KR100857901B1 - 알피에프와 알디에프를 이용한 버너 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 알피에프와 알디에프를 이용한 버너는 고형연료를 하측에서 상측으로 이송하여 배출하는 연료이송스크류와; 상기 연료이송스크류의 배출부와 연결되고, 양갈래로 나누어지며, 연료이송스크류에서 배출된 고체연료를 본체 내부에서 하측으로 이동한 후 점화버너 높이보다 높은 상측으로 순환이동하는 곡형 형태로서, 점화버너의 열을 이용하여 고체상태의 연료를 액체상태로 액화시켜 저장하는 투입관과; 상기 투입관의 하측에 위치하여 연소된 연료의 재를 외부로 유출하도록 바닥에 폭방향으로 설치되는 스크류와; 상기 투입관과 스크류가 내부에 설치되고, 재가 바닥부 중앙에 모이도록 측면하단이 경사진 형태로서, 공기가 통과하는 다수개의 통기구와 점화열이 통과하는 점화구멍이 전방벽면에 형성되는 본체와; 상기 본체의 통기구에 공기를 공급하는 공기공급장치와; 상기 본체에 불꽃을 공급하여 연료의 최초 연소를 돕는 점화용 버너와; 상기 스크류를 회전 구동하도록 본체 외부 하단에 설치되는 구동장치;로 이루어진다.

연료이송스크류, 곡형 하단, 투입관, 스크류

Description

알피에프와 알디에프를 이용한 버너 {Burner for R.P.F and R.D.F}

도 1은 본 발명의 전면부 단면도

도 2는 본 발명의 측면부 단면도

도 3은 본 발명의 통기구의 일실시예도

*주요 부호의 설명

10. 본체

11. 외부벽면

12. 내부벽면12a.통기구

12b.돌출부 12c.점화구멍

13. 내화벽돌14. 연소실

15. 배출구

20. 투입관

21. 수직형 상단22. 곡형 하단

30. 스크류31. 스크류날개

40. 연료이송스크류41. 배출부

100. 공기공급장치

200. 점화용 버너

300. 구동장치

본 발명은 알피에프와 알디에프를 이용한 버너에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고형 연료인 RPF(Refuse Plastic Fuel)와 RDF(Refuse Derived Fuel)를 곡형 주물관을 통하여 내부로 연속적으로 투입하여 점화버너에 의해 액체화 시켜고, 상기 액체화된 연료를 연소시켜 이로부터 발생되는 열을 이용하여 난방과 온수를 공급하는 알피에프와 알디에프를 이용한 버너에 관한 것이다.

일반적으로 기존의 보일러를 가동할 때는 고가의 기름을 원료로 투입하여 점화용 버너로 연소시켜 열기를 제공하였으나, 이는 대규모의 난방과 온수 공급에 있어서 과도한 연료비를 유발하였다

이에 고가의 기름 대신에 저렴한 갈탄, 조개탄 등의 화석연료를 이용하여 열기를 발생시켜 온수나 스팀보일러를 가동하였으나, 상기의 고형연료는 버너로의 투입이 수동으로 이루어져 연료공급이 연속적이지 못하였고, 액체 기름보다 점화되는 시간이 오래 걸렸으며, 화석연료를 사용하게 될 경우 완전연소가 이루어지지 않아 미연가스에 포함된 각종 대기오염 물질이 배출되는 문제점이 내포되었으며, 불완전 연소로 건류가스를 발생시키는 가스발생실과 건류가스의 완전연소가 이루어지는 가스연소실을 연결하는 덕트 부분에서 건류가스의 냉각과 압력 변화에 의하여 가스 응축이 발생되고, 이로 인하여 미연소 카본 등이 축적되는 크링커 현상으로 인하여 건류가스 소통로의 체적이 줄어들어 심할 경우 폭발의 위험까지 있었다.

또한, 완전연소가 이루어지지 않아 연소효율이 저하됨은 물론이고, 한정된 화석연료의 고갈이라는 문제점도 있었다.

이에 고형연료인 RPF와 RDF를 연소시켜 이로부터 발생되는 열을 이용하는 온수나 스팀보일러를 가동함으로써, 연료비를 현저히 절감시킬수 있으며, 열효율이 높고 대기오염물질을 배출하지 않는 장점이 있었다.

그러나, 상기 고형연료를 사용하는 기존의 버너는 고형연료를 본체내에 수직으로 낙하하도록 투입하여 고체의 연료가 점화열에 직접 닿도록 연소시킴으로서, 상기 고체의 RPF와 RDF를 완전히 연소되기 위한 시간이 많이 소요되었으며, 고체가 녹아서 열을 발생하여야 하는 과정이 연료의 투입시마다 이루어져야 함으로 연소효율이 일정하지 않으며, 고체가 연소되는 과정에서 미세한 분진이 많이 발생되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 버너의 외부에 자동이송스크류를 연결하여 고형연료인 RPF와 RDF를 연속적으로 투입하여 최상의 연소조건을 유지하고, 본체 내부의 연료 투입관을 곡형으로 형성하고 점화열을 가하여 투입된 고체 원료가 액화되어 저장되게 하며, 이를 사용하여 완전연소를 할 수 있는 알피에프와 알디에프를 이용한 버너를 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 본체 내부의 하단에 이송 스크류를 설치하여 연료 연소 후 발생되어 축적되는 재를 외부로 배출하기 쉽도록 하는 알피에프와 알디에프를 이용한 버너를 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 완전연소를 위하여 송풍기로부터 공급되는 공기를 중앙으로 모이도록 구성하여 점화버너 불꽃의 열기를 배가시킬 수 있도록 하는 알피에프와 알디에프를 이용한 버너를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 알피에프와 알디에프를 이용한 버너는 고형연료를 하측에서 상측으로 이송하여 배출하는 연료이송스크류와; 상기 연료이송스크류의 배출부와 연결되고, 양갈래로 나누어지며, 연료이송스크류에서 배출된 고체연료를 본체 내부에서 하측으로 이동한 후 점화버너 높이보다 높은 상측으로 순환이동하는 곡형 형태로서, 점화버너의 열을 이용하여 고체상태의 연료를 액체상태로 액화시켜 저장하는 투입관과; 상기 투입관의 하측에 위치하여 연소된 연료의 재를 외부로 유출하도록 바닥에 폭방향으로 설치되는 스크류와; 상기 투입관과 스크류가 내부에 설치되고, 재가 바닥부 중앙에 모이도록 측면하단이 경사진 형태로서, 공기가 통과하는 다수개의 통기구와 점화열이 통과하는 점화구멍이 전방벽면에 형성되는 본체와; 상기 본체의 통기구에 공기를 공급하는 공기공급장치와; 상기 본체에 불꽃을 공급하여 연료의 최초 연소를 돕는 점화용 버너와; 상기 스크류를 회전 구동하도록 본체 외부 하단에 설치되는 구동장치;로 이루어진다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 전면부를 단면하여 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 측면부를 단면하여 도시한 것이다.

도시된 실시예에 따르면 본 발명은 연속적으로 고형연료를 버너에 공급하기 위한 연료이송스크류(40)가 외부에 설치된 것으로서, 버너에 고형연료의 투입량을 적절하게 제어할 수 있고, 상기 연료이송스크류(40)에 의해 하측에서 투입된 고형연료를 상측으로 이송시켜 버너 본체(10) 내부로 낙하시킨다.

상기 버너의 본체(10)는 외관이 원통형태로서 도시된 이외에 다양한 형태가 가능하며, 내부는 800°C로 상승되는 열과 온기의 체류시간을 연장할 수 있도록 내화벽돌(13)로 구성되고, 연료 연소후 발생되는 재가 바닥부 중앙에 축적되도록 측면이 하부로 향할수록 좁아지는 구조로서, 바닥에는 외부로 재를 배출하는 배출장치와 배출구(15)가 형성되며, 후방부는 가열된 열기가 배출되어 난방과 온수에 사용되도록 통공되어 있고, 후방부에 외부기기를 설치한다.

본체(10)의 전방부는 중간에 중공부가 형성되는 이중벽면으로서, 연료를 연소할 때 열기를 배가시킬 수 있는 공기를 공급하는 공기공급장치(100)가 일측에 설치되고, 중앙에서 하측으로 치우친 곳에 점화용버너(200)가 설치되는 외부벽면(11)과, 상기 점화용버너(200)의 불꽃이 본체(10) 내부에 닿도록 외부벽면(11)과 일치되어 통공되는 점화구멍(12c)이 형성되고, 공기가 연소실(14)로 공급되도록 다수개의 통기구(12a)가 형성되는 내부벽면(12)으로 구성된다.

상기 다수개의 통기구(12a)는 외부에 설치된 공기공급장치(100)인 송풍기로부터 배출되는 공기가 본체(10)의 연소실(14)로 공급되도록 통공된 구멍으로서, 다양한 형상과 크기가 가능하며, 실시예는 원형의 구멍을 도시하였으며, 직경과 개수가 반비례하여 형성되도록 한다.

상기 본체(10)의 전방부에 접하는 위치의 본체(10) 상측부에 투입관이 설치된다. 상기 투입관은 열에 강한 재료를 사용하며, 실시예의 재료는 주물로 이루어진 관으로서, 상기 주물관(20)은 쇳물을 틀에 부어 만들어져 철관의 성질인 옆방향 열발산력이 좋고, 모양 변형이 거의 없어서 반영구적인 성질이 있다.

상기 주물관(20)은 연료이송스크류(40)의 배출부(41)와 연결되는 수직형 상단(21)과, 양갈래로 나누어지며 연료이송스크류(40)에서 배출된 고체연료를 본체(10) 하측으로 이동한 후 점화버너 높이보다 높은 상측으로 순환이동하도록 곡형 하단(22)으로 이루어지며, 상기 곡형 하단(22)의 일측 끝부분은 중앙으로 모아져 중앙 하측에 위치하는 점화 버너의 불꽃에 닿도록 근접하며, 점화버너의 열에 의해 고체상태의 연료가 액체상태로 액화되어 곡형 하단(22)으로 흘러 저장된다.

즉, 고형연료는 연료이송스크루에 의해 본체(10) 외부의 하측에서 상측으로 연속적으로 이송되어 본체(10) 내부로 낙하되고, 곡형 형태의 주물관(20)에 의해 곡형의 최하단에 누적되며, 연속적인 고형연료 공급에 의해 가압되어 최초로 투입되었던 고형연료는 주물관(20)의 하단 끝부분으로 상승 이동하게 되고, 상기 상승 이동시의 끝부분에서 점화버너의 불꽃에 닿아 점화열에 의해 녹기 시작하여 액화되면서 주물관(20) 내부로 다시 흐르게 되며, 또한 불꽃에 의해 연소되기 시작한다.

연료가 최초로 액화되어 연소되기 시작하면 후미에 연속적으로 공급되는 고형연료도 상기 액화된 연료의 온도에 의해 연쇄적으로 액화되어 연소하게 되는데, 수직형 상단(21)은 연료이송스크류(40)에 연결되어 고형연료가 계속 공급되어 주물관(20)의 내부를 채움으로서 공기의 공급을 차단하고, 주물관(20)의 하단 끝부분 이외에는 산소가 공급되지 않아 연소는 주물관(20)의 하단 끝부분에서만 이루어지며, 이에 의해 본체(10) 연소실(14)의 온도는 800°C에 도달하며 상기 열기가 난방과 온수에 이용된다.

종래에 고체상태의 고형연료가 연소될 때는 많은 분진과 재가 발생되는데, 본 발명은 고형연료를 액체화하여 연소함으로서 분진이 발생되는 것을 방지하였다.

RPF와 RDF가 액화된 연료가 완전연소된 후에 낙하된 재가 순차적으로 배출되도록 스크류(30)를 본체(10)의 하단에 설치하며 외부에 구동장치(300)인 유압모터와 연결하여 회전 구동하도록 구성하였다. 스크류(30)는 호퍼의 바닥에 폭방향으로 설치되도록 하며, 본체(10)의 후방부에 공기 유입으로 날린 재까지 모두 외부로 배출하도록 도시한 바와 같이 좌우 스크류날개(31)방향을 달리하여 비료를 중앙 배출구(15)로 모을수 있도록 각기 중앙으로 향하도록 구성한다.

도 3은 본 발명의 통기구(12a)의 일실시예를 도시한 것으로서, 상기 다수개의 통기구(12a)는 외부에 설치된 공기공급장치(100)인 송풍기로부터 배출되는 공기가 본체(10)의 연소실(14)로 공급되도록 통공된 구멍으로서, 다양한 형상과 크기가 가능하며, 외부에 설치된 공기공급장치(100)로부터 본체(10) 전방부의 내부벽면(12)에 형성된 다수개의 통기구(12a)로 유입되는 공기가 주물관(20)의 하단 끝부분과 점화버너가 위치한 중앙에 집중되도록 연소실(14)측 통기구(12a)면에 공기의 흐름을 유도하는 돌출부(12b)를 형성한다.

도시된 예는 원형의 내부벽돌상의 통기구(12a)에 돌출부(12b)를 휨형태의 관으로 설치하여 공기가 중앙에 모이도록 상기 관의 끝부분을 중앙에 모이는 모습이며, 상기 예이외에 돌출부(12b)에 반구형 돔을 설치할수 있으며, 돌출부(12b)의 각도를 회전형으로 하여 유입되는 공기를 회오리형태로 형성할 수 있다.

상기 통기구(12a)에 의해 중앙 집중된 공기가 주물관(20)의 하단 끝부분과 점화버너에 제공됨으로서 불꽃의 열기를 배가 시켜주어 연료의 완전연소를 가능케 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 온수와 난방을 공급하는 보일러에 열기를 공급하는 버너의 연료를 유류나 가스류 또는 석탄 대신에 고형원료인 RDF와 RPF로 대체함으로서 장시간 운전에 따른 비용 소모가 적어 경제적이며, 연료의 공급을 이송스크류를 이용하여 연속적으로 투입함으로서 공급량을 일정하게 제어할 수 있어 최상의 연소조건을 유지하는 효과가 있다.

또한, 고형원료를 액체로 변환시켜 사용함으로서 점화성과 연소성이 좋게 하는 효과가 있다.

또한, 통기구에 공기의 흐름을 조절하는 돌출부가 형성되어 송풍기로부터 공급되는 공기를 중앙으로 모아서 점화버너와 주물관의 하단 끝부분에 공급함으로서, 집중적인 산소공급으로 완전 연소를 가능하게 하며, 내부의 하단에 이송 스크류를 설치하여 연료 연소 후 발생되어 축적되는 재가 외부로 쉽게 배출되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 고형연료를 하측에서 상측으로 이송하여 배출하는 연료이송스크류와;

   상기 연료이송스크류의 배출부와 연결되고, 양갈래로 나누어지며, 연료이송스크류에서 배출된 고체연료를 본체 내부에서 하측으로 이동한 후 점화버너 높이보다 높은 상측으로 순환이동하는 곡형 형태로서, 점화버너의 열을 이용하여 고체상태의 연료를 액체상태로 액화시켜 저장하는 투입관과;

   상기 투입관의 하측에 위치하여 연소된 연료의 재를 외부로 유출하도록 바닥에 폭방향으로 설치되는 스크류와;

   상기 투입관과 스크류가 내부에 설치되고, 재가 바닥부 중앙에 모이도록 측면하단이 경사진 형태로서, 공기가 통과하는 다수개의 통기구와 점화열이 통과하는 점화구멍이 전방벽면에 형성되는 본체와;

   상기 본체의 통기구에 공기를 공급하는 공기공급장치와;

   상기 본체에 불꽃을 공급하여 연료의 최초 연소를 돕는 점화용 버너와;

   상기 스크류를 회전 구동하도록 본체 외부 하단에 설치되는 구동장치;로 이루어진 것을 특징으로 하는 알피에프와 알디에프를 이용한 버너
2. 제 1항에 있어서, 상기 공기공급장치에 의해 다수개의 통기구로 유입되는 공기의 흐름을 유도하도록 연소실측 통기구면에 돌출부를 형성하는 것을 특징으로 하는 알피에프와 알디에프를 이용한 버너.
3. 제 1항에 있어서, 상기 스크류는 바닥 중앙부에 있는 배출구를 통하여 본체 내의 재를 분출하는 것으로서, 좌우 스크루날개 방향을 달리하여 비료를 중앙 배출구로 모을수 있도록 각기 중앙으로 향하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 알피에프와 알디에프를 이용한 버너.
4. 제 1항에 있어서, 상기 본체의 내부는 열과 온기의 체류시간을 연장할 수 있도록 내화벽돌로 구성하는 것을 특징으로 하는 알피에프와 알디에프를 이용한 버너.

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