KR102241119B1

KR102241119B1 - 유해가스 응축 회수장치 및 회수방법

Info

Publication number: KR102241119B1
Application number: KR1020190097793A
Authority: KR
Inventors: 문승현; 김승곤
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2019-08-09
Publication date: 2021-04-19
Also published as: KR20210017902A

Abstract

본 발명은 유해가스 응축 회수장치 및 회수방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐쇄된 본체; 본체 일측에 구비되며, 내부로 냉매공급수단에 의해 냉매 유입되어 상기 본체 내부를 냉각시키는 열교환기; 상기 본체 일측에 관통되는 유해가스유입관과, 상기 유해가스유입관과 연결되며 상기 본체 내부에 위치되어 내부에 유해가스가 유동되며 냉각, 응축되는 열교환관; 상기 열교환관에서 응축된 액체가 회수되는 회수탱크; 상기 본체 내에 구비되어 응축된 액체가 유입되는 액상챔버; 상기 액상챔버와 상기 열교환관 끝단 사이를 연결하는 배출관; 및 상기 액상챔버와 상기 회수탱크 사이에 연결되는 회수관;을 포함하고, 상기 액상챔버 내부에, 응축된 액체와, 불응축가스가 지그재그로 유동되도록 복수로 구비되는 타공격벽을 구비하여, 상기 액상챔버에서 상기 불응축가스 내의 미세화된 액적이 조대화되어 응축된 액체로 회수되는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수장치에 관한 것이다.

Description

유해가스 응축 회수장치 및 회수방법{Apparatus and method for condensing Toxic Gas}

본 발명은 유해가스 응축 회수장치 및 회수방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 유해가스를 회수하기 위한 응축공정에서 미세액적을 조대화시켜 회수하여 미세 액적의 배출을 방지할 수 있는 유해가스 응축 회수장치 및 회수방법에 대한 것이다.

발포 공정은 경량화, 단열성 부여, 완충성 부여, 휨 방지 등을 목적으로 수행되며, 발포 성형이라고도 한다. 수지로는 발포스티렌, 폴리우레탄, 폴리 올레핀 등이 많이 이용되고 있고, 저발포 제품(1-3 배 배율), 고발포 제품(40-50배 배율)이 있다.

발포 공정은 고분자 수지와 다종의 화합물이 혼합된 발포제가 압출기(extruder)에 주입되어 고온, 고압 상태를 거치면서 혼합 및 용융이 진행된다.

고분자 수지가 충분히 용융되고 발포제와 완전히 혼합되는 과정을 거친 후 압출기에서 토출되어 수지와 발포제의 혼합물은 상부 및 하부에 설치된 금속판에 의하여 두께와 너비가 결정되는 과정을 거치면서 성형과정이 진행되게 된다.

이때, 토출 과정에서 압출기의 토출부에 형성된 상부판 및 하부판 사이의 간격이 유지되는 측면으로 다량의 발포제가 가스 형태로 배출되는데, 현재 사용되고 있는 발포제의 대부분은 불화가스(클로로플루오로카본(CFC), 하이드로클로로플루오로카본(HCFC), 하이드로플루오로카본(HFC) 등) 계열이므로 오존층 파괴물질로서 지구 온난화를 가속시킬 수 있는 물질이 대기 중으로 배출되게 된다. 따라서, 발포 공정 시 발생하는 발포 가스를 회수하는 공정이 필수적이다.

일반적으로 냉매를 사용하는 전자제품, 자동차 에어콘, 냉동장치 등에서 배출되는 폐 냉매는 단일 냉매와 약간의 윤활유가 혼합된 경우가 대부분이며 동일한 성분의 냉매가 기상과 액상으로 공존하는 상황이다.

따라서, 기존의 회수 장치를 통하여 포집되는 냉매에는 공기의 혼입이 적고 냉매의 액상과 기상이 공존하는 낮은 온도로 발생되고 있다.

그러나, 발포 공정의 압출기(extruder) 토출부에서 발생하는 발포가스(다 종의 불화가스와 공기의 혼합물)는 온도가 높고 다 종의 불화가스가 혼합되어 있으며 수분과 불응축 가스인 공기 등이 혼합된 상태이다.

또한, 기존의 불화가스 등과 같은 유해가스를 포집, 응축하여 회수하기 위한 시스템에서, 응축하는 과정 중 미세화된 액적은 회수되지 못하고 불응축가스와 함께 외부로 배출되게 되는 문제점이 존재한다.

이에, 본 발명자들은(는) 유해가스를 응축하는 과정에서 미세 액적을 조대화시켜 불응축가스와 함께 배출되지 않고 회수시킬 수 있는 개선된 유해가스 응축장치를 개발하게 되었다.

대한민국 등록특허 제0839276호 대한민국 등록특허 제1853292호 대한민국 등록특허 제0471923호

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 유해가스를 응축하여 회수하는 공정에서 열교환기와, 본체 내부로 액화냉매를 분사시키는 냉매분사부를 통해 효율적으로 냉각시킬 수 있으며, 격벽이 구비된 액상챔버와, 기상챔버 내의 세라믹볼을 통해 체류시간을 증대시켜 미립화된 액적을 조대화시켜 회수하게 됨으로써, 미세 액적이 불응축가스와 함께 배출되는 현상을 방지할 수 있는 유해가스 응축 회수장치 및 회수방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1목적은, 유해가스를 응축시켜 회수하기 위한 장치에 있어서, 폐쇄된 본체; 본체 일측에 구비되며, 내부로 냉매공급수단에 의해 냉매 유입되어 상기 본체 내부를 냉각시키는 열교환기; 상기 본체 일측에 관통되는 유해가스유입관과, 상기 유해가스유입관과 연결되며 상기 본체 내부에 위치되어 내부에 유해가스가 유동되며 냉각, 응축되는 열교환관; 및 상기 열교환관에서 응축된 액체가 회수되는 회수탱크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수장치로서 달성될 수 있다.

그리고 상기 본체 내에 구비되어 상기 응축된 액체가 유입되는 액상챔버; 상기 액상챔버와 상기 열교환관 끝단 사이를 연결하는 배출관; 및 상기 액상챔버와 상기 회수탱크 사이에 연결되는 회수관;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 액상챔버 내부에는, 상기 응축된 액체와 불응축가스가 지그재그로 유동되도록 복수로 구비되는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 격벽은 타공판으로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 액상챔버에서 상기 불응축가스 내의 미세화된 액적이 조대화되어 응축된 액체로 회수되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 액상챔버의 불응축가스가 유입되어, 상기 불응축가스 내의 미세화된 액적을 조대화시키는 기상챔버; 및 상기 기상챔버와 상기 액상챔버 사이를 연결하는 연결관;을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 기상챔버 내에는 세라믹볼이 충진되어 지며, 상기 기상챔버 일측에는 미세액적이 제거된 불응축가스가 배출되는 불응축가스배출관이 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 불응축가스배출관 일측에 구비되는 흡입펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 액상챔버 내의 액체 수위를 측정하는 수위센서; 상기 회수관 일측에 구비되는 토출밸브; 및 상기 수위센서에서 측정된 값이 설정된 값을 초과하면 상기 토출밸브를 개방하여 상기 액체를 상기 회수탱크 내로 유입시키도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 본체 내면 일측에 구비되어 본체 내부로 냉매를 분사하여 상기 본체를 냉각시키는 냉매분사부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 본체 내의 온도를 측정하는 온도센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는 온도센서에서 측정된 온도값을 기반으로, 상기 냉매공급수단과, 상기 냉매분사부를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 유해가스는 불화가스인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제2목적은 본체 일측에 구비된 열교환기 내부로 냉매공급수단에 의해 냉매를 유입하여, 상기 본체 내부를 냉각시키는 제1단계; 본체 일측에 관통되는 유해가스유입관을 통해 유해가스가 유입되고, 상기 유해가스가 상기 본체 내부에 위치된 열교환관 내부를 유동하며 냉각, 응축되는 제2단계; 상기 열교환관 내에서 응축된 액체와, 불응축가스가 본체 내부에 구비된 액상챔버 내로 유입되는 제3단계; 미세화된 액적이 상기 액상챔버 내에서 조대화되어 상기 응축된 액체와 함께 회수되는 제4단계; 상기 액상챔버 내의 응축된 액체가 회수관을 통해 회수탱크에 저장되는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수방법으로서 달성될 수 있다.

그리고 제4단계에서, 상기 액상챔버 내부에 구비된 다수의 타공격벽에 의해, 응축된 액체와 불응축가스가 지그재그로 유동되면서 상기 불응축가스 내의 미세화된 액적이 조대화되어 응축된 액체로 회수되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 제4단계 후에, 연결관을 통해 상기 액상챔버의 불응축가스가, 내부에 다수의 세라믹볼이 충진된 기상챔버 내로 유입되어, 상기 불응축가스 내의 미세화된 액적이 조대화되어 응축된 액체로 회수되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 기상챔버 일측에 연결되는 불응축가스배출관에 구비된 흡입펌프의 구동으로, 미세액적이 제거된 불응축가스가 불응축가스배출관을 통해 배출되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 수위센서가 상기 액상챔버 내의 액체 수위를 측정하는 단계; 및 제어부가 수위센서에서 측정된 값이 설정된 값을 초과하면 회수관에 구비된 토출밸브를 개방하여 상기 액체를 상기 회수탱크 내로 유입시키도록 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 본체 내면 일측에 구비된 냉매분사부에 의해, 본체 내부로 냉매를 분사하여 상기 본체 내부를 냉각시키고, 온도센서가 본체 내의 온도를 측정하는 단계; 및 상기 제어부가 온도센서에서 측정된 온도값을 기반으로, 상기 냉매공급수단과, 상기 냉매분사부를 제어하여 상기 본체 내의 온도를 조절하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 유해가스 응축 회수장치 및 회수방법에 따르면, 유해가스를 응축하여 회수하는 공정에서 열교환기와, 본체 내부로 액화냉매를 분사시키는 냉매분사부를 통해 효율적으로 냉각시킬 수 있으며, 격벽이 구비된 액상챔버와, 기상챔버 내의 세라믹볼을 통해 체류시간을 증대시켜 미립화된 액적을 조대화시켜 회수하게 됨으로써, 미세 액적이 불응축가스와 함께 배출되는 현상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 응축 회수장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉매분사부와, 열교환기를 갖는 본체의 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 다수의 타공격벽을 갖는 액상챔버를 갖는 유해가스 응축 회수장치의 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 다수의 타공격벽을 갖는 액상챔버와, 다수의 세라믹볼이 충진된 기상챔버를 갖는 유해가스 응축 회수장치의 구성도,
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환관 형태를 갖는 냉매챔버 열교환기의 사시도,
도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환관 형태를 갖는 냉매챔버 열교환기의 정면도,
도 5c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환관 형태를 갖는 냉매챔버 열교환기의 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 응축 회수방법의 흐름도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 응축 회수장치(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 응축 회수장치(100)의 구성도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 응축 회수장치(100)는 전체적으로 폐쇄된 본체(10)와, 열교환기(20), 열교환관(30), 액상챔버(40), 회수탱크(60) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본체(10)는 폐쇄된 형태로 구성된다. 본체(10) 상부에 구비되는 상부프레임(1)과 하단에 구비되는 하부프레임(2)을 통해 본체(10)는 완전히 폐쇄되도록 구성된다. 그리고 이러한 본체(10) 외면은 단열제가 포함되어 구성된다 .

본 발명의 실시예에 따른 유해가스는 불화가스로 구성될 수 있다. 불화가스는 구체적으로 탄소(C), 불소(F), 염소(Cl), 수소(H) 원자들로 구성되는 다양한 분자들일 수 있다. 또한 일례로, 클로로플루오로카본(CFCs), 하이드로클로로플루오로카본(HCFCs) 및 하이드로플루오로카본(HFCs) 등일 수 있다. 또한, 이러한 불화가스는 발포 공정에서 발생되는 가스일 수 있으며, 발포 공정에서 사용되는 대표적인 가스로는 R-22, R-142b, R-141b, R134a 등(여기서, R은 냉매를 표시함)이 있다. 이와 더불어 발포 공정은 대기 중에서 수행되기 때문에 상기 불화 가스는 수분 및 불응축 가스인 공기를 포함하고 있다.

그리고 본체(10) 외면에는 적어도 하나의 열교환기(20)가 구비된다. 냉애유입단(21)을 통해 열교환기(20) 내부로 냉매공급수단(3)에 의해 냉매 유입되어 상기 본체(10) 내부를 냉각시킨 후, 냉매배출단(22)을 통해 배출된다. 이러한 액상냉매가 열교환기(20)로 유입되어 유동되면서 기화되면서 본체(10) 내부를 냉각시키고 기화되어 배출되게 된다.

온도센서(81)를 통해 본체(10) 내부의 온도를 실시간으로 측정할 수 있으며, 제어부(80)는 냉매공급수단(3)을 제어하여 냉매의 온도, 유량을 조절하여 본체(10) 내부의 온도가 설정된 범위가 되도록 제어하게 된다.

그리고 유해가스는 본체(10) 일측에 관통되는 유해가스유입관(31)을 통해 유입되며, 유해가스유입관(31)과 연결된 지그재그형태의 열교환관(30) 내를 유해가스가 유동하면서 냉각, 응축되게 된다.

열교환관(30)에서 냉각 응축된 액체와, 불응축가스는 상기 본체(10) 내에 구비된 액상챔버(40) 내로 배출관(32)을 통해 유입되고, 액상챔버(40)와 회수탱크(60) 사이에 연결되는 회수관(61)을 통해 응축된 액체가 회수되게 된다

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉매분사부(11)와, 열교환기(20)를 갖는 본체(10)의 사시도를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(10) 외면 적어도 어느 하나에 열교환기(20)가 설치되며, 또한 본체(10) 외면에 다수의 냉매 분사부(11)가 구비될 수 있음을 알 수 있다.

즉, 본체(10) 내면 일측에 복수의 냉매분사부(11)가 구비되어 본체(10) 내부로 액상 냉매가 분사되어 기화되면서 본체(10) 내부를 냉각시키게 된다.

따라서 제어부(80)는 온도센서(81)에서 측정된 온도값을 기반으로, 냉매공급수단(3)과, 냉매분사부(11)를 제어하여 본체(10) 내부의 온도를 조절하게 된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 다수의 타공격벽(41)을 갖는 액상챔버(40)를 갖는 유해가스 응축 회수장치(100)의 구성도를 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 액상챔버(40) 내부에, 응축된 액체와, 불응축가스가 지그재그로 유동되도록 복수로 구비되는 격벽(41)이 설치되어 있음을 알 수 있다. 이러한 격벽(41)은 타공판으로 구성된다.

그리고 액상챔버(40)에서 불응축가스가 지그재그로 유동되며 체류시간을 증가시키게 됨으로써, 불응축가스와 함께 유동되는 미세화된 액적이 조대화되어 응축된 액체로 회수되게 된다.

또한, 수위센서(42)는 액상챔버(40) 내의 액체 수위를 측정하도록 구성된다. 그리고 액상챔부와 회수탱크(60) 사이에 연결된 회수관(61) 일측에 토출밸브(62)가 설치된다.

따라서 제어부(80)는 수위센서(42)에서 측정된 값이 설정된 값을 초과하면 토출밸브(62)를 개방하여 액체를 회수탱크(60) 내로 유입시키도록 제어하게 된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 다수의 타공격벽(41)을 갖는 액상챔버(40)와, 다수의 세라믹볼(51)이 충진된 기상챔버(50)를 갖는 유해가스 응축 회수장치(100)의 구성도를 도시한 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 액상챔버(40)를 더 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. 기상챔버(50)와 액상챔버(40) 사이를 연결하는 연결관(43)을 통해 액상챔버(40)의 불응축가스가 기상챔버(50)로 유입되어, 불응축가스 내의 미세화된 액적을 조대화시키게 된다.

이러한 기상챔버(50) 내에는 세라믹볼(51)이 충진되어 지며, 세라믹볼(51)로 충징된 기상챔버(50) 내부를 유동하는 불응축가스는, 불응축가스와 함께 기상챔버(50)로 유입된 미세액적이 조대화되면서 응축된 액체로 회수되게 된다.

그리고 미세액적이 회수된 불응축가스는 불응축가스배출관(70)을 통해 가 배출되게 된다. 또한, 불응축가스배출관(70) 일측에 흡입펌프(71)가 구비되어 불응축가스를 배출시킬 동력을 제공하게 된다. 제어부(80)는 이러한 흡입펌프(71)를 제어하여 불응축가스의 토출유량 및 기상챔버(50), 액상챔버(40) 내의 유동속도를 조절할 수 있다.

도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환관 형태를 갖는 냉매챔버 열교환기의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환관 형태를 갖는 냉매챔버 열교환기의 정면도를 도시한 것이며, 도 5c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환관 형태를 갖는 냉매챔버 열교환기의 단면도를 도시한 것이다.

도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 또 다른 실시예에 열교환관은 복수의 독립된 수직관 형태를 가질 수 있음을 알 수 있다. 따라서 열교환기(20)에 의해 유해가스가 냉각되면서 열교환관 내부를 유동하는 유해가스가 응축되면서 응축된 액체가 열교환관 내부에 잔존하지 않도록 구성될 수 있다. 이러한 냉매챔버 열교환기는 다수의 수직관 형태의 열교환관(30)을 갖고 유해가스 유입관(31)이 연결되며 하부에 다수의 수직관 형태의 열교환관(30)이 연결되는 상부헤더(33)와, 수직관 형태의 열교환관(30)하부 끝단 각각이 상부면에 연결되며 일측에 배출관(32)이 구비되는 하부헤더(34)를 포함하여 구성될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 응축 회수방법에 대해 설명하도록 한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 응축 회수방법의 흐름도를 도시한 것이다. 그리고 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제어부(80)의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다.

먼저, 본체(10) 외면 일측에 구비된 열교환기(20) 내부로 냉매공급수단(3)에 의해 냉매가 유입되어, 본체(10) 내부를 냉각시키게 된다(S1). 이때, 동시에 본체(10) 내면 일측에 복수로 구비된 냉매분사부(11)에 의해, 본체(10) 내부로 냉매를 분사하여 본체(10)를 냉각시킬 수 있다.

그리고 온도센서(81)는 본체(10) 내의 온도를 실시간으로 측정하게 되며, 제어부(80)는 온도센서(81)에서 측정된 온도값을 기반으로, 냉매공급수단(3)과, 냉매분사부(11)를 제어하여 본체(10) 내의 온도를 조절하도록 한다.

그리고 본체(10) 일측에 연결되는 유해가스유입관(31)을 통해 유해가스가 유입되고(S2), 유해가스가 본체(10) 내부에 위치된 열교환관(30) 내부를 유동하며 냉각, 응축되게 된다(S3)

그리고 열교환관(30) 내에서 응축된 액체와, 불응축가스가 본체(10) 내부에 구비된 액상챔버(40) 내로 유입되게 된다(S4). 이때 미세화된 액적이 액상챔버(40) 내에서 조대화되어 응축된 액체와 함께 회수되게 된다(S5).

즉, 액상챔버(40) 내부에 구비된 다수의 타공격벽(41)에 의해, 응축된 액체와, 불응축가스가 지그재그로 유동되면서 불응축가스 내의 미세화된 액적이 조대화되어 응축된 액체로 회수되게 된다.

그리고 연결관(43)을 통해 액상챔버(40)의 불응축가스가 내부에 다수의 세라믹볼(51)이 충진된 기상챔버(50) 내로 유입되어(S6), 불응축가스가 세라믹볼(51)이 충진된 기상챔버(50) 내를 유동하면서, 불응축가스 내의 미세화된 액적이 조대화되어 응축된 액체로 회수되게 된다(S7).

그리고 기상챔버(50) 일측에 구비되는 불응축가스배출관(70)에 구비된 흡입펌프(71)의 구동으로, 미세액적이 제거된 불응축가스가 불응축가스배출관(70)을 통해 배출되게 된다(S8).

그리고 액상챔버(40) 내의 응축된 액체는 회수관(61)을 통해 회수탱크(60)에 저장되게 된다. 이때 수위센서(42)는 액상챔버(40) 내의 액체 수위를 측정하고, 제어부(80)는 수위센서(42)에서 측정된 값이 설정된 값을 초과하면 회수관(61)에 구비된 토출밸브(62)를 개방하여 액체를 회수탱크(60) 내로 유입시키도록 제어한다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:상부프레임
2:하부프레임
3:냉매공급수단
10:본체
11:냉매분사부
20:열교환기
21:냉매유입단
22:냉매배출단
30:열교환관
31:유해가스유입관
32:배출관
40:액상챔버
41:격벽
42:수위센서
43:연결관
50:기상챔버
51:세라믹볼
60:회수탱크
61:회수관
62:토출밸브
70:불응축가스배출관
71:흡입펌프
80:제어부
81:온도센서
100:유해가스 응축 회수장치

Claims

유해가스를 응축시켜 회수하기 위한 장치에 있어서,
폐쇄된 본체;
본체 일측에 구비되며, 내부로 냉매공급수단에 의해 냉매 유입되어 상기 본체 내부를 냉각시키는 열교환기;
상기 본체 일측에 관통되는 유해가스유입관과, 상기 유해가스유입관과 연결되며 상기 본체 내부에 위치되어 내부에 유해가스가 유동되며 냉각, 응축되는 열교환관;
상기 열교환관에서 응축된 액체가 회수되는 회수탱크;
상기 본체 내에 구비되어 상기 응축된 액체가 유입되는 액상챔버; 상기 액상챔버와 상기 열교환관 끝단 사이를 연결하는 배출관; 및 상기 액상챔버와 상기 회수탱크 사이에 연결되는 회수관; 상기 액상챔버의 불응축가스가 유입되어, 상기 불응축가스 내의 미세화된 액적을 조대화시키는 기상챔버; 및 상기 기상챔버와 상기 액상챔버 사이를 연결하는 연결관;을 포함하고,
상기 액상챔버에서 상기 불응축가스 내의 미세화된 액적이 조대화되어 응축된 액체로 회수되는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 액상챔버 내부에는,
상기 응축된 액체와 불응축가스가 지그재그로 유동되도록 복수로 구비되는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수장치.
제 3항에 있어서,
상기 격벽은 타공판 또는 세로방향의 줄눈이 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수장치.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
상기 기상챔버 내에는 세라믹볼이 충진되어 지며,
상기 기상챔버 일측에는 미세액적이 제거된 불응축가스가 배출되는 불응축가스배출관이 구비되는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수장치.
제 7항에 있어서,
상기 불응축가스배출관 일측에 구비되는 흡입펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수장치.
제 8항에 있어서,
상기 액상챔버 내의 액체 수위를 측정하는 수위센서;
상기 회수관 일측에 구비되는 토출밸브; 및
상기 수위센서에서 측정된 값이 설정된 값을 초과하면 상기 토출밸브를 개방하여 상기 액체를 상기 회수탱크 내로 유입시키도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수장치.
제 9항에 있어서,
상기 본체 내면 일측에 구비되어 본체 내부로 냉매를 분사하여 상기 본체를 냉각시키는 냉매분사부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수장치.
제 10항에 있어서,
상기 본체 내의 온도를 측정하는 온도센서;를 더 포함하고,
상기 제어부는 온도센서에서 측정된 온도값을 기반으로, 상기 냉매공급수단과, 상기 냉매분사부를 제어하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수장치.
제 1항에 있어서,
상기 유해가스는 불화가스인 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수장치.
본체 일측에 구비된 열교환기 내부로 냉매공급수단에 의해 냉매를 유입하여, 상기 본체 내부를 냉각시키는 제1단계;
본체 일측에 관통되는 유해가스유입관을 통해 유해가스가 유입되고, 상기 유해가스가 상기 본체 내부에 위치된 열교환관 내부를 유동하며 냉각, 응축되는 제2단계;
상기 열교환관 내에서 응축된 액체와, 불응축가스가 본체 내부에 구비된 액상챔버 내로 유입되는 제3단계;
미세화된 액적이 상기 액상챔버 내에서 조대화되어 상기 응축된 액체와 함께 회수되는 제4단계;
상기 액상챔버 내의 응축된 액체가 회수관을 통해 회수탱크에 저장되는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수방법.
◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 13항에 있어서,
상기 제4단계에서,
상기 액상챔버 내부에 구비된 다수의 타공격벽에 의해, 응축된 액체와 불응축가스가 지그재그로 유동되면서 상기 불응축가스 내의 미세화된 액적이 조대화되어 응축된 액체로 회수되는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수방법.
◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 14항에 있어서,
상기 제4단계 후에,
연결관을 통해 상기 액상챔버의 불응축가스가, 내부에 다수의 세라믹볼이 충진된 기상챔버 내로 유입되어, 상기 불응축가스 내의 미세화된 액적이 조대화되어 응축된 액체로 회수되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수방법.
◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 15항에 있어서,
상기 기상챔버 일측에 연결되는 불응축가스배출관에 구비된 흡입펌프의 구동으로, 미세액적이 제거된 불응축가스가 불응축가스배출관을 통해 배출되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수방법.
◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 16항에 있어서,
수위센서가 상기 액상챔버 내의 액체 수위를 측정하는 단계; 및
제어부가 수위센서에서 측정된 값이 설정된 값을 초과하면 회수관에 구비된 토출밸브를 개방하여 상기 액체를 상기 회수탱크 내로 유입시키도록 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수방법.
◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 17항에 있어서,
상기 본체 내면 일측에 구비된 냉매분사부에 의해, 본체 내부로 냉매를 분사하여 상기 본체 내부를 냉각시키고,
온도센서가 상기 본체 내의 온도를 측정하는 단계; 및
상기 제어부가 온도센서에서 측정된 온도값을 기반으로, 상기 냉매공급수단과, 상기 냉매분사부를 제어하여 상기 본체 내의 온도를 조절하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축 회수방법.