KR20200066873A - 보급형 축열연소 산화처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축열부케이싱의 내부에 (2n+1)개의 축열실을 구획시켜 각각의 축열실마다 통기성 축열재를 삽입 및 충진시키고, 상기 축열부케이싱의 상단측에는 연소실을 제공하는 연소실케이싱을 조립시키는 한편, 상기 축열부케이싱의 하단측에는 각각의 축열실을 통한 유해가스의 송풍관과 축열재를 거친 청정가스의 배기관과 잔류공기의 제거를 위한 퍼지관이 연결되는 윈드박스를 조립시키며, 상기 송풍관과 배기관과 퍼지관에는 유해가스의 유입과 청정가스의 배출 및 퍼지공기의 공급을 각각의 축열실마다 교대로 반복 수행하는 자동개폐식 밸브기구가 설치된 축열연소 산화처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 윈드박스와 축열부케이싱을 사각 탱크 형상으로 제작하고, 그 내부에 구획되는 (2n+1)개의 공간은 격판을 이용하여 좌,우 측방향으로 배치하며, 상기 송풍관과 배기관은 (2n+1)개의 공간마다 하나씩 할당되도록 윈드박스의 전방 입구측과 후방 출구측에 각각 연결시키는 한편, 상기 퍼지관은 송풍관의 출구측 위치마다 하나씩 연결시킴으로서, 원통형 축열연소챔버의 바닥면 하부에 송풍관과 배기관과 퍼지관을 밸브기구와 함께 배치하였던 기존의 방식과 비교하여 장치의 제작과 설치 및 유지보수를 매우 손쉽고 신속하게 수행할 수 있으면서도 유해가스의 처리효율은 기존과 동등한 수준이 되도록 한 합리적이며 경제적인 방식의 보급형 축열연소 산화처리장치에 관한 것이다.

Description

보급형 축열연소 산화처리장치{Entry-level type apparatus for regenerative thermal oxidation process}

본 발명은 VOCs 등이 포함된 유해가스를 축열부케이싱의 내부에 구획된 축열실의 축열재를 거쳐 연소실로 투입시키고, 해당 연소실에서 유해가스를 소각시켜 고온의 청정가스로 조성시킨 다음, 이 청정가스가 다른 축열실을 거쳐 외부로 배출되는 과정에서 해당 축열실의 축열재를 가열시키도록 하며, 이와 같이 가열된 축열재의 축열실로 유해가스의 유입경로를 조정시키는 한편, 나머지 축열실의 축열재를 통해서는 퍼지공기를 공급시키도록 하되, 상기 축열부케이싱과 그 하부의 공기분배용 윈드박스를 사각 탱크 형상으로 제작하여 축열실과 분배공간이 측방향을 따라 일렬로 배치되게 하고, 유해가스의 송풍관과 청정가스의 배기관 및 퍼지관은 윈드박스의 전,후방측에 각각 연결 설치함으로서, 기존의 상,하 방향 급배기 방식을 전,후 방향으로 개선시켜 처리장치의 제작과 설치 및 유지보수 등을 매우 신속하고 용이하게 수행할 수 있도록 한 경제적이고 합리적인 방식의 보급형 축열연소 산화처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 및 그 부속품을 도장(塗裝)하기 위한 자동차 도장부스나 그 이외의 각종 도장시설에서는 도장작업시 비산되는 페인트 미스트(Paint mist; 페인트 분진) 뿐만 아니라, 도장된 물품을 건조시키는 과정에서 페인트의 용제가 대기중으로 증발하여 톨루엔과 같은 각종 휘발성 유기화합물(Volertile Organic Compounds, V.0.Cs)이 발생된다.

상기와 같은 휘발성 유기화합물이 그대로 대기중으로 방출되면, 해당 화합물이 빛과 반응하여 오존이나 알데히드 또는 스모그 중의 질소화합물과 같은 광화학 산화물을 생성하게 됨으로서, 대도시의 광화학 스모그나 지구온난화와 같은 환경오염을 유발시키는 요인이 되고, 낮은 농도에서도 자극적이며 불쾌한 냄새를 유발시키는 한편, 호흡기를 통하여 인체의 내부로 유입될 경우에는 신경계통 등에 장애를 일으키는 발암물질이 되므로, 최근에 들어서는 각종 도장시설에 대한 VOCs의 법적인 배출규제가 마련되고 있다.

특히, 자동차 도장부스와 같은 시설에 있어, 대기오염을 유발하는 물질 중 페인트 미스트의 경우는 각종 필터를 사용하여 용이하게 제거가 가능하지만, 용제의 증발로 발생하는 휘발성 유기화합물은 필터에 의한 제거가 어렵기 때문에, 별도의 고온연소 산화처리장치를 이용하여 휘발성 유기화합물이 포함된 유해가스를 처리토록 하고 있으며, 그 대표적인 예로서 직접연소장치와 촉매연소장치를 들 수 있고, 직접연소장치로서는 유해가스의 연소(유기화합물이 연료가 됨)시에 발생한 열을 축열시켜 놓은 다음, 이를 유해가스의 가열 및 연소에 재사용토록 하는 축열연소 산화처리장치(RTO: Regenerative Thermal Oxidizer)가 널리 사용되고 있다.

상기와 같은 축열연소 산화처리장치는, 연소실의 하부에 해당하는 축열연소챔버의 내부공간에 축열재가 충진된 다수 개의 축열실을 구획시켜 놓은 상태에서, 각각의 축열실을 통한 유해가스의 유입과 청정가스의 배출 및 퍼지공기의 공급이 로터식 분배수단에 의하여 순차 교대 방식으로 반복 수행되도록 한 것이며, 각각의 축열실은 연소실을 통한 유해가스의 유입경로 및 소각처리된 청정가스의 배출경로 역할을 병행하게 된다.

보다 구체적으로 설명하면, 일측 축열실의 축열재를 거쳐 연소실로 유입된 유해가스가 연소실의 내부에서 연소버너에 의하여 소각(산화) 처리됨에 따라 고온의 청정가스로 조성된 다음, 이 청정가스가 또 다른 축열실을 통하여 외부로 배출되는 과정에서 해당 축열실의 축열재를 약 600℃ 정도로 가열시키게 되며, 로터식 분배수단의 가동에 따라 앞서 가열된 축열재의 축열실을 거쳐 연소실의 내부로 유해가스가 유입되도록 하는 한편, 나머지 축열실을 통해서는 잔류가스의 처리 등을 위한 퍼지공기의 공급이 수행되도록 한다는 것이다.

상기와 같은 일련의 작동(유해가스 유입→청정가스 배출→퍼지공기 공급)이 로터식 분배수단의 회전에 따라 각각의 축열실을 번갈아가며 반복적으로 교대 수행되는 것이며, 이러한 방식을 통하여 유해가스가 연소실로 유입되기 이전에 축열재의 온도로 유해가스를 미리 가열시킴으로서, 유해가스의 산화처리에 필요한 에너지의 효율적인 재활용이 가능하게 되는 것이며, 이와 관련하여 본 출원인 역시 2009년 특허출원 제 50609호로 "로터리식 축열연소 및 산화처리장치"를 출원하여 특허등록(제 10-0918880호)을 받은 바 있다.

그러나, 본 출원인의 선출원 뿐만 아니라 기존의 로터리식 축열연소 산화처리장치는, 유해가스의 유입통로와 청정가스의 배출통로 및 퍼지공기의 공급통로가 제공된 원판 형태의 분배디스크를 축열실의 하부에서 회전시켜 해당 통로가 각각의 축열실과 대응되도록 하는 방식이 적용됨에 따라, 분배디스크의 원활한 회전작동을 목적으로 제공된 간극(間隙)을 통하여 축열실간의 유해가스 누설 및 처리장치 외부로의 유해가스 누설이 발생하는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 미처리된 유해가스가 대기중으로 배출됨에 따라 보다 엄격하게 제정된 현재의 법적 배출기준을 만족시키기 어려운 상황이 유발되었다.

상기와 같은 로터리식 축열연소 산화처리장치의 문제점을 보완하기 위한 것으로서, 원판 형태의 분배디스크를 사용하지 않고 각각의 축열실 하부에 모터구동식 버터플라이 밸브를 설치한 다음, 각각의 밸브를 순차적으로 자동 개폐시켜 유해가스의 유입과 청정가스의 배출 및 퍼지공기의 공급이 요구하는 축열실별로 수행될 수 있도록 한 "순환 작동형 밸브를 구비한 급배기 분배실과 이를 구비한 축열식 연소산화장치"가 2010년 특허출원 제 117987호로 출원 및 특허등록(제 10-1252236호) 되어 알려져 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 밸브식 축열연소 산화처리장치에 있어서도, 원통 형상으로 제작된 축열연소챔버의 내부공간에 (2n+1)개의 축열실을 부채꼴 형태로 구획시키고, 해당 축열실의 하부에 축열실과 동일한 형태의 급배기용 분배실을 설치하여 놓은 상태에서, 송풍관(유해가스 유입)과 배기관(청정가스 배출) 및 퍼지관을 포함하는 급배기용 배관이 하나의 축열실마다 할당되도록 분배실의 바닥면에 수직 방향으로 연결시킴에 따라, 비교적 좁고 그 높이도 낮은 축열연소챔버의 하부공간에 상당히 복잡한 구조의 배관라인이 배치되어야 하는 단점이 있었다.

상기와 같은 단점으로 인하여 축열연소 산화처리장치의 제작과 설치 및 유지보수 등의 작업이 매우 까다롭게 되므로, 해당 작업에 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있었고, 특정한 처리용량에 맞추어 축열연소 산화처리장치의 제작이 완료된 이후에는 해당 장치의 처리용량을 늘리거나 줄이는 것이 사실상 불가능하기 때문에 변경된 처리용량에 맞춘 새로운 장치가 제작되어야 하는 문제점이 있었으며, 이는 구매자의 입장 뿐만 아니라 판매자의 입장에서도 상당한 시간적,경제적 손실을 야기시키는 요인이 되었다.

다시 말해서, 유해가스의 처리용량을 실질적으로 결정하는 것은 처리장치의 본체가 되는 원통 형상의 축열연소챔버이고, 급배기용 배관라인을 포함한 나머지 부품들은 축열연소챔버를 베이스로 하여 설치되는 바, 원통 형상의 케이싱 내부에 (2n+1)개의 축열실과 분배실을 부채꼴 형태로 구획한 종래의 방식으로는 기제작된 축열연소챔버의 처리용량, 즉 축열실과 분배실의 개수 및 축열연소챔버의 직경과 부피 등을 필요에 따라 늘리거나 줄이는 것이 사실상 불가능하기 때문에, 갑작스런 설계변경 등과 같은 돌발상황에 맞추어 신속하고 능동적으로 대처할 방안이 전무하였다는 것이다.

대한민국 등록특허 제 10-0918880호 대한민국 등록특허 제 10-1252236호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 축열재가 충진 및 삽입되는 축열부케이싱과 급배기용 분배실의 기능을 수행하는 윈드박스를 사각 탱크 형상으로 각각 제작하고, 그 내부에 구획되는 (2n+1)개의 축열실과 분배공간은 격판을 이용하여 좌,우 측방향을 따라 배치하며, 송풍관과 배기관 및 퍼지관을 포함하는 급배기용 배관라인은 (2n+1)개의 공간마다 하나씩 할당되도록 윈드박스의 전방 입구측과 후방 출구측에 각각 연결시킴으로서, 원통형 축열연소챔버의 바닥면 하부공간에 급배기용 배관라인을 배치하였던 기존의 방식과 비교하여 장치의 제작과 설치 및 유지보수를 매우 손쉽고 신속하게 수행할 수 있으면서도 유해가스의 처리효율은 기존과 동등한 수준이 되도록 한 합리적이며 경제적인 방식의 보급형 축열연소 산화처리장치를 제공하는 것을 본원의 기술적 과제로 한다.

이와 더불어, 상기 축열부케이싱을 하나의 축열실이 구비된 사각통 형상으로 제작하는 한편, 상기 윈드박스 또한 하나의 내부공간을 가지는 사각통 형상으로 제작하여 축열부케이싱의 하단측에 조립 설치함으로서, 상기 윈드박스와 축열부케이싱이 하나의 독립된 축열연소유닛을 이루도록 하고, 상기 축열연소유닛을 (2n+1)개의 개수로 하여 측방향으로 조립시킴으로서 처리장치 본체의 제작이 가능토록 하는 구조적 개선방안을 적용시킴에 따라, 원통형 축열연소챔버의 내부에 (2n+1)개의 부채꼴 공간을 구획시킨 종래의 경우와는 달리, 특정한 처리용량에 맞추어 축열연소 산화처리장치의 제작이 완료된 이후에도 축열연소유닛의 간단한 추가조립이나 분리작업을 통하여 해당 장치의 처리용량을 손쉽게 늘리거나 줄이는 것이 가능토록 한 보급형 축열연소 산화처리장치를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 송풍팬으로부터 연장되는 송풍관과 연도측으로 연장되는 배기관과 퍼지팬으로부터 연장되는 퍼지관이 각각 연결 설치되고 상부면이 개구된 윈드박스; 상부면과 바닥면이 개구된 상태로 상기 윈드박스의 상단측에 조립 설치되는 축열부케이싱; 상기 축열부케이싱의 내부에 충진되는 통기성 축열재; 상기 축열재를 지지하도록 축열부케이싱의 하단 내측에 연결 설치되는 통기성 지지부재; 바닥면이 개구된 상태로 상기 축열부케이싱의 상단측에 조립 설치되는 연소실케이싱; 상기 연소실케이싱의 일측 벽체를 관통하도록 설치되는 연소버너;를 포함하여서 이루어지고, 상기 윈드박스와 축열부케이싱과 연소실케이싱은 기밀 유지가 가능하도록 조립 설치되며, 상기 송풍관과 배기관과 퍼지관에는 자동개폐식 밸브기구가 각각 설치된 축열연소 산화처리장치에 있어서, 상기 윈드박스와 축열부케이싱은 최소 2개 이상의 격판에 의하여 (2n+1)개의 내부공간이 측방향을 따라 일정한 크기로 구획된 사각 탱크 형상으로 제작되고, 상기 축열재는 축열부케이싱의 내부에 구획된 (2n+1)개의 공간마다 개별적으로 충진되며, 상기 송풍관과 배기관은 윈드박스의 내부에 구획된 (2n+1)개의 공간마다 하나씩 할당되도록 윈드박스의 전방 입구측과 후방 출구측에 각각 연결 설치되고, 상기 퍼지관은 밸브기구를 지난 위치에서 각각의 송풍관마다 하나씩 연결 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 축열부케이싱과 연소실케이싱은 내측면에 단열재가 설치된 단열케이싱이 되고, 상기 통기성 지지부재는 축열부케이싱의 단열재 하단면과 밀착되는 외곽측 테두리부와 윈드박스의 격판 상단측 및 축열부케이싱의 격판 하단면과 밀착되는 구획라인을 제외한 전면에 걸쳐 촘촘한 간격으로 통기공이 형성된 다공판 형태의 칸막이판이 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예로서, 상기 윈드박스와 축열부케이싱의 조립체는 하나의 분배공간과 축열실이 구비된 직사각통 형상의 축열연소유닛을 이루고, 상기 축열연소유닛이 (2n+1)개의 개수로 하여 측방향을 따라 조립식으로 맞대어져 연결 설치됨으로서 축열연소 산화처리를 위한 처리장치의 본체를 이루며, 상기 송풍관과 배기관과 퍼지관은 축열연소유닛마다 하나씩 할당되고, 상기 송풍관과 배기관은 축열연소유닛을 이루는 윈드박스의 전방 입구측과 후방 출구측에 각각 연결 설치되며, 상기 퍼지관은 밸브기구를 지난 위치에서 송풍관과 연결 설치되고, 상기 연소실케이싱은 (2n+1)개의 축열연소유닛 조립체에 의한 처리장치 본체의 상부 공간을 모두 커버하는 하나의 케이싱으로 하여 처리장치 본체의 상단측과 조립 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 송풍관과 퍼지관은 밸브기구를 각각 구비한 상태로 "⊥"자형 배관을 이루도록 일체로 연결 설치되는 한편, 상기 각각의 송풍관 입구측이 하나의 송풍덕트와 연결 설치되고, 상기 송풍덕트가 메인송풍관에 의하여 송풍팬과 연결 설치되며, 상기 각각의 배기관 출구측도 하나의 배기덕트와 연결 설치되고, 상기 배기덕트가 메인배기관에 의하여 연도와 연결 설치되며, 상기 각각의 퍼지관 상단 입구측은 하나의 메인퍼지관과 연결 설치되고, 상기 메인퍼지관이 퍼지팬과 연결 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 송풍덕트와 배기덕트는 송풍관과 배기관의 배치상태에 맞추어 양측면이 개구된 (2n+1)개의 덕트유닛이 측방향을 따라 조립 설치된 것이고, 상기 메인퍼지관은 각각의 퍼지관 상단 입구측과 연결되는 "T"자형 이음관이 (2n+1)개의 개수로 하여 측방향을 따라 조립된 배관조립체를 포함하여서 이루어지며, 상기 송풍덕트와 배기덕트를 이루는 (2n+1)개의 덕트유닛 중 하나의 덕트유닛에 메인송풍관과 메인배기관이 각각 연결 설치되고, 상기 송풍덕트 및 배기덕트의 양측 끝단부와 상기 메인퍼지관의 끝단부에는 밀폐용 커버판이 각각 조립 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, (2n+1)개의 부채꼴 공간이 내부에 구획된 원통 형상의 축열연소챔버 하부에 급배기용 배관라인을 설치한 종래의 경우와는 달리, (2n+1)개의 육면체 공간이 좌,우 측방향을 따라 구획된 사각 탱크 형상의 윈드박스와 축열부케이싱을 베이스로 하여 윈드박스의 전방 입구측과 후방 출구측에 급배기용 배관라인을 각각 연결 설치함으로서, 축열연소 산화처리장치의 제작과 설치 및 유지보수 등을 매우 손쉽고 신속하게 수행할 수 있으면서도 유해가스의 처리효율은 기존과 동등한 수준이 되도록 하는 효과를 제공한다.

특히, 상기 윈드박스와 축열부케이싱이 하나의 독립된 분배공간과 축열실을 가지는 직사각통 형상의 축열연소유닛을 이루도록 한 상태에서, 상기 축열연소유닛을 (2n+1)개의 개수로 하여 좌,우 측방향으로 연결시킴에 따라 처리장치 본체의 조립식 제작이 가능한 효과를 제공하며, 이를 통하여 특정한 처리용량에 맞추어 축열연소 산화처리장치의 제작이 완료된 이후에도 축열연소유닛의 간단한 추가조립이나 분리작업을 거쳐 해당 장치의 처리용량을 손쉽게 늘리거나 줄이는 것이 가능한 효과를 제공함은 물론이고, 처리장치의 제작 과정에서 발생한 갑작스런 설계변경과 같은 돌발상황에도 신속하며 능동적인 대처가 가능한 효과를 제공한다.

이와 더불어, 각각의 축열연소유닛마다 하나씩 할당되어 총 (2n+1)개의 개수로 배치되는 급배기용 배관라인으로서의 송풍관과 배기관 및 퍼지관이 하나의 송풍덕트와 배기덕트 및 메인퍼지관과 각각 연결되도록 하고, 상기 송풍덕트와 배기덕트 및 메인퍼지관도 (2n+1)개의 개수로 분할시켜 그 분해와 조립이 가능토록 함으로서, 처리장치의 용량을 늘리거나 줄이는 작업을 한층 더 신속하고 용이하게 수행할 수 있는 효과를 제공하며, 궁극적으로는 종래의 경우와 비교하여 한층 더 저렴한 비용으로 짧은 기간내에 신속하게 제작 및 설치가 가능한 합리적이고 경제적인 방식의 보급형 축열연소 산화처리장치를 제공할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보급형 축열연소 산화처리장치의 일부 측단면도.
도 2는 도 1의 일부 평단면도.
도 3은 도 1의 요부 발췌 분해사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보급형 축열연소 산화처리장치용 축열연소유닛의 분해사시도.
도 5는 도 4의 축열연소유닛을 이용한 처리장치 본체의 조립도.
도 6의 (가) 내지 (다)는 본 발명에 사용되는 송풍덕트와 배기덕트와 메인퍼지관의 개략적인 분해도.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일실시예에 따른 축열연소 산화처리장치는 도 1 내지 도 3에 걸쳐 도시된 바와 같이, 상부면이 개구되고 바닥면 하측에는 받침대(1a)가 제공된 윈드박스(Wind box)(1)와, 상기 윈드박스(1)에 연결 설치되는 급배기용 배관라인과, 상부면 및 바닥면이 개구된 상태로 상기 윈드박스(1)의 상단측에 조립 설치되는 축열부케이싱(9)과, 상기 축열부케이싱(9)의 내부에 충진되는 통기성(通氣性) 축열재(11)와, 상기 축열재(11)를 지지하도록 축열부케이싱(9)의 하단 내측에 연결 설치되는 통기성 지지부재와, 바닥면이 개구된 상태로 상기 축열부케이싱(9)의 상단측에 조립 설치되는 연소실케이싱(16)과, 상기 연소실케이싱(16)의 일측(도 1에서 우측) 벽체를 관통하도록 설치되는 연소버너(17)를 기본적인 구성요소로 포함하여서 이루어진다.

상기 급배기용 배관라인은 종래기술의 내용에서도 언급되어진 바와 같이, 유해가스의 공급을 위한 송풍관(3)과, 청정가스(연소가스)의 배출을 위한 배기관(4)과, 축열재(11) 내부의 잔여공기 제거를 위한 퍼지관(5)을 포함하여서 이루어지고, 상기 송풍관(3)은 송풍팬(20)과 연결 설치되며, 상기 배기관(4)은 연도(煙道)(18)와 연결 설치되고, 상기 퍼지관(5)은 퍼지팬(24)과 연결 설치되며, 상기 윈드박스(1)와 축열부케이싱(9) 및 상기 축열부케이싱(9)과 연소실케이싱(16)은 기밀(氣密) 유지가 가능하도록 조립 설치되고, 상기 송풍관(3)과 배기관(4) 및 퍼지관(5)에는 축열재(11)를 통한 유해가스의 유입과 퍼지공기의 공급 및 연소실과 축열재(11)를 거친 청정가스의 배출을 선택적으로 수행할 수 있도록 액츄에이터(Actuator)(6a)에 의한 자동개폐식 밸브기구(6)가 각각 설치되어 있다.

추가적인 사항으로서, 상기 송풍팬(20)은 연결관(23)에 의하여 유해가스의 유입덕트(22)와 연결 설치되어 있고, 상기 유입덕트(22)의 내부에는 분진(粉塵) 등과 같은 미세입자형 유해물질을 일차적으로 제거하기 위한 필터(22a)가 설치되어 있으며, 상기 송풍팬(20)과 퍼지팬(24)은 각각의 팬모터(21)(25)에 의하여 작동되는 것이고, 상기 송풍팬(20)과 해당 팬모터(21)는 벨트나 체인 등의 전동유닛(21a)에 의하여 연결 설치되어 있으며, 상기 연소실케이싱(16)의 상측부와 연도(18)와의 사이에는 연소실의 내부가스를 선택적으로 배출시킬 수 있도록 개폐밸브(18b)가 구비된 보조덕트(18a)가 연결 설치되어 있고, 상기 축열부케이싱(9)의 외측면과 연소실케이싱(16)의 상측부에는 난간계단(19a)을 구비하는 작업난간(19)이 설치되어 있다.

위에서 언급되어진 일반적인 사항은 종래의 축열연소 산화처리장치에도 널리 적용되는 공지기술에 해당하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 하며, 본 발명의 실질적인 요부를 이루는 구성요소로서는 도 3에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 상기 윈드박스(1)와 축열부케이싱(9)이 사각 탱크 형상으로 제작되고, 상기 윈드박스(1)와 축열부케이싱(9)의 내부에는 최소 2개 이상의 격판(2)(13)에 의하여 일정한 크기(부피)를 가지는 육면체 형상의 공간이 측방향을 따라 (2n+1)개의 개수로 구획 형성되며, 상기 축열재(11)는 축열부케이싱(9)의 내부에 구획된 (2n+1)개의 공간(축열실)마다 개별적으로 충진되도록 한 것이다.

도면상 상기 윈드박스(1)와 축열부케이싱(9)의 내부에는 총 4개의 격판(2) (13)에 의하여 5개의 육면체 공간이 분배공간 및 축열실을 이루도록 구획 형성되어 있는 바, 처리장치(10)의 용량에 맞추어 상기 분배공간과 축열실은 최소 3개로부터 7개 이상의 개수로도 구획 형성될 수 있으며, 상기 송풍관(3)과 배기관(4)은 윈드박스(1)의 내부에 구획된 (2n+1)개의 분배공간마다 하나씩 할당되도록 윈드박스(1)의 전방 입구측과 후방 출구측에 각각 연결 설치되고, 상기 퍼지관(5)은 밸브기구(6)를 지난 위치에서 각각의 송풍관(3)마다 하나씩 연결 설치되어 있다.

상기 축열부케이싱(9)과 연소실케이싱(16)은 내측면에 단열재(12)가 설치된 단열케이싱을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 통기성 지지부재는 축열부케이싱(9)의 단열재(12) 하단면과 밀착되는 외곽측 테두리부(14a)와 윈드박스(1)의 격판(2) 상단측 및 축열부케이싱(9)의 격판(13) 하단면과 밀착되는 구획라인(15a)을 제외한 전면(全面)에 걸쳐 촘촘한 간격으로 통기공(15)이 형성된 다공판(多孔板) 형태의 칸막이판(14)이 대표적인 적용례로 도시되어 있으며, 이외에도 상기 통기성 지지부재는 내열성이 우수한 금속제 그물망과 같은 여러 가지의 종류가 사용될 수 있고, 상기 윈드박스(1) 또한 내측면에 단열재가 적용된 단열박스가 될 수도 있다.

그리고, 상기 윈드박스(1)의 전방 입구측과 후방 출구측에 걸쳐 설치되는 (2n+1)개의 송풍관(3)과 배기관(4) 및 퍼지관(5)을 송풍팬(20)과 연도(18) 및 퍼지팬(24)과 각각 개별적으로 연결시킬 수도 있으나, 급배기용 배관라인의 설치작업을 보다 더 용이하게 수행토록 하면서도 급배기용 배관라인의 전체적인 길이는 최대한으로 줄일 수 있도록, 도 2 및 도 3에서와 같이 각각의 송풍관(3)과 송풍팬(20)의 사이, 각각의 배기관(4)과 연도(18)의 사이, 각각의 퍼지관(5)과 퍼지팬(20)의 사이에 하나의 송풍덕트(3a)와 배기덕트(4a) 및 메인퍼지관(5a)을 개재시키는 매니폴드(Manifold) 방식이 바람직하다.

다시 말해서, 상기 각각의 송풍관(3) 입구측이 하나의 송풍덕트(3a)와 연결 설치되도록 하고, 상기 송풍덕트(3a)가 메인송풍관(7)에 의하여 송풍팬(20)과 연결 설치되도록 하며, 상기 각각의 배기관(4) 출구측도 하나의 배기덕트(4a)와 연결 설치되도록 하고, 상기 배기덕트(4a)가 메인배기관(8)에 의하여 연도(18)와 연결 설치되도록 하며, 상기 각각의 퍼지관(5) 상단 입구측이 하나의 메인퍼지관(5a)과 연결 설치되도록 하고, 상기 메인퍼지관(5a)이 퍼지팬(24)과 연결 설치되도록 한다는 것이다.

이를 위하여, 상기 송풍관(3)과 퍼지관(5)은 밸브기구(6)를 각각 구비한 상태로 "⊥"자형 배관을 이루도록 일체로 연결 설치되어 있는 바, 송풍관(3)과 퍼지관(5)의 연결지점이 송풍관(3)용 밸브기구(6)를 지난 위치(해당 밸브기구의 출구측 위치)로 하는 이유는 유해가스의 유입과 퍼지공기의 공급이 상호 충돌되지 않도록 하기 위함이며, 필요에 따라서는 메인퍼지관(5a)으로부터 분기되는 각각의 퍼지관(5)을 송풍관(3)과 연결시키는 대신에, 각각의 퍼지관(5)이 송풍관(3)과 병렬식 배치를 이루도록 윈드박스(1)의 전방 입구측에 직접 연결시키는 방식도 가능하고, 각각의 송풍관(3)과 배기관(4) 및 퍼지관(5)에 자동개폐식 밸브기구(6)를 대신하여 액츄에이터(6a) 또는 유압(공압) 실린더로 작동되는 자동개폐식 댐퍼기구가 설치될 수도 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 일실시예에 따르면, (2n+1)개의 육면체 공간이 좌,우 측방향을 따라 구획된 사각 탱크 형상의 윈드박스(1)와 축열부케이싱(9)을 베이스로 하여, 윈드박스(1)의 전방 입구측과 후방 출구측에 급배기용 배관라인을 각각 연결 설치함으로서, (2n+1)개의 부채꼴 공간이 내부에 구획된 원통 형상의 축열연소챔버 바닥면 하부공간에 급배기용 배관라인을 설치하였던 종래의 경우와 비교하여 축열연소 산화처리장치의 제작과 설치 및 유지보수 등을 매우 손쉽고 신속하게 수행할 수 있으면서도 유해가스의 처리효율은 기존과 동등한 수준이 되도록 할 수 있는 것이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 축열연소 산화처리장치는 도 4 및 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 상기 윈드박스(1)와 축열부케이싱(9)간의 조립체를 하나의 분배공간과 축열실이 구비된 직사각통 형상의 축열연소유닛(10a)으로 제작하고, 상기 축열연소유닛(10a)을 (2n+1)개의 개수로 하여 측방향을 따라 조립식으로 맞대어 연결 설치함으로서, 축열연소 산화처리를 위한 처리장치(10)의 본체를 이루도록 한 것이며, 그 이외의 나머지 구성은 앞서 설명되어진 일실시예의 기술내용과 일맥 상통하는 것이다.

따라서, 상기 송풍관(3)과 배기관(4)과 퍼지관(5)은 축열연소유닛(10a)마다 하나씩 할당될 것이고, 상기 송풍관(3)과 배기관(4)은 축열연소유닛(10a)을 이루는 윈드박스(1)의 전방 입구측과 후방 출구측에 각각 연결 설치될 것이며, 상기 통기성 지지부재는 축열부케이싱(9)의 단열재(12) 하단면과 밀착되는 외곽측 테두리부(14a)를 제외한 전면에 걸쳐 촘촘한 간격으로 통기공(15)이 형성된 다공판 형태의 칸막이판(14)이 될 것이고, 상기 연소실케이싱(16)은 (2n+1)개의 축열연소유닛(10a) 조립체에 의한 처리장치(10) 본체의 상부 공간을 모두 커버하는 하나의 케이싱으로 하여 처리장치(10) 본체의 상단측과 조립 설치될 것이다.

상기와 같이 축열연소유닛(10a)간의 측방향 조립에 의한 처리장치(10) 본체의 제작을 위하여, 윈드박스(1)와 축열부케이싱(9)의 전방면과 후방면 좌,우측에 조립플랜지(1c)(9a)가 제공되어 있고, 윈드박스(1)의 전방면과 후방면 상단측 및 축열부케이싱(9)의 전방면과 후방면 하단측에는 윈드박스(1)와 축열부케이싱(9)간의 조립플랜지(1c)(9a)가 제공되는 한편, 축열부케이싱(9)의 전방면과 후방면 상단측에는 축열연소유닛(10a)간의 조립체가 되는 처리장치(10) 본체의 상단측에 연소실케이싱(16)을 조립시키기 위한 조립플랜지(9a)가 제공되어 있다.

이와 더불어, 상기 송풍관(3)과 배기관(4)의 경우도 윈드박스(1)와 조립식으로 착탈 가능하게 연결 설치하는 측면이 보다 더 바람직하므로, 윈드박스(1)의 전방면과 후방면에 유입구와 배출구의 기능을 수행하는 플랜지관(1b)이 각각 연결 설치되어 있으며, 상기 각각의 송풍관(3) 선단부와 후단부 외주면에는 윈드박스(1)의 플랜지관(1b) 및 송풍덕트(3a)와의 조립플랜지(3b)가 제공되어 있고, 상기 각각의 배기관(4) 선단부와 후단부 외주면에도 윈드박스(1)의 플랜지관(1b) 및 배기덕트(4a)와의 조립플랜지(4b)가 제공되어 있으며, 필요시 각각의 퍼지관(5) 상단측 주연부에도 메인퍼지관(5a)과의 조립을 위한 조립플랜지가 제공될 수 있음은 물론이다.

추가적인 사항으로서, 도 6의 (가) 내지 (다)에서와 같이 상기 송풍덕트(3a)와 배기덕트(4a)의 경우에도 송풍관(3)과 배기관(4)의 배치상태에 맞추어 양측면이 개구된 (2n+1)개의 덕트유닛(25)으로 분할시켜 제작하고, 각각의 덕트유닛(25) 양측단 외주연부상에 조립플랜지(25b)를 형성시킴으로서 각각의 덕트유닛(25)을 측방향으로 연결 및 조립시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하고, 상기 메인퍼지관(5a)의 경우에도 각각의 퍼지관(5) 상단 입구측과 연결 및 조립되는 "T"자형 이음관(26)을 (2n+1)개의 개수로 분할시켜 제작하고, 해당 이음관(26)의 끝단부(총 3개) 외주연부상에 조립플랜지(26a)를 형성시킴으로서 각각의 이음관(26)을 측방향으로 연결 및 조립시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 송풍덕트(3a)와 배기덕트(4a)를 이루는 (2n+1)개의 덕트유닛(25) 중 하나의 덕트유닛(25)에 메인송풍관(7)과 메인배기관(8)이 각각 연결 설치되는 한편, 상기 각각의 덕트유닛(25)에는 해당 송풍관(3) 또는 배기관(4)의 조립플랜지(3b)(4b)와 연결되는 플랜지관(25a)이 지정된 위치에 제공될 것이고, 필요에 따라서는 상기 메인송풍관(7)과 메인배기관(8)의 연결부위에도 플랜지관(25a)이 제공될 수 있으며, 상기 덕트유닛(25)간의 조립체가 되는 송풍덕트(3a) 및 배기덕트(4a)의 양측 끝단부와, 상기 이음관(26)의 배관조립체가 되는 메인퍼지관(5a)의 끝단부에는 밀폐용 커버판(27)이 각각 조립 설치될 것이다.

도면상 각각의 조립플랜지(1c)(3b)(4b)(9a)(16a)(25b)(26a)는 볼트체결방식이 적용되는 것을 대표적인 일례로 하였는 바, 축열연소유닛(10a)간의 측방향 연결작업에 사용되는 조립플랜지를 제외한 나머지 조립플랜지에는 기밀 유지용 팩킹이나 밀폐링 등을 개재시키는 것이 바람직하고, 고온의 연소가스가 저장 및 배출되는 연소실케이싱(16)의 조립부위와 각각의 배기관(4) 및 배기덕트(4a)의 조립부위에는 내열성이 우수한 팩킹이나 밀폐링 등을 적용시키는 것이 바람직하며, 필요에 따라서는 각각의 조립플랜지(1c)(3b)(4b)(9a)(16a)(25b)(26a)를 용접 방식으로 연결시키는 것도 가능함을 밝혀두는 바이다.

상기와 같이 송풍덕트(3a)와 배기덕트(4a)를 (2n+1)개의 덕트유닛(25)을 이용한 덕트조립체로 제작하고, 상기 메인퍼지관(5a)을 (2n+1)개의 "T"자형 이음관(26)을 이용한 배관조립체로 제작하게 되면, 연소실케이싱(16)을 제외한 축열연소 산화처리장치를 이루는 거의 모든 주요 구성품간의 분해와 조립이 가능하게 되는 것이며, 상기 연소실케이싱(16)은 축열연소유닛(10a)간의 조립체가 되는 처리장치(10) 본체의 상부를 덮는 단순한 형태의 지붕식 구조물이 됨으로서, 그 설계치수의 변경 등을 비교적 용이하게 수행할 수 있기 때문에 별도의 조립식 구조를 적용하지 아니하였으나, 연소실케이싱(16)의 경우도 송풍덕트(3a)나 배기덕트(4a)와 동일한 방식의 케이스조립체로 제작될 수 있음은 물론이다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 윈드박스(1)와 축열부케이싱(9)이 하나의 독립된 분배공간과 축열실을 가지는 직사각통 형상의 축열연소유닛(10a)을 이루도록 한 상태에서, 상기 축열연소유닛(10a)을 (2n+1)개의 개수로 하여 좌,우 측방향으로 연결시킴에 따라 처리장치(10) 본체의 조립식 제작이 가능토록 할 수 있으며, 이를 통하여 특정한 처리용량에 맞추어 축열연소 산화처리장치의 제작이 완료된 이후에도 축열연소유닛(10a)의 간단한 추가조립이나 분리작업을 거쳐 해당 장치의 처리용량을 손쉽게 늘리거나 줄이는 것이 가능함은 물론이고, 처리장치(10)의 제작 과정에서 발생한 갑작스런 설계변경과 같은 돌발상황에도 신속하며 능동적인 대처가 가능하게 된다.

특히, 각각의 축열연소유닛(10a)마다 하나씩 할당되어 총 (2n+1)개의 개수로 배치되는 급배기용 배관라인으로서의 송풍관(3)과 배기관(4) 및 퍼지관(5)이 하나의 송풍덕트(3a)와 배기덕트(4a) 및 메인퍼지관(5a)과 각각 연결되도록 하고, 상기 송풍덕트(3a)와 배기덕트(4a) 및 메인퍼지관(5a)도 (2n+1)개의 개수로 분할시켜 그 분해와 조립이 가능토록 한 경우에는, 처리장치(10)의 용량을 늘리거나 줄이는 작업을 한층 더 신속하고 용이하게 수행할 수 있으며, 궁극적으로는 종래의 경우와 비교하여 훨씬 더 저렴한 비용으로 매우 짧은 기간내에 신속한 제작과 설치 및 유지보수 등이 가능한 합리적이고 경제적인 방식의 보급형 축열연소 산화처리장치를 제공할 수 있는 것이다.

위에서 설명되어진 내용은 본 발명에 대한 이해의 편의를 돕기 위하여 최적 실시예만이 상세하게 설명되어진 것인 바, 본 발명이 추구하고자 하는 목적이나 기술적 사상의 범주를 벗어남이 없이 예시된 구조를 기초로 하여 다양한 변형 및 변경이 가능함은 당업자에게 명백한 사항이며, 본 발명은 이후에 첨부된 청구범위의 기술적 내용을 기초로 하여 평가되어져야 함은 물론이다.

1 : 윈드박스 1a : 받침대 1b,25a : 플랜지관
1c,3b,4b,9a,16a,25b,26a : 조립플랜지 2,13 : 격판
3 : 송풍관 3a : 송풍덕트 4 : 배기관
4a : 배기덕트 5 : 퍼지관 5a : 메인퍼지관
6 : 밸브기구 6a : 액츄에이터 7 : 메인송풍관
8 : 메인배기관 9 : 축열부케이싱 10 : 처리장치
10a : 축열연소유닛 11 : 축열재 12 : 단열재
14 : 칸막이판 14a : 테두리부 15 : 통기공
15a : 구획라인 16 : 연소실케이싱 17 : 연소버너
18 : 연도 18a : 보조덕트 18b : 개폐밸브
19 : 작업난간 19a : 난간계단 20 : 송풍팬
21,25 : 팬모터 21a : 전동유닛 22 : 유입덕트
22a : 필터 23 : 연결관 24 : 퍼지팬
25 : 덕트유닛 26 : 이음관 27 : 커버판

Claims (6)

1. 송풍팬(20)으로부터 연장되는 송풍관(3)과 연도(18)측으로 연장되는 배기관(4)과 퍼지팬(24)으로부터 연장되는 퍼지관(5)이 각각 연결 설치되고 상부면이 개구된 윈드박스(1); 상부면과 바닥면이 개구된 상태로 상기 윈드박스(1)의 상단측에 조립 설치되는 축열부케이싱(9); 상기 축열부케이싱(9)의 내부에 충진되는 통기성 축열재(11); 상기 축열재(11)를 지지하도록 축열부케이싱(9)의 하단 내측에 연결 설치되는 통기성 지지부재; 바닥면이 개구된 상태로 상기 축열부케이싱(9)의 상단측에 조립 설치되는 연소실케이싱(16); 상기 연소실케이싱(16)의 일측 벽체를 관통하도록 설치되는 연소버너(17);를 포함하여서 이루어지고, 상기 윈드박스(1)와 축열부케이싱(9)과 연소실케이싱(16)은 기밀(氣密) 유지가 가능하도록 조립 설치되며, 상기 송풍관(3)과 배기관(4)과 퍼지관(5)에는 자동개폐식 밸브기구(6)가 각각 설치된 축열연소 산화처리장치에 있어서,
   상기 윈드박스(1)와 축열부케이싱(9)은 최소 2개 이상의 격판(2)(13)에 의하여 (2n+1)개의 내부공간이 측방향을 따라 일정한 크기로 구획된 사각 탱크 형상으로 제작되고, 상기 축열재(11)는 축열부케이싱(9)의 내부에 구획된 (2n+1)개의 공간마다 개별적으로 충진되며,
   상기 송풍관(3)과 배기관(4)은 윈드박스(1)의 내부에 구획된 (2n+1)개의 공간마다 하나씩 할당되도록 윈드박스(1)의 전방 입구측과 후방 출구측에 각각 연결 설치되고, 상기 퍼지관(5)은 밸브기구(6)를 지난 위치에서 각각의 송풍관(3)마다 하나씩 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 보급형 축열연소 산화처리장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 축열부케이싱(9)과 연소실케이싱(16)은 내측면에 단열재(12)가 설치된 단열케이싱이 되고, 상기 통기성 지지부재는 축열부케이싱(9)의 단열재(12) 하단면과 밀착되는 외곽측 테두리부(14a)와 윈드박스(1)의 격판(2) 상단측 및 축열부케이싱(9)의 격판(13) 하단면과 밀착되는 구획라인(15a)을 제외한 전면(全面)에 걸쳐 촘촘한 간격으로 통기공(15)이 형성된 다공판 형태의 칸막이판(14)이 되는 것을 특징으로 하는 보급형 축열연소 산화처리장치.
3. 송풍팬(20)으로부터 연장되는 송풍관(3)과 연도(18)측으로 연장되는 배기관(4)과 퍼지팬(24)으로부터 연장되는 퍼지관(5)이 각각 연결 설치되고 상부면이 개구된 윈드박스(1); 상부면과 바닥면이 개구된 상태로 상기 윈드박스(1)의 상단측에 조립 설치되는 축열부케이싱(9); 상기 축열부케이싱(9)의 내부에 충진되는 통기성 축열재(11); 상기 축열재(11)를 지지하도록 축열부케이싱(9)의 하단 내측에 연결 설치되는 통기성 지지부재; 바닥면이 개구된 상태로 상기 축열부케이싱(9)의 상단측에 조립 설치되는 연소실케이싱(16); 상기 연소실케이싱(16)의 일측 벽체를 관통하도록 설치되는 연소버너(17);를 포함하여서 이루어지고, 상기 윈드박스(1)와 축열부케이싱(9)과 연소실케이싱(16)은 기밀(氣密) 유지가 가능하도록 조립 설치되며, 상기 송풍관(3)과 배기관(4)과 퍼지관(5)에는 자동개폐식 밸브기구(6)가 각각 설치된 축열연소 산화처리장치에 있어서,
   상기 윈드박스(1)와 축열부케이싱(9)의 조립체는 직사각통 형상의 축열연소유닛(10a)을 이루고, 상기 축열연소유닛(10a)이 (2n+1)개의 개수로 하여 측방향을 따라 조립식으로 맞대어져 연결 설치됨으로서 축열연소 산화처리를 위한 처리장치(10)의 본체를 이루며,
   상기 송풍관(3)과 배기관(4)과 퍼지관(5)은 축열연소유닛(10a)마다 하나씩 할당되고, 상기 송풍관(3)과 배기관(4)은 축열연소유닛(10a)을 이루는 윈드박스(1)의 전방 입구측과 후방 출구측에 각각 연결 설치되는 한편, 상기 퍼지관(5)은 밸브기구(6)를 지난 위치에서 송풍관(3)과 연결 설치되며,
   상기 연소실케이싱(16)은 (2n+1)개의 축열연소유닛(10a) 조립체에 의한 처리장치(10) 본체의 상부 공간을 모두 커버하는 하나의 케이싱으로 하여 처리장치(10) 본체의 상단측과 조립 설치되는 것을 특징으로 하는 보급형 축열연소 산화처리장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 축열부케이싱(9)과 연소실케이싱(16)은 내측면에 단열재(12)가 설치된 단열케이싱이 되고, 상기 통기성 지지부재는 축열부케이싱(9)의 단열재(12) 하단면과 밀착되는 외곽측 테두리부(14a)를 제외한 전면(全面)에 걸쳐 촘촘한 간격으로 통기공(15)이 형성된 다공판 형태의 칸막이판(14)이 되는 것을 특징으로 하는 보급형 축열연소 산화처리장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송풍관(3)과 퍼지관(5)은 밸브기구(6)를 각각 구비한 상태로 "⊥"자형 배관을 이루도록 일체로 연결 설치되는 한편, 상기 각각의 송풍관(3) 입구측이 하나의 송풍덕트(3a)와 연결 설치되고, 상기 송풍덕트(3a)가 메인송풍관(7)에 의하여 송풍팬(20)과 연결 설치되며,
   상기 각각의 배기관(4) 출구측도 하나의 배기덕트(4a)와 연결 설치되고, 상기 배기덕트(4a)가 메인배기관(8)에 의하여 연도(18)와 연결 설치되며, 상기 각각의 퍼지관(5) 상단 입구측은 하나의 메인퍼지관(5a)과 연결 설치되고, 상기 메인퍼지관(5a)이 퍼지팬(24)과 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 보급형 축열연소 산화처리장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 송풍덕트(3a)와 배기덕트(4a)는 송풍관(3)과 배기관(4)의 배치상태에 맞추어 양측면이 개구된 (2n+1)개의 덕트유닛(25)이 측방향을 따라 조립 설치된 것이고, 상기 메인퍼지관(5a)은 각각의 퍼지관(5) 상단 입구측과 연결되는 "T"자형 이음관(26)이 (2n+1)개의 개수로 하여 측방향을 따라 조립된 배관조립체를 포함하여서 이루어지며,
   상기 송풍덕트(3a)와 배기덕트(4a)를 이루는 (2n+1)개의 덕트유닛(25) 중 하나의 덕트유닛(25)에 메인송풍관(7)과 메인배기관(8)이 각각 연결 설치되고, 상기 송풍덕트(3a) 및 배기덕트(4a)의 양측 끝단부와 상기 메인퍼지관(5a)의 끝단부에는 밀폐용 커버판(27)이 각각 조립 설치되는 것을 특징으로 하는 보급형 축열연소 산화처리장치.

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