KR20210048881A - 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치 - Google Patents

연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치 Download PDF

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Abstract

실시예는, 소각 재료를 수용할 수 있도록 개구 공간을 구비한 소각로; 상기 소각로 상부에 배치되는 에어 후드; 상기 소각로 내부에 바닥면과 수직한 방향으로 배치되고 상기 소각로 내부에 공기를 분사하는 샤프트; 상기 샤프트 표면에 배치된 복수의 제1 에어노즐; 상기 소각로 내부에 배치된 제2 에어노즐; 상기 소각로 내면을 따라 배치된 복수의 연료노즐; 상기 소각로 하측에 배치되고 상기 샤프트와 상기 소각로 하단 측면으로 각각 공기를 주입하는 공기주입 조절부; 상기 소각로에서 발생한 고온의 배기가스를 이용하여 가정 난방 용수 또는 산업용 용수를 생성하는 배기가스 처리유닛; 상기 에어 후드로부터 발생한 배기가스를 상기 배기가스 처리유닛에 제공하는 제1 연통부; 및 상기 배기가스 처리유닛의 배기가스를 외부로 배출시키고 상기 제1 연통부의 직경보다 작은 제2 연통부를 포함하고, 상기 공기주입 조절부는 상기 샤프트에 공기를 공급하는 제1 에어덕과, 상기 샤프트의 회전을 조절하는 제1 모터 및 감속기와, 상기 소각로에 배치된 제2 에어노즐에 공기를 공급하는 제2 에어덕을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치를 제공할 수 있다.

Description

연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치{Incinerator with air injection structure to increase combustion efficiency}
본 발명은 소각장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 소각로 내부에 배치되는 에어노즐들의 위치를 조절하여 연소 효율을 개선한 소각열을 회수할 수 있는 소각장치이다.
일반적으로 가정에서 발생하는 각종 생활 쓰레기와, 산업현장에서 발생되는 산업폐기물들에 의한 환경오염이 심화됨에 따라 폐기물에 의한 2차 오염을 방지하고, 쾌적한 환경을 조성하려는 시도가 지속적으로 모색되고 있다.
또한, 폐기물량이 날로 증가하는 추세에 비추어 볼 때 폐기물에 대한 처리과정은 그 중요성이 더욱 커지고 있다.
이러한 폐기물의 주요 처리 방법으로는 대형소각 시설을 만들어서 수집 운반된 쓰레기를 소각시키기 위해 연료를 이용하여 연소시키는 것이 일반적이다. 그러나 이러한 대형 소각 시설은 막대한 초기 설치비용과 운영관리 비용이 소요되며, 수집 운반의 문제와 소각재 처리 문제 등이 발생하게 된다. 또한, 일반 생활 폐기물 중 음식물 찌꺼기, 야채, 동물 뼈 등과 비닐과 플라스틱 등의 열량이 높은 산업 폐기물의 경우에는 소각로 하부에 적체되는 경우가 많아 폐기물들에 산소공급이 어려워 완전한 연소가 어렵다.
특히, 가정용 폐기물이나 산업용 폐기물이 소각로 내에서 완전히 연소되지 못하면 연소과정에서 비산재, 일산화탄소(CO), 산성가스(HCL, SO2, HF, H2S), 질소산화물(NO, NO2), 중금속(Hg, As, Pb) 및 다이옥신(PCDD, PCDF)과 같은 많은 환경 유해물질들이 대기로 배출되는 문제가 있다.
따라서, 대형소각 시설에 비해 상대적으로 이동이 간편하면서 소각로 내에서 폐기물들이 완전히 연소될 수 있는 소각 장치의 개발이 요구된다.
공개특허공보 제10-2017-0009320호(2017.01.25.) 공개특허공보 제10-2010-0051949호(2010.05.19.) 공개특허공보 제10-2010-0019258호(2010.02.18.) 등록특허공보 제10-1055854호(2011.08.09.) 일본 공개특허공보 특개2012-180971호(2012.09.20.)
본 발명의 목적은, 소각로 내부에 배치되는 에어노즐들의 위치를 조절하여 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은, 소각 처리과정에서 발생하는 고온의 배기가스를 가정용 난방 용수 또는 산업 용수로 활용할 수 있는 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은, 소각로의 개폐가 용이하고 고온의 배기가스를 저온으로 낮추면서 신속하게 배기가스를 외부로 배출할 수 있는 소각장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은, 소각로에서 발생하는 고온의 배기가스에 포함된 질소산화물 또는 황산화물과 같은 환경 유해 물질들을 대기로 배출하기 전 제거하여 화경 오염을 줄일 수 있는 소각장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은, 배기가스를 대기로 배출하는 제2 연통부의 폭을 제1 연통부의 폭보다 좁게 형성하고 제2 연통부 내에 고속의 공기를 분사함으로써 환경 유해 물질이 제거된 배기가스를 신속하게 대기 중으로 배출할 수 있는 소각장치를 제공하는데 있다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
실시예는, 소각 재료를 수용할 수 있도록 개구 공간을 구비한 소각로; 상기 소각로 상부에 배치되는 에어 후드; 상기 소각로 내부에 바닥면과 수직한 방향으로 배치되고 상기 소각로 내부에 공기를 분사하는 샤프트; 상기 샤프트 표면에 배치된 복수의 제1 에어노즐; 상기 소각로 내부에 배치된 제2 에어노즐; 상기 소각로 내면을 따라 배치된 복수의 연료노즐; 상기 소각로 하측에 배치되고 상기 샤프트와 상기 소각로 하단 측면으로 각각 공기를 주입하는 공기주입 조절부; 상기 소각로에서 발생한 고온의 배기가스를 이용하여 가정 난방 용수 또는 산업용 용수를 생성하는 배기가스 처리유닛; 상기 에어 후드로부터 발생한 배기가스를 상기 배기가스 처리유닛에 제공하는 제1 연통부; 및 상기 배기가스 처리유닛의 배기가스를 외부로 배출시키고 상기 제1 연통부의 직경보다 작은 제2 연통부를 포함하고, 상기 공기주입 조절부는 상기 샤프트에 공기를 공급하는 제1 에어덕과, 상기 샤프트의 회전을 조절하는 제1 모터 및 감속기와, 상기 소각로에 배치된 제2 에어노즐에 공기를 공급하는 제2 에어덕을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 제1 에어노즐을 구성하는 노즐들은 상기 샤프트 표면으로 돌출되어 배치되거나 상기 샤프트 표면과 동일면을 이루도록 배치된 것을 특징으로 하는 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 제1 연통부와 상기 에어 후드를 연결하는 연결부를 더 포함하는 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 제2 연통부 일측에 위치하여 상기 에어 후드가 상기 소각로에서 분리될 때, 상기 에어 후드를 지지하기 위한 안착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 소각로 개폐를 위해 상기 에어 후드에 동력을 전달하는 동력 전달부와, 상기 동력 전달부에 동력을 공급하는 제2 모터를 더 포함하는 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 동력 전달부는 상기 제2 모터의 동력을 공급받는 제1 크랭크와, 상기 에어 후드 일측에 배치된 제1 고정부와 체결되는 제2 크랭크와, 상기 제1 크랭크의 동력을 제2 크랭크에 전달하기 위해 배치된 체인 또는 벨트를 포함하는 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 연료노즐은 상기 소각로 둘레를 따라 형성된 관통홀에 삽입되어 배치되는 것을 특징으로 하는 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 연료노즐은 상기 관통홀 내측에 삽입된 연결파이프와, 상기 소각로 외측 방향의 연결파이프 일측에 배치된 제1 연료노즐 소켓과, 상기 소각로 내측 방향의 연결파이프 타측에 배치된 제2 연료노즐 소켓을 포함하고, 상기 연료노즐은 상기 제2 연료노즐 소켓과 체결된 것을 특징으로 하는 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 제2 에어노즐은 상기 샤프트가 회전하는 방향과 대응하는 방향으로 에어를 분사하여 상기 소각로와 상기 샤프트 사이의 공간에서 상기 샤프트를 중심으로 상기 샤프트가 회전하는 방향으로의 회오리 바람을 형성하는 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 샤프트는 원주 방향을 따라 복수의 노즐들로 구성된 제1 에어노즐이 상기 샤프트의 길이 방향을 따라 소정의 간격으로 복수개 배치되고, 상기 제1 에어노즐을 구성하는 노즐들의 직경은 20[mm]이고, 상기 제1 에어노즐 층의 개수는 7층이며, 상기 제1 에어노즐들 간의 간격은 동일한 것을 특징으로 하는 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 소각열을 회수할 수 있는 소각장치는, 소각로 내부에 배치되는 에어노즐들의 위치를 조절하여 연소 효율을 개선한 효과가 있다.
또한, 소각 처리과정에서 발생하는 고온의 배기가스를 가정용 난방 용수 또는 산업 용수로 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 소각로의 개폐가 용이하고 고온의 배기 가스를 저온으로 낮추어 신속하게 배기 가스 내의 유해 물질을 제거하여 배기 가스를 외부로 배출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 소각로에서 발생하는 고온의 배기 가스에 포함된 질소산화물 또는 황산화물과 같은 환경 유해 물질들을 대기로 배출하기 전 제거하여 환경 오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 배기 가스를 대기로 배출하는 제2 연통부의 폭을 제1 연통부의 폭보다 좁게 형성하고 제2 연통부 내의 고속의 공기를 분사함으로써 환경 유해물질이 제거된 배기 가스를 신혹하게 대기 중으로 배출할 수 있도록 한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소각 장치의 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 소각 장치의 평면도이다.
도 2b는 에어의 분사 방식을 설명하기 위한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소각 장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치의 소각로와 지지프레임의 단면도이다.
도 5는 본 발명이 일실시예에 따른 소각장치의 소각로 하단에 체결되는 하우징의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치의 소각로에 배치된 연료노즐의 배치 구조를 도시한 평면도이다.
도 7은 도 6의 소각로의 관통홀에 체결된 연료노즐을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치의 소각로에 배치된 연료노즐의 노즐 형태를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치에 배치되는 에어 후드의 구조를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치에 배치되는 에어 후드의 개폐 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치에 배치되는 에어노즐들이 형성된 샤프트의 구조를 도시한 단면도이다.
도 12a 내지 도 12d는 종래 기술에 따라 샤프트에 형성된 에어노즐 구조와 본 발명의 실시예들에 따른 샤프트에 형성된 에어노즐 구조에 따른 비교예들을 도시한 도면이다.
도 13a는 종래 기술과 본 발명의 실시예들에 따른 소각로 내의 열효율을 비교한 도면이다.
도 13b는 실험에 사용된 소각장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 13c는 도 13b에서 소각로를 제거한 상태에서 소각로 내부의 에어노즐을 나타내기 위한 실험에 사용된 소각장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치에서 소각로에 공기와 연료를 주입하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치의 제1 및 제2 연통부와 배기가스 처리유닛의 구조를 도시한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치의 제1 및 제2 연통부와 배기가스 처리유닛의 구조를 도시한 평면도이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치의 제2 연통부와 배기가스 처리유닛의 구조를 도시한 단면도이다.
도 18은 추가적인 실시예에 따른 소각장치의 단면도를 도시한 것이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소각 장치의 단면도이다. 도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 소각 장치의 평면도이다. 도 2b는 에어의 분사 방식을 설명하기 위한 것이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소각 장치의 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치(100)는, 폐기물과 같은 소각 재료 등을 연소하는 소각로(150)와, 소각로(150)를 외부와 차단하고 지지하는 지지프레임(130)과, 소각로(150)에 공급되는 연료 및 공기 주입을 조절하는 공기주입 조절부(200)와, 소각로(150)에서 발생하는 고온의 배기가스를 모아 배출하는 에어후드(170)와, 에어후드(170)로부터 배출된 배기가스를 가이드하는 제1 연통부(175)와, 제1 연통부(175)를 통해 진행하는 고온의 배기가스로부터 소각열을 회수하기 위한 배기가스 처리유닛(400)과, 배기가스 처리유닛(400)에서 처리된 배기가스를 외부로 배출하는 제2 연통부(176)와, 소각로(150) 내로 연소 효율을 높이기 위해 공기를 주입하는 제1 송풍부(135)와, 소각로(150)에서 연소를 위해 공급된 연료를 공급하는 제3 탱크부(300)와, 소각로(150)의 작동과 소각장치(100)를 구성하는 각종 구성부들의 동작을 제어하는 제어부(500)와, 소각로(150), 제1 송풍부(135), 제1 및 제2 연통부(175, 176), 배기가스 처리유닛(400) 및 제어부(500) 등을 지지하는 제1 베이스 프레임(101)을 포함한다. 일부 실시예에서, 제1 지지 베이스 프레임(101) 하단에는 이동 수단이 갖추어져 소각장치(100)의 이동이 가능할 수 있다.
소각로(150)는 투입되어 소각되는 소각 재료(폐기물 등)을 수용할 수 있는 개구 공간을 구비하며 원통형 구조로 형성될 수 있다. 또한, 소각로(150)는 고온 상태에서도 견딜 수 있고 단열성이 우수한 내열재로 형성될 수 있다. 여기서 소각로(150)의 구조는 원통형 구조를 중심으로 설명하지만, 이것은 고정된 구조가 아니다. 따라서, 폐기물 종류나 소각 장소에 따라 다양한 형태로 구조 변경이 가능하다. 예를 들어 소각로의 하단 또는 중앙까지를 원통형으로 형성하고, 상단은 직사각형 또는 삼각형 단면을 갖는 구조로 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 전체를 평면이 삼각형 구조를 하는 통 구조나 사각형 통 구조로 형성될 수 있다.
소각로(150)는 지지프레임(130)에 의해 외부와 차단되도록 감싸져 있고, 지지프레임(130) 내측면으로부터 소정 간격 이격되도록 배치된다. 즉, 프레임(130)은 소각로(150)를 포함하는 각 구성들을 견고하게 지지하는 구조로 통상을 형강류 재질을 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 소각 장치(100) 전체의 중량을 감소시키고 강도를 저하를 시키지 않는 범위에서 철판을 절곡하여 사용할 수 있다.
본 발명의 소각장치(100)에 배치되는 소각로(150)는 중앙에 공기를 소각로(150) 내부로 공급하는 샤프트(180)가 배치된다. 사프트(180)는 길이 방향을 따라 제1 에어노즐(181a)들이 소정의 간격으로 배치되어 있다. 복수의 제1 에어노즐(181a) 각각은 다시 복수이 노즐들로 구성되는데 복수의 노즐들은 샤프트(180)의 원주면을 따라 배치된다. 따라서, 각각의 제1 에어노즐(181a)은 원주면을 따라 배치된 복수의 노즐들 단위로 구분될 수 있다. 즉, 원주면을 따라 복수의 노즐들이 형성된 노즐 영역(NA, NA에 대한 도면 부호는 도 11에 표시)과 제1 에어노즐(181a)은 대응될 수 있다.
또한, 소각로(150)에는 복수의 관통홀들이 내부 원주 방향으로 형성된다. 이러한 관통홀들은 소각로(150) 하단에서 상단을 따라 위치별로 형성될 수 있다.
소각로(150)에 형성된 관통홀들에는 연료를 공급할 수 있는 연료노즐(158, 도 2a 참조)들이 배치되어, 소각 재료를 연소시킬 때 연료를 소각로(150) 내측벽에서 직접 내부 공간으로 주입할 수 있다. 또한, 소각로(150)에는 샤프트(180)에 형성된 제1 에어노즐(181a)들과 독립적으로 제2 에어노즐(181b)이 소각로(150)의 하단에서 상단 사이에서 위치별로 복수개 배치될 수 있다.
이러한 제2 에어노즐(181b)은 소각로(150)에 형성된 복수의 관통홀들 각각에 설치될 수 있다. 그리고, 복수의 제2 에어노즐(181b)이 구비되어 이들 각각은 도 2b에 도시된 바와 같이 사선 방향으로 에어를 분사할 수 있다. 복수의 제2 에어노즐(181b)은 소각로(150)의 내주면을 따라 동일한 사선 방향으로 에어를 분사함으로써 소각로(150) 내에서 샤프트(180)를 중심으로 소각열, 소각 연기, 그리고 분사된 에어의 전체적인 일 방향의 회전을 유도한다. 일부 실시예에서, 샤프트(180)의 복수의 제1 에어노즐(181a)로부터의 에어는 샤프트(180)를 중심으로 방사향으로 출력될 수 있다. 그리고, 샤프트(180)는 제2 에어노즐(181b)의 에어 분사 방향, 즉, 분사된 에어의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 그에 따라, 샤프트(180)의 제1 에어노즐(181a)로부터 분사되는 에어도 결과적으로 제2 에어노즐(181b)의 에어 분사 방향과 동일한 방향으로 분사되도록 유도된다. 다른 측면에서, 샤프트(180)의 복수의 제1 에어노즐(181a)로부터의 에어는 샤프트(180)을 중심으로 사선 방향으로 출력될 수 있다. 그리고, 제1 및 제2 에어노즐(181a, 181b)에서 출력되는 에어의 분사 방향은 사프트(180)와 소각로(150) 사이의 공간에서의 시계 방향 또는 반 시계의 일 방향이 될 수 있다. 따라서, 소각로(150) 내에서 샤프트(180)를 중심으로 소각열, 소각 연기, 그리고 분사된 에어의 전체적인 일 방향의 원활한 회전을 돕는다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 에어노즐(181a, 181b)은 동일한 높이에 설치될 수 있다. 상세하게, 복수의 제1 및 제2 에어노즐(181a, 181b)이 구비된 경우 이들은 각 층별로 서로 동일한 높이(h)로 설치될 수 있다. 따라서, 분사된 에어의 전체적인 일 방향의 원활한 회전이 가속화될 수 있다. 이러한, 사프트(180)와 소각로(150) 사이의 공간에서의 시계 방향 또는 반 시계 방향으로의 에어 분사를 통해 소각로(150) 내부에서 회오리 바람을 형성하고, 이러한 회오리 바람에 의해 폐기물의 연소 효율이 높아진다.
또한, 소각로(150)는 폐기물 연소 과정에서 내부 온도를 센싱할 수 있는 온도센서(151)와 소각로(150)의 내부를 볼 수 있는 윈도우(157)가 배치될 수 있다. 온도센서(151)는 소각로(150)에 형성된 관통홀 내에 삽입 배치될 수 있다.
소각로(150)에 공기를 공급하는 공기주입 조절부(200)는 소각로(150)와 지지프레임(130)을 지지하는 서브 베이스프레임(102) 내측에 배치될 수 있다. 따라서, 소각로(150)와 베이스프레임(101) 사이에 서브 베이스프레임(102)이 배치된다.
공기주입 조절부(200)는 제1 송풍부(135)에서 공급되는 공기를 소각로(150) 하측으로 이송하는 제1 에어덕(air duct: 137a)과, 제1 송풍부(135)에서 공급되는 공기를 소각로(150)의 하단 측면 영역으로 이송하는 제2 에어덕(137b)과, 소각로(150) 내에 배치된 샤프트(180)와 제1 에어덕(air duct: 137a)의 연결을 위해 소각로(150) 하측에 체결된 하우징(112)과, 샤프트(180)의 회전과 회전 속도 및 공기 유량을 조절하기 위해 배치된 제1 모터(110) 및 감속기(111)를 포함할 수 있다(도 2a 참조). 여기서 제2 에어덕(137b)를 통해 공급된 공기는 소각로(150)에 배치된 제2 에어노즐(181b)에 공급될 수 있다.
제1 송풍부(135)는 팬을 이용하여 소각로(150)에 공기를 공급하기 위해 제1 에어덕(137a) 및 제2 에어덕(137b)과 연결된다. 제2 에어덕(137b)은 제1 에어덕(137a)에서 분기될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 송풍부(135)는 제1-1 송풍부(135a)와 제1-2 송풍부(135b)로 구성되고 제1-1 송풍부(135a)는 제1 에어덕(137a)과 연결되어 공기를 공급할 수 있고, 제1-2 송풍부(135b)는 제2 에어덕(137b)과 연결되어 공기를 공급할 수도 있다.
따라서, 제1 에어덕(137a)은 샤프트(180)의 하단을 통해 샤프트(180)의 관내에 직접 공기를 공급함으로써, 샤프트(180)에 배치된 제1 에어 노즐(180a)을 통해 소각로(150) 내부로 공기를 분사시킨다. 제2 에어덕(137b)은 소각로(150)의 하단에 직접 공기를 주입하거나 제2 에어노즐(180b)에 공기를 공급하여 소각로(150) 내부에 공기를 공급할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치(100)는 폐기물을 소각할 때 소각로(150) 내부에 다양한 위치별 공기를 주입할 수 있도록 함으로써 연소에 필요한 공기를 충분히 공급할 수 있도록 하였다.
샤프트(180)의 회전에 의해 소각로(150) 내에서 소각 재료가 소각될 때 소각물이 샤프트(180)의 외벽에 부착되어 버리는 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 또한, 시간이 지남에 따라 샤프트(180)의 복수의 제1 에어노즐(181a) 중 적어도 일부의 노들이 막혀 버리는 경우에도, 샤프트(180)의 회전을 통해 막히지 않은 다른 노드에 의해 소각로(150) 내부로 에어 유입이 골고루 분사되므로 소각물의 완전 연소를 돕는다.
소각로(150) 내부에 공기량이 충분할 경우 연소 효율이 높아 소각 재료를 완전히 연소시키는데 도움을 줄 수 있다.
에어 후드(170)는 소각로(150) 상부에 배치되어 소각로(150)에서 발생하는 배기가스(연소가스)를 제1 연통부(175)를 통해 소각로(150) 외부로 배출한다. 에어 후드(170)는 연결부(elbow: 177)를 통해 제1 연통부(175)와 연결될 수 있다. 보다 구체적으로 연결부(177)의 일측은 제1 연통부(175)의 상부와 체결되고, 타측은 에어 후드(170)와 체결된다. 일부 실시예에서, 소각로(150)에 별도의 폐기물 투입부가 형성되지 않을 경우 에어 후드(170)를 지지 프레임(130)과 분리하여 상부에서 소각 재료(폐기물)를 투입할 수도 있다.
에어 후드(170)가 소각로(150)에서 개폐되는 과정은 다음과 같은 방법이 적용될 수 있다. 먼저, 제1 연통부(175)와 연결부(177)를 고정한 상태에서 연결부(177)와 에어 후드(170)를 분리한 다음, 제2 모터(220, 도 2a 참조)의 동력을 이용하여 제1 연통부(175)를 상하 방향과 좌우(수평) 방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 에어 후드(170)는 제1 연통부(175)를 축으로 하여 수평 방향으로 회전하면서 지지 프레임(130)과 분리될 수 있다.
다른 방법은 제1 연통부(175)와 연결부(177)가 고정된 상태에서 연결부(177)의 타측과 에어 후드(170)를 분리한다. 그런 다음, 에어 후드(170)의 일측에 배치된 제1 고정부(131)에 제2 모터(220)의 동력을 전달하는 동력 전달부(190)와 체결하여 에어 후드(170)를 소각로(150)에서 분리할 수 있다.
에어 후드(170)가 소각로(150)에 체결될 때는 에어 후드(170)에 배치된 제1 고정부(131)와 지지프레임(130)에 형성된 제2 고정부(132)를 얼라인 시킨 후, 에어 후드(170)를 지지프레임(130)에 고정한다. 반대로 에어 후드(170)를 지지프레임(130)으로부터 분리할 때(소각로를 오픈할 때)는 동력 전달부(190)에 배치된 제2 크랭크(190b)와 에어 후드(170)의 제1 고정부(131)를 체결한 다음, 에어 후드(170)를 회전시키면서 분리한다.
보다 구체적으로 설명하면, 제2 모터(220)의 동력을 전달하는 동력 전달부(190)는 도 1에 도시된 바와 같이, 일측과 타측에 각각 제1 크랭크(190a)와 제2 크랭크(190b)를 포함한다. 제1 및 제2 크랭크(190a, 190b)는 체인 또는 벨트에 의해 연결될 수 있다.
제2 크랭크(190b)는 에어 후드(170) 일측에 배치된 제1 고정부(131)와 체결된 상태에서 제1 크랭크(190a)의 회전 동력에 의해 제2 크랭크(190b)가 회전한다. 따라서, 에어 후드(170)는 수직 방향으로 180° 회전하면서 지지 프레임(130)에서 분리되고, 소각로(150)의 상단은 외부로 오픈된다.
제1 연통부(175)와 인접한 영역에는 제2 연통부(176)가 배치되어 있고, 제1 및 제2 연통부(175, 176) 사이에는 배기가스 처리유닛(400)이 배치된다. 본 발명에서는 소각로(150)에서 발생하는 고온의 배기가스를 대기로 배출하기 전 배기가스 처리유닛(400)을 이용하여 배기가스에 포함된 환경 유해 물질을 제거하고 배기 가스의 열을 회수하는 시스템을 개시한다. 배기가스 처리유닛(400)은 고온의 배기가스를 이용하여 난방용 온수 또는 산업용 온수를 생성하고 이 과정에서 배기가스에 포함된 환경 유해물질을 제거할 수 있다.
배기가스 처리유닛(400)은 제1 및 제2 탱크부(198a, 198b, 도 3 참조), 제2 송풍기(335) 및 제3 에어덕(137c)을 포함할 수 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 제1 및 제2 탱크부(198a, 198b) 내측에는 고온의 배기가스의 흐름을 제어할 수 있는 복수의 가이드가 배치될 수 있다.
따라서, 고온의 열을 가하여 폐기물을 연소하면 소각로(130)에서는 고온의 배기가스가 발생한다. 실시예에서는 소각로(150)에서 발생하는 고온의 배기가스를 곧바로 대기 중으로 배출하지 않고, 제1 연통부(175)를 통해 배기가스 처리유닛(400)에서 환경 유해물질이 제거되도록 한다.
따라서, 고온의 배기가스는 소각로(150)에서 곧바로 제2 연통부(176)를 통해 대기 중으로 배출되지 않고, 배기가스 처리유닛(400)의 제1 탱크부(198a)와 제2 탱크부(198b)에서 일련의 처리 과정을 진행한다. 고온상태의 배기가스가 제1 탱크부(198a)를 통과하는 과정에서 제1 탱크부(198a)에 채워진 물로 열이 전달되면서 배기가스의 온도는 내려간다. 따라서, 제1 탱크부(198a)에 채워진 물의 온도는 상승한다. 이 과정에서 배기가스에 포함된 환경 유해물질은 제1 탱크부(198a) 내의 물 아래로 침전된다. 마찬가지 방식으로 제1 탱크부(198a)를 진행한 고온의 배기가스는 제2 탱크부(198b)로 가이드되고 제2 탱크부(198b)에 채워진 물에 의해 배기가스의 온도는 하강하고 물의 온도는 상승한다. 따라서, 상대적으로 배기가스는 제1 탱크부(198a)를 통과할 때 내려간 온도보다 더 낮은 온도가 되며서 배기가스에 포함된 환경 유해물질들이 추가적으로 제거된다. 따라서, 제2 탱크부(198b)를 통과한 배기가스는 소각로(150)에서 나올 때 보다 환경 유해물질의 양이 줄어들고 낮은 온도 상태가 되어 제2 연통부(176)를 통해 대기로 배출된다.
이와 같이, 실시예에서는 고온의 배기가스에 포함된 소각열을 회수하면서 배기가스에 포함된 비산재, 일산화탄소(CO), 산성가스(HCL, SO2, HF, H2S), 질소산화물(NO, NO2), 중금속(Hg, As, Pb), 다이옥신(PCDD, PCDF)와 같은 환경 유해물질들을 제거하여 대기로 방출함으로써 오염된 배기가스로 인한 환경 오염을 줄일 수 있다. 도면에는 도시하였지만, 설명하지 않은 457은 제2 윈도우로서 제1 및 제2 탱크부(198a, 198b) 내의 상태를 사용자가 확인하는 기능을 한다. 따라서, 제1 및 제2 탱크부(198a, 198b) 내의 물의 오염도가 높은 경우 내부의 물을 교체해주기 위하여 물의 상태를 체크가는 것이 용이하다.
본 발명에서는 제1 연통부(175)를 통과하는 배기가스가 배기가스 처리유닛(400)을 지나면서 제2 연통부(176)를 통해 외부로 배출될 수 있도록 제 2연통부(176)의 상단의 폭을 줄일 수 있다.
즉, 제2 연통부(176) 내에 빠른 공기 흐름을 만들어 제2 연통부(176)의 공기 압력이 제1 연통부(175)의 공기 압력보다 낮아지도록 함으로써 배기가스의 온도를 낮추면서 배기가스가 외부로 신속하게 배출되도록 한다.
따라서, 배기가스의 흐름 통로를 제1 연통부(175)에서는 넓게 하고 제2 연통부(176)에서는 좁게 하기 위해 제1 연통부(175)의 직경이 제2 연통부(176) 직경보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 제3 에어덕(137c)은 제2 연통부(176) 내부에 배출되어 제2 연통부(176)에서의 공기의 흐름과 동일한 방향으로 에어를 공급할 수 있다. 이러한 에어 공급은 제2 송풍부(335)로부터 제공될 수 있다. 제2 송풍부(335)로부터 생성된 에어는 제3 에어덕(137c)을 통해 배출되고, 고속의 에어가 제3 에어덕(137c)을 통해 배출되기 때문에, 제2 연통부(176) 내의 배기 가스가 외부로 배출되는 것을 도울 수 있다.
또한, 소각로(130)에 배치되어 있는 연료노즐(158)들은 연료배관(301)을 통해 제3 탱크부(300)로부터 연료를 공급받는다. 연료배관(301)에는 펌프(183)가 배치되어 있어, 제3 탱크부(300)에 있는 연료를 연료배관(301)을 통해 각각의 연료노즐(158)들이 위치하는 영역까지 공급할 수 있다. 도면에는 도시하였지만, 설명하지 않은 115a는 점화플러그이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 소각열을 회수할 수 있는 소각장치는, 소각로 내부에 배치되는 에어노즐들의 위치를 조절하여 연소 효율을 개선한 효과가 있다.
또한, 소각 처리과정에서 발생하는 고온의 배기가스를 가정용 난방 용수 또는 산업용 용수로 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 소각로의 개폐가 용이하고 고온의 배기가스를 저온 상태로 변환한 후 신속하게 외부로 신속하게 배출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 연소되는 과정에서 발생하는 고온의 배기가스에 포함된 질소산화물 또는 황산화물과 같은 환경 유해 물질들을 대기로 배출하기 전 제거하여 환경 오여을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 배기가스를 대기로 배출하는 제2 연통부의 폭을 제1 연통부의 폭보다 좁게 형성하고 제2 연통부 내에 고속의 공기를 분사함으로써 환경 유해물질이 제거된 배기가스를 신속하게 대기 중으로 배출할 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치의 소각로와 지지프레임의 단면도이다. 도 5는 본 발명이 일실시예에 따른 소각장치의 소각로 하단에 체결되는 하우징의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1과 함께 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치(100)에 배치된 소각로(150)는 지지프레임(130) 내측에 배치된다. 지지프레임(130)의 상단 일측 가장자리에는 제2 고정부(132)가 배치되는데, 제2 고정부(132)는 에어 후드(170)에 배치된 제1 고정부(131)와 함께 에어 후드(170)를 지지프레임(130) 상단에 고정하는 기능을 한다. 에어 후드(170)가 소각로(150)를 덮을 때 에어 후드(170)의 일측 가장자리에 배치된 제1 고정부(131)와 지지프레임(130)의 제2 고정부(132)를 얼라인 시킨 다음 에어 후드(170)를 지지프레임(130) 상에 고정한다.
소각로(150)는 중앙에 개구부가 형성된 원통형 구조의 내열재로 제작되는데, 내열재의 강도와 경도를 높이기 위해 소각로(150)를 만들 때 내열재에 금속으로된 복수의 강선들(미도시)을 함께 혼합하여 제작할 수 있다. 따라서, 원통형 구조의 소각로(150)는 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 강선들이 심어져 있는 구조로 제작될 수 있다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 소각장치(100)에는 소각로(150)의 개구부 중앙을 관통하는 샤프트(180)가 배치되고, 샤프트(180)에는 샤프트(180) 둘레를 따라 복수의 노즐들로 구성된 제1 에어노즐(181a)이 형성된다. 제1 에어노즐(181a)은 샤프트(180)의 길이 방향을 따라 복수개가 형성되는데, 그 간격은 위치에 따라 상이하다.
이와 같이, 샤프트(180)는 소각로(150)에 배치되어 연소효율을 향상시키기 위해 공기를 소각로(150)에 공급하는데, 샤프트(180)는 도면에 도시된 바와 같이, 소각로(180) 하측으로부터 공기를 공급받는다. 즉, 샤프트(180) 하단은 소각로(150) 하측에 배치된 하우징(112)과 체결되고, 하우징은(112)은 제1 송풍부(135)에서 공급된 공기를 이송하는 제1 에어덕(137a)이 체결되어 있어 샤프트(180)는 제1 송풍부(135)로부터 공기를 공급받을 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(112)은 샤프트(180)가 체결되는 바디부(112a)와 바디부(112a) 하측에 배치된 스프라켓(112b)을 포함한다. 스프라켓(112b)은 제1 에어덕(137a)과 하우징(112)의 체결을 위해 배치된 체결소켓(247)과 결합하여 제1 에어덕(137a)이 샤프트(180)의 하단과 얼라인되도록 한다.
따라서, 본 발명의 소각장치는 제1 송풍부(135)에서 공급되는 공기가 제1 에어덕(137a)을 경유하여 소각로(150) 내의 중앙에 배치된 샤프트(180) 하단 개구 영역을 통해 공급될 수 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 샤프트(180)의 상단은 상단캡에 의해 막힌 구조로 되어 있기 때문에 샤프트(180)의 내측 공동 영역으로 공급된 공기는 샤프트(180)의 표면에 배치되어 있는 제1 에어노즐(181a)을 통해 분사된다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치의 소각로에 배치된 연료노즐의 배치 구조를 도시한 평면도이다. 도 7은 도 6의 소각로의 관통홀에 체결된 연료노즐을 도시한 단면도이다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치의 소각로에 배치된 연료노즐의 노즐 형태를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2a와 함께 도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치(100)의 소각로(150)는 외부와의 열 차단 및 보호를 위해 지지프레임(130)이 조립되어 있다. 지지프레임(130)과 소각로(150)는 서브프레임(102) 상에 안착되고 고정된다. 소각로(150)는 지지프레임(130)의 내측면과 소정의 간격으로 이격 배치되며, 소각로(150)의 둘레를 따라 복수의 관통홀(720)이 형성된다. 관통홀(720)에는 연소를 위해 연료를 분사할 수 있는 연료노즐(158)이 배치되어 있고, 경우에 따라서는 일부 관통홀(720)에는 점화플러그(115a)와 온도센서(151)가 배치될 수 있다.
즉, 소각로(150)는 그 둘레면을 따라 복수의 관통홀(720)들이 형성되어 있는데, 관통홀(720)의 직경은 배치되는 구성부에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 연료노즐(158)이 배치되는 관통홀은 온도센서(151)나 점화플러그(115a)가 배치되는 관통홀 보다 작은 직경으로 형성될 수 있다.
소각로(150)에 형성된 관통홀(720) 내측에는 연결파이프(721)가 삽입되어 있고, 소각로(150) 외측 방향의 관통홀(720)에는 제1 연료노즐 소켓(725a)이 연결파이프(721)의 일측과 체결된다. 또한, 소각로(150) 내부 방향의 관통홀(720)에는 연료노즐(158)이 연결파이프(721)의 타측과 제2 연료노즐 소켓(725b)에 의해 연결된다.
제1 연료노즐 소켓(725a)은 연료배관 소켓(722)과 연결파이프(721)를 연결하고, 도 2a에 도시한 연료배관(301)은 연료배관 소켓(722)에 체결되어 연료가 관통홀(720)에 배치된 연결파이프(721)를 통해 연료노즐(158)로 공급될 수 있도록 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 소각장치(100)에 사용되는 연료노즐(158)의 노즐 모양은 분사 입구 구조가 일자 형태로 오픈된 일자형 구조와 십자 형태로 오픈된 십자형 구조 및 분사 입구의 개방된 영역의 직경이나 면적이 서로 다른 복수개로 형성된 멀티형 구조일 수 있다.
위와 같은 연료노즐(158)의 분사 입구 구조는 소각로(150)에서 소각되는 재료의 종류에 따라 선택적으로 사용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치에 배치되는 에어 후드의 구조를 도시한 단면도이다. 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치에 배치되는 에어 후드의 개폐 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 소각장치(100)는 에어 후드(170)가 소각로(150) 상에 배치된다. 소각로(150)에 별도의 소각 재료 투입구가 형성되지 않을 경우 에어 후드(170)를 오픈 한 상태에서 소각로(150) 상단을 통해 소각로(150) 내부로 소각 재료를 투입할 수 있다.
본 발명에서 적용되는 에어 후드(170)는 도면에 도시된 바와 같이, 후드 몸체(170c)와, 후드 몸체(170c) 상에 배치되는 후드 캡(170b)과, 후드 캡(170b)의 상면과 후드 몸체(170c) 하면에 각각 배치된 상부데크(170a)와 하부데크(170d), 후드 몸체(170c) 둘레를 따라 형성된 제1 후드 개구부(170e)와 제2 후드 개구부(170f) 및 후드 몸체(170c) 일측 가장자리에 배치된 제1 고정부(131)을 포함한다. 여기서 제1 고정부(131)는 전술한 바와 같이 에어 후드(170)을 지지프레임(130) 상단에 고정하기 위해 지지프레임(130)의 일측에 형성된 제2 고정부(132)와 얼라인 및 고정을 위해 배치된 구성이다.
또한, 전술한 바와 같이, 에어 후드(170)를 동력전달부(190)를 이용하여 개폐 동작할 경우, 동력전달부(190)의 크랭크와 체결되어 에어 후드(170)를 180° 수직 회전시킬 때의 고정부 역할을 한다.
제1 후드 개구부(170e)와 제2 후드 개구부(170f)는 후드 몸체(170c) 둘레를 따라 복수개 형성된다. 특히, 제1 후드 개구부(170e)는 제2 후드 개구부(170f) 보다 상대적으로 개구된 영역이 넓은 사각형 구조로 되어 있고, 후드 몸체(170c) 둘레를 따라 동서남북 방향과 대응되는 영역에 4개를 형성할 수 있다. 하지만, 이것은 고정된 것이 아니기 때문에 소각장치(100)의 크기나 소각로(150)의 형태에 따라 적어도 하나 이상의 범위에서 복수개로 형성할 수 있다.
제2 후드 개구부(170f)는 후드 몸체(170c)에 형성된 제1 후드 개구부(170e)들 사이에 복수개 형성된다. 제1 및 제2 후드 개구부(170e, 170f)는 소각로(150)에서 발생하는 배기가스 일부를 배출하거나 소각로(150) 내부의 공기, 연료 및 연소가스들과 같은 기체들의 유속을 원활하게 하는 기능을 할 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 에어 후드(170)는 제2 모터(220)의 동력을 전달하는 동력 전달부(190)의 제2 크랭크(190b)와 제1 고정부(131)가 고정된 상태에서 에어 후드(170)가 180° 수직 회전하면서 소각로(150)를 개폐한다. 제2 크랭크(190b)의 회전력이 제1 고정부(131)에 전달되어 에어 후드(170)가 지지프레임(130)에서 분리되면 도 1에 도시된 바와 같이 제2 연통부(176)에 조립된 후드 안착부(370)에 에어 후드(170)의 상부데크(170a)가 안착된다.
즉, 에어 후드(170)를 개폐하는 과정에서 에어 후드(170)를 안전하기 위치시킬 수 있도록 본 발명에서는 제2 연통부(176)에 후드 안착부(370)를 배치하였다. 여기서, 후드 안착부(370)는 소각 과정에서 소각 재료를 투입할 때, 일시적으로 에어 후드(170)를 위치시키는 역할을 하는 것이기 때문에 후드 안착부(370)는 반드시 제2 연통부(176)에 조립되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어 지지프레임(130)의 외측벽에 후드 안착부(370)를 배치하거나 인접한 제1 연통부(175)에 후드 안착부(370)를 배치할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치에 배치되는 에어노즐들이 형성된 샤프트의 구조를 도시한 단면도이다. 도 12a 내지 도 12d는 종래 기술에 따라 샤프트에 형성된 에어노즐 구조와 본 발명의 실시예들에 따른 샤프트에 형성된 에어노즐 구조에 따른 비교예들을 도시한 도면이다. 도 13a은 종래 기술과 본 발명의 실시예들에 따른 소각로 내의 열효율을 비교한 도면이다. 그리고 도 13b는 실험에 사용된 소각장치를 개략적으로 나타낸 것이고 및 도 13c는 도 13b에서 소각로를 제거한 상태에서 소각로 내부의 에어노즐을 나타내기 위한 실험에 사용된 소각장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1과 함께 도 11 내지 도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 소각장치(100)는 내부에 공기가 주입될 수 있는 공간이 형성된 샤프트(180)를 배치한다. 샤프트(180)는 소각로(150)의 중앙에 바닥면과 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 샤프트(180)는 샤프트 바디부(180a)와 소각로(150) 상단과 대응되는 상부캡(180b)과 소각로 하단에 체결되는 하부체결부(180c)를 포함한다. 또한, 샤프트(180)는 샤프트 바디부(180a)의 원주 방향을 따라 복수의 노즐들이 배치된(노즐 영역(NA): NA1, NA2, NA3, NA4, ?) 제1 에어노즐(181a)이 소정의 간격을 두고 복수개 배치되어 있다.
제1 에어노즐(181a)은 샤프트 바디부(180a)를 따라 복수개 형성되는데, 각 에어노즐의 간격들은 서로 다른 간격을 가질 수 있다(d1, d2, d3, ? ). 또한, 제1 에어노즐(181a)을 구성하는 복수개의 노즐들은 샤프트 바디부(180a)의 표면으로부터 돌출된 구조로 형성되거나 샤프트 바디부(180a) 표면과 동일면을 이루도록 샤프트 바디부(180a) 내의 공간 영역을 들어간 구조로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 에어노즐(181a)을 구성하는 각 노즐의 직경은 25mm에서 50mm 범위에서 선택적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 에어노즐(181a) 각각에 포함된 노즐 단위로 직경을 다르게 하거나 모두 갖게 할 수 있다. 직경을 다르게 할 경우에는 상부 캡(180b) 방향으로 갈 수로 제1 에어노즐(181a)을 구성하는 노즐들의 직경이 커지거나 작아지도록 형성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 소각열을 회수할 수 있는 소각장치는, 소각로 내부에 배치되는 에어노즐들의 위치를 조절하여 연소 효율을 개선한 효과가 있다.
또한, 소각로에서 소각 처리과정에서 발생하는 고온의 배기가스를 가정용 난방 용수 또는 산업용 용수로 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 소각로를 덮는 에어 후드의 개폐가 용이하고 고온의 배기가스를 저온 상태로 변환한 후 신속하게 외부로 배출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 연소되는 과정에서 발생하는 질소산화물 또는 황산화물과 같은 환경저해 물질의 양을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 12a 내지 도 12d는 각각 비교예 1은 에어노즐을 구성하는 노즐들의 직경을 20[mm], 에어노즐 층의 개수를 7층, 총 노즐의 개수를 175개로 하고 에어노즐의 간격을 동일하게 일정한 간격으로 한 경우이다.
실시예 1은 에어노즐을 구성하는 노즐들의 직경을 50[mm], 에어노즐 층의 개수를 7층, 총 노즐의 개수를 105개로 하고 에어노즐의 간격을 동일하게 일정한 간격으로 한 경우이다.
실시예 2는 에어노즐을 구성하는 노즐들의 직경을 27[mm], 에어노즐 층의 개수를 4층, 총 노즐의 개수를 50개로 하고 에어노즐의 간격을 서로 다르게 한 경우이다.
실시예 3은 에어노즐을 구성하는 노즐들의 직경을 50[mm], 에어노즐 층의 개수를 4층, 총 노즐의 개수를 50개로 하고 에어노즐의 간격을 서로 다르게 한 경우이다.
도 13a와 함께 도 12a를 참조하면, 비교예 1의 경우에는 노즐의 총 개수가 175개로 많고 에어노즐 층의 개수도 7개이나 소각로 내에서의 열 유속은 다른 본 발명의 실시예들 현저하게 낮은 것을 볼 수 있다(91311.5[W/m2]). 또한, 소각로 내의 공기 규모도 현저히 작은 규모를 나타내는 것을 볼 수 있다(75.36 [m3/h]).
실시예 1의 경우에는 공기규모가 비교예 1에 비해 2배 정도 상승하였고(126.29[m3/h]), 열 유속 역시 비교예 1에 비해 현저히 빠른 것을 볼 수 있다(213637.3[W/m2]).
실시예 2의 경우에는 공기규모가 비교예 1에 비해 3배 이상으로 상승하였고(261.71[m3/h]), 열 유속 역시 비교예 1에 비해 현저히 빠른 것을 볼 수 있다(442729.8[W/m2]).
실시예 1의 경우에는 공기규모가 비교예 1에 비해 4배 정도 상승하였고(305.33[m3/h]), 열 유속 역시 비교예 1에 비해 현저히 빠른 것을 볼 수 있다(498245.6[W/m2]).
이와 같은, 실험 데이터를 토대로 알 수 있는 것은 본 발명의 실시예들이 비교예 1 보다 에어노즐 층의 개수가 작고 총 노즐 개수도 작지만(실시예 2, 3), 소각로 내의 공기 규모나 열 유속이 크고 높은 것은 각 노즐의 직경이 커서 소각로 내에 주입되는 공기량이 높기 때문이다. 또한, 에어노즐들 간의 간격을 다르게 하여 소각로 내의 수직 방향을 따라 다량의 공기가 골고로 퍼지도록 하기 때문이다.
실시예 1의 경우에는 실질적으로 비교예 1과 노즐의 직경에서 차이가 날 뿐이지만 공기규모와 열 유속이 크고 높은 것으로 볼 때, 소각장치에 배치되는 에어노즐의 노즐들 각각에 대한 지경은 적어도 25[mm] 이상인 것이 바람직하다. 이것은 실시예 2의 경우에는 노즐들의 직경이 27[mm]이지만 공기 규모와 열 유속이 비교예 1보다 높다는 것을 볼 때 유추할 수 있다.
보다 구체적으로 실험 데이터를 해석해 보면, 비교예 1과 같이 노즐의 직경이 15[mm], 즉 20[mm] 이하가 되면 내부 압력 저항이 커져서 소각로 내로 공기의 공급량이 감소한다. 이렇게 소각로 내로 유입되는 공기량이 줄어들면 연소열로 인한 내부 상승 속도에 많은 영향을 받아 소각로 내부 전체로 공기들이 확산되지 않게 된다.
반면, 실시예 1과 3과 같이 노즐 직경이 50[mm]로 증가하면 비교예 1과는 달리 소각로 내부의 압력 저항이 감소하여 소각로 내부로 공기 공급량이 증가한다. 따라서, 소각로 내부의 밀도차에 의한 공기의 상승시에도 확산이 원활하게 이루어진다. 다만, 노즐의 직경이 50[mm]를 초과할 경우에는 소각로 내에서 필요로 하는 공기량을 초과되어 초과된 공기들은 연소와 관련된 작용을 하지 않게 되어 공기규모나 열 유속에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 해석된다.
추가적으로 본 발명에서는 에어노즐들의 간격을 서로 다르게 하여 소각로 내의 공기 규모와 열 유속의 크기와 속도를 높일 수 있고, 이로 인하여 소각로 내부에 균일하게 공기가 확산될 수 있도록 한다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치에서 소각로에 공기와 연료를 주입하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2a와 함께 도 14를 참조하면, 본 발명의 소각장치(100)는 제1 송풍부(135)와 제3 탱크부(300)는 컨트롤러(500) 명령에 따라 동작한다.
소각로(150) 내로 공기를 주입하는 과정은 다음과 같다. 제1 송풍부(135)는 제1 및 제2 에어덕(137a, 137b)을 통해 공기를 소각로(150) 영역으로 주입한다. 일부 실시예에서, 도시된 바와 같이 제1 송풍부(135)는 하나만 구비되어 제1 및 제2 에어덕(137a, 137b) 모두로 공기를 공급할 수 있고, 제1 송풍부(135)는 제1-1 및 제1-2 송풍부(135a, 135b)로 구비되고 제1 및 제2 에어덕(137a, 137b) 각각에 연결되어 독립적으로 공기를 공급할 수도 있다. 제1 에어덕(137a)은 전술한 바와 같이, 소각로(150) 하단에서 샤프트(180)와 연결되고, 제2 에어덕(137b)는 소각로(150)의 하단 측면으로 공기를 주입하거나 제2 에어노즐(181b)에 공기를 공급한다.
소각로(150) 내로 연료를 주입하는 과정은 다음과 같다. 연료가 채워진 제3 탱크부(300)는 펌프(183) 동작에 의해 연료배관(301) 내로 연료를 전송한다. 연료노즐(158)은 소각로(150)의 하단에서부터 상단에 형성된 관통홀에 배치되어 있기 때문에 연료는 연료배관(301)을 따라 소각로(150) 상단까지 이동해야 한다. 따라서, 펌프(183)에 의해 연료 주입 압력을 조절하여 소각로(150) 내로 주입되는 연료량을 조절할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 소각열을 회수할 수 있는 소각장치는, 소각로 내부에 배치되는 에어노즐들의 위치를 조절하여 연소 효율을 개선한 효과가 있다.
또한, 소각로에서 소각 처리과정에서 발생하는 고온의 배기가스를 가정용 난방 용수 또는 산업용 용수로 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 소각로를 덮는 에어 후드의 개폐가 용이하고 고온의 배기가스를 저온 상태로 변환한 후 신속하게 외부로 배출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 연소되는 과정에서 발생하는 질소산화물 또는 황산화물과 같은 환경저해 물질의 양을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치의 제1 및 제2 연통부와 배기가스 처리유닛의 구조를 도시한 단면도이다. 도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치의 제1 및 제2 연통부와 배기가스 처리유닛의 구조를 도시한 평면도이다. 도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 소각장치의 제2 연통부와 배기가스 처리유닛의 구조를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2a와 함게 도 15 내지 도 17을 참조하면, 본 발명에 따른 소각장치(100)는 소각로(150)에서 발생한 배기가스(연소가스)에 포함된 환경 유해물질을 제거하면서 고온의 배기가스에 포함된 소각열을 다양한 형태로 회수하여 이용할 수 있도록 한다. 따라서, 실시예에 따른 소각장치(100)는, 소각로(150)에서 발생하는 고온의 배기가스에 포함된 환경 유해물질을 제거하기 위한 제1 연통부(175)와 배기가스 처리유닛(400), 배기가스 처리유닛(400)에서 유해물질이 제거된 배기가스를 신속하게 대기로 배출하기 위한 제2 연통부(176)를 포함한다.
제1 연통부(175)와 제2 연통부(176)로 서로 인접하게 배치되고, 제1 및 제2 연통부(175, 176) 사이에는 배기가스 처리유닛(400)이 배치된다. 배기가스 처리유닛(400)에서는 고온의 배기가스에 포함된 환경 유해물질을 제거하면서 가정용 난방 용수 또는 산업 용수를 생성한다.
따라서, 본 발명의 제1 연통부(175)는 소각로(150)에서 발생한 고온의 배기가스를 배기가스 처리유닛(400)으로 전달하는 기능을 하기 때문에 배기가스를 소각로(150)에서 곧바로 대기로 배출하는 것을 차단하는 기능도 한다. 이에 반해, 실시예에 따른 제2 연통부(176)는 배기가스 처리유닛(400)에 의해 환경 유해물질이 제거되고, 소각열이 회수된 저온 배기가스를 신속하게 대기로 배출하는 기능을 한다. 이 때, 전술한 바와 같이 제2 송풍기(335)와 제3 에어덕(137c)을 이용하여 제2 연통부(176) 내에 ㄱ고속의 공기를 불어넣음으로써 온도가 낮아진 배기가스의 대기로 배출되는 것을 돕는다.
배기가스 처리유닛(400)은 소각 공정에서 발생한 고온의 배기가스에 포함된 다량의 환경 유해물질들을 제거하는데, 이 과정에서 배기가스에 포함된 소각열은 제1 및 제2 탱크부(198a, 198b)에 채워진 물의 온도를 상승시켜 가정용 난방 용수 또는 산업 용수를 생성할 수 있도록 한다.
배기가스 처리유닛(400)은 제1 및 제2 탱크부(198a, 198b)와 제1 및 제2 탱크부(198a, 198b) 내면에 배치된 복수의 유체 가이드(460)를 포함할 수 있다. 유체 가이드(460)는 소정의 각도로 회전할 수 있어, 제1 연통부(175)를 통해 전달된 고온의 배기가스가 제1 탱크부(198a)와 제2 탱크부(198b)에 채워진 물의 표면에서 이동하는 속도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 유체 가이드(460)를 선택적으로 조절하면 물 표면을 이동하는 배기가스의 양과 속도를 제어할 수 있어 환경 유해물질이 물로 분리되는 것을 제어할 수 있다. 유체 가이드(460)는 상기와 같은 과정을 제2 탱크부(198b) 끝단까지 진행하여 환경 유해물질이 제거된 저온의 배기가스를 제2 연통부(176)에 전달한다.
상세하게는, 유체 가이드(460)는 소각로(150)에서 배출된 배기가스가 제1 탱크부(198a)와 제2 탱크부(198b)을 경유하여 제2 연통부(176)를 통해 배출될 수 있도록 공기의 흐름을 제어한다. 일부 실시예에서, 복수의 유체 가이드(460)는 일 방향으로 소정의 경사를 가지고 제1 탱크부(198a)의 상단 영역에 배치된다. 상세하게, 복수의 유체 가이드(460)는 배기 가스의 흐름 방향으로 기울어진다. 또한, 복수의 유체 가이드(460) 말단은 제1 탱크부(198a) 상의 물의 높이 보다 높은 곳에 위치한다. 따라서, 배기 가스는 복수의 유체 가이드(460)와 물 사이를 지날 수 있다. 또한, 복수의 유체 가이드(460)의 일 방향으로의 소정의 경사각은 조절될 수 있다. 제어부(500)는 소각로(150) 내의 소각 재료에 따라서 소각에 따라 발생한 배기 가스의 유해 물질 농도를 고려하여 배기 가스가 제1 탱크부(198a) 상에 머무르는 시간을 조절할 수 있다. 제어부(500)는 이를 위해 복수의 유체 가이드(460)의 기울어진 각도를 조절할 수 있다. 복수의 유체 가이드(460) 각각이 수직에 가까울수록 복수의 유체 가이드(460)들 사이 사이의 공간에는 배기 가스가 압축적으로 머무르게 되면서, 복수의 유체 가이드(460)와 물 사이의 간격(h)이 좁아져 그 간격을 통과하는 배기 가스의 양은 줄어들고 빨라진다. 따라서, 적은 양이 빠른 속도로 물 표면을 지나기 때문에 배기 가스 내의 유해 물질의 제거 정도가 커질 수 있다.
또한, 실시예는 배기가스가 제1 및 제2 연통부(175, 176)을 경유하여 신속하게 외부로 배출될 수 있도록 제1 및 제2 연통부(175, 176)의 직경을 서로 다르게 한다. 보다 구체적으로, 베르누이의 유체 흐름에 관한 이론에 따라 제2 연통부(176)의 직경(T2)을 제1 연통부(175)의 직경(T1)보다 작게하면 넓은 면적에서 좁은 면적으로 배기가스가 이동하게 되기 때문에 배기가스의 이동속도는 증가한다(제2 연통부(176)에서의 배기가스 높이가 제1 연통부(175)에서의 배기가스 높이보다 더 높아 배기가스가 신속하게 소각장치(100) 외측으로 확산된다).
전술한 바와 같이, 고온상태의 배기가스가 제1 탱크부(198a)를 통과하는 과정에서 제1 탱크부(198a)에 채워진 물 사이에서 열전도가 일어나 배기가스의 온도는 낮아지고 상대적으로 제1 탱크부(198a)에 채워진 물의 온도는 상승한다.
이렇게 상승한 물의 온도는 위에서 언급한 바와 같이, 가정용 난방 용수 또는 산업 용수로 재사용할 수 있다. 즉, 배기가스에 포함된 소각열을 다양한 형태로 회수할 수 있다.
또한, 제2 연통부(176) 내에는 따라서, 제3 에어덕(137c)가 배치되고 제3 에어덕(137c)으로부터 배출되는 공기에 의해서 제2 연통부(176) 내부의 배기 가스의 배출 속도가 빨라질 수 있다. 제어부(500)는 소각 재료와 외부의 온도에 따른 소각 효율을 고려하여 제2 연통부(176)로부터의 공기의 배출 및 복수의 유체 가이드(460)의 기울어진 각도의 조절을 통해 제1 및 제2 탱크부(198a, 198b)에 머무르는 배기 가스의 밀도와 제1 및 제2 탱크부(198a, 198b)를 경유하는 배기 가스의 속도를 조절할 수 있다.
고온상태의 배기가스가 제1 탱크부(198a)를 통과하는 과정에서 제1 탱크부(198a)에 있는 물에 의해서 배기가스의 온도가 내려간다. 하지만, 제1 탱크부(198a)에 채워져 있는 물의 온도가 상승한다. 마찬가지 방식으로 제1 탱크부(198a)를 통과한 고온의 배기가스는 제2 탱크부(198b) 내에 배치된 유체 가이드들에 의해 가이드 된다. 여기서도 고온의 배기가스 온도는 낮아지지만 상대적으로 제2 탱크부(198b)의 물의 온도는 높아진다. 상대적으로 배기가스는 제1 탱크부(198a)를 통과할 때 내려간 온도보다 더 낮은 온도가 되어 외부로 배출되는 배기가스의 온도를 낮출 수 있다.
이와 같이, 배기가스의 온도가 낮아지면 배기가스에 포함되어 있는 환경유해 물질인 비산재, 일산화탄소(CO), 산성가스(HCL, SO2, HF, H2S), 질소산화물(NO, NO2), 중금속(Hg, As, Pb), 다이옥신(PCDD, PCDF)와 같은 물질들을 용이하게 제거한 상태로 외부에 배출할 수 있다.
제1 연통부(175)의 직경(T1)보다 제2 연통부(176)의 직경(T2)이 작으므로 배기가스의 높이는 제1 연통부(175) 보다 제2 연통부(176)에서 더 높아진다. 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 연통부(175)의 개구 영역의 면적(S1)이 제2 연통부(176)의 개구 영역 면적(S2)보다 넓다. 또한, 제2 연통부(176)의 공기 압력이 제1 연통부(175)의 공기 압력보다 낮기 때문에 배기가스의 온도가 낮아지면서 제2 연통부(176)에서는 배기가스 높이가 제1 연통부(175) 보다 더 높아져 배기가스를 신속히 배출할 수 있다.
또한, 배기가스 처리유닛(400)의 제1 및 제2 탱크부(198a, 198b)는 채워져 있는 물을 외부로부터 공급받거나 외부로 배출할 수 있도록 드레인 밸브(401)가 배치된다. 드레인 밸브(401)에는 추가적으로 물 속에 분리된 환경 유해물질을 필터링할 수 있는 필터 장치를 배치할 수 있다. 따라서, 고온의 배기가스에 의해 온도가 상승한 물 속에 포함된 환경 유해물질을 필터링 한 후, 가정용 난방 용수 또는 산업 용수로 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제2 연통부(176)에는 에어 후드(170)를 지지프레임(130)으로부터 분리한 후(소각로를 개방한 후) 제2 크랭크(190b)에 고정된 에어 후드(170)를 지지할 수 있는 후드 안착부(370)가 배치되어 있다. 후드 안착부(370)는 체결 지지부(371)와 체결 지지부(371) 상에 에어 후드(170)와 접촉하는 완충부(372)를 포함한다.
안착부(370)은 에어 후드(170)의 크기 또는 동력 전달부(190)를 구성하는 제1 및 제2 크랭크(190a, 190b)의 위치에 따라 제2 연통부(176)의 적정한 위치에 취부될 수 있다.
안착부(370)을 구성하는 체결 지지부(371)는 에어 후드(170)의 하중을 지탱해야 하면서 제2 연통부(176)과 견고하게 체결될 수 있어야 하기 때문에 금속과 같은 강성 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 체결 지지부(371) 상에 배치된 완충부(372)는 체결 지지부(371)에 견고히 체결되어야 하기 때문에 금속 재질로 형성하되 상면은 에어 후두(170)와 접촉시 에어 후드(170)의 파손 및 무게를 완화시키기 위해 표면이 부드러운 탄성재질을 사용하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 완충부(372)의 하측은 체결 지지부(371) 상에 형성된 홀에 체결될 수 있도록 나사산 구조로 형성될 수 있고, 상면은 탄성체를 포함한 합성고무나 합성 재질로 형성될 수 있다.
도 18은 추가적인 실시예에 따른 소각장치의 단면도를 도시한 것이다.
도 18을 참조하면, 소각장치(100)는 배기가스경유관(710) 및 배기가스보온관(720)을 더 포함할 수 있다. 배기가스경유관(710)은 제2 연통부(176)와 소각로(150)를 서로 연결할 수 있다. 그리고, 제2 연통부(176)로부터 배출되는 배기 가스의 일부는 배기가스경유관(710)을 통해 소각로(150)로 공급될 수 있다. 제2 연통부(176)와 배기가스경유관(710)의 연결 지점은 제2 연통부(176) 내의 제3 에어덕(137c)의 높이보다 높은 위치가 될 수 있다. 따라서, 제3 에어덕(137c)으로부터 배출되는 고속의 공기에 의해 제2 연통부(176) 내의 배기 가스는 대기를 향하여 빠르게 배출될 수 있고, 그와 동시에 배기 가스는 배기가스경유관(710)을 통해 소각로(150) 내부로 공급될 수 있다. 또한, 제2 탱크부(198b)에 연결된 배기가스보온관(720)은 배기가스경유관(710)을 둘러싸며 위치하고 제2 탱크부(198b)에 저장된 물이 지날 수 있다. 예시적으로, 배기가스보온관(720)는 제2 탱크부(198b)로부터 인출되어 배기가스보온관(720)은 전체적으로 코일 형상을 가지고 배기가스경유관(710) 주변을 둘러싸며 배치되고 다시 제2 탱크부(198b)로 인입될 수 있다. 배기가스보온관(720)은 제2 탱크부(198b)에 포함된 물의 수위보다 낮게 위치할 수 있다. 따라서, 제2 탱크부(198b)에 포함된 물은 자연스럽게 배기가스보온관(720)을 머무르게 되고 배기가스보온관(720) 내의 높은 온도의 물은 배기가스경유관(710)을 지속적으로 데우게된다. 그리고, 배기가스경유관(710)을 지나는 배기가스는 온도가 상승하여 소각로(150) 내부로 공급될 수 있다. 소각로(150) 내에는 배기가스가 공급되므로 연소 효율이 상승한다. 또한, 유해물질이 제거된 배기가스가 공급되므로 소각로(150) 내부의 2차 오염을 방지한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 소각열을 회수할 수 있는 소각장치는, 소각로 내부에 배치되는 에어노즐들의 위치를 조절하여 연소 효율을 개선한 효과가 있다.
또한, 소각 처리과정에서 발생하는 고온의 배기가스를 가정용 난방 용수 또는 산업 용수로 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 소각로의 개폐가 용이하고 고온의 배기가스를 저온 상태로 변환한 후 신속하게 배기가스를 외부로 배출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 소각로에서 발생하는 고온의 배기가스에 포함된 질소산화물 또는 황산화물과 같은 환경 유해 물질들을 대기로 배출하기 전에 이들을 제거하여 환경 오염을 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 배기가스를 대기로 배출하는 제2 연통부의 폭을 제1 연통부의 폭보다 좁게 형성하고 제2 연통부 내에 고속의 공기를 분사함으로써 환경 유해물질이 제거된 배기가스를 신속하게 대기 중으로 배출할 수 있는 소각열을 회수할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
또한 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 소각 장치
101: 베이스프레임
102: 서브 베이스프레임
111: 감속기
112: 하우징
130: 지지프레임
131: 제1 고정부
132: 제2 고정부
135: 제1 송풍부
137a: 제1 에어덕
137b: 제2 에어덕
137c: 제3 에어덕
150: 소각로
157: 제1 윈도우
170: 에어 후드
180: 샤프트
181a: 제1 에어노즐
181b: 제2 에어노즐
200: 공기주입 조절부
300: 제3탱크
335: 제2 송풍기
400: 배기가스 처리유닛
500: 제어부

Claims (10)

  1. 소각 재료를 수용할 수 있도록 개구 공간을 구비한 소각로;
    상기 소각로 상부에 배치되는 에어 후드;
    상기 소각로 내부에 바닥면과 수직한 방향으로 배치되고 상기 소각로 내부에 공기를 분사하는 샤프트;
    상기 샤프트 표면에 배치된 복수의 제1 에어노즐;
    상기 소각로 내부에 배치된 제2 에어노즐;
    상기 소각로 내면을 따라 배치된 복수의 연료노즐;
    상기 소각로 하측에 배치되고 상기 샤프트와 상기 소각로 하단 측면으로 각각 공기를 주입하는 공기주입 조절부;
    상기 소각로에서 발생한 고온의 배기가스를 이용하여 가정 난방 용수 또는 산업용 용수를 생성하는 배기가스 처리유닛;
    상기 에어 후드로부터 발생한 배기가스를 상기 배기가스 처리유닛에 제공하는 제1 연통부; 및
    상기 배기가스 처리유닛의 배기가스를 외부로 배출시키고 상기 제1 연통부의 직경보다 작은 제2 연통부를 포함하고,
    상기 공기주입 조절부는 상기 샤프트에 공기를 공급하는 제1 에어덕과, 상기 샤프트의 회전을 조절하는 제1 모터 및 감속기와, 상기 소각로에 배치된 제2 에어노즐에 공기를 공급하는 제2 에어덕을 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 에어노즐을 구성하는 노즐들은 상기 샤프트 표면으로 돌출되어 배치되거나 상기 샤프트 표면과 동일면을 이루도록 배치된 것을 특징으로 하는
    연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연통부와 상기 에어 후드를 연결하는 연결부를 더 포함하는
    연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 연통부 일측에 위치하여 상기 에어 후드가 상기 소각로에서 분리될 때, 상기 에어 후드를 지지하기 위한 안착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소각로 개폐를 위해 상기 에어 후드에 동력을 전달하는 동력 전달부와, 상기 동력 전달부에 동력을 공급하는 제2 모터를 더 포함하는
    연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 동력 전달부는 상기 제2 모터의 동력을 공급받는 제1 크랭크와,
    상기 에어 후드 일측에 배치된 제1 고정부와 체결되는 제2 크랭크와,
    상기 제1 크랭크의 동력을 제2 크랭크에 전달하기 위해 배치된 체인 또는 벨트를 포함하는
    연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 연료노즐은 상기 소각로 둘레를 따라 형성된 관통홀에 삽입되어 배치되는 것을 특징으로 하는
    연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연료노즐은 상기 관통홀 내측에 삽입된 연결파이프와,
    상기 소각로 외측 방향의 연결파이프 일측에 배치된 제1 연료노즐 소켓과,
    상기 소각로 내측 방향의 연결파이프 타측에 배치된 제2 연료노즐 소켓을 포함하고,
    상기 연료노즐은 상기 제2 연료노즐 소켓과 체결된 것을 특징으로 하는
    연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 에어노즐은 상기 샤프트가 회전하는 방향과 대응하는 방향으로 에어를 분사하여 상기 소각로와 상기 샤프트 사이의 공간에서 상기 샤프트를 중심으로 상기 샤프트가 회전하는 방향으로의 회오리 바람을 형성하는
    연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치.
  10. 제1항에 있어서
    상기 샤프트는 원주 방향을 따라 복수의 노즐들로 구성된 제1 에어노즐이 상기 샤프트의 길이 방향을 따라 소정의 간격으로 복수개 배치되고,
    상기 제1 에어노즐을 구성하는 노즐들의 직경은 20[mm]이고, 상기 제1 에어노즐 층의 개수는 7층이며, 상기 제1 에어노즐들 간의 간격은 동일한 것을 특징으로 하는
    연소효율을 높이기 위한 공기 분사 구조를 갖춘 소각장치.
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