KR0159157B1 - 음파가진에 의한 연소로용 2차공기 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음파가진을 이용한 2차공기 공급장치에 대한 것으로 발명의 주된 목적은 연소로로 공급되는 공기의 분출형태가 가진주파수에 의해 증감을 반복하고, 또 난류강도가 현저히 증가되도록 하여 연소가스와의 혼합이 활발해지도록 하는데 있으며, 더 나아가서 연소실의 용적을 축소하고 연소율을 향상시킴은 물론 연소온도분표의 편차를 줄여 공해물질의 파괴 및 발생을 억제하고, 배기가스에 포함된 공해물질의 감소로 후처리 설비의 경비를 절감시킬 수 있도록 하는데 목적이 있는 것이다.

이를 위해 특정적인 구성은 중간의 폐기물 투입구를 통해 투입된 폐기물이 연소로의 하반부에서 공급되는 1차공기에 의해 베드에서 연소될 때 1차연소가스가 발생하는 통상의 연소로에 있어서, 상기한 연소로의 일측편에 가진실을 설치한후, 그 상,하측의 공급구멍을 통해 강제공급된 공기가 2차공기노즐을 통해 연소로로 분사되도록 하되, 상기의 가진실내에 설치한 스피커에 의해 노즐을 통과하는 공기가 정현파신호에 의해 공진주파수로 가진된 상태에서 공급되는 도달거리 및 분출폭이 커져 확산이 잘 되도록 하는데 있다.

Description

음파가진에 의한 연소로용 2차공기 공급장치

제1도는 본 발명의 실시예를 보인 연소로의 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 가진실 4 : 스피커

10 : 연소로 11 : 투입구

12 : 베드 13 : 공기분배판

31 : 공급구멍 32 : 공기노즐

W1 : 1차공기 W2 : 2차공기

본 발명은 음파가진을 이용한 2차공기 공급장체에 대한 것으로, 더 자세히 말하자면 연소로에 연소를 위한 2차공기를 공급하되, 공기의 분출형태를 보다 효율적으로 유도하여 공기의 도달거리 및 분출폭이 커지도록 하기 위한 것이다.

일반적으로 연소실(소각로 포함)에 있어서 2차공기를 공급한다는 것은 연소실의 열부하 완화와 이로 인한 NOx와 같은 공해불질을 감소, 미연소물질의 2차연소, 저공기비로의 효율향상 등을 목적으로 사용되는 연소공기 공급방식이다.

이때 투입된 2차공기와 1차연소가스의 혼합형태는 연소로의 응용에 있어서 중요한 고려사항이며, 제품의 소형화, 고연소효율 및 공해불질의 발생억제와도 관계가 깊다.

그러므로 2차공기가 1차연소가스와 최적으로 혼합되도록 하는 투입위치, 투입량 및 투입속도 등에 관한 권장값들이 많이 추천되고 있는데, 소각로의 경우 2차공기는 총 공기공급량의 20%~40%정도 투입하며, 2차공기의 침투거리가 연소실 폭의 90%이상이 되도록 20-50m/s의 분출속도를 가지게 된다.

이러한 테이타들은 2차공기가 1차연소가스와 최적의 혼합이 이루어지도록 하는데 목적이 있고, 최적의 연소상테를 실제 소각로에서 실현하기 위해서는 각각의 상황에 따라 적절한 값이 공학적인 판단과 테스트를 거쳐서 결정된다.

소각에서 최적의 연소조건으로 추천되는 3T(Temperature, Time, Turbulence)는 많은 가정이 수반되고 있기 때문에 실제 소각에 그대로 적용하기에는 막연한 감이 없지 않다.

온도(연소실의 평균온도 850℃ 이상)의 경우, 평균온도가 추천치 범위안에 있다고 하더라도 연소실 단면의 온도분표가 심한 편차를 가질 경우, 온도가 낮은 부분에서 CO2, 다이옥신, 퓨란 등이 발생될 수 있고, 온도가 높은 부분에서는 NOx와 같은 공해물질이 발생된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 가지 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 발명의 주된 목적은 연소로로 공급되는 공기의 분출형태가 주파수에 의해 증감을 반복하고, 또 난류강도가 현저히 증가되도록 하여 연소가스와의 혼합이 활발해지도록 하는데 있으며, 더 나아가서 연소실의 용적을 축소하고 연소율을 향상시킴은 물론 연소온도분포의 편차를 줄여 공해물질의 파괴 및 발생을 억제하고, 배기가스에 포함된 공해물질의 감소로 후처리 설비의 경비를 절감시킬 수 있도록 하는데 목적이 있는 것이다.

그리고 이를 위한 특징적인 구성은 중간의 폐기물 투입구를 통해 투입된 폐기물이 연소로의 하반부에서 공급되는 1차공기에 의해 베드에서 연소될 때 1차연소가스가 발생하는 통상의 연소로에 있어서, 상기한 연소로의 일측편에 가진실을 설치한후, 그 상,하측의 공급구멍을 통해 강제공급된 공기가 2차공기노즐을 통해 연소로로 분사되도록 하되, 상기의 가진실내에 설치한 스피커에 의해 노즐을 통과하는 공기가 정현파신호에 의해 공진주파소로 가진된 상태에서 공급되어 도달거리 및 분출폭이 커져 확산이 잘 되도록 하는데 있다.

이하 첨부도면에 따라 본 발명의 상세한 구성 및 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 실시예를 보인 연소로의 사시도이다.

도면에서 보듯이 연소로(10)는 중간에 형성된 폐기물 투입구(11)를 통해서 폐기물을 투입할 수 있고, 하반부에서 공급되는 1차공기(W1)에 의해서 베드(12)의 폐기물이 연소되며, 이때 1차연소가스(G1)가 발생한다.

상기한 연소로(10)의 측편으로 가진실(3)을 마련하되, 상측 또는 하측의 두곳에서 강제송풍되는 2차공기(W2)가 유입될 수 있도록 공급구멍(31)을 형성하고, 상기한 연소로(10)로 이어진 2차공기노즐(32)을 통해 연소로에 공급되게 한다.

그리고 상기한 가진실(3)의 내부에는 2차공기노즐(32)을 향한 스피커(4)를 내장하되, 정현파입력장치(5)로 부터 일정한 공진주파수가 전달되었을 때 공기를 가진시킬 수 있도록 한다.

도면중 미설명 부호(13)은 공기분배판, (14)는 프리보드이다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동상태에 대해서 설명한다.

2차공기(W2)가 송풍기(도시하지 않았음)로 부터 전달받은 공진주파수대로 2차공기(W2)를 가진시키게 된다.

가진된 2차공기(W2)는 공기노즐(32)을 통하여 연소로(10)로 분사되는데 이 공기노즐(32)의 직경과 같이, 그리고 2차공기의 음속에 따라 공진주파수가 결정되며, 이러한 주파수로 스피커(4)를 구동하게 된다.

상기와 같은 방식으로 2차공기를 투입하게 되면 2차공기의 분출형태가 가진주파수의 영향을 받아 공기노즐의 출구 근처에서는 가진 정현파의 위상에 따라 분출속도가(비가진할 경우에 비해)증감을 반복한다.

따라서, 이러한 분출형태로 인해서 난류강도가 현저히 증가하고, 1차연소가스(G1)와의 혼합이 활발해지며, 분출력이 증가하여 2차공기(W2)의 도달거리가 길어짐은 물론 분출폭이 커져서 연소실로의 확산이 증가된다.

결과적으로 기존의 방식에 비해 투입후 짧은 시간내에 1차연소가스와의 혼합을 완료하게 되는 것이며, 혼합실험을 통하여 연소로(3) 단면의 2차공기 농도분포편차가 비가진 공급할 경우에 비해서 많이 감소함을 확인하였다. 특히 연소상태에서는 연소율을 향상시키고, 연소온도를 상승시키며, 연소 온도분표의 편차가 줄어든다.

이상에서 자세히 설명한 바와 같이 본 발명은 기존의 2차공기 투입방식이 가지고 있는 문제점을 해결하였고, 연소로(소각로 포함)에 적용하게 되면 빠른 혼합으로 연소실의 용적을 축소할 수 있으며, 연소율을 향상시킬 수 있다.

그리고 고른홉합이 이루어져 연소온도분포의 편차가 줄기 때문에 공해물질의 파괴 및 발생을 억제할 수 있으며, 배기가스에 포함된 공해물질이 감소되기 때문에 후처리 설비의 경비를 절감할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 중간의 폐기물 투입구를 통해 투입된 폐기물이 연소로의 하반부에서 공급되는 1차공기에 의해 베드에서 연소될 때 1차연소가스가 발생하는 통상의 연소로에 있어서, 상기한 연소로의 일측편에 가진실을 설치한후, 그 상,하측의 공급구멍을 통해 강제공급된 공기가 2차공기노즐을 통해 연소로로 분사되도록 하되, 상기의 가진실내에 설치한 스피커에 의해 노즐을 통과하는 공기가 정현파신호에 의해 공진주파수로 가진된 상태에서 공급되어 도달거리 및 분출폭이 커지도록 하여 난류강도를 증가시켜 혼합효과를 극대화시키는 것을 특징으로 하는 음파가진에 의한 연소로용 2차공기 공급장치.