KR20160051523A

KR20160051523A - 수은 회수 장치

Info

Publication number: KR20160051523A
Application number: KR1020150042506A
Authority: KR
Inventors: 김영일
Original assignee: 김영일
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2016-05-11

Abstract

본 발명은 수은 회수 장치에 관한 것으로, 본 발명은 수은이 포함된 폐기물을 수용하는 호퍼; 상기 호퍼와 연통되며, 상기 호퍼로부터 유입된 수은이 포함된 폐기물로부터 수은을 기화시키는 수은 기화부; 상기 수은 기화부와 연통되며, 기화된 수은 증기를 제외한 나머지 폐기물을 회수하는 폐기물 회수부; 상기 수은 기화부 연통되며, 상기 수은 기화부에서 발생되는 수은 증기를 냉각시키는 수은 냉각부; 및 상기 수은 냉각부에서 냉각된 수은을 회수하는 수은 회수부를 포함할 수 있다.
본 발명은 냉각수단을 마련하여 고온에 의한 장치의 변형이 방지되고 밀폐력을 유지하므로 인체에 유해한 수은의 유출을 효율적으로 방지할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 장치를 가동함에 있어서, 가동을 멈추고 재가동하지 않은채 계속적으로 장치의 가동을 유지할 수 있다.

Description

수은 회수 장치{APPARATUS FOR RECOVERING MERCURY}

본 발명은 수은 회수 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수은이 포함된 폐기물로부터 수은을 분리하여 분리된 수은을 회수하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 수은은 인체에 위해한 중금속으로 분류되고 있으나, 형광등, 온도계, 전지 등 산업 전분야에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있으며, 일상생활과 밀접한 관계가 있다.

따라서 인체에 위해한 수은이 포함된 폐기물로부터 수은을 회수하고자 다양한 연구와 노력이 시도되었고, 수은과 친화력이 있는 흡착제를 이용하는 등, 수은이 포함된 폐기물로부터 수은을 분리해내는 방법이 다양하게 개시되고 널리 사용되고 있다.

특허문헌 1에는 수은의 비등점을 이용하여 수은이 포함된 폐기물로부터 수은을 물리적으로 분리하는 폐 수은 전지로부터 수은을 회수하는 방법 및 그 회수 장치에 관한 기술이 개시된 바 있다.

하지만 수은의 비등점은 357℃이고, 수은을 기화시키기 위하여 그보다 높은 온도로 가열한다면, 장치가 변형되거나 뒤틀려 밀폐력을 유지하지 못할 수 있다.

KR

10-0427598

B1

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수은이 포함된 폐기물을 가열하되 수은을 효율적으로 기화시키며, 장치의 변형을 방지하고 밀폐력을 유지하기 위하여 냉각 수단을 마련한 수은 회수 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 장치에 투입되는 원료인 수은이 포함된 폐기물의 공급 또는 그에 따른 폐기물 회수 또는 수은 회수 등이 중단되지 않고 계속적인 장치 가동이 가능한 수은 회수 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수은 회수 장치는 수은이 포함된 폐기물을 수용하는 호퍼; 상기 호퍼와 연통되며, 상기 호퍼로부터 유입된 수은이 포함된 폐기물로부터 수은을 기화시키는 수은 기화부; 상기 수은 기화부와 연통되며, 기화된 수은 증기를 제외한 나머지 폐기물을 회수하는 폐기물 회수부; 상기 수은 기화부 연통되며, 상기 수은 기화부에서 발생되는 수은 증기를 냉각시키는 수은 냉각부; 및 상기 수은 냉각부에서 냉각된 수은을 회수하는 수은 회수부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 호퍼는 복수 개가 마련되며, 상기 복수 개의 호퍼 각각에는 상기 수은 기화부와의 연통을 선택적으로 개폐하는 밸브가 구비되며, 상기 밸브는 상기 복수 개의 호퍼 각각이 순차적으로 개폐되도록 제어될 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 호퍼와 상기 수은 기화부가 연통되는 공급관을 더 포함하며, 상기 공급관은 상기 호퍼로부터 유입되는 수은이 포함된 폐기물을 미리 정해진 양만큼씩 상기 수은 기화부에 공급할 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 공급관은 상기 호퍼로부터 공급받은 수은이 포함된 폐기물을 이동시키는 나선형의 제1스크류를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 공급관은 외주면에 상기 수은 기화부로부터의 열의 전달을 차단하는 냉각 플랜지를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 수은 기화부는 상기 호퍼와 연통되어 수은이 포함된 폐기물을 공급받는 이송관; 상기 이송관에 수용되고 길이방향의 단면이 십자형태인 제1축; 및 상기 제1축의 외면을 나선형태로 감싸는 제2스크류를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 제1축은 수은 증기가 이송관 내에서 유동가능하게 형성된 구멍을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 제1축은 길이방향으로 복수 개가 마련되고, 상기 복수 개의 제1축은 열에 의한 변형을 방지하기 위하여 서로 길이방향으로 연결되는 연결부를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 수은 기화부는, 상기 이송관의 양단에 각각 설치되고 내부에 냉각순환유로가 각각 형성된 제1플랜지와 제2플랜지를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 냉각순환유로에 공급되는 물을 저장하는 수조를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 제1플랜지는 상기 제1축이 관통하는 관통공을 포함하고, 상기 제2축과 연결되어 외부의 모터의 구동에 따라 회전함으로써 상기 제1축을 회전시키는 제2축을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 제1축의 일단 또는 상기 제2축의 일단 중 어느 하나에 축방향을 따라 돌출된 돌출부와, 상기 제1축의 일단 또는 상기 제2축의 일단 중 나머지 하나에는 상기 돌출부에 대응하는 함몰형성된 삽입홈을 포함하고, 상기 돌출부가 상기 삽입홈에 삽입되어 상기 제1축과 제2축이 서로 맞물려 회전할 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 수은 기화부는 상기 이송관의 외주면에 위치하는 가열부를 더 포함하며, 상기 가열부는 상기 이송관의 외면에 배치된 열선을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 수은 기화부는 상기 이송관의 외주면에 위치하는 가열부를 더 포함하며, 상기 가열부는 상기 열선으로부터 발산되는 열이 외부로 유출되지 않도록 상기 열선의 외부를 커버하는 커버부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 폐기물 회수부는 폐기물을 회수하는 복수 개의 폐기물 회수통을 포함하고, 상기 복수 개의 폐기물 회수통 각각에는 선택적으로 개폐가능한 밸브가 각각 설치되고, 상기 밸브는 상기 복수 개의 폐기물 회수통 각각이 순차적으로 개폐되도록 제어될 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 수은 냉각부는, 냉각액이 수용되는 냉각액 수용부; 상기 냉각액 수용부를 관통하고, 외부의 냉각액에 의해 상기 수은 기화부로부터 기화된 수은 증기가 냉각되는 제1수은 냉각관; 상기 냉각액 수용부를 관통하고, 상기 제1수은 냉각관과 연통되며, 외부의 냉각액에 의해 상기 제1수은 냉각관으로부터 남아있는 수은 증기가 냉각되는 제2수은 냉각관; 상기 제2수은 냉각관과 연결되며 공기를 흡입하는 진공 흡입 펌프; 및 상기 냉각액 수용부를 둘러싸며 상기 제1 및 제2수은 냉각관과 연통되어 수은 냉각 유로를 형성하는 수은 회수관을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 제2수은 냉각관은 복수 개의 관으로 이루어지고, 상기 복수 개의 관은 각각의 일단이 상기 수은 회수관으부터 연장되어 분리되고, 각각의 타단이 모여 연장되며 상기 진공 흡입 펌프와 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치에 있어서, 상기 수은 회수관과 연통되고, 냉각된 수은을 회수하는 복수 개의 수은 회수통을 포함하고, 상기 수은 회수관에는 상기 복수 개의 수은 회수통 각각과 선택적으로 개폐가 가능한 밸브를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 냉각수단을 마련하여 고온에 의한 장치의 변형이 방지되고 밀폐력을 유지하므로 인체에 유해한 수은의 유출을 효율적으로 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 장치를 가동함에 있어서, 가동을 멈추고 재가동하지 않은채 계속적으로 장치의 가동을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수은 회수 장치를 정면에서 바라본 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 수은 회수 장치를 평면에서 바라본 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 수은 회수 장치의 공급관과 수은 기화부가 연결된 모습을 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 수은 회수 장치의 제1축을 나타낸 개략도.
도 5는 도 4에서 A위치의 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 수은 회수 장치의 제1축과 제2축의 배치를 나타낸 개략도.
도 7은 도 6에서 B위치의 단면도.
도 8은 도 6에서 C위치의 단면도.
도 9는 도 6에서 D위치의 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 수은 회수 장치의 제2축을 나타낸 개략도.
도 11은 본 발명에 따른 수은 회수 장치의 제1플랜지에 형성된 제1냉각 순환 유로를 나타낸 개략도.
도 12는 본 발명에 따른 수은 회수 장치를 측면에서 바라본 개략도.
도 13은 본 발명에 따른 수은 회수 장치의 수은 냉각부를 나타낸 개략도.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1 , 제2 , A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 “연결”, “결합” 또는 “접속”된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 “연결”, “결합” 또는 “접속”될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 수은 회수 장치의 구성을 도면을 참조하여 설명한다. 그리고 본 발명에서 각 구성들의 연결부위에는 플랜지가 설치될 수 있고, 실링부재(미부호)를 설치하여 수은의 외부 유출을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수은 회수 장치를 정면에서 바라본 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수은 회수 장치를 평면에서 바라본 개략도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명은 호퍼(100)와, 수은 기화부(200), 폐기물 회수부(300), 수은 냉각부(400) 및 수은 회수부(500)를 포함하고, 프레임(700)에 의해 지지되며, 제어부(800)를 더 포함할 수 있다.

호퍼(100)는 수은이 포함된 폐기물을 수용한다. 다시 말하면, 외부에서 수은이 포함되어 있는 물품이 분쇄되어 수은이 포함된 폐기물로 바뀌고, 이 폐기물이 공기압을 이용한 원료 공급 펌프(101)에 의해 호퍼(100)에 수용된다. 호퍼(100)는 사용자의 선택에 따라 복수 개가 마련될 수 있다. 이 경우, 복수 개의 호퍼(100) 각각에는 후술하는 수은 기화부(200)와의 연통을 선택적으로 개폐하는 밸브(111, 121)가 각각 마련된다. 즉, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 호퍼(100)는 제1호퍼(110)와 제2호퍼(120)를 포함할 수 있고, 제1호퍼(110)와 제2호퍼(120) 에는 밸브(111, 121)가 각각 마련되어 후술하는 수은 기화부(200)로 수은이 포함된 폐기물을 공급한다. 밸브(111, 121)는 제어부(800)의 제어에 의해 순차적으로 개폐가 가능하다. 즉, 밸브(111)가 오픈되면 제1호퍼(110)에 수용된 수은이 포함된 폐기물이 공급관(130)으로 투입되기 시작하며, 제1호퍼(110)에 수은이 포함된 폐기물이 남아있지 않게 되면 밸브(111)는 닫히게 된다. 그 후 밸브(121)가 오픈되어 제2호퍼(120)에 수용된 수은이 포함된 폐기물이 공급관(130)으로 투입되기 시작한다. 이와 동시에 제1호퍼(110)에는 원료 공급 펌프(101)에 의하여 새로운 수은이 포함된 폐기물이 수용된다. 그리고 제2호퍼(120)에 수용된 수은이 포함된 폐기물이 남아있지 않게 되면 밸브(121)가 닫히게 되고, 다시 밸브(111)가 오픈되어 제1호퍼(110)에 수용된 수은이 포함된 폐기물이 공급된다. 따라서 본 발명은 수은이 포함된 폐기물이 끊기지 않고 계속적으로 공급되므로, 원료 투입과 미투입에 따른 장치의 재가동이 불필요하다. 도면에는 호퍼(100)가 제1호퍼(110)와 제2호퍼(120)를 포함하는 것으로 도시되었으나, 사용자의 선택에 따라 그 개수 이상의 호퍼(100)를 장착하여 사용할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 수은 회수 장치의 공급관(130)과 수은 기화부(200)가 연결된 모습을 나타낸 개략도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 공급관(130)은 호퍼(100)와 연통되고 밸브(111, 121)의 개폐에 의해 제1호퍼(110) 또는 제2호퍼(120)로부터 수은이 포함된 폐기물을 공급받는다. 공급관(130)은 내부에 나선형의 제1스크류(131)를 포함하여 외부의 모터(미도시)에 의해 미리 정해진 속도로 회전되면서 호퍼(100)로부터 공급받은 수은이 포함된 폐기물을 후술하는 수은 기화부(200)로 이동시킨다. 이때, 공급관(130)은 호퍼(100)로부터 유입되는 수은이 포함된 폐기물을 미리 정해진 양만큼씩 수은 기화부(200)에 공급할 수 있다. 또한 사용자의 의도에 따라 제1스크류(131)의 회전 속도를 변화시켜 후술하는 수은 기화부(200)에 수은이 포함된 폐기물을 공급하는 양을 변화시키는 것도 가능하다. 제1스크류(131)의 한 사이클(cycle)은 150㎜로 형성하는 것이 바람직하지만 사용자에 따라 다양하게 형성하는 것이 가능하다.

공급관(130)은 후술하는 수은 기화부(200)와 반대되는 일단에 상기 모터의 회전을 전달받는 축(미부호)이 설치되고, 상기 축은 제1스크류(131)와 연결되어 상기 모터의 회전력을 전달받을 수 있다. 그리고 상기 축과 공급관(130)이 결합함에 있어 플랜지(미부호)와 실링부재(미부호)가 설치될 수 있다. 공급관(130)은 외주면에 수은 기화부(200)로부터의 열의 전달을 차단하는 냉각 플랜지(132)를 포함할 수 있다.

도면에 도시하지 않았지만, 후술하는 제1플랜지(240)의 제1냉각 순환 유로(P1)를 도시한 도 11을 참조하여 유추해 보면, 냉각 플랜지(132)는 내부에 냉각수가 순환하도록 유로(미도시)가 형성될 수 있다. 냉각 플랜지(132)는 후술하는 수조(280)에 의해 냉각수가 공급되고, 후술하는 수은 기화부(200)로부터 전달되는 열을 차단하여 상기 축이 연결되는 플랜지 및 실링부재(미부호)의 변형을 방지함으로써, 밀폐력을 유지할 수 있다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 수은 기화부(200)는 이송관(210)과 제1축(220) 및 제2스크류(230)를 포함할 수 있다. 또한 수은 기화부(200)는 가열부(260)를 더 포함할 수 있다.

수은 기화부(200)는 호퍼(100)로부터 수은이 포함된 폐기물을 공급받는다. 다시 말하면, 호퍼(100)와 공급관(130) 및 수은 기화부(200)의 이송관(210)이 연통되고, 수은 기화부(200)는 공급관(130)으로부터 수은이 포함된 폐기물을 미리 정해진 양만큼씩 공급받는다. 즉, 공급관(130)은 나선형의 제1스크류(131)의 회전에 의해 수은이 포함된 폐기물을 이송관(210)으로 투입시킬 수 있다. 공급관(130)으로부터 공급되는 수은이 포함된 폐기물은 이송관(210) 내부에 가득 채워지지 않도록 하는 것이 바람직하다. 제1스크류(131)를 축방향에서 바라볼때 직경은 400㎜인 것이 바람직하지만, 그 크기를 특별히 한정하지 않는다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1축(220)은 이송관(210)에 수용된다. 그리고 제1축(220)의 단면은 십자형태를 이룬다. 또한 도 4는 본 발명에 따른 수은 회수 장치의 제1축(220)을 나타낸 개략도로서, 도 4를 참조하면, 제1축(220)에는 구멍(221)이 형성되되, 복수 개를 포함할 수 있고, 구멍(221)의 형상과 배열 모습 등은 사용자의 의도에 따라 다양하게 형성할 수 있다. 이송관(210)의 외부에는 수은이 포함된 폐기물로부터 수은을 기화시키기 위해 후술하는 가열부(260)를 포함하고, 공급관(130)으로부터 공급받은 수은이 포함된 폐기물은 이송관(210) 내부를 가득 채우지 않으므로, 가열부(260)에 의해 기화된 수은 증기는 구멍(221)을 통해 이송관(210) 내부에서 자유로이 유동이 가능하다. 구멍(221)의 크기는 지름 80㎜의 원으로 형성하는 것이 바람직하지만, 그 크기를 특별히 한정하지 않는다.

도 5는 도 4에서 A위치의 단면도로 연결부를 나타낸다.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 제1축(220)은 길이방향으로 복수 개가 마련되어, 복수 개의 제1축(220)은 연결부(224)에 의해 연결될 수 있다. 이는 가열부(260)가 발산하는 열에 의해 제1축(220)이 변형의 발생을 최소화 하여 그 기능을 계속적으로 수행하도록 하기 위한 것이다. 이를 위해 연결부(224)는 복수 개의 제1축(220) 중 어느 하나의 일단이 길이방향으로 돌출된 돌출부(미부호)를 포함하고, 다른 하나의 일단이 길이방향으로 상기 돌출부에 대응하여 함몰된 삽입홈(미부호)을 포함하여, 상기 돌출부가 상기 삽입홈에 삽입됨으로써 서로 맞물릴 수 있다.

도 1과 도 2 및 도 4를 참조하면, 제2스크류(230)는 제1축(220)의 외부에 나선형태로 배치된다. 제2스크류(230)와 제1축(220)이 만나는 지점에는 용접 등을 통해 서로 결합하여 고정시키는 것이 바람직하다.

도 1과 도 2를 참조하면, 수은 기화부(200)는 이송관(210)의 양단에 각각 제1플랜지(240)와 제2플랜지(250)가 설치될 수 있다. 도 10은 본 발명에 따른 수은 회수 장치의 제2축(270)을 나타낸 개략도이고, 도 11은 본 발명에 따른 수은 회수 장치의 제1플랜지(240)에 형성된 제1냉각 순환 유로(P1)를 나타낸 개략도이다. 도 10 내지 도 11을 참조하면, 제1플랜지(240)는 내부에 제1냉각 순환 유로(P1)가 형성된다. 제1플랜지(240)의 내부에는 폐쇄부재(244)가 구비되어 제1냉각 순환 유로(P1)는 미리 정해진 방향으로 설정된다. 제1플랜지(240)의 입수공(242)부터 출수공(243)까지 제1냉각 순환 유로(P1)를 따라, 첫 번째 폐쇄부재(244)에 의해 제1냉각 순환 유로(P1)가 정해지므로 후술하는 베어링부(275)를 냉각시킬 수 있고, 두 번째 폐쇄부재(244)에 의해 제1냉각 순환 유로(P1)가 정해지므로 제2축(270)을 냉각시킬 수 있으며, 세 번째 폐쇄부재(244)에 의해 제1냉각 순환 유로(P1)가 정해지므로 제1플랜지(240)가 냉각될 수 있다.

또한 제2축(270)에는 입수공(273)과 출수공(274)이 형성되어 제2냉각 순환 유로(P2)가 형성될 수 있다.

도면에는 도시되지 않았으나, 제1플랜지(240)의 제1냉각 순환 유로(P1)을 나타낸 도 11을 참조하면, 제2플랜지(250)에 제1냉각 순환 유로(P1)가 형성된 것을 유추해 볼 수 있다. 제1플랜지(240)와 제2플랜지(250)는 제1냉각 순환 유로(P1)에 냉각수를 공급하도록 수조(280)와 펌프(미도시)를 더 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 수은 회수 장치는 인체에 위해한 수은을 다루는 장치로, 수은이 기화되어 외부로 배출되지 않도록 밀폐력이 요구된다. 따라서 후술하는 제1축(220)과 제2축(270)이 결합하는 과정에서 복수 개의 실링부재(미부호)가 배치된다. 따라서 후술하는 가열부(260)의 열이 전달되어 실링부재의 변형이 이루어짐에 따라 밀폐력이 약화되므로, 이를 방지하기 위해 제1플랜지(240)에는 제1냉각 순환 유로(P1)가 형성되어 가열부(260)로부터 전달되는 열을 차단하는 것이다. 제2플랜지(250) 역시 이송관(210) 내부의 수은 증기가 외부로 유출되지 않도록 실링부재(미도시)를 사용하고, 내부에 제1냉각 순환 유로(P1)가 형성되는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명에 따른 수은 회수 장치의 제1축(220)과 제2축(270)의 배치를 나타낸 개략도이고, 도 7은 도 6에서 B위치의 단면도, 도 8은 도 6에서 C위치의 단면도, 도 9는 도 6에서 D위치의 단면도이다.

도 1 내지 도 2 및 도 6을 참조하면, 제1축(220)은 제2축(270)의 회전에 의해 회전가능하다. 제2축(270)은 모터(미도시)에 의하여 회전하고, 그 회전에 따라 제1축(220)도 회전하게 된다. 즉, 제1플랜지(240)에는 관통공(241)이 형성되고, 제2축(270)이 관통공(241)을 관통하며, 제1축(220)과 제2축(270)은 길이방향으로 결합한다(도 1 내지 도 2 참조). 도 6을 참조하면, 제1축(220)은 길이방향(축방향)으로 제2축(270)을 향한 일단에 돌출된 돌출부(222)가 형성되고, 제2축(270)은 길이방향(축방향)으로 제1축(220)을 향한 일단에 함몰된 삽입홈(271)을 포함한다. 이때, 돌출부(222)의 외면에는 제1날개부(223)가 대향하여 돌출되고(도 8 참조), 삽입홈(271)의 내면에는 제2날개부(272)가 마주보며 돌출형성된다(도 7 참조). 따라서 제1날개부(223)가 삽입홈(271)에 삽입되되, 제2날개부(272)가 형성되지 않은 빈 공간에 삽입되므로, 제1날개부(223)와 제2날개부(272)는 측면끼리 서로 마주하게 되어 제2축(270)의 회전운동을 제1축(220)이 전달받을 수 있는 것이다. 도면에 도시하지 않았지만 제1축(220)에 삽입홈이 형성되고, 제2축(270)에 돌출부가 마련되어 제2축(270)의 회전력을 제1축(220)이 전달받는 것도 가능하고, 서로 회전력을 전달이 가능하다면 제1날개부(223)와 제2날개부 외에 어느 형태로 형성되어도 무방하며, 특별히 어느 하나로 한정하지 않는다. 제2축(270)은 제1플랜지(240)를 관통하여 제1축에 회전력을 전달함에 있어서 용이하도록 베어링부(275)를 더 포함할 수 있다. 베어링부(275)에 관한 것은 사용자의 의도에 따라 다양한 베어링을 사용할 수 있으며, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 2를 참조하면 수은 기화부(200)는 이송관(210)의 외주면에 배치되는 가열부(260)를 더 포함할 수 있다.

가열부(260)는 이송관(210) 내부의 수은이 포함된 폐기물을 가열하여 수은을 기화시키기 위한 것으로, 열선(261)을 포함할 수 있다. 열선(261)은 코일형태로 형성되어 이송관(210) 주위에 권취 또는 설치될 수 있다. 열선(261)은 수은의 비등점을 뛰어넘는 450 내지 600℃로 이송관(210)을 가열하는 것이 바람직하다. 수은은 비등점이 357℃이지만, 그 보다 고온으로 이송관(210) 내부의 수은이 포함된 폐기물을 가열할 경우, 수은의 기화를 효과적으로 수행할 수 있어 수은이 포함된 폐기물로부터 수은을 분리하기 용이하다.

또한 가열부(260)는 커버부(262)를 더 포함할 수 있다. 커버부(262)는 이송관(210)을 감싸는 열선(261)에 의해 발생되는 열이 외부로 유출되지 않도록 열선(261)의 외부를 커버한다. 커버부(262)는 유리섬유 등의 단열 소재로 형성되는 것이 바람직하고, 450℃ 이상의 온도를 견딜 수 있는 단열 소재라면 어떠한 것이든 상관없으며, 재질을 특별히 어느 하나로 한정하지 않는다.

수은 기화부(200) 즉, 이송관(210)은 수은 증기 이송관(290)과 연통된다. 가열부(260)에 의해 기화된 수은 증기는 수은 증기 이송관(290)을 통해 후술하는 수은 냉각부(400)로 이송된다. 수은 증기 이송관(290)은 수은 기화부(200)와 수은 냉각부(400)와 연통되며 플랜지와 실링부재가 설치될 수 있다.

도 12는 본 발명에 따른 수은 회수 장치를 측면에서 바라본 개략도이다.

도 1 내지 도 2 및 도 12를 참조하면, 본 발명은 폐기물 회수부(300)를 포함할 수 있다. 수은 기화부(200)에서 수은이 포함된 폐기물을 가열하면 수은이 기화되어 수은 증기가 발생하여 폐기물로부터 분리되고, 수은이 제거된 폐기물이 폐기물 회수부(300)에 수용된다. 폐기물 회수부(300)는 복수 개의 폐기물 회수통(310), 320)을 포함할 수 있다. 복수 개의 폐기물 회수통(310, 320)은 각각 밸브(311, 321)가 설치되어 선택적으로 개폐가 가능하다. 즉, 제1폐기물 회수통(310)에 폐기물이 가득 차 더 이상 폐기물을 수용하지 못하면 밸브(311)를 닫고, 제2폐기물 회수통(320)에 설치된 밸브(321)를 오픈하여 폐기물을 수용시키기 시작하도록 후술하는 제어부(800)에 의해 제어할 수 있다. 또한 제1 및 제2폐기물 회수통(310, 320)의 밸브(311, 321)가 순차적으로 개폐되도록 제어부(800)에 의해 제어가능하다.

도 13은 본 발명에 따른 수은 회수 장치의 수은 냉각부를 나타낸 개략도이다.

도 2 및 도 13을 참조하면, 본 발명은 수은 냉각부(400)를 포함할 수 있다. 수은 냉각부(400)는 수은 기화부(200)로부터 기화된 수은 증기가 냉각되며 수은을 고화시킨다. 다시 말하면, 수은 기화부(200) 즉, 이송관(210)은 수은 증기 이송관(290)과 연통되고, 가열부(260)에 의해 기화된 수은 증기는 수은 증기 이송관(290)을 통해 수은 냉각부(400)로 이송되어 냉각된다. 수은 냉각부(400)는 냉각액 수용부(410)와 제1수은 냉각관(420), 제2수은 냉각관(430), 진공 흡입 펌프(440) 및 수은 회수통(510)을 포함한다.

냉각액 수용부(410)는 내부 공간이 형성된 용기형상이다. 냉각액 수용부(410)의 하측은 하방을 향하여 경사가 형성된다. 냉각액 수용부(410)는 냉각액으로 액체 질소를 수용할 수 있으나, 수은의 냉각이 가능하다면 어떠한 물질이라도 냉각액으로 사용되어도 무방하다. 냉각액 수용부(410)는 내부 공간에 수용된 냉각액의 양을 측정하기 위한 부표(411)와, 부표(411)를 연결하는 도르레(460) 및 냉각액의 양이 부족하다고 판단될 때 경보를 울리는 경보기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한 냉각액 수용부(410)는 진공계(470)가 설치되어 진공 흡입 펌프(440)에 의한 수은 회수관(450)의 진공도를 측정할 수 있다.

한편 냉각액 수용부(410)는 외부에 수은 냉각 유로(P3)가 형성되는 수은 회수관(450)이 형성되는 것이 바람직하다. 예컨대, 냉각액 수용부(410)를 제작하면서 냉각액 수용부(410)와 동 재질로 외부에 수은 회수관(450)을 형성하여 수은 냉각 유로(P3)를 형성할 수 있다.

제1수은 냉각관(420)은 수은 증기 이송관(290)과 연통되어 있다. 그리고 제1수은 냉각관(420)은 냉각액 수용부(410)를 관통한다. 또한 제1수은 냉각관(420)은 수은 회수관(450)과 연통된다. 따라서 수은 기화부(200)로부터 기화된 수은 증기는 수은 증기 이송관(290)을 통과하고, 제1수은 냉각관(420)을 통과하며 액체 질소에 의해 냉각되어 고화된다. 그리고 냉각액 수용부(410)의 하측이 경사짐에 따라 수은 냉각 유로(P3) 역시 경사지게 형성되므로, 제1수은 냉각관(420)에서 고화된 수은은 경사진 수은 회수관(450)을 통해 후술하는 수은 회수부(500)로 이동된다.

한편, 제2수은 냉각관(430)은 제1수은 냉각관(420)에서 미처 냉각되지 못하고 남아있는 수은 증기를 다시 한 번 냉각시킨다. 제2수은 냉각관(430)은 냉각액 수용부(410)를 관통하며 냉각액 수용부(410)의 외부에 형성된 수은 냉각 유로(P3)와 연통되고, 진공 흡입 펌프(440)와 연결된다. 따라서 진공 흡입 펌프(440)가 작동함에 따라 이송관(210)과 제1수은 냉각관(420)에 존재하는 공기와 수은 증기는 제2수은 냉각관(430)을 통과하게 되고, 수은 증기는 제1수은 냉각관(420)과 제2수은 냉각관(430)을 거치면서 냉각되므로 외부로 토출되는 공기에는 수은 증기가 남아있지 않는다.

제2수은 냉각관(430)은 복수 개의 관(431)으로 이루어진다. 복수 개의 관(431)은 각각의 일단이 수은 회수관(450)으로부터 연장되어 분리되고, 각각의 타단이 모여 연장되며 진공 흡입 펌프(440)와 연결된다. 제2수은 냉각관(430)이 복수 개의 관으로 형성됨으로써, 어느 한 관(431)과 그와 이웃하는 관(431) 사이에 냉각액이 위치하여 냉각이 가능하므로, 냉각의 효과는 더욱 높아진다.

아울러 이송관(210)과 제1수은 냉각관(420)에 존재하는 수은 증기 역시 진공 흡입 펌프(440)에 의해 수은 회수관(450) 내의 수은 냉각 유로(P3)로 이동된다. 수은 냉각 유로(P3)에 존재하는 수은 증기는 진공 흡입 펌프(440)에 의해 제2수은 냉각관(430)을 통과하게 되고, 이때 수은 증기는 냉각되어 고화되며 하방으로 낙하하게 된다. 그리고 고화된 수은은 경사진 수은 냉각 유로(P3)에 의해 후술하는 수은 회수부(500)로 수거된다.

도 13에는 수은 냉각 유로(P3)는 일방을 향하여 유로가 형성되는 것으로 도시하였으나, 이는 이해를 돕기 위해 편의상 작성한 것이다. 실제로, 도 13에서 수은 증기는 제1수은 냉각관(420)과 제2수은 냉각관(430) 내의 유로 방향만이 일치할 뿐, 수은 증기는 수은 회수관(450)에 형성된 수은 냉각 유로(P3)를 거꾸로 따라서 유로를 형성할 수도 있는 것이다.

제1수은 냉각관(420)과 제2수은 냉각관(430)을 통해 냉각되어 고화된 수은은 하방으로 경사진 수은 냉각 유로(P3)를 통하여 수은 회수부(500) 즉, 수은 회수통(510)으로 수거된다. 도면에 도시하지 않았지만, 수은 회수통(510)은 복수 개가 형성될 수 있고, 각각의 복수 개의 수은 회수통(510)은 밸브(511)가 각각 설치될 수 있다. 이때, 어느 한 수은 회수통(510)에 수은이 가득 차게 되어 더 이상 수은의 수용이 불가능하면, 그 수은 회수통(510)의 밸브를 닫고, 또 다른 수은 회수통(510)의 밸브(511)를 열어 수은을 수용시키도록 제어가능하다.

상기에서 언급한 각 구성들의 연결부위에는 플랜지가 설치될 수 있고, 실링부재를 설치하여 수은의 외부 유출을 방지할 수 있고, 상기 실링부재의 변형을 방지하도록 냉각 수단이 마련될 수 있다. 또한 상기에서 언급하지 않았지만 본 발명이 포함하는 구성들은 필요한 위치에 사용자의 의도에 따라 온도센서, 압력센서 등 각종 센서들과 알람 및 디스플레이를 설치하는 것도 가능하다. 그리고 수조(280)로부터 냉각액을 공급받는 본 발명의 구성들은, 수조와 고압호스로 연결되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 수은 회수 장치를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

100 : 호퍼 101 : 원료 공급 펌프 110 : 제1호퍼
111 : 밸브 120 : 제2호퍼 121 : 밸브
130 : 공급관 131 : 제1스크류 132 : 냉각 플랜지
200 : 수은 기화부 210 : 이송관 220 : 제1축
221 : 구멍 222 : 돌출부 223 : 제1날개부
224 : 연결부 230 : 제2스크류 240 : 제1플랜지
241 : 관통공 242 : 입수공 243 : 출수공
244 : 폐쇄부재 250 : 제2플랜지 260 : 가열부
261 : 열선 262 : 커버부 270 : 제2축
271 : 삽입홈 272 : 제2날개부 273 : 입수공
274 : 출수공 275 : 베어링부 280 : 수조
290 : 수은 증기 이송관 300 : 폐기물 회수부 310 : 제1폐기물 회수통
311 : 밸브 320 : 제2폐기물 회수통 321 : 밸브
400 : 수은 냉각부 410 : 냉각액 수용부 411 : 부표
420 : 제1수은 냉각관 430 : 제2수은 냉각관 431 : 관
440 : 진공 흡입 펌프 450 : 수은 회수관 460 : 도르레
470 : 진공계 500 : 수은 회수부 510 : 수은 회수통
511 : 밸브 600 : 집진기 700 : 프레임
800 : 제어부
P1 : 제1냉각 순환 유로 P2 : 제2냉각 순환 유로
P3 : 수은 냉각 유로

Claims

수은이 포함된 폐기물을 수용하는 호퍼;
상기 호퍼와 연통되며, 상기 호퍼로부터 유입된 수은이 포함된 폐기물로부터 수은을 기화시키는 수은 기화부;
상기 수은 기화부와 연통되며, 기화된 수은 증기를 제외한 나머지 폐기물을 회수하는 폐기물 회수부;
상기 수은 기화부 연통되며, 상기 수은 기화부에서 발생되는 수은 증기를 냉각시키는 수은 냉각부; 및
상기 수은 냉각부에서 냉각된 수은을 회수하는 수은 회수부를 포함하는 수은 회수 장치.
제1항에 있어서,
상기 호퍼는 복수 개가 마련되며,
상기 복수 개의 호퍼 각각에는 상기 수은 기화부와의 연통을 선택적으로 개폐하는 밸브가 구비되며,
상기 밸브는 상기 복수 개의 호퍼 각각이 순차적으로 개폐되도록 제어되는 수은 회수 장치.
제1항에 있어서,
상기 호퍼와 상기 수은 기화부가 연통되는 공급관을 더 포함하며,
상기 공급관은 상기 호퍼로부터 유입되는 수은이 포함된 폐기물을 미리 정해진 양만큼씩 상기 수은 기화부에 공급하는 수은 회수 장치.
제3항에 있어서,
상기 공급관은 상기 호퍼로부터 공급받은 수은이 포함된 폐기물을 이동시키는 나선형의 제1스크류를 포함하는 수은 회수 장치.
제3항에 있어서,
상기 공급관은 외주면에 상기 수은 기화부로부터의 열의 전달을 차단하는 냉각 플랜지를 포함하는 수은 회수 장치.
제1항에 있어서,
상기 수은 기화부는
상기 호퍼와 연통되어 수은이 포함된 폐기물을 공급받는 이송관;
상기 이송관에 수용되고 길이방향의 단면이 십자형태인 제1축; 및
상기 제1축의 외면을 나선형태로 감싸는 제2스크류를 포함하는 수은 회수 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1축은 수은 증기가 이송관 내에서 유동가능하게 형성된 구멍을 포함하는 수은 회수 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1축은 길이방향으로 복수 개가 마련되고,
상기 복수 개의 제1축은 열에 의한 변형을 방지하기 위하여 서로 길이방향으로 연결되는 연결부를 구비한 수은 회수 장치.
제6항에 있어서,
상기 수은 기화부는,
상기 이송관의 양단에 각각 설치되고 내부에 냉각순환유로가 각각 형성된 제1플랜지와 제2플랜지를 더 포함하는 수은 회수 장치.
제9항에 있어서,
상기 냉각순환유로에 공급되는 물을 저장하는 수조를 더 포함하는 수은 회수 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1플랜지는 상기 제2축이 관통하는 관통공을 포함하고,
상기 제1축과 연결되어 외부의 모터의 구동에 따라 회전함으로써 상기 제1축을 회전시키는 제2축을 더 포함하는 수은 회수 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1축의 일단 또는 상기 제2축의 일단 중 어느 하나에 축방향을 따라 돌출된 돌출부와,
상기 제1축의 일단 또는 상기 제2축의 일단 중 나머지 하나에는 상기 돌출부에 대응하는 함몰형성된 삽입홈을 포함하고,
상기 돌출부가 상기 삽입홈에 삽입되어 상기 제1축과 제2축이 서로 맞물려 회전하는 수은 회수 장치.
제6항에 있어서,
상기 수은 기화부는 상기 이송관의 외주면에 위치하는 가열부를 더 포함하며,
상기 가열부는 상기 이송관의 외면에 배치된 열선을 포함하는 수은 회수 장치.
제6항에 있어서,
상기 수은 기화부는 상기 이송관의 외주면에 위치하는 가열부를 더 포함하며,
상기 가열부는 상기 열선으로부터 발산되는 열이 외부로 유출되지 않도록 상기 열선의 외부를 커버하는 커버부를 더 포함하는 수은 회수 장치.
제1항에 있어서,
상기 폐기물 회수부는 폐기물을 회수하는 복수 개의 폐기물 회수통을 포함하고,
상기 복수 개의 폐기물 회수통 각각에는 선택적으로 개폐가능한 밸브가 각각 설치되고,
상기 밸브는 상기 복수 개의 폐기물 회수통 각각이 순차적으로 개폐되도록 제어되는 수은 회수 장치.
제1항에 있어서,
상기 수은 냉각부는,
냉각액이 수용되는 냉각액 수용부;
상기 냉각액 수용부를 관통하고, 외부의 냉각액에 의해 상기 수은 기화부로부터 기화된 수은 증기가 냉각되는 제1수은 냉각관;
상기 냉각액 수용부를 관통하고, 상기 제1수은 냉각관과 연통되며, 외부의 냉각액에 의해 상기 제1수은 냉각관으로부터 남아있는 수은 증기가 냉각되는 제2수은 냉각관;
상기 제2수은 냉각관과 연결되며 공기를 흡입하는 진공 흡입 펌프; 및
상기 냉각액 수용부를 둘러싸며 상기 제1 및 제2수은 냉각관과 연통되어 수은 냉각 유로를 형성하는 수은 회수관을 포함하는 수은 회수 장치.
제16항에 있어서,
상기 제2수은 냉각관은 복수 개의 관으로 이루어지고,
상기 복수 개의 관은 각각의 일단이 상기 수은 회수관으부터 연장되어 분리되고, 각각의 타단이 모여 연장되며 상기 진공 흡입 펌프와 연결되는 수은 회수 장치.
제16항에 있어서,
상기 수은 회수관과 연통되고, 냉각된 수은을 회수하는 복수 개의 수은 회수통을 포함하고,
상기 수은 회수관에는 상기 복수 개의 수은 회수통 각각과 선택적으로 개폐가 가능한 밸브를 더 포함하는 수은 회수 장치.