KR20200117135A - 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐기물을 고온으로 완전 연소시킬 수 있도록 연소실 내부 전체로 외기를 공급하는 외기 공급관과 외기 분사부를 구비하고, 연소시 발생하는 폐열을 회수할 수 있도록 열회수 배관 및 열교환 배관을 구비하며, 연소시 발생하는 연소 생성물이 외부로 배출되지 않도록 집진하는 집진실을 구비하여, 폐기물을 효율적으로 처리하고 열재생할 수 있도록 하며, 환경 오염을 방지하는 연소장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치는 내부에 연소 공간이 형성되는 원통형의 연소실, 연소실의 내부로 폐기물을 공급 가능하도록 연소실 상부의 측면 일측에 구비되는 투입부, 연소실의 내부 중심부에 수직 방향으로 구비되어 측방으로 외기를 공급하는 외기 공급관, 연소실의 외부 측에 구비되어 외기 공급관에 외기를 공급하는 송풍기, 연소실의 상부에 구비되어 하방으로 외기를 분사하는 외기 분사부, 연소실 내부의 상부 측에 구비되어 연소시 발생하는 폐열을 회수하는 열회수 배관, 연소실 상부의 외부 측에 구비되어 연소시 발생하는 연소 생성물을 외부로 배출하는 배기관 및, 배기관과 연결되어 연소시 발생하는 연소 생성물을 포집하는 집진실을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치{Combustion device for waste treatment and heat recovery}

본 발명은 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 폐기물을 고온으로 완전 연소시킬 수 있도록 연소실 내부 전체로 외기를 공급하는 외기 공급관과 외기 분사부를 구비하고, 연소시 발생하는 폐열을 회수할 수 있도록 열회수 배관 및 열교환 배관을 구비하며, 연소시 발생하는 연소 생성물이 외부로 배출되지 않도록 집진하는 집진실을 구비하여, 폐기물을 효율적으로 처리하고 열재생할 수 있도록 하며, 환경 오염을 방지하는 연소장치에 관한 것이다.

일반적으로, 가정에서 발생하는 각종 생활 쓰레기와 산업 현장에서 발생하는 산업 폐기물 등은 분리수거 등의 방식으로 일부 재활용되고 있으나, 이러한 분리수거 등의 재활용이 불가능한 폐기물은 매립, 해양 배출 및 소각 등의 방식으로 처리되고 있다.

다만, 폐기물의 매립 방식은 폐기물을 매립하기 위한 막대한 부지가 필요함과 동시에 심각한 토양 오염을 유발하는 문제가 있고, 폐기물의 해양 배출 방식은 심각한 해양오염을 유발하는 등의 문제가 있기 때문에, 폐기물을 소각 처리하는 방식이 주로 이용되고 있으나, 이 또한 폐기물의 소각시 발생하는 연소가스, 분진 등의 연소 생성물로 인해 심각한 대기오염이 유발되는 문제가 발생한다.

또한, 300 내지 600℃의 저온에서 폐기물을 소각하는 저온 열분해 장치는 다이옥신 등의 환경 유해물질이 발생하는 문제가 있으며, 상대적으로 긴 소각시간에 의해 처리 용량이 제한되는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위한 소각 장치에 관한 발명으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1483751호의 “고온 열분해 소각 장치” 및 대한민국 등록특허공보 제10-1589637호의 “에너지 발생용 친환경 폐기물 소각장치”, 대한민국 등록특허공보 제10-1602597호의 “폐기물 처리용 친환경 소각장치” 및 대한민국 등록특허공보 제10-1709744호의 “고온 열분해 소각 장치”가 제안되어 공개된 바 있다.

상기 대한민국 등록특허공보 제10-1483751호의 “고온 열분해 소각 장치”에는 연소실 내에 설치된 송풍관의 공기분사구를 통해 외부 공기를 강제 송풍하도록 구성되어 소각 처리물을 고온에서 완전 연소 처리할 수 있고, 연소실의 연소층을 다층화하여 소각 처리물의 불완전 연소를 방지할 수 있는 장치에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1589637호의 “에너지 발생용 친환경 폐기물 소각장치”에는 고상 폐기물과 더불어 액상 폐유물을 동시에 소각 처리하도록 구성되어 폐기물의 처리효율을 증대시키되 대기 오염물질의 발생은 감소시킬 수 있고, 소각시 발생하는 고열을 이용하여 에너지 회수효율을 증대시킬 수 있는 장치에 관한 발명이 제안되었다.

또한, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1602597호의 “폐기물 처리용 친환경 소각장치”에는 폐기물이 연소되면서 발생하는 연소가스를 재연소시키도록 구성되어 완전 연소를 달성할 수 있고, 소각로 내의 내화벽의 분리 및 교체가 원활하게 수행될 수 있도록 하는 장치에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1709744호의 “고온 열분해 소각 장치”에는 급기관이 연소실 중앙에 배치되도록 구성되어 연소실의 내부 면적 잠식을 최소화할 수 있고, 교반봉이 소각 처리물을 지속적으로 교반하도록 구성되어 단시간 내에 완전 연소시킬 수 있으며, 연소가스를 순환시키도록 구성되어 폐열의 회수 효율을 향상시킬 수 있는 장치에 관한 발명이 제안되었다.

특히, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1709744호는 본 출원의 출원인이 출원하여 등록된 고온 열분해 소각 장치에 관한 것이나, 이는 연소실 내부에 소각물을 추가 공급할 때 상부의 뚜껑을 개방하도록 구성되어, 연소열의 손실이 발생함과 동시에 연소가스 등의 연소 생성물이 외부로 유출되는 문제가 발생하게 되고, 열회수장치가 연소실의 외부 일측에만 배치되어 폐열의 회수 효율이 제한되는 문제가 발생한다.

또한, 이러한 문제들은 상기한 다른 발명들에서도 공통적으로 나타나고 있으므로, 종래 발명들에 비해 폐기물을 효율적으로 처리함과 동시에 환경 오염을 방지할 수 있는 연소장치에 관한 발명이 요구되는 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1483751호(2015. 01. 12) 대한민국 등록특허공보 제10-1589637호(2016. 01. 22) 대한민국 등록특허공보 제10-1602597호(2016. 03. 04) 대한민국 등록특허공보 제10-1709744호(2017. 02. 17)

본 발명에 의한 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치는 상기와 같은 종래 발명들의 문제점들을 해결하기 위해 제안된 기술로써,

종래의 발명들은 연소가 발생하는 연소실 등의 내부로 소각물을 추가 공급할 때 상부의 뚜껑 등을 개방하도록 구성되어 연소열의 손실이 발생함과 동시에 연소가스 등의 연소 생성물이 외부로 유출되는 문제가 있었고,

폐열을 회수하기 위한 구성을 제시하지 못하거나, 폐열을 회수하기 위한 장치가 연소실의 외부 일측에만 배치되는 등 폐열의 회수 효율이 제한되는 문제가 있었으며,

폐기물의 불완전 연소로 인해 소각재가 증가하는 문제가 있고, 연소시 발생한 연소 생성물에 잔존하는 폐열이 낭비되는 문제가 있었기 때문에, 이에 대한 해결책을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 의한 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치는 상기와 같은 목적을 실현하고자,

내부에 연소 공간이 형성되는 원통형의 연소실; 상기 연소실의 내부로 폐기물을 공급 가능하도록 연소실 상부의 측면 일측에 구비되는 투입부; 상기 연소실의 내부 중심부에 수직 방향으로 구비되어 측방으로 외기를 공급하는 외기 공급관; 상기 연소실의 외부 측에 구비되어 상기 외기 공급관에 외기를 공급하는 송풍기; 상기 연소실의 상부에 구비되어 하방으로 외기를 분사하는 외기 분사부; 상기 연소실 내부의 상부 측에 구비되어 연소시 발생하는 폐열을 회수하는 열회수 배관; 상기 연소실 상부의 외부 측에 구비되어 연소시 발생하는 연소 생성물을 외부로 배출하는 배기관; 및, 상기 배기관과 연결되어 연소시 발생하는 연소 생성물을 포집하는 집진실; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 친환경 연소장치를 제시한다.

이때, 상기 투입부는 상기 연소실 상부의 측면 일측을 관통하는 사선 형의 투입관; 상기 연소실의 외부 측에 위치한 상기 투입관의 일측 말단에 힌지 결합되어, 투입관의 내부를 향하여 축 회전하는 외부 개폐판; 및, 상기 연소실의 내부 측에 위치한 상기 투입관의 타측 말단에 힌지 결합되어, 연소실의 내부를 향하여 축 회전하는 내부 개폐판; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 집진실에는 상기 배기관을 통해 유입되는 연소 생성물로부터 열을 회수하는 열교환 배관이 내부에 구비되는 것을 특징으로 하고, 집진실 내부에 체류하는 연소 생성물을 연소실 내부로 순환시키는 순환관이 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치는,

연소실 상부의 측면 일측에 구비되는 투입부를 폐기물에 의해 순차적으로 개폐되는 외부 개폐판 및 내부 개폐판으로 구성하여 폐기물의 추가 공급시에도 연소실의 폐쇄 상태가 항상 유지되도록 함으로써, 연소열의 손실을 방지함과 동시에 연소가스 등의 연소 생성물이 외부로 유출되지 않도록 방지할 수 있는 효과가 발생하고,

연소실 내부의 상부 측에 폐열을 회수하는 열회수 배관을 구비하고, 집진실의 내부에 열교환 배관을 구비함으로써, 폐열의 회수 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 발생하며,

집진실 내부에 체류하는 연소 생성물을 연소실 내부로 순환시키는 순환관을 구비함으로써, 연소 생성물을 재연소시켜 소각재의 발생량을 감소시킬 수 있는 효과와 연소 생성물에 잔존하는 폐열을 연소실 내부 온도의 유지 또는 상승에 활용할 수 있는 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명에 의한 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치의 연소실 내부를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치의 외기 공급관 및 외기 분사부에서 외기가 분사되는 일 실시예를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 의한 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치의 외기 공급관 및 외기 분사부에서 외기가 분사되는 다른 실시예를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치의 배기관으로 연소 생성물이 배출되는 모습을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치의 집진실 내부에서의 흐름을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 의한 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치에 열 재생 장치가 부가된 모습을 나타낸 예시도.

본 발명은 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치에 관한 것으로써,

내부에 연소 공간이 형성되는 원통형의 연소실(100); 상기 연소실(100)의 내부로 폐기물을 공급 가능하도록 연소실(100) 상부의 측면 일측에 구비되는 투입부(110); 상기 연소실(100)의 내부 중심부에 수직 방향으로 구비되어 측방으로 외기를 공급하는 외기 공급관(120); 상기 연소실(100)의 외부 측에 구비되어 상기 외기 공급관(120)에 외기를 공급하는 송풍기(130); 상기 연소실(100)의 상부에 구비되어 하방으로 외기를 분사하는 외기 분사부(140); 상기 연소실(100) 내부의 상부 측에 구비되어 연소시 발생하는 폐열을 회수하는 열회수 배관(150); 상기 연소실(100) 상부의 외부 측에 구비되어 연소시 발생하는 연소 생성물을 외부로 배출하는 배기관(160); 및, 상기 배기관(160)과 연결되어 연소시 발생하는 연소 생성물을 포집하는 집진실(170); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치에 관한 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.

우선, 상기 연소실(100)은 폐기물을 연소하기 위한 연소 공간이 내부에 형성되는 본 발명의 일 구성요소로써, 전체 형상이 원통형으로 구성될 수 있고, 내부 및 외부의 표면이 내열성 및 내산성이 우수한 소재로 구성되거나, 내열성 및 내산성이 우수한 재료로 마감처리되는 것이 바람직하며, 특히, 내부의 표면은 1,400℃ 이상의 고온을 견딜 수 있도록 구성되어야 한다.

이때, 상기 연소실(100)의 상단부에는 상기 연소 공간의 기밀을 유지할 수 있도록 연소실(100)의 상부와 밀착 결합될 수 있는 상부 덮개부가 구비될 수 있고, 상기 상부 덮개부는 폐기물의 소각 처리 전 폐기물의 공급을 위해 일시적으로 개방될 수 있으나, 폐기물의 소각 처리 중에는 연소 생성물의 외부 유출을 방지하기 위하여 항시 연소실(100)의 상부와 밀착 결합된 상태를 유지하여야 한다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 투입부(110)는 상기 연소실(100) 상부의 측면에 구비되어 연소실(100)의 내부로 폐기물이 공급될 수 있도록 하며, 2중의 개폐 구조로 구성되어 폐기물의 연소 중에도 연소실(100)의 내부로 폐기물을 계속 공급 가능함과 동시에 공급된 폐기물이 연소될 때 발생하는 연소가스, 분진 등의 연소 생성물이 연소실(100)의 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로, 상기 투입부(110)는 상기 연소실(100) 상부의 측면 일측을 관통하는 사선 형의 투입관(111), 연소실(100)의 외부 측에 위치한 상기 투입관(111)의 일측 말단에 힌지 결합되어, 투입관(111)의 내부를 향하여 축 회전하는 외부 개폐판(112) 및, 연소실(100)의 내부 측에 위치한 투입관(111)의 타측 말단에 힌지 결합되어, 연소실(100)의 내부를 향하여 축 회전하는 내부 개폐판(113)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 컨베이어 벨트 등의 이송 장치를 통해 상기 투입부(110)로 이송되는 폐기물은 상기 외부 개폐판(112)을 상기 투입관(111)의 내부 측으로 밀어내며 투입관(111)의 내부로 진입하도록 구성되고, 몸체가 사선형으로 구성된 투입관(111)의 내부 통로를 따라 이동하도록 구성되며, 상기 내부 개폐판(113)을 상기 연소실(100)의 내부 측으로 밀어내며 연소실(100)의 하부 측으로 낙하하도록 구성된다.

이때, 상기 투입부(110)는 내열성 및 내산성이 우수한 소재로 구성되거나, 내열성 및 내산성이 우수한 재료로 마감처리되는 것이 바람직하며, 특히, 상기 연소실(100)의 내부 측에 위치하는 상기 내부 개폐판(113)은 1,400℃ 이상의 고온을 견딜 수 있도록 구성되어 열에 의한 변형없이 연소실(100)을 안정적으로 폐쇄할 수 있어야 한다.

또한, 상기 연소실(100)의 하부 일측에는 폐기물이 소각되어 발생하는 소각재와 불가연성 폐기물을 외부로 배출하기 위한 개방부가 형성되며, 상기 개방부는 관리자에 의해 개폐 가능하도록 구성되어 외부에서 연소실(100) 내부의 연소 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 함과 동시에 필요시 연소실(100) 내부로 외기를 신속하게 공급하기 위한 통로로 활용될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치는 상기 투입부(110)에 폐기물을 이송하기 위한 수단으로써, 폐기물이 저장되는 폐기물 저장부, 상기 폐기물 수거부에 저장된 폐기물을 상기 투입부(110)로 이송시키는 이송 장치 및 상기 이송 장치를 자동으로 제어하여 폐기물의 이송량을 조절하는 자동 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 상기 폐기물 저장부에 저장된 폐기물은 컨베이어 벨트, 크레인 등으로 구성될 수 있는 이송 장치에 의해 상기 투입부(110)로 이송되는 구성이며, 상기 자동 제어부는 상기 이송 장치가 이송하는 폐기물의 양을 조절함으로써 상기 외부 개폐판(112)과 내부 개폐판(113)이 동시에 개방되는 상황이 발생하지 않도록 하고, 연소실(100) 내부에서 폐기물의 연소가 원활하게 진행될 수 있도록 한다.

다만, 상기 이송 장치의 제어가 상기 자동 제어부에 의해서만 수행되는 것은 아니며, 관리자가 직접 제어 장치를 이용하여 수동 제어할 수 있다.

또한, 상기 투입관(111) 내부의 상부에는 투입관(111)의 너비 방향을 따라 형성된 에어 홈이 길이 방향을 따라 복수 개 형성될 수 있고, 이러한 에어 홈은 상기 외부 개폐판(112)과 내부 개폐판(113)이 동시에 개방되는 경우 투입관(111)을 역류하는, 외기에 비해 상대적으로 높은 온도를 가지는 연소가스 등의 연소 생성물을 일시적으로 가둠으로써 외부로의 유출을 방지할 수 있다.

또한, 상기 폐기물 저장부 또는 상기 이송 장치에는 녹는점이 매우 높거나 소각시 폭발할 위험이 있는 스프레이 용기 등 폐기물에 섞인 금속을 감지하는 감지 센서가 구비될 수 있고, 상기 자동 제어부는 상기 감지 센서에서 금속이 감지되면 상기 이송 장치의 구동을 자동으로 중지시킬 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 외기 공급관(120)은 상기 연소실(100)의 내부 중심부에 수직하게 구비되어 연소실(100) 내부로 외기를 공급하도록 구성되고, 상기 송풍기(130)는 연소실(100)의 외부 측에 구비되어 상기 외기 공급관(120)에 외기를 공급하도록 구성된다.

이에 관한 본 발명의 일 실시예로써, 원통형으로 구성되는 상기 외기 공급관(120)에는 외주연의 360°방향으로 일정간격을 가지는 복수 개의 분사구(121)가 형성될 수 있고, 다시 상기 복수 개의 분사구(121)는 외기 공급관(120)의 길이 방향을 따라 일정간격으로 형성될 수 있으며, 상기 송풍기(130)는 강한 압력으로 외기를 공급하여, 외기 공급관(120)의 최상부에 형성된 복수 개의 분사구(121)에도 외기가 원활하게 공급되도록 할 수 있다.

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 복수 개의 분사구(121)로부터 분사되는 강한 압력의 외기에 의해 상기 연소실(100)의 내부에는 복수 개의 순환층이 형성될 수 있고, 이러한 복수 개의 순환층 및 연소 시에 발생하는 열에 의하여 연소실(100)의 내부는 중저온층, 중온층, 고온층, 초고온층 등으로 구성될 수 있는 복수 개의 온도층이 높이에 따라 형성될 수 있다.

또한, 상기 외기 공급관(120)의 길이 방향을 따라 일정간격으로 형성되는 상기 복수 개의 분사구(121)는 외기 공급관(120)의 하부로부터 상부로 갈수록 그 개수가 증가하도록 구성될 수 있으며, 이러한 분사구(121) 개수의 증가가 반드시 동일한 높이에서만 형성되어야 하는 것은 아니므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 외기 공급관(120)에는 하부에 복수 개의 분사구(121)가 한 줄로 형성될 수 있고, 중부에는 두 줄로 형성될 수 있으며, 상부에는 세 줄로 형성될 수 있다.

다만, 상기 복수 개의 분사구(121)의 형성 방식이 반드시 도 2에 도시된 바와 같은 방식으로 한정되는 것은 아니며, 이와는 다른 방식으로 개수의 증가가 이루어질 수 있다.

도 2를 기준으로 상기 구성을 보다 상세히 설명하자면, 상기 외기 공급관(120)의 하부에 형성된 한 줄의 분사구(121)들 하방에는 중저온층이 형성될 수 있고, 한 줄의 분사구(121)들과 동일한 층에는 저온층이 형성될 수 있으며, 한 줄의 분사구(121)들과 중부에 형성된 두 줄의 분사구(121)들 사이에는 중온층이 형성될 수 있고, 두 줄의 분사구(121)들과 동일한 층에는 고온층이 형성될 수 있다.

또한, 두 줄의 분사구(121)들과 상부에 형성된 세 줄의 분사구(121)들 사이에는 초고온층이 형성될 수 있으며, 이러한 구성에 의하여 본 발명은 폐기물이 완전 연소되는 효과를 실현할 수 있다.

이때, 상기한 중저온층, 저온층, 중온층, 고온층 및 초고온층이라 함은 일정 범위의 온도를 구체적으로 특정한 것이 아니며 상대적인 개념이다.

또한, 상기 복수 개의 분사구(121)는 상기 연소실(100)의 내부를 향하여 수평 방향으로 외기를 분사하도록 구성될 수 있으나, 도 3에 도시된 바와 같이, 전체 또는 일부가 아래측 경사 방향으로 외기를 분사하도록 구성될 수 있고, 이러한 구성에 의하여 연소실(100) 내부에서의 기류의 순환이 보다 더 다양화될 수 있다.

다만, 이러한 경우에도 상기 외기 공급관(120)에 형성되는 복수 개의 분사구(121) 중 최상층에 형성되는 분사구(121)들은 수평 방향으로 외기를 배출하는 상태를 유지하도록 구성되어, 폐기물의 연소에 의해 발생하는 열의 상승을 최소화할 수 있어야 하며, 이는 외기 공급관(120)의 상부 측에 형성되는 초고온층을 안정적으로 유지하기 위함이다.

이에 더하여, 상기 외기 공급관(120) 자체는 상기 연소실(100) 및 상기 하부 개폐판과 동일하게 1,400℃ 이상의 고온을 견딜 수 있도록 구성됨이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치는 상기 연소실(100)의 내부로 외기를 공급하기 위한 또 하나의 수단으로써, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 외부로부터 유입된 외기를 하방으로 분사하는 외기 분사부(140)가 연소실(100)의 상부에 구비되며, 상기 외기 분사부(140) 연소실의 하부 측을 향하여 360° 방향으로 외기를 분사하도록 구성될 수 있다.

즉, 상기 외기 공급관(120)이 상기 연소실(100)의 내부로 외기를 안정적으로 공급하기 위한 용도로 구비되는 것임에 비해 상기 외기 분사부(140)는 폐기물을 연소할 때 발생하는 연소 생성물의 상승을 억제하고, 연소실(100) 내부에서의 장기체류를 유도하여 연소 생성물이 재연소될 수 있도록 하고, 상기 열회수 배관(150)이 보다 오랫동안 폐열을 회수할 수 있도록 한다.

다만, 상기 외기 분사부(140)를 통해 상기 연소실(100)의 하방으로 분사되는 외기량은 연소실(100) 내부에서 폐기물이 연소될 때 발생하는 연소 생성물의 발생량에 비해 소량이므로, 상대적으로 낮은 온도의 외기에 의해 연소 생성물의 온도가 하강하여 상기 열회수 배관(150)에서의 폐열 회수량이 급감하거나 상기 배기관(160)으로의 배출량이 급감하는 것은 아니라 할 것이다.

또한, 상기 열회수 배관(150)은 상기 연소실(100) 내부의 상부 측에 구비되고, 내부에 형성된 통로를 따라 기체 또는 유체가 흐르도록 구성되며, 스테인리스 스틸 등의 재질로 구성되어 폐기물을 연소할 때 발생하는 연소 생성물의 폐열을 흡수함과 동시에 흡수된 폐열에 의해 내부 통로를 따라 흐르는 기체 또는 유체가 용이하게 가열될 수 있도록 한다.

따라서, 상기 열회수 배관(150)의 내부 통로를 따라 흐르는 기체 또는 유체는 외부로부터 전달되는 폐열에 의해 온수 또는 온풍으로 전환될 수 있는 구성이며, 생성된 온수 또는 온풍은 발전 등 에너지로 이용될 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치는 상기 연소실(100) 하부의 외부 측에 구비되고, 내부에 보조 연료가 저장되는 보조 연료 탱크(180) 및, 상기 보조 연료 탱크(180)와 연결되어, 필요시 상기 연소실(100)의 내부로 보조 연료를 분사하는 보조 연료 분사부(190)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 보조 연료 분사부(190)는 상기 연소실(100) 내부의 측면부에 하나 이상 구비되어 외기의 공급이 원활하지 않거나 폐기물의 종류에 따라 연소를 더욱 촉진시킬 필요가 있을 때 상기 보조 연료 탱크(180)에 저장된 보조 연료를 연소실(100) 내부로 분사함으로써 폐기물이 신속하게 완전 연소될 수 있도록 한다.

또한, 상기 보조 연료 분사부(190)에 의하여 본 발명은 비가연성 물질 또는 함수율이 높은 물질의 소각으로 인하여 발생하는 불완전 연소를 방지할 수 있는 효과가 발생하고, 환경유해 물질의 발생을 억제할 수 있는 효과가 발생하며, 이와 같은 효과의 실현을 위하여 상기 보조 연료는 상기 고온층 또는 상기 초고온층의 온도를 900℃ 이상으로 유지할 수 있도록 하는 공지의 연료가 사용됨이 바람직하다.

따라서, 상기 연소실(100)의 내부에는 상기 보조 연료 분사부(190)에 의한 보조 연료의 분사를 결정하기 위한 온도 센서가 구비될 수 있으며, 상기 온도 센서에서 감지되는 온도에 따라 보조 연료 분사부는 자동으로 제어되어 보조 연료를 분사하거나 관리자에 의하여 수동으로 보조 연료를 분사할 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 상부 덮개부의 구비 여부에 따라 상기 연소실(100) 상부의 외부 측 또는 상부 덮개부의 외부 측에는 폐기물이 연소될 때 발생하는 연소 생성물을 연소실(100)의 외부로 배출하는 배기관(160)이 구비되며, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 배기관(160)을 통해 배출되는 연소 생성물은 연소실(100)에 근접하게 위치되는 집진실(170) 내부로 진입하는 구성이다.

상기 집진실(170)은 일측 말단부가 상기 연소실(100) 상부의 외부 측에 연결되는 상기 배기관(160)의 타측 말단부가 상부의 외부 측에 연결되어, 폐기물을 연소할 때 발생하는 연소 생성물을 포집하는 본 발명의 일 구성요소로써, 상기 열회수 배관(150)에 일부 폐열을 제공한 연소 생성물에 잔존하는 폐열을 회수할 수 있도록 열교환 배관(171)이 내부에 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 집진실(170)은 상광하협(上廣下狹)의 형상으로 구성되어 연소 생성물 중 폐열을 가진 연소 가스가 집진실(170) 내부의 상부 측에 체류하도록 할 수 있고, 연소 생성물 중 분진 등은 냉각에 의해 점차 하강하며 하부 측에 밀집되게 적층되도록 할 수 있으며, 이에 따라 상기 열교환 배관(171)은 집진실(170)의 상부 측에 구비되되 상광하협인 집진실(170)의 외부 형상과 유사한 형상으로 구성될 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치는 상기 집진실(170)의 하부 일측에 일측 말단이 연결되고, 상기 연소실(100)의 측면 일측에 타측 말단이 연결되어, 집진실(170) 내부에 체류하는 연소 생성물을 연소실(100) 내부로 순환시키는 순환관(200)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 순환관(200)은 상기 배기관(160)을 통해 상기 연소실(100)로부터 배출되고, 상기 집진실(170)의 상부 측으로 유입된 후 하부 측으로 이동한 연소가스, 분진 등의 연소 생성물을 다시 연소실(100)로 공급하는 관으로써, 연소실(100)의 내부로 연소 생성물을 재공급하여 재연소될 수 있게 함과 동시에 연소 생성물에 잔존하는 폐열이 연소실(100) 내부 온도의 유지 또는 상승에 활용될 수 있도록 한다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치는 상기 열회수 배관(150) 및 상기 열교환 배관(171)에서 회수하는 폐열을 이용하여 스팀, 온수 또는 온풍 중 어느 하나 이상을 생성하는 열 재생 장치(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 열 재생 장치(300)에서 생성되는 스팀, 온수 또는 온풍은 발전 등 다양한 용도로 이용될 수 있다.

이때, 상기 열 재생 장치(300)는 상기 연소실(100) 및 상기 집진실(170) 내부에 각각 구비될 수 있으나, 열회수 배관(150) 및 열교환 배관(171)에서 회수하는 폐열을 종합하여 이용할 있도록 연소실(100) 및 집진실(170)의 사이에 형성될 수 있다.

위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

100 : 연소실
110 : 투입부
111 : 투입관 112 : 외부 개폐판
113 : 내부 개폐판
120 : 외기 공급관
121 : 분사구
130 : 송풍기
140 : 외기 분사부
150 : 열회수 배관
160 : 배기관
170 : 집진실
171 : 열교환 배관
180 : 보조 연료 탱크
190 : 보조 연료 분사부
200 : 순환관
300 : 열 재생 장치

Claims (7)

1. 내부에 연소 공간이 형성되는 원통형의 연소실(100);
   상기 연소실(100)의 내부로 폐기물을 공급 가능하도록 연소실(100) 상부의 측면 일측에 구비되는 투입부(110);
   상기 연소실(100)의 내부 중심부에 수직 방향으로 구비되어 측방으로 외기를 공급하는 외기 공급관(120);
   상기 연소실(100)의 외부 측에 구비되어 상기 외기 공급관(120)에 외기를 공급하는 송풍기(130);
   상기 연소실(100)의 상부에 구비되어 하방으로 외기를 분사하는 외기 분사부(140);
   상기 연소실(100) 내부의 상부 측에 구비되어 연소시 발생하는 폐열을 회수하는 열회수 배관(150);
   상기 연소실(100) 상부의 외부 측에 구비되어 연소시 발생하는 연소 생성물을 외부로 배출하는 배기관(160); 및,
   상기 배기관(160)과 연결되어 연소시 발생하는 연소 생성물을 포집하는 집진실(170); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 투입부(110)는,
   상기 연소실(100) 상부의 측면 일측을 관통하는 사선 형의 투입관(111);
   상기 연소실(100)의 외부 측에 위치한 상기 투입관(111)의 일측 말단에 힌지 결합되어, 투입관(111)의 내부를 향하여 축 회전하는 외부 개폐판(112); 및,
   상기 연소실(100)의 내부 측에 위치한 상기 투입관(111)의 타측 말단에 힌지 결합되어, 연소실(100)의 내부를 향하여 축 회전하는 내부 개폐판(113); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치는,
   폐기물이 저장되는 폐기물 저장부(미도시);
   상기 폐기물 저장부(미도시)에 저장된 폐기물을 상기 투입부(110)로 이송시키는 이송 장치(미도시); 및,
   상기 이송 장치(미도시)를 자동으로 제어하여 폐기물의 이송량을 조절하는 자동 제어부(미도시); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치는,
   상기 연소실(100) 하부의 외부 측에 구비되고, 내부에 보조 연료가 저장되는 보조 연료 탱크(180); 및,
   상기 보조 연료 탱크(180)와 연결되어, 필요시 상기 연소실(100)의 내부로 보조 연료를 분사하는 보조 연료 분사부(190); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 집진실(170)에는,
   상기 배기관(160)을 통해 유입되는 연소 생성물로부터 열을 회수하는 열교환 배관(171)이 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치는,
   상기 집진실(170)의 하부 일측에 일측 말단이 연결되고,
   상기 연소실(100)의 측면 일측에 타측 말단이 연결되어,
   집진실(170) 내부에 체류하는 연소 생성물을 연소실(100) 내부로 순환시키는 순환관(200)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치.
   
7. 제1항 또는 제5항에 있어서,
   상기 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치는,
   상기 열회수 배관(150) 및 상기 열교환 배관(171)에서 회수하는 폐열을 이용하여 스팀, 온수 또는 온풍 중 어느 하나 이상을 생성하는 열 재생 장치(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리 및 열재생을 위한 연소장치.

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