상기 챔버(110)의 내부공간 중 물이 저장된 공간과 상기 분사노즐(140)이 설치된 지점 사이를 가로지르도록 챔버(110) 내부에 장착되는 담체(130)를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 담체(130)는 표면적을 극대화시킬 수 있도록 작은 크기의 구멍이나 홈이 다수 형성되도록 제작된다.
따라서 상기와 같이 구성되는 담체(130)가 도 2에 도시된 바와 같이 챔버(110)의 중단을 가로지르도록 장착되면, 분사노즐(140)에서 분사된 물이 상기 담체(130)의 표면에 적셔진 상태에서 배가스가 담체(130)를 통과하게 되었을 때, 배가스와 물과의 접촉 면적 및 접촉 시간이 극대화되어 배가스에 포함되어 있던 수증기 및 유해성분이 모두 제거될 수 있다는 장점이 있다.
이때, 상기 담체(130)는 표면적이 극대화되면서 분사노즐(140)에서 분사된 물이 통과하여 아래로 흐를 수 있다면, 어떠한 형상으로도 제작될 수 있다.
분사노즐(140)에서 분사된 물이 담체(130)를 지나 아래로 흐르게 되면, 챔버(110)의 바닥에 저장된 물의 수위가 점차적으로 증가하게 되므로, 챔버(110) 내의 물을 외부로 배출시킬 필요가 있다.
본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치(100)는 챔버(110) 내의 물이 일정 수준 이상 상승하였을 때 자동으로 배출될 수 있도록, 상기 챔버(110)의 내부공간 중 상기 담체(130)가 설치된 부위 하측에 장착되는 에어리프트(160)를 추가로 구비할 수 있다.
상기 에어리프트(160)는 물속에 수직방향으로 삽입되는 관을 구비하여 관속에 채워진 물에 배가스가 불어 넣어졌을 때 관 속의 물이 상승하여 배출되도록 구성되는데, 이와 같은 에어리프트(160)는 종래에 다양한 용도로 활용되고 있는바, 상기 에어리프트(160)의 구성 및 작동원리에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 상기 에어리프트(160)는 가스배출관(170)을 통해 배출되는 배가스의 압력을 이용하여 챔버(110) 내의 물을 챔버(110) 외부로 배출시킬 수 있다면, 어떠한 구조로도 대체될 수 있다.
상기 언급한 바와 같이 챔버(110) 내의 물이 에어리프트(160)에 이르도록 상승된 상태에서(도 2 참조) 가스배출관(170)을 통해 배가스가 상기 에어리프트(160)로 유입되면, 상기 배가스는 에어리프트(160)를 통과하면서 챔버(110) 내의 물을 함께 끌어 올려 에어리프트(160) 외부로 배출되므로, 챔버(110) 내의 수위는 과도하게 높아지지 아니하고 일정 수준을 유지하게 된다. 이때, 상기 에어리프트(160)를 통해 배출되는 배가스 및 물은 반송관(180)을 통해 스팀발생차량(20)의 열교환기로 전달되어 스팀을 발생하는데 필요한 열원으로 재사용된다. 반대로 상기 챔버(110) 내의 수위가 에어리프트(160)에 이르지 못하는 경우에는 챔버(110) 내의 물이 에어리프트(160)를 통해 끌어 올려지지 아니하는바, 상기 반송관(180)으로는 배가스만이 배출된다.
한편, 가스배출구(112)를 통해 배출되어 에어리프트(160)로 유입되는 배가스에 이물질이 포함되어 있으면 상기 에어리프트(160)가 손상될 수 있다. 따라서 상기 챔버(110)의 내부에는, 가스배출구(112) 하측을 가로지르도록 장착되어 가스배출구(112)를 통해 배출되는 배가스를 여과시키는 출구필터(150)가 추가로 구비될 수 있다. 이와 같이 출구필터(150)가 구비되면, 에어리프트(160) 측으로 이물질이 유입되지 못하게 되어 에어리프트(160)의 손상을 방지할 수 있고, 가스배출관(170)이나 반송관(180)의 막힘 현상도 예방할 수 있다는 장점이 있다.
이때 상기 출구필터(150)는 여과 기능을 가지면서 유지비용이 절감될 수 있도록 부직포로 제작되며, 주기적으로 교체할 수 있도록 착탈 가능한 구조로 챔버(110)에 장착됨이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치(100) 제2 실시예의 사용상태도이고, 도 4는 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치(100) 제2 실시예의 단면도이다.
일반적으로 반전튜브(10)의 내부에는 다량의 응축수가 발생하므로 도 3에 도시된 바와 같이 반전튜브(10)의 바닥에 응축수가 고이는 현상이 빈번하게 발생된다. 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치(100)는 외부로부터 물을 공급받지 아니하더라도 분사노즐(140)이 물을 분사할 수 있도록, 상기 반전튜브(10)의 바닥에 고인 응축수를 상기 분사노즐(140)로 공급하는 응축수 공급관(190)을 더 포함할 수 있다.
이때 상기 반전튜브(10)의 내부는 스팀발생차량(20)에서 공급된 스팀에 의해 고압 상태를 유지하는바, 상기 응축수 공급관(190)의 하측 끝단이 응축수가 고여 있는 반전튜브(10)의 바닥에 안착되면 상기 응축수는 별도의 동력 없이 반전튜브(10) 외부로 분출되어 응축수 공급관(190)을 통해 분사노즐(140)로 공급된다.
이와 같이 반전튜브(10) 바닥에 고인 응축수를 분사노즐(140)로 공급할 수 있도록 구성되면, 외부로부터 물 공급이 어려운 지역에서도 배가스에 포함된 수증기 및 유해성분 제거가 가능해지므로, 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치(100)의 활용성이 현저히 향상된다는 장점이 있다.
한편, 반전튜브(10) 내부의 배가스는 배가스 처리장치(100)의 내부공간 중 물이 저당된 공간을 통과하면서 배가스에 포함된 유해성분이 물과 접촉하는 과정에서 흡수 및 흡착에 의해 제거될 수 있게 된다. 이때, 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치(100)는 가스공급관(120)을 통해 공급되는 배가스를 작은 크기의 기포로 변환하여 배출하는 산기부(122)를 구비할 수 있다. 이와 같이 배가스가 산기부(122)를 통해 배출되면, 배가스의 기포 크기가 매우 작아져 물과의 접촉면적이 증가하게 되는바, 유해성분의 흡수 및 흡착효율이 높아지는 효과를 얻을 수 있게 된다.
더 나아가 본 발명에 의한 반전튜브용 배가스 처리장치(100)는, 챔버(110) 내부의 오염을 더욱 효과적으로 방지할 수 있도록, 오존을 기포형태로 주입 및 분사하는 구조로 구성될 수도 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 산기부(122)로 오존을 공급하는 오존공급관(124)이 추가로 설치될 수 있다. 상기 오존공급관(124)을 통해 공급된 오존은 산기부(122)를 통해 작은 크기의 기포로 배출되어 물과 접촉하게 되므로, 물 속에 존재하는 유해물질이 산화되고 물 속에 존재하는 세균이 살균되는바, 챔버(110) 내부가 더욱 깨끗하게 유지될 수 있다는 장점이 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
1 : 관로 10 : 반전튜브
20 : 스팀발생차량 22 : 스팀공급관
100 : 배가스 처리장치 110 : 챔버
112 : 가스배출구 120 : 가스공급관
122 : 산기부 130 : 담체
140 : 분사노즐 150 : 출구필터
160 : 에어리프트 170 : 가스배출관
180 : 반송관 190 : 응축수 공급관

Claims (10)

  1. 지하에 매립된 관로 보수를 위한 반전튜브 내부로 고온의 스팀을 공급하였을 때 상기 반전튜브를 경화시킨 후 외부로 배출되는 배가스를 처리하기 위한 장치로서,
    상측에 가스배출구가 형성되며, 일정 수위의 물이 내부에 저장되는 챔버;
    상기 반전튜브 내측의 배가스를 상기 챔버에 저장된 물 속으로 공급하는 가스공급관;
    상기 가스배출구를 통해 상기 챔버 외부로 배출되는 배가스를 스팀발생차량의 열교환기로 전달하는 가스배출관;
    상기 챔버의 내부공간 상부에 설치되어 하향으로 물을 분사하는 분사노즐;
    상기 챔버의 내부공간 중 물이 저장된 공간과 상기 분사노즐이 설치된 지점 사이를 가로지르도록 장착되는 담체;
    상기 챔버의 내부공간 중 상기 담체가 설치된 부위 하측에 장착되며, 상기 챔버 내의 물이 일정 수준 이상 상승하였을 때 상기 가스배출관을 통해 배출되는 배가스를 전달 받아 챔버 내의 물을 자동으로 배출시키는 에어리프트;
    상기 에어리프트를 통해 배출되는 배가스 및 수분을 스팀발생차량의 열교환기로 전달하는 반송관;
    상기 챔버의 내부공간 중 상기 가스배출구 하측을 가로지르도록 장착되는 출구필터;
    상기 반전튜브의 바닥에 고인 응축수를 상기 분사노즐로 공급하는 응축수 공급관;
    상기 챔버에 저장된 물 속에 설치되어, 상기 가스공급관을 통해 제공된 배가스를 작은 크기의 기포로 변환시켜 배출하는 산기부;
    상기 산기부로 오존을 공급하는 오존공급관;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반전튜브용 배가스 처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 출구필터는 부직포로 제작되되, 착탈 가능한 구조로 장착되는 것을 특징으로 하는 반전튜브용 배가스 처리장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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CN114632412A (zh) * 2022-04-25 2022-06-17 南通久奇环保节能工程有限公司 一种节能环保型的化工废气喷淋设备

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