KR100299675B1 - 열매체보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열매체 보일러에 관한 것으로, 가연성 폐기물 또는 가연성 폐기물로 만들어진 연료를 소각시키며 내부로 청정산소가 공급되는 소각수단과, 상기 소각수단에서 배출된 배기가스와 냉각수의 열교환 작용으로 열풍을 발생시킴과 아울러 배기가스에 포함된 각종 유해 물질을 중량 차이로 포집하는 집진수단과, 상기 소각수단으로 청정산소를 공급하기 위한 청정산소 공급수단과, 상기 집진수단을 지난 배기가스를 다시 수차례에 걸쳐 필터링한 후, 외기로 방출시키는 배기가스 방출수단을 포함하여 구성한다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 청정산소의 지속적인 공급으로 연소 효율을 보다 향상시키며, 소각시 유해 물질의 발생을 최대로 억제시킬 뿐만 아니라 연도의높이를 낮추어 공간 활용도를 높인다.

또한, 산업 폐기물과 일반 생활 폐기물을 이용한 고형화 연료 제조 시스템에 유용하게 사용한다.

Description

열매체 보일러

본 발명은 열매체 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료의 소각시 연소 작용을 원활하게 촉진시켜 효율을 향상시키고, 유해 물질의 발생을 최소화하며, 또한 연도('굴뚝'이라고도 함)의 높이를 낮출 수 있게 한 새로운 형태의 열매체 보일러에 관한 것이다.

현재 우리나라를 포함하여 전세계는 쓰레기 처리로 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다. 쓰레기의 처리를 위하여 많은 노력과 비용, 그리고 부대 시설이 요구되기 때문이다.

우리나라의 경우만 하더라도 해마다 쏟아지는 산업 폐기물과 일반 생활 폐기물은 점차로 늘어가고 있지만, 그 산업 폐기물과 일반 생활 폐기물을 처리하기 위하여 지역간의 이해 관계가 얽히게 되는 등, 어려가지 부작용을 낳고 있다.

통상적으로 산업 폐기물과 일반 생활 폐기물 중, 약 80% 정도는 소각이 가능하지만, 그 선별 작업 및 소각 장치의 부족으로 그대로 버려지고 있으며, 해마다 늘어나는 폐기물로 인하여 심각한 사회 문제로 대두되는 지경에 이르고 있는 것이다.

지금까지 주로 알려진 폐기물 처리 방식은 주로 매립 방법을 적용하고 있으나, 매립지의 부족으로 폐기물의 불법 매립이 일상화되고 있으며, 그 불법 매립으로 우리나라의 아름다운 산하가 폐기물로 몸살을 앓고 있는 실정이다.

이와 같이, 폐기물의 매립으로 인한 여러 문제점들을 해소하기 위하여, 산업 폐기물과 일반 생활 폐기물 중 소각이 가능한 폐기물만을 선별하여 소각시키는 기술이 부분적으로 알려지면서 각종 폐기물로 인한 여러 폐해를 줄이려는 시도가 있지만, 폐기물의 소각을 위하여 많은 비용이 요구되는 단점을 극복하지 못하여 널리 사용되지 못하는 실정이다.

상기와 같은 폐기물 소각 시스템에는 소각로가 필수적인 요소로 자리잡으며, 소각로에는 유해 물질의 감소를 위하여 여러 가지 부품이 추가되어 설치되는 것으로 알려지고 있다.

최근들어서는 산업 폐기물과 일반 생활 폐기물 중, 비 가연성 폐기물을 제외한 폐지, 음식물 찌꺼기, 폐섬유, 폐고무, 음식물 용기, 비닐 또는 플라스틱 등의 합성수지 제품과 같은 가연성 폐기물을 선별 수거하여, 파쇄, 건조, 농축 및 압축 과정을 거쳐 고열량의 고체 연료화시키는 기술이 알려지고 있다.

상기와 같이 산업 폐기물과 일반 생활 폐기물의 일부를 고열량의 고체 연료로 만드는 기술은 폐기물의 처리 뿐만 아니라 자원의 재활용과 산업 발전에 기여할 수 있는 유용한 기술이며, 향후 그 기술적 보완을 통해 폐기물 처리 방식에 일대 혁신을 가져다 줄 것으로 기대되고 있다.

현재 널리 사용되고 있는 화석 연료로부터의 에너지 전환의 일환으로 폐기물로부터 가공 성형한 고체 연료의 필수적인 조건으로는 고발열량일 것, 저함수율일 것, 성분이 균일할 것, 대기 오염 성분이 낮을 것, 기존의 고체 연료 사용 로(爐)에서도 사용이 가능할 것 등인데, 여기서 해결하기 가장 어려운 과제가 플라스틱 및 유해성 성분의 다량 혼입에 의한 대기 오염의 급증을 방지하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 산업 폐기물과 일반 생활 폐기물의 처리를 위하여 필수적으로 사용되는 소각로는 연소를 촉진시키고 유해 물질이 발생되는 현상을 최소화하기 위하여 많은 노력을 기울이고 있으나 기대에 미치지 못하는 것이었다.

즉, 종래에 일반적으로 널리 사용되는 소각로는 질소와 산소가 혼합된 일반 공기를 이용하여 연소 작용이 이루어지게 되는 바, 공기 중에 포함된 질소는 연소 작용을 원활하게 하지 못하는 작용을 하여 폐기물의 연소 효율이 높이지 못하는 단점이 있었다.

또한, 유해 물질의 제거를 위하여 사이클론을 구비하여, 비교적 중량이 무거운 유해 물질을 제거하려고 하였으나, 비교적 중량이 가벼운 유해 물질은 배기가스와 함께 대기중으로 방출됨으로써 실질적인 유해 물질 감소 효과를 얻지 못하였으며, 뿐만 아니라 사이클론 등, 유해 물질 제거수단이 제 역할을 못하게 됨으로써 연도의 높이를 최소한 6 ~ 8m 정도로 높게 하여, 높이 공간을 많이 차지하는 단점이 있었다.

또한, 기존의 소각로는 폐기물의 소각 기능만 수행할 뿐, 그 외의 용도로는 사용하지 못하여, 예를 들어서 고체 연료 제조 시스템에 열원을 필요로 하는 경우에는 별도의 열원장치를 부가적으로 설치하여야 하는 등의 여러 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 주 목적은 청정산소의 지속적인 공급으로 연소 효율을 보다 향상시킬 수 있도록 한 열매체 보일러를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 소각시 유해 물질의 발생을 최대로 억제시킬 수 있도록 한 열매체 보일러를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 청정산소의 높이를 낮추어 공간 활용도를 높일 수 있도록 한 열매체 보일러를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 산업 폐기물과 일반 생활 폐기물을 이용한 고형화 연료 제조 시스템에 유용하게 사용할 수 있도록 한 열매체 보일러를 제공하려는 것이다.

도 1는 본 발명에 의한 열매체 보일러의 전체 구성을 보인 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 열매체 보일러를 구성하는 소각수단을 보인 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 열매체 보일러를 구성하는 집진수단을 보인 단면도.

도 4는 도 3의 A - A선 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 ; 소각로 11 ; 소각공간

12 ; 연료 저장조 13 ; 연로 공급관

14 ; 연료 정량 공급기 15 ; 버너

16 ; 에어 분사 노즐 17 ; 내통

18 ; 외통 19 ; 배출관

20 ; 스팀 분배변 21 ; 역폭발 방지 안전밸브

22 ; 안전 밸브 31 ; 냉각수 탱크

32 ; 덕트 33 ; 싸이클론

34 ; 냉각 및 열풍 파이프 35 ; 커버

36 ; 냉각 공기 흡입관 37 ; 소석회 분사 노즐

38 ; 냉각수 분사 노즐 39 ; 내통

40 ; 외통 41 ; 배출 파이프

42 ; 송풍팬 43 ; 열풍 공급용 파이프

44 ; 청정산소 필터 45 ; 안전 밸브

51 ; 배기가스 배출관 52 ; 송풍팬

53 ; 연도 54 ; 세라믹 촉매 필터

55 ; 데미스트 필터 56 ; 배기가스 측정구

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 가연성 폐기물 또는 가연성 폐기물로 만들어진 연료를 소각시키며 내부로 청정산소가 공급되는 소각수단과, 상기 소각수단에서 배출된 배기가스와 냉각수의 열교환 작용으로 열풍을 발생시킴과 아울러 배기가스에 포함된 각종 유해 물질을 중량 차이로 포집하는 집진수단과, 상기 소각수단으로 청정산소를 공급하기 위한 청정산소 공급수단과, 상기 집진수단을 지난 배기가스를 다시 수차례에 걸쳐 필터링한 후, 외기로 방출시키는 배기가스 방출수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 열매체 보일러가 제공된다.

상기 소각수단은 내부에 소정의 소각공간이 형성되고 소정의 높이로 세워지는 소각로와, 상기 소각로의 내부로 폐기물 또는 폐기물로 만들어진 연료를 공급하는 연료 저장조와, 상기 소각로를 가열하기 위한 버너와, 상기 소각로의 내부에 소각공간을 향하여 고정되어 청정산소를 공급하는 복수개의 에어 분사 노즐을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 연료 저장조에 연료의 정량을 소각로의 소각공간으로 공급하는 연료 정량 공급기를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 소각로는 내통 및 외통으로 이루어져 있고, 그 내통과 외통의 사이에는 냉각수가 충진되어, 소각로의 과열을 방지하고, 온수를 활용하도록 구성한다.

상기 집진수단은 소각수단의 출구측과 통하도록 연결 설치되는 싸이클론과, 상기 싸이클론을 감싸는 형태로 결합되고 내통과 외통의 사이에 냉각수가 충진되는 냉각수 탱크와, 상기 냉각수 탱크 및 싸이클론의 사이에 나선상으로 권회되는 냉각 및 열풍 파이프와, 상기 냉각 및 열풍 파이프의 상단부에 연결되어 냉각 공기를 흡입하는 흡입관과, 소석회를 흡입하여 분사시키는 소석회 분사 노즐 및 냉각수를 흡입하여 분사시키는 냉각수 분사 노즐을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 청정산소 공급수단은 집진수단으로부터 발생된 열풍을 이용하며, 상기 청정산소 공급수단의 일실시예에 의하면, 집진수단으로부터 발생된 열풍을 배출시키는 배출 파이프와, 상기 배출 파이프의 단부에 설치되어 냉각 및 열풍 파이프로 배출되는 열풍을 강제 배출시키는 송풍수단과, 상기 송풍수단의 출구측과 소각로에 설치된 복수개의 에어 분사 노즐을 각각 연결하는 복수개의 열풍 공급용 파이프와, 상기 송풍수단의 출구측에 설치되어 산소보다 큰 입자를 필터링하고 청정산소만 통과시키는 미세한 입자의 청정산소 필터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 배기가스 방출수단은 냉각수 탱크의 내부에서 발생된 배기가스를 안내하기 위한 배기가스 배출관과, 상기 배기가스 배출관의 단부에 설치되어 싸이클론의 내부 배기가스를 강제로 흡입하여 송풍시키는 송풍수단과, 상기 송풍수단의 출구측에 연결 설치되는 연도와, 상기 배기가스 배출관의 소정 부위에 설치되어 유해 가스 및 분진을 여과시키는 세라믹 촉매 필터와, 상기 연도의 소정 부위에 설치되어 마지막으로 분진 및 매연을 여과시키는 데미스트 필터를 포함하여 구성하며, 상기 연도의 높이는 3 ~ 4m로 낮게 형성한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 열매체 보일러를 첨부 도면에 도시한 실시예에 따라서 설명하면 다음과 같다.

도 1는 본 발명에 의한 열매체 보일러의 전체 구성을 보인 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 열매체 보일러를 구성하는 소각수단을 보인 단면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 열매체 보일러를 구성하는 집진수단을 보인 단면도이고, 도 4는 도 3의 A - A선 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 열매체 보일러는, 높은 고열로써 연료를 소각하는 소각수단과, 상기 소각수단에서 발생된 배기가스에 포함된 유해 물질을 포집하는 집진수단과, 상기 소각수단에 청정산소를 공급하는 청정산소 공급수단과, 상기 집진수단을 지난 배기가스를 외기로 방출시키는 배기가스 방출수단을 포함하고 있다.

상기 소각수단은 내부에 소정의 소각공간(11)이 형성되고 소정의 높이로 세워지는 소각로(10)와, 상기 소각로(10)의 일측에 설치되는 연료 저장조(12)와, 상기 연료 저장조(12)와 소각로(10)의 소각공간(11)을 연결하는 연료 공급관(13)과, 상기 연료 저장조(12)의 하부에 설치되어 연료의 정량을 연료 공급관(13)을 거쳐 소각로(10)의 소각공간(11)으로 공급하는 연료 정량 공급기(14)와, 상기 소각로(10)의 외벽에 연결 설치되는 버너(15)와, 상기 소각로(10)의 내부에 소각공간(11)을 향하여 고정되는 복수개의 에어 분사 노즐(16)을 포함하고 있다.

상기 소각로(10)는 내통(17) 및 외통(18)으로 이루어져 있으며, 그 내통(17)과 외통(18)의 사이에는 냉각수(W)가 충진되어 있으며, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 냉각수(W)는 냉각수 펌프(P)에 의해 지속적인 공급이 가능하도록 되어 있으며, 상기 냉각수(W)는 소각로(10)가 과열되어 파손되는 현상을 방지하는 역할을 하며, 또한 초기에 냉각수(W)의 온도는 낮지만 나중에 가열된 온수는 소각로(10)의 하단부에 형성된 배출관(19)을 통해 외부로 배출되도록 함으로써 비닐 하우스, 목욕탕, 농수산물 건조 등에 사용할 수 있게 하였다.

또한, 상기 소각로(10)의 상부에는 냉각수(W)의 가열에 의해 발생된 스팀을 보관하거나 또는 필요한 것으로 분배하기 위한 스팀 분배변(20)이 연결되어 있으며, 그 스팀 분배변(20)을 통해 배출되는 스팀도 위에서 설명한 온수와 마찬가지로 다른 목적으로 사용이 가능하다.

상기 에어 분사 노즐(16)은 청정산소를 일정한 압력으로 공급하여 연소를 촉진시키는 역할을 한다.

그리고, 소각로(10)의 소정 부위에는 역폭발 방지 안전밸브(21)가 설치되어 있어, 점화시 가스가 역류되면 자동으로 개방되어 그 역류 가스를 후술하는 배기가스 방출수단의 연도(燃道)도 방출되도록 함으로써 안전 사고를 미연에 방지하도록 하였다.

상기 버너(15)는 연료 탱크(T)와 연결되어 있으며, 연료의 점화시 공기와 경유를 혼합하여 착화시키는 역할을 하고, 점화 착화시킨 후, 일정한 온도, 예를 들어 850℃의 온도로 유지되면 자동으로 소화된다.

상기 소각공간(11)의 온도는 약 950℃ ~ 1100℃ 온도로 유지되면서 연료를 소각시키게 된다.

또한, 상기 소각로(10)의 소정 부위에는 열매체 보일러에서 압력이 발생할 경우 자동으로 개방되어 압력을 저하시키는 안전 밸브(22)가 구비되어 있다.

한편, 상기 집진수단은 소각로(10)와 소정의 간격을 두고 설치되는 냉각수 탱크(31)와, 상기 냉각수 탱크(31)의 내부에 수납되고 상기 소각로(10)와 덕트(32)로 연결 설치되는 싸이클론(33)과, 상기 냉각수 탱크(31) 및 싸이클론(33)의 사이에 나선상으로 권회되는 냉각 및 열풍 파이프(34)를 포함하고 있다.

상기 냉각수 탱크(31)의 상부에 복개되는 커버(35)에는 냉각 공기 흡입관(36)이 연결 설치되어 있고, 그 냉각 공기 흡입관(36)은 도면에는 상세하게 도시하지 않았으나 냉각 및 열풍 파이프(34)의 상단부와 연결되어 있어, 외부의 냉각 공기가 냉각 및 열풍 파이프(34)로 흡입되도록 구성되어 있다.

상기 냉각수 탱크(31)의 상부에는 커버(35)에는 소석회를 진공 흡입하여 분사시키는 소석회 분사 노즐(37) 및 냉각수를 펌프로 흡입하여 분사시키는 냉각수 분사 노즐(38)이 내측을 향하여 결합되어 있다.

또한, 상기 청정산소 공급수단은 상기한 냉각 및 열풍 파이프(34)의 하단부에 연결 설치하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 냉각 및 열풍 파이프(34)의 배출구로부터 배출되는 열풍에서 공기중에 포함된 비교적 입자가 큰 질소 등을 필터링하여 청정산소만 소각로(10)의 내부로 공급되도록 구성한다.

그 기술적 구성을 살펴보면, 상기 냉각 및 열풍 파이프(34)의 하단부에 연결 설치되는 배출 파이프(41)와, 상기 배출 파이프(41)의 단부에 설치되어 냉각 및 열풍 파이프(34)로 배출되는 열풍을 강제 배출시키는 송풍팬(42)과, 상기 송풍팬(42)의 출구측과 상기한 복수개의 에어 분사 노즐(16)을 각각 연결하는 복수개의 열풍 공급용 파이프(43)와, 상기 송풍팬(42)의 출구측에 설치되어 산소보다 큰 입자, 예를 들어 질소 등을 필터링하고 청정산소만 통과시키는 미세한 입자의 청정산소 필터(44)를 포함하고 있다.

도면에서 열풍 공급용 파이프(43)는 몇 개의 경우에만 에어 분사 노즐(16)로 연결되는 상태로 도시하였으나 실제로는 각각의 에어 분사 노즐(16)에 연결되는 것이다.

상기 냉각수 탱크(31)는 소각로(10)와 마찬가지로 내통(39) 및 외통(40)으로 이루어져 있으며, 그 내통(39)과 외통(40)의 사이에는 냉각수(W)가 충진되어 있으며, 상기 냉각수(W)는 냉각수 펌프(P)에 의해 지속적인 공급이 가능하도록 되어 있다.

상기한 냉각수 탱크(31)의 내부에 충진되는 냉각수(W)도 초기에는 온도가 낮지만 나중에는 하측으로 갈수록 온도가 높아져 온수가 되며, 그 온수는 역시 비닐 하우스, 목욕탕, 농수산물 건조 등에 사용할 수 있다.

도면중 미설명 부호 45는 싸이클론(33)의 내벽이 압력이 발생될 경우 자동으로 개방되어 압력을 저하시키는 역할을 하는 안전 밸브를 보인 것이다.

또한, 상기 배기가스 방출수단은 상기 냉각수 탱크(31)의 내부에서 발생된 배기가스를 안내하기 위한 배기가스 배출관(51)과, 상기 배기가스 배출관(51)의 단부에 설치되어 싸이클론(33)의 내부 배기가스를 강제로 흡입하여 송풍시키는 송풍팬(52)와, 상기 송풍팬(52)의 출구측에 연결 설치되는 연도(53)('굴뚝'이라고도 함)을 포함하고 있다.

상기 배기가스 배출관(51)의 입구측 소정 부위에는 유해 가스 및 분질을 여과시키기 위한 세라믹 촉매 필터(54)가 설치되어 있다.

상기 연도(53)는 앞에서 설명한 바와 같이, 소각로(10)의 역폭발 방지 밸브(21)와 통하도록 연결되어 있으며, 상부에는 마지막으로 분진 및 매연을 여과시키기 위한 데미스트 필터(55)가 설치되어 있다.

상기 데미스트 필터(55)는 스테인레스 스틸 재질이며, 미세한 망으로 형성되어 있다.

또한, 상기 데미스트 필터(55)와 인접하여 각종 배기가스를 포집하는 배기가스 측정구(56)가 설치되어 있다.

상기한 연도(53)는 앞에서 유해 물질을 보다 완벽하게 차단하게 되므로 기존의 경우와 같이 높게 형성할 필요가 없으며, 전체적인 열매체 보일러의 높이와 같거나 낮게 형성하여도 무방하다. 가장 좋기로는 3 ~ 4m 정도이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 열매체 보일러의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 연료 저장조(12)에 충분한 양의 연료를 넣는다. 상기 연료는 가연성 폐기물이거나 또는 가연성 폐기물로 만들어진 연료를 사용한다.

산업 폐기물과 일반 생활 폐기물 중 가연성 폐기물을 이용한 고체 연료 제조 시스템이 설치된 것에서는 그 제조 시스템에 의하여 제조된 연료를 사용하는 것이 바람직할 것이다.

이후, 연료 정량 공급기(14)에 의하여 정량의 연료를 소각로(10)의 소각공각(11)으로 투입하게 된다.

한편, 버너(15)에 전원을 공급하게 되면, 공기와 연료 탱크(T)로부터 공급된 경유를 혼합하여 착화를 시키게 되는데, 그 착화 동작에 의하여 소각로(10)의 소각공간(11)에서 연료를 소각시키게 된다.

이 때, 버너(15)의 초기 점화시 가스가 역류되는 경우 역폭발 방지 안전밸브(21)가 자동으로 개방되면서 역류 가스를 연도(53)로 강제 배출시키게 된다.

상기 소각공간(11)의 내부 온도는 950℃ ~ 1100℃ 정도가 유지되면서 연료를 소각시키게 되며, 버너(15)는 약 850℃가 유지되면 자동으로 소화된다.

상기와 같은 연료의 소각시, 소각로(10)의 내통(17) 및 외통(18)의 사이에는 냉각수(W)가 흐르게 되므로, 그 냉각수(W)에 의해 소각로(10)의 과열을 방지하게 되며, 소정의 온도로 높어진 냉각수(W)는 배출관(19)을 통해 외부로 배출되도록 함으로써 비닐 하우스, 목욕탕, 농수산물 건조 등에 사용할 수 있으며, 소각로(10)의 상부에 설치된 스팀 분배변(20)에 의해 스팀의 형태로 보관되거나 온수와 마찬가지로 소정의 경로를 통해 다른 용도로 사용할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의한 소각로(10)의 내부에는 복수개의 에어 분사 노즐(16)을 통해 청정산소가 충분히 공급되어 연소를 촉진시키게 됨으로써 효율을 높일 수 있는 것이다.

상기 청정산소의 공급에 대한 작용은 추후에 다시 설명하기로 한다.

한편, 소각로(10)의 소각공간(11)에서는 연료의 소각에 따른 배기가스가 발생되는 바, 그 배기가스는 덕트(32)를 지나 싸이클론(33)의 내부로 유입된다.

이 때, 상기 싸이클론(33)을 감싸고 있는 냉각수 탱크(31)의 내부에는 냉각수(W)가 흐르는 동시에 냉각 및 열풍 파이프(34)의 내부에는 냉각 공기 흡입관(36)을 통해 흡입한 냉각 공기가 흐르게 된다.

따라서, 싸이클론(33)의 내부로 유입되는 고온의 배기가스로 인하여 냉각수 탱크(31)의 냉각수(W) 및 냉각 및 열풍 파이프(34)의 냉각 공기를 열교환 작용으로 온도가 각각 상승하여, 하측으로 갈수록 냉각수(W)의 온도가 상승하여 온수로 외부로 배출된다. 그 온수는 앞에서 설명한 소각로(10)에서의 온수 및 스팀처럼 비닐 하우스, 목욕탕, 농수산물 건조 등에 사용할 수 있으며, 또한 냉각 공기도 하측으로 갈수록 온도가 높아지게 되는 것이다.

이 후, 송풍팬(42)의 구동에 의해 냉각 및 열풍 파이프(34)의 내부를 흐르는 열풍이 되어서 강제 배출되는데, 상기 송풍팬(42)의 출구측에는 청정산소 필터(44)가 설치되어 있으므로, 열풍이 청정산소 필터(44)를 지나면서 질소 등과 같이 큰 입자는 걸러지고 비교적 입자가 작은 청정산소만 통과하여 소각로(10)의 내부로 에어 분사 노즐(16)을 통해 분사됨으로써 유해 가스를 완전 연소시키게 되는 것이다.

한편, 상기 싸이클론(33)의 내부로 배기가스가 유입되는 동시에 소석회 분사 노즐(37) 및 냉각수 분사 노즐(38)을 통해 소석회와 냉각수가 분사되는 바, 이 때 고온의 배기가스에 포함된 각종 유해 물질은 소석회에 의해 중화되는 동시에, 고온의 배기가스가 차가운 냉각수와 접촉을 하게 되면, 중량이 무거워져 싸이클론(33)의 작용으로 하측으로 낙하되어 수거되는 것이다.

그리고, 비교적 유해 물질이 제거된 배기가스는 송풍팬(52)의 구동에 의해 배기가스 배출관(51)을 통해 배출되는데, 이 때 그 배기가스 배출관(51)의 입구측에 세라믹 촉매 필터(54)가 설치되어 있으므로, 배기가스에 포함된 유해 가스 및 분진을 다시 필터링 하게 되며, 연도(53)를 통해 배출되는 배기가스는 마지막으로 데미스트 필터(55)를 통과하면서 잔여 분진 및 매연을 걸러내는 것이다.

상기 연도(53)는 집진수단에서 몇 차례에 걸쳐 배기가스에 포함된 각종 유해 물질을 보다 완벽하게 제거함으로써 그 높이를 3 ~ 4m 정도로 열매체 보일러의 높이와 같거나 낮게 형성하여도 무방하다.

상기와 같은 본 발명에 의한 열매체 보일러는, 앞에서 설명한 폐기물을 이용한 고체 연료 시스템에 적용하여, 열풍을 고체 연료를 제조하기 위한 일련의 건조 공정에서 사용할 수 있으며, 폐기물의 제조 도중에 일부를 열매체 보일러의 연료로 사용할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의한 열매체 보일러는 상세한 설명에 설명 실시예에 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명의 청구항 및 그 종속항의 창작적 개념의 정신으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가해질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 열매체 보일러는, 가연성 폐기물 또는 가연성 폐기물로 만들어진 연료를 소각시키며 내부로 청정산소가 공급되는 소각수단과, 상기 소각수단에서 배출된 배기가스와 냉각수의 열교환 작용으로 열풍을 발생시킴과 아울러 배기가스에 포함된 각종 유해 물질을 중량 차이로 포집하는 집진수단과, 상기 소각수단으로 청정산소를 공급하기 위한 청정산소 공급수단과, 상기 집진수단을 지난 배기가스를 다시 수차례에 걸쳐 필터링한 후, 외기로 방출시키는 배기가스 방출수단을 포함하여 구성함으로써 청정산소의 지속적인 공급으로 연소 효율을 보다 향상시키며, 소각시 유해 물질의 발생을 최대로 억제시킬 뿐만 아니라 연도의높이를 낮추어 공간 활용도를 높인다. 또한, 산업 폐기물과 일반 생활 폐기물을 이용한 고형화 연료 제조 시스템에 유용하게 사용하는 등의 여러 효과가 있다.

Claims (6)

1. 폐기물 또는 폐기물로 만들어진 연료를 소각시키는 소각수단과, 상기 소각수단에서 배출된 배기가스에 포함된 각종 유해 물질을 중량 차이로 포집하는 싸이클론을 포함한 원심력 집진수단과, 상기 원심력 집진수단을 지난 배기가스를 필터링한 후, 외기로 방출시키는 배기가스 방출수단을 포함하는 열매체 보일러에 있어서, 상기 싸이클론의 외주면에 냉각 및 열풍 파이프를 나선상으로 감아 결합 고정하고, 상기 냉각 및 열풍 파이프의 입구측에 외부의 신선한 공기를 냉각 및 열풍 파이프로 안내하는 냉각 공기 흡입관을 연결 설치하며, 상기 냉각 및 열풍 파이프의 출구측에는 상기 소각수단과 통하는 파이프를 연결 설치하고, 상기 파이프의 경로상에 상기 냉각 및 열풍 파이프의 출구로 배출되는 열풍을 상기 소각수단으로 강제 공급하는 송풍팬을 설치하여, 상기 소각수단의 내부로 외부의 청정산소를 가열하여 공급하도록 구성한 것을 특징으로 하는 열매체 보일러.
2. 제1항에 있어서, 상기 소각수단으로 연료의 정량을 공급하는 연료정량 공급기를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 열매체 보일러.
3. 제1항에 있어서, 상기 소각수단은 내통 및 외통으로 이루어져 있고 그 내통과 외통의 사이에 냉각수가 충진되어, 과열을 방지하고, 온수를 활용하도록 구성한 소각로가 포함된 것을 특징으로 하는 열매체 보일러.
4. 제1항에 있어서, 상기 냉각 및 열풍 파이프의 외주면에는 내통과 외통의 사이에 냉각수가 충진되는 냉각수 탱크를 결합 고정하여 그 냉각수의 가열로 온수로 사용하도록 하며, 상기 냉각수 탱크에 복개되는 커버에는 싸이클론의 내부로 소석회를 흡입하여 분사시키는 소석회 분사 노즐 및 냉각수를 흡입하여 분사시키는 냉각수 분사 노즐을 연결 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 열매체 보일러.
5. 제1항에 있어서, 상기 송풍팬의 출구측에 산소보다 큰 입자를 필터링하고 미세한 입자의 청정산소만 통과시키는 청정산소 필터를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 열매체 보일러.
6. 제1항에 있어서, 상기 배기가스 방출수단은 냉각수 탱크의 내부에서 발생된 배기가스를 안내하기 위한 배기가스 배출관과, 상기 배기가스 배출관의 단부에 설치되어 싸이클론의 내부 배기가스를 강제로 흡입하여 송풍시키는 송풍수단과, 상기 송풍수단의 출구측에 연결 설치되는 연도를 포함하되, 상기 배기가스 배출관에 유해 가스 및 분진을 여과시키는 세라믹 촉매 필터를 설치하고, 상기 연도의 출구측에 분진 및 매연을 여과시키는 데미스트 필터를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 열매체 보일러.