KR200429257Y1 - 소각로용 화격자 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 가동 화격자 열과 고정 화격자 열이교대로 인접 배치되고, 상기 가동 화격자 본체의 전단벽 하부가 인접하는 고정 화격자의 상벽에 상대적으로 왕복 접동하는 소각로용 화격자에 있어서, 상기 화격자의 상벽과 전단벽과의 연결부가 상방향으로 상승된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 소각로용 화격자에 대해 개시한다. 상기 화격자는, 쓰레기 소각물이 화격자의 상벽과 전단벽의 연결부를 소각로 내의 부식성 배출가스로부터 적절히 차폐될 수 있도록 형상 및 구조를 개선하여 사용수명이 길어짐과 동시에, 폭방향으로 정렬된 상태에서 인접하는 화격자의 측벽사이가 소정 간격을 두고 이격됨으로써 연소효율을 크게 상승시킬 수 있는 효과가 있다.

화격자, 소각로, 소각처리대, 스토커식 반송장치

Description

소각로용 화격자{GRATE FOR INCINERATOR}

도 1a는, 종래 화격자를 이용한 스토커식 반송 장치의 측면 개략도.

도 1b는, 종래 화격자를 폭방향으로 병설한 상태를 나타낸 사시 개략도.

도 2는, 본 고안의 실시예에 따른 화격자의 사시도.

도 3은 도 2의 화격자의 정면도.

도 4a 및 도 4b는 각각 도 2의 A-A선과 B-B선을 따라 도시한 단면도.

도 5는, 본 고안의 실시예에 따른 화격자를 폭방향으로 병설한 상태를 나타낸 사시 개략도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

G: 화격자 G1: 고정 화격자

G2: 가동 화격자 1: 상벽

2: 측벽 3: 전단벽

4: 후단벽 5: 연결부

6: 최대 전진 지점 13: 보강 리브

14: 고정 프레임 15: 가동 프레임

16: 지지봉 21: 확장리브

22: 간격 돌기 41: 장착홈

R: 연소가스 유로 S: 간극부

V: 내부 공간

본 고안은 쓰레기 소각로의 바닥면에서 가동 화격자 열과 고정 화격자 열이 교대로 연설되어 상기 가동 화격자 본체의 전단벽 하부가 인접하는 고정 화격자의 상벽에 왕복 접동하는 소각로용 화격자에 관한 것이다.

일반적으로, 도시 쓰레기 등의 폐기물은 소각로에 투입된 후, 소각로의 하부측에 배설된 내열/내마모성의 금속 화격자들을 포함하여 이루어진 스토카식 반송장치에서 건조, 연소, 회화 처리되고 있다.

종래, 이러한 스토카식 반송장치를 구성하는 화격자는, 도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같이, 화격자(G) 본체의 상벽(1)과 좌우 양측벽(2)으로 구획되는 하부 공간에 의해 연소가스의 유로(R)를 형성함과 동시에, 상기 상벽(1) 및 좌우 양측벽(2)에 연설된 전단벽(3)에는 상기 연소가스의 유로(R)를 통해 공급되는 연소가스를 소각실 내부로 공급하기 위한 개구부(31)가 구비되고, 그 후단벽(4)에는 반송장치의 지지봉(16)에 결착되는 장착 홈(41)이 구비된 구조이다. 이러한 화격자(G)를 소각실 바닥부에서 폭방향으로 복수개 병설하여 형성되는 화격자 열을 전후방향으로 다단 배설함으로써 상기 반송장치의 계단식 소각 처리대를 구성하게 된다.

상기 화격자 열 중 하나는 반송장치의 고정 프레임(14)에 장착되어 고정 화 격자(G1) 열을 구성하고 인접한 다른 화격자 열은 반송장치의 가동 프레임(15) 장착되어 가동 화격자(G2) 열을 구성하여, 이들 양 화격자(G1,G2) 열을 쓰레기의 이동 방향(D)을 따라 교대로 배치하고, 상기 가동 프레임(15)은 반송장치에 마련된 왕복동 수단(도면 미도시)에 의해 전후 수평방향으로 왕복 이동됨으로써 양 화격자(G1,G2) 열의 전단벽(3) 하단부와 상벽(1)이 왕복 접동하게 된다. 이에 따라, 화격자(G) 열에 재치된 쓰레기(50) 또는 그 연소물은 화격자(G)의 전단벽(3)에 의해 가압되어 이송 방향(D)으로 운반된다.

도 1a 및 도 1b에 따른 종래의 화격자는 상기 화격자의 상벽(1) 두께가 연소가스의 유로를 위한 충분한 공간을 확보하기 위하여 가능한 한 얇게 형성함과 동시에, 재치된 쓰레기 소각물이 하방향의 소각로 배출구 쪽으로 원활하게 운반될 수 있도록 화격자의 상벽(1) 면을 대체로 수평면으로 구성하고 상벽(1)과 전단벽(3) 사이의 연결부(5)를 계단식 소각처리대의 아래쪽으로 둥글게 경사지게 구성하는 것이 일반적이었다.

이러한 종래의 화격자를 이용한 소각 처리대의 경우, 연소되거나 연소 중의 쓰레기가 각각의 화격자 열의 전방 위치, 즉 상벽(1)과 전단벽(3)의 연결부(5) 근방에서 짧은 시간 동안만 체류하고 아래쪽의 소각 처리대로 바로 이동됨으로써, 상기 화격자의 연결부(5)는 연소 작업 중 소각로 내부의 부식성 연소가스에 계속하여 직접적으로 노출되어 부식이 가속화되는 문제가 있었다.

또한, 상기 화격자 연결부(5) 운반되는 쓰레기 소각물에 의한 반복적인 마모 접촉되기 때문에, 두께(t)가 얇은 연결부(5)에 의해서는 충분한 사용시간을 확보하 기가 곤란하였다.

나아가, 종래의 화격자에서는 화격자의 전단벽(3)에 관통 형성된 개구부(31)가 클링커와 같은 연소 생성물에 의해 막히는 경우 쓰레기 소각을 위한 충분한 연소가스를 공급할 수 없어 소각로의 연소효율이 떨어지는 문제가 있었다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 고안의 목적은, 사용수명이 연장되고 높은 연소효율을 발휘할 수 있는 화격자를 제공하는 것이다.

본 고안자들은 사용수명이 연장된 화격자 구조에 대한 연구를 하던 중, 가동시 화격자의 상벽과 전단벽의 연결부가 부식성 배출가스에 계속하여 직접적으로 노출되는 문제를 해결하기 위하여 상기 연결부를 적절한 방법으로 차폐할 필요성이 있음을 인식하고, 이에 기초하여 연구를 계속한 결과, 화격자의 특정한 요소, 특히 상벽, 전단벽 및 그 연결부의 형상 및 구조를 개선하여 가동시 쓰레기 소각물의 운반의 모습 및 그 속도를 제어함으로써 상기 쓰레기 소각물이 화격자의 상벽과 전단벽의 연결부를 부식성 배출가스로부터 적절히 차폐할 수 있음을 발견하였다. 아울러, 본 고안자들은 폭방향으로 정렬된 상태에서 인접하는 화격자의 측벽사이를 소정 간격 이격시키는 경우 소각실 내부로 충분한 연소가스를 공급할 수 있어 소각효율이 크게 향상될 것으로 예상하여 본 고안에 이르게 되었다. 이러한 본 고안의 기술적 요지와 관련된 청구범위의 기재는 아래와 같다.

(1) 가동 화격자 열과 고정 화격자 열이 교대로 인접 배치되고, 상기 가동 화격자 본체의 전단벽 하부가 인접하는 고정 화격자의 상벽에 상대적으로 왕복 접동하는 소각로용 화격자에 있어서, 상기 화격자의 상벽과 전단벽과의 연결부가 상방향으로 상승된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 소각로용 화격자.

(2) 상기 화격자 연결부의 상승 구조는, 상기 가동 화격자 열의 전단면의 하단부가 전방으로 최대한 전진한 상태에서 접촉되는 상기 화격자 상벽 면상의 최대 전진 지점에서 개시되는 것을 특징으로 하는 상기 (1)항 기재의 소각로용 화격자.

(3) 상기 연결부는 상기 화격자의 상벽 면으로부터 5~30°의 경사각으로 상승된 것을 특징으로 하는 상기 (1)항 기재의 소각로용 화격자.

(4) 상기 상벽의 두께는 전단벽쪽으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 상기 (1)항 기재의 소각로용 화격자.

(5) 상기 전단벽은 하방향으로 수직하게 연장된 것을 특징으로 하는 상기 (1)항 기재의 소각로용 화격자.

(6) 상기 화격자의 일측에는 동일 화격자 열에서 병렬 배치되는 인접한 화격자와 소정거리 이격시키기 위한 간격돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 상기 (1)항 기재의 소각로용 화격자.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 동일 또는 유사한 부호를 나타내는 것으로 한다. 또한 도면에 쓰레기가 공급되는 방향을 후단 또는 후방으로 하고, 연소된 쓰레기가 이동 배출되는 방향을 전단 또는 전방으로 정의하기로 한다.

도 2는 본 고안에 따른 화격자의 사시도, 도 3은 도 2의 화격자의 정면도, 도 4a 도 2의 A-A선 단면도, 도 4b는 도 2의 B-B선 단면도, 도 5는 상기 화격자를 폭방향으로 병설한 상태를 나타낸 사시 개략도이다.

본 고안에 따른 화격자(G) 본체는, 자중을 줄여 가동에 필요한 에너지 소모를 줄일 수 있도록, 소정의 두께를 갖는 상벽(1), 좌우 양측벽(2) 및 전단벽(3)에 의해 구획되어 그 내부에는 빈 공간(V;도 4a 및 도 4b 참조)이 형성된 구조이다.

상기 화격자(G)의 상벽(1)은 왕복 접동에 적합하도록 수평방향으로 대체로 직선형태를 이루고 있고, 화격자(G)의 전방에는 상벽(1)으로부터 수직 하방향으로 연장 형성된 전단벽(3)이 제공되며, 화격자(G)의 후단벽(4)에는 반송장치의 지지봉(16)에 결착되는 장착홈(41)이 구비되어 있다.

상기 화격자(G)의 좌우 양측벽(2)에는 상벽(1) 및 전단벽(3)과의 경계로부터 폭방향 외측으로 소정거리 연장 형성된 확장리브(21)가 형성된다. 이러한 확장리브(21)는 소각실 내부로 대향된 화격자(G)의 상벽(1)과 전단벽(3)의 면적을 크게 함으로써 적은 개수의 화격자(G)로도 충분한 면적의 소각 지지대를 제공하게 된다.

도 5를 참조할 대, 소각로의 반송장치에서 상기 화격자(G)는 가동 화격자(G2) 열과 고정 화격자(G1) 열로 분리되어 각각 폭방향으로 병렬 장착되고, 가동 화격자(G2) 열과 고정 화격자(G1) 열 각각은 상기 반송장치의 가동 프레임 및 고정 프레임(도면 미도시)에 구비된 지지봉(16)에 장착되고, 이러한 양 화격자 열(G1,G2)이 교대로 배치되어소각로 반송장치의 소각 지지대를 구성하게 된다.

상기 가동 프레임의 전후 왕복 이동에 의하여 가동 화격자(G2) 열의 전단벽(3) 하단이 전방에 위치한 고정 화격자(G1) 열의 상벽(1)에 상대적으로 왕복 접동하고, 마찬가지로 상기 가동 화격자(G2) 열의 상벽(1)은 후방에 위치한 고정 화격자(G1) 열의 전단벽(3) 하단에 왕복 접동하게 된다. 이에 따라, 화격자(G) 열에 재치된 쓰레기(50) 또는 그 연소물은 화격자(G)의 전단벽(3)에 의해 가압되어 이송 방향(D)으로 운반된다.

본 고안의 특징에 따르면, 소각시 쓰레기(50) 또는 그 연소물이 윗단의 화격자(G) 열로부터 아랫단의 화격자(G) 열로 순차적으로 운반되는 과정에서 그 일부가 윗단의 화격자 열에 잔류할 수 있도록, 상기 화격자(G)의 상벽(1)과 전단벽(3)의 연결부(5)를 상방향으로 상승된 구조로 한다.

이 경우, 화격자(G) 열의 왕복접동하는 과정에서 윗단의 화격자(G) 열에 재치된 쓰레기(50) 또는 그 연소물이 후방에 위치하는 화격자(G) 열의 전단벽(3)에 의해 가압되더라도 그 일부는 상기 상방향으로 상승된 구조의 연결부(5)의 방해를 받아 아랫단의 화격자(G)로 이송되지 않고 윗단의 화격자(G) 열의 연결부(5) 부근에서 적어도 다음 사이클의 왕복접동 운동시까지 잔류하게 된다.

계속하여, 상기 연결부(5)의 표면에 잔류된 쓰레기(50) 또는 그 연소물은 다음 사이클의 왕복접동 운동에 의해 윗단의 화격자 열로부터 운반되는 쓰레기(50) 또는 그 연소물에 의해 가압되어 아랫단의 화격자(G)로 운반되어 대체된다. 이에 따라, 상기 연결부(5)의 표면은 쓰레기(50) 등에 의해 소각실 내부의 부식성 환경 으로부터 항시 차단되어 보호됨으로써 부식으로 인한 마모손상의 속도가 현저히 떨어지게 된다.

상기 화격자(G) 연결부(5)의 상승 구조는, 바람직하게는 가동 화격자(G) 전단면(3)의 하단부가 전방으로 최대한 전진한 상태에서 접촉되는 상벽(1) 면의 지점(6;도 3 참조)에서 개시된다. 연결부(5)의 상승 구조가 상기 최대 전진 지점(6)보다 후단면(4) 쪽으로 치우친 위치에서 개시되면, 소각 지지대의 가동시 화격자(G) 열의 전단면 하단부는 최대 전진 상태에서 상기 연결부(5)에 의해 수평 상태의 상면(1)과 대체로 평행한 이동면(H)으로부터 상방향으로 이탈됨으로써 화격자(G) 열이 상기 이동면(H)의 상하방향으로 불필요한 기계적 충격을 받게 되어 바람직하지 않다.

또한, 상기 화격자(G) 연결부(5)의 외표면이 수평의 상면(1)과 이루는 경사각(θ)은 5~30°의 범위에서 제어된다. 상기 경사각(θ)이 5°보다 작으면 쓰레기(50) 또는 그 연소물를 잔류시켜 소각로 내부의 부식성 가스로부터 상기 연결부(5)를 차폐하기 어렵고, 반대로 30°보다 크면 쓰레기(50) 또는 그 연소물의 이동을 과도하게 방해하여 바람직하지 않다.

도 4a 및 도 4b를 참조할 때, 본 고안의 다른 특징에 따르면 상기 상벽(1)의 두께는 후단벽(4)에서 전단벽(3)으로 갈수록 커지도록 구성하는 것이 바람직하다(T_A > T_B). 상기 전단벽(3) 근방의 상벽(1) 표면은 소각되는 쓰레기(50)가 주로 놓여지는 부분으로서 쓰레기(50)와의 기계적 마모손상에 가장 취약한 부분인 점을 고 려할 때, 상기 상벽의 두께를 전단벽(3) 방향으로 두껍게 구성함으로써 화격자(G)의 전체 수명이 연장된다.

또한, 전단벽(3) 근방의 상기 연결부(5)의 두께를 두껍게 한다는 측면에서는 상기 전단벽(3)이 연결부(5)의 말단으로부터 하방향으로 수직하게 연장되는 것이 유리하다.

본 고안의 다른 실시예에 따르면, 상기 화격자(G)의 양쪽 측벽(3) 중 어느 일측에는 간격돌기(22)가 형성된다. 상기 간격돌기(22)는, 반송장치의 소각 지지대를 구성하기 위하여 화격자(G)를 폭방향으로 병렬 배치하는 경우 인접한 다른 화격자와 사이에 소정크기의 간극부(S)를 형성하고, 이러한 간극부(S)는 소각 지지대의 아래로부터 공급되는 연소가스에 대하여 충분한 소통로를 제공함으로써 소각로의 연소 효율을 향상시키게 된다. 상기 간격돌기(22)는 동일 화격자 열에서 병렬 배치되는 화격자(G) 상호간의 이격 균형을 유지하기 위하여 상기 확장리브(21)가 형성된 면에 적어도 2 이상 돌출 형성하는 것이 바람직하다.

본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 화격자(G) 상벽(1)과 좌우 양측벽(2)으로 구획되는 내부 공간(V)에는 화격자(G) 길이방향의 보강 리브(13)가 돌출 형성된다. 이러한 보강 리브(13)는 화격자(G)의 화격자 상벽(1)의 강성을 보강하여, 화격자(G)가 열변형으로 인해 길이방향 및 이에 수직한 방향으로 뒤틀리는 현상을 방지하게 된다.

이상으로, 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 고안의 범위 가 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 같이 본 고안에 따르면, 사용수명이 연장되고 높은 연소효율을 발휘할 수 있는 경량의 화격자 구조를 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 가동 화격자 열과 고정 화격자 열이 교대로 인접 배치되고, 상기 가동 화격자 본체의 전단벽 하부가 인접하는 고정 화격자의 상벽에 상대적으로 왕복 접동하는 소각로용 화격자에 있어서, 상기 화격자의 상벽과 전단벽과의 연결부가 상방향으로 상승된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 소각로용 화격자.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 화격자 연결부의 상승 구조는, 상기 가동 화격자 열의 전단면의 하단부가 전방으로 최대한 전진한 상태에서 접촉되는 상기 화격자 상벽 면상의 최대 전진 지점에서 개시되는 것을 특징으로 하는 소각로용 화격자.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 연결부는 상기 화격자의 상벽 면으로부터 5~30°의 경사각으로 상승된 것을 특징으로 하는 소각로용 화격자.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 상벽의 두께는 전단벽쪽으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 소각로용 화격자.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 전단벽은 하방향으로 수직하게 연장된 것을 특징으로 하는 소각로용 화격자.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 화격자의 일측에는 동일 화격자 열에서 병렬 배치되는 인접한 화격자와 소정거리 이격시키기 위한 간격돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 소각로용 화격자.

Images