KR100413188B1 - 가연성 분체연료 연소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분체연료 분쇄 연소기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가연성 산업 폐기물 등을 연소시켜서 환경오염을 방지하면서 동시에 에너지를 발생시키기 위한 연소기에 관한 것이다. 그 구성은, 가연성 폐기물 등을 분쇄, 압출 성형한 후 미립자로 분쇄하여 연료화하는 가연성 분체연료 연소기에 있어서, 상기 미립자로 분체화된 연료를 연소기로 유입하기 위한 분체연료 공급기와; 상기 분체연료 공급기의 하부에 배치되어 분체연료가 연소되기 전에 저장되는 분체연료 저장실과; 상기 연소기 외부에 부착되어 상기 분체연료 공급기에서 공급되는 분체연료를 가열하여 가연성 가스를 발생시키며 이를 연소시키기 위한 파일럿 버너와; 상기 파일럿 버너와 연소실내에 연소용 공기를 공급하기 위한 송풍기와; 상기 파일럿 버너의 불꽃을 이용하여 분체연료를 가열하므로 고온의 가연성 가스를 발생시켜서 외부의 공기와 함께 1차 연소실로 공급하는 파일럿 연소실과; 상기 파일럿 연소실 후단에 배치되며 상기 파일럿 연소실에서 공급된 고온의 가연성 가스 및 공기를 혼합하고 파일럿 버너의 불꽃을 이용하여 연소시키는 노즐 형상의 1차 연소실과; 상기 1차 연소실의 후단 및 그 주변에 배치되는 2차 연소실로서, 상기 2차 연소실은 1차 연소실로 부터 배출되는 분체연료의 불연소 가스 및 고열을 외부로 부터 격리시키는 격리판으로 이루어지며, 1차 연소실은 상기 2차 연소실의 내부 중앙에 놓여서 1차 연소실에서 발생되는 고열이 2차 연소실을 가열하여 상기 2차 연소실에 유입된 분체연료의 가스를 재차 연소시키게 되며, 상기 1차 연소실의 외측에는 상기 2차 연소실내의 가연성 가스가 공기와 양호하게 혼합되어 연소되도록 하는 스크류가 고정되어 있는, 2차 연소실과; 상기 2차 연소실에 인접 배치되며 상기 2차 연소실의 일부를 에워싸는 구성으로서 상기 2차 연소실의 자기 복사된 열에 의해서 고온으로 가열되는 3차 연소실로서, 상기 2차 연소실에서 배출된 분체연료의 불연소 가스가 공기와 양호하게 혼합되어 연소되도록 하는 회전수단을 갖는, 3차 연료실을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

가연성 분체연료 연소기{BURNER FOR INFLAMMABLE PULVERIZED FUEL}

본 발명은 가연성 분체연료 연소기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가연성 산업 폐기물 등을 연소시켜서 환경오염을 방지하면서 동시에 에너지를 발생시키기 위한 연소기에 관한 것이다.

최근에 한국을 비롯하여 전세계가 산업화 및 공업화되는 과정에서 산업 폐기물이 범람하여 환경문제가 심각한 지경에 이르게 되었다. 산업화 및 공업화 과정에서 부산되는 폐기물들은 자연분해되는데 짧게는 수년에서 길게는 수백년 또는 그 이상이 소요되어 지구의 자연 환경을 파괴시키며 따라서 그 안에서 생활하는 인간의 건강에 막대한 영향을 주고 있다. 각국 정부에서는 환경 보호법, 폐기물 관리법 등을 두고서 산업 폐기물에 의한 환경 파괴를 막아보려고 하지만 현실적으로 한계에 부딪치고 있다.

환경 보호의 일환으로 산업폐기물을 소각하는 방법이 널리 사용되고 있다. 그러나 이러한 방법은 연소기를 가동시키는데 많은 연료비용이 소요되고 흔히 2차공해를 일으키기도 한다. 이러한 2차 공해의 예로는 청소공장에서 폐기물을 소각하는 과정에서 발생하는 유독가스인 다이옥신 등을 들 수 있다.

따라서, 본 발명은 환경을 보호하면서 산업 폐기물들을 안전하게 소각할 뿐 아니라 이러한 소각 과정에서 에너지를 얻도록 하는 것을 근본 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 가연성 폐기물 등을 파쇄 또는 분쇄하여 혼합하고 이를 압출 성형한 후 다시 미립자로 분쇄하여 연소시켜서 2차 공해를 최소한으로 줄이도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 산업 폐기물을 소각시키는데 연료가 최소한으로 절약되며 효율적인 에너지 공급이 가능한 연소기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명에 따른 가연성 분체연료 연소기의 일 실시예의 사시도로서 그 내부의 일부를 도시한 도면

도2는 본 발명에 따른 가연성 분체연료 연소기의 일 실시예의 측면도로서 그 내부의 일부를 도시한 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100: 연소기

110: 분체연료 공급기 120: 연료 저장기

130: 송풍기 131: 송풍통로

132: 송풍모터

140: 파일럿 버너 141: 점화전극봉

142: 석유 분사노즐대

150: 파일럿 버너 가열로 160: 가열로 2차 통로

164: 메인 플레이트 165: 고정볼트

166: 공기통로 격리판 및 고정 플레이트

167: 베어링 168: 공기유입통로

169: 베어링 269: 연료식 격리판

170: 스크류 구동축 및 연소공기통로

180: 송풍 노즐 190: 1차 연소기(가스 및 공기 혼합 노즐)

200: 2차 연소실 캡 201: 고정스크류

202: 2차 연소실 출구 203: 격리판

300: 3차 연소실(불꽃 방출 통로)

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 그 구성은 다음과 같다. 즉, 가연성 폐기물 등을 분쇄, 압출 성형한 후 미립자로 분쇄하여 연료화하는 가연성 분체연료 연소기에 있어서, 상기 미립자로 분체화된 연료를 연소기로 유입하기 위한 분체연료 공급기와; 상기 분체연료 공급기의 하부에 배치되어 분체연료가 연소되기 전에 저장되는 분체연료 저장실과; 상기 연소기 외부에 부착되어 상기 분체연료 공급기에서 공급되는 분체연료를 가열하여 가연성 가스를 발생시키며 이를 연소시키기 위한 파일럿 버너와; 상기 파일럿 버너와 연소실내에 연소용 공기를 공급하기 위한 송풍기와; 상기 파일럿 버너의 불꽃을 이용하여 분체연료를 가열하므로 고온의 가연성 가스를 발생시켜서 외부의 공기와 함께 1차 연소실로 공급하는 파일럿 연소실과; 상기 파일럿 연소실 후단에 배치되며 상기 파일럿 연소실에서 공급된 고온의 가연성 가스 및 공기를 혼합하고 파일럿 버너의 불꽃을 이용하여 연소시키는 노즐 형상의 1차 연소실과; 상기 1차 연소실의 후단 및 그 주변에 배치되는 2차 연소실로서, 상기 2차 연소실은 1차 연소실로 부터 배출되는 분체연료의 불연소 가스 및 고열을 외부로 부터 격리시키는 격리판으로 이루어지며, 1차 연소실은 상기 2차 연소실의 내부 중앙에 놓여서 1차 연소실에서 발생되는 고열이 2차 연소실을 가열하여 상기 2차 연소실에 유입된 분체연료의 가스를 재차 연소시키게 되며, 상기 1차 연소실의 외측에는 상기 2차 연소실내의 가연성 가스가 공기와 양호하게 혼합되어 연소되도록 하는 스크류가 고정되어 있는, 2차 연소실과; 상기 2차 연소실에 인접 배치되며 상기 2차 연소실의 일부를 에워싸는 구성으로서 상기 2차 연소실의 자기 복사된 열에 의해서 고온으로 가열되는 3차 연소실로서, 상기 2차 연소실에서 배출된 분체연료의 불연소 가스가 공기와 양호하게 혼합되어 연소되도록 하는 회전수단을 갖는, 3차 연료실을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 가연성 분체연료 연소기에서, 상기 분체 연료 공급기는, 깔때기 형상으로서, 분체화된 연료가 유입되는 연료유입 통로, 공기회전 유도관, 공기회전실 덮개, 및 연료이송 공기배출구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 가연성 분체연료 연소기에서, 상기 분체화된 연료는 외부의 팬을 이용하여 공기와 함께 분체연료 공급기로 유입되며, 유입될 때 공기 및 분체연료가 상기 원통형 공급기의 내측 벽면에 대해서 대체로 접선방향으로 유입되도록연료유입 통로가 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 가연성 분체연료 연소기에서, 원통형의 스크류 구동축 및 연소공기 통로로서, 상기 구동축의 일측은 분체연료 저장기를 통과하도록 배치되어 그 외측에 형성된 스크류의 회전에 의해서 분체연료를 파일럿 연소실 내로 이송되게 하며, 상기 구동축의 내부에는 송풍기로부터 공급된 공기가 공급되는 관을 갖으며, 상기 구동축의 일측은 송풍기에 연결되어 공기가 상기 관으로 유입되게 하며, 그 타측에서는 구동축의 절단면 및 원통 표면을 통해서 상기 관으로 부터 공기가 유출되도록 공기 유입 통로가 형성되어 있는 스크류 구동축 및 연소공기 통로와; 상기 스크류 구동축 및 연소공기 통로의 타측 절단부에 부착된 깔대기 모양의 송풍 노즐로서, 상기 노즐은 직경이 큰 쪽이 스크류 구동축의 절단면에 부착되며 직경이 작은 쪽은 그 후단의 2차 연소실을 형성하는 것으로서 상기 구동축보다 직경이 작은 노즐의 입구 내부로 일부 비접촉으로 삽입되도록 이루어져 있는, 송풍 노즐과; 원통형의 가열로 2차 통로로서, 상기 가열로 2차 통로는 상기 스크류 구동축 및 연소공기 통로의 외측에 그것과 일정한 거리로 이격된 상태로 상기 스크류 구동축을 에워싸며, 그 일측은 연료 저장실 격리판에 부착되어 있으며, 그 타측은 깔때기 형상으로서 노즐 형상의 1차 연소실 입구 외주에 부착되어 있어서 그 내부의 스크류 구동축 및 연소공기 통로에서 발생되는 가연성 가스가 외부로 나가지 못하도록 하는 가열로 2차 통로와; 상기 가열로 2차 통로의 외측에 그것과 일정한 거리로 이격된 상태로 상기 가열로 2차 통로를 에워싸는 원통형상의 파일럿 버너 가열로로서, 상기 가열로 내부에는 파일럿 버너에서 발생된 고열이 전달되며 상기 전달된 고열이 외부로 방출되지 않도록 일측은 연료저장기에 의해서 밀폐되며 타측은 격리판에 의해서 밀폐되어 있으며, 파일럿 버너에서 발생된 고열이 상기 가열로 2차 통로 내부의 분체연료를 가열하여 가연성 가스를 발생시키는 파일럿 버너 가열로를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 가연성 분체연료 연소기에서, 상기 파일럿 연소실의 내부 온도는 바람직하게는 500 내지 600℃ 까지 상승시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 가연성 분체연료 연소기에서, 상기 스크류 구동축 및 연료공기 통로는 그 일측에 연결된 모터에 의해서 회전되며, 상기 구동축의 외측에 형성된 스크류의 회전에 의해서 분체연료를 연소실로 이송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 가연성 분체연료 연소기에서, 상기 파일럿 버너 가열로에는 파일럿 버너로 부터 발생된 불꽃이 상기 가열로 내에서 전반적으로 원활하게 순환되도록 하기 위한 파일럿 버너 고정 프로펠러가 형성되어 있음을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 가연성 분체연료 연소기에서, 상기 1차 연소실의 노즐 입구에는 파일럿 버너의 불꽃이 전달되어 분체연료에서 발생된 가연성 가스와 공기의 혼합에 의한 연소를 상승시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 가연성 분체연료 연소기는, 상기 회전수단은 나선 구조로 되어 있어서, 상기 노즐을 통해서 배출되는 기체가 회전운동을 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 가연성 분체연료 연소기에서, 3차 연소실은, 상기 가연성 가스 및 공기가 혼합되어 연소된 후 불꽃이 외부로 방출되도록 하는 불꽃 방출구를포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이러한 실시예는 본 발명을 특정한 장치로 제한하기 위한 것이 아니라, 단순히 설명의 편의를 위해서 제시된 것이다.

먼저, 본 발명에 따른 연소기에서 연소가 가능한 연료대상 물질로는, 가연성 폐 플라스틱, 폐 목재, 슬러지류, 음식물 쓰레기 등이 있다. 이러한 폐기물들은 먼저 파쇄 또는 분쇄되어 혼합된다. 이어서 일정한 형상으로 압출성형하여 미립자로 분쇄하게 된다. 폐기물들은 이와같이 미립자로 분쇄된 후에 본 발명의 연소기에서 연료로 사용되는데, 이러한 연소과정에서는 고온의 구현이 가능하여 완전연소에 가깝게 되므로 폐기물의 처리과정에서 발생되는 2차 공해를 최소한으로 줄일 수 있게 된다.

일반적으로 폐기물을 연소시키는 방법에는 연료에 불꽃을 직접 가하여 연소시키는 방법과, 불꽃을 직접 접촉시키지 않고 간접적으로 주변 온도를 고온으로 상승시켜서 연료에서 가연성 가스가 발생되게 하며 이 가연성 가스에 산소를 공급하여 연소시키는 방법이 있다. 일반적으로 후자가 전자에 비해서 연소후의 잔류물이 적게 발생하게 되므로 본 발명의 연소기에서는 후자의 방법으로 연소시키도록 하였다. 본 발명에 따른 연소기는 분체화된 연료를 간접적으로 가열시켜서 산업 폐기물이 적절하게 폐기 처리될 뿐만 아니라 그 부산물로서 에너지를 얻을 수도 있게 된다.

연소에 앞서서 산업 폐기물을 파쇄하고 혼합하여 일정한 형상으로 압출성형하고 이를 분체화시키는 기술은 이미 공지된바 있다. 따라서 본 명세서에서는 이러한 폐기물을 연소에 적당하게 전처리하는 방법 및 절차에 대한 설명은 생략한다.

도1 및 도2는 본 발명에 따른 분체연료 분쇄 연소기의 구성을 도시한 도면이다.

먼저, 연료의 이송과정에 대해서 설명하면 다음과 같다. 전술된 바와같이 산업 폐기물 등의 고체연료는 분체화되어 저장 사이로(미도시)에 저장되어 있다가 스크류 또는 이송팬을 이용하여 연소기의 상단측에 구비된 분체연료 공급기(110)로 유입된다. 상기 분체연료 공급기(110)는 깔때기 형상을 하고 있는데, 분체화된 연료가 유입되는 연료유입 통로(111), 공기회전 유도관(112), 공기회전실 덮개(113), 및 연료이송 공기배출구(114)로 이루어진다.

상기 분체연료 공급기를 통해서 분체화된 연료가 본 발명의 연소기에 공급되는 과정을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 외부의 팬 등을 이용하여 분체화된 연료가 공기와 함께 연료유입 통로(111)를 통해서 분체연료 공급기(110)로 유입되면, 상기 연료 및 공기는 공기회전 유도관(112)의 내부 원통의 수평 벽면을 따라서 회전하게 된다. 이러한 회전은 공기회전 유도관(112)과 연료유입 통로(111)의 상대적인 위치 및 부착상태에 의해서 가능하게 된다. 만일 상기 연료유입 통로(111)의 축이 공기회전 유도관(112)의 축을 향해서 형성되어 있으면 분체화된 연료가 유입되는 과정에서 연료가 날리게 되고 일부는 상부의 연료이송 공기 배출구(114)를 통해서 외부로 유출된다. 따라서 도면에서 볼 수 있드시 연료유입 통로(111)의 축이 공기회전유도관(112)의 내부 벽면을 향해서 비스듬하게 형성되어 있다. 이처럼 유입된 공기 및 분체화된 연료는 공기회전 유도관(112)에 유입된 후 먼저 그 내벽에 부딛치게 되고, 이처럼 부딛친 공기와 분체화된 연료는 원통 내부의 곡면을 따라서 회전하게 된다. 이 과정에서 분체화된 연료는 원심분리되는데, 즉, 연료가 한편으로는 내벽을 따라서 회전하게 되고 한편으로는 중력에 의해서 하방으로 이동하게 되므로, 결국 분체화된 연료는 나선운동을 하면서 하부의 연료저장실(120)로 미끄러져 들어가게 된다. 이때 공기는 분체연료 분리기(112)의 상부에 부착된 연료이송 공기배출구(114)를 통해서 외부로 방출된다.

이제, 분체화된 연료의 연소과정에 대해서 기술하면 다음과 같다. 분체화된 연료의 연소는 크게 3단계로 구분되어 수행된다. 즉, 먼저, 파일럿 버너를 가동시켜서 연소실의 온도를 일정 온도 이상으로 상승시키고 난 후, 분체연료에서 발생되는 고온의 가연성 가스와 송풍기를 통해서 공급되는 공기를 혼합시켜서 연소시키는 1차 연소실과, 상기 1차 연소실에서 배출된 분체연료의 불연소 가스를 다시 공기와 혼합하여 고온의 연소실에서 연소시키는 2차 연소실 및, 상기 2차 연소실에서 배출된 불연소 가스를 다시 공기와 혼합하여 고온의 연소실에서 연소시키는 제3 연소실을 통한 다단계 연소방식이다.

먼저, 예비 단계로서, 파일럿 연소실을 가열시키는 과정에 대해서 설명한다. 연소실 내부를 가열하는 데는 파일럿 버너(140)가 사용되는데 상기 파일럿 버너는 파일럿 버너 공기 통로(141)를 통해서 유입된 공기를 사용하여 석유등의 연료를 연소시켜서 연소실 내부를 가열한다. 상기 버너의 연소에 사용되는 공기는 연소기 외부의 송풍기(130)를 통해서 공급된다.

이와같이 파일럿 버너(140)에 의해서 발생된 불꽃은 파일럿 버너 가열로(150) 내부에 유입된다. 이때 열기는 상기 파일럿 버너 가열로 내부에서 가열로 2차 통로(160)를 가열시켜서 그 내부로 고열이 전달되게 한다. 한편, 파일럿 버너 가열로 내부의 고열은 상기 가열로(150)와 연료실 격리판(121) 사이의 통로를 거쳐서 파일럿 버너 가열로(150) 외측의 가열로로도 이동하게 된다. 이 과정에서 상기 파일럿 버너 가열로(150)와 가열로 2차 통로(160) 사이에 고정된 프로펠러(151)에 의해서 버너에서 발생된 불꽃 열기가 회전되어 상기 파일럿 버너 가열로 내부에 골고루 전달된다.

파일럿 버너가 작동하여 파일럿 버너 가열로의 온도가 적당한 온도, 바람직하게는 500 내지 600℃ 까지 상승하게 되면, 이제 분체화된 각종 폐기물 연료를 연소시킬 수 있는 조건이 충족된 것으로서, 그 분체화된 연료의 연소 과정은 다음과 같다.

연소실의 내부 온도가 일정 온도(본 실시예에서는 500 내지 600℃)로 상승하면, 연소기 외측에 구비된 모터(160)가 구동되어, 상기 모터에 접속된 감속기(161) 및, 상기 감속기에 접속된 감속기 샤프트(162)가 동작하게 된다. 상기 감속기 샤프트(162)에는 동력 전달 커플링(163)을 통해서 스크류 구동축 및 연소공기 통로(170)가 연결된다. 따라서 상기 모터의 회전에 의해서 상기 스크류 구동축 및 연소공기 통로(170)가 회전된다. 상기 스크류 구동축 및 연소공기 통로(170)의 외측에는 나선형의 스크류(미도시)가 형성되어 있어서, 상기 구동축이 회전할 때 그외측에 놓인 분체화된 연료를 앞으로 이송시키게 된다.

즉, 도2에서 볼 수 있드시, 분체화된 연료는 분체연료 공급기(110)의 하부에 놓인 연료 저장실(120)에 적체되어 대기하게 되는데, 이 저장실(120)의 중앙을 상기 스크류 구동축 및 연소공기 통로(170)가 통과하고 있어서 모터(160)가 회전할 때 그 외측에 형성된 스크류에 의해서 분체연료가 파일럿 버너 연소실로 이송된다.

이처럼 스크류에 의해서 이송되는 분체화된 연료는 연소실 내로 이송되는 과정에서 이미 고온으로 가열된 가열로 2차 통로의 내부를 지나가게 되는데, 이때 분체연료는 간접 가열에 의해서 가연성 가스를 발생하게 되고 분체연료는 분진으로 변형된다. 이처럼 가연성 가스가 발생되는 과정은, 분체화된 연료가 스크류를 통해서 1차 연소실을 향해서 이송되면 될수록 더욱 가속화된다. 왜냐하면 분체화된 연료가 연소실내를 이동함에 따라서 더 많은 간접 열을 받게되며 파일럿 버너에 근접할 수록 주변 온도가 더 높아지기 때문이다.

이처럼 파일럿 버너 가열로(150)내의 분체연료로 부터 발생된 가연성 가스는 그 잔유물과 함께 1차 연소실로 유입되어 연소된다. 1차 연소실에서 가연성 가스가 연소되는 과정에 대해서 설명하면 다음과 같다. 상기 파일럿 버너 가열로(150)에서 발생된 가연성 가스는 가열로 2차 통로에 머물고 있다가 1차 연소실로 강제 이송된다. 이러한 이송과정은, 상기 스크류 구동축 및 연소공기 통로(170)의 단부에 형성된 송풍노즐(180)과 상기 연소공기 통로(170)의 절단부에서 유출되는 공기에 의해서 가능하게 된다. 즉, 도2에서 볼 수 있드시, 송풍노즐(18)은 좌우의 직경이 다른 깔대기 형상의 관으로서 상기 공기 유입통로(171)에서 발생된 공기가 직경이 큰 송풍노즐을 통해서 직경이 작은 송풍노즐쪽으로 이동하게 될때 벤츄리 관 역할을 하게되어 공기가 송풍노즐을 통과할 때는 그 곳의 기압이 낮아지게된다.

한편, 1차 연소실인 가스 및 공기 혼합 노즐(190)의 입구는 상기 송풍노즐의 직경이 작은 출구에 연결되되 밀봉 연결되는 것이 아니고, 약간 틈이 있는 채로 송풍 노즐(180)의 출구가 상기 가스 및 공기 혼합 노즐(190)의 입구에 삽입되어 있다. 따라서 공기가 송풍노즐(180)을 통과하여 1차 연소실로 유입되어 들어갈때 주변에 존재하는 가연성 가스가 빨려들어 가게 된다. 이와같은 과정을 통해서 스크류 구동축 외측에서 발생되는 가연성 가스는 계속해서 1차 연소실(190)로 유입되어 들어가게 된다.

이처럼 1차 연소실로 유입되어 들어간 가연성 가스 및 공기는 혼합되어 연소된다. 즉, 상기 가연성 가스는 고온의 가스로서 공기중의 산소와 혼합되면서 산화되는 과정에서 연소되는 것이다. 이 과정에서 1차 연소실 즉, 가스 및 공기 혼합 노즐이 고온으로 가열되어 그 외곽인 2차 연소기의 내부 공기를 고온으로 가열시키게된다.

1차 연소실의 출구를 통해서 배출된 분체연료의 가연성 가스중 아직 연소되지 않은 가스는 2차 연소실로 유입된다. 상기 2차 연소실은 도면에서 볼 수 있드시, 전방이 캡(200) 형상으로 되어 있으며 중앙에 1차 연소실 배치되어 있다. 즉, 2차 연소실은 1차 연소실 외곽에 배치되어 있다. 또한 상기 1차 연소실의 노즐 외측에는 스크류(201)가 형성되어 있어서 1차 연소실의 출구를 통해서 배출된 가스 및 고열이 전방의 캡(200)에 반사되어 역류될 때 스크류를 통과하면서 2차 연소실내에 균일하게 분포되게 한다. 이러한 과정을 통해서 아직 연소되지 않은 가연성 가스는 공기와 양호하게 혼합되게 되며 따라서 연소가 용이하게 된다.

2차 연소실의 출구를 통해서 배출된 분체연료의 가연성 가스중 아직도 연소되지 않은 가스는 3차 연소실로 배출된다. 상기 3차 연소실은 2차 연소실의 후방에 배치되어 있으며 상기 2차 연소실에서 발생된 고열은 3차 연소실을 가열하는데 사용된다. 이를 위해서 2차 연소실의 출구(202)는 도면에서 볼 수 있드시, 2차 연소실의 뒷쪽에 배치되어 있어서, 그 배출된 가스가 2차 연소실의 외벽을 경유해서 3차 연소실에 도달하도록 하였다. 또한 3차 연소실의 가스 흡입구, 즉 2차 연소실의 가스 배출구는 스크류 형상으로 되어 있어서, 가스가 2차 연소실에서 3차 연소실로 배출되는 과정에서 회전하게 된다. 이처럼 배출 가스가 회전하게 되므로 공기와 혼합이 더욱 용이하게 되고 따라서 가스의 연소가 더욱 촉진된다.

이처럼 2차 연소를 통과한 가연성 가스가 3차 연소실로 유입될 때 가스가 회전하게 되도록 3차 연소실의 가스 유입구는 나선형상으로 구성하는 것이 바람직하다. 3차 연소실은 도면에서 볼 수 있드시, 그 후방이 2차 연소실의 캡 부분이며 가스가 유입되는 부분도 2차 연소실 외측을 따라서 형성되므로 3차 연소실의 내부 온도도 고온으로 유지되며, 따라서 1차 및 2차 연소실에서도 연소되지 않은 가스가 연소되게 된다. 상기 3차 연소실은 전방이 불꽃 방출구로서 3차 연소실에서 연소된 가연성 가스의 폐기물 등 분진이 이 불꽃 방출구(300)를 통해서 연소기 외부로 빠져 나가게 된다.

이처럼 본 발명에 따른 가연성 분체연료 연소기를 실시함으로써 환경을 보호하면서 산업 폐기물들을 안전하게 소각할 뿐 아니라 이러한 소각 과정에서 에너지를 얻는 것이 가능해 진다. 즉, 가연성 폐기물 등을 파쇄 또는 분쇄하여 혼합하고 이를 압출 성형한 후 다시 미립자로 분쇄하여 고온에서 연소시키게 되므로 2차 공해를 최소한으로 줄일 수 있으며, 폐기물 자체의 소각열을 사용하여 3차에 걸쳐서 반복해서 소각하게 되므로 소각을 위한 연료가 최소한으로 절약되며 효율적인 에너지 공급이 가능한 연소기를 제공하게 된다. 즉, 1200℃의 연소된 가스 불꽃으로 외부 방출이 가능해 진다.

이상 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 발명의 이해를 돕기 위해서 임의로 선택한 것으로서, 본 발명이 이러한 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 않된다. 본 발명은 첨부되는 특허청구범위에 의해서만 한정되는 것이다. 따라서 첨부되는 특허청구범위에서 한정되는 발명의 사상에서 벗어나지 않는한 제시된 실시예 외에도 여러가지 실시예가 가능하며, 사용된 부품의 교체나 치환이 가능함을 알 수 있다.

Claims (10)

1. 가연성 폐기물 등을 분쇄, 압출 성형한 후 미립자로 분쇄하여 연료화하는 가연성 분체연료 연소기에 있어서,

   상기 미립자로 분체화된 연료를 연소기로 유입하기 위한 분체연료 공급기와,

   상기 분체연료 공급기의 하부에 배치되어 분체연료가 연소되기 전에 저장되는 분체연료 저장실과,

   상기 연소기 외부에 부착되어 상기 분체연료 공급기에서 공급되는 분체연료를 가열하여 가연성 가스를 발생시키며 이를 연소시키기 위한 파일럿 버너와,

   상기 파일럿 버너와 연소실내에 연소용 공기를 공급하기 위한 송풍기와,

   상기 파일럿 버너의 불꽃을 이용하여 분체연료를 가열하므로 고온의 가연성 가스를 발생시켜서 외부의 공기와 함께 1차 연소실로 공급하는 파일럿 연소실과,

   상기 파일럿 연소실 후단에 배치되며 상기 파일럿 연소실에서 공급된 고온의 가연성 가스 및 공기를 혼합하고 파일럿 버너의 불꽃을 이용하여 연소시키는 노즐 형상의 1차 연소실과,

   상기 1차 연소실의 후단 및 그 주변에 배치되는 2차 연소실로서, 상기 2차 연소실은 1차 연소실로 부터 배출되는 분체연료의 불연소 가스 및 고열을 외부로 부터 격리시키는 격리판으로 이루어지며, 1차 연소실은 상기 2차 연소실의 내부 중앙에 놓여서 1차 연소실에서 발생되는 고열이 2차 연소실을 가열하여 상기 2차 연소실에 유입된 분체연료의 가스를 재차 연소시키게 되며, 상기 1차 연소실의 외측에는 상기 2차 연소실내의 가연성 가스가 공기와 양호하게 혼합되어 연소되도록 하는 스크류가 고정되어 있는, 2차 연소실과,

   상기 2차 연소실에 인접 배치되며 상기 2차 연소실의 일부를 에워싸는 구성으로서 상기 2차 연소실의 자기 복사된 열에 의해서 고온으로 가열되는 3차 연소실로서, 상기 2차 연소실에서 배출된 분체연료의 불연소 가스가 공기와 양호하게 혼합되어 연소되도록 하는 회전수단을 갖는, 3차 연료실을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가연성 분체연료 연소기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 분체 연료 공급기는, 깔때기 형상으로서, 분체화된 연료가 유입되는 연료유입 통로, 공기회전 유도관, 공기회전실 덮개, 및 연료이송 공기배출구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가연성 분체연료 연소기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 분체화된 연료는 외부의 팬을 이용하여 공기와 함께 분체연료 공급기로 유입되며, 유입될 때 공기 및 분체연료가 상기 원통형 공급기의 내측 벽면에 대해서 대체로 접선방향으로 유입되도록 연료유입 통로가 배치되는 것을 특징으로 하는 가연성 분체연료 연소기.
4. 제1항에 있어서, 상기 파일럿 연소실은,

   원통형의 스크류 구동축 및 연소공기 통로로서, 상기 구동축의 일측은 분체연료 저장기를 통과하도록 배치되어 그 외측에 형성된 스크류의 회전에 의해서 분체연료를 파일럿 연소실 내로 이송되게 하며, 상기 구동축의 내부에는 송풍기로부터 공급된 공기가 공급되는 관을 갖으며, 상기 구동축의 일측은 송풍기에 연결되어 공기가 상기 관으로 유입되게 하며, 그 타측에서는 구동축의 절단면 및 원통 표면을 통해서 상기 관으로 부터 공기가 유출되도록 공기 유입 통로가 형성되어 있는 스크류 구동축 및 연소공기 통로와,

   상기 스크류 구동축 및 연소공기 통로의 타측 절단부에 부착된 깔대기 모양의 송풍 노즐로서, 상기 노즐은 직경이 큰 쪽이 스크류 구동축의 절단면에 부착되며 직경이 작은 쪽은 그 후단의 2차 연소실을 형성하는 것으로서 상기 구동축보다 직경이 작은 노즐의 입구 내부로 일부 비접촉으로 삽입되도록 이루어져 있는, 송풍 노즐과,

   원통형의 가열로 2차 통로로서, 상기 가열로 2차 통로는 상기 스크류 구동축 및 연소공기 통로의 외측에 그것과 일정한 거리로 이격된 상태로 상기 스크류 구동축을 에워싸며, 그 일측은 연료 저장실 격리판에 부착되어 있으며, 그 타측은 깔때기 형상으로서 노즐 형상의 1차 연소실 입구 외주에 부착되어 있어서 그 내부의 스크류 구동축 및 연소공기 통로에서 발생되는 가연성 가스가 외부로 나가지 못하도록 하는 가열로 2차 통로와,

   상기 가열로 2차 통로의 외측에 그것과 일정한 거리로 이격된 상태로 상기 가열로 2차 통로를 에워싸는 원통형상의 파일럿 버너 가열로로서, 상기 가열로 내부에는 파일럿 버너에서 발생된 고열이 전달되며 상기 전달된 고열이 외부로 방출되지 않도록 일측은 연료저장기에 의해서 밀폐되며 타측은 격리판에 의해서 밀폐되어 있으며, 파일럿 버너에서 발생된 고열이 상기 가열로 2차 통로 내부의 분체연료를 가열하여 가연성 가스를 발생시키는 파일럿 버너 가열로를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가연성 분체연료 연소기.
5. 제4항에 있어서,

   상기 파일럿 연소실의 내부 온도는 500 내지 600℃ 인 것을 특징으로 하는 가연성 분체연료 연소기.
6. 제4항에 있어서,

   상기 스크류 구동축 및 연료공기 통로는 그 일측에 연결된 모터에 의해서 회전되며, 상기 구동축의 외측에 형성된 스크류의 회전에 의해서 분체연료를 연소실로 이송하는 것을 특징으로 하는 가연성 분체연료 연소기.
7. 제4항에 있어서,

   상기 파일럿 버너 가열로에는 파일럿 버너로 부터 발생된 불꽃이 상기 가열로 내에서 전반적으로 원활하게 순환되도록 하기 위한 파일럿 버너 고정 프로펠러가 형성되어 있음을 특징으로 하는 가연성 분체연료 연소기.
8. 제4항에 있어서, 상기 1차 연소실의 노즐 입구에는 파일럿 버너의 불꽃이 전달되어 분체연료에서 발생된 가연성 가스와 공기의 혼합에 의한 연소를 상승시키는 것을 특징으로 하는 가연성 분체연료 연소기.
9. 제8항에 있어서,

   상기 회전수단은 나선 구조로 되어 있어서, 상기 노즐을 통해서 배출되는 기체가 회전운동을 하는 것을 특징으로 하는 가연성 분체연료 연소기.
10. 제4항에 있어서, 3차 연소실은,

    상기 가연성 가스 및 공기가 혼합되어 연소된 후 불꽃이 외부로 방출되도록 하는 불꽃 방출구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가연성 분체연료 연소기.