KR102371719B1

KR102371719B1 - 휘발성 유기 화합물 저감구조를 포함하는 축열식 소각로

Info

Publication number: KR102371719B1
Application number: KR1020210095040A
Authority: KR
Inventors: 황원하
Original assignee: 황원하
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2022-03-07

Abstract

휘발성 유기 화합물 저감구조를 포함하는 축열식 소각로가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 축열식 소각로는, 처리하고자 하는 휘발성 유기화합물(VOC)이 함유된 소각대상물을 흡입하여 예열부로 전달하는 흡입부; 상기 흡입부와 연통되는 구조로 장착되고, 배기유동부와 인접하여 배치되어 배기유동부를 통해 배기되는 고열의 배기가스에 의해 가열되며, 흡입부를 통해 전달된 소각대상물을 가열함과 동시에 화실부로 전달하는 배관구조의 예열부; 상기 예열부와 인접하여 배치되고, 일측에 버너가 장착되며, 버너에 의해 발생되는 화염이 연소실부 방향으로 형성되고, 화염과 함께 소각대상물을 연소실부로 유동시키는 화실부; 상기 화실부와 인접하여 배치되며, 화실부로부터 발생된 화염에 의해 소각대상물을 연소시는 연소실부; 상기 연소실부의 일측에 연통되는 구조로 장착되고, 연소실부로부터 소각되어 발생된 연소가스를 배기부로 전달하며, 예열부와 열교환을 수행하는 구조의 배기유동부; 및 상기 배기유동부에 의해 전달된 연소가스를 냉각시킨 후, 입자성 이물질을 제거한 후 외부로 배출하는 배기부;를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 소각로 운용 중 대기 중으로 배기되는 휘발성 유기화합물(VOC)의 양을 저감시킬 수 있고, 효율적으로 공간을 활용할 수 있어 열악한 환경에도 안정적으로 설치되어 운용될 수 있는 축열식 소각로를 제공할 수 있다.

Description

휘발성 유기 화합물 저감구조를 포함하는 축열식 소각로{Regenerative Incinerator Having Volatile Organic Compounds Reduction Structure}

본 발명은 축열식 소각로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연소실부에서 발생하는 고온의 연소가스의 열을 이용하여 휘발성 유기 화합물을 효과적으로 저감시키는 축열식 소각로에 관한 것이다.

축열식 소각로는 연소실에서 연소 후 배출되는 고온의 배가스의 열량을 축열층 상부에서 하부 방향으로 가스를 이동시켜, 세라믹 열교환매체에 직접 접촉함으로써, 세라믹 매체에 축열하고, 냉각된 가스를 대기배출하며, 축열식 소각로에서 소각 처리하기 위한 유기성 악취가스는 축열된 축열층의 하단에서 상부 방향으로 이동시켜, 세라믹 매체에 직접 접촉하게 함으로써, 유기성 악취를 예열하여 연소실(320)로 보내 소각처리하는 저에너지형 소각시스템을 말한다.

축열식 소각로의 공정은 다음 4가지로 구성된다.이하에서 간단히 설명한다.

첫째, 예열공정이다. 축열층이 3 베드로 구성된 축열식소각로를 예로 설명하면, 제1 축열층에서 예열 공정이 이뤄지고 있다, 유기성 악취가스가 메인송풍기를 통해 축열식 소각로에 유입되는데, 먼저 제1 축열층하부로 유입되어, 축열된 세라믹과 열교환을 통해 예열됨으로써, 연소실로 다다를 때는 거의 연소실 온도까지 예열된다.

둘째 소각공정이다. 상기 공정에 이어서, 유기성 악취가스가 예열공정을 거치고, 연소실로 유입되면, 무해한 가스인 이산화탄소와 물로 전환된다. 이를 소각공정이라 한다.

셋째 축열공정이다. 상기 공정에 이어서, 연소실에서 소각된 고온의 가스가 제2 축열층 상부에서 하부로 이동되면서, 세라믹을 가열하여, 제2 축열층에 열을 전달한 후 냉각되어 스택으로 최종 배출되는 공정이다. 이때, 최종 배출 온도는 초기 메인송풍기를 통해 유입되는 유기성가스의 온도보다 축열식 소각로의 축열매체 종류 및 축열매체 축열량에 따라 다르나, 일반적으로 약 40℃ 정도 높다, 즉, 상온 30℃로 유입되는 가스는 축열식 소각로의 축열효과에 따라 850℃의 연소실 온도까지 상승하였으나, 약 70℃ 정도로 최종 배출되어, 축열효율이 약 95% 정도로 매우 높다.

넷째 퍼지공정이다. 상기 공정에 이어서, 제3 축열층에서 퍼지 공정이 이뤄지고 있다. 예열공정과 축열공정의 축열층은 일정 시간을 주기로 바뀐다. 제 1축열층에서 일정시간 (약 15초에서 200초를 주기로 함) 예열공정을 하였다면, 퍼지공정- 축열공정 - 예열공정으로 복귀하며, 이는 계속 반복되게 된다.

이와 같이 예열과 축열 공정의 중간에 퍼지공정을 하는 것은 예열단계에서는 축열층에 유기성 악취가스가 이동하는데, 이는 축열층 하부에서 상부로 가스 흐름 방향이 지속된다. 만약, 예열단계의 축열층에 퍼지단계를 거치지 않고 연소된 가스를 대기배출하는 축열공정으로 바로 전환한다면, 축열 공정의 가스 흐름 방향은 축열층 상부에서 하부로 이동하여 최종 배출되게 되기 때문에, 예열단계의 축열층에 잔존하는 미처리가스가 연소실을 거치지 않고 스택으로 배출되게 되어 환경오염문제를 발생시킨다. 이러한 이유로 인해, 퍼지가스를 예열단계가 끝난 축열층 하부로 유입시켜, 미처리가스가 축열층 상부를 지나 연소실로 보내져 소각처리 되고, 축열공정의 가스와 합류 축열층을 지나 최종 배출되게 된다. 이를 퍼지공정이라 한다.

퍼지가스는 종래 기술에서는 외부공기를 주입하거나, 소각처리 후 최종 배출되는 스택가스의 일부를 사용한다.

도 1에는 종래기술에 따른 축열연소기의 공정도가 도시되어 있다.

구체적으로, 연소실에서 연소하거나 또는 불완전 연소 상태의 가스 일부를 보조연소실에 유인하여 완전 연소 처리한 후 폐열회수 열교환기가 설치된 순환 라인을 구성하여 연소가스를 폐열회수 열교환기를 가열하는데 사용하고, 사용된 배기가스는 다시 순환 송풍기를 통해 보조연소실로 연결하여 순환하면서 폐열을 회수하는 공정으로 폐열이 일부 회수된 후 냉각된 고온의 연소가스는 대기 배출 되도록 스택으로 연결라인을 구성하여 최종 배출된다.

이 경우 연소실의 로내온도 850℃의 가스에서 350℃까지 냉각시킨 것으로 기계 본체의 방열손실을 무시하는 경우 약59% 열효율을 얻을 수 있으나, 350℃ 상당의 열량 즉 약 41%의 폐열은 대기 배출됨으로 열손실율이 높다는 문제가 있다.

따라서, 상기 언급한 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.

한국등록특허공보 제10-0314112호 (등록일자: 2001년10월25일)

본 발명의 목적은, 소각로 운용 중 대기 중으로 배기되는 휘발성 유기화합물(VOC)의 양을 저감시킬 수 있고, 효율적으로 공간을 활용할 수 있어 열악한 환경에도 안정적으로 설치되어 운용될 수 있는 축열식 소각로를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 휘발성 유기 화합물 저감구조를 포함하는 축열식 소각로는, 처리하고자 하는 휘발성 유기화합물(VOC)이 함유된 소각대상물을 흡입하여 예열부로 전달하는 흡입부; 상기 흡입부와 연통되는 구조로 장착되고, 배기유동부와 인접하여 배치되어 배기유동부를 통해 배기되는 고열의 배기가스에 의해 가열되며, 흡입부를 통해 전달된 소각대상물을 가열함과 동시에 화실부로 전달하는 배관구조의 예열부; 상기 예열부와 인접하여 배치되고, 일측에 버너가 장착되며, 버너에 의해 발생되는 화염이 연소실부 방향으로 형성되고, 화염과 함께 소각대상물을 연소실부로 유동시키는 화실부; 상기 화실부와 인접하여 배치되며, 화실부로부터 발생된 화염에 의해 소각대상물을 연소시는 연소실부; 상기 연소실부의 일측에 연통되는 구조로 장착되고, 연소실부로부터 소각되어 발생된 연소가스를 배기부로 전달하며, 예열부와 열교환을 수행하는 구조의 배기유동부; 및 상기 배기유동부에 의해 전달된 연소가스를 냉각시킨 후, 입자성 이물질을 제거한 후 외부로 배출하는 배기부;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 흡입부는, 하방으로부터 흡입되는 소각대상물에 부유하는 입자성 물질을 걸러주도록, 하방으로 개방된 구조의 필터부; 및 상기 필터부의 상부에 장착되고, 필터부를 통해 소각대상물을 흡입하여 예열부로 전달하는 송풍기;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 필터부는, 하단부와 상단부가 개방된 중공형 박스 구조의 필터하우징; 상기 필터하우징의 하단부의 입구의 내주면을 따라 연속적으로 형성되고, 중앙 하방으로 소정 각도만큼 기울어진 경사면을 형성하는 제1경사부; 상기 필터하우징의 내부 중앙에 장착되고, 제1경사부와 소정 높이만큼 이격되어 상부에 배치되며, 필터하우징의 내부 중심으로부터 하방으로 외경이 점차 넓어지는 경사면을 형성하는 제2경사부; 및 상기 필터하우징의 내부 내주면을 따라 연속적으로 형성되고, 제2경사부와 소정 높이만큼 이격되어 상부에 배치되며, 중앙 하방으로 소정 각도만큼 기울어진 경사면을 형성하는 제3경사부;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 예열부는, 상기 흡입부와 연통되어 소각대상물이 유동하는 유입배관; 상기 연소실부의 상부에 형성된 배기유동부의 외주면을 감싸는 형태로 다수 교차 유동하도록, 유입배관에 형성된 다수의 절곡구조; 및 상기 유입배관의 일단부에 연통되는 구조로 장착되고, 유입배관과 화실부를 연결하는 화실연통부;를 포함하는 구성일 수 있다.

이 경우, 상기 화실연통부는, 상기 유입배관의 외주면 및 내주면과 회전가능하도록 결속되는 구조의 회전 체결구조를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 화실부 및 연소실부의 내벽은, 세라믹 소재로 구성된 집열판 구조일 수 있다.

이때, 상기 화실부는, 버너로부터 분사되는 화염의 외주면을 감싸는 형태로 화실부로부터 연소실부에 이르는 거리와 대응되는 길이로 연장된 판상형 구조의 세라믹 보드 축열판;을 더 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 흡입부와 예열부는 서로 인접하여 배치되고, 상기 화실부 및 연소실부는 흡입부와 예열부 상부에 배치되며, 상기 배기유동부는 연소실부의 하부에 장착되어 예열부와 열교환을 수행하도록 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화실부는, 상기 연소실부와 인접하여 배치되고, 상부면에 예열부로부터 전달되는 소각대상물을 수용하는 소각대상물 주입구가 형성되고, 일측면 중앙에 화염방사노즐이 장착되며 타측면에 화염을 연소실부에 전달하는 화염전달구가 형성되며, 화염방사노즐과 화염전달구를 잇는 가상의 중심선을 가지는 중공형 실린더 구조의 화실하우징; 상기 화실하우징의 내주면에 소정 두께만큼 장착되고, 세라믹 집열판 소재로 구성된 축열내벽; 상기 화실하우징 내부에 회전 가능하도록 장착되고, 외주면을 따라 일정 간격 이격되어 소각대상물이 인입될 수 있는 인입구가 다수 형성된 회전드럼; 상기 회전드럼의 내주면을 따라 소정 높이만큼 돌출되어 연속적으로 형성되고, 화염방사노즐로부터 발생되는 화염에 의해 회전드럼에 회전구동력을 발생시키는 내주면 블레이드; 및 상기 회전드럼의 외주면을 따라 소정 높이만큼 돌출되어 연속적으로 형성되고, 화염방사노즐과 화염전달구를 잇는 가상의 중심선과 평행한 방향으로 형성되며, 소각대상물 주입구로부터 인입된 소각대상물을 화실하우징의 축열내벽의 내측면을 따라 유동시키는 구조의 외주면 블레이드;을 포함하는 구성일 수 있다.

이 경우, 상기 화염방사노즐로부터 발생되는 화염에 의해 회전드럼의 내주면 블레이드에 회전구동력이 가해지고, 상기 회전드럼의 회전에 의해 외주면 블레이드는 소각대상물 주입구를 통해 인입된 소각대상물을 축열내벽을 따라 유동시키며 가열시키게 되고, 상기 축열내벽을 따라 유동하는 소각대상물은 인입구를 통해 화실부 내부로 진입하게 되며, 상기 내주면 블레이드에 발생된 화염 회오리에 의해 소각대상물은 화염 회오리와 함께 혼합되어 화염전달구를 통해 연소실부로 유동한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 휘발성 유기 화합물 저감구조를 포함하는 축열식 소각로에 따르면, 특정 구조의 흡입부, 예열부, 화실부, 연소실부, 배기유동부 및 배기부를 구비함으로써, 소각로 운용 중 대기 중으로 배기되는 휘발성 유기화합물(VOC)의 양을 저감시킬 수 있고, 효율적으로 공간을 활용할 수 있어 열악한 환경에도 안정적으로 설치되어 운용될 수 있는 축열식 소각로를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 축열식 소각로에 따르면, 특정 구조의 필터하우징, 제1경사부, 제2경사부 및 제3경사부를 포함하는 필터부를 구비함으로써, 외부로부터 인입되는 입자성 이물질을 효과적으로 차단할 수 있어, 소각로 운용 과정에서 또 다시 유해물질이 발생하는 것을 방지할 수 있는 축열식 소각로를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 축열식 소각로에 따르면, 특정 구조의 유입배관, 절곡구조 및 화실연통부를 포함하는 예열부를 특정 위치에 배치함으로써, 화실에 전달되는 소각대상물을 효과적으로 예열할 수 있고, 축열식 소각로 설치 공간을 효과적으로 활용할 수 있어, 열악한 환경에서도 안정적으로 설치되어 운용될 수 있는 축열식 소각로를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 축열식 소각로에 따르면, 특정 구조의 회전 체결구조를 화실연통부의 일단에 장착함으로써, 축열식 소각로 설치 공간을 효과적으로 활용할 수 있어, 열악한 환경에서도 안정적으로 설치되어 운용될 수 있는 축열식 소각로를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 축열식 소각로에 따르면, 화실부 및 연소실부 내벽을 세라믹 소재로 구성된 집열판 구조로 구성하고, 화실부의 내부에 세라믹 보드 축열판을 버너로부터 분사되는 화염의 외주면을 감싸는 형태로 배치함으로써, 화실에 전달되는 소각대상물을 효과적으로 예열할 수 있고, 축열식 소각로 설치 공간을 효과적으로 활용할 수 있어, 열악한 환경에서도 안정적으로 설치되어 운용될 수 있는 축열식 소각로를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 축열식 소각로에 따르면, 흡입부, 예열부, 화실부 및 연소실부를 특정 위치에 배치함과 동시에 배기유동부를 연소실부의 하부에 장착하여 예열부와 열교환을 수행하도록 배치함으로써, 축열식 소각로가 설치되는 공간을 집약하여 효과적으로 활용할 수 있어, 결과적으로 열악한 환경에서도 안정적으로 설치되어 운용될 수 있는 축열식 소각로를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 축열식 소각로에 따르면, 특정 구조의 화실하우징, 축열내벽, 회전드럼, 내주면 블레이드 및 외주면 블레이드를 포함하는 화실부를 구비함으로써, 화실부 내부로 전달되는 소각대상물을 최대한 예열함과 동시에 화염과 함께 골고루 혼합한 상태로 연소실부 전달할 수 있어, 소각대상물의 효과적인 연소 작용을 유도할 수 있고, 결과적으로 운용 효율을 극대화 할 수 있어 대기 중으로 배기되는 휘발성 유기화합물(VOC)의 양을 극최소화 할 수 있는 축열식 소각로를 제공할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 축열연소기의 운용 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 소각로를 나타내는 정면 모식도이다.
도 3은 도 2에 도시된 축열식 소각로의 화실부를 나타내는 측면 모식도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 축열식 소각로를 나타내는 정면 모식도이다.
도 5은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화실부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 화실부를 나타내는 종단면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 화실부에 의해 유동하는 소각대상물과 화염의 유동 형태를 나타내는 모식도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 소각로를 나타내는 정면 모식도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2에 도시된 축열식 소각로의 화실부를 나타내는 측면 모식도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 축열식 소각로(100)는, 정 구조의 흡입부(110), 예열부(120), 화실부(130), 연소실부(140), 배기유동부(150) 및 배기부(160)를 구비함으로써, 소각로 운용 중 대기 중으로 배기되는 휘발성 유기화합물(VOC)의 양을 저감시킬 수 있고, 효율적으로 공간을 활용할 수 있어 열악한 환경에도 안정적으로 설치되어 운용될 수 있는 축열식 소각로를 제공할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 실시예에 따른 축열식 소각로(100)를 구성하는 각 구성에 대해 상세히 설명한다.

본 실시예에 따른 축열식 소각로(100)의 흡입부(110)는, 처리하고자 하는 휘발성 유기화합물(VOC)이 함유된 소각대상물을 흡입하여 예열부(120)로 전달할 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 흡입부(110)는, 특정 구조의 필터부(111) 및 송풍기(112)를 포함하는 구성일 수 있다.

흡입부(110)의 필터부(111)는, 하방으로부터 흡입되는 소각대상물에 부유하는 입자성 물질을 걸러주도록, 하방으로 개방된 구조로서, 특정 구조의 필터하우징(111d), 제1경사부(111a), 제2경사부(111b) 및 제3경사부(111c)를 포함하는 구성이다. 이때, 필터부(111)의 필터하우징(111d)은, 하단부와 상단부가 개방된 중공형 박스 구조이다. 제1경사부(111a)는, 필터하우징(111d)의 하단부의 입구의 내주면을 따라 연속적으로 형성되고, 중앙 하방으로 소정 각도만큼 기울어진 경사면을 형성하는 구조이다. 제2경사부(111b)는, 필터하우징(111d)의 내부 중앙에 장착되고, 제1경사부(111a)와 소정 높이만큼 이격되어 상부에 배치되며, 필터하우징(111d)의 내부 중심으로부터 하방으로 외경이 점차 넓어지는 경사면을 형성하는 구조이다. 또한, 제3경사부(111c)는, 필터하우징(111d)의 내부 내주면을 따라 연속적으로 형성되고, 제2경사부(111b)와 소정 높이만큼 이격되어 상부에 배치되며, 중앙 하방으로 소정 각도만큼 기울어진 경사면을 형성하는 구조이다.

흡입부(110)의 송풍기(112)는, 필터부(111)의 상부에 장착되는 구성으로서, 필터부(111)를 통해 소각대상물을 흡입하여 예열부(120)로 전달할 수 있다.

이 경우, 본 실시예에 따르면, 정 구조의 필터하우징(111d), 제1경사부(111a), 제2경사부(111b) 및 제3경사부(111c)를 포함하는 필터부(111)를 구비함으로써, 외부로부터 인입되는 입자성 이물질을 효과적으로 차단할 수 있어, 소각로 운용 과정에서 또 다시 유해물질이 발생하는 것을 방지할 수 있는 축열식 소각로를 제공할 수 있다.

예열부(120)는, 흡입부(110)와 연통되는 구조로 장착되는 구성으로서, 배기유동부(150)와 인접하여 배치되어 배기유동부(150)를 통해 배기되는 고열의 배기가스에 의해 가열되며, 흡입부(110)를 통해 전달된 소각대상물을 가열함과 동시에 화실부(130)로 전달하는 배관구조일 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 예열부(120)는, 특정 구조의 유입배관(121), 절곡구조(122) 및 화실연통부(123)를 포함하는 구성일 수 있다. 예열부(120)의 유입배관(121)은, 흡입부(110)와 연통되어 소각대상물이 유동하는 구조일 수 있다. 절곡구조(122)는, 연소실부(140)의 상부에 형성된 배기유동부(150)의 외주면을 감싸는 형태로 다수 교차 유동하도록, 유입배관(121)에 다수 형성될 수 있다. 또한, 화실연통부(123)는, 유입배관(121)의 일단부에 연통되는 구조로 장착되는 구성으로서, 유입배관(121)과 화실부(130)를 연결할 수 있다. 이때, 화실연통부(123)는, 상기 유입배관(121)의 외주면 및 내주면과 회전가능하도록 결속되는 구조의 회전 체결구조(도시하지 않음)를 포함하는 구조일 수 있다.

이 경우, 본 실시예에 따르면, 특정 구조의 유입배관(121), 절곡구조(122) 및 화실연통부(123)를 포함하는 예열부(120)를 특정 위치에 배치함으로써, 화실에 전달되는 소각대상물을 효과적으로 예열할 수 있고, 축열식 소각로 설치 공간을 효과적으로 활용할 수 있어, 열악한 환경에서도 안정적으로 설치되어 운용될 수 있는 축열식 소각로를 제공할 수 있다.

화실부(130)는, 예열부(120)와 인접하여 배치되는 구성으로서, 일측에 버너(170)가 장착되며, 버너(170)에 의해 발생되는 화염이 연소실부(140) 방향으로 형성되고, 화염과 함께 소각대상물을 연소실부(140)로 유동시킬 수 있다.

연소실부(140)는, 화실부(130)와 인접하여 배치되며, 화실부(130)로부터 발생된 화염에 의해 소각대상물을 연소시킬 수 있다.

이때, 본 실시예에 따른 화실부(130) 및 연소실부(140)의 내벽은, 세라믹 소재로 구성된 집열판 구조일 수 있다. 바람직하게, 본 실시예에 따른 화실부(130)는, 버너(170)로부터 분사되는 화염의 외주면을 감싸는 형태로 화실부(130)로부터 연소실부(140)에 이르는 거리와 대응되는 길이로 연장된 판상형 구조의 세라믹 보드 축열판을 더 포함하는 구성일 수 있다.

이 경우, 본 실시예에 따르면, 화실부(130) 및 연소실부(140) 내벽을 세라믹 소재로 구성된 집열판 구조로 구성하고, 화실부(130)의 내부에 세라믹 보드 축열판을 버너(170)로부터 분사되는 화염의 외주면을 감싸는 형태로 배치함으로써, 화실에 전달되는 소각대상물을 효과적으로 예열할 수 있고, 축열식 소각로 설치 공간을 효과적으로 활용할 수 있어, 열악한 환경에서도 안정적으로 설치되어 운용될 수 있는 축열식 소각로를 제공할 수 있다.

한편, 배기유동부(150)는, 연소실부(140)의 일측에 연통되는 구조로 장착되는 구성으로서, 연소실부(140)로부터 소각되어 발생된 연소가스를 배기부(160)로 전달하며, 예열부(120)와 열교환을 수행하는 구조일 수 있다.

배기부(160)는, 배기유동부(150)에 의해 전달된 연소가스를 냉각시킨 후, 입자성 이물질을 제거한 후 외부로 배출할 수 있다.

도 4에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 축열식 소각로를 나타내는 정면 모식도가 도시되어 있다.

도 4를 도 2와 대조하여 참조하면, 본 실시예에 따른 흡입부(110)와 예열부(120)는 서로 인접하여 배치되고, 화실부(130) 및 연소실부(140)는 흡입부(110)와 예열부(120) 상부에 배치될 수 있다. 이때, 배기유동부(150)는 연소실부(140)의 하부에 장착되어 예열부(120)와 열교환을 수행하도록 배치됨이 바람직하다.

이 경우, 본 실시예에 따르면, 흡입부(110), 예열부(120), 화실부(130) 및 연소실부(140)를 특정 위치에 배치함과 동시에 배기유동부(150)를 연소실부(140)의 하부에 장착하여 예열부(120)와 열교환을 수행하도록 배치함으로써, 축열식 소각로가 설치되는 공간을 집약하여 효과적으로 활용할 수 있어, 결과적으로 열악한 환경에서도 안정적으로 설치되어 운용될 수 있는 축열식 소각로를 제공할 수 있다.

도 5에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화실부를 나타내는 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 5에 도시된 화실부를 나타내는 종단면도가 도시되어 있으며, 도 7에는 도 5에 도시된 화실부에 의해 유동하는 소각대상물과 화염의 유동 형태를 나타내는 모식도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 화실부(130)는, 특정 구조의 화실하우징(131), 축열내벽(134), 회전드럼(135), 내주면 블레이드(137) 및 외주면 블레이드(138)를 포함하는 구성일 수 있다.

구체적으로, 화실부(130)의 화실하우징(131)은, 연소실부(140)와 인접하여 배치되는 구성으로서, 상부면에 예열부(120)로부터 전달되는 소각대상물을 수용하는 소각대상물 주입구(132)가 형성되고, 일측면 중앙에 화염방사노즐(171)이 장착되며 타측면에 화염을 연소실부(140)에 전달하는 화염전달구(133)가 형성되며, 화염방사노즐(171)과 화염전달구(133)를 잇는 가상의 중심선을 가지는 중공형 실린더 구조일 수 있다.

이때, 화실하우징(131)의 내주면에는 소정 두께만큼 축열내벽(134)이 장착될 수 있다. 축열내벽(134)은 세라믹 집열판 소재로 구성됨이 바람직하다.

회전드럼(135)은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 화실하우징(131) 내부에 회전 가능하도록 장착되는 구성으로서, 외주면을 따라 일정 간격 이격되어 소각대상물이 인입될 수 있는 인입구(136)가 다수 형성될 수 있다.

내주면 블레이드(137)는, 회전드럼(135)의 내주면을 따라 소정 높이만큼 돌출되어 연속적으로 형성되는 구성으로서, 화염방사노즐(171)로부터 발생되는 화염에 의해 회전드럼(135)에 회전구동력을 발생시킬 수 있다.

또한, 외주면 블레이드(138)는, 회전드럼(135)의 외주면을 따라 소정 높이만큼 돌출되어 연속적으로 형성되는 구성으로서, 화염방사노즐(171)과 화염전달구(133)를 잇는 가상의 중심선과 평행한 방향으로 형성되며, 소각대상물 주입구(132)로부터 인입된 소각대상물을 화실하우징(131)의 축열내벽(134)의 내측면을 따라 유동시키는 구조일 수 있다.

이때, 화염방사노즐(171)로부터 발생되는 화염에 의해 회전드럼(135)의 내주면 블레이드(137)에 회전구동력이 가해지고,

상기 회전드럼(135)의 회전에 의해 외주면 블레이드(138)는 소각대상물 주입구(132)를 통해 인입된 소각대상물을 축열내벽(134)을 따라 유동시키며 가열시키게 된다. 이후, 축열내벽(134)을 따라 유동하는 소각대상물은 인입구(136)를 통해 화실부(130) 내부로 진입하게 되며, 내주면 블레이드(137)에 발생된 화염 회오리에 의해 소각대상물은 화염 회오리와 함께 혼합되어 화염전달구(133)를 통해 연소실부(140)로 유동하게 된다.

이 경우, 본 실시예에 따르면, 특정 구조의 화실하우징(131), 축열내벽(134), 회전드럼(135), 내주면 블레이드(137) 및 외주면 블레이드(138)를 포함하는 화실부(130)를 구비함으로써, 화실부(130) 내부로 전달되는 소각대상물을 최대한 예열함과 동시에 화염과 함께 골고루 혼합한 상태로 연소실부(140) 전달할 수 있어, 소각대상물의 효과적인 연소 작용을 유도할 수 있고, 결과적으로 운용 효율을 극대화 할 수 있어 대기 중으로 배기되는 휘발성 유기화합물(VOC)의 양을 극최소화 할 수 있는 축열식 소각로를 제공할 수 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

100: 축열식 소각로
110: 흡입부
111: 필터부
111a: 제1경사부
111b: 제2경사부
111c: 제3경사부
111d: 필터하우징
112: 송풍기
120: 예열부
121: 유입배관
122: 절곡구조
123: 화실연통부
130: 화실부
131: 화실하우징
132: 소각대상물 주입구
133: 화염전달구
134: 축열내벽
135: 회전드럼
136: 인입구
137: 내주면 블레이드
138: 외주면 블레이드
140: 연소실부
150: 배기유동부
160: 배기부
170: 버너
171: 화염방사노즐

Claims

처리하고자 하는 휘발성 유기화합물(VOC)이 함유된 소각대상물을 흡입하여 예열부(120)로 전달하는 흡입부(110);
상기 흡입부(110)와 연통되는 구조로 장착되고, 배기유동부(150)와 인접하여 배치되어 배기유동부(150)를 통해 배기되는 고열의 배기가스에 의해 가열되며, 흡입부(110)를 통해 전달된 소각대상물을 가열함과 동시에 화실부(130)로 전달하는 배관구조의 예열부(120);
상기 예열부(120)와 인접하여 배치되고, 일측에 버너(170)가 장착되며, 버너(170)에 의해 발생되는 화염이 연소실부(140) 방향으로 형성되고, 화염과 함께 소각대상물을 연소실부(140)로 유동시키는 화실부(130);
상기 화실부(130)와 인접하여 배치되며, 화실부(130)로부터 발생된 화염에 의해 소각대상물을 연소시는 연소실부(140);
상기 연소실부(140)의 일측에 연통되는 구조로 장착되고, 연소실부(140)로부터 소각되어 발생된 연소가스를 배기부(160)로 전달하며, 예열부(120)와 열교환을 수행하는 구조의 배기유동부(150); 및
상기 배기유동부(150)에 의해 전달된 연소가스를 냉각시킨 후, 입자성 이물질을 제거한 후 외부로 배출하는 배기부(160);
를 포함하고,
상기 흡입부(110)는,
하방으로부터 흡입되는 소각대상물에 부유하는 입자성 물질을 걸러주도록, 하방으로 개방된 구조의 필터부(111); 및
상기 필터부(111)의 상부에 장착되고, 필터부(111)를 통해 소각대상물을 흡입하여 예열부(120)로 전달하는 송풍기(112);
를 포함하고,
상기 필터부(111)는,
하단부와 상단부가 개방된 중공형 박스 구조의 필터하우징;
상기 필터하우징의 하단부의 입구의 내주면을 따라 연속적으로 형성되고, 중앙 하방으로 소정 각도만큼 기울어진 경사면을 형성하는 제1경사부(111a);
상기 필터하우징의 내부 중앙에 장착되고, 제1경사부(111a)와 소정 높이만큼 이격되어 상부에 배치되며, 필터하우징의 내부 중심으로부터 하방으로 외경이 점차 넓어지는 경사면을 형성하는 제2경사부(111b); 및
상기 필터하우징의 내부 내주면을 따라 연속적으로 형성되고, 제2경사부(111b)와 소정 높이만큼 이격되어 상부에 배치되며, 중앙 하방으로 소정 각도만큼 기울어진 경사면을 형성하는 제3경사부(111c);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 축열식 소각로.
삭제
제1항에 있어서,
상기 예열부(120)는,
상기 흡입부(110)와 연통되어 소각대상물이 유동하는 유입배관(121);
상기 연소실부(140)의 상부에 형성된 배기유동부(150)의 외주면을 감싸는 형태로 다수 교차 유동하도록, 유입배관(121)에 형성된 다수의 절곡구조(122); 및
상기 유입배관(121)의 일단부에 연통되는 구조로 장착되고, 유입배관(121)과 화실부(130)를 연결하는 화실연통부(123);
를 포함하고,
상기 화실연통부(123)는, 상기 유입배관(121)의 외주면 및 내주면과 회전가능하도록 결속되는 구조의 회전 체결구조를 포함하며,
화실부(130) 및 연소실부(140)의 내벽은, 세라믹 소재로 구성된 집열판 구조이고,
상기 화실부(130)는,
버너(170)로부터 분사되는 화염의 외주면을 감싸는 형태로 화실부(130)로부터 연소실부(140)에 이르는 거리와 대응되는 길이로 연장된 판상형 구조의 세라믹 보드 축열판;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축열식 소각로.
제1항에 있어서,
상기 흡입부(110)와 예열부(120)는 서로 인접하여 배치되고,
상기 화실부(130) 및 연소실부(140)는 흡입부(110)와 예열부(120) 상부에 배치되며,
상기 배기유동부(150)는 연소실부(140)의 하부에 장착되어 예열부(120)와 열교환을 수행하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 축열식 소각로.
제1항에 있어서,
상기 화실부(130)는,
상기 연소실부(140)와 인접하여 배치되고, 상부면에 예열부(120)로부터 전달되는 소각대상물을 수용하는 소각대상물 주입구(132)가 형성되고, 일측면 중앙에 화염방사노즐(171)이 장착되며 타측면에 화염을 연소실부(140)에 전달하는 화염전달구(133)가 형성되며, 화염방사노즐(171)과 화염전달구(133)를 잇는 가상의 중심선을 가지는 중공형 실린더 구조의 화실하우징(131);
상기 화실하우징(131)의 내주면에 소정 두께만큼 장착되고, 세라믹 집열판 소재로 구성된 축열내벽(134);
상기 화실하우징(131) 내부에 회전 가능하도록 장착되고, 외주면을 따라 일정 간격 이격되어 소각대상물이 인입될 수 있는 인입구(136)가 다수 형성된 회전드럼(135);
상기 회전드럼(135)의 내주면을 따라 소정 높이만큼 돌출되어 연속적으로 형성되고, 화염방사노즐(171)로부터 발생되는 화염에 의해 회전드럼(135)에 회전구동력을 발생시키는 내주면 블레이드(137); 및
상기 회전드럼(135)의 외주면을 따라 소정 높이만큼 돌출되어 연속적으로 형성되고, 화염방사노즐(171)과 화염전달구(133)를 잇는 가상의 중심선과 평행한 방향으로 형성되며, 소각대상물 주입구(132)로부터 인입된 소각대상물을 화실하우징(131)의 축열내벽(134)의 내측면을 따라 유동시키는 구조의 외주면 블레이드(138);
을 포함하고,
상기 화염방사노즐(171)로부터 발생되는 화염에 의해 회전드럼(135)의 내주면 블레이드(137)에 회전구동력이 가해지고,
상기 회전드럼(135)의 회전에 의해 외주면 블레이드(138)는 소각대상물 주입구(132)를 통해 인입된 소각대상물을 축열내벽(134)을 따라 유동시키며 가열시키게 되고,
상기 축열내벽(134)을 따라 유동하는 소각대상물은 인입구(136)를 통해 화실부(130) 내부로 진입하게 되며,
상기 내주면 블레이드(137)에 발생된 화염 회오리에 의해 소각대상물은 화염 회오리와 함께 혼합되어 화염전달구(133)를 통해 연소실부(140)로 유동하게 되는 것을 특징으로 하는 축열식 소각로.