KR102482866B1 - 다중연소실이 구비된 폐기플라스틱용 소각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하단연소부와 상단연소부로 이루어진 제1차소각부와 제1차소각부에서 발생된 소각물이 이동되어 또 다시 연소되는 제2차소각부를 연속적으로 구비하여 폐기플라스틱을 다중으로 연소하는 것으로 연소시 발생되는 가스 및 탄화재를 모두 연소시키고, 제1차소각부의 내부에 상부방향으로 고압 공기를 분사하는 외기도입구를 구비하여 연소시 고속으로 순환시킬 수 있어 연소시 고온과 함께 고압의 압력을 추가하는 것으로 연소효율을 대폭 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

다중연소실이 구비된 폐기플라스틱용 소각장치 { Incinerator for waste plastics with multiple combustion chambers }

본 발명은 다중연소실이 구비된 폐기플라스틱용 소각장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 폐기플라스틱을 다중으로 연소하는 것으로 연소시 발생되는 가스 및 탄화재를 모두 연소시키도록 하단연소부와 상단연소부로 이루어진 제1차소각부와 제1차소각부에서 발생된 소각물이 이동되어 또 다시 연소되는 제2차소각부가 연속적으로 형성되는 다중연소실이 구비된 폐기플라스틱용 소각장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업 또는 도시의 폐기물에 포함된 플라스틱을 소각하는 소각장치는 단열 내화층으로 구성되는 외통체와, 상기 외통체의 내부로 폐기물을 투입할 수 있는 투입구와, 상기 투입구로 투입된 폐기물을 받쳐주기 위하여 외통체의 내부 바닥에 안착되는 화격자와, 상기 화격자에 얹혀진 폐기물을 소각하기 위한 버너와, 상기 버너에 의해 소각되는 페기물의 유해가스를 외부로 배출하기 위한 연통을 구비한 구성된다.

이러한 종래의 소각장치는 투입구로 폐기물을 투입하여 화격자의 상면에 얹혀놓은 상태에서 버너에 의해 점화를 하면 폐기물의 소각이 이루어지게 된다. 이후 폐기물의 소각이 이루어지면서 발생된 유해가스는 연통을 통해 대기중으로 방출되며 사용되어 진다.

한편, 종래의 소각장치에 관한 기술문헌으로 국내등록특허 제10-0222003호가 개시되었다.

그러나, 상기의 종래 소각장치는 화격자를 단순하게 격자형의 고정구조물로 형성하고, 그 위에 페기물을 계속적으로 적층시킨 상태에서 적층된 폐기물을 소각시키기 때문에 소각재와 소각폐기물이 뒤엉켜 벽면과 격자형의 화격자에 녹아붙는 크랭크가 형성될 뿐만 아니라, 연소공기를 격자형의 화격자 하측에서 화격자 위에 적층되어 있는 폐기물로 공급하는 것이므로 연소시간이 길어지고 불완전 연소가 이루어지기 쉬운 문제점이 있었다.

또한, 상기의 불완전 연소에 의해 많은 유해가스가 발생되었고, 이 유해가스들은 연통을 통해 곧바로 대기중으로 방출되는 것이어서 자연환경을 파괴하는 주범이 되었을 뿐만 아니라, 상기 소각장치의 소각에 의해 발생되는 소각재 및 분진의 처리는 작업자가 소각장치를 정지 시킨상태에서 일일히 삽으로 퍼내어야 하는 문제점이 있었다.

따라서, 상기의 소각재 및 분진을 퍼내는 작업 도중에 소각재와 분진들이 바람에 날려서 주위의 환경을 오염시키는 일이 비일비재 하였고, 특히, 상기의 소각재를 퍼내는 작업자의 호흡기로도 소각재 및 분진들이 호흡과 함께 유입이 되기 때문에 작업자의 건강을 해치게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명의 목적은 하단연소부와 상단연소부로 이루어진 제1차소각부와 제1차소각부에서 발생된 소각물이 이동되어 또 다시 연소되는 제2차소각부를 연속적으로 구비하여 폐기플라스틱을 다중으로 연소하는 것으로 연소시 발생되는 가스 및 탄화재를 모두 연소시키고, 제1차소각부의 내부에 상부방향으로 고압 공기를 분사하는 외기도입구를 구비하여 연소시 고속으로 순환시킬 수 있어 연소시 고온과 함께 고압의 압력을 추가하는 것으로 연소효율을 대폭 증가시킬 수 있는 다중연소실이 구비된 폐기플라스틱용 소각장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다중연소실이 구비된 폐기플라스틱용 소각장치는 각종폐기물에서 발생되는 폐기플라스틱을 소각하는 소각장치로서 내부공간이 형성된 박스형상의 제1연소본체와, 상기 제1연소본체의 상부에 구비되며 상기 폐기플라스틱을 내부로 공급하거나 차단하는 호퍼장치와, 상기 제1연소본체의 내측 하부에 구비되며 직접적인 열원이 발생되는 하단연소부와, 상기 제1연소본체의 내측 상부에 구비되며 상기 하단연소부에서 발생된 열원이 순환되며 상기 폐기플라스틱을 연소하는 상단연소부로 이루어진 제1차소각부와; 상기 제1차소각부에서 연소된 소각물이 이동되는 박스형상의 제2연소본체와, 상기 제2연소본체의 내부에 이동된 소각물이 통과되거나 받쳐지는 제2화격자와, 상기 제2연소본체의 상부에 외부로 개방되는 개방커버로 이루어진 제2차소각부와; 상기 제1차소각부와 제2차소각부의 사이에 연결되며 상기 제1차소각부에서 연소된 소각물이 상기 제2차소각부로 이동되도록 관형상의 이동통로부로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 하단연소부는 상기 제1연소본체의 내부에 정해진 각도로 경사지며 상기 폐기플라스틱을 안착시킨 후 연소시키는 하단화격자와, 상기 하단화격자의 중앙부분에 구비되며 가스를 통하여 화염을 발생시키는 가스버너로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 하단화격자의 하부에는 상기 폐기플라스틱을 연소한 후 발생된 소각물을 상부로 이동시켜 상기 소각물의 상기 제1연소본체의 내부에서 고압으로 순환되도록 상부방향으로 설치된 하단외기도입구가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 상단연소부는 상기 제1연소본체의 내부에 정해진 각도로 경사지며 상기 폐기플라스틱을 안착시킨 후 연소시키는 상단화격자와, 상기 제1연소본체의 내측 상부에 구비되며 상기 소각물의 순환시 접촉되는 충격으로 상기 소각물을 작은 입자로 파쇄하는 상단차단벽으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 상단화격자의 하부에는 상기 폐기플라스틱을 연소한 후 발생된 소각물을 상부로 이동시켜 상기 소각물의 상기 제1연소본체의 내부에서 고압으로 순환되도록 상부방향으로 설치된 상단외기도입구가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 제2차소각부의 내부에는 상기 소각물의 순환시 접촉되는 충격으로 상기 소각물을 작은 입자로 파쇄하는 제2차차단벽이 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 제1연소본체와 제2연소본체의 벽면에는 청소 및 정비시 개방하는 청소개폐덥개가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 호퍼장치는 상기 제1연소본체의 상부에 안착되는 파이프형상의 관로와, 상기 관로의 일측면에 내부로 관통되는 제1차단벽과, 상기 제1차단벽의 하부에 구비되며 상기 제1차단벽이 닫힐 경우 개방되는 제2차단벽으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 다중연소실이 구비된 폐기플라스틱용 소각장치는 효과는 다음과 같다.

첫째, 하단연소부와 상단연소부로 이루어진 제1차소각부와, 제1차소각부에서 발생된 소각물이 이동되어 또 다시 연소되는 제2차소각부를 연속적으로 구비함으로써, 폐기플라스틱을 일회성으로 연소하는 것이 아닌 다중으로 연소하는 것으로 연소시 발생되는 가스 및 탄화재를 모두 연소시킬 수 있어 연통이 불필요하고, 남는 탄화재가 없어 후처리가 간편해지고,

둘째, 제1차소각부의 내부에 상부방향으로 고압 공기를 분사하는 외기도입구를 구비함으로써, 연소시 고속으로 순환시킬 수 있어 연소시 고온과 함께 고압의 압력을 추가하는 것으로 연소효율을 대폭 증가시킬 수 있으며,

셋째, 제1차소각부와 제2차소각부의 내부에 소각물의 이동시 부딛혀 그 충격으로 파쇄하는 차단벽을 구비함으로써, 소각물의 입자크기를 소형화시켜 연소효율을 증가시킬 수 있고,

넷째, 제1차소각부의 벽면에 청소개폐덥개를 구비함으로써, 소각장치를 장시간 사용한 후 그 내부에 발생되는 찌거기 및 재등을 손쉽게 청소할 수 있으며,

다섯째, 호퍼장치에 2단으로 개폐작용되는 제1차단벽과 제2차단벽을 구비함으로써, 소각되는 도중 폐기플라스틱(P)을 간편하고 안전하게 추가할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 소각장치를 나타내 보인 정단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 제1차소각부를 나타내 보인 측단면도이며,
도 3은 도 1의 A-A단면을 나타내 보인 평단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 제1차소각부의 작용을 나타내 보인 측단면도이며,
도 5는 본 발명에 따른 제2차소각부의 작용을 나타내 보인 측단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 호퍼부의 작용을 나타내 보인 부분 정단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 다중연소실이 구비된 폐기플라스틱용 소각장치는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 각종폐기물에서 발생되는 폐기플라스틱(P)을 소각하는 소각장치(1)로서 내부공간이 형성된 박스형상의 제1연소본체(11)와, 상기 제1연소본체(11)의 상부에 구비되며 상기 폐기플라스틱(P)을 내부로 공급하거나 차단하는 호퍼장치(12)와, 상기 제1연소본체(11)의 내측 하부에 구비되며 직접적인 열원(F)이 발생되는 하단연소부(13)와, 상기 제1연소본체(11)의 내측 상부에 구비되며 상기 하단연소부(13)에서 발생된 열원(F)이 순환되며 상기 폐기플라스틱(P)을 연소하는 상단연소부(14)로 이루어진 제1차소각부(10)와; 상기 제1차소각부(10)에서 연소된 소각물(F1)이 이동되는 박스형상의 제2연소본체(21)와, 상기 제2연소본체(21)의 내부에 이동된 소각물(F1)이 통과되거나 받쳐지는 제2화격자(22)와, 상기 제2연소본체(21)의 상부에 외부로 개방되는 개방커버(23)로 이루어진 제2차소각부(20)와; 상기 제1차소각부(10)와 제2차소각부(20)의 사이에 연결되며 상기 제1차소각부(10)에서 연소된 소각물(F1)이 상기 제2차소각부(20)로 이동되도록 관형상의 이동통로부(30);로 구성된다.

한편, 상기 호퍼장치(12)의 상부에는 정해진 각도로 경사진 컨베이어장치(미도시)가 구비되고, 상기 제1연소본체(11)의 벽면은 방사율이 낮고 방사성이 높아 발생하는 이온전자의 반복효과에 의해서 내부의 압력 및 온도가 높아지고 연기, 재, 냄새 등 소각물의 발생이 최소화되도록 알루미나, 티타늄, 지르콘, 리듐을 함유한 내화성 부재로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 폐기플라스틱(P)은 PP 또는 PE 등으로 그 크기는 2cm 이하로 형성되며 상기 화격자(131)의 틈은 1cm 이하로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 소각장치의 온도는 1400도 내지 1700도로 유지되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 하단연소부(13)는 상기 제1연소본체(11)의 내부에 정해진 각도로 경사지며 상기 폐기플라스틱(P)을 안착시킨 후 연소시키는 하단화격자(131)와, 상기 하단화격자(131)의 중앙부분에 구비되며 가스를 통하여 화염을 발생시키는 가스버너(132)로 이루어진다.

여기서, 상기 제1연소본체(11)의 하부 벽면에는 상기 가스버너(132)의 화력을 증가시킬 수 있는 코크르형태의 고체원료가 공급될 수 있도록 외부와 연통된 개방부가 형성되고, 상기 개방부는 소각시 밀폐되도록 뚜껑이 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하단화격자(131)의 하부에는 상기 폐기플라스틱(P)을 연소한 후 발생된 소각물(F1)을 상부로 이동시켜 상기 소각물(F1)의 상기 제1연소본체(11)의 내부에서 고압으로 순환되도록 상부방향으로 설치된 하단외기도입구(133)가 형성된다.

그리고, 상기 상단연소부(14)는 상기 제1연소본체(11)의 내부에 정해진 각도로 경사지며 상기 폐기플라스틱(P)을 안착시킨 후 연소시키는 상단화격자(141)와, 상기 제1연소본체(11)의 내측 상부에 구비되며 상기 소각물(F1)의 순환시 접촉되는 충격으로 상기 소각물(F1)을 작은 입자로 파쇄하는 상단차단벽(142)으로 이루어진다.

또한, 상기 상단화격자(141)의 하부에는 상기 폐기플라스틱(P)을 연소한 후 발생된 소각물(F1)을 상부로 이동시켜 상기 소각물(F1)의 상기 제1연소본체(11)의 내부에서 고압으로 순환되도록 상부방향으로 설치된 상단외기도입구(143)가 형성된다.

그리고, 상기 제2차소각부(20)의 내부에는 상기 소각물(F1)의 순환시 접촉되는 충격으로 상기 소각물(F1)을 작은 입자로 파쇄하는 제2차차단벽(24)이 구비된다.

한편, 상기 상단차단벽(142)과 제2차차단벽(24)은 벽돌의 적층으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1연소본체(11)와 제2연소본체(21)의 벽면에는 청소 및 정비시 개방하는 청소개폐덥개(40)가 구비된다.

그리고, 상기 호퍼장치(12)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1연소본체(11)의 상부에 안착되는 파이프형상의 관로(121)와, 상기 관로(121)의 일측면에 내부로 관통되는 제1차단벽(122)과, 상기 제1차단벽(122)의 하부에 구비되며 상기 제1차단벽(122)이 닫힐 경우 개방되는 제2차단벽(123)으로 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 다중연소실이 구비된 폐기플라스틱용 소각장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 다중연소실이 구비된 폐기플라스틱용 소각장치는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 각종폐기물에서 발생되는 폐기플라스틱(P)을 소각하는 소각장치(1)이다.

즉, 내부로 유입된 폐기플라스틱(P)을 연소하기 위하여 하단연소부(13)와 상단연소부(14)로 이루어진 제1차소각부(10)가 구비됨으로써, 다층으로 연소하는 다중연소실을 구비하는 것으로 상기 폐기플라스틱(P)을 일회성으로 연소하는 것이 아닌 다중으로 연소하여 연소시 발생하는 소각물을 최소화시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 제1차소각부(10)의 작용을 살펴보면 최초 상기 호퍼장치(12)를 통하여 공급된 폐기플라스틱(P)이 상기 상단화격자(141)의 상면에 안착되고, 상기 하단연소부(13)의 가스버너(132)가 화염을 일으켜 상기 폐기플라스틱(P)을 1차연소시키게 된다.

이후, 상기 하단외기도입구(133)를 통하여 상기 폐기플라스틱(P)을 상부로 순환시키되 순환시 접촉되는 충격으로 상기 소각물(F1)을 작은 입자로 파쇄하는 상단차단벽(142)을 통하여 입자의 크기를 소형화시킬 수 있게 된다.

그리고, 소형화된 입자는 상기 상단화격자(141)를 통과한 후 다시 하단화격자(131)에서 추가적으로 연소되고 다시 상기 하단외기도입구(133)를 통하여 재차 상기 상단연소부(14)로 이동하게 된다.

여기서, 상기 상단화격자(141)의 하부에는 상단외기도입구(143)가 형성됨으로써, 상기 상부로 순환하는 소각물(F1)을 보다 빠르게 이동시킬 수 있게 된다.

이후, 상기 소각물(F1)은 상기 하단외기도입구(133)와 상단외기도입구(143)를 통하여 빠른 유속으로 순환하며 연속적으로 연소되며 이때 발생된 가스와 재등은 상기 이동통로부(30)를 통하여 상기 제2차소각부(20)로 이동하게 된다.

그리고, 상기 제2차소각부(20)로 이동된 가스와 재 또는 소각물(F1)은 상기 제2화격자(22)를 중심으로 순화되며 또 다시 연소하게 되며 최종적으로 가스와 재 모두를 연소시키고 폐열만으로 생성하게 된다.

이렇듯, 상기 폐기플라스틱(P)은 1차적으로 하단연소부(13)를 통하여 연소된 후 상기 상단연소부(14)에서 2차 연소되고, 이후 제2차소각부(20)로 넘어가 3차 연소됨으로써, 다중으로 연소되는 것을 통하여 소각물(F1)의 연소에서 발생되는 부산물을 모두 연소시킬 수 있어 인체에 유해한 가스 또는 폐기물인 재등을 남기지 않아 후처리가 매우 간편해지고, 오직 폐열만을 남길 수 있어 폐열을 통한 후공정을 편리하게 진행시킬 수 있게 된다.

여기서, 후공정이란 폐열을 통하여 스팀 및 온수 전기등을 생성하는 고정을 말한다.

한편 상기 제1연소본체(11)와 제2연소본체(21)의 벽면에는 청소 및 정비시 개방하는 청소개폐덥개(40)가 구비됨으로써, 장시간 사용된 후 발생되는 찌거기 및 재등을 손쉽게 청소할 수 있게 된다.

그리고, 상기 호퍼장치(12)에는 도 6에 도시된 바와 같이 소각되는 도중 폐기플라스틱(P)을 추가할 수 있도록 2단으로 개폐작용되는 제1차단벽(122)과 제2차단벽(123)을 구비함으로써, 상기 제2차단벽(123)을 막은 상태로 상기 제1차단벽(122) 열어 상기 폐기플라스틱(P)을 추가하고, 상기 제1차단벽(122)을 막은 상태로 상기 제2차단벽(123)을 열어 소각되는 도중에도 상기 폐기플라스틱(P)을 공급할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
P : 폐기플라스틱 F : 열원
F1 : 소각물 1 : 소각장치
10 : 제1차소각부 11 : 제1연소본체
12 : 호퍼장치 121 : 관로
122 : 제1차단벽 123 : 제2차단벽
13 : 하단연소부 131 : 하단화격자
132 : 가스버너 133 : 하단외기도입구
14 : 상단연소부 141 : 상단화격자
142 : 상단차단벽 143 : 상단외기도입구
20 : 제2차소각부 21 : 제2연소본체
22 : 제2화격자 23 : 개방커버
24 : 제2차차단벽 30 : 이동통로부
40 : 청소개폐덥개

Claims (8)

1. 각종폐기물에서 발생되는 폐기플라스틱(P)을 소각하는 소각장치(1)에 있어서,
   내부공간이 형성된 박스형상의 제1연소본체(11)와, 상기 제1연소본체(11)의 상부에 구비되며 상기 폐기플라스틱(P)을 내부로 공급하거나 차단하는 호퍼장치(12)와, 상기 제1연소본체(11)의 내측 하부에 구비되며 직접적인 열원(F)이 발생되는 하단연소부(13)와, 상기 제1연소본체(11)의 내측 상부에 구비되며 상기 하단연소부(13)에서 발생된 열원(F)이 순환되며 상기 폐기플라스틱(P)을 연소하는 상단연소부(14)로 이루어진 제1차소각부(10)와;
   상기 제1차소각부(10)에서 연소된 소각물(F1)이 이동되는 박스형상의 제2연소본체(21)와, 상기 제2연소본체(21)의 내부에 이동된 소각물(F1)이 통과되거나 받쳐지는 제2화격자(22)와, 상기 제2연소본체(21)의 상부에 외부로 개방되는 개방커버(23)로 이루어진 제2차소각부(20)와;
   상기 제1차소각부(10)와 제2차소각부(20)의 사이에 연결되며 상기 제1차소각부(10)에서 연소된 소각물(F1)이 상기 제2차소각부(20)로 이동되도록 관형상의 이동통로부(30)로 구성되고;
   상기 하단연소부(13)는 상기 제1연소본체(11)의 내부에 정해진 각도로 경사지며 상기 폐기플라스틱(P)을 안착시킨 후 연소시키는 하단화격자(131)와, 상기 하단화격자(131)의 중앙부분에 구비되며 가스를 통하여 화염을 발생시키는 가스버너(132)로 이루어지며;
   상기 하단화격자(131)의 하부에는 상기 폐기플라스틱(P)을 연소한 후 발생된 소각물(F1)을 상부로 이동시켜 상기 소각물(F1)의 상기 제1연소본체(11)의 내부에서 고압으로 순환되도록 상부방향으로 설치된 하단외기도입구(133)가 형성되고;
   상기 상단연소부(14)는 상기 제1연소본체(11)의 내부에 정해진 각도로 경사지며 상기 폐기플라스틱(P)을 안착시킨 후 연소시키는 상단화격자(141)와, 상기 제1연소본체(11)의 내측 상부에 구비되며 상기 소각물(F1)의 순환시 접촉되는 충격으로 상기 소각물(F1)을 작은 입자로 파쇄하는 상단차단벽(142)으로 이루어지고;
   상기 상단화격자(141)의 하부에는 상기 폐기플라스틱(P)을 연소한 후 발생된 소각물(F1)을 상부로 이동시켜 상기 소각물(F1)의 상기 제1연소본체(11)의 내부에서 고압으로 순환되도록 상부방향으로 설치된 상단외기도입구(143)가 형성되며;
   상기 제2차소각부(20)의 내부에는 상기 소각물(F1)의 순환시 접촉되는 충격으로 상기 소각물(F1)을 작은 입자로 파쇄하는 제2차차단벽(24)이 구비되고;
   상기 제1연소본체(11)와 제2연소본체(21)의 벽면에는 청소 및 정비시 개방하는 청소개폐덥개(40)가 구비되며;
   상기 호퍼장치(12)는 상기 제1연소본체(11)의 상부에 안착되는 파이프형상의 관로(121)와, 상기 관로(121)의 일측면에 내부로 관통되는 제1차단벽(122)과, 상기 제1차단벽(122)의 하부에 구비되며 상기 제1차단벽(122)이 닫힐 경우 개방되는 제2차단벽(123)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중연소실이 구비된 폐기플라스틱용 소각장치.
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