KR100814447B1 - 고형화연료를 이용한 산업용 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고형화연료를 이용한 산업용 보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소실의 내부로 투입된 고형화연료를 회전롤러를 이용하여 순차적으로 이동시켜 점화면적을 넓힘으로써 연소율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 연소시 필요한 공기를 회전롤러의 표면으로부터 분사되게 하여 고형화연료를 보다 원활하게 연소시킬 수 있도록 하는 고형화연료를 이용한 산업용 보일러에 관한 것이다.

본 발명은 이송부재에 의해 연소장치의 연소실로 이송된 고형화연료를 점화시켜 열을 생성시키기 위한 산업용 보일러에 있어서, 상기 연소실(20)의 상부에는 내부에 물이 내장된 저수조(10)가 구비되고, 상기 연소실(20)의 내부에는 연소실(20)로 투입된 상기 고형화연료를 이송시키도록 모터(24)에 의해 회전되는 다수개의 회전롤러(22)와, 상기 회전롤러(22)의 저부에 상기 고형화연료를 점화시켜 상기 저수조(10)의 물을 가열하기 위한 점화기(26)가 구비되며, 상기 회전롤러(22)는 내부가 중공된 형태로 표면에 일정간격으로 다수개의 분사공(23)이 형성되고, 일측에 상기 고형화연료의 연소시 필요한 공기를 공급하여 상기 분사공(23)을 통해 분사시키도록 에어발생기(30)가 연결되는 것을 특징으로 한다.

회전롤러, 분사공, 점화기, 에어발생기, 에어노즐

Description

고형화연료를 이용한 산업용 보일러{INDUSTRIAL BOILER USING REFUSED PLASTIC FUEL}

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 고형화연료를 이용한 산업용 보일러를 보인 사시도,

도 3은 본 발명에 의한 연소실의 내부를 보인 단면상태도,

도 4는 본 발명에 의한 회전롤러를 보인 상태도,

도 5는 본 발명에 의한 회전롤러의 부분확대단면도,

도 6은 본 발명에 의한 이송부재를 보인 단면상태도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 저수조 12: 가스정화장치

14: 조절장치 16: 제어박스

20: 연소실 21: 배기관

22: 회전롤러 23: 분사공

24: 모터 26: 점화기

30: 에어발생기 32: 에어관

33: 에어밸브 35: 에어노즐

40: 저장호퍼 42: 투입호퍼

43: 리미트스위치 45: 제1이송스크류

47: 제2이송스크류

본 발명은 고형화연료를 이용한 산업용 보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소실의 내부로 투입된 고형화연료를 회전롤러를 이용하여 순차적으로 이동시켜 점화면적을 넓힘으로써 연소율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 연소시 필요한 공기를 회전롤러의 표면으로부터 분사되게 하여 고형화연료를 보다 원활하게 연소시킬 수 있도록 하는 고형화연료를 이용한 산업용 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 일상생활에서 사용되는 타이어나 비닐 및 프라스틱 합성수지 등은 그 사용량이 대폭적으로 증가하고 있는 실정으로서, 사용된 후에는 극히 일부분이 재활용될 뿐 대부분은 폐기물로 분류되어 매립하거나 또는 소각 처리하고 있는 실정이다.

이때, 상기 폐기물을 매립하는 경우 폐기물에 의한 지하수와 대지가 오염되는 문제점이 야기됨에 따라 소각과 더불어 에너지를 활용하는 방법이 주류를 이루고 있다.

그러나, 상기 폐기물을 소각하기 위한 보일러의 경우 에너지 활용의 효율성이 매우 낮고, 환경오염을 발생시키게 되는 문제점이 있었다. 이에 에너지효율과 환경오염의 감소를 위하여 최근에는 상기 폐기물을 고형화연료(RDF, RPF)로 제조한 후 보일러의 대체연료로 재활용하는 방법이 대두되고 있다.

상기 고형화연료는 현재 대체에너지 개발의 부문에서 꾸준히 연구되고 있는 추세이며, 고형화연료의 성형 및 제조방법이 연구 개발되어 제품이 생산되고 있는 실정이다.

상기 고형화연료의 활용방법으로서, 다양한 구조로 소각용 보일러를 제작하여 사용하고 있으며, 대부분의 소각로는 소각과정에서 발생되는 폐열을 이용하여 난방용이나 산업용 온수로 재활용하는 구조를 이루고 있다.

종래의 소각용 보일러는 투입된 고형화연료를 연소시키기 위한 화격자 및 연소된 고형화연료를 배출시키기 위한 배출구가 구비된 연소실과, 상기 연소실의 내벽 둘레 또는 상부에 물이 수용된 저수조와, 상기 연소실의 상부 일측에 소각과정에 발생한 연소가스를 배출하기 위한 가스배출구로 이루어져 있다.

그러나, 종래의 보일러는 단순하게 고형화연료를 연소실로 투입하여 연소시킴에 따라 연소효율이 낮을 뿐만 아니라 완전연소가 어려우며, 특히 장시간의 연소로 작업능률이 저하되며, 운전과 유지관리에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 고형화연료를 연소실로 일정량만큼 조절하여 투입시킬 수 있어 원활한 연소를 이룰 수 있으며, 연소실의 내부로 투입된 고형화연료를 회전롤러를 이용하여 순차적으로 이동시켜 점화면적을 넓힘으로써 연소율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 연소 시 필요한 공기를 회전롤러의 표면으로부터 분사되게 하여 고형화연료를 보다 원활하게 연소시킬 수 있도록 하며, 또한 미연소된 가스를 이차적으로 연소시켜 완전연소시키도록 하는 고형화연료를 이용한 산업용 보일러를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 이송부재에 의해 연소장치의 연소실로 이송된 고형화연료를 점화시켜 열을 생성시키기 위한 산업용 보일러에 있어서, 상기 연소실의 상부에는 내부에 물이 내장된 저수조가 구비되고, 상기 연소실의 내부에는 연소실로 투입된 상기 고형화연료를 이송시키도록 모터에 의해 회전되는 다수개의 회전롤러와, 상기 회전롤러의 저부에 상기 고형화연료를 점화시켜 상기 저수조의 물을 가열하기 위한 점화기가 구비되며, 상기 회전롤러는 내부가 중공된 형태로 표면에 일정간격으로 다수개의 분사공이 형성되고, 일측에 상기 고형화연료의 연소시 필요한 공기를 공급하여 상기 분사공을 통해 분사시키도록 에어발생기가 연결되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 이송부재는 상기 고형화연료가 저장되는 저장호퍼와, 상기 저장호퍼에 제1이송스크류에 의해 연결되는 투입호퍼와, 상기 투입호퍼의 저부에 투입호퍼로 투입된 상기 고형화연료를 상기 연소실로 투입하기 위한 제2이송스크류로 구성되고, 상기 투입호퍼의 내측 상부에는 상기 고형화연료의 투입량을 조절하도록 리미트스위치가 구비된 것이 바람직하다.

한편, 상기 연소실의 내부 상측에는 미연소된 가스를 2차적으로 연소시키도록 상기 에어발생기에 연결되어 공기를 분사시키기 위한 에어노즐이 더 구비된 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 고형화연료를 이용한 산업용 보일러를 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 고형화연료를 이용한 산업용 보일러를 보인 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 연소실의 내부를 보인 단면상태도이며, 도 4는 본 발명에 의한 회전롤러를 보인 상태도이고, 도 5는 본 발명에 의한 회전롤러의 부분확대단면도이며, 도 6은 본 발명에 의한 이송부재를 보인 단면상태도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 고형화연료를 이용한 산업용 보일러는 고형화연료를 이송부재를 매개로 연소장치의 연소실로 이송시킨 후 점화시켜 열을 생성시키기 위한 것으로, 상기 연소실(20)의 상부에는 내부에 물이 내장된 저수조(10)가 구비되고, 상기 연소실(20)의 내부에는 연소실(20)로 투입된 상기 고형화연료를 이송시키도록 모터(24)에 의해 회전되는 다수개의 회전롤러(22)와, 상기 회전롤러(22)의 저부에 상기 고형화연료를 점화시켜 상기 저수조(10)의 물을 가열하기 위한 점화기(26)가 구비된다.

이때, 상기 연소실(20)의 상측에는 상기 고형화연료의 연소시 발생되는 배기가스를 배출시키도록 상기 연소실(20)과 연통되게 배기관(21)이 구비되고, 상기 배기관에는 가스정화장치(12)가 연결되며, 상기 저수조(10)에는 가열된 물에 의해 발생되는 수증기압을 주거용 또는 산업용 열원으로 사용하도록 배관연결되어 수증기압의 개폐를 조절하는 조절장치(14)가 구비되고, 보일러의 동작을 제어하기 위한 제어박스(16)가 구비된 것으로서, 상기 가스정화장치(12)와 조절장치(14) 및 제어 박스(16)의 구성 및 작용에 대해서는 공지의 기술인 관계로 여기서는 더 이상 설명하지 않기로 한다.

그리고, 본 발명의 고형화연료를 완전연소시키기 위한 상기 연소실(20)의 구조에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

상기 연소실(20)의 내부에는 회전롤러(22)와 점화기(26)가 구비되는 것으로서, 상기 회전롤러(22)는 상기 이송부재에 의해 상기 연소실(20)의 내부로 투입된 고형화연료를 이송시키면서 상기 점화기(26)의 점화불꽃과의 접촉면적 넓게 하여 연소율을 높이게 되고, 이때 상기 고형화연료는 상기 회전롤러(22)에 의해 자동적으로 뒤집히면서 모든 면이 점화불꽃에 접촉되면서 연소되어 진다.

한편, 상기 회전롤러(22)는 내부가 중공된 형태로 구비되고, 표면에 일정간격으로 다수개의 분사공(23)이 형성되어 상기 고형화연료의 연소시 필요한 공기가 상기 분사공(23)을 통해 분사되어 진다.

이때, 상기 회전롤러(22)의 내부로 상기 고형화연료의 연소시 필요한 공기를 공급하여 상기 분사공(23)을 통해 분사시키도록 상기 회전롤러(22)의 일측에는 에어관(32)을 매개로 에어발생기(30)가 연결되는 것이 바람직하다.

상기 에어관(32)에는 상기 연소실(20)로 투입되는 고형화연료의 량과 연소시간에 따라 공기의 유입량을 조절하도록 에어밸브(33)가 구비된다.

상기 고형화연료를 상기 연소실(20)로 이송시키기 위한 상기 이송부재는 상기 고형화연료가 저장되는 저장호퍼(40)와, 상기 저장호퍼(40)에 제1이송스크류(45)에 의해 연결되는 투입호퍼(42)와, 상기 투입호퍼(42)의 저부에 투입호 퍼(42)로 투입된 상기 고형화연료를 상기 연소실(20)로 투입하기 위한 제2이송스크류(47)로 구성된다.

즉, 상기 저장호퍼(40)에 저장된 고형화연료는 상기 연소실(20)의 상부 일측에 구비된 투입호퍼(42)에 상기 제1이송스크류(45)로 이송된 후 상기 제2이송스크류(47)에 의해 상기 연소실(20)로 투입되도록 이루어진 것으로, 상기 투입호퍼(42)의 내측 상부에는 상기 고형화연료의 투입량을 조절하도록 리미트스위치(43)가 구비된 것이 바람직하다.

한편, 상기 연소실(20)의 내부 상측에는 미연소된 가스를 2차적으로 연소시키도록 상기 에어발생기(30)에 연결되어 공기를 분사시키기 위한 에어노즐(35)이 더 구비되어 연소되지 않고 상기 배기관(21)을 통해 배출되는 가스의 량을 최소화함과 아울러 완전연소로 연소효율을 높이게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 살펴보면, 먼저 저장호퍼(40)를 고형화연료를 저장시킨 상태에서 모터(46)를 구동시켜 제1이송스크류(45)를 회전시키게 되면, 상기 고형화연료는 상기 제1이송스크류(45)에 의해 이송되어 투입호퍼(42)에 투입되어 지고, 상기 투입호퍼(42)에 투입된 고형화연료는 제2이송스크류(45)에 의해 이송되면서 연소실(20)로 투입되어 진다.

상기 연소실(20)로 투입된 고형화연료는 회전롤러(22)의 상부면에 떨어지게 되는데, 이때 상기 회전롤러(22)에 의해 자동적으로 뒤집히면서 이송되고, 이송과정에서 점화기(26)에 의해 점화되면서 연소되어 진다.

이 경우, 상기 회전롤러(22)의 분사공(23)을 통해 공기가 분사되어 상기 고 형화연료의 연소에 필요한 공기를 공급시키게 되고, 상기 고형화연료의 연소로 연소실(20)의 상부에 구비된 저수조(10)를 가열하게 되며, 가열에 의해 생성된 수증기압은 일련의 조절장치 등을 이용하여 주거용 또는 산업용 및 농사용의 열원으로 사용하면 되는 것이다.

한편, 상기 고형화연료의 연소시 상기 연소실(20)로 공급되는 고형화연료의 량과 연소시간에 맞추어 공기의 유입량을 조절하면 되고, 연소시 미연소된 가스가 발생된 경우에는 이차적으로 에어노즐(35)에 의한 공기의 분사로 완전연소시키면 된다.

이와 같이 연소실(20)로 투입된 고형화연료를 회전롤러(22)를 이용하여 이송시킴과 아울러 뒤집도록 함으로써 점화불꽃에 접촉면적이 넓어지도록 하여 연소율을 높이고, 연소시 회전롤러(22)의 표면에서 공기를 분사시켜 원활한 연소를 이루도록 함과 동시에 이차적인 완전연소로 환경기준치에 적합한 배기가스 배출기준을 충족시킬 수 있는 상태로 주거용 또는 산업용 등의 열원으로 사용할 수 있는 유용한 발명이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 고형화연료를 연소실로 일정량만큼 조절하여 투입시킬 수 있어 원활한 연소를 이룰 수 있으며, 연소실의 내부로 투입된 고형화연료를 회전롤러를 이용하여 순차적으로 이동시켜 점화면적을 넓힘으로써 연소율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 연소시 필요한 공기를 회전롤러의 표면으로부터 분사되게 하여 고형화연료를 보다 원활하게 연소시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 미연소된 가스를 이차적으로 연소시켜 완전연소시킴으로써 환경기준치에 적합한 배기가스의 배출기준을 충족시킬 수 있으며, 연소에 의해 가열된 물을 산업용 온수 또는 난방용으로 이용하거나 연소로 생성된 열을 각종 장치의 열원으로 이용할 수 있으며, 이송부재 및 회전롤러에 의해 특정 형태가 아닌 다양한 형태의 고형화연료의 사용이 가능할 뿐만 아니라 투입량 등을 임의적으로 조절할 수 있어 사용이 용이한 장점이 있다.

Claims (3)

1. 이송부재에 의해 연소장치의 연소실로 이송된 고형화연료를 점화시켜 열을 생성시키기 위한 산업용 보일러에 있어서,

   상기 연소실(20)의 상부에는 내부에 물이 내장된 저수조(10)가 구비되고, 상기 연소실(20)의 내부에는 연소실(20)로 투입된 상기 고형화연료를 이송시키도록 모터(24)에 의해 회전되는 다수개의 회전롤러(22)와, 상기 회전롤러(22)의 저부에 상기 고형화연료를 점화시켜 상기 저수조(10)의 물을 가열하기 위한 점화기(26)가 구비되며,

   상기 회전롤러(22)는 내부가 중공된 형태로 표면에 일정간격으로 다수개의 분사공(23)이 형성되고, 일측에 상기 고형화연료의 연소시 필요한 공기를 공급하여 상기 분사공(23)을 통해 분사시키도록 에어발생기(30)가 연결되는 것을 특징으로 하는 고형화연료를 이용한 산업용 보일러.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이송부재는 상기 고형화연료가 저장되는 저장호퍼(40)와, 상기 저장호퍼(40)에 제1이송스크류(45)에 의해 연결되는 투입호퍼(42)와, 상기 투입호퍼(42)의 저부에 투입호퍼(42)로 투입된 상기 고형화연료를 상기 연소실(20)로 투입하기 위한 제2이송스크류(47)로 구성되고,

   상기 투입호퍼(42)의 내측 상부에는 상기 고형화연료의 투입량을 조절하도록 리미트스위치(43)가 구비된 것을 특징으로 하는 고형화연료를 이용한 산업용 보일러.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 연소실(20)의 내부 상측에는 미연소된 가스를 2차적으로 연소시키도록 상기 에어발생기(30)에 연결되어 공기를 분사시키기 위한 에어노즐(35)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 고형화연료를 이용한 산업용 보일러.

Images