KR20110133773A - 유해가스 제거장치 - Google Patents

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Abstract

유해가스 제거장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 유해가스 제거장치는: 연통으로부터 배기되는 유해가스가 통과되는 연소부와, 연소부에 구비되는 발열체와, 연소부의 둘레에 구비되어 발열체의 발열을 외부와 차단시키는 단열부 및 단열부의 둘레에 형성되어 발열체로 마이크로파를 공급하는 열공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유해가스 제거장치{ELIMINATION DEVICE OF NOXIOUS GAS}
본 발명은 유해가스 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연통을 통해 배기되는 유해가스가 마이크로파에 의해 가열되는 발열체에 의해 제거하는 유해가스 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로, 사용되고 있는 휘발성 유기 화합물 및 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx) 등의 인체에 유해한 물질이 배기가스에 다량 함유되어 대기환경을 오염시키는 주원인으로 작용되고 있다.
따라서, 이러한 배기 가스들이 공기 중에 배출되게 되면 악취의 원인 물질로 호흡기관의 장애, 발암성 등 인체에 대한 유해성을 갖는 외에도 광화학 반응을 통한 스모그의 형성, 악취발생, 도시 오존농도의 상승 등의 원인 물질로 환경오염을 일으키는 주범이 되는 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 휘발성 유기 화합물 및 산업 폐가스 제거장치로서는 축열산화(Regenerative Thermal Oxidation, RTO)방식과 촉매열산화(Catalytic Thermal Oxidation, CTO)방식이 사용되고 있으나 이들은 모두 LNG나기타 다른 열원을 필요로 하는 것이며, 주로 발생되는 휘발성 유기 화합물 및 산업 폐가스들을 태워서 없애는 역할만 하고 있다. 최근에는 흡착식 처리 방법이라 하여 발생되는 휘발성 유기 화합물 가스들을 바이오 필터라는 곳에 흡착시켜 제거하는 방법이 새로이 강구되고 있는데, 이 역시 흡착 필터의 잦은 교환과 높은 가격에 비해 처리량이 매우 적은 게 문제점으로 부각되고 있다.
그리고, 삼원촉매방법에 의해 휘발성 유기 화합물 및 산업 폐가스를 처리하는 경우에는 HC,CO, NOx 등의 각 오염물질에 대한 촉매를 각각 선택하여야 하고 촉매의 대부분이 고가이며 처리시 압력손실이 발생되는 문제점이 있고, 미반응 탄화수소나 SOx에 의한 촉매오염의 제거가 용이하지 못하여 정화효율이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 연통을 통해 배기되는 유해가스가 마이크로파에 의해 가열되는 발열체에 의해 제거됨으로 환경오염을 방지하는 유해가스 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 연소부 내에 발열체가 유해가스의 경로를 따라 다수개 마련되어 제거효율을 극대화할 수 있으며, 단순한 구조에 의해 설치가 용이한 유해가스 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 유해가스 제거장치는: 연통으로부터 배기되는 유해가스가 통과되는 연소부와, 연소부에 구비되는 발열체와, 연소부의 둘레에 구비되어 발열체의 발열을 외부와 차단시키는 단열부 및 단열부의 둘레에 형성되어 발열체로 마이크로파를 공급하는 열공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 발열체는 유해가스가 통과되도록 다수개의 연소홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 발열체는 탄화규소(SiC) 또는 탄화규소(SiC)화합물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 발열체는 연소부 내에서 유해가스 이동경로를 따라 일정간격 이격되어 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 발열체는 연소부 내에서 이격부재에 의해 직렬로 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 발열체는 연소부 내에서 복수개로 적층되는 것을 특징으로 한다.
또한, 발열체는 연소부 내에서 고정부재에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 고정부재는 발열체의 선단 또는 후단을 감싸는 수용부 및 수용부에 연결되어 단열부의 외측으로 연장되는 연결관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 열공급부는 단열부의 둘레에 구비되고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론 및 마그네트론에서 발생되는 마이크로파를 발열체로 전달하는 도파관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유해가스 제거장치는 종래 발명과 달리 연통을 통해 배기되는 유해가스가 마이크로파에 의해 가열되는 발열체에 의해 제거됨으로 환경오염을 방지할 뿐만 아니라 에너지 절감효과를 지닌다.
또한, 연소부 내에 구비되는 발열체가 유해가스의 경로를 따라 다수개 마련되어 제거효율을 극대화할 수 있으며, 특히, 발열체가 연소부 내에서 상호 이격되게 구비되어 공간부를 형성하여 공간부에서 유해가스의 유속을 감소시킴으로써, 효율이 증대되는 효과를 지닌다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 유해가스 제거장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 유해가스 제거장치의 측단면도,
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 유해가스 제거장치의 평단면도,
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 유해가스 제거장치의 유해가스 흐름을 보인 도면,
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 유해가스 제거장치의 사시도,
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 유해가스 제거장치의 발열체를 보인 사시도,
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 유해가스 제거장치의 단면도,
도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따른 유해가스 제거장치의 유해가스 흐름을 보인 도면.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 유해가스 제거장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 유해가스 제거장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 유해가스 제거장치의 측단면도이며, 도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 유해가스 제거장치의 평단면도이고, 도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 유해가스 제거장치의 유해가스 흐름을 보인 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 따른 유해가스 제거장치(100)는 크게, 연소부(110), 발열체(120), 단열부(140) 및 열공급부(150)를 포함하여 이루어진다.
연소부(110)는 연통과 연결되어 연통으로부터 배기되는 유해가스가 통과된다.
연소부(110)의 내부에는 발열체(120)가 구비된다. 그리고, 발열체(120)는 유해가스가 통과되도록 다수개의 연소홀(125)이 형성된다. 이는 유해가스와 발열체(120)의 접촉면적으로 극대화하여 효율을 향상시키는 역할을 한다.
그리고, 발열체(120)는 탄화규소(SiC) 또는 탄화규소(SiC)화합물로 이루어진다.
여기서, 탄화규소(SiC)화합물은 탄화규소(SiC)에 질화물(窒化物) 및 산화물(酸化物, oxide)이 포함된 상태의 화합물을 말한다.
또한, 발열체(120)는 연소부(110) 내에서 유해가스 이동경로를 따라 일정간격 이격되어 구비된다.
즉, 도 2에서 도시된 바와 같이 직선으로 기립형성된 연소부(110)를 따라 다수개의 발열체(120)가 상호 이격되어 발열체(120) 사이에 공간부(115)가 형성된다.
이는 발열체(120)의 연소홀(125)을 통과하는 유해가스가 공간부(115)에서 유속이 저하됨으로써, 유해가스가 오랫동안 연소부(110) 내에 머물게 하기 위함이다.
또한, 발열체(120)가 다수개 구비됨으로써, 목표온도를 높일 수 있다.
발열체(120)는 연소부(110) 내에서 이격부재(130)에 의해 직렬로 배열된다.
관 형상의 이격부재(130)가 발열체(120)와 발열체(120)를 이격시키고, 지지한다.
그리고, 연소부(110)의 둘레에는 단열부(140)가 구비된다.
단열부(140)는 연소부(110)의 둘레를 감싸는 단열재(142)와, 단열재(142)를 감싸는 외부케이스(144)로 이루어진다.
이 단열부(140)는 연소부(110)의 열이 외부로 유출되는 것을 차단한다.
그리고, 발열체(120)는 열공급부(150)에서 발생되는 마이크로파에 반응하여 발열된다.
열공급부(150)는 단열부(140)의 둘레에 구비되고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론(152) 및 마그네트론(152)에서 발생되는 마이크로파를 발열체(120)에 전달하는 도파관(154)을 포함하여 이루어진다.
도파관(154)은 마그네트론(152)에서 단열부(140)의 단열재(142)까지 연장되어 형성된다.
마그네트론(152) 및 도파관(154)은 2개 이상 구비되는 것이 바람직하며, 도면에서 도시한 바와 같이 마그네트론(152)과 도파관(154)은 양측에 각각 3개씩 구비되어 발열체(120)가 동시에 가열되도록 한다.
도 4를 참조하여 본 발명의 제 1실시예에 의한 유해가스 제거장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명에 제 1실시예에 따른 유해가스 제거장치(100)는 외부케이스(144)에 형성된 플랜지가 연통의 플랜지와 접하여 볼트 체결되어 결합된다.
상기한 연결에 의해 연통을 통해 배기되는 유해가스는 연소부(110)내로 진입된다.
이후, 전원이 인가되면, 소정의 전압이 마그네트론(152)에 인가되고, 마그네트론(152)은 마이크로파를 발생시킨다.
마그네트론(152)으로부터 발생된 마이크로파는 도파관(154)을 통해 SiC개열의 발열체(120)에 전달된다.
발열체(120)는 마이크로파에 의하여 발열하게 되고, 이 발생된 열은 연통을 통해 배기되는 유해가스를 태워 제거시킨다.
발열체(120)는 유해가스가 통과되도록 다수개의 연소홀(125)이 형성되어 유해가스와 발열체(120)의 접촉면적을 넓혀 효율을 극대화할 수 있다.
그리고, 발열체(120)는 연소부(110) 내에서 이격부재(130)에 의해 지지되어 다수개 직렬로 배열됨으로써, 연소부(110) 내에는 공간부(115)가 형성된다. 공간부(115)에 의해 발열체(120)의 연소홀(125)을 통과하는 유해가스는 유속이 감소됨으로, 연소부(110) 내에 오래 머물게 됨으로써, 효율을 극대화한다.
또한, 발열체(120)가 다수개 구비됨으로써, 목표온도를 높일 수 있다. 예를 들어 발열체(120) 1개가 500℃를 처리할 수 있다면, 3개를 설치하여 1500℃를 처리할 수 있는 것이다.
상기한 구성에 의해 산업용재 생산시 발생하는 미연소가스, 다이옥신, 암모니아 등의 유해가스를 제거하여 환경오염을 방지할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제 2실시예에 의한 유해가스 제거장치를 설명하기로 한다.
설명의 편의를 위해 상기 제1실시예와 구성 및 작용이 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호로 인용하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 유해가스 제거장치의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 유해가스 제거장치의 발열체를 보인 사시도이며, 도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 유해가스 제거장치의 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따른 유해가스 제거장치의 유해가스 흐름을 보인 도면이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2실시예에 따른 유해가스 제거장치(100)는 제 1실시예와 달리, 연소부(110) 내에 발열체(220)가 복수개로 적층되어 구비된다.
즉, 도면에서 도시된 바와 같이 연소부(110)는 직육면체 형상으로 이루어지고, 발열체(220) 또한 직육면체 형상으로 이루어져 연소부(110) 내에서 다단으로 적층되고, 발열체(220)에는 유해가스가 통과되도록 다수개의 연소홀(225)이 형성된다.
그리고, 연소부(110)의 둘레에는 발열체(220)의 발열을 외부와 차단시키는 단열부(140)가 형성된다.
또한, 단열부(140)의 둘레에는 열공급부(150)가 구비된다.
이때, 발열체(220)는 연소부(110) 내에서 유해가스 이동경로를 따라 일정간격 이격되어 공간부(115)를 형성하게 되는데, 도 7에서 도시한 바와 같이 발열체(220)는 연소부(110) 내측면과 이격되어 공간부(115)가 형성되고, 발열체(220)의 연소홀(225)을 통과한 유해가스는 공간부(115)에서 유속이 감소되어 연소부(110) 내에 오랫동안 머물게 되어 효율이 증대된다.
또한, 발열체(220)는 연소부(110)내에서 고정부재(230)에 의해 고정된다.
고정부재(230)는 발열체(220)의 선단 또는 후단을 감싸는 수용부(232) 및 수용부(232)에 연결되어 단열부(140)의 외측으로 연장되는 연결관(234)을 포함하여 이루어진다.
수용부(232)는 'ㄷ'자 단면형상으로 이루어져, 발열체(220)가 끼워지고, 연결관(234)은 단열부(140)의 외측으로 연장되어 연통과 플랜지에 의해 연결된다.
도 8를 참조하여 본 발명의 제 2실시예에 따른 유해가스 제거장치의 유해가스 흐름을 살펴보면 다음과 같다.
우선, 연결관(234)은 플랜지에 의해 연통과 연결되고, 상기한 연결에 의해 연통을 통해 배기되는 유해가스는 연소부(110)내로 진입된다.
이후, 전원이 인가되면, 소정의 전압이 마그네트론(152)에 인가되고, 마그네트론(152)은 마이크로파를 발생시킨다.
마이크로파는 도파관(154)을 통해 발열체(220)로 전달되어 발열체(220)는 발열되어 발열체(220)의 연소홀(225)을 통과하는 유해가스는 가열되어 제거된다.
유해가스는 도면에서와 같이 발열체(220)의 연소홀(225)을 따라 지그재그방향으로 진행되고, 발열체(220)의 가열에 의해 제거되는 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 바와 같이 산업용재 생산시 발생되는 유해가스를 제거하는 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 실내 공기 또는 외부공기의 오염물질을 제거하여 실내로 순환 또는 공급하는 열풍기로 사용가능하다.
또한, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 유해가스 제거장치 110 : 연소부
115 : 공간부 120, 220 : 발열체
125, 225 : 연소홀 130 : 이격부재
140 : 단열부 142 : 단열재
144 : 외부케이스 150 : 열공급부
152 : 마그네트론 154 : 도파관
230 : 고정부재 232 : 수용부
234 : 연결관

Claims (9)

  1. 연통으로부터 배기되는 유해가스가 통과되는 연소부;
    상기 연소부에 구비되는 발열체;
    상기 연소부의 둘레에 구비되어 상기 발열체의 발열을 외부와 차단시키는 단열부; 및
    상기 단열부의 둘레에 형성되어 상기 발열체로 마이크로파를 공급하는 열공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 제거장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 발열체는 유해가스가 통과되도록 다수개의 연소홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 유해가스 제거장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 발열체는 탄화규소(SiC) 또는 탄화규소(SiC)화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유해가스 제거장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 발열체는 상기 연소부 내에서 유해가스 이동경로를 따라 일정간격 이격되어 구비되는 것을 특징으로 하는 유해가스 제거장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 발열체는 상기 연소부 내에서 이격부재에 의해 직렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 유해가스 제거장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 발열체는 상기 연소부 내에서 복수개로 적층되는 것을 특징으로 하는 유해가스 제거장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 발열체는 상기 연소부내에서 고정부재에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 유해가스 제거장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 발열체의 선단 또는 후단을 감싸는 수용부; 및
    상기 수용부에 연결되어 상기 단열부의 외측으로 연장되는 연결관을 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 제거장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 열공급부는 상기 단열부의 둘레에 구비되고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론; 및
    상기 마그네트론에서 발생되는 마이크로파를 상기 발열체로 전달하는 도파관을 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 제거장치.
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