KR101773388B1 - 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자 - Google Patents

Abstract

폐기물 처리공정에서 폐기물이 완전히 연소되도록 함과 동시에 냉각 효율을 향상시키고, 폐기물의 처리공정에서 발생된 연소 잔재물의 낙하를 최소화하도록 하는 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자가 개시된다. 본 수냉식 화격자는 폐기물의 거치가 가능하도록 편평한 화상면이 상측에 마련되되, 개방된 공간이 하측에 마련되도록 하며, 상기 개방된 공간에 상기 화상면의 냉각을 위한 냉각수가 순회되도록 하는 베이스 바디부; 상기 베이스 바디부의 하부에 연계접합되어 상기 개방된 공간이 밀폐되도록 하되, 길이 방향으로 하향 절곡된 끝단부를 통해 상기 냉각수가 상기 밀폐된 공간으로 유입 및 유출되도록 하며, 상기 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 연소 공기가 내부로 공급되거나 외부로 토출되도록 하는 크로스 커버부; 및 상기 크로스 커버부에 연결되어 상기 냉각수가 상기 밀폐된 공간에 유입 및 유출되도록 하는 튜브부;를 포함한다. 이에 의해, 발생된 연소 잔재물이 적재되는 경우에도, 연소 공기의 공급량이 감소하는 것을 최소화할 수 있으며, 화상면에 거치된 폐기물의 하중이 안정적으로 부담할 수 있다. 더불어, 순환수량이 충분히 확보되도록 하고, 냉각수의 체류시간이 연장되도록 하여, 폐기물을 연소시키는 과정에서 과열된 표면(화상면)의 온도를 낮추는 열흡수력을 향상시켜 고온 부식을 방지하여 제품의 내구성이 증대되도록 할 수 있다.

Description

연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자{Water cooling type fire grate with air outlet that minimizes the fall of the combustion residues}

본 발명은 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐기물 처리공정에서 폐기물이 완전히 연소되도록 함과 동시에 냉각 효율을 향상시키고, 폐기물의 처리공정에서 발생된 연소 잔재물의 낙하를 최소화하도록 하는 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자에 관한 것이다.

일반적으로 스토커식 소각로는 폐기물을 화격자(Fire grate, 火格子) 위에 펼쳐놓고 소각하는 방식으로 건설이 용이하고 저발열량에서부터 고발열량을 가진 폐기물까지 폭넓게 소각할 수 있다는 장점이 있어, 소각로를 이용한 폐기물 처리공정에서 널리 이용되고 있다.

이러한, 스토커식 소각로는 고온 및 고열을 이용한 폐기물 연소 중 과열된 화격자의 냉각을 연소 공기로 시키는 공냉식과 냉각수 순환으로 시키는 수냉식으로 이용되고 있으며, 이 중 수냉식 화격자는, 연소 공기에 의한 냉각효율의 한계로 냉각기능이 부족하여 화격자의 손상(고온 부식)이 빨라 제품 내구성에 큰 영향을 미치는 문제가 발생하는 공냉식 화격자와 달리, 냉각수를 지속적으로 순환시켜 화격자의 표면(화상면)의 온도를 일정하게 유지시킴으로써, 내구성 저하의 억제 및 이를 통한 제품의 수명연장을 도모할 수 있다는 장점이 있어, 스토커식 소각로를 이용한 폐기물 처리공정에 이용하기 적합하다.

그러나 이러한 수냉식 화격자의 경우에도, 연소 공기의 투입구가 수냉식 화격자의 하측에 마련되되, 지면에 수평하게 마련되어, 수냉식 화격자의 사용시간 경과에 따라 연소 공기의 투입구에 폐기물의 처리공정에서 발생된 연소 잔재물이 적재되어, 연소 공기의 공급량이 감소하는 문제점 및 수냉식 화격자의 하단부에 마모가 발생되면, 수냉식 화격자가 상면에 거치된 폐기물의 하중을 안정적으로 부담하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.

이에 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안의 모색이 요구된다.

한국등록특허 제10-1701720 (발명의 명칭: 수냉식 화격자 및 수냉식 화격자용 스토커를 구비한 소각로) 한국공개특허 제10-2006-0126127 (발명의 명칭: 고정식 수냉 화격자)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 연소 공기의 토출구를 화격자의 높이 방향으로 마련하여, 발생된 연소 잔재물이 적재되는 경우에도, 연소 공기의 공급량이 감소하는 것을 최소화하고, 베이스 바디부의 격벽을 보강하여 수냉식 화격자의 하단부에 마모가 발생하는 경우에도, 화상면에 거치된 폐기물의 하중이 안정적으로 부담할 수 있는 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 베이스 바디부와 크로스 커버부 사이에 냉각수가 순환되도록 하는 흐름 경로를 마련하여, 마련된 흐름 경로에서 냉각수가 유입, 순회 및 유출 순의 패턴으로 이송되도록 하고, 이동압력이 변화되도록 하고, 유속이 저감되도록 하여 순환수량이 충분히 확보되도록 하고, 나아가, 냉각수의 체류시간을 연장시킬 수 있는 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자는, 폐기물의 거치가 가능하도록 편평한 화상면이 상측에 마련되되, 개방된 공간이 하측에 마련되도록 하며, 상기 개방된 공간에 상기 화상면의 냉각을 위한 냉각수가 순회되도록 하는 베이스 바디부; 상기 베이스 바디부의 하부에 연계접합되어 상기 개방된 공간이 밀폐되도록 하되, 길이 방향으로 하향 절곡된 끝단부를 통해 상기 냉각수가 상기 밀폐된 공간으로 유입 및 유출되도록 하며, 상기 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 연소 공기가 내부로 공급되거나 외부로 토출되도록 하는 크로스 커버부; 및 상기 크로스 커버부에 연결되어 상기 냉각수가 상기 밀폐된 공간에 유입 및 유출되도록 하는 튜브부;를 포함한다.

그리고 상기 베이스 바디부는, 폭 방향의 양단부에 길이 방향으로 하향 절곡되는 복수의 측벽이 마련되어, 상기 개방된 공간의 끝단부와 상기 개방된 공간의 양단을 동시에 가리도록 마련되는 외측 리브; 상기 외측 리브의 하부 및 끝단부가 접합되는 부분의 내측 공간으로부터 상기 길이 방향으로 돌출되도록 마련되어, 상기 개방된 공간을 복수로 분할하고, 상기 복수로 분할된 공간에서 상기 유입된 냉각수의 흐름이 구분되도록 하는 격벽; 및 높이 방향으로 형성되되, 상기 격벽의 중심이 관통되도록 마련되어, 상기 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 상기 연소 공기가 내부로 공급되거나 외부로 토출되도록 하는 토출구;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스 바디부는, 상기 외측 리브의 하부에 마련되되, 상기 외측 리브의 끝단부로부터 외측을 향해 굴절형성되도록 마련되어, 상기 유입된 냉각수가 순회되도록 하는 만곡부; 상기 외측 리브의 하부 중심으로부터 상기 높이 방향으로 돌출되어 상기 만곡부가 하부에 끼움결합되도록 마련되는 돌출부; 및 돌출부의 하부로부터 돌출되도록 마련되되, "Y"자형으로 절곡되도록 마련되는 내측 리브;를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 내측 리브는, 일단부가 상기 격벽으로부터 상기 유입된 냉각수의 유동 방향을 따라 연장형성되되, 타단부가 상기 냉각수의 유동 방향의 수직 방향을 향하여 연장형성되어, 상기 유입된 냉각수가 상기 타단부를 통과하는 과정에서 유속이 저감되도록 할 수 있다.

또한, 상기 격벽은, 폭의 두께가 상기 토출구의 폭의 두께의 2.5배 내지 3.5배가 되도록 하여, 상기 화상면에 거치된 폐기물의 하중을 안정적으로 부담하도록 할 수 있다.

그리고 상기 크로스 커버부는, 상기 끝단부에 복수로 마련되되, 상기 끝단부로부터 외측을 향해 돌출되도록 마련되어, 상기 튜브부와 연결되도록 하는 파이프;를 포함하며, 상기 튜브부는, 복수로 마련되어, 각각의 파이프와 개별적으로 연결되도록 하는 튜브;를 포함하고, 상기 외측 리브는, 상기 양단부에 각각 마련되어, 스토커에 구비되는 샤프트를 둘러 감싸도록 하는 샤프트 수용홈; 상기 양단부에 각각 마련되되, 상기 양단부가 관통되도록 마련되어, 각각의 튜브가 상기 각각의 파이프에 개별적으로 연결되는 경우에, 상기 각각의 튜브가 굴절된 상태로 끼움결합되도록 하는 튜브 걸이홈; 및 상기 양단부에 각각 마련되되, 상기 샤프트 수용홈과 상기 튜브 걸이홈 사이에 마련되고, 상기 높이 방향을 따라 돌출형성되어, 상기 각각의 튜브가 끼움결합된 상태를 유지하도록 하는 튜브 걸이돌기;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 튜브 걸이돌기는, 상기 각각의 튜브의 끼움결합이 용이하도록 상기 튜브 걸이홈과 맞닿은 하단부에 하향경사면이 형성되고, 상기 외측 리브는, 상기 각각의 튜브를 굴절시키기 위해 작용된 힘에 대한 반작용이 발생되는 경우, 상기 반작용에 의해, 상기 각각의 튜브가 끼움결합된 상태가 해제되는 것을 방지하기 위해, 상기 튜브 걸이홈의 하단부로부터 상기 각각의 튜브가 굴절된 방향의 반대 방향을 향하여 돌출형성된 튜브 걸이단턱;을 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 베이스 바디부는, 내부로 공급되는 연소 공기의 공급량 및 외부로 토출되는 연소 공기의 토출량이 제어되도록, 상기 토출구에 삽입되어 상기 연소 공기의 공급 및 토출을 차단하도록 마련되는 차단 부재;를 더 포함하며, 상기 차단 부재는, 차단된 면적이 상기 토출구의 면적의 절반에 도달하도록 마련되어, 상기 토출구에 삽입되면, 상기 연소 공기의 공급량 및 토출량이 저감되도록 하는 제1 차단 부재 또는 상기 토출구의 면적과 동일하게 마련되어, 상기 토출구에 삽입되면, 상기 연소 공기의 공급 및 토출이 차단되도록 하는 제2 차단 부재로 구현될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자는, 스토커식 소각로 연소실 내부에 장착된 상태로, 상기 연소실로 투입되는 폐기물을 교반시켜 완전연소되게 하는 기능을 수행하는 수냉식 화격자에 있어서, 상기 수냉식 화격자는, 상기 폐기물의 거치가 가능하도록 편평한 화상면이 상측에 마련되되, 개방된 공간이 하측에 마련되도록 하며, 상기 개방된 공간에 상기 화상면의 냉각을 위한 냉각수가 순회되도록 하는 베이스 바디부; 상기 베이스 바디부의 하부에 연계접합되어 상기 개방된 공간이 밀폐되도록 하되, 길이 방향으로 하향 절곡된 끝단부를 통해 상기 냉각수가 상기 밀폐된 공간으로 유입 및 유출되도록 하며, 상기 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 연소 공기가 내부로 공급되거나 외부로 토출되도록 하는 크로스 커버부; 및 상기 크로스 커버부에 연결되어 상기 냉각수가 상기 밀폐된 공간에 유입 및 유출되도록 하는 튜브부;를 포함하며, 폭 방향의 양단부에 길이 방향으로 하향 절곡되는 복수의 측벽이 마련되어, 상기 개방된 공간의 끝단부와 상기 개방된 공간의 양단을 동시에 가리도록 마련되는 외측 리브; 상기 외측 리브의 하부 및 끝단부가 접합되는 부분의 내측 공간으로부터 상기 길이 방향으로 돌출되도록 마련되어, 상기 개방된 공간을 복수로 분할하고, 상기 복수로 분할된 공간에서 상기 유입된 냉각수의 흐름이 구분되도록 하는 격벽; 및 높이 방향으로 형성되되, 상기 격벽의 중심이 관통되도록 마련되어, 상기 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 상기 연소 공기가 내부로 공급되거나 외부로 토출되도록 하는 토출구;를 포함하고, 상기 차단 부재는, 상기 수냉식 화격자가 상기 스토커식 소각로 연소실 내부의 중앙에 해당하는 제1 영역에 장착된 경우에, 상기 토출구에 삽입되지 않도록 하되, 상기 수냉식 화격자가 상기 스토커식 소각로 연소실 내부 중 상기 제1 영역을 제외한 나머지 영역에 해당하는 제2 영역에 장착된 경우에, 상기 토출구에 삽입되도록 함으로써, 상기 제2 영역보다 상기 제1 영역에 연소 공기의 공급 및 토출이 활발하게 수행되도록 하여, 상기 스토커식 소각로 연소실 내부에서 발생되는 연소 현상이 상기 제2 영역보다 상기 제1 영역에서 더 활발하게 수행되도록 유도할 수 있다.

그리고 이때, 상기 차단 부재는, 차단된 면적이 상기 토출구의 면적의 절반에 도달하도록 마련되어, 상기 토출구에 삽입되면, 상기 연소 공기의 공급량 및 토출량이 저감되도록 하는 제1 차단 부재 또는 상기 토출구의 면적과 동일하게 마련되어, 상기 토출구에 삽입되면, 상기 연소 공기의 공급 및 토출이 완전히 차단되도록 하는 제2 차단 부재로 구현될 수 있다.

이에 의해, 발생된 연소 잔재물이 적재되는 경우에도, 연소 공기의 공급량이 감소하는 것을 최소화할 수 있으며, 화상면에 거치된 폐기물의 하중이 안정적으로 부담할 수 있다.

더불어, 순환수량이 충분히 확보되도록 하고, 냉각수의 체류시간이 연장되도록 하여, 폐기물을 연소시키는 과정에서 과열된 표면(화상면)의 온도를 낮추는 열흡수력을 향상시켜 고온 부식을 방지하여 제품의 내구성이 증대되도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자가 마련된 소각로가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자가 마련된 소각로의 수냉식 화격자용 스토커가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자가 마련된 소각로의 수냉식 화격자용 스토커가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자의 구성을 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자의 베이스 바디부와 크로스 커버부를 설명하기 위해 도시된 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자의 베이스 바디부와 크로스 커버부를 설명하기 위해 도시된 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자의 크로스 커버부와 튜브부의 연결방식을 설명하기 위해 도시된 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자가 일렬로 나열되는 경우, 튜브의 연결 방식을 설명하기 위해 도시된 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자의 베이스 바디부와 크로스 커버부 사이에 밀폐된 공간으로 유입된 냉각수의 유입, 순회 및 유출됨으로써, 순환되도록 하는 흐름 경로에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자가 복수로 마련되어, 스토커식 소각로 연소실 내부에 장착된 모습이 개략적으로 도시된 사시도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구(190)를 갖춘 수냉식 화격자(이하에서는 '수냉식 화격자'로 총칭함)가 마련된 소각로가 개략적으로 도시된 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 화격자가 마련된 소각로의 수냉식 화격자용 스토커가 개략적으로 도시된 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 화격자가 마련된 소각로의 수냉식 화격자용 스토커가 개략적으로 도시된 도면이다.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 실시예에 따른 수냉식 화격자가 마련된 소각로의 구성 및 동작 특성에 대하여 설명하기로 한다.

본 실시예에 따른 수냉식 화격자가 마련된 소각로는 폐기물의 투입을 위한 호퍼(2)가 상부에 마련되고, 연소실(3)의 내에서 소각된 폐기물이 배출되도록 하는 배출구(4)가 하부에 마련되며, 연소실(3)의 하부에는 호퍼(2)에 의해 연소실(3)의 내부로 투입된 폐기물이 놓인 채로 완전 연소되도록 하는 기능수행을 위한 스토커(5)가 배치될 수 있다.

이때, 스토커(5)에는 수냉식 화격자(10)가 마련되고, 이러한 본 실시예에 따른 수냉식 화격자는 스토커(5)에 의해 왕복 이동하면서 그 위에 놓인 폐기물이 배출구로(4)로 운반시킬 수 있으며, 여기서, 수냉식 화격자로부터 운반되는 폐기물은 배출구(4)로 이송되는 도중에 연소실(3)의 내부에서 발생한 화염의 복사열에 의하여 완전 연소되고, 남은 소각재는 배출구(4)를 통해 최종 배출될 수 있다.

이를 위해, 스토커(5)는 수냉식 화격자(10)를 지지하는 지지 프레임(20)과 지지 프레임(20)이 왕복 이동되도록 하는 이송장치(30)가 마련될 수 있다.

지지 프레임(20)은 스토커(5)에 마련되는 수냉식 화격자(10)가 복수로 마련될 때, 복수의 수냉식 화격자(10) 중 이송 장치(30)를 통해 왕복 이동되지 않는 고정 화격자(11)가 지지되도록 고정 설치된 고정 프레임(21)과, 복수의 수냉식 화격자(10) 중 이송 장치(30)를 통해 왕복 이동되는 가동 화격자(12)가 지지되도록 이동 가능하게 설치된 이동 프레임(22)을 포함한다.

고정 프레임(21)과 이동 프레임(22)은 박스 형태를 가지는 격자 구조로 마련될 수 있고, 이동 프레임(22)은 고정 프레임(21)의 내측에 마련되어 이송장치(30)의 작동에 의해 경사 방향으로 왕복 이동할 수 있다.

이송 장치(30)는 이동 프레임(22)의 상단에서 하부로 연장형성되는 슬라이딩 블록(31), 슬라이딩 블록(31)을 경사방향으로 왕복 이동시키는 구동 엑츄에이터(32) 및 구동 엑츄에이터(32)에 의해 경사 방향으로 왕복 이동하는 슬라이딩 블록(31)을 안정적으로 지지하기 위한 경사 레일부(33)를 포함한다.

슬라이딩 블록(31) 및 경사 레일부(33)는 이동 프레임(22)의 안정적 이동을 위하여 이동 프레임(22)의 양측에 한 쌍으로 마련될 수 있고, 구동 엑츄에이터(32)는 한 쌍의 슬라이딩 블록(31) 중 어느 하나에 결합되어 슬라이딩 블록(31)의 이동을 위한 구동력을 제공할 수 있다.

여기서, 구동 엑츄에이터(32)는 일단이 이동 프레임(21)에 회전 가능하게 지지되고, 타단에 슬라이딩 블록(31)에 회전 가능하게 지지되는 전기식, 유압식 또는 공압식 실린더가 마련될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 구동 엑츄에이터(32)에 실런더를 적용한 구성을 도시하였으나, 이는 하나의 예에 불과한 것으로 슬라이딩 블록(31)을 경사 방향으로 왕복 이동시킬 수 있는 적절한 공지된 구동요소를 적용할 수 있다.

예를 들면, 모터를 포함하는 직접 구동 기계 장치를 이용하거나, 벨트, 체인, 랙과 피니언 또는 링크 구조를 이용할 수 있다.

또한, 이송 장치(30)는 슬라이딩 블록(31)이 구동 엑츄에이터(32)의 작동에 의하여 경사 레일부(33)를 따라 슬라이딩 이동될 때, 마찰에 의한 이동저항을 줄이도록 슬라이딩 블록(31)의 하단에 경사 레일부(33)와 구름 운동하는 구름부재(34)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 구름부재(34)는 휠 또는 롤러로 마련될 수 있고, 이러한 구조를 통하여 고정 화격자(11) 사이에 배치되는 가동 화격자(12)는 이송 장치(30)에 의한 이동 프레임(22)의 왕복 이동과 연동하여 고정 화격자(11)의 사이에서 고정 화격자(11)의 양단 사이를 왕복 이동할 수 있다.

한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구(190)를 갖춘 수냉식 화격자의 구성을 설명하기 위해 도시된 도면이다.

이하에서는 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 수냉식 화격자의 구성을 설명하기로 한다.

본 수냉식 화격자(10)는 발생된 연소 잔재물이 적재되는 경우에도, 연소 공기의 공급량이 감소하는 것을 최소화하고, 수냉식 화격자(10)의 하단부에 마모가 발생하는 경우에도, 화상면에 거치된 폐기물의 하중이 안정적으로 부담하도록 하고, 내부의 밀폐된 공간에 냉각수가 순환되도록 하는 흐름 경로를 마련하여, 마련된 흐름 경로에서 냉각수가 유입, 순회 및 유출 순의 패턴으로 이송되도록 하고, 이동압력이 변화되도록 하고, 유속이 저감되도록 하여 순환수량이 충분히 확보되도록 하고, 냉각수의 체류시간을 연장시켜, 폐기물을 연소시키는 과정에서 과열된 표면(화상면)의 온도를 낮추는 열흡수력을 향상시켜 고온 부식을 방지하여 제품의 내구성이 증대되도록 하기 위해 마련된다.

이를 위하여, 본 수냉식 화격자(10)는 베이스 바디부(100), 크로스 커버부(200) 및 튜브부(300)를 포함한다.

베이스 바디부(100)는, 소각로 내 스토커에 다수개가 일정하게 배열장착된 상태로 평탄한 화상면에 거치된 폐기물을 교반시켜 완전연소가 이루어지도록 하기 위해 마련된다.

이를 위하여, 베이스 바디부(100)는, 연소실(3)로 투입되는 폐기물이 수평으로 평탄한 화상면에 놓인 상태로 연소될 때 발생하는 고온 및 고열에 견딜 수 있도록 한 고내열 마모강을 소재로 형성되어, 과열에 의한 제품의 변형이 방지될 수 있다.

또한, 베이스 바디부(100)는, 길이 방향 일단부가 "⊃"자형으로 절곡됨으로써, 폐기물의 거치가 가능하도록 편평한 화상면이 상측에 마련되되, 개방된 공간이 하측에 마련되도록 하며, 개방된 공간에 화상면의 냉각을 위한 냉각수가 순회되도록 할 수 있다.

한편, 크로스 커버부(200)는, 베이스 바디부(100)의 하부에 연계접합되어 개방된 공간이 밀폐되도록 하되, 길이 방향으로 하향 절곡된 끝단부를 통해 냉각수가 밀폐된 공간으로 유입 및 유출되도록 하기 위해 마련된다.

구체적으로 크로스 커버부(200)는, 일단부가 "ㄱ"자형으로 절곡됨으로써, 베이스 바디부(100)의 하부에 연계접합되어 개방된 공간이 밀폐되도록 할 수 있다.

또한, 크로스 커버부(200)는, 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 연소 공기가 내부로 공급되거나 외부로 토출되도록 할 수 있다.

튜브부(300)는, 크로스 커버부(200)에 연결되어 냉각수가 베이스 바디부(100)와 크로스 커버부(200)의 연계접합에 의해 밀폐된 공간에 유입 및 유출되도록 하기 위해 마련된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 화격자의 베이스 바디부(100)와 크로스 커버부(200)를 설명하기 위해 도시된 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 화격자의 베이스 바디부(100)와 크로스 커버부(200)를 설명하기 위해 도시된 정면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 화격자의 크로스 커버부(200)와 튜브부(300)의 연결방식을 설명하기 위해 도시된 측면도이다.

이하에서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 수냉식 화격자의 베이스 바디부(100)와 크로스 커버부(200)에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

베이스 바디부(100)는 폐기물의 거치가 가능하도록 편평한 화상면이 상측에 마련되되, 개방된 공간이 하측에 마련되도록 하고, 개방된 공간에 화상면의 냉각을 위한 냉각수가 순회되도록 하기 위해, 외측 리브(110), 돌출부(120), 내측 리브(130), 체결 부재(140), 격벽(150), 만곡부(160), 위치 결정돌기(170), 돌기 수용홈(180), 토출구(190) 및 토출홈(195)을 포함한다.

외측 리브(110)는 상측에 화상면을 가지되, 폭 방향의 양단부에 길이 방향으로 하향 절곡되는 복수의 측벽(111)이 마련되어, 상기 개방된 공간의 끝단부와 상기 개방된 공간의 양단을 동시에 가리도록 마련된다.

이를 위하여, 외측 리브(110)는, 샤프트 수용홈(112), 튜브 걸이홈(113), 튜브 걸이돌기(114), 조립공(115) 및 튜브 걸이단턱(117)이 양단부에 각각 마련될 수 있다.

샤프트 수용홈(112)은 스토커에 구비되는 샤프트를 둘러 감싸도록 하기 위해 마련되며, 튜브 걸이홈(113)은 각각의 튜브(310)가 각각의 파이프(210)에 개별적으로 연결되는 경우에, 각각의 튜브(310)가 굴절된 상태로 끼움결합되도록 하기 위해 마련된다.

구체적으로 예를 들면, 튜브 걸이홈(113)은 양단부에 각각 마련되되, 양단부가 관통되도록 마련됨으로써, 각각의 튜브(310)가 각각의 파이프(210)에 개별적으로 연결되는 경우에, 각각의 튜브(310)가 굴절된 상태로 끼움결합되도록 할 수 있다.

그리고 튜브 걸이돌기(114)는 양단부에 각각 마련되되, 상기 샤프트 수용홈(112)과 상기 튜브 걸이홈(113) 사이에 배치되고, 상기 높이 방향을 따라 돌출형성되어, 상기 각각의 튜브(310)가 끼움결합된 상태를 유지하도록 하기 위해 마련된다.

구체적으로 예를 들면, 튜브 걸이돌기(114)는, 각각의 튜브(310)의 끼움결합이 용이하도록 튜브 걸이홈(113)과 맞닿은 하단부에 하향경사면이 형성될 수 있다.

조립공(115)은 복수의 측벽(111)을 기준으로 다른 화격자들과의 밀착조립시 볼트와 너트가 체결되도록 하기 위해 마련된다.

구체적으로 예를 들면, 조립공(115)은 복수의 측벽(111)에 폭방향의 양단부를 관통하는 형태로 마련되어, 복수의 측벽(111)을 기준으로 다른 화격자들과의 밀착조립시 볼트와 너트가 체결되도록 할 수 있다.

튜브 걸이단턱(117)은 각각의 튜브(310)를 굴절시키기 위해 작용된 힘에 대한 반작용이 발생되는 경우, 반작용에 의해, 각각의 튜브(310)가 끼움결합된 상태가 해제되는 것을 방지하기 위해 마련된다.

구체적으로 예를 들면, 튜브 걸이단턱(117)은 튜브 걸이홈(113)의 하단부로부터 각각의 튜브(310)가 굴절된 방향의 반대 방향을 향하여 돌출형성됨으로써, 각각의 튜브(310)를 굴절시키기 위해 작용된 힘에 대한 반작용이 발생되는 경우, 반작용에 의해, 각각의 튜브(310)가 끼움결합된 상태가 해제되는 것을 방지할 수 있다.

돌출부(120)는 화상면과 대응되는 외측 리브(110)의 하부 중앙으로부터 너비방향으로 돌출되어, 하부의 사이 공간에 만곡부(160)가 끼움결합되도록 마련된다.

내측 리브(130)는 돌출부(120)의 하부로부터 돌출되도록 마련되되, "Y"자형으로 절곡되도록 마련된다.

구체적으로 내측 리브(130)는 일단부가 격벽(150)으로부터 유입된 냉각수의 유동 방향을 따라 연장형성되되, 타단부가 냉각수의 유동 방향의 수직 방향을 향하여 연장형성되어, 유입된 냉각수가 타단부를 통과하는 과정에서 유속이 저감되도록 함으로써, 냉각수의 체류시간이 연장되도록 할 수 있다.

체결 부재(140)는 돌출부(120)의 하부에 마련되되, 내측 리브(130)의 하부 사이 공간에 끼움결합되고, 크로스 커버부(200)가 베이스 바디부(100)의 하부에 연계접합되는 경우에, 내측 리브(130)의 하부 사이 공간에 끼움결합되어 크로스 커버부(200)의 상측을 관통하도록 하기 위해 마련된다.

격벽(150)은 외측 리브(110)의 하부 및 끝단부가 접합되는 부분의 내측 공간으로부터 상기 길이 방향으로 돌출되도록 마련되어, 상기 개방된 공간을 복수로 분할하고, 상기 복수로 분할된 공간에서 상기 유입된 냉각수의 흐름이 구분되도록 하기 위해 마련된다.

특히, 격벽(150)은 폭의 두께를 보강하여, 클링커(clinker)가 화격자에 낙화되어, 발생하는 균열(Crack)이 방지되도록 하고, 화상면에 거치된 폐기물의 하중을 안정적으로 부담하도록 할 수 있다.

구체적으로 예를 들면, 격벽(150)은 폭의 두께가 상기 토출구(190)의 폭의 두께의 2.5배 내지 3.5배가 되도록 하여, 화상면에 거치된 폐기물의 하중을 안정적으로 부담하도록 할 수 있다.

만곡부(160)는 유입된 냉각수가 순회되도록 하기 위해 마련된다.

구체적으로 만곡부(160)는, 외측 리브(110)의 하부에 마련되되, 외측 리브(110)의 끝단부로부터 외측을 향해 굴절형성되도록 마련되어, 유입된 냉각수가 순회되도록 할 수 있다.

위치 결정돌기(170)는 연속으로 적치되는 다른 화격자의 위치 설정 및 스토커 가동시 적치된 다른 화격자의 좌,우 유동을 방지하기 위해 마련된다.

구체적으로 위치 결정돌기(170)는 화상면과 대응되는 외측 리브(110)의 상측으로부터 소정 높이 돌출형성됨으로써, 연속으로 적치되는 다른 화격자의 위치 설정 및 스토커 가동시 적치된 다른 화격자의 좌,우 유동을 방지할 수 있으며, 하나 이상의 복수로 일정간격마다 배치될 수 있다.

돌기 수용홈(180)은 위치 결정돌기(170)를 내재수용하여 구속하기 위해 마련된다.

구체적으로 돌기 수용홈(180)은 외측 리브(110)의 절곡된 끝단부에 마련되어 위치 결정돌기(170)를 내재수용하여 구속할 수 있으며, 위치 결정돌기(170)와 같이 하나 이상의 복수로 일정간격마다 배치될 수 있다.

토출구(190)는 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 상기 연소 공기가 내부로 공급되거나 외부로 토출되도록 하기 위해 마련된다.

종래의 토출구들은 수냉식 화격자의 저면에 배치되어, 클링커(clinker)와 같은 연소 잔재물이 화격자의 저면에 적재되면, 연소 잔재물의 적재로 인하여 연소 공기의 공급 및 토출량이 저감되어, 토출구로서의 역할을 원활하게 수행할 수 없는 문제가 발생되나, 본 실시예에 따른 토출구(190)는 수냉식 화격자의 높이 방향을 따라 형성되어, 연소 잔재물의 낙하를 최소화하고, 연소 잔재물의 적재로 인하여 연소 공기의 공급 및 토출량이 저감되는 것을 최소화할 수 있다.

구체적으로 토출구(190)는 높이 방향으로 형성되되, 격벽(150)의 중심이 관통되도록 마련되어, 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 연소 공기가 내부로 공급되거나 외부로 토출되도록 할 수 있다.

이때, 격벽(150)은 크로스 커버부(200)와 연계접합되는 경우, 격벽(150)의 상단부가 크로스 커버부(200)와 연계접합됨으로써, 격벽(150)의 중심이 관통되도록 마련된 토출구(190)에 의해 유입된 냉각수가 유출되는 것을 방지할 수 있다.

토출홈(195)은 수냉식 화격자가 이웃에 배치된 다른 화격자들과 배열되는 경우, 연소 공기가 내부로 공급되거나 외부로 토출되도록 하기 위해 마련된다.

구체적으로 토출홈(195)은 수냉식 화격자의 이웃에 배치되어, 냉각수가 유입되도록 튜브부(300)로 연결된 수냉식 화격자 또는 유입된 냉각수가 내부의 밀폐된 공간을 순회한 이후, 유출되는 냉각수가 유입되도록 튜브부(300)로 연결된 수냉식 화격자와 나란히 배열되는 경우, 외측 리브(110)의 양단부의 끝단에 마련되어, 연소 공기가 내부 공급되거나 외부로 토출되도록 할 수 있다.

이때, 이웃하는 두 수냉식 화격자의 토출홈(195)이 맞닿으면, 하나의 토출구(190)와 같은 형상으로 구현될 수 있다.

한편, 크로스 커버부(200)는, 베이스 바디부(100)의 하부에 연계접합되어 개방된 공간이 밀폐되도록 하되, 길이 방향으로 하향 절곡된 끝단부를 통해 냉각수가 밀폐된 공간으로 유입 및 유출되도록 하고, 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 연소 공기가 내부로 공급되거나 외부로 토출되도록 하기 위해, 파이프(210), 튜브 고정나사(220), 체결홈(230) 및 격벽 인입홈(240)을 포함한다.

파이프(210)는 튜브부(300)과 연결됨으로써, 연결된 튜브부(300)로부터 이송되는 냉각수가 베이스 바디부(100)의 개방된 공간으로 유입 및 유출되도록 하기 위해 마련된다.

구체적으로 파이프(210)는 절곡된 끝단부의 하단으로부터 외측을 향해 너비방향으로 돌출되는 형태로 복수로 마련되어, 튜브부(300)와 연결되고, 연결된 튜브부(300)로부터 이송되는 냉각수가 베이스 바디부(100)의 개방된 공간으로 유입 및 유출되도록 할 수 있다.

튜브 고정나사(220)는 튜브부(300)와의 연결 상태가 유지되도록 하기 위해 마련된다.

구체적으로 튜브 고정나사(220)는 복수의 파이프(210)와 후술될 튜브부(300)의 끝단을 조임결합시킴으로써, 복수의 파이프(210)에 튜브부(300)의 끝단이 개별적으로 인입되어 연결되면, 복수의 파이프(210)와 튜브부(300)의 끝단의 연결 상태가 유지되도록 시킬 수 있다.

체결홈(230)과 격벽 인입홈(240)은 크로스 커버부(200)와 베이스 바디부(100)의 연계접합 상태가 유지되도록 하기 위해 마련된다.

구체적으로 체결홈(230)은 크로스 커버부(200)의 상측에 마련되어 크로스 커버부(200)가 베이스 바디부(100)의 하부에 연계접합되는 경우에 체결 부재(140)가 길이방향으로 관통되도록 함으로써, 크로스 커버부(200)와 베이스 바디부(100)의 하부의 연계접합된 상태가 유지되도록 할 수 있으며, 격벽 인입홈(240)은 길이방향으로 절곡된 끝단부에 마련되되, 크로스 커버부(200)가 베이스 바디부(100)의 하부에 연계접합되는 경우에 격벽(150)이 내부로 인입되도록 함으로써, 크로스 커버부(200)와 베이스 바디부(100)의 하부의 연계접합된 상태가 유지되도록 할 수 있다.

이를 통해, 베이스 바디부(100)의 개방된 공간이 밀폐되고, 베이스 바디부(100)의 개방된 공간이 분할되어 냉각수가 분할된 공간에 의해 구획적으로 순회되도록 할 수 있다.

한편, 튜브부(300)는, 크로스 커버부(200)에 연결되어 냉각수가 베이스 바디부(100)와 크로스 커버부(200)의 연계접합에 의해 밀폐된 공간에 유입 및 유출되도록 하기 위해 튜브(310) 및 패킹 부재(320)를 포함한다.

튜브(310)는 복수의 파이프(210)에 개별적으로 연결되도록 복수로 마련되고, 복수의 파이프(210)와 연결됨으로써, 크로스 커버부(200)의 하부에 연계접합되어 개방된 공간이 밀폐되면, 밀폐된 공간으로 복수의 파이프(210)를 통해 냉각수를 유입 및 유출시킬 수 있다.

이때, 복수의 튜브(310)는 이송되는 냉각수의 수압에 의해 복수의 파이프(210)와 연결된 부분으로부터 냉각수가 누수되지 않도록, 복수의 파이프(210)에 인입되는 끝단을 제외한 나머지 부분이 굴절되는 유연한 재질로 마련될 수 있다.

여기서, 복수의 튜브(310)는 스테인리스 소재로 마련될 수 있다.

패킹 부재(320)는 복수의 튜브(310)의 끝단에 마련되어 복수의 파이프(210)에 인입되면, 튜브 고정나사(220)에 의해 조임결합됨으로써, 복수의 튜브(310)와 복수의 파이프(210)는 서로 연결될 수 있다.

여기서, 패킹 부재(320)가 튜브 고정나사(220)에 의해 조입결합되면, 복수의 튜브(310)와 복수의 파이프(210) 간의 견고해짐으로써, 복수의 튜브(310)와 복수의 파이프(210)간의 틈새로부터 냉각수의 누수를 방지할 수 있다.

즉, 복수의 튜브(310)가 복수의 파이프(210)에 연결될 때, 복수의 튜브(310)로 이송되는 냉각수에 의해 복수의 튜브(310)와 복수의 파이프(210) 간의 평행도와 직진도가 정밀하지 않게 되어도, 복수의 튜브(310)의 유연한 특성에 의해 복수의 튜브(310)와 복수의 파이프(210) 간의 틈새가 발생되지 않게 되어 냉각수의 누수를 방지할 수 있다.

아울러, 첨언하면, 수냉식 화격자(10)로 냉각수가 이송되도록 하는 금속재질의 튜브(310)와 종래의 엘보가 정밀하게 연결되도록 하여 냉각수의 수압에 의해 금속재질의 튜브(310)와 종래의 엘보간의 연결부분으로부터 냉각수가 누수되는 것을 방지하기 위한 용접 원가 및 금속재질의 튜브(310)가 엘보에 굴절된 상태로 연결되어 냉각수가 유입 및 유출되도록 하기 위해 금속재질의 튜브(310)를 변형하기 위한 단가를 절감할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 화격자가 일렬로 나열되는 경우, 튜브(310)의 연결 방식을 설명하기 위해 도시된 단면도이다.

이하에서는 도 8을 참조하여 본 실시예에 따른 수냉식 화격자의 베이스 바디부(100)와 크로스 커버부(200) 사이에 밀폐된 공간으로 유입된 냉각수가 유입, 순회 및 유출됨으로써, 순환되도록 하는 흐름 경로에 대하여 설명하기로 한다.

본 수냉식 화격자가 복수로 마련되어, 일렬로 나열되면, 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 튜브(310)가 복수의 파이프(210)에 개별적으로 연결될 수 있다.

이때, 일렬로 배열된 수냉식 화격자들 중 가장 우측 또는 좌측에 배열된 수냉식 화격자에 연결된 튜브(310)들 중 어느 하나의 튜브(310-1)는 일단이 수냉식 화격자의 파이프(210-1)에 연결되고, 타단이 냉각수 공급수단(미도시)에 연결되어, 연결된 수냉식 화격자에 냉각수가 유입되도록 할 수 있다.

그리고 가장 우측 또는 좌측에 배열된 수냉식 화격자에 냉각수가 유입되면, 유입된 냉각수가 화격자의 개방된 공간으로부터 순회된 후에 유출되고, 유출된 냉각수는 하나의 화격자와 다른 화격자와 연결된 튜브(310)를 통해 이송될 수 있다.

이를 통해, 가장 우측 또는 좌측에 배열된 수냉식 화격자로부터 가장 멀리 배열된 수냉식 화격자까지 냉각수가 이송될 수 있다.

더불어, 가장 멀리 배열된 수냉식 화격자에 연결된 튜브들(310) 중 어느 하나의 튜브(310) 역시, 냉각수의 배출 수단에 연결됨으로써, 냉각수가 배출되도록 할 수 있다.

도 9a 내지 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 화격자의 베이스 바디부(100)와 크로스 커버부(200) 사이에 밀폐된 공간으로 유입된 냉각수의 유입, 순회 및 유출됨으로써, 순환되도록 하는 흐름 경로에 대하여 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따른 수냉식 화격자는 베이스 바디부의 체결 부재(140) 및 격벽(150)과 크로스 커버부의 체결홈(230) 및 격벽 인입홈(240)을 통해 크로스 커버부(200)가 베이스 바디부(100)의 하부에 연계접합되어 베이스 바디부(100)의 개방된 공간이 밀폐되고, 베이스 바디부(100)의 밀폐된 공간이 분할됨으로써, 베이스 바디부(100)의 개방된 공간 내부의 냉각수가 구획적으로 이송되도록 할 수 있다.

구체적으로, 도 9a에 도시된 바와 같이 베이스 바디부(100)의 개방된 공간에는 냉각수가 유입된 직후에 베이스 바디부(100)의 개방된 공간의 내벽과 만곡부(160)의 외측을 따라 순회 및 유출되도록 하는 제1 이송 경로(R1)와 냉각수가 유입된 직후에 내측 리브(130)와 만곡부(160)의 내측을 따라 순회 및 유출되도록 하는 제2 이송 경로(R2)가 형성될 수 있다.

여기서, 제1 이송 경로(R1)는 냉각수가 유입, 순회 및 유출되는 순서에 따라 제1 구역(A1), 제2 구역(A2), 제3 구역(A3)으로 나누어질 수 있다.

구체적인 예를 들면, 제1 구역(A1)은 냉각수가 베이스 바디부(100)의 개방된 공간으로 유입 및 유입된 직후의 초기 흐름을 안내할 수 있고, 제2 구역(A2)은 제1 구역(A1)으로부터 이송되는 냉각수가 유출되기 전에 만곡부(160)의 외측을 따라 순회시킬 수 있으며, 제2 구역(A2)으로부터 순회된 냉각수가 유출 직전의 흐름 및 유출되도록 안내할 수 있는 제3 구역(A3)으로 이루어질 수 있다.

이때, 내측 리브(130)의 일단부가 격벽(150)으로부터 유입된 냉각수의 유동 방향을 따라 연장형성되되, 타단부가 냉각수의 유동 방향의 수직 방향을 향하여 연장형성되어, 유입된 냉각수가 타단부를 통과하는 과정(제2 구역(A2)을 통과하는 과정에 해당함)에서 유속이 저감되도록 함으로써, 냉각수의 체류시간이 연장되도록 할 수 있다.

또한, 도 9b에 도시된 바와 같이, 제2 이송 경로(R2)는 냉각수가 유입, 순회 및 유출되는 순서에 따라 제4 구역(A4), 제5 구역(A5), 제6 구역(A6)으로 나누어질 수 있다.

구체적인 예를 들면, 제4 구역(A4)은 상술한 제1 구역(A1)과 마찬가지로 냉각수가 베이스 바디부(100)의 개방된 공간으로 유입 및 유입된 직후의 초기 흐름을 안내할 수 있고, 제5 구역(A5)은 제4 구역(A4)으로부터 이송되는 냉각수가 유출되기 전에 내측 리브(130)에 의해, 이송이 차단되어, 도 9a에 도시된 제2 구역(A2)으로만 순회되도록 유도됨으로써, 유속이 저감되어 냉각수의 체류시간이 연장되도록 할 수 있다.

더불어, 제2 구역(A2)을 통과하여 순회된 냉각수는 유출 직전의 흐름 및 유출되도록 안내할 수 있는 제6 구역(A6)으로 순회될 수 있다.

이에 의해, 냉각수의 체류시간 및 순환수량의 확보와 더불어 순환효율의 향상이 가능하게 되어 베이스 바디부(100)의 화상면을 효과적으로 냉각할 수 있다.

첨언하면, 베이스 바디부(100)의 개방된 공간에 제1 이송 경로(R1) 및 제2 이송 경로(R2)가 형성됨으로써, 만곡부(160)는 형상의 특징에 의해 냉각수의 이동 흐름의 급격한 변동으로 발생할 수 있는 와류(渦流) 현상을 방지할 수 있고, 냉각수 공급수단(미도시)가 동작될 때, 와류 현상에 의해 냉각수의 체류시간이 증가되어 순환수량을 확보를 위해 압력이 증가되는 현상을 해소하여 소요 동력을 절감할 수 있다.

더하여, 만곡부(160)는 베이스 바디부(100)의 개방된 공간에 유입 및 유입된 직후의 냉각수가 이송되어 순회 작용이 시작되도록 하는 베이스 바디부(100)의 개방된 공간의 내벽과 만곡부(160)의 외측 사이 공간 및 내측 리브(130)와 만곡부(160)의 내측 사이 공간에 내측 리브(130)에 의해, 냉각수의 유속이 경감되도록 함으로써, 냉각수의 체류시간이 연장되도록 할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 화격자가 복수로 마련되어, 스토커식 소각로 연소실 내부에 장착된 모습이 개략적으로 도시된 사시도이다.

이하에서는 도 10을 참조하여, 본 실시예에 따른 수냉식 화격자가 복수로 마련되되, 일렬로 배열되어 스토커식 소각로 연소실 내부에 장착되는 경우, 토출구(190)에 차단 부재(197)가 삽입되어, 연소 공기의 공급량 및 토출량을 제어하는 동작 특성에 대하여 설명하기로 한다.

우선, 본 실시예에 따른 수냉식 화격자의 베이스 바디부(100)는, 전술한 외측 리브(110), 돌출부(120), 내측 리브(130), 체결 부재(140), 격벽(150), 만곡부(160), 위치 결정돌기(170), 돌기 수용홈(180), 토출구(190) 및 토출홈(195) 이외에, 내부로 공급되는 연소 공기의 공급량 및 외부로 토출되는 연소 공기의 토출량을 제어하기 위해 차단 부재(197)를 더 포함할 수 있다.

구체적으로 차단 부재(197)는 차단된 면적이 토출구(190)의 면적의 절반에 도달하도록 마련되어, 토출구(190)에 삽입되면, 연소 공기의 공급량 및 토출량이 저감되도록 하는 제1 차단 부재(197-1) 또는 토출구(190)의 면적과 동일하게 마련되어, 토출구(190)에 삽입되면, 연소 공기의 공급 및 토출이 완전히 차단되도록 하는 제2 차단 부재(197-2)로 구현되어 연소 공기의 공급 및 토출을 차단함으로써, 내부로 공급되는 연소 공기의 공급량 및 외부로 토출되는 연소 공기의 토출량이 제어되도록 할 수 있다.

이를 통해, 차단 부재(197)는, 스토커식 소각로 연소실 내부의 중앙에 해당하는 영역에 공급 및 토출되는 연소 공기의 양이 스토커식 소각로 연소실 내부의 가장자리에 해당하는 영역에 공급 및 토출되는 연소 공기의 양보다 많아, 스토커식 소각로 연소실 내부에서 발생되는 연소 현상이 스토커식 소각로 연소실 내부의 가장자리에 해당하는 영역보다 스토커식 소각로 연소실 내부의 중앙에 해당하는 영역에서 더 활발하게 수행되도록 유도하기 위해 마련된다.

구체적으로 예를 들면, 수냉식 화격자가 스토커식 소각로 연소실 내부의 중앙에 해당하는 제1 영역에 장착된 경우에, 토출구(190)에 삽입되지 않도록 하되, 수냉식 화격자가 스토커식 소각로 연소실 내부 중 제1 영역을 제외한 나머지 영역에 해당하는 제2 영역에 장착된 경우에, 토출구(190)에 삽입되도록 함으로써, 제2 영역보다 제1 영역에 연소 공기의 공급 및 토출이 활발하게 수행되도록 하여, 스토커식 소각로 연소실 내부에서 발생되는 연소 현상이 제2 영역보다 제1 영역에서 더 활발하게 수행되도록 유도할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

1: 소각로 2: 호퍼 3: 연소실
4: 배출구 5: 스토커 10: 수냉식 화격자
11: 고정 화격자 12: 가동 화격자 21: 고정 프레임
22: 이동 프레임 30: 이송 장치 31: 슬라이딩 블록
32: 구동 엑츄에이터 33: 경사 레일부 34: 구름 부재
100: 베이스 바디부 110: 외측 리브 111: 측벽
112: 샤프트 수용홈 113: 튜브 걸이홈 114: 튜브 걸이돌기
115: 조립공 117: 튜브걸이 단턱 120: 돌출부
130: 내측 리브 140: 체결 부재 150: 격벽
160: 만곡부 170: 위치 결정돌기 180: 돌기 수용홈
190: 토출구 195: 토출홈 197: 차단 부재
200: 크로스 커버부 210: 파이프 220: 튜브 고정나사
230: 체결홈 240: 격벽 인입홈 300: 튜브부
310: 튜브 320: 패킹 부재 S : 샤프트

Claims (10)

1. 폐기물의 거치가 가능하도록 편평한 화상면이 상측에 마련되되, 개방된 공간이 하측에 마련되도록 하며, 상기 개방된 공간에 상기 화상면의 냉각을 위한 냉각수가 순회되도록 하는 베이스 바디부;
   상기 베이스 바디부의 하부에 연계접합되어 상기 개방된 공간이 밀폐되도록 하되, 길이 방향으로 하향 절곡된 끝단부를 통해 상기 냉각수가 상기 밀폐된 공간으로 유입 및 유출되도록 하며, 상기 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 연소 공기가 내부로 공급되거나 외부로 토출되도록 하는 크로스 커버부; 및
   상기 크로스 커버부에 연결되어 상기 냉각수가 상기 밀폐된 공간에 유입 및 유출되도록 하는 튜브부;를 포함하고,
   상기 베이스 바디부는,
   폭 방향의 양단부에 길이 방향으로 하향 절곡되는 복수의 측벽이 마련되어, 상기 개방된 공간의 끝단부와 상기 개방된 공간의 양단을 동시에 가리도록 마련되는 외측 리브;
   상기 외측 리브의 하부 및 끝단부가 접합되는 부분의 내측 공간으로부터 상기 길이 방향으로 돌출되도록 마련되어, 상기 개방된 공간을 복수로 분할하며, 상기 복수로 분할된 공간에서 상기 유입된 냉각수의 흐름이 구분되도록 하는 격벽;
   높이 방향으로 형성되되, 상기 격벽의 중심이 관통되도록 마련되어, 상기 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 상기 연소 공기가 내부로 공급되거나 외부로 토출되도록 하는 토출구;
   상기 외측 리브의 하부에 마련되되, 상기 외측 리브의 끝단부로부터 외측을 향해 굴절형성되도록 마련되어, 상기 유입된 냉각수가 순회되도록 하는 만곡부;
   상기 외측 리브의 하부 중심으로부터 상기 높이 방향으로 돌출되어 상기 만곡부가 하부에 끼움결합되도록 마련되는 돌출부; 및
   돌출부의 하부로부터 돌출되도록 마련되되, "Y"자형으로 절곡되도록 마련되는 내측 리브;를 포함하고,
   상기 격벽은,
   폭의 두께가 상기 토출구의 폭의 두께의 2.5배 내지 3.5배가 되도록 하여, 상기 화상면에 거치된 폐기물의 하중을 안정적으로 부담하도록 하는 것을 특징으로 하는 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 내측 리브는,
   일단부가 상기 격벽으로부터 상기 유입된 냉각수의 유동 방향을 따라 연장형성되되, 타단부가 상기 냉각수의 유동 방향의 수직 방향을 향하여 연장형성되어, 상기 유입된 냉각수가 상기 타단부를 통과하는 과정에서 유속이 저감되도록 하는 것을 특징으로 하는 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 크로스 커버부는
   상기 끝단부에 복수로 마련되되, 상기 끝단부로부터 외측을 향해 돌출되도록 마련되어, 상기 튜브부와 연결되도록 하는 파이프;를 포함하며,
   상기 튜브부는,
   복수로 마련되어, 각각의 파이프와 개별적으로 연결되도록 하는 튜브;를 포함하고,
   상기 외측 리브는,
   상기 양단부에 각각 마련되어, 스토커에 구비되는 샤프트를 둘러 감싸도록 하는 샤프트 수용홈;
   상기 양단부에 각각 마련되되, 상기 양단부가 관통되도록 마련되어, 각각의 튜브가 상기 각각의 파이프에 개별적으로 연결되는 경우에, 상기 각각의 튜브가 굴절된 상태로 끼움결합되도록 하는 튜브 걸이홈; 및
   상기 양단부에 각각 마련되되, 상기 샤프트 수용홈과 상기 튜브 걸이홈 사이에 마련되고, 상기 높이 방향을 따라 돌출형성되어, 상기 각각의 튜브가 끼움결합된 상태를 유지하도록 하는 튜브 걸이돌기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자.
7. 제6항에 있어서,
   상기 튜브 걸이돌기는,
   상기 각각의 튜브의 끼움결합이 용이하도록 상기 튜브 걸이홈과 맞닿은 하단부에 하향경사면이 형성되고,
   상기 외측 리브는,
   상기 각각의 튜브를 굴절시키기 위해 작용된 힘에 대한 반작용이 발생되는 경우, 상기 반작용에 의해, 상기 각각의 튜브가 끼움결합된 상태가 해제되는 것을 방지하기 위해, 상기 튜브 걸이홈의 하단부로부터 상기 각각의 튜브가 굴절된 방향의 반대 방향을 향하여 돌출형성된 튜브 걸이단턱;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자.
8. 제1항에 있어서,
   상기 베이스 바디부는,
   내부로 공급되는 연소 공기의 공급량 및 외부로 토출되는 연소 공기의 토출량이 제어되도록, 상기 토출구에 삽입되어 상기 연소 공기의 공급 및 토출을 차단하도록 마련되는 차단 부재;를 더 포함하며,
   상기 차단 부재는,
   차단된 면적이 상기 토출구의 면적의 절반에 도달하도록 마련되어, 상기 토출구에 삽입되면, 상기 연소 공기의 공급량 및 토출량이 저감되도록 하는 제1 차단 부재 또는 상기 토출구의 면적과 동일하게 마련되어, 상기 토출구에 삽입되면, 상기 연소 공기의 공급 및 토출이 차단되도록 하는 제2 차단 부재로 구현되는 것을 특징으로 하는 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자.
9. 스토커식 소각로 연소실 내부에 장착된 상태로, 상기 연소실로 투입되는 폐기물을 교반시켜 완전연소되게 하는 기능을 수행하는 수냉식 화격자에 있어서,
   상기 수냉식 화격자는,
   상기 폐기물의 거치가 가능하도록 편평한 화상면이 상측에 마련되되, 개방된 공간이 하측에 마련되도록 하며, 상기 개방된 공간에 상기 화상면의 냉각을 위한 냉각수가 순회되도록 하는 베이스 바디부;
   상기 베이스 바디부의 하부에 연계접합되어 상기 개방된 공간이 밀폐되도록 하되, 길이 방향으로 하향 절곡된 끝단부를 통해 상기 냉각수가 상기 밀폐된 공간으로 유입 및 유출되도록 하며, 상기 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 연소 공기가 내부로 공급되거나 외부로 토출되도록 하는 크로스 커버부; 및
   상기 크로스 커버부에 연결되어 상기 냉각수가 상기 밀폐된 공간에 유입 및 유출되도록 하는 튜브부;를 포함하며,
   폭 방향의 양단부에 길이 방향으로 하향 절곡되는 복수의 측벽이 마련되어, 상기 개방된 공간의 끝단부와 상기 개방된 공간의 양단을 동시에 가리도록 마련되는 외측 리브;
   상기 외측 리브의 하부 및 끝단부가 접합되는 부분의 내측 공간으로부터 상기 길이 방향으로 돌출되도록 마련되어, 상기 개방된 공간을 복수로 분할하고, 상기 복수로 분할된 공간에서 상기 유입된 냉각수의 흐름이 구분되도록 하는 격벽; 및
   높이 방향으로 형성되되, 상기 격벽의 중심이 관통되도록 마련되어, 상기 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 상기 연소 공기가 내부로 공급되거나 외부로 토출되도록 하는 토출구;를 포함하고,
   차단 부재는,
   상기 수냉식 화격자가 상기 스토커식 소각로 연소실 내부의 중앙에 해당하는 제1 영역에 장착된 경우에, 상기 토출구에 삽입되지 않도록 하되,
   상기 수냉식 화격자가 상기 스토커식 소각로 연소실 내부 중 상기 제1 영역을 제외한 나머지 영역에 해당하는 제2 영역에 장착된 경우에, 상기 토출구에 삽입되도록 함으로써,
   상기 제2 영역보다 상기 제1 영역에 연소 공기의 공급 및 토출이 활발하게 수행되도록 하여, 상기 스토커식 소각로 연소실 내부에서 발생되는 연소 현상이 상기 제2 영역보다 상기 제1 영역에서 더 활발하게 수행되도록 유도하며,
   상기 베이스 바디부는,
   상기 외측 리브의 하부에 마련되되, 상기 외측 리브의 끝단부로부터 외측을 향해 굴절형성되도록 마련되어, 상기 유입된 냉각수가 순회되도록 하는 만곡부;
   상기 외측 리브의 하부 중심으로부터 상기 높이 방향으로 돌출되어 상기 만곡부가 하부에 끼움결합되도록 마련되는 돌출부; 및
   돌출부의 하부로부터 돌출되도록 마련되되, "Y"자형으로 절곡되도록 마련되는 내측 리브;를 더 포함하고,
   상기 격벽은,
   폭의 두께가 상기 토출구의 폭의 두께의 2.5배 내지 3.5배가 되도록 하여, 상기 화상면에 거치된 폐기물의 하중을 안정적으로 부담하도록 하는 것을 특징으로 하는 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자.
10. 제9항에 있어서,
    상기 차단 부재는,
    차단된 면적이 상기 토출구의 면적의 절반에 도달하도록 마련되어, 상기 토출구에 삽입되면, 상기 연소 공기의 공급량 및 토출량이 저감되도록 하는 제1 차단 부재 또는 상기 토출구의 면적과 동일하게 마련되어, 상기 토출구에 삽입되면, 상기 연소 공기의 공급 및 토출이 완전히 차단되도록 하는 제2 차단 부재로 구현되는 것을 특징으로 하는 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자.

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