KR101349453B1 - 소각로 및 그 운용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강제 순환 방식과 조연 장치를 응용하여 다이옥신(Dioxin) 및 생활 폐기물을 완전 연소 처리하도록 한 소각로 및 그 운용 방법에 관한 것으로, 소각로 본체가 피소각물을 내부에서 연소하며; 뚜껑 개폐 장치가 소각로 본체의 소각로 뚜껑과 연결되어, 소각로 뚜껑을 개폐하며; 연료 분사 노즐이 연료를 소각로 본체 내부로 분사하며; 송풍기가 외부의 공기를 흡입하여 흡입된 공기를 다수 개의 송풍 노즐을 통해 소각로 본체 내부로 공급하며; 조연 장치가 오일 탱크로부터 공급되는 보조 연료를 전달하며; 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브가 조연 장치로부터 전달되는 보조 연료를 증압시켜 증압된 보조 연료를 공급하며; 다수 개의 분사형 노즐이 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브에서 공급한 보조 연료를 소각로 본체 내부로 분사시키며; 열 응축기가 소각로 본체의 내측면을 덮도록 설치되며, 소각로 본체 내부에서 발생되는 열을 전달받고 전달받은 열로 자체 발열시켜 주며; 제어장치가 운용자의 뚜껑 개폐 명령에 따라 뚜껑 개폐 장치를 제어하며, 운용자의 소각 명령에 따라 연료 분사 노즐 및 송풍기를 제어하며, 소각로 본체의 내부 온도가 기 설정된 온도 이상인 경우에 기 설정된 주기로 보조 연료를 공급하기 위해 조연 장치 및 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브를 제어한다.

Description

소각로 및 그 운용 방법 {Incinerator and operating method thereof}

본 발명은 소각로 및 그 운용 방법에 관한 것으로, 특히 강제 순환 방식과 조연 장치를 응용하여 다이옥신(Dioxin) 및 생활 폐기물을 완전 연소 처리하도록 한 소각로 및 그 운용 방법에 관한 것이다.

일반적으로 소각로는 굴뚝이 상부 방향으로 설치되어 있고 버너가 설치된 연소실이 원통형으로 구성되어 있는데, 이때 연소실에서 폐기물을 강제 연소시키고, 해당 연소된 연기를 굴뚝을 통해 배출하도록 이루어진다. 이러한 소각로는 강제 연소 과정에서 미연소가 상당하게 발생하여 매연 발생률이 높고, 연소 시에 많은 공기를 필요로 하기 때문에 공기공급장치가 별도로 있어야 하고, 연소실의 온도가 일정하지 못해 맹독성 발암물질(예를 들어, 다이옥신(Dioxin) 등)을 대량으로 발생시켜 공기 중에 배출하고 있다.

한국등록특허 제10-0564718호(2006.03.21 등록)는 각종 쓰레기(폐기물 포함)를 안전하게 완전 소각시킬 수 있게 내화물로 구축한 터널형의 쓰레기 소각로에 관하여 기재되어 있는데, 황토와 마사토를 5:5의 비율로 혼합한 내화물로 벽과 천정을 구성한 터널형 소각로서, 배연관 가운데에 굴뚝이 구비되고 쓰레기를 투입하는 투입부의 연소실은 투입구에 개폐문이 장치되고 투입부 후측으로 일정의 경사를 유지하게 터널형 열연실(熱燃室)을 형성하여 내부를 3개 이상 10개 범위로 칸막이를 구획하여 통로를 내고 열연실 내에 다수의 직립형 내화구조물을 지그재그 형상으로 배치하면서 각 열연실의 천정 일측에 보조연소관을 형성시킨 것을 특징으로 한다. 개시된 기술에 따르면, 쓰레기 소각실에 투입되는 피연소물은 연소실에서 1차 연소되고 연소물이 굴뚝으로 배출되면서 수 개의 열연실을 통과하게 되므로 1000℃이상의 열연실을 수 회 통과하여 완전한 연소가 이루어져 다이옥신의 발생이 전혀 없는 소각로를 얻게 되며, 찌꺼기도 크게 남지 않는 소각이 가능하며, 또한 배연관에는 온수조가 장치되어 소각로 외부의 온수탱크와 파이프로 이어져 자연대류가 달성되게 되므로, 소각로 외부로 나가는 폐열을 회수하여 온수를 얻을 수 있기 때문에 에너지 이용률을 높일 수 있고, 굴뚝에 집진기를 장치하여 집진실에 쌓이는 그을음을 한 곳에 모아 생석회 등으로 소화 처리하면 더욱 완벽한 쓰레기처리효과를 얻을 수 있으므로 환경오염을 방지할 수 있고, 계속 연소가 가능한 소각로를 얻을 수 있어 가격이 저렴하면서도 내구적이고 경제적인 소각로를 만들 수 있고, 연소실과 열연실이 경사로를 형성하므로 배출력과 연소력이 왕성한 소각로를 제공할 수 있다.

한국등록실용 제20-0218018호(2001.01.12 등록)는 스토우커장치에 의해 피소각물을 아래쪽으로 순차적으로 이송시키면서 소각하도록 된 폐기물 소각로에 관한 것으로, 송풍장치에 의해 공기실에 공급되는 스토우커장치의 냉각공기는 각 이동 및 고정스토우커의 저면에 수평으로 관통된 공기통로를 통과하면서 과열로 변형되는 것을 방지해 주고, 다시 고온의 열공기로 변하여 토출구(33)(36)전면부로 토출되어서 각 이동 및 고정스토우커(31)(34)의 상면에 쌓여 있는 다습폐기물의 통기를 원활하게 하여서 건조를 촉진시키게 된다. 그리고 다단으로 설치된 연소급기부(100)와 주 연소급기부(101)에서 폐기물 투입부(W) 방향으로 공급되는 공기와 맞부딪쳐 엄청난 와류를 일으키게 되고, 이 연소화염과 연소가스는 다시 선회급기부(110)에 의해 360도 회전하면서 역학적으로 반사열구조가 되게 개선함으로서 방대한 방사열을 연소실내로 확산시키게 되며, 또한 충분한 열 축적을 이루어 연소효율을 높여줌으로서 폐기물의 완전연소가 가능하게 되었고, 에너지의 절감효과가 매우 높은 획기적이다. 개시된 기술에 따르면, 폐기물 홉퍼의 하부에 유압식 투입장치가 설치되고, 1차 연소실 내에는 연소버너와 스토우커장치가 설치되었으며, 스토우커장치의 하부에 위치한 공기실에는 송풍장치가 연통되게 한 것에 있어서, 1차 연소실의 양 측벽에 다단으로 설치된 연소급기부와 중간 차벽에 설치된 주 연소급기부의 각 노즐의 방향이 폐기물 투입부 쪽으로 향하도록 되고, 폐기물 투입부 쪽에는 연소가스 선회급기부가 설치되었으며, 각 이동 및 고정스토우커의 저면에 공기통로가 수평으로 관통되게 형성되게 한 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 종래의 소각로는, 온도를 매우 높이 올리지 못해서 오염 물질이나 피소각물을 완전 연소시키는데 많은 어려움이 있었고 이를 위해서 여러 번 소각해야 하는 번거로움도 있었으며, 이로 인해서 환경오염 문제에는 큰 실효성이 없는 단점을 가지고 있었다.

기존 소각로는, 폐플라스틱, 폐유, 폐타이어(Tire) 등과 같은 고분자계의 소각 능력 등이 거의 없었고, 최근에 개발된 소각장치도 환경 문제에 대한 단점들을 완전히 해결하기에는 부족한 점이 많았다.

한국등록특허 제10-0564718호 한국등록실용 제20-0218018호

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전술한 바와 같은 단점 내지는 부족한 점을 해결하기 위한 것으로, 강제 순환 방식과 조연 장치를 응용하여 다이옥신(Dioxin) 및 생활 폐기물을 완전 연소 처리하도록 한 소각로 및 그 운용 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 다이옥신 및 생활 폐기물의 처리와 함께 온수 및 보일러 역할을 동시에 가능하도록 한 소각로 및 그 운용 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 연소실 내부에서 자체 발열하는 열 응축기를 통해서 연소실 내부를 항상 고온으로 유지시켜 주도록 한 소각로 및 그 운용 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 한 특징에 따르면, 피소각물을 내부에서 연소하기 위한 소각로 본체; 상기 소각로 본체의 소각로 뚜껑과 연결되어, 소각로 뚜껑을 개폐하기 위한 뚜껑 개폐 장치; 연료를 상기 소각로 본체 내부로 분사하기 위한 연료 분사 노즐; 외부의 공기를 흡입하여 흡입된 공기를 다수 개의 송풍 노즐을 통해 상기 소각로 본체 내부로 공급하기 위한 송풍기; 오일 탱크로부터 공급되는 보조 연료를 전달하기 위한 조연 장치; 상기 조연 장치로부터 전달되는 보조 연료를 증압시켜 증압된 보조 연료를 공급하기 위한 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브; 상기 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브에서 공급한 보조 연료를 상기 소각로 본체 내부로 분사시키기 위한 다수 개의 분사형 노즐; 상기 소각로 본체의 내측면을 덮도록 설치되며, 상기 소각로 본체 내부에서 발생되는 열을 전달받고 전달받은 열로 자체 발열시켜 주기 위한 열 응축기; 및 운용자의 뚜껑 개폐 명령에 따라 상기 뚜껑 개폐 장치를 제어하며, 운용자의 소각 명령에 따라 상기 연료 분사 노즐 및 상기 송풍기를 제어하며, 상기 소각로 본체의 내부 온도가 기 설정된 온도 이상인 경우에 기 설정된 주기로 보조 연료를 공급하기 위해 상기 조연 장치 및 상기 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브를 제어하는 제어장치를 포함하는 소각로를 제공한다.

일 실시 예에서, 상기 제어장치는, 상기 소각로 본체 내부의 피소각물에 대한 소각 완료를 확인한 후에, 연료 분사 중단 제어 신호를 생성시켜 상기 연료 분사 노즐에 전달하며, 보조 연료 분사 중단 제어 신호를 생성시켜 상기 조연 장치, 상기 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브로 전달하며, 송풍 중단 제어 신호를 생성시켜 상기 송풍기로 전달하며, 소화 작업을 완료하기 위한 물 공급 제어 신호를 생성시키며, 소각로 현재 동작 상태를 표시해 주는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 소각로는, 소화용 물을 저장하고 있다가, 상기 제어장치로부터 전달되는 물 공급 제어 신호에 따라 소화용 물을 상기 소각로 본체의 내부로 공급하여 소화 작업을 하기 위한 소화용 물탱크; 및 내열유리로 된 투시창으로 상기 소각로 본체의 측면에 형성되어 상기 소각로 본체 내의 상태를 보기 위한 관측창을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 소각로는, 상기 소각로 본체의 하단부에 설치되어 상기 소각로 본체를 이동하기 위한 다수 개의 이동용 캐스터; 및 열 전달매체를 통해 상기 소각로 본체의 내측면과 연결되어, 상기 소각로 본체의 내부에서 발생되는 열을 전달받아 전달받은 열에 의해 물을 데워 온수로 보관하였다가 외부로 배출하기 위한 온수용 물탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 제어장치는, 온도 및 시간을 미리 설정해 두며, 온도 센서를 통해 상기 소각로 본체 내부의 온도가 기 설정된 온도인지를 감지하며, 상기 소각로 본체 내부의 온도가 기 설정된 온도인 경우에 타이머를 통해 시간을 카운팅하여 기 설정된 주기마다 보조 연료 분사 제어 신호를 생성시켜 상기 조연 장치, 상기 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브로 전달하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 열 응축기는, 상기 소각로 본체의 내벽 전체를 캐스터블로 도포하여 형성되며, 상기 소각로 본체 내부에서 발생되는 열을 전달받아 자체 발열하는 고강도 내화벽; 및 제올라이트와 토르말린을 혼합하여 상기 고강도 내화벽 위에 형성되며, 상기 소각로 본체 내부에서 발생되는 열을 상기 고강도 내화벽으로 전달함과 동시에 상기 고강도 내화벽의 자체 발열을 전달받는 자체 발열 열 교환을 수행하여, 상기 소각로 본체 내부에서 발생되는 열을 증폭시키기 위한 고온 내열재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 송풍 노즐은, 서로 대각선으로 대향되도록 지그재그 형태로 상기 소각로 본체의 내측면에 배치 설치되어, 상기 송풍기로부터 공급되는 공기를 강제 와류 및 순환 대류시켜 피소각물의 연소 시간을 증가시켜 주도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 운용자의 뚜껑 개방 명령에 대한 입력을 확인한 경우에 개방 제어 신호를 생성시켜 뚜껑 개폐 장치로 전달하여 소각로 뚜껑을 개방하는 단계; 운용자의 뚜껑 폐쇄 명령에 대한 입력을 확인한 경우에 폐쇄 제어 신호를 생성시켜 상기 뚜껑 개폐 장치로 전달하여 소각로 뚜껑을 폐쇄하는 단계; 운용자의 소각 명령에 대한 입력을 확인한 경우에 연료 분사 제어 신호를 생성시켜 연료 분사 노즐로 전달하여, 연료를 소각로 본체 내부로 분사시켜 피소각물을 연소하는 단계; 상기 피소각물의 연소 시에 송풍 제어 신호를 생성시켜 송풍기로 전달하여 상기 소각로 본체 내부로 공기를 공급하는 단계; 상기 소각로 본체의 내부 온도가 기 설정된 온도 이상인지를 확인하는 단계; 및 상기 소각로 본체의 내부 온도가 기 설정된 온도 이상인 경우에 기 설정된 주기로 보조 연료 분사 제어 신호를 생성시켜 조연 장치, 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브로 전달하여 상기 소각로 본체 내부로 보조 연료를 분사하는 단계를 포함하는 소각로 운용 방법을 제공한다.

일 실시 예에서, 상기 소각로 운용 방법은, 열 응축기를 통해 상기 소각로 본체 내부에서 발생되는 열을 전달받아 자체 발열함과 동시에 자체 발열을 배출하는 자체 발열 열 교환을 수행하여, 상기 소각로 본체 내부에서 발생되는 열을 증폭시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 공기를 공급하는 단계는, 서로 대각선으로 대향되도록 지그재그 형태로 상기 소각로 본체의 내측면에 배치된 다수 개의 송풍 노즐을 통해 상기 공기를 강제 와류 및 순환 대류시켜 피소각물의 연소 시간을 증가시켜 주도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 연소실 내부에서 자체 발열하는 열 응축기를 통해서 연소실 내부를 항상 고온으로 유지시켜 주면서, 강제 순환 방식과 조연 장치를 응용하여 다이옥신(Dioxin) 및 생활 폐기물을 완전 연소 처리하도록 함으로써, 피소각물을 완전 연소시킬 수 있으며, 또한 고온 1,000℃이상으로 유지시켜 폐타이어, 폐플라스틱, PCB 보드(Board), 도료, ABS수지, 폐유 등과 같은 고분자계나 일반 생활 쓰레기까지도 완전 소각할 수 있으며, 이에 충분한 연소 온도를 유지함에 의해 Nox(질소산화물), Sox(이황산산화물), HC(탄화수소) 등과 같은 유해가스와, 매연, 분진 등을 현저히 낮출 수 있으며, 수분이 많이 포함된 급식용 잔반의 경우에도 수분과 함께 태워 완전 연소가 가능한 효과를 가진다. 또한, 본 발명에 의하면, 다이옥신 및 생활 폐기물의 처리와 함께 발생되는 고온을 이용하여 난방, 온수 및 보일러 역할을 동시에 가능함으로써, 에너지 이용률을 높일 수 있는 효과도 가진다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소각로를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 제어장치를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 열 응축기 및 송풍기를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 소각로 운용 방법을 설명하는 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

본 발명의 실시 예에 따른 소각로 및 그 운용 방법은, 강제 열대류(Convection) 방식, 자체 발열 및 조연 장치(Oil)를 이용한 소각로 내에서의 다이옥신 소각 및 피소각물 완전 연소에 관한 것으로, 폐기물, 고분자계 폐타이어, 폐유, PCBs(특정 유해 물질), 우레탄, 스티롤, PCB 보드 등을 태워도 유해 가스(Gas)를 완전 연소시켜 대기 등으로 방출을 최소화하며, 이동 가능하여 장소에 구분 없이 편리하게 사용할 수 있도록 한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 소각로 및 그 운용 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소각로를 설명하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 소각로(100)는, 소각로 본체(1), 조연 장치(2), 증압 펌프(Pump) 및 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve)(3), 관측창(4), 다수 개의 열 응축기(Heat Condenser)(5), 소화용 물탱크(6), 제어장치(7), 뚜껑 개폐 장치(8), 송풍기(Air-Blower)(9), 다수 개의 이동용 캐스터(Caster)(10), 다수 개의 분사형 노즐(11), 온수용 물탱크(12), 연료 분사 노즐(13)을 포함한다.

소각로 본체(1)는, 내부에서 피소각물을 연소하도록 하기 위한 구조(예를 들어, 원통형, 사각통형 등)으로 형성되며, 내측면에 열 응축기(5)로 벽면을 둘러싸여 있고 지그재그 형태의 배치로 분사형 노즐(11)이 설치되며, 내측면 하부에 연료 분사 노즐(13)이 설치되며, 외측면 상부에 조연 장치(2), 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3), 뚜껑 개폐 장치(8), 그리고 송풍기(9)(설명의 편의상 도 1에는 함께 도시함), 제어장치(7), 온수용 물탱크(12)가 설치되며, 외측면 하부에 관측창(4), 소화용 물탱크(6)가 설치되며, 하단부에 이동용 캐스터(10)가 설치된다.

조연 장치(2)는, 소각로 본체(1)의 외측면 상부에 설치되어, 보조 연료(예를 들어, 등유, 경유 등)를 저장하고 있는 오일 탱크(Oil Tank)(설명의 편의상으로 도면에는 도시하지 않음)를 구비하며, 제어장치(7)로부터 전달되는 보조 연료 분사 제어 신호(또는, 보조 연료 분사 중단 제어 신호)에 따라 오일 탱크로부터 보조 연료를 공급받아 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3)로 전달(또는, 공급 중단)해 준다.

증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3)는, 소각로 본체(1)의 외측면 상부에 설치되어, 제어장치(7)로부터 전달되는 보조 연료 분사 제어 신호(또는, 보조 연료 분사 중단 제어 신호)에 따라 보조 연료 분사 동작(또는, 보조 연료 분사 중단 동작)을 수행하는데, 증압 펌프에 의해 조연 장치(2)로부터 전달되는 보조 연료를 증압시켜 주며, 솔레노이드 밸브에 의해 해당 증압된 보조 연료를 분사형 노즐(11)을 통해 소각로 본체(1) 내부로 분사(또는, 분사 중단)해 준다.

관측창(4)은, 소각로 본체(1)의 외측면 하부에 설치되어, 고열(예를 들어, 1200도 이상)에도 견딜 수 있는 내열유리로 된 투시창으로 소각로 본체(1) 내의 상태를 볼 수 있도록 해 준다.

열 응축기(5)는, 자체 발열체로서 소각로 본체(1)의 내측면을 덮도록 설치되어, 기 설정된 온도(예를 들어, 1,200도) 이상까지 견디면서 소각로 본체(1) 내부에서의 피소각물 연소 시에 발생되는 열을 머금어 해당 머금은 열을 자체 발열하여 소각로 본체(1) 내의 온도를 항상 기 설정된 온도로 유지시켜 준다.

소화용 물탱크(6)는, 소각로 본체(1)의 외측면 하부에 설치되어, 소화용 물을 저장하고 있다가, 제어장치(7)로부터 전달되는 물 공급 제어 신호에 따라 해당 소화용 물을 소각로 본체(1) 내부로 공급하여 소화 작업을 끝내도록 하는데, 즉 소각로 본체(1) 내부의 잔불을 소화시켜 준다.

제어장치(7)는, 전원 제어기(Controller), 터치스크린(Touch-screen) 등을 구비하고 있는 PLC(Programmable Logic Controller) 제어 패널, 소각로 본체(1)의 외측면 상부에 설치되어, 터치스크린 등을 통한 운용자의 뚜껑 개폐 명령(즉, 뚜껑 개방 명령)에 따라 피소각물을 소각로 본체(1) 내부로 넣기 위한 개폐 제어 신호(즉, 개방 제어 신호)를 생성시켜 뚜껑 개폐 장치(8)로 전달하며, 터치스크린 등을 통한 운용자의 소각 명령에 따라 연료를 소각로 본체(1) 내부로 공급하여 소각로 본체(1) 내부의 피소각물을 연소시키기 위한 연료 분사 제어 신호를 생성시켜 연료 분사 노즐(13)에 전달하며, 소각로 본체(1) 내부에서의 피소각물 연소 시에 다이옥신(Dioxin)이 완전히 없어지는 기 설정된 온도(예를 들어, 880도)로 만들 수 있도록 공기의 흐름을 조정하여 연소 시간을 늘려 주어 소각로 본체(1) 내의 온도를 급상승시킬 수 있도록 하기 위한 송풍 제어 신호를 생성시켜 송풍기(9)로 전달하며, 소각로 본체(1) 내부의 온도가 기 설정된 온도(예를 들어, 870도) 이상이 되는 경우에 보조 연료를 간헐적(즉, 기 설정된 주기)으로 소각로 내부로 공급하여 소각로 본체(1) 내의 온도를 급상승시켜 줄 수 있도록 하기 위한 보조 연료 분사 제어 신호를 생성시켜 조연 장치(2), 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3)로 전달하며, 소각로 본체(1) 내에 있는 피소각물의 소각이 완료된 경우를 확인한 후에, 연료의 공급을 중단하여 소화 작업을 수행하기 위한 연료 분사 제어 신호(즉, 연료 분사 중단 제어 신호)를 생성시켜 연료 분사 노즐(13)에 전달하며, 보조 연료의 공급을 중단하여 소화 작업을 수행하기 위한 보조 연료 분사 제어 신호(즉, 보조 연료 분사 중단 제어 신호)를 생성시켜 조연 장치(2), 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3)로 전달하며, 소각로 본체(1) 내부의 공기 흐름 조정을 중단하여 소화 작업을 수행하기 위한 송풍 제어 신호(즉, 송풍 중단 제어 신호)를 생성시켜 송풍기(9)로 전달하며, 소화 작업 완료를 위한 물 공급 제어 신호를 생성시켜 소화용 물탱크(6)로 전달하며, 소각로(100)의 현재 동작 상태를 터치스크린을 통해 표시해 준다.

뚜껑 개폐 장치(8)는, 전자 자동 개폐 방식으로 소각로 뚜껑을 리프트(lift)로 개폐하는 장치로서, 소각로 본체(1)의 외측면 상부에 형성된 소각로 뚜껑과 연결되어 설치되며, 제어장치(7)로부터 전달되는 개폐 제어 신호(또는, 개방 제어 신호)에 따라 소각로 뚜껑을 개폐해 준다.

송풍기(9)는, 소각로 본체(1)의 외측면 상부에 설치되어, 제어장치(7)로부터 전달되는 송풍 제어 신호(또는, 송풍 중단 제어 신호)에 따라 회전하여 외부의 공기(Fresh Air)를 흡입시키며, 해당 흡입된 공기를 다수 개의 송풍 노즐(도 3 참조)을 통해 소각로 본체(1) 내부로 공급(또는, 공급 중단)해 준다.

이동용 캐스터(10)는, 롤러, 바퀴 등과 같은 회전체를 소각로 본체(1)의 하단부에 설치하여, 소각로 본체(1)를 이동 가능하도록 구현함으로써, 어떤 장소에도 구애받지 않고 사용할 수 있도록 해 준다.

분사형 노즐(11)은, 고온에서도 견디는 고내열성을 가지는 특수 노즐로서, 보조 연료(예를 들어, 경유)를 공급하여 피소각물과 함께 태워서 소각로 본체(1) 내의 온도를 급상승시킬 수 있는 위치(예를 들어, 3군데)의 소각로 본체(1) 내측면(즉, 열 응축기(5))에 설치하며, 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3)로부터 전달되는 보조 연료를 소각로 본체(1) 내부로 분사시켜 준다.

온수용 물탱크(12)는, 열 전달매체(예를 들어, 금속 파이프, 금속판 등)를 통해 소각로 본체(1)의 내측면(즉, 열 응축기(5))과 연결되어 소각로 본체(1)의 외측면 상부에 설치되어, 소각로 본체(1) 내부에서의 피소각물 연소 시에 발생되는 열을 전달받아 해당 전달받은 열에 의해 물을 데워 온수로 보관하였다가 외부로 배출해 준다.

일 실시 예에서, 온수용 물탱크(12)는, 보관된 물의 온도를 감지하는 온도 센서, 물을 유입받기 위한 유입밸브, 온수를 배출하기 위한 배출밸브, 온도 센서에서 감지된 온도에 따라 유입밸브 및 배출밸브의 개폐를 제어하기 위한 제어장치를 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 온수용 물탱크(12)에 보관된 물이 기 설정된 온도가 되는 경우에 배출밸브를 통해 배출함과 동시에 유입밸브를 통해 물을 유입받도록 할 수 있다.

연료 분사 노즐(13)은 소각로 본체(1)의 외측면 하부에 설치되어, 제어장치(7)로부터 전달되는 연료 분사 제어 신호에 따라 연료(예를 들어, 등유, 경유 등)를 증압시키고 밸브를 개폐하는 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(전자변)를 구비하며, 제어장치(7)로부터 전달되는 연료 분사 제어 신호(또는, 연료 분사 중단 제어 신호)에 따라 연료를 저장하고 있는 오일 탱크(설명의 편의상으로 도면에는 도시하지 않음)로부터 연료를 공급받아 소각로 본체(1) 내부로 분사(또는, 분사 중단)해 준다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 소각로(100)는, 소각로 본체(1)(즉, 연소실) 내부에서 자체 발열하는 열 응축기(5)를 통해서 소각로 본체(1) 내부를 항상 고온으로 유지시켜 주면서, 송풍기(9)를 통한 강제 순환 방식에 의한 공기 공급과 조연 장치(2)를 통한 간헐적 보조 연료 공급을 수행함으로써, 검은 매연이나 분진 등을 소각로(100)의 외부로 못나가게 하면서, 소각로 본체(1) 내부에서 다이옥신 및 생활 폐기물을 완전 연소 처리하여 피소각물을 완전 연소시킬 수 있으며, 또한 소각로 본체(1) 내부를 고온(예를 들어, 1,000도) 이상으로 유지시켜 환경 문제를 야기시키는 폐타이어, 폐플라스틱, PCB 보드(Board), 도료, ABS수지, 폐유 등과 같은 고분자계나 일반 생활 쓰레기까지도 완전 소각할 수 있으며, 이에 충분한 연소 온도를 유지함에 의해 Nox(질소산화물), Sox(이황산산화물), HC(탄화수소) 등과 같은 유해가스와, 매연, 분진 등을 현저히 낮출 수 있으며, 수분이 많이 포함된 급식용 잔반의 경우에도 수분과 함께 태워 완전 연소가 가능하다.

일 실시 예에서, 소각로(100)는, 금속 전달매체를 통해 소각로 본체(1)의 내측면(즉, 열 응축기(5))과 연결된 온수용 물탱크(12)에 의해서, 소각로 본체(1) 내부에서 다이옥신 및 생활 폐기물의 처리와 함께 발생되는 고온을 이용하여 난방, 온수 및 보일러 역할을 동시에 가능하도록 하여 에너지 이용률을 높일 수 있다.

일 실시 예에서, 소각로(100)는, 비상시나 전원이 끊어졌을 때에 소각로 본체(1) 내의 불을 소화하기 위한 별도의 물 분사 장치(설명의 편의상으로 도면에는 도시하지 않음)를 소화용 물탱크(6)에 더 설치하여 구비할 수도 있다. 여기서, 물 분사 장치는 펌프와 같은 수동식일 수 있으며, 다르게는 전동식일 경우에는 충전식 배터리를 구비하여 평상시에 전기를 충전하였다가 비상시에 사용할 수 있도록 한다.

일 실시 예에서, 소각로(100)는, 외부로부터 상용 전원(예를 들어, 220V, 330V 등)을 공급받아 각 구성요소(즉, 조연 장치(2), 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3), 소화용 물탱크(6), 제어장치(7), 뚜껑 개폐 장치(8), 송풍기(9), 온수용 물탱크(12), 연료 분사 노즐(13))에 필요한 전원으로 변환시켜 공급하기 위한 전원 공급 장치(설명의 편의상으로 도면에는 도시하지 않음)를 더 포함할 수도 있으며, 이에 220V의 가정용 전기만 있어도 어디서든지 사용할 수 있도록 해 준다.

일 실시 예에서, 소각로(100)는, 이동용 캐스터(10)를 소각로 본체(1)의 하단부에 설치하거나, 고정식으로 제작하여 사용함으로써, 사용 장소에 구애를 받지 않고 그 어느 곳에서도 편리하게 사용할 수 있다.

일 실시 예에서, 소각로(100)는, 터치스크린 등을 통한 운용자의 소각 명령에 따라 전자 불꽃 방식 등으로 소각로 본체(1) 내부를 자동으로 점화시켜 주는 별도의 점화장치를 더 포함할 수도 있다.

도 2는 도 1에 있는 제어장치를 설명하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 제어장치(7)는, 타이머(71), 온도 센서(72)를 포함하여 PLC 제어 방식에 의한 PID(Proportional Integral and Derivative) 온도 제어를 수행한다.

타이머(71)는, 보조 연료를 소각로 내부로 공급하여 소각로 본체(1) 내의 온도를 급상승시켜 줄 수 있도록 하기 위한 보조 연료 분사 제어 신호를 생성시켜 조연 장치(2), 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3)로 전달하는 주기를 미리 설정하고, 시간을 카운팅하여 해당 설정된 주기마다 이를 제어장치(7)에 통보해 준다.

온도 센서(72)는, PID 방식의 센서로서, 보조 연료를 소각로 내부로 공급하여 소각로 본체(1) 내의 온도를 급상승시켜 줄 수 있도록 하기 위한 보조 연료 분사 제어 신호를 생성시켜 조연 장치(2), 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3)로 전달하는 온도를 미리 설정하고, 소각로 본체(1) 내부의 온도가 해당 설정된 온도가 되면 이를 제어장치(7)에 통보해 준다.

도 3은 도 1에 있는 열 응축기 및 송풍기를 설명하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 열 응축기(5)는 제올라이트(Zeolite)와 토르말린(Tourmaline)을 혼합한 열 응축물로서 고강도 내화벽(51), 고온 내열재(52)를 포함하여 소각로 본체(1)의 내부 온도를 기 설정된 온도(예를 들어, 1200도) 이상으로 급상승시키는 역할을 하며, 또한 송풍기(9)는 다수 개의 송풍 노즐(91)을 포함하여 신선한 공기를 소각로 본체(1) 내부로 공급하여 공기의 흐름을 강제 회전시키는 강제 와류 및 대류 방식으로 발생시켜 주는 역할을 하며, 이에 따라 소각로 본체(1) 내부를 열 증폭과 함께 고온으로 항상 유지시켜 피소각물을 완전 연소시키도록 한다.

고강도 내화벽(51)은, 자체 발열이 강한 고강도 캐스터블(Castable) 등과 같은 고강도 내화물(Refractory)로 소각로 본체(1)의 내벽 전체를 도포하여 형성되며, 소각로 본체(1) 내부에서 발생되는 열을 고온 내열재(52)를 이용하여(즉, 고온 내열재(52)를 통해) 전달받아 자체 발열하여 소각로 본체(1) 내에서 고열을 얻도록 함으로써, 소각로 본체(1) 내의 피소각물을 완전 연소시키도록 한다. 여기서, 캐스터블은 시멘트처럼 반죽해서 붙일 수 있는 내화용 단열재일 수 있다.

고온 내열재(52)는, 제올라이트와 토르말린을 혼합한 혼합물 등과 같은 내열재로서 고강도 내화벽(51) 위에 형성되는데, 이때 토르말린에 제올라이트를 첨가하여 이를 활용하여 소각로 본체(1) 내부의 고강도 내화벽(51)에 타일 방식 등으로 붙여 주며, 소각로 본체(1) 내부에서 발생되는 열을 고강도 내화벽(51)으로 전달함과 동시에 고강도 내화벽(51)의 자체 발열을 전달받는 자체 발열 열 교환기를 형성시켜 줌으로써, 소각로 본체(1) 내부에서 발생되는 열을 증폭시켜 주며, 이에 조연 장치(2)를 통해서 공급되는 보조 연료(등유, 경유 등)와 함께 빠른 시간에 고온으로 올려 기 설정된 온도(예를 들어, 600도) 이상으로 매연 및 연기 등을 짧은 시간에 완전 연소시켜 준다. 여기서, 제올라이트는 알칼리 및 알칼리토금속의 규산알루미늄 수화물인 광물로서 색깔이 무색투명하거나 백색 반투명하며, 소각로 본체(1) 내에서 발생되는 열을 포집해서 순간적으로 방출한다. 또한, 토르말린은 수정과 같은 결정구조를 가지는 육방정계에 속하는 광물로 마찰에 의해 전기가 생기고 가열하면 양끝이 양과 음으로 대전하여 전기석으로의 기능을 수행하며, 1,200도 이상의 내열에 견디면서 이때 전기석의 기능을 잃어버린다.

송풍 노즐(91)은 고온에서도 견디는 고내열성을 가지는 특수 노즐로서, 서로 대각선으로 대향되도록(즉, 지그재그 형태로 배치되도록) 소각로 본체(1) 내측면(즉, 열 응축기(5))에 설치되어, 송풍기(9)로부터 공급되는 공기를 소각로 본체(1) 내부로 분사시켜 준다.

일 실시 예에서, 송풍 노즐(91)은 도 3에 도시된 바와 같이, 공기를 와류 강제 순환 대류 방식으로 소각로 본체(1) 내부로 공급하도록 하기 위해서 지그재그 형태로 열 응축기(5)(즉, 고온 내열재(52))에 배치되며, 송풍기(9)를 통해 소각로 본체(1) 내부에 공기의 흐름을 조절함으로써, 완전 연소 시간을 만들어 주어(즉, 피소각물의 연소 시간을 증가시켜) 소각로 본체(1) 내의 피소각물을 완전 연소시켜 준다. 이때, 송풍기(9)는 지그재그 형태로 배열된 노즐(91)에 의해서 강제로 소각로 본체(1) 내의 공기의 흐름을 강제 와류 및 순환 대류로 제어함으로써, 소각로 본체(1) 내의 공기를 회전시킴과 동시에 대류 현상을 일으키게 하여 소각로 본체(1) 내의 온도를 일정하게 유지하도록 해 준다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 열 응축기(5) 및 송풍기(9)에 있어서, 소각로 본체(1)의 내벽에 열 응축기(5)를 만들어 붙이고, 조연 장치(2)를 통하여 보조 연료(예를 들어, 경유)를 공급함으로써, 소각로 본체(1) 내부에서 피소각물과 함께 태워 온도를 급상승시킴과 동시에, 송풍기(9)를 통해 소각로 본체(1) 내부를 강제 대류(Convection)시켜 외부로 매연 등이 나가지 못하게 하면서 재 연소시켜 준다.

다시 말해서, 조연 장치(2)를 통한 충분한 보조 연료의 공급과 열 응축기(5)의 자체 발열을 통해 온도를 증폭시키고, 송풍기(9)를 통하여 소각로 본체(1) 내부를 강제 순환식(Circulation Convection)으로 공기를 강제 회전시킴으로써, 매연이나 연기 등을 밖으로 배출시키지 않고, 소각로 본체(1) 내부를 완전 연소할 수 있는 온도로 상승시키는 시간을 만들어 완전 연소시키며, 환경오염의 주범인 다이옥신이나 염화 폐기물 등을 현저히 줄여 환경 보전에 도움을 줄 수 있으며, 환경오염 물질을 줄이는데도 이바지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 소각로 운용 방법을 설명하는 순서도이다.

도 4를 참조하면, 우선 운용자가 피소각물을 소각로 본체(1) 내부로 넣기 위해서 터치스크린 등을 통해 뚜껑 개방 명령을 입력하게 되는 경우에, 제어장치(7)는 뚜껑 개방 명령 입력을 확인하도록 한다(S401).

상술한 단계 S401에서 뚜껑 개방 명령 입력을 확인하면, 제어장치(7)는 뚜껑 개방을 위한 개폐 제어 신호(즉, 개방 제어 신호)를 생성시키고 해당 생성된 개방 제어 신호를 뚜껑 개폐 장치(8)로 전달한다. 이에, 소각로 뚜껑과 연결되어 설치된 뚜껑 개폐 장치(8)는, 제어장치(7)로부터 전달되는 개폐 제어 신호(또는, 개방 제어 신호)에 따라 소각로 뚜껑을 개방해 준다(S402). 이때, 제어장치(7)는 소각로(100)의 현재 동작 상태(즉, 소각로 뚜껑 개방 상태)를 터치스크린을 통해 표시해 준다.

운용자는 소각로 본체(1) 내부로 피소각물들을 넣을 수 있게 된다. 그런 후에, 운용자가 터치스크린 등을 통해 뚜껑 폐쇄 명령을 입력하게 되는 경우에, 제어장치(7)는 뚜껑 폐쇄 명령 입력을 확인하도록 한다(S403).

상술한 단계 S403에서 뚜껑 폐쇄 명령 입력을 확인하면, 제어장치(7)는 뚜껑 폐쇄를 위한 개폐 제어 신호(즉, 폐쇄 제어 신호)를 생성시키고 해당 생성된 폐쇄 제어 신호를 뚜껑 개폐 장치(8)로 전달한다. 이에, 뚜껑 개폐 장치(8)는, 제어장치(7)로부터 전달되는 개폐 제어 신호(또는, 폐쇄 제어 신호)에 따라 소각로 뚜껑을 폐쇄해 준다(S404). 이때, 제어장치(7)는 소각로(100)의 현재 동작 상태(즉, 소각로 뚜껑 폐쇄 상태)를 터치스크린을 통해 표시해 준다.

상술한 단계 S404에서 뚜껑을 폐쇄시킨 후에 운용자가 소각로 본체(1) 내부의 점화와 동시에 터치스크린 등을 통해 소각 명령을 입력하게 되는 경우에, 제어장치(7)는 소각 명령 입력을 확인하도록 한다(S405).

상술한 단계 S405에서 소각 명령 입력을 확인하면, 제어장치(7)는 연료(예를 들어, 등유, 경유 등)를 소각로 본체(1) 내부로 공급하여 소각로 본체(1) 내부의 피소각물을 연소시키기 위한 연료 분사 제어 신호를 생성시켜 연료 분사 노즐(13)에 전달한다. 이에, 소각로 본체(1)의 외측면 하부에 설치된 연료 분사 노즐(13)은, 제어장치(7)로부터 전달되는 연료 분사 제어 신호에 따라 오일 탱크로부터 연료를 공급받아 소각로 본체(1) 내부로 분사시켜 피소각물을 연소하도록 한다(S406). 이때, 증압 펌프에서는 오일 탱크로부터 공급되는 연료를 증압시켜 솔레노이드 밸브 측으로 전달하며, 솔레노이드 밸브에서는 제어장치(7)로부터 전달되는 연료 분사 제어 신호에 따라 밸브를 개방시켜 해당 증압된 연료를 소각로 본체(1) 내부로 분사해 준다. 또한, 제어장치(7)는 소각로(100)의 현재 동작 상태(즉, 피소각물 연소 상태)를 터치스크린을 통해 표시해 준다.

상술한 단계 S406에서 소각로 본체(1) 내부에서의 피소각물 연소 시에, 제어장치(7)는, 다이옥신이 완전히 없어지는 기 설정된 온도(예를 들어, 880도)로 만들 수 있도록 공기의 흐름을 조정하여 연소 시간을 늘려 주어 소각로 본체(1) 내의 온도를 급상승시킬 수 있도록 하기 위한 송풍 제어 신호를 생성시켜 송풍기(9)로 전달한다. 이에, 송풍기(9)는, 제어장치(7)로부터 전달되는 송풍 제어 신호에 따라 회전하여 외부의 공기를 흡입시켜, 해당 흡입된 공기를 다수 개의 송풍 노즐(91)을 통해 소각로 본체(1) 내부로 공급해 준다(S407). 이때, 제어장치(7)는 소각로(100)의 현재 동작 상태(즉, 공기 공급 상태)를 터치스크린을 통해 표시해 준다.

상술한 단계 S407에 있어서, 송풍 노즐(91)은 서로 대각선으로 대향되도록(즉, 지그재그 형태로 배치되도록) 소각로 본체(1) 내측면(즉, 열 응축기(5))에 설치되어 있으므로, 송풍기(9)로부터 공급되는 공기를 소각로 본체(1) 내부로 와류 강제 순환 대류 방식으로 분사시켜, 소각로 본체(1) 내부에서 공기의 흐름을 조절함으로써, 완전 연소 시간을 만들어 주어 소각로 본체(1) 내의 피소각물을 완전 연소시켜 준다. 이때, 송풍기(9)는 지그재그 형태로 배열된 노즐(91)에 의해서 강제로 소각로 본체(1) 내의 공기의 흐름을 강제 순환식으로 제어함으로써, 소각로 본체(1) 내의 공기를 회전시킴과 동시에 대류 현상을 일으키게 하여 소각로 본체(1) 내의 온도를 일정하게 유지하도록 해 준다.

상술한 단계 S406에서 소각로 본체(1) 내부에서의 피소각물 연소를 수행함과 동시에, 상술한 단계 S407에서 공기를 강제 순환 대류 방식으로 분사할 때, 소각로 본체(1)의 내측면을 덮도록 설치된 열 응축기(5)는, 소각로 본체(1) 내부에서의 피소각물 연소 시에 발생되는 열을 머금어 해당 머금은 열을 자체 발열하여 소각로 본체(1) 내의 온도를 항상 기 설정된 온도로 유지시켜 준다.

소각로 본체(1)의 내벽 전체를 도포하여 형성되어 있는 열 응축기(5)의 고강도 내화벽(51)은, 소각로 본체(1) 내부에서 발생되는 열을 전달받아 자체 발열하여 소각로 본체(1) 내에서 고열을 얻도록 한다. 이와 동시에, 고강도 내화벽(51) 위에 형성되어 있는 열 응축기(5)의 고온 내열재(52)는, 고강도 내화벽(51)과의 자체 발열 열 교환을 통해 소각로 본체(1) 내에서 발생되는 열을 증폭시켜 주게 된다.

제어장치(7)는, 소각로 본체(1) 내부의 온도가 기 설정된 온도(예를 들어, 870도) 이상인지를 확인하며(S408), 해당 단계 S408에서 기 설정된 온도가 되는 경우에 보조 연료를 간헐적(즉, 기 설정된 주기)으로 소각로 내부로 공급하여 소각로 본체(1) 내의 온도를 급상승시켜 줄 수 있도록 하기 위한 보조 연료 분사 제어 신호를 생성시켜 조연 장치(2), 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3)로 전달함으로써, 조연 장치(2)를 통한 보조 연료 공급과 함께 열 응축기(5)의 자체 발열을 통해 빠른 시간에 고온으로 올려 매연 및 연기 등을 짧은 시간에 완전 연소시켜 주게 된다.

상술한 단계 S408에서 기 설정된 온도를 확인할 때, 제어장치(7)에 구비된 온도 센서(72)는, 보조 연료를 소각로 내부로 공급하여 소각로 본체(1) 내의 온도를 급상승시켜 줄 수 있도록 하기 위한 보조 연료 분사 제어 신호를 생성시켜 조연 장치(2), 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3)로 전달하는 온도를 미리 설정하고, 소각로 본체(1) 내부의 온도가 해당 설정된 온도가 되면 이를 제어장치(7)에 통보해 준다. 또한, 제어장치(7)에 구비된 타이머(71)는, 보조 연료를 소각로 내부로 공급하여 소각로 본체(1) 내의 온도를 급상승시켜 줄 수 있도록 하기 위한 보조 연료 분사 제어 신호를 생성시켜 조연 장치(2), 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3)로 전달하는 주기를 미리 설정하고, 시간을 카운팅하여 해당 설정된 주기마다 이를 제어장치(7)에 통보해 준다. 이에, 제어장치(7)는 기 설정된 주기마다 보조 연료 분사 제어 신호를 생성시켜 조연 장치(2), 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3)로 전달한다.

조연 장치(2)는, 제어장치(7)로부터 전달되는 보조 연료 분사 제어 신호에 따라 오일 탱크로부터 보조 연료를 공급받아 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3)로 전달해 준다. 이에 따라, 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3)는, 제어장치(7)로부터 전달되는 보조 연료 분사 제어 신호에 따라 증압 펌프에 의해 조연 장치(2)로부터 전달되는 보조 연료를 증압시켜 주며, 솔레노이드 밸브에 의해 해당 증압된 보조 연료를 분사형 노즐(11)을 통해 소각로 본체(1) 내부로 분사시켜 준다(S409). 이때, 제어장치(7)는 소각로(100)의 현재 동작 상태(즉, 보조 연료 분사 상태)를 터치스크린을 통해 표시해 준다.

한편, 열 전달매체(예를 들어, 금속 파이프, 금속판 등)를 통해 소각로 본체(1)의 내측면(즉, 열 응축기(5))과 연결되어 소각로 본체(1)의 외측면 상부에 설치되어 있는 온수용 물탱크(12)는, 소각로 본체(1) 내부에서의 피소각물 연소 시에 발생되는 열을 전달받아 해당 전달받은 열에 의해 물을 데워 온수로 보관하였다가 외부로 배출해 준다. 이때, 제어장치(7)는 소각로(100)의 현재 동작 상태(즉, 온수 공급 상태)를 터치스크린을 통해 표시해 준다.

일 실시 예에서, 온도 센서는 온수용 물탱크(12)에 보관된 물의 온도를 감지하고, 온수용 물탱크(12)에 보관된 물이 기 설정된 온도가 되는 경우에 이를 제어장치에 통보하며, 이에 제어장치는 배출밸브를 개방시켜 온수를 외부로 배출하도록 하며, 온수용 물탱크(12)에 보관된 물이 일정 수위 이하로 감소한 경우에 유입밸브를 개방시켜 물을 유입받아 온수용 물탱크(12)에 보충해 주도록 할 수 있다.

상술한 단계 S409에서 보조 연료 분사로 소각로 본체(1) 내의 피소각물을 완전 연소한 후, 제어장치(7)는, 소각로 본체(1) 내에 있는 피소각물의 소각이 완료된 경우를 확인하여, 보조 연료의 공급을 중단하여 소화 작업을 수행하기 위한 보조 연료 분사 제어 신호(즉, 보조 연료 분사 중단 제어 신호)를 생성시켜 조연 장치(2), 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3)로 전달하며, 소각로 본체(1) 내부의 공기 흐름 조정을 중단하여 소화 작업을 수행하기 위한 송풍 제어 신호(즉, 송풍 중단 제어 신호)를 생성시켜 송풍기(9)로 전달하며, 연료의 공급을 중단하여 소화 작업을 수행하기 위한 연료 분사 제어 신호(즉, 연료 분사 중단 제어 신호)를 생성시켜 연료 분사 노즐(13)에 전달한다.

조연 장치(2)는, 제어장치(7)로부터 전달되는 보조 연료 분사 제어 신호(즉, 보조 연료 분사 중단 제어 신호)에 따라 오일 탱크로부터 공급받던 보조 연료를 중단시켜 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3)로 더 이상 전달하지 않는다. 또한, 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브(3)는, 제어장치(7)로부터 전달되는 보조 연료 분사 제어 신호(즉, 보조 연료 분사 중단 제어 신호)에 따라 증압 펌프의 동작을 중단하고 솔레노이드 밸브를 폐쇄시켜 보조 연료를 더 이상 소각로 본체(1) 내부로 분사시키지 않는다. 이때, 제어장치(7)는 소각로(100)의 현재 동작 상태(즉, 보조 연료 분사 중단 상태)를 터치스크린을 통해 표시해 준다.

송풍기(9)는, 제어장치(7)로부터 전달되는 송풍 제어 신호(즉, 송풍 중단 제어 신호)에 따라 회전을 중단하여 외부의 공기를 더 이상 흡입하지 않고 소각로 본체(1) 내부로 공급하지 않는다. 이때, 제어장치(7)는 소각로(100)의 현재 동작 상태(즉, 공기 공급 중단 상태)를 터치스크린을 통해 표시해 준다.

연료 분사 노즐(13)은, 제어장치(7)로부터 전달되는 연료 분사 제어 신호(즉, 연료 분사 중단 제어 신호)에 따라 오일 탱크로부터 연료를 더 이상 공급받지 않고 소각로 본체(1) 내부로 분사시켜 주지 않는다. 이때, 제어장치(7)는 소각로(100)의 현재 동작 상태(즉, 피소각물 연소 중단 상태)를 터치스크린을 통해 표시해 준다.

상술한 바와 같은 소각 완료 작업을 수행한 후, 제어장치(7)는, 소화 작업 완료를 위한 물 공급 제어 신호를 생성시켜 소화용 물탱크(6)로 전달한다.

소화용 물탱크(6)는, 소화용 물을 저장하고 있다가, 제어장치(7)로부터 전달되는 물 공급 제어 신호에 따라 해당 소화용 물을 소각로 본체(1) 내부로 공급하여 소화 작업을 끝내도록 하는데, 즉 소각로 본체(1) 내부의 잔불을 소화시켜 준다. 이때, 제어장치(7)는 소각로(100)의 현재 동작 상태(즉, 소화 작업 상태)를 터치스크린을 통해 표시해 준다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 소각로 운용 방법은, 조연 장치(2)를 통한 보조 연료 공급, 열 응축기(5)에 의한 자체 발열, 및 송풍기(9)를 통한 공기의 강제순환 대류에 의한 방식으로 이루어진다.

일 실시 예에서, 소각로 운용 방법은, 소각로 본체(1)(즉, 연소실) 내부에서 있는 열 응축기(5)의 자체 발열을 통해서 연소실 내부를 항상 고온으로 유지시켜 피소각물을 완전 연소할 수 있다. 이때, 소각로 운용 방법은, 고온 1,000도 이상 유지로 폐타이어, 폐플라스틱, PCB 보드, 도료, ABS수지, 폐유 등의 고분자계나 일반 생활쓰레기까지 완전 소각하며, 또한 충분한 연소 온도를 유지시켜 Nox(질소산화물), Sox(이황산산화물), HC(탄화수소)등과 같은 유해가스와 매연, 분진 등을 현저히 낮출 수 있다.

일 실시 예에서, 소각로 운용 방법은, 제어장치(7)를 통한 전부 PLC 방식으로 피소각물의 분진을 제어하고, 피소각물의 소각 시에 열 응축기(5)의 자체 발열과 함께 조연 장치(2)를 통한 보조연료로서 경유 등을 분사형 노즐(11)로 스프레이 방식으로 분사시켜 줌으로써, 자체 발열 및 피소각물로의 온도 상승을 통해 연소실 내부 온도를 증폭시켜, 각종 변압기절연유, 냉동유, 튀김유 등과 같은 폐유까지도 소각할 수 있으며, PCBS(특정 유해 물질)도 규정치 이하로 제거하여 환경 문제에도 일조할 수 있다.

일 실시 예에서, 소각로 운용 방법은, 수분이 많이 포함되어 있는 급식용 잔반 처리의 경우에도 조연 장치(2)를 통해 경유를 분사형 노즐(11)로 분사시켜 수분과 함께 태워줌으로써 완전 연소가 가능하며, 또한 피소각물과 조연 장치(2)를 통해서 발생되는 고온 중에서 열 전달매체를 통해 밖으로 배출되는 온도를 이용하여 온수용 물탱크(12)의 온수 공급 및 난방도 가능하도록 할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 예는 상술한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 소각로
1: 소각로 본체
2: 조연 장치
3: 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브
4: 관측창
5: 열 응축기
6: 소화용 물탱크
7: 제어장치
8: 뚜껑 개폐 장치
9: 송풍기
10: 이동용 캐스터
11: 분사형 노즐
12: 온수용 물탱크
13: 연료 분사 노즐
51: 고강도 내화벽
52: 고온 내열재
71: 타이머
72: 온도 센서
91: 송풍 노즐

Claims (10)

1. 피소각물을 내부에서 연소하기 위한 소각로 본체;
   상기 소각로 본체의 소각로 뚜껑과 연결되어, 소각로 뚜껑을 개폐하기 위한 뚜껑 개폐 장치;
   연료를 상기 소각로 본체 내부로 분사하기 위한 연료 분사 노즐;
   외부의 공기를 흡입하여 흡입된 공기를 다수 개의 송풍 노즐을 통해 상기 소각로 본체 내부로 공급하기 위한 송풍기;
   오일 탱크로부터 공급되는 보조 연료를 전달하기 위한 조연 장치;
   상기 조연 장치로부터 전달되는 보조 연료를 증압시켜 증압된 보조 연료를 공급하기 위한 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브;
   상기 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브에서 공급한 보조 연료를 상기 소각로 본체 내부로 분사시키기 위한 다수 개의 분사형 노즐;
   상기 소각로 본체의 내측면을 덮도록 설치되며, 상기 소각로 본체 내부에서 발생되는 열을 전달받고 전달받은 열로 자체 발열시켜 주기 위한 열 응축기; 및
   운용자의 뚜껑 개폐 명령에 따라 상기 뚜껑 개폐 장치를 제어하며, 운용자의 소각 명령에 따라 상기 연료 분사 노즐 및 상기 송풍기를 제어하며, 상기 소각로 본체의 내부 온도가 기 설정된 온도 이상인 경우에 기 설정된 주기로 보조 연료를 공급하기 위해 상기 조연 장치 및 상기 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브를 제어하는 제어장치를 포함하는 소각로.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 제어장치는,
   상기 소각로 본체 내부의 피소각물에 대한 소각 완료를 확인한 후에, 연료 분사 중단 제어 신호를 생성시켜 상기 연료 분사 노즐에 전달하며, 보조 연료 분사 중단 제어 신호를 생성시켜 상기 조연 장치, 상기 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브로 전달하며, 송풍 중단 제어 신호를 생성시켜 상기 송풍기로 전달하며, 소화 작업을 완료하기 위한 물 공급 제어 신호를 생성시키며, 소각로 현재 동작 상태를 표시해 주는 것을 특징으로 하는 소각로.
   
3. 제2항에 있어서,
   소화용 물을 저장하고 있다가, 상기 제어장치로부터 전달되는 물 공급 제어 신호에 따라 소화용 물을 상기 소각로 본체의 내부로 공급하여 소화 작업을 하기 위한 소화용 물탱크; 및
   내열유리로 된 투시창으로 상기 소각로 본체의 측면에 형성되어 상기 소각로 본체 내의 상태를 보기 위한 관측창을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소각로.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 소각로 본체의 하단부에 설치되어 상기 소각로 본체를 이동하기 위한 다수 개의 이동용 캐스터; 및
   열 전달매체를 통해 상기 소각로 본체의 내측면과 연결되어, 상기 소각로 본체의 내부에서 발생되는 열을 전달받아 전달받은 열에 의해 물을 데워 온수로 보관하였다가 외부로 배출하기 위한 온수용 물탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소각로.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 제어장치는,
   온도 및 시간을 미리 설정해 두며, 온도 센서를 통해 상기 소각로 본체 내부의 온도가 기 설정된 온도인지를 감지하며, 상기 소각로 본체 내부의 온도가 기 설정된 온도인 경우에 타이머를 통해 시간을 카운팅하여 기 설정된 주기마다 보조 연료 분사 제어 신호를 생성시켜 상기 조연 장치, 상기 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브로 전달하는 것을 특징으로 하는 소각로.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 열 응축기는,
   상기 소각로 본체의 내벽 전체를 캐스터블로 도포하여 형성되며, 상기 소각로 본체 내부에서 발생되는 열을 전달받아 자체 발열하는 고강도 내화벽; 및
   제올라이트와 토르말린을 혼합하여 상기 고강도 내화벽 위에 형성되며, 상기 소각로 본체 내부에서 발생되는 열을 상기 고강도 내화벽으로 전달함과 동시에 상기 고강도 내화벽의 자체 발열을 전달받는 자체 발열 열 교환을 수행하여, 상기 소각로 본체 내부에서 발생되는 열을 증폭시키기 위한 고온 내열재를 포함하는 것을 특징으로 하는 소각로.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 송풍 노즐은,
   서로 대각선으로 대향되도록 지그재그 형태로 상기 소각로 본체의 내측면에 배치 설치되어, 상기 송풍기로부터 공급되는 공기를 강제 와류 및 순환 대류시켜 피소각물의 연소 시간을 증가시켜 주도록 하는 것을 특징으로 하는 소각로.
   
8. 운용자의 뚜껑 개방 명령에 대한 입력을 확인한 경우에 개방 제어 신호를 생성시켜 뚜껑 개폐 장치로 전달하여 소각로 뚜껑을 개방하는 단계;
   운용자의 뚜껑 폐쇄 명령에 대한 입력을 확인한 경우에 폐쇄 제어 신호를 생성시켜 상기 뚜껑 개폐 장치로 전달하여 소각로 뚜껑을 폐쇄하는 단계;
   운용자의 소각 명령에 대한 입력을 확인한 경우에 연료 분사 제어 신호를 생성시켜 연료 분사 노즐로 전달하여, 연료를 소각로 본체 내부로 분사시켜 피소각물을 연소하는 단계;
   상기 피소각물의 연소 시에 송풍 제어 신호를 생성시켜 송풍기로 전달하여 상기 소각로 본체 내부로 공기를 공급하는 단계;
   상기 소각로 본체의 내부 온도가 기 설정된 온도 이상인지를 확인하는 단계;
   상기 소각로 본체의 내부 온도가 기 설정된 온도 이상인 경우에 기 설정된 주기로 보조 연료 분사 제어 신호를 생성시켜 조연 장치, 증압 펌프 및 솔레노이드 밸브로 전달하여 상기 소각로 본체 내부로 보조 연료를 분사하는 단계; 및
   열 응축기를 통해 상기 소각로 본체 내부에서 발생되는 열을 전달받아 자체 발열함과 동시에 자체 발열을 배출하는 자체 발열 열 교환을 수행하여, 상기 소각로 본체 내부에서 발생되는 열을 증폭시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소각로 운용 방법.
   
9. 삭제
10. 제8항에 있어서, 상기 공기를 공급하는 단계는,
    서로 대각선으로 대향되도록 지그재그 형태로 상기 소각로 본체의 내측면에 배치된 다수 개의 송풍 노즐을 통해 상기 공기를 강제 와류 및 순환 대류시켜 피소각물의 연소 시간을 증가시켜 주도록 하는 것을 특징으로 하는 소각로 운용 방법.

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