KR100608088B1 - 소각로용 그래이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소각로용 그래이트에 관한 것이다. 이는 소각로의 연소실내에서 상호 연접 설치되어 전체적으로 경사진 바닥면을 제공하고 소정각도 범위내의 회동운동을 통하여 소각물을 하향 이송시키는 소각로용 그래이트에 있어서, 상기 그래이트는; 외부로부터 회동력을 제공받으며 그 상부에는 소각물을 지지하도록 평평한 일정폭의 상판이 구비되어 있는 메인바디와; 상기 메인바디의 선단부에 착탈 가능하게 설치되며 그 상부에는 소각물을 지지하는 평평한 상판이 구비되어 있고, 상기 메인바디와 결합한 상태로 소각물을 지지하는 고정바디로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 소각로용 그래이트는, 부식이 집중적으로 발생하는 부위를 부분적으로 교체 가능하도록 구성함으로써 그래이트 전체를 교체하지 않아도 되어 유지 보수비용이 적고 자원의 낭비가 없으며, 특히 그래이트가 회동샤프트에 고정되어 있는 상태로 일부를 교체하는 것이므로 작업이 간단하고, 더 나아가 그 상면에 선형 돌기를 형성하여 연소물에 직진성을 제공함과 동시에 그래이트와 연소물과의 접촉면적을 확장하여 연소 효율을 증가시킬 수 있다.

Description

소각로용 그래이트{Grate in incinerator}

도 1은 종래의 스토커형 소각로의 전체적인 구성을 나타내 보인 구성도 이다.

도 2는 상기 도 1에 도시한 그래이트의 배치구조를 나타내 보인 일부 분해 사시도이다.

도 3은 상기 도 1의 소각로에 사용하는 그래이트를 회동샤프트와 더불어 도시한 도면이다.

도 4a,4b,4c는 상기 도 1에 도시한 그래이트의 문제점을 설명하기 위하여 도시한 작동도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로용 그래이트의 일 예를 나타내 보인 분해 사시도이다.

도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로용 그래이트의 다른 예를 나타내 보인 부분 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11:소각로 13:호퍼

15:연소실 17:버너

21:블로워 23,41:그래이트(grate)

23a:상판 25:볼트

29:회동샤프트 29a:관통구멍

43:메인바디 44,52:상판

45:선형돌기 47:끼움돌기

49:암나사구멍 51:고정바디

53:수용홈 55:볼트장착구멍

57:선형돌기 59:고정볼트

65,67:계단면 75,77:경사면

85:홀더 87:홀더지지홈

본 발명은 소각로용 그래이트에 관한 것이다.

소각로 중 가장 일반적인 형태인 스토커 소각로는, 폐기물의 부하변동에 효과적으로 대응할 수 있고 열회수율이 높으며 자동화 할 수 있다는 이점이 있어 국내외 적으로 많이 사용되고 있다.

도 1에 일반적인 스토커형 소각로를 개략적으로 나타내었다.

도시한 바와같이, 스토커형 소각로(11)는, 외부로부터 소각할 소각물(예컨대 생활쓰레기)을 받아들이는 호퍼(13)와, 상기 호퍼(13)를 통해 투입된 소각물의 연소가 이루어지는 연소실(15)과, 상기 연소실(15)에 연소공기를 공급하는 다수의 블 로워(21)와, 상기 연소실(15)에 화염을 제공하는 버너(17)를 포함한다. 또한 상기 연소실(15)의 바닥면에는 다수의 그래이트(23)가 구비되어 있다.

상기 그래이트(23)는 다수 개가 평면적으로 연접 설치되며 전체적으로 하향 경사진 경사면을 제공한다. 상기 각 그래이트(23)는 연소물에 의해 어느 정도 두께로 덮혀 있는 상태로 소정 각도 범위내에서 반복 회동운동하여 소각중의 소각물을 경사면을 따라 서서히 하향 이동시킨다. 소각물의 하향 이동 원리는 도 4a,4b,4c를 통해 후술된다.

한편 상기한 바와같이 그래이트(23)는 연소물에 의해 덮혀 연소실 내부의 온도나 부식성 가스로부터 어느 정도 보호되지만, 그 일부분이 상기 회동운동에 따라 부분적으로 또한 반복적으로 연소실(15) 내부의 분위기에 직접 노출된다. 공지의 사실과 같이 상기 연소실(15)의 내부온도는 약 800℃ 내지 1000℃에 달하고 또한 부식성가스가 매우 활발해 작용하므로 연소실 내부의 분위기에 노출되는 부위는 급격히 부식된다.

도 2는 상기 도 1에 도시한 소각로에서의 그래이트의 배치구조를 설명하기 위하여 도시한 분해 사시도이다.

도시한 바와같이, 다수의 그래이트(23)가 하나의 회동샤프트(29)상에 나란하게 고정되어 있다. 상기 각 그래이트(23)는 병렬적으로 배열되고 그 사이로 연소물이 빠지지 않도록 서로에 대해 긴밀히 밀착한다. 아울러 하나의 회동샤프트(29)에 나란히 고정되어 있는 각 그래이트(23)는 동일한 사이즈를 가지므로 그래이트(23) 상판(23a)이 제공하는 평면은 전체적으로 하나의 평면을 이룬다.

상기 회동샤프트(29)는 외부로부터 동력을 전달받아 소정 각도 범위내에서 축회전 함으로서 상기 그래이트(23)를 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와같이 회동시킨다.

또한 상기 각 그래이트(23)는 회동샤프트(29)에 대해 볼트(25)로 연결된다.

상기 회동샤프트(29)와 그래이트(23)는 도 3을 통해 설명하는 바와같이 볼트(25)로 고정된다. 상기 볼트(25)는 회동샤프트(29)의 하부에서 상부로 끼워져 그래이트(23)에 결합함으로써 회동샤프트(29)에 그래이트(23)를 결합시키는 것이다. 따라서 상기 회동샤프트(29)로부터 그래이트(23)를 분리하려면 작업자가 회동샤프트(29)의 하부로 들어가야 한다.

도 3은 상기 도 2에 도시한 다수의 그래이트 중 일부를 발췌하여 회동샤프트와 더불어 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 각 회동샤프트(29)의 상부에 그래이트(23)가 볼트(25)로 결합되어 있음을 알 수 있다. 상기 볼트(25)가 회동샤프트(29)를 상향 통과하여 그래이트에 결합할 수 있도록 회동샤프트(29)의 내부는 비어있고 하부에는 볼트(25)를 통과시키는 관통구멍(29a)이 형성되어 있다. 이는 그래이트(23)를 교체하기 위해서 작업자가 회동샤프트(29)의 하부로 들어가 렌치를 상기 관통구멍(29a)에 넣어 볼트(25)를 풀고 죄어야 함을 의미한다.

한편, 상기 회동샤프트(29)는 상호 나란하게 이격되어 각자가 갖는 그래이트의 선후단부가 각각 접하도록 한다. 즉 도면상 중앙에 위치한 그래이트(23)의 선단부 저면은 전방 그래이트(23)의 후단부 상면에 접하고, 중앙 그래이트(23)의 후단 부 상면은 후방에 위치한 그래이트의 선단부 저면에 접하는 구조를 갖는다.

도 4a,4b,4c는 상기 도 1에 도시한 그래이트의 문제점을 설명하기 위하여 도시한 작동도이다.

도 4a를 참조하면, 종렬(縱列)로 배치되어 있는 세 개의 그래이트(23)가 연소물(R)에 의해 커버되어 있음을 알 수 있다. 상기 연소물(R)의 종류나 두께는 경우에 따라 달라짐은 물론이나 연소실 내의 높은 온도와 부식성 가스로부터 그래이트(23)의 상면을 어느정도 보호해준다.

여하튼 상기 그래이트(23)의 상부에 덮여있는 연소물을 화살표 a방향으로 이동시키기 위하여 각 그래이트(23)는 도 4b와 같이 화살표 m방향 또는 n방향으로 소정 각도 범위 내에서 반복적으로 회동한다.

이 때 상기 그래이트(23)가 화살표 m방향으로 회동할 때 짝수열 또는 홀수열의 그래이트(23)의 선단부(Z부위)는 연소실의 내부 분위기에 직접 노출된다. 보다 자세하게는 상기 그래이트(23)가 화살표 m방향으로 회동하여 그 선단을 커버하던 연소물(R)이 자신의 전방 그래이트(23)로 일부 밀려 내려간 순간부터 도 4c와 같이 그래이트(23)가 처음 위치로 복귀하고 그 위의 연소물(R)이 앞쪽의 빈공간(Z부위)을 찾아 화살표 p방향으로 이동할 때 까지, 각 그래이트(23)의 Z부위는 열 및 부식성 가스에 의해 노출되어 급격히 부식되는 것이다. 그래이트(23)의 나머지 부위는 연소물에 의해 거의 항상 커버되므로 선단부(Z부위)에 비하여 부식의 정도가 매우 작다.

상기와 같이 그래이트(23)의 선단부가 부식되면 상호 긴밀히 밀착하고 있는 양 옆의 그래이트와의 사이에 틈이 발생하고 그 틈 사이로 대량의 연소용 공기가 통과하게 된다. 이와같이 연소용 공기가 연소실 내에 불균일하게 유입되면 전체적인 연소효율이 떨어짐은 물론 그에 따라 소각재를 과량 발생한다는 문제가 있다. 이에 따라 그래이트(23)의 부식이 발생하면 해당 그래이트(23)를 즉각 교체하여야 한다.

그런데 상기한 종래의 그래이트(23)를 교체하기 위해서는 도 3을 통해 설명한 것처럼 작업자가 회동샤프트(29)의 하부 즉 연소실의 하부로 직접 들어가야 하므로 교체작업이 매우 불편하고 육체적으로 힘들다. 회동샤프트(29)의 하부로 들어간 작업자가 볼트(도 3의 25)를 풀고 손상된 그래이트(23)를 들어낸 후 그 자리에 새로운 그래이트를 위치시킨 다음 다시 볼트(25)를 다시 죄어야 하는 등의 과정은 어느 정도의 정비 스킬을 요구하고 그 자체로는 매우 비효율적이고 비능률적이다.

또한 상기한 바와같이, 각 그래이트(23)에 있어서 부식이 집중적으로 발생하는 부위는 그래이트의 일부분임에도 불구하고 그래이트 전체를 교체하여야 하므로 유지 보수의 비용은 물론 자원의 낭비가 심하다는 문제도 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 부식이 집중적으로 발생하는 부위를 부분적으로 교체 가능하도록 구성함으로써 그래이트 전체를 교체하지 않아도 되어 유지 보수비용이 적고 자원의 낭비가 없으며, 특히 그래이트가 회동샤프트에 고정되어 있는 상태로 일부를 교체하는 것이므로 작업이 간단하고, 더 나아가 그 상면에 선형 돌기를 형성하여 연소물에 직진성을 제공함과 동시에 그 래이트와 연소물과의 접촉면적을 확장하여 연소 효율을 증가시킬 수 있는 소각로용 그래이트를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 소각로의 연소실내에서 상호 연접 설치되어 전체적으로 경사진 바닥면을 제공하고 소정각도 범위내의 회동운동을 통하여 소각물을 하향 이송시키는 소각로용 그래이트에 있어서, 상기 그래이트는; 외부로부터 회동력을 제공받으며 그 상부에는 소각물을 지지하도록 평평한 일정폭의 상판이 구비되어 있는 메인바디와; 상기 메인바디의 선단부에 착탈 가능하게 설치되며 그 상부에는 소각물을 지지하는 평평한 상판이 구비되어 있고, 상기 메인바디와 결합한 상태로 소각물을 지지하는 고정바디로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 메인바디의 상판은 소각물의 이송방향으로 연장되며 그 상면에는 소각물의 하향 이동을 가이드하는 하나 이상의 선형돌기가 구비된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 고정바디의 상판에는 소각물의 하향 이동을 가이드하는 하나 이상의 선형돌기가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정바디는 메인바디에 대해 면접한 상태로 메인바디의 전방 또는 상방으로 분리 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 선형돌기는 내열강 또는 스텐레스합금강으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정바디의 길이는 메인바디의 길이와 같거나 작은 것을 특징으 로 한다.

아울러 상기 선형돌기는, 일정폭 및 높이를 갖는 직선형 돌기로서 그 폭은 그래이드 상판폭의 1/20 내지 1/2이고, 그 높이는 그래이드 상면폭의 1/20 내지 1/2인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로용 그래이트의 일 예를 나타내 보인 분해 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 소각로용 그래이트(41)는, 상기 회동샤프트(도 3의 29)에 결합하는 메인바디(43)와, 상기 메인바디(43)의 선단부에 착탈 가능하게 결합하는 고정바디(51)와, 상기 메인바디(43)에 대해 고정바디(51)를 결합시키는 고정볼트(59)를 포함하여 구성된다.

상기 메인바디(43)와 고정바디(51)는 상호 결합하여 전체적으로 하나의 그래이트(41)를 이루며 도 4를 통해 설명한 회동운동을 통하여 연소실 내의 연소물을 서서히 하향 이동시키는 역할을 하는 것이다.

상기 메인바디(43)의 상부에는 소정폭(w2)을 가지고 길이방향으로 연장된 상판(44)이 마련되어 있고 상기 상판(44)의 상면 중앙에는 선형돌기(45)가 구비되어 있다. 상기 상판(44)은 연소물에 접하며 그 위로 연소물을 받쳐 지지하는 것이다.

상기 선형돌기(45)는 일정폭(w1) 및 높이(h)를 갖는 사각 단면의 돌기로서 상판(44)의 길이방향으로 연장되어 있다. 상기 선형돌기(45)는 화살표 a방향으로 이동하는 연소물에 직진성을 부여하여 연소물이 이동 중 옆으로 쏠리거나 한쪽으로 몰리는 것을 방지한다.

상기 선형돌기(45)의 또다른 역할은 메인바디(43) 상면의 전체적인 표면적을 증가시킴으로 연소물과 메인바디(43)와의 접촉면적을 증가시키는 것이다. 연소물과 메인바디(43)와의 접촉면적이 증가할수록 연소효율이 증가함은 물론이다. 특히 상기 선형돌기(45)는 상판(44)과 일체로 성형할 수 도 있고, 별도의 사각 봉을 상판(44) 상면에 대고 용접 결합할 수 도 있다.

상기 메인바디(43) 선단부의 수직면에는 끼움돌기(47)가 마련되어 있고, 상기 끼움돌기(47)의 상하부에 암나사구멍(49)이 형성되어 있다. 상기 끼움돌기(47)는 고정바디(51)의 대향 수직면에 마련되어 있는 수용홈(53)에 삽입되는 부위이다. 또한 상기 암나사구멍(49)은 고정바디(51)에 마련되어 있는 두 개의 볼트장착구멍(55)에 끼워져 지지되는 고정볼트(59)가 결합하는 구멍이다.

한편, 상기 고정바디(51)는, 상기 메인바디(43)에 대해 착탈 가능한 것으로서 고정볼트(59)를 통해 메인바디(43)에 고정된다. 상기 고정바디(51)는 연소과정 중 연소실내의 열과 부식성가스에 직접 노출되는 부위(예컨대 도 4b의 Z부위)이다. 상기 고정바디(51)를 메인바디(43)에 결합시킬 수 있도록 고정바디(51)에는 두 개의 볼트장착구멍(55)이 마련되어 있다. 상기 볼트장착구멍(55)은 수평으로 연장되며 고정볼트(59)를 수용하여 고정볼트(59)가 상기 암나사구멍(49)에 결합하도록 한다.

상기 고정바디(51)의 상판(52)에도 선형돌기(57)가 구비된다. 상기 선형돌기 (57)의 폭 및 높이는 메인바디(43)에 마련되어 있는 선형돌기(45)와 동일하며, 메인바디(43)에 고정바디(51)를 조립하였을 때 전체적으로 하나의 직선을 이룬다. 상기 선형돌기(57)는 상판(52)과 일체로 성형할 수 도 있고, 별도의 사각 봉을 상판(52) 상면에 대고 용접 결합할 수 도 있다. 아울러 경우에 따라 고정바디(51)에는 선형돌기를 고정시키지 않을 수 도 있다.

상기와 같이 메인바디(43)에 대해 고정바디(51)가 착탈 가능하므로, 그래이트(41)의 선단부 즉 고정바디(51)가 부식되었을 경우 상기 고정볼트(59)를 풀어 고정바디(51)만 교체할 수 있다. 이와같이 고정볼트(59)를 풀거나 죄기만 함으로써 고정바디를 교체할 수 있으므로 상기한 바와같이 회동샤프트(29)의 하부로 작업자가 들어가지 않아도 되므로 그만큼 작업이 손쉽고 유지보수가 간단하다.

도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로용 그래이트의 여러 가지 다른 예를 나타내 보인 부분 단면도이다.

이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재로서 그에 관한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 6을 참조하면, 메인바디(43)와 고정바디(51)의 수직 대향면에 끼움돌기(47) 및 수용홈(53)이 각각 형성되어 있음을 알 수 있다. 상기 끼움돌기(47)는 메인바디(43)와 고정바디(51)가 면접할 때 수용홈(53)의 내부로 삽입되어 메인바디(43)에 대한 고정바디(51)의 결합을 견고히 유지시킨다.

상기와 같이 수용홈(53)의 내부에 끼움돌기(47)가 삽입된 상태로 고정볼트(59)를 상기 암나사구멍(49)에 결합하면 메인바디(43)에 대한 고정바디(51)의 결합 이 이루어지는 것이다.

또한 도 7을 참조하면, 메인바디(43)와 고정바디(51)의 대향면에 마치 계단의 형태를 취하는 계단면(65,67)이 형성되어 있음을 알 수 있다. 상기 계단면(65,67)은 상호 형합하도록 형성된 것으로서 서로에 대해 완전히 밀착함은 물론이다.

도 8에 도시한 그래이트(41)의 메인바디(43)와 고정바디(51)의 대향면에는 단순한 경사면(75,77)이 형성되어 있다. 이와같이 메인바디(43)와 고정바디(51)의 밀착면을 단순한 평면으로 구성할 경우 메인바디(43)와 고정바디(51)의 제작단가가 낮아질 수 있다.

도 9에 도시한 그래이트(41)는, 상기 도 6 내지 도 8에 도시한 그래이트와 약간 다른 결합방식을 갖는다. 즉, 도 9에 도시한 그래이트(41)는 메인바디(43)에 대해 고정바디(51)를 화살표 k방향으로 끼워 면접시키거나 그 반대방향으로 들어올려 분리하는 것이다.

이를 위하여 상기 메인바디(43)의 선단부에는 상부로 개방된 홀더지지홈(87)이 마련되어 있고, 상기 고정바디(51)에는 하부로 연장되며 상기 홀더지지홈(87)에 화살표 k방향으로 삽입되어 끼워지는 홀더(85)가 구비된다.

따라서 상기 고정볼트(59)를 삽입하기 전에 메인바디(43)에 대해 고정바디(51)를 끼워 결착한 후, 상기 고정볼트(59)를 수평 삽입하여 암나사구멍(49)에 결합함으로써 메인바디(43)에 대한 고정바디(51)의 결합이 이루어지는 것이다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명 은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

특히 상기 메인바디에 대한 고정바디의 결합방식은 물론 메인바디와 고정바디 대향면의 형상은 경우에 따라 얼마든지 변형할 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 소각로용 그래이트는, 부식이 집중적으로 발생하는 부위를 부분적으로 교체 가능하도록 구성함으로써 그래이트 전체를 교체하지 않아도 되어 유지 보수비용이 적고 자원의 낭비가 없으며, 특히 그래이트가 회동샤프트에 고정되어 있는 상태로 일부를 교체하는 것이므로 작업이 간단하고, 더 나아가 그 상면에 선형 돌기를 형성하여 연소물에 직진성을 제공함과 동시에 그래이트와 연소물과의 접촉면적을 확장하여 연소 효율을 증가시킬 수 있다.

Claims (8)

1. 소각로의 연소실내에서 상호 연접 설치되어 전체적으로 경사진 바닥면을 이루고, 소정각도 범위내의 회동운동을 통하여 소각물을 하향 이송시키는 소각로용 그래이트에 있어서,

   상기 그래이트는;

   외부로부터 회동력을 제공받으며 그 상부에는 소각물을 지지하도록 평평한 일정폭의 상판이 구비되어 있는 메인바디와;

   상기 메인바디의 선단부에 착탈 가능하게 설치되며 그 상부에는 소각물을 지지하는 평평한 상판이 구비되어 있고, 상기 메인바디와 더불어 소각물을 지지하는 고정바디로 구성되는 것을 특징으로 하는 소각로용 그래이트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 메인바디의 상판은 소각물의 이송방향으로 연장되며 그 상면에는 소각물의 하향 이동을 가이드하는 하나 이상의 선형돌기가 구비된 것을 특징으로 하는 소각로용 그래이트.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 고정바디의 상판에는 소각물의 하향 이송을 가이드하는 하나 이상의 선형돌기가 구비된 것을 특징으로 하는 소각로용 그래이트.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 고정바디는 메인바디에 결합한 상태로 메인바디의 전방 또는 상방으로 분리 가능한 것을 특징으로 하는 소각로용 그래이트.
5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 선형돌기는 내열강 또는 스텐레스합금강으로 이루어진 것을 특징으로 하는 소각로용 그래이트.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 고정바디 상판의 길이는 메인바디 상판의 길이와 같거나 작은 것을 특징으로 하는 소각로용 그래이트.
7. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 선형돌기는, 일정폭을 갖는 직선형 돌기로서 그 폭은 그래이드 상판폭의 1/20 내지 1/2인 것을 특징으로 하는 소각로용 그래이트.
8. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 선형돌기는, 일정높이를 갖는 직선형 돌기로서 그 높이는 그래이드 상판폭의 1/20 내지 1/2인 것을 특징으로 하는 소각로용 그래이트.

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