KR102197126B1 - 소각장치에 이용되는 연소용 송풍장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소각장치에 이용되는 연소용 연료공급장치에 관한 것으로, 그 구성은 소각몸체에 이웃하게 배치되는 송풍펜; 상기 송펜으로부터 공급되는 공기를 소각몸체 내부에 분사하는 에어분사부; 및 에어분사부의 단부를 차단하는 덮개;를 포함하며, 상기 에어분사부는 다수개의 분사노즐이 소각몸체의 높이 방향을 따라 배치된다.

Description

소각장치에 이용되는 연소용 송풍장치{A COMBUSTION AIR SUPPLY APPARATUS FOR USE IN AN INCINERATOR}

본 발명은 소각장치에 이용되는 연소용 송풍장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소각물의 원활한 공급과 더불어 소각물의 완전연소를 위한 공기 공급을 수월하게 하고 연소로 발생되는 분진 발생을 최소화함으로써 소각시 발생할 수 있는 각종 유해 물질들의 발생을 억제할 수 있게 하는 소각장치에 이용되는 연소용 송풍장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정에서 발생하는 각종 생활 쓰레기와 산업현장에서 발생되는 산업폐기물들에 의한 환경오염이 심화됨에 따라 폐기물에 의한 2차 오염을 방지하고, 괘적한 환경을 조성하려는 노력이 지속적으로 모색되고 있으며, 폐기물이 날로 증가하는 추세에 비추어 볼 때 폐기물에 대한 처리과정은 그 중요성이 더욱 커지고 있다.

이에 따른 폐기물의 주요 처리 방법으로는 대형소각 시설을 만들어서 수집 운반된 쓰레기를 포집하여 연료를 사용하여 소각 처리하는 것이 일반적이다.

그러나 이러한 대형소각 시설은 막대한 초기 설치비용과 운영관리 비용이 소용되며 수집 운반의 문제와 소각재 처리 문제 등이 발생하게 된다.

또한 일반 생활 폐기물 중 음식물 찌꺼기, 야채, 동물 뼈 등과 농어촌의 특수 폐기물 예를 들어 어패류, 동물 사체 등의 처리물의 비중이 큰 경우 처리물은 소각로 하부에 적체되기 쉽고 하중에 의해 원활한 산소공급이 어렵게 되므로 처리시간이 오래 걸리게 되고 처리량에 제한을 받게 된다.

이러한 문제점을 해결하는 방안으로서 이동설치가 가능한 산업폐기물 처리장치에 관한 연구개발이 주목을 받고 있으며, 이에 일환으로 등록특허 제10-1483751호 및 공개특허 제10-2016-0018281호가 개시되어 있다.

그러나 종래 기술들의 경우 공급되는 공기 흐름이 소각로 내부에서 원활이 이루어지지 못하는 문제점이 있었으며, 특히 소각로 내부로 투입되는 소각재들의 원활한 공급이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 특성을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 소각물의 원활한 공급과 더불어 소각물의 완전연소를 위한 공기 공급을 수월하게 하고 연소로 발생되는 분진 발생을 최소화함으로써 소각시 발생할 수 있는 각종 유해 물질들의 발생을 억제할 수 있게 하는 소각장치에 이용되는 연소용 송풍장치를 제공함에 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.

본 발명의 소각장치에 이용되는 연소용 공기를 공급하기 위한 송풍장치에 있어서, 상기 송풍장치는, 소각몸체에 이웃하게 배치되는 송풍펜; 상기 송펜으로부터 공급되는 공기를 소각몸체 내부에 분사하는 에어분사부; 및 에어분사부의 단부를 차단하는 덮개;를 포함하며, 상기 에어분사부는 다수개의 분사노즐이 소각몸체의 높이 방향을 따라 배치된다.

그리고 상기 에어분사부는 다수개의 분사노즐이 높이 방향으로 갈수록 사이 간격이 점차 좁아진다.

또한 상기 에어분사부는 다수개의 분사노즐이 높이 방향으로 갈수록 구멍 직경이 커진다.

그리고 상기 다수개의 분사노즐 중 어느 하나는 시계방향으로 공기를 분사하고, 시계방향으로 분사되는 분사노즐과 이웃한 분사노즐은 반시계 방향으로 공기를 분사한다.

또한 상기 다수개의 분사노즐은 시계 방향으로 분사되는 분사노즐과 반시계 방향으로 분사되는 분사노즐이 상부 방향으로 서로 교번되며 배치된다.

그리고 상기 다수개의 분사노즐은 중심축을 기준으로 보았을 때 구멍이 개구 각도를 갖고 형성된다.

또한 상기 개구 각도는 다수개의 분사노즐 중 이웃한 분사노즐 간에 서로 엇각이 되게 배치된다.

그리고 상기 송풍라인의 분사노즐 사이로 연료가 분사되도록 배치된다.

본 발명에 따르면, 소각물의 원활한 공급과 더불어 소각물의 완전연소를 위한 공기 공급을 수월하게 하고 연소로 발생되는 분진 발생을 최소화함으로써 소각시 발생할 수 있는 각종 유해 물질들의 발생을 억제할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 소각몸체 내에서 연료 분사 위치를 다르게 함으로써 에어와 연료의 혼합을 효율적으로 이루어질 수 있게 하는 것이 가능하므로 연소 효율성을 높일 수 있게 하는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 소각몸체 내에서 공기의 진행 방향과 더불어 분사 위치를 다르게 함으로써 내부에서의 와류 현상으로 공기가 내부에 정체되는 시간을 지속시켜 그로 인해 연료와의 혼합과 소각물의 연소를 촉진시킬 수 있게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 소각물 소각을 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 파쇄장치를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 소각물 이송장치를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7은 도 4에 도시된 소각물 이송장치를 나타내는 부분 단면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 소각장치를 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10은 도 8에 도시된 소각장치를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 연료공급장치를 나타내는 개략도이다.
도 12 내지 도 14은 도 11에 도시된 연료공급장치의 설치 상태를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 에어공급장치를 나타내는 도면이다.
도 16 내지 도 18은 도 15에 도시된 에어공급장치의 설치 상태를 나타내는 도면이다.
도 19는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 교반장치를 나타내는 도면이다.
도 20 내지 도 22는 도 19에 도시된 교반장치의 설치 상태를 나타내는 도면이다.
도 23 내지 도 25는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 배기장치를 확대하여 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 소각물 소각을 위한 방법은, 1) 소각물을 파쇄장치에 투입하는 단계; 2) 파쇄장치를 통해 소정의 크기로 소각물을 파쇄한 후 이송하는 단계; 및 3) 이송된 소각물을 소각장치에 투입하여 소각하는 단계;를 포함한다.

상기 2) 단계에서는 소각물을 에어 분사를 통해 소각장치로 강제 투입시킬 수 있으며, 상기 3) 단계에서는 소각물의 투입량에 따라 연료 분사를 조절하며 소각될 수 있게 하고, 소각 효율성을 높이기 위해 주입되는 연료와는 별도로 소각장치 내부에 에어를 분사하여 완전한 연소가 이루어질 수 있게 한다.

분사되는 에어는 내부에서 와류가 발생하도록 수직 방향으로 분사노즐이 일정한 간격을 갖고 배치될 수 있게 하고 본사노즐 간에 서로 다른 분사 방향으로 에어를 분사하게 한다.

또한 3) 단계에서는 소각장치 내에서 소각물이 교반되게 하여 소각 효율성을 높일 수 있고, 교반과정에 교반장치를 통해 소각물에 에어를 직접 분사하여 소각을 촉진하는 것도 가능하다.

그리고 3) 단계에서는 소각되는 과정에 발생하는 미세분진을 회수하여 처리할 수 있게 하고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 소각물 소각을 위한 시스템을 나타내는 도면이다.

도 1은 본 발명의 소각물 소각을 위한 시스템으로써, 파쇄장치(10), 이송장치(20), 소각장치(30), 연료공급장치(40), 송풍장치(50), 교반장치(60), 배기장치(70) 및 제어장치(80)로 구성되어 있다.

도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 파쇄장치를 확대하여 나타낸 도면이다.

상기 파쇄장치(10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 베이스(110), 몸체(120), 구동수단(130), 커터(140)로 구성되어 있다.

상기 베이스(110)는 다수개의 방지패드(111)에 의해 지지되는 프레임(미도시)을 포함하며, 파쇄장치를 지면에 지지하기 위한 수단이다.

상기 몸체(120)는 내부에 일정한 공간(121a)을 갖도록 다수개의 플레이트(121)들을 서로 연결하여 형성된 것으로 공간(121a) 측으로 소각물을 투입하도록 공간 측으로 경사진 형태의 호퍼(122)가 배치되어 있다.

또한 상기 공간(121a) 측에는 호퍼(122)로부터 소각물을 중심 방향으로 안내하도록 경사진 형태의 가이드대(123)가 다수개 배치되어 있다.

여기서 가이드대(123)는 후술하는 스페이스에 의해 형성되는 사이 공간 측에 등간격 배치되어 있다.

상기 구동수단(130)은 베이스(110) 위에 배치되는 모터(131)와, 상기 모터(131)와 연결되어 모터의 회전수를 감속하는 감속기(132)와, 상기 감속기(132)와 커플링(134)에 의해 연결되어 회전하는 구동축(133)으로 구성되어 있다.

상기 커터(140)는 복수로 상기 구동축(133) 상에 스페이스(141)와 교반되며 등간격 배치되어 있다.

또한 상기 커터(140)는 원주 방향을 따라 다수개의 날(140a)이 등간격 배치되어 있다.

즉, 본 발명의 파쇄장치(10)는 복수의 구동축(133) 상에 스페이스(141)와 커터(140)가 교바번되며 배치된 상태로 커터(140) 사이에 배치되도록 다수개의 가이드대(123)가 몸체(110) 내부에 배치되어 호퍼를 통해 투입되는 소각물을 커터로 하여금 파쇄하여 몸체 하부로 배출할 수 있게 하는 것으로 2개의 구동축은 종동기어(135)에 맞물려 커터가 서로 마주보는 방향으로 회전하며 소각물을 파쇄하게 하고 있다.

파쇄되는 소각물의 크기는 커터(140)의 날(미도시) 크기와 폭에 따라 결정되므로 소각물의 종류에 따라 커터를 선택적으로 교체 설치하는 것도 가능하다.

커터의 교체는 몸체(110) 측면을 이루는 판체를 몸체로부터 분리하여 구동축에 설치된 커터와 스페이스를 순차적으로 분리한 후 다시 다른 종류의 커터를 설치할 수 있게 하는 것이 가능하며, 플레이트(121)들 중 측면의 부분의 경우 볼트 결합에 의해 분해가 가능한 구조이다.

도 4는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 소각물 이송장치를 확대하여 나타낸 도면이다.

도 5 내지 도 7은 도 4에 도시된 소각물 이송장치를 나타내는 부분 단면도이다.

상기 이송장치(20)는 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 몸체(210), 이송부(220), 구동부(230) 및 분사부(240)로 구성되어 있다.

상기 몸체(210)는 상기 파쇄장치(10)의 하부와 연결되어 파쇄장치에서 파쇄된 소각물이 투입되는 투입호퍼(211)와, 투입호퍼로 투입된 소각물이 이송되어 배출되는 배출호퍼(212)와, 배출호퍼 측으로 소각물이 이송되도록 하는 공간을 갖는 이동통로(213)와, 상기 투입호퍼(211) 측으로부터 배출호퍼(212) 측까지 연장되도록 이통통로(213) 양측면에 배치되는 가이드판(215)과, 상기 가이드판(215)의 하측에 배치되어 이송부를 안내하는 제1가이드레일(217) 및 제2가이드레일(218)과, 몸체(210) 하측을 지면에 지지하는 지지대(219)로 구성되어 있다.

상기 가이드판(215)은 도 5에 도시된 바와 같이 경사면(215a)이 이송부 측으로 경사진 형태로 배치되어 있고, 제1가이드레일(217)은 지지판(217a)에 의해 몸체 측면에 고정 배치되어 있으며, 상기 제2가이드레일(218)은 몸체 내의 하부에 배치되어 회귀하는 이송부의 하측을 지지하며 안내하도록 배치되어 있다.

여기서 회귀는 투입호퍼를 기준으로 하였을 때 무한회전하는 이송부에서 제1가이드레일의 상측은 출발 지점이라고 할 수 있고, 하측은 도착 기준할 수 있어 표현된 것으로 소각물이 이송되는 출발 기준으로 정의한 것이다.

즉, 상기 제1가이드레일(215)은 이송부의 출발지에서 하단을 지지 안내하고, 제2가이드레일은 회귀하는 이송부의 하단을 지지 안내하여 전체적으로 이송부가 안정적으로 이송될 수 있게 하는 것으로, 상기 제1가이드레일(217)은 이송부의 가이드롤러가 안착되어 제1가이드레일을 따라 안내되게 하는 것이고, 제2가이드레일(218)은 회전 복귀하는 이송부의 하측을 지지하여 이송체인이 몸체 내에서 처짐에 의해 끌림, 마찰 손상되는 것을 방지하고, 몸체 내의 바닥면과의 간격을 일정하게 유지할 수 있게 하여 몸체 바닥에 떨어진 소각물을 회전 복귀하는 이송판이 회수할 수 있게 하는 것을 가능하게 하는 구성이다.

상기 이송부(220)는 다수개의 이송체인(221)이 서로 반복 연결된 구조이며, 상기 이송체인(221) 각각에는 브라켓(222)과 가이드롤러(223)가 배치되어 있고, 상기 브라켓(222) 각각에는 수평편(224a)과 수직편(224b)에 의해 "ㄴ"자 형태의 이송판(224)이 배치되어 있다.

여기서 상기 수평편(224a)에는 이웃한 수평편과의 사이 틈을 최소화하기 위한 연장편(미도시)을 추가로 형성하는 것이 가능하고, 수평편과 수직편 사이에 소각물이 싸이도록 공간이 형성되게 하는 것이 가능하다.

또한 상기 이송체인(221)은 결속핀(221a)에 의해 가이드롤러(223)가 회전 가능하게 배치되며, 구동부와 연계 동작하는 복수의 동작스프로켓(225)이 몸체(210) 양측에 배치되어 동작스프로켓에 의해 회전하도록 배치되어 있다.

상기 구동부(230)는 도 6에 도시된 바와 같이 프레임(미도시)에 배치된 모터(231)와, 상기 모터(231)의 구동력을 전달하는 구동체인(232)과, 모터(231)의 축에 연결되고 구동체인을 동작시키는 구동스프로켓(233)과, 상기 구동체인과 연결되되 구동축(234a)에 결속되어 구동체인에 의해 회전하며 구동축을 회전시키도록 동작하는 종동스프로켓(234)과, 구동축(234a) 상에 베어링 연결되어 구동축(234a)의 간격을 조절하여 이송체인 및 구동체인의 텐션을 조절하는 지지수단(235)으로 구성되어 있다.

상기 지지수단(235)은 베어링하우징(235b)을 어느 한 방향으로 이동시키게 하는 가이드대(235a)이며, 상기 가이드대(235a)는 L/M가이드를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 분사부(240)는 도 7에 도시된 바와 같이 에어라인(241)을 통해 공급되는 에어가 길이 방향으로 분사구(243)가 등간격 개구된 에어노즐(242) 측으로 에어를 공급하여 에어를 배출호퍼(212) 측으로 분사하게 하는 구성으로 배출호퍼(212)의 상측과 하측에 각각 배치되어 있다.

즉, 상기 이송장치(20)는 파쇄장치(10)로부터 파쇄된 소각물을 전달받아 소각장치 측으로 이송하기 위한 장치로서, 파쇄된 소각물의 원활한 이송을 위해 다수개의 이송판(224)이 이송체인(221)에 결속되어 구동부의 회전력에 의해 투입호퍼 측으로부터 배출호퍼 측으로 이송될 수 있게 하는 것으로, 이 과정에 소각장치 측으로의 소각물 투입을 원활하게 하기 위하여 배출호퍼 측에 소각장치 방향으로 에어를 분사하는 분사부를 배치함으로써 소각물의 투입을 용이하게 하는 것이 가능하고, 소각장치 측으로 분사되는 에어를 통해 소각장치 내부에 투입된 소각물이 다시 배출되는 것을 방지하고, 소각장치의 고온 열기가 이송장치 측으로 이동하는 것을 방지하는 에어커튼의 기능을 동시에 수행하는 것이 가능하다.

또한 이송부의 이송판에 의해 형성된 저장공간(미도시)에 일정량의 소각물을 균일하게 저장 이송할 수 있어 균일한 소각물 공급이 가능하고, 제1,2가이드레일을 통해 이송체인의 처짐을 방지하며 안내할 수 있어 이송판으로부터 이탈되는 소각물의 회수와 끌림에 의한 마찰 손상을 최소화하는 것이 가능하다.

여기서 상기 이송판은 몸체 내부와의 마찰에 의해 마모되더라도 교체가 용이하고 마찰에 의한 소음을 방지하도록 우레탄 소재를 이용하는 것이 바람직하다.

도 8은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 소각장치를 나타내는 도면이다.

도 9 및 도 10은 도 8에 도시된 소각장치를 나타내는 도면이다.

상기 소각장치(30)는 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 베이스(310), 소각몸체(320), 연소라인(330), 송풍라인(340), 점검도어(350) 및 배기라인(360)으로 구성되어 있다.

상기 베이스(310)는 복수의 "ㄷ"자 잔넬을 서로 연결하여 형성된 구조로 지면에 소각몸체를 지면에 안정적으로 지지될 수 있게 하는 구성이다.

상기 소각몸체(320)는 내부에 일정한 크기의 연소공간(321)을 가지며, 상기 연소공간(321)측으로 소각물을 투입하는 소각물 투입호퍼(325)가 상부에 배치되어 있고, 연소공간은 내벽(322)과 외벽(324)으로 구분되며, 내벽(322)은 불연소재로 이루어진 상태로 불연소재가 견고히 고정될 수 있도록 고정블록(323)이 등간격 배치되어 있다.

또한 상기 내벽(322)은 알루미나세멘트, 물, 알루미나분말, 알루미나골재, 원적외선분말을 혼합하여 성형된 세라믹배합재를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 원적외선분말은 토르말린, 황토, 견운모, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 흑요석, 맥반석, 광명석, 용암, 귀선석 중 선택된 하나 또는 하나 이상을 포함시킬 수 있다.

즉, 상기 내벽을 세라믹배합재로 사용함으로써 내화벽으로 만들어져 고온의 소각 열에 의한 변형이나 손상이 방지할 수 있게 하고 있다.

상기 연소라인(330)은 상기 소각몸체(320) 하측의 외주면을 따라 다수개의 노즐을 배치하고 연료탱크(331)로부터 노즐 측으로 연소용 연료를 공급하게 하여 투입된 소각물을 연소시킬 수 있게 하는 구성이다.

상기 연소라인(330)은 히터의 열을 이용해 분사되는 연료에 점화시키는 구조로 소각몸체 하측에서 연료를 분사하여 점화된다.

또한 상기 연소라인의 다수개의 노즐 중 하나 만을 이용하여 사용할 수도 있고, 복수의 노즐을 동시에 사용할 수도 있다. 이는 온도센서에 의해 감지된 화염 온도가 필요 온도보다 낮을 경우에 추가적으로 복수의 노즐을 이용하여 연료를 분사하는 방식으로 이용하는 것이다.

상기 송풍라인(340)은 송풍펜(341)을 통해 소각몸체(320) 내부로 공기를 공급하여 연료를 통해 소각시 소각물의 소각을 수월하게 할 수 있게 하는 구성으로 연료와 공기 공급을 통해 소각물의 완전 연소가 가능해질 수 있게 하고 있다.

상기 송풍라인은 소각몸체 하측 중심으로부터 수직 방향으로 일정한 거리로 연장된 구조로 상부 방향으로 공기 노즐이 등간격 배치되어 있고, 공기 노즐의 공기 분사 방향은 이웃한 공기 노즐의 방향과 대향되는 방향으로 분사되게 하여 높이 방향 측으로 각 공기 노즐로 인해 에어커튼이 형성되게 하고 방향이 다른 분사 방향에 의해 내부에서 와류 발생으로 인해 연소효율성을 높일 수 있게 하고 있다.

상기 점검도어(350)는 상기 소각몸체(320) 일측을 개방하여 형성된 것으로 내부 소각 상태를 확인하거나 소각물을 연소시킨 후 남은 재를 배출하기 위한 수단으로 이용한다.

이를 위한 구성으로 점검도어(350)는 힌지축(351)에 의해 소각몸체 측으로부터 회동 가능하며, 손잡이(353)의 회전에 따라 잠기거나 풀리도록 하는 잠김고리(355)와 걸림쇠(354)를 포함한다.

상기 배기라인(360)은 소각몸체(320) 상부에 배치되어 연소공간에서 연소된 소각물의 연기를 배출하는 구성이다.

즉 상기 배기라인(360)은 연소연기를 배기하는 과정에 포함된 미세분진이 외부로 배출되는 최소화할 수 있는 구조를 하고 있다.

도 11은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 연료공급장치를 나타내는 개략도이다.

도 12 내지 도 14은 도 11에 도시된 연료공급장치의 설치 상태를 나타내는 도면이다.

상기 연료공급장치(40)는 도 11 내지 도 14에 도시된 바와 같이 연료탱크(331)와 연결되어 연소 연료를 통해 소각몸체 내에서 연소시키는 연소하우징(410)과, 상기 연소하우징(410) 상부에 배치되어 연소하우징 측으로 연료를 균일하게 공급하는 보조탱크(420)와, 소각몸체의 소각 정도에 따라 사용되는 보조연소하우징(430) 및 온도센서(440)로 구성되어 있다.

상기 연소하우징(410) 측에는 연소라인(330)을 통해 공급되며 연소라인(330)에는 연료의 공급을 제어하는 밸브(333)와 연료를 공급하는 펌프(332)가 구성되어 있다.

즉, 제어부의 신호에 따라 밸브(333)가 개폐되는 과정에 펌프(332)가 동작하여 보조탱크(420) 측으로 연료를 보충 공급하는 것으로 보조탱크(420) 내에는 별도의 수위센서(미도시)가 구비되어 수위센서의 신호에 따라 밸브(333)의 개폐 및 펌프의 동작 신호를 제어부 측에서 발생시키게 된다.

마찬가지로 보조연소하우징(430) 측에는 보조연소라인(431)에 배치된 밸브(434)와 펌프(433)에 의해 연료를 제어하고 있으며, 보조연소하우징(430)의 동작은 설치된 온도센서의 감지에 의해 동작하거나 사용자가 필요에 따라 수동으로 조작하여 동작시키는 것도 가능하다.

또한 보조연소하우징(430)은 투입되는 소각물의 소각량에 따라 추가적으로 동작시키는 것도 가능하다. 즉, 이송장치 측에 소각물의 이동량을 측정할 수 있는 센서를 추가로 설치하여 설치된 센서 감지를 통해 이송량이 많을 경우 보조연소하우징을 동작시키도록 제어신호를 발생하고, 적을 경우 연소하우징만을 동작하게 제오신호를 발생하게 하는 것으로 가능하다.

보조연소라인은 소각몸체(320) 측에 다수개가 등간격 배치되어 있으며, 바 람직하게는 연소하우징 보다 상부에 위치시킨다.

즉, 평상시에는 연소하우징(410)만을 통해 연소시키지만, 소각장치 내의 소각물이 많거나 연소가 원활이 이루어지지 않는 경우 보조연소하우징을 통해 연료를 주입하여 소각몸체 전체에서 균일한 연소가 이루어질 수 있게 하는 것이다. 이때 제어는 제어부의 신호에 따라 이루어질 수 있지만 사용자에 의해 수동으로 조작하는 것도 가능하다.

상기 보조탱크(420)에는 연소라인(330)이 상부에 연결되고, 상부와 하부를 투명 소재의 연결관으로 형성하여 사용자가 보조탱크에 연료가 어느 정도 충진되었는지 확인하기 위한 유량게이지(425)가 배치되어 있고, 하측 연소하우징(410) 측에 연료를 공급하는 공급라인(421) 및 밸브(422)와는 별도로 바이패스라인(423)을 배치하여 연료가 보조탱크로 과충진되었을 때 연료탱크(331) 측으로 연료가 리턴될 수 있게 하고 있다.

또한 상기 연소하우징(410)은 소각몸체(320)를 관통하여 연결되도록 소켓(411)이 배치되고, 공급라인(421)과 연결되어 연소공간(413) 측에 연료를 분사하는 노즐(412)과 상기 노즐로부터 분사되는 연료가 가열되어 점화되게 하는 히터(414)로 구성되어 있다.

상기 보조연소하우징(430)은 상기 연소하우징(410) 보다 상측에 위치되는 것이 바람직하다. 이는 연소하우징보다 상부에 위치되는 보조연소하우징을 통해 연소효율성을 향상시킬 수 있기 때문이다.

상기 온도센서(440)는 소각몸체 내부 온도를 측정하여 사용자가 소각장치 내부 온도를 확인할 수 있게 하거나 측정된 온도를 근거로 필요 온도 이하일 경우 보조연소하우징을 동작시켜 추가적인 연소가 이루어질 수 있게 하는 구성이다.

도 15는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 에어공급장치를 나타내는 도면이다.

도 16 내지 도 18은 도 15에 도시된 에어공급장치의 설치 상태를 나타내는 도면이다.

상기 송풍장치(50)는 도 15 내지 도 18에 도시된 바와 같이 송풍라인(340)과 연결되어 송풍펜(341)에 의해 공급되는 공기를 소각몸체 내에 공급하는 에어분사부(510)와, 상기 에어분사부(510) 상단을 차단하는 덮개(520)로 구성되어 있으며, 에어분사부(510)에는 다수개의 분사노즐(511)이 등간격 배치되어 있다.

상기 분사노즐(511)은 에어분사부(520)의 외주면을 따라 등간격 개구된 구멍(511a)으로, 상기 분사노즐은 에어분사부의 높이 방향으로 일정한 간격을 갖고 배치되어 있다.

도 17a,b에 도시된 바와 같이 상기 분사노즐들 간의 사이 간격이 전체 길이에 대해 다르게 형성될 수 있고, 하측에서 상측으로 갈수록 분사노즐 간의 사이 간격이 점차적으로 좁아지게 배치될 수도 있으며, 높이 방향으로 갈수록 분사노즐의 구멍(511a) 크기가 다르게 형성될 수도 있고 높이 방향으로 갈수록 분사노즐의 구멍 크기가 점차적으로 커지게 할 수도 있으며,(예를 들어 하단의 구멍 직경이 1이면 상부 방향으로 갈수록 1.2, 1,5, 2, 2,5... 등과 같이 증가하는 것이다.) 도 18에 도시된 바와 같이 에어분사부 상단(B 부분)과 하단(B 부분)에 배치되는 분사노즐과 상기 분사노즐(B 부분) 사이에 배치되는 분사노즐(A 부분)의 직경을 달리함과 동시에 B 부분의 구멍 형성 각도와 A 부분 갯수의 구멍 형성 각도를 서로 다르게 하는 것도 가능하다(예들 들어, A 부분의 형성 각도를 10도로 할 때에 B 부분의 형성 각도를 20도로 하여 A 부분과 B 부분의 구멍 갯수를 달리하는 것이다.).

즉, 본 발명의 분사노즐과 같은 구조로 소각장치에 설치할 경우 하단의 에어분사량과 상부로 갈수록 에어 분량을 다르게 하여 소각장치 내에서의 에어 분사량에 따른 에어커튼 효과를 가질 수 있어 내부에서 에어가 장시간 와류되며 소각물을 소각시킬 수 있게 하는 것이 가능하며, 소각장치의 내부 크기가 다르게 설계될 경우에도 그에 대응하여 다양한 분사노즐 구조로 설치할 수 있게 된다.

이러한 배치를 통해 소각몸체 내부에서 에어커튼이 형성되게 함으로써 소각물의 연소를 촉진시킬 수 있고, 내부에서 공기의 정체를 장시간 유지할 수 있어 완전 연소가 가능해진다.

그리고 상기 분사노즐은 에어분사부의 중심축을 기준으로 보았을 때 구멍의 개구 각도(θ°)를 갖게 형성되되 상기 개구 각도는 각각의 분사노즐 간에 서로 엇각이 되게 배치되는 것도 가능하다.

즉, 에어분사부의 하단에 배치되는 분사노즐의 개구 각도가 시계 방향일 경우 그 이웃한 분사노즐은 시계 반대 방향으로 개구되고, 다시 시계 반대 방향으로 개구된 분사노즐의 이웃한 분사노즐은 시계 방향으로 개구 각도를 갖게 하는 방식으로 에어분사부의 높이 방향으로 일정한 간격을 갖고 배치되는 분사노즐 각각이 서로 다른 분사 각도로 배치되는 것이다. 이를 통해 도시된 바와 같이 공기의 분사 방향으로 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 서로 엇갈리게 함으로써 소각몸체 내부에서 공기가 와류되며 정체되는 시간을 길게 할 수 있고, 이로써 소각물의 연소시간을 연장하여 소각물의 완전 연소를 실현할 수 있게 된다.

또한 연료의 주입을 분사노즐 사이에 배치함으로써 연료와 공기를 혼합으로 소각물의 연소를 더욱 촉진시키는 것이 가능하다.

도 19는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 교반장치를 나타내는 도면이다.

도 20 내지 도 22는 도 19에 도시된 교반장치의 설치 상태를 나타내는 도면이다.

상기 교반장치(60)는 도 19 내지 도 22에 도시된 바와 같이 일부는 소각몸체 내에 배치되고 일부는 외부에 배치되어 수평 동작에 의해 소각몸체 내에 투입되는 소각물을 교반하여 연소효율성을 높이는 구성으로, 베이스(310) 위에 배치되는 지지프레임(610), 구동수단(620), 가이드수단(630), 동작봉(640) 및 센서(650)로 구성되어 있다.

상기 지지프레임(610)은 복수의 프레임을 서로 연결하여 지지되는 구조이고, 상기 구동수단(620)은 모터(621)에 의해 회전하는 구동축(622)에 연결된 구동스프로켓(623)과, 상기 구동스프로켓(623)에 연결되어 회전력을 종동스프로켓(625)에 전달하는 체인(624)으로 구성되어 정회전과 역회전을 반복 수행한다.

상기 가이드수단(630)은 상기 체인(624)에 연결되는 지지대(631)와, 상기 지지대(631)에 고정되는 가이드블록(632)과, 상기 가이드블록(632)이 길이 방향을 따라 안내되는 가이드바(633)와, 상기 가이드바(633)를 지지프레임 측에 고정시키는 고정대(634)로 구성되어 있다.

상기 동작봉(640)은 일정한 길이를 가지며, 단부에 에어를 공급하는 에어주입라인(641)이 배치되어 내부의 에어통로(642)에 에어를 공급하고 공급된 에어를 노즐공(643)을 통해 소각몸체 내부로 분사하게 하고 있으며, 단부에 판체 형태의 교반대(644)를 배치하여 동작봉의 동작에 따라 소각물을 교반하게 하고 있다.

즉, 상기 교반장치(60)는 모터의 동작에 따라 체인(624)과 연결된 가이드수단을 전진시키거나 후퇴시키며 동작봉이 소각몸체 내에서 전, 후진할 수 있게 하는 구성으로 가이드수단의 진행 방향 양측에 각각 배치된 센서(650)가 가이드블록 사이에서 전진과 후퇴를 감지하도록 함으로써 가능하며, 이를 통해 소각몸체 내의 소각물을 교반하며, 교반 과정에 소각물 측으로 동작봉에서 에어를 공급함으로써 소각을 더욱 촉진시키는 것이 가능해진다.

또한 본 발명에서는 두개의 동작봉이 하나의 구동수단에 의해 동작하도록 구성하였지만, 두개의 동작봉이 서로 엇갈리게 동작하도록 두개의 구동수단이 각각 연결하는 것도 가능하며, 동작봉 단부에 배치된 교반대는 하나를 설치하였지만 교반 효율성을 높이기 위해 핀 형태의 교반대를 동작봉 둘레를 따라 배치하는 것도 가능하다.

도 23 내지 도 25는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 배기장치를 확대하여 나타낸 도면이다.

상기 배기장치(70)는 도 23 내지 도 25에 도시된 바와 같이 소각몸체 상부와 연결되는 배기후드(710), 분사노즐(720) 및 저수대(730)로 구성되어 있다.

상기 배기후드(710)는 소각몸체 상부와 연결되는 플랜지(711)와 소각몸체로부터 배출되는 소각연기를 배출하는 배기통로(712)로 구성되어 있다.

상기 분사노즐(720)은 외부로부터 공급되는 물을 분사하여 배출연기에 포함된 미세분진이 외부로 배출되는 것을 방지하도록 구성으로 분사노즐의 위치를 이통통로 상부, 측면 등에 배치하거나 복수개의 분사노즐이 사방으로 분사될 수 있도록 배치하는 것도 가능하다.

상기 저수대(730)는 이동통로(712) 내에 배치되어 분사노즐로부터 분사된 물 회수하여 드레인라인(731)을 통해 외부로 배출하는 구성으로 물에 포함된 미세분진을 회수하여 처리할 수 있게 하는 것이다.

도 24 및 도 25에서와 같이 배기장치의 구조를 다양하게 구성함으로써 배출되는 연소연기를 효율적으로 포집하는 것이 가능하므로 외부로 배출되는 연소연기를 대부분 제거하는 것이 가능하다.

상기 제어장치(80)는 각각의 구성요소들(10,20,30,40,50,60,70)의 동작을 제어하기 위한 구성으로 내부에는 제어를 위한 폐회로가 구성되어 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저 제어부(80)를 통해 동작 전원을 인가하면 각 구성요소들(10,20,30,40,50,60,70)이 동작을 시작한다.

동작의 시작과 동시에 도 1 및 도 2에 도시된 제어부의 신호에 따라 구동모터(131)가 동작하면 연결된 구동축(133)이 회전하며 종동기어(135)와 맞물린 구동축이 서로 마주보는 방향으로 회전하며 커터를 회전시킨다. 이때 커터는 구동축의 축 방향을 따라 날(미도시)이 스크류 형태가 되도록 배치되어 있다.

이와 동시에 호퍼(122)를 통해 소각물을 투입하면, 회전하는 커터에 의해 일정한 크기로 파쇄되어 하부로 낙하게 되고, 낙하된 소각물은 도 1 및 도 4에 도시된 이송장치(20)의 투입호퍼(211)로 낙하하여 몸체(210) 내의 이송부(220) 측에 떨어지게 되고, 이송부(220) 내의 이송판(224) 측에 일정량 싸이며 이동하게 된다.

이송판에 싸인 상태로 이송된 소각물은 배출호퍼(212)에 도달하여 이송부의 회귀에 의해 배출호퍼 측에 자유낙하하며 떨어져 소각장치 측으로 투입하게 된다.

이때 배출호퍼(212) 측에 배치된 분사부(240)에서 배출호퍼 측에서 소각장치 측으로 공기를 분사하고 있어 낙하하는 소각물이 자연스럽게 소각장치 측으로 투입될 수 있어 투입과정에 소각장치 외부로 유실되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 소각로의 화염이 배출호퍼를 통해 역류하는 것을 방지하도록 에어커튼의 기능을 수행할 수 있다.

소각장치(30) 내부의 연소공간(321)으로 투입된 소각물은 연소라인(330)을 통해 공급되는 연료를 통해 가열 연소되고, 송풍펜(341)에 의해 공급되는 연소공기에 의해 완전 연소하게 된다.

또한 연소과정에 필요에 따라 보조연소하우징(430)을 통해 보조 연료를 공급하게 되는데, 보조연소하우징은 연소하우징(410)보다 상측에 위치되어 연소하우징의 연소를 보조연소하우징을 통해 촉진시킬 수 있게 된다. 보조연소하우징의 동작은 소각몸체에 부착된 온도센서를 통해 동작하게 된다.

또한 공급되는 공기는 에어분사부에 형성된 다수개의 분사노즐(511)에 의해 높이 방향으로 일정한 간격을 갖고 분사하게 되는데, 분사 방향은 도 16에 도시된 바와 같이 시계방향 또는 시계반대방향으로 서로 엇갈리게 분사하게 된다.

여기서 상기 분사노즐의 간격은 높이 방향으로 갈수록 점차적으로 좁아지며, 높이 방향으로 갈수록 분사노즐의 직경이 점차 커지는 것이 바람직하다.

이는 하측의 분사노즐로부터 분사되는 공기량 보다 상측의 분사노즐로부터 분사되는 공기량을 많게 하여 연소과정의 화염이 상부로 상승하여 외부로 배출되는 것을 방지하고, 상측에 에어커튼을 형성시켜 불완전연소된 소각물을 한번 더 소각하기 위함이다.

분사노즐의 배치와 구조적인 형태는 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같다.

소각장치를 통해 소각되는 과정에 도 19에 도시된 교반장치(60)를 동작시켜 소각장치 내의 소각물을 교반하여 소각 효율성을 더욱 높일 수 있다.

이를 위해 교반장치는 구동수단(720)을 통해 동작봉(740)을 동작시킴과 동시에 동작봉(740)을 통해 공기를 소각물에 직접 분사하고 동작봉의 동작을 센서를 통해 제어함으로써 동작봉이 전진, 후퇴를 반복적으로 수행하며 효율적인 교반을 할 수 있어 소각물의 완전연소를 가능케 하고 있다.

소각물의 소각시 발생할 수 있는 미세분진은 배기장치(70) 측에 설치된 분사노즐을 통해 분사되는 물을 통해 포집하여 처리할 수 있으며, 분사되는 물 내에는 별도의 화학처리를 통해 미세분진의 포집을 촉진하는 것이 가능하다.

이와 같이 본 발명을 이용할 경우 소각물을 완전연소하는 것이 가능하고, 전체 구조를 소규모 소각장에 설치할 수 있어 소각장치 설치에 소요되는 비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 소각시 발생하는 악취, 미세분진 등의 발생을 최소화할 수 있어 환경친화적인 소각장 설치가 가능하다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 통해 설명하였으나, 이는 본 발명의 기술적 내용에 대한 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 함이 아니다.

즉, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.

10 : 파쇄장치
110 : 베이스
120 : 몸체
121a : 몸체의 공간
121 : 몸체의 플레이트
122 : 호퍼
123 : 가이드대
130 : 구동수단
131 : 모터
132 : 감속기
133 : 구동축
134 : 커플링
140 : 커터
140a : 다수개의 날
141 : 구동축 상 스페이스
20 : 이송장치
210 : 몸체
211 : 투입호퍼
212 : 배출호퍼
213 : 이동통로
215 : 가이드판
217 : 제1가이드레일
218 : 제2가이드레일
219 : 몸체
220 : 이송부
221 : 이송체인
222 : 브라켓
223 : 가이드롤러
224a : 수평편
224b : 수직편
230 : 구동부
231 : 모터
232 : 구동체인
233 : 구동스프로켓
234a : 구동축
235 : 지지수단
235a : 가이드대
235b : 베어링하우스
240 : 분사부
241 : 에어라인
242 : 에어노즐
30 : 소각장치
310 : 베이스
320 : 몸체
321 : 연소공간
322 : 내벽
323 : 고정블록
324 : 외벽
325 : 투입호퍼
330 : 연소라인
331 : 연료탱크
340 : 송풍라인
341 : 송풍펜
350 : 점검도어
351 : 힌지축
353 : 손잡이
354 : 걸림쇠
355 : 잠김고리
360 : 배기라인
40 : 연료공급장치
410 : 연소하우징
412 : 노즐
413 : 연소공간
414 : 히터
420 : 보조탱크
421 : 공급라인
422 : 밸브
423 : 바이패스라인
425 : 유량게이지
430 : 보조연소하우징
431 : 보조연소라인
433 : 펌프
434 : 밸브
440 : 온도센서
50 : 송풍장치
510 : 에어분사부
511 : 분사노즐
511a : 구멍
520 : 에어분사노즐
60 : 교반장치
610 : 지지프레임
620 : 구동수단
621 : 모터
622 : 구동축
623 : 구동스프로켓
624 : 체인
625 : 종동스프로켓
630 : 가이드수단
631 : 지지대
632 : 가이드블록
633 : 가이드바
634 : 고정대
640 : 동작봉
642 : 에어통로
643 : 노즐공
650 : 센서
70 : 배기장치
710 : 배기후드
711 : 플랜지
712 : 배기통로
720 : 분사노즐
730 : 저수대
731 : 드레드라인

Claims (8)

1. 소각장치에 이용되는 연소용 공기를 공급하기 위한 송풍장치에 있어서,
   상기 소각장치는 소각물이 일정량 투입되어 소각되는 연소공간을 가지는 소각몸체와, 상기 소각몸체 내측으로 일정량의 연소용 연료를 분사하는 연소라인을 포함하며, 상기 연소라인은 상기 소각몸체의 외주면 상에 등간격으로 배치되는 복수의 노즐로 구성되고, 상기 연소라인의 복수의 노즐은 어느 하나만 이용되거나 또는 전부 이용되어 연료가 분사될 수 있고, 상기 소각몸체의 둘레에는 보조연소하우징이 설치되되 상기 보조연소하우징은 상기 연소라인의 복수의 노즐보다 상측에 설치되어 있으며, 상기 소각몸체에는 온도센서가 설치되어 상기 온도센서가 감지하는 온도에 따라 상기 보조연소하우징의 동작을 제어하여 상기 소각물의 연소를 보조하며,
   상기 송풍장치는,
   소각몸체에 이웃하게 배치되는 송풍펜;
   상기 송풍펜을 통해 상기 소각몸체 내부로 공기를 공급하며, 상기 소각몸체 하측 중심으로부터 수직 방향으로 연장되고, 상부 방향으로 등간격 배치된 공기 노즐의 공기 분사 방향은 이웃한 공기 노즐의 방향과 대향되는 방향으로 분사되게 하여 높이 방향 측으로 각 공기 노즐로 인해 에어커튼이 형성되는 송풍라인;
   상기 송풍라인과 연결되어 상기 송풍펜으로부터 공급되는 공기를 상기 소각몸체 내부에 분사하는 에어분사부; 및
   상기 에어분사부의 단부를 차단하는 덮개;를 포함하며,
   상기 에어분사부는 다수개의 분사노즐이 상기 소각몸체의 높이 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하며
   상기 에어분사부는 다수개의 분사노즐이 높이 방향으로 갈수록 사이 간격이 좁아지며, 상기 다수개의 분사노즐 중 어느 하나는 시계방향으로 공기를 분사하고, 시계방향으로 분사되는 분사노즐과 이웃한 분사노즐은 반시계 방향으로 공기를 분사하는 것을 특징으로 하는 송풍장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 에어분사부는 다수개의 분사노즐이 높이 방향으로 갈수록 구멍 직경이 커지는 것을 특징으로 하는 송풍장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 다수개의 분사노즐은 중심축을 기준으로 보았을 때 구멍이 개구 각도를 갖고 형성되는 것을 특징으로 하는 송풍장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 개구 각도는 다수개의 분사노즐 중 이웃한 분사노즐 간에 서로 엇각이 되게 배치되는 것을 특징으로 하는 송풍장치.
8. 삭제

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