KR101966290B1 - 스크러버가 구비된 연소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 구성에 의해 연소잔류물 등을 용이하게 제거함과 동시에 간단한 냉각구조에 의해 장치의 과열이나 장치 외부로 열이 전달되는 것을 방지하도록 된 스크러버가 구비된 연소장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 통형상의 연소본체(32)와, 상기 연소본체(32)의 내측 하부에 위치되어 연료를 연소시키도록 된 화격자(35)와, 상기 연소본체(32)에 연결되어 상기 화격자(35) 상에 연료를 공급하도록 된 연료공급수단(36)을 포함하는 연소장치에 있어서; 상기 화격자(35)는 회전 구동되는 턴테이블(42) 상에 구비되고; 상기 연소본체(32) 상에는 상기 화격자(35) 상면의 일정 위치에 정지된 상태로 연소잔류물을 제거하거나 원료를 균일하게 고르도록 구비되되, 상기 화격자(35)의 반경방향으로 연장되는 스윕바(61)를 포함한 스크러버(60)가 구비된 연소장치가 제공된다.

Description

스크러버가 구비된 연소장치{Burner with a scrubber}

본 발명은 스크러버가 구비된 연소장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 구성에 의해 연소잔류물 등을 용이하게 제거함과 동시에 간단한 냉각구조에 의해 장치의 과열이나 장치 외부로 열이 전달되는 것을 방지하도록 된 스크러버가 구비된 연소장치에 관한 것이다.

일반적으로 열회수용 연소장치는 생활폐기물이나 폐플라스틱 등의 고형연료를 소각처리하는 과정에서 발생되는 연소열을 이용하여 온수나 스팀 또는 고온의 열매체를 요구하는 산업설비에 공급하도록 된 것으로, 이러한 연소장치의 일례를 도시된 도면에 의해 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 연소장치(10)는 일정 크기의 연소실(12)이 형성된 연소본체(11)가 구비되고, 상기 연소본체(11) 내에는 연료가 연소되도록 안착되는 화격자(13)가 구비되며, 상기 연소본체(11)의 하부에는 상기 화격자(13)의 중심에 관통되어 연료를 공급하도록 된 이송스크류(15)와 같은 연료공급수단(14)이 결합되어 있다.

이러한 구성에서 있어서, 상기 연소본체(11)에는 측벽이 상향 축소되는 형상으로 구비되어 외부와의 단열과 냉각을 위해 공기나 물 등이 순환되는 냉각재킷(16)이 형성되고, 상단에는 연료가 연소됨에 따라 발생된 연소열을 보일러 등과 같은 설비에 공급되도록 공급덕트(D)가 연결되게 된다.

하지만, 이러한 종래의 연소장치(10)는 상기 냉각재킷(16)이 에어나 냉각수 중에서 어느 하나를 이용하거나 병행 사용하여 냉각을 행하게 되는데, 이는 단순히 공기나 물을 순환시키는 구조에 의해 냉각기능을 수행하도록 구비됨으로 인해, 연소실(12) 내부에서 발생되는 1000도 이상의 고열을 단열시키거나 일정 온도 이상으로 가열되지 않도록 장치를 냉각시키는 데에 한계가 있어 연소실(12) 내외의 장치와 그에 구비되는 부품들이 열에 의해 소손되는 문제점이 발생될 수 있는 것이다.

또한 종래의 연소장치(10)는 냉각재킷(16)을 형성하기 위해 연소본체(11) 상에 스틸판과 같은 패널부재를 원통형태로 제작함으로 인해 일체화된 단일구조로 이루어지는 것이 통상적이다. 그러므로 종래의 냉각재킷(16)은 그 일부가 열부식되는 경우에 냉각재킷(16)을 전체적으로 교체해야 하는 것이고, 이로 인해 유지보수 작업상의 번거로움이 따르는 것일 뿐만 아니라 비용과 시간적인 손실이 큰 문제점이 있는 것이다.

또한 종래의 연소장치(10)에 의해 연료가 불완전 연소가 발생되면 연소본체(11)의 내부에 클링커(연료가 탄 후에 잔존하는 단단한 재덩어리)와 같은 연소잔류물이 고착되는데, 이러한 연소잔류물은 화격자(13)의 상면이나 연소본체(11)의 내벽면 등에 고착되어 연소공기의 공급을 차단하거나 열원의 흐름을 방해함으로 인해 장치의 효율을 저하시키는 원인이 되는 것이다.

특히, 상기 화격자(13)의 상면에 클링커가 고착된 상태로 잔존하게 되면 화격자(13) 상에 구비된 급기노즐(17)의 막힘이 발생될 수 있고, 이로 인해 연소공기의 공급을 차단하여 장치의 작동 자체가 어려워 질 수 있는 것이다. 그런데 종래에는 클링커를 제거하기 위한 별도의 장치가 불비하여 장치의 효율이 떨어질 수 있는 것이고, 일부에서 언급되는 종래의 클링커 제거장치는 그 자체적인 구성과 작동이 매우 복잡하여 제작이나 유지보수 상의 번거로움이 따르는 것이다.

또한 종래의 연소장치(10)는 전술된 바와 같은 냉각재킷(16)이 연소본체(11)의 둘레측에 설치되는 것이 통상적인데, 실질적으로 열에 직접적으로 노출되는 화격자(13) 부분이나 연료공급수단(14) 등에는 별도의 냉각재킷(16)이 불비한 경우가 많을 뿐만 아니라 이로 인해 장치의 일부가 소손될 우려가 큰 것이다.

한국 등록특허공보(제10-1132767호) 2012. 03. 27

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 간단한 작동구조의 제거장치에 의해 연소 잔류물을 용이하게 제거하여 장치의 작동과 연소효율을 개선할 수 있고, 간단한 냉각구조에 의해 장치의 과열이나 장치 외부로 열이 전달되는 것을 방지하여 장치의 소손이나 유지보수 작업상의 번거로움을 줄일수 있는 스크러버가 구비된 연소장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따르면, 통형상의 연소본체(32)와, 상기 연소본체(32)의 내측 하부에 위치되어 연료를 연소시키도록 된 화격자(35)와, 상기 연소본체(32)에 연결되어 상기 화격자(35) 상에 연료를 공급하도록 된 연료공급수단(36)을 포함하는 연소장치에 있어서;

상기 화격자(35)는 회전 구동되는 턴테이블(42) 상에 구비되고;

상기 연소본체(32) 상에는 상기 화격자(35) 상면의 일정 위치에 정지된 상태로 연소잔류물을 제거하거나 원료를 균일하게 고르도록 구비되되, 상기 화격자(35)의 반경방향으로 연장되는 스윕바(61)를 포함한 스크러버(60)가 설치된 것을 특징으로 하는 스크러버가 구비된 연소장치가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 스크러버(60)는 상기 스윕바(61)를 상기 화격자(35) 측에 전후진시키도록 된 인출수단(64)이 설치된 것을 특징으로 하는 스크러버가 구비된 연소장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 스윕바(61)에는 냉각유체가 순환되는 냉각재킷(63)이 형성된 것을 특징으로 하는 스크러버가 구비된 연소장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 연소본체(32)는 일정 크기의 연소실(39)을 형성하도록 된 본체케이스(40)와, 상기 본체케이스(40) 내에 구비되어 장치의 냉각과 단열이 가능하도록 된 냉각재킷(50)을 포함하며;

상기 냉각재킷(50)은 상기 본체케이스(40)의 내측 둘레를 따라 설치되어 냉각유체가 순환되도록 된 복수개의 냉각파이프(51)로 구비된 것을 특징으로 하는 스크러버가 구비된 연소장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 냉각파이프(51)는 링형태로 구비되어 수평방향으로 배치되는 복수개의 헤더파이프(52)와;

상기 헤더파이프(52) 상에 양단부가 연통 가능하게 결합되는 스틱형태로 구비되고, 상기 헤더파이프(52)의 둘레를 따라 상하방향으로 연장 배치되는 복수개의 분기파이프(53)로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크러버가 구비된 연소장치가 제공된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 화격자(35)의 반경방향으로 연장되는 스윕바(61)를 포함한 스크러버(60)가 설치됨에 따라, 턴테이블(42)에 의해 화격자(35)를 회전 구동시킨 상태에서 상기 스크러버(60)를 정위치에 고정된 상태로 연소잔류물을 제거하거나 원료를 고르게 분배할 수 있을 뿐만 아니라 이로 인해 스크러버(60) 자체의 구성이나 작동상태의 편리함을 제공할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 스크러버(60)는 화격자(35)로부터 후퇴 가능하게 구비됨에 따라, 스크러버(60)를 연소본체(32)의 외부로 인출하여 장치의 작동 전후에 스크러버(60) 자체의 점검이나 유지보수 상의 편리함을 제공할 수 있고, 스크러버(60)의 스윕바(61) 상에 냉각재킷(63)이 형성되어 사용과정에서 구성이 열부식 등에 의해 손상되는 것을 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 연소실(39)을 형성하는 본체케이스(40) 내에 복수개의 냉각파이프(51)로 된 냉각재킷(50)이 형성됨에 따라, 냉각재킷(50)이 일부 손상된 경우에 해당 냉각파이프(51) 만을 부분적으로 교체 가능하여 교체작업이나 비용 등을 대폭적으로 절감함과 동시에 유지보수 상의 편리함을 제공할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 냉각파이프(51)는 링형상의 헤더파이프(52)와 이 헤더파이프(52)의 둘레를 따라 결합되는 복수의 분기파이프(53)로 구성됨에 따라, 연소장치(30)의 규격에 따라 상기 헤더파이프(52)를 다단으로 배치하거나 상기 분기파이프(53)의 길이를 적절하게 재단하여 제작할 수 있고, 이에 따라 냉각재킷(50) 자체를 제작하는 데에 편리함을 제공함과 동시에 다양한 규격의 연소장치(30)에 최적화된 상태로 적용하는 데에 편리함을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 일실시예를 도시한 구성도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정단면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 구성을 도시한 정면도
도 4는 도 3의 구성에 따른 평면도
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 정단면도

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 다양한 실시예를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연소장치(30)는 일정 높이로 연장되는 지지대(31) 상에 대략 원통형상의 연소본체(32)가 구비되는데, 상기 연소본체(32)는 일정 면적의 연소공간을 형성하는 통형태로 구비되어 상단에 연소열을 배출하기 위한 열배출공(33)이 형성되고, 상기 열배출공(33) 측에는 둘레를 따라 다수의 에어노즐(34)이 구비된 것이다.

또한 상기 연소실(39)의 내부 둘레에는 냉각재킷(50)이 형성되고, 양측에 각각 연소공기의 유출입이 가능하도록 된 에어공급구(48)와 연소실(39) 내부를 확인할 수 있는 점검창(49)이 형성된 것이고, 상기 연소본체(32)의 하단측에는 원료를 연소시키기 위한 화격자(35)와 이 화격자(35) 상에 연료를 공급하도록 된 연료공급수단(36)이 구비된 것이다.

여기에서 상기 화격자(35)는 연소본체(32)의 하단 중앙측에 일정 면적으로 된 디스크 형태로 구비되고, 그 면상에 연소공기를 공급할 수 있도록 복수개의 급기노즐(37)이 돌출 형성된 것이고, 상기 연료공급수단(36)은 하부에서 상기 화격자(35)의 상면으로 연료를 연속적으로 공급하도록 상하방향으로 연장된 이송스크류(38)를 포함한 것이다.

이러한 본 발명은 연소과정에서 발생되는 클링커와 같은 연소잔류물을 제거하거나 원료를 균일하게 배분할 수 있도록 된 스크러버(60)가 구비되는데, 이를 도 3과 도 4에 의해 설명하면 다음과 같다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스크러버(60)는 화격자(35)의 상면에서 반경방향으로 수평 연장되는 스윕바(61)를 포함하게 되는데, 상기 스윕바(61)에는 저면에 화격자(35)의 상면에 접촉될 수 있는 스퀴즈(62)나 브러쉬 등이 구비될 수 있고, 내부에는 연소과정이나 연소후의 연소열에 의해 스윕바(61) 자체에 열이 전달되어 장치의 열손상이 발생되는 것을 방지하도록 냉각수가 순환되는 냉각재킷(63)이 형성될 수 있는 것이다.

또한 이러한 스윕바(61)는 상시에 상기 화격자(35) 상면에 위치될 수 있는 것이기는 하나, 연소본체(32)로부터 인출 가능하게 구비되어 필요에 따라 출몰 가능한 것으로, 이를 위해 상기 스윕바(61)의 단부에는 연소본체(32)의 일측 외부에 위치되도록 인출수단(64)이 결합된 것이다.

이러한 인출수단(64)은 구동모터(65)와 이에 결합된 체인벨트(66) 및 상기 체인벨트(66) 상에 결합되는 대차(67)를 포함한 것으로, 상기 대차(67)는 스윕바(61)를 견인하도록 결합되고, 상기 스윕바(61)의 단부측에는 냉각유체의 유출입이 가능하도록 입구포트(69)와 출구포트(70)가 형성된 것이다.

또한 상기 연소본체(32) 측에는 상기 스윕바(61)가 통과되는 가이드실린더(68)가 설치되어 스윕바(61)의 전후진 작동을 안정적으로 안내하고, 상기 인출수단(64) 측에는 구동모터(65)와 체인벨트(66) 사이에 동력을 전달하는 스프라켓(71,72)과 대차(67)에 구비된 이동휠(73) 및 이 이동휠(73)을 안내하는 가이드레일(74)이 더 구비되는 것이다.

이와 같은 인출수단(64)에 의해 화격자(35) 측에 전후진되는 스윕바(61)는 연소 도중에 연소본체(32)의 외부로 퇴피된 상태로 위치되고, 연소전에 원료를 고르거나 연소후에 연소잔류물을 제거하도록 연소본체(32) 내로 투입될 수 있는 것이다.

이러한 스크러버(60)에 의해 연소잔류물을 제거하거나 원료를 고르게 분배하기 위해서는 상기 스윕바(61)가 정위치에 고정된 상태에서 상기 화격자(35)가 회전 구동되는데, 이를 위해 상기 화격자(35)는 연료를 공급하는 이송스크류(38)의 외통(41) 상에 결합되는 수직실린더(43)를 포함하는 턴테이블(42) 상에 구비되고, 상기 턴테이블(42)은 상기 수직실린더(43)를 회전 구동하도록 지지대(31)의 일측에 구비된 구동모터(44)와 구동벨트(45)를 더 포함하여 구성될 수 있는 것이다.

이러한 턴테이블(42)의 구성은 통상적으로 화격자(35)를 회전 구동하도록 기설치되는 경우가 많으므로 본 발명의 스크러버(60)는 구동을 위해 그 자체를 화격자(35) 상에서 공전 또는 자전되도록 구비할 필요가 없을 뿐만 아니라 그로 인해 스크러버(60)의 구성을 컴팩트하게 제작할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 연소본체(32)에는 연소과정에서 발생된 열에 의해 장치의 구성이 손상되는 것을 방지하도록 장치를 냉각하거나 외부와의 단열을 위한 냉각재킷(50)이 형성되는데, 이를 도 5에 의해 설명하면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 연소본체(32)는 일정 면적의 연소실(39)을 형성하도록 된 본체케이스(40)가 구비되고, 이 본체케이스(40) 내벽측에 근접 설치되어 장치의 냉각과 단열이 가능하도록 된 냉각재킷(50)이 구비되는데, 상기 냉각재킷(50)은 복수개의 냉각파이프(51)를 연소실(39)의 둘레측을 따라 케이지 형태로 설치하여 냉각수 또는 에어 등과 같은 냉각유체가 순환시키도록 된 것이다.

구체적으로, 본 발명의 냉각파이프(51)는 링형태로 구비되어 수평방향으로 배치되는 복수개의 헤더파이프(52)와, 이 헤더파이프(52) 상에 단부가 연통 가능하게 결합되는 일정 길이의 스틱형태로 된 분기파이프(53)로 구성된 것으로, 상기 헤더파이프(52)는 연소본체(32)의 규격에 따라 상하방향으로 간격을 두고 다단으로 배열될 수 있고, 상기 분기파이프(53)는 연소본체(32)의 형상에 따라 양단부가 상기 헤더파이프(52) 상에 결합된 상태로 수직방향으로 배치되거나 일정 각도로 경사지게 배치될 수 있는 것이다.

이러한 본 발명의 냉각파이프(51)에 따르면, 냉각재킷(50)의 일측이 장시간 열에 노출됨에 따른 열부식이나 다른 손상 등으로 인해 냉각유체의 누출이 발생되는 경우에 해당 냉각파이프(51) 만을 부분적으로 교체 가능하여 유지보수 작업상의 편리함을 제공하고, 또한 종래와 같이 일체형의 패널구조로 된 냉각재킷(50)을 전체적으로 교체하는 것이 아님에 따라 교체에 소요되는 재료와 비용 및 시간 등을 대폭적으로 절감할 수 있게 된다.

통상적으로, 상기 연소본체(32)는 균일한 직경의 원통형상으로 된 제1 연소본체(32a)와 상기 제1 연소본체(32a) 상에 상향 축소되는 형태의 제2 연소본체(32b)를 포함할 수 있는데, 상기 냉각파이프(51)의 경우에는 상기 제2 연소본체(32b) 측에만 구비되고, 상기 제1 연소본체(11a) 측에는 통상의 패널형재킷(55)이 구비될 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

30: 연소장치 32: 연소본체
35: 화격자 36: 연료공급수단
37: 급기노즐 38: 이송스크류
39: 연소실 40: 본체케이스
41: 외통 42: 턴테이블
43: 수직실린더 46: 수평테이블
47: 격벽 50: 냉각재킷
51: 냉각파이프 52: 헤더파이프
53: 분기파이프 60: 스크러버
61: 스윕바 63: 냉각재킷
64: 인출수단 67: 대차

Claims (5)

1. 통형상의 연소본체(32)와, 상기 연소본체(32)의 내측 하부에 위치되어 연료를 연소시키도록 된 화격자(35)와, 상기 연소본체(32)에 연결되어 상기 화격자(35) 상에 연료를 공급하도록 된 연료공급수단(36)을 포함하는 연소장치에 있어서;
   상기 화격자(35)는 회전 구동되는 턴테이블(42) 상에 구비되고;
   상기 연소본체(32) 상에는 상기 화격자(35) 상면의 일정 위치에 정지된 상태로 연소잔류물을 제거하거나 원료를 균일하게 고르도록 된 스크러버(60)가 구비되되;
   상기 스크러버(60)는
   상기 화격자(35)의 반경방향으로 수평 연장되는 스윕바(61)와;
   상기 스윕바(61)를 상기 화격자(35) 측에 전후진시키도록 상기 연소본체(32)의 외부에 고정 설치되되, 상기 스윕바(61)가 장착된 상태로 가이드레일(74) 상에 이동 가능하게 설치된 대차(67)를 포함한 인출수단(64)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크러버가 구비된 연소장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 스윕바(61)에는 냉각유체가 순환되는 냉각재킷(63)이 형성된 것을 특징으로 하는 스크러버가 구비된 연소장치.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 연소본체(32)는 일정 크기의 연소실(39)을 형성하도록 된 본체케이스(40)와, 상기 본체케이스(40) 내에 구비되어 장치의 냉각과 단열이 가능하도록 된 냉각재킷(50)을 포함하며;
   상기 냉각재킷(50)은 상기 본체케이스(40)의 내측 둘레를 따라 설치되어 냉각유체가 순환되도록 된 복수개의 냉각파이프(51)로 구비된 것을 특징으로 하는 스크러버가 구비된 연소장치.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 냉각파이프(51)는 링형태로 구비되어 수평방향으로 배치되는 복수개의 헤더파이프(52)와;
   상기 헤더파이프(52) 상에 양단부가 연통 가능하게 결합되는 스틱형태로 구비되고, 상기 헤더파이프(52)의 둘레를 따라 상하방향으로 연장 배치되는 복수개의 분기파이프(53)로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크러버가 구비된 연소장치.

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