KR101738993B1

KR101738993B1 - 무독성 고온 열분해 소각장치

Info

Publication number: KR101738993B1
Application number: KR1020150186850A
Authority: KR
Inventors: 김성현; 홍승민
Original assignee: 주식회사 아론
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2017-05-24

Abstract

본 발명은 무독성 고온 열분해 소각장치에 관한 것으로, 내측에 연소공간부가 마련된 본체부와, 상기 본체부의 바닥면의 중앙으로부터 상향으로 위치하며, 상호 소정거리 이격되는 다수의 분사부가 마련된 중앙공기공급부와, 상기 본체부의 내벽면에 상하로 마련되어 다수의 상기 분사부 각각에서 분사된 공기를 순환시켜 상기 연소공간부 내에서 상하로 구분되는 다수의 기류층을 형성하는 순환유도홈과, 상기 본체부의 일부에 마련되어 상기 연소공간부 내에 수용된 폐기물을 연소시키는 제1연소점화부를 포함하여 구성된다.

Description

무독성 고온 열분해 소각장치{Toxic free high temperature pyrolysis incinerration apparatus}

본 발명은 무독성 고온 열분해 소각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순환기류를 이용하여 연소효율을 높일 수 있는 무독성 고온 열분해 소각장치에 관한 것이다.

최근 산업화가 이루어지고 있는 국가들은 산업 폐기물의 증가에 따른 폐기물의 처리 및 환경오염 문제에 대하여 많은 관심을 보이고 있다. 폐기물의 처리를 위하여 대형소각 시설을 만들어 폐기물을 처리하고 있으나 이러한 시설은 초기 설치비용이 많이 소요되며, 운영과 관리에도 비용이 많이 소요된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 이동설치가 가능한 상대적으로 소형 소각장치가 제안되었다.
예를 들어 대한민국 등록특허 10-1483751호(2015년 1월 12일 등록, 고온 열분해 소각 장치)에는 이동 설치가 가능한 소형의 소각로에 대하여 기재하고 있다. 특히 연소부 내부에 송풍부를 구성하고, 그 송풍부에 다수의 공기분사구를 형성하여 외부의 공기를 강제로 유입시켜 폐기물의 연소 효율을 높이는 구성이 기재되어 있다.
상기 송풍부는 연소부의 내벽면에 설치되어 있으며, 상기 공기분사구를 상하로 배치하여 다단의 연소가 가능하도록 하는 구성에 대하여 기재하고 있다.

그러나 위의 등록특허는 연소부의 내벽면 측에서 분사되는 공기를 이용하여 에어커튼을 형성하여 다단의 연소가 가능하다는 기재를 하고 있으나, 고온의 연소부 내에서 분사되는 공기는 연소부 내에서 가열되어 상승하게 되며, 다단의 연소가 어려운 구조적인 한계를 가지고 있다.
또한 연소시 발생하는 독성의 가스가 연소실에서 그대로 배출되도록 구성되어 있어, 또 다른 환경오염 문제를 양산하게 되는 문제점이 있었다.

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상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 연소실 내부에서 공급된 공기의 흐름을 제어하여 연소열의 누설을 최대한 방지할 수 있는 무독성 고온 열분해 소각장치를 제공함에 있다.

발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 연소실에서 폐기물을 연소할 때 독성 가스를 열처리하여 정화 후 배출할 수 있는 무독성 고온 열분해 소각장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 무독성 고온 열분해 소각장치는, 내측에 연소공간부가 마련된 본체부와, 상기 본체부의 바닥면의 중앙으로부터 상향으로 위치하며, 상호 소정거리 이격되는 다수의 분사부가 마련된 중앙공기공급부와, 상기 본체부의 내벽면에 상하로 마련되어 다수의 상기 분사부 각각에서 분사된 공기를 순환시켜 상기 연소공간부 내에서 상하로 구분되는 다수의 기류층을 형성하는 순환유도홈과, 상기 본체부의 일부에 마련되어 상기 연소공간부 내에 수용된 폐기물을 연소시키는 제1연소점화부를 포함할 수 있다.
상기 본체부의 상부에 마련되어 연소시 발생하는 독성 가스를 가열 정화하는 가스처리부를 더 포함할 수 있다.
상기 가스처리부는, 상기 본체부의 상부에 위치하며, 내측에 정화공간부를 제공하는 상부본체부와, 상기 상부본체부 내에 연료를 공급함과 아울러 점화하여 독성 가스를 정화처리하는 제2연소점화부를 포함할 수 있다.
상기 상부본체부의 상부에 에어커튼을 형성하는 에어커튼 형성부를 더 포함할 수 있다.
상기 상부본체부의 내벽면 하부측에서 돌출되어, 상기 연소공간부와 정화공간부 사이에서 기류의 혼합을 차단하는 상하구획부를 더 포함할 수 있다.

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본 발명 무독성 고온 열분해 소각장치는, 연소실의 중앙에서 연소에 필요한 공기를 공급하며, 공급된 공기가 연소실을 상하로 구획하도록 기류를 형성하여 연소열의 누설을 최대한 방지함으로써 연소효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명 무독성 고온 열분해 소각장치는, 연소에 필요한 공기가 연소실 내에서 순환하도록 구성하여 연소시 발생하는 독성 가스의 배출을 지연시켜 열에 의한 처리를 통해 정화처리하여, 소각으로 발생하는 독성가스에 의한 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.
아울러 본 발명 무독성 고온 열분해 소각장치는, 연소실의 상부측에서 배기되는 가스를 열처리하여 정화처리함으로써, 독성 가스를 정화시켜 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.

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도 1은 본 발명의 바람직한 따른 무독성 고온 열분해 소각장치의 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 따른 무독성 고온 열분해 소각장치의 단면 구성도이다.

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이하, 본 발명 무독성 고온 열분해 소각장치의 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 무독성 고온 열분해 소각장치의 단면 구성도이다.
도 1을 참조하면 내측에 연소공간부(110)가 마련되는 본체부(100)와, 상기 본체부(100)의 바닥면의 중앙으로부터 상향으로 위치하며, 상호 소정거리 이격되는 제1 내지 제4분사부(210,220,230,240)가 마련된 중앙공기공급부(200)와, 상기 본체부(100)의 내벽면에 상하로 마련되어 상기 제1 내지 제4분사부(210,220,230,240)에서 분사된 공기를 순환시켜 상기 연소공간부(110) 내에 상하로 구분되는 다수의 기류를 형성하는 순환유도홈(120)과, 상기 본체부(100)의 일부에 마련되어 상기 연소공간부(110) 내에 수용된 폐기물을 연소시키는 제1연소점화부(300)를 포함하여 구성된다.
상기 본체부(100)의 저면부에는 외부의 공기공급펌프(410)에 의해 공급되는 공기를 연결관(420)을 통해 공급받아 상기 중앙공기공급부(200)로 공급하는 공기공급실(400)이 마련되어 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 무독성 고온 열분해 소각장치의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.

먼저 본체부(100)는 내부에 연소공간부(110)를 가지는 통형의 구조이며, 도면에는 생략되었으나 연소공간부(110)의 상부를 개폐할 수 있는 상부덮개가 마련될 수 있다. 상기 상부덮개를 열어서 소각할 폐기물을 연소공간부(110) 내로 투입하고, 소각이 진행중일 때에는 상부덮개를 닫아 배기 가스가 유출되는 것을 방지할 수 있다. 상기 상부덮개에는 배기관이 연결되어 배기 가스가 배출되도록 할 수 있다.
상기 본체부(100)의 형상은 원통형의 구조인 것이 바람직하며, 필요에 따라 그 형상은 변경될 수 있으며, 고온의 열에 견딜수 있는 재질을 선택하여 제작한다.
상기 본체부(100)의 벽면 일부에는 외부에서 공급되는 연료를 상기 연소공간부(110) 내부로 공급하고, 점화시킬 수 있는 제1연소점화부(300)가 마련될 수 있다.
도면에서는 상기 제1연소점화부(300)가 하나인 것으로 도시하였으나, 상기 본체부(100)의 둘레를 따라 다수로 마련될 수도 있다.
상기 본체부(100)의 내에는 중앙공기공급부(200)가 위치한다. 상기 중앙공기공급부(200)의 형상은 상단이 막힌 관형상이며, 본체부(100)의 바닥면(130)의 중앙에서 상향으로 돌출되어 있다.
즉, 상기 중앙공기공급부(200)는 본체부(100)의 내측 연소공간부(110)의 중앙에 위치하게 되며, 상하로 마련된 제1 내지 제4분사부(210,220,230,240)에서 분사되는 공기가 본체부(100)의 내벽면으로 분사되도록 한다.
상기 중앙공기공급부(200)에 공기를 공급하기 위하여 상기 본체부(100)의 바닥면 아래에는 공기공급실(400)이 마련되어 있으며, 상기 공기공급실(400)과 중앙공기공급부(200)의 사이 상기 본체부(100)의 바닥면(130)에는 연결공(131)이 위치하여 상기 공기공급실(400)의 공기가 중앙공기공급부(200)에 공급될 수 있도록 한다.
상기 중앙공기공급부(200)는 각각 분사공(211,221,231,241)을 구비하여 공기를 상기 본체부(100)의 내벽면으로 분사하는 제1 내지 제4분사부(210,220,230,240)를 포함한다.
본 발명에서는 4개의 분사부로 한정하여 도시하고 설명하지만 상기 분사부의 수에 의해 본 발명이 제한되지 않으며, 적어도 둘 이상의 분사부를 구비하면 충분하다.
상기 제1 내지 제4분사부(210,220,230,240)는 중앙공기공급부(200)의 아래에서부터 위쪽으로 배치되며, 상호 소정거리 이격되어 있다. 이때 상기 제1 내지 제4분사부(210,220,230,240) 각각이 이격되는 거리는 분사된 공기가 순환하여, 기류층을 형성할 수 있는 정도로 한다.
상기 제1 내지 제4분사부(210,220,230,240)는 각각 다수의 분사공(211,221,231,241)이 둘레를 따라 마련되어 있으며, 중앙공기공급부(200)에 공급된 공기를 본체부(100)의 내벽면을 향해 분사하게 된다.
본체부(100)의 내벽면에는 그 둘레를 따라 순환유도홈(120)들이 형성되어 있다. 상기 순환유도홈(120)들은 상하로 배치되어 있으며, 상기 제1 내지 제4분사부(210,220,230,240)들 각각에서 분사된 공기를 하향으로 순환시켜 연소공간부(110) 내에서 상호 상하로 배치되는 기류층(212,222,232,242)을 형성하게 된다.
즉, 상기 제1 내지 제4분사부(210,220,230,240) 각각에서 분사된 공기는 순환유도홈(120) 각각의 상부에 분사되며, 순환유도홈(120)의 곡면을 따라 공기가 이동하면서 자연스럽게 순환되도록 하여 기류층(212,222,232,242)을 형성하게 된다.
상기 기류층(212,222,232,242)들은 연소공간부(110)를 상하로 구획하여, 열이 쉽게 방출되는 것을 방지함과 아울러 폐기물의 연소에 필요한 공기를 공급할 수 있다.
또한 폐기물이 연소되면서 발생하는 유독성의 가스가 상향으로 이동하여 앞서 설명한 상부덮개의 배기관을 통해 배기되는 것을 지연시킬 수 있으며, 유독성의 가스가 더 오랫동안 연소공간부(110)에 머무르도록 하여 정화처리를 할 수 있게 된다.
따라서 본 발명은 연소효율을 높이면서도 유독성의 가스가 배출되는 것을 최대한 방지하여, 폐기물의 소각에 따른 다른 환경오염을 최대한 줄일 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무독성 고온 열분해 소각장치의 단면 구성도이다.
도 2를 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 무독성 고온 열분해 소각장치는, 앞서 도 1을 참조하여 설명한 본 발명의 바람직한 실시예의 구성의 상부측에 위치하여 배출 가스를 열처리 정화하는 가스처리부(500)를 더 포함하여 구성된다.
상기 가스처리부(500)는, 본체부(100)의 상부로 연장되며, 내측에 배출 가스를 열처리하는 정화공간부(550)가 마련된 상부본체부(510)와, 상기 상부본체부(510)의 일부에 마련되어 상기 정화공간부(550) 내의 배출 가스를 가열하여 정화처리하는 제2연소점화부(520)와, 상기 상부본체부(510)의 내측 상부에 마련되어 상기 정화공간부(550)의 상부에 배출 가스의 배출을 지연시키는 에어커튼을 형성하는 에어커튼 형성부(530)를 포함하여 구성된다.
상기 상부본체부(510)의 내측 하부에서 돌출되어 상기 본체부(100)의 내측의 연소공간부(110)의 기류와 상기 정화공간부(550)의 기류가 혼합되지 않도록하고, 기류가 유지될 수 있도록 하는 상하구획부(540)를 더 포함하여 구성된다.

상기 상부본체부(510)는 설명의 편의상 상기 본체부(100)와 구분하여 설명하지만, 상기 본체부(100)와 일체로 마련된 것일 수 있다.
상기 상부본체부(510)에는 외부에서 공급되는 연료를 상기 정화공간부(550)로 분사하고, 분사되는 연료를 점화시키는 제2연소점화부(520)가 마련되어 있다.
도면에서는 하나의 제2연소점화부(520)를 도시하였으나, 상부본체부(510)의 둘레를 따라 다수로 배치할 수 있다.
그리고 상부본체부(510)의 내벽면 하부에는 정화공간부(550)의 중심을 향해 돌출되는 상하구획부(540)가 마련되어 있다. 상하구획부(540)는 정화공간부(550)와 연소공간부(110)를 물리적인 방법으로 일부 구획하는 것으로, 연소공간부(110)에서 형성된 기류를 유지하기가 더욱 용이하게 된다.
또한 연소공간부(110)의 기류와 정화공간부(550)의 기류가 서로 혼합되어 영향을 주는 것을 최소화할 수 있다.
연소공간부(110)에서 폐기물을 소각할 때 발생하는 독성의 가스는 앞서 설명한 기류층(212,222,232,242)의 작용에 의해 1차 정화처리되어 정화공간부(550)로 이동하게 되며, 상기 정화공간부(550) 내에서 화염을 발생시키는 제2연소점화부(520)의 작용으로 2차 정화처리되어 상기 정화공간부(550) 상부에 마련되는 상부덮개(도면 미도시)의 배기관을 통해 배기될 수 있도록 한다.
이때 상기 에어커튼 형성부(530)는 다수의 에어커튼 분사구(531)를 통해 외부에서 공급된 공기를 상기 정화공간부(550)의 상부 중앙을 향해 분사하여, 에어커튼을 형성한다. 이 에어커튼은 가스의 배기를 지연시켜, 정화공간부(550)내에 더 오래 머무르도록 함으로써, 정화처리의 효율을 더 높일 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

100:본체부 110:연소공간부
120:순환유도홈 200:중앙공기공급부
210:제1분사부 220:제2분사부
230:제3분사부 240:제4분사부
211,221,231,241:분사공 300:제1연소점화부
400:공기공급실 410:공기공급펌프
420:연결관 500:가스처리부
510:상부몸체부 520:제2연소점화부
530:에어커튼 형성부 540:상하구획부
550:정화공간부

Claims

내측에 연소공간부가 마련된 본체부와,
상기 본체부의 바닥면의 중앙으로부터 상향으로 위치하며, 상호 소정거리 이격되는 다수의 분사부가 마련된 중앙공기공급부와,
상기 본체부의 내벽면에 상하로 마련되어 다수의 상기 분사부 각각에서 분사된 공기를 순환시켜 상기 연소공간부 내에서 상하로 구분되는 다수의 기류층을 형성하는 순환유도홈과,
상기 본체부의 일부에 마련되어 상기 연소공간부 내에 수용된 폐기물을 연소시키는 제1연소점화부와,
상기 본체부의 상부에 마련되어 연소시 발생하는 독성 가스를 가열 정화하는 가스처리부를 포함하며,
상기 가스처리부는,
상기 본체부의 상부에 위치하며, 내측에 정화공간부를 제공하는 상부본체부와,
상기 상부본체부 내에 연료를 공급함과 아울러 점화하여 독성 가스를 정화처리하는 제2연소점화부와,
상기 상부본체부의 상부에 에어커튼을 형성하는 에어커튼 형성부를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 무독성 고온 열분해 소각장치.
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제1항에 있어서,
상기 상부본체부의 내벽면 하부측에서 돌출되어, 상기 연소공간부와 정화공간부 사이에서 기류의 혼합을 차단하는 상하구획부를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 무독성 고온 열분해 소각장치.