KR100672908B1 - 폐기물 처리용 진공 소각장치 및 소각장치의 진공유지 방법 - Google Patents

폐기물 처리용 진공 소각장치 및 소각장치의 진공유지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐기물 처리용 진공 소각장치 및 소각장치의 진공유지 방법에 관한 것으로서, 특히 소각로에서 열분해되는 폐기물로부터 발생하는 기체를 연속적으로 강제 흡입함으로써 상기 소각로의 진공을 유지시켜 유해물질의 발생을 효과적으로 차단할 수 있는 폐기물 처리용 진공 소각장치 및 소각장치의 진공유지 방법에 관한 것이다.
본 발명은 폐기물 처리시 폐기물로부터 발생하는 기체를 즉각적으로 강제 흡입할 있는 복수의 진공조절탱크를 순차적으로 작동하는 것으로, 상기 폐기물이 열분해 처리되는 공간에 완전한 진공상태를 지속적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.
진공소각, 열분해, 진공조절탱크

Description

폐기물 처리용 진공 소각장치 및 소각장치의 진공유지 방법{VACUUM INCINERATION APPARATUS FOR WASTE DISPOSAL AND VACUUM PRESERVATION METHOD THEREOF}
도 1은 종래의 고온 열분해식 소각장치를 나타낸 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공 소각장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소각로의 내부 구성도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기체냉각저장장치의 내부 구성도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 연소로의 내부 구성도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 소각로와 기체냉각저장장치와 제 1 및 제 2 진공조절탱크의 내부를 진공시키는 처리 상태도.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 기체냉각저장장치와 제 1 진공조절탱크 간의 진공과 기체 교환을 나타내는 처리 상태도.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 기체냉각저장장치와 제 2 진공조절탱크 간의 진공과 기체 교환을 나타내는 처리 상태도.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 제 1 진공조절탱크로부터 배출 되는 기체의 처리 상태도.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 제 1 진공조절탱크의 내부를 진공시키는 처리 상태도.
도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 유수의 처리를 나타내는 처리 상태도.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 폐기물 처리용 진공 소각장치의 처리 순서도.
< 도면 주요부위에 대한 부호의 설명 >
210 : 소각로 220 : 기체냉각저장장치
230 : 압력자동조절장치 241 : 제 1 진공조절탱크
242 : 제 2 진공조절탱크 250 : 진공펌프
251 : 진공필터 260 : 연소로
270 : 유수저장장치 273 : 히팅관
280 : 냉각탱크 290 : 송풍기
본 발명은 폐기물 처리용 진공 소각장치 및 소각장치의 진공유지 방법에 관 한 것으로서, 특히 소각로에서 열분해되는 폐기물로부터 발생하는 기체를 연속적으로 강제 흡입함으로써 상기 소각로의 진공을 유지시켜 유해물질의 발생을 효과적으로 차단할 수 있는 폐기물 처리용 진공 소각장치 및 소각장치의 진공유지 방법에 관한 것이다.
일반적인 폐기물 처리장치는 내화제로 이루어진 소각로에 각종 폐기물을 투입한 후 폐기물에 직접 열을 가하여 소각로 내부에 있는 폐기물을 소각시키고, 소각시 발생한 가스는 별도의 집진장치에 의해 제거되도록 구성하고 있다.
그러나, 이와 같이 폐기물에 직접 불을 가하여 소각시키는 직화 방식(스토커 방식)은 폐기물의 적재량이나 밀도, 소각로의 크기, 가열온도 및 물(수분)의 함유 등 여러 가지 요인에 의해 연소가 충분히 이루어지지 못하기 때문에 그을음이나 먼지, 다이옥신 등과 같은 공해물질을 발생하게 하여 환경오염에 심각한 영향을 주는 문제점이 있었다.
더욱이, 일반적인 폐기물 처리장치에 있어서의 집진장치는 오염물질이나 유해물질을 제거하는데 완벽하지 못할 뿐만 아니라, 필터 등을 자주 교체해 주어야 하는 불편함이 있음은 물론, 교체된 필터 역시 많은 유해물질이 포집되어 있는 상태이므로, 이들을 별도로 처리해야 하는 번거로움과 물(수분)이 함유된 폐기물을 적정온도로 소각하기 위해 과다한 연료사용으로 소각처리비용이 과다하게 높은 문제점을 내포하고 있었다.
또한, 도 1은 종래의 고온 열분해식 소각장치를 나타낸 구성도로서 대한민국특허 출원번호 제 10-1998-27673 호에 기재되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 고온 열분해식 소각장치는 폐기물이 투입되는 호퍼(101), 상기 폐기물 유입시 공기의 유입을 방지하고 내부에 진공을 형성하는 진공펌프(102), 상기 폐기물을 이송시 상기 폐기물을 동시에 혼합시키도록 이송스크류가 장착되는 진공믹서기(103), 상기 폐기물을 고온처리하기 위하여 버너(104a)가 구비된 열분해실(104), 상기 열분해실로부터 배출되는 배기가스를 연소시켜 대기 중에 방출하는 연소실(105)로 구비된다.
이러한 종래의 고온 열분해식 소각장치는 폐기물이 상기 진공믹서기(103)로 투입될 때 상기 폐기물과 함께 투입되는 공기를 상기 진공펌프(102)로 뽑아내어 상기 진공 믹서기(103)의 내부를 일부 진공 시키고는 있지만, 열분해실(104)에서 고온 열분해되는 폐기물로부터 발생되는 공기에 의해 열분해실(104)의 내부가 진공상태를 유지할 수 없기 때문에, 일반적인 직화방식에 의한 소각 장치와 마찬가지로 불완전 연소로 인해 발생되는 다이옥신 등의 환경오염 물질의 문제점이 있다.
또한, 이러한 종래의 고온 열분해식 소각장치는 진공펌프(102)의 작동으로 상기 진공 믹서기(103)의 내부 공기를 외부로 배출할 때, 배출되는 공기 속에 포함되어 있는 유해물질을 처리하는 수단이 없다는 문제점도 아울러 가지고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 폐기물 처리시 발생하는 각종 유해물질(다이옥신 등)의 생성을 원천적으로 억제할 수 있도록 폐기물을 완전한 진공 상태에서 간접 가열로 열분해시킬 수 있는 폐기물 처리용 진공 소각장치 및 소각장치의 진공유지 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 소각로에서 열분해되는 폐기물로부터 발생하는 기체를 연속적으로 강제 흡입함으로써 폐기물의 처리 완료시까지 소각로의 진공 상태를 지속적으로 유지할 수 있는 폐기물 처리용 진공 소각장치 및 소각장치의 진공유지 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐기물 처리용 진공 소각장치는 폐기물을 열분해하는 소각로, 상기 소각로로부터 배출되는 기체를 연소시키는 연소로, 및 상기 소각로에서 열분해되는 폐기물로부터 발생하는 기체를 연속적으로 강제 흡입함으로써 상기 소각로의 진공을 유지시키는 진공형성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 진공형성부는 상기 소각로로부터 배출되는 기체를 흡입하는 복수의 진공조절탱크, 및 상기 복수의 진공조절탱크에 진공을 형성시키는 진공펌프를 포함하며, 상기 복수의 진공조절탱크는 미리 정해진 순서에 따라 순차적으로 동작하여, 상기 소각로의 기체와 상기 진공조절탱크의 진공을 교환함으로써 상기 소각로에서 열분해되는 폐기물로부터 발생되는 기체를 강제 흡입하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 복수의 진공조절탱크는 하나의 진공조절탱크가 소각로로부터 배출되는 기체를 흡입하여 압력이 미리 정해진 수치에 도달하면 상기 소각로 와의 연결이 오프(OFF)됨과 동시에 다른 하나의 진공조절탱크와 소각로의 연결이 온(ON)되어 상기 소각로에서 열분해되는 폐기물로부터 발생되는 기체가 지속적으로 흡입되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 복수의 진공조절탱크 내부에 외부공기를 주입시키는 송풍기를 더 포함하여, 상기 복수의 진공조절탱크 중 소각로로부터 배출되는 기체가 흡입되고 있는 진공조절탱크의 압력이 미리 정해진 수치에 도달하면, 상기 소각로로부터의 기체 유입을 차단한 후 상기 송풍기를 작동하여 상기 흡입된 기체를 연소로로 배출하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 진공펌프의 전단에는 진공필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 진공 소각장치는 일단이 상기 소각로에 연결되고 타단이 진공형성부에 연결되어, 상기 소각로로부터 배출되는 기체가 상기 진공형성부로 이송되기 전에 상기 기체를 냉각·저장하는 기체냉각저장장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 기체냉각저장장치의 압력이 미리 정해진 수치를 넘는 경우에, 상기 기체를 상기 기체냉각저장장치로부터 상기 연소로로 바로 배출하기 위한 압력자동조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 연소로의 후단에는 상기 연소로로부터 배출된 고열의 연소기체를 통과시키는 히팅관이 구비된 유수저장장치를 더 포함하여, 상기 기체냉각저장장치 및 상기 진공필터로부터 배출되는 유수를 멸균·증발 처리하는 것을 특징 으로 한다.
또한, 본 발명의 폐기물 처리용 진공 소각장치의 진공유지 방법은 폐기물이 투입된 소각로 및 복수의 진공조절탱크에 초기 진공을 형성하는 제 1단계, 상기 소각로를 가열하는 제 2단계, 및 상기 복수의 진공조절탱크가 상기 소각로에서 열분해되는 폐기물로부터 발생하는 기체를 연속적으로 강제 흡입함으로써 상기 소각로의 진공을 유지하는 제 3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 소각로의 진공을 유지하는 제 3단계는 미리 정해진 순서에 따라 상기 복수의 진공조절탱크가 순차적으로 동작하여, 상기 소각로의 기체와 상기 진공조절탱크의 진공을 교환함으로써 상기 소각로에서 열분해되는 폐기물로부터 발생되는 기체를 강제 흡입하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 소각로의 진공을 유지하는 제 3단계는 미리 정해진 하나의 진공조절탱크가 소각로로부터 배출되는 기체를 흡입하는 제 4단계, 상기 하나의 진공조절탱크의 압력이 미리 정해진 수치에 도달하면 상기 소각로와의 연결이 오프(OFF)되고 다른 하나의 진공조절탱크와 소각로의 연결이 온(ON)되어 연속적으로 상기 소각로부터 배출되는 기체를 흡입하는 제 5단계, 상기 소각로와의 연결이 오프(OFF)된 상기 하나의 진공조절탱크의 기체를 배출한 후 진공펌프에 의해 상기 하나의 진공조절탱크에 재 진공을 형성하는 제 6단계, 상기 제 5단계의 다른 하나의 진공조절탱크의 압력이 미리 정해진 수치에 도달하면 상기 소각로와의 연결이 오프(OFF)되고 상기 제 6단계에서 재 진공이 형성된 상기 하나의 진공조절탱크와 상 기 소각로의 연결이 온(ON)되어 연속적으로 상기 소각로로부터 배출되는 기체를 흡입하는 제 7단계, 및 상기 소각로와의 연결이 오프(OFF)된 상기 다른 하나의 진공조절탱크의 기체를 배출한 후 진공펌프에 의해 상기 다른 하나의 진공조절탱크에 재 진공을 형성하는 제 8단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 소각로에서의 폐기물 소각이 완료될 때까지 상기 제 5단계 내지 제 8단계를 반복하는 제 9단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐기물 처리용 진공 소각장치의 구성 및 작용에 대하여 상세히 살펴본다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공 소각장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소각로의 내부 구성도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기체냉각저장장치의 내부 구성도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 연소로의 내부 구성도이다.
우선, 본 발명의 구성 및 작용에 관한 상세한 설명에 앞서, 이하 소각로에서 폐기물의 열분해로부터 발생되는 것은 "기체"로 정의하고, 소각로에서 폐기물의 열분해로부터 발생되는 것이 아니고 외부로부터 유입되는 것은 "공기"로 정의하고 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 폐기물 처리용 진공 소각장치는 소각로(210)와 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)와 진공펌프(250)와 연소로(260)로 이루어진다.
바람직하게는, 기체냉각저장장치(220), 송풍기(290)를 더 포함한다.
더 바람직하게는, 압력자동조절장치(230), 유수저장장치(270), 냉각탱크(280)를 더 포함한다.
본 발명에 따른 진공 소각장치의 각 구성요소들의 유기적 연결관계는 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브들(V1 내지 V13)이 장착된 배관으로 연결되는 것이 바람직하고, 상기 밸브들(V1 내지 V13)은 시스템의 흐름에 따라 각각 자동으로 제어되도록 프로그래밍된 제어부(미도시)를 통해 ON/OFF 되는 것이 바람직하다.
이때 상기 제어를 위한 측정장치로써 온도계(미도시) 및 압력측정기(미도시) 등이 상기 각각의 구성요소에 대하여 해당하는 값을 측정하도록 구비되는 것은 당업자에게 있어 그 실시가 당연할 것이고, 이와 같은 상기 제어부(미도시)의 구체적 구성은 본 발명에 따른 기술적 사상을 바탕으로 당업자가 용이하게 구현할 수 있을 것이기에 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.
상기 소각로(210)는 투입된 폐기물을 고온의 열분해 작용에 의해 처리하는 통상의 구성으로 이루어지는 것인 바, 본 발명에 적용되는 소각로(210)는 특정의 구성에 구속되지 않고 일반적이고 다양한 구성이 가능할 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 폐기물 투입을 위한 개폐도어(211), 내부가 이중 공간구조로 구획된 단열부(212), 및 발열부(213)를 포함하고, 상기 발열부(213) 내에 소각통(214)과 전열히터(215)가 구비된 소각로(210)의 일 실시예에 있어서, 상기 발열부(213)는 그 상부측 중앙에 배출관(216)을 형성하고, 상기 배출관(216)은 도 2에 도시된 바와 같이, 후술하는 기체냉각저장장치(220)와 배관 연결관계를 이루게 된다.
또한, 상기 소각로(210)는 후술하는 진공펌프(250), 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)의 작동에 의해 상기 소각로(210) 내부가 진공상태가 될 수 있는 밀폐 구조가 바람직하다.
또한, 상기 소각로(210)는 내부로 투입되는 폐기물을 열분해할 수 있도록 상기 발열부(213)가 200℃ 이상 고온으로 가열될 수 있는 것이 바람직하다.
상기 기체냉각저장장치(220)는 폐기물의 열분해에 의해 생성된 고온의 기체를 냉각, 저장토록 하는 구조로서, 도 4에 도시된 일 실시예와 같이 그 내부에는 상기 소각로(210)로부터 유입되는 고온기체(이하, 소각로로부터 발생하여 기체냉각저장장치(220)로 유입되는 고온의 기체를 "고온기체"라 한다.)를 냉각시키는 수단으로 다수개의 격벽(221)이 설치되는 것이 바람직하다. 상기 격벽(221)의 내부로는 상기 격벽(221)의 외부면에 부딪히는 고온기체를 냉각시킬 수 있는 냉풍 또는 냉각수가 유입되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기체냉각저장장치(220) 일측에는 상기 소각로(210)로부터 배출되는 고온의 기체를 유입할 수 있는 고온기체유입구(222)를 형성하고, 타측에는 상기 고온기체유입구(222)와 대향되게 상기 기체냉각저장장치(220) 내부로 유입되어 냉각되고 수분이 분리된 기체가 후술하는 제 1 및 제 2 진공조절탱크로 이송될 수 있는 냉각기체배출구(223)를 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기체냉각저장장치(220)의 저면 중앙부에는 상기 기체냉각저장장 치(220) 내부로 유입된 고온의 기체가 냉각됨에 따라 분리된 수분을 배출시키는 제 1 유수배출구(224)를 형성함이 바람직하다.
이때, 상기 냉각기체배출구(223)는, 도 2 에 도시된 바와 같이 후술하는 압력자동조절장치(230)와 함께 밸브(V5) 및 밸브(V6)가 설치된 배관에 의해 후술하는 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)와 배관 연결되고, 제 1 유수배출구(224)는 밸브(V9)가 설치된 배관에 의해 후술하는 유수저장장치(270)와 배관 연결된다.
상기 압력자동조절장치(230)는 상기 기체냉각저장장치(220)의 내부에 충전되는 기체의 압력이 허용 한계치를 넘게 되는 비상시, 상기 기체냉각저장장치(220)로부터 후술하는 상기 연소로(260)로 곧바로 기체를 송출하는 것으로, 상기 압력자동조절장치(230)는 상기 기체냉각저장장치(220)와 상기 연소로(260)의 사이에 위치하여 일측으로는 상기 기체냉각저장장치(220)에 배관 연결되고, 타측으로는 상기 연소로(260)에 배관 연결되도록 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한, 상기 압력자동조절장치(230)는 상기 기체냉각저장장치(220)가 상기 소각로(210)로부터 이송되는 고온기체를 과도하게 충전하여 발생할 수 있는 사고의 위험성을 방지할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)는 내부에 형성된 진공의 기압차에 의해 상기 기체냉각저장장치(220)로부터 냉각기체(이하, 상기 기체냉각저장장치에 냉각·저장되다가 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크로 흡입되는 기체는 "냉각기체"라 한다.)를 흡입·저장한 후 이를 후술하는 연소로(260)로 공급하는 것으로 폐 기물 소각처리 과정에서도 소각로의 진공을 지속적으로 유지할 수 있는 본 발명의 폐기물 처리용 진공 소각장치에서의 요지 구성으로서, 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)는 도 2 에 도시된 바와 같이 그 일측과 타측에 각각 제 1 및 제 2 흡입관(241a, 242a)과, 제 1 및 제 2 송출관(241b, 242b)을 형성한 소정크기의 밀폐용기 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)의 제 1 및 제 2 송출관(241b, 242b)에는 밸브(V7)와 밸브(V8)가 설치된 배관에 의해 후술하는 연소로(260)와 상호 배관 연결관계를 이루도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 진공조절탱크는 본 발명의 설명에 있어서는 2개의 진공조절탱크를 기준으로 하고 있지만, 바람직하게는 최소 2개 이상의 복수 개를 병렬적으로 구비하고 상호 순차적으로 작동이 이루어지도록 구성된다.
상기 진공펌프(250)는 상기 소각로(210)와 기체냉각저장장치(220) 및 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)에 진공을 형성하기 위한 것으로, 상기 진공펌프(250)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 소각로(210), 상기 기체냉각저장장치(220), 및 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)와 상호 연결되게 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 진공펌프(250)는 종래의 공지된 펌프를 사용하는 것으로 펌프의 구성 및 작용에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이때, 상기 소각로(210) 및 기체냉각저장장치(220)와 진공펌프(250)는, 도 2에 도시된 바와 같이 밸브(V1)와 밸브(V2)가 설치된 배관에 의해 연결되고, 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)는 각각 밸브(V3)와 밸브(V4)가 설치된 배관에 의해 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 진공펌프(250)의 전단에는 상기 진공펌프(250) 내부로 유입되는 공기를 정화하고, 상기 공기에 포함되어 있는 수분과 이물질을 필터링할 수 있는 진공필터(251)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 진공필터(251)의 하부에는 필터링된 수분과 이물질을 방출할 수 있는 제 2 유수배출구(251a)가 구비되고 상기 제 2 유수배출구(251a)는 후술하는 유수저장장치(270)에 밸브(V10)가 설치된 배관에 의해 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 진공펌프(250)의 진공흡기구(252)를 통해 유입된 공기는 진공배기구(253)를 통해 방출되어 후술하는 연소로(260)로 보내질 수 있도록 배관 연결되어 상기 공기가 상기 연소로(260)에서 연소되도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 후술하는 바와 같이 상기 진공펌프(250)를 통해 배출되는 유해물질(감염성균 등)이 포함된 공기는 상기와 같이 연소로(260)에서의 연소를 통해 제거되어 정화된다.
상기 연소로(260)는 본 발명의 폐기물 처리용 진공 소각장치에서 발생하는 유해물질(감염성균 등)이 포함된 기체 및 공기를 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242), 압력자동조절장치(230), 및 진공펌프(250)로부터 공급받아 연소처리하여 상기 기체 및 공기에 포함된 유해물질(감염성균 등)을 제거할 수 있는 수단인 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242), 상기 압력자 동조절장치(230), 및 상기 진공펌프(250)에 배관 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연소로(260)의 연소로방출구(264)는 후술하는 유수저장장치(270)와 배관 연결되어 상기 연소로(260)로부터 방출되는 연소기체(이하, 상기 연소로로부터 연소되어 상기 유수저장장치로 유입되는 기체는 "연소기체"라 한다.)가 상기 유수저장장치(270) 내부로 이송될 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 연소로(260)는 그 내부에 연소로 발열부(261)가 연소로 전열히터(262)를 구비하는 것으로 형성되고, 상기 유해물질(감염성균 등)이 포함된 기체 및 공기를 상기 연소로(260) 내부로 유입시켜 연소될 수 있도록 상기 기체 및 공기를 유입·통과시켜 연소할 수 있는 회류 연소관(263)을 상기 연소로 발열부(261)의 내부로 구비하고, 상기 회류 연소관(263)의 하측에 개방된 끝단으로부터 토출되어 상기 연소로발열부(261)의 내부를 회류·상승한 후 상기 연소로(260)의 외부로 방출시킬 수 있는 연소로방출구(264)를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 연소로 발열부(261)는 상기 진공펌프(250)의 구동으로 배출되는 유해물질(감염성균 등)이 포함된 공기를 연소하기 위해 300℃ 또는 400℃ 이상으로 발열되도록 구비하고, 상기 기체냉각저장장치(220) 및 압력자동조절장치(230)로부터 이송되는 냉각기체를 연소하기 위해서는 850℃ 이상으로 발열될 수 있도록 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연소로(260)의 하부 중앙부에는 상기 연소로(260) 내부에서 상기 기체의 연소시 발생하는 이물질(분진 등)을 방출할 수 있는 분진방출구(265)가 밸 브(V11)가 설치된 배관에 연결되어 상기 밸브(V11)의 단속에 의해 분진 등을 방출할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 진공 소각장치에는 이상의 바람직한 일 실시예의 연소로(260) 구조 이외에 다양한 연소로(260) 구조가 적용될 수 있음은 당연하다.
상기 유수저장장치(270)는, 도 2 에 도시된 바와 같이 히팅관(273)이 내설된 소정크기의 밀폐용기로 형성되고 상기 기체냉각저장장치(220), 상기 진공필터(251), 상기 연소로(260), 및 후술하는 냉각탱크(280)와 배관 연결되도록 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 히팅관(273)은 상기 연소로(260)에서 방출되는 고온의 연소기체를 통과시켜 가열되는 방식으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한, 상기 유수저장장치(270)는 상기 기체냉각저장장치(220) 및 상기 진공필터(251)의 제 1 및 제 2 유수배출구(224, 251a)로부터 배출되는 수분과 이물질을 공급받아 이를 상기 히팅관(273)의 고온에 의해 멸균처리한 후 증발시켜 외부로 배출되게 하는 수단이다.
상기 냉각탱크(280)는 연소로에서 연소된 연소기체와, 유수저장장치(270)로부터 배출되는 고온의 배출물질(수증기)을 저온으로 냉각처리한 후 이를 방출하도록 구비되는 것이 바람직하다.
상기 송풍기(290)는 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)의 내부에 충전된 냉각기체를 강제로 상기 연소로(260)에 송출하기 위해 외부공기를 주입하는 것으로 밸브(V12)와 밸브(V13)가 설치된 배관에 의해 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱 크(241, 242)에 연결되도록 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 송풍기(290)는 상기 폐기물 처리용 진공 소각장치의 제 1 사이클 진행 후 상기 고온의 소각로(210)에 외부공기를 불어넣어 상기 소각로(210)를 저온으로 냉각시킬 수 있는 것으로, 새로운 폐기물을 적재하기 위해 상기 소각로(210)를 다루는 사용자를 상기 고온의 소각로(210)로부터 보호할 수 있게 상기 송풍기(290)에 의해 외부공기가 상기 소각로(210)로 이송될 수 있도록 배관 연결을 이루는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 폐기물 처리용 진공 소각장치의 각각의 구성요소를 상호 결합시켜 일련의 장치 구성을 이루게 함에 있어서는 먼저, 상기 소각로(210)와 상기 기체냉각저장장치(220)를 배관 연결시키고, 이어 순차적인 배열형태로서, 상기 연소로(260)와 상기 유수저장장치(270), 및 상기 냉각탱크(280)를, 도 2 에 도시된 바와 같이 상호 유기적인 배관연결 형태로 연계되도록 하는 것이 바람직하다.
여기까지 구성된 장치에 일측은 상기 기체냉각저장장치(220)에 연결되고 타측은 상기 연소로(260)에 연결되는 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)를 구비하고, 상기 소각로(210), 상기 기체냉각저장장치(220), 및 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)의 내부를 진공상태로 유지되게 하는 진공펌프(250)를 배관에 의해 도 2에 도시된 바와 같이 배관 연결되게 함으로써, 본 발명에 따른 폐기물 처리용 진공 소각장치을 구현할 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 소각로, 기체냉각저장장치, 및 진공조절탱크의 내부를 진공시키는 처리 상태도이다.
도 6 은 초기의 진공형성 과정으로서, 상기 소각로(210), 상기 기체냉각저장장치(220), 및 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)가 배관을 통해 상기 진공필터(251)를 거쳐 상기 진공펌프(250)에 연결되고 본 발명의 소각장치에 구비된 밸브들 중 밸브(V1), 밸브(V2), 밸브(V3), 및 밸브(V4)를 열어 개통하고 나머지 밸브는 잠겨진 상태에서 상기 진공펌프(250)를 구동하여 상기 소각로(210), 상기 기체냉각저장장치(220), 및 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)를 진공상태로 형성하게 된다.
이때, 열분해 시작 전에 상기 소각로(210)에 폐기물(미도시) 적재시 상기 폐기물과 같이 투입되어 유해물질(감염성균 등)을 포함하는 공기는 상기 진공펌프(250)의 펌핑에 의해 상기 진공펌프(250)로 흡입된 후 상기 연소로(260)로 이송되어 상기 연소로(260) 내부에서의 연소를 통해 상기 유해물질(감염성균 등)을 제거해야 하는바, 상기 진공펌프(250)에 의한 펌핑이 있기 전에 상기 연소로(260)는 상기 유해물질(감염성균 등)이 포함된 공기를 연소시킬 수 있는 소정의 고온(300℃ 또는 400℃ 이상)을 미리 형성하도록 작동되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 소각로의 초기진공 형성시 상기 진공펌프(250)에 흡입되어 배출되는 상기 유해물질(감염성균 등)이 포함된 공기는 상기 연소로(260)를 통과함에 따라 유해물질(감염성균 등)이 정화되어 제거된 공기로 배출되고 상기 정화된 공기 는 상기 유수저장장치(270)의 히팅관(273)을 거쳐 상기 냉각탱크(280)를 통해 냉각된 후 외부로 방출되는 것이다.
상기와 같이 상기 소각로(210), 상기 기체냉각저장장치(220), 및 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)는 초기진공이 형성된 후 상기 밸브(V1), 밸브(V2), 밸브(V3), 및 밸브(V4)를 닫아 상기 형성된 초기진공을 유지하게 하는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 기체냉각저장장치와 제 1 진공조절탱크 간의 진공과 기체 교환을 나타내는 처리 상태도이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 기체냉각저장장치와 제 2 진공조절탱크 간의 진공과 기체 교환을 나타내는 처리 상태도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 소각로(210)에서 폐기물의 열분해로부터 발생되어 상기 기체냉각저장장치(220) 내부에 저장되는 고온기체를 상기 제 1 진공조절탱크(241)가 흡입하는 과정을 살펴보면, 상기 소각로(210), 상기 기체냉각저장장치(220), 및 제 1 진공조절탱크(241)가 배관을 통해 연결되고 본 발명의 소각장치에 구비된 밸브들 중 밸브(V5)를 열어 해당 연계 배관을 개통한다.
먼저, 상기 밸브(V5)의 개폐에 상관없이 상기 소각로(210)에서 폐기물의 열분해로부터 발생하는 고온기체는 상기 소각로(210)의 배출관(216)으로 배출되고 상기 기체냉각저장장치(220)의 상기 고온기체유입구(222)로 유입되어 상기 기체냉각저장장치(220)의 내부에 저장되고 냉각된다.
이때, 초기에 진공을 형성하고 있는 상기 제 1 진공조절탱크(241)는 상기 기체냉각저장장치의 냉각기체배출구(223)와 상기 제 1 진공조절탱크(241)의 제 1 흡입관(241a)을 연계한 배관이 상기 밸브(V5)의 열림에 의해 개통됨에 따라 기압차에 의해 상기 기체냉각저장장치(220)에 냉각·저장된 냉각기체를 상기 제 1 진공조절탱크(241)의 진공과 교환하는 것으로 상기 냉각기체를 강제적으로 흡입하게 되는 것이다.
상기 제 1 진공조절탱크(241)의 흡입과 순차적으로, 상기 제 2 진공조절탱크(242) 또한 상기 냉각기체를 흡입하기 위해, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 소각로(210), 상기 기체냉각저장장치(220), 및 제 2 진공조절탱크(242)가 배관을 통해 연결되고 본 발명의 장치에 구비된 밸브들 중 밸브(V6)를 열어 해당 연계 배관을 개통한다.
먼저, 상기 소각로(210)로부터 발생하는 고온기체는 상기 밸브(V6)의 개폐에 상관없이 상기 소각로(210)의 배출관(216)으로부터 상기 기체냉각저장장치(220)의 고온기체유입구(222)로 지속적으로 유입되어 냉각·저장된다.
이때, 초기에 진공을 형성하고 있는 상기 제 2 진공조절탱크(242)는 상기 기체냉각저장장치의 냉각기체배출구(223)와 상기 제 2 진공조절탱크(242)의 제 2 흡입관(242a)을 연계한 배관이 상기 밸브(V6)의 열림에 의해 개통됨에 따라 상기 제 2 진공조절탱크(242)는 기압차에 의해 상기 기체냉각저장장치(220)에 냉각·저장된 냉각기체를 상기 제 2 진공조절탱크(242)의 진공과 교환하는 것으로 상기 냉각기체 를 강제적으로 흡입하게 되는 것이다.
따라서, 이와 같은 제 1 진공조절탱크(241)와 제 2 진공조절탱크(242)의 순차적 흡입은 상기 소각로(210)의 진공 상태를 폐기물의 열분해 과정에서도 지속적으로 유지하기 위한 것으로, 상기 소각로(210)에서 발생하는 고온기체가 상기 기체냉각저장장치(220)에 냉각·저장되고 상기 저장된 냉각기체는 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크가 순차적으로 구동하여 상기 냉각기체를 흡입하게 되는 것이다.
이와 같은 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)의 병렬적 흡입은 순차적으로 이루어지는 것으로, 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242) 중 하나의 진공조절탱크가 상기 냉각기체를 미리 정해진 압력까지 흡입(이하, 상기 진공조절탱크가 상기 냉각기체를 미리 정해진 압력까지 흡입함을 "만충"이라 한다.)하게 되면, 상기 냉각기체의 흡입을 차단하는 동시에 또 다른 하나의 진공조절탱크는 상기 냉각기체를 연속적으로 흡입하기 시작하는 것이다.
이때, 상기 진공조절탱크는 2개 이상의 복수 개로 추가 구성하는 것으로 더욱 효과적인 기체의 흡입을 이룰 수 있게 하는 것이 바람직하다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 제 1 진공조절탱크로부터 배출되는 기체의 처리 상태도이다.
상기 제 1 진공조절탱크(241)가 상기 냉각기체를 흡입하여 상기 제 1 진공조절탱크(241)가 상기 냉각기체로 만충하게 되면 상기 제 1 진공조절탱크(241)는 상기 냉각기체의 흡입을 차단한다. 이때, 상기 제 2 진공조절탱크(242)는 상기 냉각 기체를 연속적으로 흡입하게 되고 상기 냉각기체가 만충된 상기 제 1 진공조절탱크(241)는 상기 만충된 냉각기체를 상기 연소로(260)로 이송하게 된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 송풍기(290), 상기 제 1 진공조절탱크(241), 및 상기 연소로(260)가 배관을 통해 연결되고, 본 발명의 장치에 구비된 밸브들 중 밸브(V7) 및 밸브(V12)를 열어 해당 연계 배관을 개통하게 되면, 상기 개통된 연계 배관을 통해 상기 제 1 진공조절탱크(241)에 만충된 냉각기체는 상기 송풍기(290)의 외부공기 주입에 따라 상기 제 1 진공조절탱크(241)의 내부로부터 강제로 밀려난 후 상기 연소로(260)의 연소로유입관(263)을 통해 상기 연소로(260)로 유입하게 된다.
이와 같이 상기 제 1 진공조절탱크(241)의 내부에 만충된 상기 냉각기체를 상기 연소로(260)에 강제 이송하여 상기 제 1 진공조절탱크를 비우는 과정은 상기 제 2 진공조절탱크가 연속적으로 상기 냉각기체를 흡입하는 사이에 이루어진다.
또한, 상기 연소로(260)로 이송된 냉각기체는 상기 연소로(260)의 내부에서 고온으로 연소되어 유해물질(감염성균 등)을 제거하고 상기 연소로(260)의 연소로방출구(264)를 통해 상기 유수저장장치(270)의 히팅관(273)으로 상기 연소기체를 방출하게 되고, 이와 같은 연소기체는 상기 히팅관(273)을 통과하여 상기 냉각탱크(280)를 거쳐 외부로 방출된다.
이와 같은 상기 제 1 진공조절탱크(241)로부터 상기 연소로(260)까지의 냉각기체 송출과정은 상기 제 1 진공조절탱크(241)와 순차적으로 구동하는 상기 제 2 진공조절탱크(242)에서도 마찬가지로 이루어지는 과정이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 제 1 진공조절탱크의 내부를 진공시키는 처리 상태도이다.
상기 제 1 진공조절탱크(241)의 내부에 만충된 냉각기체를 상기 연소로(260)로 강제 이송하여 상기 제 1 진공조절탱크(241)의 내부가 비워지면 재차 흡입과정을 수행하기 위한 준비과정으로 상기 제 1 진공조절탱크는 재차 진공을 형성하여야 한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 진공조절탱크(241), 상기 진공필터(251), 및 상기 진공펌프(250)가 배관을 통해 연결되고 본 발명의 장치에 구비된 밸브들 중 밸브(V2)와 밸브(V3)를 열어 해당 연계 배관을 개통하게 되면, 상기 개통된 연계 배관을 통해 상기 진공펌프(250)의 구동시 상기 제 1 진공조절탱크(241)의 내부가 다시금 진공을 형성하게 된다.
이때, 상기 제 1 진공조절탱크(241)로부터 흡입되어 상기 진공펌프(250)의 진공흡기구(252)로 흡입된 공기는 다시금 진공배기구(253)를 통해 배출되고 상기 연소로(260)의 연소로유입관(263)으로 유입되어 상기 연소로(260)를 통해 연소된 후 상기 유수저장장치(270)의 히팅관(273)을 통과하여 상기 냉각탱크(280)를 통해 외부로 방출되는 것으로, 상기 제 1 진공조절탱크(241)에 미세하게 잔존하였다가 상기 진공펌프(250)에 흡입되는 유해물질(감염성균 등)이 포함된 공기는 상기 연소 로(260)에서의 연소를 통해 유해물질(감염성균 등)이 제거된 후 방출되는 것이다.
이와 같은 제 1 진공조절탱크(241)의 재차 진공형성 과정은 상기 제 1 진공조절탱크(241)와 순차적으로 구동하는 상기 제 2 진공조절탱크(242)에서도 동일하게 이루어지는 과정이다.
따라서, 지금까지 설명한 상기 제 1 진공조절탱크(241)에 관한 흡기, 송출, 및 재차 진공형성 과정은 상기 제 2 진공조절탱크(242)에 관하여도 상기 제 1 진공조절탱크(241)와 동일한 과정을 순차적으로 수행하는 것으로서, 상기 제 1 진공조절탱크(241)가 상기 냉각기체를 흡입할 시 상기 제 2 진공조절탱크(242)는 진공을 유지하며 흡입을 대기하고, 상기 제 1 진공조절탱크(241)에 상기 냉각기체가 만충되면 상기 제 1 진공조절탱크(241)에는 흡입을 차단하고 상기 제 2 진공조절탱크(242)가 상기 냉각기체를 연속적으로 흡입을 시작한 후 상기 제 1 진공조절탱크(241)의 만충된 냉각기체는 상기 송풍기(290)의 외부공기 주입을 통해 배출되고 상기 제 1차 진공조절탱크(241)는 재차 진공을 형성하게 된다. 이러한 과정을 제 1 진공조절탱크(241)와 제 2 진공조절탱크(242)가 번갈아가며 순차적으로 수행하게 되어 상기 소각로(210)로부터 발생하여 상기 기체냉각저장장치(220)에 냉각·저장되는 냉각기체는 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)를 통한 실시간의 흡기·송출을 통해 제거될 수 있는 것이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 유수의 처리를 나타내는 처리 상태도이다.
상기 기체냉각저장장치(220) 및 상기 진공필터(251)를 통과하는 기체에서 발생하는 수분은 상기 유수저장장치(270)를 거쳐 처리되어 방출된다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 기체냉각저장장치(220), 상기 진공필터(251), 상기 유수저장장치(270), 및 상기 냉각탱크(280)가 배관을 통해 연결되고 본 발명의 장치에 구비된 밸브들 중 밸브(V9) 및 밸브(V10)를 열어 해당 연계 배관을 개통하게 되면, 상기 개통된 연계 배관을 통해 상기 기체냉각저장장치(220) 및 상기 진공필터(251)의 하부에 고인 수분이 상기 제 1 및 제 2 유수배출구(224, 251a)를 통해 배출되고 상기 유수저장장치(270)의 유수유입관(271)을 통해 내부로 유입된다.
이때, 상기 유수저장장치(270)는 상기 연소로(260)로부터 이송되는 고온의 연소기체가 상기 히팅관(273)을 통과하면서 상기 히팅관(273)을 고온으로 달구어 그 열로 상기 유수저장장치(270)의 내부에 고온을 유지하는 것으로 상기 기체냉각저장장치(220) 및 진공필터(251)로부터 유입된 유수를 멸균 및 증발시킬 수 있게 된다.
이때, 증발된 유수는 상기 냉각탱크(280)에서 냉각되어, 도 11에 도시된 바와 같은 정화기체방출구(282)를 통해 공기 중에 방출되거나 정화유수방출구(283)를 통해 냉각 응결된 유수가 흘려 보내지게 된다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공소각 방법의 순서도이다.
상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크의 순차적인 구동에 의한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 폐기물 처리용 진공 소각장치의 진공유지 방법을 상기 도 2 내지 도 12를 참고하여 살펴보면 다음과 같다.
우선, 폐기물 처리를 위하여 상기 소각로(210)에 폐기물을 투입한다(S301).
상기 S301 단계는 상기 폐기물이 투입된 상기 소각통(214)을 상기 소각로(210)의 발열부(213) 내로 투입시킨 후, 상기 개폐도어(211)를 닫아 소각로(210) 내의 발열부(213)를 완전 밀폐시키는 단계이다.
그 다음으로, 상기 연소로(260)를 가열한다(S302).
상기 S302 단계는 상기 폐기물이 투입된 상기 소각로(210)에 대하여 진공형성을 위해 상기 진공펌프(250)가 상기 소각로(210) 내부의 유해물질(감염성균 등)이 포함된 공기를 흡입하여 외부로 배출할 때 상기 연소로(260)가 상기 유해물질(감염성균 등)을 공기로부터 제거하기 위해 상기 유해물질(감염성균 등)이 포함된 공기를 고온으로 연소할 수 있도록 미리 상기 연소로(260)를 가열시켜 놓는 단계이다.
따라서, 상기 연소로(260)는 후술하는 단계에서 진공펌프(250)가 펌핑에 의해 상기 소각로(210), 상기 기체냉각저장장치(220), 및 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)의 내부 공기를 흡입하여 외부로 방출하기 이전에 가열이 되어 상기와 같이 배출되는 유해물질(감염성균 등)이 포함된 공기가 상기 가열된 연소로(260)에서 완전 연소 후 방출될 수 있는 것이다. 상기 가열된 연소로의 내부 온도는 상기 유해물질(감염성균 등)이 포함된 공기를 완전 연소하여 유해물질(감염성균 등)을 제거할 수 있는 300℃ 또는 400℃이상인 것이 적정하며 이와 같은 온도를 안정적으로 유지하는 것이 바람직하다.
이와 같은 온도로 가열된 상기 연소로(260)는 추후 상기 소각로(210)의 열분해에 따른 발생 기체의 완전 연소를 위하여 850℃ 이상으로 다시금 가열되는 것이 바람직하다.
그 다음으로, 상기 소각로(210)와 기체냉각저장장치(220)와 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)에 초기 진공을 형성한다(S303).
상기 S303 단계는 상기 도 6 에 도시된 바와 같이, 초기진공 형성 과정으로서, 상기 소각로(210), 상기 기체냉각저장장치(220), 및 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)가 배관을 통해 상기 진공필터(251)를 거쳐 진공펌프(250)에 연결되고 본 발명의 장치에 구비된 밸브들이 모두 닫힌 상태에서 밸브(V1), 밸브(V2), 밸브(V3), 및 밸브(V4)를 열어 개통한 후 상기 진공펌프(250)가 구동되면 상기 소각로(210), 상기 기체냉각저장장치(220), 및 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)는 진공을 이루게 된다.
이와 같은 작용에 의해 초기진공이 완료되면 상기 밸브(V1), 밸브(V2), 밸브(V3), 및 밸브(V4)를 닫아 그 진공상태를 유지하게 된다.
이때, 상기 소각로(210)의 진공완료 상태는 통상의 진공계측기에 의해 확인가능한 것이며, 이는 일반적인 구성에 해당되는 것으로 그 구체적인 설명은 생략한다.
그 다음으로, 상기 소각로(210)를 가열한다(S304).
상기 S304 단계는 상기 S301 단계에서 투입된 폐기물에 대하여 진공 열분해 처리를 수행하는 단계로서, 폐기물이 열분해되는 200℃이상의 온도로 맞추어지는 것이 바람직하다.
그 다음으로, 상기 제 1 진공조절탱크가 냉각기체를 흡입하고 상기 제 2 진공조절탱크는 진공을 유지한다(S305).
상기 S305 단계는 상기 S303 단계에서 초기 진공이 형성된 후 상기 밸브(V1), 밸브(V2), 밸브(V3), 및 밸브(V4)는 닫아 진공을 단속하고 상기 밸브(V5)를 열어 상기 기체냉각저장장치(220)와 상기 제 1 진공조절탱크(241)를 연결시킨다. 따라서, 초기 진공이 이루어진 상기 제 1 진공조절탱크(241)의 진공과 상기 기체냉각저장장치(220)의 내부에 저장된 냉각기체는 기압차에 의해 서로 교환되는 것으로 상기 기체냉각저장장치(220)로부터 냉각기체가 상기 제 1 진공조절탱크(241)로 자동 이송된다.
그 다음으로, 상기 제 1 진공조절탱크가 만충되는 동시에 상기 제 2 진공조절탱크가 냉각기체를 흡입한다(S306).
상기 S306 단계는 상기 소각로(210)의 열분해에 의해 발생하는 고온기체가 상기 기체냉각저장장치(220)를 통과하여 진공조절탱크로 흡입되는 것이 지속적으로 이루어지기 위해 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크가 순차적으로 흡입과정을 이루는 것으로, 상기 제 1 진공조절탱크가 만충되어 더 이상 흡입을 이루지 못하게 되면 상기 밸브(V5)는 닫고, 상기 밸브(V6)는 열어 상기 제 1 진공조절탱크(241)는 더 이상 흡입하지 않고 상기 제 2 진공조절탱크(242)가 연속적으로 흡입을 진행하게 된다.
그 다음으로, 상기 제 1 진공조절탱크가 만충된 냉각기체를 송출하고 상기 제 2 진공조절탱크는 지속적으로 냉각기체를 흡입한다(S307).
상기 S307 단계는 상기 제 1 진공조절탱크에 만충된 냉각기체를 정화시켜 외부로 방출하기 위해 상기 만충된 냉각기체를 상기 연소로(260)로 이송하여 완전 연소를 이루게 하는 것으로, 상기 제 1 진공조절탱크(241)에서 상기 연소로(260)로 냉각기체를 강제이송하기 위해 상기 밸브(V7)와 밸브(V12)를 열고 상기 송풍기(290)를 구동하여 외부공기를 상기 제 1 진공조절탱크(241) 내부로 주입한다. 이때 상기 밸브(V6)는 계속 열린 상태를 유지하여 상기 제 2 진공조절탱크(242)는 계속적인 냉각기체 흡입을 이루게 된다.
따라서, 상기 외부공기의 주입에 따라 제 1 진공조절탱크(241)의 내부에 만충된 냉각기체는 상기 제 1 송출관(241b)을 통과하여 강제로 밀려나가게 되는 것이다.
또한, 상기 소각로(210)의 열분해에 의해 발생한 고온기체(가스 및 수분)가 후술하는 단계에서 진공펌프(250)의 펌핑에 의해 상기 진공펌프(250) 내부로 들어가게 되면 진공펌프가 손상될 수 있으므로, 상기 기체냉각저장장치(220)에서 상기 고온기체가 냉각되어 흡입된다 하더라도 완전히 냉각된 기체는 아닌바, 상기 송풍 기(290)를 통해 외부공기를 상기 제 1 진공조절탱크(241)에 주입하는 것은 상기 제 1 진공조절탱크(241) 내부를 냉각 및 청소까지 행하는 것으로 상기 고온기체가 유입됨에 따라 발생할 수 있는 상기 진공펌프(250)의 고장을 완전히 방지할 수 있게 된다.
그 다음으로, 상기 제 1 진공조절탱크가 재차 진공을 형성하고 상기 제 2 진공조절탱크는 지속적으로 흡입한다(S308).
상기 S308 단계는 상기 제 1 진공조절탱크(241)에 만충되어 있던 냉각기체가 완전히 상기 연소로(260)로 송출되면 상기 제 1 진공조절탱크는 재차 흡입과정을 위한 준비단계로 다시금 진공을 형성하는 것으로, 상기 밸브(V7) 및 상기 밸브(V12)는 닫고, 상기 밸브(V2)와 밸브(V3)를 열어 상기 진공펌프(250)와 상기 제 1 진공조절탱크(241)를 연결시킨다. 이때 상기 밸브(V6)는 계속 열린 상태를 유지하여 상기 제 2 진공조절탱크(242)는 계속적인 냉각기체 흡입을 이루게 된다.
상기 진공펌프(250)와 상기 제 1 진공조절탱크(241)가 연결된 상태에서 상기 진공펌프(250)를 구동시키면 상기 제 1 진공조절탱크(241)에는 다시금 진공이 형성되어 후술하는 상기 제 2 진공조절탱크(242) 만충시 순차적으로 다시금 흡입과정을 이룰 수 있게 된다.
이때, 상기 진공펌프(250)로 펌핑시 상기 제 1 진공조절탱크에 차있던 상기 공기가 상기 진공펌프(250)로 흡입되는 과정에서 상기 진공필터(251)에 의해 걸러진 수분 및 불순물은 상기 진공필터(251)의 제 2 유수배출구(251a)를 통해 상기 유 수저장장치(270)로 이송되어 처리되고 외부로 방출된다.
그 다음으로, 상기 제 2 진공조절탱크가 만충되는 동시에 상기 제 1 진공조절탱크가 냉각기체를 연속적으로 흡입한다(S309).
상기 S309 단계는 상기 소각로(210)의 열분해에 의해 발생하는 고온기체가 상기 기체냉각저장장치(220)를 통과하여 진공조절탱크로 흡입되는 것이 지속적으로 이루어지기 위해 상기 제 2 및 제 1 진공조절탱크가 순차적으로 흡입과정을 이루는 것으로, 상기 제 2 진공조절탱크가 만충되어 더 이상 흡입을 이루지 못하게 되면 상기 밸브(V6)는 닫고, 상기 밸브(V5)는 열어 상기 제 2 진공조절탱크(241)는 더 이상 흡입하지 않고 상기 제 1 진공조절탱크(242)가 연속적으로 흡입을 진행하게 된다.
그 다음으로, 상기 제 2 진공조절탱크에 만충된 냉각기체를 송출하고 상기 제 1 진공조절탱크는 지속적으로 냉각기체를 흡입한다(S310).
상기 S310 단계는 상기 제 2 진공조절탱크에 만충된 냉각기체를 정화시켜 외부로 방출하기 위해 상기 만충된 냉각기체를 상기 연소로(260)로 이송하여 완전 연소를 이루게 하는 것으로, 상기 제 2 진공조절탱크(242)에서 상기 연소로(260)로 냉각기체를 강제이송하기 위해 상기 밸브(V8)와 밸브(V13)를 열고 상기 송풍기(290)를 구동하여 외부공기를 상기 제 2 진공조절탱크(241) 내부에 주입한다. 이때 상기 밸브(V5)는 계속 열린 상태를 유지하여 상기 제 1 진공조절탱크(242)는 계속적인 냉각기체 흡입을 이루게 된다.
따라서, 상기 외부공기가 주입됨에 따라 제 2 진공조절탱크(241)의 내부에 만충된 냉각기체는 상기 제 2 송출관(242b)을 통과하여 강제로 밀려나가게 되는 것이다.
또한, 상기 S307단계에서 전술한 바와 같이 소각로(210)의 열분해에 의해 발생한 고온기체(가스 및 수분)가 진공펌프(250)의 펌핑에 의해 상기 진공펌프(250) 내부로 들어가게 되면 진공펌프가 손상될 수 있으므로, 상기 기체냉각저장장치(220)에서 상기 고온기체가 냉각되어 흡입된다 하더라도 완전히 냉각된 기체는 아닌바, 상기 송풍기(290)를 통해 외부공기를 상기 제 2 진공조절탱크(242)에 주입하는 것은 상기 제 2 진공조절탱크(242) 내부를 냉각 및 청소까지 행하는 것으로 상기 고온기체가 유입됨에 따라 발생할 수 있는 상기 진공펌프(250)의 고장을 완전히 방지할 수 있게 되는 것이다.
그 다음으로, 상기 소각로(210)에서 상기 폐기물에 대한 열분해가 만약, 계속적으로 이루어지고 있다면 상기 S305단계로 순회하여 반복하고, 그렇지 않고 열분해가 완료되었다면 다음 단계로 진행한다(S311).
상기 S311 단계에서 폐기물에 대한 열분해가 계속 이루어지고 있는 것으로 판단되어 상기 S305 단계로 순회할 시 상기 S309 단계, S310 단계 및 그 다음으로 이루어지는 상기 S305 단계에서의 처리는 상기 S306 단계 내지 상기 S308 단계에서의 처리를 상기 제 1 진공조절탱크(241)와 상기 제 2 진공조절탱크(242)가 서로 번갈아가며 순차적으로 작동하여 순환하는 것을 보여주는 것이다.
그러나, 상기 S311 단계에서 상기 소각로(210)의 열분해가 완료되었다고 판 단될 시에는 상기 기체냉각저장장치(220) 및 상기 진공필터(251)로부터 걸러진 유수를 방출한다(S312).
상기 S312 단계는 상기 기체냉각저장장치(220) 및 상기 진공필터(251)를 통과하는 기체 및 공기로부터 걸러진 수분 및 불순물을 상기 유수저장장치(270)의 내부로 이송하여 정화한 후 외부로 방출하기 위한 것으로, 상기 밸브(V9) 및 밸브(V10)를 열어 상기 기체냉각저장장치(220) 및 상기 진공필터(251)의 하부에 걸러져 집수되어 있는 유수를 상기 유수저장장치(270)의 유수유입관(271)을 통해 상기 유수저장장치(270)로 이송하고 상기 유수저장장치(270)는 상기 연소로(260)로부터 방출되는 연소기체의 고온에 의해 상기 히팅관(273)이 가열되어 상기 유수저장장치(270)의 내부로 유입된 유수를 증발 및 멸균처리하여 상기 냉각탱크(280)로 보내고 상기 냉각탱크(280)에서는 냉각된 기체 및 유수로 처리되어 외부로 방출하게 된다.
그 다음으로, 상기 소각로(210)를 냉각시킨다(S313).
상기 S313 단계는 사용자가 본 발명의 폐기물 처리용 진공 소각장치의 1사이클 진행 후 상기 고온의 소각로(210)에 상기 송풍기(290)를 이용하여 외부공기를 주입하고 상기 소각로(210)를 저온으로 냉각시킬 수 있는 것으로, 새로운 폐기물을 적재하기 위해 상기 소각로(210)를 다루는 사용자를 상기 고온의 소각로(210)로부터 보호할 수 있게 상기 밸브(V1), 밸브(V12), 및 밸브(V13)를 열어 상기 송풍기(290)에 의한 외부공기 주입이 상기 소각로(210)로 이루어지게 하여 상기 소각 로(210)를 냉각시키게 된다.
이와 같은 일련의 과정에 추가하여, 소각로(210)에서 폐기물의 열분해 작용에 의해 발생된 기체가 상기 기체냉각저장장치(220)에 냉각·저장된 후, 상기 제 1 및 제 2 진공조절탱크(241, 242)가 정상적으로 작동되지 않아 상기 기체냉각저장장치(220) 및 상기 기체냉각저장장치(220)와 연결된 진공조절탱크(241, 242)의 압력이 기준치를 초과하는 비상 상황의 경우, 상기 압력자동조절장치(230)가 작동되어 상기 기체냉각저장장치(220)와 연소로(260)의 연결이 온(ON)됨으로써 압력이 자동조절되어 불의의 사고 발생을 방지하게 된다.
이와 같은 일련의 모든 과정을 거쳐 제 1 사이클이 진행하면 1 회 적재된 폐기물에 관한 완전진공 열분해 처리가 완료하게 된다.
이상의 본 발명에 따른 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였지만 해당 업계의 당업자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐만 아니라 본 특허 청구 범위와 균등한 것들에 의하여 정해져야 함이 당연하다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 폐기물 처리용 진공 소각장치 및 소각장치의 진공유지 방법은 폐기물 처리시 발생하는 각종 유해물질(감염성균 등)의 생성을 원천적으로 억제할 수 있도록 폐기물을 완전한 진공 상태에서 간접 가열로 열분해시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 폐기물 처리시 폐기물로부터 발생하는 기체를 즉각적으로 강제 흡입할 있는 복수의 진공조절탱크를 순차적으로 작동하는 것으로, 상기 폐기물이 열분해 처리되는 공간에 완전한 진공상태를 지속적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 폐기물 처리시 발생되는 유수를 연소로의 연소기체의 열 에너지를 이용하여 가열·증발시켜 공기 중으로 배출할 수 있는 것으로, 유수에 관한 악취제거 및 멸균을 이룰 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 폐기물 처리용 진공 소각장치에 있어서,
    폐기물을 열분해하는 소각로,
    상기 소각로로부터 배출되는 기체를 연소시키는 연소로, 및
    상기 소각로에서 열분해되는 폐기물로부터 발생되는 기체를 연속적으로 강제 흡입함으로써 상기 소각로를 진공시키고 상기 소각로의 진공을 유지하는 진공형성부를 포함하되,
    상기 진공형성부는 상기 소각로로부터 배출되는 기체를 흡입하는 복수의 진공조절탱크 및 상기 복수의 진공조절탱크에 진공을 형성시키는 진공펌프를 포함하며, 상기 복수의 진공조절탱크는 미리 정해진 순서에 따라 순차적으로 동작하여 상기 소각로의 기체와 상기 진공조절탱크의 진공을 교환함으로써 상기 소각로에서 열분해되는 폐기물로부터 발생되는 기체를 강제 흡입하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리용 진공 소각장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 복수의 진공조절탱크는
    하나의 진공조절탱크가 소각로로부터 배출되는 기체를 흡입하여 압력이 미리 정해진 수치에 도달하면 상기 소각로와의 연결이 오프(OFF)됨과 동시에 다른 하나의 진공조절탱크와 소각로의 연결이 온(ON)되어 상기 소각로에서 열분해되는 폐기물로부터 발생되는 기체가 지속적으로 흡입되는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리용 진공 소각장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 복수의 진공조절탱크 내부에 외부공기를 주입시키는 송풍기를 더 포함하여,
    상기 복수의 진공조절탱크 중 소각로로부터 배출되는 기체가 흡입되고 있는 진공조절탱크의 압력이 미리 정해진 수치에 도달하면, 상기 소각로로부터의 기체 유입을 차단한 후 상기 송풍기를 작동하여 상기 흡입된 기체를 연소로로 배출하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리용 진공 소각장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 진공펌프의 전단에는 진공필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리용 진공 소각장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중의 어느 한 항에 있어서,
    일단이 상기 소각로에 연결되고 타단이 진공형성부에 연결되어, 상기 소각로로부터 배출되는 기체가 상기 진공형성부로 이송되기 전에 상기 기체를 냉각·저장하는 기체냉각저장장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리용 진공 소각장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 기체냉각저장장치의 압력이 미리 정해진 수치를 넘는 경우에, 상기 기체를 상기 기체냉각저장장치로부터 상기 연소로로 바로 배출하기 위한 압력자동조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리용 진공 소각장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 연소로의 후단에는 상기 연소로로부터 배출된 고열의 연소기체를 통과시키는 히팅관이 구비된 유수저장장치를 더 포함하여,
    상기 기체냉각저장장치 및 상기 진공필터로부터 배출되는 유수를 멸균·증발 처리하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리용 진공 소각장치.
  9. 폐기물 처리용 진공 소각장치의 진공유지 방법에 있어서,
    폐기물이 투입된 소각로 및 복수의 진공조절탱크에 초기 진공을 형성하는 제 1단계;
    상기 소각로를 가열하는 제 2단계; 및
    상기 복수의 진공조절탱크가 상기 소각로에서 열분해되는 폐기물로부터 발생하는 기체를 연속적으로 강제 흡입함으로써 상기 소각로의 진공을 유지하는 제 3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리용 진공 소각장치의 진공유지 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 소각로의 진공을 유지하는 제 3단계는
    미리 정해진 순서에 따라 상기 복수의 진공조절탱크가 순차적으로 동작하여, 상기 소각로의 기체와 상기 진공조절탱크의 진공을 교환함으로써 상기 소각로에서 열분해되는 폐기물로부터 발생되는 기체를 강제 흡입하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리용 진공 소각장치의 진공유지 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 소각로의 진공을 유지하는 제 3단계는
    미리 정해진 하나의 진공조절탱크가 소각로로부터 배출되는 기체를 흡입하는 제 4단계;
    상기 하나의 진공조절탱크의 압력이 미리 정해진 수치에 도달하면 상기 소각로와의 연결이 오프(OFF)되고 다른 하나의 진공조절탱크와 소각로의 연결이 온(ON)되어 연속적으로 상기 소각로부터 배출되는 기체를 흡입하는 제 5단계;
    상기 소각로와의 연결이 오프(OFF)된 상기 하나의 진공조절탱크의 기체를 배출한 후 진공펌프에 의해 상기 하나의 진공조절탱크에 재 진공을 형성하는 제 6단계;
    상기 제 5단계의 다른 하나의 진공조절탱크의 압력이 미리 정해진 수치에 도달하면 상기 소각로와의 연결이 오프(OFF)되고, 상기 제 6단계에서 재 진공이 형성된 상기 하나의 진공조절탱크와 상기 소각로의 연결이 온(ON)되어 연속적으로 상기 소각로로부터 배출되는 기체를 흡입하는 제 7단계; 및
    상기 소각로와의 연결이 오프(OFF)된 상기 다른 하나의 진공조절탱크의 기체를 배출한 후 진공펌프에 의해 상기 다른 하나의 진공조절탱크에 재 진공을 형성하는 제 8단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리용 진공 소각장치의 진공유지 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 소각로에서의 폐기물 소각이 완료될 때까지 상기 제 5단계 내지 제 8단계를 반복하는 제 9단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리용 진공 소 각장치의 진공유지 방법.
KR1020060058314A 2005-07-05 2006-06-27 폐기물 처리용 진공 소각장치 및 소각장치의 진공유지 방법 KR100672908B1 (ko)

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