KR20240012730A - Apparatus for reduction smoke emission - Google Patents

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KR20240012730A
KR20240012730A KR1020220090068A KR20220090068A KR20240012730A KR 20240012730 A KR20240012730 A KR 20240012730A KR 1020220090068 A KR1020220090068 A KR 1020220090068A KR 20220090068 A KR20220090068 A KR 20220090068A KR 20240012730 A KR20240012730 A KR 20240012730A
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김수옥
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/04—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material using washing fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24H9/0005—Details for water heaters
    • F24H9/0042—Cleaning arrangements

Abstract

연소장치에서 연소 후 배출되는 배기가스에 함유된 매연물질을 저감할 수 있는 매연배출 저감장치가 개시된다.
개시된 매연배출 저감장치는,
내부에 일정 수위의 물이 저장된 물탱크 본체; 배기가스를 배출하는 배기가스 배출관과 연결되며, 흡입팬의 동작으로 상기 배기가스의 적어도 일부를 흡입하여 상기 물탱크 본체 내부로 유입시키는 흡입덕트; 및, 상기 흡입덕트에 의해 상기 물탱크 본체 내부로 유입된 배기가스에 2이상의 방향으로 물을 분사하여 배기가스에 함유된 매연물질과 물의 반응을 촉진시키는 메인 분사부;를 포함한다.A smoke emission reduction device capable of reducing smoke substances contained in exhaust gas emitted after combustion in a combustion device is disclosed.
The disclosed exhaust emission reduction device,
A water tank body with water stored at a certain level inside it; a suction duct connected to an exhaust gas discharge pipe that discharges exhaust gas, and sucking in at least a portion of the exhaust gas through the operation of a suction fan and introducing it into the water tank main body; And, a main injection unit that sprays water in two or more directions on the exhaust gas flowing into the water tank main body through the suction duct to promote the reaction between the soot contained in the exhaust gas and water.

Description

매연배출 저감장치 {Apparatus for reduction smoke emission}Smoke emission reduction device {Apparatus for reduction smoke emission}

본 발명은 연소장치에서 연소 후 배출되는 배기가스에 함유된 매연물질을 저감할 수 있는 매연배출 저감장치에 관한 것이다. The present invention relates to a smoke emission reduction device that can reduce smoke substances contained in exhaust gas discharged after combustion in a combustion device.

통상적으로 버너 등과 같은 연소기를 가지는 보일러 시스템 등은 연료가 연소·합성·분해될 때 인체이 유해한 많은 성분의 유해가스를 생성하여 배출하며, 대기환경과 인체에 악영향을 주는 것으로서는 CO2와 NOx를 그 대표적인 예로 들 수 있다.Typically, boiler systems with combustors such as burners generate and emit harmful gases containing many components harmful to the human body when fuel is combusted, synthesized, and decomposed, and CO 2 and NO x are those that have a negative impact on the atmospheric environment and the human body. A representative example of this is:

NOx는 질소와 산소의 화합물로, 연소과정에서 공기 중의 질소가 고온에서 산화되어 발생하며, 대략 7종류가 알려져 있는데 공해문제로 중요한 것은 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2)이다. 위와 같은 NOx의 배출원은 자동차, 항공기, 선박, 보일러, 소각로, 전기로 등이 있다. NO _ Sources of the above NO x emissions include automobiles, aircraft, ships, boilers, incinerators, and electric furnaces.

산업생산 현장, 예를 들면, 공장이나 가정 및 사무 빌딩 등에서 배출되는 배기가스 중의 CO2와 NOx는 지구의 온난화를 촉진시켜 지구환경을 파괴하는 주점으로 대두되고 있어 그 대책이 강력히 요구되고 있으며, 우리나라의 경우 대기환경보존법 및 환경정책기본법 시행령에 의하여 규제되고 있다.CO 2 and NO In the case of , it is regulated by the Clean Air Conservation Act and the Enforcement Decree of the Framework Act on Environmental Policy.

이에, 본 명세서에서는 연소장치에서 연소 후 배출되는 배기가스에 함유된 매연물질을 저감할 수 있는 매연배출 저감장치에 대해 개시한다.Accordingly, this specification discloses a smoke emission reduction device that can reduce smoke substances contained in exhaust gas discharged after combustion in a combustion device.

한국등록특허 제10-1040213호Korean Patent No. 10-1040213

본 발명은 연소장치에서 연소 후 배출되는 배기가스에 함유된 매연물질을 저감할 수 있는 매연배출 저감장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a smoke emission reduction device that can reduce smoke substances contained in exhaust gas discharged after combustion in a combustion device.

본 발명의 실시예에 따른 매연배출 저감장치는,The exhaust emission reduction device according to an embodiment of the present invention,

내부에 일정 수위의 물이 저장된 물탱크 본체; 배기가스를 배출하는 배기가스 배출관과 연결되며, 흡입팬의 동작으로 상기 배기가스의 적어도 일부를 흡입하여 상기 물탱크 본체 내부로 유입시키는 흡입덕트; 및, 상기 흡입덕트에 의해 상기 물탱크 본체 내부로 유입된 배기가스에 2이상의 방향으로 물을 분사하여 배기가스에 함유된 매연물질과 물의 반응을 촉진시키는 메인 분사부;를 포함한다.A water tank body with water stored at a certain level inside it; a suction duct connected to an exhaust gas discharge pipe that discharges exhaust gas, and sucking in at least a portion of the exhaust gas through the operation of a suction fan and introducing it into the water tank main body; And, a main injection unit that sprays water in two or more directions on the exhaust gas flowing into the water tank main body through the suction duct to promote a reaction between the soot contained in the exhaust gas and water.

본 발명의 실시예에 따른 매연배출 저감장치에 있어서, 상기 메인 분사부는, 상기 물탱크 본체의 내벽을 따라 서로 대향하도록 배치된 적어도 2개 이상으로 구비된 복수개의 분사노즐을 포함하며, 어느 하나의 분사노즐은 하방 대각방향으로 물을 분사하고, 상기 어느 하나의 분사노즐과 대향하여 배치된 분사노즐은 상방 대각방향으로 물을 분사한다.In the exhaust emission reduction device according to an embodiment of the present invention, the main injection unit includes a plurality of injection nozzles, at least two of which are arranged to face each other along the inner wall of the water tank main body, and any one The spray nozzle sprays water in a diagonal downward direction, and the spray nozzle disposed opposite to one of the spray nozzles sprays water in a diagonal upward direction.

본 발명의 실시예에 따른 매연배출 저감장치에 있어서, 상기 흡입덕트의 하단 외측에 배치되며, 상기 물탱크 본체 내부로 유입된 배기가스에 하방향으로 물을 분사하여 배기가스에 함유된 매연물질과 물의 반응을 촉진시키는 보조 분사부를 포함할 수 있다.In the exhaust emission reduction device according to an embodiment of the present invention, it is disposed outside the lower end of the intake duct, and sprays water downward on the exhaust gas flowing into the water tank main body to remove the exhaust gas and soot substances contained in the exhaust gas. It may include an auxiliary injection unit that promotes water reaction.

본 발명의 실시예에 따른 매연배출 저감장치에 있어서, 상기 물탱크 본체의 하부에 형성된 순환구와 연결 형성되며, 펌프에 의해 상기 메인 분사부 및 보조 분사부로 물을 공급하는 공급 라인을 포함할 수 있다.In the exhaust emission reduction device according to an embodiment of the present invention, it is connected to a circulation port formed in the lower part of the water tank main body, and may include a supply line for supplying water to the main injection unit and the auxiliary injection unit by a pump. .

본 발명의 실시예에 따른 매연배출 저감장치에 있어서, 상기 물탱크 본체의 내벽 상부 및 상면에는 물과 반응하지 않은 매연물질을 포집하는 적어도 하나 이상의 에어 필터가 형성될 수 있다.In the exhaust emission reduction device according to an embodiment of the present invention, at least one air filter that collects smoke substances that do not react with water may be formed on the upper inner wall and upper surface of the water tank main body.

본 발명의 실시예에 따른 매연배출 저감장치에 있어서, 상기 순환구 주변의 물의 탁도를 감지하는 탁도 센서를 더 포함하며, 상기 탁도 센서에 의해 감지된 상기 순환구 주변의 물의 탁도가 기준치를 초과하는 경우, 상기 물탱크 본체 하부 일측에 형성된 드레인 밸브가 개방되도록 하여 탁도가 높은 물이 외부로 방출되도록 할 수 있다.In the exhaust emission reduction device according to an embodiment of the present invention, it further includes a turbidity sensor that detects turbidity of water around the circulation port, and when the turbidity of water around the circulation port detected by the turbidity sensor exceeds the standard value. In this case, the drain valve formed on one side of the lower part of the water tank main body may be opened to discharge highly turbid water to the outside.

본 발명의 실시예에 따른 매연배출 저감장치에 있어서, 상기 물탱크 본체에 저장된 물의 수위를 감지하는 수위 센서와 외부의 물을 상기 물탱크 본체로 공급하는 물 공급부를 더 포함하며, 상기 드레인 밸브가 개방되어 물이 방출된 결과, 상기 수위 센서에 의해 감지된 수위가 기준 수위 미만인 경우, 상기 물 공급부는 기준 수위가 되도록 물탱크 본체로 물을 공급할 수 있다.In the exhaust emission reduction device according to an embodiment of the present invention, it further includes a water level sensor that detects the level of water stored in the water tank body and a water supply unit that supplies external water to the water tank body, and the drain valve is When the water level detected by the water level sensor is lower than the standard water level as a result of the opening and water being released, the water supply unit may supply water to the water tank main body to bring the water level to the standard water level.

본 발명의 실시예에 따른 매연배출 저감장치에 있어서, 상기 흡입덕트는, 상기 흡입덕트의 내벽으로부터 중앙으로 돌출 형성된 벤츄리 부재와, 상기 흡입덕트의 내벽을 따라 복수개로 형성된 산란 돌기와, 상기 흡입덕트의 하단에서 방사 방향으로 확장 형성된 판부재로 이루어진 확산 가이드를 포함할 수 있다.In the exhaust emission reduction device according to an embodiment of the present invention, the suction duct includes a venturi member protruding from the inner wall of the suction duct toward the center, a plurality of scattering protrusions formed along the inner wall of the suction duct, and a It may include a diffusion guide made of a plate member extending in a radial direction from the bottom.

기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Details of other implementations of various aspects of the present invention are included in the detailed description below.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 연소장치에서 연소 후 배출되는 배기가스에 함유된 매연물질을 저감할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to reduce soot substances contained in exhaust gas discharged after combustion in a combustion device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매연배출 저감장치가 도시된 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 매연배출 저감장치의 흡입덕트의 변형예가 도시된 단면도이다.Figure 1 is a cross-sectional view showing a smoke emission reduction device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view showing a modified example of the suction duct of a smoke emission reduction device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be exemplified and explained in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 매연배출 저감장치를 설명한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as 'include' or 'have' are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Hereinafter, a smoke emission reduction device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매연배출 저감장치가 도시된 단면도이다.Figure 1 is a cross-sectional view showing a smoke emission reduction device according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 매연배출 저감장치(100)는, 베이스(110), 물탱크 본체(120), 흡입덕트(130), 메인 분사부(140), 보조 분사부(150), 공급 라인(160), 펌프(P), 물 공급부(170), 에어 필터(F), 수위 센서(S1), 탁도 센서(S2), 제어부(180) 등을 포함한다. As shown in Figure 1, the exhaust emission reduction device 100 according to an embodiment of the present invention includes a base 110, a water tank body 120, a suction duct 130, a main injection unit 140, It includes an auxiliary injection unit 150, a supply line 160, a pump (P), a water supply unit 170, an air filter (F), a water level sensor (S1), a turbidity sensor (S2), a control unit 180, etc. .

베이스(110)는 상부가 개방된 프레임으로 이루어지며, 내부에는 물탱크 본체(120), 펌프(P)가 설치될 수 있다. 또한, 프레임 하부에는 롤러와 같은 이동수단이 설치되어 본 발명의 매연배출 저감장치가 원하는 위치로 용이하게 이동될 수 있도록 하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.The base 110 is made of a frame with an open top, and a water tank body 120 and a pump (P) can be installed inside. In addition, a moving means such as a roller is installed at the lower part of the frame so that the exhaust emission reduction device of the present invention can be easily moved to a desired location, thereby improving user convenience.

물탱크 본체(120)는 소정의 형상, 예를 들어 원통 형상으로 형성될 수 있다. 물탱크 본체(120)는 베이스(110)의 저면 상에 설치되며, 내부에는 일정 수위의 물이 저장된다. 저장된 물은, 물탱크 본체(120)의 일측에 설치된 펌프(P)의 동작에 의해, 물탱크 본체(120)의 하부에 형성된 순환구(121)를 통해 공급 라인(160)을 거쳐서 메인 분사부(140)와 보조 분사부(150)로 공급된다.The water tank body 120 may be formed in a predetermined shape, for example, a cylindrical shape. The water tank body 120 is installed on the bottom of the base 110, and water at a certain level is stored therein. The stored water flows through the supply line 160 through the circulation port 121 formed in the lower part of the water tank body 120 by the operation of the pump P installed on one side of the water tank body 120, and then through the main injection unit. It is supplied to (140) and the auxiliary injection unit (150).

흡입덕트(130)는 중공형 파이프 형상으로, 배기가스 배출관(A)과 연결 형성되고, 흡입덕트(130) 내부 소정의 위치에는 흡입팬(131)이 설치된다. 흡입팬(131)의 동작으로, 배기가스 배출관(A)을 통해 유동하는 배기가스의 적어도 일부를 흡입덕트(130)가 흡입하여 물탱크 본체(120) 내부로 유입시킨다. 물론, 흡입팬(131)의 동작 강도에 따라 배기가스 전부를 흡입할 수도 있다.The suction duct 130 has a hollow pipe shape and is connected to the exhaust gas discharge pipe (A), and a suction fan 131 is installed at a predetermined location inside the suction duct 130. Through the operation of the suction fan 131, the suction duct 130 sucks in at least a portion of the exhaust gas flowing through the exhaust gas discharge pipe (A) and flows it into the water tank main body 120. Of course, all exhaust gases may be sucked in depending on the operating strength of the suction fan 131.

배기가스 배출관(A)은 연소 장치와 연결되며, 연소 후의 배기가스를 외부로 배출한다. 연소 장치는 보일러, 소각로, 전기로 등이 될 수 있으며, 본 명세서에서는 보일러를 예시하여 설명한다. 연소 후의 배기가스는 CO2와 Nox 등의 매연물질이 포함된다. 배기가스 배출관(A)은 단일 파이프일 수 있으나, 2이상의 파이프가 연결되어 형성될 수 있다.The exhaust gas discharge pipe (A) is connected to the combustion device and discharges the exhaust gas after combustion to the outside. The combustion device may be a boiler, incinerator, electric furnace, etc., and in this specification, the boiler is used as an example. The exhaust gas after combustion contains smoke substances such as CO 2 and No x . The exhaust gas discharge pipe (A) may be a single pipe, but may be formed by connecting two or more pipes.

메인 분사부(140)는 흡입덕트(130)에 의해 물탱크 본체(120) 내부로 유입된 배기가스에 2이상의 방향으로 물을 분사하여 배기가스에 함유된 매연물질과 물의 반응을 촉진시킨다. The main spray unit 140 sprays water in two or more directions on the exhaust gas flowing into the water tank main body 120 through the suction duct 130 to promote the reaction between the soot contained in the exhaust gas and water.

구체적으로, 메인 분사부(140)는 물탱크 본체(120)의 내벽을 따라 서로 대향하도록 배치된 적어도 2개 이상으로 구비된 복수개의 분사노즐을 포함한다. 대향하여 배치된 복수개 분사노즐은 모두 동일한 높이에 형성될 수 잇다. 또한, 대향하여 배치된 복수개 분사노즐의 분사 방향은 모두 상이할 수 있다. Specifically, the main spraying unit 140 includes a plurality of spraying nozzles, including at least two, arranged to face each other along the inner wall of the water tank main body 120. All of the plurality of spray nozzles arranged opposite each other may be formed at the same height. Additionally, the spraying directions of the plurality of spraying nozzles arranged opposite each other may be different.

예를 들어, 대향하여 배치된 어느 하나의 분사노즐은 하방 대각방향으로 물을 분사하고, 나머지 분사노즐은 상방 대각방향으로 물을 분사할 수 있다. 이와 같이 복수개의 분사노즐의 물 분사 방향이 모두 상이하므로, 물탱크 본체(120) 내부로 유입된 배기가스 전체에 골고루 물을 분사할 수 있게 되어 배기가스에 함유된 매연물질과 물의 반응을 촉진시킬 수 있다. 만약, 분사노즐의 분사 방향이 동일한 경우(물탱크 본체(120)의 중심을 향한 경우), 배기가스 흐름의 바깥 부분에 물이 집중적으로 공급되어 상당량의 매연물질이 물과 반응하지 않을 수 있다.For example, one spray nozzle arranged oppositely may spray water in a diagonal downward direction, and the other spray nozzle may spray water in a diagonal upward direction. In this way, since the water spray directions of the plurality of spray nozzles are all different, water can be sprayed evenly throughout the exhaust gas flowing into the water tank main body 120, thereby promoting the reaction between the exhaust gas and water contained in the exhaust gas. You can. If the injection direction of the injection nozzles is the same (towards the center of the water tank main body 120), water is supplied intensively to the outer part of the exhaust gas flow, and a significant amount of smoke material may not react with water.

특히, 대향하는 두 분사노즐 중 어느 하나는 하방 대각방향, 나머지 하나는 상방 대각방향으로 물을 분사하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 대향하는 두 분사노즐이 서로 어긋나는 방향으로 물을 분사할 경우, 하방으로 직진하는 배기가스 흐름에 난류를 유발하여 배기가스 흐름 전부 또는 적어도 일부가 맴돌이 흐름(회오리)이 되도록 할 수 있다. 배기가스의 적어도 일부가 맴돌이 흐름을 형성하면 분사된 물과 매연물질의 반응 시간을 연장시키고, 반응 면적(접촉 면적)을 증가시켜서 매연물질과 물의 반응을 향상시킬 수 있다.In particular, it is preferable that one of the two opposing spray nozzles sprays water in a diagonal downward direction and the other sprays water in a diagonal upward direction. In this way, when two opposing injection nozzles spray water in directions that are offset from each other, turbulence can be caused in the exhaust gas flow flowing straight downward, causing all or at least part of the exhaust gas flow to become an eddy flow (vortex). If at least a portion of the exhaust gas forms an eddy flow, the reaction time between the injected water and the smoke material can be extended and the reaction area (contact area) can be increased to improve the reaction between the smoke material and the water.

보조 분사부(150)는 흡입덕트(130)의 하단 외측에 배치되어 물탱크 본체(120) 내부로 유입된 배기가스에 하방향으로 물을 분사하여 배기가스에 함유된 매연물질과 물의 반응을 촉진시킨다. 흡입덕트(130)의 하단에는 보조 분사부(150)를 고정하기 위한 고정 플레이트(132)가 설치될 수 있다.The auxiliary injection unit 150 is disposed on the lower outer side of the intake duct 130 and sprays water downward on the exhaust gas flowing into the water tank main body 120 to promote the reaction between the exhaust gas and water contained in the exhaust gas. I order it. A fixing plate 132 for fixing the auxiliary injection unit 150 may be installed at the bottom of the suction duct 130.

보조 분사부(150)는 복수개의 분사노즐을 포함하며, 각각의 분사노즐의 하방으로의 분사 각도는 모두 상이하게 형성되어 하방으로 직진하는 배기가스 흐름에 난류를 유발할 수 있다.The auxiliary injection unit 150 includes a plurality of injection nozzles, and each injection nozzle has a different downward injection angle, which may cause turbulence in the exhaust gas flow flowing straight downward.

공급 라인(160)의 일단은 물탱크 본체(120)의 하부에 형성된 순환구(121)와 연결 형성된다. 그리고, 공급 라인(160)의 타단은 메인 분사부(140) 및 보조 분사부(150)와 연결 형성된다. 공급 라인(160)은 메인 분사부(140) 및 보조 분사부(150)로 분사용 물을 공급한다. 펌프(P)의 작동에 의해, 순환구(121)에서 공급 라인(160) 쪽으로 물이 순환되고, 순환된 물은 메인 분사부(140) 및 보조 분사부(150)를 통해 배기가스로 분사된 후, 매연물질과 반응하여 반응물을 생성하고, 반응물은 물탱크 본체(120)에 저장된 물과 합류한다.One end of the supply line 160 is connected to the circulation port 121 formed in the lower part of the water tank main body 120. And, the other end of the supply line 160 is connected to the main injection unit 140 and the auxiliary injection unit 150. The supply line 160 supplies water for injection to the main injection unit 140 and the auxiliary injection unit 150. By the operation of the pump (P), water is circulated from the circulation port 121 toward the supply line 160, and the circulated water is injected into the exhaust gas through the main injection unit 140 and the auxiliary injection unit 150. Afterwards, it reacts with the smoke material to produce a reactant, and the reactant joins the water stored in the water tank main body 120.

배기가스에 함유된 매연물질과 물과의 반응식은 다음과 같다.The reaction equation between the exhaust gases and water contained in the exhaust gas is as follows.

[반응식 1] CO2 + H2O → H2CO3 [Scheme 1] CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3

[반응식 2] NOx + H2O → NHO2 → NHO3 [Scheme 2] NO x + H 2 O → NHO 2 → NHO 3

즉, CO2와 NOx은 물과 화학 반응하여 탄산(Carbonic acid)(H2CO3)과 질산(nitric acid : NHO3)으로 물탱크 본체(120)에 저장된 물과 합류한다. 반응물인 탄산과 질산의 비중은 물보다 크므로, 이들은 물탱크 본체(120) 저면 쪽으로 가라 앉게 되면서 탁도를 높이게 된다. That is , CO 2 and NO Since the specific gravity of carbonic acid and nitric acid, which are reactants, is greater than that of water, they sink toward the bottom of the water tank main body 120, increasing turbidity.

한편, 순환구(121)와 공급 라인(160)을 거쳐 메인 분사부(140) 및 보조 분사부(150)로 공급되는 물이 탁도가 높은 물일 경우, 매연물질과 반응이 저감된다. 따라서, 탁도가 높은 물이 공급되지 않도록 할 필요가 있다. 이에, 물탱크 본체(120)에는 물의 탁도를 감지하는 탁도 센서(S2)가 설치될 수 있다. 이때, 탁도 센서(S2)는 순환구(121)와 동일한 높이(물탱크 본체(120) 저면으로부터의 높이)에 설치되는 것이 바람직하다. 탁도 센서(S2)에 의해 감지된 순환구(121) 주변의 물의 탁도가 기준치 이하이면, 제어부(180)는 펌프(P) 작동을 개시하여 물이 공급 라인(160)을 거쳐 메인 분사부(140) 및 보조 분사부(150)로 공급되도록 한다. 탁도 센서(S2)에 의해 감지된 순환구(121) 주변의 물의 탁도가 기준치를 초과하는 경우, 제어부(180)는 펌프(P) 작동을 오프하고 물탱크 본체(120) 하부 일측에 형성된 드레인 밸브(122)가 개방되도록 하여 탁도가 높은 물이 외부로 방출되도록 한다.On the other hand, when the water supplied to the main injection unit 140 and the auxiliary injection unit 150 through the circulation port 121 and the supply line 160 is water with high turbidity, the reaction with smoke substances is reduced. Therefore, it is necessary to prevent water with high turbidity from being supplied. Accordingly, a turbidity sensor (S2) that detects turbidity of water may be installed in the water tank main body 120. At this time, the turbidity sensor S2 is preferably installed at the same height as the circulation port 121 (height from the bottom of the water tank main body 120). If the turbidity of the water around the circulation port 121 detected by the turbidity sensor (S2) is below the standard value, the control unit 180 starts operation of the pump (P) so that water passes through the supply line 160 to the main injection unit 140. ) and auxiliary injection unit 150. If the turbidity of the water around the circulation port 121 detected by the turbidity sensor (S2) exceeds the standard value, the control unit 180 turns off the operation of the pump (P) and turns off the drain valve formed on one side of the lower part of the water tank main body 120. (122) is opened so that water with high turbidity is discharged to the outside.

물 공급부(170)는 외부의 물 공급장치와 연결되어, 필요한 경우 외부의 물을 물탱크 본체(120)로 공급한다.The water supply unit 170 is connected to an external water supply device and supplies external water to the water tank main body 120 when necessary.

수위 센서(S1)는 물탱크 본체(120)에 저장된 물의 수위가 기준 수위가 되도록 감지한다. 드레인 밸브(122)가 개방되어 물이 방출된 결과, 수위 센서(S1)에 의해 감지된 수위가 기준 수위 미만인 경우, 제어부(180)는 물 공급부(170)를 제어하여 기준 수위가 되도록 물탱크 본체(120)로 공급한다.The water level sensor (S1) detects the water level stored in the water tank main body 120 so that it becomes a reference water level. As a result of the drain valve 122 being opened and water being released, if the water level detected by the water level sensor (S1) is below the standard water level, the control unit 180 controls the water supply unit 170 to bring the water tank main body to the standard water level. Supplied at (120).

에어 필터(F)는 물탱크 본체(120)의 내벽 상부 및 상면에 적어도 하나 이상 설치될 수 있다. 에어 필터(F)는 배기가스 중에서 물과 반응하지 않은 매연물질을 포집한다. 배기가스 포함된 매연물질 중에서 공기보다 가벼워서 하방향으로 유동하지 않고 상방향으로 유동하는 매연물질은 에어 필터(F)에 의해 포집될 수 있다. 에어 필터(F)는 카본 필터, 헤파(HEPA : high efficiency particulate air) 필터일 수 있다. 특히, 지름 당 연무질 0.3 마이크로미터(μm) 중 최소 99.97%를 제거하는 헤파 필터인 것이 바람직하다.At least one air filter (F) may be installed on the inner wall and upper surface of the water tank main body 120. The air filter (F) collects soot substances from the exhaust gas that do not react with water. Among the smoke substances contained in the exhaust gas, the smoke substances that are lighter than air and therefore do not flow downward but flow upward can be captured by the air filter (F). The air filter (F) may be a carbon filter or a HEPA (high efficiency particulate air) filter. In particular, it is desirable to use a HEPA filter that removes at least 99.97% of 0.3 micrometers (μm) of aerosol per diameter.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 매연배출 저감장치의 흡입덕트의 변형예가 도시된 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing a modified example of the suction duct of a smoke emission reduction device according to an embodiment of the present invention.

물탱크 본체(120) 내부로 유입되는 배기가스가 골고루 분배되면, 물과 매연물질의 반응 면적(접촉 면적)이 증가되어 매연물질과 물의 반응을 향상시킬 수 있다.When the exhaust gas flowing into the water tank main body 120 is evenly distributed, the reaction area (contact area) between the water and the smoke material increases, thereby improving the reaction between the smoke material and the water.

이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 흡입덕트(130)는 벤츄리 부재(133), 산란 돌기(134), 확산 가이드(135)를 더 포함할 수 있다. To this end, as shown in FIG. 2, the suction duct 130 may further include a venturi member 133, a scattering protrusion 134, and a diffusion guide 135.

벤츄리 부재(133)는 흡입덕트(130)의 내벽으로부터 중앙으로 돌출 형성된다. 벤츄리 부재(133)는 흡입덕트(130)로 흡입된 배기가스의 유동 면적을 좁혀서 배기가스의 속도를 증가시키고, 배기가스의 압력을 낮추게 한다.The venturi member 133 protrudes toward the center from the inner wall of the suction duct 130. The venturi member 133 narrows the flow area of the exhaust gas sucked into the intake duct 130, increases the speed of the exhaust gas, and lowers the pressure of the exhaust gas.

산란 돌기(134)는 흡입덕트(130)의 내벽으로부터 중앙으로 돌출 형성된 돌기로 흡입덕트(130)의 내벽을 따라 복수개로 형성된다. 산란 돌기(134)는 벤츄리 부재(133)의 하부에 형성되어, 벤츄리 부재(133)에 의해 가속 및 감압된 배기가스의 적어도 일부가 부딪혀서 랜덤한 방향으로 산란되도록 한다. 산란된 일부의 배기가스는 산란되지 않은 나머지 배기가스의 일부와 충돌되면서 난류를 유발한다. The scattering protrusions 134 are protrusions that protrude toward the center from the inner wall of the suction duct 130 and are formed in plural numbers along the inner wall of the suction duct 130. The scattering protrusion 134 is formed at the lower part of the venturi member 133 and causes at least a portion of the exhaust gas accelerated and decompressed by the venturi member 133 to collide and scatter in a random direction. Some of the scattered exhaust gas collides with the remaining non-scattered exhaust gas, causing turbulence.

산란 돌기(134)는 흡입덕트(130)의 내벽을 따라 형성되되, 배기가스의 배출에 의해 배가가스 배출 방향(도 2의 상하 방향)으로 이동할 수 있도록 형성될 수 있다. 즉, 배기가스의 배출이 많아 산란 돌기(134)에 강하게 부딪히면 산란 돌기(134)가 아래 방향으로 더 많이 이동하고, 배기 가스가 난류에 의해 산란 돌기(134)에 부딪히는 양이 적으면 산란 돌기(134)는 더 아래 방향으로 적게 이동하는 등 각 산란 돌기(134)마다 부딪히는 배기가스의 양이 일정하지 않으면, 산란 돌기(134)의 위치가 더욱 랜덤하고 유동적이므로 난류 발생을 가속화할 수 있다.The scattering protrusion 134 is formed along the inner wall of the intake duct 130, and may be formed to move in the exhaust gas discharge direction (up and down direction in FIG. 2) when the exhaust gas is discharged. That is, if the exhaust gas discharge is large and strongly hits the scattering protrusions 134, the scattering protrusions 134 move further in the downward direction, and if the amount of exhaust gas hitting the scattering protrusions 134 due to turbulence is small, the scattering protrusions ( If the amount of exhaust gas hitting each scattering protrusion 134 is not constant, such as moving less in the downward direction, the position of the scattering protrusion 134 becomes more random and fluid, which can accelerate the generation of turbulence.

확산 가이드(135)는 흡입덕트(130)의 하단에서 방사 방향으로 확장 형성된 판부재로, 확산 가이드(135)에 의해 난류화된 배기가스의 흐름은 물탱크 본체(120) 내부로 확산되는 형태로 골고루 유입되고, 그 결과 물과 매연물질의 반응 면적(접촉 면적)이 증가되어 매연물질과 물의 반응을 향상시킬 수 있다.The diffusion guide 135 is a plate member extending radially from the bottom of the suction duct 130, and the flow of the exhaust gas turbulent by the diffusion guide 135 is diffused into the water tank main body 120. It flows in evenly, and as a result, the reaction area (contact area) between the water and the smoke material increases, thereby improving the reaction between the smoke material and the water.

확산 유입되는 배기가스 흐름 중 직진하는 배기가스의 흐름은 메인 분사부(140) 및 보조 분사부(150)에 의해 맴놀이 흐름이 될 수 있다.Among the diffusely flowing exhaust gas flows, the straight exhaust gas flow may become a meander flow due to the main injection unit 140 and the auxiliary injection unit 150.

다음, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 매연배출 저감장치의 동작 과정을 설명한다.Next, the operation process of the exhaust emission reduction device according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described.

보일러의 배기가스, 식당 조리시 연소에 의해 발생하는 가스, 각종 공장에서 연소에 의해 발생하는 가스 등이 배기가스 배출관(A)을 통해 외부로 될 때, 필요에 따라 주기적으로 또는 비주기적으로 흡입팬(131)이 동작하여 적어도 일부의 배기가스는 흡입덕트(130)로 흡입된다.When exhaust gases from boilers, gases generated by combustion during restaurant cooking, and gases generated by combustion in various factories are discharged to the outside through the exhaust gas discharge pipe (A), the suction fan is periodically or non-periodically as needed. When (131) operates, at least some of the exhaust gas is sucked into the intake duct (130).

흡입덕트(130)로 흡입된 배기가스는 물탱크 본체(120) 내부로 유입되고, 배기가스 중에 포함된 매연물질은 메인 분사부(140) 및/또는 보조 분사부(150)에서 분사되는 물과 반응하여 반응물을 생성하면서 물탱크 본체(120)에 저장된 물과 합류한다.The exhaust gas sucked into the suction duct 130 flows into the water tank main body 120, and the soot contained in the exhaust gas is mixed with the water injected from the main injection unit 140 and/or the auxiliary injection unit 150. It reacts to produce a reactant and joins the water stored in the water tank main body 120.

이때, 메인 분사부(140)를 구성하는 복수개의 분사노즐은 모두 상이한 방향, 바람직하게는 대향하는 두 분사노즐이 서로 어긋나는 방향으로 물을 분사하여 하방으로 직진하는 배기가스의 흐름이 맴돌이 흐름이 되도록 함으로써, 물과 매연물질의 반응 시간을 연장시키고, 반응 면적(접촉 면적)을 증가시켜서 매연물질과 물의 반응을 향상시킨다.At this time, the plurality of injection nozzles constituting the main injection unit 140 all spray water in different directions, preferably in directions where the two opposing injection nozzles are offset from each other, so that the flow of exhaust gas flowing straight downward becomes an eddy flow. By doing so, the reaction time between water and smoke substances is extended and the reaction area (contact area) is increased to improve the reaction between smoke substances and water.

저장된 물은 펌프(P)의 작동으로, 순환구(121) 및 공급 라인(160)을 통해 메인 분사부(140) 및 보조 분사부(150)로 공급된다. 순환구(121) 부근의 물의 탁도가 기준치를 초과하는 경우, 드레인 밸브(122)를 개방하여 외부로 방출되도록 한다. 그 결과, 수위가 기준 수위 미만이 된 경우, 물 공급부(170)는 물탱크 본체(120)로 물을 공급하여 기준 수위가 되도록 한다.The stored water is supplied to the main injection unit 140 and the auxiliary injection unit 150 through the circulation port 121 and the supply line 160 by operating the pump P. If the turbidity of water near the circulation port 121 exceeds the standard value, the drain valve 122 is opened to discharge it to the outside. As a result, when the water level falls below the standard water level, the water supply unit 170 supplies water to the water tank main body 120 to bring it to the standard water level.

한편, 배기가스 중에서 물과 반응하지 않은 매연물질은 에어 필터(F)에 의해 포집될 수 있다.Meanwhile, soot substances that have not reacted with water in the exhaust gas can be collected by the air filter (F).

이러한 일련의 과정은 제어부(180)의 제어 명령에 의해 수행될 수 있고, 매연배출 저감장치(100)를 이루는 각 구성 중 적어도 일부는 제어부(180)와 유무선 통신을 수행하는 통신칩이 내장되어, 제어부(180)의 제어 명령을 수신할 수 있다.This series of processes can be performed by control commands from the control unit 180, and at least some of each component of the exhaust emission reduction device 100 has a built-in communication chip that performs wired and wireless communication with the control unit 180, A control command from the control unit 180 may be received.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Above, an embodiment of the present invention has been described, but those skilled in the art can add, change, delete or add components without departing from the spirit of the present invention as set forth in the patent claims. The present invention may be modified and changed in various ways, and this will also be included within the scope of rights of the present invention.

110 : 베이스 120 : 물탱크 본체
130 : 흡입덕트 140 : 메인 분사부
150 : 보조 분사부 160 : 공급 라인
170 : 물 공급부 180 : 제어부
P : 펌프 F : 에어 필터
S1 : 수위 센서 S2 : 탁도 센서110: Base 120: Water tank body
130: suction duct 140: main injection unit
150: auxiliary injection unit 160: supply line
170: water supply unit 180: control unit
P: Pump F: Air filter
S1: Water level sensor S2: Turbidity sensor

Claims (5)

내부에 일정 수위의 물이 저장된 물탱크 본체;
배기가스를 배출하는 배기가스 배출관과 연결되며, 흡입팬의 동작으로 상기 배기가스의 적어도 일부를 흡입하여 상기 물탱크 본체 내부로 유입시키는 흡입덕트; 및,
상기 흡입덕트에 의해 상기 물탱크 본체 내부로 유입된 배기가스에 2이상의 방향으로 물을 분사하여 배기가스에 함유된 매연물질과 물의 반응을 촉진시키는 메인 분사부;
를 포함하는, 매연배출 저감장치.
A water tank body with water stored at a certain level inside it;
a suction duct connected to an exhaust gas discharge pipe that discharges exhaust gas, and sucking in at least a portion of the exhaust gas through the operation of a suction fan and introducing it into the water tank main body; and,
a main injection unit that sprays water in two or more directions on the exhaust gas flowing into the water tank main body through the suction duct to promote a reaction between the soot contained in the exhaust gas and water;
Including a smoke emission reduction device.
 청구항 1에 있어서, 상기 메인 분사부는,
상기 물탱크 본체의 내벽을 따라 서로 대향하도록 배치된 적어도 2개 이상으로 구비된 복수개의 분사노즐을 포함하며,
어느 하나의 분사노즐은 하방 대각방향으로 물을 분사하고, 상기 어느 하나의 분사노즐과 대향하여 배치된 분사노즐은 상방 대각방향으로 물을 분사하는,
매연배출 저감장치.
The method according to claim 1, wherein the main injection unit,
It includes a plurality of spray nozzles, at least two of which are arranged to face each other along the inner wall of the water tank main body,
One of the spray nozzles sprays water in a diagonal downward direction, and the spray nozzle disposed opposite to the one spray nozzle sprays water in a diagonal upward direction.
Smoke emission reduction device.
 청구항 1에 있어서,
상기 흡입덕트의 하단 외측에 배치되며, 상기 물탱크 본체 내부로 유입된 배기가스에 하방향으로 물을 분사하여 배기가스에 함유된 매연물질과 물의 반응을 촉진시키는 보조 분사부
를 포함하는, 매연배출 저감장치.
In claim 1,
An auxiliary injection unit disposed outside the lower end of the intake duct and spraying water downward on the exhaust gas flowing into the water tank main body to promote the reaction between the soot substances contained in the exhaust gas and water.
Including a smoke emission reduction device.
 청구항 3에 있어서,
상기 물탱크 본체의 하부에 형성된 순환구와 연결 형성되며, 펌프에 의해 상기 메인 분사부 및 보조 분사부로 물을 공급하는 공급 라인을 포함하는, 매연배출 저감장치.
In claim 3,
A smoke emission reduction device that is connected to a circulation port formed in the lower part of the water tank body and includes a supply line that supplies water to the main injection unit and the auxiliary injection unit by a pump.
 청구항 1에 있어서, 상기 흡입덕트는,
상기 흡입덕트의 내벽으로부터 중앙으로 돌출 형성된 벤츄리 부재와,
상기 흡입덕트의 내벽을 따라 복수개로 형성된 산란 돌기와,
상기 흡입덕트의 하단에서 방사 방향으로 확장 형성된 판부재로 이루어진 확산 가이드
를 포함하는, 매연배출 저감장치.The method of claim 1, wherein the suction duct is:
a venturi member protruding from the inner wall of the suction duct toward the center;
A plurality of scattering protrusions formed along the inner wall of the suction duct,
A diffusion guide made of a plate member extending in a radial direction from the bottom of the suction duct
Including a smoke emission reduction device.
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