KR100279201B1 - 냉각장치를 구비한 화격자봉 및 화상과 냉각방식 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연소로, 특히 쓰레기 소각 장치에 있어 냉각장치와 더불어 그의 화격자봉 및 화상에 관한 것이다.

화격자봉들은 특히 기계적 마모 및 열적 과학적 마손에 의한 부하를 받게 된다. 연소방향 연소의 질이 바뀌어지고 더 나아가 운행 중단에 까지 이르게 된다. 화격자봉들의 마솟은 주로 온도에 달려 있다.

발명에 의한 화격자봉은 주로 화격자봉의 길이 방향으로 냉각수를 유도하기 위한 최소한 한개의 찬넬을 제시하고 있다.

Description

냉각장치를 구비한 화격자봉 및 화상과 냉각방식

제1도는 화격자봉 길이 방향측의 측면도.

제2도는 하나의 이웃한 화격자봉열 위에 놓인 화격자봉 모서리 부위에까지 이르는 가이드에 대한 제1도의 단면 II.

제3도는 가이드가 대략 냉각찬넬의 평행단면의 중심면에 위치한 가이드부의 한 유형에 대한 제1도의 II단면도.

제4도는 기타 냉매의 입출용 밸브가 배열된 화상의 흐름도.

제5도는 화격자 봉 또는 화상을 냉각시키는 냉각시스템의 개략도.

* 도먼의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 화격자봉 2 : 풋트

6 : 찬넬 7 : 가이트

31 : 죠인트 33 : 압력 조정 밸브

35 : 환류냉각기 41 : 팬

본 발명은 냉각장치를 구비한 화격자봉 및 화상과 연소로 특히 쓰레기 소각 장치의 냉각 방식에 관한 것이다.

연소로의 화상은 보통 소각물의 이송방향과 직각으로 뻗어 서로 연이어 있는 화격자봉으로 구성되어 있다.

가정용 쓰레기 소각로의 경우에도 시험장치로로 화격자 연소가 적용된다.

개별화상은 화격자봉으로 갈려져 있다. 이것은 쓰레기를 운반혼합(소위 불씨를 헤쳐 일으키는 것)시키고 연소를 시켜주는 기능을 가진다.

동시에 건조, 예열, 탈가스, 기화 및 C-연소 현상이 연이어 화상에서 이루어지며 동시에 화격자봉들을 닳게 한다.

화격자봉에는 통기구(스롯트, 틈새, 구멍등)가 있는데 연소공기가 통과된다.

화격자봉은 특히 기계적 마모 및 열적 화학적 마손에 의한 부담을 안고 있다.

해당 마모는 연소방향, 연소의 질을 바꾸어 놓아 최종적으로는 운전중단에 이르게 된다. 화격자봉의 마손은 주로 온도에 기인한다. 이에 대응하는 조치를 취해서 화격자봉의 냉각을 위한 유입된 연소공기 일부-소위 일차공기-가 사용된다.

냉각효과는 무엇보다도 공기량에 따른다. 잔여공기는 연소실내에서 가스의 지속적인 연소를 위하여 이차 공기로서 추가 보완된다.

특히 고발열량(재생유리, 재생유기재/낙엽, 프라스틱/합성수지의 상당부분)과 관련하여 가정에서 나오는 쓰레기의 다양화와 고발열량 범위가 상당한 정도로 달라서 화격자봉 온도는 한편 격렬한 연소조건이나, 또 한편으로는 추가로 화상미의 근소한 공기량에 의한 영향도 받게 된다(냉각효과의 감소).

고발열량은 연소실내에서 가스의 연소를 위해서 상당부분이 소요되도록 연소공기 전량의 분포가 이루어진다.

본 발명은 이러한 문제를 토대로 고발열성 재료의 연소시에도 내마모성을 유지하며 그의 형상이 변형되지 않고 이에따라 또한 로 내에서의 여하한 연소와 이송 및 혼합에서도 변화되지 않는 화격자봉과 화상을 발명해 내는데 있다.

이밖에도 급수가 중단되는 비상운전시의 우수한 특성과 섭씨 100℃ 미만의 비교적 낮은 물의 온도는 특히 50℃ 이하에까지 이른다.

이로인하여 증기발생을 효과적으로 억제할 수가 있다. 발명에 의하여 당 문제는 청구범위 제1항, 제7항 및 제12항에 의해서 해결된다. 본 발명의 유리한 기타 특성은 이하의 청구범위 내에 들어있다.

최소한 유입 배출구가 있는 냉각장치를 가진 발명에 의한 화격자봉은 화격자봉내에 주로 화격자봉의 길이 방향으로 냉각수 유도를 위한 하나의 찬넬을 제시하고 있다.

재료주입 방향에 상응하는 화격자봉의 길이 방향은 이로 인하여 개별 화격자봉의 우수한 냉각효과를 가져다 준다. 개별 화격자봉의 냉각으로 인하여 냉각매체의 가열온도는 비교적 낮게 유지할수 있다.

이로인하여 냉각수 운전의 안전도와 화상 및 이에따른 냉각장치의 수명을 제고시킨다. 냉매로는 특히 물이 사용된다. 기타 고비등냉매도 특수형의 경우 동시에 사용가능하다.

특히 화격자봉 내의 제 2찬넬을 주로 서로 대향하고 있는 유동방향과 평행한 단면을 제시하고 있는데 이때 이것은 화격자봉의 헤드부위에 있는 가이드부와 연결되어 있다.

대향 유동방향을 가진 찬넬단면은 수평이나 수직면내에서 서로 중첩될 수가 있다.

이 찬넬들은 열을 배제함에 있어서 유체역학적으로 최적화되어 냉매의 수열이 약 50℃ 이상을 넘지않고 특히 20℃정도에서 머물도록 되어 있다. 특히 중첩되어 있는 냉각찬넬의 평행단면의 경우 이러한 상이한 단면형상과 단면이 제시되고 있다. 화격자봉의 헤드 영역에 있는 리턴(우회)부는 냉각찬넬의 대학 평행단면의 중심측을 통과하는 면 내에 놓일수 있다.

특히 우회부는 이웃한 화격자봉열에 위치한 화격자봉 헤드의 모서리 영역에 까지 이른다. 이것은 화격자봉 헤드 부위에서 U-자형으로 되어 있다.

특수형에 있어서 냉매의 입출구는 화격자봉 캐리어 부위내 화격자봉의 풋트(foot)에 위치해 있다.

또한 특히 헤드부위 내에는 연소공기의 공기 출구가 있다. 이로 인하여 화격자봉의 냉각이 더욱더 개선이 된다.

특수형에 의하면 또한 화격자봉의 길이 방향으로도 연소공기 배출구의 틈새가 갖추어져 있다.

또한 특수한 경우 화상에다 폐쇄되고 고압으로 작동이 되는 냉각장치를 갖춘것도 있는데 냉각순화 계통내 및 이에따른 개별 화격자봉 또는 화상내의 증기발생을 효과적으로 억제해 준다.

이러한 냉각시스템은 적절한 팽창, 또는 보상용기(32), 냉각된 화격자봉(34), 순환냉각기(35) 및 펌프(36)와 압력조정밸브(33)를 비롯한 냉각 시스템에 급수나 또는 배수용의 죠인트(31)로 구성되어 있다.

발명에 의한 연소로의 화상은 특히 상술한 화격자봉들로 되어 번갈아가며 고정과 가동이되는 서로 이웃한 열을 가진 화격자봉열을 가진 쓰레기 소각장치에 있어서는 따라서 다음의 특징을 가진다: 병렬 개폐식의 모든 화격자봉 유입 배출구는 메인유입 배출구와 연결이 되어 있다.

따라서 모든 화격자 봉에 대하여 동일한 냉각효과가 이루어진다.

각각의 화격자봉에 대해서는 이밖에도 주로 동일한 온도분포(동일한 열부하를 받는다고 가정)로 되어서 각각의 화격자봉 또한 대략 동일한 온도조건하에서 팽창이 이루어진다.

개별적용의 경우에 대하여 그러나 또한 화상폭 방향으로 병렬해 있는 화격자봉들이 직렬로 상호 연결이 가능함으로 예컨대 화상의 중심 및 가장자리에서 받는 열응력의 차이에 부응하도록 되어 있다.

14개의 병렬 화격자봉으로된 특수형에서 예컨대 첫번째, 여섯번쩨 및 열한번째 화격자봉은 그의 주입구가 메인 주입관에 연결되어 있다. 다섯번째, 열번째 및 열네번째 화격자봉은 그의 출구가 메인 토출관과 연결되어 있다.

그밖에 이웃한 화격자봉의 입출구 들을 서로가 연결되어 있다.

특히 고정되어 있는 화격자봉열은 물론이고 움직이는 화격자봉열도, 냉각시킬수 있도록 되어 있다.

발명의 특징에 의하면 개별 파격자 봉들의 출입구가 상호 연결되어 있는 화격자봉열 또는 부위의 첫번째 또는 최종 화격자봉의 출입구와 메인출입구 사이에는 지속적인 냉매 특히 공기의 주입 또는 유압을 위하거나 또는 메인유입배출을 중단 시키기 위한 밸브가 설치되어 있다. 이는 한 화격자봉 열의 하나 또는 그이상의 많은 화격자봉들의 누설이 있을 경우 수냉식 대신에 공냉으로 대체하여 다음의 예정된 운전휴지시 까지 정상 운행이 가능하다는 장점을 가지고 있다.

이로인하여 열부하를 덜 받는 화격자봉은 저렴한 냉매 예컨대 공기와 같은 냉매로도 냉각이 가능한 것이다.

추가 냉매 특히 공기의 입출을 위한 공동 입출관 및 밸브들과 더불어 화상역에 병렬로 배치된 다수 화상열의 집약은 메인 입출관의 폐소시와 같이 괄목할만한 경제성의 대안을 제시하고 있다.

유형의 예를들어서 발명에 의한 파격자봉의 형상을 설명한다.

도면의 내용은 아래와 같다.

제1도에는 화격자봉 풋트(foot)(3) 부위에서 화격자봉 캐리어(2)와 더불어 화격자 봉이 제시되어 있다. 화격자봉 헤드(4)는 모서리(5)와 더불어 인접한 화격자봉열의 한 화격자봉 상에 있다.

화격자봉은 주철로 되어 있다. 이것은 대략 평행단면(제1도에서 직렬위치)을 가지는 찬넬(6)을 제시하고 있다. 이 평행 단면은 전환(7)에 의해서 서로가 연결되어 있다.

찬넬(6)에는 입출구(8)이 있다. 이 입출구는 특히 직접 찬넬(6)의 풋트측단에 부착되어 있다.

제2도에서는 제1도에 따라 화격자봉(4)를 통한 단면 II가 제시되어 있다. 찬넬(6) 여기서는 (6′) 및 (6“)으로 표시된 대략 평행단면은 가이드(7)에서 만나는데 단면 II의 평면내에서 대략 U-형으로 되어 화격자봉 헤드(4)의 하부테두리(5)에 까지 이른다. U-형의 가이드(7)사이와 풋트 곁에는 공기출구(9)가 뚫려 있다.

제3도에서는 한 유형에 관해서 제1도에 의한 단면 II가 나타나 있는데 이때에는 U-가이드가 모서리 5의 영역까지 내려가 있지 않다. 가이드(7)은 여기서 찬넬단면(6′) 및 (6″)과 더불어 그의 펑면 내에서 동시에 U-자형과 거의 같은 단면을 형성하고 있다. 이에 따라서 단면(6′)과 (6″) 또한 상호 연계배열 시킬수가 있다.

제4도에서는 화상의 유통도가 제시되어 있다.

동시에 냉매 특히 물의 메인 주입구(10)과 메인 토출관(11) 그리고 개별 화격자봉의 입출구가 일렬로 서로 연결되어 있는 개개 화격자봉열의 첫번째(14) 또는 마지막(15)의 입구(12) 및 출구(13) 사이에는 다른 냉매, 특히 공기의 입구(16) 및 출구(17) 및 메인입구(18) 또는 메인 토출구(19)를 폐쇄하기 위한 밸브들이 설치되어 있다.

제 g의 냉매 입출은 메인 유입관(20) 또는 메인 토출관(21)에 의해 이루어진다. 화살표(22)는 쓰레기 이송방향을 대신하여 보여준다.

발명에 의한 화상과 화격자봉은 이에 대하여 연소장치를 제조함이 없이 사용가능하다는 장점을 가지고 있다. 따라서 종전의 연소방법을 적용한다. 또한 기계적 운반 및 혼합관계(전후진 행정) 역시 종전과 다를바 없다. 이는 중량에 대해서는 물론이고 또한 행정의 길이 기타에서도 마찬가지이다. 화상은 이밖에도 종전처럼 주철로 되어 있어서 내마모성이 우수하다.

따라서, 발명에 의한 화격자봉과 화상 또한 고장발생시 예컨대 급수가 중단되었을때 등에도 그 비상 특성이 우수하다.

우선 화격자봉은 현재까지 알려진 형태를 제시해주고 있는데 여기서 화격자봉들의 폭은 대략 배가되었음으로 여지껏 일상 화격자봉 폭의 반에서 앞쪽의 냉각수가 헤드까지 유도되고 나머지 반에서는 다시 환류가 된다.

평행한 찬넬 단면들은 15 내지 15mm 정도의 근소한 높이이고 폭도 40 내지 60mm로 아주 근소하다. 유속은 초당 0.5V 2m 범위이다. 화격자봉 온도는 헤드와 풋트(foot)부위 사이의 중간에서 대략 100℃ 정도이다. 따라서 응축에 의한 부식을 피할수 있다.

헤드부위에서는 온도가 약 150℃ 정도로 유지됨으로 연소관계를 감안하면 하등의 단점이 될수 없다.

어느 특수 유형의 예를 보면 화격자봉 또는 화상이 폐쇄된 고압의 수냉시스템과 결부되어 작동된다. 동시에 물의 온도는 예컨대 90℃라고 하지만 120℃ 까지도 올릴수도 있으며 시스템 압력은 1 내지 6바이고 그중에서도 특히 (5)바를 택한다.

팽창용기나 보상용기내의 공간은 공기압에 의해서 수면과 분리되는데 이때 발생하는 공기압은 압축기에 의해서 조정이 된다.

냉각순환계의 시스템 압력은 팽창용기 내에 통합팽창 자동제어계에 의해서 조정이 된다: 접촉 마노메타는 시스템의 압력이 하한치에 도달하면 팽창자동제어에 의해서 압축기가 즉시 작동된다. 또한 압축기의 압력이 상한치에 도달하면 압축기는 즉시 꺼진다. 조정된 상한 압력 예컨대 6바를 초과하면 공기는 밸브에 의해서 배출된다.

양 개폐점들은 1.0과 6.0바 사이에서 조정이 가능하다.

팽창용기내 팽창가능 기포 특히 껌 기포내에 있는 공기와 기포밖에 있는 물을 분리함으로서 냉각수의 산소증가로 인한 화격자봉의 부식현상 조성을 억제하여 주는 장점이 있다.

제5도에 냉각장치의 레이아웃이 제시되어 있다. 죠인트(31)에 의해서 물이 냉각장치로 유입되고 여기서 압력조정밸브(33)은 화상입구에서의 압이 2바를 넘지 않도록 조절시스템을 보호한다. 펌프(36)은 하나 또는 그 이상의 화격자 1층 또는 화상(34)와 냉각장치를 통하여 물을 송출한다. 팽창 또는 보상 용기(32)는 표준형 측정장치를 갖추고 있는데 이것으로 압력이 하한치 이하로 떨어지면 자동적으로 새물이 시스템에 공급되고 동시에 점검하라는 경고를 발하게 된다.

상한치를 상회 할때에는 물의 공급이 자동적으로 중단된다.

물공급상태의 점검을 하라는 경고가 빈번해지면 시스템에서 누수가 발생하는 것으로 간주하여 이의 대응조치가 가능하게 된다.

각 화격자봉 또는 각 화격자봉열을 분리 차단이 가능하다.

이 밖에도 측정장치로 수량계(37), 온도측정계(38,39) 및 냉각 시스템 압력 측정장치(40)이 구비되어 있다. 팬(41)이 환류 냉각기(35)를 냉각시켜준다.

Claims (13)

1. 그의 내부에 입출구가 배열되어 있는 냉각장치를 가진 화격자봉에 있어서, 화격자봉(1)에서 최소한 화격자봉(1)의 길이 방향으로 주로 냉각수를 유도하기 위한 찬넬(6)이 통과 하는 것을 특징으로 하는 화격자봉.
2. 제1항에 있어서, 찬넬(2)는 대체로 평행단면(6′,6″)으로 유체의 흐름방향이 반대로 되어 있으며 화격자봉 헤드부위에 설치된 가이드(7)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 화격자봉.
3. 제2항에 있어서, 가이드(7)을 이웃한 화격자봉 열상에 놓인 화격자봉 헤드(4)의 모서리(5)부위에 이르며 특히 화격자봉 헤드(4)부위에서는 대략 U-자형과 같이 되어 있는 것을 특징으로 하는 화격자봉.
4. 제3항에 있어서, 화격자봉(1) 풋트(3)의 입출구는 화격자봉 캐리어(2)부위에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 화격자봉.
5. 제1항 내지 제4항중의 어느하나의 항에 있어서, 헤드부위(4)에는 공기출구(9)가 있는 것을 특징으로 하는 화격자봉.
6. 제1항 내지 제5항중의 어느하나의 항에 있어서, 화격자봉(1)의 길이방향측에 공기배출을 위한 틈새가 있는 것을 특징으로 하는 화격자봉.
7. 제1항 내지 제6항의 화격자봉들로서 번갈아 고정자 가동이 되는 화격자봉열의 서로 이웃한 화격자봉열을 가진 연소로 특히 쓰레기소각장치용 화상에 있어서, 모든 화격자봉들의 입출구(8)는 메인입구관 내지 메인출구관과 병렬로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 화상.
8. 제1항 내지 제6항의 화격자봉들로서 번갈아 고정과 가동이 되는 화격자봉열의 서로 이웃한 열을 가진 연소로 특히 쓰레기소각장치용 화상에 있어서, 다수의 이웃한 화격자봉물의 입출구(8)은 서로 직렬로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 화상.
9. 제1항 내지 제6항의 화격자봉들로서 번갈아 고정과 가동이 되는 화격자봉열의 서로 이웃한 열을 가진 연소로 특히 쓰레기 소각장치에 대한 화상에 있어서, 화상에는 고압으로 순환되는 폐쇄형 냉각장치가 특히 압축기 및 팽창용기와 더불어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상.
10. 제1항 내지 제6항의 화격자봉들로서 번갈아 고정과 가동되는 화격자봉열의 서로 이웃한 열을 가진 연소로 특히 쓰레기 소각장치용 화상에 있어서, 메인유입란-(15) 및 메인 출구관(11)과 한개 화격자봉열의 최초(14) 내지 최종 화격자봉(15)의 입(12)출구(13)사이에서 개별 화격자봉들의 유입 내지 출구들은 서로 연결되어 있으며, 추가 냉매 특히 공기의 유입(16)또는 배출(17)을 제어하는 밸브및 메인유입-(18)내지 메인출구관(18)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상.
11. 제10항에 의한 화격자봉들의 서로 인접되어 있는 화격자봉열을 가진 연소로 특히 쓰레기 소각장치용 화상에 있어서, 다수의 화격자봉열들은 화상역에 병렬로 결합되어 있으며, 추가 냉매 특히 공기의 유입 또는 배출을 제어하기 위한 밸브에 공동의 입출관이 설치 제시되어 있는 것을 특징으로 하는 화상.
12. 연소로, 특히 쓰레기 소각장치용 화격자봉들 및 화상들의 직냉방법에 있어서, 화격자봉이나 또는 화상을 관류하고 있는 냉매는 냉각 시스템내에서 가압상태로 유도되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 냉각장치의 고압은 압축기와 연결된 팽창용기로 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 방법.