KR0151491B1 - 가연성 고체 연소물 및 액체연료 겸용 연소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가연성 생활 쓰레기나 폐수지와 같은 고체 연소물은 물론, 액체 연료등을 대상연료로 하여 이들을 매연없이 효과적으로 소각처리 할수 있는 새로운 연소장치로서, 연소실 내로 공급되는 공기를 하향 회류시켜 화염과 공기가 최적합한 상태로 융합되게 하므로써 연소상태를 최상의 조건으로 형성하여 매연없는 활발한 연소효과와 높은 열효율을 얻을수 있게 하고, 연소실의 재받이용 로스틀을 일정시간마다 주기적으로 자동 개폐되게 하여 재를 배출케 하고 또한, 약간의 진동을 발생시켜 연료에 요동력을 부여하므로써 적충된 연료의 교반작용에 의해 상, 하부 연료가 신속히 연소되도록 한 것이다.

본 발명의 특징적 기술은 연소실 상부에서 하부 연소부를 향하여 공기를 회류 공급하게 하는 공기공급 장치와, 공급되는 회류 공기의 중심층에 연통을 설치하여 맑고 깨끗한 연소열기가 배출되게 하는 배기장치와, 재받이 로스틀에 대한 요동 및 개폐장치에 의해 연소촉진 되게 하는 일련의 새로운 연소장치를 특징으로 한것임.

Description

가연성 고체연소물 및 액체연료 겸용 연소장치

제1도는 본 발명의 전체구성을 보인 단면도.

제2도는 본 발명의 하향 회류형 송풍장치의 확대도.

제3도는 본 발명의 평단면도.

제4도는 자동 개폐형 로스틀의 구성을 보인 분리 사시도.

제5도 (a)는 대형 레버가 개폐레버를 크게 밀어서 열어주는 상태도이고, (b)는 소형 레버가 개폐레버를 짧게 밀어서 진동시키는 상태도.

제6도 (a)는 솔레노이드가 회전체를 밀어서 대형레버의 위치를 개폐레버와 일치시킨 상태도이고, (b)는 솔레노이드가 회전체를 당겨서 소형 레버와 개폐 레버를 일치되게 한 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연소기 2 : 연통

3 : 연통하단부 4 : 공기공급관

6 : 분기관 8 : 액체연료공급관

10 : 분사노즐 11 : 고체연소물 투입부

18 : 분진배출구 19 : 분진수집유도관

21 : 고정 로스틀 22 : 회전 로스틀

23 : 개폐레버 24 : 자동개폐 장치

26,27 : 대소형 레버 28 : 관체

30 : 협지홈 33 : 슬라이드 홈

본 발명은 단일 연소기로서 각종 가연성 고체 연소물은 물론, 폐유나 저질유와 같은 액체연료 등을 연료로 하여 연소공해 없이 효과적으로 연소 시킬수 있게 함과 아울러, 열효율을 높일수 있게한 가연성 고체 연소물 및 액체 연료겸용 연소장치에 관한 것이다.

일반적인 연소기에 있어서는 연료의 연소촉진을 위해서 연소실내에 충분한 공기를 주입하게 되며 연소가스를 줄이기 위해서는 연소가스를 2차 연소실로 경유시키는 등의 수단을 이용하고 있다.

종래의 연소장치는 연소실내에 공기를 주입하기 위해 공기 주입구를 연소기 일측 또는 연소기 하방 로스틀 쪽에 형성하여 공기를 단순 주입 하거나 방사형으로 공급하는 것이 알려져 있다.

그러나, 이러한 종래의 구성은 연소실 내에서 화열 및 열기의 정체시간이 짧아 불완전 연소현상이 발생함은 물론, 열효율도 저하되고 매연이나 그을음이 효과적으로 제거되지 못하는 문제점이 있으며 더구나 고체 연소물과 생활 쓰레기 및 저질 액체 연료등은 매연 발생이 심하기 때문에 종래의 일반적인 연소기 구성으로는 이를 소각 처리 시킬수 없다.

따라서, 종래 연소기에는 이러한 매연이나 유해가스를 처리할수 있는 별도의 매연제거 장치를 수반하여야 하고 이에 다른 시설비도 많이 요구되는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 감안해서 가연성 생활 쓰레기나 폐수지와 같은 고체 연소믈은 물론, 액체 연료등을 대상 연료로 하여 이들을 매연없이 효과적으로 소각 처리 할수 있는 새로운 연소장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 연소실 내로 공급되는 공기를 로스틀쪽으로 하향 혹은 상향 회류시켜 화염과 공기가 최적합 상태로 융합되게 하므로써 연소상태를 최상의 조건으로 형성하여 매연없는 활발한 연소효과와 높은 열효율을 얻을수 있게 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 연소실의 연소 재받이용 로스틀을 일정시간마다 주기적으로 자동 개폐되게 하여 연소재를 배출케 하고 또한, 약간의 진동을 발생시켜 연소물질의 요동력을 부여하므로써 적층된 연소물질의 교반작용에 의해 상. 하부 연료가 신속히 연소되도록 하는데 있다.

본 발명의 목적달성을 위한 특징적 기술은 연소실 상부에서 하부연소부를 향하여 공기를 회류 공급하게 하는 공기 공급 장치와, 공급되는 회류 공기의 중심층에 연통을 설치하여 맑고 깨끗한 연소열기가 배출되게 하는 배기장치와, 재받이 로스틀에 대한 요동 및 개폐장치에 의해 연소촉진 되게 하는 일련의 새로운 연소 장치를 제공하는 것이다.

이와같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨보된 도면에 의해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 제1도와 같은 원통형 연소기(1)의 상판 중앙에 연통(2)을 연결설치하되 연통 하단부(3)를 연소기 내부로 하향 돌출시켜 배기부를 형성 한 것이다.

연통 하단부(3)를 상면 보다 낮게 설치한 목적은 완전 연소된 연소열기만 중앙부분에 모여 배출되게 한 것이며, 연통의 돌출길이는 연소기 크기에 따라 차이가 있다.

상기한 연통(2) 중앙에는 공기 공급판(4)이 설치되며, 공기공급판(4)은 연소기 상단을 벗어난 위치의 외부에서 연통(2)을 뚫고 수직상으로 설치되고, 연통 하단부(3)보다 하방 위치에 있도록 길게 형성되어 있다.

공기공급관(4)의 외부쪽에는 송풍기(7)가 설치되고 내측의 하단부(5)는 막혀 있으며 그 위쪽에 방사상으로 다수의 분기관(6)이 무리를 지어 설치되어 있다.

분기관(6)은 하향 경사진 상태에서 일방향으로 틀어져 있는 한방향 회류형이며 송풍력은 제3도의 화살표시 처럼 하향 회류형으로 공급되는 것이다.

특히, 분기관(6)의 길이(설치폭)는 연통 하단부(3)의 폭 보다 크게 형성하므로써 회류 공기의 중심부에 연통 하단부(3)를 위치 되게 한 것이며, 회류 공기의 중심을 통해서 수직 상승하는 연소열기를 배출시키도록 구성한 것이다.

상기한 공기 공급관(4) 중앙에는 별도의 액체연료 공급관(8)이 설치되어 있다. 액체 연료 공급관(8)은 외부의 연료탱크와 연결되어 있으며 액체연료를 연소실에 분사 시키는 작용을 하는 것이다.

액체 연료 공급관(8)은 외부로 부터 연통(2) 및 공기 공급관(4)을 통해서 수직상으로 설치되고, 그 하단부의 분사노즐(10)은 연소실(9)의 바닥면 윗쪽에 위치되게 설치하므로써 액체 연료가 방사상으로 화염에 분사되게 구성한 것이다.

상기한 액체 연료 공급관(8)은 외부쪽에 설치된 밸브에 의해 공급, 차단되며 점화시 또는 고체 연료가 소진되었을 경우, 그리고 연소열원을 지속시킬 필요가 있을 경우에 연소연료로 대체 시킬수 있도록 한 것이다

또 다른 경우는 고체 연료와는 관계없이 폐유나 저질유만을 연료로 사용할 경우에만 사용되는 것이다.

연소기(1)의 고체 연소물 투입부(11)가 설치되어 있으며, 홉퍼(12)와 이송 스크류(13)로 구성되어 있고 이송스크류(13)는 모우터(14)에 의해 구동된다.

연소실(9)상단은 내통과 외통으로 구성된 이중통으로써 이들 사이의 공간은 배출통로(17)로 사용되고 내통의 전체에 다수의 분진 배출구(18)가 적당한 간격으로 천공되어 있으며 일측의 분진 수집유도관(19)은 분진제거 탱크(20)와 연결되어있다.

상기한 분진 배출장치는 연소실 내에서 회전 상승하는 미세한 분진등을 수집제거하는 기능을 하며, 분진이 연통(2)으로 배출되는 것을 최소로 줄일수 있다.

연소실(9) 바닥면에는 다수의 연소재 배출구를 가진 고정 로스틀(21)이 설치되고 그 밑에는 동일 배출구를 가진 회전 로스틀(22)이 회전 가능하게 중심축으로 체결되어 있으며 스프링(34)에 의해 복귀 되도록 설치되어 있다.

따라서, 상, 하부 구멍이 일치되면 연소재가 낙하되는 개방상태가 되며, 구명이 엇갈려 지면 막혀지는 상태에 있게 된다.

회전 로스틀(22)에는 개폐 레버(23)가 착설되어 있고 그 외단이 연소기 외부로 노츨되어 있다.

개폐레버(23)는 그 하방에 설치되 자동 개폐장치(24)에 의해 구동된다.

자동개폐장치(24)는 모우터(25)에 의해 회동하는 대, 소형레버(26)(27)와, 솔레노이드(35)에 의해 대, 소형 레버(26)(27)를 전후 진퇴시키는 위치 변환 장치로 구성되어 있다. 대소형 레버(26)(27)는 모우터 축(29)에 헐겁게 끼워진 하나의 관체(28)에 일체로 형성되어 있으며, 관체(28) 전단의 협지홈(30)에는 솔레노이드의 아암(31)이 연결되어 있어 솔레노이드의 로드가 전지하면 관체(28)가 뒤로 밀려지고 이와 반대로 로드가 후진하면 관체(28)가 당겨지는 작용을 한다.

특히, 모우터 축(29)의 고정핀(32)이 관체(28)의 슬라이드 홈(33)에 끼워져 있기 때문에 관체(28)는 모우터 축(29)과 함께 회전되면서도 솔레노이드(35)에 의해서 진퇴작동도 될수 있는 것이다.

대형레버(26)의 이동거리는 개폐레버(23)의 외단부와 일치되는 위치에서 정지될수 있도록 설정되며, 관체(28)가 뒤로 밀려지면 대형레버(26)가 개폐레버 외단부와 일치되는 위치에 있게되고 이와 반대로 관체(28)가 당겨지면 소형 레버(26)가 개폐레버(23)와 일치되는 위치에 있게 되는 것이다.

대형레버(26)가 개폐레버(23)를 밀어 주는 간격(S)은 상, 하부 구멍이 일치되어 개방될수 있는 간격으로 설정되어 있다.

또한, 소형레버(27)가 개폐레버(23)를 밀어주는 간격(H)은 구멍이 열리지 않는 범위내에서의 연속적인 요동을 목적하에 작은 간격으로 설정된 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 공기 공급장치는 예를 들면 구름을 동반한 태풍은 대개 원형을 이루며 회돌이 하다가 그 세력이 강하면 원심력에 의해 맑은 공기보다 무거운 구름은 외곽으로 퍼지면서 회전이동하게 되고 이에 따라서 태풍의 중심부(태풍의 눈)는 구름없는 맑고 깨끗한 공기만 남게되고 태풍은 그 주위의 기온 변화에 영향을 받아 이동하는 것처럼 본 발명은 연소기 내벽을 따라 하향 회전하면서 주입되는 공기에 의해 활발한 회전연소 작용이 이루어 지게 되고 중앙에 설치한 연통으로는 맑고 깨끗한 연소열기만 상승 배출되게 한 것이다.

본 발명의 최초 점화 시에는 액체 연료로 점화 하며 계속 액체 연료를 공급하여 일정시간 동안 가열되게 한후 고체 연소물 투입장치를 가동시키면 모우터(14)에 의해 이송 스크류(13)가 홉퍼(12)내에 고체 연소물을 연소실 내부로 이송, 투입시켜 연소되게 하며, 이때 연소기 내의 온도가 상승하면 액체 연료의 공급을 중단시키고, 연소실 내의 온도가 일정온도 이하로 내려가면 다시 액체 연료가 자동 공급, 분사되어 연소화열을 증폭시키므로 난연성 폐기물도 완전 연소시킬수 있게 된다.

또한, 점화와 동시에 공기 공급장치도 가동되어 송풍기(7)의 송풍력이 분기관(6)을 통해 하향 회류형태로 송풍되고 제2도와 같이 회전공기와 화염이 함께 융합되어 활발한 연소작용이 이루어 진다.

간혹, 연소중에 불완전 연소분자나 매연등이 연소실 내벽을 돌면서 상승 배출하려 해도 연속적인 하향 회류 공기에 휩쓸려 바닥면쪽으로 되돌려 져서 반복 회전 연소되므로 결국은 화염의 정체 연소시간이 길어져 불완전 연소율을 줄이고 열효율 향상의 효과를 갖게되고 분진 배출량도 감소시키게 된다.

이와같이 하향 회류 되는 송풍력이 연소실 내벽을 따라 계속 공급됨에 의해서 중심부쪽에는 상승력이 작용하여 상부 중앙에 설치된 연통으로는 맑고 깨끗한 연소열기만 상승배출되며, 연통과 연결된 집진기에서 재차 정화되어 방출되는 것이다.

또한, 연소중에 상승하는 미세한 분진등을 연소실 상변의 분진 배출구(18)와 분진 수집 유도관(19)를 통해서 분진제거 탱크(20)에서 처리되며, 이때의 상승되는 분진이 연통(2)으로 배출되는 것을 억제하기 위해서 연통 하단부(3)를 하향 돌출시키므로써 연소열기만 연통으로 배출되고 분진은 외부로 직접 방출됨이 없이 분진 배출구(18)로 배출될수 있다.

고체 연소물이나 폐윤활유 등을 연소시에는 연소재나 연소탄화물이 발생하므로 이때 자동 개폐식 로스틀이 수시로 연소재로 처리해 준다.

즉, 연소중에는 제5도 및 6도의 (b)상태처럼 소형레버(27)가 개폐레버(23)의 외단부와 일치되어 있고 모우터(25)의 구동에 의해 모우터축(29)와 관체(28)가 함께 회전하므로 소형레버(27)가 개폐레버(23)를 살짝 밀어준 후 벗어나는 연속 타격 작동을 반복하므로 매번 호전 로스틀(22)이 약간 회전하였다가 스프링(34)의 복귀력에 의해 원위치로 복귀되며 이때의 복귀 정지는 스톱퍼(T)에 의해 이루어 진다.

상기한 작동은 모우터(25)의 저속회전에 의해 비교적 느리게 작동하지만 연속 반복되므로 회전 로스틀(22)이 약간의 좌우 요동작용을 계속하여 상방의 연소물에 대한 유동력 및 교반 작용을 하게 되고 연소물이 완전연소를 가능하게 하고 연소율을 향상시키게 된다.

이러한 요동작동을 하는 중에 타임스위치와 연결된 솔레노이드(35)는 일정한 시간마다 주기적으로 관체(28)를 진퇴 작동시키며, 관체(28)가 전진하면 제5도 및 6도의 (a)상태처럼 대형레버(26)가 개폐레버(23)와 일치되어 S간격만큼 크게 밀어주므로 회전 로스틀(22)의 회동으로 상하구멍이 일치되어 개방되고 그 순간 상부의 연소재가 밑으로 떨어지는 것이다.

이러한 개방시간은 약 1∼2초 정도이지만 연소재는 충분히 배출 될수 있으며, 대형 레버(26)가 1회전 한 후에는 솔레노이드(35)가 자체 스프링의 복원력에 의해 후진하여 관체(28)를 끌어 당겨주므로 이때부터는 다시 소형 레버(27)에 의해 회전로스틀(22)이 요동작용을 하는 것이다.

이렇게 된 본 발명은 고체 연소물과 액체연료를 겸용 할 수 있는 연소장치로 구성하므로써 연소실의 온도 및 연소조건에 따라 각각 또는 활용할수 있어 점화 초기에서부터 본 연소시 까지 활발한 연소 효율을 얻을수 있고 하향 회류식 송풍 장치에 의해 연소화염에 최적의 공기를 부여하여 불완전연소 현상이나 매연발생을 크게 줄일수 있으므로 폐수지, 폐유등의 산업 쓰레기는 물론, 아파트 등에서 발생되는 생활 쓰레기를 효과적으로 소각 처리 할수 있고 본 발명의 연소기를 보일러에 적용하여 열원을 크게 이용 할수있는 효과가 있는 것이다.

본 발명의 구체적인 방법과 장치등은 상세히 설명되었지만 여기에 첨부된 청구범위에서 정의한 본 발명의 정신과 범위의 한계내에서 여러가지 수정과 변경을 가할수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (4)

1. 연소기(1)의 상판중에 설치된 연통(2)의 하단부(3)를 연소실 내부로 하향돌출되게 형성한 배기부와, 외부로 부터 연통(2)을 통해서 연소실 내부로 유입된 공기공급관(4)하단에 다열다층의 하향 회류형 분기관(6)을 형성하여 연소실내에 공기를 하향 회류형으로 공급하게 한 공기공급장치와, 외부로부터 공기공급관(4)을 통해서 연소실 내부로 유입된 액체연료 공급관(8) 하단의 분사노즐(10)을 통해서 액체연료를 분사하게 한 액체연료 공급장치와, 연소기 일측면에 설치한 홉퍼(12)하단에 이송스크류(13)를 설치하여 고체연소믈을 연속 투입하게한 고체 연소물 투입장치와, 연소실 상변에 다수의 분진 배출구(18)를 형성하여 상승되는 분진이 분진 배출구(18) 및 배출통로(17) 분진수집 유도관(19)을 통해서 집진탱크로 수집되게 한 분진배출장치와, 연소실 바닥면에 설치한 고정로스틀(21) 밑에 회전 로스틀(22)을 설치하고 외부로 돌출된 회전 로스틀(22)의 개폐레버(23)를 자동개폐장치(24)의 대, 소형 레버(26)(27)에 의해 개폐 및 요동작동이 되게한 연소재 자동배출장치로 이루어짐을 특징으로 한 가연성 고체 연소물 및 액체연료 겸용 연소장치.
2. 제1항에 있어서, 공기공급장치의 하향 회류형 분기관(6)의 설치폭을 연통(2)의 직경보다 크게 형성하고, 공기공급관(4)의 하단은 막혀지게 형성함을 특징으로 한 가연성 고체 연소물 및 액체연료 겸용 연소장치.
3. 제1항에 있어서, 공기공급장치의 하향 회류형 분기관(6)은 하향경사지게 형성함을 특징으로 한 가연성 고체 연소물 및 액체연료 겸용 연소장치.
4. 제1항에 있어서, 자동개폐장치(24)의 대소형 레버(26)(27)는 모우터(25)에 의해 회전하고 솔레노이드(35)에 의해 진퇴조절되게 함을 특징으로 한 가연성 고체 연소물 및 액체연료 겸용 연소장치.