KR20010112769A - 수냉 간헐식 소각로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수냉 간헐식 소각로에 관한 것으로, 소각로의 연소실내에 공급되는 공기가 측벽 뿐만 아니라 저벽 및 상벽으로부터 입체적으로 분사되고 연소실내에 분사되는 공기에 와류가 발생되도록 하므로서 연소효율이 향상되도록 한 수냉 간헐식 소각로를 제공하기 위하여, 소각물이 투입되어 연소되도록 소정 형상의 연소실이 형성되도록 내판과 외판으로 형성된 측벽 사이에 냉각자켓이 구성되고, 상기 냉각자켓 내부에는 팬으로부터 공급되고 연소실 내부로 압축공기를 분사시키는 복수 개의 분사노즐이 결합되어 설치된 공급관을 포함하는 공기공급장치가 구성된 소각로본체와, 상기 연소실과 연통되는 덕트를 통해 배출되는 배출가스중의 고형분을 분리하는 사이클론과, 상기 사이클론을 통과한 배출가스가 배출되는 연돌이 구비된 수냉 간헐식 소각로에 있어서, 상기 연소실(11)은 소각물이 투입되어 1차 연소되는 제 1연소실(11a)과 상기 제 1연소실(11a)의 상방에 연결덕트(11c)로 연결 형성되어 2차 연소가 실행되는 제 2연소실(11b)로 구분 구성되고, 상기 제 1연소실의 전후좌우 측벽, 상벽상에는 상기 공급관이 서로 연결 접속되며, 이 공급관(60)상에 설치되는 분사노즐(61)과 저벽상에 설치되는 분사노즐(61)이 연소실내에 와류가 발생되도록 일정한 각도로 경사지게 설치된 것이다.

Description

수냉 간헐식 소각로{WATER-CO0LED AND INTERMITTENCE THROWING TYPE INCINERRATOR}

본 발명은 수냉 간헐식 소각로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각방식이 수냉구조를 갖고 소각물을 간헐적으로 투입하여 소각하는 소각로의 연소효율을 향상시키기 위해 연소실의 내에 입체적으로 공기가 공급되도록 된 수냉 간헐식 소각로에 관한 것이다.

산업사회가 고도화되고 국민의 생활수준이 향상됨에 따라 산업 및 가정쓰레기가 증가되어 사회문제로 대두되고, 지방자치화에 따른 쓰레기소각장과 같은 협오시설의 설립이 어려워짐에 따라 소규모의 소각로의 수요가 증가되고 있는 바, 최근에는 다양한 종류의 소각로가 설치되고 있다.

한편, 일반적인 소각로는 공기를 투입하기 위한 복수 개의 오리피스가 열소실 벽면에 설치되는 구조를 갖는 것이나 이와 같은 소각로는 공기가 연소실의 내벽 주위에만 공급되어 소각물의 심층부까지 연소가 이루어지지 않을 뿐만 아니라 소각물의 소각과정에 연소실의 내벽에 탄소체가 점착되므로 연소면적 및 연소효율이 저하되고 오리피스의 공기토출구를 차단하게 되어 불완전연소가 유발된다.

따라서, 최근에는 연소실의 벽면을 이중으로 구성하고 그 내부에 냉각수가 채워지는 냉각자켓을 형성하며 그 냉각자켓의 내부에는 공기공급관을 구성하는 한편 이 공기공급관에는 공기를 분사시키는 분사노즐이 벽면에 대하여 직각방향으로설치하여 구성한 수냉 간헐식 소각로가 제안되었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 수냉 간헐식 소각로는 연소실의 내벽면에 탄소체가 점착되는 문제점은 다소 해소되고 있으나 분사노즐이 연소실의 측면상에만 구성되어 있고 이 분사노즐로부터 분사되는 공기의 분사방향이 직각이므로 공기가 소각물에 평면적으로 공급되어 소각물의 심층부 및 소각물의 저부에는 공기의 미공급에 따른 불완전연소가 발생되는 바, 이에 따른 매연, 유해가스 등의 증가로 심각한 환경오염을 발생시키고 있으며, 또한 연소실내에서 소각물의 체류시간이 증가되어 소각효율이 저감되고, 소각시에 미연소 소각물에 공기를 수작업(소각물의 위치를 막대기와 같은 별도의 도구로서 변화시키는 작업)으로 공급시키기 위한 별도의 작업자가 요구되어 이에 따른 관리비용이 증가되고 작업시에 화상을 입는 등 안전사고의 위험이 존재하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 소각로의 연소실내에 공급되는 공기가 측벽 뿐만 아니라 저벽 및 상벽으로부터 입체적으로 분사되고 연소실내에 분사되는 공기에 와류가 발생되도록 하므로서 연소효율이 향상되도록 한 수냉 간헐식 소각로를 제공하고자 하는 것이다.

이러한, 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 소각물이 투입되어 연소되도록 소정 형상의 연소실이 형성되도록 내판과 외판으로 형성된 측벽 사이에 냉각자켓이 구성되고, 상기 냉각자켓 내부에는 팬으로부터 공급되고 연소실 내부로 압축공기를 분사시키는 복수 개의 분사노즐이 결합되어 설치된 공급관을 포함하는 공기공급장치가 구성된 소각로본체와, 상기 연소실과 연통되는 덕트를 통해 배출되는 배출가스중의 고형분을 분리하는 사이클론과, 상기 사이클론을 통과한 배출가스가 배출되는 연돌이 구비된 수냉 간헐식 소각로에 있어서, 상기 연소실은 소각물이 투입되어 1차 연소되는 제 1연소실과 상기 제 1연소실의 상방에 연결덕트로 연결 형성되어 2차 연소가 실행되는 제 2연소실로 구분 구성되고, 상기 제 1연소실의 전후좌우 측벽, 상벽상에는 상기 공급관이 서로 연결 접속되며, 이 공급관상에 설치되는 분사노즐과 저벽상에 설치되는 분사노즐이 연소실내에 와류가 발생되도록 일정한 각도로 경사지게 설치된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 분사노즐의 설치각도는 소각로본체의 내판에 직교되는 수직선에 대하여 그 각도가 1°- 15°의 범위로 경사지게 설치되는 것이다.

그리고, 상기 공급관은 팬으로부터 인가된 압축공기가 저장되도록 소각로본체 외부에 설치되는 제 1에어챔버와, 상기 제 1에어챔버와 연통되게 상기 소각로본체의 저부에 형성되는 제 2에어챔버에 연통되게 설치되는 한편, 상기 제 2에어챔버와 연통되게 좌후 측벽 내부에 일정한 간격으로 입설되는 다수 개의 제 1공급관과, 전후 측벽상에 일정한 간격으로 입설되는 다수 개의 제 2공급관과, 상기 제 1공급관 및 제 2공급관과 서로 접속되어 연소실의 상벽 내부에 횡설되는 다수 개의 제 3공급관으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 저벽에 설치되는 분사노즐은 제 2에어챔버와 직접 연통되게 저벽을 통해 제 1연소실 내부로 경사지게 설치된 것이다.

그리고, 바람직하게 상기 제 1에어챔버상에는 제 2에어챔버 내부로 공급되는 공기량이 조절되도록 공기조절밸브가 설치된 배기관이 접속 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수냉 간헐식 소각로를 나타내는 정면도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수냉 간헐식 소각로를 나타내는 측면도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수냉 간헐식 소각로를 나타내는 평면도,

도 4는 도 2의 A부 확대단면도,

도 5는 본 발명에 따른 분사노즐의 분사각도를 설명하기 위한 도면,

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 수냉 간헐식 소각로의 공급관 구조를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10:소각로본체, 11:연소실,

11a:제 1연소실, 11b:제 2연소실,

20:사이클론, 30:연돌,

40:공기공급장치, 42:팬,

44:제 1에어챔버, 46:제 2에어챔버,

50:냉각자켓, 60:공급관,

62:제 1공급관, 64:제 2공급관,

66:제 3공급관, 70:배기관.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

첨부 도면, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수냉 간헐식 소각로를 나타내는 정면도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수냉 간헐식 소각로를 나타내는 측면도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수냉 간헐식 소각로를 나타내는 평면 도, 도 4는 도 2의 A부 확대단면도, 도 5는 본 발명에 따른 분사노즐의 분사각도를 설명하기 위한 도면, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 수냉 간헐식 소각로의 공급관 구조를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 수냉 간헐식 소각로는 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 내부에 연소실(11)의 형성되는 소각로본체(10)와, 상기 소각로본체(10)와 연통되는 덕트를 통해 배출되는 배출가스중의 분진과 같은 고형분을 분리하는 사이클론(20)과, 상기 사이클론(20)을 통과한 배출가스가 배출되는 연돌(30)과, 상기 연소실의 내부로 공기를 공급시키는 공기공급장치(40)가 구성되고, 상기 소각로본체(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 내판(12)과 외판(13)으로 형성된 측벽(14) 사이에 냉각자켓(50)이 구성되는 한편, 상기 냉각자켓(50)의 내부에는 공기공급장치 (40)로서 팬(42)으로부터 공급된 공기가 유동되는 공급관(60)이 구성되고 이 공급관(60)상에는 다수 개의 분사노즐(61)이 결합된 것이다.

상기 소각로본체(10)내에서 형성되는 상기 연소실(11)은 소각물이 투입되어1차 연소되는 제 1연소실(11a)과 상기 제 1연소실(11a)의 상방에 연결덕트(11c)로 연결 형성되어 2차 연소가 실행되는 제 2연소실(11b)로 구분 구성되며, 상기 제 1연소실(11a)의 전후 및 좌우 측벽(14), 상벽(15)상에는 상기 공급관(60)이 서로 연결 접속되며, 이 공급관(60)상에 설치되는 분사노즐(61)은 도 5에 도시된 바와 같이 연소실내에 와류가 발생되도록 일정한 각도로 경사지게 설치되는 것이며, 또한 상기 저벽(16)에 설치되는 분사노즐(61)은 도 6에 도시된 바와 같이 별도의 공급관이 구비되어 있지 않은 상태에서 후술하는 제 2에어챔버(46)와 직접 연통되게 저벽을 통해 제 1연소실(11a) 내부로 경사지게 설치된 것이나, 이에 한정되지 않고 저벽(16)의 내부에도 별도의 공급관이 설치되고 이 공급관상에 분사노즐을 설치할 수도 있는 것이다.

그리고, 상기 분사노즐(61)의 설치각도(θ)를 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 소각로본체(10)의 내판(12)에 직교되는 수직선(ｘ)에 대하여 그 각도가 1°- 15°의 범위로 경사지게 설치되는 것이 바람직하고, 또한 상기 설치각도를 구현함에 있어 분사노즐의 전체를 경사지게 설치하거나 또는 분사노즐의 단부에 형성된 배출구의 배출각도만 조정하여 구성할 수 있다.

한편, 상기 냉각자켓(50)은 도 3에 나타난 외부로부터 냉각수가 공급되어 채워지는 냉각수탱크(52)와 연결되고, 이 냉각수탱크(52)에는 수위를 조절하는 수위조절밸브(미도시)가 구성되는 한편, 상기 냉각자켓(50)의 내부에서 가열되어 증발되는 수증기는 도 2에 나타난 스팀라인(54)을 통해 유수분리탱크(56)측으로 공급되어 배출파이프(58)를 통해 외부로 배출되는데, 이때 응결된 수증기는 상기 유수분리탱크(56)내에 집수되는 구조를 갖는다.

그리고, 상기 냉각자켓(50)은 제 1연소실(11a)의 외부에 해당되는 측벽 내부에 구성되는 것으로, 그 세부 구조는 도 4에 나타난 바와 같이 내판(12)과 외판(13) 사이에는 외판(13)측에 블릭(blick,13a)이 접촉 설치되고, 이 블릭(13a)과 내판(12) 사이에 냉각자켓(50)이 설치되는 것이며, 또한 상기 냉각자켓(50)의 내부에 공급관(60)이 구비되고, 이 공급관(60)상에 분사노즐(61)이 결합 설치된 것이다.

한편, 상기 공기공급장치(40)는 도 6에 도시된 바와 같이 팬(42)과, 이 팬(42)으로부터 인가된 압축공기가 저장되도록 소각로본체(10) 외부에 설치되는 제 1에어챔버(44)와, 상기 제 1에어챔버(44)와 연통되게 상기 소각로본체(10)의 저부에 형성되는 제 2에어챔버(46)와, 상기 제 2에어챔버(46)로부터 공기를 공급받아 분사노즐을 통해 연소실내에 공급시키는 공급관(60)으로 구성되는 한편, 상기 공급관(60)은 상기 제 2에어챔버(46)와 연통되게 좌후 측벽(14a) 내부에 일정한 간격으로 입설되는 다수 개의 제 1공급관(62)과, 전후 측벽(14b)상에 일정한 간격으로 입설되는 다수 개의 제 2공급관(64)과, 상기 제 1공급관(62) 및 제 2공급관(64)과 서로 접속되어 연소실의 상벽(15) 내부에 횡설되는 다수 개의 제 3공급관(66)으로 구성된 것이다.

바람직하게, 상기 제 1공급관(62)은 좌우 각 측벽상에 각각 6개가 구성되고, 제 2공급관(64)은 전면 측벽(14b)상에 소각물의 투입 및 제거를 위한 도어(18)가 구성되어 있으므로 좌우측에 각각 1개씩의 공급관(64)이 입설되고, 후면 측벽상에는 4개의 공급관(64)이 입설되는 것이 바람직하며, 상벽(15)상에는 4개 라인(line)의 공급관(66)이 구비되는데 이때 제 2연소실(11b)와의 연결을 위한 연결덕트(11c) 설치부에는 공급관이 형성되지 않도록 된 것이다.

그리고, 상기 제 1에어챔버(44)상에는 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 제 2에어챔버(46) 내부로 공급되는 공기량이 조절되도록 공기조절밸브(72)가 설치된 배기관(70)이 접속 구성된 것이다.

한편, 첨부된 도 1의 미설명부호 80은 버너이고, 90은 사다리, 100은 안전망이며, 도 2의 110은 콘트롤 판넬이다.

상기와 같은 본 발명의 작용은 다음과 같다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 구성된 수냉 간헐식 소각로의 소각물 투입구를 통해 제 1연소실(11a)내에 소각물을 투입하고 공기공급장치(40)의 팬(42)을 작동시켜 상기 제 1연소실(11a) 내에 공기를 분사시킨 후 버너를 점화하면 소각물의 연소가 시작되게 된다.

상기 제 1연소실(11a)내에서 연소가 이루어지면 수냉자켓(50)의 온도가 상승되므로 이 수냉자켓(50) 내에 설치된 공급관(60)을 통해 연소실내에 공급되는 공기의 온도가 상승되어 연소효율이 향상되고, 또한 수냉자켓(50)에 의해 연소에 의해 연소실(11a)의 내벽에 탄소체가 부착되는 현상이 저감되게 된다.

한편, 상기 제 1연소실(11a)의 연소과정에서 부유되는 작은 소각물이나 미연소된 배기가스는 연결덕트(11c)를 통해 제 2연소실(11b)로 공급되어 2차 연소가 이루어지고, 다시 배기되는 배기가스는 사이클론(20)를 통과하게 되는데, 이때 배기가스에 포함된 분진과 같은 고형분은 상기 사이클론(20)내에서 고속회전되면서 그 원심력에 의해 사이클론(20)의 하단에 형성된 포집장치에 포집되고, 순수한 배기가스만 연돌(30)을 통해 대기중으로 방출된다.

한편, 상기 제 1연소실(11a)내에서 조연성 가스로 작용되는 공기를 분사하는 공기공급장치의 작용를 살펴보면, 팬(42)으로부터 발생되어 인가된 압축공기가 제 1에어챔버(44)을 통해 제 2에어챔버(46)에 공급되면 이 제 2에어챔버(46)와 연통되게 설치된 제 1공급관(62), 제 2공급관(64)에 공급되고, 상기 제 1,2공급관(62,64)에 연결 접속된 제 3공급관(66)에 공급되게 된다.

이와 같이 공급된 공기는 각 공급관에 설치된 분사노즐(61)을 통해 제 1연소실(11a) 내부로 공기를 분사하게 되는데, 이때 상기 제 1공급관(62), 제 2공급관 (64) 및 제 3공급관(66)이 서로 접속 루프화되어 있으므로 각 분사노즐로 분사되는 공기의 분사압력이 일정하게 유지되고 또한 분사노즐(61)이 일정한 각도(바람직하게는 1°)로 경사지게 설치되어 있으므로 분사되는 공기는 연소실내에서 와류를 형성하게 되어 소각물 전체에 고르게 분사됨과 동시에 소각물의 심층부 까지 공급되어 산화반응이 효과적으로 이루어지게 되며, 특히 분사노즐(61)이 저벽(16)에도 설치되어 분사되는 공기압에 의해 소각물을 바닥면으로부터 이격시킴 동시에 연소가 가능하게 되어 원활하고 효과적인 소각이 가능하게 된다.

그리고, 제 1에어챔버(44)에는 공기조절밸브(72)가 설치된 배기관(70)이 접속 구성되어 있으므로 연소실내에서 연소되는 소각물의 양이나 부하에 따라 제 2에어챔버(46) 내부로 공급되는 공기량을 조절하게 되어 효과적인 소각물의 연소가 가능하게 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 수냉 간헐식 소각로에 의하면, 분사노즐이 연소실의 좌우 측벽 뿐만 아니라, 전후 측벽과, 저벽 및 상벽에도 구성되어 있어 원활한 공기의 공급에 따른 연소효율이 향상되고, 특히 분사노즐이 경사지게 설치되어 분사되는 공기가 연소실내에서 와류를 형성하게 되므로 공기가 소각물의 전체에 고르게 분사되고, 또한 저벽으로부터 분사되는 공기는 소각물을 바닥면으로부터 이격시키면서 소각물의 저부에도 연소가 가능하게 하므로 연소효율이 극대화되어 연소시간이 단축되고 배출되는 가스내에 유해성분이 저감되는 한편 별도의 작업자가 요구되지 않으므로 비용이 절감되고 작업자가 입을 수 있는 안전사고도 미연에 방지할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (5)

1. 소각물이 투입되어 연소되도록 소정 형상의 연소실이 형성되도록 내판과 외판으로 형성된 측벽 사이에 냉각자켓이 구성되고, 상기 냉각자켓 내부에는 팬으로부터 공급되고 연소실 내부로 압축공기를 분사시키는 복수 개의 분사노즐이 결합되어 설치된 공급관을 포함하는 공기공급장치가 구성된 소각로본체와, 상기 연소실과 연통되는 덕트를 통해 배출되는 배출가스중의 고형분을 분리하는 사이클론과, 상기 사이클론을 통과한 배출가스가 배출되는 연돌이 구비된 수냉 간헐식 소각로에 있어서,

   상기 연소실(11)은 소각물이 투입되어 1차 연소되는 제 1연소실(11a)과 상기 제 1연소실(11a)의 상방에 연결덕트(11c)로 연결 형성되어 2차 연소가 실행되는 제 2연소실(11b)로 구분 구성되고, 상기 제 1연소실의 전후좌우 측벽, 상벽상에는 상기 공급관이 서로 연결 접속되며, 이 공급관(60)상에 설치되는 분사노즐(61)과 저벽상에 설치되는 분사노즐(61)이 연소실내에 와류가 발생되도록 일정한 각도로 경사지게 설치된 것을 특징으로 하는 수냉 간헐식 소각로.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 분사노즐(61)의 설치각도는 소각로본체의 내판에 직교되는 수직선에 대하여 그 각도가 1°- 15°의 범위로 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 수냉 간헐식 소각로.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 공급관(60)은 팬(42)으로부터 인가된 압축공기가 저장되도록 소각로본체(10) 외부에 설치되는 제 1에어챔버(44)와, 상기 제 1에어챔버(44)와 연통되게 상기 소각로본체(10)의 저부에 형성되는 제 2에어챔버(46)에 연통되게 설치되는 한편, 상기 제 2에어챔버(46)와 연통되게 좌후 측벽(14a) 내부에 일정한 간격으로 입설되는 다수 개의 제 1공급관(62)과, 전후 측벽(14b)상에 일정한 간격으로 입설되는 다수 개의 제 2공급관(64)과, 상기 제 1공급관(62) 및 제 2공급관(64)과 서로 접속되어 연소실의 상벽(15) 내부에 횡설되는 다수 개의 제 3공급관(66)으로 구성된 것을 특징으로 하는 수냉 간헐식 소각로.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 저벽(16)에 설치되는 분사노즐(61)은 제 2에어챔버(46)와 직접 연통되게 저벽을 통해 제 1연소실(11a) 내부로 경사지게 설치된 것을 특징으로 하는 수냉 간헐식 소각로.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 제 1에어챔버(44)상에는 제 2에어챔버(46) 내부로 공급되는 공기량이 조절되도록 공기조절밸브(72)가 설치된 배기관(70)이 접속 구성된 것을 특징으로 하는 수냉 간헐식 소각로.