KR102421337B1

KR102421337B1 - 다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치

Info

Publication number: KR102421337B1
Application number: KR1020210051174A
Authority: KR
Inventors: 이경록
Original assignee: 이경록
Priority date: 2021-04-20
Filing date: 2021-04-20
Publication date: 2022-07-14

Abstract

본 발명은 생활 쓰레기와 산업 폐기물 등이 혼합된 다종 폐기물을 고온에서 소각 처리함과 동시에 그 과정에서 발생하는 폐열을 회수하고, 매연 등의 연소 생성물을 집진할 수 있도록 구성되어 연소가스의 배기로 인한 환경오염이 방지할 수 있도록 하는 무공해 처리 방식의 연소장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치는 다종 폐기물이 투입되는 호퍼형의 투입구가 상부 측에 형성되고, 배출구가 하부 측에 형성되는 집하실, 집하실의 배출구를 통해 배출되는 다종 폐기물을 이송하는 이송부, 이송부에 의해 이송된 다종 폐기물이 투입되는 2중 개폐 구조의 투입로가 상부의 일측에 구비되고, 다층의 외기 분사구를 포함하는 외기 공급관이 내부에 구비되며, 연소에 의해 발생하는 연소가스가 배출되는 배기로가 상부의 다른 일측에 구비되며, 내산성과 내열성 향상을 위해 내벽이 캐스타블 재질로 구성되는 단일 원통형의 연소실 및, 연소실의 배기로와 연결되는 유입구가 상부의 일측에 형성되고, 유입된 고온의 연소가스로부터 폐열을 회수하는 열회수관이 내부에 구비되며, 연소가스에 포함된 매연물질을 흡착하는 호퍼형의 흡착부가 내부에 구비되고, 연소 가스를 외부로 배기하는 배기관이 상부의 다른 일측에 구비되는 사이클론 집진 방식의 집진실을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치{Pollution-free combustion device that incinerates various wastes at high temperatures}

본 발명은 다종 폐기물의 소각 처리와 열재생을 위한 연소장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 생활 쓰레기와 산업 폐기물 등이 혼합된 다종 폐기물을 고온에서 소각 처리함과 동시에 그 과정에서 발생하는 폐열을 회수하고, 매연 등의 연소 생성물을 집진할 수 있도록 구성되어 연소가스의 배기로 인한 환경오염이 방지할 수 있도록 하는 무공해 처리 방식의 연소장치에 관한 것이다.

최근, 현대 문명의 발달과 생활 방식의 다양화에 따른 환경오염이 가속화됨에 따라 지구 온난화, 생태계 파괴 등의 이슈가 크게 주목받고 있으며, 이에 따라 전세계의 곳곳에서는 환경을 보호하기 위한 각종 단체가 설립되고, 환경보호 운동이 전개되는 등 다양한 방식을 통한 환경보호가 진행되고 있다.

이와 관련하여, 가정에서 발생하는 각종 생활 쓰레기와 산업 현장에서 발생하는 산업 폐기물 등은 분리수거를 통해 일부 재활용되고 있으나, 재활용이 불가능한 쓰레기와 폐기물(이하에서는, 폐기물로 통합하여 지칭하기로 한다.)은 매립, 해양 배출 및 소각 등의 방식으로 처리될 수 밖에 없는 실정이다.

그러나 이와 같은 폐기물의 매립 방식은 매립을 위한 막대한 부지가 필요함과 동시에 심각한 토양오염이 발생하게 되는 문제가 있고, 폐기물을 해양에 배출하는 방식은 심각한 해양오염이 발생하게 되는 문제가 있다.

따라서, 불가피하게 폐기물을 소각 처리하는 방식이 주로 이용되고 있으나, 이 또한 소각시 발생하는 매연 등의 연소 생성물과 소각재의 매립으로 인한 대기오염과 토양오염이 여전히 발생하게 되는 문제가 있다.

이와 관련하여, 종래의 소각 장치에 관한 발명으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1589637호의 “에너지 발생용 친환경 폐기물 소각장치”, 대한민국 등록특허공보 제10-1602597호의 “폐기물 처리용 친환경 소각장치” 및, 대한민국 등록특허공보 제10-1709744호의 “고온 열분해 소각 장치” 등의 다양한 발명들이 제안되어 공개된 바 있다.

우선, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1589637호의 “에너지 발생용 친환경 폐기물 소각장치”에는 고상 폐기물과 더불어 액상 폐유물을 동시에 소각 처리하도록 구성되어 폐기물의 처리효율을 증대시키되 대기 오염물질의 발생은 감소시킬 수 있고, 소각시 발생하는 고열을 이용하여 에너지 회수효율을 증대시킬 수 있는 장치에 관한 발명이 제안되었다.

또한, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1602597호의 “폐기물 처리용 친환경 소각장치”에는 폐기물이 연소되면서 발생하는 연소 가스를 재연소시키도록 구성되어 완전 연소를 달성할 수 있고, 소각로 내의 내화벽의 분리 및 교체가 원활하게 수행될 수 있도록 하는 장치에 관한 발명이 제안되었다.

또한, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1709744호의 “고온 열분해 소각 장치”에는 급기관이 연소실 중앙에 배치되도록 구성되어 연소실의 내부 면적 잠식을 최소화할 수 있고, 분쇄봉이 소각 처리물을 지속적으로 분쇄하도록 구성되어 단시간 내에 완전 연소시킬 수 있으며, 연소 가스를 순환시키도록 구성되어 폐열의 회수 효율을 향상시킬 수 있는 장치에 관한 발명이 제안되었다.

그러나 상기와 같은 종래의 장치들은 함수율이 높거나 비가연성 폐기물 또는 의료 분야 등에서 사용된 특수 폐기물의 처리가 곤란하여 처리할 수 있는 폐기물의 종류가 제한되는 문제가 있고, 이에 따라 수집된 폐기물을 종류에 따라 분류하여야 하는 과정이 선행되어야 하는 불편함이 발생한다.

따라서, 상기와 같은 문제들을 모두 해결하여 각종 생활 쓰레기와 산업 현장에서 발생하는 산업 폐기물, 비가연성 폐기물 그리고 의료 분야 등에서 사용된 특수 폐기물 등이 혼합된 상태인 다종 폐기물을 분류하지 않고 일괄적으로 소각 처리할 수 있고, 연소가스의 배기로 인한 환경오염을 방지할 수 있도록 구성되는 장치에 관한 필요성이 요구되는 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1589637호(2016. 01. 22.) 대한민국 등록특허공보 제10-1602597호(2016. 03. 04.) 대한민국 등록특허공보 제10-1709744호(2017. 02. 17.)

본 발명에 의한 다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치는 상기와 같은 종래 발명들의 문제점들을 해결하기 위해 제안된 발명으로써,

함수율이 높거나 비가연성 폐기물 또는 의료 분야 등에서 사용된 특수 폐기물의 처리가 곤란하여 처리할 수 있는 폐기물의 종류가 제한되는 문제가 있고,

이에 따라 수집된 폐기물을 종류에 따라 분류하여야 하는 과정이 선행되어야 하는 불편함이 발생하기 때문에, 이에 대한 해결책을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 실현하고자,

다종 폐기물이 투입되는 호퍼형의 투입구가 상부 측에 형성되고, 배출구가 하부 측에 형성되는 집하실; 상기 집하실의 배출구를 통해 배출되는 다종 폐기물을 이송하는 이송부; 상기 이송부에 의해 이송된 다종 폐기물이 투입되는 2중 개폐 구조의 투입로가 상부의 일측에 구비되고, 다층의 외기 분사구를 포함하는 외기 공급관이 내부에 구비되며, 연소에 의해 발생하는 연소가스가 배출되는 배기로가 상부의 다른 일측에 구비되며, 내산성과 내열성 향상을 위해 내벽이 캐스타블 재질로 구성되는 단일 원통형의 연소실; 및, 상기 연소실의 배기로와 연결되는 유입구가 상부의 일측에 형성되고, 유입된 고온의 연소가스로부터 폐열을 회수하는 열회수관이 내부에 구비되며, 연소가스에 포함된 매연물질을 흡착하는 호퍼형의 흡착부가 내부에 구비되고, 연소 가스를 외부로 배기하는 배기관이 상부의 다른 일측에 구비되는 사이클론 집진 방식의 집진실; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치를 제시한다.

본 발명에 의한 다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치는,

연소실의 내벽을 내산성과 내열성이 뛰어나고 열복사에 유리한 캐스타블 재질로 구성하고, 다층의 외기 분사구를 포함하는 외기 공급관을 내부에 구비하는 구성을 통해 다종 폐기물을 900℃ 이상의 고온에서 일괄적으로 소각 처리할 수 있는 효과가 발생한다.

또한, 본 발명은 900℃ 이상의 고온을 구현함으로써 다이옥신 등 유해물질의 발생을 방지할 수 있는 효과가 발생하며, 그로 인한 완전 연소와 연소 생성물의 집진에 의해 무공해 상태인 연소가스를 외부로 배출할 수 있는 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명에 의한 다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치의 정면도.
도 2는 다종 폐기물의 투입에 의한 투입로의 개방 순서를 나타낸 예시도.
도 3은 연소실과 집진실의 내부를 나타낸 단면도.
도 4는 연소실 내부의 외기 공급관에서 외기가 분사되고, 분사 노즐에서 액체 연료가 분사되는 모습을 나타낸 예시도.
도 5a 내지 도 5c는 연소실의 상부에 회전형 덮개부가 설치되는 과정을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기로의 구성 형태를 나타낸 예시도.

본 발명은 다종 폐기물의 소각 처리와 열재생을 위한 연소장치에 관한 것으로써,

다종 폐기물이 투입되는 호퍼형의 투입구가 상부 측에 형성되고, 배출구가 하부 측에 형성되는 집하실(100); 상기 집하실(100)의 배출구를 통해 배출되는 다종 폐기물을 이송하는 이송부(200); 상기 이송부(200)에 의해 이송된 다종 폐기물이 투입되는 2중 개폐 구조의 투입로(310)가 상부의 일측에 구비되고, 다층의 외기 분사구(321)를 포함하는 외기 공급관(320)이 내부에 구비되며, 연소에 의해 발생하는 연소가스가 배출되는 배기로(330)가 상부의 다른 일측에 구비되며, 내산성과 내열성 향상을 위해 내벽이 캐스타블 재질로 구성되는 단일 원통형의 연소실(300); 및, 상기 연소실(300)의 배기로(330)와 연결되는 유입구(410)가 상부의 일측에 형성되고, 유입된 고온의 연소가스로부터 폐열을 회수하는 열회수관(420)이 내부에 구비되며, 연소가스에 포함된 매연물질을 흡착하는 호퍼형의 흡착부(430)가 내부에 구비되고, 연소 가스를 외부로 배기하는 배기관(440)이 상부의 다른 일측에 구비되는 사이클론 집진 방식의 집진실(400); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치에 관한 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.

우선, 도 1에 도시된 상기 집하실(100)은 가정에서 발생하는 각종 생활 쓰레기와 산업 현장에서 발생하는 산업 폐기물 등 각종 폐기물이 일시적으로 저장되는 장치로써, 호퍼형의 투입구가 상부에 형성되고, 배출구가 하부에 형성되는 형태로 구성되어 상방으로 투입된 다종 폐기물이 하방으로 배출될 수 있도록 한다.

이때, 상기 집하실(100)의 내부에는 투입된 다종 폐기물의 분쇄를 목적으로 하는 분쇄 장치가 설치될 수 있으며, 이러한 분쇄 장치가 설치되는 경우에는 분쇄된 다종 폐기물의 교반을 목적으로 하는 교반 장치가 그 하방에 설치될 수 있다.

이와 같이, 상기 집하실(100)의 내부에 분쇄 장치가 설치되는 경우에는 집하실(100)의 내부로 투입된 다종 폐기물이 연소 처리에 용이한 형태로 잘게 분쇄될 수 있으며, 이에 더해 교반 장치가 함께 설치되는 경우에는 잘게 분쇄된 상태인 다종 폐기물을 교반함으로써 수분이 함유된 상태인 다종 폐기물의 건조 속도를 보다 빠르게 할 수 있는 효과와 함께 배출구를 통한 다종 폐기물의 배출량을 일정하게 형성할 수 있는 효과가 발생하게 된다.

이때, 상기 집하실(100)의 하방에는 배출구를 통해 배출되는 다종 폐기물을 연소 처리하기 위해 이송하는 이송부(200)가 경사지게 설치되며, 상기 이송부(200)는 잘게 분쇄된 상태인 다종 폐기물의 이송에 적합한 형태인 컨베이어 벨트나 스크류 컨베이어로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 도 1에 도시된 상기 연소실(300)은 다종 폐기물이 연소 처리되는 장치이며, 2중 개폐 구조의 투입로(310)가 상부의 일측에 구비되고, 다층의 외기 분사구(321)를 포함하는 내열성의 원통형인 외기 공급관(320)이 내부에 구비되는 형태로 구성되어, 투입로(310)를 통해 투입된 다종 폐기물이 내부에서 고온으로 연소 처리될 수 있도록 한다.

또한, 상기 연소실(300)은 배기로(330)가 상부의 다른 일측에 구비되는 형태로 구성되어 다종 폐기물의 연소에 의해 발생하는 연소가스가 배기로(330)를 통해 연소실(300)의 외부로 배출될 수 있도록 한다.

이때, 상기 연소실(300)은 그 내부의 하부 측에 일정한 높이에서 수평하게 설치되는 창살 형태의 구획판(340)에 의해 하부를 구성하는 제1 연소부와 상부를 구성하는 제2 연소부로 구획될 수 있으며, 다종 폐기물의 효과적인 연소 처리를 위해 제1 연소부의 공간의 넓이는 제2 연소부의 공간의 넓이에 비해 협소하게 형성되는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로, 상기 이송부(200)는 상기 집하실(100)의 배출구를 통해 배출되는 다종 폐기물을 상기 연소실(300)의 투입로(310)로 이송하도록 구성되며, 상기 투입로(310)는 2중 개폐 구조로 구성됨으로써 다종 폐기물이 연소실(300)의 내부로 투입될 때 연소에 의해 발생하는 내부의 연소가스가 외부로 배출되지 않도록 함과 동시에 외부의 온도에 의한 연소실(300) 내부 온도의 저하를 최소화한다.

이와 같은 기능의 실현을 위하여 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 투입로(310)는 상기 연소실(300) 상부의 일측에 경사지게 설치되는 연통부(311), 연통부(311)의 내부를 향하여 회전 가능한 형태로 연통부(311)의 상부 일측에 힌지 결합되는 외부 개폐판(312) 및, 연통부(311)의 외부를 향하여 회전 가능한 형태로 연통부(311)의 하부 일측에 힌지 결합되는 내부 개폐판(313)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 상기 이송부(200)에 의해 공급되는 다종 폐기물의 무게에 의해 상기 투입로(310)의 외부 개폐판(312)이 연통부(311)의 내부를 향해 회전함으로써 일정량의 다종 폐기물이 연통부(311)의 내부로 투입될 수 있고, 경사진 연통부(311)의 내부 이송로를 따라 이송된 다종 폐기물의 무게에 의해 내부 개폐판(313)이 상기 연소실(300)의 내부를 향해 회전함으로써 일정량의 다종 폐기물이 연소실(300)의 내부로 투입될 수 있다.

이때, 먼저 회전하게 되는 외부 개폐판(312)은 다종 폐기물에 의해 내부 개폐판(313)이 회전하기 전 원상태로 복귀함으로써 연소가스의 유출을 방지함과 동시에 외기의 유입이 방지될 수 있도록 하며, 상기 이송부(200)는 상기와 같은 외부 개폐판(312)과 내부 개폐판(313)의 동시 개방이 방지하기 위한 목적으로 다종 폐기물의 이송량과 이송 속도를 일정하게 제한하도록 구성되는 것이 바람직하다.

이후, 상기 투입로(310)를 통해 상기 연소실(300)의 내부로 투입된 다종 폐기물은 낙하하여 크기에 따라 상기 구획판(340)에 걸리거나 그 구획판(340)의 하방으로 낙하하게 되며, 이와 같은 구성을 통해 본 발명은 연소실(300)의 하부가 다종 폐기물과 소각재로 쉽게 밀폐되지 않도록 하여 다종 폐기물의 소각 처리와 그로 인해 발생하는 연소가스의 상승이 원활해질 수 있도록 하는 효과가 발생한다.

또한, 상기한 바와 같이, 상기 연소실(300)은 내산성과 내열성 향상을 위해 내벽이 캐스타블 재질로 구성될 수 있는데, 이와 같은 캐스타블 재질의 내벽은 연소실(300)의 내주연에 다수의 V 또는 Y자형 앙카를 일정간격으로 용접 부착한 후 그 다수의 앙카에 지지되는 50 내지 100㎜ 두께의 캐스타블판을 부착시키는 방식에 의하여 실현될 수 있다.

이때, 상기 V 또는 Y자형 앙카는 폴리에틸렌 피복재로 마감처리됨으로써 열의 수축과 팽창에 대응하도록 할 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 외기 공급관(320)은 상기 연소실(300)의 내부 중심부에 상기 구획판(340)을 관통하는 형태로 설치되어 외부로부터 공급되는 외기를 연소실(300)의 내부로 공급하는 원기둥 형태의 공급 장치이며, 외기의 분사를 위한 다층의 외기 분사구(321)를 포함하여 구성되되, 각 외기 분사구(321)를 통해 분사되는 외기의 세기와 분사량이 높이에 따라 다르게 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 외기 공급관(320)은 상기 제1 연소부의 바닥 중심에 탈착 가능한 형태로 설치되되 그 높이가 상기 제2 연소부의 중상부까지 형성되어 연소실(300)의 내부에 다층의 외기 분사구(321)에 의한 다수의 연소층을 형성하도록 구성된다.

또한, 상기 외기 공급관(320)에는 외주연을 따라 복수 개의 외기 분사구(321)가 하층, 중층, 중상층, 상층 등의 다층으로 형성될 수 있는데 각층을 이루는 복수 개의 외기 분사구(321)의 개수가 하층에서 상층으로 갈수록 증가하도록 구성될 수 있고, 각 분사구에서 분사되는 외기의 세기와 분사량이 하층에서 상층으로 갈수록 증가하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 외기 공급관(320)에 형성되는 복수 개의 외기 분사구(321)는 높이에 따라 분사 방향이 다르게 설정될 수 있고, 동일한 높이에서도 분사 방향이 서로 다르게 설정됨으로써 제2 연소부의 중층 이상에서 분사되는 외기가 와류를 형성하도록 할 수 있다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 연소실(300)의 제1 연소부에서 소량의 외기 공급에 따른 불완전 연소가 발생하도록 구성될 수 있고, 제2 연소부의 하부에서는 외기를 상측 경사방향으로 분사함으로써 불완전 연소가스가 상승하도록 유도할 수 있으며, 제2 연소부의 중층 이상에서는 다량의 외기 공급과 액체 연료의 공급에 의해 완전 연소가 발생하도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 복수 개의 외기 분사구(321)에서 분사되는 외기의 세기와 분사량이 상층으로 갈수록 증가함에 따라 제2 연소부의 중층 이상에서는 에어커튼이 형성됨으로써 연소가스의 상승이 지연될 수 있으며, 이러한 현상은 연소가스의 완전 연소에 상당한 도움이 될 수 있다.

한편, 상기 외기 공급관(320)의 하부에는 외부와 연결되고 외기가 통과하는 통로를 수평으로 형성하는 이송관(350)이 연결되도록 구성되며, 이송관(350)의 입구 측에는 외기의 공급에 이용되는 송풍기가 구비될 수 있다.

이때, 상기 송풍기는 아래에서 설명되는 연료 저장부(450)의 하부 공간에 구비될 수 있으며, 상기 연소실(300)에 투입되는 폐기물의 종류에 따라 인버터에 의해 송풍량이 조절될 수 있다.

또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 외기 공급관(320)의 상부에는 투입로(310)로부터 낙하하는 다종 폐기물과의 충돌이나 상기 연소실(300) 내부에 쌓이는 다종 폐기물과 소각재의 무게 또는 압력으로 인한 외기 공급관(320)의 손상 또는 변형을 방지하기 위한 목적으로 연소실(300) 내부에 수평하게 설치되는 고정관(322)이 연결될 수 있다.

즉, 상기 고정관(322)은 상기 연소실(300) 내부에 수직하게 설치된 상태인 외기 공급관(320)의 보호와 형상 유지를 1차의 목적으로 하여 그 외기 공급관(320)의 상부측 말단부에 연결되는 형태로 설치되는 것이나, 필요에 따라서는 외기 공급관(320)에의 외기의 공급을 2차의 목적으로 할 수 있다.

이때, 상기 고정관(322)의 설치는 상기 연소실(300)의 외부에서도 실시할 수 있으며, 이를 위해 연소실(300)의 측면 일측에는 고정관(322)의 진입을 위한 개폐 구조의 진입구가 형성될 수 있다.

또한, 상기 연소실(300)은 내산성과 내열성 향상을 위해 내벽이 50 내지 100㎜ 두께의 캐스타블 재질로 구성되는 것을 특징으로 하며, 내부에서의 열복사량의 증가를 위한 목적으로 캐스타블 재질에 샤모트, 알루미나질 또는 크롬질 중 어느 하나 이상이 더 혼합된 것으로 그 내벽이 구성될 수 있다.

또한, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 연소실(300)에는 일정길이 아래에 플렌지(301)가 형성될 수 있고, 그 상단면과 플렌지(301)의 사이에는 연소실(300)의 외주연을 따라 서로 일정거리 이격되는 다수의 통공이 형성될 수 있으며, 외주연을 따라 서로 일정거리 이격되는 다수의 통공이 형성되는 링 형상의 회전형 덮개부(360)가 그 플렌지(301)에 지지되며 연소실(300)의 외주연을 감싸는 형태로 끼워 맞춤되며 안착될 수 있다.

이때, 상기 회전형 덮개부(360)는 내열성이 강하고 경량인 스테인레스 재질로 구성될 수 있으며, 외부의 일측에는 사용자가 파지 가능하도록 손잡이가 형성될 수 있다.

즉, 상기 회전형 덮개부(360)는 상기 연소실(300) 상부의 통공을 모두 가리는 형태로 설치되되, 필요에 따라 손잡이를 파지한 사용자에 의해 회전함으로써 연소실(300) 상부의 통공이 모두 개방될 수 있도록 하며, 통공의 개방에 의해 연소실(300)의 상부에는 외기가 유입됨으로써 내부 온도의 저감이나 고온으로 인한 변형 방지 등의 효과가 발생하게 된다.

이때, 사용자는 상기 연소실(300) 상부의 통공과 상기 회전형 덮개부(360)의 통공을 모두 완전히 일치시킴으로써 개방되는 면적을 최대화할 수 있으나, 회전량의 조절에 의해 통공의 개방면적을 다르게 함으로써 필요에 따라 외기의 유입량을 조절할 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 플렉시블 관 형상의 배기로(330)가 상기 회전형 덮개부(360)의 상단의 일측과 집진실(400)의 상단의 일측을 서로 연결하는 형태로 구비될 수 있다.

또한, 상기 연소실(300)은 소각재의 하부 중심으로의 유도를 위한 목적으로 바닥면에 인접하는 하부의 모서리가 라운딩 마감 처리되고, 다량의 소각재로 인한 밀폐를 방지하기 위한 목적으로 하나 이상의 소각재 배출구(370)와 일방향으로 축 회전하며 하부에 쌓인 소각재를 상기 소각재 배출구(370) 측으로 밀어내는 회전 장치가 하부에 구비되는 형태로 구성될 수 있다.

즉, 상기 연소실(300)의 바닥에 다종 폐기물의 소각으로 인해 발생하는 소각재가 다량으로 쌓이게 되는 경우에는 새롭게 투입된 다종 폐기물의 소각 효율이 점점 저하될 수 있기 때문에, 본 발명은 연소실(300)의 하부에 일정한 속도로 회전하는 회전 장치를 구비하는 구성을 채택함으로써 소각재가 자동으로 배출될 수 있도록 한다.

이때, 상기 회전 장치는 상기 연소실(300)에 수직으로 설치되는 회전축과 그 회전축에 체결된 상태에서 회전할 수 있도록 구성되는 다수의 날개를 가진 회전부로 구성될 수 있으며, 저속으로 회전하며 내측의 소각재를 외측 방향으로 밀어낼 수 있는 형태로 각 날개부의 구조가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연소실(300)은 개폐 구조의 개폐구가 상단면과 측면의 일측에 각각 구비되고, 내부의 상태를 확인하기 위한 투명창이 장착되는 점검구가 측면의 다른 일측에 구비되며, 온도를 측정하기 위한 온도 센서(390)가 내부에 구비되고, 필요에 따라 수분을 공급하기 위한 수분 공급구가 상부의 일측에 하나 이상 구비되는 형태로 구성될 수 있다.

즉, 상기한 바와 같이, 소각 처리를 위한 다종 폐기물은 투입로(310)를 통해 상기 연소실(300)의 내부로 일정량이 투입될 수 있으나, 경우에 따라서는 다종 폐기물을 연소실(300)의 내부로 직접 투입할 필요가 발생할 수 있으며, 본 발명의 사용자는 연소실(300)의 상단과 측면의 일측에 각각 구비되는 개폐구를 이용하여 연소실(300)의 내부로 다종 폐기물을 직접 투입할 수 있다.

구체적으로, 상기 연소실(300)의 상단에는 개폐구가 형성될 수 있고, 상기 회전형 덮개부(360)에는 개폐구에 대응하는 해치가 구비될 수 있으며, 이러한 해치와 개폐구는 연소실(300) 내부의 유지 보수를 위한 사용자의 진입 통로로도 이용될 수 있다.

또한, 본 발명의 사용자는 투명창을 통해 상기 연소실(300) 내부의 상태를 확인할 수 있으며, 확인되는 내부 상황에 따라 다종 폐기물의 공급량을 조절할 수 있고, 외기의 공급량과 액체 연료의 분사량을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 사용자는 상기 연소실(300) 내부에 구비된 온도 센서(390)에서 측정되는 온도를 표시 장치를 통해 외부에서 확인할 수 있으며, 그 내부의 온도, 보다 상세하게는 고분자 폐기물이나 고열량 폐기물의 소각으로 인해 연소실(300) 상부의 온도가 1,000℃ 이상으로 형성되는 경우에는 외기의 공급량과 액체 연료의 분사량을 조절하거나 상기 수분 공급구를 통한 수분의 공급으로 온도를 저하시킴으로써 질소 산화물의 발생이 억제되도록 할 수 있다.

또한, 상기 연소실(300)의 내부에는 다종 폐기물의 소각으로 인해 발생하는 연소가스에 포함된 유해가스의 농도를 측정하기 위한 매연센서가 구비될 수 있으며, 사용자는 연소실(300) 내부에 구비된 매연센서에서 측정되는 유해가스의 농도를 표시 장치의 화면을 통해 외부에서 확인하며, 외기의 공급량과 액체 연료의 분사량을 조절할 수 있다.

따라서, 상기 연소실(300) 또는 집진실(400)의 외부에는 외기의 공급량과 액체 연료의 분사량을 조절하기 위한 목적으로 송풍기, 구동 모터 등을 제어 가능한 제어부가 구비되어야 한다.

또한, 상기 집진실(400)은 다종 폐기물이 연소될 때 발생하는 연소가스를 사이클론(cyclone) 방식으로 처리하는 장치이며, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 연소실(300)의 배기로(330)와 연결되는 유입구(410)가 상부의 일측에 형성되고, 열회수관(420)과 흡착부(430)가 내부에 구비되며, 연소가스를 외부로 배기하는 배기관(440)이 상부의 다른 일측에 구비되어, 폐열이 회수되고 매연물질이 제거된 상태인 무공해의 연소가스가 외부로 배기될 수 있도록 한다.

이때, 상기 유입구(410) 측에는 상기 연소실(300)로부터 배출되는 연소가스의 흡입에 이용되는 흡입팬이 구비될 수 있다.

따라서, 유입구(410)를 통해 상기 집진실(400)의 내부로 유입된 연소가스는 집진실(400)의 상부 측에 구비되는 열회수관(420)에 의해 열교환 방식으로 폐열이 회수될 수 있으며, 회수되는 폐열은 열회수관(420)의 내부를 따라 흐르는 기체 또는 유체의 가열원으로 이용되어 결과적으로는 온풍 또는 온수의 생성을 위한 재생 에너지로 이용될 수 있다.

이후, 상기 열회수관(420)에 의한 폐열의 회수 과정을 거친 연소가스는 활성탄, 세라믹볼 및 석회를 포함하여 구성되고, 구조가 호퍼형으로 구성되는 흡착부(430)를 통과하며 매연물질이 제거될 수 있다.

즉, 상기 열회수관(420)에 의해 폐열이 회수된 상태인 연소가스는 상기 집진실(400)의 내부에서 점차 하강하며 활성탄층, 세라믹볼층 및 석회층을 포함하는 형태로 구성되는 상기 흡착부(430)를 통과하게 되며, 흡착부(430)의 하방측으로부터 상부측으로 이어지는 경로를 따라 이동하여 배기관(440)을 통해 외부로 배기되는 구성이다.

이때, 상기 흡착부(430)를 구성하는 활성탄층, 세라믹볼층 및 석회층의 형성 순서나 두께에 별도의 제한이 있는 것은 아니며, 배기관(440) 측에는 연소가스의 원활한 배출을 위한 흡입팬이 구비될 수 있다.

또한, 상기 집진실(400)의 하부에는 낙하한 분진의 외부 배출을 위한 분진 배출구가 형성될 수 있다.

또한, 상기 집진실(400)의 상부측 또는 하부측 중 어느 하나 이상에는 냉풍을 분사하거나 낮은 온도의 유체를 미스트화 하여 분사할 수 있는 온도 저감 장치가 구비됨으로써, 온도가 강제로 저감된 상태인 연소가스가 배기관(440)을 통해 외부로 배기되도록 할 수 있다.

또한, 상기 배기관(440)의 내부나 출구 측에는 외부로 배기되는 연소가스의 온도와 그 연소가스에 포함된 유해가스의 농도를 측정하기 위한 센서부가 구비될 수 있으며, 상기 센서부에서 측정되는 측정값은 상기 연소실(300) 또는 상기 집진실(400)의 외부에 구비되는 표시 장치의 화면에 표시될 수 있다.

한편, 상기한 바와 같이, 상기 연소실(300)의 내부에서는 액체 연료의 공급에 따른 완전연소가 발생할 수 있으며, 이러한 구성의 실현을 위해 상기 집진실(400)의 하방 또는 하부에는 연소실(300)로 공급되는 가연성의 액체 연료가 저장되는 별도의 연료 저장부(450)가 구비될 수 있다.

이에 더하여, 상기 연소실(300)의 내부에는 연료 저장부(450)로부터 동파이프를 통해 공급되는 액체 연료를 분사하는 하나 이상의 분사 노즐(380)이 구비될 수 있고, 연소실(300)의 외부에는 연료 저장부(450)의 액체 연료를 분사 노즐(380)로 공급하는 공급관이 구비될 수 있으며, 액체 연료의 이송을 위한 구동 모터가 연료 저장부(450)의 상부 공간에 구비될 수 있다.

이때, 상기 연료 저장부(450)는 액체 연료의 주입을 위한 주입구(잠금장치 포함)가 상부의 일측에 형성되고, 내부에 저장된 액체 연료를 공급을 위한 공급구가 하부의 일측에 형성되며, 내부에 저장된 액체 연료로부터 발생하는 가스를 배출하는 가스 배출구가 상부의 다른 일측에 형성되고, 필요에 따라 저장된 액체 연료를 강제 배출하기 위한 연료 배출구가 하부의 다른 일측에 형성되며, 액체 연료의 저장량을 확인하기 위한 점검구가 상부의 또 다른 일측에 형성되는 형태로 구성될 수 있다.

즉, 상기 연료 저장부(450)에 저장된 액체 연료로부터 발생하는 가스는 가스 배출구를 통해 자연적으로 배출됨으로써 압축된 가스에 의한 폭발 등의 사고가 예방될 수 있도록 하며, 이와 같은 방폭 성능의 향상을 위해 연료 저장부(450)의 내부는 내열재로 구성될 수 있다.

또한, 상기 연소실(300) 내부에 구비되어 액체 연료를 분사하는 분사 노즐(380)은 제1 연소부에 구비되어 다종 폐기물의 소각(다종 폐기물의 착화와 잔재물 처리 등)에 관여하는 다수의 제1 분사 노즐과 제2 연소부에 구비되어 연소가스의 완전연소에 관여하는 다수의 제2 분사 노즐로 구분될 수 있으며, 제2 분사 노즐의 개수는 유해가스의 배출을 완전차단하기 위한 목적으로 제1 분사 노즐의 개수보다 다량으로 형성되는 것이 바람직하다.

위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

100 : 집하실
200 : 이송부
300 : 연소실
→ 301 : 플렌지
→ 310 : 투입로 → 311 : 연통부
→ 312 : 외부 개폐판
→ 313 : 내부 개폐판
→ 320 : 외기 공급관 → 321 : 외기 분사구
→ 322 : 고정관
→ 330 : 배기로
→ 340 : 구획판
→ 350 : 이송관
→ 360 : 회전형 덮개부
→ 370 : 소각재 배출구
→ 380 : 분사 노즐
→ 390 : 온도 센서
400 : 집진실
→ 410 : 유입구
→ 420 : 열회수관
→ 430 : 흡착부
→ 440 : 배기관
→ 450 : 연료 저장부

Claims

다종 폐기물이 투입되는 호퍼형의 투입구가 상부 측에 형성되고, 배출구가 하부 측에 형성되는 집하실(100);
상기 집하실(100)의 배출구를 통해 배출되는 다종 폐기물을 이송하는 이송부(200);
상기 이송부(200)에 의해 이송된 다종 폐기물이 투입되는 2중 개폐 구조의 투입로(310)가 상부의 일측에 구비되고, 다층의 외기 분사구(321)를 포함하는 외기 공급관(320)이 내부에 구비되며, 연소에 의해 발생하는 연소가스가 배출되는 배기로(330)가 상부의 다른 일측에 구비되며, 내산성과 내열성 향상을 위해 내벽이 캐스타블 재질로 구성되는 단일 원통형의 연소실(300); 및,
상기 연소실(300)의 배기로(330)와 연결되는 유입구(410)가 상부의 일측에 형성되고, 유입된 고온의 연소가스로부터 폐열을 회수하는 열회수관(420)이 내부에 구비되며, 연소가스에 포함된 매연물질을 흡착하는 호퍼형의 흡착부(430)가 내부에 구비되고, 연소 가스를 외부로 배기하는 배기관(440)이 상부의 다른 일측에 구비되는 사이클론 집진 방식의 집진실(400); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 연소실(300)에는,
상단면으로부터 일정길이 아래에 플렌지(301)가 형성되고,
그 상단면과 플렌지(301)의 사이에는 연소실(300)의 외주연을 따라 다수의 통공이 형성되며,
외주연을 따라 다수의 통공이 형성된 링 형상의 회전형 덮개부(360)가 상기 플렌지(301)에 지지되며 외주연을 감싸는 형태로 끼워맞춤되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치.
제1항에 있어서,
상기 투입로(310)는,
상기 연소실(300) 상부의 일측에 경사지게 설치되는 연통부(311);
상기 연통부(311)의 내부를 향하여 회전 가능한 형태로 연통부(311)의 상부 일측에 힌지 결합되는 외부 개폐판(312); 및,
상기 연통부(311)의 외부를 향하여 회전 가능한 형태로 연통부(311)의 하부 일측에 힌지 결합되는 내부 개폐판(313); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치.
제1항에 있어서,
상기 연소실(300)의 내주연에는,
다수의 V 또는 Y자형 앙카가 일정간격으로 용접 부착된 후 폴리에틸렌 피복재로 마감처리 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 연소실(300)은,
내부에 수평하게 설치되는 창살 형태의 구획판(340)에 의해 하부를 구성하는 제1 연소부와 상부를 구성하는 제2 연소부로 구획되게 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 외기 공급관(320)은,
상기 제1 연소부의 바닥 중심에 탈착 가능한 형태로 설치되되 그 높이가 상기 제2 연소부의 중상부까지 형성되어 연소실(300)의 내부에 다층의 외기 분사구(321)에 의한 다수의 연소층을 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치.
제1항에 있어서,
상기 외기 공급관(320)의 상부에는,
상기 투입로(310)로부터 낙하하는 다종 폐기물과의 충돌이나 연소실(300) 내부에 쌓이는 다종 폐기물과 소각재의 무게 또는 압력으로 인한 외기 공급관(320)의 손상 또는 변형을 방지하고, 필요에 따른 외기의 공급을 위한 목적으로 연소실(300) 내부에 수평하게 설치되는 고정관(322)이 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치.
제1항에 있어서,
상기 집진실(400)의 하방에는 상기 연소실(300)로 공급되는 가연성의 액체 연료가 저장되는 연료 저장부(450)가 구비되고,
상기 연소실(300)의 내부에는 상기 연료 저장부(450)로부터 공급되는 액체 연료를 분사하는 하나 이상의 분사 노즐(380)이 구비되며,
상기 연소실(300)의 외부에는 상기 연료 저장부(450)의 액체 연료를 상기 분사 노즐(380)로 공급하는 이송관(350)이 구비되는 것을 특징으로 하는 다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치.
제7항에 있어서,
상기 연료 저장부(450)는,
액체 연료의 주입을 위한 주입구가 상부의 일측에 형성되고,
내부에 저장된 액체 연료의 공급을 위한 공급구가 하부의 일측에 형성되며,
내부에 저장된 액체 연료로부터 발생하는 가스를 배출하는 가스 배출구가 상부의 다른 일측에 형성되고,
저장된 액체 연료를 강제 배출하기 위한 연료 배출구가 하부의 다른 일측에 형성되며,
액체 연료의 저장량을 확인하기 위한 점검구가 상부의 또 다른 일측에 형성되는 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치.
제1항에 있어서,
상기 연소실(300)은,
소각재의 하부 중심으로의 유도를 위한 목적으로 바닥면에 인접하는 하부의 모서리가 라운딩 마감 처리되도록 구성되고,
다량의 소각재로 인한 밀폐를 방지하기 위한 목적으로 하나 이상의 소각재 배출구(370)와 일방향으로 축 회전하며 하부에 쌓인 소각재를 상기 소각재 배출구(370) 측으로 밀어내는 회전 장치가 하부에 구비되는 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치.
제1항에 있어서,
상기 연소실(300)은,
개폐 구조의 개폐구가 상단면과 측면의 일측에 각각 구비되고,
내부의 상태를 확인하기 위한 투명창이 장착되는 점검구가 측면의 다른 일측에 구비되며,
온도를 측정하기 위한 온도 센서(390)가 내부에 구비되고,
수분을 공급하기 위한 수분 공급구가 상부의 일측에 하나 이상 구비되는 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 다종 폐기물을 고온으로 소각 처리하는 무공해 연소장치.