KR20070063964A - 열매체통으로 보온되고 전열선이 설치된 촉매장치와 배기열이용 방법과 그 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러의 연돌에 부착되어 연돌을 통하여 외부로 배출되는 배기체에 함유된 공해물질을 정화시키는 정화장치로서 열매체통으로 보온되고 전열선이 설치된 촉매장치에 관한 것이다.

촉매장치는 촉매가 설치되는 통으로 금속 또는 합성수지로 이루어진 외피와 외피 내부는 단열재로 이루어지고 단열재 내부는 이중으로 이루어진 통이 설치되어 있고, 상기 이중으로 이루언진 통안에 촉매가 설치되어 있고, 상기 이중통에는 열매체가 충진되어 있으며, 상기 열매체가 주입된 이중통에 전기 히터선이 설치된 촉매통의 제공을 목적으로 하며, 상기 촉매통의 후단에 공기예열기가 설치되고, 공기예열기 후단에 물과 배기열의 열교환기가 설치되고, 상기 열교환기의 온수배출관과 물 주입관으로 연결되어 수통이 설치되고, 또는 상기 촉매통 후단에 열교환기가 부착되고, 열교환기에 연돌이 연결되어 있고, 보일러 일측부에 열매체통이 설치되고 살기 열교환기와 상기 열매체통은 열매체 인입관과 배출관으로 서로 연결되어 있으며 상기 열매체통안에는 물 가열을 위한 물 순환관과 공기가열을 위한 공기관을 설치하여 보일러 배기열의 열을 이용하여 보일러 열효율을 높이는 방법과 그 설비에 관한 기술을 제공하는 목적을 갖는다.

본 발명은 보일러 배기체에 함유된 공해물질을 무공해물질로 전환시키기 위하여 설치되는 촉매의 활성온도를 유지시키는 효과와 배기열을 이용하여 직수와 공기를 가열하여 사용함으로 연료를 절약하는 효과가 있다.

이중관형 열매체통. 열매체. 촉매. 저장수통. 온수 열교환기.

Description

열매체통으로 보온되고 전열선이 설치된 촉매장치와 배기열 이용 방법과 그 설비 { Heat insulation eqipment of catalyst. }

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 열매체통으로 보온되고 전열선이 설치된 촉매장치의 단면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 열매체통 내부에 전열선이 설치된 세라믹판이 설치되어 이루어진 촉매장치도.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 판형 열매체통이 촉매와 촉매 사이에 설치되어 이루어진 촉매 장치도.

도 4는 본 발명의 실시예에 열매체통으로 보온된 촉매장치가 이중으로 설치되어 있는 촉매장치통.

도 5은 본 발명의 실시예에 의한 보일러의 배기열 이용방법과 배기열 흡수설비의 설치도.

*도면의 각 부호에 대한 간단한 설명*

1: 촉매통 외피. 2: 단열재. 3: 열매체통. 4: 세라믹통.

5: 전열선. 6: 촉매.

본 발명은 보일러의 연돌에 부착되어 연돌을 통하여 외부로 배출되는 배기체에 함유된 공해물질을 정화시키는 정화장치로서 열매체통과 세라믹통으로 보온되고 상기 열매체통 또는 세라믹관에 전열선이 설치된 촉매장치에 관한 것과, 보일러 배기열의 열을 이용하여 보일러 열효율을 높이기 위하여 설치되는 설비와 상기 설비의 설치방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 보일러, 내연기관등의 배기에 함유되어 대기로 배출되는 일산화탄소 등 각종 공해물질을 정화시키기 위하여 연료의 연소 초기에 다량배출되는 공해물질을 무공해물질로 전환시키기에 적당한 촉매의 활성온도를 유지시키기 위함이며, 또 하나의 목적으로 보일러의 연도를 통과하여 대기로 배출되는 높은 배기열과 촉매를 통과하며 일산화탄소의 산화열로 온도가 증가된 배기열을 열교환기에서 매체와 열교환시켜 배기열의 온도를 낮추어 배출시키는 방법과 그 설비를 제공함을 목적으로 한다.

종래에 제공된 촉매통과 촉매의 장치는 외형을 이루는 금속으로 이루어진 외피와 함체 내부에 단열재를 설치하고, 그 단열재 안측에 촉매를 충진한 구조로 되어 있다. 상기 촉매장치는 단열재에 의하여 외부의 공기로 촉매의 열을 냉각시키는 작용을 완만하게 제어 할 수는 있다.

그러나 연료 연소의 재연소 되는 시간이 길어지게 되면 촉매의 셀 간층 온도는 저온화되어 촉매의 활성온도를 잃어 연료가 재연소 되는 연료 연소 초기에 다량의 공해물질이 배출되는 단점이 있다.

또한 보일러의 연료 연소열이 물가열장치에 흡수되는 효율은 평균70% 이내로 고온의 열이 연돌을 통하여 외부로 배출된다. 보일러 연돌에 기존에 제공된 기술로는 연돌을 이중관으로 하여 내관으로 배기체를 배출하고 외관으로 배기열을 흡수하는 열흡수장치를 하였으나 약간의 열을 흡수하게 된다. 또한 연소열 배기로에 촉매를 장치하여 공해물질을 정화 시키기 위하여 촉매를 장치하게 된다. 이때 촉매를 통과하는 배기에 함유된 일산화 탄소는 산화되어 열이 발생되어 배기열의 온도가 상승된다. 일반적인 가정용 보일러에 있어 공해배출방지 장치와 상기 배기열을 흡수하여 재 이용하는 기술은 보일러가 소형화되고 열효율성을 고려하여 촉매를 연돌에 부착할수 없었으며, 배기열을 흡수하는 장치를 할수 없다. 이에 따라 본 발명인에 의하여 촉매장치와 배기열 흡수장치를 하여 공해에 안정적이고, 배기열을 흡수하여 재이용하여 열효율성을 높이는 기술을 제공한바가 있다. 그러나 상기 기술은 물로서 배기열을 흡수하게 되어 섭씨100도 이상의 배기열을 흡수 하여 일정시간 간직하기에는 많은 통으로 이루어진 열교환기가 팽창되는 단점이 있다.

상기의 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 촉매의 활성온도를 유지시켜 배기체가 촉매를 통과 할시에 공해물질을 무공해물질로 전환시킬 수 있도록 외피를 이루는 촉매통 안에 열매체가 충진된 통과 상기 열매체 통안에 세라믹통 또는 탄소관으로 된 통을 설치하고 상기 탄소관안에 촉매를 장치한다. 또는 상기의 촉매가 인입된 탄소관이 다수개 설치되고 상기 열매체통 또는 세라믹관에 전열선이 설치된 촉매장치통의 제공과 보일러의 함체 외부의 연돌에 상기 촉매 장치를 설치하는 것 과, 상기 촉매에서 발생되는 일산화탄소의 산화열과 배기체가 잔직하여 배출되는 열을 고온 열매체로 흡수하여 열매체통에 간직시키고, 상기 열매체통에 간직한 열매체의 열을 공기와 물로 다시 흡수하여 열 공기와 직수를 예열하여 사용하는 기술과 그 설비를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 외피(1)를 이루는 함체는 금속 또는 비속으로 이루어지고, 상기 함체 내부는 단열재(2)로 단열되고, 단열재 내부에 외피와 내피로 이루어지고 외피와 내피의 사이는 약간의 공간으로 형성된 관형으로 이루어진 열매체통(3)이 설치된다. 상기 관형의 통안에는 고온의 열을 간직할수 있는 열매체가 충진된다. 상기 열매체통의 내부안에는 전열선(5)이 설치된 세라믹 또는 탄소로 이루어진 통(4)이 설치되고, 상기 관 안에 촉매(6)가 설치되어 촉매장치가 구성되어 있다.

또한 보일러의 연돌 일정 부분에 상기와 같이 구성된 촉매장치가 부착되고, 상기 촉매장치 후단부에 열교환기가 설치되고 상기 열교환기와 열매체 순환관으로 연결되어 물 순환관이 내부에 설치되어 있는 열매체통으로 구성된 보일러 배기열 흡수 설비가 설치된다.

본 발명의 상세한 설명을 첨부한 실시예에 의하여 작성한 각 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예 1.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 열매체통으로 보온되고 전열선이 설치된 촉 매장치의 단면도이다. 상기 도면에 의하면, 촉매통의 외피를 이루는 외형은 금속 또는 비금속으로 원형, 사각형, 타원형 등 각종 형태로 이루저 있고, 상기 통의 내주면에 여러종류의 단열재중 하나를 선택하여 부착하고, 상기 단열재에 감싸여 관형으로 제조된 열매체통을 설치한다. 그리고 상기 열매체통 내주면 안에 세라믹으로 이루어진 세라믹관을 설치한다. 그리고 상기 세라믹관 안에 촉매를 설치한다.

상기 열매체통은 금속의 얇은 판으로 이중으로 된 원관형, 사각관형등 각 관형으로 이루진다. 그리고 상기 열매체통 내부에는 열매체를 충진한다. 열매체는 시중에서 판매되는 열매체유를 사용하면 된다. 열매체유는 빨리 열을 흡수하고 잘 식지 않는 것이 좋다.

그리고 세라믹관의 내부 또는 내주면에 전열선을 설치하고, 상기 전열선 양측끝은 촉매 장치통 외부로 돌출 설치하여 외부 전선에 연결시킨다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 열매체통 내부에 전열선이 설치된 세라믹판이 설치되어 이루어진 촉매장치도이다. 상기 실시예2와 같이 이루어진 열매체통 내부에 세라믹체 내부 또는 금속관 내부에 전열선이 설치된 가열장치를 설치한다. 그리고 열매체통 내주면 안에 촉매를 설치한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 판형 열매체통이 촉매와 촉매 사이에 설치되어 이루어진 촉매 장치도이다.

실시예 1-3중 어느 하나의 구조로 이루어진 촉매장치통의 촉매형태는 판형으로 이루저 있고, 촉매와 촉매사이에 열매체가 충진된 판형의 열매체통을 삽입하여 설치한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 열매체통으로 보온된 촉매장치가 이중으로 설치되어 있는 촉매장치통이다.

상기 도면에 의하면, 관형의 열매체통 내부에 작은 관형의 열매체통을 설치하고, 상기 큰 열매체통과 작은 열매체통 사이와 작은 열매체통 내주면 안에 촉매를 설치한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 보일러의 배기열 이용방법과 배기열 흡수설비의 설치도이다. 상기 도면에 의하면 보일러 연돌의 일부위에 촉매 장치통을 설치하고, 촉매 장치통의 후단부에 배기열를 흡수하여 열매체를 가열할 수 있는 열교환기를 설치한다. 그리고 보일러 함체 외부 일측부에 열매체 통을 설치한다. 상기 열매체통과 열교환기는 열매체가 순환할 수 있는 열매체 인입관과 배출관이 부착되어 순환관으로 연결시켜 설치된다.

살기 열교환기의 전단부 즉 촉매장치 후단부에서 공기와 배기열을 열교환시켜 공기를 가열하여 보일러 내부의 공기 가열기 또는 보일러 연소공기로 이용하기 위하여 공기 가열용 열교환기를 설치할 수 있다.

상기와 같이 구성된 촉매장치통은 다음과 같은 작용으로 배기에 함유된 공해물질을 무공해물질로 전환시키는 작용을 위하여 촉매의 활성온도를 유지시키게 된다.

도 1-5에서 도시한 도면의 촉매 장치통은 보일러의 연소 배기열이 촉매통내부를 통하여 촉매통을 빠저 나가며 촉매와 열매체통이 가열된다. 그리고 보일러의 가열목적인 물이 적정온도에 달하면 보일러는 연료의 공급이 차단되어 연소가 중지 된다. 이때 전열선에 전기가 통하여 열매체의 냉각되는 열을 보충하고 열매체통의 열이 촉매의 냉각되는 열을 보충시켜 촉매의 활성온도를 유지시키는 작용을 한다.

도 6에서 도시한 도면의 배기열을 이용하는 방법과 배기열 흡수설비와 설치도에 의하면, 배기로 배출되는 배기열이 촉매장치통에서 촉매의 활성에 의하여 일산화탄소가 산화되어 배기열의 온도가 높아지고 연돌로 배출된다. 연돌에 설치된 열교환기에서 매체와 배기열이 열교환되어 배기의 열일 매체가 흡수하여 열매체통안의 열매체가 가열되고 배기체는 냉각되어 배출되어진다. 열매체는 섭씨150도 이상으로 배출되는 배기열을 신속히 흡수 할 수 있으며, 열매체통안의 열매체는 상기 고온의 열을 저장하게 되며, 상기 열매체통안에 설치된 물 순환관으로 직수를 순환시켜 직수를 가열시켜 보일러를 가동하지 않고 일시적으로 직수를 사용할 수 있게된다.

본 발명은 내연기관의 배기관, 공장의 연돌, 보일러의 연돌에 장치되는 촉매장치통의 내부 온도를 촉매의 활성온도에 맞는 온도로 유지시켜 배기체에 함유된 공해물질을 보일러의 연료 연소초기 부터 무공해물질로 전환시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 고온의 배기열을 열매체로 흡수함으로 고온의 열에대한 흡수율이 높고, 고온의 흡수열의 저장과 고온의 저장열로 물을 가열하여 사용함으로 연료를 절약하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 내연관의 배기관, 공장의 연돌, 보일러의 연돌중 어느 하나에 설치되는 촉매장치통은, 외형을 이루는 함체내부에 단열재가 부착되고, 상기 단열재 내부에 관형 열매체통, 관형 세라믹통 중 어느 하나가 설치되고, 상기 열매체통, 세라믹통 중 어느 하나의 내부에 세라믹통, 열매체통이 설치되고, 상기 세라믹 통, 열매체통 중 어느 하나의 통안에 촉매가 설치되어 이루어진 촉매장치 인 것 을 특징으로 하는 열매체통으로 보온되고 전열선이 설치된 촉매장치.
2. 청구항 1에 있어 촉매장치통의 함체 내부의 단열재 내부안에 관형 열매체통, 관형 세라믹통 중 어느 하나의 통이 설치되고 상기 열매체통, 세라믹통중 어느 하나의 통 내부안에 열매체통, 세라믹통 중 어느 하나의 통이 다수개 설치되고 상기 열매체통, 세라믹통 중 어느 하나의 통 내부에 촉매가 충진되어 이루어진 촉매장치인 것을 특징으로 하는 열매체통으로 보온되고 전열선이 설치된 촉매장치.
3. 청구항 1에 있어 촉매장치통의 함체 내부의 단열재 내부에 설치되는 열매채통과 세라믹통과 촉매의 설치는, 단열재 내부에 순차적으로 열매체통 또는 세라믹통이 설치되고, 상기 열매체통 , 세라믹통 중 어느 하나의 내부에 촉매가 설치되고, 다시 열매체통, 세라믹통 중 어느 하나의 통이 설치되고, 상기 열매체통, 세라믹통 중 어느 하나의 통 내부에 촉매가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열매체 통으로 보온되고 전열선이 설치된 촉매장치.
4. 청구항 1에 있어 열매체통, 세라믹통 중 어느 하나의 통은 전열선이 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 열매체통으로 보온되고 전열선이 설치된 촉매장치
5. 보일러 연돌로 배출되는 배기열을 흡수하기 위한 설비의 설치방법에 있어, 보일러의 연돌 일부분에 촉매장치가 설치되고, 촉매장치 후단부에 배기열 흡수장치로 열교환기가 설치되고, 상기 열교환기와 열매체 순환을 위한 열매체 인입관과 배출관으로 연결되어 보일러의 일측부에 통 내부에 물순환관이 장치된 열매체통을 설치하여 보일러에서 배출되는 고온의 배기열을 열매체로 흡수한 후 물로 열매체의 열을 흡수하는 효율적인 배기열 흡수 방법을 특징으로 하는 배기열 이용방법과 그 설비의 설치 방법.

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