(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2010년09월17일
(11) 등록번호 10-0983080
(24) 등록일자 2010년09월13일
(51) Int. Cl.

F23G 7/06 (2006.01) F16K 3/08 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2010-0024777
(22) 출원일자 2010년03월19일
심사청구일자 2010년03월19일
(56) 선행기술조사문헌
JP2006010247 A
JP10061940 A
KR100529543 B1
KR200264444 Y1
(73) 특허권자
(주) 테크윈
충북 청주시 흥덕구 송정동 66-26번지
(72) 발명자
정붕익
충북 청주시 흥덕구 신봉동 삼성아파트 6동 202호
김응용
충북 청주시 흥덕구 봉명2동 2193번지 세원아파트
101동 707호
(뒷면에 계속)
(74) 대리인
장순부, 최영규
전체 청구항 수 : 총 10 항 심사관 : 박종오
(54) 분할형 로터 디퓨져가 설치된 로터리밸브를 구비한 축열식 연소장치
(57) 요 약
본 발명은 분할형 로터 디퓨져가 설치된 로터리밸브를 구비한 축열식 연소장치에 관한 것으로, 그 목적은 연소장
치 하부에 설치되어 로터리밸브와의 간극을 유지하는 디퓨져 플레이트를 제작단가가 낮으면서도 가공성이 좋은
일반 금속재질로 하여 밀봉구조를 개선하고, 그 하부에 위치하여 회전하는 로터디퓨져를 얇게 분할형으로 구성하
여 로터리밸브의 상부 로터에 설치하되, 그 재질을 특수 재질 금속으로 하여 열 변형없이 정밀한 간극을 유지 및
밀봉을 유지토록 한 축열식 연소장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 구성은 축열식 연소장치에 있어서, 씰링플레이트(31)와, 삽입된 씰링플레이트를 완충력을 가지면서
밀봉 고정하는 씰링재(32)가 충전되도록 홈가공된 씰링홀(113)을 구비한 디퓨져플레이트(110)와; 디퓨져플레이트
(110)의 하부에 위치하여 에어커튼홀(111) 및 에어포켓(112)이 천공되어 형성된 분할형 로터디퓨져(131)와; 로터
리밸브(100)의 상부에 형성되어 퍼지에어를 토출하는 다수개의 미세퍼지홀(4022) 및 미세퍼지홀(4022)로 퍼지에
어를 공급하는 로터유로(132)가 형성된 로터(130);를 포함하여 구성된 분할형 로터 디퓨져가 설치된 로터리밸브
를 구비한 축열식 연소장치를 발명의 요지로 한다.
대 표 도 - 도1
등록특허 10-0983080
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(72) 발명자
전재성
충청북도 청주시 흥덕구 신봉동 운천주공아파트
130-501
김창성
충청북도 청주시 흥덕구 가경동 590번지 주공3차아
파트 304-1103
송관수
충청북도 청주시 흥덕구 분평동 주공아파트
611-305
등록특허 10-0983080
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특허청구의 범위
청구항 1
촉매 및 축열재층(10), 연소실(20), 분리챔버(30)를 포함하여 구성된 연소장치(1)와; 로터리밸브(100)와; 로터
리밸브를 회전시키는 동력장치(500);를 포함하여 휘발성 유기화합물(VOC) 유해가스를 처리하는 축열식 연소장치
에 있어서,
상기 분리챔버의 하부에 체결되어, 등간격으로 분리된 분리챔버(30)의 하부와 접촉 밀봉되는 씰링플레이트(31)
와, 삽입된 씰링플레이트를 완충력을 가지면서 밀봉 고정하는 씰링재(32)가 충전되도록 홈가공된 씰링홀(113)을
구비한 디퓨져플레이트(110)와;
디퓨져플레이트(110)의 하부에 위치하여 회전하며, 데드존(250)과 퍼지존(260)이 형성된 영역을 경계로 급기와
배기 유로가 나뉘어지고, 퍼지에어를 토출하는 다수개의 에어커튼홀(111) 및 에어포켓(112)이 천공되어 형성된
분할형 로터디퓨져(131)와;
로터리밸브(100)의 상부에 형성되어, 체결된 분할형 로터디퓨져(131)에 퍼지에어를 토출하는 다수개의 미세퍼지
홀(4022)이 형성되고, 미세퍼지홀(4022)로 퍼지에어를 공급하는 로터유로(132)가 형성된 로터(130);를 포함하여
구성된 것을 특징으로 하는 분할형 로터 디퓨져가 설치된 로터리밸브를 구비한 축열식 연소장치.
청구항 2
청구항 1에 있어서,
상기 로터리밸브(100)를 회전시키는 동력축(300)의 하부 동력축베어링부(301)에 설치되어 디퓨져플레이트와 로
터디퓨저간의 간극 및 하중을 압축코일 스프링(651) 및 조정볼트(652)를 이용하여 조절토록 구성된 기계식 완충
장치(650);를 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 분할형 로터 디퓨져가 설치된 로터리밸브를 구비한 축열
식 연소장치.
청구항 3
청구항 2에 있어서,
상기 기계식 완충 장치(650)는 상부 완충장치 써포트(653)에 설치된 고정너트(654)가 동력축베어링부(301)와 고
정되고, 상부 및 하부 완충장치 써포트(653, 653') 사이에 설치된 압축코일 스프링(651)을 다수개 구비하여 상
부로부터의 하중을 일정한 탄성력을 가지면서 지지토록 구성되고, 하부 완충장치 써포트(653')를 지지하도록 고
정대(655)에 설치된 조정볼트(652)가 회전되어 밀봉 간격을 조정토록 구성된 것을 특징으로 하는 분할형 로터
디퓨져가 설치된 로터리밸브를 구비한 축열식 연소장치.
청구항 4
청구항 1에 있어서,
상기 디퓨져플레이트(110)는 기계구조용 탄소강으로 이루어진 것을 특징으로 하는 분할형 로터 디퓨져가 설치된
로터리밸브를 구비한 축열식 연소장치.
청구항 5
청구항 1에 있어서,
상기 디퓨져플레이트(110)는 씰링플레이트(31)가 설치된 외곽 둘레 방향으로 다수개의 볼트홀(114)이 형성되어
볼트(115) 체결에 의해 상부에 위치한 분리챔버(30)의 하부면과 고정토록 구성된 것을 특징으로 하는 분할형 로
터 디퓨져가 설치된 로터리밸브를 구비한 축열식 연소장치.
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청구항 6
청구항 1에 있어서
상기 씰링플레이트(31)의 형상은 디퓨져플레이트(110)의 씰링홀(113) 형상에 따라 일체로 가공된 구조를 특징으
로 하는 분할형 로터 디퓨져가 설치된 로터리밸브를 구비한 축열식 연소장치.
청구항 7
청구항 6에 있어서
상기 씰링홀(113)은 디퓨져플레이트(110)에 방사상으로 형성된 분리벽(116), 로터(130)의 회전축(118)이 삽입
되는 삽입구(119) 및 테두리가 연통되게 홈가공되어 형성된 것을 특징으로 하는 분할형 로터 디퓨져가 설치된
로터리밸브를 구비한 축열식 연소장치.
청구항 8
청구항 1에 있어서,
상기 로터디퓨져(131)는 중앙부에 로터의 회전축(118)이 삽입되는 삽입구(117)가 형성되고, 데드존(250) 및 퍼
지존(260) 각각의 경계부에는 삽입구 방향으로 장공의 에어커튼홀(111)이 형성되고, 테두리에는 원주 둘레 방향
으로 장공으로 이루어진 다수개의 에어포켓(112) 및 로터와 체결되는 조립볼트(1101)가 삽입되는다수개의 조립
홀(1102)이 형성된 것을 특징으로 하는 분할형 로터 디퓨져가 설치된 로터리밸브를 구비한 축열식 연소장치.
청구항 9
청구항 1에 있어서,
상기 로터디퓨져(131)는 칠드주철, 구상흑연주철, 미이하나이트 중에서 선택된 어느 하나의 특수주철로 이루어
진 것을 특징으로 하는 분할형 로터 디퓨져가 설치된 로터리밸브를 구비한 축열식 연소장치.
청구항 10
청구항 1에 있어서,
상기 로터유로(132)는 미세퍼지홀(4022)이 형성된 곳을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 분할형 로터 디퓨져가
설치된 로터리밸브를 구비한 축열식 연소장치.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 분할형 로터 디퓨져가 설치된 로터리밸브를 구비한 축열식 연소장치에 관한 것으로, 자세하게는 선박[0001]
및 자동차 제조업, 철강 산업, 정유 시설, 유기 용제 및 페인트 제조 공정, 인쇄 공정, 기타 제조 공정에서 발
생하는 휘발성 유기화합물(VOC)을 처리하도록 풍향 전환하는 로터리밸브를 포함하는 축열식 연소장치에 있어서,
상부에 위치한 연소장치의 하부에 위치한 제작 및 가공 공정이 복잡하고 대형 가공품으로 한정된 가공 기계로
인해 가격이 고가이고 원가의 대부분을 차지하고 있는 특수재질로 된 디퓨져플레이트(DIFFUSER PLATE)를 일반
재질로 변경하여 개선된 밀봉구조를 가지도록 하고, 그 하부에 위치하여 회전하는 로터 디퓨져를 로터리밸브의
상부 로터에 삽입 장치되도록 분할형으로 구성하며, 그 재질을 종래 디퓨져플레이트(DIFFUSER PLATE)에 사용되
던 특수재질 금속을 사용하여 열변형에 대한 대응력을 높이도록 하여 디퓨져플레이트와의 정밀한 간극을 유지토
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록 함으로써 필요시 로터디퓨져를 분해하여 유지 보수가 용이하도록 한 장치에 관한 것이다.
또한 열팽창이나 마모로 인하여 디퓨져플레이트와 로터 디퓨져간의 밀봉 부분의 틈새가 커지거나 좁아지지 않고[0002]
항상 동일한 틈새로 유지될 수 있도록 로터리밸브 하부에 조절이 가능하고 외부 환경에 영향을 받지 않는 기계
식 완충 장치를 구비하여 밀봉을 유지함으로써 배기가스 처리 효율 향상시킨 장치에 관한 것이다.
배 경 기 술
각 공정에서 발생하는 휘발성 유기화합물(VOC)이나 유해 가스를 처리하는 방법으로 연소 산화 처리와 생물학적[0003]
처리 방법이 있으나 일반적으로 연소 산화 처리 방법을 사용하고 있다.
연소 산화 처리 방법으로는 축열재를 이용하여 고온(800℃)에서 연소시키거나 축열재나 촉매층을 조합하여 비교[0004]
적 낮은 온도(350℃)에서 연소하는 방법을 사용하고 있다.
이때 연소 처리된 청정공기는 높은 열을 가지고 있으므로 이 폐열을 회수하는 방법으로 일반적인 열교환기를 사[0005]
용하거나 축열재를 이용하여 회수하는 방법이 있는데, 이중에서 축열재를 이용하여 폐열을 회수하면 높은 열의
회수가 가능하여 에너지 비용을 절감할 수 있다.
축열재를 이용한 축열식 연소설비는 열을 축열하는 챔버와 열을 방열하는 챔버로 구성되어 유해가스를 처리하게[0006]
되며 이 유해가스는 방열하는 챔버로부터 열을 받아 처리온도까지 승온 되어 연소실에서 처리되고 처리 후 배출
시 열을 축열하는 챔버에 열을 주고 배출되는 방식으로 축열 챔버와 방열 챔버가 주기적으로 역할이 교체되면서
작동하게 된다.
상기한 바와 같이 축열 챔버와 방열 챔버가 주기적으로 교체되려면 처리해야 할 가스의 풍향을 전환시켜 주는[0007]
밸브가 필요한데 이에는 베드형과 원통형이 있으며 베드형은 한 베드에 급기 밸브와 배기 밸브가 각각 2개 혹은
3개씩 구비되어야만 하는데 이 다수의 밸브는 1∼2분 주기로 열림과 닫힘을 반복해서 변화해야 하므로 수명과
마모와 변형으로 인한 누설의 문제가 있으며 열림과 닫힘으로 변환되는 매순간마다 압력 변동이 발생하여 압력
변동에 민감한 공정에는 큰 문제를 일으킬 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 로터리 밸브를 축열재 연소 설비에서 분리하고 로터리 밸브의 회전부와 고[0008]
정부의 마찰 부분을 없애면서 밀봉을 유지하고 열팽창 및 축소에 의해 로터리 밸브가 회전하면서 풍향 전환시
미처리된 가스가 대기로 배출되지 않도록 하고 밀봉 부분의 틈새가 항상 적정한 간격으로 유지될 수 있도록 열
팽창에 의한 가변량에 따라 완충작용을 통해 자동으로 세팅되게 하고 유해가스가 급기 되고 있던 챔버에 로터리
밸브가 회전하여 풍향 전환시 배기로 바뀌게 되는데 이때 잔류하고 있는 유해가스를 완전히 청소한 후 배기로
바뀔 수 있도록 퍼지시스템을 갖춘 로터리 밸브를 구비하고 있다.
이와 같은 로터리 밸브를 가진 종래의 기술을 도면을 참조하여 살펴보면 아래와 같다. [0009]
도 7a 내지 도 7d는 종래 사각기둥 및 원통형의 연소장치에 수평형 및 수직형 로터리 밸브가 장착된 축열식 연[0010]
소장치의 사시도이고, 도 8a 및 8b는 도 7a의 단면도이고, 도 8c 및 8d는 도 7d의 단면도이고, 도 9는 종래 로
터리밸브의 상부면 평단면구조이다. 이하 종래 기술을 설명시의 번호는 후술될 본 발명에 설명된 도면부호와 상
이할 수 있으므로 관련 도면을 참조하여야 한다.
도시된 바와 같이 종래 로터리밸브를 구비한 구성은 사각 축열재 및 촉매재가 적층 배열되어 장착되도록 축열층[0011]
(10) 및 촉매층(20)을 사각형으로 형성하고, 이 형상에 맞게 외형을 사각기둥 형태로 구성한 도 7a 및 도 7b의
연소장치(1)와 변형예로 부채꼴 축열재 및 촉매재가 적층 배열되어 장착되도록 축열층(10) 및 촉매층(20)을 부
채꼴형으로 형성한 도 7c 및 도 7d의 연소장치(1)가 도시되어 있고, 그 하단부에 설비의 소형화와 배기 가스처
리 효율향상, 보수의 용이성 향상을 위해 분리 조립되는 수직형 또는 수평형 풍향전환장치가 장치된 모습을 가
진다.
보다 자세히 상기 풍향전환장치를 살펴보면 아래와 같다.[0012]
축열식 연소장치(1)의 축열층(10)의 하부에 일측이 설치되어, 1/2은 유해가스 급기를 1/2은 청정공기를 배출하[0013]
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도록 원형으로 다수 배열된 분리유로(110)와;
상기 각각의 분리유로 타측과 연결되며, 외벽(101)과 분리챔버바렐(103)간을 등간격으로 분리한 차단벽(104)과[0014]
내부원주면의 분리챔버바렐(103)에 형성된 분리홀(102)로 구성된 분리챔버(100)와;
상기 분리챔버(100)의 내부에서 회전하는 2단 원통형 구조로 구성되어, 그 내부를 급기 및 배기용으로 구분된[0015]
분리칸막이(210)가 설치되고, 일측단은 둘레부분이 개방 형성하되, 급기 경계면쪽에는 데드죤(250)을, 배기 경
계면 쪽에는 퍼지존(260)을 대칭 형성하며, 타측단은 상기 구분된 분리칸막이를 기준으로 배기쪽 1/2은 원통구
조의 둘레가 개방되어 배기구(221)가 형성되고, 나머지 급기쪽 1/2은 원통구조의 원판쪽이 개방되어 급기구
(222)가 형성된 밸브급기 케이스(211)로 구성되고, 이러한 구성에 회전력을 제공하도록 축방향으로 관통하여 일
측에 연결된 동력장치(500)에 의하여 일정속도로 회전력을 제공하는 동력축(310)과; 이 동력축을 감싸고 일측단
에는 퍼지에어홀(401)과 타측단 퍼지존(260)에는 퍼지에어 토출구(403)가 형성된 비동력축(300)을 포함하는 로
터리밸브(200)와;
상기 로터리 밸브를 감싸고, 급기 덕트(1a)가 형성된 급기챔버(2), 배기 덕트(1b)가 형성된 배기챔버(3), 퍼지[0016]
에어급기 덕트(400)가 형성된 퍼지챔버(4)로 구성된 챔버부로 구성된다.
또한 로터리 밸브(200)의 일측단 둘레부분이 개방 형성된 부분에 등간격으로 등간격칸막이(212)를 배분하여 형[0017]
성되었고, 상기 로터리밸브(200)의 밸브 배기케이스(211) 양측단 또는 좌,우측 그리고 밸브 등간격칸막이(212)
의 일측 또는 좌측 원주면에는 누설 방지용 FCDPR SEAL(215)을 형성하여 챔버부를 밀봉하였으며, 상기 데드존
(250)에는 데드존블럭(251)을 형성하고 CR SEAL(252)을 구비하여 실링(SEALING)하고, 퍼지존(260)에는 중앙에
형성된 퍼지에어 토출구(403)양측에 퍼지존블럭(261)을 형성하여 CR SEAL(262)을 구비하여 실링(SEALING)토록
구성되어 있다.
하지만 상기와 같은 종래의 축열식연소장치는 상부 연소장치(1)에 격리되어 적층된 축열재에 맞게 급기 및 배기[0018]
를 위해 복잡하게 형성된 다수개의 분리유로(110)가 구비되어야 하고, 이러한 분리유로에 맞게 상기 각각의 분
리유로 타측과 연결되며, 외벽(101)과 분리챔버바렐(103)간을 등간격으로 분리한 차단벽(104)과 내부원주면의
분리챔버바렐(103)에 형성된 분리홀(102)로 구성된 분리챔버(100)가 구비되어야 하고, 또한 분리챔버(100)에서
회전하는 로터리밸브(200)에는 일측단 둘레부분이 개방 형성된 부분에 등간격으로 등간격칸막이(212)가 구비된
로터리밸브(100)를 구비함으로 인해 그 구조가 대단히 복잡하여 설계가 복잡하고, 이러한 구조를 만드는데 드는
부품과 비용이 과다하게 소요된다는 문제점이 있다.
또한 상기와 같이 구성함으로 인해 로터리밸브는 유해가스의 누설방지 및 급기 및 배기 가스간의 혼합을 막기[0019]
위해 형성된 FCDPR SEAL(215)에서의 미세한 누설이 이루질 수도 있다는 구조적인 문제점이 있다. 즉, 분리 챔버
바렐(103) 및 배기챔버바렐(105)과 접하여 실링하는 FCDPR SEAL(215)에서는 원형가공된 FCDPR SEAL(215)이 진
원을 이루지 않고 장착될 경우 바렐과의 틈새가 생겨 로터리밸브가 회전시 FCDPR SEAL(215)을 기준으로 상하방
향간에 미세하게 급기 및 배기가스가 혼합될 수 있다는 구조적인 문제점이 있다.
또한 종래의 로터리 밸브가 장착된 연소장치는 단순한 밀봉방법으로 인하여 밀봉 부위가 마찰에 의해 마모되거[0020]
나 열팽창으로 인하여 밀봉 부분의 틈새가 커지거나 필요이하로 좁아질 수 있어 틈새가 커질 때는 미처리된 가
스가 청정공기와 혼합되어 대기로 배출되는 양이 많아 환경오염을 일으킬 수 있으며 틈새가 필요이하로 좁아지
면 밀봉부위가 끼임 현상으로 인해 로터리 밸브가 부동되는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해소한 기술로 본 출원인의 선출원건인 대한민국 특허출원 제 10-2009-90138호(명칭: 상부 연[0021]
소장치와 직결되고 열팽창에 의한 간극 변형량을 흡수할 수 있는 분리조립형 로터리 밸브를 구비한 축열식연소
장치)가 있다. 본 출원인의 종래 기술은 연소장치의 하부와 로터리 밸브의 상부간을 직접 면접시켜 로터리 밸브
가 회전토록 구성하되, 회전에 따른 면접부가 열팽창에 의한 가변이 생길때 밀봉부분의 틈새를 통한 미처리된
유해가스의 배출을 막기 위해 퍼지 에어시스템을 구비하고, 면접부간의 원활한 회전을 위해 적정 간극을 유지하
도록 로터리밸브 하부에 벨로즈 실린더를 구비하여 상부방향으로 일정한 압력을 가하도록 한 구성이다. 개략적
으로 주요 구성의 특징을 살펴본다. 이하 종래 기술을 설명시의 번호는 후술될 본 발명에 설명된 도면부호와 상
이할 수 있으므로 관련 도면을 참조하여야 한다.
도시된 바와 같이 본 출원인의 종래 출원에서는 촉매층(20) 및 축열재층(10)이 적층된 연소장치(1)와; 연소장치[0022]
하부에 위치하여 분리조립되도록 설치되어, 풍향을 전환하면서 분리칸막이(210)에 의해 나뉘어진 1/2쪽은 휘발
성 유기 화합물(VOC)이나 폐가스를 급기하고 나머지 1/2쪽은 연소장치에서 배출된 배기가스를 배출하게 구성된
등록특허 10-0983080
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로터리밸브(200)를 포함하여 구성되는 축열식 연소장치에 있어서, 상기 연소장치(1)는 촉매층(20) 및 축열재층
(10)이 적층된 하부에 다수개로 분할된 차단벽(104)을 가지는 분리챔버(100)가 형성되고, 분리챔버 하부에는 차
단벽의 간격에 대응하게 다수개로 분할된 디퓨저 등간격 칸막이(123)를 가지는 디퓨저플레이트(120)가 설치되도
록 구성되고, 상기 로터리밸브(200)는 연소장치(1)의 하부 디퓨저플레이트(120)와 직결되어 회전하고, 디퓨저플
레이트(120)와의 틈새(214)를 밀봉하기 위한 퍼지에어가 토출되는 로터 디퓨저(130)와, 로터리밸브의 하중을 지
지하면서 열팽창에 의한 간극 변형량을 흡수하는 벨로즈 실린더(600);를 포함하여 구성하되, 상기 로터리밸브
(200)의 둘레쪽 배기챔버바렐(105)과 접하는 부분에 배기 또는 급기가스간의 밀봉을 위해 설치된 FCDPR
SEAL(215)에 형성되어 퍼지 공기를 공급하는 미세퍼지관(4021)을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하고 있다.
또한 상기 구성 중 미세퍼지관(4021)은 일측단이 로터리밸브(200)에 설치된 비동력축(300)의 내부 공간에 형성[0023]
된 급기유로(402)에서 분지되고, 타측단은 FCDPR SEAL(215)이 삽입되는 FCDPR SEAL 지지체(216)를 상하부로 나
누고 그 사이에 위치하도록 형성하여 FCDPR SEAL(215)과 이를 지지하는 FCDPR SEAL 지지체(216) 간의 틈새
(214)로 퍼지에어를 토출토록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.
또한 상기 구성 중 미세퍼지관(4021)은 급기유로(402)에서 4개가 원형배열되어 분지되어 구성되도록 구성한 것[0024]
을 특징으로 하고 있다.
또한 상기 구성 중 디퓨저플레이트(120)는 각각의 디퓨저 등간격 칸막이(123) 하부에 퍼지에어가 공급되는 에어[0025]
커튼홈(121)과; 디퓨저플레이트의 둘레면 하부에 원주방향으로 형성된 요철구조의 에어포켓홈(122);이 형성된
것을 특징으로 하는 상부 연소장치와 직결되고 열팽창에 의한 간극 변형량을 흡수할 수 있도록 구성한 것을 특
징으로 하고 있다.
또한 상기 구성 중 디퓨저플레이트(120)는 중심부에 형성된 로터디퓨저홀(125)의 둘레 하부면에는 디퓨저플레[0026]
이트 배플홈(126)이 형성된 것을 특징으로 하는 상부 연소장치와 직결되고 열팽창에 의한 간극 변형량을 흡수할
수 있도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.
또한 상기 구성 중 로터 디퓨저(130)는 배기 경계면에는 데드존(250)을, 급기 경계면에는 퍼지존(260)을 대칭으[0027]
로 형성하고, 나머지 면적은 개방되어 배기 및 급기가 이루어지도록 구성하되, 중심부에는 상기 디퓨저플레이트
(120)의 중심부에 형성된 로터디퓨저홀(125)의 둘레 하부면에 형성된 디퓨저플레이트 배플홈(126)에 삽입되는
로터디퓨저 미세퍼지배플(133)이 돌출형성되고, 둘레부에는 상기 디퓨저플레이트(120)의 둘레면 하부에 원주방
향으로 형성된 요철구조의 에어포켓홈(122)에 삽입되는 로터디퓨저에어포켓 배플(131)이 돌출형성되어, 밀봉역
할 및 퍼지에어의 유로를 이루는 틈새(214)를 형성토록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.
또한 상기 구성 중 로터 디퓨저(130)의 중심부 데드존(250) 구역쪽에는 급기유로(402)의 퍼지에어를 공급받는[0028]
미세퍼지홀(4022)이 형성되도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성된 본 출원인의 선 출원건은 종래 기술의 문제점을 해결하여 축열식연소장치를 구성하는 상부 연[0029]
소장치와 하부 로터리 밸브가 직접 면접되게 구성됨으로 인해 장치구성이 간단하여 설계 및 조립이 간단하다는
장점과, 이로 인해 축열식 연소장치의 수리가 간단하고 제조단가가 획기적으로 저감된다는 장점과, 또한 로터리
밸브의 회전에 의해 연속적으로 유해가스의 급기가 이루어지고 유해가스를 완전 연소시켜 청정 공기로 처리되며
또한 처리 과정에서 잔류하고 있는 유해가스를 퍼지 에어시스템을 이용하여 처리함으로써 유해가스가 대기중으
로 배기될 수 없도록 하여 환경오염을 예방한다는 장점과, 또한 연소장치의 하부와 로터리 밸브의 상부간을 직
접 면접시켜 회전시 면접부가 열팽창에 의한 가변이 생길때 밀봉부분의 틈새를 통한 미처리된 유해가스의 배출
을 막기 위한 퍼지 에어시스템을 구비함으로써 대기오염을 현저하게 줄였다는 장점과, 또한 분리식 로터리밸브
의 회전에 따른 FCDPR SEAL에서의 상하방향간 미세 누설로 인한 미처리된 유해 폐가스의 대기 방출로 인한 환경
오염을 방지하기 위한 미세 퍼지수단을 구비하였다는 장점과, 또한 연소장치의 하부와 로터리 밸브의 상부간을
직접 면접시 원활한 회전을 위해 적정 간극을 유지하도록 로터리밸브 하부에 벨로즈 실린더를 구비하여 상부방
향으로 일정한 압력을 가하도록 구성함으로써 밀봉력을 높임과 동시에 로터리밸브의 내구성을 증대시켰다는 장
점과, 또한 상기 로터리 밸브에 의해 풍향이 전환됨으로써 축열층을 일정한 온도로 유지시키며 급기 되는 유해
가스를 예열시켜, 방열층을 통과한 가스를 완전 연소시키게 되며, 축열층은 연소가스의 폐열을 흡수하여 축열된
상태로 새로 급기되는 유해가스에 축열된 열을 이용함으로써 에너지 비용을 절감한다는 장점을 가진다.
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하지만 본 출원인의 종래 선 출원건은 상기와 같은 많은 장점에도 불구하고, 아래와 같은 문제점이 있다.[0030]
즉, 상기한 로터리 밸브(200)의 주요 구성품인 디퓨져 플레이트(120)는 밀봉 역할을 하는 매우 중요한 부분으로[0031]
서 정밀하게 가공하기 위해 특수재질인 특수주철을 사용하여 주물가공함으로 인해 제작 및 가공 공정이 복잡하
고 수일의 제조시간이 필요하고, 대형 중량의 가공품으로 재료비가 많이 소요되고, 이를 가공하는 기계가 한정
된 가공 기계로 인해 가격이 고가이고 원가의 대부분을 차지하고 있어 저가로 양질의 제품을 고객에게 제공하지
못하는 문제점이 있다.
구체적으로, 디퓨져 플레이트의 밀봉 부분과 경계면에는 급기와 배기의 유로가 상존하고 또한 데드존(DEAD[0032]
ZONE)과 퍼지존(PURGE ZONE)을 구비하여 밀봉하는 중요 부분으로써 정밀하게 가공하여 조립해야 하는 정밀성이
요구되는 부분으로 정밀성이 요구됨과 더불어 제작 및 가공 공정이 복잡하고 대형 가공품으로 한정된 가공 기계
로 인해 가격이 고가이고 원가의 대부분을 차지하고 있으며 납기 또한 장기간 소요되는 문제가 있다. 즉, 디퓨
져 플레이트(DIFFUSER PLATE)는 하부에 위치하는 로터 디퓨져(ROTOR DIFFUSER)와 맞물려 적당한 간격을 유지하
면서도 밀봉 역할을 동시에 해야 하지만 그 재질이 열팽창이나 열에 의한 휨, 고정 불량으로 인한 휨, 이물질
혼입 등 외부 요인으로 인해 마찰되면서 회전할 때는 미끄럼성과 내마모성을 증대하기 위하여 특수재질로 이루
어져야 하므로 필요 이상으로 두껍게 제작해야 하기 때문에 원가 상승의 요인이 된다.
또한 종래 디퓨져 플레이트(DIFFUSER PLATE)는 밀봉 구조가 간단하여 연소장치 하부와의 결합시 간단한 가스켓[0033]
등을 삽입후 볼트 체결함으로 인해 일측에서 결합후 타측 조립에서는 들뜸현상이나 휨 현상이 발생하여 미세 틈
새가 발생하여 유해가스의 누설이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
또한 로터리 밸브가 열팽창에 의해 길이가 가변되거나 끼임으로써 로터리 밸브가 부동되는 요인과 마모로 인해[0034]
틈새가 커져서 미처리 가스가 그대로 배출되는 문제를 해결하기 위해 가변량을 흡수하고 보완해 줄 수 있는 공
기압으로 조정되는 완충 장치 및 벨로우즈실린더(600)를 사용하여 항상 밀봉 개소가 적정한 간격으로 유지될 수
있도록 구비하였는데 이러한 벨로우즈실린더(600)를 공기압으로 적정한 압력을 유지하기 위해서는 공기압을 제
어할 수 있는 장치를 구비해야 하므로 원가상승의 요인이 되고, 반드시 공기압 발생 장치가 있어야 한다는 문제
점이 있다. 특히, 대부분의 환경 설비가 건물 외부에 설치되는 관계로 동절기에는 공기(공정 에어)가 결빙되어
작동이 불량하거나 부동의 요인이 되는 단점이 있다.
즉, 대부분의 환경 설비는 건물 외부 또는 건물에서 멀리 떨어진 장소에 설치되는 관계로 공정 에어가 없는 경[0035]
우가 많은데 별도의 공정 에어가 결빙되어 부동되는 경우가 빈번하고 공정 에어가 정상으로 공급되고 있더라도
외부 온도에 따라서 공정 에어의 압력이 차이가 나기 때문에 작동이 불량하게 된다. 이를테면 온도가 높으면 공
기가 팽창하고 낮으면 반대로 수축하기 때문에 압력의 차이가 발생하게 되는 것이다. 이와 같이 원가 상승의 요
인과 유지 보수 사항이 많아지고, 부동 요인, 작동 불량 등의 구조적인 문제점이 상존하고 있다.
발명의 내용
해결하려는 과제
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 로터리밸브를 포함하여 구성된 축열식 연속장치에 있어[0036]
서, 연소장치 하부에 설치되어 로터리밸브와의 간극을 유지하는 디퓨져 플레이트를 제작단가가 낮으면서도 가공
성이 좋은 일반 금속재질로 하여 유해가스 누설 방지용 밀봉구조를 개선하고, 그 하부에 위치하여 회전하는 로
터디퓨져를 특수금속재질로 가공하여 분할형으로 로터리밸브 상부 로터에 설치하여 열 변형없이 정밀한 간극 유
지 및 밀봉이 유지도록 한 축열식 연소장치를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상부연소장치와 로터리밸브간의 밀봉을 위한 간극 틈새가 동절기 결빙 등과 같은[0037]
외부환경에 영향을 받지 않고 항시 균일하게 조정할 수 있는 기계식 완충 장치를 더 포함하여 구성함으로써 간
극 조정 등의 작동이 용이하게 한 축열식 연소장치를 제공하는 데 있다.
과제의 해결 수단
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 촉매 및 축열재층,[0038]
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연소실, 분리챔버를 포함하여 구성된 연소장치와; 로터리밸브와; 로터리밸브를 회전시키는 동력장치;를 포함하
여 휘발성 유기화합물(VOC) 유해가스를 처리하는 축열식 연소장치에 있어서,
상기 분리챔버의 하부에 체결되어, 등간격으로 분리된 분리챔버의 하부와 접촉 밀봉되는 씰링플레이트와, 삽입[0039]
된 씰링플레이트를 완충력을 가지면서 밀봉 고정하는 씰링재가 충전되도록 홈가공된 씰링홀을 구비한 디퓨져플
레이트와;
디퓨져플레이트의 하부에 위치하여 회전하며, 데드존과 퍼지존이 형성된 영역을 경계로 급기와 배기 유로가 나[0040]
뉘어지고, 퍼지에어를 토출하는 다수개의 에어커튼홀 및 에어포켓이 천공되어 형성된 분할형 로터디퓨져와;
로터리밸브의 상부에 형성되어 체결된 분할형 로터디퓨져에 퍼지에어를 토출하는 다수개의 미세퍼지홀이 형성되[0041]
고, 미세퍼지홀로 퍼지에어를 공급하는 로터유로 공간이 형성된 로터;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는
분할형 로터 디퓨져가 설치된 로터리밸브를 구비한 축열식 연소장치를 제공함으로써 달성된다.
또한 본 발명은 상기 로터리밸브를 회전시키는 동력축의 하부 동력축베어링부에 설치되어 디퓨져플레이트와 로[0042]
터디퓨저간의 간극 및 하중을 압축코일 스프링 및 조정볼트를 이용하여 조절토록 구성된 기계식 완충 장치;를
더 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 기계식 완충 장치가 상부 완충장치 써포트에 설치된 고정너트가 동력축베어링부와 고정되[0043]
고, 상부 및 하부 완충장치 써포트 사이에 설치된 압축코일 스프링을 다수개 구비하여 상부로부터의 하중을 일
정한 탄성력을 가지면서 지지토록 구성되고, 하부 완충장치 써포트를 지지하도록 고정대에 설치된 조정볼트가
회전되어 밀봉 간격을 조정토록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 디퓨져플레이트가 기계구조용 탄소강으로 이루어진 것을 특징으로 한다.[0044]
또한 본 발명은 상기 디퓨져플레이트의 씰링플레이트가 설치된 외곽 둘레 방향으로 다수개의 볼트홀이 형성되어[0045]
볼트 체결에 의해 상부에 위치한 분리챔버의 하부면과 고정토록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 씰링플레이트의 형상이 디퓨져플레이트의 씰링홀형상에 따라 일체로 가공된 구조를 특징으[0046]
로 한다.
또한 본 발명은 상기 씰링홀이 디퓨져플레이트에 방사상으로 형성된 분리벽, 로터의 회전축이 삽입되는 삽입구[0047]
및 테두리가 연통되게 홈가공되어 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 로터디퓨져가 중앙부에 로터의 회전축이 삽입되는 삽입구가 형성되고, 데드존 및 퍼지존[0048]
각각의 경계부에는 삽입구 방향으로 장공의 에어커튼홀이 형성되고, 테두리에는 원주 둘레 방향으로 장공으로
이루어진 다수개의 에어포켓 및 로터와 체결되는 조립볼트가 삽입되는 다수개의 조립홀이 형성된 것을 특징으로
한다.
또한 본 발명은 상기 로터디퓨져가 칠드주철, 구상흑연주철, 미이하나이트 중에서 선택된 어느 하나의 특수주철[0049]
로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 로터유로가 미세퍼지홀이 형성된 곳을 따라 형성된 것을 특징으로 한다.[0050]
발명의 효과
상기와 같은 본 발명은 로터리 밸브의 회전시 개선된 디퓨져 플레이트의 밀봉구조로 인해 항시 밀봉을 유지한[0051]
상태로 연소장치와 결합되어 있고, 또한 디퓨져 플레이트 하부에 위치한 로터디퓨져가 특수재질로 이루어져 변
형이 적음으로 인해 균일한 회전이 이루어지면서 연속적으로 유해가스의 급기가 이루어지고 연소장치 내에서 완
전 연소후 청정공기로 처리되어 배출하므로 환경오염을 예방한다는 장점과,
또한, 디퓨져플레이트의 재질을 고가의 특수재질로 하지 않고, 저렴한 일반 재질의 금속으로 하여 제조함으로써[0052]
종래와 같이 많은량의 특수재질 금속이 사용되질 않아 대형 가공기계 및 가공방법이 정해진 가공 기계에 의존하
였던 것을 범용 가공 기계에서 다양한 형상을 가진 밀봉구조가 가공될수 있고, 또한 로터디퓨져에 사용되는 특
수재질 금속의 양이 많지 않아 대형 가공기계에서의 제조시간이 수일에서 하루정도로 줄수 있어 재료비 및 제조
단가를 획기적으로 낮출 수 있다는 장점과,
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또한 디퓨져플레이트의 설치시 무게가 가벼워 조립시 설치 및 간극조정이 용이하고, 설치후의 유지 보수가 용이[0053]
하다는 장점과,
또한 특수재질로 이루어진 로터디퓨져가 로터리밸브 상부에 설치됨으로 인해 이 역시 유지 보수가 용이하다는[0054]
장점과,
또한 로터리밸브 하부에 기계식 완충 장치를 장치함으로써 축열식 연소장치 가동시 발생하는 열팽창, 축소에 의[0055]
해 가변되거나 마모되더라도 밀봉 개소가 항상 적정한 간격을 유지할 수 있다는 장점을 가진 유용한 발명으로
산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 로터리 밸브가 축열식 연소 설비에 장착된 모양을 도시한 사시도이고, [0056]
도 2a는 도 1의 A-A' 단면을 도시한 단면도이고,
도 2b는 도 1의 B-B' 단면을 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 디퓨져플레이트, 분할형 로터 디퓨져 및 로터를 보인 분해 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 디퓨져플레이트, 분할형 로터 디퓨져 및 로터의 결합단면도 및 평면도이고,
도 5는 본 발명 로터리 밸브의 밀봉 구조를 보인 단면도이고,
도 6은 본 발명 로터리 밸브의 열팽창 완충장치를 도시한 단면도이고,
도 7a 내지 도 7d는 종래 사각기둥 및 원통형의 연소장치에 수평형 및 수직형 로터리 밸브가 장착된 축열식 연
소장치의 사시도이고,
도 8a 및 8b는 도 7a의 단면도이고,
도 8c 및 8d는 도 7d의 단면도이고,
도 9는 종래 로터리밸브의 상부면 평단면구조이고,
도 10은 종래 본 출원인이 출원한 축열식 연소장치의 분리사시도이고,
도 11은 본 출원인이 출원한 로터리밸브의 사시도이고,
도 12는 도 10의 A-A' 단면을 도시한 단면도이고,
도 13은 도 10의 B-B' 단면을 도시한 단면도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명[0057]
을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수
있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 로터리 밸브가 축열식 연소 설비에 장착된 모양을 도시한 사시도이고, 도 2a는 도 1의 A-A'[0058]
단면을 도시한 단면도이고, 도 2b는 도 1의 B-B' 단면을 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 로터리밸브를 구비한 축열식연소장치는 기본 구성은 제조공정에서 발생하는[0059]
휘발성 유기화합물(VOC) 유해가스를 처리하도록 촉매 및 축열재층(10)과, 촉매 및 축열재층(10)을 지난 유해가
스가 연소되는 연소실(20)과, 로터리밸브(100)로부터 유해가스를 공급받거나 청정가스를 배기시키도록 등간격으
로 분리된 분리챔버(30)를 포함하여 구성된 연소장치(1)와; 연소장치(1)의 하부에 위치하여 회전하면서 풍향을
분리 전환시키는 로터리밸브(100)와; 이 로터리밸브를 회전시키는 동력원을 제공하는 동력장치(500);를 포함하
여 구성되는 축열식 연소장치를 그 기본 구성으로 한다.
또한 상기 한 실시예에 따라 도시된 상기 촉매 및 축열재(10)는 적층 구조가 부채꼴 모양의 챔버에 적층되고 연[0060]
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소장치(1)의 외형은 원통형 형태로 구성된다. 물론 이는 한실시예일 뿐 적층구조는 사각형태로 할수도 있고, 사
각형태로 촉매 및 축열재(10)를 구성시 연소장치의 외형은 사각형태를 이루게 된다.
상기 연소장치에는 급기 및 배기가 번갈아 전환되도록 8~12개의 분리벽으로 형성된 분리챔버(30)에 열팽창에 의[0061]
한 가변량을 흡수 또는 보완해 줄 수 있는 완충장치를 구비한 로터리밸브(100)가 밀봉이 유지되도록 조립하여
급기의 유해 가스와 배기의 처리된 청정 공기가 혼합되어 대기로 배출되지 않도록 구성된다.
상기와 같은 구성을 가진 로터리밸브형 축열식 연소장치의 기본 작동 원리는 급기덕트(2)에서 공급된 휘발성[0062]
유기화합물(VOC) 유해가스가 급기챔버(3)로 유입된 후, 분리칸막이(210) 및 차단벽(150)에 의해 데드존(250)과
퍼지존(260)으로 격리 구성되어 유해가스 공급과 처리된 청정 가스를 처리토록 회전하는 로터리밸브(100)를 통
해 도시된 화살표와 같이 촉매 및 축열재층(10)을 거쳐 상승후 연소실(20)에서 고온(800℃정도)으로 연소후 화
살표와 같이 하당하여 다시 로터리밸브의 일측에 형성된 개방공간을 통해 배기챔버(5)에 모인 후 배기덕트(4)를
통해 대기중으로 배출하는 구성을 가진다.
또한 퍼지에어급기구(400)를 통해 유입된 퍼지용 신선 공기는 퍼지챔버(6)에 모인 후 동력축 상부에 연동되게[0063]
설치된 공급파이프(402)를 통해 공급되면서 미세퍼지관(4021) 및 미세퍼지홀(4022)를 통해 로터리밸브의 둘레방
향 및 로터리밸브의 상부방향의 누설가스가 발생하지 않도록 퍼지하게 된다.
기타 로터리밸브형 축열식 연소장치의 기본 구성은 종래의 로터리밸브형 축열식 연소장치를 참조하면 되므로 중[0064]
복 설명은 생략한다.
이하 도 3 내지 5를 통해 보다 상세하게 본 발명의 주요구성을 설명한다.[0065]
도 3은 본 발명에 따른 디퓨져플레이트, 분할형 로터 디퓨져 및 로터를 보인 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명[0066]
에 따른 디퓨져플레이트, 분할형 로터 디퓨져 및 로터의 결합단면도 및 평면도이고, 도 5는 본 발명 로터리 밸
브의 밀봉 구조를 보인 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명은 상부 연소장치(1)에 내장된 촉매 및 축열재층(10)의 하부에 설치된 분리챔버(30)의[0067]
하부에 위치하여 연소장치 하부와 결합되고, 종래에 통상적으로 사용되던 가스켓에 의한 상하 밀봉 구조 대신에
균일하지 않은 면상에 설치되어 불균일한 틈새를 가지더라도 완충력을 가지면서 조절되어 균일한 밀봉력을 발휘
하는 씰링플레이트를 구비한 개선된 밀봉구조로 이루어지고, 그 재질이 일반 금속재질로 이루어져 가공성이 높
은 디퓨져플레이트(110)와;
디퓨져플레이트(110)의 하부에서 회전하도록 로터리밸브(100)에 장치된 분할형 로터디퓨져(131)와;[0068]
분할형 로터디퓨져(131)가 결합되는 로터리밸브(100)의 상부에 형성된 로터(130);로 구성된다. [0069]
로터디퓨져(131)와 로터(130)는 퍼지에어가 공급되는 구조가 형성되어 있다. 또한 로터디퓨져(131)의 재질은 얇[0070]
게 가공된 특수금속 재질로 구성하여 변형이 생기지 않도록 하여 정밀한 간극을 유지함과 동시에 밀봉을 유지토
록 구성되어 있다.
이하 본 발명에서 말하는 특수 재질 금속은 칠드주철, 구상흑연주철, 미이하나이트 중에서 선택된 어느 하나의[0071]
특수주철을 말한다. 또한 칠드주철, 구상흑연주철, 미이하나이트의 구체적인 하위 종류는 필요에 따라 선택하면
된다. 이와 같은 특수주철을 사용한 이유는 열 변형율이 적고 내마모성이 좋아 지속적인 회전운전시에도 축열식
연소장치의 안정적인 조업이 가능하기 때문이다.
또한 본 발명에서 말하는 일반 재질 금속은 기계구조용 탄소강을 말한다. 이와 같은 기계구조용 탄소강을 사용[0072]
하면 본 발명에 따른 디퓨져플레이트의 밀봉 구조와 같은 형상을 가공하기가 쉽고, 보다 경량이기 때문이다.
상기 디퓨져플레이트(110)와 로터디퓨져(131)는 휘발성 유기화합물(VOC)이나 유해 가스를 공급하고 배기하는 연[0073]
소장치와 로터리밸브간의 경계 부분으로 로터리밸브의 회전으로 급기와 배기가스가 전환될때 누설가스를 발생하
지 않도록 균일한 간극을 유지하면서 간극을 유지하는 것이 핵심이다. 따라서 상기 로터리 밸브(100)의 로터
(130)에 설치된 로터디퓨져(131)와 이와 일정 간극 틈새를 가지면서 면접하는 디퓨져 플레이트(DIFFUSER
PLATE)(110)는 항시 균일한 간극을 유지하면서 밀봉 역할을 해야 한다.
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즉, 디퓨져플레이트(110)와 연소장치(1)간의 결합부분 밀봉구조 그리고 로터디퓨져(131)와 디퓨져플레이트(11[0074]
0)간의 간극에서의 누설 가스를 막는 균일한 간극유지와 퍼지공기에 의한 밀봉구조는 대형 축열식 연소장치에서
가장 중요한 부분으로 이러한 미세 틈새의 누설을 막는 밀봉 구조 및 미세 간극을 유지하기 위한 구조가 로터리
밸브 타입 축열식연소장치에서 가장 중요한 구성요소이다.
구체적으로 로터 디퓨져(ROTOR DIFFUSER)(131)와 디퓨져 플레이트(DIFFUSER PLATE)(110)의 밀봉 부분과 경계면[0075]
에는 급기와 배기의 유로가 상존하고 또한 데드존(DEAD ZONE)(250)과 퍼지존(PURGE ZONE)(260)을 구비하여 밀봉
하는 중요 부분으로써 정밀하게 가공하여 조립해야 하는 정밀성이 요구되는 부분이다.
또한 서로 맞물려 적당한 간격을 유지하면서 밀봉 역할을 하지만 열팽창이나 열에 의한 휨, 고정 불량으로 인한[0076]
휨, 이물질 혼입 등 외부 요인으로 인해 마찰되면서 회전할 때는 미끄럼성과 내마모성을 증대하기 위하여 디퓨
져플레이트(110)에는 일반 재질의 금속을 로터 디퓨져(ROTOR DIFFUSER)(131)에는 특수재질 금속을 사용했다. 종
래 본 출원인의 선출원건에서는 디퓨져플레이트(110)에는 특수재질을 로터 디퓨져(ROTOR DIFFUSER)(131)에는 일
반재질을 사용했지만 밀봉구조 가공성의 문제로 인해 본 발명에서는 반대로 가공성이 높은 일반재질로 디퓨져플
레이트의 밀봉구조를 정밀하게 가공했고, 로터 디퓨져(ROTOR DIFFUSER)(131)는 특수재질로 구성하고 그 두께를
얇게 형성하여 가공단가를 낮추었다.
상기 디퓨져플레이트(110)는 재질을 일반 재질로 변경하고 종래에는 불비 되어 있던 열에 의한 휨 현상, 고정[0077]
불량으로 인한 휨 현상 등 외부 요인에 의한 문제를 해소 할 수 있도록 분리챔버(30) 하부와 접하는 씰링플레이
트(SEALING PLATE, 31)를 구비하고, 이 씰링플레이트(31)가 삽입되는 씰링홀(113)을 형성하였다.
또한 씰링홀(113)에는 씰링플레이트(31) 하부 일부가 잠겨 완충력을 가지면서 접착 고정되도록, 부드럽고 고온[0078]
에 견딜 수 있는 재질의 씰링재(또는 SGB SEAL)(32)를 충전 함으로써 외부 요인에 대해 영향을 받지 않으면서
목적하는 밀봉을 유지 하도록 하였다. 여기서 실링재는 부드럽고 고온에 견딜 수 있는 재질이면 어떤 실링재라
도 상관없다.
씰링플레이트(31)의 형상은 디퓨져플레이트(110)의 씰링홀(113) 형상에 따라 일체로 가공된 구조로 이루어진다.[0079]
디퓨져플레이트(110)의 씰링홀(113)은 분리챔버(30)에 형성되어 급기 및 배기가 번갈아 전환되도록 방사상으로[0080]
형성된 8~12개의 분리벽에 대응하는 형상을 가지도록 다수개의 방사상으로 형성된 디퓨져플레이트(110)의 분리
벽(116), 하부에 위치한 로터(130)의 회전축(118)이 삽입되는 삽입구(119) 및 테두리에 연통되게 홈가공되어 형
성된다.
일체로 디퓨져플레이트(110)의 씰링홀(113)에 삽입된다. 이와 같이 일체로 씰링홀에 삽입됨으로써 미세간극을[0081]
통한 누설 가스를 원척적으로 막게 된다.
그 이유는 종래 카스켓이 원판형으로 이루어져 연소장치 하부에 형성된 분리챔버(30)의 하부면과 디퓨져플레이[0082]
트(110)의 가공면이 조립에 따른 오차로 일부면이 들뜨게 될 경우 미세한 틈새가 생겨 누설 가스가 외부로 배출
되는 문제가 생기지만 본원발명에 따른 씰링플레이트는 수직방향으로 분리챔버(30)와 디퓨져플레이트(110)가 이
루는 틈새 간격보다 높게 일정 높이를 가지도록 형성함으로써 틈새의 유격을 충분히 밀봉할 수 있고, 방사상으
로 형성된 씰링홀(113) 형상에 대응하게 일체로 형성됨으로 인해 다중 밀봉 역할을 할 수 있기 때문이다.
더욱이 씰링홀(113) 하부에는 씰링재(또는 SGB SEAL)(32)가 충전되어 분리챔버(30) 하부면에 디퓨져플레이트[0083]
(110)를 강하게 조립하여 씰링플레이트(31)에 압축력이 가해지면 씰링재(또는 SGB SEAL)(32)가 이를 완충할 수
있어서, 분리챔버(30) 하부면에 디퓨져플레이트(110) 간에는 더더욱 틈새가 없어지게 된다.
이와 같은 밀봉이 가능한 이유는 종래와 같이 특수재질 금속을 사용하지 않고 가공성이 좋은 일반재질의 금속을[0084]
사용함으로써 복잡한 밀봉 구조를 설계하여 가공할 수 있기 때문이다.
또한 디퓨져플레이트(110)는 씰링플레이트(31)가 설치된 외곽 둘레 방향으로 다수개의 볼트홀(114)이 형성되어[0085]
볼트(115) 체결에 의해 상부에 위치한 분리챔버(30)의 하부면에 디퓨져플레이트(110)를 고정토록 구성하였다.
이와 같은 볼트홀(114)을 통해 볼트(115) 체결에 의해 디퓨져플레이트(110)를 분리챔버(30)의 하부면에 한번만[0086]
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고정하면 특별한 일이 없는 한 간극조정이나 밀봉을 위해 조정할 필요가 없게 된다.
즉, 예전에는 가스켓이 디퓨져플레이트(110)와 분리챔버(30) 사이 면이 불균일하게 조립되거나 축열식 연소장치[0087]
하부에서 회전하는 로터리밸브의 작동에 따라 유격이 발생하면 이를 조정해야 정상적인 작동이 이루어지지만 본
발명은 씰링플레이트(31) 및 씰링재(32)에 의해 이와 같은 유격이 조정되기 때문이다.
상기 분할형으로 구성된 로터 디퓨져(ROTOR DIFFUSER)(131)는 디퓨져 플레이트(DIFFUSER PLATE)(110)의 재질이[0088]
일반 금속으로 변경됨으로 인해 마찰되면서 회전할 때 미끄럼성이 저하되는 문제가 발생할 수 있으므로 이를 해
소하고자 미끄럼성과 내마모성을 증대하기 위하여 특수 재질로 제작하여 로터(130)에 조립식으로 개선하여 외부
요인에 의한 휨 현상을 해소하였다. 즉, 로터 디퓨져(ROTOR DIFFUSER)(131)와 디퓨져 플레이트(DIFFUSER
PLATE)(110)는 간극인 미세한 틈새(214)를 가지는데 회전에 의해 접촉하면서 휨 현상등이 발생하여 미끄럼성이
저하되거나 마모가 커져 회전성이 저하될 수 있는데 이러한 문제점을 해소하게 된다.
또한 원판형상에 다수의 천공부가 가공되어 이루어진 로터 디퓨져(ROTOR DIFFUSER)의 일부 각도 구간 면적을 제[0089]
거하여 로터 디퓨져(ROTOR DIFFUSER)의 작동에 필요 없는 부분을 생략하였는데 이로 인해 필요 없는 소재의 사
용과 가공 공정을 소형화하고 단순화 하였다. 이처럼 불필요한 구조의 생략에 따라 대형 가공기계 및 가공방법
이 정해진 가공 기계에 의존하였던 것을 범용 가공 기계에서 가능하도록 다양화함으로써 원가 절감과 납기
단축, 유지 보수의 용이성을 증대시켰다.
상세하게 로터 디퓨져(ROTOR DIFFUSER)(131)의 구조를 설명하면 그 하부에 위치하여 결합되는 로터(130)의 중앙[0090]
부에 돌출된 회전축(118)에 삽입되는 삽입구(117)가 형성되어 있고, 삽입구(117)를 중심으로 대칭되게 데드존
(250) 및 퍼지존(260)이 일정각도의 구간을 가진 부채꼴 형상으로 형성되어 있다.
또한 데드존(250) 및 퍼지존(260)이 형성되지 않은 일측 부분은 테두리만 남긴채 개방된 구조로 구성하여 공급[0091]
된 유해가스가 상승되는 금기유로로 사용되도록 구성하였고, 타측은 전술한 바와 같이 필요없는 부분을 제거하
여 빈공간부로 남겨 두었다. 이 빈공간부는 유해가스가 연소실에서 연소되어 청정공기가 배출되는 배기유로 공
간으로 사용된다.
이때 데드존(250) 및 퍼지존(260) 각각의 경계부에는 삽입구 방향으로 장공의 에어커튼홀(111)이 형성되어 퍼지[0092]
에어가 토출되도록 구성하여 데드존(250) 및 퍼지존(260) 영역을 통해 유해가스가 타 영역으로 누설되어 섞이는
것을 방지하였다.
또한 로터 디퓨져(ROTOR DIFFUSER)(131)의 테두리에는 원주 둘레 방향으로 장공으로 이루어진 다수개의 에어포[0093]
켓(112)이 형성되어 테두리 부분을 통해 유해가스가 타 영역으로 누설되어 섞이는 것을 방지하였다.
또한 로터 디퓨져(ROTOR DIFFUSER)(131)의 테두리에는 에어포켓(112)과 겹치지 않게 다수개의 조립홀(1102)이[0094]
형성되어 그 하부에 위치한 로터(ROTOR)(130)의 동일 위치에 형성된 조립홀(1103)간을 관통하는 조립볼트(110
1)에 의해 서로간을 체결함으로써 로터 디퓨져(ROTOR DIFFUSER)(131)를 로터(ROTOR)(130)에 고정토록 구성하였
다.
상기 로터(ROTOR)(130)는 로터리밸브(100)의 상부에 형성된 구조로 기본 형상은 분할형으로 구성된 로터 디퓨져[0095]
(ROTOR DIFFUSER)(131)가 장치되도록 동일한 형태를 가진다. 즉 로터 디퓨져(ROTOR DIFFUSER)(131)에 형성된
조립홀(1102)에 대응하는 위치에 조립홀(1103)이 형성된다.
또한 로터(ROTOR)(130)는 내부에 퍼지에어토출구(403)로부터 공급된 퍼지에어를 로터 디퓨져(131)에 천공되어[0096]
형성된 에어커튼홀(111) 및 에어포켓(112)에 공급하도록 퍼지에어가 이동하는 통로공간인 로터유로(132) 공간이
미세퍼지홀(4022)이 형성된 곳을 따라 형성된다. 로터유로(132)에 저장된 퍼지에어는 상부면에 다수개가 형성된
미세퍼지홀(4022)과 연통되어 로터 디퓨져(ROTOR DIFFUSER)(131)에 형성된 에어커튼홀(111) 및 에어포켓(112)에
공급한다. 따라서 미세퍼지홀(4022)의 위치는 개별 에어커튼홀(111) 및 에어포켓(112)이 형성된 위치에 다수개
가 대응하게 형성된다.
도 6은 본 발명 로터리 밸브의 열팽창 완충장치를 도시한 단면도인데, 도시된 바와 같이 상부에 위치한 연소장[0097]
치 및 로터리밸브와의 간격을 유지하는 완충장치(650)가 도시되어 있다.
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본 발명에 따른 스프링을 이용한 기계식 완충장치(650)는 상부에 설치된 로터리 밸브(100)가 열팽창에 의해 길[0098]
이가 가변되거나 끼임으로써 로터리밸브(100)가 부동되는 요인과 마모로 인해 틈새(214)가 커져서 미처리 가스
가 배출되는 문제를 해결하기 위해 가변량을 흡수하여 항상 밀봉 개소가 적정한 간격으로 유지될 수 있도록 구
성한 것이다. 이에 따라 종래 벨로즈타입 완충장치를 사용할때의 문제였던 외부 온도, 공기 압력 차이, 설치
장소 등 외부 환경에 영향을 받지 않으면서도 원가를 절감하고 작동의 단순화를 추구하여 항상 적정한 밀봉 간
격을 유지 할 수 있게 되었다.
기계식 완충 장치(650)의 구성은 상하로 구성된 상부 및 하부 완충장치 써포트(653, 653') 사이에 설치된 압축[0099]
코일 스프링(651)을 다수개 구비하여 상부로부터의 하중을 일정한 탄성력을 가지는 압축코일 스프링(651)이 지
지토록 하고, 상부에 장치된 로터리밸브의 간극 조정은 하부 완충장치 써포트(653')를 지지하도록 고정대(655)
를 관통하여 설치된 조정볼트(652)를 일측 또는 타측으로 회전시켜 적정한 밀봉 간격으로 조정하고 상부 완충장
치 써포트(653)에 설치된 고정너트(654)를 동력축(300) 하부에 설치된 동력축베어링부(301)와 고정하여 간극 조
정된 상태로 하중을 지지토록 하면 된다.
상기 고정대(655)는 내부에 공간부가 있어서 고정대의 상부면을 관통하여 너트로 움직임이 단속되도록 설치된[0100]
조정볼트(652)가 회전에 의해 상하로 승하강 하게 된다. 이때 승강시키면 연소장치와 그 하부에 위치한 로터리
밸브간의 간극이 좁아지게 되고, 하강시키면 간극이 넓어지게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗[0101]
어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한
것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
부호의 설명
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >[0102]
(1) : 연소장치 (2) : 급기덕트
(3) : 급기챔버 (4) : 배기덕트
(5) : 배기챔버 (6) : 퍼지챔버
(10) : 촉매 및 축열재층 (20) : 연소실
(30) : 분리챔버 (31) : 씰링 플레이트
(32) : 씰링재 (100) : 로터리 밸브
(110):디퓨져 플레이트 (111) : 에어 커튼 홀
(112) : 에어포켓 (113) : 씰링 홀
(114) : 볼트홀 (115) : 볼트
(116) : 분리벽 (117, 119) : 삽입구
(118) : 회전축 (120) : 로터리 밸브 하우징
(130) : 로터 (131) 로터 디퓨져(ROTOR DIFFUSER)
(132) : 로터 유로 (150) : 차단벽
(210) : 분리칸막이 (211) : 분리 차단판
(214) : 틈새 (250) : 데드존(DEAD ZONE)
(260) : 퍼지존(PURGE ZONE) (300) : 동력축
(301) : 동력축베어링부 (400) : 퍼지에어 급기구
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(401) : 퍼지 에어홀 (402) : 공급파이프
(403) : 퍼지에어 토출구 (500) : 동력장치
(650) : 완충장치 (651) : 압축코일 스프링
(652) : 조정볼트 (653, 653') 완충장치 써포트
(654) : 고정너트 (655) : 고정대
(1101) : 조립볼트 (1102, 1103) : 조립홀
(4021) :미세 퍼지관 (4022) : 미세 퍼지홀
도면
도면1
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도면2a
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도면2b
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도면3
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도면4
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도면5
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도면6
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도면7a
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도면7b
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도면7c
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도면7d
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도면8a
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도면8b
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도면8c
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도면8d
도면9
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도면10
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도면11
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도면12
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도면13
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