KR101995668B1 - 열분해 가스화로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열분해 가스화로에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따르면, 폐기물이 투입되어 열분해되는 통부; 상기 통부의 상부에 제공되고, 상기 폐기물의 열분해에 의해 발생되는 가연성 가스가 유동하여 상기 통부로부터 배출되는 통로를 제공하는 가스 배출 덕트; 상기 가스 배출 덕트에 제공되고, 상기 가스 배출 덕트 내의 가스 유동 통로를 선택적으로 차단하는 댐핑 유닛을 포함하고, 상기 댐핑 유닛은, 상기 가스 배출 덕트에 연결되며, 상기 가스 배출 덕트의 내부와 연통하는 공간이 내부에 형성되는 실린더 하우징; 상기 실린더 하우징에 고정되고, 상기 실린더 하우징의 내부 공간을 향해 진퇴 가능하게 제공되는 실린더 샤프트를 포함하는 댐핑 실린더; 및 상기 실린더 샤프트에 연결되고, 상기 실린더 샤프트의 동작에 의해 상기 실린더 하우징으로부터 상기 가스 배출 덕트의 내부로 선택적으로 슬라이드 이동되어 상기 가스 배출 덕트 내의 상기 가스 유동 통로를 밀폐시키는 댐핑 슬라이드 플레이트를 포함하는, 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.

Description

열분해 가스화로{PYROLYSIS GASIFIER}

본 발명은 열분해 가스화로에 관한 것이다.

생활 폐기물, 산업 폐기물 등 다양한 종류의 폐기물들의 처리가 문제된다. 폐기물의 처리 방법 중 하나는, 유기물을 포함하여 바이오매스 연료로서 활용 가능한 폐기물, 폴리프로필렌 계열의 폐합성수지 등 가연성 폐기물을 분류하여 이를 열분해하고, 열분해를 통해 발생된 가연성 가스를 활용하여 터빈을 구동하거나 스팀을 생성하는 등으로 활용하는 방법이 있다. 이렇게 가연성 폐기물들을 가스화로에서 열분해하여 발생된 가스를 활용한다면 탄산가스의 배출량을 줄여 지구 온난화의 문제를 완화시켜 줄 수 있다.

이러한 종래의 열분해 가스화로의 일 예가 특허문헌 1에 의해 제시된다. 이하, 도9를 참조하여 종래의 열분해 가스화로에 관하여 서술하겠다. 도 9는 종래의 열분해 가스화로의 내부 구조를 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면, 종래의 열분해 가스화로는 폐합성수지를 포함하는 가연성 폐기물을 수용하는 통부(530), 가연성 폐기물의 연소에 필요한 공기를 가연성 폐기물에 분사하는 공기분사부(535, 536), 공기분사부(535, 536)에 공기를 공급하는 공기공급부(551), 가연성 폐기물을 공급하는 연료 투입구(537), 연료 투입구(537)를 밀폐시키는 뚜껑(560), 통부(530) 내에서 발생되는 가스를 통부(530)의 측부에서 회수하는 가스 배출 덕트(570), 및 가연성 폐기물이 열분해되면서 발생되는 열을 식혀주기 위해 가연성 폐기물과 직접 접촉되지 않도록 설치된 냉각수단(510)으로 구성된다.

이와 같이 구성되는 종래의 열분해 가스화로에 따르면, 연료 투입구(537)를 통해 투입되는 가연성 폐기물을 점화시켜서 열분해하고, 소정의 시간 동안 가연성 폐기물이 열분해되면서 가연성 가스가 발생되고, 발생된 가연성 가스는 가스 배출 덕트(570)를 통해 외부로 배출되어 가스 연소부 등의 설비에서 2차 연소될 수 있다. 이때, 냉각수단에 의해 열분해시 요구되는 적정 온도가 유지됨으로써 적정 수준의 가연성 가스가 발생될 수 있다.

한편, 폐기물의 열분해에 의해 발생된 가연성 가스는 가스 배출 덕트를 통해 2차 연소를 위한 가스 연소부로 공급되어 2차 연소가 이루어지는데, 열분해 가스화로의 가동시에는 가스 배출 덕트를 개방하고, 가동이 종료된 시점에서는 이를 폐쇄해야 한다. 이를 위해 가스 배출 덕트의 도중에는 개폐 가능한 댐퍼가 설치된다. 종래에는 이러한 가스 배출 덕트의 개폐를 위한 댐퍼로서, 공압실린더를 이용하여 덕트 단면에 수직인 방향으로 슬라이드 플레이트를 진퇴시키면서 가스 배출 덕트를 선택적으로 개폐하는 방식이 이용되고 있다.

그런데, 가연성 가스의 특성상 소정의 시간이 지나면 타르 등의 이물질이 슬라이드 플레이트가 진퇴되는 틈에 부착되어 틈을 좁히거나 심한 경우 틈을 막게 되어, 슬라이드 플레이트의 진퇴 이동이 방해를 받아 제대로 된 댐퍼의 역할을 못하게 되고, 나아가서는 장치가 파손될 수도 있다는 문제가 있다.

또한, 일반적으로 열분해 가스화로는 2개 이상의 개체가 하나의 가스 연소부에 연결되어 교호운전을 하게 되는데, 하나의 가스화로에서 열분해가 종료되면 다른 가스화로에서 열분해가 개시되면서 종료된 가스화로는 바닥 도어부를 열어서 열분해 후 남은 재를 청소하게 된다. 이때, 열분해 과정에서 생성된 이물질이 슬라이드 플레이트의 이동 가이드 및 진퇴되는 틈에 부착됨으로써, 가스 배출 덕트를 슬라이드 플레이트로 폐쇄하더라도 완전한 밀폐가 이루어지지 않고 슬라이드 플레이트와 가스 배출 덕트의 내벽면 사이에 발생된 갭을 통해 재 청소 과정에서 유입된 외부의 공기가 열분해 중인 가스화로의 통부 내에 유입되어 열분해 공정에 지장을 초래하게 되는 문제가 있다.

또한, 400~800℃ 정도 되는 고온의 가연성 가스에 의해 슬라이드 플레이트가 가열되어 열적 변형을 일으킬 수 있고, 이로 인해 댐핑 성능이 저하될 수 있다는 문제가 있다.

등록특허공보 제10-1218361호(2012. 12. 27)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안되는 것으로서, 본 발명을 통해 열분해 과정에서 생성될 수 있는 타르 등의 이물질에 의한 영향에도 불구하고 적절한 댐핑 작용이 잘 수행될 수 있고, 긴 수명을 가지면서 댐핑 성능이 우수한 가스 배출 덕트의 댐핑 장치가 제공된 열분해 가스화로를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 폐기물이 투입되어 열분해되는 통부; 상기 통부의 상부에 제공되고, 상기 폐기물의 열분해에 의해 발생되는 가연성 가스가 유동하여 상기 통부로부터 배출되는 통로를 제공하는 가스 배출 덕트; 상기 가스 배출 덕트에 제공되고, 상기 가스 배출 덕트 내의 가스 유동 통로를 선택적으로 차단하는 댐핑 유닛을 포함하고, 상기 댐핑 유닛은, 상기 가스 배출 덕트에 연결되며, 상기 가스 배출 덕트의 내부와 연통하는 공간이 내부에 형성되는 실린더 하우징; 상기 실린더 하우징에 고정되고, 상기 실린더 하우징의 내부 공간을 향해 진퇴 가능하게 제공되는 실린더 샤프트를 포함하는 댐핑 실린더; 및 상기 실린더 샤프트에 연결되고, 상기 실린더 샤프트의 동작에 의해 상기 실린더 하우징으로부터 상기 가스 배출 덕트의 내부로 선택적으로 슬라이드 이동되어 상기 가스 배출 덕트 내의 상기 가스 유동 통로를 밀폐시키는 댐핑 슬라이드 플레이트를 포함하는, 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.

또한, 상기 실린더 하우징의 상단에 체결되고, 상기 댐핑 실린더가 고정되는 실린더 고정 플레이트; 및 상기 댐핑 실린더를 상기 실린더 고정 플레이트에 고정시키는 실린더 고정부를 더 포함하는, 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.

또한, 상기 가스 배출 덕트의 도중에 설치되고, 상기 실린더 하우징과 연결되어 상기 댐핑 슬라이드 플레이트가 슬라이드 이동될 수 있는 경로를 제공하는 댐퍼 연결 하우징을 더 포함하고, 상기 댐퍼 연결 하우징의 중앙 부분에는 상기 가스 배출 덕트의 내부 유동로에 대응되는 관통공이 형성되는, 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.

또한, 상기 댐퍼 연결 하우징의 측벽에 연결되고, 상기 가스 배출 덕트에 고정되어 상기 댐퍼 연결 하우징을 지지하는 보강대를 더 포함하는, 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.

또한, 상기 댐퍼 연결 하우징의 하단에 연결되고, 상기 댐퍼 연결 하우징에 누적된 이물질이 내부에 수용될 수 있도록 제공되며, 수용된 이물질이 외부로 배출될 수 있는 배출 통로를 제공하는 이물질 수용 호퍼를 더 포함하는, 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.

또한, 상기 이물질 수용 호퍼의 하부에 제공되고, 상기 이물질 수용 호퍼의 내부를 밀폐시킨 상태를 유지하면서 상기 이물질 수용 호퍼 내부에 수용된 이물질을 외부로 배출하는 로터리 밸브를 더 포함하는, 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.

또한, 상기 로터리 밸브는, 지속적으로 회전하도록 구성되는 복수의 회전 날개를 포함하고, 상기 회전 날개의 단부가 상기 로터리 밸브의 내측 벽면에 밀착되어 상기 이물질 수용 호퍼의 내부가 밀폐되고, 복수의 상기 회전 날개의 회전에 의해 이물질이 외부로 배출되는, 열분해 가스화로가 제공될 수 있다

또한, 상기 댐핑 슬라이드 플레이트의 내부는 냉각수가 유입될 수 있는 이중 쟈켓으로 이루어지고, 상기 댐핑 슬라이드 플레이트와 연결되고, 상기 댐핑 슬라이드 플레이트의 내부로 상기 냉각수를 공급하도록 제공되는 냉각수 파이프를 더 포함하는, 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.

또한, 상기 냉각수 파이프는, 상기 실린더 샤프트의 스트로크 길이보다 더 길게 형성되고, 상기 실린더 하우징에 관통하여 설치되는, 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.

또한, 상기 댐핑 슬라이드 플레이트에는 적어도 하나 이상의 보강판 설치홀이 양 면에 관통 형성되고, 상기 보강판 설치홀에 삽입 설치되는 플레이트 보강판을 더 포함하는, 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.

또한, 상기 플레이트 보강판은 상기 댐핑 슬라이드 플레이트의 내부 공간을 관통하여 설치되고, 상기 댐핑 슬라이드 플레이트의 양 면으로부터 돌출되지 않도록 상기 댐핑 슬라이드 플레이트의 내부로 인입되어 설치되는, 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 열분해 과정에서 생성될 수 있는 타르 등의 이물질이 가스 배출 덕트의 댐핑 공정에 미치는 영향을 최소화할 수 있고, 가스 배출 덕트의 댐핑 장치의 댐핑 성능 및 수명을 높일 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열분해 가스화로를 도시한 개념도이다.
도 2는 도 1의 통부의 횡단면을 상측에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1의 열분해 가스화로의 가스 배출 덕트에 설치된 댐핑 유닛을 도시한 정면도이다.
도 4는 도 3의 댐핑 유닛의 평면도이다.
도 5는 도 3의 A-A 단면도로서, 댐핑 슬라이드 플레이트에 의해 가스 배출 덕트의 가스 유동로가 폐쇄된 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 도 3의 A-A 단면도로서, 댐핑 슬라이드 플레이트가 가스 배출 덕트로부터 후퇴하여 가스 유동로가 개방된 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 도 5의 B 부분의 확대도이다.
도 8은 도 3의 가스 배출 덕트의 덕트 유닛을 삼각법으로 도시한 도면이다.
도 9는 도 3의 덕트 연결 하우징의 정면도이다.
도 10은 도 9의 C-C 단면도이다.
도 11은 도 3의 댐핑 슬라이드 플레이트를 도시한 정면도이다.
도 12는 도 11의 D-D 단면도이다.
도 13은 종래의 열분해 가스화로의 내부 구조를 도시한 도면이다.

이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열분해 가스화로(1)는 가연성 폐기물이 투입되어 열분해되는 통부(10), 통부(10)의 하측에 배치되어 통부(10)를 선택적으로 밀폐시키는 바닥 도어부(20), 통부(10)에서 가연성 폐기물이 열분해되면서 발생된 가스가 투입되어 연소되는 가스 연소부(30), 및 통부(10)와 바닥 도어부(20)를 지지하는 지지부(40)를 포함한다.

열분해되는 폐기물의 예로는 에스알에프(SRF) 성형 연료, 에스알에프비성형 고형연료, 바이오 에스알에프 고형연료, 폐타이어, 폐타이어를 칩 상태로 만든 티디에프(TDF), 기타 생활 폐기물 또는 산업 폐기물을 기계적 파쇄, 분쇄, 선별하여 재활용하도록 생산한 가연성 혼합폐기물 등을 들 수 있다.

통부(10)는 폐기물이 열분해되는 열분해 공간(108)을 갖는 폐기물 연소실(100)과, 폐기물 연소실(100)의 상면을 개폐하는 뚜껑(110)과, 폐기물 연소실(100)의 측면에 형성되어 열분해 공간(108)과 외부를 연통하는 점검홀(124)을 개폐하는 점검도어(120)와, 측부 냉각 쟈켓(102)과 연결되면서 열분해 공간(108)의 내부에 배치되어 가연성 가스가 폐기물 연소실(100)의 상부로 상승할 수 있는 공간을 형성시키는 가스 유도 냉매관(130)과, 통부(10)의 하부에 제공되어 폐기물에 착화시키기 위한 착화 유닛(140)과, 열분해 공간(108)의 내부로 공기를 공급하기 위한 공기 공급 노즐(150)과, 통부(10)의 상부에 제공되어 폐기물의 열분해에 의해 발생되는 가연성 가스가 배출되는 가스 배출 덕트(160)와, 폐기물 연소실(100) 하면에 부착된 하부 플랜지(170)를 포함할 수 있다.

폐기물 연소실(100)은 상면과 하면이 뚫린 원통 형상을 가질 수 있고, 열분해 공간(108)의 상부는 뚜껑(110)에 의해 개폐되고, 하부는 후술되는 바닥 도어부(20)에 의해 개폐된다. 또한, 뚜껑(110) 및 바닥 도어부(20)에 의해 폐기물 연소실(100)이 폐쇄된 상태에서는 외부에 대하여 밀봉된 상태가 유지된다. 이에 따라, 폐기물이 열분해되는 동안에는 폐기물 연소실(100) 내의 연소 불꽃, 가스 등이 외부로 배출되지 않을 수 있다.

또한, 폐기물 연소실(100)은 내측에서 외측으로 가면서 측부내화벽(104)-측부 냉각 쟈켓(102)-외벽(106)의 순서로 적층되어 구성될 수 있다. 측부 냉각 쟈켓(102)은 외부로부터 냉매를 전달받아서 냉매가 내부에 흐를 수 있도록 구성되고, 내부에 흐르는 냉매가 열분해 공간(108)과 열교환하면서 온도가 높아질 수 있다. 이렇게 냉매에 축적된 열에너지는 외부로 배출되어 재활용될 수 있다.

측부 냉각 쟈켓(102)과 열분해 공간(108)의 사이에는 측부내화벽(104)이 배치되며, 측부내화벽(104)은 단열 성능을 갖는 재질로 구성되어 측부 냉각 쟈켓(102)과 열분해 공간(108) 사이의 열교환을 일부 방해함으로써 측부 냉각 쟈켓(102) 내부의 냉매가 과도하게 높은 온도로 높아지거나, 열분해 공간(108) 내부의 온도가 과도하게 낮아지지 않도록 하는 역할을 한다. 이러한 측부내화벽(104)의 두께(t)는 50~60 mm 범위 내에서 결정될 수 있으며, 이러한 두께 범위 내에서 측부내화벽(104)의 두께(t)가 결정됨에 따라 내화재로서의 기능을 상실할 위험도 없고, 열분해 온도가 너무 과하게 상승하는 문제도 해결될 수 있다.

뚜껑(110)은 폐기물 연소실(100) 내측 방향으로 상부 내화벽(112)이 형성되어, 뚜껑(110)이 닫힌 상태에서는 폐기물 연소실(100) 내부의 열기가 상방으로 방출되는 것을 억제한다. 또한, 뚜껑(110)은 폐기물 연소실(100)에 대하여 일단이 피봇 가능하게 구성됨에 따라 용이하게 개폐 가능하게 구성될 수 있다. 이를 위해, 뚜껑(110)의 일단에는 폐기물 연소실(100)과 회전 가능하도록 뚜껑(110)을 폐기물 연소실(100)에 연결시키는 힌지(116)가 제공되고, 뚜껑(110)이 닫혔을 때 폐기물 연소실(100)의 상부와 접촉하는 뚜껑(110)의 하면에는 폐기물 연소실(100)과 접촉하는 부분에 실링부재(114)가 제공될 수 있다. 이러한 실링 부재(114)에 의해 폐기물 연소실(100) 내부의 가스가 외부로 배출되는 것이 방지될 수 있다.

점검도어(120)는 폐기물 연소실(100)의 측면에 형성되어 열분해 공간(108)과 외부를 연통하는 점검홀(124)을 개폐하도록 제공되고, 점검홀(124)은 작업자가 폐기물 연소실(100) 내부로 출입할 수 있도록 제공될 수 있다. 또한, 측부 냉각 쟈켓(102)의 점검홀(124)을 둘러싸는 부분에는 도어 측 내화벽(122)이 제공될 수 있다. 이에 따라, 측부 냉각 쟈켓(102)의 냉기에 의해 점검홀(124) 내의 가연성 가스가 국부적으로 액화되어 점검홀(124) 내에서 크랭크 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 도어 측 내화벽(122)은 200~300 mm 두께로 제공될 수 있으며, 측부내화벽(104)보다 두꺼운 두께로 형성될 수 있다. 이는, 점검홀(124)은 가연성 폐기물이 쌓여서 열분해되는 열분해 공간(108)에 비하여 매우 좁은 공간이며, 그 내부에서는 가연성 폐기물의 열분해 온도가 과도하게 상승할 위험보다는 냉각에 의한 크랭크 현상의 발생 위험이 더 높으므로, 열분해 공간(108)보다 점검홀(124) 내부 공간의 냉각 방지 효과를 더 높일 필요가 있기 때문이다.

가스 유도 냉매관(130)은 측부 냉각 쟈켓(102)의 상부와 하부에 양 단이 각각 연결되고, 열분해 공간(108)의 내부에 배치되어 열분해 공간(108)에 투입된 가연성 폐기물 및 열분해를 통해 발생되는 가연성 가스와 직접적으로 열교환을 하도록 구성된다. 이렇게 가스 유도 냉매관(130)으로 유동하는 냉매에 의해 열분해 중인 폐기물 및 이로 인해 발생된 가스와 직접적으로 열교환을 함으로써, 열분해 공간(108) 내부의 온도가 더 정밀하게 제어될 수 있다. 이를 위해, 도시하지 않은 밸브가 가스 유도 냉매관(130)에 제공되어 관 내에 유동하는 냉매의 유량이 폐기물 연소실(100) 내부 온도에 따라 제어될 수 있다.

또한, 가스 유도 냉매관(130)은 도 2에 도시된 바와 같이 폐기물 연소실(100)의 원주를 따라 복수 개가 배치될 수 있으며, 구체적으로 두 개가 한 쌍씩 인접하게 배치된 복수의 쌍이 일정 간격을 두고 배치될 수 있다.

또한, 한 쌍의 가스 유도 냉매관(130)은 상부와 하부에 한 개씩 벤딩된 부분을 가지고, 상부와 하부의 벤딩된 부분을 연결하면서 상하 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 이때, 상기 상하 방향은 지면과 수직인 방향일 수도 있고, 지면에 대하여 소정 각도로 기울어진 방향일 수도 있다. 이에 따라, 가스 유도 냉매관(130)의 상하 방향으로 연장된 부분이 측부내화벽(104)으로부터 이격되도록 배치되어, 가스 상승 공간(132)을 형성시킬 수 있다.

폐기물 연소실(100)의 내부에 가연성 폐기물이 투입되면, 폐기물 연소실(100)의 하부에서부터 열분해가 일어나는데, 이에 따라 적체된 가연성 폐기물의 하부에서부터 가연성 가스가 발생된다. 이때, 열분해에 의해 발생된 가스는 폐기물 연소실(100)의 상부로 상승하여 가스 배출 덕트(160)를 통해 외부로 배출되어야 하지만, 폐기물 연소실(100) 내부에 쌓인 폐기물들로 인해 상승할 수 있는 통로가 확보되지 않아서 원활한 가스 배출이 어려울 수 있다는 문제가 있을 수 있다.

그러나 본 실시예에 따르면 가스 유도 냉매관(130)에 의해 가스 상승 공간(132)으로 가연성 폐기물이 침투되는 것이 방지될 수 있다. 이에 따라, 폐기물 연소실(100)의 하부에서 발생되는 가연성 가스들이 원활히 상부로 상승할 수 있는 공간이 확보될 수 있어서, 원활한 가스 배출이 가능해진다.

착화 유닛(140)은 통부(10)의 하부에 형성되어 폐기물 연소실(100) 내부의 가연성 폐기물에 착화를 하여 화염을 발생시키고, 열분해가 시작될수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 착화 유닛(140)은 폐기물 연소실(100)의 둘레를 따라 복수의 위치에 설치될 수 있으며, 일 예로 일정 간격을 두고 4 개의 위치에 배치될 수 있다. 또한, 착화 유닛(140)이 복수 개 제공되는 경우에는 도시하지 않은 제어부에 의해 일괄적으로 제어될 수 있다.

공기 공급 노즐(150)은 도시하지 않은 외부의 송풍홴으로부터 공급되는 공기를 폐기물 연소실(100)의 내부로 공급하는 기능을 수행한다. 공기 공급 노즐(150)은 통부(10)의 하부에 형성된 경사면에 제공될 수 있으며, 폐기물 연소실(100) 내부에 쌓인 가연성 폐기물의 하부에서부터 상방으로 점차 열분해가 이루어지므로, 하부에서부터 공기가 공급되는 것이 유리하다. 다만, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니고, 공기 공급 노즐(150)은 통부의 중앙부 또는 상부에 형성되는 것도 가능하다.

가스 배출 덕트(160)는 통부(10)의 상부에 제공되어 폐기물 연소실(100) 내부에서 열분해에 의해 발생되는 가연성 가스가 배출되는 통로를 제공한다. 이때, 가스 배출 덕트(160)는 콘크리트등의 재질로 이루어진 외벽, 케스타블 등의 단열 기능이 있는 재질로 이루어진 덕트 내화벽(164)으로 구성되어 고온이 가연성 가스가 유동하더라도 열에 의한 변형, 손상 등의 문제가 발생되지 않도록 구성될 수 있다.

또한, 가스 배출 덕트(160)는 가스 연소부(30)와 연결되고, 가스 배출 덕트(160)를 통해 가연성 가스가 가스 연소부(30)로 전달되어 2차 연소가 이루어진다. 이를 위해, 가스 연소부(30)는 가스 연소 공간(312)을 갖는 가스 연소실(310)과, 가스 연소 공간(312)으로 외기를 공급하는 공기 공급관(320)을 포함할 수 있다. 또한, 가스 배출 덕트(160)에는 가연성 가스의 유동 통로를 선택적으로 차단시키기 위한 댐핑 유닛(200)이 제공된다. 이러한 댐핑 유닛(200)의 구체적인 구성에 대하여는 후술하겠다.

하부 플랜지(170)는 사각형 형상으로서 내부에 열분해 공간(108)과 연통하는 연통공이 형성되도록 구성될 수 있다. 또한, 하부 플랜지(170)는 폐기물 연소실(100)의 하면에 부착되는 부재이고, 바닥 도어부(20)의 밀봉링에 의해 압착되면 폐기물 연소실(100)와 바닥 도어부(20) 사이의 갭이 밀봉되는 패킹 부재를 포함할 수 있다. 상기 패킹 부재는 밀봉 환경을 구성하기 위한 탄성 재질로 이루어질 수 있고, 바닥 도어부(20)에 대향하여 제공되며, 하부 플랜지(170)의 형상에 따라 사각형 링의 형상으로 제공될 수 있다.

한편, 바닥 도어부(20)는 통부(10)의 하측에 배치되어 통부(10)를 선택적으로 밀폐시키도록 제공되며, 지지부(40)의 가이드 레일(410)을 따라 양 방향으로 진퇴될 수 있도록 구성된다. 이에 따라, 바닥 도어부(20)는 통부(10)의 하측으로 진입하였을 때 통부(10)의 하부를 폐쇄시킬 수 있다.

이하에서는, 가스 배출 덕트(160)를 개폐함으로써 가연성 가스의 유동이 선택적으로 차단되는 댐핑 유닛(200)의 구체적인 구성에 관하여 도 3 내지 도 12를 참조하여 설명하겠다.

도 3 내지 도 12를 참조하면, 댐핑 유닛(200)은 댐핑 실린더(210), 실린더 하우징(220), 댐퍼 연결 하우징(230), 이물질 수용 호퍼(240), 댐핑 슬라이드 플레이트(250) 및 냉각수 파이프(270)를 포함할 수 있다.

댐핑 유닛(200)은 가스 배출 덕트(160)의 일부를 구성하는 덕트 유닛(162)에 제공될 수 있다. 여기서 덕트 유닛(162)은 가스 배출 덕트(160)의 나머지 부분과 별도로 제작되어 댐핑 유닛(200)이 설치된 상태에서 가스 배출 덕트(160)의 나머지 부분과 결합되어 하나의 가스 유동로를 형성하도록 제공될 수 있으며, 이는 제조상의 편의를 제공할 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하고, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 단일의 덕트로 제조된 가스 배출 덕트(160)의 도중에 댐핑 유닛(200)이 설치되는 것도 가능하다. 이하에서는 덕트 유닛(162)이 별도로 제작되어 댐핑 유닛(200)이 설치된 구성을 예로 들어 설명하겠다.

별도로 제작된 덕트 유닛(162)은 양 단에 플랜지가 형성되며, 양 단의 플랜지와 가스 배출 덕트(160)의 나머지 부분에 형성된 플랜지가 나사 결합 됨에 따라 가스 배출 덕트(160)가 온전하게 형성될 수 있다. 다만, 이러한 덕트 유닛(162)과 가스 배출 덕트(160)의 나머지 부분과의 체결 방식은 일 예에 불과하며, 덕트 체결에 사용될 수 있는 다양한 방식을 통해 덕트 유닛(162)과 가스 배출 덕트(160)를 체결하는 것이 가능하다.

한편, 댐핑 실린더(210)는 실린더 고정 플레이트(212)를 통해 실린더 하우징(220)에 연결되어 고정될 수 있으며, 댐핑 실린더(210)와 실린더 고정 플레이트(212)는 실린더 고정부(216)에 의해 고정될 수 있다. 또한, 댐핑 실린더(210)의 내부에는 실린더 샤프트(214)가 수용되며, 실린더 샤프트(214)는 유압에 의해 댐핑 실린더(210)로부터 인출되어 실린더 하우징(220)으로 진입하거나, 실린더 하우징(220)으로부터 댐핑 실린더(210)의 내부로 후퇴될 수 있다.

실린더 하우징(220)은 내부에 수용 공간을 갖는 직육면체 쉘 형상으로 제공될 수 있으며, 상단은 댐핑 실린더(210)가 고정된 실린더 고정 플레이트(212)와 체결되고, 하단은 댐퍼 연결 하우징(230)과 체결될 수 있다. 이를 위해, 실린더 하우징(220)의 하단 측면에는 고정 브라켓(222a)이 고정 설치되며, 고정 브라켓(222a)은 댐퍼 연결 하우징(230)의 상단에 형성된 상부 연결 플랜지(232)와 복수의 고정볼트(222c)와 고정너트(222d)에 의해 체결되어 고정될 수 있다.

또한, 실린더 하우징(220)의 양 단은 서로 연통하도록 직사각 형상의 개구가 형성되며, 실린더 하우징(220)의 하단의 개구는 상부 연결 플랜지(232)의 상단 개구의 형태로 형성되는 슬라이딩 갭(238)과 연결될 수 있다. 이때, 댐퍼 연결 하우징(230) 또한 슬라이딩 갭(238)과 연결되는 중공이 내부에 형성되고, 댐퍼 연결 하우징(230)의 중앙 부분에는 관통공(236)이 형성될 수 있다. 이로써, 실린더 하우징(220)의 내부 공간과 댐퍼 연결 하우징(230)의 내부 공간, 그리고 덕트 유닛(162)의 내부 유동로까지 연통될 수 있으며, 이러한 연통 공간을 통해 댐핑 슬라이드 플레이트(250)가 덕트 유닛(162)의 내부로 진입하거나, 덕트 유닛(162)으로부터 퇴피될 수 있다.

댐퍼 연결 하우징(230)은 덕트 유닛(162)의 도중에 설치될 수 있으며, 덕트 유닛(162)을 양분하도록 설치될 수 있다. 이때, 댐퍼 연결 하우징(230)의 양 면이 덕트 유닛(162)의 양분된 각 부분과 용접 등의 수단으로 연결되어 고정될 수 있다. 또한, 댐퍼 연결 하우징(230)에 형성된 관통공(236)에 의해, 댐퍼 연결 하우징(230)이 덕트 유닛(162)의 도중을 양분하도록 설치되더라도, 댐퍼 연결 하우징(230)에 의해 덕트 유닛(162)의 유동로가 차단되지 않을 수 있다. 또한, 댐퍼 연결 하우징(230)의 상단에 형성된 상부 연결 플랜지(232)는 실린더 하우징(220)과 연결되며, 댐퍼 연결 하우징(230)의 하단에 형성된 하부 연결 플랜지(234)는 이물질 수용 호퍼(240)와 연결될 수 있다.

또한, 하부 연결 플랜지(234)의 하단 개구의 형태로서 슬라이딩 갭(238)이 형성될 수 있다. 이와 같이, 상부 연결 플랜지(232)의 상단 및 하부 연결 플랜지(234)의 하단에 각각 형성된 슬라이딩 갭(238)은 댐핑 슬라이드 플레이트(250)의 슬라이드 이동을 가이드할 수 있다.

이물질 수용 호퍼(240)는 가스 배출 덕트(160)의 덕트 유닛(162) 내부에서 유동하는 가연성 가스에 포함된 타르 등의 이물질이 댐퍼 연결 하우징(230)의 슬라이딩 갭(238)에 누적되었을 때, 댐핑 슬라이드 플레이트(250)의 개폐 동작에 의해 이물질이 하강되어 일시 수용될 수 있는 공간을 제공함과 동시에, 일시 수용된 이물질이 외부로 배출될 수 있는 배출 통로를 제공할 수 있다. 구체적으로, 이물질 수용 호퍼(240)는 호퍼 고정부(244)를 통해 하부 연결 플랜지(234)에 연결되고, 하부 연결 플랜지(234)를 통해 덕트 유닛(162)의 내부와 밀봉 연결된다. 이때, 하부 연결 플랜지(234)에 형성된 슬라이딩 갭(238)과 이물질 수용 호퍼(240)의 내부 공간이 연통될 수 있다. 또한, 이물질 수용 호퍼(240)의 하부에는 로터리 밸브(242) 및 로터리 밸브(242)와 연결되어 로터리 밸브(242)를 선택적으로 회전 구동시키는 구동부(246)가 제공될 수 있다.

로터리 밸브(242)는 하부 연결 플랜지(234)를 통해 덕트 유닛(162)과 연통되는 이물질 수용 호퍼(240)의 하부에 제공된다. 또한, 로터리 밸브(242)는 4 내지 6 개의 회전 날개가 저속으로 회전하는 상태가 유지될 수 있고, 댐핑 슬라이드 플레이트(250)가 하강하면서 긁어낸 이물질이 이물질 수용 호퍼(240)를 통과하여 로터리 밸브(242)의 회전 날개에 떨어진 후에, 저속 회전하는 회전 날개에 의해 외부로 배출된다. 이때, 로터리 밸브(242)의 회전 날개의 단부는 로터리 밸브(242)의 내측 벽면에 밀착되므로, 이물질 수용 호퍼(240)와 연통하는 가스 배출 덕트(160)의 내부는 항상 외부에 대하여 밀폐된 상태가 유지될 수 있다.

댐핑 슬라이드 플레이트(250)는 실린더 샤프트 홀더(252)에 의해 댐핑 실린더(210)의 실린더 샤프트(214)에 연결되어, 실린더 샤프트(214)의 왕복 운동에 의해 덕트 유닛(162)의 내부로 진퇴될 수 있다. 또한, 실린더 샤프트(214)가 댐핑 실린더(210)의 내부로 완전히 후퇴되어 하사점에 위치하면 댐핑 슬라이드 플레이트(250)는 실린더 하우징(220)의 내부에 수납되고, 실린더 샤프트(214)가 댐핑 실린더(210)의 내부로부터 완전히 인출되어 상사점에 위치하면 댐핑 슬라이드 플레이트(250)의 자유단이 하부 연결 플랜지(234) 측 슬라이딩 갭(238)을 통과하여 댐퍼 연결 하우징(230)의 하단부에 위치하게 된다.

이에 따라, 실린더 샤프트(214)가 하사점에 위치할 때에는 덕트 유닛(162)의 내부 가스 유동 경로가 완전히 개방되어 가연성 가스가 흐를 수 있게 되고, 실린더 샤프트(214)가 상사점에 위치할 때에는 덕트 유닛(162)의 내부 가스 유동 경로가 완전히 폐쇄되어 가연성 가스의 흐름이 차단될 수 있다. 이와 같이, 댐핑 실린더(210)의 동작에 의해 덕트 유닛(162)의 개폐가 이루어질 수 있다.

또한, 댐핑 슬라이드 플레이트(250)는 내부에 냉각수가 유입될 수 있는 공간이 형성되어, 댐핑 슬라이드 플레이트(250)가 이중 쟈켓으로 이루어질 수 있다. 이러한 댐핑 슬라이드 플레이트(250)의 상면에는 냉각수 파이프(270)가 연결될 수 있다. 이러한 냉각수 파이프(270)를 통해 펌프 등을 포함하는 냉각수 공급부(미도시)로부터 냉각수가 공급되어 댐핑 슬라이드 플레이트(250)의 내부 공간으로 강제 유동될 수 있다. 이에 따라, 댐핑 슬라이드 플레이트(250)의 내부 공간으로 강제 유동되는 냉각수가 댐핑 슬라이드 플레이트(250)를 냉각하여 댐핑 슬라이드 플레이트의 열 변형을 방지할 수 있다.

또한, 댐핑 슬라이드 플레이트(250)에는 복수의 보강판 설치홀(253)이 양 면에 관통 형성될 수 있으며, 이러한 보강판 설치홀(253)에는 플레이트 보강판(254)이 삽입 설치될 수 있다. 이때, 플레이트 보강판(254)은 댐핑 슬라이드 플레이트(250)의 내부 공간을 관통하여 설치되며, 댐핑 슬라이드 플레이트(250)의 내부에 용접 고정될 수 있다. 또한, 댐핑 슬라이드 플레이트(250)의 슬라이딩 이동시 간섭을 피하기 위해, 플레이트 보강판(254)은 댐핑 슬라이드 플레이트(250)의 내부에 인입되도록 설치되어, 댐핑 슬라이드 플레이트(250)의 양 면으로부터 돌출되지 않도록 제공될 수 있다. 또한, 복수의 보강판 설치홀(253)은 소정 패턴으로 배열되도록 형성될 수 있다. 이러한 플레이트 보강판(254)에 의해 댐핑 슬라이드 플레이트(250)가 뒤틀리는 등의 열변형이 방지될 수 있다.

한편, 댐퍼 연결 하우징(230)의 열 변형을 억제하기 위해 보강대(239)가 댐퍼 연결 하우징(230)의 측벽에 용접 연결되어 덕트 유닛(162)의 덕트 내화벽(164) 내에 축조될 수 있다. 예를 들어, 보강대(239)는 케스타블로서 제공되는 덕트 내화벽(164) 내에 케스타블 앵커의 형태로 제공될 수 있다. 이에 따라, 보강대(239)는 덕트 내화벽(164) 내에 매립된 상태로 제공되어 댐퍼 연결 하우징(230)의 열 변형을 억제시키면서 강하게 지지할 수 있다.

또한, 댐퍼 연결 하우징(230)의 덕트 유닛(162) 내측을 향하는 단부는 테이퍼 가공에 의해 형성된 경사부(237)가 형성될 수 있다. 이러한 경사부(237)로 인해 댐퍼 연결 하우징(230)가 일부 열 변형되더라도 댐핑 슬라이드 플레이트(250)의 슬라이딩 이동 경로에 대한 간섭이 방지될 수 있다.

냉각수 파이프(270)는 실린더 샤프트(214)의 스트로크 길이보다 더 길게 형성될 수 있으며, 실린더 하우징(220)에 관통하여 설치될 수 있다. 이에 따라, 실린더 샤프트(214)가 하사점에 위치하였을 때 실린더 하우징(220)의 상부로 돌출될 수 있다. 이러한 냉각수 파이프(270)를 통해 댐핑 슬라이드 플레이트(250)의 내부로 공급되는 냉각수의 냉각 작용으로 인해, 가스 배출 덕트(160) 내부의 고온의 열에도 불구하고 댐핑 슬라이드 플레이트(250)의 열 변형이 억제될 수 있으며, 댐핑 유닛(200)의 수명이 길어질 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 댐핑 유닛(200)을 통해, 통부(10)내의 열분해가 완료되어 바닥 도어부(20)상에 남은 재를 청소할 때, 잔류하는 열기가 역류되지 않고, 가스 연소부(30)와 연결된 다른 가스화로가 가동중인 경우에도 가스 연소부(30) 내로 외부의 공기가 유입되지 않도록 가스 배출 덕트(160)를 폐쇄할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

1: 열분해 가스화로 10: 통부
100: 폐기물 연소실 110: 뚜껑
120: 점검도어 130: 가스 유도 냉매관
140: 착화유닛 150: 공기 공급 노즐
160: 가스 배출 덕트 162: 덕트 유닛
170: 하부 플랜지 200: 댐핑 유닛
210: 댐핑 실린더 212: 실린더 고정 플레이트
214: 실린더 샤프트 216: 실린더 고정부
220: 실린더 하우징 222: 하우징 고정부
230: 댐퍼 연결 하우징 232: 상부 연결 플랜지
234: 하부 연결 플랜지 238: 슬라이딩 갭
239: 보강대 240: 이물질 수용 호퍼
242: 로터리 밸브 244: 호퍼 고정부
250: 댐핑 슬라이드 플레이트 252: 실린더 샤프트 홀더
270: 냉각수 파이프 20: 바닥 도어부
30: 가스 연소부 310: 가스 연소실
312: 가스 연소 공간 320: 공기 공급관
40: 지지부 400: 지지 프레임
410: 가이드 레일 420: 연소 결과물 제거 유닛

Claims (10)

1. 폐기물이 투입되어 열분해되는 통부;
   상기 통부의 상부에 제공되고, 상기 폐기물의 열분해에 의해 발생되는 가연성 가스가 유동하여 상기 통부로부터 배출되는 통로를 제공하는 가스 배출 덕트;
   상기 가스 배출 덕트에 제공되고, 상기 가스 배출 덕트 내의 가스 유동 통로를 선택적으로 차단하는 댐핑 유닛을 포함하고,
   상기 댐핑 유닛은,
   상기 가스 배출 덕트에 연결되며, 상기 가스 배출 덕트의 내부와 연통하는 공간이 내부에 형성되는 실린더 하우징;
   상기 실린더 하우징에 고정되고, 상기 실린더 하우징의 내부 공간을 향해 진퇴 가능하게 제공되는 실린더 샤프트를 포함하는 댐핑 실린더;
   상기 실린더 샤프트에 연결되고, 적어도 하나 이상의 보강판 설치홀이 양 면에 관통 형성되며, 상기 실린더 샤프트의 동작에 의해 상기 실린더 하우징으로부터 상기 가스 배출 덕트의 내부로 선택적으로 슬라이드 이동되어 상기 가스 배출 덕트 내의 상기 가스 유동 통로를 밀폐시키는 댐핑 슬라이드 플레이트; 및
   상기 보강판 설치홀에 삽입 설치되는 플레이트 보강판을 포함하고,
   상기 댐핑 슬라이드 플레이트의 내부는 이중 쟈켓으로 이루어지고,
   상기 플레이트 보강판은 상기 댐핑 슬라이드 플레이트의 내부 공간을 관통하여 설치되고,
   상기 댐핑 슬라이드 플레이트의 양 면으로부터 돌출되지 않도록 상기 댐핑 슬라이드 플레이트의 내부로 인입되어 설치되는,
   열분해 가스화로.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 실린더 하우징의 상단에 체결되고, 상기 댐핑 실린더가 고정되는 실린더 고정 플레이트; 및
   상기 댐핑 실린더를 상기 실린더 고정 플레이트에 고정시키는 실린더 고정부를 더 포함하는,
   열분해 가스화로.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 가스 배출 덕트의 도중에 설치되고, 상기 실린더 하우징과 연결되어 상기 댐핑 슬라이드 플레이트가 슬라이드 이동될 수 있는 경로를 제공하는 댐퍼 연결 하우징을 더 포함하고,
   상기 댐퍼 연결 하우징의 중앙 부분에는 상기 가스 배출 덕트의 내부 유동로에 대응되는 관통공이 형성되는,
   열분해 가스화로.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 댐퍼 연결 하우징의 측벽에 연결되고, 상기 가스 배출 덕트에 고정되어 상기 댐퍼 연결 하우징을 지지하는 보강대를 더 포함하는,
   열분해 가스화로.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 댐퍼 연결 하우징의 하단에 연결되고, 상기 댐퍼 연결 하우징에 누적된 이물질이 내부에 수용될 수 있도록 제공되며, 수용된 이물질이 외부로 배출될 수 있는 배출 통로를 제공하는 이물질 수용 호퍼를 더 포함하는,
   열분해 가스화로.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 이물질 수용 호퍼의 하부에 제공되고, 상기 이물질 수용 호퍼의 내부를 밀폐시킨 상태를 유지하면서 상기 이물질 수용 호퍼 내부에 수용된 이물질을 외부로 배출하는 로터리 밸브를 더 포함하는,
   열분해 가스화로.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 로터리 밸브는,
   지속적으로 회전하도록 구성되는 복수의 회전 날개를 포함하고,
   상기 회전 날개의 단부가 상기 로터리 밸브의 내측 벽면에 밀착되어 상기 이물질 수용 호퍼의 내부가 밀폐되고,
   복수의 상기 회전 날개의 회전에 의해 이물질이 외부로 배출되는,
   열분해 가스화로.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 댐핑 슬라이드 플레이트의 상기 이중 쟈켓 내부로 냉각수를 공급하도록 제공되는 냉각수 파이프를 더 포함하는, 열분해 가스화로.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 냉각수 파이프는,
   상기 실린더 샤프트의 스트로크 길이보다 더 길게 형성되고, 상기 실린더 하우징에 관통하여 설치되는,
   열분해 가스화로.
10. 삭제

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