KR102607369B1 - 수냉식 화격자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수냉식 화격자에 관한 것으로, 상부 후측 좌우로 지지돌출편을 세워 형성하되 지지돌출편 각각에 슬라이드봉을 부착하는 하우징과, 하우징의 상면과 전면을 상면플레이트와 전면플레이트로 덮도록 하되 상면플레이트의 좌우에 지지홈부를 형성하여 하우징의 지지돌출편을 끼워 결합하고 하우징의 지지돌출편을 끼우는 지지홈부를 형성하며 슬라이드봉에 대응하는 슬라이드홈을 형성한 내화블록으로 구성하므로, 극한 조건에서도 화격자의 변형을 억제하여 최상의 상태로 왕복 운동하므로 폐기물 등을 원활하게 교반시켜 완전한 연소가 이루어지도록 유도함과 동시에 화격자를 효율적으로 보호하여 마모를 억제하고 수명을 최대 연장하여 교체주기 등을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 재사용할 수 있도록 하고 유지 및 보수에 따른 비용을 줄일 수 있도록 하고 연소용 공기를 효율적이고 원활하게 공급할 수 있도록 할 수 있도록 하는 것이다.

Description

수냉식 화격자{a water-cooled fire grate}

본 발명은 변형 방지를 위한 화격자에 관한 것으로, 상세하게는 수냉식 화격자의 변형을 방지함과 동시에 마모를 억제하고 장기간 반복하여 사용할 수 있도록 하는 수냉식 화격자에 관한 것이다.

폐기물(waste, 廢棄物) 처리정책의 요체(key, 要諦)는, 자원을 효율적으로 이용하여 자연으로부터 최소로 채취하고, 사용된 자원을 자연으로 되돌려주어 자연환경을 보존하고 사람의 건강을 보존하는 것으로, 발생하는 폐기물을 효율적으로 처리하는 방법이 중요시되고 있는바, 폐기물 처리방법 중 무해하고 부피를 감량화시키며 또한 소각과정에서 얻어지는 폐열을 에너지화할 수 있는 방안으로 소각의 방법이 널리 이용되고 있다.

이러한 소각방법은, 폐기물의 그 종류와 처리량 등에 따라 스토커식(Stoker type) 소각로, 회전식(Rotary kiln) 소각로, 유동층(Fluidized bed) 소각로, 액상분무(Liquid injection) 소각로로 분류되는 것으로, 스토커식 소각로를 이용한 폐기물 처리공정은 대략, 폐기물 저장조 → 폐기물 투입구 → 1차 연소실 → 2차 연소실 → 소각여열 냉각시설 → 대기오염 방지시설(Cyclone, Semidryer reactor, Bag filter, Scrubber 등)을 거쳐 스택(Stack)으로 구성된다.

이러한 설비를 갖춘 상태에서 스토커식 소각로가 운영되는데, 그 중 소각로 1차 연소실에서 폐기물 연소가 직접 이루어지는 부분이 화격자(fire grate, 火格子)이다.

여기서 화격자의 상태(완전한 상태, 불완전한 상태)에 따라 소각로의 성능이 좌우되곤 하는데, 만일 화격자의 형태가 완전한 상태가 아닐 경우엔 폐기물의 연소상태가 극히 불량하여 대기오염물질의 배출량 증가 등으로 이어지고 또한 연소 후 잔재물 발생량 증가로 인해 운영비용이 높아지며 결국은 소각로 가동을 중단할 수밖에 없게 되는 요인으로 작용할 수 있다.

한편, 화격자의 역할과 구성을 살펴보면, 연소실 내부에 투입된 폐기물은 화격자에 의해 교반(agitation, 攪拌), 연소(combustion, 燃燒)가 반복적으로 이루어지면서 최종 연소재로 반출되는 과정을 거치게 되는데, 이때의 화격자의 역할은 유압장치에 의하여 진퇴(전진 및 후진)운동을 하여 폐기물(연소물)을 교반시켜 완전한 연소가 이루어질 수 있도록 하는 기능을 수행하게 된다.

이러한 과정에서, 고온 및 고열을 이용한 폐기물 연소 중 과열된 화격자의 냉각은 연소공기로 냉각시키는 공냉식과 냉각수 순환으로 냉각시키는 수냉식으로 구분되며, 사용 소각로의 설비구성에 따라 각각 다른 모양을 갖기는 하나 일반적으로 세로가 길고 가로가 짧은 길 다란 직사각형의 형태를 하고 있고, 이 각 개의 화격자는 연소실의 폭과 길이에 따라 수량이 결정되고 크기도 결정된다.

그리고, 연소실 내부에 설치되는 스토커의 가동단과 고정단에 교대로 장착된 상태로 가동단의 주기적인 왕복운동으로 연소물을 교반시켜 완전한 연소가 이루어지도록 하는 것이며, 상기 가동단에 장착되는 화격자를 이동형 화격자, 상기 고정단에 장착되는 화격자를 고정형 화격자라 한다.

따라서, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 고정화격자와 이동화격자가 교대로 계단모양으로 조합되어 전체로서 폐기물의 흐르는 방향을 아래로 하고, 이동화격자가 푸셔(pusher)가 되어 왕복운동을 반복하면서 스토커 위의 폐기물을 아래 방향으로 전진시키고 교반한 것이다.

그러나 이러한 종래의 화격자 들은 고열의 극한 조건에서 사용으로 것으로 쉽게 변형이나 훼손이 발생할 뿐만 아니라 지속적인 왕복운동으로 단기간에 마모되므로 화격자를 수시로 교체하여야 하는 문제점이 있었다.

종래의 기술로는 본 출원인이 선출원한 등록특허 제10-2460508호(명칭 : 수냉 효율이 향상된 수냉식 화격자) 등이 있다.

따라서, 본 발명의 주 목적은 극한 조건에서도 화격자의 변형을 억제하고 원활하게 가이드하여 최상의 상태로 왕복 운동하므로 폐기물 등을 원활하게 교반시켜 완전한 연소가 이루어지도록 유도하는 수냉식 화격자를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 극한 조건에서도 화격자를 효율적으로 보호하고 마모를 억제하여 수명을 최대 연장하므로 교체주기 및 가동주기를 크게 향상시킴과 동시에 재사용할 수 있도록 할 뿐만 아니라 유지 및 보수에 따른 비용을 줄일 수 있도록 하는 수냉식 화격자를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 연소용 공기를 효율적으로 원활하게 공급하여 완전연소를 유도할 수 있도록 하는 수냉식 화격자를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 수냉식 화격자는 상부 후측 좌우로 지지돌출편을 세워 형성하되 지지돌출편 각각에 슬라이드봉을 부착하는 하우징과, 하우징의 상면과 전면을 상면플레이트와 전면플레이트로 덮도록 하되 상면플레이트의 좌우에 지지홈부를 형성하여 하우징의 지지돌출편을 끼워 결합하고 하우징의 지지돌출편을 끼우는 지지홈부를 형성하며 슬라이드봉에 대응하는 슬라이드홈을 형성한 내화블록으로 구성함을 그 기술적 구성상 기본 특징으로 한다.

따라서 본 발명의 수냉식 화격자는 이동형 화격자의 왕복운동으로 폐기물 등을 아래 방향으로 점진적으로 교반 이동시키면서 연소하도록 하는 것으로, 전면플레이트에 형성한 슬라이드홈이 하우징의 지지돌출편의 상단에 형성한 슬라이드봉에 끼워지면서 안착하므로 정확하고 원활하게 왕복 운동하도록 함과 동시에 연소공기통로를 형성하여 공기를 충분하게 공급하여 폐기물의 완전연소시킬 수 있도록 하고, 내화블록으로 인하여 고열의 극한 조건에도 변형 없이 원활하게 동작할 수 있을 뿐만 아니라 장기간 사용 후 슬라이드봉의 교체로 재사용 할 수 있도록 하므로 극한 조건에서도 화격자의 변형을 억제하여 최상의 상태로 왕복 운동하므로 폐기물 등을 원활하게 교반시켜 서서히 이동시키므로 완전한 연소가 이루어지도록 유도함과 동시에 화격자를 효율적으로 보호하여 마모를 억제하고 수명을 최대 연장하여 교체주기 등을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 화격자를 재사용할 수 있도록 하고 유지 및 보수에 따른 코스트를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 수냉식 화격자를 나타낸 사시도.
도 2 는 본 발명에 따른 수냉식 화격자를 나타낸 분해사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 수냉식 화격자를 나타낸 측면도.
도 4 는 본 발명에 따른 수냉식 화격자의 하우징을 나타낸 정면도.
도 5 는 본 발명에 따른 수냉식 화격자의 적층상태를 나타낸 사시도.
도 6 은 본 발명에 따른 수냉식 화격자의 적층상태를 나타낸 측면도.
도 7 은 본 발명에 따른 수냉식 화격자의 적층상태를 나타낸 정면도.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 7 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 수냉식 화격자(100)는 상부 후측 좌우로 지지돌출편(115)을 세워 형성하되 지지돌출편(115) 각각에 슬라이드봉(117)을 부착하는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 지지돌출편(115)을 끼우는 지지홈부(121)를 형성하고 슬라이드봉(117)에 대응하는 슬라이드홈(124)을 형성한 내화블록(120), 및 상기 하우징(110)의 후단에 결합하는 지지어셈블리(130)로 구성한다.

상기 하우징(110)은 내부에 다수개의 격벽(112)를 형성하되 격벽(112)에 지그재그로 통로 형성하는 다수개의 격실(111)을 형성하되, 격실(111)의 전후에 냉각수 배출관(114)과 냉각수 유압관(113)을 연통시켜 지그재그로 냉각수를 공급하여 효율적으로 수냉할 수 있도록 하고 하우징(110)의 후측 하부에 지지홈(118)을 형성하여 수냉식 화격자(100)를 왕복운동하도록 함이 일반적이다.

특히 하우징(110)의 상부 후측 좌우로 지지돌출편(115)을 각각 왕복운동 방향으로 길게 세워 형성하고 지지돌출편(115)의 앞측에 경사부(116)를 형성하며 지지돌출편(115)의 상단에 길이방향으로 슬라이드봉(117)을 부착하므로 상측에서 적층하는 화격자(100)의 원활하게 슬라이딩하도록 함이 이상적이다.

상기 내화블록(120)은 상면플레이트(121)와 전면플레이트(123)를 형성하여 하우징(110)의 상면과 전면을 덮도록 하되, 상면플레이트(121)의 좌우에 지지홈부(122)를 형성하여 하우징(110)의 지지돌출편(115)을 끼워 오차 없이 정확하게 결합할 수 있도록 함이 바람직하다.

더욱이, 내화블록(120)의 전면플레이트(123) 하단을 하우징(110)의 하단보다 하측으로 길게 형성하고 전면플레이트(123)의 저면에 하우징(110)의 슬라이드봉(117)에 대응하는 슬라이드홈(124)을 형성하여 상측에서 적층하는 화격자(100)의 원활하게 슬라이딩하도록 함과 동시에 슬라이드봉(117) 사이에 연소공기통로(125)을 형성하도록 한다.

상기 지지어셈블리(130)는 하우징(110)의 후측 하부에 지지홈(118)에 지지축(131)으로 결합하여 화격자(100)의 원활하게 전후로 왕복시키도록 한다.

이러한 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 고정형 화격자(100)와 이동형 화격자(100)를 교대로 다수개 형성함과 동시에 계단모양으로 형성하되, 이로 인하여 이동형 화격자(100)의 왕복운동으로 폐기물 등을 아래 방향으로 점진적으로 이동할 수 있도록 한다.

이때 내화블록(120)의 전면플레이트(123)에 형성한 슬라이드홈(124)이 하우징(110)의 지지돌출편(115)의 상단에 형성한 슬라이드봉(117)에 끼워지면서 안착하므로 정확하고 원활하게 왕복 운동하도록 효율적으로 교반 이동할 수 있도록 유도함과 동시에 연소공기통로(125)를 형성하여 공기를 충분하게 공급하여 폐기물의 완전연소시킬 수 있도록 한다.

더욱이, 지지돌출편(115)의 앞측에 경사부(116)를 형성하며 지지돌출편(115)의 상단에 길이방향으로 슬라이드봉(117)을 부착하므로 왕복 운동에 따른 걸림 현상을 방지하여 원활하게 작동할 수 있도록 할 뿐만 아니라 내화블록(120)으로 인하여 고열의 극한 조건에도 변형 없이 원활하게 동작할 수 있을 뿐만 아니라 장기간 사용 후 슬라이드봉(117)의 교체로 재사용 할 수 있도록 하는 것이다.

따라서 극한 조건에서도 화격자(100)의 변형을 억제하여 최상의 상태로 왕복 운동하여 폐기물 등을 원활하게 교반시켜 서서히 이동시키므로 완전한 연소가 이루어지도록 유도함과 동시에 화격자를 효율적으로 보호하고 마모를 억제하여 수명을 최대 연장하여 교체주기 등을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 화격자(100)를 재사용할 수 있도록 하고 유지 및 보수에 따른 비용을 줄일 수 있도록 하는 것이다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시 예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정과 변형 또는 단계의 치환 등이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 화격자 110 : 하우징
111 : 격실 112 : 격벽
113 : 냉각수 유입관 114 : 냉각수 배출관
115 : 지지돌출편 116 : 경사단
117 : 슬라이드봉 118 : 지지홈
120 : 내화블록 121 : 상부플레이트
122 : 지지홈부 123 : 전면플레이트
124 : 슬라이드홈 125 : 연소공기통로 130 : 지지어셈블리 131 : 지지축

Claims (3)

1. 상부 후측 좌우로 지지돌출편(115)을 세워 형성하되 지지돌출편(115) 각각에 슬라이드봉(117)을 부착하는 하우징(110)과,
   상기 하우징(110)의 상면과 전면을 덮도록 하는 상면플레이트(121)와 전면플레이트(123)를 형성하되 상면플레이트(121)에 지지홈부(121)를 형성하여 지지돌출편(115)을 끼워 결합하는 내화블록(120), 및
   상기 하우징(110)의 후단에 결합하는 지지어셈블리(130)로 구성한 것을 특징으로 하는 수냉식 화격자.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징(110)은 내부에 다수개의 격벽(112)를 형성하되 격벽(112)에 지그재그로 통로 형성하는 다수개의 격실(111)을 형성하고 격실(111)의 전후에 냉각수 배출관(114)과 냉각수 유압관(113)을 연통시키며 하우징(110)의 지지돌출편(115) 앞측에 경사부(116)를 형성하되 경사부(115)와 지지돌출편(115)의 상단에 길이방향으로 슬라이드봉(117)을 부착하여 구성한 것을 특징으로 하는 수냉식 화격자.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 내화블록(120)은 전면플레이트(123) 하단을 하우징(110)의 하단보다 하측으로 길게 형성하고 전면플레이트(123)의 저면에 하우징(110)의 슬라이드봉(117)에 대응하는 슬라이드홈(124)을 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 수냉식 화격자.
   

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