KR200213577Y1 - 쓰레기 소각로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 쓰레기 소각장치에 관한 것으로, 특히 쓰레기를 투입하여 소각하는 소각공간(116)이 형성되고 그 일측의 위쪽에 쓰레기 투입구(112)와 그 아래쪽에 재 배출구(114)가 형성되며 그 내부에 공지의 연소장치가 구비되는 1차연소부(110)와; 상기 1차연소부(110)의 상측에 1차연소부(110)로부터 배출된 연소가스가 일시적으로 머무르며 연소되는 연소공간(134)이 형성되고 이 연소공간(134)의 내부를 향해 측방향으로부터 버너(132)가 형성되는 2차연소부(130)와; 상기 2차연소부(130)로부터 연결관(138)으로 연결되며 아랫방향으로 원통형상으로 사이크론관(152)이 어느 정도 진행되다가 점점 좁아지는 콘관(154)이 형성되고 그 끝에 집진박스(158)가 형성되는 집진부(150)와; 그리고 상기 집진부(150)의 사이크론관(152)으로부터 상측으로 연장된 배기관(172)에 일렉트론 빔 발생장치(174)가 장착된 3차연소부(170)로 구성되어 마을공동체의 소각장이나 사업장에 설치되어 생활쓰레기나 산업쓰레기를 소각하면서 가장 무해한 연소가스를 배출시켜 공기오염을 방지하여 쾌적한 환경을 조성하는 효과를 가지고 있다.

Description

쓰레기 소각로{Incinerator for burning up the rubbish}

본 고안은 쓰레기 소각로에 관한 것으로, 특히 일차적으로 쓰레기를 소각하며 이차적으로 쓰레기 소각으로 발생된 배기가스를 가스 등을 이용하여 연소시키고 입자가 큰 폐기물질을 집진시킨 후 마지막으로 일렉트론 빔으로 처리하여 배기가스에서 질소산화물 등의 유해물질을 제거한 쓰레기 소각로에 관한 것이다.

일반적으로, 가정이나 사업장에서 많은 쓰레기가 배출되는 데, 이 쓰레기 자체로 인하여 환경오염의 주범이 되고 있다. 따라서, 이 쓰레기를 소각하는 쓰레기 소각로가 많이 개발되었으며, 그 예로 실용신안공개 제1999-2314의 '소형 소각로'를 들 수 있다.

도 1은 선행기술인 실용신안공개 제1999-2314의 '소형 소각로'를 도시한 도면으로, 이 소형 소각로(1)는 소각 시작전에 연소실의 출구온도를 일정온도 이상으로 유지토록 하여 배출되는 배기가스를 효과적으로 정화시킬 수 있도록 한 고안이었다.

따라서, 이 소형 소각로(1)는 폐기물이 투입되어 연소되는 소각로 본체(10)의 전면 상·하부에는 투입구(11)와 재처리구(12)가 형성되어 있으며, 소각로 본체(10)의 내부에는 내화재로 둘러쌓여 있다.

상기 소각로 본체(10)의 직상부에는 보조연소부(20)가 장착되어 소각 시작전 출구의 온도를 일정온도 이상으로 유지토록 되어 있으며, 이 보조연소부(20)는 도시하지는 않았지만 열선과 세라믹 발열체로 이루어진 도가니 히터에 의하여 구성되었다. 따라서, 소각로 본체(10)의 직상부에는 원통형의 덕트(21)가 접속되어 있고 이 덕트(21)의 내측에는 열선을 내장한 원통형의 발열체가 장착되어 소각로 본체(10)의 출구를 예열시키도록 되어 있다.

그리고, 상기 덕트(21)의 상부에는 연소시 배기가스에 포함된 폐기물 입자들을 걸러줄 수 있는 집진체가 장착되어 있는 데, 케이싱(31)이 장착되어 덕트(21)와 연통되며 케이싱(31)의 내부에는 무수한 통공들을 갖는 관형의 걸름체(32)와 삿갓형으로 이루어진 차단판(33)과, 일방향으로 선회된 익편들이 결합되어 그 평면 형상이 바람개비형상을 갖는 유도편(34)들이 차례로 적층되어 있다.

그리고, 일부 비산되는 폐기물입자를 포함한 배기가스는 관형의 걸름체(32)를 통해 연통(40)으로 배출되는 데, 이때 비산되는 입자들은 걸름체(32)의 통공을 통과하면서 부딪혀 낙하되므로 청정된 공기만 연통(40)외부로 배출되어 공해를 방지할 수 있도록 한 것이다. 물론, 케이싱(31)의 하부 일측에는 분진처리구(35)가 마련되어 있어 케이싱(31)바닥에 낙하되어 집진된 폐기물 입자들을 수거하여 처리할 수 있도록 되어 있다.

이와 같은 선행기술인 소형소각로(1)는, 쓰레기를 소각할 때에 발생되는 초기 불연소가스를 감소시키고 또 배기가스에 폐기물 입자를 낙하시키고 또 필터링(filtering)하여 어느 정도 청정된 연소가스를 외부로 배출시킨다고 볼 수 있으나, 외부로 배출되는 가스에는 아직 낙하되지 못하고 또 걸러지지 못하는 질소산화물(NO_x) 및 기타 공해가스가 그대로 포함되어 있어 쓰레기 소각으로 인한 대기오염을 해결하는 데에 부적합하다는 문제점을 가지고 있다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 본 고안의 목적은 쓰레기를 소각하며 발생된 배기가스를 일차적으로 가스를 이용하여 연소시키고 입자가 큰 폐기물질을 집진시킨 후 마지막으로 일렉트론 빔으로 처리하여 배기가스에서 질소산화물 등의 유해물질을 제거한 쓰레기 소각로를 제공하는 데에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 쓰레기를 투입하여 소각하는 소각공간이 형성되고 그 일측의 위쪽에 쓰레기 투입구와 그 아래쪽에 재 배출구가 형성되며 그 내부에 공지의 연소장치가 구비되는 1차연소부와; 1차연소부의 상측에 1차연소부로부터 배출된 연소가스가 일시적으로 머무르며 연소되는 연소공간이 형성되고 이 연소공간의 내부를 향해 측방향으로부터 버너가 형성되는 2차연소부와; 2차연소부로부터 연결관으로 연결되며 아랫방향으로 원통형상으로 사이크론(cyclone)관이 어느 정도 진행되다가 점점 좁아지는 콘(cone)관이 형성되고 그 끝에 집진박스가 형성되는 집진부와; 그리고 집진부의 사이크론관으로부터 상측으로 연장된 배기관에 일렉트론 빔(electron beam) 발생장치가 장착된 3차연소부로 구성되는 것을 특징으로 하는 쓰레기 소각로이다.

따라서, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 쓰레기를 1차연소부에서 소각하면 이때에 쓰레기의 소각과 함께 발생되는 연소가스를 2차연소부에서 연소시킨 후 집진부로 이동시키면서 와류를 형성토록 하여 입자가 큰 폐기물을 분리시키고, 외부로 배출될 때에 3차연소부에서 일렉트론 빔으로 다시 한번 연소시켜서 유해물질을 제거함으로써 더욱 청정된 상태로 배출되도록 한다.

도 1은 선행의 기술에 따른 실용신안공개 제1999-2314의 '소형 소각로'를 설명하기 위하여 도시한 도면이고,

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 쓰레기 소각로를 도시한 도면으로서, 도 2a는 정면도이고, 도 2b는 측면도이며,

도 3은 도 2에서 도시된 단면도를 도시한 것으로, 도 3a는 정방향의 단면도이고, 도 3b는 측방향의 단면도이며, 도 3c는 윗방향의 단면도를 도시한 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 쓰레기 소각로 110 : 1차연소부

112 : 쓰레기 투입구 114 : 재 배출구

116 : 소각공간 130 : 2차연소부

132 : 버너 134 : 연소공간

136 : 폭발구 140 : 덕트

150 : 집진부 152 : 사이크론관

154 : 콘관 158 : 집진박스

170 : 3차연소부 172 : 배기관

174 : 일렉트론 빔 발생장치

이하, 본 고안에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 고안의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 더욱 상세히 설명한다.

도2는 본 고안의 일실시예에 따른 쓰레기 소각로를 도시한 도면으로서, 도2a는 정면도이고, 도2b는 측면도이다.

이 쓰레기 소각로(100)는, 쓰레기를 직접적으로 태우는 1차연소부(110)와 쓰레기를 태울 때에 발생되는 초기 불연소가스를 연소시키는 2차연소부(130), 연소가스에 포함된 폐기물을 집진시키는 집진부(150) 그리고 폐기물이 분리된 연소가스에 포함된 질소산화물(NO_x) 및 기타 공해가스를 완전 연소시키는 3차연소부(170)로 구성된다.

상기 1차연소부(110)는 가장 아래쪽에 형성되어 있고 그 위에 2차연소부(130)가 형성되어 있고 그 옆에 집진부(150)가 형성되어 있으며 이 집진부(150)의 위쪽으로 형성된 배기관(172)에 3차연소부(170)가 형성되어 있다.

도 2a에 도시되어 있는 바와 같이 상기 1차연소부(110)는 일측의 위쪽에 쓰레기 투입구(112)를 형성하고 그 아래쪽에 재 배출구(114)를 형성하고 있으며, 각각 도어(door)를 구비하고 있다.

그리고, 상기 2차연소부(130)는 외부에 측방향으로 버너(132)를 형성하고 있고 아래쪽으로 파이프(134)를 통해 송풍기(136)와 연결되어 연소에 필요한 공기를 충분히 받도록 하고 있다.

소각로(100)의 측면에는 소각로의 유지 및 보수를 위하여 사다리(103)를 설치되어 있으며, 그 반대쪽에는 소각로의 작동을 제어하는 배전반(104)가 설치되어 있다.

또한, 도 2b에 도시되어 있는 바와 같이 상기 2차연소부(130)는 연결관(138)을 매개로 상기 집진부(150)와 연결되어 있고, 이 집진부(150)는 상기 연결관(138)으로부터 원통형상인 사이크론(cyclone)관(152)을 아래쪽으로 어느 정도 연장하다가 서서히 좁아지는 형상의 콘(cone)관(154)을 형성하고, 그 아래쪽 끝에 배출구(156)를 가지는 집진박스(158)를 형성한다.

상기 3차연소부(170)는 상기 집진부(150)의 상측으로 배기관(172)을 장착하면서 집진부(150)와 배기관(172)사이에 일렉트론 빔(electron beam)발생장치(174)를 장착한 것이다.

도 3은 도 2에서 도시된 단면도를 도시한 것으로, 도3a는 정방향의 단면도이고, 도 3b는 측방향의 단면도이며, 도 3c는 윗방향의 단면도를 도시한 것이다.

도 3a에서 도시되어 있는 바와 같이, 1차연소부(110)는, 쓰레기를 직접적으로 태우는 곳이므로, 쓰레기를 투입하여 태우는 소각공간(116)을 형성하고 그 내부에 도시되지는 않았지만 쓰레기를 연소시키는 공지의 연소장치가 장착되어 있고 외부와 통하는 쓰레기 투입구(112)와 재 배출구(114)를 형성하고 있다.

그러므로, 이 1차연소부(110)는 쓰레기 투입구(112)를 열고 쓰레기를 투입하여 공지의 연소장치로 소각시키고 다 소각시킨 후 재 배출구(114)를 통해 재를 외부로 배출시킬 수 있게 한다.

2차연소부(130)는 상기 1차연소부(110)의 소각공간(116)과 덕트(140)로 연결되는 연소공간(134)을 형성하고, 외부로부터 이 연소공간(134)의 측방향 내부로 버너(132)를 장착하고 있으며 그 상측에 약 80mm의 폭발구(136)를 형성한다.

따라서, 이 2차연소부(130)는 상기 1차연소부(110)에서 발생된 초기 불연소가스가 덕트(140)를 통해 연소공간(134)으로 전해지면 버너(132)로 연소시키게 되는 데 상기 폭발구(136)는 이 때에 갑자기 발생할 수도 있는 압력상승으로부터 2차연소부(130)를 보호하기 위한 것이다.

상기 1차연소부(110)와 2차연소부(130)는 내부에 내화벽(142)을 형성하여 내부의 고열이 외부로 전달되는 것을 방지하고 있다.

도 3b에 도시되어 있는 바와 같이, 집진부(150)는 연결통로(138)로 상기 2차연소부(130)와 연결되어 있으며, 사이크론관(152)와 콘관(154) 그리고 집진박스(158)가 순차적으로 형성되어 있다.

또한, 집진부(150)는 도 3c에 도시된 바와 같이 2차연소부(130)의 연결관(138)이 직각방향으로 연결되어 있으며 이 연결관(138)은 그 한쪽방향의 내부면이 상기 집진부(150)의 원통형상을 하는 사이크론관(152)의 내부면과 접선면을 이루고 있으나, 그 다른쪽 방향의 내부면은 2차연소부(130)의 중간으로부터 시작되어 점점 좁아지면서 사이크론관(152)의 중심선보다 더 작은 간격으로 연결되도록 하고 있다.

그리고, 상기 2차연소부(130)의 버너(132)는 상기 연결관(138)과 직각을 이루는 방향에 있으므로, 상기 덕트(140)를 통해 1차연소부(110)로부터 전해진 연소가스가 버너(132)로부터 뿜어지는 약 800℃의 가스불꽃에 연소되면서 연결관(138)으로 배출된다.

따라서, 상기 집진부(150)는 연결관(138)을 통해 유입되는 연소가스가 사이크론관(152)의 내측 접면과 일직되는 방향으로 유입되어 사이크론관(152)의 내부에서 편심을 일으키면서 사이크론관(152)의 내측면을 타고 흘러 와류를 형성시키게 한다. 또한, 연소가스는 상기 연결관(138)을 통해 유입되면서 그 유속이 점점 빠르게 되면서 상기 사이크론관(152)으로 들어가는 경계에서 가장 빠르게 되어 압력을 최소화 시킴으로써 계속하여 사이크론관(152)으로 유입되도록 한다.

이 와류를 일으킨 연소가스는 사이크론관(152)으로부터 콘관(154)으로 유동하여 내재되어 있던 큰 입자의 폐기물을 콘관(154)을 통해 집진박스(158)로 낙하시켜 분리시킨다. 분리된 폐기물은 배출구(156)를 통해 외부로 배출시킬 수 있게 된다.

한편, 3차연소부(170)는 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이 상기 집진부(150)의 사이크론관(152)으로부터 배기관(172)을 직립 자세로 형성하고 이 배기관(172)에 일렉트론 빔 발생장치(174)를 장착한다.

상기 일렉트론 빔 발생장치(174)는 도면에서 간략하게 도시하였으나, 특허공개 제2000-9579호의 '기체 레이저와 전자빔을 이용한 유해가스 정화 방법 및 장치'로 개시된 바 있다.

이를 살펴보면 바깥쪽에는 중공형 판재로 이루어진 복수 개의 전자빔 방출셀이 적층되고, 안쪽에는 원통형의 전자빔 폴이 구비되며, 상기 복수 개의 전자빔 방출셀과 상기 전자빔 폴 사이에 유해 가스의 통로가 형성되고, 상기 유해가스의 통로에는 상기 전자빔 방출셀에서 상기 전자 빔 폴에 기체 레이저와 전자빔이 조사되는 반응 영역이 형성되는 반응 유니트로서, 상기 전자빔 방출셀의 내주부에는 방사형으로 연속하여 복수의 전극이 형성되고, 상기 전자빔 방출셀은 상하로 인접한 전자빔 방출셀의 대응하는 전극이 원주방향으로 서로 편심되도록 소정 각도로 서로 어긋나게 적층되고, 상기 전자빔 폴은 상기 각 전극에 대향되도록 소정 각도로 비틀려 원통형의 벽면에 길이 방향의 반응홀이 형성되어 있는 유해가스 정화장치에 의한 것이다.

따라서, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 사용자가 1차연소부의 쓰레기 투입구를 열고 쓰레기를 투입한 다음 제어반으로 공지의 연소장치를 작동시켜 쓰레기를 소각시키면 초기에 불연소가스가 발생되는 데, 이 불연소가스는 덕트를 통해 2차연소부로 들어가 버너로 연소된 후 연결관을 통해 집진부의 사이크론관의 내면을 타고 와류를 일으키며 유동하여 입자가 큰 폐기물을 분리시키고 3차연소부에서 일렉트론 빔 발생장치로 약 4000∼5000℃의 고온에서 유해가스를 연소시켜서 더욱 청정된 배기가스를 배기관을 통해 공기중으로 배출시킨다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 고안에 관한 쓰레기 소각로는, 마을공동체 소각장이나 사업장에 설치되어 생활쓰레기나 산업쓰레기를 소각하면서 가장 무해한 연소가스를 배출시켜 공기오염을 방지하여 쾌적한 환경을 조성하는 효과를 가지고 있다.

이상에서 서술된 것은 모든 점에서 단순한 예시에 불과한 것이기 때문에, 이를 바탕으로 본 고안을 한정적으로 해석해서는 안될 것이다. 그러므로, 본 고안의 진정한 기술적 사상 및 범위 내에 존재하는 변형예 및 균등한 실시예는 모두 본 고안의 청구범위에 속하는 것이다.

Claims (2)

1. 쓰레기를 투입하여 소각하는 소각공간(116)이 형성되고 그 일측의 위쪽에 쓰레기 투입구(112)와 그 아래쪽에 재 배출구(114)가 형성되며 그 내부에 공지의 연소장치가 구비되는 1차연소부(110)와;

   상기 1차연소부(110)의 상측에 1차연소부(110)로부터 배출된 연소가스가 일시적으로 머무르며 연소되는 연소공간(134)이 형성되고 이 연소공간(134)의 내부를 향해 측방향으로부터 버너(132)가 형성되는 2차연소부(130)와;

   상기 2차연소부(130)로부터 연결관(138)으로 연결되며 아랫방향으로 원통형상으로 사이크론관(152)이 어느 정도 진행되다가 점점 좁아지는 콘관(154)이 형성되고 그 끝에 집진박스(158)가 형성되는 집진부(150)와; 그리고

   상기 집진부(150)의 사이크론관(152)으로부터 상측으로 연장된 배기관(172)에 일렉트론 빔 발생장치(174)가 장착된 3차연소부(170);

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 쓰레기 소각로.
2. 제1항에 있어서, 상기 2차연소부(130)와 집진부(150)를 연결하는 연결관(138)은 한쪽방향의 내부면이 상기 집진부(150)의 원통형상을 갖는 사이크론관(152)의 내부면과 접선면을 이루고 있으며;

   다른쪽 방향의 내부면은 2차연소부(130)의 중간으로부터 시작되어 점점 좁아지면서 사이크론관(152)의 중심선보다 더 작은 간격으로 연결되어 형성되는 것을 특징으로 하는 쓰레기 소각장.