KR102183266B1 - 폐기물로 제조된 고형연료를 이용하는 선박용 발전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐기물로 제조된 고형연료를 이용하는 선박용 발전시스템에 관한 것으로,
선박에서 비닐봉지를 포함하는 폐기물을 공급하는 컨베이어에 열풍, 빛에너지, 고주파 및 원적외선을 공급하여 1차 건조시키고,
1차 건조시킨 폐기물과 웨이스트 첨가제가 공급되는 건조기의 내부에서 냉풍에 의해 2차 건조되도록 하고,
2차 건조시킨 폐기물과 웨이스트 첨가제를 파쇄기에서 파쇄한 후 성형기에서 고형연료로 제조하도록 하고,
상기의 고형연료를 연소기의 내부에서 가수연소 방식과 집중연소 방식에 의해 연소하는 중에 물을 가열시켜 얻은 고온 고압의 증기를 발전기로 공급하여 전기를 생산하도록 하고,
선박에 가해지는 파도에 의한 물의 흐름을 보조에너지로 이용할 수 있도록 함으로써 육지에 매립장이나 쓰레기처리장 또는 소각장과 같은 기피시설을 없애도록 구성한 것이다.

Description

폐기물로 제조된 고형연료를 이용하는 선박용 발전시스템{omitted}

본 발명은 폐기물로 제조된 고형연료를 이용하는 선박용 발전시스템에 관한 것으로, 상세하게는 선박에서 폐기물을 건조하면서 웨이스트 첨가제를 혼합하여 제조한 고형연료를 연소장치에서 연소시키는 중에 발생하는 증기로 발전을 수행하도록 하되, 비닐봉지를 포함하는 폐기물을 공급하는 컨베이어에서 열풍, 빛에너지, 고주파 및 원적외선을 공급하여 1차 건조시키고, 1차 건조시킨 폐기물과 웨이스트 첨가제가 공급되는 건조기의 내부에서 냉풍에 의해 2차 건조되도록 하고, 2차 건조시킨 폐기물과 웨이스트 첨가제를 파쇄기에서 파쇄한 후 성형기에서 고형연료로 제조하도록 하고, 상기의 고형연료를 연소기의 내부에서 가수연소 방식과 집중연소 방식에 의해 연소하는 중에 물을 가열시켜 얻은 고온 고압의 증기를 발전기로 공급하여 전기를 생산하도록 하고, 선박에 가해지는 파도에 의한 물의 흐름을 보조에너지로 이용할 수 있도록 함으로써 육지에 매립장이나 쓰레기처리장 또는 소각장과 같은 기피시설을 없애도록 한 폐기물로 제조된 고형연료를 이용하는 선박용 발전시스템에 관한 것이다.

가정에서 배출되는 생활쓰레기와 각종 산업시설에서 발생하는 산업쓰레기를 비롯한 폐기물은 비닐봉지 또는 쓰레기 봉투에 담긴 상태에서 배출되고 있으며, 다양한 산업분야와 일상생활에서 많이 사용되는 타이어, 비닐, 플라스틱 등 합성수지로 만든 제품은 사용 후에 극히 일부분만이 재활용되고, 대부분은 폐기물로 분류되어 매립되거나 소각 처리되고 있다.

매립하는 경우에는 매립지의 확보 문제뿐만 아니라 매립된 폐기물에 의해 지하수 오염이라는 2차적인 문제가 발생되고 있고, 소각처리하는 경우에는 인체에 치명적인 유독성 가스와 매연을 발생시켜 대기오염이라는 2차적인 문제를 야기시키고 있어서, 폐합성수지와 같은 쉽게 썩지 않는 폐기물을 어떻게 처리하든 많은 문제점이 있었다.

최근 들어 이러한 문제점을 해결하기 위한 소각장치 등 많은 기술이 개발되어 특허 또는 실용신안으로 출원되었으며, 예를 들면, 한국특허등록 제0656093호가 있다.

상기 종래의 소각장치는,

내벽이 내열물질층으로 된 제1 연소실과,

상기 제1 연소실의 하단부에는 일정한 방향으로 분사구가 형성되어 있는 반원통 형상의 분사노즐이 회전판에 다수 개 설치되며, 회전판의 하단부에는 원주면을 따라 다수의 비계가 부착되고, 회전판의 중앙하부로는 연소공기를 공급하는 중공축이 설치되며, 회전판의 전체적인 형상이 원추형인 연소장치와,

상기 연소장치 회전판 상부의 상기 제1 연소실 벽에 설치되는 예열버너와,

상기 제1 연소실 내부에 대하여 비스듬한 방향으로 일정하게 형성된 다수의 노즐을 갖고 상기 예열버너 상부에 설치된 제1 산소공급관과,

상기 제1 산소공급관 상부에 설치되어 상기 제1 연소실에 가연성 폐자원을 연료로 공급하는 연료공급장치와,

상기 연료공급장치 상부의 상기 제1 연소실 중앙에 수직방향으로 설치되는 제2 산소공급관과,

상기 제2 산소공급관 상부의 제2 연소실 벽에 설치된 배출구를 포함하여 구성하였다.

그러나 상기와 같은 소각장치는 상기 원추형인 연소장치 회전판이 일체로 형성되어 있으므로 연소장치의 제조가 불편할 뿐 아니라 연소장치의 회전판 일부가 파괴된 경우에도 연소장치 회전판 전체를 새로 제조해야 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 소각장치는 상기 연소장치의 유지 또는 보수를 하는 경우에는 상기 소각장치를 대부분 분해하여야 한다.

즉, 상기 연소장치를 상기 제1연소실로부터 전체적으로 분리하여 그 연소장치를 수리 또는 보수하여야 하는 문제점이 있었다.

그리하여 2008년 07월 28일자 한국특허등록 제10-0849930호(가연성 폐자원 재활용 연소장치)가 제안되었으며,

이는, 내벽이 내열물질층으로 이루어지며, 상부에 배출구가 형성되는 연소실;

상기 연소실의 하부에 설치되며, 내부로 유입된 연소공기를 분사하기 위한 복수의 분사노즐이 상부 표면에 구비되는 회전연소부;

상기 회전연소부를 상기 연소실 내벽에 대해 상대 회전시키도록 상기 회전연소부의 하측으로부터 상기 회전연소부에 연결되고, 상기 회전연소부 내부에 연소공기를 유입하도록 내부에 빈 공간이 형성되는 중공축;

상기 회전연소부를 향해 화염을 방사하도록, 상기 회전연소부 상부의 상기 연소실 벽에 설치되는 점화부;

상기 연소실 내부에 산소를 공급하도록 산소공급관에 연결되며, 상기 점화부 상측에 상기 연소실의 둘레방향을 따라 설치되는 복수의 산소 분사노즐;

상기 연소실에 가연성 폐자원을 연료로 공급하기 위한 연료공급관을 포함하되,

상기 회전연소부는,

상기 중공축으로부터 유입된 연소공기를 방사방향으로 안내하도록 반경 방향을 따라 격벽이 형성되며, 상기 중공축의 외측에 분리 가능하도록 설치되는 다수의 제1 회전연소부;

상기 이웃한 2개의 제1 회전연소부의 외측단으로부터 유입된 연소공기를 방사방향으로 안내하도록 반경 방향을 따라 격벽이 형성되며, 상기 이웃한 2 개의 제1 회전연소부의 외측단에 분리 가능하도록 연결되는 다수의 제2 회전연소부를 포함하도록 하여 구성하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 가연성 폐자원 재활용 연소장치에 의하여서는 일반 연료를 연소시키는 데에는 무리가 없으나, 비닐은 불안정 상태의 유기질 재료로서 연료로 사용되기도 하지만, 낮은 용융 온도에서 녹기 때문에 비닐이 뭉쳐지게 되고, 폐기물과 비닐이 각각 연소하면서 불완전 연소로 인해 콜로이드상 입자 상태인 다이옥신을 발생하게 되는 단점이 있었다.

더구나 폐기물을 이용한 연료를 제조하기 위하여 폐기물을 모우기 위한 매립장, 쓰레기처리장 또는 소각장과 같은 시설이 필수적이지만, 냄새와 오염으로 인한 민원으로 인해 반드시 있어야 하는 시설임에도 기피시설로 되어 설치할 장소를 구하지 못하게 됨은 물론, 매립장 주변의 땅은 물론, 지하수까지 오염시키게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 선박에서 비닐봉지를 포함하는 폐기물을 공급하는 컨베이어에 열풍, 빛에너지, 고주파 및 원적외선을 공급하여 1차 건조시키고, 1차 건조시킨 폐기물과 웨이스트 첨가제가 공급되는 건조기의 내부에서 냉풍에 의해 2차 건조되도록 하고, 2차 건조시킨 폐기물과 웨이스트 첨가제를 파쇄기에서 파쇄한 후 성형기에서 고형연료로 제조하도록 하고, 상기의 고형연료를 연소기의 내부에서 가수연소 방식과 집중연소 방식에 의해 연소하는 중에 물을 가열시켜 얻은 고온 고압의 증기를 발전기로 공급하여 전기를 생산하도록 하고, 선박에 가해지는 파도에 의한 물의 흐름을 보조에너지로 이용할 수 있도록 함으로써 육지에 매립장이나 쓰레기처리장 또는 소각장과 같은 기피시설을 없애도록 한 폐기물로 제조된 고형연료를 이용하는 선박용 발전시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐기물로 제조된 고형연료를 이용하는 선박용 발전시스템은,

선박에서 폐기물을 건조하면서 웨이스트 첨가제를 혼합하여 제조한 고형연료를 연소장치에서 연소시키는 중에 발생하는 증기로 발전을 수행하도록 하되,

비닐봉지를 포함하는 폐기물을 공급하는 컨베이어의 상면에 고주파발생기와 발광체 및 원적외선발생기를 설치하여 각각에 의한 고주파와 빛에너지 및 원적외선을 가하는 동시에 열풍을 공급하도록 하여 비닐의 파괴와 함께 1차 건조가 이루어지도록 하고,

상기 1차 건조시킨 폐기물과 웨이스트 첨가제가 공급되는 건조기의 내부에서 건조기의 회전에 의해 폐기물과 웨이스트 첨가제를 혼합하면서 냉풍에 의해 2차 건조가 이루어지도록 하고,

상기의 2차 건조시킨 폐기물과 웨이스트 첨가제의 혼합물을 파쇄기에서 1cm 이하의 크기로 파쇄하도록 하고,

상기 파쇄한 후 성형기에서 원통이나 다각형으로 압출 성형하여 고형연료로 제조하도록 하고,

상기의 연료는 연료 호퍼에서 연소기의 연소로에 적절한 양을 계속 공급하도록 하고,

상기의 연료를 착화한 상태에서 소량의 물을 공급하여 내부의 열에 의해 수소와 산소로 분리되면서 연소를 돕는 가수연소가 이루어지도록 하고,

상기의 연소기에 전자석과 영구자석에 의한 자력으로 열기를 밀어주어 불꽃이 연소로의 중앙에서 집중적으로 연소하면서 연소가 촉진되도록 하고,

상기 연소로의 상부에 반구형의 연소 공간을 형성하여 내면에 반사되는 열과 빛이 중앙으로 몰려 초점에 의한 집중적인 연소가 이루어지도록 함으로써 연료를 완전히 연소하는 중에 축열층의 내부에 형성한 물공급관을 흐르는 물을 고온의 증기로 가열시켜 발전기의 에너지로 이용하도록 하고,

열풍ㅇ냉풍 발생장치의 압축기에서 고온고압 상태로 변화시킨 냉매가스가 응축기를 통과하도록 하는 중에 외부에서 강제로 불어주는 공기가 데워져서 열풍으로 상기 컨베이어로 공급되도록 하고,

상기 응축기로부터 상온고압의 냉매가스가 팽창기를 거치면서 저온저압의 냉매가스로 변환되도록 하여 증발기를 통과하는 중에 외부에서 강제로 불어주는 공기가 차가워져서 냉풍으로 상기의 건조기로 공급되도록 하고,

역류 방지용 첵 밸브에 의해 일방향의 흐름을 갖도록 하는 파도의 이동하는 힘에 의해 보조에너지를 발생하는 보조에너지 발생장치를 다수 설치하여 선박으로 이동하는 파도의 압력을 이용하여 선박에서 건조와 연소 및 발전을 수행하는 데 필요한 보조에너지를 얻도록 구성한 것이다.

폐기물로 제조된 고형연료를 이용하는 선박용 발전시스템은,

선박의 내부에서 비닐봉지를 포함하는 폐기물을 공급하는 컨베이어에 열풍, 빛에너지, 고주파 및 원적외선을 공급하여 1차 건조시키면서 1차 건조시킨 폐기물과 웨이스트 첨가제가 공급되는 건조기의 내부에서 냉풍에 의해 2차 건조되도록 하여 비닐이 뭉쳐지지 않은 상태에서 고르게 건조시킬 수 있도룩 하고,

2차 건조시킨 폐기물과 웨이스트 첨가제를 파쇄기에서 1cm 이하의 크기로 파쇄한 후 성형기에서 폐기물과 웨이스트 첨가제를 혼합하면서 고형연료로 제조하도록 하여 웨이스트 첨가제를 혼합하는 비율에 의해 함수율과 열량을 임의로 조절할 수 있도록 하고,

상기의 고형연료를 연소기의 내부에서 가수연소 방식과 집중연소 방식에 의해 연소하는 중에 물을 가열시켜 얻은 고온 고압의 증기를 발전기로 공급하여 전기를 생산하는 동시에, 선박에 가해지는 파도에 의한 물의 흐름을 보조에너지로 이용할 수 있도록 하고,

선박에서 폐기물을 건조하고 웨이스트 첨가제를 혼합하여 제조한 고형연료를 연소장치에서 연소시켜 발생하는 증기로 발전을 수행하도록 하여 육지에 매립장이나 쓰레기처리장 또는 소각장과 같은 기피시설을 없애도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체 구성을 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 고형연료를 제조하는 구성을 도시한 개략도.
도 3은 본 발명의 발전장치의 구성을 도시한 개략도.
도 4는 본 발명의 보조에너지를 얻는 구성을 도시한 개략도.

삭제

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 폐기물로 제조된 고형연료를 이용하는 선박용 발전시스템의 개략적인 구성을 도시한 것으로서,

선박(100)에서 제1 호퍼(1)에 일시 저장한 폐기물을 컨베이어(2)에서 1차 건조하도록 하고,

1차 건조한 폐기물을 공급받는 건조기(3)에 웨이스트 첨가제를 제2 호퍼(4)로부터 공급하면서 내부에서 혼합하는 중에 냉풍으로 2차 건조시키도록 하고,

2차 건조한 폐기물과 웨이스트 첨가제의 혼합물을 파쇄기(5)에서 파쇄하도록 하고,

상기의 파쇄한 혼합물을 성형기(6)에서 고형연료로 제조하도록 하고,

상기의 고형연료를 지속적으로 공급받는 연소장치(7)에서 연소시키는 중에 증기를 생성하도록 하고,

상기의 증기로 발전기(8)에서 발전을 수행하도록 하고,

열풍ㅇ냉풍 발생장치(9)에서 냉매가스가 압축기와 응축기와 팽창기 및 증발기를 순환하는 중에 열풍과 냉풍을 동시에 공급되도록 하고,

보조에너지 발생장치(10)에서는 선박(100)에 가해지는 파도에 의한 물의 흐름을 일방향으로 제어하면서 그 힘을 보조에너지로 이용할 수 있도록 구성한 것이다.

도 2는 본 발명의 고형연료를 제조하는 구성을 도시한 것으로서,

비닐봉지를 포함하는 폐기물을 호퍼(1)에 일시 저장하도록 하고,

상기의 호퍼(1)로부터 폐기물을 공급받는 컨베이어(2)의 상면에는 고주파발생기(11)와 발광체(12) 및 원적외선 발생기(13)를 다수 설치하여 각각에 의한 고주파와 빛에너지 및 원적외선을 가하는 동시에 열풍을 공급하도록 하여 열에 의해 비닐이 팽창되면서 파괴되도록 하는 동시에 폐기물이 1차 건조되도록 하고,

상기 1차 건조시킨 폐기물이 한쪽의 제1 유입구(21)를 통해 공급되면서 제2 호퍼(4)에 저장된 웨이스트 첨가제가 제2 유입구(22)를 통해 공급되는 건조기(3)의 내부에서 건조기(3)의 회전에 의해 폐기물과 웨이스트 첨가제를 혼합하면서 냉풍에 의해 2차 건조가 이루어지도록 하고,

상기 건조기(3)의 다른 쪽의 공기배출구(23)에는 팬(2)을 설치하여 건조기(3) 내부의 습도를 포함하는 공기를 강제로 배출시키도록 하는 한편, 건조한 혼합물은 배출구(25)를 통하여 순차적으로 외부로 배출되도록 하고,

상기 건조기(3)의 내부에서 폐기물 50~80 중량%에 웨이스트 첨가제 20~50 중량%의 비율로 혼합하는 중에 폐기물의 함수율을 1차 조절하는 작용과 함께 폐기물에 의한 열량을 높여주는 작용을 수행하도록 하고,

도면에 도시하지 않은 모터에 의해 외면의 치차가 맞물려 회전하는 건조기 드럼이 회전하는 일반적인 방식으로 건조기(3)회전하는 중에 내부의 폐기물과 웨이스트 첨가제를 혼합하도록 함은 물론, 컨베이어(2)를 통과할 때 열풍에 의해 노출되었던 폐기물이 상대적으로 낮은 온도인 냉풍과 접할 때 높은 온도에서 낮은 온도로 이동하는 물의 특성에 의하여 함유하고 있는 수분을 외부로 배출하게 되어 건조가 용이하게 이루어지도록 하고,

상기의 2차 건조시킨 폐기물과 웨이스트 첨가제의 혼합물을 파쇄기에서 1cm 이하의 크기로 파쇄하도록 하고,

상기의 파쇄한 혼합물을 공급받는 일반적인 성형기(6)에서 원통이나 다각형으로 압출 성형하여 고형연료로 제조하도록 하고,

열풍ㅇ냉풍 발생장치(9)의 압축기(31)에서 고온고압 상태로 변화시킨 냉매가스가 응축기(32)를 통과하도록 하는 중에 외부에서 제1 송풍기(33)에 의해 강제로 불어주는 공기가 데워져서 열풍으로 상기 컨베이어(2)로 공급되도록 하고,

상기 응축기(32)로부터 상온고압의 냉매가스가 팽창기(34)를 거치면서 저온저압의 냉매가스로 변환되도록 하여 증발기(35)를 통과하는 중에 외부에서 제2 송풍기(36)에 의해 강제로 불어주는 공기가 차가워져서 냉풍으로 상기의 건조기로 공급되도록 구성한 것이다.

그리고 상기의 웨이스트 첨가제는 현무암(3~5중량%), 경탄(3~5중량%), 맥반석(2~5중량%), 제오라이트(2~5중량%), 견운모(2~5중량%), C(5~10중량%), 토양에서 자연적 생존 미생물(5~10중량중량%), 습유기폐기물(30~40중량%), 건유기폐기물(30~40중량%)을 혼합한 다음 상온에서 발효시켜 배양하여 제조하도록 한다.

도 3은 본 발명의 발전장치의 구성을 도시한 것으로서,

일반적인 점화장치로부터 공급되는 화력에 의해 초기 착화되는 연소실(A)의 받침판(41)은 작은 홈을 갖는 격자판으로 형성하여 재가 하단으로 자동 배출되도록 하고,

모터(42)에 의해 작동하는 스크루 핀(44)이 내장된 연료공급관(43)에서 상기 성형기(6)로부터 고형연료를 상기의 받침판(41)에 계속 공급하도록 하고,

상기의 연소실(A)의 하단 중앙에 형성한 원통형 공기공급관(46)의 측면에 다수 형성한 공기공급구(47)를 통하여 송풍기(45)로부터 공급되는 공기를 연소실(A)로 공급하도록 하고,

상기 연소실(A)의 둘레에 원주상으로 설치되어 물통(48)에서 소량씩 공급되는 물을 가수공급부(49)의 원통형 물공급구(50)로 공급하여 다수의 구멍(51)을 통하여 분사되는 중에 연소실(A)의 연소열에 의해 물분자가 수소분자와 산소분자로 분리되는 가수연소 방식에 의해 연소효율을 높이도록 하고,

상기 연소실(A)의 상단에 위치하는 재연소부(52)에서 철크롬 재질의 철망을 달팽이관 형상으로 말은 다수의 재연소망(53)으로 형성하여 연소열을 일시적으로 축열하면서 상승하는 불완전 연소가스가 재연소하도록 하고,

상기 재연소부(52)의 상부에 형성되는 초점 연소부(54)는 다수의 철크롬 재질의 작은 원통(55) 내부의 공간을 통과한 연소가스가 반구형(56)의 내부에 모아졌다가 상단의 연소가스 배출관(57)을 통하여 상승하는 중에 불완전 연소 상태의 연소가스를 재차 연소시키도록 하고,

상기 연소실(A)의 둘레에 위치하는 축열부(58)는 알루미나, 몰리브덴, 세라믹, 전기석, 맥반석의 재료를 세라믹화 한 작은 알갱이들을 혼합한 충전층(59)의 내면에 철크롬 재질의 철망을 원통(60)으로 형성하여 500℃ 이상의 온도로 축열된 상태를 유지하는 중에 연소실의 온도를 상승시켜 연소가스를 연소를 활성화시키면서 상승하는 불완전 연소 상태의 연소가스를 완전 연소시키도록 하고,

상기 연소실(A)이 위치하는 외부의 4면에 전자석(62)을 설치한 자기장 발생부(61)에서 상기 전자석(62)에서 발생하는 강한 자력을 연소실(A)에 전달하여 연소시의 불꽃이 연소실(A)의 중앙으로 치중되도록 밀어주는 동시에 자기장에 의한 파장에너지는 고형연료와 물의 원소들에 충격을 가하여 분자로의 분리가 용이하도록 하고,

상기 연소실(A)의 외면에서 연소하는 중에 발생하는 연소열을 전달받는 가열실(B)의 온수 가열부(63)는 역류방지용 체크밸브(65)를 구비한 물공급관(64)을 통해 공급된 물을 고온고압의 증기로 가열하여 압력밸브(67)를 구비한 온수배출관(66)을 통하여 발전기(8)로 공급하여 발전을 수행하도록 구성한 것이다.

상기의 실시예에서는 가열실(B)의 온수 가열부(63)가 축열부(58)의 충전층(59)의 외부에 위치하는 것으로 기술하였지만, 파이프와 같은 형태로 형성한 온수 가열부(63)가 충전층(59)의 내부에 위치하도록 하여 연소실(A)의 열과 충전층(59)의 열에 의해 가열되도록 하여도 무방하다.

도 4는 본 발명의 보조에너지를 얻는 구성을 도시한 것으로서,

부구(71)와 닻(72)으로 이동하지 않도록 한 선박(100)의 외부에 다수 설치한 물 공급관(73)에 파도에 의한 물이 제1 첵밸브(74)를 거쳐 지속적으로 유입되도록 하면서 타측에 형성한 제2 첵밸브(75)를 통하여 계속 압력탱크(76)로 이동하도록 하여 소정의 압력이 되면 이를 운동에너지로 활용하도록 구성한 것이다.

삭제

상기와 같이 구성한 본 발명의 폐기물로 제조된 고형연료를 이용하는 선박용 발전시스템은,

선박(100)에서 제1 호퍼(1)에 일시 저장한 폐기물을 컨베이어(2)에서 1차 건조하도록 하고,

1차 건조한 폐기물을 공급받는 건조기(3)에 웨이스트 첨가제를 제2 호퍼(4)로부터 공급하면서 내부에서 혼합하는 중에 냉풍으로 2차 건조시키도록 하고,

2차 건조한 폐기물과 웨이스트 첨가제의 혼합물을 파쇄기(5)에서 파쇄하도록 하고,

상기의 파쇄한 혼합물을 성형기(6)에서 고형연료로 제조하도록 하고,

상기의 고형연료를 지속적으로 공급받는 연소장치(7)에서 연소시키는 중에 증기를 생성하도록 하고,

상기의 증기로 발전기(8)에서 발전을 수행하도록 하고,

열풍ㅇ냉풍 발생장치(9)에서 냉매가스가 압축기와 응축기와 팽창기 및 증발기를 순환하는 중에 열풍과 냉풍을 동시에 공급되도록 하고,

보조에너지 발생장치(10)에서는 선박(100)에 가해지는 파도에 의한 물의 흐름을 일방향으로 제어하면서 그 힘을 보조에너지로 이용할 수 있도록 한 것으로서,

비닐봉지를 포함하는 폐기물을 선박(100)으로 이동하여 호퍼(1)에 일시 저장하도록 한다.

상기의 호퍼(1)로부터 폐기물을 공급받는 컨베이어(2)의 상면에는 고주파발생기(11)와 발광체(12) 및 원적외선 발생기(13)를 다수 설치하여 각각에 의한 고주파와 빛에너지 및 원적외선을 가하는 동시에 열풍을 공급하도록 하여 열에 의해 비닐이 팽창되면서 파괴되도록 하는 동시에 폐기물이 1차 건조되도록 한다.

상기 고주파 발생기(11)에서 고주파를 발생하여 생활쓰레기의 비닐에 반투명체인 비닐을 투시하여 비닐 내부의 온도를 높여주어 내부의 운동에너지가 증폭되도록 한다.

상기의 컨베이어(2)의 내부애서, 상단에 설치된 발열발광체(12)에서 열과 빛을 비닐에 전달하면서 반투명체인 비닐을 투시하여 비닐 내부의 온도가 더 상승하도록 한다.

상기 원적외선 발생기(13)에서 원적외선을 조사하여 폐기물의 비닐에 반투명체인 비닐을 투시하여 비닐 내부의 에너지 소스가 증가하면서 온도와 운동에너지가 증폭되도록 한다.

상기의 열과 빛, 고주파 그리고 원적외선이 비닐을 투과하여 비닐 내부의 온도를 상승시키면서 비닐 내부의 공기를 팽창시키게 되면 비닐이 터지게 된다.

그리고 열풍ㅇ냉풍 발생장치(9)에서 열풍이 컨베이어(2)의 내부로 공급되므로 비닐을 포함하는 폐기물의 수분이 외부로 배출되면서 1차 건조된다.

상기 1차 건조시킨 폐기물이 한쪽의 건조기(3)의 제1 유입구(21)를 통해 공급되면서 제2 호퍼(4)에 저장된 웨이스트 첨가제가 제2 유입구(22)를 통해 공급되도록 하여 내부에서 건조기(3)의 자체 회전에 의해 폐기물과 웨이스트 첨가제가 혼합하면서 열풍ㅇ냉풍 발생장치(9)로부터 공급되는 냉풍에 의해 2차 건조가 이루어지도록 한다.

상기 건조기(3)의 다른 쪽의 공기배출구(23)에는 팬(2)을 설치하여 건조기(3) 내부의 습도를 포함하는 공기를 강제로 배출시키도록 하는 한편, 건조한 혼합물은 배출구(25)를 통하여 순차적으로 외부로 배출되도록 한다.

상기 건조기(3)의 내부에서 폐기물 50~80 중량%에 웨이스트 첨가제 20~50 중량%의 비율로 혼합하는 중에 폐기물의 함수율을 1차 조절하는 작용과 함께 폐기물에 의한 열량을 높여주는 작용을 수행하도록 한다.

모터에 의해 외면의 치차가 맞물려 회전하는 건조기(3) 본체가 회전하는 중에 내부의 폐기물과 웨이스트 첨가제를 혼합하도록 함은 물론, 컨베이어(2)를 통과할 때 열풍에 의해 노출되었던 폐기물이 상대적으로 낮은 온도인 냉풍과 접할 때 높은 온도에서 낮은 온도로 이동하는 물의 특성에 의하여 함유하고 있는 수분을 외부로 배출하게 되어 건조가 용이하게 이루어지도록 한다.

상기의 2차 건조시킨 폐기물과 웨이스트 첨가제의 혼합물을 파쇄기에서 1cm 이하의 크기로 파쇄하도록 한다.

상기의 파쇄한 혼합물을 공급받는 일반적인 성형기(6)에서 원통이나 다각형으로 압출 성형하여 고형연료로 제조하도록 한다.

상기 열풍ㅇ냉풍 발생장치(9)의 압축기(31)에서 고온고압 상태로 변화시킨 냉매가스가 응축기(32)를 통과하도록 하는 중에 외부에서 제1 송풍기(33)에 의해 강제로 불어주는 공기가 데워져서 열풍으로 상기 컨베이어(2)로 공급되도록 한다.

상기 응축기(32)로부터 상온고압의 냉매가스가 팽창기(34)를 거치면서 저온저압의 냉매가스로 변환되도록 하여 증발기(35)를 통과하는 중에 외부에서 제2 송풍기(36)에 의해 강제로 불어주는 공기가 차가워져서 냉풍으로 상기의 건조기로 공급되도록 한다.

그리고 상기의 웨이스트 첨가제는 현무암(3~5중량%), 경탄(3~5중량%), 맥반석(2~5중량%), 제오라이트(2~5중량%), 견운모(2~5중량%), C(5~10중량%), 토양에서 자연적 생존 미생물(5~10중량중량%), 습유기폐기물(30~40중량%), 건유기폐기물(30~40중량%)을 혼합한 다음 상온에서 발효시켜 배양하여 제조하도록 한다.

그리고 일반적인 점화장치로부터 공급되는 화력에 의해 초기 착화되는 연소실(A)의 받침판(41)은 작은 홈을 갖는 격자판으로 형성하여 재가 하단으로 자동 배출되도록 한다.

모터(42)에 의해 작동하는 스크루 핀(44)이 내장된 연료공급관(43)에서 상기 성형기(6)로부터 고형연료를 상기의 받침판(41)에 계속 공급하도록 한다.

상기의 연소실(A)의 하단 중앙에 형성한 원통형 공기공급관(46)의 측면에 다수 형성한 공기공급구(47)를 통하여 송풍기(45)로부터 공급되는 공기를 연소실(A)로 공급하도록 한다.

상기 연소실(A)의 둘레에 원주상으로 설치되어 물통(48)에서 소량씩 공급되는 물을 가수공급부(49)의 원통형 물공급구(50)로 공급하여 다수의 구멍(51)을 통하여 분사되는 중에 연소실(A)의 연소열에 의해 물분자가 수소분자와 산소분자로 분리되는 가수연소 방식에 의해 연소효율을 높이도록 한다.

상기 연소실(A)의 상단에 위치하는 재연소부(52)에서 철크롬 재질의 철망을 달팽이관 형상으로 말은 다수의 재연소망(53)으로 형성하여 연소열을 일시적으로 축열하면서 축열된 열로 상승하는 불완전 연소가스를 재연소하도록 한다.

상기 재연소부(52)의 상부에 형성되는 초점 연소부(54)는 다수의 철크롬 재질의 작은 원통(55) 내부의 공간을 통과한 연소가스가 반구형(56)의 내부에 모아졌다가 반구형(56)의 내부 초점에 열이 집중되는 작용에 의해 일시적으로 모아졌던 열과 연소가스가 상단의 연소가스 배출관(57)을 통하여 상승하는 중에 불완전 연소 상태의 연소가스를 재차 연소시키도록 한다.

상기 연소실(A)의 둘레에 위치하는 축열부(58)는 알루미나, 몰리브덴, 세라믹, 전기석, 맥반석의 재료를 세라믹화 한 작은 알갱이들을 혼합한 충전층(59)의 내면에 철크롬 재질의 철망을 원통(60)으로 형성하여 500℃ 이상의 온도로 축열된 상태를 유지하는 중에 연소실의 온도를 상승시켜 연소가스를 연소를 활성화시키면서 상승하는 불완전 연소 상태의 연소가스를 완전 연소시키도록 한다.

상기 연소실(A)이 위치하는 외부의 4면에 전자석(62)을 설치한 자기장 발생부(61)에서 상기 전자석(62)에서 발생하는 강한 자력을 연소실(A)에 전달하여 연소시의 불꽃이 연소실(A)의 중앙으로 치중되도록 밀어주는 동시에 자기장에 의한 파장에너지는 고형연료와 물의 원소들에 충격을 가하여 분자로의 분리가 용이하도록 하여 연소가 효과적으로 이루어져 완전한 연소가 가능하도록 한다.

상기 연소실(A)의 외면에서 연소하는 중에 발생하는 연소열을 전달받는 가열실(B)의 온수 가열부(63)는 역류방지용 체크밸브(65)를 구비한 물공급관(64)을 통해 공급된 물을 고온고압의 증기로 가열하여 압력밸브(67)를 구비한 온수배출관(66)을 통하여 발전기(8)로 공급하여 발전을 수행하도록 한다.

상기의 실시예에서는 가열실(B)의 온수 가열부(63)가 축열부(58)의 충전층(59)의 외부에 위치하는 것으로 기술하였지만, 파이프와 같은 형태로 형성한 온수 가열부(63)가 충전층(59)의 내부에 위치하도록 하여 연소실(A)의 열과 충전층(59)의 열에 의해 가열되도록 하여도 무방하다.

한편, 부구(71)와 닻(72)으로 이동하지 않도록 한 선박(100)의 외부에 다수 설치한 물 공급관(73)에 파도에 의한 물이 제1 첵밸브(74)를 거쳐 지속적으로 유입되도록 하면서 타측에 형성한 제2 첵밸브(75)를 통하여 계속 일방향으로만 이동하도록 하여 압력탱크(78)에서 필요한 압력으로 압축되면 압축된 에너지를 운동에너지로 활용하도록 한다.

Claims (5)

1. 선박(100)에서 제1 호퍼(1)에 일시 저장한 폐기물을 컨베이어(2)에서 1차 건조하도록 하고,
   2차 건조한 폐기물과 웨이스트 첨가제의 혼합물을 파쇄기(5)에서 파쇄하도록 하고,
   상기의 파쇄한 혼합물을 성형기(6)에서 고형연료로 제조하도록 하고,
   상기의 고형연료를 지속적으로 공급받는 연소장치(7)에서 연소시키는 중에 증기를 생성하도록 하고,
   보조에너지 발생장치(10)에서는 선박(100)에 가해지는 파도에 의한 물의 흐름을 일방향으로 제어하면서 그 힘을 보조에너지로 이용할 수 있도록 한 폐기물로 제조된 고형연료를 이용하는 선박용 발전시스템에 있어서,
   열풍ㅇ냉풍 발생장치(9)에서 냉매가스가 압축기와 응축기와 팽창기 및 증발기를 순환하는 중에 열풍과 냉풍을 동시에 공급되도록 하고,
   상기 열풍ㅇ냉풍 발생장치(9)로부터의 열풍에 의해 1차 건조시킨 폐기물이 한쪽의 건조기(3)의 제1 유입구(21)를 통해 공급되면서 제2 호퍼(4)에 저장된 웨이스트 첨가제가 제2 유입구(22)를 통해 공급되도록 하여 내부에서 건조기(3)의 자체 회전에 의해 폐기물과 웨이스트 첨가제가 혼합하면서 열풍ㅇ냉풍 발생장치(9)로부터 공급되는 냉풍에 의해 2차 건조가 이루어지도록 하고,
   상기의 연소장치(7)에서 생성한 증기로 발전기(8)에서 발전을 수행하도록 하여 선박에서 폐기물을 건조하면서 웨이스트 첨가제를 혼합하여 제조한 고형연료를 연소장치에서 연소시키는 중에 발생하는 증기로 발전을 수행하도록 구성한 것을 특징으로 하는 폐기물로 제조된 고형연료를 이용하는 선박용 발전시스템.
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