WO2019208925A1

WO2019208925A1 - 축열 연소산화장치

Info

Publication number: WO2019208925A1
Application number: PCT/KR2019/002791
Authority: WO
Inventors: 김은연; 김유경
Original assignee: 케이씨코트렐 주식회사
Priority date: 2018-04-25
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2019-10-31
Also published as: EP3604922A4; EP3604922B1; KR101917714B1; CN110637196B; JP2020519834A; EP3604922A1; CN110637196A; JP6843404B2

Abstract

축열 연소산화장치가 개시된다. 본 발명에 따른 축열 연소산화장치는, 축열부재가 설치된 본체의 어느 하나의 구역으로 청정가스가 배출될 때, 청정가스가 배출되는 구역의 유해가스관은 제1개폐유닛에 의하여 폐쇄된다. 그리고, 유해가스관이 제1개폐유닛에 의하여 폐쇄되면, 제1개폐유닛에 잔존하는 가스는 제1개폐유닛의 외부로 강제로 배출되므로, 청정가스가 배출되는 구역으로 유해가스가 유입되지 못한다. 이로 인해, 배출되는 청정가스에 유해가스가 섞이는 것이 방지되므로, 제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있을 수 있다.

Description

축열 연소산화장치

본 발명은 유해가스의 유입을 제어하는 개폐유닛의 구조를 개선한 축열 연소산화장치에 관한 것이다.

휘발성 유기화합물이란, 0.02psi 이상의 증기압을 갖거나 끓는점이 100℃ 미만인 탄화수소 화합물을 말하며, 대기중에서 질소화합물과 공존하면, 햇빛의 작용에 의하여 광화학 반응을 일으켜 오존 및 광화학 산화물을 생성시킨다. 휘발성 유기화합물은 환경을 오염시키는 물질일 뿐만 아니라, 호흡기관의 장애와 발암물질을 유발하는 인체에 유해한 물질이다.

이러한 이유로, 산업현장에서는 휘발성 유기화합물을 포함한 유해가스를 제거하기 위한 다양한 방법들을 사용하고 있다.

휘발성 유기화합물의 제거 방법에는 약 800℃의 고온에서 휘발성 유기화합물을 직접 연소시켜 제거하는 연소산화 방법이 있다. 연소산화 방법의 경우, 휘발성 유기화합물이 고온에서 연소되므로, 배출되는 청정가스도 고온 상태이다. 그런데, 배출되는 청정가스의 폐열을 사용할 수 없으면 에너지가 낭비되므로, 청정가스의 폐열을 회수한 후, 유입되는 휘발성 유기화합물을 예열하는 축열 연소산화장치가 많이 사용되고 있다.

한국등록특허공보 제10-1618718호(2016년 04월 29일)에 개시된 종래의 축열 연소산화장치는 본체(110)의 내부가 복수의 구역(121, 122, 123, 124, 125)으로 구획되고, 각 구역(121, 122, 123, 124, 125)에 유해가스가 통과하는 유해가스 유입관(151), 청정가스가 통과하는 청정가스 배출관(154) 및 퍼지가스가 통과하는 퍼지가스 공급관(157)이 각각 연통 설치된다. 그리고, 각 유해가스 유입관(151), 각 청정가스 배출관(154) 및 각 퍼지가스 공급관(157)은 밸브유닛(160)에 의하여 각각 독립적으로 개폐된다.

상기와 같은 종래의 축열 연소산화장치는 상호 접촉하는 유해가스 유입관(151)의 내면과 밸브유닛(160)의 개폐판(165)의 테두리면 사이로 유해가스가 누설될 수 있다. 그러면, 유해가스 유입관(151)이 밸브유닛(160)에 의하여 폐쇄된 상태에서도, 유해가스가 유해가스 유입관(151)을 통하여 본체(110)로 유입될 수 있으므로, 배출되는 청정가스에 유해가스가 섞여서 배출될 우려가 있다. 따라서, 제품의 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 축열 연소산화장치를 제공하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 유해가스가 통과하는 유해가스관이 폐쇄되었을 때는, 유해가스관을 통하여 유해가스가 본체로 유입되는 것을 방지하여, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 축열 연소산화장치를 제공하는 것일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 축열 연소산화장치는, 내부 상측 부위는 유해가스가 유입되어 연소되는 연소실로 형성되고, 내부 하측 부위는 복수개의 구역으로 구획된 본체; 상기 본체의 상기 구역에 각각 설치되며 열을 축열하는 축열부재; 상측이 상기 본체의 상기 구역에 각각 연통 설치되며 유해가스가 상기 축열부재를 통과하여 상기 연소실로 유입되도록 안내하는 유해가스관; 상측이 상기 본체의 상기 구역과 각각 연통 설치되며 유해가스의 연소에 의하여 상기 연소실에서 생성된 후 유해가스가 통과하지 않는 상기 축열부재를 통과한 청정가스가 상기 본체의 외부로 배출되도록 안내하는 청정가스관; 일측이 상기 본체의 상기 구역과 각각 연통 설치되며 유해가스 및 청정가스가 통과하지 않는 상기 축열부재를 통과하여 상기 연소실로 퍼지가스가 유입되도록 안내하는 퍼지가스관; 상기 유해가스관, 상기 청정가스관 및 상기 퍼지가스관을 개폐하는 제1개폐유닛, 제2개폐유닛 및 제3개폐유닛을 포함하며, 상기 제1개폐유닛의 상측 및 하측은 상기 유해가스관의 상측 부위 및 하측 부위와 각각 연통되고, 중앙부측에는 공간이 형성되며, 상기 유해가스관이 상기 제1개폐유닛에 의하여 폐쇄되면, 상기 제1개폐유닛의 공간에 존재하는 가스는 외부로 강제로 배출될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 축열 연소산화장치는, 축열부재가 설치된 본체의 어느 하나의 구역으로 청정가스가 배출될 때, 청정가스가 배출되는 구역의 유해가스관은 제1개폐유닛에 의하여 폐쇄된다. 그리고, 유해가스관이 제1개폐유닛에 의하여 폐쇄되면, 제1개폐유닛에 잔존하는 가스는 제1개폐유닛의 외부로 강제로 배출되므로, 청정가스가 배출되는 구역으로 유해가스가 유입되지 못한다. 이로 인해, 배출되는 청정가스에 유해가스가 섞이는 것이 방지되므로, 제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열 연소산화장치의 사시도.

도 2는 도 1의 일부 분해 사시도.

도 3은 도 1의 요부 개략 정단면도.

도 4는 도 2에 도시된 하부본체의 개략 평면도.

도 5는 도 2에 도시된 개폐유닛의 분해 사시도.

도 6 및 도 7은 도 5의 "A-A"선 단면도.

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

110: 본체

120: 축열부재

141: 유해가스관

143: 청정가스관

150: 제1개폐유닛

151: 프레임

153: 개폐부재

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

"및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및/또는 제3항목"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 또는 제3항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결된다 또는 설치된다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 설치될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결된다 또는 설치된다"라고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "∼사이에"와 "바로 ∼사이에" 또는 "∼에 이웃하는"과 "∼에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

한편, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "형성된다, 결합된다, 설치된다"라고 언급된 때에는, 어떤 구성요소와 다른 구성요소가 별도로 마련되어 형성되거나, 결합되거나, 설치된 것 뿐만 아니라, 어떤 구성요소와 다른 구성요소가 하나의 몸체인 일체로 된 것도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 축열 연소산화장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열 연소산화장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 일부 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 요부 개략 정단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 축열 연소산화장치는 내부에 공간이 형성된 본체(110)를 포함할 수 있다. 본체(110)의 내부 상측 부위는 휘발성 유기화합물 등과 같은 유해가스가 유입되어 연소되는 연소실(111a)로 형성될 수 있고, 내부 하측 부위는 후술할 축열부재(120)가 설치되는 축열실로 형성될 수 있다.

본체(110)는 상호 결합된 상부본체(111)와 하부본체(115)로 마련될 수 있으며, 상부본체(111)의 내부가 연소실(111a)로 형성되고 하부본체(115)의 내부가 상기 축열실로 형성될 수 있다. 이때, 상부본체(111)의 부위에는 유해가스를 연소시키기 위한 버너 등과 같은 발열수단이 설치될 수 있다.

하부본체(115)의 내부인 축열실은, 본체(110)의 중심을 기준으로, 방사상으로 복수개의 구역으로 구획 형성될 수 있다. 더 구체적으로 설명하면, 하부본체(115)의 내부는 (2n-1)개(n은 2 이상의 자연수)의 구역으로 구획될 수 있고, 2n개(n은 2 이상의 자연수)의 구역으로 구획될 수 있다.

하부본체(115)의 내부가 (2n-1)개의 구역으로 구획될 때, 유해가스는 (n-1)개의 구역을 통과할 수 있다. 그리고, 유해가스의 연소에 의하여 생성되는 연소실(111a)의 청정가스는 유해가스가 통과하는 구역의 수와 동일한 (n-1)개의 구역을 통과할 수 있으며, 후술할 퍼지가스는 하나의 구역을 통과할 수 있다.

그리고, 하부본체(115)의 내부가 2n개의 구역으로 구획될 때, 유해가스는 (n-1)개의 구역을 통과할 수 있다. 그리고, 유해가스의 연소에 의하여 생성되는 연소실(111a)의 청정가스는 유해가스가 통과하는 구역의 수와 동일한 (n-1)개의 구역을 통과할 수 있으며, 퍼지가스는 하나의 구역을 통과할 수 있다.

하부본체(115)의 내부에 형성된 구역의 수와 관계 없이, 청정가스는 유해가스가 통과하지 않는 구역을 통과할 수 있고, 퍼지가스는 유해가스 및 청정가스가 통과하지 않는 구역을 통과할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 축열 연소산화장치는, 하부본체(115)의 내부가 n=3인 다섯 개의 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)(도 4 참조)으로 구획된 것을 예로 들어 도시한다.

각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)에는 세락믹재로 형성된 축열부재(120)가 설치될 수 있으며, 유해가스, 청정가스 및 퍼지가스는 축열부재(120)를 통과한다.

유해가스, 청정가스 및 퍼지가스가 축열부재(120)를 통과할 수 있도록, 축열부재(120)는 상하면이 개방된 사각통 형상의 중공체(中空體)인 복수의 단위 축열부재(120a)에 의하여 형성될 수 있다. 즉, 복수의 단위 축열부재(120a)가 행과 열을 이루면서 배치되고, 행과 열을 이루면서 배치된 복수의 단위 축열부재(120a)가 적층되어 축열부재(120)를 형성할 수 있다. 단위 축열부재(120a)의 내부를 가스가 통과하므로, 단위 축열부재(120a)의 내부가 기공이다.

하부본체(115)의 내부에는 하부본체(115)의 내부를 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)으로 구획하기 위한 격벽(117)이 설치될 수 있으며, 격벽(117)은 하부본체(115)에 지지 설치될 수 있다. 그리고, 축열부재(120)의 하면은 메쉬 구조의 지지판(미도시)에 지지되어 하부본체(115)의 하면과 이격 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 축열 연소산화장치는 하부본체(115)의 내부가 다섯 개의 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)으로 구획되므로, n=3이다. 따라서, 유해가스는 두 개의 구역을 통과할 수 있고, 청정가스는 유해가스가 통과하지 않는 두 개의 구역을 통과할 수 있으며, 퍼지가스는 유해가스 및 청정가스가 통과하지 않는 하나의 구역을 통과할 수 있다.

유해가스가 통과하는 구역과 청정가스가 통과하는 구역은 하부본체(115)의 중심을 기준으로 대략 대칭을 이루는 것이 바람직하다. 그리고, 유해가스, 청정가스 및 퍼지가스는 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)을 각각 순차적으로 이동하면서 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)을 통과할 수 있다. 즉, 각 유해가스, 청정가스 및 퍼지가스는 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)을 순차적으로 통과하면서 순환하는 형태로 통과할 수 있고, 유해가스, 청정가스 및 퍼지가스의 순환방향은 동일한 것이 바람직하다.

본체(110)의 외부 하측에는 제1가스탱크(131)가 설치될 수 있고, 제1가스탱크(131)에는 유해가스 및 청정가스가 유입되어 임시로 구획 저장될 수 있다. 제1가스탱크(131)의 내부는 동심을 이루면서 내측과 외측이 구획된 형태로 형성될 수 있으며, 산업현장에서 발생하는 유해가스는 제1가스탱크(131)의 외측 부위에 수용 저장된 후 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)의 축열부재(120)를 통과하여 연소실(111a)로 유입될 수 있고, 유해가스의 연소에 의하여 생성된 연소실(111a)의 청정가스는 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)의 축열부재(120)를 통과하여 제1가스탱크(131)의 내측 부위에 수용 저장된 후 외부로 배출될 수 있다. 유해가스 및 청정가스는 제1가스탱크(131)의 내부에 구획 저장되므로, 상호 혼합되지 않는다.

제1가스탱크(131)의 내측 부위에 유해가스가 수용 저장될 수 있고, 외측 부위에 청정가스가 수용 저장될 수 있음은 당연하다.

본체(110)와 제1가스탱크(131)의 외측 부위 사이에는 제1가스탱크(131)의 외측 부위에 저장된 유해가스가, 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)의 축열부재(120)를 통과하여, 연소실(111a)로 유입되도록 안내하는 유해가스관(141)이 설치될 수 있다. 유해가스관(141)은 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)의 수와 대응되게 마련되어, 상단부측은 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)측과 각각 연통될 수 있고, 하단부는 제1가스탱크(131)의 외측 부위와 연통될 수 있다.

본체(110)와 제1가스탱크(131)의 내측 부위 사이에는 연소실(111a)의 청정가스가, 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)의 축열부재(120)를 통과하여, 제1가스탱크(131)의 내측 부위로 배출되도록 안내하는 청정가스관(143)이 설치될 수 있다. 청정가스관(143)은 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)의 수와 대응되게 마련되어, 상단부측은 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)측과 각각 연통될 수 있고, 하단부는 제1가스탱크(131)의 내측 부위와 연통될 수 있다.

본체(110)의 외부 하면측에는 퍼지가스가 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)의 축열부재(120)를 통과하여 연소실(111a)로 유입되도록 안내하는 퍼지가스공급모듈이 설치될 수 있으며, 상기 퍼지가스공급모듈은 제2가스탱크(135) 및 퍼지가스관(145)을 포함할 수 있다.

제2가스탱크(135)는 링 형상으로 형성되어, 유해가스관(141) 및 청정가스관(143)을 에워싸는 형태로 설치될 수 있다. 퍼지가스관(145)은 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)의 수와 대응되게 마련되어, 일단부측은 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)측과 각각 연통될 수 있고, 타단부는 제2가스탱크(135)와 연통될 수 있다.

본체(110)의 하면, 더 구체적으로는 제2가스탱크(135)의 내측에는 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)과 각각 연통되는 연통덕트(147)가 각각 설치될 수 있다. 각 연통덕트(147)에는 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)과 연통되는 유해가스관(141)의 상단부가 각각 연통될 수 있고, 청정가스관(143)의 상단부가 각각 연통될 수 있으며, 퍼지가스관(145)의 일단부가 각각 연통될 수 있다. 따라서, 유해가스 및 퍼지가스는 연통덕트(147)를 통하여 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)으로 유입될 수 있고, 연소실(111a)의 청정가스는 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)을 통하여 연통덕트(147)로 배출될 수 있다.

유해가스관(141), 청정가스관(143) 및 퍼지가스관(145)에는 제1개폐유닛(150), 제2개폐유닛(171) 및 제3개폐유닛(175)이 각각 설치될 수 있고, 제1개폐유닛(150), 제2개폐유닛(171) 및 제3개폐유닛(175)은 유해가스관(141), 청정가스관(143) 및 퍼지가스관(145)을 각각 독립적으로 개폐할 수 있다.

따라서, 유해가스는 제1개폐유닛(150)에 의하여 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)의 축열부재(120)를 선택적으로 통과하여 연소실(111a)로 유입될 수 있고, 청정가스는 제2개폐유닛(171)에 의하여 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)의 축열부재(120)를 선택적으로 통과하여 제1가스탱크(131)로 배출될 수 있고, 퍼지가스는 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)의 축열부재(120)를 선택적으로 통과하여 연소실(111a)로 유입될 수 있다.

유해가스관(141), 청정가스관(143) 및 퍼지가스관(145)은 단면(斷面) 형상이 사각 형상으로 마련될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 축열 연소산화장치의 동작에 대하여 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 도 2에 도시된 하부본체의 개략 평면도이다.

이하에서는, 유해가스, 청정가스 및 퍼지가스가, 하부본체(115)의 중심을 기준으로, 시계방향인 정방향으로 순환하면서 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)에 설치된 축열부재(120)를 각각 순차적으로 통과하는 것을 예로 들어 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 하부본체(115)의 내부가 5개의 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)으로 구획되어 있으므로, n=3이다. 따라서, 유해가스 및 청정가스는 각각 두 개의 구역을 통과하며, 대략 대칭되는 구역을 각각 통과할 수 있다.

모든 제1개폐유닛(150) 내지 제3개폐유닛(175)이 폐쇄된 상태를 최초의 상태라 가정한다.

최초의 상태에서, 유해가스 및 청정가스가 구역(115a, 115b) 및 구역(115c, 115d)을 각각 통과할 수 있도록, 제1개폐유닛(150a, 150b) 및 제2개폐유닛(171c, 171d)을 조절하여 유해가스관(141a, 141b) 및 청정가스관(143c, 143d)을 각각 개방한다.

그러면, 유해가스는 구역(115a, 115b)을 통과하여 연소실(111a)로 유입되고, 연소실(111a)로 유입된 유해가스는 연소실(111a)의 일측면과 상면 및 타측면을 따라 이동하면서 연소되어 청정가스가 된 후, 구역(115c, 115d)을 통과하여 배출된다. 이때, 청정가스가 통과한 구역(115c, 115d)의 축열부재(120)는 청정가스와 열교환하여 축열을 하게 된다.

이러한 상태에서, 제3개폐유닛(175e)이 개방되면, 퍼지가스관(145e)을 통하여 구역(115e)으로 퍼지가스가 유입되며, 이로 인해 구역(115e)에 잔존하는 유해가스가 퍼지가스와 함께 연소실(111a)로 유입된다. 그러면, 구역(115e)은 청정한 상태가 된다. 이때, 퍼지가스는 유해가스가 통과하는 최후단의 구역(115a)과 청정가스가 통과하는 최선단의 구역(115d) 사이에 위치된 구역(115e)으로 유입되는 것이 바람직하다. 퍼지가스는 청정공기일 수 있다.

구역(115e)이 청정한 상태가 되면, 제3개폐유닛(175e)이 폐쇄된다. 그 후, 순차적으로 제2개폐유닛(171e) 및 제2개폐유닛(171c)에 의하여 청정가스관(143e)은 개방 및 청정가스관(143c)은 폐쇄되고, 제1개폐유닛(150c) 및 제1개폐유닛(150a)에 의하여 유해가스관(141c)은 개방 및 유해가스관(141a)은 폐쇄된다. 그러면, 유해가스는 구역(115b, 115c)을 통과하여 연소실(111a)로 유입되고, 청정가스는 구역(115d, 115e)을 통과하여 배출된다. 구역(115e)은 퍼지가스에 의하여 청정한 상태이므로, 구역(115e)을 통하여 배출되는 청정가스에는 유해가스가 섞이지 않게 되는 것이다.

이러한 상태에서, 제3개폐유닛(175a)이 개방되면, 퍼지가스관(145a)을 통하여 퍼지가스가 구역(115a)으로 유입되므로, 구역(115a)에 잔존하는 유해가스가 퍼지가스와 함께 연소실(111a)로 유입되어, 구역(115a)은 청정한 상태가 된다.

그 후, 순차적으로, 제2개폐유닛(171a) 및 제2개폐유닛(171d)에 의하여 청정가스관(143a)은 개방 및 청정가스관(143d)은 폐쇄되고, 제1개폐유닛(150d) 및 제1개폐유닛(150b)에 의하여 유해가스관(141d)은 개방 및 유해가스관(141b)은 폐쇄된다. 그러면, 유해가스는 구역(115c, 115d)을 통과하여 연소실(111a)로 유입되고, 청정가스는 구역(115e, 115a)을 통과하여 배출된다. 구역(115a)은 퍼지가스에 의하여 청정한 상태이므로, 구역(115a)을 통하여 배출되는 청정가스에는 유해가스가 섞이지 않게 되는 것이다.

상기와 같은 동작의 반복에 의하여 유해가스는 청정가스가 되어 배출되며, 축열부재(120)는 청정가스에 의하여 축열되는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 축열 연소산화장치는 본체(110)가 다각형으로 형성될 수도 있고, 축열부재(120)는 각 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.

청정가스가 배출되는 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)의 유해가스관(141)은 폐쇄된다. 즉, 청정가스가 배출되는 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)의 유해가스관(141)은 제1개폐유닛(150)에 의하여 폐쇄된다. 그런데, 제1개폐유닛(150)이 설치된 유해가스관(141)의 부위에서 유해가스가 누설되면, 청정가스가 배출되는 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)으로 유해가스가 유입될 수 있으므로, 청정가스에 유해가스가 섞여서 배출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 축열 연소산화장치는, 배출되는 청정가스에 유해가스가 섞이는 것을 방지하기 위하여, 유해가스관(141)이 제1개폐유닛(150)에 의하여 폐쇄되었을 때, 누설 등에 의하여 제1개폐유닛(150)에 잔존하는 유해가스를 강제로 외부로 배출시킬 수 있다.

제1개폐유닛(150)은 상측 및 하측이 유해가스관(141)의 상측 부위 및 하측 부위와 각각 연통될 수 있고, 중앙부측에는 밀폐된 공간이 형성될 수 있다. 그리하여, 유해가스관(141)이 제1개폐유닛(150)에 의하여 폐쇄되면, 제1개폐유닛(150)의 밀폐된 공간에 존재하는 유해가스를 포함한 가스가 강제로 외부로 배출될 수 있다.

제1개폐유닛(150)에 대하여 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 도 5는 도 2에 도시된 개폐유닛의 분해 사시도이고, 도 6 및 도 7은 도 5의 "A-A"선 단면도이다.

도시된 바와 같이, 제1개폐유닛(150)은 프레임(151) 및 개폐부재(153)를 포함할 수 있다.

프레임(151)은 육면체 형상으로 마련될 수 있으며, 단면(斷面) 형상이 유해가스관(141)의 단면 형상과 대응되는 형상으로 마련될 수 있다. 프레임(151)은 상면 및 하면이 개방될 수 있으며, 유해가스관(141)의 상측 부위 및 하측 부위는 프레임(151)의 개방된 상면 및 개방된 하면과 각각 연통될 수 있다. 따라서, 유해가스관(141)의 상측 부위와 하측 부위는 프레임(151)을 매개로 상호 연통된 형태를 이룰 수 있다.

육면체는 4개의 측판을 가진다. 그런데, 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임(151)은 3개의 측판을 가지며, 1개의 측면은 개방될 수 있다.

개폐부재(153)는 프레임(151)의 개방된 측면을 통하여 프레임(151)의 내부에 삽입될 수 있으며, 프레임(151)을 출입하는 형태로 직선운동가능하게 설치될 수 있다. 그리하여, 개폐부재(153)는 프레임(151)의 상면측과 하면측을 연통시키고 차단시킬 수 있다.

개폐부재(153)의 내부에는 프레임(151)의 측면에 의하여 밀폐되는 공간(153a)이 형성될 수 있으며, 개폐부재(153)의 공간(153a)에 잔존하는 가스는 프레임(151)의 상면측과 하면측이 개폐부재(153)에 의하여 차단되면, 프레임(151)의 외측으로 배출될 수 있다.

개폐부재(153)는 개폐판(154)과 연결판(155)을 포함할 수 있다.

개폐판(154)은 상호 대향하면서 간격을 가지는 한쌍으로 마련될 수 있으며, 프레임(151)의 개방된 측면으로 삽입되어 프레임(151)을 출입하는 형태로 직선운동가능하게 설치될 수 있다. 연결판(155)은 프레임(151)의 개방된 측면측에 위치되어 프레임(151)의 외측으로 노출될 수 있으며, 한쌍의 개폐판(154)을 일체로 연결할 수 있다. 그리하여, 개폐부재(153)가 프레임(151)의 내부에 삽입되어, 프레임(151)의 상측 부위와 하측 부위를 차단하면, 개폐판(154)과 연결판(155)에 의하여 형성되는 개폐부재(153)의 공간(153a)은 프레임(151)의 측면에 의하여 밀폐된다. 그리고, 개폐부재(153)에 의하여 프레임(151)의 상측 부위와 하측 부위가 차단되면, 밀폐된 개폐부재(153)의 공간(153a)에 존재하는 가스는 외부로 강제로 배출된다.

프레임(151)의 상호 대향하는 측판의 내면에는 안내레일(151a)이 상호 대향되게 형성될 수 있고, 안내레일(151a)은 한쌍의 개폐판(154)의 양측에 형성된 간격에 삽입된다. 그러면, 개폐판(154)은 안내레일(151a)에 삽입 지지된 형태가 되므로, 안내레일(151a)은 개폐판(154)의 직선운동을 안내하고 지지한다.

프레임(151)의 개방된 측면과 대향하는 프레임(151)의 측판의 내면에는 삽입레일(151b)이 형성될 수 있다. 그리고, 개폐부재(153)에 의하여 프레임(151)의 상면측과 하면측이 차단되었을 때, 삽입레일(151b)과 대향하는 한쌍의 개폐판(154)의 면 사이에 형성되는 간격에 삽입레일(151b)이 삽입될 수 있다. 그러면, 프레임(151)의 상면측과 하면측은 개폐부재(153)에 의하여 안정되게 차단될 수 있다.

삽입레일(151b)은 안내레일(151a)과 연속적으로 형성될 수 있다.

프레임(151)의 일측판에는 개폐부재(153)에 의하여 프레임(151)의 상측 부위와 하측 부위가 차단되었을 때, 프레임(151)의 측판에 의하여 밀폐되는 개폐부재(153)의 공간(153a)에 존재하는 가스를 외부로 배출시키기 위한 배출공(151c)이 형성될 수 있다. 배출공(151c)의 일측은 개폐부재(153)의 공간(153a)과 연통될 수 있고, 타측은 펌프(161)와 연통될 수 있다.

그리하여, 본체(110)에 형성된 어느 하나의 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)으로 청정가스가 배출될 때, 청정가스가 배출되는 구역의 유해가스관(141)은 제1개폐유닛(150)에 의하여 폐쇄된다. 그런데, 유해가스관(141)이 제1개폐유닛(150)에 의하여 폐쇄되면, 프레임(151)에 의하여 밀폐되는 개폐부재(153)의 공간(153a)의 가스가 펌프(161)에 의하여 제1개폐유닛(150)의 외측으로 배출된다. 그러면, 제1가스탱크(131)의 유해가스가 유해가스관(141)과 제1개폐유닛(150)의 접촉 부위 또는 제1개폐유닛(150)의 부품들의 접촉 부위를 통하여 누설되어 밀폐된 개폐부재(153)의 공간(153a)으로 유입되어도, 배출공(151c)을 통하여 외부로 배출되므로, 청정가스가 배출되는 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)으로는 유해가스가 유입되지 못한다. 그러므로, 본체(110)에서 제1가스탱크(131)측으로 배출되는 청정가스에 유해가스가 섞이는 것이 방지된다.

제1개폐유닛(150)은 상측연결관(158) 및 하측연결관(159)을 더 포함할 수 있다.

상측연결관(158) 및 하측연결관(159)은 프레임(151)의 개방된 상면 및 개방된 하면에 각각 연통 설치될 수 있고, 상측연결관(158) 및 하측연결관(159)은 유해가스관(141)의 상측 부위 및 하측 부위와 각각 연통 될 수 있다.

프레임(151)에 상측연결관(158) 및 하측연결관(159)을 안정되게 설치하기 위하여 프레임(151)의 상면 및 하면에는 상측연결관(158)의 하단부 및 하측연결관(159)의 상단부가 각각 삽입 결합되는 홈 형상의 삽입로(151d)가 각각 형성될 수 있다.

유해가스관(141)과 상측연결관(158)의 접촉 부위, 유해가스관(141)과 하측연결관(159)의 접촉 부위, 프레임(151)과 상측연결관(158)의 접촉 부위, 프레임(151)과 하측연결관(159)의 접촉 부위 및 프레임(151)과 개폐부재(153)의 접촉 부위는 실링될 수 있다.

도 5의 미설명 부호 165는 개폐부재(153)를 직선운동시키는 실린더 등과 같은 구동부이다. 그리고, 제2개폐유닛(171) 및 제3개폐유닛(175)도 제1개폐유닛(150)과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 축열 연소산화장치는 축열부재(120)가 설치된 본체(110)의 어느 하나의 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)으로 청정가스가 배출될 때, 청정가스가 배출되는 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)의 유해가스관(141)은 제1개폐유닛(150)에 의하여 폐쇄된다. 그리고, 유해가스관(141)이 제1개폐유닛(150)에 의하여 폐쇄되면, 제1개폐유닛(150)에 잔존하는 가스는 제1개폐유닛(150)의 외부로 강제로 배출되어, 청정가스가 배출되는 구역(115a, 115b, 115c, 115d, 115e)으로 유입되지 못한다. 이로 인해, 배출되는 청정가스에 유해가스가 섞이는 것이 방지된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

내부 상측 부위는 유해가스가 유입되어 연소되는 연소실로 형성되고, 내부 하측 부위는 복수개의 구역으로 구획된 본체;

상기 본체의 상기 구역에 각각 설치되며 열을 축열하는 축열부재;

상측이 상기 본체의 상기 구역에 각각 연통 설치되며 유해가스가 상기 축열부재를 통과하여 상기 연소실로 유입되도록 안내하는 유해가스관;

상측이 상기 본체의 상기 구역과 각각 연통 설치되며 유해가스의 연소에 의하여 상기 연소실에서 생성된 후 유해가스가 통과하지 않는 상기 축열부재를 통과한 청정가스가 상기 본체의 외부로 배출되도록 안내하는 청정가스관;

일측이 상기 본체의 상기 구역과 각각 연통 설치되며 유해가스 및 청정가스가 통과하지 않는 상기 축열부재를 통과하여 상기 연소실로 퍼지가스가 유입되도록 안내하는 퍼지가스관;

상기 유해가스관, 상기 청정가스관 및 상기 퍼지가스관을 개폐하는 제1개폐유닛, 제2개폐유닛 및 제3개폐유닛을 포함하며,

상기 제1개폐유닛의 상측 및 하측은 상기 유해가스관의 상측 부위 및 하측 부위와 각각 연통되고, 중앙부측에는 공간이 형성되며,

상기 유해가스관이 상기 제1개폐유닛에 의하여 폐쇄되면, 상기 제1개폐유닛의 공간에 존재하는 가스는 외부로 강제로 배출되는 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.
제1항에 있어서,

상기 유해가스관은 단면(斷面) 형상이 사각형으로 형성되고,

상기 제1개폐유닛은,

육면체 형상으로 형성되고, 상면 및 하면이 개방되어 상기 유해가스관의 상측 부위 및 하측 부위와 각각 연통되며, 1개의 개방된 측면과 3개의 측판을 가지는 프레임;

상기 프레임을 출입하는 형태로 직선운동가능하게 설치되어 상기 프레임의 상면측과 하면측을 연통시키고 차단시키며, 내부에는 상기 프레임의 측판에 의하여 밀폐되는 공간이 형성된 개폐부재를 포함하며,

상기 프레임의 상면측과 하면측이 상기 개폐부재에 의하여 차단되면, 상기 프레임의 측판에 의하여 밀폐되는 상기 개폐부재의 공간에 존재하는 가스는 외부로 강제로 배출되는 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.
제2항에 있어서,

상기 프레임의 상호 대향하는 측판의 내면에는 상기 개폐부재의 직선운동을 안내하는 안내레일이 상호 대향되게 형성되고,

상기 개폐부재의 측면측은 상기 안내레일에 삽입 지지되는 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.
제2항에 있어서,

상기 프레임의 개방된 측면과 대향하는 측판의 내면에는 삽입레일이 형성되고,

상기 개폐부재에 의하여 상기 프레임의 상면측과 하면측이 차단되었을 때, 상기 삽입레일과 대향하는 상기 개폐부재의 면에 상기 삽입레일이 삽입되는 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.
제2항에 있어서,

상기 개폐부재는,

상호 대향하면서 간격을 가지고, 상기 프레임의 내부에 직선운동가능하게 설치된 한쌍의 개폐판;

상기 한쌍의 개폐판을 연결하며 상기 프레임의 외측으로 노출된 연결판을 포함하며,

상기 프레임의 상면측과 하면측이 상기 개폐부재에 의하여 차단되면, 상기 한쌍의 개폐판과 상기 연결판에 의하여 형성되는 공간은 상기 프레임에 의하여 밀폐되는 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.
제2항에 있어서,

상기 프레임의 상면 및 하면에는 상측연결관 및 하측연결관이 각각 연통 설치되고,

상기 프레임의 상면 및 하면에는 상기 상측연결관의 하단부 및 상기 하측연결관의 상단부가 각각 삽입 결합되는 홈 형상의 삽입로가 각각 형성되며,

상기 상측연결관 및 상기 하측연결관은 상기 유해가스관의 상측 부위 및 하측 부위와 각각 연통되고,

상기 프레임의 일측판에는 상기 프레임의 측판에 의하여 밀폐되는 상기 개폐부재의 공간에 잔존하는 가스는 외부로 배출시키기 위한 배출공이 형성된 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.