KR200412814Y1

KR200412814Y1 - 소각로용 에어노즐 라이너 및 이를 이용한 클링커 부착방지 장치

Info

Publication number: KR200412814Y1
Application number: KR2020050037004U
Authority: KR
Inventors: 윤흥진
Original assignee: 진주산업(주); 주식회사 진화메탈
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2005-12-30
Publication date: 2006-03-31

Abstract

본 고안은 하나 이상이 소각로 측벽에 고정 설치되어 클링커 부착을 방지하기 위한 소각로용 라이너로서, 전면에 복수의 에어노즐이 구비된 사발형 본체와; 중공부를 구비하고 상기 라이너의 후방에 결합되어 밀폐공간을 형성하는 커버와; 상기 커버의 중공부에 결합되는 냉각공기 공급관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소각로용 에어노즐 라이너에 대해 개시한다. 상기 소각로용 에어노즐 라이너는 소각로의 측벽에 설치되어 클링커와 같은 불연소 잔류물이 소각로의 측벽에 부착되는 것을 효과적으로 방지함으로써 소각로의 가동 조건과 정비 부담을 대폭 개선할 수 있다.

소각로, 라이너, 클링커, 화격자

Description

소각로용 에어노즐 라이너 및 이를 이용한 클링커 부착 방지 장치{AIR NOZZLE LINER FOR INCINERATOR AND ANTI-CLINKER APPARATUS USING THE SAME}

도 1은, 종래 일반적인 소각로의 단면 구조도,

도 2는, 도 1의 A-A선에 따른 단면도,

도 3은, 본 고안의 실시예에 따른 소각로용 에어노즐 라이너의 분해 사시도,

도 4a는, 본 고안의 실시예에 따른 사발형 본체의 사시도,

도 4b는, 상기 도 4a의 B-B선에 따른 단면도,

도 4c는, 본 고안의 실시예에 따른 사발형 본체의 정면도,

도 5는, 본 고안의 실시예에 따른 커버의 정면도,

도 6은, 본 고안의 실시예에 따른 소각로용 에어노즐 라이너의 결합 사시도,

도 7은, 본 고안에 따른 클링커 부착 방지 장치가 노벽에 설치된 상태에서의 단면 구조도이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

100: 소각로 110: 화격자

120: 푸셔 130: 배출구

140: 호퍼 150: 소각로 측벽

200: 클링커 300: 소각로용 에어노즐 라이너

310: 본체 312: 판체부

314: 에어노즐 316: 리브

318: 주변부 318a, 318b: 나사 체결공

320: 후면 커버 322: 중공부

324a, 324b: 홀 330: 냉각공기 공급관

340: 볼트 350: 송풍 장치

Z1: 건조단 Z2: 연소단

Z3: 후연소단 V: 밀폐공간

L: 판체부의 변의 길이 W: 용접부

본 고안은 쓰레기 소각로의 라이너에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 소각로의 측벽에 설치되어 클링커와 같은 불연소 잔류물이 소각로의 측벽에 부착되는 것을 효과적으로 방지함으로써 소각로의 가동 조건과 정비 부담을 대폭 개선할 수 있는 소각로용 에어노즐 라이너와 이를 이용한 클링커 부착 방지 장치에 관한 것이다.

최근 경제발전 및 생활수준의 향상과 더불어 산업폐기물, 생활 쓰레기의 배출량이 급격히 증가하면서, 방대한 쓰레기의 효과적인 처리는 국가 및 지역사회의 현안이 되고 있다. 특히, 매립지의 포화와 매립된 쓰레기가 이차적인 오염원으로 작용하는 상황에서는 가연성 쓰레기를 우선적으로 소각하여 쓰레기의 총량을 줄이기 위한 소각로가 각급의 산업현장에서 운영되고 있다. 따라서 소각로의 효율적인 운전은 급격히 증가하고 있는 쓰레기의 처리용량을 만족시키기 위해 중요하다.

도 1은 종래 일반적인 소각로의 구조를 나타낸 측단면도이다. 도면에서 소각로의 바닥에는 소정의 규격을 갖는 화격자(10)가 순차로 설치되어 경사면 위로부터 건조단(Z1), 연소단(Z2), 후연소단(Z3)으로 이루어진 세 개의 단을 형성한다. 소각처리될 쓰레기는 호퍼(140)로부터 투입되어 그 하부에 구비된 푸셔(120)의 왕복 구동에 의해 건조단(Z1)으로 공급되어 건조된 후 화격자(110)의 요동에 따라 연소단(Z2)에 도달하여 화격자(110)의 하측으로부터 도입되는 가열된 연소 공기에 의해 연소된다. 연소단(Z2)에서 주된 연소과정을 마친 쓰레기는 마지막의 후연소단(Z3)으로 옮겨져 완전히 연소되고, 잔류 회분은 배출구(130)를 통해 외부로 배출된다.

한편 쓰레기의 연소시에는 열기에 의해 발생되는 회분, 또는 이 회분이 용융한 후 응고되어 형성되는 부정형의 유리질 잔류물인 클링커가 발생한다. 특히, 도 1의 소각로에 대한 A-A선 단면도를 도시한 도 2를 참조할 때, 이러한 클링커(200)는 시간이 경과함에 따라 연소단(Z2) 영역의 도입부에 위치하는 소각로의 측벽(150)에 부착성장하여 소각로 내에서 쓰레기가 정상적으로 이동하는 것을 방해한다. 이에 따라 소각로의 운전을 중단하고 클링커 제거 작업을 수행하여야 하는데, 이러한 작업은 많은 노동력을 요하고 안전 위생상의 문제점을 수반함은 물론, 클링커 제거 작업과정에서 소각로의 내화벽돌 자체에 손상을 가할 위험마저 있다. 또 한, 클링커 제거작업이 가능한 온도까지 소각로를 냉각하고 또한 클링커 제거작업 종료 후 가동을 위해 소각로를 재가열하는 데 소요되는 시간적, 에너지 손실을 야기하여 소각로의 작업효율 및 처리용량을 현저히 떨어뜨리는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래 연소실에 접하는 소각로의 측벽을 냉각시키기 위하여 소각로의 측벽 안쪽에 내설된 파이프로 냉각수를 소통시키거나 또는 소각로 내벽 자체를 공냉 구조로 설계하는 방법이 알려져 있으나, 이를 구현하기 위한 소각로의 설계에 많은 비용을 요하고 또한 측벽에 대한 과도한 냉각으로 쓰레기가 불완전하게 연소하는 문제가 있다.

또 다른 방법으로, 클링커가 주로 생성되는 상기 도 1의 연소단(Z2) 영역의 소각로 내벽을 따라 내열내마모성의 금속판을 단순 설치하는 방법이 시도되고 있으나, 이러한 금속판은 연소실 내부의 부식성 가스에 무방비 상태로 노출되어 있어 수명이 짧고, 마모된 금속판을 교체하기 위해서는 소각로의 가동을 필연적으로 중단하여야 하기 때문에 소각로의 작업효율적인 측면에서 그다지 효과적이지 못한 실정이다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 고안의 목적은, 소각로의 측벽에 설치되어 클링커와 같은 불연소 잔류물이 소각로의 측벽에 부착되는 것을 효과적으로 방지함으로써 소각로의 가동 조건과 정비 부담을 대폭 개선할 수 있는 소각로용 에어노즐 라이너와 이를 이용한 클링커 부착 방지 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 하나 이상이 소각로 측벽에 고정 설치되어 클링커 부착을 방지하기 위한 소각로용 라이너로서, 전면에 복수의 에어노즐이 구비된 사발형 본체와; 중공부를 구비하고 상기 라이너의 후방에 결합되어 밀폐공간을 형성하는 커버와; 상기 커버의 중공부에 결합되는 냉각공기 공급관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소각로용 라이너를 제공한다.

본 고안의 실시예 따르면, 상기 사발형 본체의 안쪽에는 상기 복수의 에어노즐 각각에 냉각공기의 공급을 원활히 하고 본체 자체에 대한 강성을 보강하기 위하여 상기 복수의 에어노즐 각각을 구획하는 리브가 형성된다.

바람직하게는, 상기 사발형 본체에 구비된 복수의 에어노즐은 공기의 유입에 따라 부식에 취약하게 되는 문제점을 보완하여 본체 전체의 수명이 연장될 수 있도록 사발형 본체의 전면으로 돌출되어 형성된다.

본 고안의 다른 실시예에 따르면, 상기 사발형 본체는 소각로에 대한 설치작업을 용이하게 하고, 소각로 측벽의 생성 영역을 조밀하게 채울 수 있도록 직사각형상으로 구성되며, 이 경우 사발형 본체의 한 변의 길이는 열팽창 차이에 의한 클링커 제거 효과를 갖기 위하여 적어도 300mm 이상인 것이 바람직하다. 반대로, 한 변의 길이가 과도하게 길면 측벽과 사발형 본체의 과도한 열팽창 차이에 의해 측벽에 대해 균열을 야기할 수 있으므로, 그 상한은 500mm로 하는 것이 좋다.

상기 사발형 본체와 커버의 결합방식에는 제한이 없으나, 용이한 설치 및 보수작업을 위해 볼트체결 방식으로 결합하는 것이 바람직하다.

본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 사발형 본체와 상기 커버에는 복수의 나사공을 형성하고, 하나 이상의 볼트가 소각로의 측벽을 관통하여 상기 나사공에 체결되게 함으로써 소각로용 에어노즐 라이너를 소각로의 측벽에 견고히 고정시키게 된다.

상기 사발형 커버와 상기 냉각공기 공급관의 결합에 있어서도 제한은 없으나 외부로부터 공급되는 냉각공기가 상기 밀폐공간 내에서 신뢰성 있게 밀폐되어 유지될 수 있도록 용접되는 것이 바람직하다.

또한, 본 고안은, 상기한 소각로용 에어노즐 라이너와, 이 라이너의 냉각공기 공급관으로 외부 공기를 유입시키기 위한 송풍장치를 포함하여 구성되는 클링커 부착 방지 장치를 제공한다.

이 경우, 송풍장치가 공급하는 냉각공기의 압력은 충분한 열팽창 차이에 의한 클링커 부착 방지효과를 달성하기 위해 300 mm/Aq를 하한으로 하는 한편, 소각로 내부로 과도한 냉각공기의 유입으로 불완전연소를 방지하기 위해 그 상한을 500 mm/Aq 이하에서 제어되도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 첨부된 도면에서 소각로의 연소실 내부로 향하는 쪽을 전면으로, 그 반대를 후면 또는 후방으로 하여 설명하였고, 도면에서 동일 또는 유사한 부분은 동일 또는 유사한 참조번호를 사용하였다.

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 소각로용 에어노즐 라이너(300)의 분해 사 시도를 나타낸다. 소각로용 에어노즐 라이너(300)는 사발형 본체(310)와, 사발형 본체(310)의 배면에 결합되는 커버(320) 및 냉각공기 공급관(330)으로 이루어진다. 이러한 소각로용 에어노즐이 라이너(300)가 하나의 세트로 하여, 상기 도 1에 도시된 연소단(Z1) 부근의 소각로의 양 측벽(150)을 따라 병렬로 다수 설치되어 연소과정에서 발생하는 클링커가 노 벽면에 부착하는 것을 방지하게 된다.

도 4a와 본 고안에 따른 사발형 본체(310)의 사시도를 나타내고, 도 4b는 도 4a의 B-B선 단면도를 나타내고, 도 4c는 본체(310)의 정면도이다. 소각로의 연소실로 대향된 사발형 본체(310)의 판체부(312)에는 냉각공기를 소통시키기 위한 복수의 에어노즐(314)이 구비된다. 사발형 본체(310)의 재질은 내열성/내마모성 강으로 주조되어 제작된다.

판체부(312)의 내측에는 복수의 에어노즐(314)을 각각으로 구획하기 위한 리브(316)를 형성한다. 상기 리브(316)는 복수의 에어노즐(314)을 개개로 구획함으로써, 외부로부터 공급된 냉각공기가 밀폐공간(V) 내에서 난류를 형성하는 것을 방지하고, 각각의 구획된 영역으로 냉각공기의 압력을 균일하게 분배시켜 판체부(312)를 균일하게 냉각시키는 역할을 하게 된다.

또한, 판체부(312)가 외부 냉각공기에 의해 냉각되어 클링커 부착 효과를 달성하기 위해서는 그 두께를 가능한 한 얇게 하는 것이 유리하지만 이 경우 판체부(312)의 강성이 취약해질 수 있으며, 상기 리브(316)는 이 점을 보강하는 역할도 갖는다.

한편, 연소실 내부에 직접적으로 접하는 에어노즐(312a)은 상기 판체부(312) 밖으로 약간 돌설되어 구성된다. 에어노즐(312a)의 출구측 부근에서는 산소를 풍부하게 함유한 공기의 유입으로 발생하는 고온부식이 판체부(312)의 다른 영역보다도 취약하게 되는데, 에어노즐(312a)의 출구측을 판체부(312)로부터 약간 돌출시켜 구성시키면 마모의 정도를 다른 판체부(312)의 영역과 대체로 일치시킬 수 있어 전체적으로 사발형 본체(310)의 수명이 연장된다.

본 실시예에서, 상기 사발형 본체(310)는 후면이 개방된 대체로 육면체 형상을 가지며, 이에 따라 판체부(312)는 다수개가 조밀하게 나란히 설치되기에 유리하도록 대체로 직사각형 형상을 갖는다.

판체부(312)의 한변의 길이(L)는 클링커가 부착되는 노벽의 영역을 덮기에 충분하고, 열팽창 차이에 의해 클링커 부착 방지 효과를 달성하기 위해 적어도 300mm 이상으로 한다. 그러나 한 변의 길이(L)가 과도하게 길어지면 냉각공기에 의해 수축되는 사발형 본체의 전체 변형량이 증가되어 측벽에 손상을 가할 수 있어 그 상한은 500mm 이하로 한다.

사발형 본체(310)의 주변부(318)는 냉각공기를 수용하기 위한 공간(V)이 형성되기에 충분히 후면으로 연장되어 있고, 주변부(318)의 후면 단부측에는 후술하는 커버(320)를 볼트 결합시키기 위한 다수의 볼트 체결공(318a)과, 노벽을 관통하여 소각로용 에어노즐 라이너(300)를 노벽에 견고히 고정시키기 위한 볼트(340; 도 3 참조)가 체결되는 또 다른 볼트 체결공(318b)이 구비된다. 사발형 본체(310)의 커버(320) 및 노벽에 대한 결합 방식을 나사 결합방식으로 함으로써 소각로용 에어노즐 라이너(300)의 설치, 유지 및 보수가 용이해진다.

도 5는 본 고안의 실시예에 따른 커버(320)의 정면도를 나타낸다. 커버(320)는 상기 사발형 본체(310)의 후면 형상에 대체로 일치하여 사각판 형상으로 가지며, 중앙에는 도 3의 냉각공기 공급관(330)을 수용하가 위한 중공부(322)가 구비된다. 커버(320)의 가장자리에는 상기 사발형 본체(310)의 주변부(318) 후면 단부측에 형성된 복수의 볼트 체결공(318a, 318b)에 대응하여 볼트를 관통시키기 위한 복수의 홀(324a, 324b)이 형성되어 있다.

도 6을 참조할 때, 사발형 본체(310)와 커버(320)는 볼트 체결방식으로 결합되어 있고, 냉각공기 공급관(330)은 후면 커버(320)의 중공부(322)에 삽입되어 용접(W)되어 밀폐된다. 이에 따라, 사발형 본체(310)와 커버(320) 사이에는 냉각공기가 체류하는 밀폐공간이 형성되고, 이 밀폐공간은 냉각공기 공급관(330)을 통해 외부와 연통되어 있다.

도 7은, 상기 도 6에 따른 소각로용 에어노즐 라이너(300)를 이용한 클링커 부착 방지 장치가 소각로의 측벽(150)에 설치된 상태에서의 단면 구조도이다. 소각로용 에어노즐 라이너(300)는 소각로의 측벽(150)을 관통하는 볼트(340)에 의해 측벽(150)에 고정된다. 이 경우, 사발형 본체(312)의 판체부(312)의 전면은 소각로의 측벽(150)과 대체로 일치하여 위치한다. 소각로의 측벽(150) 밖에는 냉각공기 공급관(330)에 연결되는 송풍 장치(350)가 구비된다.

한편, 연소단(Z2)의 바닥면에 인접한 소각로의 측벽(150)에는 화격자(110)의 전후 요동으로 인하여 클링커가 부착되지 않기 때문에, 상기 에어노즐 라이너(300)는 연소단(Z2)의 바닥면으로부터 상방향으로 소정거리 이격되어 설치되어도 괜찮 다.

다음으로, 클링커 부착 방지 장치의 동작을 설명한다. 송풍 장치(350)에 의해 외부의 냉각공기는 냉각공기 공급관(330)을 통과하여 판체부(312)와 후면 커버(320) 사이에 형성된 밀폐공간(V)으로 유입되어 판체(312)의 내측면을 냉각시킨다. 이에 따라, 냉각된 금속 재질의 판체부(312)는, 큰 열팽창계수를 갖기 때문에 고온의 연소실 내에 놓여 있는 클링커(도면 미도시) 보다 더 많이 수축됨으로써 클링커가 판체부(312)의 전면에 부착되는 것을 방지하게 된다.

이 경우, 판체부(312)의 내측에 형성된 구획 리브(316)는, 외부로부터 유입된 냉각공기가 밀폐공간(V) 내에서 난류로 형성되는 것을 방해함으로써 전체 판체부(312)에 대한 냉각효과를 균일하게 함과 동시에 크게 한다.

계속하여, 상기 에어노즐(314)을 통해 밀폐공간(V)으로부터 연소실 안쪽으로 배출되는 공기는 풍부한 산소를 함유하고 있기 때문에 연소 가스로도 유용하며, 인접한 클링커에 대한 연소를 도움으로써 클링커의 형성을 원천적으로 억제하게 된다. 또한, 이러한 배출 공기는 연소된 쓰레기로부터 배출된 부식성 가스가 판체부(312)에 접근하는 것을 방지하는 역할도 한다.

한편, 상기 송풍 장치(350)에 의해 공급되는 외부 냉각공기의 송풍압력은, 판체부(312)에 대한 냉각효과와 이에 따른 클링커 부착 방지 효과를 크게 하기 위해서는 가능한 한 높게 하는 것이 유리하나, 송풍압력이 과도하게 높으면 이에 비례하여 상기 에어노즐(314)을 통해 소각로의 연소실 내부로 배출되는 냉각공기의 양이 많아져 연소실 내부를 쓰레기 연소에 필요한 적정한 온도 이하로 과냉각시켜 불완전 연소를 유발할 위험이 있다. 이에, 상기 송풍 장치(350)에 의해 공급되는 공기의 압력은 300mm/Aq 이상 500mm/Aq 이하의 범위에서 제어된다.

이상으로, 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 고안의 범위가 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 본질 및 필수적인 특징적인 구성을 일탈함이 없이 다양한 변형예가 가능함은 물론이다. 따라서 본 명세서에서 상기한 실시예는 예시적인 것일 뿐 제한적인 의미를 갖지는 않으며, 본 고안의 범위는 첨부된 청구범위에 기재된 사항 및 이로부터 파악될 수 있는 모든 변형예를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이상과 같은 본 고안에 따른 에어노즐 라이너 및 클링커 부착 방지 장치를 이용하면, 소각로의 측벽에 간단히 설치되어 클링커와 같은 불연소 잔류물이 소각로의 측벽에 부착되는 것을 효과적으로 방지함으로써 소각로의 가동 조건과 정비 부담을 대폭 개선할 수 있다.

Claims

하나 이상이 소각로 측벽에 고정 설치되어 클링커 부착을 방지하기 위한 소각로용 라이너로서, 전면에 복수의 에어노즐이 구비된 사발형 본체와; 중공부를 구비하고 상기 라이너의 후방에 결합되어 밀폐공간을 형성하는 커버와; 상기 커버의 중공부에 결합되는 냉각공기 공급관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소각로용 라이너.
청구항 1에 있어서,

상기 사발형 본체의 안쪽에 복수의 에어노즐을 구획하는 리브가 형성된 것을 특징으로 하는 소각로용 라이너.
청구항 1에 있어서,

상기 복수의 에어노즐은 사발형 본체의 전면으로 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 소각로용 라이너.
청구항 1에 있어서,

상기 사발형 본체의 전면은 변의 길이가 300mm 이상 ~ 500mm 이하의 직사각형 형상인 것을 특징으로 하는 소각로용 라이너.
청구항 1에 있어서,

상기 커버는 사발형 본체에 볼트 체결방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 소각로용 라이너.
청구항 1에 있어서,

상기 사발형 본체와 상기 커버에는, 소각로의 측벽을 관통하여 소각로용 에어노즐 라이너를 고정하는 하나 이상의 볼트가 결합되는 복수의 나사공이 형성된 것을 특징으로 하는 소각로용 라이너.
청구항 1에 있어서,

상기 사발형 커버와 상기 냉각공기 공급관은 용접결합되는 것을 특징으로 하는 소각로용 라이너.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나에 따른 소각로용 라이너와, 상기 냉각공기 공급관으로 외부 공기를 공급하기 위한 송풍장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 클링커 부착 방지 장치.
청구항 8에 있어서,

상기 송풍장치는 냉각공기에 대한 송풍 압력이 300 mm/Aq ~ 500 mm/Aq의 범위에서 제어되는 것을 특징으로 하는 클링커 부착 방지 장치.