KR101059019B1 - 연소장치의 제습 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 내측에 연소 공간이 형성되며 내외측을 관통시키는 관통구가 형성된 외부케이스; 상기 외부케이스 내부로 외부공기를 공급하도록 구비되는 송풍기; 일단이 상기 송풍기에 연결되며 타단이 상기 외부케이스의 내측과 연통되어 유로를 일단에서 타단으로 안내시키는 유입관; 일단이 상기 외부케이스와 연통되며 타단이 상기 외부케이스의 관통구와 연통되어 유로를 일단에서 타단으로 안내시키는 유출관; 및 일단이 상기 유입관의 타단과 연통되며 타단이 상기 유출관의 일단과 연통되는 가열관;을 포함하는 연소장치의 제습 유닛이 제공된다.
이에 의하면, 수분 분리된 대량의 산소를 공급하여 연소장치 내의 온도를 1000℃ 이상의 고온으로 유지 및 이중 연소를 통해 폐기물이 완전 연소됨으로써 대기오염을 방지할 수 있다.

Description

연소장치의 제습 유닛 {DEHUMIDIFICATION UNIT OF COMBUSTION DEVICE}
본 발명은 폐기물을 완전 연소 시킬 수 있는 연소장치의 제습 유닛에 관한 것이다.
종래에는 산업화로 인한 환경공해로 생태계가 파괴되고 있으며, 특히 어패류, 농축산물 등의 오염으로 인하여 인류 생존이 위협받고 있는 실정이다.
이와 같이 제강 생산, 건축 등의 산업활동에서 나오는 사업장폐기물과 일반가정의 쓰레기, 폐가전, 폐가구 등의 생활폐기물을 비롯하여 수많은 고형 폐기물이 쏟아져 나오고 있어 심각한 문제를 야기하고 있다.
이를 해결하기 위한 폐기물 처리법 중의 하나로 매립이 있는데, 이는 대부분의 고형 폐기물이 중금속과 다이옥신 등을 함유하고 있다는 점에서 토양 및 수질 오염을 야기하여 적절하지 못하다.
또 다른 폐기물 처리법으로 이용되는 소각은 폐기물의 연소과정에서 유입된 공기 중의 수분으로 인해 불완전 연소가 되고, 이로 인해 완전 연소되지 못한 유해 가스가 연통을 통해 대기중으로 유출됨으로써 환경 공해 문제를 근본적으로 해결할 수 없게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 수분 분리된 외부공기를 공급하여 폐기물을 완전 연소시킴으로써 유해 가스가 방출되지 않도록 한 연소장치의 제습 유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 연소장치의 제습 유닛은 내측에 연소 공간이 형성되며 내외측을 관통시키는 관통구가 형성된 외부케이스; 상기 외부케이스 내부로 외부공기를 공급하도록 구비되는 송풍기; 일단이 상기 송풍기에 연결되며 타단이 상기 외부케이스의 내측과 연통되어 유로를 일단에서 타단으로 안내시키는 유입관; 일단이 상기 외부케이스와 연통되며 타단이 상기 외부케이스의 관통구와 연통되어 유로를 일단에서 타단으로 안내시키는 유출관; 및 일단이 상기 유입관의 타단과 연통되며 타단이 상기 유출관의 일단과 연통되는 가열관;을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 유출관은, 상기 외부케이스의 외측면을 따라 수직하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가열관은, 일단에서 타단으로 갈수록 일정 각도 하향 경사지게 설치되는 것을 특징으로한다.
또한, 본 발명은, 상기 유출관의 저부 유로상에 배치되어 외부공기로부터 응 축된 수분을 분리시키는 기수분리탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 외부케이스의 내측면 사이에 공기통로를 형성시키도록 배치되며 상기 공기통로를 사이에 두고 상기 외부케이스의 관통구와 연통되는 복수의 타공이 내외측 연통되게 형성된 내부케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 일단이 상기 관통구와 연통되되 타단이 공기통로 상에 배치되는 제1분기관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 일단이 상기 관통구와 연통되되 타단이 상기 내부케이스의 상부 측에 배치되는 제2분기관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 제2분기관의 타단에 연결되어 제습된 외부공기를 분사시키는 복수의 분사공이 형성된 분사관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 연소장치의 제습 유닛에 의하면, 수분 분리된 대량의 산소를 공급하여 연소장치 내의 온도를 1000℃ 이상의 고온으로 유지 및 이중 연소를 통해 폐기물이 완전 연소됨으로써 대기오염을 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 연소장치의 제습 유닛에 대해 상세하게 살펴본다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소장치의 제습 유닛을 보인 단면도, 도 2는 도 1의 조립도, 도 3은 도 1의 격자망을 보인 평면도, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도, 및 도 5는 도 1의 온풍 공급관을 보인 평면도이다.
도 1, 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 연소장치는 상기 폐기물(미도시)을 투여하기 위한 개폐식의 주입부(111)가 구비되며 저부에 내외측을 관통시키는 관통구(112)가 형성되는 상하 천공된 외부케이스(110)와,
상기 외부케이스(110)의 내측면 사이에 공기통로(R)를 형성시키도록 배치되며 상기 공기통로(R)를 사이에 두고 상기 외부케이스(110)의 관통구(112)가 연통되는 복수의 타공(121)이 형성된 내부케이스(120)와,
상기 내부케이스(120)의 하부에 상기 주입부(111)를 통해 투여되는 폐기물이 안착되되 연소완료된 재는 하측으로 떨어지도록 복수의 금속판(131)을 교차시킨 형상의 격자망(130)과,
상기 외부케이스(110)의 내측 상부에 배치되어 연소열을 집열하여 방열 지속하도록 구비되는 열집적 유닛(150)과,
상기 외부케이스(110)가 그 상측에 안착 지지되며 이동성을 부여하도록 구비된 대략 사각진 본체(191)가 구비된 지지유닛(190)과,
상기 지지유닛(190)의 상면에 거치되어 외부공기를 상기 관통구(112)를 통해 상기 공기통로(R)로 공급시키는 송풍기(F) 및
제습유닛(200)을 포함하여 구성된다.
아울러, 본 발명은 부가적으로 상기 외부케이스(110)에 관통 배치되어 폐기물의 연소시 발생되는 연기를 대기중으로 배출시키는 배기통(160)과, 상기 격자망(130)의 하측으로 폐기물의 연소후 발생되는 재를 유도하는 경사판(170) 및 상기 지지유닛(190)에 서랍식으로 수납되어 일정량 쌓인 재를 외부로 배출시키기 위한 재받침(180)이 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 외부케이스(110)의 주입부(111)는 그 단부가 상기 내부케이스(120)의 내측까지 연장되어 상기 격자망(130) 위로 폐기물을 투입 가능하게 설치된다.
이 외부케이스(110)의 외측면은 단열 소재(미 도시)를 피복하여 열손실을 최소화시킬 수 있다.
상기한 내부케이스(120)는 상기 송풍기(F)를 통해 유입되는 공기를 상기 외부케이스(110) 사이의 공기통로(R)로 유입 및 선회류를 형성시키면서 각 타공(121)들의 내부로 투입시킴으로써 그 내측으로 대량의 산소공급이 이루어진다.
이처럼 상기 내부케이스(120)의 하부는 유입되는 외부공기를 선회류 형성시키기 위해 타공(121)들을 일정 높이 형성시키지 않는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 내부케이스(120)는 상하 천공되며, 상기 외부케이스(110) 사이의 공기통로(R)를 밀폐시키면서 상기 외부케이스(110)의 내측에 지지 설치되도록 상하단에 링 형상의 실링고정부(S)가 고정 설치된다.
이와 같이 공기통로(R)가 밀폐되면, 대량의 산소가 타공(121)들로 집중 공급될 수 있어 상기 내부케이스(120)의 내측을 1000℃ 이상 고온 유지가 가능하게 되고, 폐기물에 대한 완전 연소를 이룰 수 있게 된다.
또한, 상기 격자망(130)의 금속판(131)은 도 3, 4에 도시된 바와 같이 수직단면의 내측에 연소시 빛을 흡수하여 폐기물 측으로 원적외선을 발산시키는 세라믹(S) 소재가 개재되도록 컵(∪) 형상으로 구비될 수 있다.
이 역시 폐기물에 대한 완전 연소를 보다 효과적으로 이룰 수 있게 된다.
이와 같은 원리로 세라믹은 경사판(170)의 내측면에도 경사지게 설치되어 사선 방면으로 원적외선을 발산시킬 수 있게 구비될 수 있다.
또한, 상기 열집적 유닛(150)은 집열 공간을 제공하되 상,하부가 개구된 역 원추 형상의 가열체(151)와,
상기 외부케이스(110) 외측의 일단을 통해 공급되는 원수를 가열하여 상기 외부케이스(110) 외측의 타단으로 배출시키는 온수 공급관(153)과,
양단이 상기 외부케이스(110)를 관통하여 상기 가열체(151) 내측과 연통되는 한쌍의 온풍 공급관(155)과,
상기 가열체(151) 하부의 개구부 상에 연소되는 폐기물에서 발산되는 빛을 투과시키도록 설치되는 투광판(157) 및
상기 투광판(157)의 상부에 이격되어 상기 투광판(157)으로부터 투과되는 빛을 흡수하여 원적외선을 발산시키도록 설치되는 반사판(159)을 구비하여 이루어진다.
여기서, 상기한 가열체(151)는 그 상,하부 개구부에 상기 투광판(157) 및 상기 반사판(159)이 서로 대응되어 마주보도록 각각 배치가 된다.
이때, 가열체(151)에는 내외측으로 복사공(151a)이 복수개 천공 형성되며, 외측면 표면에 열 흡수가능하게 세라믹이 도포되어 흡수한 열을 상기 복사공(151a)들을 통해 상기 가열체(151)의 내부로의 복사를 통한 집열 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 상기 온수 공급관(153)은 그 중간부가 상기 가열체(151)의 원주면을 따라 감기듯 접촉 설치되며, 경우에 따라서 내측면에 추가로 감겨 원수의 가열 시간을 보다 단축시킬 수도 있다.
이러한 온수 공급관(153)의 일단은 원수 공급부(미 도시)와 연통되며, 타단은 가열된 온수를 임시 저장하기 위한 물탱크(미 도시)와 연결된다.
또한, 상기 온풍 공급관(155)은 외부공기가 그 양단 중 일단(155a)을 통해 상기 열집적 유닛(150)의 가열체(151) 내부로 인입되며, 타단(155b)을 통해 외부공기가 상기 외부케이스(110)의 외측으로 인출이 이루어진다.
더욱이, 이 온풍 공급관(155)의 일단(155a)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 열집적 유닛(150)의 내측면 하측 방향으로 일정각도 경사지게 배치되어 인입되는 외부공기를 와류 형성시켜 신속히 데울 수 있게 된다. 따라서 데워진 외부공기는 타단(155b)을 통해 외부로 배출되어 사용될 수 있게 된다.
또, 상기 투광판(157)은 반투명한 세라믹 재질이 사용될 수 있다.
상기한 반사판(159)은 세라믹 재질로 이루어져 상기 투광판(157)을 투과한 빛을 흡수 및 가열되어 생성되는 원적외선을 상기 투광판(157)을 통해 폐기물로 발산시킴으로써 폐기물의 완전 연소를 촉진시킬 수 있게 된다.
이 반사판(159)은 두께가 적절히 조절되어 상단의 전도열을 통해 음료나 음식물을 조리할 수 있는 화원으로 이용될 수도 있다.
또한, 상기 지지유닛(190)에는 상기 본체(191)의 상측으로 환형의 수용공간(190a)이 오목하게 형성되며, 이 수용공간(190a)의 저부가 구경이 좁아지도록 단차 형성되어 상기 외부케이스(110)가 안착 가능하게 안착면(192)이 구비된다.
상기 본체(191)의 측면으로는 수납공(190b)이 형성되며, 이 수납공(190b)은 본체(191) 일측에 힌지(H) 회동 가능하게 설치된 개폐부(193)에 의해 여닫히게 된다.
이에 의해, 상기 재받침(180)은 상기 개폐부(193)가 개방되면 외부로 인출이 가능하게 된다.
또, 상기 본체(191)의 하면에는 이동성을 부여하도록 복수의 바퀴(194)가 설치될 수 있다.
또한, 상기 제습유닛(200)은 일단이 상기 송풍기(F)에 연결되며 타단이 상기 외부케이스(110)의 내측과 연통되어 유로를 일단에서 타단으로 안내시키는 유입관(202)과,
일단이 상기 외부케이스(110)의 내측과 연통되며 타단이 상기 외부케이스(110)의 관통구(112)와 연통되어 유로를 일단에서 타단으로 안내시키는 유출관(203)과,
상기 내부케이스(120)의 내측에 배치되되 일단이 상기 유입관(202)의 타단과 연통되며 타단이 상기 유출관(203)의 일단과 연통되는 가열관(204)과,
상기 유출관(203)의 저부 유로상에 배치되어 상기 외부케이스(110)의 내외측을 유동하면서 분리되는 외부공기 내의 수분을 임시 저장시키기 위한 기수분리탱크(205)와,
일단이 상기 관통구(112)와 연통되되 타단이 공기통로(R) 상에 배치되는 제1분기관(206)과,
일단이 상기 관통구(112)와 연통되되 타단이 내부케이스(120)의 상부 측에 배치되는 제2분기관(207)과,
상기 제2분기관의 타단에 연결되어 제습된 외부공기를 분사시키는 복수의 분사공(208a)이 형성된 분사관(208)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 유입관(202)은 상기 송풍기(F)와 내측 상부에 배치된 가열관(204) 일단을 연결하기 위해 상기 외부케이스(110)의 외측면을 따라 기립되게 형성된다.
또, 상기 유출관(203) 역시 상기 기수분리탱크(205)와 가열관(204)의 타단을 연결하기 위해 상기 외부케이스(110)의 외측면을 따라 기립되게 형성된다.
또한, 상기 가열관(204)은 상기 외부케이스(110)의 내측 상단에 설치된 실링고정부(S) 상면에 안착되어 지지 설치된다.
특히, 상기 가열관(204)은 일단에서 타단으로 갈수록 일정 각도 하향 경사지게 형성되어 유입된 외부공기로부터 분리된 수분이 유입관(202)으로 역류하지 않고, 유출관(203)을 따라 배출되어 기수분리탱크(205)로 낙하될 수 있도록 유로 안내된다.
아울러, 상기 기수분리탱크(205)에는 그 일측에 밸브(도시 생략)가 설치되어 수분이 일정량 저장되면 자동 또는 수동으로 외부 배출이 이루어지게 구비될 수 있다.
상기한 제1분기관(206)의 타단은 상기 내부케이스(120)의 타공(121) 미 형성부분으로 배치시켜 공급되는 외부공기의 와류를 유도시킨 후, 복수 타공(121)들을 통해 내부케이스(120) 내측으로 공급시키게 된다.
상기한 제2분기관(207)은 'ㄴ'자 형상으로 수직되게 형성되어 상기 분사관(208)을 상기 내부케이스(120) 내측의 2/3 지점 높이에 배치시키게 된다.
이때, 제1분기관(206)과 제2분기관(207)의 유로 직경은 대략 3:1 정도의 크기로 조절되어 분사공(208a) 보다 상대적으로 많은 외부공기를 복수의 타공(121)들로 공급시킴이 바람직하다.
또, 상기 분사관(208)의 분사공(208a)들은 상기 분사관(208)의 측면 둘레를 따라 수분 분리된 외부공기를 분사시키도록 복수개 형성된다.
한편, 상술한 일 실시예에서 연소시 열과 빛을 발생시키기 위한 화원으로 폐기물을 이용하였으나, 상기 열집적 유닛(150)에 에너지를 집적시킬 수 있는 것이면 다양한 균등물이 존재 하는바, 그 예로서 석유, 석탄, 천연가스 같은 화석연료가 선택적으로 대체 사용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 상술한 본 발명의 연소장치의 제습 유닛의 작용에 대해 살펴본다.
먼저, 주입부(111)를 통해 폐기물이 내부케이스(120)로 투입이 되면 격자망(130) 위에 안착이 이루어지며, 투입된 폐기물은 외부케이스(110)의 저부에 임시 배치되는 별도의 점화기를 통해 점화가 이루어지게 된다.
이후, 점화기는 작동 중지 및 외측으로 반출되고 외부공기를 관통구(112)를 통해 내부케이스(120) 내측으로 공급시키게 된다.
이때, 외부공기는 송풍기(F)를 통해 유입관(202)으로 유입되며, 가열관(204)을 거치면서 수분과 순수한 기체로 분리되어 유출관(203)을 통해 유동하게 된다.
분리된 수분은 유출관(203)의 저부에 임시 저장되어 외부로 유출되며, 순수한 기체만이 관통구(112)를 거쳐 외부케이스(110)의 내측으로 공급이 이루어진다.
외부케이스(110) 내측으로 공급된 순수한 공기는 관통구(112)와 연통된 제1분기관(206)을 통해 공기통로(R)로 공급되어 와류형성되면서 복수의 타공(121)을 통해 내부케이스(110) 내측으로 빠르게 공급이 이루어져 내부케이스(120) 내측은 1000℃ 이상으로 고온을 유지하여 폐기물에 대한 고온 연소가 가능하게 된다.
또, 순수한 기체 중 일부는 제2분기관(207)을 통해 분사관(208)의 분사공(208a)으로 분사되어 연기 중에 포함된 유해 물질을 배기통(160)으로 유출되기 전에 2차 연소시켜 완전 연소를 도모하게 된다.
한편, 인화물 연소시 열집적 유닛(150)의 가열체(151) 표면에 집열이 이루어지며, 세라믹 재질의 반사판(159)에는 투광판(157)으로 투과되는 빛이 집광이 된다.
또, 폐기물의 연소시 가열되는 격자망(130) 및 반사판(159)에서 다량의 원적외선이 방출되어 폐기물을 보다 고온의 조건에서 완전 연소가 가능하게 된다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 연소장치의 제습 유닛에 의하면, 수분 분리된 대량의 산소 공급 및 원적외선을 이용하여 연소장치 내의 온도를 1000℃ 이상의 고온으로 유지 및 이중 연소를 통해 폐기물이 완전 연소됨으로써 대기오염을 방지할 수 있다.
또한, 열집적 유닛(150) 상에 집열 및 집광이 가능하여 연소 중에는 연료소모가 적으며, 연소 중지 후에도 보일러, 온풍기 등의 유체 가열에 사용될 수 있는 장점이 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소장치의 제습 유닛을 보인 단면도,
도 2는 도 1의 조립도,
도 3은 도 1의 격자망을 보인 평면도,
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도, 및
도 5는 도 1의 온풍 공급관을 보인 평면도이다.

Claims (8)

  1. 내측에 연소 공간이 형성되며 내외측을 관통시키는 관통구가 형성된 외부케이스;
    상기 외부케이스 내부로 외부공기를 공급하도록 구비되는 송풍기;
    일단이 상기 송풍기에 연결되며 타단이 상기 외부케이스의 내측과 연통되어 유로를 일단에서 타단으로 안내시키는 유입관;
    일단이 상기 외부케이스와 연통되며 타단이 상기 외부케이스의 관통구와 연통되어 유로를 일단에서 타단으로 안내시키는 유출관; 및
    일단이 상기 유입관의 타단과 연통되며 타단이 상기 유출관의 일단과 연통되는 가열관;
    을 포함하는 연소장치의 제습 유닛.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유출관은,
    상기 외부케이스의 외측면을 따라 수직하게 설치되는 것을 특징으로 하는 연소장치의 제습 유닛.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 가열관은,
    일단에서 타단으로 갈수록 일정 각도 하향 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 연소장치의 제습 유닛.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 유출관의 저부 유로상에 배치되어 외부공기로부터 응축된 수분을 분리시키는 기수분리탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소장치의 제습 유닛.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 외부케이스의 내측면 사이에 공기통로를 형성시키도록 배치되며 상기 공기통로를 사이에 두고 상기 외부케이스의 관통구와 연통되는 복수의 타공이 내외측 연통되게 형성된 내부케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소장치의 제습 유닛.
  6. 제 5항에 있어서,
    일단이 상기 관통구와 연통되되 타단이 공기통로 상에 배치되는 제1분기관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소장치의 제습 유닛.
  7. 제 6항에 있어서,
    일단이 상기 관통구와 연통되되 타단이 상기 내부케이스의 상부 측에 배치되는 제2분기관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소장치의 제습 유닛.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제2분기관의 타단에 연결되어 제습된 외부공기를 분사시키는 복수의 분사공이 형성된 분사관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소장치의 제습 유닛.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100257289B1 (ko) 1998-02-24 2000-06-01 진경구 개량 소각로

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