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KR100815601B1 - 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치 - Google Patents

배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치 Download PDF

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KR100815601B1
KR100815601B1 KR1020070105267A KR20070105267A KR100815601B1 KR 100815601 B1 KR100815601 B1 KR 100815601B1 KR 1020070105267 A KR1020070105267 A KR 1020070105267A KR 20070105267 A KR20070105267 A KR 20070105267A KR 100815601 B1 KR100815601 B1 KR 100815601B1
Authority
KR
South Korea
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exhaust gas
gas pipe
plasma reactor
built
reaction chamber
Prior art date
Application number
KR1020070105267A
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English (en)
Inventor
이희영
문희중
임혁
Original Assignee
(주)씨맥스
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Publication date
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Abstract

본 발명은 배기가스관의 내부에 화염이 수평으로 형성되게 하여 화염과 배기가스의 접촉 면적을 확장시켜 배기가스의 산화 효율을 최대로 향상시킴은 물론, 배기가스를 연소에 필요한 2차공기로 사용할 수 있도록 하는 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치에 관한 것으로, 배기가스관의 내부 중앙에 배기가스관과 동일 방향으로 구비되어 있으며 통과되는 배기가스를 2차공기로 이용하여 고온의 화염을 수평으로 생성시켜 통과되는 배기가스의 대기오염물질을 산화 제거하는 플라즈마 반응수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020070105267
배기가스관, 플라즈마 반응기, 처리장치

Description

배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치{The plasma reactor which is built in the exhaust air passage}
본 발명은 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 배기가스관의 내부에 화염이 수평으로 형성되게 하여 화염과 배기가스의 접촉 면적을 확장시켜 배기가스의 산화 효율을 최대로 향상시킴은 물론, 배기가스를 연소에 필요한 2차공기로 사용할 수 있도록 하는 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 플라즈마 반응기를 이용한 배기가스 처리장치는, 공장의 배기가스에 포함되어 있는 지구 온난화 및 오존층 파괴물질인 휘발성 유기화합물(VOC), 과불화물(PFC), 염화불화탄소(CFC) 등을 산화 처리하거나, 자동차 배기가스에 포함되어 있는 입자상물질(PM)을 처리하는데 사용되는 것이다.
즉 통상적으로 알려진 플라즈마 반응기는 섭씨 3000도 이상의 고온의 열을 이용하여 배기가스에 포함된 휘발성 유기화합물, 과불화물, 염화불화탄소, 입자상물질 등(이하, 편의상 총칭하여 "대기오염물질"이라 칭함)을 연소시켜 처리하는 장치이다.
이에, 본 발명은 종래의 플라즈마 반응기를 이용한 배기가스 처리장치를 개량한 것으로, 먼저 종래의 플라즈마 반응기를 이용한 배기가스 처리장치를 설명하면 다음과 같다.
도 7은 종래의 배기가스 처리장치를 나타낸 것으로, 종래의 플라즈마 반응기를 이용한 배기가스 처리장치(이하, "배기가스 처리장치"라 한다.)는, 공장이나 차량의 배기가스관(10)의 하부에 직각으로 구비되는 플라즈마 반응기(20)를 포함하는 것이다.
즉 종래의 배기가스 장치는, 플라즈마 반응기를 배기가스관(10)에 대하여 수직으로 장착하여 화염이 배기가스관(10)의 내부에서 수직으로 생성되게 함으로써, 배기가스관(10)의 내부를 통과하는 배기가스를 산화 처리하도록 구비되어 있는 것이다.
그런데, 상기와 같이 구성된 종래의 배기가스 처리장치를 사용할 경우에는 다음과 같은 문제점이 발생된다.
먼저, 플라즈마 반응기가 배기가스관의 외부에 돌출되게 구비됨으로써 플라즈마 반응기가 외부에 노출되어 있다.
그러므로 동절기에 외부 온도의 영향으로 인하여 플라즈마 반응기에 공급되는 연료의 온도가 급격히 떨어져 기화성능이 저하됨으로써, 초기 착화의 불량현상과 화염의 불완전 연소가 빈번하게 발생되는 문제점을 가지고 있었다.
또한 혼합공기 또는 연소에 필요한 2차공기의 온도가 낮아짐에 따라서, 초기착화의 불량 현상이 발생되고 화염의 불완전 연소가 발생되는 문제점도 가지고 있 었다.
또 플라즈마 반응기가 수직으로 구비되어 화염의 상부측만을 이용하여 배기가스를 산화시킴으로써, 화염과 배기가스의 접촉 면적이 작아 배기가스의 산화효율이 저하되는 문제점도 가지고 있었다.
또 배기가스관의 하부로 플라즈마 반응기가 돌출되어 있음에 따라서, 바람 또는 강우 등으로 인하여 플라즈마 반응기가 쉽게 손상되는 문제점도 가지고 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 발명된 것으로, 플라즈마 반응기를 배기가스관의 내부에 수평으로 구비하여 화염이 수평으로 형성되게 함으로써, 화염과 배기가스의 접촉 면적을 확장시킴에 따라 배기가스의 산화 효율을 최대로 향상시킬 수 있도록 하는 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 배기가스관을 통과하는 고온의 배기가스를 연소에 필요한 2차 공기로 이용함으로써, 초기착화의 불량을 방지하고 연료의 기화 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 목적도 있다.
또 반응챔버로 유입되는 배기가스와 혼합연료의 혼합 효율을 향상시켜 연료의 기화성능을 좀 더 향상시킬 수 있도록 하는 다른 목적도 있다.
또 절연부를 길이가 긴 절연관으로 구성함으로써 배기가스를 반응챔버의 내 부에 안정적으로 공급할 수 있도록 하는 또 다른 목적도 있다.
또 절연부를 구성하는 절연과의 외측 표면에 배기가스에 포함되는 카본 성분이 열로 인하여 흡착되는 현상을 방지함으로써, 장치의 고장을 사전에 방지할 수 있도록 하는 또 다른 목적도 있다.
또 배기가스의 고열로 인하여 절연부를 구성하는 절연관이 손상되는 현상을 사전에 방지할 수 있도록 하는 다른 목적도 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배기가스관의 내부 중앙에 배기가스관과 동일 방향으로 구비되어 있으며 통과되는 배기가스를 2차공기로 이용하여 고온의 화염을 수평으로 생성시켜 통과되는 배기가스의 대기오염물질을 산화 제거하는 플라즈마 반응수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 배기가스관의 플라즈마 반응수단의 화염 생성측에는 배기가스의 산화를 촉진하는 배기가스 산화촉매부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또 상기 플라즈마 반응수단은, 상기 배기가스관의 내부 중앙에 고정수단을 통해 구비되어 수평으로 화염을 생성하는 플라즈마 반응기로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또 상기 플라즈마 반응기는, 상기 고정수단을 통해 배기가스관에 수평으로 장착되어 있는 관 형상의 반응챔버와, 상기 반응챔버의 내부 일측으로 1차공기와 혼합된 연료를 공급하는 연료 공급부와, 상기 고정수단을 통해 반응챔버의 내부에 구비되어 고전압의 공급을 통해 챔버 내로 공급된 연료를 착화하여 통과되는 배기 가스를 2차 공기로 하여 화염을 생성하는 반응부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또 상기 연료 공급부는, 상기 반응챔버의 내부 둘레에 나선형으로 형성된 예열통로와, 상기 예열통로와 반응챔버의 내부를 연통시키는 다수의 연료 공급홀과, 상기 배기가스관에 관통되게 고정되어 상기 예열통로로 1차공기와 연료가 혼합된 혼합연료를 공급하는 연료 공급관으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또 상기 반응부는, 상기 반응챔버의 내부에 일측이 개방되게 구비되고 타측 중앙에는 냉각홀이 형성되어 있으며 내부 공간은 일측이 넓고 타측이 점착적으로 좁게 형성된 전극과, 상기 전극의 일측을 막으며 배기가스관의 외부에서 고전압을 고전압 공급부를 통해 전극으로 공급하는 절연부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또 상기 절연부는 고정수단을 통해 수평으로 고정되는 절연관이 포함되고; 상기 고전압 공급부는, 상기 절연관의 내부에 형성된 장착홀과, 상기 장착홀에 삽입 구비되고 둘레에 길이방향으로 신축장홈이 형성되며 타측에는 상기 전극과 연결되는 접속 플랜지가 구비된 고전압 공급봉과, 상기 배기가스관에 관통되게 구비되어 상기 고전압 공급봉에 전원을 공급하는 고전압 점화플러그로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또 상기 장착홀의 둘레에는 상기 고전압 공급봉에 형성된 신축장홈과 연통되는 신축장홀이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
또 상기 절연관의 외측 둘레에는, 카본이 잔류되는 것을 방지하는 다수의 함몰홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또 상기 함몰홈은, 양 수직면과 하부 수평면으로 형성되는 것을 특징으로 한 다.
또 상기 반응챔버의 일단에는, 배기가스를 반응챔버의 내부로 취합 공급하는 일측이 넓고 타측이 좁은 내부공간을 가지는 원뿔형 취합판이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또 상기 원뿔형 취합판의 일측면에는, 통과되는 배기가스에 소용돌이를 일으켜 혼합연료와 혼합효율을 향상시키는 다수의 곡선날개가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또 상기 고정수단은, 배기관의 사이에 구비되어 플라즈마 반응수단을 지지하며 둘레에는 다수의 배기가스 통과공이 형성된 다수의 플랜지로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 배기가스관의 내부에 화염이 수평으로 형성되게 하여 화염과 배기가스의 접촉 면적을 확장시킴으로써, 배기가스의 산화 효율을 최대로 향상시킬 수 있도록 하는 고효율의 배기가스 처리장치를 제공하는 효과가 있다.
또한 배기가스관을 통과하는 고온의 배기가스를 연소에 필요한 2차 공기로 이용함으로써, 2차공기의 저온 현상으로 발생되는 초기착화의 불량을 방지하고 연료의 기화 성능을 향상시킴에 따라 배기가스의 처리효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 반응챔버로 유입되는 배기가스와 혼합연료의 혼합 효율을 향상시켜 연 료의 기화성능을 좀 더 향상시킴으로써, 좀 더 안정성을 향상시킨 배기가스 처리장치를 제공할 수 있는 효과도 있다.
또 절연부를 길이가 긴 절연관으로 구성하여 배기가스를 반응챔버의 내부에 안정적으로 공급할 수 있도록 함으로써, 연소시 불완전 연소를 예방하는 효과도 있다.
또 절연부를 구성하는 절연과의 외측 표면에 배기가스에 포함되는 카본 성분이 열로 인하여 흡착되는 현상을 방지함에 따라 장치의 수명을 최대로 연장할 수 있는 효과도 있다.
또 배기가스의 고열로 인하여 절연관이 팽창에 의해 손상되는 현상을 사전에 방지함으로써, 장치의 수명을 최대로 연장할 수 있는 효과도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 배기가스 처리장치를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.
이에, 본 발명의 배기가스 처리장치는, 배기가스관(1)의 내부 중앙에 배기가스관(1)과 동일 방향으로 구비되어 있으며 통과되는 배기가스를 2차공기로 이용하여 고온의 화염을 수평으로 생성시켜 통과되는 배기가스의 대기오염물질을 산화 제거하는 플라즈마 반응수단(3)을 포함한다.
그리고 상기 배기가스관(1)의 플라즈마 반응수단(3)의 화염 생성측에는 배기 가스의 산화를 촉진하는 배기가스 산화촉매부(5)가 더 구비되어 있음으로써, 배기가스관(1)을 통과하는 배기가스의 산화 효율을 좀 더 향상시킬 수 있는 것이다.
또한, 상기 플라즈마 반응수단(3)은, 상기 배기가스관(1)의 내부 중앙에 고정수단(2)을 통해 수평으로 구비된 플라즈마 반응기(4)로 구성되는 것으로, 플라즈마 반응기(4)의 반응을 통해 배기가스관(1)의 내부에 수평의 화염을 생성하는 것이다.
즉 화염이 수평으로 형성되게 됨으로써, 화염과 배기가스의 접촉 면적을 확장시킴에 따라 배기가스의 산화 효율을 최대로 향상시킬 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 반응수단을 확대 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 B부 확대도로서, 도 5는 본 발명에 따른 원뿔형 취합판을 확대 도시한 사시도이고, 도 6은 도 3의 C-C선 단면도로서, 상기 플라즈마 반응기는, 상기 고정수단(2)을 통해 배기가스관(1)에 수평으로 장착되어 있는 관 형상의 반응챔버(41)와, 상기 반응챔버(41)의 내부 일측으로 1차공기와 혼합된 연료를 공급하는 연료 공급부(42)와, 상기 고정수단(2)을 통해 반응챔버(41)의 내부에 구비되어 고전압의 공급을 통해 반응챔버(41) 내로 공급된 연료를 착화하여 통과되는 배기가스를 2차 공기로 하여 화염을 생성하는 반응부(43)로 구성된다.
즉 상기 고정수단(2)은, 배기가스관(1)의 사이에 구비되어 플라즈마 반응수단(3)을 지지하며 둘레에는 다수의 배기가스 통과공(22)이 형성된 다수의 플랜지(21)로 구성되는 것이다.
그리고, 상기 연료 공급부(42)는, 상기 반응챔버의 내부 둘레에 나선형으로 형성된 예열통로(421)와, 상기 예열통로(421)와 반응챔버(41)의 내부를 연통시키는 다수의 연료 공급홀(422)과, 상기 배기가스관(1)에 관통되게 고정되어 상기 예열통로(421)로 1차공기와 연료가 혼합된 혼합연료를 공급하는 연료 공급관(423)으로 구성되는 것이다.
또한, 상기 반응부(43)는, 상기 반응챔버(41)의 내부에 일측이 개방되게 구비되고 타측 중앙에는 냉각홀(431a)이 형성되어 있으며 내부 공간은 일측이 넓고 타측이 점착적으로 좁게 형성된 전극(431)과, 상기 전극(431)의 일측을 막으며 배기가스관(1)의 외부에서 고전압을 고전압 공급부(435)를 통해 전극(431)으로 공급하는 절연부(432)로 구성된다.
즉 상기 절연부(432)는 고정수단(2)을 통해 수평으로 고정되는 절연관(433)이 포함된다.
그리고 상기 고전압 공급부(435)는, 상기 절연관(433)의 내부에 형성된 장착홀(436)과, 상기 장착홀(436)에 삽입 구비되고 둘레에 길이방향으로 신축장홈(437b)이 형성되며 타측에는 상기 전극(431)과 연결되는 접속 플랜지(437a)가 구비된 고전압 공급봉(437)과, 상기 배기가스관(1)에 관통되게 구비되어 상기 고전압 공급봉(437)에 전원을 공급하는 고전압 점화플러그(438)로 구성되는 것이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 반응챔버(41)의 일단에는, 배기가스를 반응챔버(41)의 내부로 취합 공급하는 일측이 넓고 타측이 좁은 내부공간을 가지는 원뿔형 취합판(411)이 더 구비되는 것이다.
그리고 상기 원뿔형 취합판(411)의 일측면에는, 통과되는 배기가스에 소용돌 이를 일으켜 배기가스와 혼합연료의 혼합 효율을 향상시키는 다수의 곡선날개(412)가 더 구비되는 것이다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 먼저 배기가스관(1)을 통과하는 배기가스가 반응챔버(41)의 내부로 유입되는 상태에서, 연료 공급부(42)를 1차공기가 혼합된 혼합연료를 반응챔버(41)의 내부로 공급한다.
그리고 상기 혼합연료를 반응챔버(41)의 내부에 공급함과 동시에 고전압 공급부(435)를 동작시켜 고전압을 전극(431)에 인가시키게 되면, 전극(431)의 둘레와 반응챔버(41)의 사이에서 플라즈마 반응이 일어난다.
그러면, 반응챔버(41)로 유입되는 배기가스에 포함된 공기가 연소에 필요한 2차 공기의 역할을 함으로써, 혼합연료가 고온의 플라즈마 반응을 통해 착화된다.
그리고 착화된 혼합연료는, 반응챔버(41)의 내부로 계속적으로 유입되는 배기가스에 의해 연소되어 수평의 화염을 생성하게 되는 것이다.
따라서 상기와 같이 화염이 수평으로 형성되게 함으로써, 화염과 배기가스의 접촉 면적을 확장시킴에 따라 배기가스의 산화 효율을 최대로 향상시킬 수 있는 것이다.
또한, 반응챔버(41)가 배기가스관(1)의 내부에 구비됨에 따라서, 이동되는 배기가스가 가지고 있는 열이 반응챔버(41)에 전체적으로 전도됨으로써, 플라즈마 반응기로 공급되는 연료의 예열 효과가 향상되는 것이다.
그러므로 연료의 예열 효과를 향상시킴에 따라서, 연료의 기화성능을 향상시 킴에 따라서 미 기화가스의 발생으로 인한 초기 착화불량과 불완전 연소를 예방할 수 있는 것이다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 플라즈마 반응수단(3)의 화염 생성측에는 배기가스 산화촉매부(5)가 더 구비됨으로써, 배기가스의 산화 효율을 최대로 향상시킬 수도 있는 것이다.
또한, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 반응챔버(41)의 일단에는 원뿔형 취합판(411)이 구비되어 있음으로써, 반응챔버(41)로 유입되는 배기가스와 혼합연료의 혼합 효율을 향상시켜 연료의 기화 성능을 최대로 향상시킬 수 있는 것이다.
즉 상기 원뿔형 취합판(411)의 일측면에는 방사형으로 다수의 곡선날개(412)가 형성되어 있음으로써, 반응챔버(41)의 내부로 유입되는 배기가스가 소용돌이를 치면서 반응챔버(41)의 내부로 유입됨에 따라 반응챔버의 내부로 유입된 배기가스는 나선형으로 이동하게 되는 것이다.
그러므로 반응챔버(41)로 유입되는 혼합연료와 배기가스의 혼합 효율을 최대로 향상시킴에 따라서, 화염의 생성시 불완전 연소를 예방함으로써 연소 효율을 최대로 높일 수 있는 장점을 가지는 것이다.
또한 화염의 연소에 필요한 2차공기를 배기가스로 이용함으로써, 2차공기의 온도 저하로 발생되는 초기 착화불량은 물론 불완전 연소를 사전에 방지할 수 있는 장점도 가지는 것이다.
또, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 절연부(432)를 구성하는 절연관(433)의 둘레에는 다수의 함몰홈(439)이 형성되어 있음에 따라서, 절연관(433)의 둘레 표면에 카본이 부착되는 현상을 방지함으로써, 절연관(433)의 외부에서 전류가 통전되는 현상을 사전에 방지함에 따라 고장의 발생을 사전에 예방할 수 있는 것이다.
즉 상기 배기가스가 반응챔버(41)의 방향으로 이동되는 과정에서, 절연관(433)의 둘레에 형성되어 있는 각각의 홈에서 배기가스의 이동을 통해 와류가 계속적으로 형성된다.
따라서 각각의 함몰홈(439)에서 와류가 발생됨에 따라서 절연관(433)에 형성된 함몰홈(439)의 표면에 카본이 부착되는 현상이 방지된다.
즉 시간이 경과되면 절연관(433)에서 함몰홈(439)를 제외한 타 부분에서는 카본이 적층되는 현상이 발생되나, 상기와 같이 함몰홈(439)에서는 카본이 적층되지 않게 됨으로써 절연관(433)의 외부에서 통전현상이 발생되지 않게 된다.
그러므로 절연관(433)의 둘레에서 점화플러그로부터 인가되는 고전압이 전극으로 통전되는 현상을 방지함으로써, 플라즈마 반응기(4)의 고장을 예방할 수 있는는 장점도 가지는 것이다.
또, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 절연관(433)의 둘레에는 신축장홀(436a)이 형성되어 있고, 절연관(433)의 중심에 위치하여 절연관(433)의 강도를 강화시켜주는 역할도 하는 고전압 공급봉(437)의 둘레에는 신축장홈(437b)이 형성되어 있음에 따라서, 세라믹 등의 절연체로 구성된 절연관(433)과 금속으로 구성된 고전압 공급봉(437)이 열에 의해 팽창 정도가 다르더라도 절연관(433)의 손상을 방지할 수 있는 것이다.
즉 배기가스의 열로 인하여 팽창계수가 작은 세라믹 등의 절연체로 구성된 절연관(433)은 조금 팽창하는 반면, 열팽창 계수가 큰 금속으로 구성된 고전압 공급봉(437)은 많이 팽창함에 따라 절연관(433)의 손상이 일어날 수 있다. 그러나, 상기 고전압 공급봉(437)이 신축장홀(436a)과 신축장홈(437b)을 통해 직경이 용이하게 가변됨에 따라서 배기가스 열로 인하여 절연관(433)이 손상되는 현상을 사전에 방지할 수 있는 것이다.
다시말해 고전압 공급봉(437)의 외경이 절연관(433)을 구성하는 장착홀(436)의 내경보다 크게 확장되더라도, 상기 장착홀(436)의 둘레에 형성된 신축장홀(436a)을 통해 절연관(433)의 직경이 확장됨으로써 절연관(433)의 손상을 예방할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 배기가스 처리장치를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 반응수단을 확대 도시한 단면도.
도 4는 도 3의 B부 확대도.
도 5는 본 발명에 따른 원뿔형 취합판을 확대 도시한 사시도.
도 6은 도 3의 C-C선 단면도.
도 7은 종래의 배기가스 처리장치를 나타낸 단면 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 배기가스관
2 : 고정수단
21 : 플랜지, 22 : 통과공
3 : 플라즈마 반응수단
4 : 플라즈마 반응기
41 : 반응챔버
411 : 원뿔형 취합판, 412 : 곡선날개
42 : 연료 공급부
421 : 예열통로, 422 : 연료 공급홀, 423 : 연료 공급관
43 : 반응부
431 : 전극, 431 : 냉각홀, 432 : 절연부, 433 : 절연관,
435 : 고전압 공급부, 436 : 장착홀,
436a : 신축장홀, 437 : 고전압 공급봉, 437a : 접속 플랜지,
437b : 신축장홈, 438 : 고전압 점화플러그, 439 : 함몰홈
5 : 배기가스 산화촉매부

Claims (13)

  1. 배기가스관(1)의 내부 중앙에 배기가스관(1)과 동일 방향으로 구비되어 있으며 통과되는 배기가스를 2차공기로 이용하여 고온의 화염을 수평으로 생성시켜 통과되는 배기가스의 대기오염물질을 산화 제거하는 플라즈마 반응수단(3),
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 배기가스관(1)의 플라즈마 반응수단(3)의 화염 생성측에는 배기가스의 산화를 촉진하는 배기가스 산화촉매부(5)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 플라즈마 반응수단(3)은,
    상기 배기가스관(1)의 내부 중앙에 고정수단(2)을 통해 구비되어 수평으로 화염을 생성하는 플라즈마 반응기(4)로 구성되는 것을 특징으로 하는 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 플라즈마 반응기(4)는,
    상기 고정수단(2)을 통해 배기가스관(1)에 수평으로 장착되어 있는 관 형상의 반응챔버(41)와,
    상기 반응챔버(41)의 내부 일측으로 1차공기와 혼합된 연료를 공급하는 연료 공급부(42)와,
    상기 고정수단(2)을 통해 반응챔버(41)의 내부에 구비되어 고전압의 공급을 통해 챔버 내로 공급된 연료를 착화하여 통과되는 배기가스를 2차 공기로 하여 화염을 생성하는 반응부(43)로 구성되는 것을 특징으로 하는 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 연료 공급부(42)는,
    상기 반응챔버의 내부 둘레에 나선형으로 형성된 예열통로(421)와,
    상기 예열통로(421)와 반응챔버(41)의 내부를 연통시키는 다수의 연료 공급홀(422)과,
    상기 배기가스관(1)에 관통되게 고정되어 상기 예열통로(421)로 1차공기와 연료가 혼합된 혼합연료를 공급하는 연료 공급관(423)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 반응부(43)는,
    상기 반응챔버(41)의 내부에 일측이 개방되게 구비되고 타측 중앙에는 냉각홀(431a)이 형성되어 있으며 내부 공간은 일측이 넓고 타측이 점착적으로 좁게 형성된 전극(431)과,
    상기 전극(431)의 일측을 막으며 배기가스관(1)의 외부에서 고전압을 고전압 공급부(435)를 통해 전극(431)으로 공급하는 절연부(432)로 구성되는 것을 특징으로 하는 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 절연부(432)는 고정수단(2)을 통해 수평으로 고정되는 절연관(433)이 포함되고;
    상기 고전압 공급부(435)는, 상기 절연관(433)의 내부에 형성된 장착홀(436)과, 상기 장착홀(436)에 삽입 구비되고 둘레에 길이방향으로 신축장홈(437b)이 형성되며 타측에는 상기 전극(431)과 연결되는 접속 플랜지(437a)가 구비된 고전압 공급봉(437)과, 상기 배기가스관(1)에 관통되게 구비되어 상기 고전압 공급봉(437)에 전원을 공급하는 고전압 점화플러그(438)로 구성되는 것을 특징으로 하는 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 장착홀(436)의 둘레에는 상기 고전압 공급봉(437)에 형성된 신축장홈(437b)과 연통되는 신축장홀(436a)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치.
  9. 제 7항에 있어서,상기 절연관(433)의 외측 둘레에는, 카본이 잔류되는 것을 방지하는 다수의 함몰홈(439)이 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 함몰홈(439)은, 양 수직면과 하부 수평면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스처리장치.
  11. 제 4항에 있어서, 상기 반응챔버(41)의 일단에는,
    배기가스를 반응챔버(41)의 내부로 취합 공급하는 일측이 넓고 타측이 좁은 내부공간을 가지는 원뿔형 취합판(411)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 원뿔형 취합판(411)의 일측면에는,
    통과되는 배기가스에 소용돌이를 일으켜 혼합연료와 혼합효율을 향상시키는 다수의 곡선날개(412)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치.
  13. 제 4항에 있어서, 상기 고정수단(2)은,
    배기관의 사이에 구비되어 플라즈마 반응수단(3)을 지지하며 둘레에는 다수의 배기가스 통과공(22)이 형성된 다수의 플랜지(21)로 구성되는 것을 특징으로 하는 배기가스관에 플라즈마 반응기가 내장된 배기가스 처리장치.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100843633B1 (ko) * 2007-12-05 2008-07-03 (주)템스 플라즈마 반응기 및 상기 플라즈마 반응기가 구비된배기가스 저감장치
KR100913606B1 (ko) * 2007-12-18 2009-08-26 한국기계연구원 플라즈마 버너 및 매연여과장치
US8257455B2 (en) 2007-07-30 2012-09-04 Korea Institute Of Machinery & Materials Plasma burner and diesel particulate filter trap
KR101304574B1 (ko) * 2011-06-08 2013-09-10 삼성중공업 주식회사 연소 시스템
KR20190143648A (ko) 2018-06-21 2019-12-31 (주)엘오티씨이에스 플라즈마 반응과 촉매를 이용한 유해가스 처리장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100679869B1 (ko) 2006-10-27 2007-02-07 한국기계연구원 Dpf시스템용 플라즈마 반응기와 이를 이용한 입자상물질의 저감 장치
KR100692948B1 (ko) 2006-08-01 2007-03-12 한국기계연구원 Dpf시스템에서의 플라즈마 반응기를 이용한 pm저감방법
KR100743042B1 (ko) 2007-01-31 2007-07-26 한국기계연구원 플라즈마 반응기를 이용한 디젤엔진 배기가스의 저감시스템
KR100767010B1 (ko) 2007-05-28 2007-10-15 (주)씨맥스 플라즈마 반응장치
KR100767011B1 (ko) 2007-05-28 2007-10-15 (주)씨맥스 플라즈마 반응장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100692948B1 (ko) 2006-08-01 2007-03-12 한국기계연구원 Dpf시스템에서의 플라즈마 반응기를 이용한 pm저감방법
KR100679869B1 (ko) 2006-10-27 2007-02-07 한국기계연구원 Dpf시스템용 플라즈마 반응기와 이를 이용한 입자상물질의 저감 장치
KR100743042B1 (ko) 2007-01-31 2007-07-26 한국기계연구원 플라즈마 반응기를 이용한 디젤엔진 배기가스의 저감시스템
KR100767010B1 (ko) 2007-05-28 2007-10-15 (주)씨맥스 플라즈마 반응장치
KR100767011B1 (ko) 2007-05-28 2007-10-15 (주)씨맥스 플라즈마 반응장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8257455B2 (en) 2007-07-30 2012-09-04 Korea Institute Of Machinery & Materials Plasma burner and diesel particulate filter trap
KR100843633B1 (ko) * 2007-12-05 2008-07-03 (주)템스 플라즈마 반응기 및 상기 플라즈마 반응기가 구비된배기가스 저감장치
KR100913606B1 (ko) * 2007-12-18 2009-08-26 한국기계연구원 플라즈마 버너 및 매연여과장치
KR101304574B1 (ko) * 2011-06-08 2013-09-10 삼성중공업 주식회사 연소 시스템
KR20190143648A (ko) 2018-06-21 2019-12-31 (주)엘오티씨이에스 플라즈마 반응과 촉매를 이용한 유해가스 처리장치

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