KR102408791B1 - 소각로의 낙차단용 화격자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소각로의 낙차단용 화격자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소각로의 건조단과 연소단의 경계 또는 연소단과 후연소단의 경계에 설치되는 낙차단용 화격자에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소각로의 낙차단용 화격자는 소각로의 건조단과 연소단의 경계 또는 연소단과 후연소단의 경계에 설치되어 고정 화격자와 이동 화격자 사이에 배치되는 낙차단용 화격자에 있어서, 상기 고정 화격자의 하방에 설치되는 상판부와, 상기 상판부의 후면에 형성되어 지지봉에 지지되는 지지부와, 상기 상판부의 하부에서 일정 길이 연장되도록 형성되어 상기 이동 화격자의 상방에 설치되는 벽부와, 상기 상판부에서 전면으로 돌출되어 형성되는 돌출부를 구비하고, 상기 벽부는 상부에서 하부로 진행할수록 전면이 후면 방향으로 후퇴하도록 경사지게 형성된다.

Description

소각로의 낙차단용 화격자{grate for falling stage of incinerator}

본 발명은 소각로의 낙차단용 화격자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소각로의 건조단과 연소단의 경계 또는 연소단과 후연소단의 경계에 설치되는 낙차단용 화격자에 관한 것이다.

생활 또는 산업 폐기물의 처리방법으로는 매립, 소각, 재활용 등이 있으며, 이 중 자원으로 재활용하는 방법이 가장 바람직하나 모든 폐기물을 자원으로 재활용할 수 없을 뿐 아니라 사업장에서 발생되는 폐기물의 경우, 재활용이 거의 불가능하거나 위생적 처리가 어려우므로 소각에 의하여 위생적이고 안전하게 처리하는 방안이 가장 적합하다.

소각에 의한 방식으로는 처리대상 폐기물의 종류와 처리량 등에 따라서 여러가지 종류로 분류되는 데, 이 중 스토커식 소각로는 폐기물을 화격자 위에 펼쳐놓고 소각하는 방식으로 건설이 용이하고 저발열량에서부터 고발열량을 가진 폐기물까지 폭넓게 고형폐기물을 소각할 수 있는 장점이 있다. 또한, 스토커식 소각로는 다른 방식에 비하여 많은 폐기물량을 처리할 수 있어 대형 소각로에 많이 이용된다.

도 1을 참조하면, 종래의 스토커식 소각로(1)는 연소되는 폐기물을 이송하기 위한 장치로서 스토커가 소각실내에 구비된다. 이러한 스토커는 계단식으로 교대 배치되는 화격자 열들(10)로 구성되어 있고, 화격자 열들은 고정단(10F)과 이동단(10M)으로 구분된다. 이동단(10M)이 그 상부 및 하부에 배치된 고정단(10F) 사이에서 전후 왕복동하면서 폐기물을 계단 아래쪽으로 순차적으로 이동시키는 방식으로 동작한다.

이러한 스토커식 소각로(1)에서, 전체 소각단은 순차적인 세부 소각공정에 따라 건조단(DS), 연소단(CS) 및 후연소단(PCS)으로 구획되어 설계되고, 각 소각단을 단위로 하여 스토커가 독립적으로 운전된다. 이 경우 각 소각단의 경계 즉, 건조단(DS)과 연소단(CS)의 경계 또는 연소단(CS)과 후연소단(PCS)의 경계는 소위 낙차단(FS)을 이룬다. 낙차단(FS)의 높이는 각 소각단에서 고정단 또는 이동단을 구성하는 화격자 높이보다 통상적으로 높게 설정된다. 낙차단(FS)의 바로 위 화격자 열은 고정단(10F)으로 설치되고, 낙차단(FS)의 바로 아래 화격자(10) 열은 이동단(10M)으로 설치된다.

종래 스토커식 소각로에서 낙차단 설치구조 중 하나로 일반 캐스타블 내화재를 이용하는 방식이 알려져 있다. 이러한 방식의 낙차단 설치구조는 저가의 캐스타블 내화재를 이용하기 때문에 설치 및 유지보수 비용이 저렴하나, 현장 시공 및 부분 손상시 그 유지 보수가 불편하고 소각 부산물인 클링커가 쉽게 부착될 수 있어 클링커 발생이 많은 산업 폐기물 소각시 적합하지 않은 한계가 있다.

이러한 일반 캐스타블 내화재를 이용한 낙차단 설치구조가 갖는 문제를 개선하기 위해 도 2와 같이 내열강 재질의 낙차단용 화격자(20)를 이용하여 낙차단(FS)의 노출된 단차부를 커버하는 방식이 알려져 있다. 캐스타블 내화재에 비해 클링커의 부착은 다소 줄어드나 이러한 낙차단용 화격자에도 클링커가 여전히 부착되는 문제점이 발생한다. 또한, 폐기물이 낙차단용 화격자의 표면과 접촉하면서 이동하므로 낙차단용 화격자의 마모가 심하다는 문제점이 있다.

대한민국 공개실용신안 제20-2020-0002295호: 스토커식 소각로의 낙차단용 그레이트 및 그 설치구조

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 폐기물과의 접촉을 최소화하여 마모를 줄이고 클링커의 부착을 억제할 수 있는 소각로의 낙차단용 화격자를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소각로의 낙차단용 화격자는 소각로의 건조단과 연소단의 경계 또는 연소단과 후연소단의 경계에 설치되어 고정 화격자와 이동 화격자 사이에 배치되는 낙차단용 화격자에 있어서, 상기 고정 화격자의 하방에 설치되는 상판부와; 상기 상판부의 후면에 형성되어 지지봉에 지지되는 지지부와; 상기 상판부의 하부에서 일정 길이 연장되도록 형성되어 상기 이동 화격자의 상방에 설치되는 벽부와; 상기 상판부에서 전면으로 돌출되어 형성되는 돌출부;를 구비하고, 상기 벽부는 상부에서 하부로 진행할수록 전면이 후면 방향으로 후퇴하도록 경사지게 형성된다.

상기 벽부를 전후로 스윙시키기 위한 스윙수단;을 더 구비한다.

상기 스윙수단은 상기 이동화격자의 상면에 돌출되어 형성되는 접촉턱과, 상기 벽부의 하단부에 형성되어 상기 이동화격자의 이동시 상기 접촉턱에 걸리는 걸림돌기를 구비한다.

상기 이동화격자는 다수가 횡방향으로 나란히 배치되어 열을 이루고, 상기 낙차단용 화격자는 다수가 횡방향으로 나란히 배치되어 열을 이루며, 열을 이루는 상기 낙차단용 화격자들의 벽부가 순차적으로 스윙할 수 있도록 열을 이루는 상기 이동화격자들에 형성된 접촉턱은 서로 엇갈리게 위치한다.

상기 걸림돌기는 곡면으로 볼록하게 형성된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 소각로의 건조단과 연소단의 경계 또는 연소단과 후연소단의 경계에 조립식으로 설치되어 교체와 관리가 용이하다.

또한, 본 발명은 폐기물과의 접촉을 최소화하는 구조로 이루어져 마모를 줄일 수 있어서 내구성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 전후로 스윙이동할 수 있도록 하여 클링커의 부착을 효과적으로 억제할 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 스토커식 소각로의 내부를 나타낸 사시도이고,
도 2는 종래의 기술에 따른 낙차단용 화격자가 설치된 모습을 나타낸 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 낙차단용 화격자가 설치된 모습을 나타낸 사시도이고,
도 4는 도 3에 적용된 낙차단용 화격자를 발췌하여 나타낸 사시도이고,
도 5는 도 3의 측면도이고,
도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 낙차단용 화격자가 설치된 모습을 나타낸 사시도이고,
도 7은 도 6에 적용된 낙차단용 화격자의 작동을 나타낸 측면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 소각로의 낙차단용 화격자에 대하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 소각로의 낙차단용 화격자는 소각로의 건조단과 연소단의 경계에 설치되거나, 연소단과 후연소단의 경계에 설치된다.

도 3 내지 도 5에는 소각로의 건조단(DS)과 연소단(CS)의 경계에 설치되는 낙차단용 화격자(30)를 도시하고 있다. 이하에서는 소각로의 건조단(DS)과 연소단(CS)의 경계에 설치되는 낙차단용 화격자를 예로 들어 설명한다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 낙차단용 화격자(30)는 고정 화격자(20)와 이동 화격자(25) 사이에 배치된다. 즉, 건조단(DS)의 고정 화격자(20)와 연소단(CS)의 이동 화격자(25) 사이에 배치된다.

고정 화격자(20)는 다수가 횡방향으로 나란히 배치되어 열을 이룬다. 이 열이 고정 화격자 열이다. 그리고 이동화격자(25) 역시 다수가 횡방향으로 나란히 배치되어 열을 이룬다. 이 열이 이동 화격자 열이다.

도시되지 않았지만 고정 화격자(20)는 고정프레임에 설치된 지지봉에 결합되며, 이동 화격자(25)는 이동프레임에 설치된 지지봉에 결합된다. 그리고 이동프레임은 통상적인 왕복동 장치에 의해 전후로 왕복이동한다.

도 3에서 도면부호 23은 건조단(DS)의 이동 화격자이고, 도면부호 27은 연소단(CS)의 고정 화격자이다.

낙차단용 화격자(30)는 다수가 횡방향으로 나란히 배치되어 열을 이룬다. 이 열이 낙차단용 화격자 열이다.

낙차단용 화격자 열을 이루는 각각의 낙차단용 화격자(30)는 ㄱ자로 굽어진 형태를 갖는다. 낙차단용 화격자(30)는 내열강 재질의 금속으로 제작된다.

도시된 낙차단용 화격자(30)는 상판부(31)와, 상판부(31)의 후면에 형성되어 지지봉(7)에 지지되는 지지부(33)와, 상판부(31)의 하부에서 일정 길이 연장되도록 형성된 벽부(37)와, 상판부(31)에서 전면으로 돌출되어 형성되는 돌출부(35)를 구비한다.

상판부(31)는 사각의 판상으로 이루어진다. 상판부(31)는 고정 화격자(20)의 하부에 위치한다. 상판부(31)는 고정 화격자(20)와 이격되게 위치하거나, 고정화격자(20)의 하부와 접촉되게 위치할 수 있다.

지지부(33)는 상판부(31)의 후면에 형성된다. 지지부(33)에는 지지봉(7)이 삽입될 수 있는 삽입홈(34)이 마련된다.

벽부(37)는 상판부(31)의 전면측 하부에 형성된다. 벽부(37)는 하방으로 일정 길이 연장되도록 형성된다. 벽부(37)의 하단부는 이동 화격자(25)의 상부에 접촉된다. 벽부(37)는 고정 화격자(20)와 이동화격자(25) 사이의 위치하는 낙차단으로서, 폐기물이 유입되는 것을 막는 역할을 한다.

돌출부(35)는 상판부(31)에서 전면으로 돌출되어 형성된다. 돌출부(35)의 단부는 고정 화격자(20)의 단부와 동일한 위치에 있도록 형성된다. 이와 달리 돌출부(35)의 단부가 고정 화격자(20)의 단부보다 후방으로 후퇴하거나, 고정화격자(20)의 단부보다 전방으로 돌출될 수 있음은 물론이다.

돌출부(35)는 위에서부터 밀려 내려와 이동하는 폐기물이 벽부(37)에 접촉하는 것을 줄이는 역할을 한다. 이에 따라 벽부(37)의 전면에 폐기물이 접촉하며 벽부(37)의 표면이 마모되는 것을 감소시킬 수 있다.

한편, 벽부(37)의 표면에 폐기물이 접촉하는 것을 더욱 줄일 수 있도록 벽부(37)의 전면은 경사지게 형성될 수 있다. 구체적으로 벽부(37)의 후면(38)은 수직하게 형성되지만 벽부(37)의 전면(39)은 상부에서 하부로 진행할수록 후면 방향으로 후퇴하도록 경사지게 형성된다. 벽부(37)의 전면(39)과 후면(38)이 이루는 각도는 약 2 내지 10°일 수 있다.

이와 같이 벽부(37)의 전면(39)을 후면 방향으로 후퇴하도록 경사지게 형성하여 고정화격자(20)에서 이동화격자(25)로 밀려 내려오는 폐기물의 벽부(37)의 전면과 접촉하는 것을 최소화시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 벽부의 전면에 클링커가 부착되는 것을 효과적으로 방지하기 위해 벽부를 제한된 범위 내에서 전후로 스윙시키기 위한 스윙수단을 더 구비할 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 스윙수단은 이동화격자(25)의 상면에 돌출되어 형성되는 접촉턱(41)과, 벽부(37)의 하단부에 형성되어 이동화격자(25)의 이동시 접촉턱(41)에 걸리는 걸림돌기(43)를 구비한다.

접촉턱(41)은 이동화격자(25)의 상면에 돌출되도록 형성된다. 접촉턱(41)은 하부는 넓고 상부는 좁은 사다리꼴 모양으로 형성될 수 있다.

열을 이루는 이동화격자들(25) 각각에 접촉턱(41)이 하나씩 형성된다. 바람직하게는 각 이동화격자들(25)에 형성된 접촉턱(41)은 모두 서로 다른 위치에 형성된다. 따라서 접촉턱(41)은 서로 엇갈리게 위치한다.

걸림돌기(43)는 벽부(37)의 하단부에 형성된다. 걸림돌기(43)가 접촉턱(41)을 타고 용이하게 넘어갈 수 있도록 걸림돌기(43)는 곡면으로 볼록하게 형성된다.

상판부(31)는 고정 화격자(20)와 살짝 이격된다. 따라서 고정 화격자(20)와 상판부(31) 사이에는 틈새가 마련된다. 이러한 틈새에 의해 상판부(31)는 상방으로 회전할 수 있는 여유공간을 갖는다.

이동 화격자(25)가 이동을 하게 되면 도 7의 (a)와 같이 접촉턱(41)이 걸림돌기(43)와 점차 가까워지고, 도 7의 (b)와 같이 접촉턱(41)이 걸림돌기(43)와 접촉하게 되면 벽부(37)가 들어 올려지면서 낙차단용 화격자(30)는 지지봉(7)을 중심으로 하여 상방으로 회전하게 된다. 그리고 도 7의 (c)와 같이 접촉턱(41)이 걸림돌기(43)를 통과하면 벽부(37)가 다시 내려오면서 낙차단용 화격자(30)는 지지봉(7)을 중심으로 하여 하방으로 회전하게 된다.

이와 같이 본 발명의 낙차단용 화격자(30)는 이동 화격자(25)의 이동시 지지봉(7)을 중심으로 제한된 범위 내에서 상하로 왕복 회전이 가능하다. 이러한 왕복 회전운동에 의해 낙차단용 화격자(30)의 벽부(37)는 그네와 같이 전후로 스윙이 가능하다. 따라서 본 발명은 벽부(37)의 전면(39)에 클링커의 부착을 효과적으로 억제할 수 있다.

내열강 재질의 금속으로 이루어진 낙차단용 화격자는 캐스타블 내화재에 비해 클링커의 부착이 다소 줄어들기는 하나 여전히 표면에 클링커가 부착되는 문제점은 발생하므로 상술한 스윙수단은 클링커 부착 방지에 유용하다.

또한, 본 발명은 열을 이루는 이동화격자들(25) 각각에 형성된 접촉턱(41)을 서로 엇갈리게 위치하도록 함으로써 낙차단용 화격자들(30)이 시간을 서로 달리하여 순차적으로 스윙이동을 한다. 따라서 낙차단용 화격자 열의 전면에 클링커가 넓게 형성되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명은 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

30: 낙차단용 화격자 31: 상판부
33: 지지부 35: 돌출부
39: 벽부

Claims (5)

1. 소각로의 건조단과 연소단의 경계 또는 연소단과 후연소단의 경계에 설치되어 고정 화격자와 이동 화격자 사이에 배치되는 낙차단용 화격자에 있어서,
   상기 고정 화격자의 하방에 설치되며 사각의 판상으로 이루어진 상판부와;
   상기 상판부의 후면에 형성되어 지지봉에 지지되는 지지부와;
   상기 상판부의 하부에서 일정 길이 연장되도록 형성되어 상기 이동 화격자의 상방에 설치되는 벽부와;
   상기 상판부에서 전면으로 돌출되어 형성되는 돌출부;를 구비하며,
   상기 벽부는 후면이 수직하게 형성되고, 전면이 상부에서 하부로 진행할수록 후면 방향으로 후퇴하도록 경사지게 형성되며,
   상기 돌출부의 단부는 상기 고정 화격자의 단부와 동일한 위치에 있도록 형성되고,
   상기 벽부의 전면에 클링커가 부착되는 것을 방지하기 위해 상기 벽부를 전후 방향으로 스윙시키기 위한 스윙수단;을 더 구비하며,
   상기 스윙수단은 상기 이동화격자의 상면에 돌출되어 형성되는 접촉턱과, 상기 벽부의 하단부에 형성되어 상기 이동화격자의 이동시 상기 접촉턱에 걸리는 걸림돌기를 구비하고,
   상기 이동화격자는 다수가 횡방향으로 나란히 배치되어 열을 이루고,
   상기 낙차단용 화격자는 다수가 횡방향으로 나란히 배치되어 열을 이루며,
   열을 이루는 상기 낙차단용 화격자들의 벽부가 시간을 서로 달리하여 순차적으로 스윙할 수 있도록 열을 이루는 상기 이동화격자들에 형성된 접촉턱은 서로 다른 위치에 형성되어 서로 엇갈리게 위치하는 것을 특징으로 하는 소각로의 낙차단용 화격자.
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5. 제 1항에 있어서, 상기 걸림돌기는 곡면으로 볼록하게 형성된 것을 특징으로 하는 소각로의 낙차단용 화격자.
   

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