KR20230105428A

KR20230105428A - 열분해기용 원료 용융 장치

Info

Publication number: KR20230105428A
Application number: KR1020220000794A
Authority: KR
Inventors: 심근섭
Original assignee: 심근섭
Priority date: 2022-01-04
Filing date: 2022-01-04
Publication date: 2023-07-11

Abstract

본 발명은 원료의 용융이 안정적으로 이루어지도록 하면서 원료에 포함된 이물질을 손쉽게 제거시킬 수 있도록 하고 열분해기로 용융물이 기밀된 상태로 공급될 수 있도록 하는 열분해기용 원료 용융 장치에 관한 것으로, 본 원료 용융 장치는 상부가 개방된 용융조(10)와, 상기 용융조(10)의 내부에 부착되는 한 쌍의 경사유도판(20)과, 상기 경사유도판(20)의 하단 사이에 부착되는 여과망(30)과, 상기 여과망(30)의 하부로 설치되는 배출스크루(40)와, 상기 경사유도판(20)의 하부로 상기 용융조(10)의 내부에 설치되는 가열부(50)와, 상기 배출스크루(40)에 연결되는 유자형 공급관(60)을 포함한다.

Description

열분해기용 원료 용융 장치{RAW MATERIAL MELTING APPARATUS FOR PYROLYSIS MACHINE}

본 발명은 열분해기에 연결하여 원료를 용융시킨 후에 열분해기로 공급하는 열분해기용 원료 용융 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원료의 용융이 안정적으로 이루어지도록 하면서 원료에 포함된 이물질을 손쉽게 제거시킬 수 있도록 하고 열분해기로 용융물이 기밀된 상태로 공급될 수 있도록 하는 열분해기용 원료 용융 장치에 관한 것이다.

일반적으로 폐기물이란 쓸모없게 되어 버리는 물질을 총칭하며, 통상적 관념내지는 폐기물 관리법에 따르면 '쓰레기, 연소재 오니(汚泥), 폐유(廢油), 폐산, 폐알칼리, 동물 사체, 합성수지 등 사람의 생활이나 산업 활동에 필요 없게 되어버리는 물질로 정의된다.

한편, 현재 사용되고 있는 폐기물 처리방안에는 감량, 재활용, 재생, 매립, 소각 등이 있다. 이 중에서 감량, 재활용, 재생 등은 최종적인 폐기물 처리방안이 되지 못하며, 매립은 장기간에 걸쳐 심각한 토질 및 수질오염을 초래하므로 각국의 강력한 규제대상이 되고 있다. 따라서 소각방법이 주로 사용되는데, 이는 화염(火焰)을 이용하여 폐기물을 태워 제거하는 방법이다.

그러나 소각에 의한 폐기물 처리방법은 폐기물에 직접적인 화염을 가하는 소각방법으로 폐기물의 적재량, 밀도, 수분 함유량, 소각로 크기, 가열 온도와 같은 여러 요인으로 인해 완전연소가 실질적으로 불가능하고, 불완전 연소에 따른 그을음, 먼지, 대기오염 공해 배출가스 등이 다량 발생하는 문제점이 있다.

이러한 점을 감안하여 고온 및 진공환경에서 폐기물을 열분해(pyrolysis)하거나 탄화시키는 방법이 제안되어 폐기물 열분해기가 널리 사용되고 있고, 이러한 열분해기에는 폐기물 원료를 용융시켜 공급하는 융용 장치가 반드시 필요하다.

종래의 원료 용융 장치는 열분해 장치와 일체화되어 열분해기의 내부에서 열분해 직전에 가열에 의해 용융이 이루어지는 구조로 이루어져 있다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래의 원료 용융 장치는 열분해기에 내설되어 원료에 포함된 이물질까지 공급됨으로써 이물질 처리를 후속 공정으로 진행해야 하는 등 사용상의 불편하고 이물질 처리에 따라 열분해를 연속적으로 수행하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

등록특허 제0651271호 "폐기물 열분해 용융시스템"(2006.11.22.)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 원료의 용융이 안정적으로 이루어지도록 하면서 원료에 포함된 이물질을 손쉽게 제거시킬 수 있도록 하고 열분해기로 용융물이 기밀된 상태로 공급될 수 있도록 하는 열분해기용 원료 용융 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 "열분해기용 원료 용융 장치"는, 상부로 원료를 투입할 수 있도록 상부가 개방되고, 중공된 사각입방체로 형성되는 용융조와; 상기 용융조의 내부 양측에 상단이 부착되고, 하단이 상호 이격되게 배치되며, 원료를 하부 중앙으로 유도하는 한 쌍의 경사유도판과; 상기 경사유도판의 하단 사이에 부착되고, 용융물을 하부로 배출하면서 원료에 포함된 이물질을 걸러내는 여과망과; 상기 여과망의 하부로 설치되고, 상기 용융조의 하부 전면에서 후면을 관통하여 수평으로 장착되며, 상단에 상기 여과망과 연통되게 투입구가 형성되고, 상기 용융조의 외부로 일단의 하부에 배출구가 형성되며, 모터구동되는 이송스크루에 의해 용융물을 수평으로 이송시키는 배출스크루와; 상기 경사유도판의 하부로 상기 용융조의 내부에 설치되고, 상기 경사유도판을 가열시켜 원료를 용융시키는 가열부와; 상기 배출구에 일단이 연통되게 연결되고, 하부로 연장된 후에 유자형으로 절곡되며, 타단이 열분해기와 연결되어 상기 열분해기로 용융물을 기밀되게 공급하는 유자형 공급관을; 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "열분해기용 원료 용융 장치"의 상기 가열부는, 상기 경사유도판의 하부로 상기 배출스크루의 양측에 배치되고 상기 용융조의 전면과 후면을 관통하여 구비되며 내부에 열원이 공급되어 가열되는 한 쌍의 가열관을, 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "열분해기용 원료 용융 장치"의 상기 가열부는, 상기 경사유도판의 하면에 장착되고 전기의 공급에 의해 가열되는 다수의 제1 전열선을, 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "열분해기용 원료 용융 장치"의 상기 여과망은, 그 양측 하부에 수직으로 구비되고 상기 투입구와 연결되는 유도구를, 더 포함하고, 상기 배출스크루는, 상기 용융조의 내부로 상기 배출스크루의 하면에 장착되고 전기의 공급에 의해 가열되는 다수의 제2 전열선을, 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "열분해기용 원료 용융 장치"는, 상기 경사유도판의 상부로 상기 용융조의 내부 전면과 후면에 수평으로 설치되고, 상단이 뾰쪽하고 양단이 하부로 경사지게 시옷자 형태로 형성되며, 상기 용융조의 내부로 투입된 원료를 상기 경사유도판으로 유도하는 중앙유도판을; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "열분해기용 원료 용융 장치"의 상기 중앙유도판은, 상기 용융조의 내부에서 상하로 슬라이딩 가능하게 구비되고, 상기 중앙유도판이 상하로 그 위치가 이동되도록 상기 중앙유도판의 양단에 연결되는 위치이동기를, 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "열분해기용 원료 용융 장치"의 상기 중앙유도판은, 그 하면에 장착되고 원료가 이탈되도록 상기 중앙유도판을 진동시키는 진동기를, 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 원료의 용융이 안정적으로 이루어지고 원료에 포함된 이물질을 손쉽게 제거시킬 수 있어 사용상의 편리성이 현저히 향상되고 열분해를 중단 없이 연속적으로 수행할 수 있으며, 열분해기로 용융물이 기밀된 상태로 공급될 수 있어 열분해기에 무산소 분위기가 적절히 유지되는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 용융 장치의 개략적인 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 용융 장치의 개략적인 측단면도,
도 3은 본 발명에 따른 용융 장치의 개략적인 종단면도,
도 4는 본 발명에 따른 용융 장치의 작동 상태를 개략적인 종단면도,
도 5는 본 발명에 따른 용융 장치의 작동 상태를 개략적인 측단면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 용융 장치의 개략적인 종단면도,
도 7은 도 6의 실시예에 따른 용융 장치의 개략적인 측단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 용융 장치의 개략적인 도면들이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열분해기용 원료 용융 장치는 상부가 개방된 용융조(10)와, 상기 용융조(10)의 내부에 부착되는 한 쌍의 경사유도판(20)과, 상기 경사유도판(20)의 하단 사이에 부착되는 여과망(30)과, 상기 여과망(30)의 하부로 설치되는 배출스크루(40)와, 상기 경사유도판(20)의 하부로 상기 용융조(10)의 내부에 설치되는 가열부(50)와, 상기 배출스크루(40)에 연결되는 유자형 공급관(60)을 포함한다.

상기 용융조(10)는 상부로 원료를 투입할 수 있도록 상부가 개방되고 중공된 사각입방체로 형성되는 것으로, 원료가 투입되어 용융되는 장소를 제공하는 역할을 하면서 상기 경사유도판(20)을 포함하는 제반 부품이 설치되는 장소를 제공하는 역할을 한다.

상기 경사유도판(20)은 상기 용융조(10)의 내부 양측에 상단이 부착되고 하단이 상호 이격되게 한 쌍으로 배치되는 것으로, 원료를 상기 용융조(10)의 하부 중앙으로 상기 여과망(30)을 향해 유도하는 역할을 하고 상기 가열부(50)에 의해 가열되어 원료를 용융시키는 역할을 한다.

상기 여과망(30)은 상기 경사유도판(20)의 하단 사이에 부착되고 철망 구조를 가지는 것으로, 용융물을 하부로 배출하면서 원료에 포함된 용융되지 않는 이물질을 걸러내는 역할을 한다. 이와 같이 상기 여과망(30)에 의해 걸러진 용융되지 않는 이물질은 추후에 작업자에 의해 상기 용융조(10)의 외부로 배출되어 제거된다.

상기 여과망(30)은 그 양측 하부에 수직으로 구비되고 상기 배출스크루(40)의 투입구(41)와 연결되는 유도구(31)를 더 포함한다. 상기 유도구(31)는 상기 여과망(30)을 통과한 용융물을 상기 투입구(41)를 통해 상기 배출스크루(40)의 내부로 유도하는 역할을 한다.

상기 배출스크루(40)는 상기 여과망(30)의 하부로 설치되고 상기 용융조(10)의 하부 전면에서 후면을 관통하여 수평으로 장착되며 상단에 상기 여과망(30)과 연통되게 투입구(41)가 형성되고 상기 용융조(10)의 외부로 일단의 하부에 배출구(42)가 형성되는 것으로, 모터구동되는 이송스크루(43)에 의해 용융물을 수평으로 이송시키는 상기 배출구(42)를 통해 열분해기로 배출시키는 역할을 한다.

상기 투입구(41)는 상기 여과망(30)을 통과한 용융물이 상기 배출스크루(40)의 내부로 투입되는 통로를 제공하는 역할을 하고, 상기 이송스크루(43)는 모터에 의해 회전되면서 투입된 용융물을 상기 배출구(42)로 이송시키는 공지의 것이고, 상기 배출구(42)는 상기 유자형 공급관(60)과 연결되어 상기 배출스크루(40)의 내부의 용융물을 상기 유자형 공급관(60)으로 배출시키는 통로를 제공하는 역할을 한다.

상기 가열부(50)는 상기 경사유도판(20)의 하부로 상기 용융조(10)의 내부에 설치되는 것으로, 상기 경사유도판(20)을 가열시켜 원료를 용융시키는 역할을 한다.

이와 같은 상기 가열부(50)는 상기 경사유도판(20)의 하부로 상기 배출스크루(40)의 양측에 배치되고 상기 용융조(10)의 전면과 후면을 관통하여 구비되며 내부에 열원이 공급되는 한 쌍의 가열관(51)을 포함한다.

상기 가열관(51)은 그 내부에 버너로 연료가스를 직접 연소시켜 가열하거나 열분해기에서 배출되는 고온의 가스를 주입하여 가열시킴으로써, 상기 경사유도판(20)의 하부로 상기 용융조(10)의 내부를 가열하여 상기 경사유도판(20)을 간접적으로 가열시키는 역할을 한다.

상기 유자형 공급관(60)은 상기 배출구(42)에 일단이 연통되게 연결되고 하부로 연장된 후에 유자형으로 절곡되며 타단이 열분해기와 연결되는 것으로, 상기 열분해기로 용융물을 기밀되게 공급하는 역할을 한다.

즉, 상기 유자형 공급관(60)은 상기 배출구(42)에서 배출되는 용융물을 유자형으로 절곡된 경로를 따라 이동시킴으로써, 유자형 부분에 용융물이 채워져 상기 용융조(10)의 내부에 있는 공기가 상기 열분해기로 유입되는 것이 차단된 상태로 용융물만 공급할 수 있도록 하는 것이다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 용융 장치의 개략적인 도면들이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 원료 용융 장치의 상기 가열부(50)는 상기 경사유도판(20)의 하면에 장착되는 제1 전열선(52)을 더 포함한다. 상기 제1 전열선(52)은 전기의 공급에 의해 가열되면서 상기 경사유도판(20)을 직접 가열시켜 상기 가열관(51)을 보조하면서 가열온도를 적절히 제어할 수 있도록 하는 것이다.

상기 배출스크루(40)는 상기 용융조(10)의 내부로 상기 배출스크루(40)의 하면에 장착되는 제2 전열선(44)을 더 포함한다. 상기 제2 전열선(44)은 전기의 공급에 의해 가열되면서 상기 배출스크루(40)를 가열하여 상기 배출스크루(40)를 통해 이송되는 용융물이 냉각되어 경화되는 것을 방지시키는 역할을 한다.

본 원료 용융 장치는 상기 경사유도판(20)의 상부로 상기 용융조(10)의 내부 전면과 후면에 수평으로 설치되고 상단이 뾰쪽하고 양단이 하부로 경사지게 시옷자 형태로 형성되는 중앙유도판(70)을 더 포함한다. 상기 중앙유도판(70)은 상기 용융조(10)의 내부로 투입된 원료를 상기 경사유도판(20)으로 유도하는 역할을 한다.

이와 같은 상기 중앙유도판(70)은 상기 용융조(10)의 내부에서 상하로 슬라이딩 가능하게 구비되고 상기 중앙유도판(70)이 상하로 그 위치가 이동되도록 상기 중앙유도판(70)의 양단에 연결되는 위치이동기(71)를 더 포함한다.

상기 위치이동기(71)는 상기 중앙유도판(70)의 상하 위치를 이동시켜 상기 중앙유도판(70)과 경사유도판(20)의 사이의 이격된 간격을 조절하여 투입되는 원료의 종류에 따라 원료의 투입량 및 용융량을 조절할 수 있도록 하는 것이다.

상기 중앙유도판(70)은 그 하면에 장착되는 진동기(72)를 더 포함한다. 상기 진동기(72)는 전기의 공급에 의해 상기 중앙유도판(70)을 진동시킴으로써, 상기 중앙유도판(70)의 상면에 잔류하는 원료가 적절히 이탈되어 하부로 배출되도록 하는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다할 것이다.

10 : 용융조
20 : 경사유도판
30 : 여과망
31 : 유도구
40 : 배출스크루
41 : 투입구 42 : 배출구
43 : 이송스크루 44 : 제2 전열선
50 : 가열부
51 : 가열관 52 : 제1 전열선
60 : 유자형 공급관
70 : 중앙유도판
71 : 위치이동기 72 : 진동기

Claims

상부로 원료를 투입할 수 있도록 상부가 개방되고, 중공된 사각입방체로 형성되는 용융조(10)와;
상기 용융조(10)의 내부 양측에 상단이 부착되고, 하단이 상호 이격되게 배치되며, 원료를 하부 중앙으로 유도하는 한 쌍의 경사유도판(20)과;
상기 경사유도판(20)의 하단 사이에 부착되고, 용융물을 하부로 배출하면서 원료에 포함된 이물질을 걸러내는 여과망(30)과;
상기 여과망(30)의 하부로 설치되고, 상기 용융조(10)의 하부 전면에서 후면을 관통하여 수평으로 장착되며, 상단에 상기 여과망(30)과 연통되게 투입구(41)가 형성되고, 상기 용융조(10)의 외부로 일단의 하부에 배출구(42)가 형성되며, 모터구동되는 이송스크루(43)에 의해 용융물을 수평으로 이송시키는 배출스크루(40)와;
상기 경사유도판(20)의 하부로 상기 용융조(10)의 내부에 설치되고, 상기 경사유도판(20)을 가열시켜 원료를 용융시키는 가열부(50)와;
상기 배출구(42)에 일단이 연통되게 연결되고, 하부로 연장된 후에 유자형으로 절곡되며, 타단이 열분해기와 연결되어 상기 열분해기로 용융물을 기밀되게 공급하는 유자형 공급관(60)을;
포함하는 것을 특징으로 하는 열분해기용 원료 용융 장치.
제1항에 있어서,
상기 가열부(50)는,
상기 경사유도판(20)의 하부로 상기 배출스크루(40)의 양측에 배치되고 상기 용융조(10)의 전면과 후면을 관통하여 구비되며 내부에 열원이 공급되어 가열되는 한 쌍의 가열관(51)을,
포함하는 것을 특징으로 하는 열분해기용 원료 용융 장치.
제2항에 있어서,
상기 가열부(50)는,
상기 경사유도판(20)의 하면에 장착되고 전기의 공급에 의해 가열되는 다수의 제1 전열선(52)을,
더 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해기용 원료 용융 장치.
제1항에 있어서,
상기 여과망(30)은,
그 양측 하부에 수직으로 구비되고 상기 투입구(41)와 연결되는 유도구(31)를, 더 포함하고,
상기 배출스크루(40)는,
상기 용융조(10)의 내부로 상기 배출스크루(40)의 하면에 장착되고 전기의 공급에 의해 가열되는 다수의 제2 전열선(44)을, 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해기용 원료 용융 장치.
제1항에 있어서,
상기 원료 용융 장치는,
상기 경사유도판(20)의 상부로 상기 용융조(10)의 내부 전면과 후면에 수평으로 설치되고, 상단이 뾰쪽하고 양단이 하부로 경사지게 시옷자 형태로 형성되며, 상기 용융조(10)의 내부로 투입된 원료를 상기 경사유도판(20)으로 유도하는 중앙유도판(70)을;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해기용 원료 용융 장치.
제5항에 있어서,
상기 중앙유도판(70)은,
상기 용융조(10)의 내부에서 상하로 슬라이딩 가능하게 구비되고, 상기 중앙유도판(70)이 상하로 그 위치가 이동되도록 상기 중앙유도판(70)의 양단에 연결되는 위치이동기(71)를,
더 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해기용 원료 용융 장치.
제5항에 있어서,
상기 중앙유도판(70)은,
그 하면에 장착되고 원료가 이탈되도록 상기 중앙유도판(70)을 진동시키는 진동기(72)를,
더 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해기용 원료 용융 장치.