KR100532632B1 - 벽난로 겸용 온수, 온풍 발생 가정용 용융병행 소각로 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야.

본 발명은 벽난로 겸용 온수 온풍 발생 가정용 용융병행 소각로에 관한 것으로 일반주택에서 발생되는 쓰레기 중 비닐, 페트병, 플라스틱, 화학섬유 등의 폐 석유 화학제품은 용융기화 시킨 후 그 가스를 연소시켜 처리하고, 신문지, 책, 종이박스, 폐목 등 가연성 쓰레기는 소각하여 처리하며, 이때 발생되는 열에너지를 주택의 난방과 온수에 활용할 수 있도록 제조한 벽난로 겸용 온수 온풍 발생 가정용 용융병행 소각로에 관한 것이다. 또한, 본 장치 가동시에 발생되는 배기가스는 주택의 실내바닥의 구들하부연도를 통해 배출시킴으로써 전체난방의 열효율을 높이고 집진효과도 얻을 수 있도록 한 것이다.

나. 발명이 해결하려는 기술적 과제.

지금까지의 가정용 보일러 겸용 소각로에서 처리할 수 있는 쓰레기는 목재 가공품으로 한정되며, 비닐이나 플라스틱 제품과 같은 폐 석유화학 제품은 분리 배출해야 하므로 쓰레기 처리효율이 떨어지고 간혹 혼합되어 처리되는 경우가 있고, 연소된 배기가스는 연통을 통해 바로 배출시키므로 분진발생 등으로 환경오염 발생 원인이 되었다. 또한 보일러 기능의 열매체로 단순히 물을 이용하므로 증기발생에 따른 열효율 감소 및 온수의 발생도 효율적이지 못하였다. 따라서 본 발명에 의한 가정용 용융병행 소각로를 사용할 경우 폐 석유화학 제품을 포함한 대부분의 쓰레기를 처리할 수 있으며 이때 폐 석유화학 제품은 용융기화시킨 후 상당량의 가스가 난방연료로 이용되며 용융기화실 및 열교환실내의 폐 엔진오일 등의 폐유는 200℃ 이상의 온도를 축열하므로 열효율이 높아 다량의 온수 및 온풍을 생성 시킬 수 있는 것이다. 또한, 연소된 배기가스는 실내 바닥구들의 하부연도를 통과하면서 실내 바닥구들을 덥혀주게 되고, 분진은 구들하부연도에 가라앉게 되어 환경문제를 최소화 한 것이다. 이는 현재 대형 소각로 설치시 주변 환경 오염문제에 따른 민원과 막대한 소각로 설치비용을 원천적으로 줄일 수 있으며 갈수록 커지는 가정의 에너지 비용을 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

다. 발명의 해결방법의 요지.

따라서 본 발명은 이러한 상기의 목적을 달성하기 위한 본체, 용융기화실, 열교환실, 공기통로, 화실 및 연도 등으로 구성된 벽난로 겸용 온수, 온풍 발생 가정용 용융병행 소각로를 제공하는데 있다. 즉, 폐 엔진오일을 용융기화실 및 열교환실에 채운 후 용융기화실에 폐 석유화학제품을 넣고 화실에서 폐지, 폐목 등을 소각하여 이때 발생되는 열로 용융기화실 내의 온도를 250℃ 이상으로 가열시키면, 비등점이 200℃ 내외인 플라스틱, 비닐 등 가정용 폐 석유화학제품은 용융기화실에의 폐 엔진오일에 의해 용융되면서 기화가 되고, 이 가스는 화실로 이송 되어 연소되면서 용융기화실 및 열교환실에 추가로 열을 가하게 되어 있다. 폐 엔진오일은 비등점이 250℃ 이상이므로 기화되는 양이 적어 에너지원으로의 이용은 떨어지는 반면에 용융기화실 및 열교환실 내의 유량저하가 적으므로 추가공급에 따른 번거로움이 감소되고, 높은 축열기능에 의해 열교환실 내에 형성된 온수파이프를 순간적으로 덥혀주므로 이를 주택의 난방과 온수로 이용할 수 있으며, 또한 열교환실 외부 측에 형성된 공기통로의 공기가 덥혀져 이 온풍을 난방에 이용할 수 있는 것이다.

라. 발명의 중요한 용도.

가정에서 발생하는 대부분의 쓰레기 처리와 온수와 온풍 발생 기능을 구비한 벽난로 겸용 가정용 용융병행 소각로 제공

Description

벽난로 겸용 온수, 온풍 발생 가정용 용융병행 소각로{Incinerator(dissolving trash)combined with fireplace generating warm water and wind in the house.}

본 발명은 일반주택에서 발생되는 쓰레기 중 비닐, 페트병, 플라스틱, 화학섬유 등 폐석유화학 제품은 용융기화 시킨 후 그 가스를 연소시켜 처리하고, 신문지, 책, 종이박스, 폐목 등 가연성 쓰레기는 소각하여 처리하며, 이때 발생되는 열에너지를 주택의 난방과 온수에 활용할 수 있는 벽난로 겸용 온수, 온풍 발생 가정용 용융병행 소각로에 관한 것이다.

현대사회는 갈수록 일회용품 및 포장재의 사용량 증가로 인하여 그 처리문제가 점점 더 심각해질 것으로 예상된다. 지금까지의 가정용 보일러 겸용 소각로에서 처리할 수 있는 쓰레기는 목재 가공품으로 한정되며, 온수를 발생시키는 열매체로 비등점이 100℃인 물을 이용하므로 증기발생에 따른 내부압 상승 및 열효율이 감소되고 온수의 발생량도 비효율적 이었다. 또한, 연소된 배기가스는 연통을 통해 바로 배출시키므로 열손실이 많으며 대부분 집진기를 설치하지 않고 사용하여 많은 분진이 그대로 배출되어 대기를 오염시킨다.

종래의 가정용 보일러 겸용 소각로에서 땔감으로 사용하는 목재 가공품과 폐지 등을 제외한 일반쓰레기와 폐 석유화학제품 등의 쓰레기는 분리, 배출하여야 하므로 번거로움이 많아 실용성에 문제가 있어 현재 사용이 미미한 실정이다. 이와 같이 대부분의 가정용 쓰레기는 가정에서 처리를 하지 못하므로 대부분의 쓰레기가 배출되는 실정이며 이러한 쓰레기를 수집, 운반하여 재활용하거나 매립 또는 소각으로 최종 처리하는 비용이 많이 소요되고, 쓰레기 매립지 또는 소각로 설치 부지 문제로 많은 민원이 발생되고 있다.

본 발명은 가정에서 배출되는 쓰레기 중 비닐, 페트병, 플라스틱, 화학섬유 등의 폐 석유화학 제품은 용융 기화시키며 그때 발생되는 가스는 연소시켜 처리하므로 직접 연소시킴으로써 발생되는 다이옥신 등 환경오염물질을 없애고 에너지원을 부수적으로 얻을 수 있으며, 폐지, 폐목 등의 쓰레기는 직접 소각하며 이때 발생되는 열에너지를 주택의 난방과 온수에 이용함으로써 에너지비용을 절감하고 개인이 발생시키는 쓰레기의 많은 부분을 직접 원천적으로 처리함으로써 사회적 비용과 환경문제를 최소화할 수 있는 벽난로 겸용 온수, 온풍 발생 가정용 용융병행 소각로를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 벽난로 겸용 온수, 온풍 발생 가정용 용융병행 소각로는 크게 본체, 용융기화실, 열교환실, 공기통로, 화실 및 연도로 구성되어 있다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 각 도면을 설명함에 있어 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 동일한 참조부호를 사용토록 한다.

도 1에서 보는바와 같이, 용융기화실(8)은 본체(1)의 내부에 원통형으로 형성되고, 용융기화실(8) 내부에는 원형관 형태의 중앙연도(6-1)가 형성되어 있으며 중앙연도(6-1)와 연도(6)를 연결하는 소연도(6-2)가 형성 되어 있다. 여기서 용융기화실(8)을 전열면적을 넓게하여 높은 온도로 신속히 가열시키기 위하여 중앙연도(6-1)가 형성되어 있는데 이 중앙연도(6-1)와 소연도(6-2)는 열전도율이 큰 재질(동파이프 등)을 사용하는 것이 바람직하다. 열교환실(4)은 용융기화실(8) 외부에 형성되어 있으며 연도(6)는 열교환실(4) 내부에 원형관 형태로 형성되어 하부는 화실(7)과 연결되어 있고, 상부는 구들하부연도(14)에 연결되어 있다. 온수용 파이프(2)는 열교환실(4) 내부에서 연도(6)의 외측으로 나선형으로 형성되어 있는데 온수용 파이프(2)의 일 측부에는 냉수 인입관(10)이 형성되고, 다른 측부에는 온수 토출관(20)이 형성되어 있다. 그리고 본체(1)의 외측내부 즉, 열교환실(4) 외부 측에는 공기가 이동할 수 있는 공기통로(12)가 형성되어 있으며 공기인입관(11)과 온풍토출관(21)이 연결되어 있다. 화실(7)은 본체(1)의 하부에 형성되며, 본체(1) 내부의 원형관 형태의 연도(6) 및 중앙연도(6-1)와 연결되어 있으며, 상부 외측에 연결된 가스이송관(3)의 가스배출부에는 가스노즐(5)이 형성되어 있다. 그리고 본체(1)의 상부 외측 중앙에는 용융기화실(8) 및 열교환실(4)에 폐 엔진오일을 주입하고 또한, 용융기화실(8)에 폐 석유화학제품을 투입할 수 있도록 용융기화실 재료 투입구(13)가 형성되어 있고, 본체(1)의 정면 외부에는 온도계(9)를 부착하여 용융기화실(8) 내부의 온도를 측정할 수 있도록 하였다. 또한, 본체(1) 상부 외측에는 열교환실(4)내의 폐 엔진오일의 양을 측정할 수 있도록 유량측정봉(16)이 형성되어 있다.

이상과 같이 구성되어 있는 본 발명의 벽난로 겸용 온수, 온풍 발생 가정용 용융병행 소각로의 작용은 다음과 같다.

용융기화실 재료 투입구(13)를 통하여 용융기화실(8) 및 열교환실(4)에 비등점이 높은 폐 엔진오일을 일정량 채운 후 용융기화실(8)에 폐 석유화학제품을 넣고, 화실(7)에서 폐지나 폐목(필요시 화목)을 연소시키면 용융기화실(8)의 폐 엔진오일의 온도가 상승하여 일정온도가 되면 용융기화실(8)내의 폐 석유화학 제품은 용융기화되고, 이때 발생되는 가스는 화실(7)로 이송되어 연소된다. 또한, 열교환실(4)내의 폐 엔진오일의 온도가 상승함에 따라 열교환실(4)에 내장된 온수용 파이프(2)와 열교환이 이루어져 온수용 파이프(2)의 온도가 상승되는데 이때, 냉수 인입관(10)을 통하여 냉수를 공급하면 온수 토출관(20)을 통하여 온수가 나오게 되는데 이 온수는 별도의 보온 온수탱크에 저장하여 사용한다. 공기 인입관(11)을 통하여 공기통로(12)에 공기를 주입하면 공기는 공기통로(12)를 이동하여 열교환실(4)의 높은 온도로 축열된 폐 엔진오일과 열교환이 이루어지게 되어 온풍 토출관(21)을 통하여 온풍이 나오게 되는데 이 온풍은 필요한 장소로 이송시켜 실내의 난방에 사용한다.

용융기화실(8) 및 열교환실(4)의 폐 엔진오일 온도를 250℃ 이상으로 높여도 용융기화실(8)및 열교환실(4)내 폐 엔진오일의 비등점이 250℃ 이상이므로 기화되는 양이 적어 보충에 따른 번거로움 없이 그 온도를 축열하므로 열효율이 높아 온수용 파이프(2) 및 공기통로(12)를 신속하게 가열하게 되므로 높은 온도의 온수 및 온풍을 사용할 수 있는 것이다.

연도(6)는 구들하부연도(14)로 연결시켜서 화실(7)에서 이송된 연소된 배기가스로 실내바닥구들(15)을 덥히는데 사용하며 구들하부연도(14)를 끝까지 통과한 연소된 배기가스는 배풍기가 설치된 굴뚝을 통하여 외부로 배출시킨다. 이때 연소된 배기가스의 분진은 구들하부연도(14)를 통과하면서 온도가 저하되므로 많은 양이 가라앉게 된다. 용융기화실(8) 및 열교환실(4) 내의 폐 엔진오일은 필요시 용융기화실 재료 투입구(13)를 통하여 보충하고, 용융기화실(8)에는 가정에서 발생되는 폐 석유화학제품을 일정량씩 투입하여 용융기화 시킨다.

본 발명에 의한 벽난로 겸용 온수, 온풍 발생 가정용 용융병행 소각로는 일반 가정에서 필연적으로 발생하는 폐지나 폐목(필요시 화목사용) 등을 소각시키면서, 동시에 플라스틱, 비닐 등의 가정용 폐 석유화학제품을 용융 기화시켜 그 가스를 자체연소 및 소각 열로 완전연소 시키므로 다이옥신 등의 유해물질 발생이 억제되고, 이때 발생하는 열로 온수 및 온풍을 생성시켜 주택에서 이용할 수 있다.

이는 대부분의 가정용 쓰레기를 근원적으로 자체처리가 가능하게 함으로써 쓰레기를 수집, 운반하여 재활용이나 매립 및 소각으로 최종 처리하는데 소요되는 사회적비용을 절감할 수 있으며, 쓰레기 매립지나 소각로 설치부지 때문에 발생되는 민원 및 환경문제를 해결 할 수 있는 것이다. 또한, 상기 장치를 이용하여 쓰레기 처리시 발생되는 열에너지는 고가의 연료비 문제를 상당부분 해결할 수 있는 대체 에너지로써 이용할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 벽난로 겸용 온수, 온풍 발생 가정용 용융병행 소각로를 나타낸 사시도

도 2는 본 발명의 벽난로 겸용 온수, 온풍 발생 가정용 용융병행 소각로를 나타낸 평면도

도 3은 도2의 A-A 단면도

도 4는 도2의 B-B 단면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1: 본체 2: 온수용 파이프

3: 가스이송관 4: 열교환실

5: 가스노즐 6: 연도

6-1: 중앙연도 6-2: 소연도

7: 화실 8: 용융기화실

9: 온도계 10: 냉수 인입관

11: 공기 인입관 12: 공기통로

13: 용융기화실 재료투입구 14: 구들하부연도

15: 실내바닥구들 16: 유량측정봉

20: 온수 토출관 21: 온풍 토출관

Claims (4)

1. 본체(1)의 내부 중앙에는 원통형의 용융기화실(8)이 형성되고, 용융기화실(8) 내부에는 중앙연도(6-1)가 형성되며, 용융기화실(8) 외측에는 열교환실(4)이 형성되고, 열교환실(4) 내부의 연도(6)둘레에는 냉수 인입관(10) 및 온수 토출관(20)과 연결된 온수용 파이프(2)가 나선형으로 감겨 형성되며, 본체(1)의 외측에는 공기 인입관(11) 및 온풍 토출관(21)과 연결된 공기통로(12)가 형성되고, 본체(1)의 하부에는 화실(7)이 형성되며, 본체(1) 내부에는 연소된 배기가스를 구들하부연도(14)로 이송시키기 위해 화실(7)에 연결된 원형관 형태의 연도(6)가 형성되고, 용융기화실(8) 및 열교환실(4) 내부에서 발생된 가스를 화실(7)로 이송시키는 가스이송관(4)이 형성되는 구조로 이루어진 벽난로 겸용 온수, 온풍 발생 가정용 용융병행 소각로
2. 제 1항에 있어서, 상기 본체(1)는 화력이 집중되는 중앙부에 용융기화실(8)을 두어 온도를 최대한 높이는 구조로 형성되어 폐 플라스틱의 기화를 촉진시켜 기화된 가스를 화실(7)로 이송시켜서 연소시키는 것을 특징으로 하는 벽난로 겸용 온수, 온풍 발생 가정용 용융병행 소각로
3. 제 1항에 있어서, 상기 본체(1)는 열교환실(4) 내에 온수용 파이프(2)가 형성되어 폐 엔진오일을 열전달매체로 하여 온수를 발생시키고, 본체(1)의 외측에는 공기가 이동할 수 있는 공기통로(12)를 형성시켜 공기 인입관(11)으로 인입된 공기가 공기통로(12)를 이동하면서 열교환실(4)의 폐 엔진오일을 열전달매체로 하여 가열된 통에 의해 덥혀진 공기가 온풍토출관(21)으로 온풍이 발생되는 것을 특징으로 하는 벽난로 겸용 온수, 온풍 발생 가정용 용융병행 소각로
4. 제 1항에 있어서, 상기 본체(1)는 화실(7)에 연결되어 형성된 연도(6), 중앙연도(6-1) 및 소연도(6-2)를 통해, 연소된 배기가스가 구들하부연도(14)로 이송되어 실내바닥구들(15)을 덥히고, 분진은 구들하부연도(14)를 통과 하면서 가라앉게 되는 것을 특징으로 하는 벽난로 겸용 온수, 온풍 발생 가정용 용융병행 소각로