KR20010034260A - 촉매 가스 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

공기 또는 가스의 촉매 처리용 장치가 개시된다. 촉매는 패터닝되어 형상화된 밴드상에 위치된다. 상기 밴드는 패키지(1)로 접혀지며, 케이싱(2)에 수용될 때, 패키지(1)의 측면들에 위치한 흡입 및 배출 흐름용 단일 연결부(9,10), 및 패키지 단부들에 가스 반전 체임버들(4,5)을 가진 2 그룹의 평행한 흐름 채널을 형성한다. 가스 반전 체임버는 가열 또는 냉각 수단들을 포함한다. 흡입 및 배출 흐름 사이의 열교환은 열의 효율적 사용 방식을 제공한다.

Description

촉매 가스 처리 장치{CATALYTIC GAS TREATMENT DEVICE}
스웨덴 특허 제 503,172호에서는 가스 흐름의 열교환 및 촉매 처리를 동시에 실행하도록 패키지로 접혀지는, 촉매로 코팅된 패터닝된 밴드를 포함하는 촉매 장치를 개시하고 있다. 상기 방법에서는, 흐름이 여러개의 평행한 부분 흐름들로 분할되어, 다시 하나의 단일 흐름으로 합쳐진다. 이는 패키지 단부들중 하나의 대향하는 패키지 측면들에서 패키지로 가스 흐름을 분출하고 패키지로부터 가스 흐름을 배출시킴에 의해 실행된다. 상기 장치에서는 매니폴드 타입 분리형 가스 분배 장치를 필요로 하지 않고 온도가 적당하다면, 케이싱 또는 봉입부의 단부 벽에 대해 밴드 패키지 단부를 밀봉하는데 어려움이 없다. 이러한 밀봉은 미처리된 가스가 열교환-촉매 유닛을 통과할 때 누설을 방지하도록 필요해진다.
차량 배기 가스를 처리하는 경우와 같이, 흡입 가스의 온도가 높을 때, 상기한 종류의 효과적인 밀봉을 실현하기가 어렵다. 종래의 고무 또는 플라스틱등의 밀봉 재료 또는 밀봉 혼합물은 그러한 고온을 견딜 수 없다. 밴드 패키지의 측면을 따라 시일재로서 세라믹 섬유질 펠트로 된 시트가 사용되며, 이때 상당한 접촉 표면이 존재한다. 한편, 단부벽에서는, 밴드의 얇은 에지들에 대해 시일이 부착되지만, 효과적인 밀봉을 실현하기가 더 어렵게 된다.
본 발명은 첨부된 특허청구의 범위 제 1 항에 기재된 종류의 가스 혼합물 촉매 처리 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 촉매 가스 처리 장치의 사시도이다.
본 발명에 따르면, 상기 밀봉 문제에 대한 해결책으로서, 상기 패키지내에 교호적으로 배치된 채널들이 그 패키지의 측면들에 배치된 입구 또는 출구 및 패키지의 양 단부들에 하나씩 배치된 가스 반전 체임버에 연결되며, 가스가 장치를 통해 흐를때, 흐름의 방향이 밴드 접힘부에 대해 비스듬한 진입 방향으로부터 패키지내의 밴드의 일측을 따라 서로 반대 방향으로 변화되고, 그곳으로부터, 각각의 가스 반전 체임버의 패키지 단부의 외측으로 반전되어, 밴드 접힘부의 에지들을 따라 반대 방향으로 흐르면서 패키지내의 밴드의 대향측으로 변화되며, 그곳으로부터 상기 에지들에 대해 비스듬한 출구의 방향을 향해 변화되면서 흡입 및 배출 흐름 사이에 열교환이 이루어지도록 하고 있다.
본 발명의 일 실시예가 첨부된 도면에 도시되어 있다. 간단 명료화를 위해, 상기 도면에는 케이싱(2)의 최상부가 도시되지 않은 미조립된 상태로 본 발명의 패키지를 나타낸다. 패터닝되어 접혀진 밴드 패키지(1)는 케이싱(2)내에 수용된다. 가스는, 예컨대 밴드 패키지의 일측의 중앙에 도시된 입구 포트(3)를 통해 흡입된다. 가스는 반대 방향으로 향하는 2개의 부분 흐름들로 분할되어 흐르며, 각각 패키지의 양 단부 및 그곳에 배치된 가스 반전 체임버(4,5)를 향하여 흐른다. 가스 반전 체임버에서, 상기 가스는 가열 요소(7,8) 또는 이와 다르게 가스 반전 체임버들로 공급되는 고온 가스 또는 고온 공기에 의해 가열되며, 상기 체임버들로부터 가스는 밴드 패키지의 중앙을 향해 반전되어, 밴드의 대향 측을 따라 흐르며 출구 포트(6)를 통해 배출된다.
가스가 상기 장치를 통과함에 따라, 가스 반전 체임버로 흡입되는 가스와 가스 반전 체임버로부터 배출되는 가스 사이에서 밴드 재료를 통해 회복력 있는 열교환이 이루어진다. 따라서, 밴드 패키지를 구성하는 상기 밴드는 흡입 및 배출 흐름들 사이의 열교환 격벽 및 촉매 캐리어로서의 두가지 작용을 한다. 이 방식으로, 열교환 과정은 흡입 가스의 온도에 관계없이 이루어지며 촉매 처리는 가스 반전 체임버로 상당량의 에너지를 공급하지 않고 고온에서 실행될 수 있다.
가스 흡입 흐름을 2개의 부분 흐름으로 분할함에 의해, 각각의 가스 반전 체임버(4,5)에 대해, 단부벽의 밀봉이 필요하지 않다. 밀봉이 필요한 경우는 패키지(1)의 하부면과 케이싱 하부(도시 안됨) 사이에 배치되는 시일 및 패키지(1)의 상부면과 도면에 포함 안된 케이싱의 최상부 사이에서 요구되는 시일(7)뿐이다. 상당한 정도의 표면 접촉 때문에, 이들 시일들은 세라믹 섬유질 펠트로 구성될 수 있다. 패키지 양 단부들 및 가스 반전 체임버(4,5)에서는 밀봉이 요구되지 않는다. 이 특징에 의해 본 발명의 패키지는 고온에서 상기 장치로 진입하는 가스의 처리에 매우 적합하게 된다. 일부 경우에, 예컨대 촉매 코팅의 손상을 방지하도록, 가스 반전 체임버내의 가스를 가열이 아니라 냉각할 필요가 있다. 상기 냉각은 시원한 공기 또는 가스를 가스 반전 체임버(4,5)로 공급하거나, 또는 이와 다르게 그 체임버에 배치된 냉각 코일 또는 냉각 요소에 의해 이루어진다. 가스 반전 체임버로 향하는 가스 흐름과 출구 포트로 향하는 가스 혼합물 흐름 사이에 열교환이 이루어짐으로써, 밴드 패키지 대부분이 흡입 가스보다 낮은 온도를 갖게 된다.
본 발명의 다른 장점은 밴드 패키지의 주어진 폭과 높이에 대해 상기 장치를 통과하는 가스의 압력 강하가, 전체 가스 흐름이 패키지를 한 방향으로만 통과하도록 된 경우에 비해 작다는 것이다.
상기한 스웨덴 특허 제 503 172호에 기재된 방식에서와 같이, 통상의 환경에 따라, 밴드 양측 또는 그의 일측만을 촉매로 코팅할 수 있는 장점이 있다. 상기 특허에 기재된 방식에서와 같이, 일부 경우에는 다른 촉매로 밴드의 양측을 코팅할 수 있음으로써 유익하다. 또한, 상기 특허에 기재된 방식에서와 같이, 때로 가스 반전 체임버에 가장 가까운 밴드 부분만을 촉매로써 코팅할 수 있으므로 유익하다. 가스 반전 체임버들에 배치되는 가열 및/또는 냉각 장치등의 온도 변경 및 온도 제어 장치의 설계 및 배치는 본 발명의 아이디어로부터 벗어나지 않고 여러 가지 다른 방식으로 변경될 수 있다. 또한, 상기 2개의 체임버내의 장치들은 서로 다른 특성으로 될 수 있다.
본 발명의 밴드 패키지는 가스 혼합물의 촉매 처리 분야에 이용된다.

Claims (11)

  1. a) 캐리어상에 살포되어, 회복력 있는 열교환시에 격벽을 형성하는 촉매,
    b) 금속 또는 세라믹 밴드 형상으로 패터닝되어 구성되며, 아코디언형의 패키지(1)로 접혀지는 격벽, 및
    c) 교호적으로 배치된 채널들을 형성하며 상기 채널들 사이에서 밴드 재료를 통해 열교환이 이루어지고, 밴드의 접힘 및 형상 패턴에 의해 채널의 기하학적 구조가 결정되는 가스 혼합물의 촉매 처리를 위한 장치에 있어서, 상기 패키지(1)내에 교호적으로 배치된 채널들이 그 패키지(1)의 측면들에 배치된 입구 또는 출구(3,6) 및 패키지의 양 단부들에 하나씩 배치된 가스 반전 체임버(4,5)에 연결되며, 가스가 상기 장치를 통해 흐를때, 흐름의 방향이 밴드 접힘부에 대해 비스듬한 진입 방향으로부터 패키지내의 밴드의 일측을 따라 서로 반대 방향으로 변화되고, 그곳으로부터, 각각의 가스 반전 체임버의 패키지 단부의 외측으로 반전되어, 밴드 접힘부의 에지들을 따라 반대 방향으로 흐르면서 패키지내의 밴드의 대향측으로 변화되며, 그곳으로부터 상기 에지들에 대해 비스듬한 출구의 방향을 향해 변화되면서 흡입 및 배출 흐름 사이에 열교환이 이루어짐을 특징으로 하는 가스 혼합물의 촉매 처리용 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가스 반전 체임버들(4,5)중 적어도 하나가 상기 체임버들을 통과하여 흐르는 가스 온도를 제어하며 그 온도에 영향을 주는 수단을 포함하고, 상기 수단이 가열 수단(7,8)임을 특징으로 하는 가스 혼합물의 촉매 처리용 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 가스 반전 체임버들중 적어도 하나에서 상기 가열 수단이 전기 히터임을 특징으로 하는 가스 혼합물의 촉매 처리용 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 가스 또는 액체 연료를 이용하는 버너를 구비한 가열 수단을 포함함을 특징으로 하는 가스 혼합물의 촉매 처리용 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 고온 가스 공급에 의해 상기 가스 반전 체임버들(4,5)중 적어도 하나를 가열함을 특징으로 하는 가스 혼합물의 촉매 처리용 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 차가운 가스의 공급에 의해 상기 가스 반전 체임버들(4,5)중 적어도 하나를 냉각시킴을 특징으로 하는 가스 혼합물의 촉매 처리용 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 당해(當該)의 상기 가스 반전 체임버에 배치된 냉각 요소들을 포함함을 특징으로 하는 가스 혼합물의 촉매 처리용 장치.
  8. 제 1 항 내지 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 밴드는 그의 입구측에서 촉매로 코팅되고 그의 출구측에서도 코팅될 수 있음을 특징으로 하는 가스 혼합물의 촉매 처리용 장치.
  9. 제 1 항 내지 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 밴드는 그의 출구측에서만 촉매로 코팅됨을 특징으로 하는 가스 혼합물의 촉매 처리용 장치.
  10. 제 1 항 내지 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 밴드의 양 측면들이 다른 종류의 촉매로 코팅됨을 특징으로 하는 가스 혼합물의 촉매 처리용 장치.
  11. 제 1 항 내지 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 밴드는 상기 가스 반전 체임버들(4,5)에 가장 가까운 밴드 부분들에서만 촉매로 코팅됨을 특징으로 하는 가스 혼합물의 촉매 처리용 장치.
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