KR100693623B1 - 대형 버너장치를 이용한 재용융로 - Google Patents

대형 버너장치를 이용한 재용융로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 발명은 과열방지와 더불어 3 차 에어를 이용하는 폐유난방장치의 버너몸체가 산업용 재용융로와 연결하여 예컨대 소각장에서 공급된 탄화슬러지를 상기 산업용 재용융로 내에 배열된 원형 고온열재에서 붙여서 태워 내려 외부에서 폐유리 벽돌로 재사용할 수 있는 대형 버너장치를 이용한 재용융로에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 원통형 내부로를 구성하고 일측으로 화구(15)가, 타측에 결합부(16)내의 노즐몸통(17)이 각기 설치되는 버너몸체(10)의 외부열차단기를 구비하는 대형 버너장치에 있어서, 상기 버너몸체(10)의 화구(15)가 출입구(31)의 용융로몸통(30)에 결합 설치되고, 이 용융로몸통(30)에는 외부로 내부 투시경(32, 33)과 집진기 역할의 상부 굴뚝(34)이 각기 설치되고; 상기 버너몸체(10)에는 내부로(11)를 덮고 있는 연화콘크리트(12)와 외부 인슐레이션(14)사이에 공기통로(13)가 형성되고, 상기 연화콘크리트(12) 앞단에서 상기 화구(15)까지 별도로 연화콘크리트(12')가 분리되도록 설치되고, 외부 배관에 연결된 블로워의 공기가 공급되는 전후의 유입구(21, 24)가 설치된 것을 그 특징으로 한다.
폐유난방장치, 버너, 대형 버너장치, 노즐몸통, 재용융로

Description

대형 버너장치를 이용한 재용융로{BURNER APPARATUS USING FUSION FURNACE}
도 1 은 본 발명의 실시예에 관한 대형 버너장치를 이용한 재용융로를 도시해 놓은 상태도,
도 2 는 본 발명의 대형 버너장치를 사용하기 위해 내부 상태를 도시해 놓은 단면도,
도 3 은 본 발명의 대형 버너장치를 이용한 재용융로를 설명하기 위한 구성도,
도 4 는 도 3 에 도시된 투입구의 내부를 도시해 놓은 도면,
도 5 는 도 3 에 도시된 배출구를 도시해 놓은 단면도,
도 6 은 도 3 에 도시된 여러 개의 굴뚝과 투입구를 도시해 놓은 상태도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 버너몸체 11 : 내부 로
12 : 연화콘크리트 13 : 공기통로
14 : 외부 인슐레이션 15 : 화구
16 : 결합부 17 : 노즐 몸통
19 : 연료 공급부 21, 24 : 유입구
30 : 용융로몸통
본 발명은 과열방지와 더불어 3 차 에어를 이용하는 폐유난방장치의 버너몸체가 산업용 재용융로와 연결하여 예컨대 소각장에서 공급된 탄화슬러지를 상기 산업용 재용융로 내에 배열된 원형 고온열재에서 붙여서 태워 내려 외부에서 폐유리의 벽돌재료로 재사용할 수 있는 대형 버너장치를 이용한 재용융로에 관한 것이다.
본 발명의 고온 열분해 버너장치는 버너몸체의 화구에서 1600 ℃ 이상으로 2 초 이상 체류할 수 있는 내부의 로 구조를 갖고 다양한 연료, 즉 난방유, 경유, 벙커 A,B,C유, 폐윤활유, 기어오일, 유압유, 유성 절삭유, 부생유, 정제유 및 고급 정제유 등을 사용해도 중금속 및 다이옥신이 경유 연소시키는 것 이하로 배출 허용치이내로 완전 연소시킬 수 있는 대형 버너장치에 산업용 보일러나 재용융로를 적용하여 친환경적인 재활용시스템인 것이다.
보통 난방장치에 설치되는 버너장치는 가스나 액체 연료의 연소기구로써 연료와 공기를 적당량 혼합하여 그 분출구에 점화하도록 되어 있고, 그 종류로는 가스버너와 오일버너 등이 있다. 상기 버너장치의 부하와 분무압력 등의 관계를 나타내는 버너특성에 의해 난방장치의 성능이 좌우하게 된다. 이 난방장치로서의 보일러는 예컨데 증기 보일러로서 밀폐된 강판제 용기 내에서 물을 가열하여 증기를 발생시키는 장치이고, 여러 가지의 형식 등이 개발되어 사용되고 있다.
버너장치에 장착되는 노즐은 통상의 선단 세공으로부터 유체를 분출하도록 되어 있고, 속도에너지와 압력에너지에 의해 효능이 좌우되고 있다. 이 버너장치가 설치된 보일러에서는 해당 연료의 연소에 의해 발생한 열중에서 실제로 보일러 물에 전해져서 증기가 발생하는 데 쓰인 열량과 노에 공급된 연료가 완전 연소할 때 이론상 발생한다고 사료되는 열량과의 비를 보일러효율이고, 노즐의 입구, 출구간의 압력강하 또는 열낙차에 의하여 생기는 노즐출구에의 속도에너지와 실제로 생기는 것과의 비로서 노즐효율은 노즐 속도계수의 제곱과 같다.
보일러와 버너장치의 특성을 고려하고 산업화에 따라 많이 발생되는 폐유를 이용하여 폐유난방장치가 여러 종류로 개발되어 사용되고 있다. 상기 폐유 난방장치의 성능을 높이기 위해서는 여러 가지의 연소장치 등을 개발하여 상기 폐유난방장치에 적용하고, 또한 설치자의 요구에 의해 폐유난방장치에 알맞고 효율 높은 고화력의 버너장치 등이 필요로 한다.
종래의 버너장치에서는 1200 ℃로 산업용 보일러에서 2 초 이상 체류가 불가능하도록 구조로 되어 있었다. 종래 산업용 보일러의 카본, 스케일 청소는 2 - 3 개월에 1 회씩 하고 있다. 이러한 경우에 2 - 3일 이상 난방장치를 작동시키지 않으며, 심한 경우에는 보일러 몸체를 교체하게 된다는 운영상의 문제점이 발생되었다.
이를 해소하기 위해 본 출원인은 대형 버너장치를 발명하여 산업용 보일러에 적용하고 있었다. 그런데, 산업용 폐기물을 소각장에서 대량으로 소각하다보면 많은 량의 탄화슬러지가 발생되어 이를 처리해야할 수단이 필요하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 대형 버너장치를 적용하도록 발명한 것으로, 과열방지와 더불어 2 차 또는 3 차 에어를 이용하는 버너몸체의 내부 로를 통해 화구에서의 1600 ℃ 이상으로 2 초 이상 체류할 수 있고 내부 공기통로를 갖음으로 난방유, 경유, 벙커 A,B,C유, 폐윤활유, 기어오일, 유압유, 유성 절삭유, 부생유, 정제유 및 고급 정제유 등과 같은 다양한 연료들을 사용해도 중금속 및 다이옥신이 경유 연소시키는 것 이하로 배출 허용치이내로 완전 연소시킬 수 있는 대형 버너장치의 고온을 이용하여 산업용 재용융로에 결합함으로써 스크류로 계속 공급되는 탄화슬러지를 재용융로 내에 배열된 원형 고온열재들로부터 붙여서 태워내려 외부에서 폐유리의 벽돌재료로 재사용할 수 있도록 대형 버너장치를 이용한 재용융로를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 원통형 내부로를 구성하고 일측으로 화구(15)가, 타측에 결합부(16)내의 노즐몸통(17)이 각기 설치되는 버너몸체(10)의 외부열차단기를 구비하는 대형 버너장치에 있어서, 상기 버너몸체(10)의 화구(15)가 출입구(31)의 용융로몸통(30)에 결합 설치되고, 이 용융로몸통(30)에는 외부로 내부 투시경(32, 33)과 집진기 역할의 상부 굴뚝(34)이 각기 설치되고; 상기 버너몸체(10)에는 내부로(11)를 덮고 있는 연화콘크리트(12)와 외부 인슐레이션(14)사이에 공기통로(13)가 형성되고, 상기 연화콘크리트(12) 앞단에서 상기 화구(15)까지 별도로 연화콘크리트(12')가 분리되도록 설치되고, 외부 배관에 연결된 블로워의 공기가 공급되는 전후의 유입구(21, 24)가 설치된 것을 그 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 관한 대형 버너장치를 이용한 재용융로를 도시해 놓은 상태도이고, 도 2 는 본 발명의 대형 버너장치를 사용하기 위해 내부 상태를 도시해 놓은 단면도이다.
즉, 본 발명은 과열방지와 더불어 3 차 에어를 이용하는 폐유난방장치의 버너몸체(10)가 산업용 용융로 몸통(30)과 연결하여 예컨대 소각장(도시되지 않음)에서 계속적으로 공급되는 탄화슬러지를 상기 산업용 용융로 몸통(30)내에 배열된 원형 고온열재에서 붙여서 태워 내려 외부에서 폐유리의 벽돌재료로 재사용할 수 있는 대형 버너장치를 이용한 재용융로인 것이다.
본 발명의 고온 열분해 버너장치는 버너몸체(10)의 화구(15)에서 1600 ℃ 이상으로 2 초 이상 체류할 수 있는 내부의 로 구조(11 ; 도 2 참조)를 갖고 다양한 연료, 즉 난방유, 경유, 벙커 A,B,C유, 폐윤활유, 기어오일, 유압유, 유성 절삭유, 부생유, 정제유 및 고급 정제유 등을 사용해도 중금속 및 다이옥신이 경유 연소시키는 것 이하로 배출 허용치이내로 완전 연소시킬 수 있는 대형 버너장치에 산업용 보일러나 용융로몸통(30)을 적용하여 친환경적인 재활용시스템인 것이다.
상기 버너몸체(10)에는 원통형 내부 로(11)를 구성하고 일측으로 화구(15)가, 타측에 결합부(16)내의 노즐몸통(17)이 각기 설치되어 있는 바, 이는 블로워(도시되지 않음)의 공기가 공급되는 전후의 유입구(21, 24)가 각기 설치되어 있고, 이 유입구(21, 24)로의 공기는 버너몸체(10)내를 통과하면서 3 차 뜨거운 공기로 되었다가 외부 용융로 몸통(30)의 출입구(31)와 내부 로(11)로 각각 공급되고 있다.
따라서, 초기 산업용 용융로 몸통(30)의 유입로가 1600 ℃이상이 되므로 버너몸체(10)의 내부 로(11)내에 퇴적 카본과 같은 스케일이 덜 생기게 된다. 이를 위한 본 발명은 내부 로(11)의 구조에서 선회, 와류로 연소시켜 75%의 연소율을 확보시키고, 본 발명의 버너몸체(10)의 화구(15)로부터 산업용 용융로 몸통(30)으로 보내질 때에는 3 차 더운 공기와 더불어 1600 ℃ 이상의 고온으로 연결시킴으로써 로(11)내의 열효율을 높혀 줄 수 있다.
산업용 용융로 몸통(30)과 더불어 대형 버너장치를 사용하는 중에 버너몸체(10)의 화구(15)로부터의 예열 불꽃은 항상 대기시켜 급속한 온도의 하강을 방지하고 기름을 절약시켜준다. 대형 버너장치에서 산업용 용융로 몸통(30)으로 화염이 이동하면서 화염 외에 상기 버너몸체(10)내의 로(11)에서 연소될 기름과 공기가 재차 투입 연소 회전과 와류를 통하여 산업용 용융로 몸통(30)내부의 온도를 급상승시켜 완전 연소(99.9%)및 1600 ℃ 이상의 온도를 유지하여 물 또는 스팀의 온도를 급상승시킨다.
이상과 같이 본 발명은 연료 절약 효과와 전자동 시스템으로 사용하기에 편리할 뿐만 아니라 장기간 사용할 수 있다. 폐유난방장치에서의 버너장치로써 외관상 단순하고 미려한 버너몸체(10)의 크기를 작게 하고 시작점화를 예열탱크를 통과한 경유로 가열하여 노즐몸통(17)의 전자 전극봉에서 예열 점화시킨 후 폐유를 유입시켜 버너몸체(10)에서 내부 로(11)에 통과하는 동안에, 상기 로(11)의 중앙에서 블로워의 공기 및 폐유 혼합 등에 의해 완전 연소되어 내부 로(11)를 통해 최종 로의 화구(15)에서 1600℃ 이상의 화염을 압출할 수 있다.
도시되지 않은 산업용 용융로 몸통(30)과 연결되는 원통형 버너몸체(10)는 도 2 에 도시된 바와 같이 내부 로(11)를 내화벽돌이나 연화콘크리트(12)로 감쌓고 그 위를 공기통로(13)를 형성시킨 상태에서 외부 인슐레이션(14)이 설치되어 내부의 1600 - 1900 ℃의 온도를 외부로의 열 차단에 적용하고 있다. 이러한 버너몸체(10)의 일측에는 화구(15)가, 타측에 결합부(16)내의 노즐몸통(17)이 각기 설치되어져 있다. 상기 노즐몸통(17)에는 연료공급부(19)가 장착되고 있다.
상기 공기통로(13)의 유입구(21)가 형성되어 있는 바, 상기 유입구(21)에는 블로워가 결합 설치되어 내부 로(11)에서 뜨거워진 공기를 공기통로(13)의 내부 전체를 통해 화구(15)로 나온다. 상기 블로워로부터 공기는 결합부(16)의 유입구(24)로 공급되고 있다. 상기 내부통로는 연화콘크리트(12)와 외부 인슐레이션(14)사이의 공기통로(13)로써 중앙을 두고, 블로워의 유입공기는 내부로 유입되어 통과하는 동안에 뜨거워져 화구(15)를 통해 외부 용융로몸통(30)의 출입구(31)로 배출되어진다.
상기 버너몸체(10)의 화구(15)에는 내부 로(11)가 연결되는 연화콘크리트(12)와 그 위 일부를 덮어 개구되어 있는 다른 연화콘크리트(12')로 형성되어 있다. 이 연화콘크리트(12)와 일부 겹치는 연화콘크리트(12')에는 공간부위가 적층되면서 이 연화콘크리트(12')와 외부 인슐레이션(14)사이에 공기통로가 화구(15)까지 이어지게 된다. 이 화구(15)측으로 공급되는 뜨거운 3 차 공기는 공간부위를 걸쳐 용융로 몸통(30)의 출입구(31)내로 주입되고 있도록 되어 있다. 이때 산업용 용융로 몸통(30)내부로 유입되는 초기 온도는 1300 ℃ 이상 올릴 수 있다.
상기 버너몸체(10)의 화구(15)가 출입구(31)의 용융로 몸통(30)에 결합 설치되고 있고, 이 용융로 몸통(30)에는 외부로 내부중앙 및 측면의 투시경(32, 33)과 상부 굴뚝(34)이 각기 설치되고 있다.
도 3 은 본 발명의 대형 버너장치를 이용한 재용융로를 설명하기 위한 구성도이고, 도 4 는 도 3 에 도시된 투입구의 내부를 도시해 놓은 도면이며, 도 5 는 도 3 에 도시된 배출구를 도시해 놓은 단면도이고, 도 6 은 도 3 에 도시된 여러 개의 굴뚝과 투입구를 도시해 놓은 상태도이다.
도 1 에 도시된 버너몸체(10)에 결합되어 사용되는 용융로몸통(30)내에는 두꺼운 내화 내열재(35)를 감싸고 있어 2000 - 2500 ℃ 까지 보온시키게 된다. 이 내화 내열재(35)의 로 내부는 아치형태로서 일정한 간격으로 배열된 원형 고온열재(36a - 36e)가 설치되어 내부의 열을 1800 ℃ 까지 가열시키고 지속시킨다.
상기 원형 고온열재(36a - 36c)는 예컨대 외경 850, 내경 600 및 두께 125 이고, 다른 원형 고온열재(36d, 36e)는 예컨대 외경 850, 내경 500 및 두께 175 이다. 경우에 따라서 이들 원형 고온열재(36a - 36c)는 요지가 벗어나지 않는 범위 내에 따른 사이즈로 설정하여 사용해도 좋다.
상기 원형 고온열재(36a - 36c)가 설치된 내화 내열재(35)의 상부로는 다수의 투입구(40 : 도 4 참조)가 집진기 역할을 하는 굴뚝(34)옆에 일정한 간격으로 설치되어 있는 한편, 하부로는 배출구(50 : 도 5 참조)가 설치되어져 있다. 도 6 에 도시된 바와 같이 상기 투입구(40)들로는 이에 대응되는 4 - 7 가닥의 스크류(41)가 설치되어 경유하면서, 상기 투입구(40)들과 굴뚝(34)을 통과하여 원형 고온열재(36a - 36c)와 내화 내열재(35)내로 떨어지게 된다.
상기 투입구(40)는 통로를 꺽어서 내화 내열재(35)내로 들어감으로, 집진기의 역할은 물론 연 손실을 적게 해주고, 그리고, 간접 통로를 통해 회분이 쌓여 찌거기로 모여지며, 이를 청소하기 위해 측면으로 개폐구가 설치되어 잇다, 접속 분배부(45)의 측면으로도 개폐구가 설치되어 있다.
이때, 일정한 간격으로 배열된 원형 고온열재(36a - 36c)표면에 탄화 슬러지가 떨어져 붙어 녹아 흘러내려 배출구(50)로 모여서 외부로 빠져나가도록 되어 있다. 상기 투입구(34)는 도 4 에 도시된 바와 같이 2 개의 완충부가 있어 내부의 열이나 화기가 외부로 나오지 않게 2 중을 거치게 된다.
상기 4 - 7 가닥의 스크류(41)에는 타측으로 굴뚝호퍼(42)와 접속 분배부(45)를 통한 굴뚝(44)이 각기 설치되고 있다. 이 스크류(41)는 이송스크류와 굴뚝통이 지그자그로 설치되어 있고, 예컨대 6개의 구멍에 6 개의 투입구를 형성시켜 약 36개로서의 구멍을 통해 내와 내열재(35)내로 골구루 분산시킴으로 이물질을 자연 낙하시켜 떨어지는 량을 조절할 수 있다. 상기 스크류는 해당 모터에 의해 구동되고 있다.
상기 굴뚝호퍼(42)의 하부 일측으로 스크류(43)가 설치되어 있어 종말 소각장으로부터 계속 공급되는 탄화슬러지를 공급받게 된다. 따라서, 내와 내열재(35)를 굴뚝이 감쌓아서 재를 예열시키고, 굴뚝 연도사이로 스크류를 설치하여 내부로 투입한다.
도 5 에 도시된 내화 내열재(35)의 배출구(50)는 일렬로 배열된 원형 고온열재(36a - 36c)표면에 탄화슬러지가 떨어져 붙어 녹아 흘러내리는 폐유리 액체는 덮개(54)가 결합된 홈(52)사이로 흘러 들어가고, 이렇게 흘러들어간 고온의 액체 폐유리는 상기 덮개(54)의 좌우 구멍(51)을 통해 외부 통로(53)로 빠져 나가도록 되어 있다. 이렇게 나온 폐유리 액체는 별도의 시설을 이용하여 재활용 벽돌재료로 이용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 과열방지와 더불어 2 차 또는 3 차 에어를 이용하는 버너몸체의 내부 로를 통해 화구에서의 1600 ℃ 이상으로 2 초 이상 체류할 수 있고 내부 공기통로를 갖음으로 난방유, 경유, 벙커 A,B,C 유, 폐윤활유, 기어오일, 유압유, 유성 절삭유, 부생유, 정제유 및 고급 정제유 등과 같은 다양한 연료들을 사용해도 중금속 및 다이옥신이 경유 연소시키는 것 이하로 배출 허용치 이내로 완전 연소시킬 수 있는 대형 버너장치의 고온을 이용하여 산업용 재용융로에 결합함으로써 스크류로 계속 공급되는 탄화슬러지를 재용융로 내에 배열된 원형 고온열재들로부터 붙여서 태워내려 외부에서 폐유리의 벽돌재료로 재사용할 수 있도록 대형 버너장치를 이용한 재용융로를 제공할 수 있다.
본 발명의 대형 버너장치를 이용한 재용융로에 대한 기술사상을 예시도면에 의거하여 설명했지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 이 기술 분야의 통상 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 버너몸체(10)에 결합되어 사용되는 용융로몸통(30)내에는 두꺼운 내화 내열재(35)를 감싸고 있어 2000 - 2500 ℃ 까지 보온시키고, 이 내화 내열재(35)의 로 내부는 아치 형태이고 일정한 간격으로 배열된 원형 고온열재(36a - 36e)가 설치되어 내부의 열을 1800 ℃ 까지 가열시키고 지속시키도록 구비하여,
    상기 원형 고온열재(36a - 36c)가 설치된 내화 내열재(35)의 상부로는 다수의 투입구(40)가 집진기 역할을 하는 굴뚝(34)옆에 일정한 간격으로 설치되어 있고, 하부로는 배출구(50)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 버너장치를 이용한 재용융로.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 배출구(50)는 일렬로 배열된 원형 고온열재(36a - 36c)표면에 탄화슬러지가 떨어져 붙어 녹아 흘러내리는 폐유리 액체는 덮개(54)가 결합된 홈(52)사이로 흘러 들어가고, 이렇게 흘러들어간 고온의 액체 폐유리는 상기 덮개(54)의 좌우 구멍(51)을 통해 외부통로(53)로 빠져 나간 것을 특징으로 하는 대형 버너장치를 이용한 재용융로.
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