KR20160071509A - 연기 및 배기가스 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난방배관이나 자동차의 마후라 내부에 연결하여 연소 배출되는 연기나 배기가스를 제거하는 장치에 관한 것이다.
이에 대한 본 발명의 연기 및 배기가스 제거장치는, 연소부로부터 발생된 연기나 배기가스와 수증기이송관로를 통해 연도 내부로 공급되는 수증기가 혼합됨과 동시에 이의 자중을 통해 낙하하는 혼합물을 안착시켜 연소부의 열기에 의해 가열되면서 안착된 혼합물을 증발시켜 제거토록 연도 내에 베리어판이 서로 교차지게 다단으로 수직 배열 고정되거나, 또는 액체저장탱크 내부를 다단으로 구획하여 주입구를 통해 유입된 연기나 배기가스의 흐름을 지그재그 형태로 이루어짐과 동시에 구획경로에 따라 단계적으로 설치된 구역별노즐을 통해 액체를 분사하여 연기나 배기가스와 분사된 액체가 서로 혼합됨과 동시에 이의 자중을 통해 혼합물이 액체저장탱크의 하단에 저장된 액체 속으로 낙하되면서 제거토록 상기 액체저장탱크의 상면 또는 상,하 양면에 베리어판이 서로 교차지게 수평 배열 고정되는 구조로 구성된 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명에 의하면, 여러 산업분야에서 사용되고 있는 종래 연기 및 배기가스 제거장치에 비해 그 구조가 매우 간단함과 함께, 나무 장작이나 석탄, 목탄, 갈탄 등의 연료를 태워 열과 연기를 발생하는 나무보일러나 석탄보일러, 난로, 자동차의 마후라 등에서 발생되는 연기나 배기가스를 액체저장탱크에 저장된 액체의 수증기나 노즐을 통해 액체를 분사하여 연료의 연소작용에 의해 발생되어 연도를 따라 외부로 배출되는 연기나 마후라를 통해 외부로 배출되는 배기가스를 효과적으로 제거할 수 있으며, 특히 상기 베리어판을 연도나 액체저장탱크의 중심선상에서 더 돌출되는 길이로 이루어지기 때문에 액체저장탱크를 통해 배출되는 연기나 배기가스의 흐름을 지그재그 형태로 이루어지도록 해 상기 액체저장탱크를 통과하는 연기나 배기가스가 좀 더 오래 머물도록 하여 상기 연기와 수증기 또는 배기가스와 액체 간의 혼합작용이 보다 많이 이루어지면서 연기나 배기가스에 포함된 나쁜 성분을 제거할 수 있는 등의 탁월한 효과가 있다.

Description

연기 및 배기가스 제거장치{The device for removal to smoke and exhaust gas}

본 발명은 연기 및 배기가스를 제거하는데 사용되는 장치로서, 보다 상세하게는 난방배관이나 자동차의 마후라 내부에 연결하여 연소 배출되는 연기나 배기가스를 제거하기 위하여 연소부로부터 발생된 연기나 배기가스와 수증기이송관로를 통해 연도 내부로 공급되는 수증기가 혼합됨과 동시에 이의 자중을 통해 낙하하는 혼합물을 안착시켜 연소부의 열기에 의해 가열되면서 안착된 혼합물을 증발시켜 제거토록 연도 내에 베리어판이 서로 교차지게 다단으로 수직 배열 고정되거나, 또는 액체저장탱크 내부를 다단으로 구획하여 주입구를 통해 유입된 연기나 배기가스의 흐름을 지그재그 형태로 이루어짐과 동시에 구획경로에 따라 단계적으로 설치된 구역별노즐을 통해 액체를 분사하여 연기나 배기가스와 분사된 액체가 서로 혼합됨과 동시에 이의 자중을 통해 혼합물이 액체저장탱크의 하단에 저장된 액체 속으로 낙하되면서 제거토록 상기 액체저장탱크의 상면 또는 상,하 양면에 베리어판이 서로 교차지게 수평 배열 고정되는 구조로 구성함으로써, 여러 산업분야에서 사용되고 있는 종래 연기 및 배기가스 제거장치에 비해 그 구조가 매우 간단함과 함께, 나무 장작이나 석탄, 목탄, 갈탄 등의 연료를 태워 열과 연기를 발생하는 나무보일러나 석탄보일러, 난로, 자동차의 마후라 등에서 발생되는 연기나 배기가스를 액체저장탱크에 저장된 액체의 수증기나 노즐을 통해 액체를 분사하여 연료의 연소작용에 의해 발생되어 연도를 따라 외부로 배출되는 연기나 마후라를 통해 외부로 배출되는 배기가스를 효과적으로 제거할 수 있으며, 특히 상기 베리어판을 연도나 액체저장탱크의 중심선상에서 더 돌출되는 길이로 이루어지기 때문에 액체저장탱크를 통해 배출되는 연기나 배기가스의 흐름을 지그재그 형태로 이루어지도록 해 상기 액체저장탱크를 통과하는 연기나 배기가스가 좀 더 오래 머물도록 하여 상기 연기와 수증기 또는 배기가스와 액체 간의 혼합작용이 보다 많이 이루어지면서 연기나 배기가스에 포함된 나쁜 성분을 제거할 수 있도록 한 연기 및 배기가스 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로, 나무 장작이나 석탄, 목탄, 갈탄 등의 연료를 태워 열과 연기를 발생하는 난로를 비롯해, 생활쓰레기 및 산업쓰레기인 폐기물을 소각 연소시키는 소각장이나 자동차의 마후라, 실리콘 웨이퍼를 이용한 반도체에서는 환경오염물질이 다량으로 포함된 연기(폐가스)나 배기가스(매연), 화학가스 등이 발생하게 되고, 이와 같은 연기(폐가스)나 배기가스(매연), 화학가스 등이 외부로 방출될 시 악취 및 독성이 강해 사람들에게 악영향을 미침과 동시에 환경을 오염시키는 등의 치명적인 문제가 발생하기 때문에 이와 같은 연기(폐가스)나 배기가스(매연), 화학가스 등을 제거하기 위한 여러 가지 방식의 연기 및 배기가스 제거장치가 많이 사용되고 있다.

이러한 종래 연기 및 배기가스 제거장치의 경우 공개특허공보 제10-2011-0094505호(화목보일러)와, 실용신안 공고번호 제95-2883호(폐기물 소각장치)와, 등록특허공보 10-237836호 및 10-0225591호(건식 폐가스 처리장치)가 제안되었는데, 상기한 선행기술들 모두 그 장치적 구성이 매우 복잡하게 이루어져 있음과 아울러, 상기 화목보일러(공개특허공보 제10-2011-0094505호)의 경우 연소실 내부에 한꺼번에 많은 양의 화목을 투입할 시 화목이 불완전 연소되면서 많은 양의 그을음이나 연기 등이 발생함과 동시에 상기 그을음이나 연기를 그대로 외부로 배출시키기 때문에 이로 인한 대기오염을 유발시키는 문제점이 있고, 상기 폐기물 소각장치(실용신안 공고번호 제95-2883호)의 경우 연소실 내주면에 폐기물을 교반하는 돌기부 또는 돌출부를 구비하고 있지 않으므로, 회전수단을 회전시켜도 연소실 내의 폐기물이 교반되지 않아 상기 폐기물에 연소용 공기를 충분히 공급할 수 없어 이에 따른 폐기물을 완전 연소시킬 수 없을 뿐만 아니라, 폐기물이 완전 연소되지 않아 불완전 연소가스가 발생하게 되고, 또한 상기 불완전 연소가스 배출에 의한 악취 역시도 발생하게 되어 이를 통한 주의 사람의 건강에 악영향을 미치게 되는 문제점이 있으며, 상기 건식 폐가스 처리장치(등록특허공보 10-237836호 및 10-0225591)의 경우 여러 가지 종류의 혼합 가스, 예를 들어 수용성이 아닌 화학가스와 수용성인 화학가스를 혼합하여 반도체 공정에 사용하는 경우나 가열에 의하여 분해 또는 산화되는 화학가스와 가열에 의해서 분해되지 않는 화학가스를 혼합하여 반도체 공정에 사용하는 경우에는 앞서 언급한 건식 폐가스 처리 장치 또는 습식 폐가스 처리 장치에서 한 번에 처리되지 못하고 적어도 2번 이상에 걸쳐 폐가스 처리 공정을 수행해야 하는 등 상기와 같은 과정을 통해 폐가스를 처리하는 시간이 지연될 뿐만 아니라 이에 따른 설비비용 역시 증가하게 되는 등의 문제점이 있다.

그리고, 상기한 건식 폐가스 처리 장치의 경우 포집통으로부터 제거된 폴리머가 덩어리 상태로 폴리머 수거통과 연통된 배관을 막히게 하여 폐가스 처리장치의 클리닝이 빈번해지는 문제점과 아울러, 집진된 폴리머를 제거하기 위해서는 주기적으로 필터가 장착된 필터 유닛을 분해-클리닝-조립하여야 하는 문제점 역시 있었다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 난방배관이나 자동차의 마후라 내부에 연결하여 연소 배출되는 연기나 배기가스를 제거하기 위하여 연소부로부터 발생된 연기나 배기가스와 수증기이송관로를 통해 연도 내부로 공급되는 수증기가 혼합됨과 동시에 이의 자중을 통해 낙하하는 혼합물을 안착시켜 연소부의 열기에 의해 가열되면서 안착된 혼합물을 증발시켜 제거토록 연도 내에 베리어판이 서로 교차지게 다단으로 수직 배열 고정되거나, 또는 액체저장탱크 내부를 다단으로 구획하여 주입구를 통해 유입된 연기나 배기가스의 흐름을 지그재그 형태로 이루어짐과 동시에 구획경로에 따라 단계적으로 설치된 구역별노즐을 통해 액체를 분사하여 연기나 배기가스와 분사된 액체가 서로 혼합됨과 동시에 이의 자중을 통해 혼합물이 액체저장탱크의 하단에 저장된 액체 속으로 낙하되면서 제거토록 상기 액체저장탱크의 상면 또는 상,하 양면에 베리어판이 서로 교차지게 수평 배열 고정되는 구조로 구성함에 따라 여러 산업분야에서 사용되고 있는 종래 연기 및 배기가스 제거장치에 비해 그 구조가 매우 간단하고 제조비용 역시 저렴함과 아울러, 나무 장작이나 석탄, 목탄, 갈탄 등의 연료를 태워 열과 연기를 발생하는 나무보일러나 석탄보일러, 난로, 자동차의 마후라 등에서 발생되는 연기나 배기가스를 액체저장탱크에 저장된 액체의 수증기나 노즐을 통해 액체를 분사하여 연료의 연소작용에 의해 발생되어 연도를 따라 외부로 배출되는 연기나 마후라를 통해 외부로 배출되는 배기가스를 효과적으로 제거할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 경우 상기 베리어판을 연도나 액체저장탱크의 중심선상에서 더 돌출되는 길이로 이루어지기 때문에 액체저장탱크를 통해 배출되는 연기나 배기가스의 흐름을 지그재그 형태로 이루어지도록 해 상기 액체저장탱크를 통과하는 연기나 배기가스가 좀 더 오래 머물도록 하여 상기 연기와 수증기 또는 배기가스와 액체 간의 혼합작용이 보다 많이 이루어지면서 연기나 배기가스에 포함된 나쁜 성분을 제거할 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 해결하기 위한 본 발명의 일실시예인 연기 및 배기가스 제거장치는, 난방배관이나 자동차의 마후라 내부에 연결 설치되어 연소 배출되는 연기나 배기가스를 제거하는 장치에 있어서, 연료를 태워 열기와 함께 연기나 배기가스를 발생시키는 연소부와; 상기 난방배관과 연결된 상태로 연소부의 상단에 연결되고, 내부가 밀폐된 원통쉘 형태를 이루면서 중앙에 연도를 구비하며, 상기 연소부의 가열작용에 의해 수증기가 발생되도록 연도 둘레에 액체가 저장되는 액체저장탱크와; 상기 액체저장탱크와 연도 사이에 연결되며, 연소부의 가열작용을 통해 액체저장탱크 내에 저장된 액체가 수증기로 변화되어 연도 내부로 이송되도록 하는 수증기이송관로와; 상기 연도 내에 서로 교차지게 다단으로 수직 배열 고정되며, 연소부로부터 발생된 연기나 배기가스와 상기 수증기이송관로를 통해 연도 내부로 공급되는 수증기가 혼합되어 낙하하는 혼합물을 안착시킴과 동시에 연소부의 열기에 의해 가열되면서 안착된 혼합물을 증발시키는 베리어판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예인 연기 및 배기가스 제거장치는, 난방배관이나 자동차의 마후라 내부에 연결 설치되어 연소 배출되는 연기나 배기가스를 제거하는 장치에 있어서, 상기 마후라 내부 입구단과 출구단에 각각 연통되게 연결되는 플랜지 형태의 주입구 및 배출구와; 상기 주입구와 배출구 사이에 연결되며, 내부가 밀폐된 원통쉘 형태로 형성되면서 하단부에 액체가 저장되는 액체저장탱크와; 상기 액체저장탱크의 상면 또는 상,하 양면에 서로 교차지게 수평 배열 고정되며, 주입구를 통해 유입된 연기나 배기가스의 흐름을 지그재그 형태로 이루어지도록 액체저장탱크 내부를 다단으로 구획하는 베리어판과; 상기 액체저장탱크의 상면에 고정된 베리어판 사이에 각각 설치되며, 주입구를 통해 유입된 연기나 배기가스에 액체를 분사하되, 베리어판 사이의 구획경로에 따라 단계적으로 분사하여 연기나 배기가스와 분사된 액체가 서로 혼합됨과 동시에 액체저장탱크의 하단에 저장된 액체 속으로 낙하되도록 하는 구역별노즐과; 상기 구역별노즐과 액체저장탱크를 연결하는 이송관에 연결 설치되어 상기 액체저장탱크 하단부에 저장된 액체를 구역별노즐로 공급하는 펌프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면, 연소부로부터 발생된 연기나 배기가스와 수증기이송관로를 통해 연도 내부로 공급되는 수증기가 혼합됨과 동시에 이의 자중을 통해 낙하하는 혼합물을 안착시켜 연소부의 열기에 의해 가열되면서 안착된 혼합물을 증발시켜 제거토록 연도 내에 베리어판이 서로 교차지게 다단으로 수직 배열 고정되거나, 또는 액체저장탱크 내부를 다단으로 구획하여 주입구를 통해 유입된 연기나 배기가스의 흐름을 지그재그 형태로 이루어짐과 동시에 구획경로에 따라 단계적으로 설치된 구역별노즐을 통해 액체를 분사하여 연기나 배기가스와 분사된 액체가 서로 혼합됨과 동시에 이의 자중을 통해 혼합물이 액체저장탱크의 하단에 저장된 액체 속으로 낙하되면서 제거토록 상기 액체저장탱크의 상면 또는 상,하 양면에 베리어판이 서로 교차지게 수평 배열 고정되는 구조로 구성함에 따라 여러 산업분야에서 사용되고 있는 종래 연기 및 배기가스 제거장치에 비해 그 구조가 매우 간단하고 제조비용 역시 저렴함과 아울러, 나무 장작이나 석탄, 목탄, 갈탄 등의 연료를 태워 열과 연기를 발생하는 나무보일러나 석탄보일러, 난로, 자동차의 마후라 등에서 발생되는 연기나 배기가스를 액체저장탱크에 저장된 액체의 수증기나 노즐을 통해 액체를 분사하여 연료의 연소작용에 의해 발생되어 연도를 따라 외부로 배출되는 연기나 마후라를 통해 외부로 배출되는 배기가스를 효과적으로 제거할 수 있는 등의 탁월한 효과가 있다.

또한, 상기 베리어판을 연도나 액체저장탱크의 중심선상에서 더 돌출되는 길이로 이루어지기 때문에 액체저장탱크를 통해 배출되는 연기나 배기가스의 흐름을 지그재그 형태로 이루어지도록 해 상기 액체저장탱크를 통과하는 연기나 배기가스가 좀 더 오래 머물도록 하여 상기 연기와 수증기 또는 배기가스와 액체 간의 혼합작용이 보다 많이 이루어지면서 연기나 배기가스에 포함된 나쁜 성분을 제거할 수 있는 효과 역시 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 연기 제거장치를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 연기 제거장치의 단면도.
도 3a 내지 도 3c는 도 1에 도시된 연기 제거장치의 작동과정을 나타낸 상태도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예인 배기가스 제거장치를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 5는 도 4에 도시된 배기가스 제거장치의 단면도.
도 6은 도 4에 도시된 배기가스 제거장치의 작동과정을 나타낸 상태도.

본 발명의 연기 및 배기가스 제거장치를 첨부된 도면과 대비하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 연기 제거장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 연기 제거장치의 단면도를 나타낸 것이며, 도 3a 내지 도 3c는 도 1에 도시된 연기 제거장치의 작동과정을 나타낸 상태도이다.

본 발명에 대한 일실시예의 연기 및 배기가스 제거장치(1)는, 실내의 난방배관(5)에 연결 설치되어 연소 배출되는 연기를 제거하는데 사용되는 장치로서, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 연료를 태워 열기와 함께 연기를 발생시키는 연소부(10)와; 상기 난방배관(5)과 연결된 상태로 연소부(10)의 상단에 연결되고, 내부가 밀폐된 원통쉘 형태를 이루면서 중앙에 연도(21)를 구비하며, 상기 연소부(10)의 가열작용에 의해 수증기가 발생되도록 연도(21) 둘레에 액체가 저장되는 액체저장탱크(20)와; 상기 액체저장탱크(20)와 연도(21) 사이에 연결되며, 연소부(10)의 가열작용을 통해 액체저장탱크(20) 내에 저장된 액체가 수증기로 변화되어 연도(21) 내부로 이송되도록 하는 수증기이송관로(23)와; 상기 연도(21) 내에 서로 교차지게 다단으로 수직 배열 고정되며, 연소부(10)로부터 발생된 연기와 상기 수증기이송관로(23)를 통해 연도(21) 내부로 공급되는 수증기가 혼합되어 낙하하는 혼합물을 안착시킴과 동시에 연소부(10)의 열기에 의해 가열되면서 안착된 혼합물을 증발시키는 베리어판(25)을 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예인 연기 및 배기가스 제거장치(이하, 연기 제거장치라 함)(1)를 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명의 일실시예에서는 자동차 마후라를 통해 배출되는 배기가스 대신에 나무나 석탄, 목탄, 갈탄 등의 연료를 태워 발생하는 연기를 제거하는데 포커스를 맞춰 설명하기로 하며, 상기와 같이 연료를 태워 발생하는 열기로 저장된 액체 즉, 물을 가열하고, 상기 가열된 물을 난방수로도 활용할 수 있기 때문에 이러한 연기 제거장치(1)를 "나무보일러" 나 "석탄보일러" 라고도 칭할 수 있음을 미리 밝혀둔다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예인 연기 제거장치(1) 중 상기 연소부(10)의 경우 항아리나 질그릇, 사기, 백자 등을 굽는 가마터와 같이 반원형태이면서 일정길이를 갖는 호 형태로 형성되어 있고, 그 내부는 나무나 석탄, 목탄, 갈탄 등의 연료를 넣고 태워 열기와 연기를 발산시킬 수 있도록 방사형의 빈 공간형태로 형성되어 있으며, 이러한 상기 연소부(10)의 상단 일측에는 열기와 함께 연기를 외부로 방출시키는 연도(21) 역할과 함께 액체를 저장하고 상기 저장된 액체를 가열할 수 있도록 하는 중공의 액체저장탱크(20)가 연통되게 설치되어 있다.

또한, 본 발명의 일실시예인 연기 제거장치(1) 중 상기 액체저장탱크(20)의 경우 앞서 밝힌 바와 같이 연도(21) 역할과 함께 액체를 저장하고 상기 저장된 액체를 연소부(10)에서 발생되는 열기로 가열함과 아울러, 상기 가열된 액체를 난방수로 사용 가능하도록 실내의 난방배관(5)과 연결하여 사용할 수도 있음을 미리 밝혀두며, 상기와 같이 연기가 외부로 배출될 수 있도록 연도(21) 역할도 하면서 가열하여 수증기로 상변화를 시키기 위한 액체 또한 저장할 수 있도록 구조 자체가 중앙에 연도(21)를 구비하면서 내부가 밀폐된 원통형 쉘 구조로 이루어져 있으며, 상기 연도(21) 둘레로 액체 즉, 물이나 부동액이 저장되어 상기 연소부(10)를 통해 전달된 열기에 의해 상기 쉘 구조의 액체저장탱크(20)에 저장된 액체가 가열되면서 수증기로 변화되게 된다.

여기서, 상기 연도(21)의 경우 원통형 쉘 구조인 액체저장탱크(20)의 하단으로부터 상단부분까지는 동일한 직경 크기로 이루어지다가 상기 상단부분에서 단차를 갖는 크기로 직경이 좁아지면서 외부로 돌출된 형태를 이루고 있다.

또한, 상기와 같이 외부로 돌출된 연도(21)의 하단부에는 액체저장탱크(20) 내에 저장된 액체가 가열되기 전(前)인 초기 연소상태에서 발생되는 연기에 액체를 분사하여 서로 혼합된 혼합물이 자중에 의해 베리어판(25)으로 낙하 안착된 상태에서 연소부(10)의 열기에 의해 가열되어 증발되도록 하기 위한 초기액체공급노즐밸브(26)가 설치되어 있다.

이와 더불어, 상기 액체저장탱크(20)의 상,하단에는 액체를 액체저장탱크(20)에 저장시키기 위한 충진구(27a), 및 상기 액체를 액체저장탱크(20)로부터 외부로 배출시키기 위한 배출구(27b)가 각각 형성되어 있고, 상기 액체저장탱크(20)의 상단 일측에는 액체의 저장 높이를 외부에서 확인하기 위한 액체게이지(28), 및 가열된 액체의 온도를 확인하기 위한 온도게이지(29)가 각각 설치되어 있다.

그리고, 본 발명의 일실시예인 연기 제거장치(1) 중 상기 수증기이송관로(23)의 경우 앞서 밝힌 바와 같이 연소부(10)의 가열작용을 통해 액체저장탱크(20) 내에 저장된 액체가 수증기로 변화되어 연도(21) 내부로 이송 공급될 수 있도록 상기 액체저장탱크(20)와 연도(21) 사이를 서로 연결하는 이송관으로서, 상기 수증기이송관로(23)의 입구단이나 출구단 어느 한쪽 또는 양쪽 모두에는 연도(21)로 배출되는 연기가 역으로 수증기이송관로(23)를 거쳐 액체저장탱크(20) 내부로 유입되지 않도록 일방향성 밸브인 체크밸브(미도시)가 설치되어 있다.

또한, 본 발명의 일실시예인 연기 제거장치(1) 중 상기 베리어판(25)의 경우 앞서 밝힌 바와 같이 연소부(10)로부터 발생된 연기와 수증기이송관로(23)를 통해 연도(21) 내부로 공급되는 수증기가 혼합되어 낙하되는 혼합물이 안착됨과 동시에 연소부(10)의 열기에 의해 가열되면서 안착된 혼합물을 증발시키는데 사용되는 요소로서, 전체 형상이 상방향으로 곡률반경을 갖는 곡면판 형태로 형성됨과 아울러 상기 연도(21) 내에 수직으로 서로 교차지게 다단으로 배열 고정되되, 상기 액체저장탱크(20) 즉, 연도(21)의 중심선상에서 더 돌출되는 길이로 이루어지는데, 이는 연도(21)를 통해 배출되는 연기의 흐름을 지그재그 형태로 이루어지도록 해 상기 연도(21)를 통과하는 연기가 좀 더 오래 연도(21) 상에 머물도록 하여 상기 연기와 수증기 간의 혼합작용이 보다 많이 이루어지면서 연기에 포함된 나쁜 성분을 제거하도록 하기 위함이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예인 연기 제거장치(1)를 이용한 연기 제거과정을 도 3a 내지 도 3c와 대비하여 상세히 설명하며, 본 발명의 일실시예인 연기 제거장치(1) 중 연소부(10)에 대해서는 도시를 생략하였고, 상기 연소부(10) 내에서 연료를 태워 발생되는 열기와 연기에 대해서는 화살표와 연기모양으로서 표시하였음을 미리 밝혀둔다.

먼저, 연소부(10)로부터 연료를 태워 열기와 함께 연기가 발생할 때 초기에는 액체저장탱크(20)에 열기가 가해지지 않아 상기 액체저장탱크(20) 내에 저장된 액체가 수증기로 변화되지 않은 상태에서 연기만 연도(21)를 따라 외부로 배출되게 되는데, 이와 같은 초기 때 발생되는 연기 역시 제거하기 위하여 도 3a에 도시한 바와 같이 외부로 돌출된 연도(21)의 하단부에 연결 설치된 초기액체공급노즐밸브(26)를 통해 액체저장탱크(20) 내에 저장된 액체가 가열되기 전(前)인 상기 연료의 초기 연소상태에서 발생되는 연기에 액체를 분사하여 서로 혼합된 혼합물이 자중에 의해 베리어판(25)으로 낙하 안착됨과 동시에 상기 연소부(10)의 열기에 의해 베리어판(25) 역시 가열되면서 이를 통해 상기 베리어판(25)에 안착된 혼합물이 증발되는 등 연료의 초기 연소에 의해 발생된 연기를 1차적으로 제거할 수 있다.

그리고, 상기와 같은 과정을 통해 액체저장탱크(20) 내에 저장된 액체가 가열되면서 내부압력의 상승과 함께 액체로부터 수증기가 발생되게 되면, 초기액체공급노즐밸브(26)를 잠거 상기 초기액체공급노즐밸브(26)를 통한 액체의 공급을 중단하고, 상기 액체저장탱크(20)와 연도(21) 사이에 연결 설치된 수증기이송관로(23) 상에 설치된 밸브를 오픈시켜 도 3b에 도시한 바와 같이 연소부(10)의 가열작용을 통해 액체저장탱크(20) 내에 발생된 수증기가 수증기이송관로(23)를 통해 연도(21) 내부로 이송 공급되면서 연소부(10)로부터 연도(21)로 배출되는 연기와 혼합됨과 동시에 상기와 같이 연기와 수증기가 혼합된 혼합물이 자중에 의해 상기 연도(21) 내에 수직으로 서로 교차지게 다단으로 배열 고정된 베리어판(25)으로 낙하하여 안착됨과 동시에 도 3c에 도시한 바와 같이 상기 연소부(10)의 열기에 의해 상기 베리어판(25) 역시 가열되면서 이를 통해 상기 베리어판(25)에 안착된 혼합물이 증발되는 등 연료의 연소작용에 의해 발생되어 연도(21)를 따라 외부로 배출되는 연기를 효과적으로 제거할 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예인 배기가스 제거장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 5는 도 4에 도시된 배기가스 제거장치의 단면도를 나타낸 것이며, 도 6은 도 4에 도시된 배기가스 제거장치의 작동과정을 나타낸 상태도이다.

그 다음, 본 발명에 대한 또 다른 실시예의 연기 및 배기가스 제거장치(1a)는, 자동차의 마후라 내부에 연결 설치되어 자동차 엔진으로부터 연소 배출되는 배기가스(매연)를 제거하는데 사용되는 장치로서, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 마후라(30) 내부 입구단과 출구단에 각각 연통되게 연결되는 플랜지 형태의 주입구(31) 및 배출구(32)와; 상기 주입구(31)와 배출구(32) 사이에 연결되며, 내부가 밀폐된 원통쉘 형태로 형성되면서 하단부에 액체가 저장되는 액체저장탱크(40)와; 상기 액체저장탱크(40)의 상면 또는 상,하 양면에 서로 교차지게 수평 배열 고정되며, 주입구(31)를 통해 유입된 배기가스의 흐름을 지그재그 형태로 이루어지도록 액체저장탱크(40) 내부를 다단으로 구획하는 베리어판(41a,41b)과; 상기 액체저장탱크(40)의 상면에 고정된 베리어판(41a) 사이에 각각 설치되며, 주입구(31)를 통해 유입된 배기가스에 액체를 분사하되, 베리어판(41a) 사이의 구획경로에 따라 단계적으로 분사하여 배기가스와 분사된 액체가 서로 혼합됨과 동시에 액체저장탱크(40)의 하단에 저장된 액체 속으로 낙하되도록 하는 구역별노즐(45)과; 상기 구역별노즐(45)과 액체저장탱크(40)를 연결하는 이송관(47)에 연결 설치되어 상기 액체저장탱크(40) 하단부에 저장된 액체를 구역별노즐(45)로 공급하는 펌프(48)를 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 상기와 같이 구성된 본 발명의 또 다른 실시예인 연기 및 배기가스 제거장치(이하, 배기가스 제거장치라 함)(1a)를 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 자동차 마후라(30)를 통해 배출되는 배기가스를 제거하는데 포커스를 맞춰 설명하기로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 또 다른 실시예인 배기가스 제거장치(1a) 중 상기 플랜지 형태로 이루어진 주입구(31) 및 배출구(32)의 경우 마후라(30) 내부 입구단과 출구단에 각각 연통되게 볼트로 체결하여 상기 주입구(31)와 배출구(32) 사이에 연결된 액체저장탱크(40)를 마후라(30) 내부에 고정시킬 수 있도록 각 플랜지 상에 다수의 볼트체결홀이 등간격으로 관통 형성되어 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예인 배기가스 제거장치(1a) 중 상기 액체저장탱크(40)의 경우 상기 주입구(31) 및 배출구(32)와 연통되면서 내측 하단부에 액체를 저장할 수 있도록 내부가 밀폐된 원통형 쉘 구조로 이루어져 있으며, 상기 액체저장탱크(40)의 상,하단에는 액체를 액체저장탱크(40)에 저장시키기 위한 충진구(43a), 및 상기 액체를 액체저장탱크(40)로부터 외부로 배출시키기 위한 배출구(43b)가 각각 형성되어 있다.

그리고, 상기와 같이 구성된 액체저장탱크(40)의 상,하 양면에는 주입구(31)를 통해 유입된 배기가스의 흐름이 지그재그 형태로 이루어지도록 상기 액체저장탱크(40) 내부를 다단으로 구획하는 베리어판(41a,41b)이 서로 교차지게 수평 배열 고정되어 있는데, 이때 상기와 같이 액체저장탱크(40)의 상,하 양면에 서로 교차지게 수평 배열 고정시킨 베리어판(41a,41b)을 상기 액체저장탱크(40)의 상면에만 수평하게 일렬로 배열 고정시킬 수도 있음을 미리 밝혀두며, 상기 액체저장탱크(40)의 하면에 다단으로 배열 고정된 베리어판(41b) 하부에는 각 베리어판(41b)에 의해 구획된 공간에 저장되는 액체가 각 구획공간마다 서로 수평상태를 이룰 수 있도록 상기 액체가 각 구획공간을 서로 이동할 수 있는 액체이동홀(44)이 다수 관통 형성되어 있다.

또한, 상기 베리어판(41a,41b)의 경우 전체 형상이 직선형태의 수평판으로 형성됨과 아울러 액체저장탱크(40)의 중심선상에서 더 돌출되는 길이로 이루어지는데, 이는 본 발명의 일실시예에 적용된 베리어판(25)에서도 밝혔듯이 주입구(31)를 통해 액체저장탱크(40) 내부로 유입된 배기가스의 흐름을 지그재그 형태로 이루어지면서 상기 액체저장탱크(40)를 통과하는 배기가스가 좀 더 오래 머물도록 하여 상기 배기가스와 구역별노즐(45)을 통해 분사되는 액체 간의 혼합작용이 보다 많이 이루어지면서 배기가스에 포함된 나쁜 성분을 제거하도록 하기 위함이다.

이와 더불어, 상기 액체는 본 발명의 일실시예에 적용되는 액체와 마찬가지로 물이나 부동액이 사용되는데, 이때 상기 액체의 경우 액체저장탱크(40)의 하단부로부터 1/2 높이로 저장되고, 상기 액체저장탱크(40)의 하면에 고정된 베리어판(41b)의 끝단은 저장된 액체의 높이 보다 높게 돌출되며, 상기 액체저장탱크(40)의 상면에 고정된 베리어판(41a)의 끝단은 액체 수면에 근접되게 위치되는데, 이는 액체저장탱크(40)의 상면에 고정된 베리어판(41a) 끝단과 수면 사이로 배기가스가 이송될 수 있도록 상기 배기가스의 이송통로(42)를 형성하기 위함이다.

그리고, 본 발명의 또 다른 실시예인 배기가스 제거장치(1a) 중 상기 액체저장탱크(40)의 상면에 고정된 베리어판(41a) 사이에 각각 설치되는 구역별노즐(45)의 경우 주입구(31)를 통해 유입된 배기가스에 액체를 분사하되, 상기 베리어판(41a) 사이의 구획경로에 따라 단계적으로 분사하여 배기가스와 분사된 액체가 서로 혼합됨과 동시에 액체저장탱크(40)의 하단에 저장된 액체 속으로 낙하되게 하는데 사용되는 요소로서, 구역별노즐(45)과 액체저장탱크(40)를 연결하는 이송관(47) 및 상기 이송관(47)에 연결 설치된 펌프(48) 구동을 통해 구역별노즐(45)이 액체를 공급받아 주입구(31)를 거쳐 유입된 배기가스 상에 구역별로 다단 분사하는데, 이때 상기 구역별노즐(45)과 연결되는 이송관(47) 및 상기 이송관(47)에 연결 설치되는 펌프(48)에 대하여 도 5에 도시한 바와 같이 베리어판(41b)에 의해 각각 구획된 액체저장탱크(40)의 하면측 각 구획공간에 서로 대응되는 개수로 설치할 수도 있지만, 상기 액체이동홀(44)을 통해 상기 베리어판(41b)에 의해 각기 구획 저장된 액체가 서로 수평상태를 이룰 수 있기 때문에 상기 이송관(47) 및 펌프(48)를 각 구획공간마다 설치하지 않고, 상기 액체저장탱크(40)의 하면 어느 곳이든 관계없이 이송관(47)과 펌프(48)를 하나만 설치한 후 분기관(미도시)을 통해 상기 액체저장탱크(40)의 상면에 고정된 베리어판(41a) 사이에 각각 설치되는 구역별노즐(45)에 각기 대응 연결시켜 사용할 수도 있음을 미리 밝혀둔다.

여기서, 상기 구역별노즐(45)의 경우 액체저장탱크(40)의 상면에 고정된 베리어판(41a)에 의해 초기액체분사노즐(46a)과 1,2차 미세액분무노즐(46b,46c) 등 3단계로 구분되며, 상기와 같이 배기가스 상에 다단으로 분사되는 구역별노즐(45) 자체를 3단계로 국한하지 않고 그 이상으로 설치할 수 있음과 아울러, 상기 1,2차 미세액분무노즐(46b,46c)을 통해 분사되는 미세액분무 입자는 분사될 때 주의의 열을 흡수하여 수증기로 상변화 즉, 주입구(31)를 통해 유입된 배기가스에 미세액분무 입자가 분사되면서 상기 배기가스의 열을 흡수하여 이를 통해 미세액분무 입자가 확산, 증발되면서 수증기로 상변화를 이루고, 상기와 같이 수증기로 상변화된 미세액분무 입자는 배기가스뿐만 아니라, 상기 배기가스 내에 포함된 오염물질까지 덮음으로써 이에 대한 배기가스 및 이에 포함된 오염물질도 제거하게 된다.

이와 더불어, 상기 구역별노즐(45)에 액체를 공급하는 펌프(48)의 입구단이나 이송관(47)의 입구단에는 액체저장탱크(40)의 하단부로 배기가스와 함께 혼합되어 낙하하는 액체와 상기 액체저장탱크(40)의 하단부에 먼저 저장되어 있던 액체 간에 혼합됨과 동시에 상기 펌프(48) 구동에 의해 다시 구역별노즐(45)로 혼합액체를 공급할 때 배기가스에 포함되어 있던 오염물질들이 액체와 함께 공급되는 것을 방지하고 상기 오염물질들을 걸러낼 수 있도록 하기 위한 필터(미도시)가 다단으로 설치되어 있다.

이상에서 밝힌 바와 같이 주입구(31)를 거쳐 액체저장탱크(40) 내로 유입된 배기가스에 단계적으로 액체를 분사하여 상기 배기가스 및 배기가스에 포함된 오염물질들을 감소 및 제거하기 위한 과정을 도 6과 대비하여 상세히 설명한다.

앞서 밝힌 바와 같이 주입구(31)를 통해 액체저장탱크(40) 내부로 유입된 배기가스를 제거하기 위한 구역별노즐(45)을 초기액체분사노즐(46a)과 1,2차 미세액분무노즐(46b,46c) 등 도 6에 도시한 바와 같이 3단계로 구분하는데, 여기서 상기 초기액체분사노즐(46a)의 경우 주입구(31)를 거쳐 액체저장탱크(40) 내로 유입된 배기가스에 대하여 1차적으로 액체를 분사해 상기 배기가스와 액체가 서로 1차 혼합되면서 이에 대한 혼합물을 형성함과 동시에 상기 혼합물이 자중에 의해 액체가 저장된 액체저장탱크(40)의 하단부로 낙하되어 배기가스 및 이에 포함된 오염물질을 1차적으로 제거하게 되고, 그 나머지 1,2차 미세액분무노즐(46b,46c)의 경우도 역시 차례로 1차 오염물질이 제거된 배기가스에 펌프(48)를 통해 액체저장탱크(40)의 하단부로부터 공급된 액체를 2차 및 3차 등 단계적으로 분사하여 1차 오염물질이 제거된 배기가스와 혼합되어 혼합물을 형성하는데, 여기서 상기 1,2차 미세액분무노즐(46b,46c)을 통해 1차 오염물질이 제거된 배기가스에 미세액분무 입자를 분사하게 되면 상기 분사된 미세액분무 입자가 1차 오염물질이 제거된 배기가스로부터 열을 흡수하여 이를 통해 상기 미세액분무 입자가 확산, 증발되면서 수증기로 상변화를 이룸과 동시에 상기 수증기로 상변화된 미세액분무 입자가 배기가스 및 이에 포함된 오염물질을 덮어 이의 자중에 의해 액체저장탱크(40)의 하단부로 낙하되면서 배기가스 및 이에 포함된 오염물질을 2차 및 3차로 제거하게 되며, 이와 같이 구역별노즐(45)을 통해 배기가스 및 이에 포함된 오염물질이 3단계로 제거된 최종 배기가스는 배출구(32)를 거쳐 마후라(30)의 출구단을 통해 외부로 배출되게 된다.

한편, 본 발명의 일실시예 및 또 다른 실시예인 연기 및 배기가스 제거장치(1,1a)의 경우 이상에서 밝힌 바와 같이 나무보일러나 석탄보일러, 난로, 자동차 마후라(30) 이외에도 생활쓰레기 및 산업쓰레기인 폐기물을 소각 연소시키면서 발생되는 폐가스를 제거하는 소각장 등 여러 산업기술분야에서도 사용이 가능하다는 것을 미리 밝혀둔다.

이상에서와 같이 상술한 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

1, 1a. 연기 및 배기가스 제거장치 5. 난방배관
10. 연소부 20, 40. 액체저장탱크
21. 연도 23. 수증기이송관로
25, 41a, 41b. 베리어판 26. 초기액체공급노즐밸브
27a, 43a. 충진구 27b, 32, 43b. 배출구
28. 액체게이지 29. 온도게이지
30. 마후라 31. 주입구
42. 이송통로 45. 구역별노즐
46a. 초기액체분사노즐 46b. 1차 미세액분무노즐
46c. 2차 미세액분무노즐 47. 이송관
48. 펌프

Claims (7)

1. 난방배관(5)이나 자동차의 마후라(30) 내부에 연결 설치되어 연소 배출되는 연기나 배기가스를 제거하는 장치에 있어서,
   연료를 태워 열기와 함께 연기나 배기가스를 발생시키는 연소부(10)와;
   상기 난방배관(5)과 연결된 상태로 연소부(10)의 상단에 연결되고, 내부가 밀폐된 원통쉘 형태를 이루면서 중앙에 연도(21)를 구비하며, 상기 연소부(10)의 가열작용에 의해 수증기가 발생되도록 연도(21) 둘레에 액체가 저장되는 액체저장탱크(20)와;
   상기 액체저장탱크(20)와 연도(21) 사이에 연결되며, 연소부(10)의 가열작용을 통해 액체저장탱크(20) 내에 저장된 액체가 수증기로 변화되어 연도(21) 내부로 이송되도록 하는 수증기이송관로(23)와;
   상기 연도(21) 내에 서로 교차지게 다단으로 수직 배열 고정되며, 연소부(10)로부터 발생된 연기나 배기가스와 상기 수증기이송관로(23)를 통해 연도(21) 내부로 공급되는 수증기가 혼합되어 낙하하는 혼합물을 안착시킴과 동시에 연소부(10)의 열기에 의해 가열되면서 안착된 혼합물을 증발시키는 베리어판(25)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연기 및 배기가스 제거장치.
2. 난방배관(5)이나 자동차의 마후라(30) 내부에 연결 설치되어 연소 배출되는 연기나 배기가스를 제거하는 장치에 있어서,
   상기 마후라(30) 내부 입구단과 출구단에 각각 연통되게 연결되는 플랜지 형태의 주입구(31) 및 배출구(32)와;
   상기 주입구(31)와 배출구(32) 사이에 연결되며, 내부가 밀폐된 원통쉘 형태로 형성되면서 하단부에 액체가 저장되는 액체저장탱크(40)와;
   상기 액체저장탱크(40)의 상면 또는 상,하 양면에 서로 교차지게 수평 배열 고정되며, 주입구(31)를 통해 유입된 연기나 배기가스의 흐름을 지그재그 형태로 이루어지도록 액체저장탱크(40) 내부를 다단으로 구획하는 베리어판(41a,41b)과;
   상기 액체저장탱크(40)의 상면에 고정된 베리어판(41a) 사이에 각각 설치되며, 주입구(31)를 통해 유입된 연기나 배기가스에 액체를 분사하되, 상기 베리어판(41a) 사이의 구획경로에 따라 단계적으로 분사하여 연기나 배기가스와 분사된 액체가 서로 혼합됨과 동시에 액체저장탱크(40)의 하단에 저장된 액체 속으로 낙하되도록 하는 구역별노즐(45)과;
   상기 구역별노즐(45)과 액체저장탱크(40)를 연결하는 이송관(47)에 연결 설치되어 상기 액체저장탱크(40) 하단부에 저장된 액체를 구역별노즐(45)로 공급하는 펌프(48)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연기 및 배기가스 제거장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 액체는 물이나 부동액인 것을 특징으로 하는 연기 및 배기가스 제거장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 베리어판(25)(41a,41b)은 액체저장탱크(20,40)의 중심선상에서 더 돌출되는 길이로 이루어지며, 전체 형상이 상방향으로 곡률반경을 갖는 곡면판이나 직선형태의 수평판으로 형성된 것을 특징으로 하는 연기 및 배기가스 제거장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 액체는 액체저장탱크(40)의 하단부로부터 1/2 높이로 저장되고, 상기 액체저장탱크(40)의 하면에 고정된 베리어판(41b)의 끝단은 액체 높이 보다 높게 돌출되며, 상기 액체저장탱크(40)의 상면에 고정된 베리어판(41a)의 끝단은 액체 수면에 근접되어 연기나 배기가스의 이송통로(42)를 형성하는 것을 특징으로 하는 연기 및 배기가스 제거장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 액체저장탱크(20)(40)의 상,하단에는 액체를 저장시키기 위한 충진구(27a)(43a)와, 상기 액체를 외부로 배출시키기 위한 배출구(27b)(43b)가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 연기 및 배기가스 제거장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 액체저장탱크(20)의 상단 일측에는 액체의 저장 높이를 외부에서 확인하기 위한 액체게이지(28)와, 가열된 액체의 온도를 확인하기 위한 온도게이지(29)가 각각 구비된 것을 특징으로 하는 연기 및 배기가스 제거장치.

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