KR20210106722A - Afterburner apparatus for hazardous gas - Google Patents

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KR20210106722A
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경기과학기술대학교 산학협력단
최혁순
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Abstract

The present invention relates to a harmful gas re-combustion device, and more specifically, to a harmful gas re-combustion device induces even contact between harmful gas introduced into the re-combustion device and a flame to completely re-combust harmful substances contained in the harmful gas. The harmful gas re-combustion device re-combusting the harmful gas discharging the harmful gas to the outside comprises: a main body, where an inlet where the harmful gas is introduced, is formed on one side and an outlet, where the harmful gas introduced to the inside the main body is re-combusted through the flame generated by a burner to be discharged, is formed on the other side; a heat storage plate installed inside the main body and having a plurality of holes formed on a surface thereof; and a diffuser installed on a front side of the heat storage plate and generating rotation in the harmful gas.

Description

유해가스 재연소 장치{Afterburner apparatus for hazardous gas}Afterburner apparatus for hazardous gas

본 발명은 유해가스 재연소 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 재연소 장치 내부로 유입되는 유해가스와 화염과의 고른 접촉을 유도하여 유해가스 중에 포함된 유해물질을 완벽하게 재연소시킬 수 있는 유해가스 재연소 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a noxious gas re-burning device, and more particularly, by inducing an even contact between the noxious gas flowing into the re-combustion device and the flame to completely reburn noxious substances contained in the noxious gas. It relates to a gas reburning device.

일반적으로 커피 로스팅과 같이 버너를 이용한 식품조리나 일반 생산설비공정에서 발생되는 연기 및 냄새, 미세분진 등의 유해물질과, 생활 폐기물 소각로나 일반 보일러 등에서 버너를 이용하여 폐기물을 연소하는 과정에서 완전연소되지 않고 발생되는 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 미연탄소, 황산화물(SOx) 등의 유기화합물 등에 의해 대기가 심각하게 오염되는 문제점이 발생된다.In general, in the process of burning food using a burner such as coffee roasting, harmful substances such as smoke, odor, and fine dust generated in the process of food cooking or general production facilities, and wastes using a burner in a household waste incinerator or general boiler, complete combustion. The air is seriously polluted by organic compounds such as nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), unburned carbon, sulfur oxides (SOx), etc.

이에 따라 최근에는 상기의 문제점을 해결하기 위해 식품조리장치 또는 일반 생산설비공정, 소각로 등에서 배출되는 불완전연소 유해가스나 연기, 냄새, 분진 등의 유해물질이 유입되도록 하고 이를 열분해 하여 완전 연소되도록 하는 재연소 장치가 개발되어 사용되고 있다.Accordingly, recently, in order to solve the above problems, harmful substances such as incomplete combustion harmful gases or smoke, odors and dust emitted from food cooking equipment or general production equipment processes, incinerators, etc. are introduced and pyrolyzed to achieve complete combustion A small device has been developed and is being used.

도 1은 종래의 유해가스 재연소 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional harmful gas re-burning device.

도 1에서 보는 바와 같이 종래의 유해가스 재연소 장치(10)는 외면 하부 일측에 유해가스가 유입되는 유입구(11)가 형성되고 상단부에 재연소된 유해가스가 배출되는 배출구(12)가 형성된 본체(13)와, 본체(13)의 내부에 설치되고 화염을 발생하여 유입구(11)를 통해 유입된 유해가스를 재연소하는 버너(14)와, 본체(13)의 상부에 설치되는 연소플레이트(15)로 구성된다.As shown in FIG. 1 , the conventional harmful gas re-burning device 10 has an inlet 11 through which noxious gas is introduced on one side of the lower outer surface, and an outlet 12 through which the re-burned harmful gas is discharged at the upper end of the body is formed. (13), a burner (14) installed inside the body (13) to generate a flame to re-combust the harmful gas introduced through the inlet (11), and a combustion plate ( 15) consists of

이러한, 종래의 유해가스 재연소 장치(10)는 일 예로 커피 로스팅을 하는 과정에서 발생한 연기, 즉 유해가스가 발생하여 본체(13)의 유입구(11)를 통해 유해가스가 본체(13)의 내부로 유입되면, 버너(14)에서 발생한 화염에 의해 본체(13)의 내부로 유입된 유해가스가 1차 열분해 되고, 연소플레이트(15) 부분에서 2차 열분해 되면서 본체(13)의 배출구(12)를 통해 외부로 배출된다.In the conventional harmful gas re-burning device 10 , for example, smoke generated in the process of roasting coffee, that is, harmful gas is generated, and the harmful gas is discharged through the inlet 11 of the main body 13 inside the main body 13 . When introduced into the furnace, the harmful gas introduced into the interior of the main body 13 by the flame generated by the burner 14 is primary pyrolyzed, and is secondary pyrolyzed in the combustion plate 15, the outlet 12 of the main body 13 discharged to the outside through

그러나, 상기와 같은 종래의 유해가스 재연소 장치(10)는 본체(13) 내부로 유입된 유해가스가 버너(14)에서 발생된 화염에 의해 1차 열분해된 후 연소플레이트(15) 부분에 충돌하여 유해가스의 풍압이 급격히 저감 및 확산되어 2차 열분해가 이루어지게 되는데, 화염의 접촉에 의한 유해가스의 1차 열분해 과정에서 화염으로부터 상대적으로 멀리 떨어져 있는 일부 유해가스는 화염과 집적 접촉되지 못해 열분해가 제대로 이루어지지 못한 상태에서 연소플레이트(15) 부분에 충돌 후 배출구를 통해 그대로 빠져나가게 됨으로써 유해가스가 완벽하게 연소되지 못한 채 대기 중으로 배출되어 대기 오염을 야기시키게 되는 문제점이 있었다.However, in the conventional noxious gas re-combustion device 10 as described above, the noxious gas introduced into the body 13 is first pyrolyzed by the flame generated by the burner 14 and then collides with the combustion plate 15 portion. As a result, the wind pressure of harmful gases is rapidly reduced and diffused, resulting in secondary thermal decomposition. There was a problem in that the harmful gas was discharged into the atmosphere without being completely combusted, causing air pollution as it escaped through the outlet after colliding with the combustion plate 15 in a state where the combustion was not performed properly.

대한민국 특허등록 제10-1400834호(2014.05.22)Korean Patent Registration No. 10-1400834 (2014.05.22)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 유해가스 재연소 장치 내부로 유입된 후 화염을 통해 1차 연소된 유해가스에 선회유동을 발생시켜 일정시간 체류시키면서 고르게 믹싱(mixing)되도록 한 상태에 2차 연소가 이루어지도록 함으로써 유해가스 중에 포함된 유해물질을 완벽하게 재연소시킬 수 있는 유해가스 재연소 장치를 제공하는 데에 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and the technical problem to be solved in the present invention is to generate a swirling flow in the harmful gas that is first combusted through a flame after flowing into the noxious gas re-burning device. An object of the present invention is to provide a harmful gas re-combustion device that can completely re-burn harmful substances contained in harmful gases by allowing secondary combustion to occur in a state in which they are evenly mixed while staying for a long time.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 유해가스를 재연소하여 외부로 배출하는 유해가스 재연소 장치에 있어서, 일측에 유해가스가 유입되는 유입구가 형성되고 타측에 내부로 유입된 유해가스가 버너로부터 발생하는 화염을 통해 재연소되어 배출되는 배출구가 형성된 본체와, 본체의 내부에 설치되며 표면에 복수의 홀이 형성된 축열판과, 축열판의 전방 측에 설치되며 유해가스에 선회 유동을 발생시키는 디퓨져를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In the present invention for solving the above technical problem, in a harmful gas re-burning device for re-combusing and discharging harmful gas to the outside, an inlet through which the harmful gas flows is formed on one side and the harmful gas introduced into the inside on the other side of the burner A main body having an outlet formed by re-burning through the flame generated from the body, a heat storage plate installed inside the body and having a plurality of holes formed on the surface, and a heat storage plate installed on the front side of the heat storage plate to generate a swirling flow in harmful gas It is characterized in that it is configured to include a diffuser.

여기서, 상기 디퓨져는 본체의 내주면에 연결 고정되는 외부링과, 외부링의 중심부에 배치되는 내부링과, 외부링과 내부링 사이에서 소정의 경사각을 이루며 설치되는 복수의 날개를 포함하여 구성될 수 있다.Here, the diffuser may include an outer ring connected and fixed to the inner circumferential surface of the body, an inner ring disposed in the center of the outer ring, and a plurality of wings installed at a predetermined inclination angle between the outer ring and the inner ring. have.

이때, 상기 디퓨져의 직경은 축열판의 직경 보다 크게 형성될 수 있다.In this case, the diameter of the diffuser may be larger than the diameter of the heat storage plate.

또한, 상기 본체 내에는 화염 주변을 둘러싸도록 배치되어 유입구를 통해 유입된 유해가스가 화염과 직접 접촉되지 않도록 가이드 해주는 원통형 가이드가 설치될 수 있다.In addition, a cylindrical guide disposed to surround the flame and guiding the harmful gas introduced through the inlet to not directly contact the flame may be installed in the body.

상기한 구성을 가지는 본 발명에 따르면, 유해가스 재연소 장치 내부에 장착된 축열판의 전방 측에 유해가스의 선회유동(swirl flow)을 발생시킬 수 있는 디퓨져(difusser)가 설치됨에 따라, 유해가스 재연소 장치 내부로 유입되어 화염을 통해 1차 열분해된 유해가스가 디퓨져를 통과하면서 강한 선회유동 형태로 전환되어 디퓨져와 축열판 사이에서 강한 와류를 형성하게 됨으로써 유해가스가 일정 체류시간 동안 고르게 믹싱된 상태로 일정 체류시간을 가진 후 축열판에 충돌하여 2차 열분해가 이루어지기 때문에 유해가스 중에 포함된 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 미연탄소, 황산화물(SOx) 등과 같은 유해미립자가 완벽하게 연소된 상태로 배출되어 대기 오염을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention having the above configuration, as a diffuser capable of generating a swirl flow of harmful gas is installed on the front side of the heat storage plate mounted inside the harmful gas re-burning device, harmful gas Noxious gas introduced into the re-combustion device and first pyrolyzed through the flame passes through the diffuser and is converted into a strong swirling flow to form a strong vortex between the diffuser and the heat storage plate. After a certain residence time in the state, it collides with the heat storage plate and causes secondary thermal decomposition, so harmful particulates such as nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), unburned carbon, and sulfur oxides (SOx) contained in harmful gases are perfect. It is discharged in a highly combusted state, which has the effect of preventing air pollution in advance.

도 1은 종래의 유해가스 재연소 장치의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 유해가스 재연소 장치를 분리 도시한 분리 사시도.
도 3은 도 2의 단면도.
도 4는 도 2의 디퓨져를 확대 도시한 사시도.
도 5는 도 4의 측단면도.
도 6은 본 발명에 따른 유해가스 재연소 장치 내 유해가스의 흐름을 보여주는 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 디퓨져의 다른 설치 구조를 보여주는 예시도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예로서, 축열판과 디퓨져의 간극 조정이 가능한 디퓨져 설치 구조를 보여주는 예시도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예로서, 날개 각도 조정이 가능한 디퓨져를 보여주는 예시도. 1 is a cross-sectional view of a conventional harmful gas re-burning device.
Figure 2 is an exploded perspective view showing the separation of the harmful gas re-burning device according to the present invention.
Fig. 3 is a cross-sectional view of Fig. 2;
Figure 4 is an enlarged perspective view of the diffuser of Figure 2;
Fig. 5 is a side cross-sectional view of Fig. 4;
6 is a cross-sectional view showing the flow of harmful gas in the harmful gas re-burning device according to the present invention.
7 is an exemplary view showing another installation structure of the diffuser according to the present invention.
8 is an exemplary view showing a diffuser installation structure in which the gap between the heat storage plate and the diffuser can be adjusted as another embodiment of the present invention.
Figure 9 is another embodiment of the present invention, an exemplary view showing a diffuser that can adjust the wing angle.

아래에서는 첨부된 도면들을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them.

그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 국한되지 않는다. 또한, 상세한 설명 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미함을 밝혀둔다.However, the present invention may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, it should be noted that parts denoted by the same reference numerals throughout the detailed description mean the same components.

이하, 본 발명의 유해가스 재연소 장치에 대한 일실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the noxious gas re-burning apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유해가스 재연소 장치를 분리 도시한 분리 사시도이고, 도 3은 도 2의 단면도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view showing a toxic gas re-burning apparatus separated according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. 2 .

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 유해가스 재연소 장치(100)는 식품조리장치, 일반 생산설비공정, 소각로 등에서 배출되는 불완전연소 유해가스나 연기, 냄새, 분진 등의 유해물질을 내부로 유입한 후 버너(160)에서 발생하는 화염을 통해 재연소하여 유해물질을 제거한 후 외부로 배출시킬 수 있도록 하는 장치로서, 내부로 유입된 유해가스의 재연소가 이루어지는 본체(110)와, 본체(110) 내부에 설치되는 축열판(120) 및 디퓨져(diffuser; 130)와, 본체(110)의 끝단에 착탈 가능하게 결합되며 유해가스의 재연소를 위한 버너(160)가 고정되는 버너 고정부(150)를 포함하여 구성된다.2 and 3, the harmful gas re-burning apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is incomplete combustion harmful gas, smoke, odor, dust, etc. It is a device that removes harmful substances by re-burning them through the flame generated by the burner 160 after introducing them into the interior and then discharging them to the outside. 110), a heat storage plate 120 and a diffuser 130 installed inside the main body 110, and a burner 160 detachably coupled to the end of the main body 110 for re-combustion of harmful gases. It is configured to include a fixed burner fixing part (150).

본체(110)는 단일 원통 또는 복수의 원통이 길이방향으로 접합된 형태를 가지며, 외통(110b)과 내통(110a)으로 이루어진 이중벽 구조를 형성하고, 외통(110b)과 내통(110a)의 사이 공간에는 내화 단열재(110c)가 충진된다. The body 110 has a form in which a single cylinder or a plurality of cylinders are joined in the longitudinal direction, and forms a double wall structure consisting of an outer cylinder 110b and an inner cylinder 110a, and the space between the outer cylinder 110b and the inner cylinder 110a. The fire-resistance insulating material (110c) is filled.

이때, 내화 단열재(110c)로는 초고온의 내화단열재로 많이 사용되는 세라크울(cerakwool)이 적용될 수 있다.In this case, cerakwool, which is widely used as a fire-resistance insulation material of very high temperature, may be applied as the fire-resistance insulating material 110c.

아울러, 본체(110)에는 내화단열재(110c)가 위치한 내통(110a)의 외면에 일정간격으로 보강판이 설치되어 내부 온도변화, 특히 열화에 의해 그 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있다.In addition, reinforcing plates are installed in the main body 110 at regular intervals on the outer surface of the inner cylinder 110a in which the fire-resisting insulating material 110c is located, thereby preventing the shape from being deformed due to internal temperature change, in particular, deterioration.

이와 같은 본체(110)는 측면 일측에 유해가스가 유입되는 유입구(112)가 형성되고, 본체(110) 내부에는 유입구(112)를 통해 유입된 유해가스의 재연소가 이루어지는 재연소 공간(S)이 형성된다. The main body 110 has an inlet 112 through which noxious gas is introduced on one side of the main body 110, and a re-combustion space S in which the noxious gas introduced through the inlet 112 is re-combusted inside the main body 110. this is formed

그리고, 본체(110)의 길이방향 일측 끝단에는 유입구(112)를 통해 내부로 유입된 유해가스가 재연소 공간(S) 내에서 재연소된 후 배출되는 배출구(116)가 형성된다.In addition, at one end of the body 110 in the longitudinal direction, an outlet 116 through which the harmful gas introduced into the interior through the inlet 112 is re-burned in the re-combustion space S and then discharged is formed.

또한, 유입구(112)의 맞은편에 위치한 본체(110)의 측면에는 경우에 따라서 비폭발성을 띄는 유해가스를 본체(110) 내부로 유입시킬 필요가 있을 경우 사용하게 되는 또 다른 유입구(114)가 형성된다.In addition, on the side of the main body 110 located opposite the inlet 112, there is another inlet 114 that is used when it is necessary to introduce a non-explosive noxious gas into the main body 110 in some cases. is formed

이 경우, 비폭발성 유해가스는 도시되지 않은 열교환 챔버 내부로 먼저 공급하여 예열시킨 다음 상기 유입구(114) 측으로 공급되도록 함으로써 본체(110) 내에서 버너(160)의 화력을 낮춰 점화를 위한 에너지원을 절감시킬 수 있다.In this case, the non-explosive harmful gas is first supplied into the heat exchange chamber (not shown) to be preheated and then supplied to the inlet 114 side to lower the thermal power of the burner 160 in the body 110 to provide an energy source for ignition. can be reduced

이때, 비폭발성 유해가스의 유입을 위한 상기 유입구(114)는 사용하지 않은 경우 폐쇄된 상태로 유지된다.At this time, the inlet 114 for introducing the non-explosive harmful gas is maintained in a closed state when not in use.

한편, 버너(160)는 유해가스의 재연소에 필요한 화염을 발생시킨다. 이때, 버너(160)에는 화염 발생에 필요한 공기를 제공해 주는 블로우(미도시)가 설치된다. On the other hand, the burner 160 generates a flame necessary for re-combustion of the harmful gas. At this time, a blower (not shown) is installed in the burner 160 to provide air necessary for flame generation.

이와 같은 버너(160)는 버너 고정부(150)의 외부면에 결합되며, 본체(110)의 내부로 유입된 후 배출구(116) 방향으로 이동되는 유해가스의 이동방향과 동일한 방향으로 화염을 발생시킴으로써 유해가스에 포함된 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 미연탄소, 황산화물(SOx), 등의 유기화합물 등을 열분해 하여 유해가스가 완전 연소되도록 하는 역할을 한다.Such a burner 160 is coupled to the outer surface of the burner fixing unit 150, and generates a flame in the same direction as the movement direction of the harmful gas, which is introduced into the body 110 and moves toward the outlet 116. By thermally decomposing organic compounds such as nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), unburned carbon, sulfur oxides (SOx), etc. contained in the harmful gases, it plays a role of completely burning the harmful gases.

한편, 버너 고정부(150)는 개방된 본체(110) 일측에 착탈 가능하게 결합되며, 버너 고정부(150)의 안쪽 면에는 본체(110) 내에서 화염 주변을 둘러싸는 구조로 배치되는 원통형 가이드(140)가 형성된다.On the other hand, the burner fixing part 150 is detachably coupled to one side of the open body 110 , and on the inner surface of the burner fixing part 150 , a cylindrical guide disposed in a structure surrounding the flame within the body 110 . (140) is formed.

원통형 가이드(140)는 화염 주변을 감싸며 본체(110)의 유입구(112)를 통해 유입되는 유해가스의 풍압에 의해 화염이 소실되거나 변형되는 것을 방지하도록 보호해주는 동시에 유해가스의 유동을 화염의 전방 측 주변으로 가이드 해주는 기능을 하게 된다.The cylindrical guide 140 surrounds the flame and protects the flame from being lost or deformed by the wind pressure of the noxious gas flowing in through the inlet 112 of the body 110, and at the same time prevents the flow of the noxious gas from the front side of the flame. It acts as a guide to the surroundings.

본체(110)의 내벽과 원통형 가이드(140)의 사이에는 유해가스가 이동될 수 있는 원형 공간부가 형성되어 본체(110)의 유입구(112)를 통해 유입된 유해가스는 원통형 가이드(140)과 본체(110) 사이에 형성된 원형 공간부를 따라 화염이 위치한 본체(110) 내부로 유입되어 화염과 접촉하여 열분해 됨으로서 유해가스 중의 유해물질이 제거될 수 있다. Between the inner wall of the body 110 and the cylindrical guide 140, a circular space in which noxious gas can move is formed, and the noxious gas introduced through the inlet 112 of the body 110 is separated from the cylindrical guide 140 and the body. As the flame is introduced into the body 110 in which the flame is located along the circular space formed between the 110 and is thermally decomposed in contact with the flame, harmful substances in the harmful gas can be removed.

이와 같이 원통형 가이드(140)는 유입구(112)를 통해 본체(110) 내부로 유입되는 유해가스의 풍압을 급격히 저감시킴과 동시에 이를 원통형 가이드(140) 주변의 공간부로 확산시켜 화염 전방 측으로 제공함으로써, 유해가스의 풍압이 직접 화염에 충돌하여 화염이 소실되는 것을 방지하고 유해가스를 화염의 전방 측 주변으로 안내하여 화염을 통해 유해가스 중에 포함된 유해물질을 연소시켜 제거할 수 있다.As such, the cylindrical guide 140 rapidly reduces the wind pressure of the harmful gas flowing into the body 110 through the inlet 112 and at the same time diffuses it into the space around the cylindrical guide 140 and provides it to the front side of the flame, The wind pressure of noxious gas directly collides with the flame to prevent the flame from disappearing, and by guiding the noxious gas around the front side of the flame, harmful substances contained in the noxious gas can be burned and removed through the flame.

한편, 축열판(120)은 본체(110) 내부 유해가스의 이동경로 중 배출구(116)와 근접한 하류 측에 설치된다.On the other hand, the heat storage plate 120 is installed on the downstream side close to the outlet 116 in the movement path of the harmful gas inside the body 110 .

축열판(120)은 외형이 삿갓 모양으로 형성되고 화염에 의해 1차 열분해된 유해가스가 충돌한 후 부분적으로 통과할 수 있도록 타공된 복수의 홀(122)이 전면적에 걸쳐 형성된다. The heat storage plate 120 is formed in the shape of a hat, and a plurality of holes 122 perforated so that the harmful gas first pyrolyzed by the flame collides and partially passes through is formed over the entire area.

축열판(120)은 뾰족한 끝 부분이 버너(160) 방향을 향하도록 배치된 상태에서 외주에 고정된 복수의 고정편(123)을 통해 본체(110) 내부에 고정된다.The heat storage plate 120 is fixed inside the main body 110 through a plurality of fixing pieces 123 fixed to the outer periphery in a state in which the pointed end is disposed to face the burner 160 .

이때, 축열판(120)의 직경은 본체(110)의 내경 보다 일정수준 작게 형성되어 본체(110)의 내주면과 일정거리만큼 이격되도록 설치된다At this time, the diameter of the heat storage plate 120 is formed to be smaller than the inner diameter of the body 110 by a certain level and is installed to be spaced apart from the inner circumferential surface of the body 110 by a certain distance.

이러한 축열판(120)은 화염에 의한 1차 연소 후 본체(110)의 배출구(116) 쪽으로 이동하는 유해가스가 충돌되어 유해가스의 풍압이 급격히 저감됨과 아울러 유해가스가 확산되도록 하는 기능을 하게 된다.The heat storage plate 120 serves to cause the harmful gas moving toward the outlet 116 of the main body 110 to collide after the primary combustion by the flame, so that the wind pressure of the harmful gas is rapidly reduced and the harmful gas is diffused. .

아울러, 축열판(120)은 표면이 화염에 의해 가열되면서 축적된 열을 통해 배출구(116)를 통과하는 유해가스를 2차 열분해 함으로써 유해가스가 완전 연소되도록 한다.In addition, the heat storage plate 120 causes the harmful gas to be completely burned by secondary thermal decomposition of the harmful gas passing through the outlet 116 through the heat accumulated while the surface is heated by the flame.

축열판(120)으로부터 소정거리 이격된 전방 측에는 디퓨져(130)가 설치된다. 즉, 디퓨져(130)는 유해가스의 이동경로 중 화염과 가장 가까운 축열판(120)의 전방 측에 일정거리 이격되게 설치된다.A diffuser 130 is installed on the front side spaced apart from the heat storage plate 120 by a predetermined distance. That is, the diffuser 130 is installed to be spaced apart by a predetermined distance from the front side of the heat storage plate 120 closest to the flame in the movement path of the harmful gas.

이와 같은 디퓨져(130)는 화염과 접촉하여 1차 열분해된 유해가스를 강제로 선회시켜 강한 선회유동이 발생되도록 함으로써 본체(110)의 중심부 부분과 외곽 부분에 위치되는 유해가스가 고르게 믹싱(mixing) 되도록 하여 유해가스의 모든 부분이 화염과 접촉하여 완전연소가 이루어지도록 한다.Such a diffuser 130 is in contact with the flame and forcibly rotates the primary pyrolyzed noxious gas to generate a strong swirling flow, thereby evenly mixing the noxious gas located in the central portion and the outer portion of the body 110 . Make sure that all parts of the toxic gas come into contact with the flame to achieve complete combustion.

구체적으로, 디퓨져(130)는 본체(110)의 내벽에 연결 고정되는 외부링(132)과, 외부링(132)의 중심부에 배치되는 내부링(134)과, 외부링(132)과 내부링(134) 사이에서 소정의 경사각을 이루며 설치되는 복수의 날개(136)를 포함하여 구성된다.Specifically, the diffuser 130 includes an outer ring 132 connected and fixed to the inner wall of the body 110 , an inner ring 134 disposed in the center of the outer ring 132 , the outer ring 132 and the inner ring It is configured to include a plurality of blades 136 that are installed at a predetermined inclination angle between the 134 .

외부링(132)과 내부링(134) 사이에 설치되는 복수의 날개(136)는 그 길이방향과 수직한 방향으로 절개된 단면이 굽은 곡선 모양으로 형성되어 디퓨져(130)의 중심축에 대해 소정 각도 경사진 상태로 외부링(132)과 내부링(134) 사이에 배열 고정된다.The plurality of wings 136 installed between the outer ring 132 and the inner ring 134 are formed in a curved shape in which a cross section cut in a direction perpendicular to the longitudinal direction thereof is formed in a curved shape with respect to the central axis of the diffuser 130 . It is arranged and fixed between the outer ring 132 and the inner ring 134 in an angled state.

이에 따라 유해가스가 디퓨져(130)에 충돌한 후 날개(136)들 사이에 형성된 공간을 통해 날개(136) 면을 따라 이동하게 되면서 와류 형태의 강한 선회유동을 발생시키게 됨으로써 본체(110)의 중심 및 외곽 부분에 위치한 유해가스의 고른 혼합작용이 유발되어 유해가스에 포함된 모든 유해물질이 화염과 접촉하여 완전하게 연소될 수 있다.Accordingly, the noxious gas collides with the diffuser 130 and moves along the plane of the wings 136 through the space formed between the wings 136 to generate a strong swirling flow in the form of a vortex. And an even mixing action of the harmful gas located in the outer part is induced, so that all the harmful substances included in the harmful gas can be completely burned in contact with the flame.

이러한 디퓨져(130)는 외부링(132)의 둘레 면에 전술된 축열판(120)과 마찬가지로 복수의 고정편(133)이 고정되어 상기 고정편(133)의 끝단이 본체(110)의 내주면에 용접을 통해 고정된다.The diffuser 130 has a plurality of fixing pieces 133 fixed to the circumferential surface of the outer ring 132 , like the heat storage plate 120 described above, so that the ends of the fixing pieces 133 are on the inner circumferential surface of the body 110 . fixed by welding.

이 경우 디퓨져(130)의 직경은 축열판(120)의 직경 보다는 크고 본체(110)의 내경 보다는 작은 크기를 갖도록 형성됨으로써 화염을 포함한 유해가스가 본체(110)와 디퓨져(130) 사이의 외곽 공간을 통해 그대로 빠져나가게 되는 것을 최소화할 수 있고, 유해가스 유동 대부분이 디퓨져(130)에 충돌 후 선회유동에 의해 사방으로 혼합되도록 하여 유해가스의 혼합도를 높여 화염에 의한 완벽한 연소가 가능해질 수 있게 된다. In this case, the diameter of the diffuser 130 is larger than the diameter of the heat storage plate 120 and is formed to have a size smaller than the inner diameter of the body 110 , so that harmful gases including flames are released into the outer space between the body 110 and the diffuser 130 . It is possible to minimize the escape as it is through do.

아울러, 상기 디퓨져(130)를 통과하여 혼합작용이 이루어진 유해가스가 후방 측의 축열판(120) 부분에 충돌 후 확산되는 과정을 거쳐 2차 열분해가 이루어지게 됨으로써 본체(110) 내부로 유입되는 유해가스의 완전연소가 가능해져서 외부로 유해 물질을 배출시키지 않게 되는 것이다.In addition, the harmful gas passing through the diffuser 130 and having a mixing action collides with the heat storage plate 120 on the rear side and then spreads through the process to undergo secondary thermal decomposition, thereby causing the harmful gas introduced into the body 110 . Complete combustion of gas is possible, so that harmful substances are not emitted to the outside.

이때, 상기 디퓨져(130)에 있어 날개(136)의 형상, 개수 및 각도 등은 유해가스의 선회유동 강도 및 형성에 있어 큰 영향을 끼치는 인자로 작용하기 때문에 필요한 제품 사양과 유해가스의 재연소 효율 등을 고려하여 날개(136)의 형상, 개수 및 각도 등은 설계 사양에 따라 조정하여 사용할 수 있다.At this time, in the diffuser 130, the shape, number, angle, etc. of the blades 136 act as factors that have a great influence on the strength and formation of the swirling flow of the harmful gas, so the required product specifications and the reburn efficiency of the harmful gas The shape, number, angle, etc. of the blades 136 may be adjusted and used according to design specifications.

이하, 상술한 구성을 갖는 본 발명의 유해가스 재연소 장치(100)의 작동을 첨부된 도 6을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the operation of the harmful gas reburn apparatus 100 of the present invention having the above-described configuration will be described in detail with reference to FIG. 6 attached thereto.

도 6은 본 발명의 유해가스 재연소 장치(100) 내에서 유해가스의 유동 흐름을 예시한 것이다.6 illustrates the flow of noxious gas in the noxious gas re-burning device 100 of the present invention.

예를 들어, 커피 로스팅 장치와 같은 연소장치의 배출구 측에 본 발명의 유해가스 재연소 장치(100)의 유입구(112)를 연결하여 사용할 경우, 상기 배출구에서 나오는 유해가스는 압송수단에 의해 재연소 장치(100)의 유입구(112)를 통해 본체(110) 내부로 유입된다.For example, when connecting the inlet 112 of the harmful gas re-burning device 100 of the present invention to the outlet side of a combustion device such as a coffee roasting device, the noxious gas coming out of the outlet is re-burned by a pressurized means. It is introduced into the body 110 through the inlet 112 of the device 100 .

이때, 상기 유입구(112)를 통해 유입되는 유해가스는 유입구(112)의 전방에 위치한 원통형 가이드(140)에 충돌한 후 본체(110)의 내벽과 원통형 가이드(140)의 사이에 형성된 원형 공간부를 따라 화염이 위치한 본체(110) 내부공간으로 유입되어 배출구(116) 방향으로 이동되는 과정에서 버너(160)의 화염과 접촉하여 1차 열분해 됨으로써 유해가스 중에 포함된 유해물질이 제거된다.At this time, the noxious gas introduced through the inlet 112 collides with the cylindrical guide 140 located in front of the inlet 112 , and then forms a circular space formed between the inner wall of the body 110 and the cylindrical guide 140 . Accordingly, in the process of being introduced into the internal space of the body 110 where the flame is located and moving in the direction of the outlet 116 , it comes into contact with the flame of the burner 160 and undergoes primary thermal decomposition, thereby removing harmful substances contained in the harmful gas.

그리고, 이와 같이 1차 열분해된 유해가스는 화염과 함께 디퓨져(130)에 충돌한 후 날개(136)들 사이의 공간으로 날개(136) 면을 따라 빠른 속도로 빠져나가는 과정에서 소용돌이 형태의 강한 선회유동이 발생되어 본체(110)의 중심부 및 외곽부에 위치한 모든 유해가스가 화염과 함께 고르게 혼합되는 동시에 디퓨져(130)와 축열판(120) 사이 공간에서 일정 체류시간을 가지며 화염과 고르게 접촉됨으로써 유해가스 중에 포함된 유해물질을 완벽하게 연소시켜 제거하게 된다.And, the pyrolyzed noxious gas in this way collides with the diffuser 130 together with the flame, and then rapidly turns into a vortex in the process of escaping into the space between the wings 136 along the plane of the wing 136 . The flow is generated so that all harmful gases located in the central and outer parts of the body 110 are evenly mixed with the flame, and at the same time have a certain residence time in the space between the diffuser 130 and the heat storage plate 120 and are in contact with the flame evenly. The harmful substances contained in the gas are completely burned and removed.

아울러, 2000℃ 이상의 높은 온도의 화염이 축열판(120)의 표면에 충돌하여 접촉되어 축열판(120)을 가열하고, 이에 축열판(120)이 화염의 열을 축적하여 표면온도를 기준으로 1000℃ 가량의 온도를 유지하게 됨으로써, 상기 디퓨져(130)를 통과한 유해가스는 축열판(120)의 표면에 접촉되어 2차 열분해 됨으로써 완전하게 연소된 후 배출구(116)를 통해 외부로 배출되는 것이다.In addition, a flame of a high temperature of 2000° C. or higher collides with the surface of the heat storage plate 120 to heat the heat storage plate 120, and the heat storage plate 120 accumulates the heat of the flame to 1000 based on the surface temperature. By maintaining the temperature of about ℃, the harmful gas that has passed through the diffuser 130 comes into contact with the surface of the heat storage plate 120 and is completely burned by secondary thermal decomposition and then discharged to the outside through the outlet 116. .

이와 같이 본 발명에 따른 유해가스 재연소 장치(100)는 디퓨져(130)를 통해 유해가스의 이동속도를 저감시켜 일정 체류시간을 갖도록 함과 아울러 소용돌이 형태의 강한 선회유동을 발생시켜 모든 유해가스가 고온의 화염과 고르게 접촉되도록 유도함으로써 유해가스 내의 유해 미립자를 완벽하게 연소시킬 수 있기 때문에 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 미연탄소, 황산화물(SOx), 등의 유기화합물 등의 유해물질 발생을 원천적으로 차단할 수 있고, 이로써 폐기물관리법에서 제시하고 있는 우수연소를 위한 시설기준을 쉽게 충족시킬 수 있다.As described above, the harmful gas re-combustion device 100 according to the present invention reduces the movement speed of the harmful gas through the diffuser 130 to have a certain residence time and also generates a strong swirling flow in the form of a vortex so that all harmful gases are removed. Harmful substances such as nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), unburned carbon, sulfur oxides (SOx), and organic compounds such as nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), etc. It is possible to fundamentally block the occurrence, and thereby easily meet the facility standards for excellent combustion suggested by the Waste Management Act.

한편, 도 7은 본 발명에 따른 디퓨져(130)의 다른 설치 구조를 보여주는 것으로서, 전술된 실시 예 형태에서는 디퓨져(130)의 외부링(132) 부분에 고정된 복수의 고정편(133)을 본체(110)의 내벽 부분에 용접을 통해 고정하였지만, 도 7에 도시된 다른 실시 예에서는 본체(110)의 내벽 부분에 원주방향을 따라 복수의 고정 브라켓(170)을 설치하고, 상기 고정 브라켓(170)의 돌출된 끝단 부분에 디퓨져(130)의 외부링(132)을 맞대어 용접을 통해 고정시킬 수 있다.On the other hand, FIG. 7 shows another installation structure of the diffuser 130 according to the present invention. In the above-described embodiment, a plurality of fixing pieces 133 fixed to the outer ring 132 of the diffuser 130 are attached to the main body. Although it was fixed to the inner wall portion of 110 by welding, in another embodiment shown in FIG. 7 , a plurality of fixing brackets 170 are installed on the inner wall portion of the body 110 in the circumferential direction, and the fixing bracket 170 ) can be fixed through welding by butt the outer ring 132 of the diffuser 130 to the protruding end portion.

이와 같이 디퓨져(130)의 고정을 위한 고정 브라켓(170)을 본체(110) 부분 사전 설치하고 고정 브라켓(170)의 돌출된 끝단에 디퓨져(130)를 용접을 통해 고정 설치함에 따라 전술된 실시 예의 형태와 비교하여 디퓨져(130)의 크기 및 중량이 줄어들기 때문에 디퓨져(130) 설치 작업이 한층 용이해질 수 있다.As described above, the fixing bracket 170 for fixing the diffuser 130 is pre-installed on the main body 110 and the diffuser 130 is fixed to the protruding end of the fixing bracket 170 by welding. Since the size and weight of the diffuser 130 are reduced compared to the shape, the installation operation of the diffuser 130 may be further facilitated.

그리고, 도 8은 디퓨져(130)의 또 다른 설치 구조를 예시한 것으로서, 전술된 도 7의 고정 브라켓(170)이 본체(110)의 내벽에 길이방향을 따라 일정한 이격 간격을 두고 다단식으로 복수 개 설치된 구조를 나타내고 있다.And, FIG. 8 illustrates another installation structure of the diffuser 130, in which the fixing bracket 170 of FIG. 7 described above is placed at regular intervals along the longitudinal direction on the inner wall of the body 110 in a multi-stage manner. The installed structure is shown.

이와 같은 설치구조는 본체(110)의 길이가 길게 형성된 타입으로 구성될 경우 버너(160) 화염이 디퓨져(130) 부분까지 미치지 못하게 되는 상황과 유해가스의 유동압을 고려하여 화염과 디퓨져(130) 사이의 거리를 조정하거나 디퓨져(130)와 축열판(120) 사이의 간격을 조정할 필요가 경우에 유용한 방식이다. In such an installation structure, when the body 110 is of a long type, the flame and the diffuser 130 in consideration of the situation in which the flame of the burner 160 does not reach the diffuser 130 and the flow pressure of the harmful gas. This method is useful when it is necessary to adjust the distance between the diffuser 130 and the distance between the heat storage plate 120 .

이와 같이 제품의 설계 사양에 따라 화염과 디퓨져(130) 사이의 거리 또는 디퓨져(130)와 축열판(120) 사이의 거리를 조정할 필요가 있을 경우 본체(110)의 길이방향으로 배열된 복수의 고정 브라켓(170) 중 특정 부위에 디퓨져(130)를 손쉽게 설치할 수 있는 장점이 있다.As described above, when it is necessary to adjust the distance between the flame and the diffuser 130 or the distance between the diffuser 130 and the heat storage plate 120 according to the design specifications of the product, a plurality of fixings arranged in the longitudinal direction of the body 110 There is an advantage that the diffuser 130 can be easily installed on a specific part of the bracket 170 .

아울러, 본체(110)의 안쪽으로 돌출된 고정 브라켓(170) 부분에 디퓨져(130)를 설치할 경우 디퓨져(130)의 외부링(132)을 용접하는 대신 볼트 및 너트로 체결하는 체결방식을 적용할 수도 있다. 이렇게 되면, 디퓨져(130)가 파손 및 변형될 경우에 볼트 및 너트를 풀어 새로운 디퓨져(130)로 간편하게 교체하여 사용할 수 있고, 날개(136)의 형상, 개수 및 각도가 다른 신규 사양의 디퓨져(130)를 용이하게 교체 장착하여 사용할 수 있기 때문에 사용상의 선택의 폭을 높일 수 있다.In addition, when installing the diffuser 130 on the fixing bracket 170 protruding inward of the body 110, a fastening method of fastening with bolts and nuts instead of welding the outer ring 132 of the diffuser 130 may be applied. may be In this way, when the diffuser 130 is damaged or deformed, it can be easily replaced with a new diffuser 130 by loosening bolts and nuts, and the diffuser 130 of a new specification having a different shape, number, and angle of the wings 136 . ) can be easily replaced and installed, so the range of options for use can be increased.

또한, 도 9는 본 발명에 따른 디퓨져(130)의 또 다른 설치 예를 보여주는 것으로서, 전술된 구조의 디퓨져(130)는 날개(136)의 각도가 픽스(fix)된 타입이지만, 도 9에 나타낸 디퓨져(180) 구조는 날개(186)의 각도를 자유롭게 조절할 수 있는 방식을 나타내고 있다.In addition, FIG. 9 shows another installation example of the diffuser 130 according to the present invention. The diffuser 130 of the above-described structure is a type in which the angle of the wing 136 is fixed, but shown in FIG. The structure of the diffuser 180 represents a method in which the angle of the wing 186 can be freely adjusted.

즉, 날개(186)의 양단에 구비된 힌지(187,188) 부분이 내부링(184)과 외부링(182) 부분에 각각 억지 끼움 방식으로 결합되어 양측 힌지(187,188)를 중심으로 회전 가능하게 구성되기 때문에 디퓨져(180)의 날개(186)를 필요한 설계 사양에 맞게 원하는 각도로 자유롭게 설정할 수 있다. 이와 같이 디퓨져(180)의 날개(186)를 각도 조정 가능한 타입으로 구성하게 되면 날개(186) 각도 조정을 통해 유해가스의 유동을 강선회 유동 또는 약선회 유동 등 필요에 따라 다양하게 변경시킬 수 있고, 이로 인해 재연소 장치(100) 제품에 요구되는 다양한 사양으로 와류 유동을 형성함으로써 연소효율 향상에 기여할 수 있다.That is, the hinges 187 and 188 provided at both ends of the wing 186 are coupled to the inner ring 184 and the outer ring 182 in an interference fit method, respectively, to be rotatably configured around the hinges 187 and 188 on both sides. Therefore, the wings 186 of the diffuser 180 can be freely set to a desired angle according to the required design specifications. If the blade 186 of the diffuser 180 is configured as an angle-adjustable type, the flow of harmful gas can be variously changed as needed, such as a strong swirl flow or a weak swirl flow, through the angle adjustment of the blade 186. , thereby contributing to the improvement of combustion efficiency by forming a vortex flow with various specifications required for the product of the re-burning device 100 .

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다In the above, preferred embodiments of the present invention have been described, but the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and those skilled in the art may appropriately change within the scope described in the claims of the present invention. this will be possible

100 : 재연소 장치 110 : 본체
112 : 유입구 116 : 배출구
120 : 축열판 123,133 : 고정편
130,180 : 디퓨져 132,182 : 외부링
134,184 : 내부링 136,186 : 날개
140 : 원형 가이드 150 : 버너 고정부
160 : 버너 170 : 고정 브라켓100: re-burning device 110: body
112: inlet 116: outlet
120: heat storage plate 123,133: fixed piece
130,180: diffuser 132,182: outer ring
134,184: inner ring 136,186: wing
140: circular guide 150: burner fixing part
160: burner 170: fixing bracket

Claims (4)

유해가스를 재연소하여 외부로 배출하는 유해가스 재연소 장치에 있어서,
일측에 유해가스가 유입되는 유입구가 형성되고, 타측에 내부로 유입된 유해가스가 버너로부터 발생하는 화염을 통해 재연소되어 배출되는 배출구가 형성된 본체와;
상기 본체의 내부에 설치되며 표면에 복수의 홀이 형성된 축열판과;
상기 축열판의 전방 측에 설치되며 상기 유해가스에 선회 유동을 발생시키는 디퓨져;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 재연소 장치.
In the harmful gas re-burning device for re-burning the harmful gas and discharging to the outside,
a body having an inlet through which noxious gas is introduced on one side and an outlet through which noxious gas flowing into the inside is re-burned through a flame generated from a burner on the other side;
a heat storage plate installed inside the body and having a plurality of holes formed on its surface;
a diffuser installed on the front side of the heat storage plate and generating a swirling flow in the harmful gas;
Harmful gas re-burning device comprising a.
 제1항에 있어서, 상기 디퓨져는,
상기 본체의 내주면에 연결 고정되는 외부링과;
상기 외부링의 중심부에 배치되는 내부링과;
상기 외부링과 내부링 사이에서 소정의 경사각을 이루며 설치되는 복수의 날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 재연소 장치.
According to claim 1, wherein the diffuser,
an outer ring connected and fixed to the inner circumferential surface of the body;
an inner ring disposed in the center of the outer ring;
Harmful gas re-burning apparatus comprising a plurality of blades installed to form a predetermined inclination angle between the outer ring and the inner ring.
 제1항에 있어서, 상기 디퓨져의 직경은 상기 축열판의 직경 보다 큰 것을 특징으로 하는 유해가스 재연소 장치.
The apparatus of claim 1, wherein a diameter of the diffuser is larger than a diameter of the heat storage plate.
 제1항에 있어서, 상기 본체 내에는 상기 화염 주변을 둘러싸며 상기 유입구를 통해 유입된 유해가스가 상기 화염과 직접 접촉되지 않도록 가이드하는 원통형 가이드가 설치된 것을 특징으로 하는 유해가스 재연소 장치.
According to claim 1, Noxious gas reburning device, characterized in that the cylindrical guide is installed in the main body to surround the flame and guide the noxious gas introduced through the inlet to not come into direct contact with the flame.
KR1020200021564A 2020-02-21 2020-02-21 Afterburner apparatus for hazardous gas KR102365202B1 (en)

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KR101400834B1 (en) 2013-01-23 2014-05-29 주식회사 경동나비엔 Combustion apparatus
KR101525155B1 (en) * 2015-03-31 2015-06-02 주식회사 엔비피코리아 Exhaust gas recombustion heating apparatus
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