KR200249669Y1 - 소각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 소각장치에 관한 것으로 연소타워와 집진타워가 연결덕트에 의해 연결되도록 구성하는 소각장치에 있어서, 연소타워 외주면의 접선방향으로 공기가 유입되도록 형성한 송풍기 토출관과, 연소실의 상부에 위치하면서 상광하협의 콘형상으로 형성한 가이드와 일측에 보조버너가 설치되도록 형성한 보조연소부와, 상기 보조연소부 상측에 연결되도록 형성한 덕트와, 상기 덕트의 상측으로 덕트보다 큰 체적으로 이루어진 원통형 덕트를 포함하여 이루어지도록 형성하여 고온송풍 연소방식의 연소원리를 이용하므로 상온의 공기가 소각로의 외통을 냉각시키면서 예열되고, 다시 내통 연소실로 공급하여 연소용 공기로 활용함으로 짧은 시간 내에 고온의 연소조건을 형성하여 대기오염물질의 배출을 최소화 할 수 있도록 하여 완전연소를 유도하는 소각장치에 관한 것이다.

Description

소각장치 {trash burner}

본 고안은 소각장치에 관한 것으로 상세하게는 생활쓰레기 및 산업쓰레기 등 각종 쓰레기 소각하는 소각장치에 연소타워 외주면의 접선방향으로 공기가 유입되도록 형성한 송풍기 토출관과, 연소실의 상부에 위치하면서 상광하협의 콘형상으로 형성한 가이드와 일측에 보조버너가 설치되도록 형성한 보조연소부와, 상기 보조연소부 상측에 연결한 덕트와, 상기 덕트의 상측으로 덕트보다 큰 체적으로 이루어진 원통형 덕트를 포함하여 이루어지도록 형성하여 고온송풍 연소방식의 연소원리에 의해 상온의 공기가 소각타워의 외통을 냉각시키면서 가열되면, 다시 내통의 연소실로 송풍하여 연소용 공기로 활용함으로 짧은 시간 내에 고온의 연소조건을 형성하여 대기오염물질의 배출을 최소화 할 수 있도록 하여 완전연소를 유도한 소각장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업폐기물을 비롯한 쓰레기를 처리하는 방법으로 매립, 소각등의 방법이 사용되고 있으나, 매립은 토양오염과 매립지의 부족이라는 문제가 있어서, 소각방법이 다각도로 연구되고 있는 실정이다. 특히, 소각처리방법은 쓰레기를 편리하게 처리할 수 있게 되나 소각시 발생되는 배출가스 중의 질소산화물, 다이옥신 등의 유해가스 성분이 대기환경을 오염시키는 심각한 문제가 발생하였다.

따라서, 쓰레기를 소각하는 소각부와 소각 후 발생하는 배출가스의 분진 및 유해성분을 처리하는 집진부로 이루어진 소각장치를 통해 유해가스 성분의 발생을 최소화하며 유지비용을 절감키 위한 여러 방안들이 제시되었으며 냉각고온 선회유도 송풍연소방식의 소각장치도 그 중의 하나이다.

종래 소각장치는 내화물로 형성된 연소실의 내부로 공기를 공급함에 있어서 연소실 내로 송풍기의 토출관을 직접 연결하여 송풍하거나 여러 개의 노즐을 연결하여 연소실에 필요 공기를 공급하는 방식을 채택하고 있다.

그러나 이때에는 연소시 필요한 공기량의 조절이 용이하지 못하고, 소각물과 공기의 접촉면이 적어 불완전 연소의 원인이 될 뿐만 아니라, 여러 개의 노즐이 고온의 연소실 내에 위치하게 되는데 고온의 가혹한 조건에 노출되어 있어서 마모가 조기하게 발생하여 노즐의 분출구가 필요공기보다 과량 또는 저량의 공기가 투입되는 현상이 발생하여 불완전 연소됨과 동시에 유지보수에 많은 시간과 노력이 필요하였다.

또한 연소실이 내화물로 형성되어 초기 점화시 로내 온도를 일정 온도까지 상승시키는데 시간이 오래 걸리고 이에 따라 연소온도를 상승시키기 위해 장시간 보조연료를 사용함으로 연료비의 부담이 가중되었다.

뿐만 아니라, 연소 온도가 일정 온도에 이르지 못하거나 소각물의 종류 또는 소각물의 수분 함유 여부 등에 따라 연소상태가 수시로 변하게 되므로 완전연소가 이루어지지 않게되어 재가 비산하면서 덕트로 배출되어 대기중으로 비산하게 되는문제가 있었으며, 그 덕트도 연소실에서 배출되는 공기의 흐름을 방해하여 연소실의 연소상태에 악영향을 끼치는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은 가장 효율적인 연소상태를 이루도록 연소시 필요한 연소공기가 최대의 연소효율을 발휘하도록 공급하며, 미연소 가스를 재연소시키고, 비산하는 재를 최소화 하면서 소각하게 함으로써 대기 중 환경오염을 최소화 할 수 있는 소각장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 본 고안에 의한 소각장치의 전체 구성도이고,

도 2는 본 고안의 소각장치 중 소각타워의 구성을 도시한 구성도이며,

도 3은 도 2의 AA 단면도이며,

도 4는 본 고안의 소각장치 중 소각타워의 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

100 : 소각장치 110 : 연소타워

111 : 내통 112 : 외통

113 : 외주면 114 : 송풍기 토출관

115 : 연소실 115a : 가이드

116 : 보조연소부 117 : 덕트

118 : 원통형 덕트 118a : 토출구

119 : 안전변 120 : 집진타워

130 : 연결덕트 150 : 투입구

200 : 송풍기 201 : 보조버너

160 : 재처리부 161 : 회전로스톨

162 : 레일식 잔재처리박스

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 연소타워와 집진타워가 연결덕트에 의해 연결되도록 구성하는 소각장치에 있어서, 상기 연소타워는 연소타워 외주면의 접선방향으로 공기가 유입되도록 형성한 송풍기 토출관과, 연소실의 상부에 위치하면서 상광하협의 콘형상으로 형성한 가이드와 일측에 보조버너가 설치되도록 형성한 보조연소부와, 상기 보조연소부 상측에 연결되도록 형성한 덕트와, 상기 덕트의 상측으로 덕트보다 큰 체적으로 이루어진 원통형 덕트를 포함하여 이루어진 진 것을 특징으로 하는 소각장치를 제공한다.

상기 원통형 덕트는 토출구가 외주면의 법선방향으로 돌출하도록 형성한 것을 특징으로 한다. 또한 상기 연결덕트의 상부에는 안전변을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 고안을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 접선유입 송풍 연소원리에 의해 소각되는 본 고안에 의한 소각장치의 전체 구성도이고, 도 2는 본 고안의 소각장치 중 소각타워의 구성을 도시한 구성도이며, 도 3은 도 2의 AA 단면도이며, 도 4는 소각타워의 평면도이다.

본 고안의 소각장치(100)는 연소타워(110)와 집진타워(120)가 연결덕트(130)로 연결되도록 구성한다.

상기 연소타워(110)는 내통(111)과 외통(112)의 이중구조로 형성하고, 상기 연소타워(110)의 외주면(113), 즉 외통(112) 외주면(113)의 접선방향으로 공기가 유입되도록 송풍기 토출관(114)을 형성하며, 상기 송풍기 토출관(114)에 송풍기(200)를 설치하여 연소공기를 공급하도록 한다.

따라서 송풍기(200)에 의해 연소타워(110)로 유입되는 공기는 외통(112)와 내통(111)의 사이에서 외통(112)의 내주면과 내통(111)의 외주면을 따라 선회한 후 연소실(115)로 유입된다. 이 것이 접선 유입 송풍연소원리이다.

연소실(115)의 상부에는 상광하협의 콘형상으로 가이드(115a)를 형성하고 일측에 보조버너(201)가 설치되도록 형성한 보조연소부(116)를 형성한다.

상기 보조연소부(116) 상측에는 덕트(117)가 연결되도록 형성하고, 상기 덕트(117)의 상측으로는 덕트(117)보다 큰 체적으로 이루어진 원통형 덕트(118)를 형성한다.

상기 원통형 덕트(118)는 도 4에 도시된 바와 같이 토출구(118a)가 외주면의 법선방향으로 돌출하도록 형성하며, 그 상부에는 규정 압력이상의 압력이 발생하면개구되는 안전변(119)을 형성한다.

또한, 상기 소각타워(110)에는 투입구(150)를 형성하여 소각대상을 투입하도록 하며, 상기 연소실(115)의 하측으로 형성한 반자동식 회전로스톨(161)과, 그 하단에 회전로스톨(161)에서 낙하하는 잔재를 수집할 수 있는 레일식 잔재처리박스(162)를 구비한 재처리부(160)를 형성한다.

따라서, 상기 투입구(150)에 소각대상인 쓰레기를 투입하고 투입구(150)를 닫은 후, 초기점화 하여 쓰레기를 연소실(115)에서 소각시키고, 이때 연소실(115)에 공급되는 연소공기는 도 3에 도시된 바와 같이 송풍기(200)에 의해 상기 연소타워(110)의 외주면(113)의 접선방향을 따라 내통(111)과 외통(112) 사이로 유입되어 내통(111)과 외통(112)사이에서 선회하다가 연소실(115)로 공급된다. 따라서 연소실(115)에서 쓰레기가 소각되고 있다면 그 열에 의해 내통(111)의 온도가 상승하는데 내통(111)과 외통(112) 사이로 유입되는 외부의 공기에 내통(111)의 온도가 전도되어 내통(111)의 온도는 하강시키면서 공기는 흡열하여 온도가 상승하게 되고, 이렇게 온도가 상승된 공기가 연소실(115)에 공급된다.

따라서, 내통(111)의 온도를 낮춰주면서 연소열이 외부로 방출되는 것을 차단하는 작용을 하여 냉각효과가 있다.

또한 이렇게 내통(111)과 외통(112) 사이를 선회한 공기는 예열된 상태이므로 일정한 연소조건을 유지하게 되므로 연소효율을 상승시킬 수 있으며 내통(112) 내측의 연소실(115)에서도 선회류를 형성하여 연소대상들과의 빈번히 접촉하게 되므로 연소효율을 높일 수 있게 되며, 특히 선회류는 연소열의 발산을 억제하여 소각대상의 소각이 극대화 되게 한다.

그러나, 연소실(115)에서의 초기점화시나 잔재소각시에는 정상연소시 보다 미연소 가스가 많이 발생하여 그 대로 배출될 경우 대기오염이 심각한 영향을 미치게 되므로 연소실(115)의 상부에 상광하협의 콘형상으로 가이드(115a)를 형성하고 일측에 보조버너(201)가 설치되도록 형성한 보조연소부(116)를 형성하면, 선회류를 따라 상승하는 연소가스가 상광하협의 콘형상 가이드(115a)에 충돌하여 잔재들이 하측으로 이동하여 연소실(115)에서 재차 연소되므로 연소가스에 포함된 비산하는 재들을 감소시킬 수 있게 된다.

또한 가이드(115a)를 통과하여 상측으로 이동하는 연소가스는 보조연소부(116)의 일측에 형성된 보조버너(201)의 화염에 의해 다시 연소되므로 연소가스에 잔류하던 물질들을 연소시킨 후 배기덕트로 이동하게 된다. 이는 불완전 연소를 방지하기 위해 설치하는 별도의 보조 연소타워를 설치하지 않고도 재연소 시킬 수 있어서 불완전 연소에 의한 대기오염을 방지할 수 있게 된다.

상기 보조연소부(116) 상측에는 덕트(117)가 연결되어 있는데 상기 덕트(117)의 상측으로는 덕트(117)보다 큰 체적으로 이루어진 원통형 덕트(118)가 형성되어 있어서 연소가스가 갑자기 넓은 공간으로 이동하여 그 흐름이 원활해지게 되며, 연소실에서 폭발이 발생할 경우 폭발에 의해 분출되는 연소가스에 의해 덕트가 폭발하지 않고 고압의 가스를 완충시킬 수 있게 된다. 상기 원통형 덕트(118)는 토출구(118a)가 외주면의 법선방향으로 돌출하도록 형성되어, 배출 가스가 선회류를 유지하면서 집진타워(112)로 이동하게 된다.

더욱이 상기 원통형 덕트(118)의 상부에는 규정 압력이상의 압력이 발생하면 개구하는 안전변(119)이 형성되어 소각시 발생할 수 있는 폭발의 위험을 방지할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 고안에서는 접선 방향 송풍에 따라 발생하는 선회류가 외부로의 연소열을 차단하는 냉각효과를 갖고 있어서 외부 보온 및 단열을 간소화시킬 수 있어서 비용의 절감의 효과가 있으며, 형성된 선회류의 공기를 연소실 내부로 유입하여 연소실 내부 표면 접선 방향으로 선회류를 그대로 유지 공급함으로써 선회류 공기가 연소로 표면 금속부를 감싸고 돌면서 표면에 공기층을 형성하여 연소시 발생하는 불꽃과 발열원 즉 소각 연소열이 내통 표면에 직접 닿지 못하게 차단함으로서 연소실 내부를 보호하므로 별도의 내화물 시설을 하지 않고 금속재만으로 내통 연소실을 형성함으로 저비용의 연소실 제작이 가능하며 유지 보수비용이 감소한다.

또한 상기와 같이 내통과 외통 사이에서 선회하면서 예열된 공기는 충분히 예열되어 연소실 내부로 공급됨으로 연소효율을 극대화하는 효과가 있다.

즉, 연소실이 내화물로 형성되어 있지 않아도 됨으로 연소실 온도를 급속히 상승함으로 고온의 연소조건을 신속히 형성하게 하여 완전연소를 일어나게 함으로서 연소시 발생하는 유해가스를 최소화 할 수 있고, 따라서 부가적인 연소실의 사용을 감소시킴으로 보조 연료의 사용을 절감하게 하고 집진설비의 간소화를 가져올수 있는 효과가 있다. 이는 쓰레기를 재생한 연료를 사용한 R.D.F 보일러 소각기에도 활용하여 환경오염을 보다 감소시키면서, 연소실내의 연소 호조건 형성이 가능토록 하여 완전연소를 유도하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 연소타워와 집진타워가 연결덕트에 의해 연결되도록 구성되는 소각장치에 있어서,

   연소타워 외주면의 접선방향으로 공기가 유입되도록 형성한 송풍기 토출관과, 연소실의 상부에 위치하면서 상광하협의 콘형상으로 형성한 가이드와 일측에 보조버너가 설치되도록 형성한 보조연소부와, 상기 보조연소부 상측과 연결되도록 형성한 덕트와, 상기 덕트의 상측으로 덕트 보다 큰 체적으로 이루어진 원통형 덕트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 소각장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 원통형 덕트는 토출구가 외주면의 법선방향으로 돌출하도록 형성한 것을 특징으로 하는 소각장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 원통형 덕트의 상부에는 안전변을 형성한 것을 특징으로 하는 소각장치.