KR101368378B1 - 수직형 소각로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직형 소각로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부가 상하 통공되되, 쓰레기가 소각되기 위한 연소실과 연소를 위한 쓰레기 및 연소된 재가 임시 적층되는 적재실이 형성된 몸체, 상기 몸체에 쓰레기를 투입하기 위한 투입부, 상기 몸체에 구비되어 투입된 쓰레기를 소각시키기 위한 버너, 상기 몸체의 적재실로 공기를 공급시켜 쓰레기를 연소시키기 위한 하단 공기공급부, 상기 몸체의 연소실로 공기를 공급시켜 쓰레기를 연소시키기 위한 상단 공기공급부, 상기 몸체의 적재실 중앙에 구비되어 상기 적재실에 적재된 재를 교반시켜 불연소된 쓰레기를 연소시킴과 동시에 연소된 재를 배출시키는 교반수단, 연소 시, 상기 몸체의 적재실에 적재된 쓰레기의 하단을 선택적으로 지지하도록 적재실을 개폐시키는 지지부, 및 상기 몸체의 적재실 하단을 개폐함에 따라 적재된 재를 배출시키는 배출부를 포함하여 이루어진다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 쓰레기를 용이하게 소각시킴은 물론, 교반수단에 의해 적재된 재를 교반시킴에 따라 불연소된 쓰레기를 완전 연소시킴은 물론, 용이하게 배출시켜 소각 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

수직형 소각로{Vertical type incinerator}

본 발명은 소각로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 투입되는 쓰레기를 용이하게 소각시킴은 물론, 재에 섞여있는 불연소된 쓰레기를 소각시키도록 재를 교반시켜 연소효율을 향상시킬 수 있는 수직형 소각로에 관한 것이다.

일반적으로, 산업폐기물은 유해물질이 많이 포함될 뿐만 아니라, 고 발열량 물질이나 난연물 또는 불연물이 혼재하고 있는 데다, 고체·액체·점체로 그 성상이 다종다양하기 때문에, 과거에 사용되었던 고정 배치 연소식 소각로로는, 이 같은 산업폐기물의 완전 처리는 상당히 곤란했었다.

특히，쓰레기 질의 불균일한 분산이 크고, 병원성 바이러스를 포함하는 위험한 감염성 물질이나, 유리 등의 용융하기 쉬운 물질을 포함하는 의료계 폐기물의 소각 처리로서, 로터리 킬른식, 또는 경사 회전 노상식, 또는 교반 수단 부설 수평 회전 노상식 등의 소각로가 일반적으로 사용되고 있다.

그러나 이들은 어느 것이라도 폐기물을 회전·교반하면서 연소시키는 방식이기 때문에, 타기 쉬운 물건만이 먼저 타서 불 바닥부가 소실될 뿐만 아니라, 난연물이 남는다고 하는 연소 불균일이 생긴다.

이 때문에, 완전 소각·멸균이 불가능하고, 특히 불완전 연소에 의한 다이옥신류의 발생과 미연소물의 배출을 방지할 수 없는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결한 종래 기술로서, 일본 특개평 4-158l10호 공보에 개시된 『수직형 소각로 및 그 소각방법』을 도 1에서 도시하였다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 소각로 본체(201)의 꼭대기부분에는 연소가스 배출구(206)가 형성되고, 상부에는 피더를 갖는 호퍼(202)와 착화용 버너(203)가 마련된다.

그리고 소각로 본체(201) 내 아래쪽에는 출몰 자유로운 쓰레기 지지판(204)이 마련되며, 바닥부에는 개폐 자유로운 소각재 배출판(205)이 배치되어 있다.

쓰레기 지지판(204)은 소각로 본체(201) 내를 개폐시킴에 따라 연소되기 위한 쓰레기의 하측을 선택적으로 지지하고, 소각재 배출판(205)은 재층(AL)의 연소된 재를 배출하기 위해 개폐된다.

이에 따라, 소각할 쓰레기의 하측을 지지한 상태로 쓰레기를 소각함에 따라 높은 화염을 발생시켜 연소율을 향상시킨 후, 배출시키고 있다.

그러나 종래 소각로가 화염층을 갖더라도 소각로내의 온도 변동이 심하여 불안정한 연소 상태가 됨에 따라, 고 발열량 물질이나 난연물 또는 불연물이 혼재하고, 그 성상도 다종다양한 산업폐기물, 특히 의료계 폐기물의 경우, 완전 연소 및 멸균성이 낮은 문제점은 여전히 존재한다.

이에 다양한 폐기물의 연소율을 향상시킬 수 있는 수직형의 소각로의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 내부가 상하 통공되되, 쓰레기가 소각되기 위한 연소실과 연소를 위한 쓰레기 및 연소된 재가 임시 적층되는 적재실이 형성된 몸체와 쓰레기를 투입하기 위한 투입부 및 쓰레기를 소각시키기 위한 버너가 구비되고, 적재실로 공기를 공급시키기 위한 하단 공기공급부와 연소실로 공기를 공급시키기 위한 상단 공기공급부가 형성되며, 연소 시, 쓰레기의 하측을 지지하기 위한 지지대와 몸체의 적재실 하단을 개폐함에 따라 적재된 재를 배출시키는 배출부가 구비되고, 적재실에 적재된 재를 교반시키기 위한 교반수단이 회전 가능하도록 구비되어 쓰레기를 용이하게 소각시킴은 물론, 교반수단에 의해 적재된 재를 교반시킴에 따라 불연소된 쓰레기를 완전 연소시킴은 물론, 용이하게 배출시켜 소각 효율을 향상시킬 수 있는 수직형 소각로를 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 내부가 상하 통공되되, 쓰레기가 소각되기 위한 연소실과 연소를 위한 쓰레기 및 연소된 재가 임시 적층되는 적재실이 형성된 몸체, 상기 몸체에 쓰레기를 투입하기 위한 투입부, 상기 몸체에 구비되어 투입된 쓰레기를 소각시키기 위한 버너, 상기 몸체의 적재실로 공기를 공급시켜 쓰레기를 연소시키기 위한 하단 공기공급부, 상기 몸체의 연소실로 공기를 공급시켜 쓰레기를 연소시키기 위한 상단 공기공급부, 상기 몸체의 적재실 중앙에 구비되어 상기 적재실에 적재된 재를 교반시켜 불연소된 쓰레기를 연소시킴과 동시에 연소된 재를 배출시키는 교반수단, 연소 시, 상기 몸체의 적재실에 적재된 쓰레기의 하단을 선택적으로 지지하도록 적재실을 개폐시키는 지지부, 및 상기 몸체의 적재실 하단을 개폐함에 따라 적재된 재를 배출시키는 배출부를 포함하여 이루어진다.

바람직하게, 상기 교반수단은, 공기를 공급하기 위해 공급로가 내부에 통공되고, 상기 공급로에 연통되어 상기 적재실로 공기를 분사하기 위한 다수의 제1분사구가 형성된 교반몸통, 원뿔형상으로 상기 교반몸통을 따라 다수 개 구비되며, 상기 교반몸통의 공급로과 연통되어 공기를 분사하기 위한 제2분사구가 형성된 교반헤드, 상기 교반헤드의 상면에 다수 개 돌출형성되는 교반날개, 및 상기 교반몸통의 공급로로 공기를 공급하기 위한 공급부를 포함하여 이루어지고, 상기 공급부에 의해 공기가 공급되어 적재실로 분사됨에 따라 연소된 재를 교반시킨다.

그리고 상기 교반수단은, 연소된 재가 적재된 상기 몸체의 적재실에 구비된다.

또한, 상기 교반날개는, 일단이 상기 교반헤드의 상면 중앙부에 위치되고, 타단이 가장자리에 위치되어 원주방향을 따라 다수 개 형성된다.

그리고 상기 교반날개는, 타단으로 갈수록 절곡되어 일정 호를 형성한다.

또한, 상기 교반수단은, 회전부가 더 구비되고, 상기 공급부에 의해 공기가 공급되어 적재실로 분사됨과 동시에 상기 회전부에 의해 교반헤드가 설치된 교반몸통을 회전시킴에 따라 각 교반헤드와 교반날개가 적재실의 연소된 재를 교반시킨다.

그리고 상기 상단 공기공급부는, 다수의 분사노즐이 상기 몸체에 설치되되, 각 분사노즐은 몸체의 중심부와 일정각도로 경사지게 구비되어 공기를 분사함에 따라 와류를 형성한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 수직형 소각로에 의하면, 쓰레기를 용이하게 소각시킴은 물론, 교반수단에 의해 적재된 재를 교반시킴에 따라 불연소된 쓰레기를 완전 연소시킴은 물론, 용이하게 배출시켜 소각 효율을 향상시킬 수 있게 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

도 1은 종래 소각로를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 수직형 소각로를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 수직형 소각로의 작동상태를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 상단 공기공급부에 의한 공기흐름을 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 교반수단을 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 교반수단의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

또한, 본 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.

도 2는 본 발명에 따른 수직형 소각로를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 수직형 소각로의 작동상태를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 상단 공기공급부에 의한 공기흐름을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 교반수단을 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 교반수단의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.

도면에서 도시한 바와 같이, 수직형 소각로(10)는 몸체(100)와 투입부(200), 버너(300), 하단 공기공급부(400), 상단 공기공급부(500), 교반수단(600), 지지부(700) 및 배출부(800)로 구성된다.

몸체(100)는 내부가 상하 통공되되, 쓰레기가 소각되기 위한 연소실(110)과 연소를 위한 쓰레기 및 연소된 재가 임시 적층되는 적재실(120)이 형성된다.

그리고 투입부(200)는 몸체(100)에 쓰레기를 투입하기 위해 구비되는 것으로, 쓰레기를 용이하게 투입하도록 호퍼형상으로 형성됨이 바람직하다.

버너(300)는 몸체(100)에 구비되어 투입된 쓰레기를 소각시키기 위한 것으로, 공급되는 연료를 연소시켜 몸체(100)의 연소실(110)에 화염을 발생시킴에 따라 쓰레기를 소각시키게 된다.

또한 하단 공기공급부(400)는 몸체(100)의 적재실(120)로 공기를 공급시켜 쓰레기를 연소시키기 위한 연소공기를 공급하는 것으로, 몸체(100)의 적재실(120)로 다수의 층에서 공기를 공급한다.

여기서, 몸체(100)의 적재실(120)은 연소되기 위한 쓰레기가 적재되는 쓰레기층(122)과 이 쓰레기층(122)의 쓰레기 연소를 위한 연소층(124) 및 연소된 재가 적재되는 재층(126)으로 구성된다.

이러한 적재실(120)의 쓰레기층(122)과 연소층(124) 및 재층(126)으로 하단 공기공급부(400)는 공기를 각각 공급함에 따라 연소되기 위한 쓰레기와 불연소된 쓰레기를 효과적으로 소각시킬 수 있다.

그리고 상단 공기공급부(500)는 몸체(100)의 연소실(110)로 공기를 공급시켜 쓰레기를 연소시키는 것으로, 하단 공기공급부(400)에 의해 공급된 공기에 의해 1차 연소된 쓰레기를 2차 연소시키게 된다.

교반수단(600)은 몸체(100)의 적재실(120) 중앙에 구비되어 적재실(120)에 적재된 재를 교반시켜 불연소된 쓰레기를 연소시킴과 동시에 연소된 재를 용이하게 배출시키게 된다.

또한 지지부(700)는 연소 시, 몸체(100)의 적재실(120)에 적재된 쓰레기의 하단을 선택적으로 지지하도록 적재실(120)을 개폐시키는 것으로, 쓰레기층(122)에 적재된 쓰레기를 연소하기 위해 적재실(120)을 폐쇄시켜 하단을 지지하게 된다.

이에, 연소되지 않은 쓰레기를 소각시킬 수 있다.

그리고 배출부(800)는 몸체(100)의 적재실(120) 하단을 개폐함에 따라 완전 연소되어 적재된 재를 배출시키게 된다.

여기서, 지지부(700)와 배출부(800)는 유압이나 공압에 의해 이동됨에 따라 몸체(100) 적재실(120)을 개폐함이 바람직하다.

이러한 수직형 소각로(10)의 작동상태를 살펴보면, 도 3에서 도시한 바와 같이, 투입부(200)를 통해 소각을 위한 쓰레기가 몸체(100) 내부로 투입된다.

일정량의 쓰레기가 적재실(120)에 적재될 경우, 하단 공기공급부(400)에 의해 연소를 위한 공기가 공급됨과 동시에 버너(300)에 의해 화염을 발생시켜 쓰레기를 소각하게 된다.

이때, 하단 공기공급부(400)는 몸체(100) 적재실(120)로 다수의 층에서 공기를 공급하는 것으로, 적재실(120)의 쓰레기층(122)과 연소층(124) 및 재층(126)으로 선택적으로 공급하여 연소효율을 향상시키게 된다.

여기서, 연소층(124)은 소각을 위한 전화 연소가 이루어지고, 상단 공기공급부(500)에 의해 공급되는 공기에 의해 몸체(100) 연소실(110)에서 화염이 발생되어 쓰레기를 소각하게 된다.

다시 말해, 하단 공기공급부(400)에 의해 공급된 공기에 의해 1차 연소된 쓰레기를 상단 공기공급부(500)에 의해 공급된 공기에 의해 2차 연소시키는 것이다.

이때, 몸체(100)의 적재실(120)에 적재된 재는 교반수단(600)에 의해 교반됨에 따라 공급되는 공기와 함께 더욱 용이하게 교반시킬 수 있다.

이에, 적재된 재 중 불연소된 쓰레기를 연소시킴과 동시에 연소된 재를 용이하게 배출시킬 수 있다.

물론, 쓰레기 소각이 이루어질 경우, 지지부(700)는 폐쇄되어 연소될 쓰레기의 하측을 지지하고, 연소가 끝난 후, 개방되어 재를 하측으로 이동시킨다.

하측으로 떨어진 재는 폐쇄된 배출부(800)에 의해 일정량이 적재되고, 지지부(700) 폐쇄 후, 배출부(800)가 개방되어 연소된 재를 몸체(100)에서 배출시켜 일정량의 쓰레기 소각이 완료된다.

여기서, 상단 공기공급부(500)는 도 4에서 도시한 바와 같이, 다수의 분사노즐(510)이 몸체(100)에 설치되되, 각 분사노즐(510)은 몸체(100)의 중심부와 일정각도로 경사지게 구비된다.

이에 따라, 각 분사노즐(510)에서 분사되는 공기는 몸체(100) 연소실(110) 에서 와류를 형성하게 되어, 연소될 쓰레기와 연료를 혼합하여 완전 연소를 유도하여 연소율을 향상시킬 수 있다.

이때, 하단 공기공급부(400)의 각 노즐 역시, 몸체(100)의 중심부와 일정각도로 경사지게 구비되어 와류를 형성하며 공기를 공급할 수 있다.

이에 연소율을 향상시킬 수 있는 것이다.

그리고 연소율과 배출율을 더욱 향상시키기 위한 교반수단(600)은 연소된 재가 적재된 몸체(100)의 적재실(120)에 구비되어 적재된 재를 교반시키게 된다.

이러한 교반수단(600)은 도 5에서 도시한 바와 같이, 교반몸통(610)과 교반헤드(620), 교반날개(630) 및 공급부(650)로 구성된다.

먼저, 교반몸통(610)은 공기를 공급하기 위해 공급로(612)가 내부에 통공되고, 공급로(612)에 연통되어 적재실(120)로 공기를 분사하기 위한 다수의 제1분사구(614)가 형성되며, 회전 가능하도록 구비된다.

그리고 교반헤드(620)는 원뿔형상으로 교반몸통(610)을 따라 다수 개 구비되며, 교반몸통(610)의 공급로(612)과 연통되어 공기를 분사하기 위한 제2분사구(622)가 다수 개 형성된다.

교반날개(630)는 교반헤드(620)의 상면에 다수 개 돌출형성되어 연소되어 적재되는 재를 적재실(120)의 가장자리로 가이드하여 더욱 용이하게 교반시킬 수 있다.

이러한 교반날개(630)는 일단이 교반헤드(620)의 상면 중앙부에 위치되고, 타단이 가장자리에 위치되어 원주방향을 따라 다수 개 형성되는 것으로, 일 실시 예로 직선을 형성하도록 구비된다.

한편, 이 교반날개(630)는 일단이 교반헤드(620)의 상면 중앙부에 위치되고, 타단이 가장자리에 위치되어 원주방향을 따라 다수 개 형성되되, 다른 실시 예로 타단으로 갈수록 절곡되어 일정 호를 형성할 수도 있다.

이에 따라, 재를 더욱 용이하고 효과적으로 교반시킬 수 있다.

그리고 공급부(650)는 교반몸통(610)의 공급로(612)로 공기를 공급하고, 공급로(612)로 공급된 공기는 다수의 제1분사구(614)와 교반헤드(620)의 제2분사구(622)로 공급되어 적재실(120)로 분사된다.

한편, 도 6에서 도시한 바와 같이, 교반수단(600)의 다른 실시 예로, 회전부(640)가 더 구비되어 교반수단(600)을 회전시킬 수 있다.

이러한 회전부(640)는 교반헤드(620)가 설치된 교반몸통(610)을 회전시킴에 따라 각 교반헤드(620)에 구비된 교반날개(630)가 회전되어 적재실(120)의 연소된 재를 가이드함과 동시에 교반시킬 수 있다.

물론, 공급부(650)는 교반몸통(610)의 공급로(612)로 공기를 지속적으로 공급하여 다수의 제1분사구(614)와 교반헤드(620)의 제2분사구(622)로 공급되어 적재실(120)로 분사된다.

이에 따라, 분사되는 공기는 회전력에 의해 와류가 형성되어 재를 더욱 효과적으로 교반시킬 수 있기 때문에 적재실(120)에 적재된 재 중 불연소된 쓰레기를 연소시킴은 물론, 연소된 재를 용이하게 배출시킬 수 있다.

10 : 수직형 소각로 100 : 몸체
110 : 연소실 120 : 적재실
200 : 투입부 300 : 버너
400 : 하단 공기공급부 500 : 상단 공기공급부
600 : 교반수단 610 : 교반몸통
612 : 공급로 614 : 제1분사구
620 : 교반헤드 622 : 제2분사구
630 : 교반날개 640 : 회전부
650 : 공급부 700 : 지지부
800 : 배출부

Claims (7)

1. 내부가 상하 통공되되, 쓰레기가 소각되기 위한 연소실과 연소를 위한 쓰레기 및 연소된 재가 임시 적층되는 적재실이 형성된 몸체;
   상기 몸체에 쓰레기를 투입하기 위한 투입부;
   상기 몸체에 구비되어 투입된 쓰레기를 소각시키기 위한 버너;
   상기 몸체의 적재실로 공기를 공급시켜 쓰레기를 연소시키기 위한 하단 공기공급부;
   상기 몸체의 연소실로 공기를 공급시켜 쓰레기를 연소시키기 위한 상단 공기공급부;
   상기 몸체의 적재실 중앙에 구비되어 상기 적재실에 적재된 재를 교반시켜 불연소된 쓰레기를 연소시킴과 동시에 연소된 재를 배출시키는 교반수단;
   연소 시, 상기 몸체의 적재실에 적재된 쓰레기의 하단을 선택적으로 지지하도록 적재실을 개폐시키는 지지부; 및
   상기 몸체의 적재실 하단을 개폐함에 따라 적재된 재를 배출시키는 배출부를 포함하여 이루어지고,
   상기 교반수단은,
   상기 몸체의 적재실 통공방향으로 길게 형성되며, 공기를 공급하기 위해 공급로가 내부에 통공되고, 상기 공급로에 연통되어 상기 적재실로 공기를 분사하기 위한 다수의 제1분사구가 형성된 교반몸통;
   상기 교반몸통을 따라 다수 개 구비되되, 각각 원뿔형상으로 형성되어 상기 교반몸통의 외측으로 돌출되며, 내부에 상기 교반몸통의 공급로과 연통되어 공기를 분사하기 위한 제2분사구가 형성된 교반헤드;
   상기 교반헤드의 상면에 다수 개 돌출형성되는 교반날개; 및
   상기 교반몸통의 공급로로 공기를 공급하기 위한 공급부를 포함하여 이루어지고,
   상기 공급부에 의해 공기가 공급되어 적재실로 분사됨에 따라 연소된 재를 교반시키는 것을 특징으로 하는 수직형 소각로.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 몸체의 적재실은,
   연소되기 위한 쓰레기가 적재되는 쓰레기층과 상기 쓰레기층의 쓰레기 연소를 위한 연소층 및 연소된 재가 적재되는 재층으로 적층되며,
   상기 교반수단은 연소된 재가 적재된 상기 재층에 구비되는 것을 특징으로 하는 수직형 소각로.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 교반날개는,
   일단이 상기 교반헤드의 상면 중앙부에 위치되고, 타단이 가장자리에 위치되어 원주방향을 따라 다수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 소각로.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 교반날개는,
   타단으로 갈수록 절곡되어 일정 호를 형성하는 것을 특징으로 하는 수직형 소각로.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 교반수단은,
   회전부가 더 구비되고,
   상기 공급부에 의해 공기가 공급되어 적재실로 분사됨과 동시에 상기 회전부에 의해 교반헤드가 설치된 교반몸통을 회전시킴에 따라 각 교반헤드와 교반날개가 적재실의 연소된 재를 교반시키는 것을 특징으로 하는 수직형 소각로.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 상단 공기공급부는,
   다수의 분사노즐이 상기 몸체에 설치되되, 각 분사노즐은 몸체의 중심부와 일정각도로 경사지게 구비되어 공기를 분사함에 따라 와류를 형성하는 것을 특징으로 하는 수직형 소각로.

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