KR100562374B1 - 보조 소각로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쓰레기 소각 중 불완전연소로 인해 발생되는 유해가스를 재차 소각하는 보조 소각로에 관한 것으로서, 특히 내부의 연소실로 연소공기를 공급하는 에어 노즐이 와류를 형성할 수 있도록 나선의 궤적을 그리도록 배치되어 그 분사구가 궤적을 그리는 방향을 향하도록 경사지게 설치되기 때문에 메인 소각로에서 연소실로 유해가스가 유입되면 와류를 형성하는 연소공기와 고른 혼합이 이루어져 유해가스의 완전연소를 도모할 수 있을 뿐만 아니라 에어 노즐이 유해가스의 배출을 유도할 수 있도록 그 분사구가 가스 배출구를 향해 경사지게 설치되므로 유해가스의 배출을 촉진시킬 수 있는 보조 소각로에 관한 것이다.

노즐, 쓰레기, 소각로, 연소, 와류, 완전연소, 유해가스, 유해물질

Description

보조 소각로{subsidiary incinerator}

도 1은 본 발명에 따른 보조 소각로가 도시된 단면도,

도 2는 도 1의 A 부분 확대도,

도 3은 도 2의 B-B선에 따른 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 보조 소각로의 에어 노즐 배치구조가 도시된 개략도,

도 5는 본 발명에 따른 보조 소각로의 사용상태도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 연소실 20 : 본체

21 : 가스 유입구 22 : 가스 배출구

23 : 에어 챔버 30 : 버너

40 : 송풍기 50 : 에어 노즐

51 : 분사구 60 : 메인 소각로

본 발명은 쓰레기 소각 중 불완전연소로 인해 발생되는 유해가스를 재차 소각하여 쓰레기의 완전연소를 도모하는 보조 소각로에 관한 것이다.

최근 인구 증가와 산업 발달로 급증하고 있는 쓰레기로 인한 각종 공해가 사회문제로 대두됨에 따라 법적 안전기준치를 마련하여 이를 엄격하게 규제하고 있고, 더불어 이들 쓰레기의 다양한 처리방법과 그 수단들에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있다.

이들 쓰레기는 주로 매립이나 소각 등의 방법으로 처리하고 있으나, 매립은 매립지의 절대 부족에 따른 한계성과 미분해 쓰레기와 악취 및 침출수에 의한 환경오염의 문제가 있으므로 쓰레기를 크게 감량시키면서 폐열을 효율적으로 이용할 수 있는 소각이 주된 처리방법으로 선호하는 것이 최근의 추세이다.

그러나 소각 역시 불완전연소에 기인한 유해가스(유해가스에 함유되어 있는 각종 유해물질을 포함한다)의 발생이라는 커다란 문제점이 있는데, 여기서 유해가스로는 독극물로 분류되는 다이옥신(dioxine), 질소산화물(NO, NO2), 일산화탄소(CO) 및 분진 등을 그 대표적인 예로 들 수 있다.

한편 위와 같은 소각의 문제점을 해결하기 위한 여러 방안이 제시되었고, 그 중 하나가 소각로에 1·2차 연소실을 함께 형성하여 1차 연소실에서 발생되는 유해가스를 2차 연소실에서 버너로 점화하고 연소공기를 공급하여 재차 소각시키도록 구성한 것이다.

그러나 이러한 소각로는 쓰레기의 완전연소율을 다소 향상시킬 수는 있으나, 단순히 2차 연소실로 공급되는 유해가스를 버너로 점화하고 연소공기를 공급하여 소각하므로 유해가스와 연소공기의 혼합율이 극히 저조하여 유해가스의 완전연소를 이루기에는 근본적으로 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 소각로에서 배출되는 유해가스를 공급받아 이를 재차 소각하되, 연소시키고자 연소공기를 공급 시 와류를 일으켜 양자간의 혼합율을 극대화함으로써 완전연소를 이룰 수 있도록 한 보조 소각로를 제공하는 데 목적이 있다.

상기의 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명은 내부에 연소실이 기다랗도록 형성되고 둘레를 따라 중공부가 형성되어 상기 중공부를 에어 챔버로 하며 한쪽 끝 부분에 메인 소각로에서 발생된 유해가스를 상기 연소실로 유입시키기 위한 가스 유입구가 형성되고 다른 쪽 끝 부분에 가스 배출구가 형성된 본체와, 상기 연소실로 유입되는 유해가스를 점화하는 버너와, 상기 에어 챔버로 연소공기를 공급하는 송풍기와, 상기 에어 챔버로 공급되는 연소공기가 상기 연소실에 분사되도록 양끝이 상기 연소실과 에어 챔버에 각각 노출된 상태로 상기 본체의 둘레 전반에 걸쳐 설치된 다수의 에어 노즐로 구성되고, 상기 각 에어 노즐은 상기 가스 배출구를 향하여 나아가는 와류가 형성되도록 연소공기를 분사함으로써 유해가스의 배출이 촉진됨과 아울러 유해가스와 연소공기가 균일하게 혼합되도록 나선의 궤적을 그리도록 일정 간격으로 배치되고 그 분사구가 상기 가스 배출구를 향함과 동시에 상기 나선의 궤적을 그리는 방향을 향하도록 경사진 것을 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 보조 소각로가 도 1 내지 도 4에 도시되어 있다.

본 발명의 보조 소각로는 소각로(이하 메인 소각로라고 한다)에서 쓰레기의 불완전연소로 발생되는 유해가스를 공급받아 재차 연소하는 것이다.

이러한 보조 소각로는 도 1에서와 같이 내부에 좌우로 기다한 원통 형상의 연소실(10)이 형성되는 본체(20)와, 상기 연소실(10)로 공급되는 유해가스를 점화하는 버너(30)와, 연소공기를 제공하는 송풍기(40)와, 상기 송풍기(40)로부터 연소공기를 공급받아 연소실(10)로 분사하는 다수의 에어 노즐(50)로 구성된다.

여기서 상기 본체(20)는 한쪽 끝 부분에 메인 소각로(60)에서 발생되는 유해가스를 연소실(10)로 유입하기 위한 가스 유입구(21)가 형성되고, 다른 한쪽 끝 부분에는 가스 배출구(22)가 형성된다.

이 때 가스 유입구(21)는 연소로(10)로 유해가스를 전혀 유실 없이 유입시킬 수 있도록 메인 소각로(60)와 연결관(P)에 의해 플랜지 이음으로 상호 긴밀하게 연결된다.

이러한 본체(20)는 둘레 전체가 중공되도록 형성되어 이 중공부를 에어 챔버(23)로 하고, 상기 송풍기(40)는 에어 챔버(23)에 끝이 관통되는 송풍관(41)을 통하여 에어 챔버(23)로 연소공기를 공급한다.

상기 각 에어 노즐(50)은 도 2에 도시된 바와 같이 에어 챔버(23)의 연소공기를 연소실(10)로 분사할 수 있도록 본체(20)의 둘레 전반에 걸쳐 설치되는 것으로서, 구체적으로 분사구(51)는 연소실(10)에 노출되고 유입구(52)는 에어 챔버(23)에 노출되도록 설치된다.

이와 같은 각 에어 노즐(50)은 도 1에서와 같이 가스 배출구(22)를 통한 유해가스의 배출을 유도할 수 있도록 그 분사구(51)가 가스 배출구(22)를 향하도록 일정 각도 경사지게 설치된다.

그리고 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 와류를 형성하여 유해가스와 연소공기를 고르게 혼합할 수 있도록 나선의 궤적(G)을 그리도록 일정한 간격을 두고 배치됨과 아울러 분사구(51)가 상기 나선의 궤적(G)을 그리는 방향을 향하도록 일정 각도 경사지게 설치된다.

여기에서 상기 에어 노즐(50)은 그 분사구(51)가 가스 배출구(22)를 향하도록 수직 방향에 대하여 30도 경사지고,(도 2 참조) 나선의 궤적(G)을 그리는 방향을 향하도록 측면에서 보았을 때 인접하는 에어 노즐(50) 간에 연장되는 가상의 선이 만나는 각도가 30도를 이루도록 경사진다.(도 3 참조)
상기와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
먼저 버너(30)를 작동시켜 연소실(10)을 가열한 후 연소실(10)의 온도가 설정온도에 도달하면 송풍기(40)를 작동시킨다.
그러면 연소공기는 송풍관(41)을 통하여 에어 챔버(23)로 유입되고, 이 에어 챔버(23)로 유입된 공기는 다시 에어 노즐(50)을 통하여 연소실(10)로 분사된다.

삭제

삭제

삭제

이때 에어 노즐(50)이 나선의 궤적(G)을 그리도록 배치됨과 아울러 나선의 궤적(G)을 그리는 방향을 향하여 경사지도록 설치되기 때문에 연소실(10)로 분사된 공기는 연소실(10)의 벽면에 연속하여 충돌하고 반사되며, 이 과정에서 연소실(10)에는 불규칙하고 복잡하면서도 급격한 와류가 발생하게 된다.

또 에어 노즐(50)이 가스 배출구(22)를 향하여 경사지도록 설치되기 때문에 연소실(10)에 발생된 와류는 가스 배출구(22) 측으로 유동된다.

다음 연결관(P) 및 가스 유입구(21)를 통하여 메인 소각로(60)에서 발생된 유해가스가 연소실(10)로 유입되면, 이 유입된 유해가스는 버너(30)에 의하여 점화가 이루어지고, 에어 노즐(50)에서 분사된 연소공기와 혼합이 이루어진다.

이때 유해가스와 연소공기는 불규칙하고 복잡하면서도 급격한 와류의 작용으로 균일하도록 신속히 혼합된다. 이로써 유해가스의 완전연소율이 높아지게 됨은 자명하다.

아울러 연소공기가 가스 배출구(22) 측을 향하여 유동하기 때문에 가스의 배출이 신속히 이루어지게 된다.

한편 연소가 이루어진 가스는 가스 배출구(22)를 통해 배출된다.

이상 설명되지 않은 도면 5는 본 발명의 사용상태도로서, 본 발명의 보조 소각로와 메인 소각로(60)를 조합하여 하나의 시스템을 이룬 것을 예시적으로 나타내는 도면이다.

도 5의 메인 소각로(60)는 연소열에 의해 2중 케이스 사이의 공간에 있는 공기를 가열, 이를 연소공기로 사용하는 소각로로서, 여기에 도시된 바와 같이 본 발명의 연소실(10)로 공급되는 연소공기를 메인 소각로(60)에서 끌어다 공급할 수 있도록 구성할 수도 있고, 단독적으로 연소공기를 제공받아 공급할 수 있도록 구성할 수도 있다.

상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명은 본체의 둘레에 에어 노즐이 나선의 궤적을 그리도록 배치됨과 아울러 그 분사구가 나선의 궤적을 그리는 방향을 향하여 경사지게 설치되므로 연소실에 불규칙하고 복잡하면서도 급격한 와류가 형성되어 유해가스를 연소공기와 균일하도록 신속히 혼합시킬 수 있고, 이에 유해가스의 완전연소를 도모할 수 있는 이점이 있다.

또 본 발명은 에어 노즐의 분사구가 가스 배출구를 향하여 경사지게 설치되므로 배기를 촉진할 수 있고, 나아가 연소실의 압력 상승에 기인한 폭발사고를 예방할 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 내부에 연소실(10)이 기다랗도록 형성되고 둘레를 따라 중공부가 형성되어 상기 중공부를 에어 챔버(23)로 하며 한쪽 끝 부분에 메인 소각로(60)에서 발생된 유해가스를 상기 연소실(10)로 유입시키기 위한 가스 유입구(21)가 형성되고 다른 쪽 끝 부분에 가스 배출구(22)가 형성된 본체(20)와, 상기 연소실(10)로 유입되는 유해가스를 점화하는 버너(30)와, 상기 에어 챔버(23)로 연소공기를 공급하는 송풍기(40)와, 상기 에어 챔버(23)로 공급되는 연소공기가 상기 연소실(10)에 분사되도록 양끝이 상기 연소실(10)과 에어 챔버(23)에 각각 노출된 상태로 상기 본체(20)의 둘레 전반에 걸쳐 설치된 다수의 에어 노즐(50)로 구성되고,

   상기 각 에어 노즐(50)은 상기 가스 배출구(22)를 향하여 나아가는 와류가 형성되도록 연소공기를 분사함으로써 유해가스의 배출이 촉진됨과 아울러 유해가스와 연소공기가 균일하게 혼합되도록 나선의 궤적(G)을 그리도록 일정 간격으로 배치되고 그 분사구(51)가 상기 가스 배출구(22)를 향함과 동시에 상기 나선의 궤적(G)을 그리는 방향을 향하도록 경사진 것을 특징으로 하는 보조 소각로.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제

Images