KR100938347B1

KR100938347B1 - 분말화된 음식물 쓰레기 소각 장치

Info

Publication number: KR100938347B1
Application number: KR1020070048737A
Authority: KR
Inventors: 김재화; 최시영; 이재구
Original assignee: 김재화
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2010-01-22
Also published as: KR20080101522A

Abstract

본 발명은 분말화된 음식물 쓰레기를 소각하는 소각 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 분말화된 음식물 쓰레기 소각 장치는 투입부, 소각부, 및 재 제거부를 포함한다. 본 발명에 의한 분말화된 음식물 쓰레기 소각 장치는 수분을 제거하고 분말화된 음식물 쓰레기를 완전 연소시켜 유해 배기가스를 극소화할 수 있게 한다.

음식물 쓰레기, 건조, 소각, 분말화, 완전연소

Description

분말화된 음식물 쓰레기 소각 장치{APPARATUS FOR INCINERATING PULVERIZED FOOD WASTE}

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도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 분말화된 음식물 쓰레기 소각 장치의 개략도

도 3은 도 2의 저온용 및 고온용 버너(84, 85, 86, 87)의 바람직한 예인 기름 동시 분사형 버너의 개략도

도 4는 도 3의 우측면도

도 5는 도 3의 수소-산소 혼합가스 발생기(180)의 개략도

도 6은 도 2의 재 침적부(94)에 대한 평면도

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<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

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70: 투입부 80: 소각부

90: 재 제거부

본 발명은 분말화된 음식물 쓰레기를 소각하는 소각 장치에 관한 것이다.

가정이나 음식점에서 배출되는 음식물 쓰레기는 재활용 가능한 다른 쓰레기와 분리되어 처리되고 있다. 이러한 음식물 쓰레기는 대부분 수분이 포함되어 있고 특유의 냄새가 있으며, 시간의 경과에 따라 쉽게 부패하는 특성이 있다.

이러한 음식물 쓰레기를 처리하는 방법으로서 쓰레기 매립장에 매립하는 방법이 있으나, 음식물 쓰레기를 매립할 경우 음식물 쓰레기에 포함되어 있는 수분이 토양을 오염시키게 되며, 그 침출수가 하천이나 강물 또는 상수원까지 오염시키게 되는 문제를 가지고 있다.

또한, 음식물 쓰레기는 염분을 다량 함유하고 있기 때문에 비료로 이용하기도 곤란하다.

따라서, 최근에는 음식물 쓰레기에서 수분을 제거한 후 소각하는 방식이 이용되고 있으나, 불완전 연소에 의해 다이옥신, 일산화탄소 등의 유해 배기가스가 다량 발생한다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 수분을 제거하고 분말화된 음식물 쓰레기를 완전 연소시켜 유해 배기가스를 극소화하는 것을 목적으로 한다.

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상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 분말화된 음식물 쓰레기 소각 장치는 (a) 분말화된 음식물 쓰레기를 연소실 쪽으로 이송시키는 이송 장치와, 상기 이송 장치에 의하여 이송된 분말화된 음식물 쓰레기를 연소실 측벽을 통하여 연소실 내로 불어넣는 제1송풍기를 포함하는 투입부; (b) 연소실과, 상기 투입부보다 하부의 연소실 측벽에 설치되며, 불어넣어진 분말화된 음식물 쓰레기를 연소시키는 저온용 버너와, 상기 투입부보다 상부의 연소실 측벽에 설치되며, 불어넣어진 분말화된 음식물 쓰레기를 연소시키며, 상기 저온용 버너보다 고온을 발생시키고, 상기 저온용 버너가 분말화된 음식물 쓰레기를 연소시킬 때 발생된 불완전연소 가스를 완전연소시키는 고온용 버너와, 배기가스가 배출되는 배기구와, 상기 저온용 버너의 하부에 설치되는 로스톨과, 상기 로스톨 부근의 연소실 측벽에 설치되며, 상기 로스톨 상에서 부유하고 있거나 상기 로스톨 상에 침적되어 있는 연소 잔류물을 상방으로 불어올리는 제2송풍기를 포함하는 소각부; 및 (c) 상기 로스톨의 하부에 위치하여 상기 로스톨을 통하여 낙하하는 재를 제거하는 재 제거부를 포함한다.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

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도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 분말화된 음식물 쓰레기 소각 장치의 개략도이다.

이를 참조하면, 본 발명에 의한 분말화된 음식물 쓰레기 소각 장치는 투입부(70), 소각부(80), 및 재 제거부(90)를 포함한다.

투입부(70)는 이송 장치(72) 및 제1송풍기(74)를 포함한다.

이송 장치(72)는 수분을 제거하고 분말화된 음식물 쓰레기를 연소실(82) 쪽으로 이송시키는 것이며, 스크류 컨베이어인 것이 바람직하다. 72a는 스크류, 72b는 호퍼, 72c는 스크류축, 72d는 커플링(coupling), 72e는 모터를 나타낸다.

제1송풍기(74)는 이송 장치(72)에 의하여 이송된 분말화된 음식물 쓰레기를 연소실 측벽을 통하여 연소실(82) 내로 불어넣는 것이다.

소각부(80)는 연소실(82), 저온용 버너(86, 87), 고온용 버너(84, 85), 배기구(88), 로스톨(rostol)(89), 및 제2송풍기(81)을 포함한다.

연소실(82)은 투입부(70)에서 투입된 분말화된 음식물 쓰레기가 연소되는 곳이다.

저온용 버너(86)는 투입부(70)보다 하부의 연소실 측벽에 설치되며, 불어넣어진 분말화된 음식물 쓰레기를 화염으로 연소시키는 것이다. 저온용 버너(86, 87)는 1000℃ 정도의 온도를 발생시키도록 하는 것이 바람직하다.

고온용 버너(84, 85)는 투입부(70)보다 상부의 연소실 측벽에 설치되며, 불어넣어진 분말화된 음식물 쓰레기를 연소시키며, 저온용 버너(86, 87)보다 고온(1800~2000℃ 정도)을 발생시키고, 저온용 버너(86, 87)가 분말화된 음식물 쓰레기를 연소시킬 때 발생된 불완전연소 가스를 완전연소시키는 것이다. 불완전연소 가스로는 다이옥신, 일산화탄소 등을 들 수 있다.

투입부(70)에서 제1송풍기(74)에 의해서 연소실(82) 내로 불어넣어진 음식물 쓰레기 분말은 연소실(82)의 위, 아래로 퍼져서 동시에 저온용 버너(86, 87) 및 고온용 버너(84, 85)에 의해서 연소되며, 저온용 버너(86, 87)에 의해 불완전연소된 가스는 상승하여 고온용 버너(84, 85)에 의해 완전연소된다.

상기 저온용 및 고온용 버너(84, 85, 86, 87)는 각각 가스 및 기름 동시 분사형 버너인 것이 바람직하다.

도 3은 이러한 가스 및 기름 동시 분사형 버너의 개략도이며, 도 4는 도 3의 우측면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 가스 및 기름 동시 분사형 버너(84, 85, 86, 87)는 공기챔버(air chamber)(160), 팬(fan)(170), 공기분사구(130), 가스노즐(110), 가스배관(112), 가스공급수단(180), 기름노즐(120), 기름배관(122), 및 기름공급수단(190)을 포함한다.

공기챔버(160)에는 팬(170)이 연결되어 있고 공기챔버(160)의 전단부(140)에는 공기분사구(130, 131)가 형성되어 있다. 팬(170)에 의해 유입된 공기가 공기챔버(160)를 경유하여 공기분사구(130, 131)로 유출된다.

공기챔버(160)의 전단부(140)에는 공기분사구(130, 131)와 인접하여 가스노즐(110, 111)이 설치되어 있고, 이 가스노즐에 인접하여 기름노즐(120)이 설치되어 있다. 가스노즐(110, 111)에는 가스배관(112)이 연결되어 있으며, 이 가스배관(112)에 가스공급수단(180)이 연결된다. 기름노즐(120)에는 기름배관(122)이 연결되어 있으며, 이 기름배관(122)에 기름공급수단(90)이 연결된다.

상기와 같은 구조로부터, 가스노즐(110, 111)에서 분사되는 가스, 기름노즐(120)에서 분사되는 기름, 및 공기분사구(130, 131)에서 분사되는 공기의 혼합유체를 매개로 하여 화염이 형성된다.

상기 공기챔버(160)의 전단부(140)에서, 기름노즐(120)이 그 중앙에 위치하고, 가스노즐(110, 111)이 다수개 존재하여 기름노즐(120)을 둘러싸는 형태로 위치하며, 공기분사구(130, 131)가 다수개 존재하여 가스노즐(110)을 둘러싸는 형태로 위치하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 가스, 기름, 및 공기의 혼합유체의 연소에 의한 화염이 균일하게 형성된다.

상기 가스공급수단으로서는 도 5에 도시한 바와 같이, 물을 전기분해하여 수소-산소 혼합가스를 발생시키는 수소-산소 혼합가스 발생기(180)를 사용하는 것이 바람직하다.

수소-산소 혼합가스 발생기(180)는 전해조(182)에 전해액(물에 전해질을 녹인 전해질 수용액)을 주입하고, 전해조(182) 양단에 직류 전원(186)을 인가하여 수소와 산소를 발생시키는 장치이다. 전해조(182)의 음극에서는 수소가 발생하고 양극에서는 산소가 발생하며, 발생된 수소와 산소를 그대로 합치면 화학당량비 2:1의 수소-산소 혼합가스가 얻어진다.

이러한 수소-산소 혼합가스를 단독으로 연소시키게 되면 불꽃의 중심을 향해 수축하는 응집성 폭발(응폭) 현상이 일어나게 되는데, 이러한 응폭 현상에 의해 2,000 내지 3,000℃ 정도의 고온을 얻을 수 있게 된다.

상기 가스 및 기름 동시 분사형 버너는 상기와 같이 발생된 수소-산소 혼합가스를 단독으로 연소시키지 않고, 여기에 기름을 분사하고 공기를 송풍시켜서, 버너용으로 적합한 불꽃을 형성시킨 것이다.

한편, 도 3에서 전방 공기챔버(162)와 후방 공기챔버(164)의 사이에 위치하는 고정판(150)은, 연소가 필요한 소정 위치에 버너를 고정시키기 위한 것이다. 고정은 체결공(152)을 통하여 이루어진다.

가스공급수단(180)에 인접한 가스배관(112) 부위에는 밸브(116)가 설치되어 유입되는 가스량을 조절한다.

기름배관(122)에 연결되는 기름공급수단(127)은 기름탱크(127), 펌프(128), 및 모터(129)로 구성될 수 있다. 모터(129)가 회전하면서 펌프(128)를 구동하여 기름탱크(127)의 기름을 펌핑(pumping)하게 된다. 기름공급수단(190)에 인접한 기름배관(122) 부위에도 밸브(126)가 설치되어 유입되는 기름량을 조절한다.

도 3 및 도 4에서 미설명 번호 114, 124는 압력계, 161은 전방 케이스, 163은 후방 케이스를 각각 나타낸다.

가스공급수단으로서 수소-산소 혼합가스 발생기(180)를 사용할 경우 가스 및 기름 동시 분사형 버너에 점화할 때, 수소-산소 혼합가스를 먼저 공급하여 점화한 다음에 기름을 공급하여야 한다. 이와 반대로 기름을 먼저 공급하여 점화한 다음에 수소-산소 혼합가스를 공급하게 되면 상기 버너가 폭발할 위험이 있다.

이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명에 의한 분말화된 음식물 쓰레기 소각 장치의 소각부(80)를 계속하여 설명한다.

소각부(80)에서 배기구(88)는 저온용 및 고온용 버너(84, 85, 86, 87)에 의해 음식물 쓰레기 분말이 완전연소된 후 배기가스가 배출되는 곳이다.

로스톨(rostol)(89)은 저온용 버너(86, 87)의 하부에 설치된다.

제2송풍기(81)는 로스톨(89) 부근의 연소실 측벽에 설치되며, 로스톨(89) 상에서 부유하고 있거나 로스톨(89) 상에 침적되어 있는 연소 잔류물을 상방으로 불어올리는 역할을 한다. 이리하여 저온용 버너(86, 87) 및 고온용 버너(84, 85)에 의해 상기 연소 잔류물이 재연소된다.

한편, 재 제거부(90)는 로스톨(89)의 하부에 위치하여 로스톨(89)을 통하여 낙하하는 재를 제거하는 곳이다. 재 제거부(90)는 재 침적부(94) 및 재 배출부(96)를 포함하는 것이 바람직하다.

로스톨(89)에서 낙하된 재가 재 침적부(94)에 침적하게 되고, 침적된 재가 재 배출부(96)를 통하여 배출된다.

재 침적부(94)에는 침적된 재를 재 배출부(96)로 밀어 떨어뜨리는, 모터(99)로 구동되는 회전날개(95)가 설치되어 있다.

도 6은 이러한 재 침적부(94)의 평면도이다.

도 2 및 도 6을 참조하면, 재 침적부(94)에 재가 침적되면 모터(99)를 구동하여 회전날개(95)로 침적물을 밀어서 배출구(96-1)로 낙하시킨다. 95-1은 회전축, 91은 감속기를 나타낸다.

재 배출부(96)에는 재 침적부(94)에서 회전날개(95)에 의해 밀어 떨어뜨려진 재를 다시 외부로 밀어내는 피스톤 부재(97)가 설치되어 있다. 피스톤 부재(97)는 유압 실린더(98)로 구동된다.

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본 발명에 의한 분말화된 음식물 쓰레기 소각 장치는 수분을 제거하고 분말화된 음식물 쓰레기를 완전 연소시켜 유해 배기가스를 극소화할 수 있게 한다.

이상에서 살펴본 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

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(a) 분말화된 음식물 쓰레기를 연소실 쪽으로 이송시키는 이송 장치와,

상기 이송 장치에 의하여 이송된 분말화된 음식물 쓰레기를 연소실 측벽을 통하여 연소실 내로 불어넣는 제1송풍기를 포함하는 투입부;

(b) 상기 제1송풍기에 의해 불어넣어진 분말화된 음식물 쓰레기의 연소가 이루어지는 하나의 연소실과,

상기 투입부보다 하부의 연소실 측벽에 설치되며, 불어넣어진 분말화된 음식물 쓰레기를 연소시키는 저온용 버너와,

상기 투입부보다 상부의 연소실 측벽에 설치되며, 불어넣어진 분말화된 음식물 쓰레기를 연소시키며, 상기 저온용 버너보다 고온을 발생시키고, 상기 저온용 버너가 분말화된 음식물 쓰레기를 연소시킬 때 발생된 불완전연소 가스를 완전연소시키는 고온용 버너와,

배기가스가 배출되는 배기구와,

상기 저온용 버너의 하부에 설치되는 로스톨과,

상기 로스톨 부근의 연소실 측벽에 설치되며, 상기 로스톨 상에서 부유하고 있거나 상기 로스톨 상에 침적되어 있는 연소 잔류물을 상방으로 불어올리는 제2송풍기를 포함하는 소각부; 및

(c) 상기 로스톨의 하부에 위치하여 상기 로스톨을 통하여 낙하하는 재를 제거하는 재 제거부를 포함하는 분말화된 음식물 쓰레기 소각 장치.
제7항에 있어서,

상기 이송 장치는 스크류 컨베이어인 것을 특징으로 하는 분말화된 음식물 쓰레기 소각 장치.
제7항에 있어서,

상기 저온용 및 고온용 버너는 각각,

공기챔버;

상기 공기챔버에 연결되는 팬;

상기 공기챔버의 전단부에 설치되는 공기분사구;

상기 공기챔버의 전단부에 설치되며 상기 공기분사구에 인접하는 가스노즐;

상기 가스노즐에 연결되는 가스배관;

상기 가스배관에 연결되는 가스공급수단;

상기 공기챔버의 전단부에 설치되며 상기 가스노즐에 인접하는 기름노즐;

상기 기름노즐에 연결되는 기름배관; 및

상기 기름배관에 연결되는 기름공급수단을 포함하며,

상기 가스노즐에서 분사되는 가스, 상기 기름노즐에서 분사되는 기름, 및 상기 공기분사구에서 분사되는 공기의 혼합유체를 매개로 하여 불꽃이 형성되는 가스 및 기름 동시 분사형 버너인 것을 특징으로 하는 분말화된 음식물 쓰레기 소각 장치.
제9항에 있어서,

상기 기름노즐이 상기 공기챔버의 전단부의 중앙에 위치하고, 상기 가스노즐이 다수개 존재하여 상기 기름노즐을 둘러싸는 형태로 위치하며, 상기 공기분사구가 다수개 존재하여 상기 가스노즐을 둘러싸는 형태로 위치하는 것을 특징으로 하는 분말화된 음식물 쓰레기 소각 장치.
제9항에 있어서,

상기 가스공급수단은, 물을 전기분해하여 수소-산소 혼합가스를 발생시키는 수소-산소 혼합가스 발생기인 것을 특징으로 하는 분말화된 음식물 쓰레기 소각 장치.
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