KR20220001931A - 축열 연소 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유해가스를 연소시키는 연소챔버, 연소챔버의 내부에 배치되며, 축열부재를 구비한 복수의 베드, 베드에 연결되며, 유해가스를 베드로 공급하는 급기관, 베드에 연결되며, 연소가스를 베드로부터 배출하는 배기관, 급기관에 연결된 급기밸브, 배기관에 연결된 배기밸브, 및 급기밸브와 배기밸브에 연결되어 급기밸브와 배기밸브를 개폐하는 구동실린더를 포함하는 밸브개폐유닛을 포함하여, 기밀성을 확보할 수 있는 밸브 및 구동부를 간단한 구조로 구현하여 설치 용이 및 제조 비용을 절감할 수 있다.

Description

축열 연소 장치{THE REGENERATIVE THERMAL OXIDIZER}
본 발명은 축열 연소 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 설치(제조) 비용을 절감할 수 있는 간단한 구조로 구현되며, 밸브의 기밀성을 확보할 수 있는 축열 연소 장치에 관한 것이다.
축열 연소 장치는 휘발성 유기화합물 가스를 소각하여 제거하는 장치를 말한다. 축열 연소 장치는 열 회수율의 증대를 위해 축열재로 이루어진 베드를 포함한다. 축열재는 고가의 재료로서, 고가의 설치 비용이 소요된다.
한편, 종래 축열 연소 장치는 연소 챔버와 소정 개수의 베드를 포함한다. 소정 개수의 베드는 연소 챔버의 내부에 배치된다. 소정 개수의 베드에는 유해가스를 공급하는 공급관, 연소가스를 배출하는 배출관 등이 연결된다. 공급관에서 공급된 유해가스는 연소 챔버의 내부에서 연소되어 배출관으로 배출된다. 종래 기술에 따르면, 각 베드별로 공급관과 배출관의 유출입을 제어하는 복수의 밸브와 이들을 각각을 개폐하는 구동부가 복수로 배치된다. 이는, 구조를 복잡하게 하고, 제조 및 설치 비용을 증대시킨다. 또한, 밸브들 상호간에 누설의 문제점이 있는 경우도 있다.
본 발명의 일 실시 예는, 설치 비용을 절감할 수 있는 간단한 구조로서, 밸브의 기밀성을 확보한 축열 연소 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 축열 연소 장치는, 유해가스를 연소시키는 연소챔버, 연소챔버의 내부에 배치되며, 축열부재를 구비한 복수의 베드, 베드에 연결되며, 유해가스를 베드로 공급하는 급기관, 베드에 연결되며, 연소가스를 베드로부터 배출하는 배기관, 급기관에 연결된 급기밸브, 배기관에 연결된 배기밸브, 및 급기밸브와 배기밸브에 연결되어 급기밸브와 배기밸브를 개폐하는 구동실린더를 포함하는 밸브개폐유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 구동실린더는, 본체, 본체와 급기밸브에 연결되며, 직선 운동하는 제1로드, 및 본체와 배기밸브에 연결되며, 제1로드로부터 이격되어 배치된 제2로드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 밸브개폐유닛은, 제1로드와 제2로드의 동작을 제어하는 구동부를 포함하며, 구동부는 제1로드와 제2로드를 독립적으로 구동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 퍼지가스를 베드로 공급하는 퍼지가스관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 연소챔버는 중심축을 기준으로 원주방향으로 연장되거나, 평면상 사각형상으로 연장된 상부 하우징과 하부 하우징을 포함하며, 복수의 베드는 중심축을 기준으로 원주방향을 따라 순차로 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 연소챔버는 일 방향을 따라 연장된 상부 하우징과 하부 하우징을 포함하며, 복수의 베드는 일 방향을 따라 순차로 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 구동실린더는 급기밸브와 배기밸브의 사이에 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 복수의 베드 마다 하나의 구동실린더가 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 급기밸브와 배기밸브의 사이에 배치된 구동실린더가 급기밸브와 배기밸브의 동작을 각각 제어할 수 있다. 이에 의해, 구조가 간단하고 설치(제조) 비용을 절감할 수 있다.
또한, 밸브들의 기밀성을 확보할 수 있으며, 특히 급기밸브와 배기밸브간의 누설을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 축열 연소 장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 축열 연소 장치의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 축열 연소 장치의 평면도이다.
도 4a 내지 4c는 도 1에 도시된 밸브개폐유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 각 베드와 구동실린더의 배치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 각 베드별 구동실린더의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 축열 연소 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 복수의 베드를 도시한 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 축열 연소 장치의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10 및 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 급기밸브 또는 배기밸브를 도시한 도면이다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 축열 연소 장치(1)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 축열 연소 장치(1)를 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 축열 연소 장치(1)의 측면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 축열 연소 장치(1)의 평면도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 축열 연소 장치(1)는 간단한 구조를 가짐과 동시에 밸브의 기밀성을 확보하기 위하여 연소챔버(10), 베드(20), 급기관(30), 배기관(40), 급기밸브(50), 배기밸브(60) 및 밸브개폐유닛(70)을 포함한다.
연소챔버(10)는 유해 가스를 연소시켜 물과 이산화탄소로 배출한다. 이를 위해 연소챔버(10)는 그 내부에 배치된 버너(미도시)를 포함한다. 베드(20)는 연소챔버(10)의 내부에 배치된다. 베드(20)는 축열부재(200)를 구비한다. 축열부재(200)는 허니컴 구조로 적층될 수 있다. 즉, 베드(20)는 허니컴 구조의 축열부재(200)를 구비한다. 축열부재(200)는 세라믹일 수 있다.
급기관(30)은 베드(20)에 연결되며, 유해가스를 베드(20)로 공급한다. 배기관(40)은 베드(20)에 연결되며, 연소가스를 베드(20)로부터 배출한다. 급기밸브(50)는 급기관(30)에 연결된다. 급기밸브(50)는 급기관(30)의 유로상에 배치되어 급기관(30)에 의해 둘러싸이게 배치될 수 있다. 급기밸브(50)는 급기관(30)의 내부에서의 움직임(이동 또는 회전)에 따라 급기관(30)의 유로를 차단 또는 개방할 수 있다.
배기밸브(60)는 배기관(40)에 연결된다. 배기밸브(60)는 배기관(40)의 유로상에 배치되어 배기관(40)에 의해 둘러싸이게 배치될 수 있다. 배기밸브(60)는 배기관(40)의 내부에서의 움직임(이동 또는 회전)에 따라 배기관(40)의 유로를 차단 또는 개방할 수 있다.
밸브개폐유닛(70)은 구동실린더(700)를 포함한다. 구동실린더(700)는 급기밸브(50)와 배기밸브(60)에 연결되어, 급기밸브(50)와 배기밸브(60)를 개폐한다. 구동실린더(700)의 일단은 급기밸브(50)에 연결되고, 타단은 배기밸브(60)에 연결된다. 구동실린더(700)는 급기밸브(50)와 배기밸브(60)를 독립적으로 구동할 수 있다. 이에 의해, 하나의 구동실린더(700)로 급기밸브(50)와 배기밸브(60)를 구동시켜, 구조가 간단하고 설치 비용이 절감될 수 있다. 또한, 가스의 기밀성을 확보할 수 있다. 특히, 급기밸브(50)와 배기밸브(60)의 사이에 기밀성이 확보될 수 있다.
도 4a 내지 4c는 도 1에 도시된 밸브개폐유닛(70)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 4c를 참조하면, 밸브개폐유닛(70)은 구동부(710)를 더 포함할 수 있다. 구동부(710)는 구동실린더(700)의 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 구동부(710)는 유압 또는 공압으로 구동실린더(700)를 제어(구동)할 수 있다. 또한, 구동실린더(700)는 본체(701), 제1로드(702) 및 제2로드(703)를 포함한다. 본체(701)는 급기밸브(50)와 배기밸브(60)의 사이에 배치된다.
제1로드(702)는 본체(701)와 급기밸브(50)에 연결된다. 제2로드(703)는 본체(701)와 배기밸브(60)에 연결된다. 제1로드(702)와 제2로드(703)는 서로 이격되게 배치된다. 예컨대, 제1로드(702)와 제2로드(703)는 본체(701)를 사이에 두고 마주보게 배치될 수 있다. 또한, 제1로드(702)와 제2로드(703)는 서로 동일한 중심축을 가질 수 있다.
도 4a는 급기밸브(50)와 배기밸브(60) 모두 차단된 상태이다. 도 4b는 급기밸브(50)만 개방된 상태이고, 도 4c는 배기밸브(60)만 개방된 상태이다. 구동부(710)는 급기밸브(50) 및 배기밸브(60)를 독립적으로 구동한다. 즉, 구동부(710)는 급기밸브(50) 및 배기밸브(60) 중 어느 하나만을 구동하거나, 급기밸브(50) 및 배기밸브(60)를 동시에 구동할 수 있다.
도 1 내지 3을 참조하면, 일 실시 예로, 연소챔버(10)는 일 방향을 따라 직선으로 연장될 수 있다. 또한, 연소챔버(10)는 상부 하우징(100)과 하부 하우징(110)을 포함한다. 복수의 베드(20)는 하부 하우징(110)에 배치된다. 복수의 베드(20)는 일 방향을 따라 순차로 배치된다. 복수의 베드(20)들 사이에는 격벽(90)이 배치된다. 즉, 격벽(90)은 복수의 베드(20)들의 사이를 공간적으로 분리할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 축열 연소 장치(1)는 퍼지가스를 베드(20)로 공급하는 퍼지가스관(80)을 더 포함한다. 각 베드(20)는 급기관(30), 배기관(40) 및 퍼지가스관(80)에 연결된다. 여기서, 급기관(30) 및 배기관(40)은 하나의 구동실린더(700)에 연결된다. 즉, 복수의 베드(20) 마다 하나의 구동실린더(700)가 배치된다.
급기관(30)은 공급부(300)에 연결된다. 공급부(300)는 유해가스를 급기관(30)으로 송풍(공급)한다. 배기관(40)은 배기부(400)에 연결된다. 따라서, 베드(20)로부터 배출된 연소가스가 배기부(400)를 통해 대기로 배출된다. 공급부(300)와 급기관(30)의 사이에 공급탱크(310)가 배치될 수 있다. 공급탱크(310)는 공급부(300)에서 공급된 유해가스를 복수의 급기관(30)으로 분배할 수 있다.
또한, 배기부(400)와 배기관(40)의 사이에 배기탱크(410)가 배치될 수 있다. 배기탱크(410)는 복수의 배기관(40)으로부터 이송된 연소가스를 모아 배기부(400)로 배출한다. 배기부(400)는 스택(stack)일 수 있다. 퍼지가스관(80)은 퍼지탱크(810)에 연결된다. 퍼지가스관(80)에는 퍼지밸브(800)가 연결될 수 있다. 퍼지밸브(800)는 그 개폐로 베드(20)에 퍼지가스를 공급하거나, 차단할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 각 베드(20)와 구동실린더(700)의 배치를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 6은 도 5의 각 베드(20)별 구동실린더(700)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 6을 참조하면, 일 실시 예로, 5개의 베드(21, 22, 23, 24, 25)가 일 방향을 따라 순차로 배치될 수 있다. 이후에서 설명의 편의를 위해 제1베드 내지 제5베드(21, 22, 23, 24 및 25)로 칭한다. 각 베드(21, 22, 23, 24, 25)에는 급기관(30)과 배기관(40)이 연결된다. 급기관(30)에는 퍼지가스관(80)이 연결될 수 있다. 급기밸브(50)는 급기관(30)에 배치되고, 배기밸브(60)는 배기관(40)에 배치된다. 구동실린더(700)는 급기밸브(50)와 배기밸브(60)에 연결된다. 이에 의해, 하나의 구동실린더(700)가 급기밸브(50)와 배기밸브(60)를 각각 구동하므로, 복잡한 구조를 간단히 할 수 있으며, 설치 비용을 절감할 수 있다.
밸브개폐유닛(70)에 의한 각 밸브 동작의 일 실시 예를 이하에서 설명한다.
첫 번째 단계에서, 제1베드(21) 및 제2베드(22)의 급기밸브(50)는 개방상태이고, 제3베드(23) 및 제4베드(24)의 배기밸브(60)는 개방상태이며, 제5베드(25)의 퍼지밸브(800)는 개방상태이다. 여기서, 퍼지밸브(800)는 구동부(710)에 의해 구동될 수 있다. 또한, 개방상태가 아닌 밸브들은 차단된 상태이다.
두 번째 단계에서, 제2베드(22)와 제3베드(23)의 급기밸브(50)는 개방상태이며, 제4베드(24)와 제5베드(25)의 배기밸브(60)는 개방상태이고, 제1베드(21)의 퍼지밸브(800)는 개방상태이다.
세 번째 단계에서, 제3베드(23)와 제4베드(24)의 급기밸브(50)는 개방상태이며, 제5베드(25)와 제1베드(21)의 배기밸브(60)는 개방상태이고, 제2베드(22)의 퍼지밸브(800)는 개방상태이다.
네 번째 단계에서, 제4베드(24)와 제5베드(25)의 급기밸브(50)는 개방상태이고, 제1베드(21)와 제2베드(22)의 배기밸브(60)는 개방상태이며, 제3베드(23)의 퍼지밸브(800)는 개방상태이다.
다섯 번째 단계에서, 제5베드(25)와 제1베드(21)의 급기밸브(50)는 개방상태이며, 제2베드(22)와 제3베드(23)의 배기밸브(60)는 개방상태이고, 제4베드(24)의 퍼지밸브(800)는 개방상태이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 축열 연소 장치(1)를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 8은 도 7에 도시된 복수의 베드(20)를 도시한 도면이고, 도 9는 도 7에 도시된 축열 연소 장치(1)의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7 내지 9를 참조하면, 연소챔버(10)는 중심축(C)을 기준으로 원주방향으로 연장될 수 있다. 또한, 연소챔버(10)는 도면과 달리 평면상 중심축(C)을 기준으로 사각 형상으로 연장될 수 있다. 연소챔버(10)는 상부 하우징(100)과 하부 하우징(110)을 포함할 수 있다. 복수의 베드(20)는 하부 하우징(110)에 배치된다. 복수의 베드(20)는 중심축(C)을 기준으로 원주방향을 따라 순차로 배치된다. 복수의 베드(20)들 사이에는 격벽(90)이 배치된다. 격벽(90)은 중심축(C)을 기준으로 소정 각도로 이격되어 베드(20)들 사이를 공간적으로 분리할 수 있다.
각 베드(20)에는 급기관(30), 배기관(40) 및 퍼지가스관(80)이 연결된다. 급기관(30)에는 급기밸브(50)가 배치되고, 배기관(40)에는 배기밸브(60)가 배치된다. 구동실린더(700)는 급기밸브(50)와 배기밸브(60)를 연결한다. 이에 대한 자세한 설명은 상술한 바와 같다.
퍼지탱크(810), 배기탱크(410) 및 공급탱크(310)는 연소챔버(10)의 하부에 배치될 수 있다. 또한, 퍼지탱크(810), 배기탱크(410) 및 공급탱크(310)는 중심축(C)을 기준으로 원주방향으로 연장된다. 퍼지탱크(810)는 연소챔버(10)의 평면상 중앙 또는 공급탱크(310)의 주변에 배치된다. 즉, 도면과 달리 퍼지탱크(810)는 공급탱크(310)의 외측에 배치될 수 있다. 배기탱크(410)는 퍼지탱크(810)의 외측에서 퍼지탱크(810)를 둘러싼다. 공급탱크(310)는 배기탱크(410)의 외측에서 배기탱크(410)를 둘러싼다.
도 10 및 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 급기밸브(50) 또는 배기밸브(60)를 도시한 도면이다. 도 10에서 급기밸브(50)는 개방된 상태이고, 도 11에서 급기밸브(50)는 차단된 상태이다. 여기서, 도 10 및 11의 밸브를 급기밸브(50)로 설명하나, 배기밸브(60)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 10 및 11을 참조하면, 일 실시 예로, 급기밸브(60)는 포핏 밸브(500), 밸브 시트(510) 및 실링부(520)를 포함한다. 포핏 밸브(500)는 직선 운동으로 밸브 시트(510)로부터 이격되거나, 밸브 시트(510)에 밀착된다. 실링부(520)는 포핏 밸브(500)의 가장자리에 배치된다. 실링부(520)는 포핏 밸브(500)의 가장자리에서 반경 방향으로 돌출 연장된다. 실링부(520)는 원주 방향으로 연장된 링 형상을 가진다. 실링부(520)의 하면은 밸브 시트(510)의 상면과 밀착되어 기밀성을 증대시킨다. 본 발명의 급기밸브(50) 및 배기밸브(60)는 포핏 밸브에 한정되는 것은 아니다. 즉, 급기밸브(50) 및 배기밸브(60)는 다양한 방식의 밸브 형태를 가질 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
1 : 축열 연소 장치
10 : 연소 챔버
20 : 베드
30 : 급기관
40 : 배기관
50 : 급기밸브
60 : 배기밸브
70 : 밸브개폐유닛
80 : 퍼지가스관

Claims (8)

  1. 유해가스를 연소시키는 연소챔버;
    연소챔버의 내부에 배치되며, 축열부재를 구비한 복수의 베드;
    베드에 연결되며, 유해가스를 베드로 공급하는 급기관;
    베드에 연결되며, 연소가스를 베드로부터 배출하는 배기관;
    급기관에 연결된 급기밸브;
    배기관에 연결된 배기밸브; 및
    급기밸브와 배기밸브에 연결되어 급기밸브와 배기밸브를 개폐하는 구동실린더를 포함하는 밸브개폐유닛을 포함하는 축열 연소 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    구동실린더는,
    본체;
    본체와 급기밸브에 연결되며, 직선 운동하는 제1로드; 및
    본체와 배기밸브에 연결되며, 제1로드로부터 이격되어 배치된 제2로드를 포함하는 축열 연소 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    밸브개폐유닛은,
    제1로드와 제2로드의 동작을 제어하는 구동부를 포함하며,
    구동부는 제1로드와 제2로드를 독립적으로 구동하는 축열 연소 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    퍼지가스를 베드로 공급하는 퍼지가스관을 더 포함하는 축열 연소 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    연소챔버는 중심축을 기준으로 원주방향으로 연장되거나, 평면상 사각형상으로 연장된 상부 하우징과 하부 하우징을 포함하며,
    복수의 베드는 중심축을 기준으로 원주방향을 따라 순차로 배치된 축열 연소 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    연소챔버는 일 방향을 따라 연장된 상부 하우징과 하부 하우징을 포함하며,
    복수의 베드는 일 방향을 따라 순차로 배치된 축열 연소 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    구동실린더는 급기밸브와 배기밸브의 사이에 배치된 축열 연소 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    복수의 베드 마다 하나의 구동실린더가 배치된 축열 연소 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101754212B1 (ko) * 2017-01-26 2017-07-06 (주) 환경과에너지 하나의 개폐유닛으로 유해가스관, 청정가스관 및 퍼지가스관을 개폐하는 축열 연소산화장치

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