KR100886899B1

KR100886899B1 - 소각로의 연소가스를 이용한 보일러

Info

Publication number: KR100886899B1
Application number: KR1020080050068A
Authority: KR
Inventors: 박계근
Original assignee: 박계근
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2008-05-29
Publication date: 2009-03-05

Abstract

본 발명은 소각로의 연소가스를 이용한 보일러에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 소각로 본체 이중구조로 소각로의 열손실이 극소화되어 소각로 내부에 많은 양의 폐타이어를 장입하게 되어 폐타이어의 소각을 장시간할 수 있으며, 기름과 같은 보조 연료의 소모량을 줄이고, 연속적인 보일러 가동이 가능하며, 나아가 가정보일러, 공업용 보일러 및 난방 보일러 등 광범위하게 사용할 수 있는 효과가 제공되고, 그리고 소각로 커버에 구비된 압력조절수단으로써 소각로 내부의 압력이 적정 수준 이상으로 상승하는 것을 차단하게 됨으로써 소각로의 내구성이 향상되면서 폭발의 위험요소를 제거하여 신뢰성이 향상되는 효과가 제공되며, 또한 소각로 본체에 설치되는 연소챔버의 길이를 짧게 구성하여 연소가스의 흐름이 빨라 상대적으로 열손실이 적어 급탕에 용이하게 되었으며, 하나의 연소챔버로써 2개의 소각로를 연결하여 사용할 수 있어 효율성을 높이는 효과가 제공되며, 그리고 폐타이어 소각시 발생되는 연기(흑연 또는 백연)에 대한 처리를 할 수 있어 공해를 방지하게 되었고, 열교환시 절연유를 사용하게 됨으로써 물 온도를 빠르게 올릴 수 있어 열효율이 우수한 효과가 제공된다.

소각로, 폐타이어, 연소가스, 열교환, 보일러

Description

소각로의 연소가스를 이용한 보일러{BOILER USING COMBUSTION GAS OF DRY DISTILLATION}

본 발명은 소각로에서 폐타이어 및 폐합성수지 등을 소각하여 발생된 연소가스를 순환통로가 구비된 연소챔버 내에서 재순환시켜 완전 연소시키고, 연소챔버에서 배출된 고온의 연소가스가 열교환기 내부에서 열교환이 이루어지면서 발생되는 온수를 사용하게 되고, 열교환기를 통과하여 배출되는 분진을 사이크론 집진기로써 제거하여 대기로 배출하고, 소각로 내부에서 소각처리되는 폐타이어에서 발생되는 연기(흑연 또는 백연)를 처리하도록 구성한 소각로의 연소가스를 이용한 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 산업 발전 및 국민 생활 수준 향상으로 자동차 수요가 증가함에 따라 폐타이어 발생량이 증가하고 있으며, 이를 처리하기 위한 방안이 제시되고 있는데, 이러한 폐타이어의 처리는 크게 소각, 매립 및 재활용으로 구분되며, 환경적인 측면에서 가장 효율적인 방법으로서는 폐타이어의 재활용이 바람직하나, 폐타이어의 재활용은 극히 제한적으로 이루어지고 있다.

이에 반하여 폐타이어의 소각 및 매립은 처리가 손쉽고 비용이 적게 든다는 이점이 있다. 그러나, 폐타이어의 매립에는 넓은 매립지가 요구되며, 매립후 폐타 이어에서 발생되는 오염 물질로 토양 및 지하수가 오염되는 문제점이 지적되고 있다.

또 다른 방법인 폐타이어 소각에는 연료의 소모가 수반되며, 소각시 발생하는 유해 물질을 포함한 분진 및 폐 가스로 인한 대기의 오염이 크게 우려된다.

이러한 문제점들에도 좁은 국토 면적에서 충분한 매립장의 확보가 어렵기 때문에 현재 우리 나라에서는 폐타이어의 소각에 크게 의존하고 있다.

이와 같이 폐타이어를 소각하여서 발생되는 폐 가스를 재연소시켜 발생된 고온의 연소가스를 이용하여 물을 가열시킴으로써 가열된 물을 온수나 난방수로 재사용할 수 있도록 하는 에너지 효율적인 다수의 보일러장치가 제안되고 있는 실정이다.

그러나, 이러한 소각로와 연결되는 보일러 장치는 소각로 내에서 발생되는 압력이 상승하는 것에 대한 안전수단이 미비하여 안전사고가 자주 발생되고 있을 뿐만 아니라, 소각로 내부에 많은 량의 폐타이어를 장입할 수 없기 때문에 연소시간이 길지 않아 폐타이어의 소각만으로는 연속적으로 난방수 및 온수를 공급할 수 없으므로 연속적인 난방 또는 온수를 공급하기 위해서는 보조버너를 가동시켜야 하는 등 폐타이어의 장입 주기가 짧아 번거롭고 보일러 장치의 유지비용이 많이 소요되는 문제점이 발생 되었다.

또한, 소각로 내부에 장입된 폐타이어시 소각시 발생되는 흑연 또는 백연에 대한 처리가 용이하지 못하여 대기 오염이 발생되었으며, 연소율이 저하되는 문제점이 발생 되었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 소각로 내부에 많은 양의 폐타이어를 장입하여 장시간 연소시킬 수 있으며, 고온의 열을 지속적으로 방출하게 하여 보조 버너를 사용을 줄임으로써 시설 유지비용이 저렴하고, 소각로 내부에 과도한 압력이 걸릴 경우 적절한 압력이 유지되도록 자동 제어할 수 있으며, 폐타이어에서 소각시 발생되는 연기(흑연 또는 백연)를 처리할 수 있는 소각로의 연소가스를 이용한 보일러를 제공하는 데 있다.

본 발명의 과제 해결 수단은 폐타이어가 장입되는 공간이 마련되는 소각로 본체와; 상기 소각로 본체 상부에 개방수단으로써 개폐 가능하게 구비된 소각로 커버와; 상기 소각로 커버 상부에 구비되어 내부의 과압을 조절하기 위한 압력조절수단으로 이루어진 소각로; 상기 소각로 하부 영역에 연결된 연소챔버; 상기 연소챔버에 연결되어 연소가스의 온도를 낮추기 위한 열교환기; 및 상기 열교환기에 연결되어 연소가스에 포함된 오염물질을 제거하기 위한 사이크론 집진기로 이루어진 소각로의 연소가스를 이용한 보일러에 있어서, 상기 사이크론 집진기에 폐타이어의 소각시 발생되는 연기를 제거하기 위한 연기처리장치를 구비하되, 상기 연기처리장치는 상기 사이크론 집진기의 연결파이프에 연통되게 연결되고, 선단에 흡입팬이 구비된 제1파이프와; 상기 흡입팬에 연통되게 연결되고, 선단이 넓게 확장부가 형성된 제2파이프와; 상기 제2파이프의 확장부가 연결되는 부위에 유입공이 형성된 가이드판이 마감되어 가스의 유입을 가이드 하게 되고, 상부 영역에 굴뚝이 연통되게 구비되고, 가스에 포함된 연기(흑연 또는 백연)가 물에 침전되는 물탱크로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 소각로 본체 이중구조로 소각로의 열손실이 극소되어 소각로 내부에 많은 양의 폐타이어를 장입하게 되어 폐타이어의 소각을 장시간할 수 있으며, 기름과 같은 보조 연료의 소모량을 줄이고, 연속적인 보일러 가동이 가능하며, 나아가 가정보일러, 공업용 보일러 및 난방 보일러 등 광범위하게 사용할 수 있는 효과가 제공된다.

그리고, 소각로 커버에 구비된 압력조절수단으로써 소각로 내부의 압력이 적정 수준 이상으로 상승하는 것을 차단하게 됨으로써 소각로의 내구성이 향상되면서 폭발의 위험요소를 제거하여 신뢰성이 향상되는 효과가 제공된다.

또한, 소각로 본체에 연소챔버의 설치 길이를 짧게 구성하여 연소가스의 흐름이 빨라 상대적으로 열손실이 적어 급탕에 용이하게 되었으며, 하나의 연소챔버로써 2개의 소각로를 연결하여 사용할 수 있어 효율성을 높이는 효과가 제공된다.

그리고, 폐타이어 소각시 최초 및 마지막에 발생되는 연기(흑연 또는 백연)에 대한 처리를 할 수 있어 공해를 방지하게 되었고, 열교환시 물 대신에 절연유를 사용하게 됨으로써 물통의 물 온도를 빠르게 올릴 수 있어 열효율이 우수한 효과가 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면중 도 1은 본 발명에 따른 소각로의 연소가스를 이용한 보일러 구조를 전체적으로 도시한 단면 구성도이고, 도 2는 도 1의 'A'부분에 대한 확대 단면도이며, 도 3은 도 1의 'B'부분에 대한 확대 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 소각로의 연소가스를 이용한 보일러의 열교환기 및 사이크론 집진기 구조를 도시한 요부 확대 단면도이며, 도 5는 도 4의 A-A선 확대 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 소각로의 연소가스를 이용한 보일러의 연기처리장치의 요부 사시도이며, 도 7은 도 6의 확대 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 소각로의 연소가스를 이용한 보일러의 동작상태 구성도이다.

도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소각로의 연소가스를 이용한 보일러는 폐타이어가 장입되어 폐타이어를 소각시키기 위한 소각로(10)와; 소각로(10) 하부 영역에 연결된 연소챔버(30)와; 연소챔버(30)에 연결되어 연소가스의 온도를 낮추기 위한 열교환기(40)와; 열교환기(40)에 연결되어 연소가스에 포함된 오염물질을 제거하기 위한 사이크론 집진기(80)와; 사이크론 집진기(80)에 연결되어 소각로(10)에서 폐타이어(1)의 소각시 처음과 마지막으로 발생되는 연기(흑연 또는 백연)을 제거하기 위한 연기처리장치(90)로 이루어진다.

상기 소각로(10)는 내부에 폐타이어(1)가 장입되는 공간이 마련되는 소각로 본체(11)와; 소각로 본체(11) 상부에 개방수단(A)으로써 개폐 가능하게 구비된 소각로 커버(13)와; 소각로 커버(13) 상부에 구비되어 내부의 과압을 조절하기 위한 압력조절수단(B)으로 이루어진다.

상기 소각로 본체(11)는 내벽에 캐스터블 내화층(11a)이 구비되고, 캐스터블 내화층(11a) 외면에는 진주암과 질석을 주성분으로 하는 혼합물을 발포시켜서 제조 된 단열층(11b)이 구비되어 이중구조로 이루어져 있어, 소각로(10) 내부의 열손실을 최소화할 수 있으며, 이로 인해 소각로(10)의 크기를 크게 할 수 있어 기존의 약 300 내지 400kg 정도의 폐타이어를 장입시키던 소각로에 비해 지름이 1400 내지 1600mm 범위로, 높이가 200 내지 2200mm 범위로 하여 약 1000kg의 폐타이어 장입이 가능하다.

이러한 소각로 본체(11) 내부의 하부 영역에는 상부에 안착되는 폐타이어를 가열하기 위한 수단인 로스터(16)가 구비되고, 로스터(16) 하부 영역에는 회분 소재구(18)가 구비된다.

한편, 소각로 본체(11) 외측 상부 영역에는 발판(19)이 구비되어 소각로(10) 내부에 폐타이어의 장입시 작업자가 밟고 올라서서 작업하기가 용이하도록 한 것이다.

상기 소각로 커버(13)는 하단에 구비된 커버 플랜지(13a)와, 소각로 본체(11) 상단의 본체 플랜지(11c)와 대응되게 구비된 커버 플랜지(13a)의 둘레부를 따라 결합된 자물쇠(14)로써 소각로(10) 내부를 폐쇄시키게 된다.

이때, 본체 플랜지(11c)와 커버 플랜지(13a) 사이에 실리콘 또는 고무재질의 패킹(15)이 개재되어 소각로 본체(11)의 밀폐성을 유지시키게 된다.

상기 개방수단(A)은 소각로 커버(13) 일측에 상단이 고정된 피스톤(20)과; 피스톤(20)이 내경에 상하로 이동 가능하게 삽입되고, 하단이 바닥면에 고정된 실린더(21)로 이루어진다.

이때, 피스톤(20)의 상부에는 회전레버(24)가 구비되어 이를 회전시키면, 피스톤(20)이 실린더(21)를 따라 상부로 이동하게 되어 소각로 커버(13)가 개방된다.

상기 압력조절수단(B)은 소각로 커버(13)의 상부 중앙 영역에 돌출되게 구비된 배출구(26)와; 배출구(26) 상부에 안착되는 개폐판(27)과; 개폐판(27) 하부와 배출구(26) 내부에 마감된 마감판(28) 사이에 개재되어 개폐판(27)을 지지하기 위한 탄성체(29)로 이루어진다.

이때, 개폐판(26)은 소각로(10) 내부에서 과압이 걸릴 경우, 개폐판(26)에 작용하는 압력이 탄성체(29)의 지지력보다 크게 되면 개폐판(26)이 상승하여 일부 가스가 배출구(26)를 통하여 배출되어 소각로(10) 내부 압력이 적정 수준으로 유지된다.

상기 연소챔버(30)는 소각로(10)를 구성하는 소각로 본체(11) 측면 하부 영역에 연결구(30a)로써 연통되게 수평으로 연결되고, 내부에 예열버너(31)가 구비된 연소기(32)와; 연소기(32)의 전후단을 상호 연결하기 위한 순환통로(33)와; 순환통로(33)에 구비된 리턴조절송풍기(34)와; 연소기(32)에 연결된 연소제어기(35)와; 연소가스 배출구(36)에 위치한 원심력 밸브(37)로 구성된다.

이때, 소각로(10)에서 발생되는 연소가스가 연소기(32)로 유입되면, 연소가스는 예열버너(31)에 의해 점화 및 연소되고, 연소기(32)에는 가스압력 조절관(35a)과 공기주입관(35b)이 연결된 연소제어기(35)로써 연소가스 점화에 필요한 산소 공급이나 연소기(32) 내의 연소가스 압력을 자동으로 제어할 수 있게 된다.

그리고, 상기 리턴조절송풍기(34)는 연소기(32) 내부에서 완전한 연소가 이루어지지 않게 되어 연소가스가 그대로 배출되는 것을 방지하게 된다. 또한 원심력 밸브(37)에는 팬(37a)이 구비되어 연소가스에 포함된 이물질을 제거하게 된다.

상기 열교환기(40)는 적정 길이와 직경을 유지하여 형성된 하부탱크(51)와, 하부탱크(51) 내부 양측에 대응되게 마감되어 중앙 영역에는 물이 채워지는 물공간부(52)가 형성되고, 양단에는 가스가 유입되는 제1,2가스유입부(53)(54)가 구획 형성된 하부수직플레이트(55)(56)와, 하부수직플레이트(55)(56) 사이에 연결되어 제1,2가스유입부(53)(54)를 연결하기 위한 가스공급파이프(57)와, 하부수직플레이트(55)(56) 사이에 대응되게 수평으로 상호 연결하여 제1,2가스유입부(53)(54)를 연결하게 되는 다수의 하부가스파이프(58)로 이루어진 하부열교환기(50)와; 상기 하부탱크(51)의 제1가스유입부(53)와 플랜지(61)로써 연통되게 연결된 상부탱크(62)와, 상부탱크(62) 내부 양측에 마감하여 중앙 영역에는 물이 채워지는 물공간부(63)가 형성되고, 양단에 가스가 유입되는 제3,4가스유입부(64)(65)가 구획 형성된 상부수직플레이트(66)(67)와, 상부수직플레이트(66)(67)에 사이에 수평으로 연결되어 제3,4가스유입부(64)(65)를 연결하기 위한 다수의 상부 가스파이프(68)로 이루어진 상부열교환기(60)로 이루어진다.

상기 하부 및 상부열교환기(50)(60)의 제1,2,3,4가스유입부(53)(54)(64)(65)의 내벽에는 캐스터블 내화층(70)이 구비되고, 캐스터블 내화층(70) 외면에는 진주암과 질석을 주성분으로 하는 혼합물을 발포시켜서 제조된 단열층(71)이 구비되어 이중구조로 이루어져 열교환기(40)의 내부의 열손실을 최소화할 수 있게 된다.

그리고, 상부탱크(62)에는 내부로 냉수가 공급되는 공급밸브(62a)와, 내부의 온수를 하부탱크(51)로 공급하기 위한 온수공급밸브(62b)가 구비된다.

또한, 하부탱크(51)에는 상부탱크(62)의 온수공급밸브(62b)로부터 공급되는 온수를 내부로 공급하기 위한 하부온수공급밸브(51a)와; 하부탱크(51) 내부의 온수를 외부, 즉 보일러장치로 공급하기 위한 온수배출밸브(51b)가 구비된다. 그리고, 하부탱크(51)에는 내부의 오염된 물을 드레인시키기 위한 드레인밸브(51c)가 구비된다.

상기 사이크론 집진기(80)는 열교환기(40)를 구성하는 상부열교환기(60)의 상부탱크(62) 일측에 연통되게 연결된 엘보우 타입의 연결파이프(82)와; 연결파이프(82)에 연통되게 연결되고, 상단에는 연통(83)이 구비된 덕트(84)로 이루어져 연소가스에 포함된 유해물질이나 분진을 제거하여 연통(83)을 통하여 오염되지 않은 정화 공기를 대기중으로 배출하도록 구성된다.

이때, 하부탱크(51)의 하부 영역에는 연소가스에 포함된 분진이 열교환기(40)에 내부에 누적되었을 경우에 청소를 하기 위한 청소구(59)가 구비된다.

한편, 상기 연결파이프(82) 내부에는 연소가스의 흐름을 자동 및 수동으로 차단 및 공급하기 위한 댐퍼부재(86)가 구비된다. 이러한 댐퍼부재(86)는 연결파이프(82) 내경에 회전 가능하게 구비된 댐퍼(87)와; 댐퍼(87)와 연결파이프(82) 내경 사이에 구비되어 댐퍼(87)의 회전을 탄력적으로 지지하게 되는 스프링(88)으로 이루어진다.

상기 연기처리장치(90)는 연결파이프(82)에 연통되게 연결되고, 선단에 흡입팬(91)이 구비된 제1파이프(92)와; 흡입팬(91)에 연통되게 연결되고, 선단이 넓게 확장부(93a)가 형성된 제2파이프(93)와; 제2파이프(93)의 확장부(93a)가 연결되고, 내부에 물이 채워져 고온의 가스중 포함된 연기(흑연 또는 백연)를 처리하기 위한 물탱크(95)로 이루어진다.

이때, 제2파이프(93)의 확장부(93a)가 연결되는 물탱크(95) 내부 상부 영역에는 일면에 유입공(96a)이 형성된 가이드판(96)이 마감되고, 이러한 가이드판(96) 하부면을 통하여 가스가 공급되면서 가이드 되어 유입공(96a)을 통하여 상부로 유입된다.

이러한 물탱크(95) 내부의 물은 가이드판(96)이 잠길 정도를 유지하게 되어 가스가 처리된다. 그리고, 물탱크(95)의 상부에는 굴뚝(97)이 연통되게 구비되어 내부의 가스가 대기중으로 배출된다. 또한, 물탱크(95) 일측에는 점검파이프(98)를 구비하여 내부의 물량을 점검하게 된다. 그리고, 물탱크(95) 하부에는 오염물을 배출시키기 위한 드레인밸브(99)가 구비된다.

한편, 도 9는 본 발명에 따른 제1실시예를 도시한 구성도로서, 이는 도 1 내지 도 8에 도시된 소각로의 연소가스를 이용한 보일러의 다른 실시예를 도시한 것이다.

이를 구체적으로 설명하면, 소각로(10) 내부로 폐타이어 및 폐합성수지 등의 소각연료를 공급하기 위한 장치이다.

상기 소각연료공급장치(100)는 소각로(10) 일측에 수직으로 구비된 수직하우징(110)과; 수직하우징(110) 내부에 수직을 유지하여 회전 가능하게 구비된 수직회전스크류(120)와; 회전스크류(120)를 회전시키기 위한 구동모터(140)로 이루어진다.

이때, 수직하우징(110) 하부 영역에는 폐타이어 등의 소각연료가 소각연료공급투입장치(160)로써 공급되는 공급구(112)가 형성되고, 상부 영역에는 소각로(110) 내부로 투입되는 투입구(111)가 형성된다.

또한, 도 10은 본 발명에 따른 제2실시예를 도시한 요부 확대 단면도로서, 이는 도 1 내지 도 8에 도시된 소각로의 연소가스를 이용한 보일러의 연소챔버(30)에 대한 다른 실시예를 도시한 것이다.

즉, 도 1 내지 도 8에 도시된 연소챔버(30)의 구성 요소와 동작은 동일하게 이루어지나, 소각로(10)에 설치되는 연소챔버(30)의 설치구조가 상이한 것이다.

이를 구체적으로 설명하면, 연소챔버(30)는 일단부로부터 적정 길이 이격되는 지점의 양측에 수직으로 연결구(200)(210)가 각각 연통되게 구비되어 2개의 소각로(10)(10')의 소각로 본체(11)에 설치된다.

상기 연결구(200)(210)는 연소챔버(30)의 소각로 본체(11) 후면에 플랜지 타입으로 착탈 가능하게 연결하게 되어 연소챔버(30)의 설치 길이가 짧아지게 되고, 하나의 연소챔버(30)로써 2개의 소각로(10)(10')를 동시에 연결하여 사용할 수 있어 효율성을 높이게 된다.

이때, 연결구(200)(210) 내주연의 적정 위치에는 소각로(10)(10')에서 발생되는 연소가스가 연소챔버(30) 내부로 공급되도록 자동 및 수동으로 동작되는 댐퍼부재(230)가 각각 구비된다.

상기 댐퍼부재(230)는 연결구(200)(210) 내주연에 회전 가능하게 설치된 댐퍼(231)와; 댐퍼(231)와 연결구(200)(210) 내주연 사이에 구비되어 댐퍼(231)의 회 전을 탄력적으로 지지하게 되는 스프링(232)으로 이루어진다.

그리고, 도 11은 본 발명에 따른 제3실시예를 도시한 단면도로서, 이는 도 1 내지 도 8에 도시된 소각로의 연소가스를 이용한 보일러의 열교환기(40)에 대한 다른 실시예를 도시한 것이다.

이를 구체적으로 설명하면, 상기 열교환기(40)는 적정 길이와 넓이를 유지하여 형성된 탱크(300)와, 탱크(300) 내부를 수평으로 나누기 위하여 탱크(300) 내부 타단에 고정된 수평칸막이(310)와; 수평칸막이(310) 일단과 타측에 수직으로 마감되어 중앙 영역의 상하부에 절연유가 채워지는 절연유공간부(320)가 형성되고, 일단과 타단의 상하부에는 가스가 유입되는 제5,6,7가스유입부(321)(322)(323)가 구획 형성된 수직플레이트(330)(340)와, 수직플레이트(330)(340) 사이에 연결되어 제5,6가스유입부(321)(322)를 연결하기 위한 가스공급파이프(350)와, 수직플레이트(330)(340) 사이에 대응되게 수평으로 상호 연결하여 제5,6,7가스유입공부(321)(322)(323)를 연결하게 되는 다수의 가스파이프(360)로 이루어진다.

이때, 수평칸막이(310) 적정 위치에는 상하부의 절연유가 순환하도록 수직으로 순환파이프(370)가 삽입된다.

그리고, 탱크(300)의 상부에는 고온의 절연유가 외부로 배출되는 배출밸브(301)가 구비되고, 하부에는 절연유가 탱크 내부로 공급되어 순환되는 공급밸브(302)가 구비된다.

이때, 배출밸브(301)는 내부에 물이 저장되는 물탱크(400)에 내설된 가열파이프(410) 일단에 연결되어 절연유가 공급되어 물탱크(400) 내부의 물을 가열시키 게 되고, 가열파이프(410) 타단에는 공급밸브(302)에 연결되어 열교환된, 즉 온도가 낮아진 절연유가 탱크(300) 내부로 유입된다.

그리고, 탱크(300)에는 내부의 절연유를 드레인시키기 위한 드레인밸브(303c)가 구비된다.

한편, 탱크(300)의 가스유입부(321)(322)의 내벽에는 캐스터블 내화층(300a)이 구비되고, 캐스터블 내화층(300a) 외면에는 진주암과 질석을 주성분으로 하는 혼합물을 발포시켜서 제조된 단열층(300b)이 구비되어 이중구조로 이루어져 열교환기(40)의 내부의 열손실을 최소화할 수 있게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 동작상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1 내지 도 8에서와 같이 소각로(10)를 구성하는 소각로 본체(11) 상부에 개방수단(A)으로써 개폐 가능하게 구비된 소각로 커버(13)를 개방시키게 된다.

즉, 소각로 커버(13)를 개방시키기 위해서는 커버 플랜지(13a)와 본체 플랜지(11c) 둘레부의 자물쇠(14)를 순차적으로 분리한 다음, 개방수단(A)을 구성하는 피스톤(20) 상부의 회전레버(24)를 회전시키게 된다. 그러면, 피스톤(20)이 실린더(20) 내경을 따라 상승하게 됨에 따라 소각로 커버(13)가 회전하여 소각로 본체(11)로부터 분리된다.

이러한 상태에서 폐타이어(1)를 소각로 본체(11) 하부 영역의 로스터(16) 상부에 순차적으로 적층시킨 다음, 개방수단(A)을 동작시켜 소각로 커버(13)를 닫게 된다. 그러면, 본체 플랜지(11c)와 커버 플랜지(13a) 사이의 실리콘 또는 고무재질 의 패킹(15)이 밀착되어 소각로 본체(11)의 밀폐성을 유지시키게 된다.

그 다음으로 소각로 본체(11) 내부의 폐타이어(1)를 미도시된 점화장치로써 폐타이어에 점화시키게 된다. 그러면, 폐타이어가 점화되면서 발생되는 가스가 연소챔버(30)를 구성하는 연소기(32) 내부로 공급되어, 연소기(32)의 외측에 착탈 가능하게 구비되고, 미리 약 800℃로 가열된 예열버너(31) 측으로 공급됨에 따라 폭발이 발생되면서 점화가 시작되어 소각로 내부의 폐타이어가 본격적으로 소각처리되면서 고온의 연소가스가 발생된다. 이와 동시에 예열버너(31)를 연소기(32)의 외측으로 분리시키게 된다.

이와 같이 폐타이어가 소각되면서 발생되는 고온(1600℃)의 연소가스가 연소기(32) 내부로 유입되어 연소 된다. 이때, 연소기(32)에는 가스압력 조절관(35a)과 공기주입관(35b)이 연결된 연소제어기(35)로써 연소가스 점화에 필요한 산소 공급이나 연소기(32) 내의 연소가스 압력을 자동으로 제어할 수 있게 된다.

그리고, 연소기(32) 내부에서 완전히 연소되지 않은 연소가스가 그대로 배출되는 것을 차단하기 위해 리턴조절송풍기(34)를 동작시켜 이로부터 발생되는 바람을, 연소기(32) 전후방을 연결하는 순환통로(33)를 통하여 송풍시키면, 내부의 공기 흐름이 형성되어 연소기(32) 후단의 연소가스를 연소기(32)의 전단으로 이동시켜 순환된 불완전 연소가스를 재연소시킬 수 있으므로, 결국 완전한 연소가스가 배출된다.

이와 같이 연소챔버(30)에서 배출된 고온의 연소가스가 열교환기(40) 내부로 유입되어 내부의 물을 고온으로 가열시키게 되고, 가열된 물은 보일러 등으로 사용 되고, 물과 열교환 되어 온도가 저하된 연소가스는 사이크론 집진기(80)를 통하여 대기중으로 배출된다.

이를 구체적으로 설명하면, 연소챔버(30)에서 배출된 고온(1600℃)의 연소가스가 하부열교환기(50)의 가스공급파이프(57)를 통하여 하부수직플레이트(55)(56)로써 구획된 제2가스유입부(54)로 유입되고, 제2가스유입부(54)에 유입된 연소가스가, 하부수직플레이트(55)(56) 사이에 연결된 다수의 하부가스파이프(58)를 통과하여 제1가스유입부(53)로 유입되어 상부열교환기(60)로 공급된다.

이때, 하부탱크(51) 중앙 영역의 물공간부(52) 내부에 저장된 물에 의해 하부수직플레이트(55)(56) 사이의 하부가스파이프(58)를 통과하는 연소가스 온도가 1차적으로 약 1200℃로 낮아지게 되면서 내부의 물이 가열된다. 이러한 가열된 물은 보일러(난방수) 등으로 이용된다.

이와 같이 온도가 1차적으로 낮아진 연소가스가 상부열교환기(60)를 구성하는 상부탱크(62) 내부로 공급되어 상부수직플레이트(66)(67)로써 구획된 상부탱크(62) 내부의 제3가스유입부(64)로 유입되고, 상부수직플레이트(66)(67) 사이에 연결된 다수의 상부가스파이프(68)를 통과하여 제4가스유입부(65)로 유입된다.

이때, 상부수직플레이트(66)(67)로써 구획된 물공간부(63) 내부의 물에 의해 연소가스가 2차적으로 온도가 약250℃로 낮추어지고, 사이크론 집진기(80)를 구성하는 연결파이프(82), 덕트(84) 및 연통(83)을 통하여 온도가 60~80℃로 유지되고, 연소가스 중에 포함된 유해물질이나 분진을 제거하여 오염되지 않은 정화 공기를 대기중으로 배출하게 된다.

이와 동시에, 연결파이프(82) 내부에는 연소가스의 흐름을 차단 및 공급하기 위하여 구비된 댐퍼부재(86)를 구성하는 댐퍼(87)가 가스의 흐름에 의해 개방되어 연소가스가 덕트(84)와 연통(93)을 통하여 외부로 배출되고, 가스배출이 중단되면 스프링(88)의 복원력에 의해 연결파이프(82) 내부를 차단하여 흐름을 차단하게 된다.

한편, 소각로(10) 내부의 폐타이어(1) 처음 소각시 발생되는 흑연과 소각이 완료되면 폐타이어에서 발생되는 백연을 제거하기 위한 연기처리장치(90)의 동작상태를 설명하면, 연결파이프(82) 내부에 구비된 댐퍼부재(86)를 구성하는 댐퍼(87)를 자동 또는 수동으로 닫은 다음, 연결파이프(82)에 연통되게 연결된 제1파이프(92)의 흡입팬(91)을 동작시켜 연기를 흡입시키게 된다.

즉, 흡입팬(91)의 동작으로 연기가 제2파이프(93)를 통과하고, 물탱크(95)에 연결된 제2파이프(93) 선단의 확장부(93a)를 통하여 물탱크(95) 내부로 공급되어 물탱크(95) 내부 상부 영역에 구비된 가이드판(96) 하부면을 따라 직선으로 이동하게 되면서 일면의 유입공(96a)을 통하여 유입되어 물탱크(95) 상부의 굴뚝(97)을 통하여 완전히 처리되어 외부로 배출된다.

이때, 물탱크(95) 내부로 유입된 연기중에 포함된 가스, 분진 등의 유해물질은 물에 가라앉게 되면서 연기(흑연 또는 백연)가 제거되며, 연소가스는 온도가 낮추어지며, 일부의 연소가스가 굴뚝(97)을 통하여 배출된다.

한편, 도 9에 도시된 내용은 본 발명에 따른 제1실시예를 도시한 구성도로서, 이는 도 1 내지 도 8에 도시된 소각로의 연소가스를 이용한 보일러의 다른 실 시예를 도시한 것으로, 이에 대한 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 폐타이어 및 폐합성수지 등의 소각연료를 컨베이어 등으로 이루어진 소각연료공급장치(160)를 통하여 공급시켜 수직하우징(110) 하부의 공급구(112)를 통하여 수직하우징(110) 내부로 공급하게 되면, 구동모터(140)의 회전력에 회전하는 회전스크류(120)를 따라 상승하게 되면서 수직하우징(110) 상부의 투입구(111)을 통하여 소각로(10) 내부로 순차적으로 투입시켜 소각처리하게 된다.

또한, 도 10은 본 발명에 따른 제2실시예를 도시한 구성 단면도로서, 이는 도 1 내지 도 8에 도시된 소각로의 연소가스를 이용한 보일러의 연소챔버(30)의 다른 실시예를 도시한 것이다.

이를 구체적으로 설명하면, 연소챔버(30)를 소각로 본체(11)에 설치하기 위해 연소챔버(30)의 양측에 수직으로 연결된 연결구(200)(210)를 소각로 본체(11)에 각각 연결하게 된다.

즉, 도 1 및 도 3에서와 같이 연소챔버(30)의 구조와 동작은 동일하나 연소챔버(30)가 소각로(10)에 설치되는 구조가 다르게 구성된 것으로, 이는 연소챔버(30) 양측에 한쌍의 연결구(200)(210)가 연통되게 구비되어 소각로 본체(11)에 각각 하나의 연소챔버(30)로써 2개의 소각로(10)(10')에 플랜지 타입으로 착탈 가능하게 설치되어 효율성을 높이게 된다.

이와 동시에 연소챔버(30)를 소각로(10)의 후면과 전면에 설치함으로써 도 1 및 도 3에서와 같이 측면에 설치하는 것에 비하여 연소챔버(30)의 설치에 대한 길이가 짧아져 연소가스의 흐름이 빨라 상대적으로 열손실이 적어 급탕에 용이한 것 이다. 이때, 연결구(200)(210) 내주연의 적정 위치에는 소각로(10)(10')에서 발생되는 연소가스가 연소챔버(30) 내부로 공급되도록 자동 및 수동으로 동작되는 댐퍼부재(230)가 각각 구비된다.

이러한 댐퍼부재(230)는 자동 및 수동으로 동작되어 소각로(10)에서 발생되는 연소가스가 다른 소각로(10')로 공급되는 것을 차단하게 되고, 그리고 2개의 소각로(10)(10')에서 발생 되는 연소가스 연결구(200)(210)를 통하여 동시에 공급되는 것을 차단하게 된다.

그리고, 도 11은 본 발명에 따른 제3실시예를 단면 구성도로서, 이는 도 1 내지 도 8에 도시된 소각로의 연소가스를 이용한 보일러의 열교환기(40) 다른 실시예를 도시한 것이다.

이에 대한 동작상태를 구체적으로 설명하면, 상기한 연교환기(40)는 내부에 물 대신에 절연유를 순환시키면서 연결되는 물통의 물을 가열하여 보일러 등으로 사용할 수 있도록 구성된 것이다.

즉, 연소챔버(30)에서 배출된 고온(약 1600℃)의 연소가스가 열교환기(40)의 가스공급파이프(350)를 통하여 수직플레이트(330)(340)로써 구획된 탱크(300) 내부의 가스입부(322)로 유입되고, 수직플레이트(330)(340) 사이에 연결된 다수의 가스파이프(360)를 통과하면서 수평칸막이(310) 일단과 타측의 중앙 영역에 형성된 절연유공간부(320)의 절연유에 의해 온도가 1차로 1200℃ 낮추어지게 되고, 가스유입부(321)로 유입된 연소가스가, 상부의 다시 가스파이프(360)를 통과하면서 2차로 250℃로 낮추어져 집진시 사이크론을 통하여 배출된다.

이때, 수평칸막이(310) 적정 위치에 연통되게 삽입된 순환파이프(370)에 의해 절연유공간부(320)에 채워진 절연유가 순환하게 된다.

그리고, 탱크(300) 상부의 배출밸브(301)를 통하여 내부에 물이 저장되는 물탱크(400)에 내설된 가열파이프(410)로 절연유를 공급하여 탱크 내부의 물을 가열시키고, 물에 의해 온도가 낮아진 절연유를 다시 탱크 하부의 공급밸브(302)를 통하여 유입시켜 절연유를 고온의 가스에 의해 가열시켜 순환시키게 된다.

이와 같이 절연유를 순환시키면서 물통(400) 내부의 물을 가열시키게 됨으로써 물에 비해 끓은 온도가 높아지고, 빨리 끓게 되어 급탕보일러 등으로 사용하게 되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 소각로의 연소가스를 이용한 보일러 구조를 전체적으로 도시한 단면 구성도.

도 2는 도 1의 'A'부분에 대한 확대 단면도.

도 3은 도 1의 'B'부분에 대한 확대 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 소각로의 연소가스를 이용한 보일러의 열교환기 및 사이크론 집진기 구조를 도시한 요부 확대 단면도.

도 5는 도 4의 A-A선 확대 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 소각로의 연소가스를 이용한 보일러의 연기처리장치 의 요부 사시도.

도 7은 도 6의 확대 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 소각로의 연소가스를 이용한 보일러의 동작상태 구성도.

도 9는 본 발명에 따른 제1실시예를 도시한 구성도.

도 10은 본 발명에 따른 제2실시예를 도시한 요부 확대 단면도.

도 11은 본 발명에 따른 제3실시예를 도시한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 폐타이어 10,10' : 소각로

11 : 소각로 본체 13 : 소각로 커버

26 : 개폐구 27 : 개폐판

28 : 마감판 29 : 탄성체

30 : 연소챔버 30a : 연결구

31 : 예열버너 32 : 연소기

33 : 순환통로 34 : 리턴조절송풍기

35 : 연소제어기 36 : 가스배출구

37 : 원심력 밸브 40 : 열교환기

50 : 하부열교환기 51 : 하부탱크

52,63 : 물공간부 53,54,64,65 : 제1,2,3,4가스유입부

55,56 : 하부수직플레이트 57,350 : 가스공급파이프

58 : 하부가스파이프 60 : 상부열교환기

61 : 플랜지 62 : 상부탱크

66,67 : 상부수직플레이트 68 : 상부 가스파이프

80 : 사이크론 집진기 90 : 연기처리장치

92,93 : 제1,2파이프 93a : 확장부

95,400 : 물탱크 96 : 가이드판

96a : 유입공 97 : 굴뚝

98 : 점검파이프 100 : 소각연료공급장치

110 : 수직하우징 111 : 투입구

112 : 공급구 120 : 수직회전스크류

140 : 구동모터 160 : 소각연료공급

200,210 : 연결구 300 : 탱크

301 : 배출밸브 302 : 공급밸브

310 : 수평칸막이 320 : 절연유공간부

330,340 : 수직플레이트 321,322,323 : 제5,6,7가스유입부

360 : 가스파이프 370 : 순환파이프

410 : 가열파이프

Claims

폐타이어(1)가 장입되는 공간이 마련되는 소각로 본체(11)와; 상기 소각로 본체(11) 상부에 개방수단(A)으로써 개폐 가능하게 구비된 소각로 커버(13)로 이루어져 폐타이어를 소각하기 위한 소각로(10); 상기 소각로(10) 하부 영역에 연결된 연소챔버(30); 상기 연소챔버(30)에 연결되어 연소가스의 온도를 낮추기 위한 열교환기(40); 및 상기 열교환기(40)에 연결되어 연소가스에 포함된 오염물질을 제거하기 위한 사이크론 집진기(80)로 이루어진 소각로의 연소가스를 이용한 보일러에 있어서,

상기 사이크론 집진기(80)에 폐타이어(1)의 소각시 발생되는 연기를 제거하기 위한 연기처리장치(90)를 구비하되,

상기 연기처리장치(90)는

상기 사이크론 집진기(80)의 연결파이프(82)에 연통되게 연결되고, 선단에 흡입팬(91)이 구비된 제1파이프(92)와;

상기 흡입팬(91)에 연통되게 연결되고, 선단이 넓게 확장부(93a)가 형성된 제2파이프(93)와;

상기 제2파이프(93)의 확장부(93a)가 연결되는 부위에 유입공(96a)이 형성된 가이드판(96)이 마감되어 가스의 유입을 가이드 하게 되고, 상부 영역에 굴뚝(97)이 연통되게 구비되고, 가스에 포함된 연기(흑연 또는 백연)가 물에 침전되는 물탱크(95)로 구성된 것을 특징으로 하는 소각로의 연소가스를 이용한 보일러.
제1항에 있어서, 상기 소각로 커버(13) 상부에 내부의 과압을 조절하기 위한 압력조절수단(B)을 구비하되,

상기 압력조절수단(B)은

상기 소각로 커버(13)의 상부 중앙 영역에 돌출되게 구비된 배출구(26)와;

상기 배출구(26) 상부에 안착되는 개폐판(27)과;

상기 개폐판(27) 하부와 배출구(26) 내부에 마감된 마감판(28) 사이에 개재되어 개폐판(27)을 지지하기 위한 탄성체(29)로 구성된 것을 특징으로 하는 소각로의 연소가스를 이용한 보일러.
제1항에 있어서, 상기 열교환기(40)는

적정 길이와 직경을 유지하여 형성된 하부탱크(51)와;

상기 하부탱크(51) 내부 양측에 마감되어 중앙 영역에는 물공간부(52)가 형성되고, 양단에는 제1,2가스유입부(53)(54)가 구획 형성된 하부수직플레이트(55)(56)와;

상기 하부수직플레이트(55)(56) 사이에 연결되어 제1,2가스유입부(53)(54)를 연결하기 위한 가스공급파이프(57)와;

상기 하부수직플레이트(55)(56) 사이에 제1,2가스유입부(53)(54)를 연결하기 위한 다수의 하부가스파이프(58)로 이루어진 하부열교환기(50); 및

상기 하부탱크(51)의 제1가스유입부(53)와 연통되게 연결된 상부탱크(62)와; 상부탱크(62) 내부 양측에 마감되어 중앙 영역에 물공간부(63)가 형성되고, 양단에는 제3,4가스유입부(64)(65)가 구획 형성된 상부수직플레이트(66)(67)와; 상부수직플레이트(66)(67)의 사이에 수평으로 연결되어 제3,4가스유입부(64)(65)를 연결하기 위한 다수의 상부 가스파이프(68)로 이루어진 상부열교환기(60);

로 구성된 것을 특징으로 하는 소각로의 연소가스를 이용한 보일러.
삭제
제1항에 있어서, 상기 물탱크(95) 일측에 점검파이프(98)를 구비하여 물탱크(95) 내부의 물량을 점검하게 되는 것을 특징으로 하는 소각로의 연소가스를 이용한 보일러.
삭제
폐타이어(1)가 장입되는 공간이 마련되는 소각로 본체(11)와; 상기 소각로 본체(11) 상부에 개방수단(A)으로써 개폐 가능하게 구비된 소각로 커버(13)로 이루어져 폐타이어를 소각하기 위한 소각로(10)(10'); 상기 소각로(10)(10') 하부 영역에 연결된 연소챔버(30); 상기 연소챔버(30)에 연결되어 연소가스의 온도를 낮추기 위한 열교환기(40); 및 상기 열교환기(40)에 연결되어 연소가스에 포함된 오염물질을 제거하기 위한 사이크론 집진기(80)로 이루어진 소각로의 연소가스를 이용한 보일러에 있어서,

상기 연소챔버(30)는

양측에 수직으로 연결구(200)(210)를 각각 연통되게 구비하여 상기 소각로(10)(10')의 소각로 본체(11) 후면에 플랜지 타입으로 길이가 짧아지게 착탈 가능하게 각각 설치되고,

상기 연결구(200)(210) 내주연에 구비된 댐퍼부재(230)에 의해 상기 소각로(10) 내부의 연소가스가 상기 소각로(10')로 공급되는 것을 차단하게 되는 것을 특징으로 하는 소각로의 연소가스를 이용한 보일러.
제7항에 있어서, 상기 열교환기(40)는

물탱크(400)에 내설된 가열파이프(410)의 일단에 연결되어 절연유가 공급되는 배출밸브(301)가 구비되고, 가열파이프(410)의 타단에 연결되어 열교환된 절연유를 내부로 공급하기 위한 공급밸브(302)가 구비된 탱크(300)와;

상기 탱크(300) 내부를 상하로 분리하기 위하여 탱크(300) 내부 타단에 고정된 수평칸막이(310)와;

상기 수평칸막이(310) 일단과 타측에 수직으로 마감되어 중앙 영역의 상하부에 절연유가 채워지는 절연유공간부(320)가 형성되고, 일단과 타단의 상하부에는 가스가 유입되는 제5,6,7가스유입부(321)(322)(323)가 구획 형성된 수직플레이트(330)(340)와;

상기 수직플레이트(330)(340) 사이에 연결되어 제5,6가스유입부(321)(322)를 연결하기 위한 가스공급파이프(350)와;

상기 수직플레이트(330)(340) 사이에 대응되게 수평으로 상호 연결하여 제5,6,7가스유입부(321)(322)(323)를 연결하게 되는 다수의 가스파이프(360)와;

상기 수평칸막이(310) 적정 위치에 삽입되어 상하부의 절연유가 순환하도록 수직으로 설치된 순환파이프(370)로 구성된 것을 특징으로 하는 소각로의 연소가스를 이용한 보일러.