KR101569756B1

KR101569756B1 - 금속섹터를 갖는 유리화 장치

Info

Publication number: KR101569756B1
Application number: KR1020150127376A
Authority: KR
Inventors: 최석모; 박규원
Original assignee: 뉴클리어솔루션(주)
Priority date: 2015-09-09
Filing date: 2015-09-09
Publication date: 2015-11-17

Abstract

본 발명은 유리화용융로 경사형바닥부 바닥에서 유리용융물 배출장치를 적어도 2개 배치하여 유리용융물 배출 및 차단 제어하기 위한 것으로, 유리화용융로 경사형바닥부 상부에는 유리용융물을 주기적으로 배출하기 위해 주기배출장치를 설치하고, 유리화용융로 경사형바닥부 하부에는 유리용융물을 전량배출하기 위해 전량배출장치를 설치한다. 주기배출방식은 상부에 구동장치를 설치하여 차단봉을 구동하여 배출 및 차단하며, 전량배출방식은 배출용 유도코일로 돌출금속 발열체를 가열하여 유리용융물을 배출하며, 직경이 다른 3개 이상의 냉각유로를 갖는 유리화 저온용융로 금속섹터를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합배출장치이다.

Description

금속섹터를 갖는 유리화 장치{VITRIFICATION DEVICE HAVING METALLIC SECTOR}

본 발명은 유리화 장치 및 유리용융물 배출방법에 관한 것으로, 경사형바닥부에 포함된 적어도 2개의 배출유닛을 통해 유리화 용융로 가동 중 간헐적 주기배출과 가동종료 등에 따른 전량배출로 구분하여 배출 용도에 맞는 배출기능을 특화한 유리화 장치이다. 또한 본 발명의 유리화 장치의 저온용융로는 금속섹터를 포함하고 있으며, 금속섹터 내부에는 외부의 냉각수 공급 및 순환장치와 연결되는 냉각유로가 구비되는데, 이러한 냉각유로의 구조를 개선하여 대형화 되어가는 저온용융로를 효율적으로 냉각시키기 위한 기술이다.

유해성폐기물, 특히 원자력 발전 등을 통해 나오는 방사성 폐기물을 보다 안정적으로 처리, 보관 및 관리하는 것은 매우 중요한 문제이다. 이러한 유해성 폐기물을 처리하는 방법으로서, 압축, 소각, 및 시멘트고화 등 다양한 기술들이 적용되고 있으나, 각 기술은 감용비가 적고, 침출수 등의 2차 피해도 발생할 가능성이 높은 문제가 있었다. 그러던 중 몇몇 국가를 중심으로 유해성 폐기물을 처리, 보관하는 방법 중에서 유도가열식 저온용융로를 이용하여 유해성폐기물을 연소시키고 중금속을 용융하여 유리와 함께 유리고화체로 만들어 유리 구조 속에 가두어 주변 환경으로 침출되지 않도록 하여 격리시키는 저온 용융로 유리화 기술이 개발되어 왔다.

유리화 장치에 있어서 유리용융물 배출방식은 여러 조건에 따라 종류별로 다양하게 적용하여 통상 사용하고 있으나 슬래그 배출방식이 금속 배출방식에 비해 어렵다. 슬래그 유리용융물이 온도변화에 민감하고 변화에 따른 점성이 증가하여 유리용융물 배출이 쉽지 않으며, 배출을 용이하게 하기 위해 배출하기 좋은 조건에 맞는 유리용융물 온도관리 기술이 필요하다.

종래에 많이 사용되는 바닥슬라이딩 배출장치는 유리화 용융로의 하부에 설치되며, 유리화 용융로 바닥냉각판 영향으로 온도 상승이 유리화용융로 상부에 비해 상대적으로 낮아 추가로 유리용융물 배출을 위한 시간과 출력상승으로 인한 비용이 필요해진다. 단일 배출장치 사용으로 인한 배출장치 성능저하 및 유리용융물 특성변화는 배출중단 등 또 다른 문제를 발생시킨다.

또한 유리화용융로 바닥슬라이딩 방식은 배출구를 유리화용융로 바닥 슬라브에 적용시 비냉각부분에서 산화, 변형 및 유리용융물 침투로 인한 고착으로 밸브작동 불량 등을 수반한다.

이를 해결하기 위해 적용되어 온 배출용 유도코일에 의한 발열체 가열방식도 한정된 배출규격으로 유리특성에 따른 유리용융물 배출온도와 점성이 달라 주기배출 제어가 유동적이라 완전한 범용 배출장치라 할 수 없다.

또한, 종래에 저온용융로 유리화 장치에서 용융로를 냉각하기 위해 사용되는 금속섹터는 냉각유로의 개수에 따라 구분하면 일반적으로 냉각유로를 1개 사용하는 방식과 2개 사용하는 방식으로 구분되는데, 금속섹터 내에 냉각유로를 1개 사용하는 방식은 입구와 출구가 다른 위치에 형성되며, 금속섹터에 냉각유로를 2개 사용하는 방식은 입구와 출구가 같은 위치에서 나누어진다. 이러한 종래의 방식들은 저온용융로가 소형일 때에는 냉각에 별다른 문제가 없었으나, 저온용융로가 대형화되어 감에 따라 용융로 내부의 냉각이 불균일해지는 문제와 금속섹터 안쪽 모서리 부분의 온도가 높아지는 문제가 발생하였고, 냉각효율도 많이 낮아지는 문제도 발생하였다.

한국 공개특허 제2011-0099785호(2011.9.8. 공개) 한국 공개특허 제2002-0084340호(2002.11.7. 공개) 한국 공개특허 제2014-0064048호(2014.5.28. 공개)

기존 유리화용융로 배출은 바닥을 기준하여 수평바닥부 배출과 경사형바닥부 배출로 크게 구분되는데 단일 배출구를 적용하여 통상 사용하여 왔다. 유리화용융로 경사형바닥부에서 하부에 단일 배출구를 적용 시 유리용융물 형성이 문제가 되어 유리화용융로에서 유리용융물 상부는 온도가 높고 하부 바닥판 부위는 온도가 낮아 유리화용융로 경사형바닥부를 이용한 배출방식에서 유리용융물 온도층으로 구분하여 배출방식을 구분하여 적용하려는 것이다.

유리화용융로 경사형바닥부의 유리용융물 상부배출유닛은 높은 온도의 유리용융물을 실린더 상하 작동방식으로 적용하여 유리용융물을 수시로 배출하는 간헐적 배출 방식과 하부에 설치된 유도가열 배출장치는 운전종료 및 유지보수 시 유리용융물을 전량 배출하고자 할 때 적용할 수 있는 방식이다.

유리화용융로 경사형바닥부 하부배출유닛은 유리용융로 하부에 있는 유리용융물을 배출하는데 있어, 유리화용융로 유도코일장치로 하부에 있는 슬래그를 용융시키는 데는 한계가 있어 추가 유도코일을 적용하여 돌출금속 발열부를 발열시켜 해결하고자 하는 것이다.

본 발명의 목적은 또 다른 목적은 유리화 저온용융로 금속섹터에서 냉각유로의 구조를 개선하여 냉각유로의 수량을 증가시키고 냉각유로의 개수를 입수 측과 출수 측을 다르게 하여 금속섹터 코너 부분의 냉각효율을 증가시킨 금속섹터를 갖는 유리화 장치를 제공하고자 한다.

상기 본 발명의 목적은 유리화 저온용융로를 냉각시키기 위해 다수 개가 조립되어 용융공간을 형성하는 금속섹터가 포함된 유리화 장치에 있어서, 경사형 바닥부를 포함하며 상기 경사형 바닥부의 상부에 제1배출구가 형성되어 있으며 상기 경사형 바닥부의 하부에는 제2배출구가 형성되어 있는 융융로 본체와, 상하이동을 통해 상기 제1배출구를 개폐하는 배출구 차단봉을 포함하는 제1배출유닛과, 상기 제2배출구를 개폐하는 제2배출유닛을 포함하며, 상기 금속섹터는, 상부에서 냉각수입수관 및 냉각수배출관과 연결되고, 상기 냉각수입수관으로부터 금속섹터 하부의 냉각수헤더까지 단일 유로로 형성된 제1냉각유로, 상기 냉각수헤더에서 제1냉각유로와 연통되어 있으며, 냉각수헤더에서 상기 냉각수배출관까지 적어도 2개의 서로 독립된 서브유로로 형성된 제2냉각유로를 포함하는 유리화 장치에 의해 달성된다.

상기 제1배출유닛은 상기 용융로 본체의 상부에 위치하며 상기 배출구 차단봉을 상하이동시키는 차단봉 구동장치를 더 포함할 수 있다.

상기 배출구 차단봉의 하부는 테이퍼 형상일 수 있다.

상기 배출구 차단봉은 내부에 냉각수 유로를 포함할 수 있다.

상기 용융로 본체는 메인 유도코일을 포함할 수 있으며, 상기 제2배출유닛은 상기 메인 유도코일에 의해 가열되는 돌출금속 발열부를 포함할 수 있다.

상기 제2배출유닛은 상기 제2배출구 주변을 가열시키기 위한 배출구 유도코일을 더 포함할 수 있다.

상기 제2배출유닛은 상기 배출구 유도코일의 주변에 위치하는 자기장 차폐부를 더 포함할 수 있다.

상기 냉각수헤더는 제1냉각유로를 통해 하방으로 이동하는 냉각수가 상기 제2냉각유로를 통해 상방으로 U턴하여 이동될 수 있도록 형성될 수 있다.

상기 제2냉각유로는 복수의 서브유로가 평행하게 상기 용융로 본체와 마주 보며 제1냉각유로보다 상기 용융로 본체의 용융공간에 가깝도록 형성될 수 있다.

상기 제2냉각유로의 각각의 서브유로 단면적은 실질적으로 동일하게 형성될 수 있으며, 상기 제1냉각유로의 단면적은 상기 제2냉각유로 단면적보다 크게 형성될 수 있다.

유리화용융로 경사형바닥부 상부의 제1배출유닛은 모터구동에 의한 배출구 차단봉 상하이동으로 유리용융물 배출량을 조절할 수 있다. 제1배출유닛은 종래의 슬라이딩 방식에 비해 개폐가 용이하며, 가동 중 수시 배출이 가능하여 유리화용융로의 가동시간을 증가시킬 수 있으며, 운영비용이 감소한다. 또한 금속섹터의 전체 영역에서의 냉각 온도를 균일하게 유지할 수 있어, 대형 저온 용융로에서도 우수한 냉각효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리화 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속섹터 조립체의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리화 저온용융로 금속섹터의 단면도이다.
도 4는 도 3의 C-C`, D-D` 및 E-E`의 단면도이다.
도 5는 도 1의 A를 확대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1배출유닛의 사시도이다.
도 7은 도 1의 B를 확대한 도면이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

배출장치에서 열을 부가하여 가열 배출하는 방식은 대부분 히팅방식과 유도가열방식으로 크게 구분할 수 있으며 이러한 배출방식은 유사점이 많으며 온도, 대상물질, 적용위치 및 배출 적용방식에 따라 유리용융물 출구의 형상과 크기가 많은 차이가 있다. 본 발명은 경사형바닥부에서 유리용융물 온도에 따라 용도별로 구분하여 배출방식을 선택적으로 적용한 것이라 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리화 장치(1)의 단면도이다.

유리화 장치(1)는 유리화 용융로를 가지며, 유리화 용융로는 저온 유도가열을 위한 메인 유도코일(700)을 포함한다. 메인 유도코일(700)에 의해 용융로 내부의 유리화 물질은 유도 가열에 의해 승온되며, 용융물의 융점에 근접할수록 유리화되어 액체 상의 유리용융물(500)로 변환된다. 유리화 용융로는 유리화 장치(1)의 본체가 특정 온도 이상으로 가열되는 것을 방지하기 위해 냉각을 위한 용융로 섹터(600)를 포함한다.

본 발명에서의 유리화 장치(1)는 하부에 경사형바닥부(800)가 형성되어 있으며, 제1배출구(100)를 개폐하기 위한 제2배출유닛(200)과 제2배출구(400)를 개폐하기 위한 제2배출유닛(300)이 형성되어 있다. 유리화용융로 경사형바닥부(800)의 상부에 형성된 제1배출유닛(200)은 상부 유리용융물을 배출하며, 경사형바닥부(800)의 하부에 형성된 제2배출유닛(300)은 하부 유리용융물 배출을 포함한 전량 배출이 가능하다.

다수 개의 금속섹터로 구성되어진 용융공간을 포함하는 유리화 저온용융로는 전기 유도가열방식을 사용하여 유리용융과 용융된 유리에 폐기물을 투입하여 연소시켜 유리화하는 장치이다.

금속섹터 사이는 전기적으로 절연되며 저온용융로의 유도 코일에 의해 유도되는 것을 차단한다. 금속섹터와 금속섹터 사이에 절연재료를 이용한 절연층을 형성하는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유리화 저온용융로 금속섹터 조립체(600)의 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유리화 저온용융로의 금속섹터(610) 냉각수 유동방향과 일치하도록 상하 방향의 단면을 나타낸 것이다. 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각수입수관(620)과 냉각수배출관(630)과 연결되는 부분에서 서로 다른 냉각유로를 갖는 금속섹터(610)는 다수 개 조립되어 저온용융로의 용융공간 외벽을 구성한다. 도시된 바와 같이 다수의 금속섹터(610)는 상부에서 보았을 때 금속섹터 조립체(600)가 원형에 가깝게 형성되도록 조립하는 것이 일반적이며, 이는 유도가열 시와 냉각 시 저온용융로 내부의 균일한 온도 분포를 갖게 하는 데 바람직하기 때문이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 저온용융로 금속섹터(610)로 공급되는 냉각수는 냉각수입수관(620)을 통해 금속섹터의 제1냉각유로(611)로 공급되며, 금속섹터의 냉각수헤더(613)를 지나 다수의 서브유로로 형성된 제2냉각유로(612)를 통해 상승 이동하여 상부에 연결된 냉각수배출관(630)을 통해 배출된다. 금속섹터(610) 내에서 제2냉각유로(612)는 제1냉각유로(611)에 비해 상대적으로 용융공간에 인접한 측에 형성된다. 다수의 서브유로로 형성된 제2냉각유로(612)가 용융공간에 가깝게 형성됨으로서, 냉각수와 접촉하는 면적이 넓어져 냉각효율이 더욱 좋아지게 되며, 제1냉각유로(611)를 제2냉각유로(612)보다 용융공간 외측에 형성되도록 하여 균일한 냉각이 가능해진다.

종래 기술에서는 금속섹터로 공급된 냉각수가 단일유로를 통해 배출되었으나, 본 발명에서는 공급된 냉각수가 단일의 제1냉각유로(611)을 통해 하방으로 이동하게 되고, 냉각수헤더(613)에서 2개 이상의 다수의 서브유로로 구성된 제2냉각유로(612)로 상방으로 이동한 후 냉각수배출관(630)과 연결되는 부분 아래에서 다시 단일유로로 합쳐져 냉각수배출관으로 배출된다. 이로 인해 유리용융물과 접촉하는 금속섹터면의 냉각면적이 커지게 되고 냉각효율이 좋아진다. 제1냉각유로(611)와 제2냉각유로(612)는 도시된 바와 같이 금속섹터 내부의 세로 방향 단면으로 보았을 때 실질적으로 평행하게 형성된다.

냉각수헤더(613)는 제1냉각유로(611)를 통해 하강하는 냉각수가 다수의 서브유로를 갖는 제2냉각유로(612)를 통해 상승할 수 있도록 방향 전환하는 역할을 하며, 단일의 제1냉각유로(611)에서 다수의 서브유로를 갖는 제2냉각유로(612)로 냉각수를 분배하여 이동하게 하는 역할을 할 뿐만 아니라, 금속섹터 하부를 냉각시키는 역할도 한다.

냉각수헤더(613)의 바닥면은 냉각수헤더조립판(614)을 포함하며, 냉각수헤더조립판(614)은 냉각수헤더(613) 공간을 가공한 후 부착하는 방식을 사용하여 냉각수헤더(613) 형성 시 작업을 용이하게 해준다.

도 3에 도시된 바와 같이 냉각수입수관(620)과 제1냉각유로(611)의 연결부 위치는 냉각수배출관(630)과 제2냉각유로(612) 연결부 위치에 비해 낮게 형성하는 것이 바람직하다. 냉각수배출관(630)은 제2냉각유로(612)와 연결되어 있으며, 제2냉각유로(612)가 실질적으로 금속섹터(610)의 용융물과 인접하는 부분에 형성되어 용융로 냉각의 주 기능을 한다. 이러한 이유로 제2냉각유로(612)를 금속섹터 내에서 최대한 길게 형성하기 위해서 냉각수배출관(630)이 제2냉각유로(612)에 연결되는 위치를 냉각수입수관(620)이 제1냉각유로(611)에 연결되는 위치보다 더 높은 위치에 형성한다.

도 4는 도 3의 C-C`, D-D` 및 E-E`의 횡단면도이다.

본 발명에서의 제2냉각유로(612)의 서브유로는 2개 형성된 것을 도시하였으나, 저온용융로의 크기 등에 따라 서브유로가 3개 이상일 수도 있다.

냉각수는 냉각수입수관(620)을 통해 단일 유로로 형성된 제1냉각유로(611)로 유입되며, 단면부 D-D`를 지나 단면부 E-E`인 냉각수헤더(613)에서 유로 방향이 상승하는 방향으로 전환하면서 2개의 서브유로로 형성된 제2냉각유로(612)로 유입되며, 다시 단면부 D-D`를 지나 단면부 C-C`에서 제2냉각유로(612) 각각의 서브유로가 하나로 합쳐져서 냉각수배출관(630)을 통해 배출된다.

냉각수헤더(613)은 냉각수가 U턴하는 공간으로 금속섹터 내의 유로 부분에서 가장 단면적이 넓은 공간이며, 이 부분에서 냉각유로를 지나는 냉각수에 의해 유리용융물에 접하는 금속섹터 부분의 고온의 열을 충분하게 냉각시킬 수 있다. 냉각수헤더(613) 단면부 E-E`의 형상은 도시된 바와 같이 삼각형에 가깝게 형성되며, 냉각수의 이동저항을 줄이기 위해 냉각수헤더조립판(614)에 가까워질수록 단면적이 감소하도록 형성될 수도 있다. 삼각형의 형상은 연결된 제1냉각유로(611)와 제2냉각유로(612)에 대응하여 냉각수의 흐름저항이 발생하지 않도록 삼각형상의 모서리부가 둥글게 형성되는 것이 바람직하다.

제2냉각유로(612)를 형성하고 있는 다수의 서브유로는 각각 실질적으로 동일한 크기로 가공되며 운전시 냉각수는 각각의 서브유로를 거의 동일한 압력과 유량으로 통과하면서 금속섹터를 냉각시킨다. 본 발명에서 실질적으로 동일하다는 것은 그 차이가 10% 이내인 것을 의미한다. 서브유로 간의 단면적을 실질적으로 동일하게 형성하는 것은 동일한 유량의 냉각수를 흐르게 하여 금속섹터의 유리용융물 접촉면이 균일하게 냉각될 수 있도록 하기 위함이다. 또한 제1냉각유로(611)의 단면적은 각각의 서브유로 단면적 합인 제2냉각유로(612) 단면적보다 크게 형성한다. 구체적으로는 제1냉각유로(611)단면적이 제2냉각유로 단면적보다 1.5~2배가 바람직하다. 이는 제1냉각유로(611)이 크게 형성되어야 제2냉각유로(612)의 유속과 압력이 냉각에 적합할 정도로 유지가 가능하여, 냉각효율이 낮아지는 것을 방지하기 위함이다.

도 5는 도 1의 A를 확대한 것으로, 유리화 장치(1)의 경사형바닥부(800) 상부의 제1배출구(100) 주변을 나타낸 것이다.

유리화 용융로의 경사형바닥부(800)는 내부에 냉각수가 순환하는 구조이며 냉각판(410)과 냉각판(410)을 고정시켜주는 내화재를 포함한다. 유리화용융로 경사형바닥부(800) 상부에는 유리용융물(500) 배출을 위한 제1배출구(100)가 있으며, 유리용융물(500) 배출 시 제1배출구(100)를 개폐하기 위한 배출구차단봉(210)이 형성되며, 배출구 차단봉 하부(211)는 테이퍼 형상으로 제1배출구(100)의 개폐를 용이하게 해준다. 유리용융물은 배출구 차단봉(210)이 제1배출구(100)를 차단하고 있을 경우에는 냉각판(410)과 배출구 차단봉(210) 내부에 형성된 냉각수유로(212)로 순환되는 냉각수에 의해 유리용융물(500)과 금속경계면에 일정한 두께로 슬래그 경화층이 형성된다.

유리화용융로 경사형바닥부(800)의 제1배출구(100)는 유리용융물(500) 전체 높이의 약 1/3 정도의 높이에 형성되며, 용용로 내에서 1,000℃ 이상인 고온의 유리용융물을 배출할 경우, 배출구 차단봉(220)을 상승시키면 슬래그 경화층으로 인한 약간의 인장력이 발생할 수 있으나 이를 해결하기 위해서 배출구 차단봉 하부(211)를 테이퍼 형상으로 형성하여 경화층 접촉면을 최소화한다. 또한 배출구 차단봉(210)의 닫힘과 열림을 용이하게 함으로서 유리화장치(1)의 경사형바닥부(800) 상부의 제1배출유닛(200)을 반복하여 장기간 사용할 수 있다. 배출구로 배출된 유리용융물은 냉각판(410) 순환수 영향으로 배출구나 냉각판 밑에 슬래그가 쌓이지 않게 된다.

제1배출구(100) 위치는 유리용융물(500)의 온도별 영역 중 상대적으로 높은 온도 영역에서 배출되므로 추가의 가열장치가 필요 없다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리화 용융로 제1배출유닛(200)을 나타낸 도면이다.

유리화 용융로 제1배출유닛(200)은 상부에 구동장치(220)를 갖는다. 도 1에서와 같이 구동장치(220)는 유리화 장치(1)의 바깥 윗 부분에 위치하도록 설치된다. 배출구 차단봉(210)은 감속모터(221) 회전에 의해 회전스크류(222)가 회전하여 높이가 조절되며, 배출구 차단봉(210) 상하 작동 시 흔들림 방지를 위해 회전스크류(222) 좌우에 이송가이드(224)를 설치하여 배출구 차단봉(210)이 흔들림 없이 제1배출구(100)에 정위치 하도록 하였고, 이송가이드(224)를 지지판(226)에 고정시켜 테이퍼 형상의 차단봉 하부(211)가 제1배출구(100) 중심에 정위치하여 유리용융물 배출과 차단이 정확히 이루어진다. 배출구 차단봉(210)의 구동장치(220)에는 안전장치 리미트를 설정할 수 있으며, 이를 통해 배출구 차단봉(210)의 높이 제어를 할 수 있다.

유리용융물(500)은 이송리미트(223)에 의해 배출구 차단봉(210)의 작동 범위와 유리용융물(500) 배출량이 설정되어 조절된다. 배출구 차단봉(210) 내부에는 냉각수 유로(212)가 형성되어 유리화용융로 내부 용융공간에서의 고온에 의한 변형을 차단하기 위해 일정한 온도의 냉각수를 연속 공급한다. 차단봉 하부(211)를 테이퍼 형상으로 하여, 냉각수에 의해 냉각된 유리용융물(500)이 냉각판(410)에 접촉하여 형성된 유리냉각층에 의한 배출구 차단봉(210) 분리시의 접촉력을 최소화하고, 배출 시 유리점성에 의한 용탕배출이 원활하지 않을시 배출구를 확장시키는 역할도 한다.

도 7은 도 1의 B를 확대하여 나타낸 것으로, 제2배출유닛(300)와 그 주변부를 나타낸 것이다. 제2배출유닛(300)은 유리화용융로 경사형바닥부(800)의 하부에 설치되며, 유도가열장치에 의해 배출구 유도코일(320)이 작동되고 돌출금속발열부(310)가 가열되어, 유리용융물(500)이 돌출금속출구부(340)를 통해 제2배출유닛을 통과하여 제2배출구(400)로 배출된다. 본 발명에서의 유리용융물(500) 배출은 유리화용융로의 메인 유도코일(700)에 의해 용융되어 돌출금속출구부(340)를 통해 제2배출구(400)로 배출되는데, 종래 기술에서의 기존 배출구는 경사형바닥부의 하부높이와 일치하게 설치되어 배출이 용이하지 않는 문제가 있어 본 발명에서는 제2배출구(400)의 높이를 경사형바닥부(800)보다 낮은 위치에 형성하여 배출이 용이하도록 하였다. 배출용 돌출금속발열부(310)는 메인 유도코일(700)에 의한 발열과 돌출금속발열부(310) 상부에서 고온의 유리용융물(500) 열전도에 의해 발열되며, 추가적으로 배출구유도코일(320)에 의해서 발열되어 돌출금속출구부(340)를 통해 유리용융물(500)이 용이하게 제2배출구(400)로 배출되도록 한다.

배출구 유도코일(320)은 유리용융물(500)을 배출하기 위한 돌출금속 발열부 가열기능과 메인 유도코일(700) 전원차단 시에는 유리용융물(500)의 배출정지 제어기능도 할 수 있으며, 배출구 유도코일(320)에 냉각수공급으로 돌출금속발열부(310) 냉각기능도 함께하여 발열체 산화방지로 인한 수명연장과 유리용융물의 용융 제어 역할도 할 수 있다.

배출구유도코일(320) 외측부에는 자기장 차폐부(330)를 사용한다. 자기장 차폐부(330)는 메인 유도코일(700)과 배출구유도코일(320) 사이에서 자기장 효율을 극대화하기 위하여 페라이트 코어를 사용하여 설치한다. 자기장 차폐부(330)는 메인 유도코일(700)의 유도전류를 차단하여 배출구 유도코일(320)의 유도 효율을 극대화 시키는 역할을 하며, 배출장치의 분해조립이 용이하도록 테이퍼 형상으로 한다.

제2배출유닛(300)은 돌출금속발열부(310)와 내화재몰드가 별개로 조립되며, 돌출금속발열부(310)가 산화로 인한 손상 시 교체가능하다. 또한 배출구 유도코일(320)은 내화재에 내재되었으며 유지보수를 용이하게 하기 위하여 내화재 몰드외면을 테이퍼 형태로 형성한다.

전술한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형하여 본 발명을 실시하는 것이 가능할 것이므로, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

유리화 저온용융로를 냉각시키기 위해 다수 개가 조립되어 용융공간을 형성하는 금속섹터가 포함된 유리화 장치에 있어서;
경사형 바닥부를 포함하며 상기 경사형 바닥부의 상부에 제1배출구가 형성되어 있으며 상기 경사형 바닥부의 하부에는 제2배출구가 형성되어 있는 융융로 본체와,
상하이동을 통해 상기 제1배출구를 개폐하는 배출구 차단봉을 포함하는 제1배출유닛과,
상기 제2배출구를 개폐하는 제2배출유닛을 포함하며;
상기 금속섹터는,
상부에서 냉각수입수관 및 냉각수배출관과 연결되고, 상기 냉각수입수관으로부터 금속섹터 하부의 냉각수헤더까지 단일 유로로 형성된 제1냉각유로,
상기 냉각수헤더에서 제1냉각유로와 연통되어 있으며, 냉각수헤더에서 상기 냉각수배출관까지 적어도 2개의 서로 독립된 서브유로로 형성된 제2냉각유로를 포함하며,
상기 배출구 차단봉은 내부에 냉각수 유로가 형성되어 있는 유리화 장치.
제1항에서,
상기 제1배출유닛은 상기 용융로 본체의 상부에 위치하며 상기 배출구 차단봉을 상하이동시키는 차단봉 구동장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리화 장치.
제1항에서,
상기 배출구 차단봉의 하부는 테이퍼 형상인 것을 특징으로 하는 유리화 장치.
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제1항에서,
상기 용융로 본체는 메인 유도코일을 포함하며,
상기 제2배출유닛은 상기 메인 유도코일에 의해 가열되는 돌출금속 발열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리화 장치.
제5항에서
상기 제2배출유닛은 상기 제2배출구 주변을 가열시키기 위한 배출구 유도코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리화 장치.
제6항에서,
상기 제2배출유닛은 상기 배출구 유도코일의 주변에 위치하는 자기장 차폐부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리화 장치.
제1항에서,
상기 냉각수헤더는 제1냉각유로를 통해 하방으로 이동하는 냉각수가 상기 제2냉각유로를 통해 상방으로 U턴하여 이동될 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 유리화 장치.
제1항에서,
상기 제2냉각유로는 복수의 서브유로가 서로 평행하며 상기 제1냉각유로보다 상기 용융공간에 가깝도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유리화 장치.
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