KR101934823B1 - 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자 - Google Patents

밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자 Download PDF

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Abstract

밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자가 개시된다. 본 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자는 내부에 개방된 공간이 형성되고, 상측에 폐기물이 놓이는 편평한 화상면이 마련되며, 폭 방향의 양단부에 길이 방향으로 하향 절곡되는 복수의 측벽이 마련되어, 상기 개방된 공간의 끝단부와 상기 개방된 공간의 양단을 동시에 가리도록 하는 외측 리브, 상기 외측 리브의 하부에 마련되되, 상기 외측 리브의 끝단부로부터 외측을 향해 굴절형성되도록 마련되어, 상기 화상면의 냉각을 위한 냉각수가 상기 개방된 공간에 유입되면, 상기 유입된 냉각수가 순회되도록 하는 만곡부, 상기 외측 리브의 하부 중심으로부터 상기 높이 방향으로 돌출되어 상기 만곡부가 하부에 결합되도록 마련되는 돌출부, 상기 외측 리브의 하부 및 끝단부가 접합되는 부분의 내측 공간으로부터 길이 방향으로 돌출되도록 마련되는 격벽, 상기 돌출부의 하부로부터 돌출되도록 형성되되, 상기 격벽의 내측에 결합되도록 마련되어, 상기 개방된 공간을 복수로 분할하고, 상기 복수로 분할된 공간에서 상기 유입된 냉각수의 흐름이 구분되도록 하는 내측 리브 및 상기 외측 리브의 끝단부 내측으로부터 외측을 향해 관통되도록 형성되어, 상기 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 연소 공기가 외부로 토출되도록 하는 토출구가 구비되는 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 하는 크로스 커버부; 및 상기 크로스 커버부에 연결되도록 마련되어, 상기 냉각수가 상기 밀폐된 공간에 유입 및 유
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배출되도록 하는 튜브부;를 포함한다. 이에 의해, 본 발명의 목적은, 내부에 밀폐된 공간을 복수로 분할하여, 유입된 냉각수의 흐름이 복수의 경로로 구분되도록 함으로써, 냉각효율이 극대화되도록 할 수 있다. 또한, 연소 공기를 토출하는 토출구 및 토출홈이 수냉화격자의 전면(前面) 및 측면에 마련되어, 연소 효율이 향상되도록 할 수 있다. 그리고 공기 토출구에 유입되는 공기의 압력보다 낮은 상태로 토출되도록 하여, 연소 공기가 수냉화격자의 전면(前面) 및 측면에 집중되도록 할 수 있다.

Description

밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자{Water-cooled grate for maximize cooling efficiency and that with vertical jet stream outlet of closed structure}
본 발명은 수냉화격자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자에 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 수냉화격자는, 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 수냉화격자의 경우에도, 내부에 유입된 냉각수가 순환되는 과정에서 순환효율이 떨어지면, 냉각효율이 떨어져 고온 부식에 따른 화격자의 손상이 발생하여 소각로의 전체 수명을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 수냉화격자는 연소 공기를 지속적으로 공급받아 폐기물을 연소시키는데, 사용시간의 경과에 따라 연소 공기의 투입구에 연소 잔재물이 적재되어, 연소 공기의 공급량이 감소하는 문제가 발생하는 문제가 발생할 수 있다.
이에 따라서, 내부에 유입되는 냉각수의 순환효율이 증가되도록 하되, 발생된 연소 잔재물이 적재되는 경우에도, 연소 공기의 공급량이 감소하는 것을 최소화하는 방안의 모색이 요구된다.
한국등록특허 제10-1773388호(발명의 명칭: 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉화격자)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 내부에 밀폐된 공간을 복수로 분할하여, 유입된 냉각수의 흐름이 복수의 경로로 구분되도록 함으로써, 냉각효율이 향상되도록 하며, 유입된 냉각수의 유출은 방지하되, 연소 효율이 향상되도록, 연소 공기를 화상면에 거치된 폐기물이 존재하는 구역으로 토출하는 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되는 수냉화격자를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 연소 효율이 향상되도록, 인접하는 수냉화격자 간에 맞닿게 배열되는 경우, 맞닿는 양 측면에 마련된 공기 토출홈을 통해 연소 공기를 토출하는 수냉화격자를 제공함에 있다.
그리고 본 발명의 또 다른 목적은 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구의 유입홀의 폭의 두께이 토출홀의 폭의 두께보다 크게 형성되어, 토출되는 연소 공기의 압력이 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구에 유입되는 공기의 압력보다 낮은 상태로 토출되도록 하는 수냉화격자를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자는 내부에 개방된 공간이 형성되고, 상측에 폐기물이 놓이는 편평한 화상면이 마련되며, 폭 방향의 양단부에 길이 방향으로 하향 절곡되는 복수의 측벽이 마련되어, 상기 개방된 공간의 끝단부와 상기 개방된 공간의 양단을 동시에 가리도록 하는 외측 리브, 상기 외측 리브의 하부에 마련되되, 상기 외측 리브의 끝단부로부터 외측을 향해 굴절형성되도록 마련되어, 상기 화상면의 냉각을 위한 냉각수가 상기 개방된 공간에 유입되면, 상기 유입된 냉각수가 순회되도록 하는 만곡부, 상기 외측 리브의 하부 중심으로부터 상기 높이 방향으로 돌출되어 상기 만곡부가 하부에 결합되도록 마련되는 돌출부, 상기 외측 리브의 하부 및 끝단부가 접합되는 부분의 내측 공간으로부터 길이 방향으로 돌출되도록 마련되는 격벽, 상기 돌출부의 하부로부터 돌출되도록 형성되되, 상기 격벽의 내측에 결합되도록 마련되어, 상기 개방된 공간을 복수로 분할하고, 상기 복수로 분할된 공간에서 상기 유입된 냉각수의 흐름이 구분되도록 하는 내측 리브 및 상기 외측 리브의 끝단부 내측으로부터 외측을 향해 관통되도록 형성되어, 상기 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 연소 공기가 외부로 토출되도록 하는 토출구가 구비되는 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 하는 크로스 커버부; 및 상기 크로스 커버부에 연결되도록 마련되어, 상기 냉각수가 상기 밀폐된 공간에 유입 및 유출되도록 하는 튜브부;를 포함한다.
이때, 상기 내측 리브는, 상기 격벽의 내측에 결합되도록 마련되는 제1 내측 리브 및 제2 내측 리브와 상기 제1 내측 리브 및 상기 제2 내측 리브의 중앙에 배치되되, 상기 만곡부에 결합되도록 마련되는 제3 내측 리브로 구성됨으로써, 상기 개방된 공간을 복수로 분할하고, 상기 복수로 분할된 공간에서 상기 유입된 냉각수의 흐름이 제1 경로 내지 제4 경로로 구분되도록 할 수 있다.
그리고 상기 토출구는, 상기 외측 리브의 끝단부 내측으로부터 외측을 향해 관통되도록 형성되되, 상기 외측 리브의 양단부 주변에 마련되는 제1 토출구 및 제2 토출구와 상기 제1 토출구 및 상기 제2 토출구의 중앙에 배치되도록 마련되는 제3 토출구로 구성됨으로써, 상기 토출되는 연소 공기의 토출 효율이 향상되도록 할 수 있다.
또한, 상기 제1 토출구 내지 상기 제3 토출구는, 상기 외측 리브의 끝단부 내측에 마련되어, 상기 연소 공기가 유입되도록 하는 유입홀과 상기 외측 리브의 끝단부 외측에 마련되되, 폭의 두께가 상기 유입홀의 폭의 두께보다 작은 크기로 형성되어, 상기 유입된 연소 공기가 외부로 토출되도록 하되, 배출되는 연소 공기의 압력이 상기 유입된 연소 공기의 압력보다 낮은 상태가 되도록 하는 토출홀이 개별적으로 구비됨으로써, 상기 토출되는 연소 공기의 토출 효율이 향상되도록 할 수 있다.
그리고 상기 베이스 바디부는, 상기 외측 리브의 양단부 외측에 마련되어, 인접하는 다른 수냉화격자와 맞닿게 배열되는 경우, 연소 공기가 외부로 토출되도록 하는 토출홈;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 토출홈은, 폭의 두께가 각각의 토출홀의 폭의 두께의 0.33 배 내지 0.5배가 되도록 하여, 인접하는 수냉화격자 간에 맞닿게 배열되는 경우, 연소 공기가 외부로 토출되도록 하되, 상기 배출되는 연소 공기의 압력이 각각의 토출구를 통해 배출되는 연소 공기의 압력보다 낮은 상태로 토출되도록 할 수 있다.
그리고 상기 외측 리브는, 상기 복수의 측벽의 내측 부분 중 상기 격벽에 접합되는 양쪽 부분이 상기 냉각수의 이송경로를 따라 외측을 향해 절곡되어, 상기 냉각수가 유입되는 구역의 폭이 상기 냉각수의 이송경로를 따라 증가되도록 하고, 상기 냉각수가 배출되는 구역의 폭이 상기 냉각수의 이송경로를 따라 감소되도록 할 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 목적은, 내부에 밀폐된 공간을 복수로 분할하여, 유입된 냉각수의 흐름이 복수의 경로로 구분되도록 함으로써, 냉각효율이 극대화되도록 할 수 있다.
또한, 연소 공기를 토출하는 토출구 및 토출홈이 수냉화격자의 전면(前面) 및 측면에 마련되어, 연소 효율이 향상되도록 할 수 있다.
그리고 공기 토출구에 유입되는 공기의 압력보다 낮은 상태로 토출되도록 하여, 연소 공기가 수냉화격자의 전면(前面) 및 측면에 집중되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자를 이용하는 소각로가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자의 구성을 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자가 일렬로 배열되는 경우, 크로스 커버부와 튜브부의 연결방식을 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자의 구성을 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자의 구성을 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자가 스토커식 소각로 연소실 내부에 장착된 모습이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자의 베이스 바디부와 크로스 커버부 사이에 밀폐된 공간으로 유입된 냉각수의 유입, 순회 및 유출됨으로써, 순환되도록 하는 흐름 경로에 대하여 설명하기 위해 도시된 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 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 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자(10)(이하에서는 '수냉화격자'로 총칭함)를 이용하는 소각로(1)가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 수냉화격자(10)를 이용하는 소각로(1)는 연소실의 내부로 투입된 폐기물(W)이 놓인 채로 완전 연소되도록 하는 기능수행을 위한 스토커(2)가 배치되며, 스토커(2)에는 수냉화격자(10)가 마련될 수 있다.
이때, 수냉화격자(10)는 스토커(2)에 의해 왕복 이동하면서 그 위에 놓인 폐기물(W)이 연소실의 내에서 소각된 폐기물(W)이 배출되도록 하는 배출구(3)로 운반시킬 수 있으며, 여기서, 수냉화격자(10)로부터 운반되는 폐기물(W)은 배출구(3)로 이송되는 도중에 연소실의 내부에서 발생한 화염의 복사열에 의하여 완전 연소되고, 남은 소각재는 배출구(3)를 통해 최종 배출될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉화격자(10)의 구성을 설명하기 위해 도시된 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉화격자(10)가 일렬로 배열되는 경우, 크로스 커버부(200)와 튜브부(300)의 연결방식을 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 수냉화격자(10)는 스토커(2)에 의해 왕복 이동하면서 그 위에 놓인 폐기물(W)이 연소실의 내에서 소각된 폐기물(W)이 배출되도록 하는 배출구(3)로 운반시키며, 폐기물(W)이 운반되는 과정에서 연소실의 내부에서 발생한 화염의 복사열에 의하여 완전 연소되고, 남은 소각재는 배출구(3)를 통해 최종 배출되도록 하되, 내부에 밀폐된 공간을 복수로 분할하여, 유입된 냉각수의 흐름이 복수의 경로로 구분되도록 함으로써, 냉각효율이 향상되도록 하며, 유입된 냉각수의 유출은 방지하되, 토출구(160)가 구비되어, 화상면에 거치된 폐기물(W)이 존재하는 구역으로 연소 공기를 토출하는 동시에 인접하는 수냉화격자(10) 간에 맞닿게 배열되는 경우, 맞닿는 양 측면에 마련된 공기 토출홈(170)을 통해 연소 공기를 토출함으로써, 연소 효율이 향상되도록 할 수 있다.
본 수냉화격자(10)는 이를 위해, 베이스 바디부(100), 크로스 커버부(200) 및 튜브부(300)를 포함한다.
베이스 바디부(100)는, 소각로 내 스토커(2)에 다수 개가 일정하게 배열장착된 상태로 평탄한 화상면에 거치된 폐기물(W)을 교반시켜 완전연소가 이루어지도록 하기 위해 마련된다.
이를 위하여, 베이스 바디부(100)는, 연소실로 투입되는 폐기물(W)이 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, 폐기물(W)의 거치가 가능하도록 편평한 화상면이 상측에 마련되되, 개방된 공간이 하측에 마련되도록 하며, 개방된 공간에 화상면의 냉각을 위한 냉각수가 순회되도록 할 수 있다.
더불어, 베이스 바디부(100)는, 크로스 커버부(200)와 연계접합되어 개방된 공간이 밀폐되면, 밀폐된 공간을 복수로 분할하여, 유입된 냉각수의 흐름이 복수의 경로로 구분되도록 함으로써, 냉각효율이 향상되도록 하며, 유입된 냉각수의 유출배출은 방지하되, 화상면에 거치된 폐기물(W)이 존재하는 구역으로 연소 공기를 토출하는 동시에 인접하는 수냉화격자(10) 간에 맞닿게 배열되는 경우, 맞닿는 양 측면에 마련된 공기 토출홈(170)을 통해 연소 공기를 토출함으로써, 연소 효율이 향상되도록 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. 구체적으로 튜브부(300)는, 도 3에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 수냉화격자(10)가 복수로 마련되어, 일렬로 나열되는 경우에, 복수로 마련되어, 각각의 크로스 커버부(200)에 연결되어, 냉각수가 베이스 바디부(100)와 크로스 커버부(200)의 연계접합에 의해 밀폐된 공간에 유입 및 유출되도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉화격자(10)의 구성을 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉화격자(10)의 구성을 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 측면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉화격자(10)가 스토커식 소각로(1) 연소실 내부에 장착된 모습이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 베이스 바디부(100)는, 크로스 커버부(200)와 연계접합되어 개방된 공간이 밀폐되면, 밀폐된 공간을 복수로 분할하여, 유입된 냉각수의 흐름이 복수의 경로로 구분되도록 함으로써, 냉각효율이 향상되도록 하며, 유입된 냉각수의 유출배출은 방지하되, 화상면에 거치된 폐기물(W)이 존재하는 구역으로 연소 공기를 토출하는 동시에 인접하는 수냉화격자(10) 간에 맞닿게 배열되는 경우, 맞닿는 양 측면에 마련된 공기 토출홈(170)을 통해 연소 공기를 토출함으로써, 연소 효율이 향상되도록 하기 위해, 외측 리브(110), 만곡부(120), 돌출부(130), 격벽(140), 내측 리브(150), 토출구(160), 토출홈(170) 및 체결 부재(180)가 구비될 수 있다.
외측 리브(110)는, 폭 방향의 양단부에 길이 방향으로 하향 절곡되는 복수의 측벽(111)이 마련되어, 개방된 공간의 끝단부와 개방된 공간의 양단을 동시에 가리도록 마련된다.
이를 위하여, 외측 리브(110)는, 측벽(111) 이외에 추가로 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 샤프트(S)를 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, 샤프트 수용홈(112)과 튜브 걸이홈(113) 사이에 배치되고, 높이 방향을 따라 돌출형성되어, 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 수냉화격자들(10)과의 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 수냉화격자들(10)과의 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.
만곡부(120)는 유입된 냉각수가 순회되도록 하기 위해 마련된다. 구체적으로, 만곡부(120)는 외측 리브(110)의 하부에 마련되되, 외측 리브(110)의 끝단부로부터 외측을 향해 굴절형성되도록 마련되어, 화상면의 냉각을 위한 냉각수가 개방된 공간에 유입되면, 유입된 냉각수가 순회되도록 할 수 있다.
이를 통해, 만곡부(120)는 형상의 특징에 의해 냉각수의 이동 흐름의 급격한 변동으로 발생할 수 있는 와류(渦流) 현상을 방지할 수 있고, 추가적으로 냉각수 공급수단(미도시)가 동작될 때, 와류 현상에 의해 냉각수의 체류시간이 증가되어 순환수량을 확보를 위해 압력이 증가되는 현상을 해소하여 소요 동력을 절감시킬 수 있다.
돌출부(130)는 화상면과 대응되는 외측 리브(110)의 하부 중심으로부터 높이 방향으로 돌출되어 만곡부(120)가 하부에 결합되도록 마련된다.
격벽(140)은 외측 리브(110)의 하부 및 끝단부가 접합되는 부분의 내측 공간으로부터 길이 방향으로 돌출되도록 마련된다. 구체적으로 격벽(140)은, 외측 리브(110)의 하부 및 끝단부가 접합되는 부분의 내측 공간으로부터 길이 방향으로 돌출되도록 마련되어, 폭의 두께를 보강하여, 클링커(clinker)가 화격자에 낙화되어, 발생하는 균열(Crack)이 방지되도록 하고, 화상면에 거치된 폐기물(W)의 하중을 안정적으로 부담하도록 할 수 있다.
내측 리브(150)는 냉각수의 이송경로를 따라 연장형성됨으로써, 냉각수가 유입되는 공간을 복수로 분할하고, 복수로 분할된 공간에서 유입된 냉각수의 흐름이 구분되도록 할 수 있다.
토출구(160)는 수냉화격자(10)의 길이 방향을 따라 외측 리브(110)의 끝단부 내측으로부터 외측을 향해 관통되도록 형성되어, 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 연소 공기가 수냉화격자(10)의 길이 방향을 따라 외부로 토출되도록 할 수 있다.
구체적으로, 토출구(160)는, 외측 리브(110)의 끝단부 내측으로부터 외측을 향해 관통되도록 형성되되, 외측 리브(110)의 양단부 주변에 마련되는 제1 토출구(161) 및 제2 토출구(162)와 제1 토출구(161) 및 제2 토출구(162)의 중앙에 배치되도록 마련되는 제3 토출구(163)로 구성됨으로써, 토출구가 수냉화격자의 저면에 배치되거나 또는 수냉화격자의 높이방향으로 형성되되, 단일 개체로 형성되는 기존의 경우보다 토출되는 연소 공기의 토출 효율이 향상되도록 할 수 있으며, 연소 잔재물의 적재로 인하여 연소 공기의 공급 및 토출량이 저감되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 이때, 제1 토출구(161) 내지 제3 토출구(163)는, 외측 리브(110)의 끝단부 내측에 마련되어, 연소 공기가 유입되도록 하는 유입홀(161a, 162a, 163a)과 외측 리브(110)의 끝단부 외측에 마련되되, 폭의 두께가 유입홀(161a, 162a, 163a)의 폭의 두께보다 작은 크기로 형성되어, 유입된 연소 공기가 수냉화격자(10)의 길이 방향을 따라 외부로 토출되도록 하되, 배출되는 연소 공기의 압력이 유입된 연소 공기의 압력보다 낮은 상태가 되도록 하는 토출홀(161b, 162b, 163b)이 개별적으로 구비됨으로써, 토출되는 연소 공기의 토출 경로가 수냉화격자(10)의 상측 방향과 전면(前面) 방향으로 각각 마련되어, 두 방향으로 토출되는 연소 공기에 교반되도록 유도하여 토출되는 연소 공기(B)가 거치된 폐기물(W)에 효과적으로 침투되도록 할 수 있으며, 연소 공기의 압력이 유입된 연소 공기의 압력보다 낮은 상태가 되도록 하여, 토출되는 연소 공기(B)의 토출 효율이 향상되도록 할 수 있다.
즉, 제1 토출구(161) 내지 제3 토출구(163)는, 유입홀(161a, 162a, 163a)의 폭의 두께이 토출홀(161b, 162b, 163b)의 폭의 두께보다 크게 형성되어, 토출되는 연소 공기(B)의 압력이 토출구(160)에 유입되는 공기(A)의 압력보다 낮은 상태로 토출되도록 함으로써, 상대적으로 압력이 높은 구역에 존재하는 공기가 상대적으로 압력이 낮은 구역으로 이동하려고 하는 성질을 이용하여, 연소 공기의 토출 효율이 향상되도록 할 수 있으며, 토출되는 연소 공기(B)가 교반되도록 유도하여 토출되는 연소 공기(B)가 거치된 폐기물(W)에 효과적으로 침투되도록 할 수 있다.
토출홈(170)은 외측 리브(110)의 양단부 외측에 마련되어, 인접하는 다른 수냉화격자(10)와 맞닿게 배열되는 경우, 연소 공기가 외부로 토출되도록 할 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 토출홈(170)은, 폭의 두께가 각각의 토출홀(161b, 162b, 163b)의 폭의 두께의 0.33 배 내지 0.5배가 되도록 하여, 인접하는 수냉화격자(10) 간에 맞닿게 배열되는 경우, 연소 공기가 수냉화격자(10)의 높이 방향을 따라 상승하여 외부로 토출되도록 하되, 배출되는 연소 공기의 압력이 각각의 토출구(160)를 통해 배출되는 연소 공기의 압력보다 낮은 상태로 토출되도록 할 수 있다. 이때, 토출홈(170)은 외측 리브(110)의 표면으로부터 내측을 향해 1.4 내지 1.5mm의 깊이로 형성되는 것이 바람직하다.
체결 부재(180)는 돌출부(130)의 하부에 복수로 마련되되, 내측 리브(150)의 하부 사이 공간에 끼움결합되고, 크로스 커버부(200)가 베이스 바디부(100)의 하부에 연계접합되는 경우에, 내측 리브(150)의 하부 사이 공간에 끼움결합되어 크로스 커버부(200)의 상측을 관통하도록 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 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(180)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(140)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.
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)로 구성될 수 있다.
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, 수냉화격자(10)로 냉각수가 이송되도록 하는 금속재질의 튜브(310)와 종래의 엘보가 정밀하게 연결되도록 하여 냉각수의 수압에 의해 금속재질의 튜브(310)와 종래의 엘보 간의 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.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 수냉화격자(10)가 복수로 마련되어, 일렬로 나열되며, 튜브부(300)가 크로스 커버부(200)에 연결되는 경우, 일렬로 배열된 수냉화격자들(10) 중 가장 좌측에 배열된 수냉화격자(10)에 연결된 튜브(310) 중 어느 하나의 튜브(310-1)는 일단이 수냉화격자(10)의 파이프에 연결되고, 타단이 냉각수 공급수단(미도시)에 연결되어, 연결된 수냉화격자(10)에 냉각수가 유입되도록 할 수 있다.
그리고 가장 좌측에 배열된 수냉화격자(10-1)에 냉각수가 유입되면, 유입된 냉각수가 수냉화격자(10-1)의 개방된 공간으로부터 순회된 후에 유출되고, 유출된 냉각수는 우측에 배열된 다른 수냉화격자(10-2)와 연결된 튜브(310-2)를 통해 이송될 수 있으며, 이러한 과정을 반복하여, 가장 좌측에 배열된 수냉화격자(10-1)로부터 가장 우측에 배열된 수냉화격자(10-4)까지 냉각수가 이송될 수 있다. 또한, 가장 우측에 배열된 수냉화격자(10-4)에 연결된 튜브들(310) 중 어느 하나의 튜브(310) 역시, 냉각수의 배출 수단에 연결됨으로써, 냉각수가 배출되도록 할 수 있다.
여기서, 냉각수의 유입 방향을 좌측에서 우측으로 한정한 것을 설명의 편의를 위한 것으로, 냉각수의 유입 방향을 우측에서 좌측으로 유입되도록 구현하는 것 역시 가능하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉화격자의 베이스 바디부(100)와 크로스 커버부(200) 사이에 밀폐된 공간으로 유입된 냉각수의 유입, 순회 및 유출됨으로써, 순환되도록 하는 흐름 경로에 대하여 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 7을 참조하면, 내측 리브(150)는, 격벽(140)의 내측에 결합되도록 마련되는 제1 내측 리브(151) 및 제2 내측 리브(152)와 제1 내측 리브(151) 및 제2 내측 리브(152)의 중앙에 배치되되, 만곡부(120)에 결합되도록 마련되는 제3 내측 리브(153)로 구성됨으로써, 냉각수가 유입되는 공간을 복수로 분할하고, 복수로 분할된 공간에서 유입된 냉각수의 흐름이 제1 내측 리브(151) 내지 제3 내측 리브(153)와 만곡부(120)의 내측을 따라 제1 경로(R1) 내지 제4 경로(R4)로 구분되도록 할 수 있다. 이를 통해, 복수로 분할된 공간에서 유입된 냉각수의 체류시간 및 순환수량의 확보와 더불어 순환효율의 향상이 가능하게 되어 베이스 바디부(100)의 화상면을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
또한, 내측 리브(150)가 냉각수가 유입되는 공간을 복수로 분할하는 경우, 외측 리브(110)는, 복수의 측벽의 내측 부분 중 격벽(140)에 접합되는 양쪽 부분(A-1, A-2)이 냉각수의 이송경로를 따라 외측을 향해 절곡되어, 냉각수가 유입되는 구역의 폭이 냉각수의 이송경로를 따라 증가되도록 하고, 냉각수가 배출되는 구역의 폭이 냉각수의 이송경로를 따라 감소되도록 할 수 있어, 냉각수의 체류시간을 추가적으로 연장시킬 수 있다.
그리고 이때, 제1 내측 리브(151) 내지 제3 내측 리브(153)는, "Y"자형으로 절곡되도록 형성되어, 복수로 분할된 공간에서 이송되는 냉각수의 유속이 감소되도록 하여, 냉각수의 체류시간을 추가적으로 연장시킬 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 : 스토커
3 : 배출구 10 : 수냉화격자
100 : 베이스 바디부 110 : 외측 리브
111 : 측벽 112 : 샤프트 수용홈
113 : 튜브 걸이홈 114 : 튜브 걸이돌기
115: 조립공 117 ; 튜브 걸이단턱
120 : 만곡부 130 : 돌출부
140 : 격벽 150 : 내측 리브
151 : 제1 내측 리브 152 : 제2 내측 리브
153 : 제3 내측 리브 160 : 토출구
161 : 제1 토출구 161a : 제1 유입홀
161b : 제1 토출홀 162 : 제2 토출구
162a : 제2 유입홀 162b : 제2 토출홀
163 : 제3 토출구 163a : 제3 유입홀
163b : 제3 토출홀 170 : 토출홈
180 : 체결 부재 200 : 크로스 커버부
210 : 파이프 220 : 튜브 고정나사
230 : 체결홈 240 : 격벽 인입홈
300 : 튜브부 310 : 튜브
320 : 패킹 부재 S : 샤프트

Claims (7)

  1. 내부에 개방된 공간이 형성되고, 상측에 폐기물이 놓이는 편평한 화상면이 마련되며, 폭 방향의 양단부에 길이 방향으로 하향 절곡되는 복수의 측벽이 마련되어, 상기 개방된 공간의 끝단부와 상기 개방된 공간의 양단을 동시에 가리도록 하는 외측 리브, 상기 외측 리브의 하부에 마련되되, 상기 외측 리브의 끝단부로부터 외측을 향해 굴절형성되도록 마련되어, 상기 화상면의 냉각을 위한 냉각수가 상기 개방된 공간에 유입되면, 상기 유입된 냉각수가 순회되도록 하는 만곡부, 상기 외측 리브의 하부 중심으로부터 상기 높이 방향으로 돌출되어 상기 만곡부가 하부에 결합되도록 마련되는 돌출부, 상기 외측 리브의 하부 및 끝단부가 접합되는 부분의 내측 공간으로부터 길이 방향으로 돌출되도록 마련되는 격벽, 상기 돌출부의 하부로부터 돌출되도록 형성되되, 상기 격벽의 내측에 결합되도록 마련되어, 상기 개방된 공간을 복수로 분할하고, 상기 복수로 분할된 공간에서 상기 유입된 냉각수의 흐름이 구분되도록 하는 내측 리브 및 상기 외측 리브의 끝단부 내측으로부터 외측을 향해 관통되도록 형성되어, 상기 유입된 냉각수의 유출이 방지되는 상태는 유지하되, 연소 공기가 외부로 토출되도록 하는 토출구가 구비되는 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 하는 크로스 커버부; 및
    상기 크로스 커버부에 연결되도록 마련되어, 상기 냉각수가 상기 밀폐된 공간에 유입 및 유출되도록 하는 튜브부;를 포함하고,
    상기 내측 리브는,
    상기 격벽의 내측에 결합되도록 마련되는 제1 내측 리브 및 제2 내측 리브와 상기 제1 내측 리브 및 상기 제2 내측 리브의 중앙에 배치되되, 상기 만곡부에 결합되도록 마련되는 제3 내측 리브로 구성됨으로써, 상기 개방된 공간을 복수로 분할하고, 상기 복수로 분할된 공간에서 상기 유입된 냉각수의 흐름이 제1 경로 내지 제4 경로로 구분되도록 하는 것을 특징으로 하는 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 토출구는,
    상기 외측 리브의 끝단부 내측으로부터 외측을 향해 관통되도록 형성되되, 상기 외측 리브의 양단부 주변에 마련되는 제1 토출구 및 제2 토출구와 상기 제1 토출구 및 상기 제2 토출구의 중앙에 배치되도록 마련되는 제3 토출구로 구성됨으로써, 상기 토출되는 연소 공기의 토출 효율이 향상되도록 하는 것을 특징으로 하는 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 토출구 내지 상기 제3 토출구는,
    상기 외측 리브의 끝단부 내측에 마련되어, 상기 연소 공기가 유입되도록 하는 유입홀과 상기 외측 리브의 끝단부 외측에 마련되되, 폭의 두께가 상기 유입홀의 폭의 두께보다 작은 크기로 형성되어, 상기 유입된 연소 공기가 외부로 토출되도록 하되, 배출되는 연소 공기의 압력이 상기 유입된 연소 공기의 압력보다 낮은 상태가 되도록 하는 토출홀이 개별적으로 구비됨으로써, 상기 토출되는 연소 공기의 토출 효율이 향상되도록 하는 것을 특징으로 하는 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 베이스 바디부는,
    상기 외측 리브의 양단부 외측에 마련되어, 인접하는 다른 수냉화격자와 맞닿게 배열되는 경우, 연소 공기가 외부로 토출되도록 하는 토출홈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 토출홈은,
    폭의 두께가 각각의 토출홀의 폭의 두께의 0.33 배 내지 0.5배가 되도록 하여, 인접하는 수냉화격자 간에 맞닿게 배열되는 경우, 연소 공기가 외부로 토출되도록 하되, 상기 배출되는 연소 공기의 압력이 각각의 토출구를 통해 배출되는 연소 공기의 압력보다 낮은 상태로 토출되도록 하는 것을 특징으로 하는 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 외측 리브는,
    상기 복수의 측벽의 내측 부분 중 상기 격벽에 접합되는 양쪽 부분이 상기 냉각수의 이송경로를 따라 외측을 향해 절곡되어, 상기 냉각수가 유입되는 구역의 폭이 상기 냉각수의 이송경로를 따라 증가되도록 하고, 상기 냉각수가 배출되는 구역의 폭이 상기 냉각수의 이송경로를 따라 감소되도록 하는 것을 특징으로 하는 밀폐 구조의 수직형 제트기류 공기 토출구가 구비되고, 냉각효율을 극대화한 수냉화격자.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101773388B1 (ko) * 2017-05-16 2017-09-12 지이큐솔루션 주식회사 연소 잔재물의 낙하를 최소화한 공기 토출구를 갖춘 수냉식 화격자

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