KR101078329B1

KR101078329B1 - 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치

Info

Publication number: KR101078329B1
Application number: KR1020100107924A
Authority: KR
Inventors: 강점룡; 김재순
Original assignee: 김재순; 강점룡
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2011-10-31
Also published as: CN102466221A; CN102466221B

Abstract

본 발명은 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치에 관한 것이다.
본 발명의 연소장치는 고형연료를 연소시키는 연소실의 바닥을 관통해 회전되게 설치되는 송풍관; 원뿔 형상을 이루되 높이를 따라 환형의 턱부를 계단 모양을 이루게 형성한 형태를 이루어 상기 송풍관과 결합되는 열분해 연소기; 및 상기 열분해 연소기의 턱부를 따라 분리되게 배열되어 상기 열분해 연소기를 차폐하는 커버부재를 포함한다.
본 발명에 의해, 교체가 어려운 열분해 연소기를 장기간 사용할 수 있다.

Description

고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치{SOLID FUEL COMBUSTION APPARATUS BY PYROLYSIS AND GASIFICATION}

본 발명은 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치에 관한 것으로, 특히 교체가 어려운 열분해 연소기를 부식 등으로부터 보호하도록 한 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치에 관한 것이다.

한국 등록특허공보 제10-0808140호 "순환자원의 고형연료를 연소하기 위한 다기능 연소설비"는 순환자원의 고발열량 고형연료를 유용한 에너지로 활용하기 위해서 고발열량 고형연료를 연소하기 위한 기술을 개시하고 있다.

선행기술은 고형연료를 열분해 및 가스화를 통한 연소로 완전 연소를 달성한다.

그러나, 선행기술은 교체가 어려운 열분해 연소기를 부식으로부터 방어하기 위한 기술이 전무하다는 문제가 있다.

또한, 선행기술은 연소실의 고열과 분진으로부터 열분해 연소기의 회전을 지지하는 부재 즉, 베어링이 손상되거나 고장나 열분해 연소기의 회전이 정지되는 일이 발생하는 문제가 있다.

즉, 열분해 연소기로 공기를 공급하는 송풍관의 외주연에 배치되어 열분해 연소기의 회전을 지지하는 베어링이 연소실의 고열로 인해 녹아 손상되거나 연소실의 분진이 끼여 회전기능을 발휘하지 못하게 되어 열분해 연소기의 회전이 정지되는 일이 발생했다.

한국 등록특허공보 제10-0808140호 "순환자원의 고형연료를 연소하기 위한 다기능 연소설비"

본 발명의 목적은 열분해 연소기에 교체가 쉬운 부식층을 적층해 열분해 연소기의 부식을 효과적으로 방지하기 위한 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 열분해 연소기의 회전을 지지하는 부재가 연소실의 고열과 분진으로부터 영향을 받지 않도록 하기 위한 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고형연료를 연소시키는 연소실의 바닥을 관통해 회전되게 설치되는 송풍관; 원뿔 형상을 이루되 높이를 따라 환형의 턱부를 계단 모양을 이루게 형성한 형태를 이루어 상기 송풍관과 결합되는 열분해 연소기; 및 상기 열분해 연소기의 턱부를 따라 분리되게 배열되어 상기 열분해 연소기를 차폐하는 커버부재를 포함한다.

상기 커버부재의 좌우단에 위아래로 서로 포개지는 단차가 형성됨이 바람직하다.

상기 커버부재는 수평부와 수직부를 갖는 ㄱ자 형상이고, 수평부와 수직부에 상기 커버부재의 배열시 서로 끼움 결합되는 끼움돌기와 끼움홈이 형성됨이 좋다.

상기 연소실 바닥의 두께 내에 위치하는 상기 송풍관의 부위에 형성되어 공기의 일부를 외부로 토출하는 기공을 구비할 수 있다.

상기 열분해 연소기와 상기 연소실 바닥과의 틈사이에 설치되어 상기 틈사이로 분진 유입을 차단하는 여과수단을 더 포함할 수 있다.

상기 여과수단은 서로 직경이 다른 3개의 고리부재 중 2개의 고리부재는 상기 연소실 바닥에 간격을 두고 배치되고, 나머지 1개의 고리부재는 상기 열분해 연소기의 바닥에 배치됨으로써 상기 2개의 고리부재 사이에 위치하고, 상기 2개의 고리부재 사이에 여과부재가 충전되는 구조로 이루어짐이 바람직하다.

상기 여과부재는 내열사가 좋다.

상기 연소실 바닥에 형성되어 상기 연소실 내부를 외부와 연통시키는 다수개의 통공을 더 갖을 수 있다.

상기 열분해 연소기의 바닥에 설치되는 바퀴수단를 더 포함할 수 있다.

상기 연소실 내벽면을 가로질러 설치되어 상기 열분해 연소기 위에 위치하는 V자프레임과, 상기 V자프레임에 설치되어 상기 커버부재와 접하는 스크랩부재로 이루어진 스크래퍼수단을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의해, 교체가 어려운 열분해 연소기가 부식 등으로부터 자유롭게 되어 장기간 사용할 수 있다.

또한, 열분해 연소기의 회전을 지지하는 부재가 연소실의 고열과 분진으로부터 영향을 받지 않아 손상되는 일이 없기 때문에, 열분해 연소기의 회전이 멈추는 일이 발생하지 않는다.

도 1은 본 발명의 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에서 표시 A부분을 나타낸 부분 확대도이다.
도 3은 도 2에서 표시 B부분을 나타낸 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명에서 커버부재를 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4의 측면도이다.
도 6은 도 4의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치의 사용상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치를 개략적으로 나타낸 도면, 도 2는 도 1에서 표시 A부분을 나타낸 부분 확대도, 도 3은 도 2에서 표시 B부분을 나타낸 부분 확대도이다.

도 4는 본 발명에서 커버부재를 나타낸 평면도, 도 5는 도 4의 측면도, 도 6은 도 4의 단면도이다.

도 7은 본 발명의 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치의 사용상태도이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치는 열분해 연소기(10)에 부식층을 적층해 열분해 연소기(10)를 보호한다.

부식층은 커버부재(20)가 열분해 연소기(10)에 분리되게 배열됨으로써 형성된다.

고형연료를 연소시키는 연소실(1)의 바닥을 관통해 송풍관(30)이 회전되게 설치되고, 송풍관(30)에 열분해 연소기(10)가 결합되어 송풍관(30)을 따라 회전한다.

송풍관(30)은 외부로부터 유입되는 공기를 열분해 연소기(10)에 공급하고, 열분해 연소기(10)는 다수개의 노즐구멍(미도시)을 통해서 연소되는 고형연료에 공기를 분사한다.

열분해 연소기(10)는 원뿔 형상을 이루며 높이를 따라 환형의 턱부(11)를 계단 모양을 이루게 형성한 형태를 이루어, 고형연료가 상계단에서 하계단으로 녹아 흐르면서 고상-액상-가스화 과정이 일어나도록 함으로 인해 다량의 가연성 열분해가스를 생성한다.

열분해 연소기(10)가 송풍관(30)으로부터 공급되는 공기를 분사하며 회전함으로써 연소실(1) 내부에는 자연스럽게 선회화염이 형성된다.

연소실(1)은 바닥에 구멍(2)을 형성하여 송풍관(30)을 관통시키며, 구멍(2) 둘레에는 송풍관(30)이 관통하는 제1베어링(3)을 설치하여 송풍관(30)의 회전을 지지한다.

송풍관(30)은 체인 등을 통해서 모터(5)와 연결되어 회전력을 얻으며, 예컨대, 에어챔버(6)에 설치되는 제2베어링에 설치됨으로써 회전하는데 무리가 없다.

커버부재(20)는 열분해 연소기(10)의 턱부(11)를 따라 배열됨으로써 열분해 연소기(10)를 차폐하여 부식층을 형성한다.

커버부재(20)는 열분해 연소기(10)가 원뿔 형상을 이루고 있기 때문에 원주를 따라 배열되도록 원호상을 이룬다.

또한, 커버부재(20)는 열분해 연소기(10)가 계단 모양을 이루고 있기 때문에 수평부(21)와 수직부(23)를 갖는 ㄱ자 형상을 이루어 열분해 연소기(10)를 효과적으로 덮는다.

이러한 커버부재(20)는 좌우단에, 커버부재들(20)이 배열시 위아래로 서로 포갤 수 있는 단차(24)(25)를 형성하여 갈지(之)자 모양의 틈사이를 형성함으로써, 연소실(1)의 열기가 틈사이를 통해 쉽게 열분해 연소기(10)로 침투하는 것을 차단한다.

또한, 커버부재(20)는 수평부(21)와 수직부(23)에, 커버부재들(20)이 배열시 서로 끼움 결합되는 끼움돌기(26)와 끼움홈(27)을 형성하여, 열분해 연소기(10)의 하계단에 배열되는 커버부재들(20)이 상계단에 배열되는 커버부재들(20)에 걸려 이탈되지 않도록 한다.

열분해 연소기(10)에 커버부재들(20)의 배열이 완료되면, 열분해 연소기(10)의 최상계단에 배열되는 커버부재들(20)을 볼트(29)를 사용해서 열분해 연소기(10)에 분리되게 고정하는 것만으로 전체 커버부재들(20)이 견고히 고정된다.

상기 볼트(29)만 제거되면 열분해 연소기(10)로부터 커버부재들(20)을 쉽게 걷어낼 수 있다.

이처럼 열분해 연소기(10)가 커버부재들(20)로부터 차폐되면, 연소실(1)은 커버부재들(20)과 접하기 때문에, 열분해 연소기(10)가 화기와 접하는 일이 없다.

따라서, 부식은 화기와 접하는 커버부재들(20)에서 일어나며, 이로 인해 열분해 연소기(10)가 쉽게 부식되지 않아 장기간 사용이 가능하여 상당한 경제적 이득을 얻을 수 있다.

또한, 상기 볼트(29)만 제거하면 부식된 커버부재들(20)을 쉽게 걷어낼 수 있고, 새 것으로 교체가 용이하기 때문에, 작업성이 우수하다.

한편, 열분해 연소기(10)와 연소실(1) 바닥과의 틈사이(S1)에는 틈사이(S1)로 분진 유입을 차단하기 위한 여과수단(50)이 설치된다.

예컨대, 여과수단(50)은 서로 직경이 다른 3개의 고리부재(51)(52)(53) 중 2개의 고리부재(51)(52)는 연소실(1) 바닥에 간격을 두고 배치되고, 나머지 1개의 고리부재(53)는 열분해 연소기(10)의 바닥에 배치됨으로써 2개의 고리부재(51)(52) 사이에 위치하고, 2개의 고리부재(51)(52) 사이에 여과부재(55)가 충전되는 구조로 이루어질 수 있다.

여과부재(55)는 고리부재(53)의 단부가 충분히 잠길 수 있을 정도의 량으로 고리부재(51)(52) 사이에 충전되며, 고열에 견디는 내열사로 이루어짐이 좋다.

따라서, 분진을 함유하는 고온의 열기가 고리부재들(51)(52)(53)이 형성하는 갈지(之)자 모양의 통로를 따라 지그재그로 이동하는 동안, 분진은 여과부재(55)에 걸려 여과된다.

이 때문에, 틈사이(S1)를 거쳐 틈사이(S2)로 이동하는 고온의 열기는 분진을 함유하지 않으며, 결국 송풍관(30)의 회전을 지지하는 제1베어링(3)에 분진이 끼는 일이 발생하지 않는다. 이로써 분진에 의해 제1베어링(3)의 작동이 멈추는 일은 발생하지 않는다.

여기서, 틈사이(S2)는 송풍관(30)과 연소실(1) 바닥의 구멍(2)과의 사이에 형성되는 간극을 말한다.

또한, 연소실(1) 바닥의 두께 내에 위치하는 송풍관(30)의 부위에는 기공(35)이 형성되고, 연소실(1) 바닥에는 연소실(1) 내부를 외부와 연통시키기 위한 다수개의 통공(1a)이 형성된다.

기공(35)은 구멍(2)에 위치하는 송풍관(30)의 부위에 원주를 따라 일정 간격을 두고 다수개로 형성되는데, 구멍(2) 하측에 위치하는 송풍관(30)의 부위에 형성됨이 바람직하다.

이러한 기공(35)은 구멍(2)의 상측 방향을 향해서 경사지게 형성되어 송풍관(30)을 유동하는 공기의 일부를 외부로 토출한다.

송풍관(30)을 유동하는 공기는 컴프레서 등의 펌핑에 의해 압력을 갖는 상태로 압송되기 때문에, 기공(35)으로 빠져나오는 공기는 상당한 토출압을 갖는다.

따라서, 기공(35)으로 토출되는 공기는 틈사이(S2)에 위치하는 공기를 불어내 틈사이(S1)로 밀어내기 때문에, 틈사이(S1)의 고온의 열기가 제1베어링(3)에 다가갈 수 없다.

이 때문에, 고온의 열기로 제1베어링(3)이 녹는 일이 발생하지 않아, 제1베어링(3)의 작동이 멈추는 일은 발생하지 않는다.

통공(1a)은 틈사이(S1)의 공기가 외부로 빠져나갈 수 있는 장소를 마련하여 틈사이(S1)의 압력을 낮추는 역할을 한다.

틈사이(S1)의 압력이 외부보다 높기 때문에, 공기가 통공(1a)으로 빠져나가는데 무리가 없다.

또한, 열분해 연소기(10)는 바닥에 바퀴수단(61)를 설치하여 균형을 유지하고, 하중을 분산하여 송풍관(30)에 무리가 가지 않도록 한다.

또한, 열분해 연소기(10)의 상부에 스크래퍼수단(70)을 설치하여 커버부재(20)에 쌓인 재를 긁어낸다.

스크래퍼수단(70)은 연소실(1) 내벽면을 가로질러 설치되어 열분해 연소기(10) 위에 위치하는 V자프레임(71)과, V자프레임(71)에 설치되어 커버부재(20)와 접하는 판상형의 스크랩부재(73)로 이루어진다.

스크랩부재(73)는 열분해 연소기(10)의 각 단에 설치되어 커버부재(20)에 쌓인 재를 긁어낸다.

스크랩부재(73)는 긁어낸 재를 열분해 연소기(10) 아래로 떨어뜨려 연소실(1) 밖으로 배출할 수 있도록 한다.

1:연소실 1a:통공
2:구멍 3:제1베어링
5:모터 6:에어챔버
10:열분해 연소기 11:턱부
20:커버부재 21:수직부
23:수평부 24,25:단차
26:끼움돌기 27:끼움홈
29:볼트 30:송풍관
35:기공 50:여과수단
51,52,53:고리부재 55:여과부재
61:바퀴수단 70:스크래퍼수단
71:V자프레임 73:스크랩부재

Claims

고형연료를 연소시키는 연소실의 바닥을 관통해 회전되게 설치되는 송풍관;
원뿔 형상을 이루되 높이를 따라 환형의 턱부를 계단 모양을 이루게 형성한 형태를 이루어 상기 송풍관과 결합되는 열분해 연소기; 및
상기 열분해 연소기의 턱부를 따라 분리되게 배열되어 상기 열분해 연소기를 차폐하는 커버부재를 포함하고,상기 연소실 바닥의 두께 내에 위치하는 상기 송풍관의 부위에 형성되어 공기의 일부를 외부로 토출하는 기공을 구비하되,
상기 열분해 연소기와 상기 연소실 바닥과의 틈사이에 설치되어 상기 틈사이로 분진 유입을 차단하는 여과수단을 더 포함하고,
상기 여과수단은 서로 직경이 다른 3개의 고리부재 중 2개의 고리부재는 상기 연소실 바닥에 간격을 두고 배치되고, 나머지 1개의 고리부재는 상기 열분해 연소기의 바닥에 배치됨으로써 상기 2개의 고리부재 사이에 위치하고, 상기 2개의 고리부재 사이에 여과부재가 충전되는 구조로 이루어진, 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치.
제1항에 있어서,
상기 커버부재의 좌우단에 위아래로 서로 포개지는 단차가 형성되는, 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치.
제1항에 있어서,
상기 커버부재는 수평부와 수직부를 갖는 ㄱ자 형상이고, 수평부와 수직부에 상기 커버부재의 배열시 서로 끼움 결합되는 끼움돌기와 끼움홈이 형성되는, 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 여과부재는 내열사인, 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치.
제1항에 있어서,
상기 연소실 바닥에 형성되어 상기 연소실 내부를 외부와 연통시키는 다수개의 통공을 더 갖는, 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치.
제1항에 있어서,
상기 열분해 연소기의 바닥에 설치되는 바퀴수단를 더 포함하는, 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치.
제1항에 있어서,
상기 연소실 내벽면을 가로질러 설치되어 상기 열분해 연소기 위에 위치하는 V자프레임과, 상기 V자프레임에 설치되어 상기 커버부재와 접하는 스크랩부재로 이루어진 스크래퍼수단을 더 포함하는, 고형연료의 열분해 및 가스화 연소장치.