KR20020084731A - 소각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소각장치에 관한 것으로, 일측에 폐기물 투입구(1)가 부착된 제 1지지부재(3) 및 연소버너(4)가 부착된 제 2지지부재(5)의 사이에 원통체(7)를 회전가능하게 결합시킨 회전로(10)와, 저부에 로스톨(11,12)을 계단식으로 연속 배열한 연소실(20) 및 1사이클론(21)의 배출구(21A) 하부에 제 2사이클론(22)의 상부를 각각 연결시킨 사이클론 챔버(30)로 이루어진다.

이와 같은 본 발명은 연소버너(4)의 화염이 작용하는 회전로(10)와 로스톨(11,12)이 계단식으로 배열된 연소실(20)을 통해 폐기물을 소각시키고, 사이클론 챔버(30)에 의해 배기가스의 분진을 제거함으로써 소각효율을 높이고, 다량의 폐기물에 대한 소각이 가능하며, 특히 폐기물에 다량의 수분이 함유될 경우에도 연소잔류물 및 유해가스의 발생을 감소시킬 수 있다.

Description

소각장치{An incinerator for industrial waste }

본 발명은 소각장치에 관한 것으로, 상세하게는 연소버너의 화염이 작용하는 회전로와 로스톨이 계단식으로 배열된 연소실을 통해 폐기물을 소각시키고, 사이클론 챔버에 의해 전열면적을 넓히고 높은 온도를 유지시켜 미연소 가스 및 배기가스의 분진을 제거함으로써 소각효율을 높이고, 다량의 폐기물에 대한 소각이 가능하도록 구성한 것으로, 특히 소각에 앞서 폐기물을 건조시킴으로써 폐기물에 다량의 수분이 함유될 경우에도 연소잔류물 및 유해가스의 발생을 감소시킬 수 있는 소각장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업이 발달하고, 생활수준의 향상에 따라 소비가 증가할 경우에는 이에 비례하여 산업현장이나 생활과정에서 다량의 폐기물이 발생한다.

상기한 과정을 통해 발생한 폐기물에는 재활용이 가능함에 따라 반복 사용 할 수 있거나 원료 및 소재로서의 활용이 가능한 물품과 함께 재활용이 불가능함으로써 폐기를 요하는 종류가 포함된다.

이와 같은 폐기물에서 재활용이 불가능한 폐기물은 통상적으로 매립이나 소각에 의해 처리를 하게 되는데, 폐기물을 매립시킬 경우에는 폐기물에 의해 토양이 오염되는 한편, 매립된 폐기물로부터 발생한 침출수에 의해 지하수를 포함한 2차오염 등의 문제가 발생한다.

따라서, 최근에는 매립에 비해 환경오염이 상대적으로 적은 동시에, 운전비용이 저렴하며, 폐기물의 중량과 부피를 감소시킴에 따라 폐기물의 처리가 용이하게 이루어지는 소각방식에 의해 폐기물을 처리한다.

한편, 이와 같이 소각에 의해 폐기물을 처리하는 소각장치로는 원심력에 의해 분진을 제거하는 사이클론 방식의 소각장치를 비롯하여 다량의 폐기물 처리에 적합한 계단식 소각장치 등이 알려져 있다.

이와 같은 소각장치에서 원심력에 의해 분진을 제거하는 사이클론 방식의 소각장치는 배기가스에 함유된 분진을 효과적으로 제거할 수 있으며, 이와 함께 단순한 구조를 갖는 등의 장점이 있으나 단위시간당 처리용량이 적어 폐기물의 처리가 제한적으로 이루어지는 등의 문제점이 따른다.

이와 함께 폐기물의 연소가 연속적으로 이루어지는 계단식 소각장치는 다량의 폐기물을 소각시킬 수 있는 반면, 소각과정에서 적층된 폐기물의 내부에 대한 산소공급이 불량하며, 특히 함수율이 높은 폐기물의 처리시에는 불완전연소에 의해 많은 연소잔류물과 유독가스가 발생하게 된다.

한편, 상기한 종래의 소각장치가 갖는 처리용량의 부족과 다량의 연소잔류물이 발생하는 것을 억제하기 위한 발명으로는, 본원 출원인이 1997년 특허출원 제 25570호로서 선출원한 소각기의 로스톨장치가 알려져 있는데, 이와 같은 본원 출원인이 선출원한 1997년 특허출원 제 25570호는, 로스톨을 계단형상으로 배열하고, 상기한 계단형 로스톨의 상부에 공압실린더의 동작에 의해 로스톨의 연소잔류물을 밀어내는 상하측 밀판을 설치함으로써 소각용량을 높이고, 연소잔류물의 발생을 최소화시키는 등의 가시적인 효과를 얻을 수 있다.

그런데 이와 같은 본원 출원인의 선출원은 대형 및 다량의 폐기물의 처리가 가능한 동시에, 반복된 연소과정을 통해 연소잔류물 및 유독가스의 발생을 감소시키는 등의 효과가 있는 반면, 소각을 요하는 폐기물에 다량의 수분이 함유될 경우에는 소각효율이 저하되어 불완전연소에 의해 연소잔류물 및 유독가스가 발생된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 본원 출원인의 선출원을 포함한 종래의 소각장치가 갖는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 기술적 과제는, 연소버너의 화염이 작용하는 회전로와, 로스톨을 계단식으로 배열하고, 상기한 로스톨의 상부에 이송실린더를 구비한 연소실을 통해 폐기물을 소각시키고, 사이클론 챔버에 의해 전열면적을 넓히고 높은 온도를 유지시켜 미연소 가스 및 배기가스의 분진을 제거함으로써 소각효율을 높이고, 다량의 폐기물에 대한 소각이 가능하도록 하는 동시에, 폐기물에 다량의 수분이 함유될 경우에도 미세분진 및 유해가스의 발생을 대폭 감소시킬 수 있는 수단을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는, 일측에 폐기물 투입구가 부착된 원반형상의 제 1지지부재 및 상기 제 1지지부재보다 큰 직경으로 이루어지며 일측 상부에는 연소버너가 부착된 제 2지지부재의 사이에 테이퍼 형상을 갖는 원통체를 회전가능하게 결합시킨 회전로;

상기 회전로와 연통되도록 설치되며, 저부에는 로스톨을 계단식으로 연속 배열하고, 상부에는 배기가스의 흐름을 유도하는 사각판체형상의 배기유도판이 부착되며, 하부 일측에는 연소잔류물이 포집되는 재처리구를 개폐가능하게 구비한 연소실,

상기 연소실의 출구측 상부에 형성된 배출구를 제 1사이클론의 법선방향으로 연결시키고, 상기 제 1사이클론의 배출구 하부에는 제 2사이클론의 상부를 각각 연결시키며, 저부에는 상기 제 2사이클론의 배출구를 통해 배출된 분진을 포집시키는 재처리구를 개폐가능하게 결합시키고, 측면 일측으로는 배기가스가 배출되도록 배기구를 수평으로 형성한 사이클론 챔버로 이루어진 것을 특징으로 하는 소각장치를 제공함으로써 달성된다.

이하, 본 발명에 의한 소각장치를 첨부한 도면에 의해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치의 개략 구조도,

도 2는 본 발명을 구성하는 회전로의 단면 구조도,

도 3은 본 발명을 구성하는 연소실의 단면 구조도,

도 4는 본 발명을 구성하는 사이클론 챔버의 단면 구조도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 개략 구조도,

도 6은 본 발명의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 폐기물 투입구 3 : 제 1지지부재

4 : 연소버너 5 : 제 2지지부재

7 : 원통체 10 : 회전로

11,12 : 로스톨 11A,12A : 공압 실린더

11B,12B : 슬라이더 15 : 배기유도판

18 : 배출구 20 : 연소실

21 : 제 1사이클론 22 : 제 2사이클론

23 : 보조 사이클론 25 : 재처리구

30 : 챔버

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치의 개략 구조도로서, 본 발명에 의한 소각장치(100)는, 일측에 폐기물 투입구(1)가 부착된 제 1지지부재(3) 및 연소버너(4)가 부착된 제 2지지부재(5)의 사이에 원통체(7)를 회전가능하게 결합시킨 회전로(10)와, 저부에 로스톨(11,12)을 계단식으로 연속 배열한 연소실(20) 및 1사이클론(21)의 배출구(21A) 하부에 제 2사이클론(22)의 상부를 각각 연결시킨 사이클론 챔버(30)로 이루어진다.

상기한 회전로(10)는, 도 2에 도시한 바와 같이 원반형상의 제 1지지부재(3)와, 상기한 제 1지지부재(3)보다 큰 직경을 갖는 제 2지지부재(5) 사이에 테이퍼 형상을 갖는 원통체(7)를 결합시킨 것으로, 제 1지지부재(3)의 일측에는 폐기물의 투입이 용이하게 이루어지도록 경사면을 갖는 폐기물 투입구(1)가 부착된다.

또한, 제 2지지부재(5)의 일측 상부에는 회전로(10)의 내부로 화염이 분사되는 연소버너(4)가 부착되며, 제 1지지부재(3) 및 제 2지지부재(5)의 사이에는 원통체(7)가 회전가능하게 부착된다.

상기한 원통체(7)의 외주면으로는 도시안된 구동장치가 연결됨으로써 본 발명의 동작과정에서 구동장치의 구동에 의해 제 1지지부재(3) 및 제 2지지부재(5)에 의해 양단이 각각 지지된 상태로 감속회전이 이루어지는데, 특히 상기한 원통체(7)가 연소실 방향으로 하강하는 구조의 테이퍼 형상으로 이루어짐에 따라 내부가 완만한 경사면을 이루게 되므로 원통체(7)의 회전과정에서 내부에 투입된 폐기물이 연소실(20) 방향으로 서서히 이동한다.

한편, 제 2지지부재(5)의 하부에는 개방된 공간을 형성함으로써 폐기물 투입구(1)를 통해 투입된 폐기물이 1차 연소후 상기한 제 2지지부재(5)의 개방된 공간을 통해 연소실(20)로 이동하도록 한다.

이와 함께 상기한 회전로(10)와 연통되어 1차 연소된 폐기물을 연소시키는 연소실(20)은 도 3과 같이 폐기물의 연소공간을 제공하는 로스톨(11,12)을 계단식으로 연속 배열함으로써 연소효율을 높이도록 하는 동시에, 다량의 폐기물에 대한 연소가 가능하도록 한다.

상기한 바와 같이 연소실(20)의 저부에 설치되는 로스톨(11,12)은 폐기물에 대한 처리용량에 따라 설치수량을 가감하게 되는데, 예로써 연소실(20)의 처리용량을 높이고자 할 경우에는 도 5와 같이 로스톨(13)을 증설함으로써 다량의 폐기물에 대한 처리가 가능하도록 한다.

계속해서 상기한 연소실(20)의 내부에는 배기가스의 흐름을 유도하는 사각판체 형상의 배기유도판(15)을 하향하는 경사각을 갖도록 설치함으로써 분진이 함유된 배기가스가 직접 사이클론 챔버(30)로 이동하는 것을 차단시키며, 하부 일측에는 연소잔류물이 포집되는 재처리구(17)를 개폐가능하게 구비하여 연소실(20)의 내부에 누적된 분진을 외부로 배출시킨다.

한편, 연소실(20)로 이동한 폐기물은 로스톨(11,12)의 상부에서 연소가 이루어지므로 상기한 로스톨(11,12)의 상부에는 연소잔류물이 누적되는데, 이와 같은 연소잔류물은 순차적으로 이동한 폐기물의 연소를 방해하므로 로스톨(11,12)의 상부에 공압 실린더(11A,12A)의 작용에 따라 로스톨(11,12)과 밀착된 상태로 전후동하는 슬라이더(11B,12B)를 장착함으로써 본 발명의 동작과정에서 상기한 슬라이더(11B,12B)를 간헐적으로 동작시켜 로스톨(11,12) 상부에 누적된 연소잔류물을 재처리구(17)로 포집시켜 연소효율이 저하되는 것을 방지한다.

계속해서 상기한 연소실(20)의 출구측 상부에 형성된 배출구(18)와 연통된 상태로 설치되어 회전로(10) 및 연소실(20)을 경유하여 배출되는 배기가스의 분진이나 유해성분을 최종적으로 제거하는 사이클론 챔버(30)는, 도 4와 같이 연소실(20)의 배출구(18)를 제 1사이클론(21)의 법선방향으로 연결시키고, 상기한 제 1사이클론(21)의 배출구(21A) 하부에 제 2사이클론(22)의 상부를 각각 연결시킨 구조로 이루어진다.

또한 사이클론 챔버(30)의 저부에는 상기 제 2사이클론(22)의 배출구(22A)를 통해 배출된 분진을 포집시키는 재처리구(25)를 개폐가능하게 결합시키고, 측면 일측으로는 배기가스를 최종 배출시키는 배기구(27)가 수평으로 형성된다.

한편, 상기한 바와 같이 사이클론 챔버(30)에 설치되는 사이클론은 처리용량에 따라 그 수량을 가감하게 되는데, 예로써 대용량의 소각장치에 적용할 경우에는 도 5와 같이 로스톨(13)의 증설과 함께 제 1사이클론(21)의 배출구(21A)를 보조 사이클론(23)의 상부 일측과 법선방향으로 연결시키고, 상기 보조 사이클론(23)의 배출구(23A) 하부를 제 2사이클론(22)의 상부와 각각 연결시킴으로써 처리용량을 증가시킨다.

도면중 미설명 부호 27은 분진의 제거가 완료된 배기가스를 대기로 배출시키는 배출관이고, 부호 28은 제 1사이클론(21)의 내부에서 와류가 형성되었을 경우, 내부의 압력을 외부와 평행하게 할 수 있도록 제 1사이클론(21)의 상부에 설치되는 중공관이다.

상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 작용 및 효과를 도 6을 참조하여 이하에서 설명한다.

본 발명에 의한 소각장치(100)는 폐기물을 소각시켜 폐기물의 중량 및 부피를 감소시키는 한편, 배기가스중에 함유된 분진과 유해가스의 배출을 감소시키게 되는데, 이와 같은 본 발명에 의해 폐기물을 소각시킬 경우에는, 폐기물 투입구(1)를 통해 소각을 요하는 폐기물을 투입시킨 다음, 본 발명을 작동시킨다.

상기한 과정에 따라 본 발명의 동작이 개시되면, 도시안된 구동장치의 구동력에 의해 회전로(10)가 저속 회전하는 한편, 연소버너(4)가 점화됨으로써 화염이 회전로(10) 내부로 분사된다.

한편, 상기한 바와 같이 회전로(10)가 회전하면 폐기물의 유입압력과회전로(10)를 구성하는 원통체(7)의 경사면에 의해 폐기물이 화살표방향으로 이동을 하게 되며, 이와 동시에 폐기물의 일부가 원통체(7)의 회전방향을 따라 이동 및 낙하를 반복하게 되므로 폐기물의 교반이 이루어지며, 특히 이러한 과정에서 폐기물의 외부는 물론, 폐기물 내부가 연소버너(4)의 화염에 노출되므로 폐기물의 내외부에 대한 가열이 균일하게 이루어진다.

따라서, 폐기물에 다량의 수분이 함유될 경우에도 폐기물이 신속히 건조되는 한편, 지속적으로 작용하는 연소버너(4)의 동작에 의해 미연소 가스 및 폐기물의 1차연소가 이루어진다.

계속해서 상기한 과정에 따라 1차연소가 완료된 폐기물은 제 2지지부재(5)의 하부에 형성된 공간을 통해 연소실(20)로 이동하여 계단식으로 배열된 로스톨(11)의 상부에서 연소가 진행되며, 이러한 과정에서 상단의 로스톨(11)에서 연소중인 폐기물 및 연소잔류물은 공압 실린더(11A) 및 슬라이더(11B)의 동작에 따라 하단의 로스톨(12)로 이동한다.

이와 동시에 상단의 로스톨(11)을 경유하여 하단의 로스톨(12)로 이동함으로써 연소가 완료된 폐기물은 부피 및 중량이 대폭 감소된 연소잔류물 상태로 변화되는 한편, 간헐적으로 동작하는 공압 실린더(12A) 및 슬라이더(12B)에 의해 재처리구(17) 내부로 포집된다.

계속해서 상기한 과정에 의해 연소실(20)로부터 배출된 배기가스는 연소실(20)의 출구측 상부에 형성된 배출구(18)를 통해 제 1사이클론 챔버(30)로 이동한다.

이때, 상기한 제 1사이클론 챔버(30)는 상기 연소실(20)의 배출구(18)가 법선방향으로 연결됨으로써 제 1사이클론(21)의 내부로 유입된 배기가스는 제 1사이클론(21) 내부에서 와류를 형성한다.

상기한 과정에 따라 형성된 와류는 배기가스에 포함된 분진에 원심력을 부여하게 되므로 분진은 제 1사이클론(21) 및 제 2사이클론(22)의 배출구(21A,22A)를 통해 하부의 재처리구(25)에 포집되며, 제 1사이클론(21) 및 제 2사이클론(22)을 경유하는 과정에서 분진이 제거되고, 상기한 제 1사이클론(21) 및 제 2사이클론(22)과의 접촉과정에서 열교환에 의해 냉각된 배기가스는 배출관(18)을 통해 청정한 상태로 대기중으로 배출되며, 전술한 과정이 연속적으로 진행되는 과정에서 다량의 폐기물을 연속 소각시킨다.

상기한 바와 같이 실시하는 본 발명은 폐기물이 연소버너(4)의 화염과 직접 접촉함에 따라 함수율이 높은 폐기물도 완전한 소각이 가능하며, 특히 폐기물의 소각이 단계적으로 진행되므로 다량의 폐기물에 대한 소각이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 연소버너(4)의 화염이 작용하는 회전로(10)와 로스톨(11,12)이 계단식으로 배열된 연소실(20)을 통해 폐기물을 소각시키고, 사이클론 챔버(30)에 의해 전열면적을 넓히고 높은 온도를 유지시켜 미연소 가스 및 배기가스의 분진을 제거함으로써 소각효율을 높이고, 다량의 폐기물에 대한 소각이 가능하다.

특히 본 발명은, 소각에 앞서 폐기물을 건조시킴으로써 폐기물에 다량의 수분이 함유될 경우에도 연소잔류물 및 유해가스의 발생을 감소시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 일측에 폐기물 투입구(1)가 부착된 원반형상의 제 1지지부재(3) 및 상기 제 1지지부재(3)보다 큰 직경으로 이루어지며 일측 상부에는 연소버너(4)가 부착된 제 2지지부재(5)의 사이에 테이퍼 형상을 갖는 원통체(7)를 회전가능하게 결합시킨 회전로(10);

   상기 회전로(10)와 연통되도록 설치되며, 저부에는 로스톨(11,12)을 계단식으로 연속 배열하고, 상부에는 배기가스의 흐름을 유도하는 사각판체형상의 배기유도판(15)이 부착되며, 하부 일측에는 연소잔류물이 포집되는 재처리구(17)를 개폐가능하게 구비한 연소실(20),

   상기 연소실(20)의 출구측 상부에 형성된 배출구(18)를 제 1사이클론(21)의 법선방향으로 연결시키고, 상기 제 1사이클론(21)의 배출구(21A) 하부에는 제 2사이클론(22)의 상부를 각각 연결시키며, 저부에는 상기 제 2사이클론(22)의 배출구(22A)를 통해 배출된 분진을 포집시키는 재처리구(25)를 개폐가능하게 결합시키고, 측면 일측으로는 배기가스가 배출되도록 배기구(27)를 수평으로 형성한 사이클론 챔버(30)로 이루어진 것을 특징으로 하는 소각장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 연소실(20)은, 로스톨(11,12)의 상부에 공압 실린더(11A,12A)의 작용에 따라 로스톨(11,12)과 밀착된 상태로 전후동하는 슬라이더(11B,12B)를 구비한 것을 특징으로 하는 소각장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 사이클론 챔버(30)는, 제 1사이클론(21)의 배출구(21A)를 보조 사이클론(23)의 상부 일측과 법선방향으로 연결시키고, 상기 보조 사이클론(23)의 배출구(23A) 하부를 제 2사이클론(22)의 상부와 각각 연결시킨 것을 특징으로 하는 소각장치.