KR100901365B1

KR100901365B1 - 고형 물질 공급 장치

Info

Publication number: KR100901365B1
Application number: KR1020020079756A
Authority: KR
Inventors: 박영준; 오지헌; 구재회; 유용호; 최형욱
Original assignee: 삼성엔지니어링 주식회사
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2009-06-05
Also published as: KR20040052034A

Abstract

본 발명에 따른 고형 물질 공급 장치는, 폐기물 고형화 연료(RDF)와 같은 고형 물질을 연소 장치에 정량 공급하기 위한 것으로서,

고형 물질이 유입되는 입구부가 상단에 마련되고, 상기 입구부의 직경보다 작은 직경을 갖는 출구부가 하단에 마련되며, 상기 출구부를 개폐할 수 있도록 게이트 밸브가 구비되는 제1 호퍼;

상기 제1 호퍼를 통과한 고형 물질이 유입되는 입구부가 상단에 마련되고, 상기 입구부의 직경보다 작은 직경을 갖는 출구부가 하단에 마련되며, 내부에 내재되는 고형 물질의 하중을 측정 검출하는 하중센서가 구비되는 제2 호퍼;

상기 제2 호퍼를 통과한 고형 물질을 일정량씩 공급하기 위한 정량공급수단;

상기 제2 호퍼를 통과한 고형 물질을 상기 연소 장치에 투입하기 위해 하향 경사지게 설치된 투입관; 및,

상기 하중센서에 의해 측정 검출된 상기 제2 호퍼 내부의 고형 물질의 하중값이 소정 기준치를 초과하는 것이 감지되면, 상기 제1 호퍼의 게이트 밸브를 폐쇄하도록 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

고형 물질 공급 장치{Apparatus for supplying solid material}

도 1은 본 발명에 따른 고형 물질 공급 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 구성도.

도 2는 도 1의 제2 호퍼를 도시한 사시도.

도 3은 도 1의 제2 호퍼 내부의 교반기를 도시한 사시도.

도 4는 도 1의 정량공급수단을 도시한 단면도.

도 5는 도 1의 열교환기를 부분 절개 도시한 사시도.

도 6은 도 1의 불꽃 역류 방지판과 압축 공기 블로어를 도시한 단면도.

도 7은 고형 물질 공급 장치의 일 실시예에 있어서 제어신호의 흐름을 개략적으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 ...고형 물질(RDF) 10 ...제1 호퍼

15 ...게이트 밸브 20 ...컨베이어 벨트

22, 23 ...풀리 24 ...벨트

30 ...제2 호퍼 34 ...가이드판

40, 41 ...하중센서 45 ...진동수단

50 ...교반기 56 ...지지바

58 ...피스톤 로드 61, 65 ...수평바

63, 67 ...베어링 70 ...정량공급수단

80 ...투입관 81 ...열교환기

85 ...불꽃 역류 방지판 88 ...압축 공기 블로어

90 ...제어부 100 ...연소 장치

본 발명은 고형 물질 공급 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐기물 고형화 연료(Refuse Derived Fuel)와 같은 고형 물질을 연소 장치에 정량 공급할 수 있도록 구조가 개선된 고형 물질 공급 장치에 관한 것이다.

문명 발달과 인구 증가에 기인하여 쓰레기 등 폐기물의 처리 문제가 현대 사회의 문제점으로 부상하고 있는바, 환경 보호의 측면에서 상기 폐기물을 매립하기 보다는 연소 장치에서 소각하는 처리 방식이 바람직한 것으로 인식되고 있다. 또한 폐기물 재활용의 측면에서 각종 폐기물 중 가연성 물질을 선별 가공하여 석탄 이상의 발열량을 가지며 취급이 용이한 형태로 만든, 소위 폐기물 고형화 연료(Refuse Derived Fuel, 이하 'RDF'라 함)가 관심의 대상이 되고 있다.

상기 RDF는 각종 가연성 폐기물을 건조, 파쇄, 혼합, 및 성형하는 과정을 통해 생성되는데 일반적으로 직경 1 내지 2cm, 길이 5 내지 10cm의 원통형으로 성형된다. 상기 RDF는 화력 발전소 가동용 연료 등 석탄 대용으로 사용될 수 있는데, 이를 위해 연소 장치와, 상기 연소 장치에 RDF를 공급하는 공급 장치를 필요로 한다. 상기 공급 장치는 연소 효율 증대와 과열 방지 등을 위해 RDF를 연소 장치에 정량 공급하는 것이 중요한데, 이를 위해 공급 장치의 호퍼에서 RDF의 가교 현상을 억제하는 것이 요구된다. 가교 현상이란, 공급 장치의 호퍼 내에서 RDF와 같은 고형 물질이 구조적으로 안정한 형태가 되어 상기 호퍼의 토출구의 일부 또는 전체를 막음으로써 다음 단계로의 고형 물질의 정량 투입이 방해받는 현상을 말하는 것이다.

종래의 고형 물질 공급 장치는 상기 가교 현상을 억제하는 수단의 종류에 따라 스크류형, 교반형, 및 진동형으로 나눌 수 있는데, 국내 공개특허공보 제10-2000-0034908호에는 종래의 공급 장치의 일 예로서 스파이럴 컨베이어를 이용한 공급 방식을 채용한 폐기물 공급 장치가 개시되고 있다. 그런데 상기 국내 공개특허공보에서 개시된 폐기물 공급 장치를 포함한 종래의 고형 물질 공급 장치는, 건조된 폐기물이나 RDF와 같은 고형 물질의 적은 비중과 비규격화된 형태 등으로 인하여 상기한 가교 현상를 억제하고, 다음 단계에 해당하는 연소 장치로 상기 고형 물질을 정량 투입하는데 만족할 만한 효과를 나타내지 못하는 문제점이 있다. 또한 연소 장치로부터 불꽃이 공급 장치 쪽으로 역류하는 것을 차단하지 못하여 공급 장치의 고장을 야기하고, 고형 물질이 연소 장치에 도달하기 전에 연소하여 고형 물질의 연소 효율도 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 연소 장치로 상기 RDF와 같은 고형 물질을 정량 공급할 수 있는 고형 물질 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 연소 장치로부터 불꽃이 공급 장치 쪽으로 역류하지 못하도록 하는 고형 물질 공급 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고형 물질 공급 장치는, 고형 물질을 연소 장치에 정량 공급하기 위한 것으로서,

바람직하게는 상기 정량공급수단은, 회전하는 샤프트와, 상기 고형 물질을 일정량씩 공급하기 위하여 상기 샤프트의 외주면을 따라 동일 각도 간격으로 장착되어 상기 샤프트와 함께 회전하는 블레이드를 구비한다.

바람직하게는 본 발명의 고형 물질 공급 장치는, 상기 제1 호퍼를 통과한 고형 물질을 상기 제2 호퍼의 입구부까지 이송하도록, 모터에 의해 작동되는 컨베이어 벨트를 더 구비하고,

상기 제어부는, 상기 하중센서에 의해 측정 검출된 상기 제2 호퍼 내부의 고형 물질의 하중값이 소정 기준치를 초과하는 것이 감지되면, 상기 제1 호퍼의 게이트 밸브를 폐쇄함과 동시에 상기 모터를 정지시키도록 제어한다.

바람직하게는, 상기 제2 호퍼에는 낙하하는 고형 물질을 상기 입구부 내로 안내하는 가이드판이 마련된다.

바람직하게는 상기 제2 호퍼는, 내부에 적층되는 고형 물질을 교반(攪拌)할 수 있도록, 압축 공기에 의해 상기 제2 호퍼의 내부에서 승강하는 피스톤 로드를 구비하는 공압 실린더와, 상기 피스톤 로드의 외주면에 지지되어 수평 방향으로 돌출되며 상기 피스톤 로드와 함께 승강하는 수평바를 구비하여 된 교반기를 더 구비한다.

바람직하게는, 상기 수평바는 상기 피스톤 로드에 베어링을 매개로 지지되어 피스톤 로드의 축을 중심으로 회전 가능하다.

바람직하게는 상기 제2 호퍼는, 상기 제2 호퍼를 타격하여 진동시키기 위한 진동수단을 더 구비한다.

바람직하게는 본 발명의 고형 물질 공급 장치는, 상기 연소 장치에서 상기 투입관으로 전달되는 열을 냉각시키기 위해 상기 투입관의 외주에 배치되는 열교환기를 더 구비한다.

바람직하게는 상기 투입관은, 고형 물질이 미끄러져 낙하하지 않을 때 상기 투입관을 폐쇄하여 상기 연소 장치로부터 불꽃이 상기 투입관으로 역류하는 것을 방지하는 불꽃 역류 방지판을 구비한다.

바람직하게는 상기 투입관은, 상기 불꽃 역류 방지판의 오동작으로 상기 고형 물질이 상기 연소 장치로 투하되지 못할 때 상기 불꽃 역류 방지판에 압축 공기를 뿜어 내어 상기 투입관을 강제 개방하기 위한 압축 공기 블로어를 더 구비한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고형 물질 공급 장치의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명한다. 첨부된 도면은 RDF 공급 장치로 구체적으로 한정하여 도시되어 있으나, 이에 내포된 기술적 사상은 건조 쓰레기 등의 폐기물 기타 고형 물질 공급 장치에도 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고형 물질 공급 장치의 일 실시예인 RDF 공급 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다. 도면을 참조하면, RDF 공급 장치는, 석탄 대용 연료로 사용될 수 있는 RDF(1)를 연소 장치(100)에 자동 정량 공급해 주기 위한 장치로서, 제1 호퍼(10) 및 제2 호퍼(30)와, 상기 제1 호퍼(10)를 통과한 RDF(1)를 상기 제2 호퍼(30)까지 이송하는 컨베이어 벨트(20)와, 상기 제2 호퍼(30)를 통과한 RDF(1)를 상기 연소 장치(100)로 투입하기 위한 투입관(80)과, 상기 제2 호퍼(30)를 통과한 RDF(1)를 일정량씩 상기 투입관(80)에 공급하기 위해 상기 제2 호퍼(30)와 상기 투입관(80) 사이에 배치되는 정량공급수단(70)을 구비한다.

상기 제1 호퍼(10)는 상단에 RDF(1)가 유입되는 입구부가 마련되고, 하단에 유입되어 적층된 상기 RDF(1)가 유출되는 출구부가 마련된다. 상기 입구부는 상기 RDF(1)를 투입할 때 입구부의 밖으로 벗어나지 않도록 하기 위해 그 직경이 큰 데 반해, 상기 출구부는 상기 RDF(1)를 상대적으로 소량 유출하기 위해 상기 입구부에 비해 직경이 작다. 상기 출구부에는 게이트 밸브(15)가 마련되는데, 이를 폐쇄하여 상기 제1 호퍼(10) 내에 RDF(1)를 저장할 수 있으며, 개방하여 상기 연소 장치(100)에 RDF(1) 공급을 시작할 수 있다. 또한 상기 게이트 밸브(15)는 후술될 제어부(도 7의 90)의 제어 신호에 의해 개폐되어 상기 컨베이어 벨트(20)로 낙하하는 RDF(1)의 양을 조절하는 역할도 한다.

상기 컨베이어 벨트(20)는 모터(미도시)에 의해 회전하는 구동 풀리(22) 및 종동하는 종동 풀리(23)와, 상기 한 쌍의 풀리(22, 23)의 외주에 걸어 순환되도록 하는 벨트(24)를 구비하여 된 연속 이송수단이다. 상기 구동 풀리(22)는 상기 제1 호퍼(10)의 출구부 아래에 위치하고, 종동 풀리(23)는 상기 제2 호퍼(30)의 입구부 위에 위치하므로, 상기 제1 호퍼(10)의 출구부를 통해 낙하한 RDF(1)는 종동 풀리(23)를 향하여 연속 이동되고 낙하하여 상기 제2 호퍼(30)의 입구부로 유입된다. 상기 컨베이어 벨트(20)의 모터(미도시)도 상기 게이트 밸브(15)와 마찬가지로, 후술될 제어부(도 7의 90)의 제어 신호에 의해 온-오프(on-off)된다.

도 2는 도 1에 도시된 고형 물질 공급 장치의 일 실시예에 있어서, 제2 호퍼를 도시한 사시도이고, 도 3은 상기 제2 호퍼 내부의 교반기를 도시한 사시도이다. 도면을 참조하면 상기 제2 호퍼(30)는 상단에 상기 컨베이어 벨트(20)에서 낙하하 는 RDF(1)가 유입되는 입구부(31)가 마련되고, 하단에 유입되어 적층된 상기 RDF(1)가 유출되는 출구부(32)가 마련된다. 상기 제1 호퍼(10)와 마찬가지로 제2 호퍼(30)의 입구부(31)는 직경이 크고, 상기 출구부(32)는 상대적으로 직경이 작다. 상기 출구부(32)의 직경은 상기 제2 호퍼(30) 내부에서의 가교 현상을 억제하고 상기 출구부(32)를 통한 원활한 RDF(1)의 유출을 유지하기 위해 RDF(1)의 길이의 4배 이상의 직경, 다시 말해 20cm 이상의 직경과 60도 이상의 안식각(??)을 갖도록 설계되는 것이 바람직하다. 안식각(??)이란 호퍼 출구부의 하향 경사면이 수평면과 이루는 각을 의미하는 것으로, 상기한 출구부의 직경이나 안식각(??)과 같은 제2 호퍼(30)의 설계 조건은 상기 제1 호퍼(10)에도 동일하게 적용될 수 있다.

상기 제2 호퍼(30)에는 상기 컨베이어 벨트(도 1의 20)에서 낙하하는 RDF(1)를 입구부(31)로 안내하는 가이드판(34)이 설치된다. 상기 가이드판(34)은 상기 입구부(31)의 둘레에서 경사지게 상향 연장되어 있기 때문에, 정확히 입구부(31)를 향해 낙하하지 못하고 벗어나게 낙하하는 RDF(1)라도 상기 가이드판(34)을 따라 미끄러져 내려가 입구부(31)로 진입할 수 있다.

상기 제2 호퍼(30)는 측면에서 외주 방향으로 돌출된 지지 날개(38, 39)를 구비하며, 그 아래에서 하중센서(40, 41)가 상기 지지 날개(38, 39)를 지지하여 제2 호퍼(30) 및 그 내부의 RDF(1)의 하중을 측정 검출한다. 물론 상기 하중센서(40, 41)는 도시되지 않은 지지프레임 등에 의해 지지될 것이다. 상기 하중센서(40, 41)는 하중에 의해 가해진 힘의 크기에 비례하여 변화하는 물리량을 측정하여 상기 제2 호퍼(30) 및 그 내부의 RDF(1)의 하중을 측정하는 것이다. 도시된 바람직한 본 발명의 실시예에서는 하중의 변화에 따라 변화하는 내부저항값을 이용하는 하중센서인 로드셀이 적용될 수 있다. 상기 하중센서(40, 41)는 제2 호퍼(30) 및 그 내부의 RDF(1)의 하중치를 측정 검출하여 후술될 제어부(도 7의 90)에 그에 대한 신호를 인가한다. 다만 상기 제2 호퍼(30)의 하중은 변하지 않는 것이므로, 이를 고려한다면 상기 하중센서(40, 41)에 의해 측정 검출된 하중치로부터 상기 제2 호퍼(30) 자체의 하중치를 빼면 제2 호퍼(30) 내부의 RDF(1)의 하중치를 쉽게 알 수 있다.

상기 제2 호퍼(30)는, 내부에서 적층되는 RDF(1)가 서로 가교 현상을 일으키는 것을 억제하기 위해 제2 호퍼(30)의 외면을 타격하여 진동시키는 진동수단(45)을 더 구비한다. 도시된 바람직한 본 발명의 실시예에서 상기 진동수단(45)은 압축 공기를 이용하여 타격력을 발생시키는 소위 에어 해머(air hammer)가 적용될 수 있다. 일반적인 에어 해머(45)는 실린더 형상의 케이스, 및 그 내부에 피스톤과 해머 비트를 구비하여 구성된다. 상기한 구조의 에어 해머(45)의 작동시키기 위해서 압축 공기를 상기 케이스의 일단으로 불어 넣으면, 상기 피스톤이 전진하고, 상기 전진하는 피스톤이 상기 해머 비트를 가압하며, 상기 가압된 해머 비트가 제2 호퍼(30)를 타격한다. 도 2에는 에어 해머(45)에 압축 공기를 공급하기 위한 압축기 및 그 연결수단은 생략되어 있다.

상기 제2 호퍼(30)는 내부에 적층되는 RDF(1)가 서로 가교 현상을 일으키는 것을 방지하기 위하여, 상기 RDF(1)를 휘저어 섞어서 교반(攪拌)하는 교반기(50)를 더 구비한다. 도 3에서 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 교반기(50)는 압축 공기에 의해 승강하는 피스톤 로드(58)를 구비하는 공압 실린더와, 상기 피스톤 로드(58)의 외주면에 지지되어 수평 방향으로 돌출되며 상기 피스톤 로드(58)와 함께 승강하는 제1 및 제2 수평바(61, 65)를 구비하여 구성된다. 공압 실린더는 잘 알려진 바와 같이, 내부에 밀폐된 내부 공간을 형성하는 실린더(52)와, 상기 실린더(52)의 내부 공간을 상부 공간 및 하부 공간으로 이분하는 피스톤(미도시)과, 일단은 상기 실린더(52)의 외부로 돌출되며 타단은 상기 피스톤에 연결되어 상기 피스톤과 함께 승강하는 피스톤 로드(58)를 구비하여 구성된다. 상기한 구조의 공압 실린더를 작동시키기 위해, 상기 실린더(52) 내부의 상부 공간에 압축 공기를 주입하고 상기 하부 공간에서 압축 공기를 배출하면 피스톤 및 이에 연결된 피스톤 로드(58)가 제2 호퍼(30) 내부에서 하강한다. 반대로 상기 실린더(52) 내부의 하부 공간에 압축 공기를 주입하고 상기 상부 공간에서 압축 공기를 배출하면 피스톤 및 이에 연결된 피스톤 로드(58)가 제2 호퍼(30) 내부에서 상승한다. 상기 공압 실린더는, 일단이 실린더(52)에 용접 등에 의해 고정되고 타단이 제2 호퍼(30)의 내벽에 용접 등에 의해 고정된 지지바(56)에 의해 지지되어 상기 제2 호퍼(30)의 내부에 고정 설치된다. 상기 지지바(56)는 제2 호퍼(30) 내부에서 낙하하는 RDF(1)의 흐름을 방해하지 않기 위해 얇은 원통형으로 가공되는 것이 바람직하다. 상기 실린더(52)에는 압축 공기를 공급하기 위한 압축기(미도시)가 연결된다.

상기 피스톤 로드(58)에는 외주 방향으로 돌출되어 수평을 이루는 제1 및 제2 수평바(61, 65)가 연결 지지된다. 상기 제1 및 제2 수평바(61, 65)는 상기 피스톤 로드(58)에 제1 및 제2 베어링(63, 67)을 매개로 연결 지지된다. 상기 제1 및 제2 수평바(61, 65)는 제2 호퍼(30) 내부에서 피스톤 로드(58)의 승강을 따라 승강하여 상기 RDF(1)를 교반한다. 또한 상기 RDF(1)가 상기 제2 호퍼(30) 내부에서 불균일하게 일측에 밀집되어 있으면, 상기 피스톤 로드(58)의 승강 시에 각각 베어링(63, 67) 지지된 상기 제1 및 제2 수평바(61, 65)가 힘을 받아 회전하게 되므로 상기 밀집된 RDF(1)를 균일하게 교반한다. 상기한 바와 같이 상기 교반기(50)의 제1 및 제2 수평바(61, 65)가 승강 및 회전하여 상기 RDF(1)를 교반함으로서, 상기 제2 호퍼(30) 내부의 RDF 가교 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 고형 물질 공급 장치의 일 실시예에 있어서, 정량공급수단을 도시한 단면도이다. 도면을 참조하면, 정량공급수단(70)은 제2 호퍼(30)를 통과한 RDF(1)를 일정량씩 투입관(80)으로 투하하기 위한 것으로, 제2 호퍼(30)와 투입관(30) 사이에 위치한다. 도시된 바람직한 본 발명의 실시예에 따른 상기 정량공급수단(70)은, 하우징(73)과, 회전하는 모터(미도시)에 의해 상기 하우징(73) 내에서 화살표 방향으로 회전하는 샤프트(71)와, 상기 하우징(73) 내에서 상기 샤프트(71)의 외주면을 따라 동일 각도 간격으로 장착되어 이점쇄선으로 도시된 바와 같이 상기 샤프트(71)와 함께 화살표 방향으로 회전하는 복수의 블레이드(72)를 구비하여 구성된, 소위 로타리 타입의 정량공급수단이다. 상기 정량공급수단(70)은, 인접한 두 개의 블레이드(72)와 하우징(73)의 내면으로 이루어지며 점선으로 도시된 것과 같은 갖는 수용 공간(75)을 구비한다. 상기 하우징(73)의 상단부는 상기 제2 호퍼(30)의 출구부(32)에서 경사지게 하향 연장된 안내관(33)과 연결되고, 그 맞은편의 하단부는 상기 연소 장치(도 1의 100)에 연결되도록 하향 경사지게 설치 된 투입관(80)과 연결된다. 상기 투입관(80)은 열교환기(81)에 의해 둘러 쌓여 있으며 이에 대한 설명은 후술된다.

상기 안내관(33)을 통과하여 정량공급수단(70)의 상단부에 도달한 RDF(1)는, 상기 안내관(33)과 연결된 수용 공간(75)에 안착하고, 상기 블레이드(72)의 회전에 따라 상기 정량공급수단(70)의 하단부까지 회전하여 상기 투입관(80)으로 유입된다. 상기 정량공급수단(70)의 수용 공간(75)은 그 크기가 일정하기 때문에, 상기 제2 호퍼(30)의 출구부(32)에서 일시적으로 대량의 RDF(1)가 낙하한다 하더라도 상기 수용 공간(75)에 의해 한정된 양만큼만 수용되고, 따라서 상기 투입관(80)에 일정량씩만 유입될 수 있다.

도 5 및 도 6은 도 1에 도시된 고형 물질 공급 장치의 일 실시예에 있어서 투입관을 도시한 도면으로, 도 5는 투입관 및 그 외부의 열교환기를 부분 절개 도시한 사시도이며, 도 6은 투입관 내부의 불꽃 역류 방지판과 압축 공기 블로어를 도시한 단면도이다.

도면을 참조하면, 하향 경사지게 설치된 투입관(80)은 상단이 정량공급수단(도 4의 70)과 연결되고 하단이 연소 장치(100)에 연결된다. 상기 투입관(80)의 외주에는 상기 연소 장치(100)에서 상기 투입관(80)으로 전달되는 열을 냉각시키기 위한 열교환기(81)가 설치된다. 바람직한 본 발명의 실시예에서 상기 열교환기(81)는, 냉각수가 상기 투입관(80)의 외주면을 따라 흘러 열교환을 촉진하는 소위 수냉식 워터 자켓일 수 있다. 상기 열교환기(81)의 일측에는 냉각수 유입관(82) 및 유출관(83)이 마련된다. 상기 냉각수 유입관(82)을 통해 저온의 냉각수가 유입하여 열교환기(81)를 통과하며 상기 투입관(80)의 열을 흡수하고 온도가 상승된 상태로 냉각수 유출관(83)을 통해 유출된다.

상기 투입관(80)은 그 내부에 상기 연소 장치(100)로부터 RDF(1)의 연소 불꽃이 투입관(80)으로 역류하는 것을 방지하기 위해 상기 투입관(80)을 폐쇄하는 불꽃 역류 방지판(85) 및, 상기 불꽃 역류 방지판(85)으로 압축 공기를 뿜어 내어 상기 투입관(80)을 강제 개방하기 위한 압축 공기 블로어(88)를 더 구비한다. 상기 불꽃 역류 방지판(85)은 그 상단이 투입관(80)의 측면에 힌지(86) 결합되어 있기 때문에, RDF(1)가 투입관(80)을 통해 낙하하지 않을 때 상기 불꽃 역류 방지판(85)은 자중(自重)에 의해 상기 투입관(80)을 폐쇄하도록 위치한다. 그러나 RDF(1)가 투입관(80)을 따라 미끄러져 낙하할 때에는 이점쇄선으로 도시된 바와 같이 상기 RDF(1)의 하중에 의해 상기 투입관(80)을 개방하도록 위치하여 상기 RDF(1)가 연소 장치(100)로 투입될 수 있도록 한다. 이에 따라 RDF(1)의 낙하 흐름을 방해하지 않으면서 RDF(1)가 낙하하지 않을 때에는 자동적으로 투입관(80)을 폐쇄하여 연소 장치(100)로부터의 불꽃이 투입관(80)으로 역류할 수 없다.

상기 압축 공기 블로어(88)는, 상기 불꽃 역류 방지판(85)이 점성에 의해 열리지 않는 경우, 즉 오동작으로 인해 RDF(1)가 투입관(80)에서 일시적으로 정체된 경우에 상기 불꽃 역류 방지판(85)의 하단부를 향해 압축 공기를 뿜어내어 상기 투입관(80)을 강제 개방한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 압축 공기 블로어(88)는 상기 불꽃 역류 방지판(85)의 하단부를 향해 설치된 노즐을 구비하여 구성될 수 있다. 도 6에는 상기 압축 공기 블로어(88)에 압축 공기를 공급하기 위 한 압축기와 연결수단은 생략되어 있다.

본 발명의 고형 물질 공급 장치는, 상기 RDF(1)가 제1 호퍼(도 1의 10)에 일시적으로 과투입되거나 제2 호퍼(도 1의 30)에서 가교 현상으로 일시적으로 과부하되었을 때, 연소 장치(도 1의 100)까지 상기 RDF(1)가 과투입되는 것을 막는 제어수단을 구비한다. 도 7에는 본 발명에 따른 고형 물질 공급 장치의 일 실시예에 있어서 상기 제어수단의 제어신호의 흐름이 개략적으로 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에서 제어수단은 제2 호퍼(도 1의 30)의 하중센서(40, 41)와, 제어부(90)와, 제1 호퍼(도 1의 10)의 게이트 밸브(15), 및 컨베이어 벨트(20)를 구비하여 구성된다. 제어부(90)는 상기 하중센서(40, 41)가 측정 검출하여 상기 제어부(90)로 송신하는 제2 호퍼(도 1의 30) 내의 RDF(1)의 하중값에 대한 신호를 입력받는다. 상기 입력받은 하중값에 대한 신호가 소정의 기준치를 초과하면, 상기 제어부(90)는 개방되어 있는 상기 게이트 밸브(15)를 폐쇄하도록 하는 제어신호와, 컨베이어 벨트(20)의 모터를 정지시키도록 하는 제어신호를 상기 게이트 밸브(15)와 컨베이어 벨트(20)에 각각 송신한다. 상기 게이트 밸브(15)가 폐쇄되고 컨베이어 벨트(20)가 정지된 상태에서 진동수단(도 1의 45) 또는 교반기(도 3의 50)를 작동시켜 가교 현상을 제거하고 분산수단(70)에 의해 일정량씩 RDF(1)를 투입관(80)으로 배출하면 상기 제2 호퍼(30) 내의 RDF 과부하가 제거된다. 이에 따라, 상기 하중센서(40, 41)에 의해 다시 측정 검출되어 제어부(90)로 송신되는 RDF(1)의 하중값에 대한 신호가 기준치 이하가 된다. 그러면 상기 제어부(90)는 폐쇄되어 있는 상기 게이트 밸브(15)를 다 시 개방하도록 하는 제어신호와, 컨베이어 벨트(20)의 모터를 구동시키도록 하는 제어신호를 각각 송신한다. 상기 제어부(90)는 마이크로 프로세서를 포함하는 집적회로 등을 구비하여 구성될 수 있으나, 반드시 이에 한하지는 않는다.

도 1을 다시 참조하여 상기한 구성을 가진 고형 물질 공급 장치의 동작을 살펴 보면, 제1 호퍼(10)에 투하된 RDF(1)는 컨베이어 벨트(20)에 낙하하여 이송되고, 제2 호퍼(30)에 다시 투하된다. 만약 상기 제2 호퍼(30)가 투하되는 RDF(1)에 의해 일시적으로 과부하 상태가 되면 도 7에서 설명된 바와 같이 제어부(90)를 포함하는 제어수단이 동작하게 되어 더 이상 상기 제2 호퍼(30)로 RDF(1)가 투하되지 않게 된다. 상기 제2 호퍼(30)를 통과한 RDF(1)는 정량공급수단(70)에 의해 일정량씩 공급되어 투입관(80)을 통해 미끄러져 내려가 연소 장치(100)에 정량 투입된다. 만약 상기 정량공급수단(70)만 구비되고 상기 제어부(도 7의 90)를 포함하는 제어수단이 구비되지 않는다면, 병목 현상에 의해 제2 호퍼(30)의 입구부로 RDF(1)가 넘쳐나는 문제가 발생될 수도 있는데, 본 발명은 상기한 문제가 발생되지 않는다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

상기한 본 발명의 고형 물질 공급 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 호퍼를 제1 및 제2 호퍼로 분리한 구성과, 상기 제2 호퍼에 투하되는 고형 물질의 양을 제어할 수 있는 제어부를 포함한 제어수단과, 상기 제2 호퍼를 통과한 고형 물질을 일정량씩 공급하는 정량공급수단 등을 구비하여, 연소 장치로 고형 물질을 오차 범위 5%이내에서 정량 공급할 수 있다.

둘째, 교반기 및 진동수단을 구비하여 제2 호퍼 내부에서 고형 물질에 의한 가교 현상을 방지할 수 있어 고형 물질의 정량 공급 가능성이 향상된다.

셋째, 연소 장치로부터 투입관으로 역류하는 불꽃을 차단하고 전달되는 열을 냉각하여, 고형 물질 공급 장치의 고장률을 감소시키고 연소 장치의 연소 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims

고형 물질을 연소 장치에 정량 공급하기 위한 것으로서,

고형 물질이 유입되는 입구부가 상단에 마련되고, 상기 입구부의 직경보다 작은 직경을 갖는 출구부가 하단에 마련되며, 상기 출구부를 개폐할 수 있도록 게이트 밸브가 구비되는 제1 호퍼;

상기 제1 호퍼를 통과한 고형 물질이 유입되는 입구부가 상단에 마련되고, 상기 입구부의 직경보다 작은 직경을 갖는 출구부가 하단에 마련되며, 내부에 내재되는 고형 물질의 하중을 측정 검출하는 하중센서가 구비되는 제2 호퍼;

상기 제2 호퍼를 통과한 고형 물질을 일정량씩 공급하기 위한 정량공급수단;

상기 제2 호퍼를 통과한 고형 물질을 상기 연소 장치에 투입하기 위해 하향 경사지게 설치된 투입관; 및,

상기 하중센서에 의해 측정 검출된 상기 제2 호퍼 내부의 고형 물질의 하중값이 소정 기준치를 초과하는 것이 감지되면, 상기 제1 호퍼의 게이트 밸브를 폐쇄하도록 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 고형 물질 공급 장치.
제1 항에 있어서,

상기 정량공급수단은 회전하는 샤프트와, 상기 고형 물질을 일정량씩 공급하기 위하여 상기 샤프트의 외주면을 따라 동일 각도 간격으로 장착되어 상기 샤프트와 함께 회전하는 블레이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 고형 물질 공급 장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 호퍼를 통과한 고형 물질을 상기 제2 호퍼의 입구부까지 이송하도록, 모터에 의해 작동되는 컨베이어 벨트를 더 구비하고,

상기 제어부는, 상기 하중센서에 의해 측정 검출된 상기 제2 호퍼 내부의 고형 물질의 하중값이 소정 기준치를 초과하는 것이 감지되면, 상기 제1 호퍼의 게이트 밸브를 폐쇄함과 동시에 상기 모터를 정지시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 고형 물질 공급 장치.
제1 항에 있어서,

상기 제2 호퍼에는 낙하하는 고형 물질을 상기 입구부 내로 안내하는 가이드판이 마련되는 것을 특징으로 하는 고형 물질 공급 장치.
제1 항에 있어서,

상기 제2 호퍼는 내부에 적층되는 고형 물질을 교반(攪拌)할 수 있도록, 압축 공기에 의해 상기 제2 호퍼의 내부에서 승강하는 피스톤 로드를 구비하는 공압 실린더와, 상기 피스톤 로드의 외주면에 지지되어 수평 방향으로 돌출되며 상기 피스톤 로드와 함께 승강하는 수평바를 구비하여 된 교반기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고형 물질 공급 장치.
제5 항에 있어서,

상기 수평바는 상기 피스톤 로드에 베어링을 매개로 지지되어 피스톤 로드의 축을 중심으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 고형 물질 공급 장치.
제1 항에 있어서,

상기 제2 호퍼는 상기 제2 호퍼를 타격하여 진동시키기 위한 진동수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고형 물질 공급 장치.
제1 항에 있어서,

상기 연소 장치에서 상기 투입관으로 전달되는 열을 냉각시키기 위해 상기 투입관의 외주에 배치되는 열교환기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고형 물질 공급 장치.
제1 항에 있어서,

상기 투입관은, 고형 물질이 미끄러져 낙하하지 않을 때 상기 투입관을 폐쇄하여 상기 연소 장치로부터 불꽃이 상기 투입관으로 역류하는 것을 방지하는 불꽃 역류 방지판을 구비하는 것을 특징으로 하는 고형 물질 공급 장치.
제9 항에 있어서,

상기 투입관은, 상기 불꽃 역류 방지판의 오동작으로 상기 고형 물질이 상기 연소 장치로 투하되지 못할 때 상기 불꽃 역류 방지판에 압축 공기를 뿜어 내어 상기 투입관을 강제 개방하기 위한 압축 공기 블로어를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고형 물질 공급 장치.