KR102444301B1

KR102444301B1 - 가연성 물질 연소기

Info

Publication number: KR102444301B1
Application number: KR1020210109095A
Authority: KR
Inventors: 여성구
Original assignee: 주식회사 신화이엔지
Priority date: 2021-08-18
Filing date: 2021-08-18
Publication date: 2022-09-19

Abstract

본 발명은 연소실을 냉각하는 중에 발생되는 스팀을 이용하여 배기가스에 포함된 유해입자를 효과적으로 포집할 수 있는 가연성 물질 연소기를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 가연성물질(10) 투입구(120) 및 연소가스 배기구(140)가 형성되는 연소실(100); 상기 연소실(100) 내벽에 형성되는 복수의 분사구(220)를 통하여 연소공기를 분사하는 복수의 압입송풍부(200); 상기 연소실(100) 내부로 연료를 공급하는 분사노즐(320)이 구비되는 연소버너부(300); 상기 배기구(140)에 연결되어 배기가스에 포함된 유해입자를 여과하도록 구비되는 집진체류부(400); 및 상기 연소실(100)을 감싸도록 설치되고, 내부에 냉각수가 충진되어 연소실(100)을 소정의 온도로 냉각하며, 연소실(100) 냉각과정에 발생되는 백연형태의 스팀을 집진체류부(400)로 공급하여 건조처리하도록 구비되는 챔버(500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가연성 물질 연소기를 이용하면, 가연성물질을 연소처리하는 중에 백연을 포함하는 연기 발생 요소가 완전 제거되어 주변 공기 및 미관상 환경이 청결하게 유지됨과 더불어 배기가스에 포함된 유해입자가 스팀과 결합에 의해 비중이 증가되어 원심 분리에 의한 포집 효율이 향상될 수 있다는 장점이 있다.

Description

가연성 물질 연소기 {Combustor of combustible solid waste}

본 발명은 가연성 물질 연소기로서, 이를 보다 상세히 설명하면 연소실을 냉각하는 중에 발생되는 스팀을 이용하여 배기가스에 포함된 유해입자를 효과적으로 포집할 수 있는 가연성 물질 연소기에 관한 것이다.

일반적으로 쓰레기 연소열을 이용한 가연성 물질 연소기는 쓰레기의 투입구와가 재처리구가 연소실의 전, 후전방에 각각 설치되고, 연소실의 일측에는 쓰레기의 연소를 위한 착화용 버너 및 연소가스를 대기중을 배출하기 위한 연도가 설치된다.

하지만, 연소실 내부에 쓰레기가 연소되는 중에 불완전 연소에 의한 미연소가스(불완전연소가스)가 다량으로 발생하게 되고, 이는 연도를 통하여 그대로 배기되므로 대기오염을 가중시키는 실정이다.

이에 종래에 개시된 특허등록 제10-0218754호에서, 폐기물이 연소되는 소각기와, 상기 소각기에 공기를 공급하는 송풍기와, 상기 소각기에 수평연통으로 연결된 사이클론으로 구성되어 굴뚝으로 매연을 배출시키는 소각장치에 있어서, 상기 굴뚝의 상측 단부가 끼워지는 매연 유도관을 지지대에 의해 하부로 연결하여 공기 유입부가 형성된 공기 유입통; 상기 공기 유입통의 개구된 상부를 덮어주는 커버; 상기 커버와 송풍기 사이를 서로 연결시키는 파이프로 구성되는 기술이 선 제시되어 있지만, 굴뚝으로 배출되는 매연을 송풍기로 재유입시키는 순환구조로 인해 소각기 내부 산소부족으로 연소시간이 지연되고, 이러한 산소부족현상으로 인해 불완전 연소를 유발하여 미연소가스가 다량 발생되는 문제점이 따랐다.

또한, 다른 종래 기술인 특허공개 제1999-009788호에서, 연소실 일측의 배기연도에 싸이클론 배기연도와 집진실이 있는 싸이클론을 연결하고 송풍기에 의해 흡입관으로 흡입된 공기를 공급관과 공기노즐을 통해 연소실로 분사시키는 소각로에 있어서, 상기 배기연도상에 설치되어 연소가스를 2차 연소시키는 철심과, 상기 집진실과 흡입관 사이에 설치되어 집진실내에 압축되어 있는 배기가스를 흡입관측으로 유도하고 연소실로 재공급해 주는 연결관과, 상기 공급관과 싸이클론 배기연도 사이에 설치되어 공급관으로 공급되는 공기중의 일부를 싸이클론 배기연도로 공급하여 주는 배기 보조관을 구비하여 연소가스를 2차 연소시키고 연소가스가 투입구측에서 배기연도측으로 잘 흐를 수 있도록 하는 기술이 선 공개된 바 있지만, 배기 보조관이 배기연도 측면을 관통하여 설치되므로 배기 보조관에 의해 배기연도 내부 면적이 축소되어 연소가스 흐름에 방해가 되고, 또 송풍 공기가 연소실 하부에서 상방향으로 불완전 연소된 다량의 소각분진이 사이클론 내부에서 완전히 처리되지 못하고 배기연도로 배출되어 대기오염을 가중시키는 폐단이 따랐다.

KR 10-0218754 B1 (1999. 06. 11) KR 10-1999-009788 A (1999. 02. 05)

본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 연소공기가 360°방향에서 연소실 내부로 충분히 공급되어 연소물이 800℃이상의 고온환경에서 일정 시간동안 체류하여 완전 연소됨에 따라 미연소가스로 인한 대기오염이 방지되는 가연성 물질 연소기를 제공함을 본 발명의 해결과제로 한다.

또한 연소실을 수냉식으로 냉각시키는 과정 중에 발생되는 백연형태의 스팀을 배기가스와 혼합하여 건조 분해하도록 구조 개선함에 따라 가연성물질을 연소처리하는 중에 백연을 포함하는 연기 발생 요소가 완전 제거되어 주변 공기 및 미관상 환경이 청결하게 유지됨과 더불어 배기가스에 포함된 유해입자가 스팀과 결합에 의해 비중이 증가되어 원심 분리에 의한 포집 효율이 향상되는 가연성 물질 연소기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 별도의 집진시설 없이도 초미세먼지의 배출을 억제할 수 있는 가연성 물질 연소기를 제공함을 본 발명의 또다른 해결과제로 한다.

상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 가연성 물질 연소기를 구성하되, 가연성물질(10) 투입구(120) 및 연소가스 배기구(140)가 형성되는 연소실(100); 상기 연소실(100) 내벽에 복수의 분사구(220)를 통하여 연소공기를 분사하도록 구비되는 압입송풍부(200); 상기 연소실(100) 안에 불을 붙이기 위해 연료(가스 또는 등유)를 공급하는 분사노즐(320)이 설치되고, 제어부(340)에 의해 연료의 분사작동이 on/off 조절되도록 구비되는 연소버너부(300); 상기 배기구(140)에 연결되어 와류 원심력에 의해 배기가스에 포함된 유해입자를 여과함과 동시에 연소실(100)에서 미처 연소되지 못한 미연분(未燃分)이 완전히 재연소되도록 연소공기를 일정시간동안 체류시키도록 구비되는 집진체류부(400); 및 상기 연소실(100)을 감싸도록 설치되고, 내부에 냉각수가 충진되어 연소실(100)을 소정의 온도로 냉각하며, 연소실(100) 냉각과정에 발생되는 백연형태의 스팀을 집진체류부(400)로 공급하여 건조처리하도록 구비되는 챔버(500);를 포함하며,

상기 집진체류부(400)는, 배기구(140)에 연결되는 흡입구(422) 및 원심 포집된 유해입자를 배출하는 유해입자배출구(424)가 형성되는 집진드럼(420)과, 집진드럼(420) 상부의 배출구(430)에 형성되어 흡입구(422) 대비 낮은 위치까지 연장되는 멀티관(432)을 포함하고,

상기 챔버(500)에서 발생되는 스팀은 스팀관(520)을 통하여 집진체류부(400) 내부로 투입되도록 구비되고, 상기 집진체류부(400) 내에서 배기가스에 포함된 유해입자가 스팀과 결합에 의해 비중이 증가된 상태로 원심 포집되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 집진체류부(400) 상부에는 연소가스에 포함된 NOx와 화학반응을 일으켜 NOx를 환원시키기 위한 건식반응부(800)를 더 구비하되, 상기 건식반응부(800)는 배기가스가 통과하도록 내부가 중공인 케이싱(830)과, 그 내부에 수용되는 다수의 관통공(812)이 형성된 담체(810)와, 상기 케이싱(830) 내측에 설치되어 담체(810)에 요소수를 분사하는 노즐(820)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 집진체류부(400)에 연결되어 미세 분진을 한 번 더 필터링 하기 위한 사이클론집진부(600)가 더 형성되되, 상기 사이클론집진부(600)는 집진체류부(400)의 배출구(430)에 연결되어 연소공기를 편심된 위치로 흡입하기 위한 유입구(610)가 형성되고, 상측에는 하단부가 유입구(610) 대비 낮은 위치까지 연장되어 상부로 관통되는 내부실린더(620)가 형성되어 원심포집된 미세분진은 하부로 수집되고 나머지 연소가스는 내부실린더(620) 상측에 형성되는 연통(630)을 통해 배출 처리되며, 상기 사이클론집진부(600)로 유입된 연소가스를 외부로 원활한 배출시키기 위해 상기 연통(630) 내측에는 일단이 유인송풍기(650)에 연결되는 제2유인관(640)이 설치되는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 내부실린더(620)의 외면에는 메쉬형의 다공성 구조로 이루어지는 폼필터(660)를 더 구비하여 집진체류부(400)에서 수집되지 않은 미세 먼지를 한 번 더 필터링 할 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다.

상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명은 연소공기가 360°방향에서 연소실 내부로 충분히 공급되어 연소물이 800℃이상의 고온환경에서 일정 시간동안 체류하여 완전 연소됨에 따라 매연, 연기 등의 발생이 전혀 없고, 미연소가스로 인한 대기오염을 야기하지 않는다.

특히, 연소실을 수냉식으로 냉각시키는 과정 중에 발생되는 백연형태의 스팀을 배기가스와 혼합하여 건조 분해하도록 구조 개선함에 따라 가연성물질을 연소처리하는 중에 백연을 포함하는 연기 발생 요소가 완전 제거되어 주변 공기 및 미관상 환경이 청결하게 유지될 수 있다.

또한, 배기가스에 포함된 유해입자가 스팀과 결합에 의해 비중이 증가되어 원심 분리에 의한 포집 효율이 향상되고, 특히, 배기가스를 800℃ 이상 온도에서 0.5초 이상 체류시켜 다이옥신, 질소산화물 등을 포함하는 유해물질을 고온 분해할 수 있는 효과가 있다.

또한, 건식반응부를 더 구비하여 연소가스에 포함된 NOx를 제거함과 더불어 사이클론집진부에서 연통과 연결되는 내부실린더 외주면에 형성되는 폼필터 및 사이클론효과에 의해 별도의 여과집진기 설치 없이도 초미세먼지의 배출을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가연성 물질 연소기를 전체적으로 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 가연성 물질 연소기의 내부 구조를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 3은 도 1의 가연성 물질 연소기를 평면에서 내부 구조를 나타내는 구성도.
도 4는 도 1의 가연성 물질 연소기의 연소실 내부 구조를 나타내는 종단면도.
도 5는 도 1의 가연성 물질 연소기의 집진체류부 내부 구조를 나타내는 종단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가연성 물질 연소기를 전체적으로 나타내는 사시도.
도 7은 도 6의 가연성 물질 연소기의 내부 구조를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 8은 도 6의 가연성 가연성물질의 연소실 내부 구조를 나타내는 종단면도.
도 9는 도 6의 가연성 물질 연소기의 집진체류부 내부 구조를 평면에서 나타내는 횡단면도.
도 10은 본 발명의 가연성 물질 연소기에 있어서, 약품공급부의 주요 구성을 도시한 계통도.

이하 첨부된 도면의 구체적인 실시예에 따라 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 기술용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 발명의 구체적인 실시예에 따라 달라질 수 있다. 그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 가연성 물질 연소기의 바람직한 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 가연성 물질 연소기의 내부 구조를 전체적으로 나타내는 구성도이며, 도 3은 도 1의 가연성 물질 연소기를 평면에서 내부 구조를 나타내는 구성도이며, 도 4는 도 1의 가연성 물질 연소기의 연소실 내부 구조를 나타내는 종단면도이며, 도 5는 도 1의 가연성 물질 연소기의 집진체류부 내부 구조를 나타내는 종단면도이다.

본 발명은 가연성 물질 연소기에 관련되며, 이는 연소실을 수냉식으로 냉각시키는 과정 중에 발생되는 백연형태의 스팀을 배기가스와 혼합하여 건조 분해하도록 구조 개선함에 따라 가연성물질을 연소처리하는 중에 백연을 포함하는 연기 발생 요소가 완전 제거되어 주변 공기 및 미관상 환경이 청결하게 유지됨과 더불어 배기가스에 포함된 유해입자가 스팀과 결합에 의해 비중이 증가되어 원심 분리에 의한 포집 효율이 향상될 수 있도록 연소실(100), 압입송풍부(200), 연소버너부(300), 집진체류부(400), 챔버(500)를 주요구성으로 이루어진다. 그리고 본 발명에서 가연성 물질(10)은 각종 쓰레기, 목재, 석탄을 포함하는 불이 붙으면 잘 타는 물질을 일컫는다.

본 발명에 따른 연소실(100)은 가연성물질(10) 투입구(120) 및 연소가스 배기구(140)가 형성되고, 하부에는 가연성물질이 타고 남은 재를 처리하기 위한 재처리구(160)가 구비된다. 도 2를 참조하면 연소실(100)은 상, 하부가 폐쇄되고, 상측 외벽에 가연성물질(10) 투입구(120)와 연소가스 배기구(140)가 서로 대향하게 배치되며, 하측 외벽에 연소 후 발생되는 재를 처리하기 위한 재처리구(160)가 형성되며, 상기 가연성물질(10) 투입구(120)와 재처리구(160)는 도어에 의해 개폐 가능하게 구비된다.

본 발명에 따른 압입송풍부(200)는 상기 연소실(100) 내벽에 형성되는 복수의 분사구(220)를 통하여 연소공기를 분사하기 위해 구비된다.

구체적으로 상기 압입송풍부(200)는, 연소실(100) 하부에 격리된 공간으로 형성되는 단열실(230)과, 단열실(230)에 연결되어 연소공기를 공급하는 압입송풍기(240)와, 연소실(100) 외벽에 설치되어 복수의 분사구(220)와 연통되면서 일측이 단열실(230)에 연결되어 연소공기를 분사구(220)로 분배 공급하는 복수의 히팅유로(250)로 이루어진다.

도 4를 참조하면, 상기 단열실(230)은 방사형으로 복수의 관통홀(232)이 형성되고, 관통홀을 통하여 연소공기가 분배되어 복수의 히팅유로(250)로 연소공기를 공급하며, 이 단열실(230)은 후술하는 히팅유로(250)와 연결되어 연소실 내측으로 연소공기를 공급하게 된다.

상기 압입송풍기(240)에서 공급되는 연소공기(외부공기)는 단열실(230) 및 히팅유로(250)를 타고 이동되는 중에 연소실(100)에서 발생되는 연소열에 의해 예열된 상태로 연소실(100) 내부로 공급되도록 구비됨에 따라 외부 온도 변화에 영향을 받지 않고 연소공기 온도가 일정하게 히팅 공급되어 연소 효율이 향상됨과 더불어 가연성물질(10)의 완전연소를 모도하게 된다.

본 발명에 따른 연소버너부(300)는 상기 연소실(100) 안에 불을 붙이기 위해 연료(가스 또는 등유)를 공급하는 분사노즐(320)이 설치되고, 제어부(340)에 의해 연료의 분사작동이 on/off 조절되도록 구비된다.

상기 분사노즐(320)은 연소실(100) 안에 설치되어 수용된 가연성물질(10) 표층으로 불을 붙이거나, 또는 하기에 기술할 도 6의 다른 실시예의 2차 연소실(100B)에 설치되어 2차 연소실(100B)의 내부온도가 800℃ 이상 유지시키게 위한 구성이다.

일예로 연료가 등유나 등유일 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 연소버너부(300)는 연료가 저장되는 연료탱크(350)와, 연료탱크(350)에 연결되어 연료를 분사노즐(320) 측으로 공급하는 연료펌프(360)와, 단열실(230)에 일단이 연결되고, 다른 일단은 분사노즐(320)을 감싸는 형태로 설치되어 연소실(100) 내부로 연소공기를 분사하는 에어노즐(370)로 구성될 수 있으며, 연료가 가스일 경우라면 연소버너부(300)는 가스를 공급하는 분사노즐(320), 에어노즐(370) 및 점화플러그(미도시)로 구성될 수 있다.

상기 분사노즐(320)이 연소실(100) 안으로 노출되지 않으면서 분사노즐의 외부는 에어노즐(370)로 감싸는 구조로 인해, 상기 분사노즐(320)이 에어노즐(370)을 통하여 분사되는 연소공기에 의해 냉각 보호됨에 따라 연소실(100) 내부 연소열에 의한 분사노즐(320)의 열변형 및 이물질에 의한 막힘현상이 방지된다.

본 발명의 가연성 물질 연소기는 상기 연소실(100) 내에 가연성물질(10)을 미리 적층해둔 상태에서 압입송풍부(200)를 통하여 연소공기가 360°방향에서 연소실(100) 내부로 공급되면서 연소버너부(300)에서 분사되는 연료에 의해 가연성물질(10) 표층에서부터 발화되어 하방향으로 타내려 가는 하향 연소 구조를 가진다.

도 4를 참조하면, 상기 가연성물질(10) 표층(P)과 대응하는 높이에 위치되는 분사구(220)에서 분사되는 연소공기는 연소 재를 교반하여 가연성물질(10) 표층(P)이 연소 재에 간섭으로 화력이 저하되는 현상을 방지하고, 또 상기 가연성물질(10) 표층(P)을 경계로 상부 영역(P1)에 위치되는 분사구(220)는 가연성물질(10) 연소에 필요한 연소공기를 공급하여 충분한 산소로 인해 완전연소를 도모하며, 또한 상기 가연성물질(10) 표층(P)을 경계로 하부 영역(P2)에 배치되는 분사구(220)를 통하여 분사되는 연소공기는 가연성물질(10) 사이로 침투되어 가연성물질(10) 사이에 공기통로(12)를 형성하면서 가연성물질(10)에 포함된 수분을 건조하는데 일조하면서 하향 연소과정에서 연소공기가 360°방향에서 연소실 내부로 충분히 공급되므로 안정적이고 원활한 연소작용이 이루어지는 효과를 제공한다.

본 발명에 따른 집진체류부(400)는 상기 배기구(140)에 연결되어 와류 원심력에 의해 배기가스에 포함된 유해입자를 1차 여과함과 동시에 연소실(100)에서 미처 연소되지 못한 미연분(未燃分)이 완전히 재연소되도록 연소공기를 일정시간동안 체류시키기 위해 구비된다.

구체적으로 상기 집진체류부(400)는, 배기구(140)에 연결되는 흡입구(422) 및 원심 포집된 유해입자를 배출하는 유해입자배출구(424)가 형성되는 집진드럼(420)과, 집진드럼(420) 상부의 배출구(430)에 형성되어 흡입구(422) 대비 낮은 위치까지 연장되는 멀티관(432)과, 일단이 상기 압입송풍부(200)에 연결되어 집진드럼(420) 내부로 연소공기를 공급하는 에어관(460)으로 이루어진다.

이때, 상기 흡입구(422)는 집진드럼(420) 편심 위치에 형성되어, 집진드럼(420) 내부로 이동되는 배기가스가 집진드럼(420) 내주면을 타고 와류를 일으키며 하향 이동되고, 이때 와류 원심력에 의해 분리된 유해입자는 하향 이동되어 집진드럼(420) 바닥에 포집되고, 배기가스는 에어관(460)을 통해 집진드럼(420) 내부로 이동되는 송풍 압력에 의해 배출구(430)로 원활히 배기된다.

상기와 같은 구조에 의해 상기 연소실(100)에서 미연분이 발생하더라도 집진체류부(400)를 거치는 중에 압입송풍부(200)로부터 공급되는 산소에 의해 미연분이 재연소되어 오염물질의 발생을 현저히 감소시킬 수 있다.

한편, 상기 집진체류부(400) 상부에는 연소가스에 포함된 NOx와 화학반응을 일으켜 NOx를 환원시키기 위한 건식반응부(800)를 더 구비할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 건식반응부(800)는 배기가스가 통과하도록 내부가 중공인 케이싱(830)과, 그 내부에 수용되는 다수의 관통공(812)이 형성된 담체(810)와, 상기 케이싱(830) 내측에 설치되어 담체(810)의 상측에서 담체(810)로 요소수를 분사하는 노즐(820)으로 구성된다.

이 때 상기 담체(810)의 관통공(812)이 연소가스가 통과하는 방향과 일치하도록 배치되어 배기가스의 원활한 배출을 도모한다.

상기 담체(810)는 일종의 촉매제로써, 그 상측에서 노즐(820)로부터 분사되는 요소수 입자들이 담체(810)에 넓게 입혀지면, 연소가스에 포함된 NOx와 화학반응을 일으켜 NOx가 환원되는 과정을 거치면서 NOx가 제거된다.

본 발명에 따른 챔버(500)는 상기 연소실(100)을 감싸도록 설치되고, 내부에 냉각수가 충진되어 연소실(100)을 소정의 온도로 냉각하며, 연소실(100) 냉각과정에 발생되는 백연형태의 스팀을 집진체류부(400)로 공급하여 건조 처리하도록 구비된다.

상기 챔버(500)는 도 4와 같이 연소실(100)을 감싸도록 설치되면서, 상부에 스팀 포집공간이 스팀관(520)과 연통되도록 형성되고, 스팀 포집공간에는 복수의 격판(102)이 지그재그로 형성되어, 냉각수 가열로 인해 생성되는 스팀의 이동은 허용하되, 냉각수가 스팀관(520)으로 넘어가는 것은 차단하도록 한다.

상기 챔버(500)에서 발생되는 스팀은 스팀관(520)을 통하여 집진체류부(400) 내부 상측으로 투입되도록 구비되고, 상기 집진체류부(400) 내에서 배기가스에 포함된 유해입자가 스팀과 결합에 의해 비중이 증가된 상태로 원심 포집되도록 구비된다.

즉, 상기 스팀관(520)을 통하여 집진체류부(400) 내부로 투입되는 스팀(냉각수 미립자)은 집진체류부(400) 내에서 배기가스와 와류에 의해 혼합되면서 배기가스에 포함된 유해입자(미세먼지)를 서로 결합 및 유해입자에 흡수되어 비중을 증가시킴과 더불어 스팀이 집진체류부(400) 내에서 배기가스와 혼합되는 과정 중에 건조되도록 구비된다.

이처럼 상기 연소실(100)을 수냉식으로 냉각시키는 과정 중에 발생되는 백연형태의 스팀이 배기가스와 혼합되어 건조 분해됨에 따라 가연성물질(10)을 연소처리하는 중에 백연을 포함하는 연기 발생 요소가 완전 제거되어 주변 공기 및 미관상 환경이 청결하게 유지됨과 더불어 배기가스에 포함된 유해입자가 스팀과 결합에 의해 비중이 증가되어 원심 분리에 의한 포집 효율이 향상되는 이점이 있다.

한편, 상기 챔버(500)는 보조 급수탱크(T)와 연결되어 일정수위로 유지되고, 보조 급수탱크(T)는 내부에 수위 조절밸브가 형성되어 상수도를 통하여 물을 공급 받거나, 제어부 및 센서에 의해 보조 급수탱크(T) 내부 수위가 설정 수위 이하인데도 불구하고 상수도를 통하여 물 공급이 원활하지 못한 것으로 검출되는 경우, 예비 급수탱크에 저장된 물을 강제 공급하도록 급수펌프가 추가로 설치되는 구성도 가능하다.

본 발명의 가연성 물질 연소기는 집진체류부(400)에 연결되어 미세 분진을 한 번 더 필터링 하기 위한 사이클론집진부(600)가 더 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 사이클론집진부(600)는 집진체류부(400)의 배출구(430)에 연결되어 연소공기를 편심된 위치로 흡입하기 위한 유입구(610)가 형성되고, 상측에는 하단부가 유입구(610) 대비 낮은 위치까지 연장되어 상부로 관통되는 내부실린더(620)가 형성되어 원심포집된 미세분진은 하부로 수집되고 나머지 연소가스는 내부실린더(620) 상측에 형성되는 연통(630)을 통해 배출 처리된다.

상기 연통(630) 내측에는 일단이 유인송풍기(650)에 연결되는 제2유인관이 설치되어 상기 사이클론집진부(600)로 유입된 연소가스를 외부로 원활한 배출되도록 한다.

이러한 사이클론집진부(600)는 주로 연소 용량이 큰 경우나 오염물질의 배출을 최소화해야 하는 경우에 선택적으로 적용될 수 있다.

또한, 상기 내부실린더(620)의 외면에는 메쉬형의 다공성 구조로 이루어지는 폼필터(660)를 더 구비하여 집진체류부(400)에서 수집되지 않은 미세 먼지를 한 번 더 필터링 할 수 있도록 구성할 수 있다.

세라믹 소재로 제조되는 폼필터(660)는 3차원으로 연결되는 메쉬형의 다공성 구조로 이루어져 연소가스의 배출 흐름에 대한 저항이 적으면서도 집진체류부(400)에서 수집되지 않은 미세 먼지를 효과적으로 필터링 할 수 있어서 별도의 여과집진기와 같은 설비를 설치할 필요 없이도 대기중으로 초미세먼지의 배출을 억제할 수 있다.

도 6 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예로써, 하나의 연소실이 아닌 두 개로 분리된 연소실을 갖는 실시예를 도시한 것이다. 구체적으로 상기 연소실(100)은, 내부에 가연성물질을 수용한 상태에서 이를 연소시키는 1차 연소실(100A)과, 그 상측에서 1차 연소실(100A)과 배기덕트(101)로 연결되고 연소가스 배기구(140)가 형성되는 2차 연소실(100B)을 포함한다.

이 때 압입송풍부(200)는 1차 연소실(100A)에 형성되고, 연소가스에 포함된 다이옥신을 포함하는 유해물질을 고온 분해하도록 내부온도를 800℃ 이상 유지하기 위해 구비되는 연소버너부(300)는 2차 연소실(100B)에 형성된다.

상기 2차 연소실(100B)은, 1차 연소실(100A)에서 연소시 발생되는 연소가스가 집진체류부(400)로 즉시 배출되지 않고 적어도 0.5초 이상 잔류 후 배기될 수 있도록, 1차 연소실(100A)과 독립된 공간으로 형성되고, 배기덕트(101)와 이격된 다른 일측에 배기구(140)가 배치된다.

상기 2차 연소실(100B) 내부를 가열하는 연소버너부(300)는 내부에 화염을 제공하기 위해 연료(가스 또는 등유)를 공급하는 분사노즐(320) 및 에어노즐(370)이 설치되고, 2차 연소실(100B) 내부온도가 800℃ 이상 유지되도록 고출력으로 설정된다.

또한, 2차 연소실(100B)에는 내부 온도를 측정하기 위한 열전대가 설치되어 내부 온도가 800℃ 이하로 떨어질 경우 제어부(340)에 의해 제 2연소버너부(300')를 작동시켜 2차 연소실(100B) 내부온도가 800℃ 이상 유지되도록 제어된다.

이에 상기 1차 연소실(100A)에서 배기되는 연소가스가 2차 연소실(100B) 내부에서 800℃ 이상 온도로 2차 고온 연소됨에 따라 다이옥신, 질소산화물 등을 포함하는 유해물질이 분해(파쇄)된다.

도 7 내지 도 8에서, 상기 챔버(500)는, 상기 1차 연소실(100A)을 감싸도록 형성되어 내부에 냉각수가 저장되고, 상부에 복수의 스팀배출구(501)이 돌출 형성되는 하부 챔버(500A)와, 하부 챔버(500A) 상부에 연결되어 2차 연소실(100B)을 감싸도록 형성되고, 일측에 스팀관(520)이 연결되는 상부 챔부(500B)와, 상부 챔버(500B) 하부공간과 하부 챔버(500A) 하부공간을 연결하고, 체크밸브(512)에 의한 일방향 유체이동으로 상부 챔버(500B) 하부공간에 포집된 액화 냉각수를 하부 챔버(500A)로 회수하는 회수라인(510)으로 구성된다.

즉, 상기 챔버(500)는 1, 2차 연소실(100A)(100B)을 독립적으로 감싸도록 상, 하부 챔버(500A)(500B)로 구분되고, 상, 하부 챔버(500A)(500B)는 하부 챔버(500A) 상면에 돌출 형성되는 스팀관(520)을 통하여 스팀이 이동되도록 연결된다.

또한, 도 6 내지 도 9의 연소기에 의하면, 집진체류부(400)의 내부에는 연소가스에 포함된 NOx와 화학반응을 일으켜 NOx를 환원시키기 위한 건식반응부(800)를 더 구비하되, 상기 건식반응부(800)는 흡입구(422) 대비 낮은 위치에서 멀티관(432)과 집진드럼(420) 내벽 사이에 수용되는 다수의 관통공(812)이 형성된 담체(810)와, 상기 담체(810)에 요소수를 분사하는 노즐(820)로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명에서 제공하는 가연성 물질 연소기는 연소 후 외부로 배기되는 연소가스에 포함되는 악취를 탈취하기 위해 약품공급부(700)를 더 구성할 수 있다.

도 10은 본 발명의 가연성 물질 연소기에 있어서, 약품공급부(700)의 주요 구성을 약식으로 도시한 것으로, 액상의 탈취제가 저장되는 약물탱크(710)로부터 펌핑된 약물을 공급하는 약액라인(L1)과, 컴프레서(720)에서 생성된 압축공기를 공급하는 에어라인(L2)와, 일단이 상기 약액라인(L1) 및 에어라인(L2)과 연결되고 타단이 연소실(100) 또는 배기구(140)에 설치되는 노즐(760)과 연결되어 약물이 혼합된 압축공기를 공급하는 혼합라인(L3)로 구성되어, 노즐(760)에서 분사되는 탈취제 약물은 압축공기와 혼합되어 확산 분사되도록 구성한다.

상기 약액라인(L1)과 에어라인(L2) 상에는 각각 솔밸브(730)가 설치되며, 이 솔밸브(730)는 타이머(740)와 전기적으로 연결되어 약물과 압축공기의 공급 타이밍과 시간이 제어되도록 구비된다.

특히, 에어라인(L2)의 솔밸브(730)를 약액라인(L1)의 솔밸브(730) 보다 늦게 차단하여 노즐(760) 팁이 응고된 약물 또는 이물질에 의해 막히지 않고 항상 청결한 상태를 유지하도록 하여 안정적인 악취 탈취 기능을 제공하도록 한다.

일예로 3초간 각각의 솔밸브(730)를 개방하여 약물과 압축공기를 노즐(760)로 분사시키고, 이후에는 7초간 약액라인(L1)의 솔밸브만 차단하여 상기 혼합라인(L3) 및 노즐(760)에 잔류하는 약물을 완전히 배출시킨다.

이처럼, 상기 연소실(100)에서 발생하는 연소가스 또는 배기구(140)를 통하여 이동되는 연소가스 측으로 악취제거 약품을 분사함에 따라 가연성물질(10)이 연소시 발생되는 악취까지 분해 및 중화시켜 주변 공기오염을 방지하게 된다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.

10: 가연성물질
100: 연소실 100A: 1차 연소실 100B: 2차 연소실
101: 배기덕트 102: 격판
120: 투입구 140: 배기구 160: 재처리구
200: 압입송풍부 220: 분사구 230: 단열실
240: 압입송풍기 250: 히팅유로 260: 경사판
300: 제 1연소버너부 320: 분사노즐 340: 제어부
400: 집진체류부
420: 집진드럼 422: 흡입구 424: 유해입자배출구
430: 배출구 432: 멀티관 460: 에어관
500: 챔버 500A: 하부 챔버 500B: 상부 챔버
501: 스팀배출구 510: 회수라인 512: 체크밸브
520: 스팀관
600: 사이클론집진부
610: 유입구 620: 내부실린더 630: 연통
640: 제2유인관 650: 유인송풍기 660: 폼필터
700: 약품공급부
710: 약물탱크, 720: 컴프레서 730: 솔밸브 740: 타이머 760: 노즐
L1: 약액라인, L2: 에어라인, L3: 혼합라인
800: 건식반응부
810: 담체 812: 관통공 820: 노즐
P: 표층 P1: 상부 영역 P2: 하부 영역 T: 급수탱크

Claims

가연성물질(10) 투입구(120) 및 연소가스 배기구(140)가 형성되는 연소실(100);
상기 연소실(100) 내벽에 복수의 분사구(220)를 통하여 연소공기를 분사하도록 구비되는 압입송풍부(200);
상기 연소실(100) 안에 불을 붙이기 위해 연료를 공급하는 분사노즐(320)이 설치되고, 제어부(340)에 의해 연료의 분사작동이 on/off 조절되도록 구비되는 연소버너부(300);
상기 배기구(140)에 연결되어 와류 원심력에 의해 배기가스에 포함된 유해입자를 여과함과 동시에 연소실(100)에서 미처 연소되지 못한 미연분(未燃分)이 완전히 재연소되도록 연소공기를 일정시간동안 체류시키도록 구비되는 집진체류부(400);
상기 연소실(100)을 감싸도록 설치되고, 내부에 냉각수가 충진되어 연소실(100)을 소정의 온도로 냉각하며, 연소실(100) 냉각과정에 발생되는 백연형태의 스팀을 집진체류부(400)로 공급하여 건조처리하도록 구비되는 챔버(500); 및
상기 집진체류부(400)에 연결되어 미세 분진을 한 번 더 필터링 하기 위한 사이클론집진부(600);를 포함하며,
상기 집진체류부(400)는, 배기구(140)에 연결되는 흡입구(422) 및 원심 포집된 유해입자를 배출하는 유해입자배출구(424)가 형성되는 집진드럼(420)과, 집진드럼(420) 상부의 배출구(430)에 형성되어 흡입구(422) 대비 낮은 위치까지 연장되는 멀티관(432)을 포함하고,
상기 챔버(500)에서 발생되는 스팀은 스팀관(520)을 통하여 집진체류부(400) 내부 상측으로 투입되도록 구비되고, 상기 집진체류부(400) 내에서 배기가스에 포함된 유해입자가 스팀과 결합에 의해 비중이 증가된 상태로 원심 포집되며,
상기 집진체류부(400) 상부에는 연소가스에 포함된 NOx와 화학반응을 일으켜 NOx를 환원시키기 위한 건식반응부(800)를 더 구비하되,
상기 건식반응부(800)는 배기가스가 통과하도록 내부가 중공인 케이싱(830)과, 그 내부에 수용되는 다수의 관통공(812)이 형성된 담체(810)와, 상기 케이싱(830) 내측에 설치되어 담체(810)에 요소수를 분사하는 노즐(820)으로 구성되며,
상기 사이클론집진부(600)는 집진체류부(400)의 배출구(430)에 연결되어 연소공기를 편심된 위치로 흡입하기 위한 유입구(610)가 형성되고, 상측에는 하단부가 유입구(610) 대비 낮은 위치까지 연장되어 상부로 관통되는 내부실린더(620)가 형성되어 원심포집된 미세분진은 하부로 수집되고 나머지 연소가스는 내부실린더(620) 상측에 형성되는 연통(630)을 통해 배출 처리되며,
상기 내부실린더(620)의 외면에는 3차원으로 연결되는 메쉬형의 다공성 구조로 이루어지는 폼필터(660)를 더 구비하여 집진체류부(400)에서 수집되지 않은 미세 먼지를 한 번 더 필터링 할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 가연성 물질 연소기.
삭제
가연성물질(10) 투입구(120)가 구비되는 1차 연소실(100A)과, 1차 연소실(100A)의 상측에서 배기덕트(101)로 연결되고 연소가스 배기구(140)가 형성되는 2차 연소실(100B);
상기 1차 연소실(100A) 내벽에 복수의 분사구(220)를 통하여 연소공기를 분사하도록 구비되는 압입송풍부(200);
상기 2차 연소실(100B) 안에 불을 붙이기 위해 연료를 공급하는 분사노즐(320)이 설치되고, 제어부(340)에 의해 연료의 분사작동이 on/off 조절되어 연소가스에 포함된 다이옥신을 포함하는 유해물질을 고온 분해하도록 내부온도를 800℃ 이상 유지하기 위해 구비되는 연소버너부(300);
상기 배기구(140)에 연결되어 와류 원심력에 의해 배기가스에 포함된 유해입자를 여과함과 동시에 연소실(100)에서 미처 연소되지 못한 미연분(未燃分)이 완전히 재연소되도록 연소공기를 일정시간동안 체류시키도록 구비되는 집진체류부(400);
상기 1차 연소실(100A)과 2차 연소실(100B)을 감싸도록 설치되고, 내부에 냉각수가 충진되어 연소실을 냉각하며, 냉각과정에 발생되는 백연형태의 스팀을 스팀관(520)을 통해 집진체류부(400)로 공급하여 건조처리하도록 구비되는 챔버(500); 및
상기 집진체류부(400)에 연결되어 미세 분진을 한 번 더 필터링 하기 위한 사이클론집진부(600);를 포함하며,
상기 집진체류부(400)는, 배기구(140)에 연결되는 흡입구(422) 및 원심 포집된 유해입자를 배출하는 유해입자배출구(424)가 형성되는 집진드럼(420)과, 집진드럼(420) 상부의 배출구(430)에 형성되어 흡입구(422) 대비 낮은 위치까지 연장되는 멀티관(432)을 포함하고,
상기 챔버(500)에서 발생되는 스팀은 스팀관(520)을 통하여 집진체류부(400) 내부 상측으로 투입되도록 구비되고, 상기 집진체류부(400) 내에서 배기가스에 포함된 유해입자가 스팀과 결합에 의해 비중이 증가된 상태로 원심 포집되며,
상기 집진체류부(400)의 내부에는 연소가스에 포함된 NOx와 화학반응을 일으켜 NOx를 환원시키기 위한 건식반응부(800)를 더 구비하되,
상기 건식반응부(800)는 흡입구(422) 대비 낮은 위치에서 멀티관(432)과 집진드럼(420) 내벽 사이에 수용되는 다수의 관통공(812)이 형성된 담체(810)와, 상기 담체(810)에 요소수를 분사하는 노즐로 구성되며,
상기 사이클론집진부(600)는 집진체류부(400)의 배출구(430)에 연결되어 연소공기를 편심된 위치로 흡입하기 위한 유입구(610)가 형성되고, 상측에는 하단부가 유입구(610) 대비 낮은 위치까지 연장되어 상부로 관통되는 내부실린더(620)가 형성되어 원심포집된 미세분진은 하부로 수집되고 나머지 연소가스는 내부실린더(620) 상측에 형성되는 연통(630)을 통해 배출 처리되며,
상기 내부실린더(620)의 외면에는 3차원으로 연결되는 메쉬형의 다공성 구조로 이루어지는 폼필터(660)를 더 구비하여 집진체류부(400)에서 수집되지 않은 미세 먼지를 한 번 더 필터링 할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 가연성 물질 연소기.
삭제
삭제
삭제
제 1항 또는 제 3항에 있어서,
연소가스에 포함되는 악취를 탈취하기 위해 약품공급부(700)를 더 구성하되,
상기 약품공급부(700)는 탈취제가 저장되는 약물탱크(710)로부터 펌핑된 약물을 공급하는 약액라인(L1)과, 컴프레서(720)에서 생성된 압축공기를 공급하는 에어라인(L2)와, 일단이 상기 약액라인(L1) 및 에어라인(L2)과 연결되고 타단이 연소실(100) 또는 배기구(140)에 설치되는 노즐(760)과 연결되어 약물이 혼합된 압축공기를 공급하는 혼합라인(L3)로 구성되며,
상기 약액라인(L1)과 에어라인(L2) 상에는 각각 솔밸브(730)가 설치되며, 이 솔밸브(730)는 타이머(740)와 전기적으로 연결되되, 에어라인(L2)의 솔밸브(730)를 약액라인(L1)의 솔밸브(730) 보다 늦게 차단하여 노즐(760) 팁이 막히지 않도록 구성함을 특징으로 하는 가연성 물질 연소기.