KR100523752B1 - 강선회 고온 개질 소각로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강선회 고온 개질 소각로에 관한 것으로서, 하부내통의 하단부에서 외측으로 돌출되고 하부외통의 하단부 내측면에 고정되어 밀폐되는 고정밀폐편과, 하부외통의 하단부에 화력조절구를 형성시키고 화력조절구를 통해 외부공기를 하부외통 내부로 유입시키는 화력조절 송풍기와, 하부내통의 하단부에 다수개 형성된 화력조절공 및 하부내통의 하단에서 외측으로 돌출되고 상향으로 절곡되어 화력조절구를 통해 유입되는 외부공기를 화력조절공으로 유도하는 공기유도판을 구비하여 소각로 내주면에서 외부공기와 함께 강선회되어 순환되는 분진 등을 완전하게 걸러내고 배출시키는 집진구조를 갖고, 하부통체의 직경을 크게 형성시켜 일시에 다량의 쓰레기를 장시간 소각시킬 수 있을 뿐만 아니라, 하부통체를 상부통체와 분리하여 별도의 송풍기를 장착함으로써 유입 공기량의 조절로 쓰레기 소각속도를 확실하게 조절할 수 있는 것이다.

Description

강선회 고온 개질 소각로 {high temperature gas reforming cyclo-incinerator}
본 발명은 강선회 고온 개질 소각로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소각로 내주면에서 외부공기와 함께 강선회되어 순환되는 분진 등을 완전하게 걸러내고 배출시키는 집진구조를 갖고, 하부통체의 직경을 크게 형성시켜 일시에 다량의 쓰레기를 장시간 소각시킬 수 있을 뿐만 아니라, 하부통체를 상부통체와 분리하여 별도의 송풍기를 장착함으로써 유입 공기량의 조절로 쓰레기 소각속도를 확실하게 조절할 수 있는 강선회 고온 개질 소각로에 관한 것이다.
현대 도시사회는 일반 쓰레기와 재활용이 불가능한 각종 쓰레기 및 산업폐기물의 배출량이 엄청나게 증가하고 있고. 이를 위해 각 지역별로 소각설비를 마련하여 매립이 곤란하고 재활용이 어려운 쓰레기를 소각처리하고 있는 실정이다.
이런 소각설비를 운영하기 위해서는 대형화에 따른 설비비용과 운영비용의 부담이 적지 않고 소각시 발생하는 배출가스 중의 질소산화물, 다이옥신 등의 유해가스 성분이 기준치보다 상회하고 있어 대기환경을 오염시키는 문제점이 있었다.
이를 위해 본 발명자는 원통상으로 양단에 플랜지부가 형성된 하부외통과 그 내부에는 하단에 플랜지부가 형성되고 상단에는 링형상의 조절수공급관이 설치된 연소통이 설치된 1차연소실과, 양단에 플랜지부가 형성되고 일측면에는 에어유입공이 관통된 에어공급통과 그 내부에 보조연소통이 내설된 2차연소실과, 양단에 플랜지부를 가지며 내부에 집진수단이 매설된 집진통이 내설된 상부외통이 구비된 개질 연소식 소각로를 특허공개 99-78939호로 발명한 바 있었다.
이런 개질 연소식 소각로는 쓰레기중 재활용이 부적합하면서 소각처리가 가능한 일반쓰레기, 폐플라스틱, 고무, 음식물쓰레기 등과 산업폐기물로 분류되는 타이어, 의료쓰레기, 폐유, 축산배출물 등의 소각시 고열분해(약 1800℃)과정을 거쳐 무연·무취상태의 완전연소화 되도록 하여 일산화탄소, 질소산화물, 매연 등의 유해가스의 배출을 완전 제거할 수 있도록 된 새로운 방식의 소각로인 것이다.
그러나, 이런 종래의 개질 연소식 소각로는 소각로 내부에 유입공기가 머무는 시간이 적었고 이를 위해 복잡한 설비가 필요했으며, 열차폐가 부분적으로 미흡하여 화상의 염려가 있었고, 타다 남은 쓰레기를 완전 연소시키기 위해 번거로운 작업을 행하여야 했으며, 쓰레기 소각중 발생하는 분진이 배기가스와 같이 배출되는 문제점들이 있었다.
이에 본 출원인은 유입공기의 소각로 내부 순환시간을 연장시키기 위해 소각로 내주면에 외부공기를 강선회시켜 순환시키고 배출시키는 공기 냉각구조를 갖고, 차열판을 이용한 열차폐구조로 소각로 외주연을 통한 열의 방출을 방지하여 열에 의한 화상의 염려가 없게 하며, 내부의 쓰레기가 완전 연소될 때까지 소각로 내부의 불씨를 꺼지지 않도록 유지하고, 완전히 타지 않은 쓰레기를 완전 연소되도록 연료를 공급하며, 완전 연소되는 과정 중 소각로 내부에서 발생한 분진을 별도로 모아서 저장하고 필터링하여 깨끗한 공기만을 외부로 방출시키는 강선회 고온 개질 소각로를 특허출원 2000-58235호로 제안한 바 있었다.
그러나, 선발명된 강선회 고온 개질 소각로는 작동시 내벽을 강선회하는 공기흐름에 의해 분진 등도 강선회되어 배기관을 통해 외부로 유출될 우려가 있음을 알게 되었고, 하부내통의 화력조절이 용이하지 않아 소각속도의 조절이 어려웠으며, 일시에 다량의 쓰레기를 소각할 수 없어 관리자가 적은 량을 자주 투입하여야 되는 사용상의 문제점들이 있음을 알게 되었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소각로 내주면에서 외부공기와 함께 강선회되어 순환되는 분진 등을 완전하게 걸러내고 배출시키는 집진구조를 갖고, 하부통체의 직경을 크게 형성시켜 일시에 다량의 쓰레기를 장시간 소각시킬 수 있을 뿐만 아니라, 하부통체를 상부통체와 분리하여 별도의 송풍기를 장착함으로써 유입 공기량의 조절로 쓰레기 소각속도를 확실하게 조절할 수 있는 강선회 고온 개질 소각로를 제공함에 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 원통형상의 배기내통과, 상단 내측에 배기내통이 고정되는 배기외통과, 배기관부를 갖고 원통형상으로 몸체상부 내주연에 상부내통갓의 외주연이 고정되며 상부내통갓 상측 몸체에 배출공이 다수 개 형성된 내통몸체를 갖는 상부내통과, 상단이 배기외통에 관결합되고 상부내통의 걸림턱부가 걸려 고정되는 지지턱부가 형성되는 상부외통과, 상단이 상부외통의 하단과 관결합되고 몸체 일측에 축결합되어 투시창을 갖는 투입문에 의해 개폐되는 외측투입구가 형성되며 몸체 타측에 공기유입구가 형성되고 하부에 재수거문에 의해 개폐되는 재출구가 형성되며 일측에 집진공이 형성되는 하부외통과, 하부외통의 내측에 위치되어 재출구 연장선상에 내측재출구가 형성되고 상단부와 하부에 개질수유입관과 연료유입관이 결합되는 유입관공이 각각 형성되며 몸체하부 내측에 물받이가 결합되는 하부내통을 갖는 소각로에 있어서;
하부내통의 하단부에서 외측으로 돌출되고 하부외통의 하단부 내측면에 고정되어 밀폐되는 고정밀폐편과;
하부외통의 하단부에 화력조절구를 형성시키고 화력조절구를 통해 외부공기를 하부외통 내부로 유입시키는 화력조절 송풍기와;
하부내통의 하단부에 다수개 형성된 화력조절공 및
하부내통의 하단에서 외측으로 돌출되고 상향으로 절곡되어 화력조절구를 통해 유입되는 외부공기를 화력조절공으로 유도하는 공기유도판을 구비하는 특징이 있다.
원통형상의 배기내통과, 상단 내측에 배기내통이 고정되는 배기외통과, 배기관부를 갖고 원통형상으로 몸체상부 내주연에 상부내통갓의 외주연이 고정되며 상부내통갓 상측 몸체에 배출공이 다수 개 형성된 내통몸체를 갖는 상부내통과, 상단이 배기외통에 관결합되고 상부내통의 걸림턱부가 걸려 고정되는 지지턱부가 형성되는 상부외통과, 상단이 상부외통의 하단과 관결합되고 몸체 일측에 축결합되어 투시창을 갖는 투입문에 의해 개폐되는 외측투입구가 형성되며 몸체 타측에 공기유입구가 형성되고 하부에 재수거문에 의해 개폐되는 재출구가 형성되며 일측에 집진공이 형성되는 하부외통과, 하부외통의 내측에 위치되어 재출구 연장선상에 내측재출구가 형성되고 상단부와 하부에 개질수유입관과 연료유입관이 결합되는 유입관공이 각각 형성되며 몸체하부 내측에 물받이가 결합되는 하부내통을 갖는 소각로에 있어서;
하부내통의 하단부에서 외측으로 돌출되고 하부외통의 하단부 내측면에 고정되어 밀폐되는 고정밀폐편과;
하부외통의 하단부에 화력조절구를 형성시키고 화력조절구를 통해 외부공기를 하부외통 내부로 유입시키는 화력조절 송풍기와;
하부내통의 하단부에 다수개 형성된 화력조절공 및
하부내통의 하단에서 외측으로 돌출되고 상향으로 절곡되어 화력조절구를 통해 유입되는 외부공기를 화력조절공으로 유도하는 공기유도판을 구비하는 특징이 있다.
하부내통 및 하부외통은 상부내통 및 하부내통보다 각각 그 직경을 크게 대용량으로 형성시키는 특징이 있다.
하부내통의 내측면에는 횡방향으로 형성된 낙하지체요부와 낙하지체돌부가 연료유입관 하단에서부터 하측방향으로 다수 개 반복 형성되는 특징이 있다.
이하 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 소각로 일 실시예의 모습을 보인 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 소각로 일 실시예의 모습을 보인 우측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 소각로 일 실시예의 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 소각로 일 실시예의 분리상태를 보인 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 소각로 일 실시예의 결합상태를 보인 작동상태 단면도이고, 도 6은 본 말명에 따른 소각로 일 실시예의 일부를 절취한 평단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 소각로 다른 실시예의 모습을 보인 평면도이다.
본 발명의 강선회 고온 재질 소각로(A)는 쓰레기 소각시에 배출되는 가스를 대기상으로 배출되게 유도하는 배기내통(190) 및 배기외통(180)과, 쓰레기 소각시 발생되는 열기와 내측에서 배출가스와 함께 나선형으로 빠르게 선회하는 미립자의 분진을 원심력으로 모아 외부로 방출시킨 청정배출가스를 배기내통(190) 및 배기외통(180)으로 유도시켜 외부로 방출시키는 상부내통(160) 및 상부외통(150)과, 쓰레기를 투입시키고 투입된 쓰레기를 연료와 개질수 및 화력조절 송풍기로 화력을 적절히 조절하여 완전 연소시키며 나선형으로 빠르게 선회하는 공기와류를 일으키고 타고남은 재를 배출시키는 하부내통(110) 및 하부외통(130)으로 구성된다.
배기외통(180)은 관형상으로 하단부에는 선단에 하단프랜지(184)가 형성된 배기외통갓부(182)가 형성된다. 중심측에는 통공(186)이 형성되어 배기측정기(189)가 결합된다.
배기내통(190)은 관형상으로 상단에는 배기외통(180)의 상단에 얹혀지는 걸림턱부(194)가 형성되고 상단부에는 배기통공(192)이 다수 개 횡으로 형성된다. 중심측에는 배기측정기(189)의 내측 선단이 결합되는 배기측정공(196)이 형성된다.
상부내통(160)은 관형상의 배기관부(166)와 내통몸체(161) 및 집진내통(10)으로 구성되는데, 배기관부(166)의 하단에는 상부내통갓(164)이 형성되어 내통몸체(161)의 상단부 내측에 한몸으로 결합된다.
중심부 일측에는 온도센서(167)의 선단부가 위치되는 온도센서 끼움공(167a)이 형성되고 중심부 타측에는 분진유입공(32)이 형성된다.
내통몸체(161)의 상단에는 걸림턱부(165)가 외향으로 형성되고 그 하측에는 배출공(163)이 다수 개 횡으로 형성된다. 걸림턱부(165) 하단의 내통몸체(161) 외주연에는 차열판(168)이 결합된다.
내통몸체(161) 상부 내측에는 집진내통(10)이 상협하광의 형상으로 내측면에 결합된다. 집진내통(10)의 하측에는 온도센서(167)가 결합되는 온도센서 끼움공(167b)가 형성된다.
상부외통(150)은 관형상으로 상단에 상단플랜지(154)가 외향으로 형성되고 내측에는 상부내통(160)의 걸림턱부(165)가 얹혀지는 지지턱부(152)가 한몸으로 결합되며. 중심측에는 결합공(34)이 형성되어 분진유입관(30) 상부가 체결되는데, 분진유입관(30) 상단은 상부내통(160)의 분진유입공(32)에 체결되어 고정된다.
결합공(34)과 분진유입관(30)은 분진유도관(36)에 의해 상부외통(150) 외측면에서 밀폐되고 유도되어 하부의 위치된 미세분진 수거통(40) 내부에 수거된다.
상부외통(150)의 하단부에는 상부외통갓부(156)가 하행 외측으로 경사지게 형성되고 하단에는 하단프랜지(157)가 형성된다.
하부내통(110)은 관형상으로 상하부에 유입관공(111b,111a)(111c)이 각각 형성되고 하부에 검사창(115a)을 갖는 내측재출구(115)가 형성되며 하단에는 다수 개의 통공(118a)이 형성된 천공판(118)이 결합되어 밀폐된다. 천공판(118)은 밑판(250) 상단에 고정된다.
중심측에는 내측투입구(170)가 형성된다. 내측투입구(170)에는 투시창(172)을 갖는 투입문(171)이 형성되어 힌지축(174)에 의해 회동되고 체결구(176)에 의해 체결고정된다.
중심 하측에는 물받이(114)가 결합되는데 물받이(114) 하단부에는 유출공(111d)이 다수 개 형성된다. 다수 개의 유출공(111d)을 통해 유입된 개질수는 하부내통(110) 내부에서 다량의 산소분자와 탄소로 분리되어 쓰레기의 완전연소를 돕게된다.
하부내통(110)의 하단부에는 다수 개의 화력조절공(70)이 횡으로 형성되고 화력조절공(70) 외측면에는 공기유도판(80)이 상향으로 절곡되게 형성된다.
하부내통(110) 하단에는 다수 개의 통공(118a)이 형성된 천공판(118)이 고정되게 설치되고 천공판(118)과 화력조절공(70) 사이에는 내화벽돌(119)이 설치된다.
내측면에 물받이(114)가 결합된 하부내통(110)의 외측면에는 테형상의 고정밀폐편(50)이 원주면에 걸쳐 형성되어 하부외통(130)의 내측면에 결합되어 고정밀폐편(50) 하측의 하부외통(130) 외측면을 밀폐시키면서 하부내통(110) 하단 천공판(118)의 통공(118a)과 하단부의 화력조절공(70)만을 유통시키고 밀폐시키게 된다.
하부외통(130)은 하부내통(110)의 외측에 위치되어, 상부몸체(136)와 하부몸체(131)로 이루어진다.
상부몸체(136)는 몸체 중심측에 공기유입구(137)가 형성되고 일측에 외측투입구(139)가 형성된다. 외측투입구(139)에는 힌지축(139c)에 의해 회동되고 체결구(139d)에 의해 고정되며 투시창(139b)을 갖는 투입문(139a)이 축고정되어 결합된다. 상부에는 유입관공(131b)(131a)이 형성된다.
하부외통(130)의 하부몸체(131) 상단은 상부몸체(136) 하단과 관결합되고 하부 일측에는 재출구(133)가 형성된다. 재출구(133)에는 검사창(134a)이 형성된 재수거문(134)이 슬라이딩되게 형성된다. 상부에는 유입관공(131c)이 형성된다.
하부외통(130)의 상부몸체(136) 하단부에는 순환집진통(140)과 관결합되어 연결되는 집진공(132)이 형성된다.
하부외통(130) 하단은 내화벽돌(119) 등으로 밀폐되어 열기의 방출이 차단된다.
연료유입관(122)(124)은 환형상으로 연료탱크(도시않음)로부터 연료를 공급받아 하부내통(110) 내측의 상부와 하부에서 유출통공(122b)(122c)을 통해 각각 분사시켜 쓰레기의 완전 연소를 유도하는 것으로서, 하부내통(110)과 하부외통(130) 각각의 유입관공(111b, 111c)(131b,131c)을 통해 외부의 연료탱크(도시않음)와 관결합되고 하부내통(110) 내측 상·하부에 각각 고정된다. 연료로는 폐유를 사용함이 바람직하다.
도 9는 본 발명에 따른 소각로 하부내통의 다른 실시예의 모습을 보인 요부확대 측단면도로, 하부내통(110) 중심측의 연료유입관(124)에는 폐유를 방출시켜 소각시킬 수 있으나, 이를 더욱 원활하게 소각시키기 위해서 하부내통(110) 내측면에는 증발을 유도하는 벽체구조로 띠형상의 낙하지체요부(110a)와 낙하지체돌부(110b)를 연료유입관(124) 하단에서부터 하측방향으로 다수 개 반복 형성시킴으로써, 연료유입관(124)의 유출통공(122c)를 통해 폐유를 방출시킬 때 방출된 폐유가 하부내통(110) 내측면의 낙하지체요부(110a)와 낙하지체돌부(110b)를 번갈아 가면서 하락하는 동안 자연낙하시간을 더욱 연장시켜 증발을 유도시킴으로써 폐유를 완전 연소시킬 수 있도록 배려함이 바람직하다.
개질수유입관(120)은 환형상으로 개질수탱크(도시않음)로부터 개질수를 공급받아 하부내통(110) 내측의 상부에서 유출통공(122a)을 통해 분사시켜 쓰레기의 완전연소를 유도하는 것으로서, 하부내통(110)과 하부외통(130)의 유입관공(111a)(131a)을 각각 통해 외부의 물탱크(도시않음)와 관결합되고 하부내통(110)의 상부에 고정된다.
위치고정 플레이트(220)는 하부내통(110)의 하단부에 결합된 원판형상으로, 내측에는 안착통공(222)이 형성되고 저면에는 다수 개의 걸림편(224)이 결합되어 일측이 안착통공(222)상으로 돌출되게 고정된다.
화격자(210)는 위치고정 플레이트(220)의 안착통공(222)에 안착되는 것으로, 원판형상의 몸체에는 다수 개의 통공(212)이 형성되고 몸체 상면에는 앵글(216)이 결합되며 상면 중심에는 위치고정파이프(214)가 고정되게 결합된다.
보염구(200)는 화격자(210)에 결합되어 고온의 가열상태를 지속적으로 유지시켜 주는 것으로, 도넛츠형상의 상부플레이트(208)가 형성되고 상부플레이트(208) 저면에는 다수 개의 지지파이프(206)가 결합되며 다수 개의 지지파이프(206) 내측에는 원판형상의 하부플레이트(204)가 결합되고 하부플레이트(204) 저면 중심측에는 화격자(210)의 위치고정파이프(214)에 끼워져 고정되는 위치고정구(202)가 결합된다.
도 6은 본 발명에 따른 소각로 일 실시예의 요부를 확대한 평단면도로, 화력조절 송풍기(60)에는 송풍관(62)이 관결합되고 송풍관(62)은 다시 하부외통(130) 하부몸체(131)의 화력조절구(64)에 접선방향으로 관결합되어 화력조절 송풍기(60)가 공급하는 외부공기는 하부내통(110)과 공기유도관(80)사이의 틈새를 통해 하단부의 화력조절공(70) 또는 천공판(118)의 통공(118a)을 통해 위치고정플레이트(220) 상부에 투입된 쓰레기로 외부공기를 세게 또는 느리게 투입하므로써 쓰레기의 화력을 크고 또는 작게 임의대로 조절할 수 있게 된다.
하부내통(110)과 하부외통(130)의 일측에는 힌지축(174)(139c)에 의해 회동되고 체결구(176)(139d)에 의해 고정되는 내측투입문(170)과 투입문(39a)이 각각 연장선상에 결합된다.
하부내통(110)의 투입문(170)과 하부외통(130)의 투입문(139a) 사이의 저부에는 받침판(136a)이 결합되어 쓰레기의 투입시 쓰레기가 하부내통(110)과 하부외통(130) 사이의 공간에 낙하되지 않고 내부로 슬라이딩되도록 유도한다.
하부외통(130) 내측의 쓰레기 소각시 열기는 화력조절 송풍기(60)와 송풍기(137a)가 각각 화력조절구(64)와 공기유입구(137)를 통해 외부공기가 유입되어 내부에서 강하게 나선방향으로 선회하는 유입공기에 의해 방열된다.
하부외통(130)의 집진공(132)은 순환집진통(140)과 하단에 관결합되어 소각로(A) 내의 선회력에 의해 내부의 분진을 순환집진통(140) 내부로 유입시킨다.
순환집진통(140)의 뚜껑(142) 상단에는 연결관(144)의 일단에 의해 관결합되고 타단은 송풍기(137a) 일측에 관결합됨으로써 에어필터(146)에 의해 필터링된 공기를 소각로(A) 내부로 다시 유입되도록 구성시키는 것이 바람직하다. .
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 쓰레기 중에서 재활용이 부적합하면서 소각처리가 가능한 일반 쓰레기, 폐플라스틱, 고무, 음식물 쓰레기 등과 산업폐기물로 분류되는 타이어, 의료쓰레기, 폐유, 축산배출물들을 소각시키기 위해서, 작업자는 밑판(250)에 설치된 소각로(A) 하부외통(130)의 투입문(139a)을 열어 외측투입구(139)를 개방시키고 다시 하부내통(110)의 투입문(171)을 열어 내측투입구(170)를 개방시킨다.
이를 위해 작업자는 투입문(139a)(171) 좌측의 체결구(139d)(176)를 탈거한 후 우측의 힌지축(139c)(174)을 중심으로 회동시킨다.
이렇게 개방된 내·외측 투입구(170)(139)를 통해 일정량의 쓰레기를 소각로(A) 내부로 넣어 하부내통(110)의 위치고정 플레이트(220)와 화격자(210) 및 보염구(200) 상측에 적층시킨 다음, 쓰레기를 수동 또는 자동점화장치(도시않음)를 이용하여 점화시킨 후, 하부내통(110)의 투입문(171)과 하부외통(130)의 투입문(139a)을 차례로 닫고 체결구(176)(139d)로 체결하여 내·외측투입구(170)(139)를 폐쇄시킨다.
이때, 하부내통(110)과 하부내통(130)은 상부내통(160) 및 상부외통(150)보다 직경이 더욱 커져 보다 많은 양의 쓰레기를 일시에 소각시킬 수 있게 된다.
이런 상태에서 작업자는 소각로(A)의 조작반(230)을 조작하여 송풍기(137a)와 화력조절 송풍기(60)를 구동시켜 공기유입구(137)와 화력조절구(64)를 통해 소각로(A) 내부로 외부공기를 공급하면서 화력을 조절하고, 이와 동시에 개질수저장용기(도시않음)로부터 일정량의 개질수가 개질수유입관(120)의 유출통공(122)을 통해 하부내통(110) 내부로 공급된다.
개질수유입관(120)의 유출통공(122)을 통해 하부내통(110)의 상측에서 배출되는 개질수로 인해 소각로(A) 내부에는 습도가 아주 높게 되고 이로 인해 상대적으로 차가운 외부공기가 빠르게 선회하는 하부내통(110)의 외주연과 면접된 내주연에는 개질수 물방울이 맺혀 하측으로 흐르면서 고온에 의해서 산소분자와 수소로 분리된다.
하부내통(130) 하단부로 유입된 개질수는 방사열에 의해 달구어진 내화벽돌(119)에 떨어져 일부는 다시 증기화되어 화격자(210)의 통공(212)을 통해 다시 상부로 유출된다.
공기유입구(137)를 통해 하부내통(110)의 내부로 공급되는 송풍기(137a)의 외부공기는 하부외통(130)의 접선방향 반시계방향으로 강하게 선회하면서 나선형의 강한 공기와류를 일으키는데, 일부는 상부외통(150) 방향으로 상승하고 나머지는 하부외통(130) 저면으로 선회하면서 하강하다가 다시 온도에 의해 상승하여 상부내통(160)과 하부내통(110) 내부로 유입된다.
도 7은 본 발명에 따른 소각로 다른 실시예의 모습을 보인 평면도를 보인 것으로. 하부외통(130) 상부몸체(136)의 상측에 외부공기를 유입시키는 두 개의 송풍기(137a)(137a')를 각각 별도로 장착시킴으로써 하부내통(110)의 내부로 공급되는 외부공기의 선회력을 보다 높여 좀더 빠른 강선회력을 얻을 수도 있음은 물론이다.
이렇게 상부내통(160)과 하부내통(110) 내부로 계속적으로 유입되어 시계반대방향으로 빠르게 선회하는 나선형의 외부유입공기는 개질수유입관(120)의 유출통공(122)을 통해 분사된 개질수와 함께 안개형태로 혼합된 상태로, 하부외통(130)과 상부내통(160)의 공간과, 상부내통(610) 내측면과 하부내통(110) 내측면 공간에서 시계반대방향으로 빠르게 선회한다.
이렇게 빠르게 선회하는 유입공기는 차가운 상태로 하부외통(130)의 상부몸체(136) 내부로 유입되어 상부외통(150)과 상부내통(160)의 사이 공간부와, 하부외통(130)과 하부내통(110) 사이에서 빠르게 선회하면서 뜨거워진다.
뜨거워진 유입공기는 상부외통(150)방향으로 빠르게 선회하며 상승하다가 상부내통(160)과 하부내통(110) 내부로 유입되어 빠르게 선회하다가 상승하게 되는데, 이때, 상부내통(160) 내측면에서 상승하는 공기는 상부내통(160)의 외주연에서 송풍기(137a)를 통해 유입된 차가운 유입공기로 인해 방열된 상부내통(160)과 접촉되어 열을 방출시키고 온도가 내려가며 이에 따라 상부내통(160) 내측면에서 상승하던 공기는 하부로 하강한다.
하강하여 하부내통(110) 내측에서 다시 뜨거워진 공기는 상부내통(160) 내측면으로 빠르게 선회하며 상승하게 되어 소각로(A) 내부에서는 공기의 반복적인 순환이 이루어진다.
이때, 상부내통(16)상측에서 나선형으로 강하게 회동되는 공기중에 포함된 미세분진은 원심력에 의해서 집진내통(10)의 집진통공(12)을 통해 분진유입부(20)로 이동되어 분진유입공(32)의 분진유입관(35)을 통해 외부로 방출되는데, 이렇게 방출된 미세분진은 분진유도관(36)을 통해 미세분진 수거통(40)에 수거된다.
이에 따라 쓰레기 소각시 발생하는 가연가스는 공기와 섞여 소각로(A) 내에서 반복 순환하는 과정에서 오랜 시간을 소각로(A) 내부에 오래 머물게 됨에 따라 내부의 1,800℃의 온도와 자주 접하면서 고열 분해되어 완전 연소된다.
상부외통(150)과 상부내통(160) 사이 공간부와 하부내통(110)과 하부외통(130) 사이 공간부에서 빠르게 선회하는 유입공기에 의해 상부외통(150) 외주연과 하부외통(130) 외주연은 작업자가 손을 대고 뜨겁지 않을 정도의 온도를 유지하게 된다.
상부외통(150)과 상부내통(160) 사이에서 빠르게 선회하는 유입공기의 일부는 대기로 방출되는데, 이때 상부내통(160)의 차열판(168)과 내통몸체(161) 상단을 거쳐서 내통몸체(161) 상단에 형성된 다수 개의 배출공(163)을 통해 배기외통(180)의 외주연과 배기내통(190)의 내주면 사이의 틈새 공간으로 배출되기도 하고, 배기외통(180)과 배기내통(190) 사이의 공간을 거쳐 배기내통(190)의 상단에 형성된 다수 개의 배기통공(192)을 통해서도 대기로 배출된다.
개질수가 혼합된 외부공기는 하부내통(10)에 공급되어 쓰레기 소각과정에서 C, H + H2O CO + H2의 열분해(개질)과정과 (CO + H2) + O2 CO2 + H2O의 연소과정으로 화학적 반응을 일으키게 되어 쓰레기의 화염에 보다 많은 산소(O2)를 공급하게 되어 중심온도를 대략 1,800℃로까지 올려 고열분해로 인한 쓰레기의 완전 연소가 이루어지게 한다.
또한, 매연은 물론 분진(회분)이나 CO, NOX, SOX 등의 유해가스 및 다이옥신이 거의 배출되지 않게 된다.
즉, 쓰레기의 소각시 발생되는 열에너지에 의해서 쓰레기의 건류(乾溜; 고체 유기물을 가열·분해하여 휘발성 물질과 비휘발성 물질로 가르는 조작) 및 물의 증기화가 이루어지고 이런 상태에서 외부공기가 소각로(A) 내부에서 빠르게 선회하며 상승과 하강을 반복하며 가연가스를 둘러싼 상태로 연소되므로 매연가스가 소각로(A) 외부로 유출되지 못하고 완전 연소되어 무연, 무취, 무색의 배기가스가 배기내통(190)을 통해 대기로 배출되게 된다.
쓰레기의 소각시 발생하는 분진은 하부외통(130) 상부몸체(136) 하단부의 집진공(132)에 연결된 순환집진통(140) 내부로 유입되어 분진은 걸려지고 깨끗한 공기만이 대기상으로 배출되는데, 하부외통(130)에서 외부공기의 회전방향의 반대방향으로 형성된 집진공(132)을 통해 빠르게 선회하는 유입공기와 같이 선회하는 분진은 유입공기와 같이 순환집진통(140) 내부로 배출된다.
집진공(143)을 통해 유입공기와 함께 배출된 분진은 순환집진통(140)의 하단부에 공급되고 다시 무거운 분진 및 불순물은 일측에 쌓이게 되며 가벼운 외부공기만이 에어필터(146)를 통과하여 뚜껑(142)의 연결관(144)을 통해 송풍기(137a) 내부로 배출된다.
도 8은 본 발명에 따른 소각로의 미세분진 수거통과 순환집진통의 다른 실시예의 모습을 보인 측단면도로, 미세분진 수거통(40)은 분진유도관(36)의 하단에서 결착수단(42)에 의해 분리 또는 결합되는 구조로 형성되어 밑판(250)에서 하부외통(130) 하부몸체(131)의 상측에 위치되도록 한다. 분진유도관(36)의 하단부는 하부외통(130) 상부몸체(136)에 지지되어 고정되고 위치가 서로 어긋나는 중간부위는 플렉시블한 관체로 연결시킴이 바람직하다.
도 10은 본 발명에 따른 소각로 분진유도관의 다른 실시예의 모습을 보인 요부확대 측단면도로, 분진유입관(30)의 상단은 상부내통(160)의 분진유입공(32)에 결합되어 용접 고정되고 분진유입관(30)의 하단은 분진유도관(36)의 상단 내측에 위치된다.
분진유도관(36)의 상단은 상측으로 절곡되어 일단이 상부외통(150)의 결합공(34) 내측으로 삽입되고 분진유입관(30)과는 유격을 갖게 되는데, 그 유격은 소각로(A)의 쓰레기 소각시 온도에 의한 열팽창으로 상부내통(160)과 분진유입관(30)이 위치가 이동되더라도 집진내통(10)에 의해 미세분진이 분진유도관(36) 내측으로 유입되는 것에 지장을 주지 않으려는 설계상의 반영이다.
분진유도관(36)의 선단에는 스프링(38)의 탄발력에 의해 패킹부재(37)를 상부외통(150)의 결합공(34)방향으로 밀착시키고 그 외측면을 케이스(39)로 밀폐시킴으로써 분진이 상부외통(150)의 결합공(34)을 통해 외부로 누출되지 않도록 할 수도 있다.
작업자는 소각로(A)의 측면에 설치된 측정대(240)에 올라가 배기측정기(189)와 온도센서 고정구(186)에 배기측정기구(도시않음) 및 온도센서(167)를 설치하고 배기측정기(189)의 배기측정기구(도시않음)를 통해 소각로(A) 배출가스의 성분을 측정하여 배출기준를 초과하지 않도록 관리하게 되고 온도센서(167)를 통해 소각로(A)의 작동상태를 체크하며 관리하게 된다.
이렇게 소각되는 쓰레기에는 보염구(200)에 의해 화염이 계속적으로 유지되는 상황에서 하부내통(110)의 상부와 하부에 각각 설치된 연료유입관(122)(124)의 유출통공(122b)(124)을 통해 연료를 배출하거나, 화력조절 송푼기(60)를 통해 하부내통(130)에 공급되는 외부공기로 화력을 적절히 유지하면서 이를 재수거문(134)의 검사창(134a)를 통해 확인하면서 완전연소를 유도한다.
이와 같은 본 발명의 강선회 고온 개질 소각로는 유입공기의 소각로 내부 순환시간을 연장시키기 위해 소각로 내주면에 외부공기를 강선회시켜 순환시키고 배출시키는 공기 냉각구조를 갖고, 차열판을 이용한 열차폐구조로 소각로 외주연을 통한 열의 방출을 방지하여 열에 의한 화상의 염려가 없게 하며, 내부의 쓰레기가 완전 연소될 때까지 소각로 내부의 불씨를 꺼지지 않도록 유지하고, 완전히 타지 않은 쓰레기를 완전 연소되도록 연료를 공급하며, 완전 연소되는 과정 중 소각로 내부에서 발생한 분진을 별도로 모아서 저장하고 필터링하여 깨끗한 공기만을 외부로 방출시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소각로 일 실시예의 모습을 보인 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 소각로 일 실시예의 모습을 보인 우측면도,
도 3은 본 발명에 따른 소각로 일 실시예의 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 소각로 일 실시예의 분리상태를 보인 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 소각로 일 실시예의 결합상태를 보인 작동상태 단면도,
도 6은 본 말명에 따른 소각로 일 실시예의 일부를 절취한 평단면도,
도 7은 본 발명에 따른 소각로 다른 실시예의 모습을 보인 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 소각로의 미세분진 수거통과 순환집진통의 다른 실시예의 모습을 보인 측단면도,
도 9는 본 발명에 따른 소각로 하부내통의 다른 실시예 모습을 보인 요부확대 측단면도,
도 10은 본 발명에 따른 소각로의 분진유도관의 다른 실시예의 모습을 보인 요부확대 측단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 집진내통 12 : 집진통공 20 : 먼지유입부
30 : 분진유입관 32 : 분진유입공 34 : 결합공
36 : 분진유도관 37 :패킹부재 38 : 스프링
39 : 케이스 40 : 미세분진 수거통 42 : 결착수단
50 : 고정밀폐편 60 : 화력조절 송풍기 62 : 송풍관
64 : 화력조절구 70 : 화력조절공 80 : 공기유도판
110 : 하부내통 110a : 낙하지연요부 110b : 낙하지연돌부
111a,111b,111c:유입관공 111d : 유출공 114 : 물받이
115 : 내측재출구 115a : 검사창 118 : 천공판
118a : 통공 119 : 내화벽돌 120 : 개질수유입관
122a,122b,122c :유출통공 122,124 : 연료유입관 130 : 하부외통
131 : 하부몸체 131a,131b,131c:유입관공
132 : 집진공 133 : 재출구 134 : 재수거문
134a : 검사창 135 : 차열판 136 : 상부몸체
136a받침판 137 : 공기유입구 137a : 송풍기
137b : 송풍관 138 : 차열판 139 : 외측투입구
139a : 투입문 139b : 투시창 139c : 힌지축
139d : 체결구 140 : 순환집진통 142 : 뚜껑
143 : 결착수단 144 : 연결관 146 : 에어필터
150 : 상부외통 152 : 지지턱부 154 : 상단프랜지
156 : 상부외통갓부 157 : 하단프랜지 160 : 상부내통
161 : 내통몸체 162 : 집진갓 163 : 배출공
164 : 상부내통갓 165 : 걸림턱부 166 : 배기관부
167 : 온도센서 167a,167b,167c : 온도센서끼움공
168 : 차열판 170 : 내측투입구 171 : 투입문
172 : 투시창 174 : 힌지축 176 : 체결구
180 : 배기외통 182 : 배기외통갓부 184 : 프랜지
186 : 통공 189 : 배기측정기 190 : 배기내통
192 : 배기통공 194 : 걸림턱부 196 : 배기측정공
200 : 보염구 202 : 위치고정구 204 : 하부플레이트
206 : 지지파이프 208 : 상부플레이트 210 : 화격자
212 : 통공 214 : 위치고정파이프 216 : 앵글
220 : 위치고정 플레이트 222 : 안착통공 224 : 걸림편
230 : 조작반 240 : 측정대 250 : 밑판
A : 소각로

Claims (5)

  1. 원통형상의 배기내통(190)과, 상단 내측에 배기내통(190)이 고정되는 배기외통(180)과, 배기관부(165)를 갖고 원통형상으로 몸체상부 내주연에 상부내통갓(164)의 외주연이 고정되며 상부내통갓(164) 상측 몸체에 배출공(163)이 다수 개 형성된 내통몸체(161)를 갖는 상부내통(160)과, 상단이 배기외통(180)에 관결합되고 상부내통(160)의 걸림턱부(165)가 걸려 고정되는 지지턱부(152)가 형성되는 상부외통(150)과, 상단이 상부외통(150)의 하단과 관결합되고 몸체 일측에 축결합되어 투시창(139b)을 갖는 투입문(139a)에 의해 개폐되는 외측투입구(139)가 형성되며 몸체 타측에 공기유입구(137)가 형성되고 하부에 재수거문(134)에 의해 개폐되는 재출구(133)가 형성되며 일측에 집진공(132)이 형성되는 하부외통(130)과, 하부외통(130)의 내측에 위치되어 재출구(133) 연장선상에 내측재출구(115)가 형성되고 상단부와 하부에 개질수유입관(120)과 연료유입관(122)(124)이 결합되는 유입관공(111a)(111b)(111c)이 각각 형성되며 몸체하부 내측에 물받이(114)가 결합되는 하부내통(110)을 갖는 소각로에 있어서;
    상협하광의 형상으로 형성되어 상부내통(160)과의 사이에 분진유입부(20)가 형성되고 상단이 개방되며 다수 개의 집진통공(12)이 형성되고 하단 외주면이 상부내통(160)의 상부 내측면에 고정되어 밀폐되는 집진내통(10)과;
    상부내통(160)과 집진내통(10) 사이의 분진유입부(20) 하단부에 형성되어 내측면의 공기 선회력으로 분진을 유도하는 분진유입공(32)과;
    상부내통(160)의 분진유입공(32) 외측면에 관결합되어 외측으로 돌출되는 분진유입관(30)과;
    상부외통(150)의 일측에 형성되어 분진유입관(30)의 선단부가 밀폐되게 결합되는 결합공(34)과;
    상부외통(150)의 결합공(34) 주변부에 밀폐되게 결합되어 분진유입관(30)을 통해 유입되는 분진을 하방으로 유도하는 분진유도관(36) 및
    분진유도관(36)을 통해 유입되는 분진을 집진하는 미세분진 수거통(40)을 구비함을 특징으로 하는 강선회 고온 개질 소각로.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서;
    하부내통(110)의 내측면에는 횡방향으로 형성된 낙하지체요부(110a)와 낙하지체돌부(110b)가 연료유입관(124) 하단에서부터 하측방향으로 다수 개 반복 형성됨을 특징으로 하는 강선회 고온 개질 소각로.
  5. 삭제
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