KR101949052B1

KR101949052B1 - 소각로

Info

Publication number: KR101949052B1
Application number: KR1020170177146A
Authority: KR
Inventors: 나상권
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-02-15
Also published as: WO2019125019A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 소각로는 내부에 연소공간이 형성된 연소실유닛 및 상기 연소실유닛의 하부에 구비되며, 상기 연소공간으로 연료를 공급하는 연료공급유닛을 포함하며, 상기 연소실유닛은, 상기 연소공간의 측부를 형성하는 측벽부의 하부에 구비되는 재실부 및 상기 연소공간과 연통되는 재실부의 일측 부분에 구비되며, 상기 측벽부에서 하방으로 연장되어 구비되는 복사저항부를 포함할 수 있다.

Description

소각로{Combustor}

본 발명은 소각로에 관한 것이다.

환형 소각로는 소각로 내의 측벽부 상측 또는 측벽부 하측에 접선방향으로 공기를 주입시키고, 측벽부 상측으로 주입된 공기는 소각로 내부에서 선회하며 하강하고 연소 후에 상부의 출구를 통하여 나오는 구조를 갖는다.

측벽부 하측으로 주입된 공기는 하부로 선회하며 이동한 후 일부는 하부의 재실부로 들어가서 재실부를 냉각시키고 일부는 소각로 하단부로 직접 들어가 연소에 합류한 후 출구로 나간다.

이러한 특징 때문에 소각로로 투입되는 연료는 소각로 바닥부 중앙으로 공급되어야만 소각로 내부에서 선형 회전을 방해하지 않고 소각로를 정상적으로 운전할 수 있게 된다.

그러나, 이와 같이 소각로의 바닥부로 연료를 공급함에 따라 연소가 효율적으로 진행되지 못하는 한계가 있다.

다시 말해, 소각로의 바닥부의 연료가 연소되면서 방출하는 열이 도 1에 도시된 바와 같이 연소실유닛(200')의 외측벽(211') 및 재실부(230')로 직접 전달됨에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 상기 외측벽(211') 및 재실부(230')의 온도를 상승시키기 때문에 수냉자켓 등을 사용하여 냉각해야 하는 한계가 있었다.

또한, 연소실유닛(200') 내부의 열이 외부와 직접 접촉하는 외측벽(211') 및 재실부(230')로 방출되어 열이 소실되어 연소 효율이 저하되는 문제가 있었다.

따라서, 전술한 문제를 해결하기 위한 소각로에 대한 연구가 필요하게 되었다.

한국 출원 번호 제10-2011-0073555호

본 발명은 소각로의 바닥부로 연료를 공급함에 따라 연소 효율이 저하되는 문제를 방지하는 소각로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

다른 측면에서 소각로 내부의 연료의 연소에 의한 열이 외측벽 및 재실부의 온도를 상승시키는 문제 및 이에 따라 열이 소실되는 문제를 해결하는 소각로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로는 상기 복사저항부는, 상기 측벽부의 최외측의 외측벽과 최내측의 내측벽 사이에 구비되는 중간측벽의 하단부에서 상기 재실부로 연장되게 형성된 제1저항판을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로의 상기 연소실유닛은, 상기 측벽부와 상기 재실부 사이에 구비되고, 상기 측벽부 및 상기 재실부와 각각 일정 간격 이격되는 공기유도벽부를 포함하며, 상기 복사저항부는, 상기 제1저항판보다 상기 연소공간의 중앙부에 인접하여 구비되고, 상기 공기유도벽부의 하단부에서 상기 재실부로 연장되게 형성된 제2저항판을 포함할 수 있다.

더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로의 상기 복사저항부는, 상기 제1저항판 및 제2저항판 중 적어도 하나의 일면에 돌출되어 형성된 형상유지플랜지를 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로의 상기 복사저항부는, 상기 제1저항판의 중간 부분에 수직하게 결합되며, 상기 제2저항판의 하단부에 대면하게 구비되는 중간기압상승판을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로의 상기 복사저항부는, 상기 제1저항판의 하단부에 수직하게 결합된 하단기압상승판을 포함할 수 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로의 상기 복사저항부는, 복사열을 반사하는 금속 소재로 형성되거나, 복사열을 반사하는 금속 소재로 코팅되어 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 소각로는 소각로의 바닥부로 연료를 공급함에 따라 연소 효율이 저하되는 문제를 방지할 수 있는 이점이 있다.

다른 측면에서 본 발명의 소각로는 소각로 내부의 연료의 연소에 의한 열이 외측벽과 재실부의 온도가 상승하는 문제를 방지하고, 이에 따라 열이 소실되는 문제를 방지할 수 있는 이점이 있다.

다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 소각로에서 연소열이 외측벽 또는 재실부로 직접 전달되는 상태를 도시한 것이다.
도 2는 종래의 소각로에서 연소열이 외측벽으로 직접 전달되어 고온 상태인 것을 나타낸 열화상 사진이다.
도 3은 본 발명의 소각로를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 소각로에서 형상유지플랜지를 포함하는 실시예를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 소각로에서 복사저항부 부분을 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하며, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호 또는 유사한 방식으로 부여된 참조 부호는 동일 구성 요소 또는 대응하는 구성요소를 지칭하는 것으로 한다.

본 발명은 소각로에 관한 것으로, 소각로의 바닥부로 연료(F)를 공급함에 따라 연소 효율이 저하되는 문제를 방지할 수 있다. 즉, 소각로 내부의 연료(F)의 연소에 의한 열이 외측벽(211)과 재실부(230)의 온도가 상승하는 문제를 방지하고, 이에 따라 열이 소실되는 문제를 방지하여 소각로의 연소 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

구체적으로 도면을 참조하여 설명하면, 도 3은 본 발명의 소각로를 도시한 단면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로는 내부에 연소공간(C)이 형성된 연소실유닛(200) 및 상기 연소실유닛(200)의 하부에 구비되며, 상기 연소공간(C)으로 연료(F)를 공급하는 연료공급유닛(100)을 포함하며, 상기 연소실유닛(200)은, 상기 연소공간(C)의 측부를 형성하는 측벽부(210)의 하부에 구비되는 재실부(230) 및 상기 연소공간(C)과 연통되는 재실부(230)의 일측 부분에 구비되며, 상기 측벽부(210)에서 하방으로 연장되어 구비되는 복사저항부(260)를 포함할 수 있다.

이와 같이 상기 연소실유닛(200)이 상기 복사저항부(260)를 포함함으로써, 상기 재실부(230) 또는 상기 측벽부(210)의 외측벽(211)으로 직접 복사에 의한 연소열이 전달되지 않게 방지하여, 소각로의 연소 효율이 저하되는 문제를 방지할 수 있게 된다.

여기서, 상기 연소실유닛(200)은, 측벽부(210)를 통하여 상기 연소공간(C)으로 공기를 공급하여 연소 영역을 형성하게 구성된다.

그리고, 상기 연소실유닛(200)은, 상기 측벽부(210)로 공기를 공급하는 측벽입기부(220)를 포함할 수 있고, 이에 의해서 상기 측벽부(210)를 통하여 외부의 공기를 상기 연소공간(C)으로 공급할 수 있게 된다.

더하여, 상기 연소실유닛(200)은 상기 측벽부(210)의 하부에 재실부(230)가 구비될 수 있는데, 이러한 재실부(230)는 상기 연소공간(C)에서 연료(F)가 연소하고 잔류하는 재(ashes)가 연소공간(C) 내부의 유동에 의해서 전달되면, 이를 수집하는 부분이다.

한편, 종전에는 상기 연소실유닛(200)에서 연료(F)의 연소가 일어나는 연소공간(C)과 상기 재실부(230)가 직접 대면하는 간격 부분이 존재하고, 또한 상기 측벽부(210)의 최외측의 외측벽(211)과 상기 연소공간(C)이 직접 대면하는 간격 부분이 존재하여, 이러한 간격으로 상기 연소공간(C)에서 발생한 연소열이 직접 전달되어 상기 외측벽(211) 및 재실부(230)의 온도 상승으로 인한 내구성 저하의 문제가 발생하였고, 또한 상기 외측벽(211) 및 재실부(230)를 통하여 연소열이 소실되는 문제가 있었다.

그런데, 본 발명은 상기 복사저항부(260)를 구비하여, 상기 복사저항부(260)에 의해서 연소열이 상기 외측벽(211) 및 재실부(230)로 직접 전달되는 것을 차단하게 구성되었다.

즉, 상기 복사저항부(260)가 상기 연소공간(C)과 연통되는 재실부(230)의 일측 부분에 구비되어, 상기 재실부(230) 또는 상기 외벽부로 연소열이 직접 전달되는 것을 차단하는 것이다.

이와 같은 복사저항부(260)는 배치 위치에 따라서 제1저항판(261), 제2저항판(262) 등을 포함할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로는 상기 복사저항부(260)는, 상기 측벽부(210)의 최외측의 외측벽(211)과 최내측의 내측벽(212) 사이에 구비되는 중간측벽(213)의 하단부에서 상기 재실부(230)로 연장되게 형성된 제1저항판(261)을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로의 상기 연소실유닛(200)은, 상기 측벽부(210)와 상기 재실부(230) 사이에 구비되고, 상기 측벽부(210) 및 상기 재실부(230)와 각각 일정 간격 이격되는 공기유도벽부(250)를 포함하며, 상기 복사저항부(260)는, 상기 제1저항판(261)보다 상기 연소공간(C)의 중앙부에 인접하여 구비되고, 상기 공기유도벽부(250)의 하단부에서 상기 재실부(230)로 연장되게 형성된 제2저항판(262)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1저항판(261)은 상기 재실부(230)의 하단부에 인접한 부분까지 연장되어, 상기 연소공간(C)에서 방출되는 연소열이 상기 재실부(230)의 내측 하단부로 전달되는 것을 직접 차단하게 된다.

그리고, 상기 제1저항판(261)은 측벽부(210)의 중간측벽(213)에서 상기 재실부(230)까지 직접 연장되어 구성되기 때문에, 상기 측벽부(210)에서 전달되는 공기가 상기 연소공간(C)으로 이동되지 않고 상기 재실부(230)로 유입되는 유동을 형성할 수 있게 된다.

이에 따라 측벽입기부(220)에서 제공된 공기가 상기 측벽부(210)의 외측벽(211)과 중간측벽(213) 사이 및 중간측벽(213)과 내측벽(212) 사이로 전달되어 상기 연소공간(C)으로 공급될 수 있도록, 상기 제1저항판(261)에는 중간기압상승판(264), 하단기압상승판(265) 등이 구비될 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 5를 참조하여 후술한다.

상기 제2저항판(262)은 상기 측벽입기부(220)에서 제공된 공기가 상기 측벽부(210)를 경유하여 상기 연소공간(C)으로 전달되는 틈을 형성하기 위해서, 상기 측벽부(210)의 하단부 및 상기 재실부(230)와 일정한 틈을 형성하게 이격된 공기유도벽부(250)의 하단부에 구비될 수 있다.

여기서, 공기유도벽부(250)는 상기 측벽부(210)의 최내측 내측벽(212)보다는 외측에 구비되고, 상기 중간측벽(213)보다는 내측에 구비되는데, 이러한 공기유도벽부(250)의 배치 위치는 도 3을 참조하면 쉽게 알 수 있다.

이와 같이 상기 공기유도벽부(250)는 상기 중간측벽(213)보다 연소공간(C)에 인접하게 구비되므로, 이러한 공기유도벽부(250)의 하단부에 결합된 제2저항판(262)은 상기 연소공간(C)에서 방출하는 연소열의 차단 범위를 상기 제1저항판(261)보다 작은 크기로 확보할 수 있게 된다.

한편, 상기 제1저항판(261), 제2저항판(262) 등은 상기 복사열을 차단하기 위한 소재로 형성된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로의 상기 복사저항부(260)는, 복사열을 반사하는 금속 소재로 형성되거나, 복사열을 반사하는 금속 소재로 코팅되어 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

이와 같이 상기 제1저항판(261) 또는 제2저항판(262)이 복사에 의해 전달되는 연소열을 상기 연소공간(C)으로 다시 반사시키므로, 연소열의 소실을 방지하여 연소 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 제1저항판(261), 제2저항판(262)은 복사에 의한 연소열만을 차단 내지 반사시키면 되므로 부재의 두께는 비교적 얇게 형성될 수 있다. 그런데 상기 제1저항판(261), 제2저항판(262)이 얇게 형성됨에 따라 소각로 내의 공기 등의 유체 유동에 의한 변형이 발생할 수 있다. 따라서 이러한 변형을 방지하기 위해서 상기 제1저항판(261), 제2저항판(262)에는 형상유지플랜지(263)가 구비될 수 있다.

즉, 도 4는 본 발명의 소각로에서 형상유지플랜지(263)를 포함하는 실시예를 도시한 사시도인데, 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로의 상기 복사저항부(260)는, 상기 제1저항판(261) 및 제2저항판(262) 중 적어도 하나의 일면에 돌출되어 형성된 형상유지플랜지(263)를 포함할 수 있다.

이와 같은 형상유지플랜지(263)는 상기 제1저항판(261), 제2저항판(262)에 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 하나의 방향으로 형성되어 상기 제1저항판(261), 제2저항판(262)의 변형을 방지하게 구성될 수 있다.

상기 연료공급유닛(100)은 상기 연소실유닛(200)으로 연료(F)를 공급하는 역할을 하게 된다. 이를 위해서, 상기 연료공급유닛(100)은 상기 연소실유닛(200)의 연소공간(C)으로 연료(F)를 전달하는 연료피딩부와 상기 연료피딩부에서 전달된 연료(F)를 지지하는 연료지지부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 연료피딩부는 연료(F)를 공급하는 역할을 하기 위해서, 일례로 상기 연료피딩부는 연소기의 바닥부에 구비되어, 회전에 의해서 연료(F)를 전달하는 스크류 봉의 구성으로 구비될 수 있다.

그리고, 상기 연료피딩부의 주변에는 연료(F)를 전달된 연료(F)를 지지하는 연료지지부가 배치된다.

상기 연료지지부는 상기 연료피딩부에서 전달하는 연료(F)를 지지하는 역할을 하게 된다. 이를 위해서 상기 연료지지부는 상기 연료피딩부의 상부에 구비된다.

도 5는 본 발명의 소각로에서 복사저항부(260) 부분을 도시한 단면도로서, 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로의 상기 복사저항부(260)는, 상기 제1저항판(261)의 중간 부분에 수직하게 결합되며, 상기 제2저항판(262)의 하단부에 대면하게 구비되는 중간기압상승판(264)을 포함할 수 있다.

즉, 상기 측벽입기부(220)에서 제공된 공기의 유동 경로 상에 상기 제1저항판(261)이 구비되므로, 이러한 제1저항판(261) 또는 제2저항판(262)에 의하여 상기 측벽입기부(220)에서 제공된 공기가 연소공간(C)으로 전달되는 경로가 변경되지 않게 하게 위해서 상기 중간기압상승판(264)이 구비되는 것이다.

이러한 중간기압상승판(264)은 상기 측벽부(210)의 중간측벽(213)과 내측벽(212) 사이로 전달되어 상기 연소공간(C)으로 이동되어야 하는 공기가 상기 공기유도벽부(250)의 하단부에 구비된 제2저항판(262)에 의해서 유로가 좁아지는 부분에 의해서 상기 연소공간(C)으로 이동되지 못하는 문제를 방지하게 된다.

즉, 상기 중간기압상승판(264)이 상기 제1저항판(261)의 중간 부분에서 돌출되어 상기 제2저항판(262)의 하단부와 대면하게 구비됨으로써, 상기 중간측벽(213)과 상기 내측벽(212) 사이로 이동되는 공기가 상기 중간기압상승판(264) 부분에서 정체하게 되어 기압이 상승하게 된다. 이에 따라 상기 중간측벽(213)과 내측벽(212) 사이로 이동되는 공기는 상기 중간기압상승판(264) 부분으로 이동되지 않고, 상기 내측벽(212) 하단부와 상기 공기유도벽부(250) 사이의 틈으로 빠져나가면서 상기 연소공간(C)으로 이동하게 유도된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 소각로의 상기 복사저항부(260)는, 상기 제1저항판(261)의 하단부에 수직하게 결합된 하단기압상승판(265)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 하단기압상승판(265)도 상기 중간기압상승판(264)과 유사한 작용을 하게 되어, 제1저항판(261)에 의하여 상기 측벽입기부(220)에서 제공된 공기가 연소공간(C)으로 전달되는 경로가 변경되지 않고, 상기 연소공간(C)으로 전달되게 유도하는 역할을 하게 된다.

다시 말해, 하단기압상승판(265)은 상기 측벽부(210)의 중간측벽(213)과 외측벽(211) 사이로 전달되어 상기 연소공간(C)으로 이동되어야 하는 공기가 상기 제1저항판(261)에 의해서 유로가 좁아지는 부분에 의해서 상기 연소공간(C)으로 이동되지 못하는 문제를 방지하게 된다.

즉, 상기 하단기압상승판(265)이 상기 제1저항판(261)의 하단부에서 돌출되게 구비됨으로써, 상기 중간측벽(213)과 상기 외측벽(211) 사이로 이동되는 공기가 상기 하단기압상승판(265) 부분에서 정체하게 되어 기압이 상승하게 된다. 이에 따라 상기 중간측벽(213)과 외측벽(211) 사이로 이동되는 공기는 상기 하단기압상승판(265) 부분으로 이동되지 않고, 상기 중간측벽(213) 하단부와 상기 제1저항판(261)의 상단부 사이의 틈으로 빠져나가면서 상기 연소공간(C)으로 이동하게 유도된다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100: 연료공급유닛 200: 연소실유닛
210: 측벽부 211: 외측벽
212: 내측벽 213: 중간측벽
220: 측벽입기부 230: 재실부
250: 공기유도벽부 260: 복사저항부
261: 제1저항판 262: 제2저항판
263: 형상유지플랜지 264: 중간기압상승판
265: 하단기압상승판

Claims

내부에 연소공간이 형성된 연소실유닛; 및
상기 연소실유닛의 하부에 구비되며, 상기 연소공간으로 연료를 공급하는 연료공급유닛;
을 포함하며,
상기 연소실유닛은,
상기 연소공간의 측부를 형성하는 측벽부의 하부에 구비되는 재실부; 및
상기 연소공간과 연통되는 재실부의 일측 부분에 구비되며, 상기 측벽부에서 하방으로 연장되어 구비되는 복사저항부;
를 포함하는 소각로.
제1항에 있어서,
상기 복사저항부는,
상기 측벽부의 최외측의 외측벽과 최내측의 내측벽 사이에 구비되는 중간측벽의 하단부에서 상기 재실부로 연장되게 형성된 제1저항판;
을 포함하는 소각로.
제2항에 있어서,
상기 연소실유닛은,
상기 측벽부와 상기 재실부 사이에 구비되고, 상기 측벽부 및 상기 재실부와 각각 일정 간격 이격되는 공기유도벽부;
를 포함하며,
상기 복사저항부는,
상기 제1저항판보다 상기 연소공간의 중앙부에 인접하여 구비되고, 상기 공기유도벽부의 하단부에서 상기 재실부로 연장되게 형성된 제2저항판;
을 포함하는 소각로.
제3항에 있어서,
상기 복사저항부는,
상기 제1저항판 및 제2저항판 중 적어도 하나의 일면에 돌출되어 형성된 형상유지플랜지;
를 포함하는 소각로.
제3항에 있어서,
상기 복사저항부는,
상기 제1저항판의 중간 부분에 수직하게 결합되며, 상기 제2저항판의 하단부에 대면하게 구비되는 중간기압상승판;
을 포함하는 소각로.
제2항에 있어서,
상기 복사저항부는,
상기 제1저항판의 하단부에 수직하게 결합된 하단기압상승판;
을 포함하는 소각로.
제1항에 있어서,
상기 복사저항부는, 복사열을 반사하는 금속 소재로 형성되거나, 복사열을 반사하는 금속 소재로 코팅되어 구비되는 것을 특징으로 하는 소각로.