KR0130858B1 - 가스연소부의 선회류형성 및 회수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입구에 2차공기 주입날개를 구비하여 평행으로 공급되는 가스를 선회류로 바꾸면서 공기를 주입하고 일정공간을 지난뒤 난류류증가를 위해 중심축방향으로 일부공기를 주입한 뒤 다음단에서 선회류를 평행류로 바로잡는 날개를 형성시켜 설치하므로서 선회류가 가진 운동에너지가 회수되면서 이 날개가 적열상태로 있게 되므로서 그 사이를 지나면서 난류가 집중적으로 형성되게 되고 날개가 적열되어 있어 적열에 의해 저장된 복사열에 의해 재가열연소되어 완전연소를 이룰수 있게 한 것이다.

Description

가스연소부의 선회류형성 및 회수장치

제1도는 본 발명의 연소실종단면도.

제2도는 본 발명의 선회류에너지 회수 날개.

제3도는 본 발명의 공기공급 및 가스선회류날개 단면도.

제4도는 본 발명의 다른예의 공기공급구를 나타낸 전개 사시도.

제5도는 (a) (b)는 본 발명의 또 다른 예의 공기와 가스혼합상태 단면도.

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A : 공기공급 및 선회류 형성날개 B : 선회류에너지회수날개

1 : 공기공급통 2 : 보호용내화재

3 : 보조연료공급파이프 4 : 보조연료점화장치

6 : 내화물날개 7 : 중심부내화물지지대

8 : 외부내화물받침대 9 : 연소실의외부

11 : 난류촉진공기입구

본 발명은 쓰레기, 석탄, 기타 고체연료 등을 연소시키는 연소로나 폐가스를 소각시키는 연소로등의 최종연소단에서 선회류를 증가시켜 가스상의 연소물질을 완전연소시키기 위한 가스연소부의 선회류 및 회수장치에 관한 것이다.

종래에는 쓰레기나 석탄 등의 연소는 고체부에서는 가능한한 연소량을 적게하고 가스화를 촉진시켜 최종연소단에서 높은 온도, 높은 난류의 장시간 체류 등을 증가시키기위해 많은 노력을 기울여 왔다. 이러한 목적을 위해 여러가지로의 형상이 채택되고 있으나 공기공급량이나 연소조건에 따라 항상 일정하고 확실한 연소조건을 얻는 것은 큰 문제가 되고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 고체연료 뿐 아니라 연소물질이 적은 폐가스, 높은 온도가 필요한 유해난연성 쓰레기 등의 처리에 필수적인 것으로 높은 선회계수를 갖는 선회류를 형성시킨 뒤 이 선회류에 요하는 에너지를 회수함과 동시에 그 부분에서 난류를 집중적으로 발생시키면서 내화물로 제작된 날개가 적열상태로 유지되게 하므로서 모든 조건을 만족할수 있게 한 것으로, 본 발명은 입구에 2차공기 주입날개를 구비하여 평행으로 공급되는 가스를 선회류로 바꾸면서 공기를 주입하고 일정공간을 지난뒤 난류증가를 위해 중심축방향으로 일부공기를 주입한뒤 다음단에서 선회류를 평행류로 바로잡는 날개를 형성시켜 설치하므로서 선회류가 가진 운동에너지가 회수되면서 이 날개가 적열상태로 있게 되므로서 그 사이를 지나면서 난류가 집중적으로 재형성되게 되고 날개가 적열되어 있어 적열에 의해 저장된 복사열에 의해 재가열연소되어 완전연소를 이룰 수 있게 한 것이다.

이와 같이 된 본 발명을 실시예시도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 제1도에서 보는 바와같이 기본적으로 상하두개의 날개로 구성된다. 제1도의 선회류부(A)는 공기공급과 선회류형성을 겸한 것으로 공기닥트 케이싱(1)과 보호용내화물(2) 및 보조연료주입구(3)로 구성된다.

따라서 보조연료노즐은 모든날개에 설치하는 것이 아니라, 2-4개의 적당한 개수만 설치하여도 된다. 선회류부(A)에 의해 연소실(9)의 내부는 완벽한 연소를 수행하게 된다. 실험결과 너무높은 선회류는 가스혼합효과가 좋지 못하므로 공간의 공기투입구에서 중심측 방향으로 공기를 투입하므로서 난류강도만을 증가시켜 완전혼합을 유도하게 할 수도 있다. 그뒤 가스가 점차 상승하여 직선유도부(B)에 도달하면 내화물계 날개에 부딪치게 된다. 이때 가스가 가진 열에 의해 날개는 적열상태로 되고 동시에 국부적으로 난류가 강력하게 일어나게 되어 최종적으로 미연소가스와 산소가 격렬히 혼합되어 연소된다.

일반적으로 난류를 형성시키는 위해서는 압력손실을 상당히 걸리게 해 길러주어야 하나, 본 발명은 베루누이의 원리에 위해 속도에너지가 압력에너지로 변화되어 압력손실이 줄어들면서 난류가 형성되는 가장 이상적인 장치이다.

상하부의 날개는 모두 혼합선회류변경, 가열등 여러가지 목적을 동시에 수행하여 간단하면서도 확실한 완전연소촉진장치가 된다.

선회류부(A)의 날개는 제2도에서와 같이 본체(1)는 금속제로 형성되어 내열성이 한계가 있으므로 외부를 내화물로 피복하고 내부는 공기를 공급시켜 냉각시키므로서 소손을 방지한다. 날개의 모양은 수직으로 들어온 가스가 원주방향으로 선회되도록 경사지게 설치되며 날개의 끝부분에서 공기가 빠른 속도로 분출되게 하므로서 강력한 선회류를 형성한다. 선회류부(A)는 하부의 폐가스나 건류가스등이 선회없이 공급되거나, 선회류부(A)에서 공급되는 공기량이 적어도 날개의 모양에 의해 적당한 선회류는 항상 유지하게 된다.

보조연료투입장치(3)는 가스 또는 유류노즐을 사용하여 투입되며 노내온도가 적정온도(700℃) 이하 일 경우나 시동시 투입되어 노내는 적정온도 이상으로 유지시켜주는 역할을 한다.

보조연료투입장치는 제4도에서 보는 바와 같이 항상 공기로 냉각되게 되어, 보조연료가 투입되지 않을 때도 소손이 방지된다.

직선유도부(B)는 선회류의 선회에너지를 압력에너지로 전환하면서 국부적인 난류를 형성시킴과 동시에 적열부를 유지하면서 가스를 통과시키므로서 완전히 연소 반응이 끝나도록 한 것으로서 제3도에서왁 같이 내화물세라믹제의 날개와 지지부(7)(8)로 구성된다.

내화물세라믹제의 날개(6)는 호형으로 형성하여 원주방향으로 설치한 것으로 하부의 선회류가 호형날개의 끝부분으로부터 들어와서 날개에 부딪쳐 직선으로 펴지게 된다. 장치가 대형일경우 날개(6)의 아래부분에 수냉관을 배치하여 지지대를 보강할 수도 있다.

한편, 보조공기공급부(C)는 선회류부(A)에서 발생된 선회류만으로는 혼합이 충분치 않은경우가 있어 선회류부(A)와는 달리 접선방향이 아닌 중심축방향으로 공기를 분출시켜 난류강도를 증가시키므로서 공기와 연소가스가 완전혼합되게 한 것으로, 회전류만으로는 연소에 필요한 모든 조건을 얻을 수 없어 설치하는 것이나 소형의 경우 생략할 수도 있다.

이상과 같은 기구를 실제응용하는 방법은 소형의 원형수직로, 스토카타입, 킬른형식, 스몰모듈러형식 등 다양하게 응용할 수 있다.

이와 같이 다양하게 적용할 수 있는 본 발명으로 형상에서도 다양한 모양을 할 수 있다. 원칙적으로 원형로내에서 작동시킴이 가장 유리하나 대형일 경우 다각형의 노내에서도 적용이 가능하며 심한 경우에는 정방형의 4각노에서도 적용이 가능하다. 이 경우는 모서리부분에서의 압력손실이 상당하므로 이에대한 보완이 필요하다. 뿐만 아니라 경우에 따라서는 선회류부(A) 구조를 바꾸어 공기량이 충분한 경우 원주방향에서만 공기를 공급하여도 선회류가 형성될수도 있으며 가스의 공급을 접선방향으로 하여 자연적으로 선회류가 생기게 하고 공기는 입구에서 가스와 혼합되게 하거나 원주방향에 노즐을 설치하여 혼합시킬수 있다.

출구축의 구조는 동일하며 내화제의 날개가 선회류의 회수 및 적열체 유지, 국부 난류형성장치등의 3중 목적의 역할을 하게된다.

Claims (5)

1. 쓰레기 또는 교체연료 및 폐기가스등의 최종연소단에 있어서 선회류형성날개와 중간에 공기분출구를 형성한 상부에 선회류를 회수하는 내화제의 날개를 설치한 가스연소부의 선회류 형성 및 회수장치.
2. 제1항에 있어서 선회류 형성날개의 내부에 공기를 통하게 하고, 그 끝부분에 선회류방향과 일치된 공기노즐을 설치하여 선회류형성을 확실하게 한 공기공급 겸 선회류형성날개를 설치한 가스연소부의 선회류형성 및 회수장치.
3. 제1항에 있어서 선회류날개 중앙부에 보조연료공급장치를 가설하고 넓은면에 보조연료가 퍼질 수 있게 하고 연료를 공급하지 않을때도 공기에 의해 냉각되게 한 보조연료공급장치를 한 가스연소부의 선회류형성 및 회수장치.
4. 제1항에 있어서 내화제의 선회류 회수날개를 설치한 가스연소부의 선회류 형성 및 회수장치.
5. 제1항에 있어서 선회류형성 날개의 상부에 혼합촉진용 공기구를 중심측 방향으로 설치한 가스연소부의 선회류형성 및 회수장치.