KR20060085995A - 폐열 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소각로 등의 소각과정에서 배출되는 폐열가스를 이용하는 폐열 보일러에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 상,하단의 집수관(12)사이로 다수의 전열관(15)이 연결된 판넬(10)을 연결하여 상기 전열관(15)의 길이방향으로 배출로(20)를 나란히 형성하는 노(爐) 유니트(100)를 적어도 하나 이상 연결 형성하되, 상기 노(爐) 유니트(100)의 판넬(10) 상하로 유통로(22)(22')를 형성하여 지그재그 형태의 배출로(20)를 형성하는 폐열 보일러를 제공하므로서, 고온의 폐열가스를 최대한 전열함은 물론 폐열가스내의 분진의 연소를 극대화하면서 전열관에 융착됨을 방지하므로 효율성을 우수하게 제공하고, 또한 본 발명의 폐열 보일러는 단독으로 설치 사용이 가능함은 물론 종래 폐열보일러의 전처리 과정, 즉 페열가스의 냉각설비로 설치하므로서 고온의 폐열가스를 1,2차에 걸친 전열 및 분진의 연소 등으로 효율성을 극대화하고, 환경오염을 방지할 수 있도록 하는데 그 특징이 있다.

폐열, 보일러, 폐열가스, 분진, 소각로, 전열관

Description

폐열 보일러{A BOILER}

도 1은 종래의 폐열 보일러를 보여주는 단면 구성도.

도 2는 본 발명의 폐열 보일러를 보여주는 단면 구성도.

도 3은 본 발명의 평면구성을 개략적으로 보여주는 평면도.

도 4a,b는 본 발명의 측면 패널을 보여주는 구성도.

도 5a,b는 본 발명의 연통로를 갖는 패널을 보여주는 구성도.

도 6a,b는 본 발명의 천정 패널을 보여주는 구성도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 평면도.

도 8은 본 발명의 사용상태도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 판넬 12: 집수관

15: 전열관 18: 경사부

20: 배출로 22,22': 연통로

100: 노 유니트

본 발명은 소각로 등의 소각과정에서 배출되는 폐열가스를 이용하는 폐열 보일러에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 폐열가스의 배출방향과 전열관을 나란히 배열 형성함과 배출로를 지그재그로 형성함에 의해서 고온의 폐열가스를 최대한 전열함은 물론 폐열가스내의 분진의 연소를 극대화하면서 전열관에 융착됨을 방지하므로 효율성을 극대화하는 페열 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 소각로 등의 소각과정에서 발생되는 고온의 폐열가스는 다량의 분진을 포함하고 있으며, 이를 그대로 대기에 방출할 경우 폐열의 재활용 뿐만아니라 환경오염상의 심각한 문제를 야기시키게 된다.

이러한 이유로 상기한 폐열가스의 폐열을 활용함과 동시에 인체에 유해 조건을 최대한 절감하여 방출하도록 하는 폐열 보일러가 다수 개시된 바 있다.

도 1은 상기한 종래 폐열 보일러의 일례를 보여주는 것으로서, 폐열가스가 배출되는 배출로(2)를 갖는 보일러(3)의 상,하부에 증기드럼(5)과 수드럼(6)를 설치하고, 상기 보일러(3)의 내주연에는 폐열가스의 배출방향과 수직되는 방향으로 다수의 전열관(4)을 배설한 구조로 이루어진다.

이러한 폐열 보일러는 소각로 등의 소각과정에서 발생되는 대략 1000℃정도의 고온의 폐열가스를 상기 보일러(3)의 배출로(2)를 통해 안내 배출하면서 보일러(3)상의 전열관(4)과의 열교환으로 폐열가스의 온도를 낮추고 인체에 유해한 다이옥신 등의 재생성 온도 범위를 피하여 배출하게 되는 것이다.

이 과정에서 상기 보일러(3)의 전열관(4)과의 열교환으로 발생되는 증기는 증기드럼(5)으로 저장하여 각각의 용도에 맞게 난방 또는 산업용 등으로 이용하게 되는 것이다.

그런데, 상기한 폐열 보일러는 상기 보일러(3)으로 고온의 폐열가스가 직접 투입되고, 상기 보일러(3)의 전열관(4)은 폐열가스의 배출방향과 수직되는 방향으로 형성되어 있기 때문에 상기 폐열가스내의 분진이 고온에 의해 녹아서 전열관(4)의 외표면에 융착되어 고형화되어 버리는 문제를 유발하였다.

이와 같이 상기 전열관(4)의 외표면에 분진이 융착되어 고형화됨으로 인해 상기 전열관이 폐열가스와의 열 교환에 따른 기능 저하로 보일러의 효율이 급격히 저하되는 문제와, 상기 전열관에 융착되어 고형화된 분진을 자주 청소해야하는 불편함과 시간이 지날수록 배출되는 배기가스의 온도가 상승됨은 물론 다량의 분진이포함되는 문제를 갖고 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 근본적으로 해결하고자 창출된 것이다.

본 발명은 배출로 상에 폐열가스의 배출방향을 따라 전열관을 나란히 배열 형성함으로서 고온의 폐열가스를 최대한 전열함은 물론 폐열가스내의 분진의 연소를 극대화하면서 전열관에 융착됨을 방지하므로 효율성을 우수하게 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 상기 배출로를 지그재그로 형성하여 고온의 폐열가스를 최대한 전열함은 물론 폐열가스내의 분진의 연소를 극대화하므로 효율성을 우수하게 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 단독으로 설치 사용이 가능함은 물론 상기한 종래의 폐열보일러의 전처리 과정, 즉 페열가스의 냉각설비로 설치하므로서 고온의 폐열가스를 1,2차에 걸친 전열 및 분진의 연소 등으로 효율성을 극대화함은 물론 환경오염을 최대한 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명의 목적은 상,하단의 집수관사이로 다수의 전열관이 연결된 판넬을 연결하여 상기 전열관의 길이방향으로 배출로를 나란히 형성하는 노 유니트를 적어도 하나 이상 연결 형성하되, 상기 노 유니트의 판넬 상하로 유통로를 형성하여 지그재그 형태의 배출로를 형성하는 폐열 보일러를 단독 또는 종래의 폐열 보일러와 병설함에 의해 달성된다.

이하, 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

즉, 본 발명의 폐열 보일러는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이,

상,하단의 집수관(12)사이로 다수의 전열관(15)이 연결된 판넬(10)을 연결하여 배기가스 및 분진의 배출방향을 따라 상기 전열관(15)의 길이방향으로 배출로(20)를 나란히 형성하는 노(爐) 유니트(100)로 이루어진다.

이때, 상기 판넬(10)은 다수의 전열관(15)이 일정 간격을 유지하며 인서트 되는 형태로 맴브레인 웰딩(MEMBRANE WELDING)처리하여 폐열가스의 누출 방지 및 열 흡수가 극대화 되도록 밀폐 구성되고, 또한 상기 전열관(15)은 이를 밴딩하여 길이 팽창에 대응할 수 있도록 구성된다.

이러한 판넬(10)은 도 3에서와 같이 4개를 이용하여 판넬(10)의 전열관(15) 부위를 연결되게 용접하므로 4각형의 단면을 갖는 배출로를 형성하게 되고, 상기 각 판넬(10)의 집수관(12)으로 증발기, 수드럼 등이 각각 연결되게 된다. 뿐만아니라 상기 판넬(10)의 형태에 따라 원형 또는 다양한 형태의 배출로를 갖도록 형성할 수 있으며 이와 같은 단순한 형상 변경정도는 본 발명의 권리범위에 귀속됨을 밝혀둔다.

또한, 상기 노(爐) 유니트(100)는 도 2, 도 3 및 도 7에서와 같이 이를 적어도 하나 이상 연결 형성하되, 상기 노(爐) 유니트(100)의 판넬(10) 상하로 유통로(22)(22')를 형성하여 지그재그 형태의 배출로(20)를 이루게 된다.

상기 유통로(22)(22')는 판넬(10)의 일정 간격마다 위치하는 전열관(15)의 좌우측 전열관(15)의 일정부위를 90°방향으로 직교되게 절곡하여 개구된 형태로 형성하게 된다.

또한, 상기 노(爐) 유니트(100)의 천정 판넬(10)은 유통로(22)를 향해 전열관(15)이 폐열가스의 배출방향과 나란히 경사지게 절곡된 안내부(18)를 형성하게 구성 된다.

미설명부호로서, 19는 맨홀, 12a,b는 증기와 온수를 제공하는 집수관(12)의 연결구, 30은 소각로의 가동중에도 작동하는 브로우에 의해 제거된 폐열가스내의 분진을 배출하여 제거하기 위한 호퍼를 나타내는 것이다.

이러한 본 발명의 페열 보일러는 도 2에서와 같이 단독적으로 소각로 등에 연결하여 사용할 수 있임은 물론 도 8에서와 같이 종래의 폐열 보일러의 전처리 과 정, 즉 폐열가스의 냉각설비로서 설치하므로서 고온의 폐열가스를 1,2차에 걸친 전열 및 분진의 연소를 거치게 된다.

다음은 상기한 후자, 즉 본 발명의 폐열 보일러(이하 1차 보일러라 함)(101)와 종래의 폐열보일러(이하 2차 보일러라 함)(102)을 나란히 병설한 구조의 폐열 보일러를 중심으로 하여 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.

먼저, 상기 1,2차 보일러를 병설한 구조의 폐열 보일러는 1차 보일러(101)에서 고온의 폐열가스의 복사열에 의해 전열이 되고, 2차 보일러(102)에서는 대류전열에 의해 폐열 회수가 이루어지게 된다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

소각로 등의 소각과정에서 발생되는 대략 1000℃ 내외의 고온의 폐열가스를 1차 보일러(101)의 배출로(20)를 통해 배출하게 된다.

이때, 상기 배출로(20)에는 판넬(10)의 전열관(15)이 폐열가스 및 분진의 배출 방향을 따라 나란히 배설되어 있기 때문에 고온의 폐열가스의 전열을 효과적으로 행하면서 상기 폐열가스내의 분진이 융착되어 고형화되는 것을 방지하게 되는 것이다.

또한, 상기 1차 보일러(101)의 첫번째 노 유니트(100)와 함께 다수의 노 유니트(101)를 병설하고 있어, 상기 고온의 폐열가스를 지그 재그 형태의 배출로(20)를 통해 배출하면서 전열의 효과를 극대화하게 되는 것이다.

다시말하면, 상기 첫번째 노 유니트(100)의 배출로(20)와, 하부의 연통로(22')를 통해 두번째 노 유니트(100)의 배출로(20)로 안내되고, 다시 두번째 노 유니트(100)의 배출로(20)와 상부의 연통로(22)를 통해 세번째 노 유니트(100)의 배출로(20)로 안내되면서 폐열가스가 지그재그로 안내되어 전열 효과를 극대화하게 되는 것이다.

뿐만아니라, 상기 노 유니트(100)의 천장은 유통로(22)를 향해 판넬(10)의 전열관(15)이 폐열가스의 배출방향과 나란히 경사지게 절곡된 안내부(18)에 의해 폐열가스의 안내는 물론 전열 효과를 극대화하고,

또한, 상기 노 유니트(100)의 각 연통로(22)(22')도 판넬(10)의 일정 간격마다 위치하는 전열관(15)의 좌우측 전열관(15)의 일정부위를 90°방향으로 직교되게 절곡하여 형성하기 때문에 이를 폐열가스가 통과하는 과정중에도 전열과정을 행하므로서 전열 효과를 극대화하게 되는 것이다.

이와 같이 상기 각 노 유니트(100)의 배출로(20)를 통해 배출하면서 각 패널(20)의 전열관(15)과의 전열에 의해 발생된 증기는 상기 각 판넬(10)의 집수관(12)을 통해 증발기(또는 증기드럼) 등으로 공급되어 그 용도에 맞게 사용하게 되는 것이다.

상기와 같이하여 1차 보일러(101)를 통과한 고온의 폐열가스는 폐열가스내의 분진에 의한 다이옥신 재생성 온도 범위를 피함과 동시에 2차 보일러(102)에서 폐열가스 처리에 적합한 온도(대략 240℃)로 공급하게 되기 때문에 전체적인 장치의 부하를 방지함은 물론 폐열가스를 효과적으로 처리하여 배출할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기한 1차 보일러(101)는 도 7에서와 같이 그 노 유니트(100)의 병설 수효를 달리하므로서 단독적으로 고온의 폐열가스를 처리하도록 설치 사용할 수 있게 되는데, 이는 상기 폐열가스가 충분히 전열과정 및 분진의 처리 과정을 거치도록 하므로서 가능하게 된다.

한편, 상기 2차 보일러(102)는 전술한 바와 같이 폐열가스를 상기 보일러(3)의 배출로(2)를 통해 안내 배출하면서 보일러(3)상의 전열관(4)과의 재차 열교환으로 폐열가스의 온도를 적정하게 낮추어 대기로 배출하게 되는 것이다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명은 배출로 상에 폐열가스의 배출방향을 따라 전열관을 나란히 배열 형성한 노 유니트를 적어도 하나 이상 연결 형성하여 배출로를 지그재그로 형성함으로서 고온의 폐열가스를 최대한 전열함은 물론 폐열가스내의 분진의 연소를 극대화하면서 전열관에 융착됨을 방지하므로 효율성을 우수하게 제공하고, 또한 본 발명은 단독으로 설치 사용이 가능함은 물론 종래의 폐열보일러의 전처리 과정, 즉 페열가스의 냉각설비로 설치하므로서 고온의 폐열가스를 1,2차에 걸친 전열 및 분진의 연소 등을 행하도록 사용하므로서 그 효율성을 더욱 극대화하는 효과를 제공하는 것이다.

Claims (5)

1. 소각로 등의 소각과정에서 발생되는 폐열가스를 배출하면서 전열관에 의한 전열 및 그 분진을 연소하여 제거하는 것에 있어서,

   상,하단의 집수관(12)사이로 다수의 전열관(15)이 연결된 판넬(10)을 연결하여 배기가스 및 분진이 배출하는 방향을 따라 상기 전열관(15)의 길이방향으로 배출로(20)를 나란히 형성하는 노(爐) 유니트(100)로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐열 보일러.
2. 제1항에 있어서,

   상기 노(爐) 유니트(100)는 이를 적어도 하나 이상 연결 형성하되, 노(爐) 유니트(100)의 판넬(10) 상하로 유통로(22)(22')를 형성하여 지그재그 형태의 배출로(20)를 형성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 폐열 보일러.
3. 제2항에 있어서,

   상기 유통로(22)(22')는 판넬(10)의 일정 간격마다 위치하는 전열관(15)의 좌우측 전열관(15)의 일정부위를 90°방향으로 직교되게 절곡하여 개구된 형태로 형성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 폐열 보일러.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 노(爐) 유니트(100)의 판넬(10)은 다수의 전열관(15)이 일정 간격을 유지하며 인서트 되는 형태로 밀폐되게 맴브레인 웰딩(MEMBRANE WELDING)처리되어 이루어진 것을 특징으로 하는 폐열 보일러.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 노(爐) 유니트(100)의 천정 판넬(10)은 유통로(22)를 향해 전열관(15)이 폐열가스의 배출방향과 나란히 경사지게 절곡된 안내부(18)를 형성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 폐열 보일러.

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