KR200253321Y1 - 다단식 연소방식을 이용한 소각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 폐기물을 소각하는 소각장치에 있어서, 대기 오염물질의 발생을 대폭 감소시킨 소각장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 고안에 따르면, 상부가 개방되고 내면은 연와재(203)로 감싸여진 소각로(200)와, 소각로(200)의 개방부를 개폐하는 뚜껑(220)과, 소각로(200)의 중심에 소각로(200)의 길이방향으로 위치하고 둘레에는 다수의 관통공(601)이 형성된 노즐봉(600)과, 노즐봉(600)의 후단에 연결되어 공기를 송풍하는 송풍기(260)와, 소각로(200)의 상단의 측부를 관통하여 연결되는 통풍관(254a)과, 통풍관(254a)의 후단에 연결되는 사이클론(300)과, 사이클론(300)으로부터 배출된 연소가스를 냉각시키는 냉각장치(400)와, 냉각장치(400)로부터 배출된 연소가스가 유입되며 연소가스에 포함된 매진을 집진하는 집진기(500)를 포함하는 소각장치가 제공된다.

Description

다단식 연소방식을 이용한 소각장치{Incinerator for the several steps of combustion}

본 고안은 소작장치에 관한 것이며, 특히, 대기 중으로 배출되는 연소가스에 포함된 대기 오염물질 및 유독성 물질의 배출량을 대폭 감소시킨 소각장치에 관한 것이다.

산업폐기물 또는 오물을 소각하기 위해 소각장치가 이용되고 있다. 그러나, 이들 소각장치는 폐기물을 연소함에 있어 발생하는 대기 오염물질을 대기 중으로 배출함으로써, 심각한 대기오염의 문제점을 안고 있다. 이러한 문제점들 때문에 대기 오염물질의 배출을 법적으로 제한하였고, 이런 제한된 여러 문제점을 해결하기 위해 정부 또는 다른 연구기관에서는 소각장치에 대한 연구 및 지원을 아끼지 않고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 소각장치의 소각관계를 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 직육면체의 형상을 갖는 소각로(1)의 내부에는 길이방향으로 2개의 격벽(11, 12)이 위치하여 3개의 연소실(2, 3, 4)을 구성한다. 제 1 연소실(2)에는 폐기물을 투입하는 투입구(6)가 형성되고, 제 3 연소실(4)의 상부에는 굴뚝(5)이 설치된다.

제 1 연소실(2)의 상부에 투입구(6)가 형성되고, 투입구(6)를 통해 투입된 폐기물이 제 1 연소실(2)에서 1차 연소된다. 그리고, 제 1 연소실(2)과 제 2 연소실(3)을 구분하는 격벽(11)의 상부에 형성된 관통공(7)을 통해 1차 연소되면서 발생하는 재 및 연소가스는 제 2 연소실(3)로 이동한다.

제 2 연소실(3)에서는 제 1 연소실(2)에서 발생한 재 및 가스를 2차 연소한다. 그리고, 제 2 연소실(3)과 제 3 연소실(4)을 구분하는 격벽(12)의 하부에 형성된 관통공(8)을 통해 2차 연소되면서 발생한 가스 및 재들이 제 3 연소실(4)로 이동한다. 제 3 연소실(4)에서는 2차 연소에 의해 발생한 재 및 가스를 3차 연소하고 제 3 연소실(4)의 상부에 형성된 굴뚝(5) 즉 배기통을 통해 대기 중으로 배출한다.

한편, 제 1 연소실(2)과 제 2 연소실(3)의 하부에는 각 연소실에서 연소되고 발생한 비교적 무거운 재를 회수하여 배출하는 배출구(9)가 형성된다.

이와 같이, 종래에는 폐기물을 3차 연소하고, 연소과정에 발생한 재 및 가스를 대기 중으로 배출하였으나, 환경문제가 심각해지면서, 굴뚝에서 배출된 고온의 가스 및 재를 냉각장치에서 냉각하고, 집진기에서 집진하여 대기 중으로 배출한다.

이런 종래의 소각장치는 굴뚝이 있기 때문에, 굴뚝 및 각 연소실의 내부에는 대기 중으로 배출되려는 공기압력이 작용한다. 따라서, 굴뚝과 연통된 제 1, 제 2, 제 3 연소실의 적정압력은 굴뚝을 통해 나갈려는 공기압력 때문에 저항을 받게 된다.

특히, 제 1 연소실에서는 강제연소에 의해 대량의 유해물질이 생성되며, 이런 유해물질은 굴뚝의 공기압력에 의해 충분히 재연소하지 못하고 굴뚝을 통해 배출된다.

한편, 굴뚝에는 필터가 포함된 집진기가 설치되어 굴뚝을 통해 배출되는 유해물질 및 매진 등을 집진하는데, 필터의 성능에 따라 그 집진성이 달라질 수 있기때문에 신뢰성이 떨어진다. 즉, 필터의 수명이 끝났더라도 외부에서 보기로는 집진기가 그 성능을 충분히 발휘하고 있는지를 알 수 없기 때문이다.

본 고안은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 소각로에서 폐기물이 연소되면서 발생하는 연소가스에 포함된 유해물질 및 대기 오염물질의 배출량을 대폭 감소시킨 소각장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 소각장치의 소각관계를 나타낸 개략도이고,

도 2는 본 고안의 실시예 1에 따른 소각장치의 사시도이고,

도 3은 도 2에 도시된 소각장치의 정면도이고,

도 4는 도 2에 도시된 소각장치의 소각로를 나타낸 사시도이고,

도 5는 도 4에 도시된 소각로의 단면도이고,

도 6은 도 5에 도시된 소각로의 하부에 위치한 재받이의 인출관계를 나타낸 사시도이고,

도 7은 도 2에 도시된 소각로의 냉각장치의 단면도이고,

도 8은 도 2에 도시된 소각로의 순환관을 나타낸 단면도이고,

도 9은 도 2에 도시된 소각로의 뚜껑 단면도이고,

도 10은 도 4에 도시된 소각로에서 수지류의 폐기물을 소각할 때의 공기흐름을 나타낸 개략도이고,

도 11은 도 4에 도시된 소각로에서 종이류의 폐기물을 소각할 때의 공기흐름을 나타낸 개략도이고,

도 12는 본 고안의 실시예 2에 따른 소각장치의 사시도이고,

도 13은 도 12에 도시된 소각장치의 정면도이고,

도 14는 도 12에 도시된 소각장치의 소각로의 단면도이고,

도 15는 본 고안의 실시예 3에 따른 소각장치의 사시도이고,

도 16은 도 15에 도시된 소각장치의 정면도이고,

도 17은 도 15에 도시된 소각장치의 배관계통도이고,

도 18은 도 15에 도시된 소각장치의 소각로를 나타낸 측면도이고,

도 19는 도 18에 도시된 소각로에서 폐기물을 소각할 때의 공기흐름을 나타낸 개략도이고,

도 20a는 본 고안의 소각로의 내부에 위치하는 노즐봉의 정면도이고,

도 20b는 도 20a에 도시된 노즐봉의 단면도이고,

도 21a는 본 고안의 소각로의 내부에 위치하는 노즐봉의 정면도이고,

도 21b는 도 21a에 도시된 노즐봉의 단면도이고,

도 22a는 본 고안의 소각로의 내부에 위치하는 노즐봉의 정면도이고,

도 22b는 도 22a에 도시된 노즐봉의 단면도이고,

도 23a는 본 고안의 소각로의 내부에 위치하는 노즐봉의 정면도이고,

도 23b는 도 23a에 도시된 노즐봉의 단면도이고,

도 24a는 본 고안의 소각로의 내부에 위치하는 노즐봉의 정면도이고,

도 24b는 도 24a에 도시된 노즐봉의 단면도이고,

도 25a는 본 고안의 소각로의 내부에 위치하는 노즐봉의 정면도이며,

도 25b는 도 25a에 도시된 노즐봉의 단면도이다.

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따르면, 소각장치에 있어서, 상부가 개방되고 내면은 연와재로 감싸여진 소각로와, 상기 소각로의 개방부를 개폐하는 뚜껑과, 상기 소각로의 중심에 상기 소각로의 길이방향으로 위치하고 둘레에는 다수의 관통공이 형성된 노즐봉과, 상기 노즐봉의 후단에 연결되어 공기를 송풍하는 송풍기와, 상기 소각로의 내부로 물 또는 연료를 공급할 수 있도록 물과 연료가 저장된 2개의 탱크를 포함하는 소각장치가 제공된다.

또한, 본 고안의 상기 소각로는 원통형으로서, 원통형의 몸체와, 상기 몸체의 내면에 내부방향으로 고정된 앵커 및, 상기 앵커를 수용하면서 상기 몸체의 내면에 고정되는 연와재를 포함한다.

또한, 본 고안의 상기 뚜껑은 환형판과, 상기 환형판의 외주면을 따라 수직하게 위치하는 측벽과, 상기 측벽의 상단을 폐쇄하는 폐쇄판을 포함하며, 상기 환형판의 폭은 상기 소각로의 몸체의 두께와 연와재의 두께를 합한 폭을 갖고, 상기측벽에는 다수의 관통공이 형성된다.

또한, 본 고안의 상기 폐쇄판의 하면에는 상기 측벽의 높이와 동일한 높이를 갖는 원통의 재차단판이 상기 소각로의 내부를 향하는 방향으로 고정된다.

또한, 본 고안의 상기 노즐봉의 하단부는 상기 소각로의 하면을 관통하여 상기 뚜껑의 하면까지 연장되며, 상기 노즐봉의 상단부는 폐쇄되고, 상기 노즐봉의 하단에는 소켓이 설치된다.

또한, 본 고안의 상기 송풍기에 연결되어 유로를 형성하는 공기공급관에는 플랜지가 형성되고, 상기 공기공급관의 플랜지는 상기 소켓에 연결된다.

또한, 본 고안의 상기 소각로의 내부 상단에는 복수의 노즐이 상호 마주하도록 위치하고, 상기 소각로의 내부 하단에도 복수의 노즐이 상호 마주하도록 위치한다.

또한, 본 고안의 상기 소각로의 상단과 하단에 설치된 노즐은 각각 2개씩이며, 상단에 위치한 2개의 노즐과 하단에 형성된 2개의 노즐은 직각을 이루도록 배치된다.

또한, 본 고안의 상기 소각로의 상하단에 각각 위치하는 2개의 노즐은 3웨이밸브의 2가지관에 에 각각 연결되고, 3웨이밸브의 1가지관은 펌프에 연결되며, 상기 펌프는 2개의 탱크로부터 물 또는 연료를 상기 노즐로 공급한다.

또한, 본 고안의 상기 소각로의 상단과 하단에 각각 2개씩 위치한 노즐은 180도로 상호 마주하게 위치한다.

또한, 본 고안의 상기 소각로의 상단에 위치한 2개의 노즐과 상기 소각로의하단에 위치한 2개의 노즐은 상호 직각을 위치하며 배치된다.

또한, 본 고안의 상기 소각로의 측벽 하단에는 재배출구가 형성된다.

또한, 본 고안에 따르면, 상부가 개방되고 내면은 연와재로 감싸여진 소각로와, 상기 소각로의 개방부를 개폐하는 뚜껑과, 상기 소각로의 중심에 상기 소각로의 길이방향으로 위치하고 둘레에는 다수의 관통공이 형성된 노즐봉과, 상기 노즐봉의 후단에 연결되어 공기를 송풍하는 송풍기와, 상기 소각로의 상단의 측부를 관통하여 연결되는 통풍관과, 상기 통풍관의 후단에 연결되는 사이클론과, 상기 사이클론으로부터 배출된 연소가스를 냉각시키는 냉각장치와, 상기 냉각장치로부터 배출된 연소가스가 유입되며 상기 연소가스에 포함된 매진을 집진하는 집진기를 포함하는 소각장치가 제공된다.

또한, 본 고안의 상기 소각로의 내부 하단부에는 로스트르가 위치하며, 상기 노즐봉은 상기 로스트르의 중심부를 관통하여 위치한다.

또한, 본 고안의 상기 소각로의 밑면은 로터리 게이트가 설치되고, 상기 로터리 게이트는 모터에 의해 회전하면서 상기 소각로의 밑면을 개폐한다.

또한, 본 고안의 상기 로터리 게이트의 하부에는 재받이가 위치하며, 상기 재받이는 상기 소각로의 바깥쪽으로 미끄러져 이동한다.

또한, 본 고안의 상기 노즐봉의 측부에는 원기둥형상의 날개들이 상기 노즐봉의 길이를 따라 최소 3지점 이상에 고정된다.

또한, 본 고안의 상기 날개들이 고정되는 각 지점에는 상기 노즐봉에 대해 수직하며 상호 직각을 이루도록 한 곳에 4개의 날개가 고정된다.

또한, 본 고안의 상기 소각로의 측부에는 모터가 설치되고, 상기 모터의 회전에 의해 상기 노즐봉이 회전한다.

또한, 본 고안의 상기 모터의 회전축에는 체인기어가 고정되고, 상기 노즐봉의 하단에는 체인기어가 고정되며, 상기 모터의 체인기어와 상기 노즐봉의 체인기어를 체인이 연결하고 있어, 상기 모터의 회전에 의해 상기 노즐봉이 회전한다.

또한, 본 고안의 상기 뚜껑은 상기 소각로와 힌지결합되어 상하부로 선회하면서 상기 소각로를 개폐한다.

또한, 본 고안의 상기 뚜껑의 상면에는 와이어로프의 선단이 고정되고, 상기 와이어로프는 뚜껑의 상부에 위치한 도르래를 거쳐 상기 소각로의 측부에 위치한 드럼에 권취된다.

또한, 본 고안의 상기 드럼은 유압시스템에 의해 회전한다.

또한, 본 고안에 따르면, 상부가 개방되고 내면은 연와재로 감싸여진 소각로와, 상기 소각로의 개방부를 개폐하는 뚜껑과, 상기 소각로의 중심에 상기 소각로의 길이방향으로 위치하고 둘레에는 다수의 관통공이 형성된 노즐봉과, 상기 노즐봉의 후단에 연결되어 공기를 송풍하는 송풍기를 포함하는 소각장치의 소각방법에 있어서, 상기 소각로의 내부에 위치한 노즐봉으로 공기를 분사하는 단계와, 상기 노즐봉으로부터 분사된 공기에 의해 상기 소각로 내부에 다단의 연소실을 형성하는 단계 및, 상기 다단의 연소실에서 폐기물을 연소하는 단계를 포함하는 소각방법이 제공된다.

또한, 본 고안의 상기 연소실에서 발생한 연소가스는 상기 소각로의 상단으로 이동하여 상기 송풍기와 노즐봉을 연결하는 관으로 유입되어 소각로로 진입하는 단계를 부가적으로 포함한다.

아래에서는 본 고안에 따른 소각장치의 양호한 실시예들을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

[실시예 1]

도면에서, 도 2는 본 고안의 실시예 1에 따른 소각장치의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 소각장치의 정면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 소각장치의 소각로를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 소각로의 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 소각로의 하부에 위치한 재받이의 인출관계를 나타낸 사시도이고, 도 7은 도 2에 도시된 소각로의 냉각장치의 단면도이고, 도 8은 도 2에 도시된 소각로의 순환관을 나타낸 단면도이고, 도 9는 도 2에 도시된 소각로의 뚜껑 단면도이며, 도 10은 도 4에 도시된 소각로에서 수지류의 폐기물을 소각할 때의 공기흐름을 나타낸 개략도이고, 도 11은 도 4에 도시된 소각로에서 종이류의 폐기물을 소각할 때의 공기흐름을 나타낸 개략도이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 소각장치(100)는 폐기물을 투입하여 연소하는 원통형의 소각로(200)와, 소각로(200)의 상부에 연결되어 소각로(200) 내에서 발생한 매진을 거르는 가스 사이클론(gas cyclone)(300)과, 매진이 제거된 연소가스를 냉각시키는 냉각장치(400) 및, 냉각된 연소가스에 포함된 매진을 재차 걸러주는 집진기(500)를 포함한다.

소각로(200)는 원통형의 케이스(201)와, 케이스(201)의 내측면을 따라 고정된 연와재(煉瓦材)(203)와, 소각로(200)의 하단을 개폐하는 로터리 게이트(210)와, 소각로(200)의 밑면 상부에 위치하며 장공이 형성된 로스트르(209)와, 로스트르(209)를 관통하여 원통형 소각로(200)의 중심에 소각로(200)의 길이방향으로 위치하는 원통기둥의 노즐봉(600) 및, 소각로(200)의 개방된 상부를 덮는 뚜껑(220)을 구비하며, 이런 소각로(200)는 받침대(230)에 받쳐진 상태로 받침대(230)의 상면에 위치한다. 그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 받침대(230)의 하부에는 소각로(200)의 로터리 게이트(210)를 통해 배출되는 재를 받는 재받이(240)가 위치한다. 여기에서, 로스트르(209)는 소각로(200)의 뚜껑(220)을 개방한 후에 투입되는 폐기물이 낙하하여 상면에 적재되는 원형판이며, 로스트르(209)에 형성된 장공(208)을 통해 폐기물이 연소하고 남은 재들이 소각로(200)의 하부로 낙하한다. 한편, 재받이(240)는 레일(242)을 따라 상기 받침대(230)의 외부로 미끄러져 이동한다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 소각로(200)의 상단에는 순환관(250)의 선단이 연결되고, 순환관(250)의 후단은 공기공급관(252)에 연결된다. 따라서, 소각로(200)에서 발생한 연소가스는 통풍관(254a)을 통해 사이클론(300)으로 이동하기도 하며, 순환관(250)을 통해 공기공급관(252)으로 유동하여 다시 소각로(200)로 순환한다.

소각로(200)의 케이스(201)의 내측면에는 앵커(202)가 일정한 간격으로 돌출되어 위치하고, 연와재(203)는 이런 앵커(202)를 수용하면서 케이스(201)의 내측면에 고정된다. 그리고, 이런 연와재(203)의 내부에는 수냉관(204)이 일정한 간격으로 배설되어 연와재(203)의 열을 빼앗아 연와재(203)의 온도를 낮춘다.

한편, 노즐봉(600)은 로스트르(209)를 관통하여 소각로(200)의 상단을 덮는 뚜껑(220)의 밑면부까지 연장된다. 그리고, 이런 노즐봉(600)에는 그 원주를 따라 다수 개의 관통공(601)이 형성되며, 원주를 따라 형성된 관통공(601)은 노즐봉(600)의 길이를 따라 형성된다. 여기에서 노즐봉(600)에 대해서는 아래에서 상세히 설명하겠다. 그리고, 노즐봉(600)의 상단은 폐쇄되고 하단은 개방되며, 소각로(200)의 밑면과 접하는 부위에는 노즐봉을 감싸는 소매(213)가 위치하고, 소매(213)의 하단에는 소켓(215)이 연결된다. 그리고, 소켓(215)의 하단에는 플랜지가 형성된다.

그리고, 소각로(200)의 측벽 하단에는 배출구(217)가 형성되고, 배출구(217)에는 배출도어(218)가 설치되어 배출구(217)를 개폐한다.

아래에서는 소각로의 상단을 덮는 뚜껑이 구성관계에 대하여 설명하겠다.

도 9에 도시된 바와 같이, 뚜껑(220)은 환형 링과 같은 형상을 갖는 하부판(221)과, 상기 하부판(221)의 외주면을 따라 하부판(221)과 수직하게 위치하는 원통형의 측벽(223)과, 상기 측벽(223)의 상단을 폐쇄하는 폐쇄판(225)을 포함한다. 하부판(221)은 그 폭이 소각로(200)의 케이스(201)의 두께와 연와재(203)의 두께를 합한 폭을 가지고 있으며, 측벽(223)의 전체면에는 관통공(224)이 형성되어 있다.

그리고, 폐쇄판(225)의 하면에는 재차단판(227)이 형성되는데, 재차단판(227)은 측벽(223)의 높이와 동일한 높이를 갖는 원통형으로 폐쇄판(225)의 하면에 고정된다.

이런 뚜껑(220)과 소각로(200)는 힌지결합되어 힌지축을 중심으로 뚜껑(220)이 선회하면서 소각로(200)의 상단부를 개폐한다. 그리고, 뚜껑(220)의 상면에는 와이어로프(229)의 선단이 고정되고, 와이어로프(229)는 뚜껑(220)의 상부에 위치한 도르래(228)를 거쳐 소각로(200)의 외부에 위치한 윈치(도면에 도시안됨)에 권취된다. 따라서, 윈치가 정회전하면 와이어로프(229)가 풀리면서 뚜껑(220)은 소각로(200)의 개방부를 폐쇄시키고, 역회전하면 뚜껑(220)은 상부로 선회하여 소각로(200)의 개방부를 개방한다. 이런 윈치의 회전은 컨트롤박스(도면에 도시안됨)에 제어한다.

한편, 소각로(200)의 중심에 위치한 노즐봉(600)의 하단에는 송풍기(260)가 연결된다. 송풍기(260)에서 송풍되는 공기는 공기공급관(252)을 통해 노즐봉(600)의 하단으로 공급된다. 이런 공기공급관(252)의 일단에 형성된 플랜지와 노즐봉(600)의 하단에 연결된 소켓(215)의 플랜지가 볼트와 너트로 체결되어 연결된다.

이런 소각로(200)의 상단 측부에는 통풍관(254a)이 연결된다. 통풍관(254a)은 소각로(200)의 내부에서 발생한 연소가스 및 매진 등이 소각로(200)의 외부로 배출될 수 있게 소각로(200)의 내부와 연통된다. 소각로(200)와 연통된 통풍관(254a)은 가스 사이클론(300)에 연결되고, 가스 사이클론(300)에서 1차적으로 연소가스에 포함된 매진을 집진하여 매진을 제거한다.

사이클론(300)에서 매진이 제거된 연소가스는 다시 가스 사이클론(300)의 상부로 연결된 통풍관(254b)을 통해 냉각장치(400)으로 유동한다. 냉각장치(400)에서는 고온의 연소가스를 냉각시키는 장치로서, 냉각매체로서 물(402)이 사용된다. 이와 같이, 냉각장치(400)을 거친 연소가스는 다시 집진기(500)를 통해 연소가스에 포함된 매진을 2차적으로 집진하고, 집진기(500)에서 매진이 걸러진 연소가스는 대기 중으로 배출된다.

앞에서 설명한 가스 사이클론(300)은 일반적인 것으로서, 사이클론(300)의 내부에서는 연소가스의 와류가 발생하고, 연소가스에 포함된 매진은 원심력에 의해서 선회하면서 원추벽에 모이고, 연소가스는 어펙스 또는 언더플로노즐이라고 하는 원추부의 꼭지점 쪽으로 배출된다. 이와 같이, 가스 사이클론(300)에 의해 연소가스에 포함된 매진을 모아 배출한다. 한편, 모여진 매진은 사이클론(300)의 하단부에 형성된 재 배출구(305)를 통해 사이클론(300) 외부로 배출된다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 사이클론(300)의 원추부 꼭지점에는 통풍관(254b)이 연결되고 상승한 연소가스는 통풍관(254b)을 통해 냉각장치(400)으로 유동한다. 냉각장치(400)은 통풍관(254b)을 통해 유입된 연소가스를 냉각시키는 장치로서, 통풍관(254b)을 통해 유입된 연소가스는 냉각장치(400) 내부 상단에 위치한 1차 챔버(404)에 잠시 체류하게 되고, 1차 챔버(404)에 연결된 다수 개의 유도관(406)을 통해 연소가스는 냉각장치(400)의 하단으로 이동한다. 이런 밀집된 다수 개의 유도관(406)의 둘레에는 물(402)이 위치한다. 따라서, 유도관(406)을 통해 유동하는 연소가스는 냉각매체인 물(402)과 열교환이 이루어지면서, 연소가스의 온도는 낮아지게 된다. 직립하여 위치한 다수 개의 유도관(406)의 하단에는 2차 챔버(408)가 형성되어 유도관(406)을 따라 유동한 연소가스는 잠시 2차 챔버(408)에 체류하게 된다. 그리고, 냉각장치(400)의 상단에는 오버플로우관(410)이 설치되고, 냉각장치(400)에 저장된 물(402)의 수위를 측정하기 위한 수면레벨계(420)가 설치된다. 이런 수면레벨계(420)는 냉각장치(400)의 저장된 물(402)의 수위를 측정하며, 저장된 물(402)의 양이 일정량 이하가 되었을 때에는 컨트롤박스로 전기적신호를 보내고, 이에 따라 컨트롤박스에서는 냉각장치(400)에 연결된 냉각수공급관을 통해 냉각수를 냉각장치(400)으로 공급하여 일정량의 냉각수가 충만되도록 조절한다.

냉각장치(400)의 연소가스는 상부에서 하부로 이동하기 때문에 사이클론(300)으로부터 연소가스와 함께 냉각장치(400)으로 유입된 매진은 상부에서 하부로 연소가스를 따라 유동하면서 냉각장치(400)의 하단부에 적재된다. 따라서, 냉각장치(400)의 하단에도 재받이가 위치하며 재받이에 적재된 매진은 냉각장치(400)의 하단에 형성된 재배출문(430)을 통해 제거된다.

한편, 냉각장치(400)의 2차 챔버(408)에는 통풍관(254c)이 연결되고, 통풍관(254c)에는 송풍기(440)가 설치되어 2차 챔버(408)에 체류된 연소가스를 흡입한다. 그리고, 송풍기(440)에 의해 흡입된 연소가스는 집진기(500)로 송풍된다. 집진기(500)에서는 연소가스에 포함된 매진을 다시 한번 집진하는데, 본 고안의 한 실시예에 따른 집진기(500)는 일반적인 산업용 집진기로서, 정전기를 발생하여 미립의 매진을 집진한다.

이와 같이 집진기(500)를 통과한 연소가스는 굴뚝(510)을 통해 대기 중으로배출된다.

이와 같이 구성된 소각장치의 연소관계에 대하여 상세히 설명하겠다.

소각장치(100)에서 폐기물을 연소하고 있는 소각로(200)의 뚜껑(220)을 개방한다. 이때, 윈치를 역회전시킴으로써, 뚜껑(220)은 개방되고 뚜껑(220)이 개방된 상태에서 폐기물을 소각로(200)의 내부로 투입한다. 그리고, 윈치를 정회전시켜 소각로(200)의 상단을 폐쇄한다.

노즐봉(600)에 연결된 송풍기(260)에서 공기를 노즐봉(600)의 하단부로 송풍하면 공기는 노즐봉(600)에 형성된 관통공(601)을 통해 소각로(200)의 내부로 분사된다. 이때, 분사되는 공기는 고속으로서, 에어커튼(602)의 역할을 수행함에 따라 소각로(200)의 내부에는 노즐봉(600)의 길이방향으로 다수의 연소실(101, 102, 103, 104)이 형성된다.

소각로(200)의 내부에 수직하게 위치한 노즐봉(600)의 길이에 있어서, 도 11에 도시된 바와 같이, 노즐봉(600)의 상단부에 제 1 공기분사부(603)가 형성되고, 제 1 공기분사부(603)와 소각로(200)의 내부 밑면까지의 거리를 3등분하는 2곳에 각각 제 2 공기분사부(604) 및 제 3 공기분사부(605)가 순차적으로 형성된다.

소각로(200)의 내부 밑면과 제 3 공기분사부(605) 사이의 구역이 1차 연소실(101)이 되고, 제 2 공기분사부(604)와 제 3 공기분사부(605) 사이의 구역이 2차 연소실(102)이며, 제 1 공기분사부(603)와 제 2 공기분사부(604) 사이의 구역이 3차 연소실(103)이 된다. 각 관통공(601)에서는 고속의 공기가 분사되며, 이런 고속의 공기는 에어커튼(602)의 역할을 수행하면서 연소실을 구분함과 동시에 연소에 필요한 산소를 공급한다. 이와 같이, 폐기물은 3차 연소과정을 통해 완전 연소된다. 본 고안의 한 실시예에서 1차 연소실(101)의 온도는 300~400℃이고, 2차 연소실(102)의 온도는 500~600℃이며, 3차 연소실(103)의 온도는 1250℃ 이상인 것이 가장 양호한다.

한편, 다른 한 예에 따르면, 소각로(200)의 내부에 수직하게 위치한 노즐봉(600)의 길이에 있어서, 도 10에 도시된 바와 같이, 노즐봉(600)의 상단부에 제 1 공기분사부(603)가 형성되고, 제 1 공기분사부(603)와 로스트르(209)의 상면까지의 거리를 3등분하는 2곳에 각각 제 2 공기분사부(604) 및 제 3 공기분사부(605)가 순차적으로 형성된다.

소각로(200)의 내부 밑면에서부터 로스트르(209) 하면까지의 공간이 4차 연소실(104)이되고, 로스트르(209) 상면에서부터 제 3 공기분사부(605) 사이의 구역이 1차 연소실(101)이 되고, 제 2 공기분사부(604)와 제 3 공기분사부(605) 사이의 구역이 2차 연소실(102)이며, 제 1 공기분사부(603)와 제 2 공기분사부(604) 사이의 구역이 3차 연소실(103)이 된다. 각 관통공(601)에서는 고속의 공기가 분사되며, 이런 고속의 공기는 에어커튼(602)의 역할을 수행하면서 연소실(101, 102, 103, 104)을 구분함과 동시에 연소에 필요한 산소를 공급한다. 이와 같이, 폐기물은 3차 연소과정을 통해 완전 연소된다. 본 고안의 한 실시예에서 1차 연소실(101)의 온도는 300~400℃이고, 2차 연소실(102)의 온도는 500~600℃이며, 3차 연소실(103)의 온도는 1250℃ 이상이며, 4차 연소실(104)의 연소온도는 700~1000℃인 것이 가장 양호한다.

한편, 소각로(200)에 종이류가 투입되었을 경우에는 연소과정 중에 많은 재가 발생하게 된다. 이런 재는 소각로(200)의 와류형태의 공기흐름에 의해 부상하게 되는데, 이때, 재는 뚜껑(220)의 재차단판(227)의 내부로 유입되고, 다시 재차단판(227)을 따라 하부방향 즉, 소각로(200)의 연소실로 회유하여 내려간다. 그리고, 뚜껑(220)의 측벽(223)에 형성된 관통공(224)으로는 외부의 공기가 소각로(200)의 내부로 유입되어 들어온다. 따라서, 소각로(200)의 내부로 유입되는 공기는 뚜껑(220)을 통해 유입되는 경로와 노즐봉(600)을 통해 유입되는 경로를 통해 산소를 공급한다.

한편, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 노즐봉(600)에는 그 길이방향으로 동일 간격의 관통공(601)이 형성되었다고 설명하였으나, 폐기물의 종류에 따라 등간격이나 불균등한 간격으로 형성될 수 있으며, 노즐봉(600)의 원주를 따라 형성된 관통공(601)의 피치(P;Pitch) 또한 폐기물의 종류에 따라 변형될 수 있다.

[실시예 2]

실시예 2를 실시예 1과 비교하였을 때에, 실시예 2에서 소각로의 내부에 위치한 노즐봉이 회전한다는 것과, 노즐봉의 둘레에 다수 개의 날개가 고정되어 있다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하거나 유사하므로, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일하거나 유사한 도면부호를 부여하였으며, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도면에서, 도 12는 본 고안의 실시예 2에 따른 소각장치의 사시도이고, 도 13은 도 12에 도시된 소각장치의 정면도이며, 도 14는 도 12에 도시된 소각장치의소각로의 단면도이다.

도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 노즐봉(600)에는 그 길이방향으로 3곳에 노즐봉(600)의 원주를 따라 4개의 날개(610)가 각각 고정된다. 따라서, 노즐봉(600)에 형성된 날개는 총 12개이며, 노즐봉(600)에 고정된 날개의 3곳의 위치는 노즐봉(600)에 형성된 관통공(601)과 겹치지 않는 부위에 등간격으로 형성된다.

또한, 이런 노즐봉(600)의 하단에는 체인기어가 고정되며, 소각로(200)의 받침대(230)에는 모터(270)가 설치된다. 그리고, 이런 모터(270)의 회전축의 단부에는 체인기어(272)가 고정되고, 모터(270)의 회전축에 고정된 체인기어와 노즐봉(600)에 고정된 체인기어는 체인기어에 의해 연결된다. 따라서, 모터(270)의 구동에 의해 노즐봉(600)은 회전하며, 노즐봉(600)의 회전속도는 분당 1~2회전한다.

한편, 송풍기(260)에 연결된 공기공급관(252)은 소켓(215)에 연결되어 노즐봉(600)이 회전하더라도 원활하게 노즐봉(600)의 내부로 공기가 유입된다.

이하에서는 노즐봉들에 형성된 관통공의 위치 및 간격에 대하여 상세히 설명하겠다.

도면에서, 도 20a는 본 고안의 소각로의 내부에 위치하는 노즐봉의 정면도이고, 도 20b는 도 20a에 도시된 노즐봉의 단면도이고, 도 21a는 본 고안의 소각로의 내부에 위치하는 노즐봉의 정면도이고, 도 21b는 도 21a에 도시된 노즐봉의 단면도이고, 도 22a는 본 고안의 소각로의 내부에 위치하는 노즐봉의 정면도이고, 도 22b는 도 22a에 도시된 노즐봉의 단면도이고, 도 23a는 본 고안의 소각로의 내부에 위치하는 노즐봉의 정면도이고, 도 23b는 도 23a에 도시된 노즐봉의 단면도이고, 도 24a는 본 고안의 소각로의 내부에 위치하는 노즐봉의 정면도이고, 도 24b는 도 24a에 도시된 노즐봉의 단면도이고, 도 25a는 본 고안의 소각로의 내부에 위치하는 노즐봉의 정면도이며, 도 25b는 도 25a에 도시된 노즐봉의 단면도이다.

도 20a 및 도 20b에 도시된 노즐봉(620)은 그 길이가 3230mm이며, 로스트르(209)의 두께는 250mm로서, 노즐봉(620)의 하단에서 500mm의 상부에 위치한다. 그리고, 노즐봉(620)의 상단에서 하부방향으로 138mm의 지점에 직경 3.2~3.5mm의 관통공이 15mm의 피치로 노즐봉(620)의 원주둘레를 따라 형성된다. 노즐봉(620)의 맨 상부에 형성된 관통공(621)을 제 1 천공부(623a)라 편의상 정의하고, 그 이하로 순차적으로 제 2, 제 3, 제 4 순으로 천공부라 칭한다.

제 1 천공부(623a)에서부터 하부방향으로 556mm지점에는 제 2 천공부(623b)가 형성되는데, 제 2 천공부(623b)는 제 1 천공부(623a)와 동일하게 직경3.2~3.5mm의 관통공이 15mm의 피치로 노즐봉의 원주둘레를 따라 형성된다.

한편, 이런 제 2 천공부(623b)로부터 하부방향으로 100mm지점에는 제 3 천공부(623c)가 형성되고, 이런 제 3 천공부(623c) 또한 제 2 천공부(623b)와 동일하다.

제 3 천공부(623c)로부터 하부방향으로 556mm지점에는 직경3.2mm의 관통공이 15mm의 피치의 제 4 천공부(623d)가 노즐봉의 원주둘레를 따라 형성되고, 제 4 천공부(623d)의 하부방향으로 100mm의 하부에는 제 4 천공부(623d)와 동일한 제 5 천공부(623e)가 형성된다.

제 5 천공부(623e)에서 하부방향으로 500mm의 지점에는 제 6 천공부(623f)가 형성되는데, 제 6 천공부(623f)의 관통공은 그 직경이 3.2mm이며 피치는 15mm이다.

제 6 천공부(623f)에서 하부방향으로 100mm지점에는 제 6 천공부(623f)와 동일한 제 7 천공부(623g)가 형성되고, 제 7 천공부(623g)에서 하부방향으로 500mm지점에는 직경 3.0mm의 관통공이 15mm의 피치로 형성된 제 8 천공부(623h)가 형성된다.

이런 제 8 천공부(623h)에서 하부방향으로 50mm지점에 로스트르가 위치한다. 그리고, 250mm의 두께를 가진 로스트르의 하면에서 하부방향으로 50mm지점에는 제 8 천공부(623h)와 동일한 제 9 천공부(623i)가 형성되고, 제 9 천공부(623i)에서 하부방향으로 400mm지점에는 제 9 천공부(623i)와 동일한 제 10 천공부(623j)가 형성된다.

도 20a 및 도 20b의 (a)와 (b)에 도시된 노즐봉(620)에 있어서, 제 1 천공부(623a)와 제 2 천공부(623b)의 사이와, 제 3 천공부(623c)와 제 4 천공부(623d)의 사이의 간격은 556mm의 간격이다. 그리고, 제 5 천공부(623e)와 제 6 천공부(623f)의 사이와, 제 7 천공부(623g)와 제 8 천공부(623h)의 사이의 간격은 500mm의 간격이다. 이와 같이, 천공부 사이의 간격이 규칙성을 가지고 있는 것을 '등간격 노즐봉'이라 칭한다. 이런 등간격 노즐봉은 폐기물이 주로 종이류 일때에 사용된다.

도 21a 및 도 21b에 도시된 노즐봉(630) 또한 등간격 노즐봉으로서, 노즐봉(630)은 그 길이가 1410mm이며, 총 10개의 천공부(633a~633j)가 노즐봉(630)의 길이를 따라 형성된다. 제 1 천공부(633a)는 노즐봉(630)의 상단에서 하부방향으로 40mm의 지점에 직경2.7~2.8mm의 관통공이 10mm의 피치로 노즐봉(630)의 원주둘레를 따라 형성되고, 제 1 천공부(633a)에서부터 하부방향으로 50mm지점에는 제 2 천공부(633b)가 형성되는데, 제 2 천공부(633b)는 직경2.7~2.8mm의 관통공이 15mm의 피치로 노즐봉(630)의 원주둘레를 따라 형성된다.

한편, 이런 제 2 천공부(633b)로부터 하부방향으로 40mm지점에는 제 3 천공부(633c)가 형성되고, 이런 제 3 천공부(633c)는 제 1 천공부(633a)와 동일하다.

제 3 천공부(633c)로부터 하부방향으로 150mm지점에는 직경1.5mm의 관통공이 10mm의 피치로 노즐봉(630)의 원주둘레를 따라 형성된 제 4 천공부(633d)가 형성되고, 제 4 천공부(633d)에서부터 하부방향으로 150mm의 간격으로 제 5, 제 6, 제 7, 제 8, 제 9 천공부(633e~633i)가 형성되고, 제 9 천공부(633i)에서 하부방향으로 25mm의 지점에는 3.2mm의 갖는 관통공이 10mm의 피치로 형성된 제 10 천공부(633j)가 위치한다.

앞에서 설명한 등간격 노즐봉과는 달리 도 22a 및 도 22b에 도시된 노즐봉(640)은 불균등한 간격을 가진 노즐봉이다.

도 22a 및 도 22b에 도시된 노즐봉(640)은 그 길이가 935mm이며, 총 7개의 천공부(643a~643g)가 형성된다. 노즐봉(640)의 상단에서 하부방향으로 80mm지점에는 제 1 천공부(643a)가 형성되는데, 제 1 천공부(643a)는 직경4.5~5.0mm의 관통공이 10mm의 피치로 노즐봉(640)의 원주를 따라 형성된다.

제 1 천공부(643a)에서부터 하부방향으로 60mm지점에는 제 2 천공부(643b)가형성되는데, 제 2 천공부(643b)는 제 1 천공부(643a)와 동일하게 직경4.5~5.0mm의 관통공이 15mm의 피치로 노즐봉(640)의 원주둘레를 따라 형성된다.

한편, 이런 제 2 천공부(643b)로부터 하부방향으로 50mm지점에는 제 3 천공부(643c)가 형성되고, 이런 제 3 천공부(643c) 또한 제 2 천공부(643b)와 동일한 직경의 관통공이 10mm의 피치로 형성된다.

제 3 천공부(643c)로부터 하부방향으로 255mm지점에는 직경4.2mm의 관통공이 10mm의 피치로 노즐봉의 원주둘레를 따라 형성된 제 4 천공부(643d)가 위치하고, 제 4 천공부(643d)의 하부방향으로 70mm의 하부에는 제 4 천공부(643d)와 동일한 제 5 천공부(643e)가 형성된다.

제 5 천공부(643e)에서 하부방향으로 250mm의 지점에는 제 6 천공부(643f)가 형성되는데, 제 6 천공부(643f)의 관통공은 그 직경이 4.0mm이며 관통공 사이의 피치는 10mm이다.

제 6 천공부(643f)에서 하부방향으로 70mm지점에는 제 6 천공부(643f)와 동일한 제 7 천공부(643g)가 형성된다.

이와 같이, 천공부 사이의 간격에 있어 규칙성이 없는 노즐봉은 주로 원유로부터 생성된 합성수지류 및 고무류 등의 폐기물을 소각할 때 사용된다.

도 23a 및 도 23b에 도시된 노즐봉(650) 또한, 불균등한 간격을 갖는 노즐봉으로서, 그 길이는 1410mm이며, 총 11개의 천공부(653a~653k)가 형성된다. 노즐봉(650)의 상단에서 하부방향으로 40mm지점에는 제 1 천공부(653a)가 형성되는데, 제 1 천공부(653a)는 직경2.6~2.7mm의 관통공이 10mm의 피치로 노즐봉(650)의원주를 따라 형성된다.

제 1 천공부(653a)에서부터 하부방향으로 50mm지점에는 제 2 천공부(653b)가 형성되는데, 제 2 천공부(653b)는 제 1 천공부(653a)와 동일하게 직경2.7~2.8mm의 관통공이 15mm의 피치로 노즐봉의 원주둘레를 따라 형성된다.

한편, 이런 제 2 천공부(653b)로부터 하부방향으로 40mm지점에는 제 3 천공부(653c)가 형성되고, 이런 제 3 천공부(653c)는 제 1 천공부(653a)와 동일한 직경의 관통공이 10mm의 피치로 형성된다.

제 3 천공부(653c)로부터 하부방향으로 260mm지점에는 직경2.7mm의 관통공이 10mm의 피치로 노즐봉(650)의 원주둘레를 따라 형성된 제 4 천공부(653d)가 형성되고, 제 4 천공부(653d)의 하부방향으로 300mm의 지점에는 제 1 천공부(653a)와 동일한 제 5 천공부(653e)가 형성된다.

제 5 천공부(653e)에서 하부방향으로 50mm의 지점에는 제 6 천공부(653f)가 형성되는데, 제 6 천공부(653f)는 제 5 천공부(653e)와 동일하다.

제 6 천공부(653f)에서 하부방향으로 200mm지점에는 제 6 천공부(653f)와 동일한 제 7 천공부(653g)가 형성되고, 제 7 천공부(653g)의 하부방향으로 50mm지점에는 제 8 천공부(653h)가 형성되는데, 제 8 천공부(653h)는 제 7 천공부(653g)와 동일하다.

제 9 천공부(653i)는 제 8 천공부(653h)로부터 165mm 하부에 위치하는데, 제 9 천공부(653i)는 제 4 천공부(653d)와 동일하며, 제 10 천공부(653j)는 제 9 천공부(653i)로부터 175mm 하부에 위치하며, 직경1.5mm의 관통공이 5mm의 피치 간격으로 형성되고, 제 11 천공부(653k)는 제 10 천공부(653j)로부터 40mm하부에 위치하며 직경2.7mm의 관통공이 15mm의 피치로 형성된다.

도 23a 및 도 23b에 도시된 노즐봉(650) 또한, 주로 원유로부터 생성된 합성수지류 및 고무류의 폐기물을 소각할 때 사용된다.

한편, 도 24a 및 도 24b에 도시된 노즐봉(660)은 도 20a 및 도 20b에서 설명한 노즐봉(620)과 같은 크기와 같은 천공부를 갖는다. 단지, 도 24a 및 도 24b에 도시된 노즐봉(660)에는 날개(610)가 부착되어 있다는 것이 그 차이이다. 따라서, 도 24a 및 도 24b에 도시된 노즐봉(660)의 상세한 설명은 생략하고, 날개(610)의 부착 위치에 대해서만 설명하겠다.

도 24a 및 도 24b에 도시된 바와 같이, 노즐봉(660)에는 3개의 날개부(610a~610c)가 형성되는데, 제 1 날개부(610a)는 제 3 천공부(663c)와 제 4 천공부(663d)의 사이에 설치되고, 제 2 날개부(610b)는 제 5 천공부(663e)와 제 6 천공부(663f)의 사이에 설치되며, 제 3 날개부(610c)는 제 7 천공부(663g)와 제 8 천공부(663h)의 사이에 형성된다. 각 날개부(610a~610c)는 4개의 날개(610)가 상호 직각을 이루도록 노즐봉(660)에 고정된다.

또한, 도 25a 및 도 25b에 도시된 노즐봉(670)은 도 22a 및 도 22b에 도시된 노즐봉에 있어 날개부(610a~610c)가 형성된 노즐봉(670)으로서, 제 1 날개부(610a)는 제 3 천공부(673c)와 제 4 천공부(673d)의 사이에 위치하고, 제 2 날개부(610b)는 제 5 천공부(673e)와 제 6 천공부(673f)의 사이에 위치하며, 제 3 날개부(610c)는 제 7 천공부(673g)와 제 8 천공부(673h) 사이에 위치한다.

도 24a 및 도 24b와 도 25a 및 도 25b에 도시된 날개부(610a~610c)를 갖는 노즐봉(660, 670)은 그 하단에 위치한 모터(270)에 의해 회전하면서, 날개(610)들이 소각로(200)의 내부에 적재된 폐기물 사이를 통과하면서 폐기물을 뒤집어주는 역할을 한다. 이와 같이 날개에 의해 폐기물이 뒤집어지게 되면서 신속한 연소를 이룰 수 있고, 또한 노즐봉(660, 670)에서 분사되는 공기가 폐기물의 내부까지 원활하게 침투해 들어감으로써, 연소효율을 증가시킨다.

[실시예 3]

실시예 3은 실시예 1 및 실시예 2와 비교하였을 때에 가스 사이클론, 냉각장치, 집진기 등이 포함되지 않는 소각로이며, 실시예 3에서는 노즐봉을 회전시키는 모터가 설치되어 있지 않다. 그리고, 실시예 1 및 실시예 2와 상이한 점은 소형이어서 차량 등에 탑재하여 이동이 가능하다는 점이다.

도면에서, 도 15는 본 고안의 실시예 3에 따른 소각장치의 사시도이고, 도 16은 도 15에 도시된 소각장치의 정면도이고, 도 17은 도 15에 도시된 소각장치의 배관계통도이고, 도 18은 도 15에 도시된 소각장치의 소각로를 나타낸 측면도이고, 도 19는 도 18에 도시된 소각로에서 폐기물을 소각할 때의 공기흐름을 나타낸 개략도이다.

도 15 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 폐기물을 투입하여 연소하는 원통형의 소각로(720)와, 소각로(720)의 내부에 위치한 노즐봉(800)에 공기를 송풍하는 송풍기(741)와, 소각로(720)의 내부로 물을 공급할 수 있도록 물을 저장하고 있는 물탱크(743) 및, 소각로(720)의 내부로 폐유를 공급할 수 있도록 폐유를 저장하고있는 폐유탱크(745)를 포함한다.

원통형 소각로(720)는 원통형의 케이스(721)와, 케이스(721)의 내부 밑면과 내측면을 따라 고정된 연와재(煉瓦材)(723)와, 원통형 소각로(720)의 중심에 소각로(720)의 길이방향으로 위치하는 원기둥의 노즐봉(800) 및, 소각로(720)의 개방된 상부를 덮는 뚜껑(750)을 구비한다.

케이스(721)의 내부 밑면 및 내측면에는 앵커(722)가 일정한 간격으로 돌출되어 위치하고, 연와재(723)는 이런 앵커(722)를 수용하면서 케이스(721)의 내부 밑면과 내측면에 고정된다. 그리고, 이런 연와재(723)의 내부에는 수냉관(724)이 일정한 간격으로 배설되어 연와재(723)의 열을 빼앗아 연와재(723)의 온도를 낮춘다.

한편, 노즐봉(800)은 소각로(720)의 밑면을 관통하여 소각로(720)의 상단을 덮는 뚜껑의 밑면부까지 연장된다. 그리고, 이런 노즐봉(800)에는 그 원주를 따라 다수 개의 관통공(801)이 형성되며, 원주를 따라 형성된 관통공(801)은 노즐봉(800)의 길이를 따라 형성된다. 그리고, 노즐봉(800)의 상단은 폐쇄되어 있고 하단은 개방되어 있으며, 소각로(720)의 밑면과 접하는 부위에는 노즐봉(800)을 감싸는 소매가 위치하고, 소매의 하단에는 소켓이 연결된다. 그리고, 소켓의 하단에는 플랜지가 형성된다.

한편, 소각로(720)의 측벽 하단에는 배출구(725)가 형성되고, 배출구(725)에는 배출도어가 설치되어 배출구(725)를 개폐할 수 있다.

또한, 소각로(720)의 내부 상하단에는 각각 2개씩의 노즐(729)이 위치한다.이들 노즐(729)의 위치관계는 노즐봉(800)의 중심축을 영점으로 한 상호 직각으로 교차하는 두 축에 있어서, 상단에 위치한 두 개의 노즐(729)은 2, 4사분면의 45° 방향에 위치하고, 하단에 위치한 두 개의 노즐(729)은 1, 3사분면의 45° 방향에 위치한다.

그리고, 교차하는 두 축 중에 한 축은 배출구(725)의 중심을 관통하는 것이 양호하다. 즉, 소각로(720)의 상단에 위치한 2개의 노즐(729)은 배출구(725)의 중심에서 시계방향으로 135°와 315°에 위치하는 것이 양호하고, 소각로(720)의 하단에 위치한 2개의 노즐(729)은 배출구의 중심에서 시계방향으로 45°와 225°에 위치하는 것이 양호하다.

따라서, 상하단에 각각 위치한 2개의 노즐(729)은 상호 마주하는 180°의 관계를 가지고 있으며, 상하단의 노즐(729)은 상호 교차하도록 위치한다.

이와 같이, 상호 마주하게 위치한 2개의 노즐(729)은 'T'형상의 3웨이밸브(3-way valve)(727)에 연결된다. 3웨이밸브(727)는 2개의 노즐(729)을 연장하는 연장선에 대해 수직하는 방향에 위치하며, 3웨이밸브(727)에는 2개의 분기관과 1개의 공급관이 연결되는데, 2개의 분기관은 2개의 노즐(729)에 연결되고, 1개의 공급관은 펌프(747a, 747b)에 연결된다.

한편, 소각로의 상단을 덮는 뚜껑이 구성관계에 대하여 설명하겠다.

뚜껑(750)은 환형 링과 같은 형상을 갖는 하부판과, 상기 하부판의 외주면을 따라 하부판과 수직하게 위치하는 원통형의 측벽과, 상기 측벽의 상단을 폐쇄하는 폐쇄판을 포함한다. 하부판은 그 폭이 소각로(720)의 케이스(721)의 두께와연와재(723)의 두께를 합한 폭을 가지고 있으며, 측벽의 전체면에는 관통공(801)이 형성되어 있다.

그리고, 폐쇄판의 하면에는 재차단판이 형성되는데, 재차단판은 측벽의 높이와 동일한 높이를 갖는 원통형으로 폐쇄판의 하면에 고정된다.

이런 뚜껑(750)과 소각로(720)는 힌지결합되어 힌지축(760)을 중심으로 뚜껑(750)이 선회하면서 소각로(720)의 상단부를 개폐한다. 이런 힌지축(760)에는 모터(765)가 설치되어 모터(765)의 회전에 의해 뚜껑(750)을 상하부로 선회한다. 그리고, 이런 모터(765)는 컨트롤박스(780)에 제어한다.

한편, 소각로(720)의 중심에 위치한 노즐봉(800)에는 송풍기(741)가 연결된다. 송풍기(741)에서 송풍되는 공기는 공기공급관(252)을 통해 노즐봉(800)의 하단으로 공급된다. 따라서, 공기공급관(252)의 일단에 형성된 플랜지와 노즐봉(800)의 하단에 연결된 소켓(215)의 플랜지가 볼트와 너트로 체결되어 연결된다.

한편, 물을 저장하고 있는 물탱크(743)와 제 1 펌프(747a)는 배관으로 연결되고, 폐유를 저장하고 있는 폐유탱크(745)와 제 2 펌프(747b)도 배관으로 연결되며, 제 1, 제 2 펌프(747a, 747b)는 소각로(720)의 상하단에 위치한 2개의 3웨이밸브(727)에 각각 연결된다.

따라서, 제 1 펌프(747a)의 작동에 의해 소각로(720)의 상하단에 위치한 총 4개의 노즐(729)에서 물을 분사할 수 있고, 제 2 펌프(747b)의 작동에 의해 총 4개의 노즐(729)에서 폐유를 분사할 수 있으며, 또한, 제 1, 제 2 펌프(747a, 747b)가 동시에 작동함과 동시에 배관에 설치된 밸브(790)들를 조절함으로써, 소각로(720)의 상단에 위치한 2개의 노즐(729)에서 물을, 하단의 2개의 노즐(729)에서는 폐유를 분사할 수 있거나, 반대로 상단에서는 폐유를 하단에서는 물을 분사할 수 있다.

앞에서 설명한 소각로(720), 물탱크(743), 폐유탱크(745), 송풍기(741) 및 2개의 펌프(747a, 747b)는 베이스 플레이트(701)의 상면에 설치된다.

도 16 및 도 17에 보이듯이, 베이스 플레이트(701)의 좌측에는 소각로(720)가 위치하며, 소각로(720)의 우측으로는 2개의 하우징(742a, 742b)이 위치한다. 소각로(720)에 근접한 제 1 하우징(742a)의 내부에는 물탱크(743)와 폐유탱크(745)가 수용되어 있고, 제 2 하우징(742b)의 내부에는 송풍기(741) 및 2개의 펌프(747a, 747b)가 수용되어 있다. 이런 제 1 하우징(742a)과 제 2 하우징(742b)은 연통되어 있으며, 송풍기(741)에 연결된 공기공급관(252)은 물탱크(743)와 폐유탱크(745) 사이를 지나 소켓(215)의 플랜지에 연결된다.

한편, 제 1, 제 2 하우징(742a, 742b)의 상면은 개방되고, 각각의 하우징(742a, 742b)에는 뚜껑(750)이 설치되어 하우징(742a, 742b)을 개폐한다. 그리고, 제 2 하우징(742b)의 둘레에는 계단판(746)이 형성되고, 제 1 하우징(742a)의 상부에는 가이드레일이 설치된다.

한편, 제 2 하우징(742b)의 상부에는 본 고안의 실시예 3인 소각장치(700)의 작동을 제어하는 컨트롤박스(780)가 설치된다. 또한, 이런 소각장치(700)는 화물차의 화물칸에 탑재되어 이동될 수 있다.

이와 같이 구성된 소각장치의 연소관계에 대하여 상세히 설명하겠다.

본 고안의 실시예 3에 따른 소각장치(700)에서 폐기물을 연소하고 있는 소각로(720)의 뚜껑(750)을 개방하고 폐기물을 소각로(720)의 내부로 투입한다. 그리고, 뚜껑(750)을 선회하여 소각로(720)의 상단을 폐쇄한다.

송풍기(741)에서 공기를 노즐봉(800)의 하단부로 송풍하면 공기는 노즐봉(800)에 형성된 관통공(801)을 통해 소각로(720)의 내부로 분사된다. 이때, 분사되는 공기는 고속으로서, 에어커튼의 역할을 수행하면서 소각로(720)의 내부를 노즐봉(800)의 길이방향으로 다수의 연소실(811, 812, 813)을 형성한다.

소각로(720)의 내부에 수직하게 위치한 노즐봉(800)의 길이에 있어서, 노즐봉(800)의 상단부에 제 1 공기분사부(603)가 형성되고, 제 1 공기분사부(603)와 소각로(720)의 내부 밑면까지의 거리를 3등분하는 2곳에 각각 제 2 공기분사부(604) 및 제 3 공기분사부(605)가 순차적으로 형성된다.

소각로(720)의 내부 밑면과 제 3 공기분사부(605) 사이의 구역이 1차 연소실(101)이 되고, 제 2 공기분사부(604)과 제 3 공기분사부(605) 사이의 구역이 2차 연소실(102)이며, 제 1 공기분사부(603)과 제 2 공기분사부(604) 사이의 구역이 3차 연소실(103)이 된다. 각 관통공(801)에서는 고속의 공기가 분사되며, 이런 고속의 공기는 에어커튼의 역할을 수행하면서 연소실(811, 812, 813)을 구분함과 동시에 연소에 필요한 산소를 공급한다.

한편, 소각로(720)에 종이류가 투입되었을 경우에는 연소과정 중에 많은 재가 발생하게 된다. 이런 재는 소각로(720)의 난류형태의 공기흐름에 의해 부상하게 되는데, 이런 부상하는 재를 소각로(720)의 하부로 이동시켜 재 연소시키기 위해 소각로(720)의 상부에 위치한 4개의 노즐(729)을 이용하여 물을 미스트 형태로 분사한다.

4개의 노즐(729)을 통해 분사된 물은 재에 흡수되면서 재를 소각로(720)의 하부방향으로 이동시키면서 재연소된다. 한편, 소각로(720)에 투입되는 폐기물이 종이류일 경우에는 길이방향을 따라 등간격으로 관통공이 형성된 노즐봉(800)을 사용한다.

한편, 소각로(720)에 많은 수분을 함유하고 있는 폐기물을 투입하였을 경우에는 소각로(720)의 상하단에 각각 2개씩 배치된 노즐(729)을 통해 폐유를 분사하여 소각로(720)의 내부의 온도를 상승시키면서 수분을 많이 함유한 폐기물의 연소를 활성화시킨다.

또한, 소각로(720)에 PVC의 재질이 함유된 폐기물을 투입하였을 경우에는 물탱크(743)에 중화재인 탄산칼슘(CaCO₃)을 첨가한 후에 소각로(720)의 상하에 위치한 각각의 2개씩의 노즐(729)을 통해 분사한다. 이는 PVC가 연소되면서 발생하는 염화수소(HCl)를 중화시키기 위해서 이다. 이와 같은 중화재에 의해 발생되는 염화수소는 200PPM에서 8PPM으로 감소하였다.

이와 같이 폐기물은 3차 연소과정을 통해 완전 연소된다. 본 고안의 한 실시예에서 1차 연소실(101)의 온도는 300~400℃이고, 2차 연소실(102)의 온도는 500~600℃이며, 3차 연소실(103)의 온도는 1250℃ 이상인 것이 가장 양호하다.

한편, 소각로(720)의 내부에서 발생한 재는 상부로 상승하게 되는데, 이때, 재는 뚜껑(750)의 재차단판의 내부로 유입되고, 다시 재차단판을 따라 하부방향즉, 소각로(720)의 연소실(811, 812, 813)의 내부로 내려간다. 한편, 뚜껑(750)의 측벽에 형성된 관통공(801)으로는 외부의 공기가 소각로(720)의 내부로 유입되어 들어온다. 따라서, 소각로(720)의 내부로 유입되는 공기는 뚜껑(750)을 통해 유입되는 경로와 노즐봉(800)을 통해 유입되는 경로를 통해 산소를 공급한다.

한편, 도 19에 도시된 바와 같이, 노즐봉(800)에는 그 길이방향으로 동일 간격의 관통공(801)이 형성되었다고 설명하였으나, 폐기물의 종류에 따라 앞에서 설명한 등간격이나 불균등한 간격을 갖는 노즐봉을 사용한다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안의 소각장치가 환경규제기준치에 적합한지를 알기 위해 다양한 측정을 해보았고, 그 결과를 아래에 나타내었다.

아래의 측정결과는 일본 가고시마현 후지산쵸 후지산 6125-8에 소재지를 갖고 있는 가고시마현 환경측정센터에서 측정하였다.

측정결과를 나타내는 표1에서 알 수 있듯이, 대기오염의 주원인인 매진, 유황산화물, 질소산화물 및, 염화수소의 농도가 극히 낮았으며, 다이옥신의 주성분인 염화수소는 8PPM미만으로 검출되었다.

[표 1]

표 2는 염화수소 농도측정결과를 세부적으로 나타낸 데이터이다.

[표 2]

이와 같이, 본 고안의 소각장치는 소각로의 내부에 공기를 분사하는 노즐봉을 설치하고, 이런 노즐봉에서 분사되는 공기를 이용하여 다수의 연소실을 형성함으로써, 종래의 소각로를 제작하는 비용보다 훨씬 저렴한 비용으로 소각로를 제작할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 고안의 소각장치는 연소시키기 위해 사용되는 버너 등을 구비하고있지 않고, 폐기물이 연소되는 열과 함께 다량의 산소를 공급하여 투입된 폐기물을 연소함으로써, 소각로의 운영비용이 절감된다.

또한, 본 고안의 소각장치는 소형으로서, 화물차량의 화물칸 등에 탑재하여 이동할 수 있다는 장점이 있다.

이상에서 본 고안의 소각장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 고안의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 고안을 한정하는 것은 아니다.

Claims (23)

1. 소각장치에 있어서,

   상부가 개방되고 내면은 연와재로 감싸여진 소각로와,

   상기 소각로의 개방부를 개폐하는 뚜껑과,

   상기 소각로의 중심에 상기 소각로의 길이방향으로 위치하고 둘레에는 다수의 관통공이 형성된 노즐봉과,

   상기 노즐봉의 후단에 연결되어 공기를 송풍하는 송풍기와,

   상기 소각로의 내부로 물 또는 연료를 공급할 수 있도록 물과 연료가 저장된 2개의 탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 소각장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 소각로는 원통형으로서, 원통형의 몸체와, 상기 몸체의 내면에 내부방향으로 고정된 앵커 및, 상기 앵커를 수용하면서 상기 몸체의 내면에 고정되는 연와재를 포함하는 것을 특징으로 하는 소각장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 뚜껑은 환형판과, 상기 환형판의 외주면을 따라 수직하게 위치하는 측벽과, 상기 측벽의 상단을 폐쇄하는 폐쇄판을 포함하며, 상기 환형판의 폭은 상기 소각로의 몸체의 두께와 연와재의 두께를 합한 폭을 갖고, 상기 측벽에는 다수의관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 소각장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 폐쇄판의 하면에는 상기 측벽의 높이와 동일한 높이를 갖는 원통의 재차단판이 상기 소각로의 내부를 향하는 방향으로 고정된 것을 특징으로 하는 소각장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 노즐봉의 하단부는 상기 소각로의 하면을 관통하여 상기 뚜껑의 하면까지 연장되며, 상기 노즐봉의 상단부는 폐쇄되고, 상기 노즐봉의 하단에는 소켓이 설치된 것을 특징으로 하는 소각장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 송풍기에 연결되어 유로를 형성하는 공기공급관에는 플랜지가 형성되고, 상기 공기공급관의 플랜지는 상기 소켓에 연결되는 것을 특징으로 하는 소각장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 소각로의 내부 상단에는 복수의 노즐이 상호 마주하도록 위치하고, 상기 소각로의 내부 하단에도 복수의 노즐이 상호 마주하도록 위치한 것을 특징으로하는 소각장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 소각로의 상단과 하단에 설치된 노즐은 각각 2개씩이며, 상단에 위치한 2개의 노즐과 하단에 형성된 2개의 노즐은 직각을 이루도록 배치된 것을 특징을 하는 소각장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 소각로의 상하단에 각각 위치하는 2개의 노즐은 3웨이밸브의 2가지관에 에 각각 연결되고, 3웨이밸브의 1가지관은 펌프에 연결되며, 상기 펌프는 2개의 탱크로부터 물 또는 연료를 상기 노즐로 공급하는 것을 특징으로 하는 소각장치.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 소각로의 상단과 하단에 각각 2개씩 위치한 노즐은 180도로 상호 마주하게 위치하는 것을 특징으로 하는 소각장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 소각로의 상단에 위치한 2개의 노즐과 상기 소각로의 하단에 위치한 2개의 노즐은 상호 직각을 위치하며 배치된 것을 특징으로 하는 소각장치.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 소각로의 측벽 하단에는 재배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 소각장치.
13. 소각장치에 있어서,

    상부가 개방되고 내면은 연와재로 감싸여진 소각로와,

    상기 소각로의 개방부를 개폐하는 뚜껑과,

    상기 소각로의 중심에 상기 소각로의 길이방향으로 위치하고 둘레에는 다수의 관통공이 형성된 노즐봉과,

    상기 노즐봉의 후단에 연결되어 공기를 송풍하는 송풍기와,

    상기 소각로의 상단의 측부를 관통하여 연결되는 통풍관과,

    상기 통풍관의 후단에 연결되는 사이클론과,

    상기 사이클론으로부터 배출된 연소가스를 냉각시키는 냉각장치와,

    상기 냉각장치로부터 배출된 연소가스가 유입되며 상기 연소가스에 포함된 매진을 집진하는 집진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 소각장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 소각로의 내부 하단부에는 로스트르가 위치하며, 상기 노즐봉은 상기 로스트르의 중심부를 관통하여 위치하는 것을 특징으로 하는 소각장치.
15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,

    상기 소각로의 밑면은 로터리 게이트가 설치되고, 상기 로터리 게이트는 모터에 의해 회전하면서 상기 소각로의 밑면을 개폐하는 것을 특징으로 하는 소각장치.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 로터리 게이트의 하부에는 재받이가 위치하며, 상기 재받이는 상기 소각로의 바깥쪽으로 미끄러져 이동하는 것을 특징으로 하는 소각장치.
17. 제 13 항에 있어서,

    상기 노즐봉의 측부에는 원기둥형상의 날개들이 상기 노즐봉의 길이를 따라 최소 3지점 이상에 고정되는 것을 특징으로 하는 소각장치.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 날개들이 고정되는 각 지점에는 상기 노즐봉에 대해 수직하며 상호 직각을 이루도록 한 곳에 4개의 날개가 고정되는 것을 특징으로 하는 소각장치.
19. 제 13 항에 있어서,

    상기 소각로의 측부에는 모터가 설치되고, 상기 모터의 회전에 의해 상기 노즐봉이 회전하는 것을 특징으로 하는 소각장치.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 모터의 회전축에는 체인기어가 고정되고, 상기 노즐봉의 하단에는 체인기어가 고정되며, 상기 모터의 체인기어와 상기 노즐봉의 체인기어를 체인이 연결하고 있어, 상기 모터의 회전에 의해 상기 노즐봉이 회전하는 것을 특징으로 하는 소각장치.
21. 제 13 항에 있어서,

    상기 뚜껑은 상기 소각로와 힌지결합되어 상하부로 선회하면서 상기 소각로를 개폐하는 것을 특징으로 하는 소각장치.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 뚜껑의 상면에는 와이어로프의 선단이 고정되고, 상기 와이어로프는 뚜껑의 상부에 위치한 도르래를 거쳐 상기 소각로의 측부에 위치한 드럼에 권취되어 있는 것을 특징으로 하는 소각장치.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 드럼은 유압시스템에 의해 회전하는 것을 특징으로 하는 소각장치.