KR102046329B1 - 온수 및 열풍용 소각 장치 - Google Patents

온수 및 열풍용 소각 장치 Download PDF

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Abstract

온수 및 열풍용 소각 장치가 개시된다. 상기 소각 장치는 내부에 소각 대상이 되는 소각물이 수용되는 공간을 갖는 원통 형상의 소각실을 포함하는 소각부와, 상기 소각부로 상기 소각물을 투입시키는 소각물 투입부와, 상기 소각부로부터 상기 소각물의 소각 후 발생하는 소각재를 배출하는 소각재 배출장치와, 상기 소각부와 덕트를 통해 연결되고, 상기 소각부로부터 상기 소각물의 소각 후 발생하는 배기가스로부터 분진을 필터링하기 위한 집진부와, 상기 덕트로부터 상기 소각실 내부에서 발생되는 열을 흡수하여 물 또는 공기를 1차 가열하여, 온수 또는 열풍을 공급하는 예열장치와, 상기 온수 또는 열풍이 통하고 상기 소각실을 따라 링 형상으로 여러 번 감긴 파이프로 구성되고, 상기 소각실 내부에서 발생되는 열을 흡수하여 상기 온수 또는 열풍을 2차 가열하는 온수/열풍 발생 장치를 포함한다.

Description

온수 및 열풍용 소각 장치{INCINERATION APPARATUS FOR HOT WATER/WIND}
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 온수 및 열풍용 소각 장치에 관한 것으로, 특히 일반 생활 쓰레기나 산업폐기물 등을 고온으로 소각시키는 소각 장치에 관한 것이다.
일반적으로 가정에서 발생하는 각종 생활 쓰레기와 산업현장에서 발생되는 산업폐기물들에 의한 환경오염이 심화된다. 특히 폐기물에 의한 2차 오염이 발행하고, 폐기물량이 날로 증가하는 추세에 따라 폐기물에 대한 처리과정은 그 중요성이 더욱 커진다.
폐기물의 주요 처리 방법은 대형 소각 시설을 만들어서 수집 운반된 쓰레기를 연료를 사용하여 소각 처리하는 것이 일반적이다. 그러나, 이러한 대형 소각 시설은 막대한 초기 설치 비용과 운영 관리 비용이 소요되며, 수집 운반의 문제와 소각재 처리 문제 등이 발생하게 된다.
국내 등록특허 제10-1604837호에는 소각로의 연소층을 다층화하여 처리물을 고온으로 완전 연소처리하고, 처리물의 불완전 연소를 방지하여 환경유해물질 및 매연의 배출이 차단될 수 있도록 하고, 소각로 내의 고온 회수 장치부로부터 온수 및 온풍 또는 스팀을 발생시켜 난방이나 보일러 기능을 갖도록 하는 구성이 개시되어 있다.
그러나 상기 선행기술문헌은 여전히 외부로 손실되는 열손실이 커서 소각 장치에 소요되는 비용에 비해 비효율적으로 운영되는 문제점이 있다.
국내 등록특허 제10-1604837호(2016.02.17)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 온수 및 열풍용 소각 장치는 쓰레기와 폐유를 동시에 소각하고, 소각물의 소각 시 발생하는 고온의 열을 이용하여 물과 공기를 이중으로 가열하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 온수 및 열풍용 소각 장치는 내부에 소각 대상이 되는 소각물이 수용되는 공간을 갖는 원통 형상의 소각실을 포함하는 소각부와, 상기 소각부로 상기 소각물을 투입시키는 소각물 투입부와, 상기 소각부로부터 상기 소각물의 소각 후 발생하는 소각재를 배출하는 소각재 배출장치와, 상기 소각부와 덕트를 통해 연결되고, 상기 소각부로부터 상기 소각물의 소각 후 발생하는 배기가스로부터 분진을 필터링하기 위한 집진부와, 상기 덕트로부터 상기 소각실 내부에서 발생되는 열을 흡수하여 물 또는 공기를 1차 가열하고, 온수 또는 열풍을 공급하는 예열장치와, 상기 온수 또는 열풍이 통하고 상기 소각실을 따라 링 형상으로 여러 번 감긴 파이프로 구성되고, 상기 소각실 내부에서 발생되는 열을 흡수하여 상기 온수 또는 열풍을 2차 가열하는 온수/열풍 발생 장치를 포함한다.
또한, 상기 소각 장치는 연료 또는 폐유를 저장하는 연료 저장 장치와, 상기 연료가 분사되면서 점화되는 점화유 분사 노즐 장치와, 상기 폐유를 상기 소각실로 분사하는 폐유 분사 노즐 장치를 더 포함하고, 상기 연료 저장 장치에 폐유가 공급되면, 상기 폐유는 상기 폐유 분사 노즐 장치를 통해 상기 소각실로 분사 되고, 상기 점화유 분사 노즐 장치를 통해 상기 폐유가 분사되면서 점화된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 소각 장치는 쓰레기 뿐만 아니라 폐유를 동시에 소각함으로써 소각 장치의 활용도를 증가시키고, 소각물의 소각 시 발생하는 고온의 열을 이용하여 물과 공기를 이중으로 가열함으로써 열손실을 줄일 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
따라서, 소각 장치를 용도에 따라 효율적으로 활용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소각 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 소각 장치의 평면도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시 예 및 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소각 장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 소각 장치의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 온수 및 열풍용 소각 장치(이하, '소각 장치'라 함)(10)는 소각물 투입부(100), 소각부(200), 집진부(300), 소각부(200)와 집진부(300)를 통하도록 연결시키는 덕트(400), 연료저장장치(510), 및 소각봉 바람 공급 장치(530)를 포함한다.
소각물 투입부(100)는 소각 대상이 되는 소각물을 소각부(200)로 투입시킨다. 소각물 투입부(100)는 소각물 투입 장치(110), 소각물 이송 장치(120), 및 구동 모터(130)를 포함한다.
소각물 투입 장치(110)로 소각물을 투입하고, 구동 모터(130)를 구동시키면, 소각물 이송 장치(120)는 구동 모터(130)의 제어에 따라 소각물을 소각부(200)로 이송한다. 소각물 이송 장치는 스크루 컨베이어(screw conveyor)일 수 있다.
소각부(200)는 투입된 소각물을 소각시키고, 소각 후 발생하는 소각재를 배출할 수 있다. 소각부(200)는 소각부(200) 내부에 구성된 소각실(210a, 210b, 210c), 소각봉(220), 온수/열풍 발생 장치(230), 온수/열풍 저장 장치(240), 및 소각재 배출부 및 연료공급부(270)와, 소각부(200) 외부에 구성된 온수/열풍 배출 장치(245), 소각물 상부 투입구(250), 소각실 하부 점검구(260), 소각재 배출장치(280), 및 구동모터(290)를 포함할 수 있다.
소각실(210a, 210b, 210c)은 내부에 소각물이 수용되는 공간을 갖는 원통 형상을 가지며 내화물로 형성된다.
소각봉(220)은 소각실(210a, 210b, 210c) 내부 중앙에 설치되며, 소각봉 바람 공급 장치(530)로부터 송기관을 통해 유입된 공기를 소각실(210) 내부로 송풍할 수 있다. 소각봉(220)은 소각실(210)에서 필요한 공기 유입량과 공기압의 유지를 위해 정밀 조절된 각도와 공기분사 출구가 조절된 타공을 포함한다.
따라서, 외부 공기가 소각실(210a, 210b, 210c)로 분사됨으로써 소각실(210a, 210b, 210c) 내부에 투입된 소각물의 고온 연소 처리가 이루어지게 된다. 이때 소각실(210a, 210b, 210c)은 연소층을 다층화하여 소각물을 고온으로 소각시킴으로써 소각물의 불완전 연소를 방지하며, 수분 함유량이 많은 내용물, 비닐, 및 플라스틱 제품의 완전 연소처리가 가능해진다.
소각실(210a, 210b, 210c)은 제1 연소로(210a), 제2 연소로(210b), 및 제3 연소로(210c)로 구성된다.
제1 연소로(210a) 내부에는 소각재 배출부 및 연료공급부(270)를 포함하고 도 2를 참조하여 상세히 설명될 것이다. 제1 연소로(210a)의 외부에는 소각물이 잘 타고 있는지 열어서 확인할 수 있는 개폐형의 소각실 하부 점검구(260)를 포함한다.
제2 연소로(210b)는 통기 또는 통수 가능한 파이프가 제2 연소로(210b)를 따라 링 형상으로 여러 번 감긴 온수/열풍 발생 장치(230)를 포함할 수 있다. 물/바람 공급 장치(550)는 소각 장치(10)가 온수형일 때 물을 공급할 수 있고, 소각 장치(10)가 열풍형일 때 공기를 공급할 수 있다. 실시 예에 따라, 물/바람 공급 장치(550) 및 이와 연결된 파이프에는 배관의 내벽에 녹이나 스케일이 생성되지 않도록 하기 위한 녹/스케일 제거 장치를 포함할 수 있다.
예열장치(310)는 고온 연소시 소각실(210a, 210b, 210c) 내부에서 발생되는 열을 흡수하고 상기 열을 이용하여 물/바람 공급 장치(550)로부터 공급되는 물 또는 공기를 1차 가열하여 온수 또는 열풍을 공급할 수 있다.
온수/열풍 발생 장치(230)는 고온 연소시 소각실(210a, 210b, 210c) 내부에서 발생되는 열을 흡수하고, 상기 열을 이용하여 예열장치(310)로부터 공급되는 온수 또는 온풍을 2차 가열하고, 2차 가열된 온수 또는 온풍은 온수/열풍 배출 장치(245)를 통해 배출된다.
예컨대, 온수/열풍 발생장치(230)의 온도는 1200℃ 내지 1300℃ 이고, 배기가스 냉각장치의 온도는 400℃ 내외일 수 있다.
물/바람 공급 장치(550)로부터 공급되는 물 또는 공기를 예열장치(310)를 이용하여 1차 가열하여 온수/열풍 발생 장치(230)로 전송함으로써 소각실(210a, 210b, 210c)의 열효율을 유지시킬 수 있다.
또한, 소각실(210a, 210b, 210c)의 내부와 외부 모두의 열을 사용하여 온수/온풍을 배출함으로써 소각 장치(10)를 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
제3 연소로(210c)는 외통체와 내통체로 구성되며, 외통체 외부에는 소각물 상부 투입구(250)가 마련되고, 소각물 상부 투입구(250)는 개폐 가능하도록 설치되어 필요시 소각물을 수동으로 투입할 수 있다. 소각물 상부 투입구(250)는 잠금장치에 의해 내부의 압력을 유지시킬 수 있다. 이와 달리 소각물 투입부(100)는 소각물을 자동으로 소각부(200)로 투입할 수 있다.
또한, 소각물 상부 투입구(250)는 소각물 투입 장치(110)와 달리 소각물을 위에서 투입하는게 아니라 측면을 통해서 투입하므로, 소각실(210a, 210b, 210c) 내부의 열손실을 줄일 수 있다.
내통체는 외통체보다 직경 또는 크기가 작으며, 내통체 외벽면과 외통체 내벽면 사이에 온수/열풍 저장 장치(240)가 형성된다. 예열장치(310)로부터 공급된 온수 또는 열풍은 온수/열풍 발생 장치(230)를 회전하면서 온수/열풍 저장 장치(240)를 거쳐 온수/열풍 배출 장치(245)로 배출된다.
온수/열풍 저장 장치(240) 또한 소각실(210c) 외부의 열을 흡수하므로, 온수/열풍 저장 장치(240)는 온수 또는 열풍의 열손실을 최소화하면서 저장시킬 수 있는 효과가 있다. 따라서, 소각 장치(10)를 더욱 효율적으로 사용할 수 있는 것이다.
도 2를 참조하면, 소각재 배출부 및 연료 공급부(270)는 제1 연소로(210a) 내부 및 외부에 구비되어, 소각된 재를 포함하는 잔재를 하측으로 배출하는 기능을 하거나, 연료를 분사하는 기능을 한다.
소각재 배출부(270)는 소각물 교반 장치(271), 소각재 배출구(273), 및 소각재 배출구 개폐장치(274)를 포함할 수 있다. 소각물 교반 장치(271)는 소각실(210a) 바닥의 중앙에 설치되고, 소각실(210a) 내부 바닥과 밀접하게(예컨대, 5mm-10mm) 이격되어 배치된다. 소각물 교반 장치(271)는 적어도 두개의 교반 날개로 구성된다. 소각물 교반 장치는 구동모터(290)와 체인으로 연결되어 교반 날개가 회전될 수 있다. 소각물 교반 장치(271)는 교반 날개를 회전시켜 소각물을 교반 처리하여 연소될 수 있도록 한다.
따라서, 함수량이 높은 소각물은 함수량이 낮은 소각물에 비해 소각 처리 시간이 길어 소각로 하부에 체적되는 처리물을 빨리 처리하기 위해 교반 장치를 설치함으로써 함수량이 높은 처리물이 하부에 체적되지 않고 바로 처리될 수 있도록 회전시켜 산소를 공급하여 신속하게 처리할 수 있다.
소각물이 소각되는 동안에는 소각재 배출구(273)는 막혀있다가, 소각재 배출구 개폐장치(274)를 통해 소각재 배출구(273)가 열리면, 소각재가 소각제 배출구(273)를 관통하여 하측으로 배출된다.
도시되지 않았지만, 소각재 배출구(273)를 통해 배출된 소각재는 소각재 배출장치(280)로부터 소형 스크루 컨베이어를 통해서 소각재 배출구 개폐장치(274) 뒤쪽으로 소각재가 배출된다.
연료 공급부(270)는 점화유 분사 노즐 장치(275), 폐유 분사 노즐 장치(276), 폐유 공급 장치(277), 및 점화유 공급 장치(278)를 포함할 수 있다. 폐유 공급 장치(277)와 점화유 공급 장치(278)는 솔레노이드 밸브(solenoid valve)일 수 있다.
타이어 등과 같은 소각물을 태울 때 연료 저장 장치(510)에 등유 또는 경유와 같은 연료를 넣고 점화유 공급 장치(278)를 열면, 연료는 점화유 분사 노즐 장치(275)를 통해 분사되면서 점화된다.
소각물이 폐유인 경우 즉 폐유를 태울 때, 연료 저장 장치(510)에 폐유를 넣고 폐유 공급 장치(277)를 열면, 폐유는 폐유 분사 노즐 장치(276)를 통해 분사 되고 점화유 분사 노즐 장치(275)를 통해 폐유가 분사되면서 점화된다.
다시 도 1을 참조하면, 덕트(400)는 소각부(200)에서 이송된 배기가스를 집진부(300)로 이송하기 위한 통로이며, 그 내주면에는 단열을 위해 내화물을 일정 두께로 도포시킨 내화층이 형성된다.
집진부(300)는 소각물의 소각 후 발생하는 배기가스의 분진 및 질소산화물, 다이옥신 등의 유해성분을 처리할 수 있다. 소각부(200)로부터 나오는 먼지들이 배기가스 냉각장치(310)의 중공부분을 통과하면 배기가스가 집진장치(330)로 모인다. 집진장치(330)는 필터와 모터를 포함하고, 상기 필터가 분진을 필터링하고, 상기 모터가 배기가스가 외부로 배기된다.
소각 장치(10)는 집진부(300)를 둘러싸는 고정형 외부 판넬과, 소각실(210a, 210b, 210c) 일부 예컨대, 제1 연소로(210a)와 제2 연소로(210b)를 둘러싸는 개폐형 외부 판넬을 포함할 수 있다.
개폐형 외부 판넬은 전방향으로 개폐 가능한 도어 형태의 판넬로 구성될 수 있다. 고정형 외부 판넬에는 사용자가 외부에서 소각 장치(10)를 제어할 수 있는 조작부(350)가 배치된다. 조작부(350)는 전원 온오프, 점화, 이송장치 구동, 소각재 배출 등을 위한 각종 제어 버튼을 포함할 수 있다.
10; 소각장치
100; 소각물 투입부
200; 소각부
300; 집진부
350 : 조작부
400; 덕트
510; 연료저장장치
530; 소각봉 바람 공급 장치
550; 물/바람 공급장치

Claims (2)

  1. 내부에 소각 대상이 되는 소각물이 수용되는 공간을 갖는 원통 형상의 소각실을 포함하는 소각부;
    상기 소각부로 상기 소각물을 투입시키는 소각물 투입부;
    상기 소각부의 상기 소각물을 교반 처리하는 소각물 교반장치;
    상기 소각부로부터 상기 소각물의 소각 후 발생하는 소각재를 배출하는 소각재 배출장치;
    상기 소각부와 덕트를 통해 연결되고, 상기 소각부로부터 상기 소각물의 소각 후 발생하는 배기가스로부터 분진을 필터링하기 위한 집진부;
    상기 덕트로부터 상기 소각실 내부에서 발생되는 배기열을 흡수하여 물 또는 공기를 1차 가열하여, 온수 또는 열풍을 공급하는 예열장치; 및
    상기 온수 또는 열풍이 통하고 상기 소각실을 따라 링 형상으로 여러 번 감긴 파이프로 구성되고, 상기 소각실 내부에서 발생되는 소각열을 흡수하여 상기 온수 또는 열풍을 2차 가열하는 온수/열풍 발생 장치;를 포함하는 온수 및 열풍용 소각 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    연료 또는 폐유를 저장하는 연료 저장 장치;
    상기 연료가 분사되면서 점화되는 점화유 분사 노즐 장치; 및
    상기 폐유를 상기 소각실로 분사하는 폐유 분사 노즐 장치;를 더 포함하고,
    상기 연료 저장 장치에 폐유가 공급되면, 상기 폐유는 상기 폐유 분사 노즐 장치를 통해 상기 소각실로 분사 되고, 상기 점화유 분사 노즐 장치를 통해 상기 폐유가 분사되면서 점화되는 것을 특징으로 하는 온수 및 열풍용 소각 장치.
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