KR101223319B1 - Solid fuel boiler for perfect combustion - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고체연료를 재가열 연소시킴으로써 연소효율을 높이고, 고체연료의 매연과 탄재를 저감할 수 있는 고체연료 완전연소방식 보일러에 관한 것으로, 내부에 고체연료가 투입되어 연소되는 제1 연소실, 상기 제1 연소실에서 연소된 연소가스가 탄재와 분리되는 제2 연소실, 상기 제1 연소실과 상기 제2 연소실을 구획하는 격벽 그리고, 상기 격벽에 삽입되어 상기 제1 연소실에서 연소된 연소가스와 탄재가 제2 연소실로 유동되도록 형성되며, 상기 제1 연소실에서 연소된 연소가스와 탄재를 가열하는 가열관을 포함하는 고체연료 완전연소방식 보일러를 제공한다.The present invention relates to a solid fuel complete combustion boiler capable of improving combustion efficiency by reheating and burning solid fuel and reducing soot and carbonaceous material of a solid fuel. A second combustion chamber in which the combustion gas combusted in the combustion chamber is separated from the carbon material, a partition wall partitioning the first combustion chamber and the second combustion chamber, and the combustion gas and the carbon material inserted into the partition wall and burned in the first combustion chamber are second. It is formed to flow into the combustion chamber, and provides a solid fuel complete combustion boiler comprising a heating tube for heating the combustion gas and carbonaceous material combusted in the first combustion chamber.
Description
본 발명은 고체연료 완전연소방식 보일러에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 고체연료를 재가열 연소시킴으로써 연소효율을 높이고, 고체연료의 매연과 탄재를 저감할 수 있는 고체연료 완전연소방식 보일러에 관한 것이다.
The present invention relates to a solid fuel full combustion boiler, and more particularly, to a solid fuel full combustion boiler capable of increasing combustion efficiency by reheating and burning solid fuel and reducing soot and carbonaceous material of solid fuel.
일반적으로 보일러는 점화장치가 점화된 상태로 운전되면서, 물탱크의 물을 가열시켜 난방수 및 급탕수를 공급하기 위한 장치를 말한다. 이러한 보일러의 연료는 다양하게 사용되어졌는데, 최근에는 가정용 난방기가 대부분 보급되고 제어나 연료공급의 효율성을 감안하여 기름이나 가스보일러가 많이 사용되고 있다. 기름이나 가스보일러는 전자적 제어기기가 부착되어 사용의 용이함을 제공하는 이점이 있으나, 각종 전자적, 전기적 부품을 갖추어야만 하고, 유류나 가스의 가격이 높아짐에 따라 제작비용 측면이나 유지비 면에서 문제점을 가지고 있었다.In general, a boiler is a device for supplying heating water and hot water by heating water in a water tank while operating with an ignition device ignited. Fuels of such boilers have been used in various ways, and in recent years, domestic heaters are most widely used, and oil or gas boilers are widely used in consideration of efficiency of control or fuel supply. Oil and gas boilers have the advantage of providing ease of use with electronic controllers, but they must be equipped with various electronic and electrical components, and have problems in terms of manufacturing cost and maintenance costs due to the high oil and gas prices. there was.
이에 따라, 최근 제작비용의 절감과 연료비 및 유지비 등의 경제성을 감안하여 상기 기름 및 가스보일러의 장점을 보완한 고체연료용 보일러가 제작되어 보급되는 추세이다. 고체연료는 나무, 석탄, 연탄, 코크스 및 숯과 같이 고체로 된 연료를 말하며, 액체나 기체로 된 연료보다 점화하기가 어려운 문제가 있으나, 점화가 되면 항상 발화점 이상의 온도를 유지하여 발화상태가 유지되는 성질을 가지고 있다.Accordingly, in recent years, in consideration of economics such as a reduction in production cost and fuel cost and maintenance cost, solid fuel boilers that supplement the advantages of the oil and gas boilers are manufactured and spread. Solid fuel refers to solid fuels such as wood, coal, briquettes, coke, and charcoal, and it is more difficult to ignite than liquid or gaseous fuels. Has the property of becoming.
상기 고체연료 보일러의 구조는, 고체연료를 보일러의 연소실 내부로 이송하는 이송부, 상기 고체연료를 점화하여 발화상태를 유지하는 연소부, 발화된 고체연료의 연소열을 난방수에 전달하는 전열부, 연소실에서의 발화 및 점화에 필요한 공기를 공급하는 공기공급부 및 연소가스를 배출하는 배출부로 이루어져 있다. 고체연료가 이송부에 의해 연소부로 이송되면, 점화되어 발화상태가 유지되면 전열부의 난방수 전열라인을 가열하여 난방수를 배관을 통해 난방이 필요한 공간에 배치된 배관으로 난방수를 공급하게 된다. 연소과정을 거친 고체연료는 연소된 잔여물인 재(ash)형태로 남게 되는데, 재는 별도의 이송과정을 거쳐 배출되어 폐기된다.The structure of the solid fuel boiler, the transfer unit for transferring the solid fuel into the combustion chamber of the boiler, the combustion unit for igniting the solid fuel to maintain the ignition state, the heat transfer unit for transmitting the heat of combustion of the ignited solid fuel to the heating water, combustion chamber It consists of an air supply unit for supplying air necessary for ignition and ignition in the air and an exhaust unit for exhausting combustion gas. When the solid fuel is transferred to the combustion unit by the transfer unit, when the ignition is maintained and the ignition state is maintained, the heating water heating line of the heat transfer unit is heated to supply the heating water to the pipe disposed in the space requiring heating through the pipe. After combustion, the solid fuel remains in the form of ash which is a burned residue. The ash is discharged and disposed of in a separate transportation process.
한편, 고체연료가 발화점 이상의 온도에 도달하면 연소가스가 배출되고, 이러한 연소가스가 연소되어 난방수를 가열하게 되는데, 종래 기술의 고체연료보일러에서는 난방효율이 기름이나 가스 보일러에 비하여 떨어지고 연소가스가 완전연소되지 못하는 문제점을 가지고 있었다.On the other hand, when the solid fuel reaches a temperature above the ignition point, the combustion gas is discharged, and the combustion gas is combusted to heat the heating water. In the conventional solid fuel boiler, the heating efficiency is lower than that of the oil or gas boiler and the combustion gas is There was a problem that could not be completely burned.
또한, 고체연료는 연소실에 잔류하게 되는 연소 잔여물들로 인해 연소효율이 저하되는 문제점이 있다. 특히, 목재연료의 경우 목재로부터 유출되는 목초액이 연소를 방해하고 연소실이 고착되면서 이러한 문제점은 더욱 심화된다.
In addition, the solid fuel has a problem that the combustion efficiency is lowered due to the combustion residues remaining in the combustion chamber. In particular, in the case of wood fuel, such problems are further exacerbated as wood vinegar flowing out of the wood hinders combustion and the combustion chamber is fixed.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,고체연료를 2차로 가열 연소시킴으로써 연소효율을 높이고, 고체연료의 매연과 탄재를 저감할 수 있는 고체연료 완전연소방식 보일러를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, to provide a solid fuel full combustion boiler that can increase the combustion efficiency by reducing the heat of the solid fuel secondary, reducing the soot and coal ash of the solid fuel. The purpose is to.
또한, 본 발명은 보일러 내부로 투입되는 연료와 외부공기를 가열할 수 있는 구조에 의해 연소효율이 더욱 높아질 수 있는 고체연료 완전연소방식 보일러를 제공하는 데 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a solid fuel complete combustion type boiler that can further increase the combustion efficiency by the structure that can heat the fuel and the external air introduced into the boiler.
또한, 본 발명은 연료의 발화 및 유동을 돕는 외부공기가 배기가스의 폐열로 인해 가열되어 공급됨으로써 연소효율이 높아지고 연소열을 회수율을 높일 수 있는 고체연료 완전연소방식 보일러를 제공하는 데 목적이 있다.
In addition, an object of the present invention is to provide a solid fuel full combustion boiler that can increase the combustion efficiency and the recovery heat is increased by supplying the external air to help the ignition and flow of the fuel due to the waste heat of the exhaust gas.
본 발명에 따른 고체연료 완전연소방식 보일러는 내부에 고체연료가 투입되어 연소되는 제1 연소실, 상기 제1 연소실에서 연소된 연소가스가 탄재와 분리되는 제2 연소실, 상기 제1 연소실과 상기 제2 연소실을 구획하는 격벽 그리고, 상기 격벽에 삽입되어 상기 제1 연소실에서 연소된 연소가스와 탄재가 제2 연소실로 유동되도록 형성되며, 상기 제1 연소실에서 연소된 연소가스와 탄재를 가열하는 가열관을 포함하는 고체연료 완전연소방식 보일러를 제공한다. 따라서, 고체연료를 2차로 가열 연소시킴으로써 고체연료의 매연과 탄재를 저감할 수 있는 고체연료 완전연소방식 보일러가 제공된다.The solid fuel full combustion boiler according to the present invention includes a first combustion chamber into which solid fuel is injected and combusted therein, a second combustion chamber in which combustion gas combusted in the first combustion chamber is separated from coal ash, and the first combustion chamber and the second combustion chamber. A partition wall partitioning a combustion chamber, and a heating tube inserted into the partition wall so that combustion gas and carbonaceous material are flowed into the second combustion chamber, and a heating tube heating the combustion gas and carbonaceous material combusted in the first combustion chamber. It provides a solid fuel complete combustion boiler comprising. Therefore, the solid fuel complete combustion type boiler which can reduce the soot and carbonaceous material of a solid fuel by heat-fired solid fuel secondary is provided.
또한, 본 발명은 상기 제1 연소실 내부로 고체연료가 투입되며 연소열에 의해 가열되도록 일단부가 상기 제1 연소실 내부에 배치되는 투입노즐을 더 포함하는 고체연료 완전연소방식 보일러를 제공한다. 따라서, 연료가 발화되기 전에 가열되어 투입되므로 연소효율이 더욱 높아지게 된다.In addition, the present invention provides a solid fuel complete combustion method boiler further comprising an injection nozzle, one end of which is disposed in the first combustion chamber so that solid fuel is introduced into the first combustion chamber and heated by combustion heat. Therefore, the combustion efficiency is further increased because the fuel is heated before being fired.
또한, 본 발명은 상기 제1 연소실 하부에 배치되며 외부공기를 제1 연소실로 공급하는 송풍관을 더 포함하는 고체연료 완전연소방식 보일러를 제공한다. 따라서, 제1 연소실의 연소가스와 탄재가 전부 이동되어 가열될 수 있도록 하므로, 탄재의 2차연소 및 보일러 내부에 잔류하는 목초액을 방지할 수 있는 고체연료 완전연소방식 보일러가 제공된다.In another aspect, the present invention provides a solid fuel complete combustion type boiler disposed below the first combustion chamber and further comprising a blower tube for supplying external air to the first combustion chamber. Accordingly, since the combustion gas and the carbon ash in the first combustion chamber are all moved to be heated, a solid fuel complete combustion boiler is provided which can prevent secondary combustion of the carbon ash and wood vinegar remaining in the boiler.
또한, 본 발명은 상기 제1 연소실의 하부공간과 상기 제2 연소실의 하부공간을 구획하는 격벽을 더 포함하는 고체연료 완전연소방식 보일러를 제공한다. 따라서, 제1 연소실로 유입되는 압축공기가 제2 연소실로 유입되지 않으므로 탄재와 연소가스의 분리가 용이하게 된다.In addition, the present invention provides a solid fuel complete combustion boiler comprising a partition partitioning the lower space of the first combustion chamber and the lower space of the second combustion chamber. Therefore, since the compressed air flowing into the first combustion chamber does not flow into the second combustion chamber, the coal ash and the combustion gas are easily separated.
또한, 본 발명은 연소가스가 외부로 배출되는 연통 그리고, 상기 연통 내부의 연소가스가 배출되는 유로상에 형성되며 연통을 통해 배출되는 연소가스에 의해 외부공기가 가열되는 예열관을 더 포함하며, 상기 예열관에 의해 가열된 외부공기가 상기 송풍관을 통해 상기 제1 연소실 내부로 공급되는 고체연료 완전연소방식 보일러를 제공한다. 따라서, 연료의 발화 및 유동을 돕는 외부공기가 배기가스의 폐열로 인해 가열되어 공급됨으로써 연소효율이 높아지고 연소열을 회수율을 높일 수 있는 고체연료 완전연소방식 보일러가 제공된다.
In addition, the present invention further includes a communication tube through which the combustion gas is discharged to the outside, and a preheating tube which is formed on a flow path through which the combustion gas inside the communication is discharged and the external air is heated by the combustion gas discharged through the communication. Provided is a solid fuel complete combustion boiler in which external air heated by the preheating tube is supplied into the first combustion chamber through the blower tube. Accordingly, a solid fuel complete combustion type boiler capable of increasing combustion efficiency and increasing combustion recovery rate is provided by supplying and supplying external air, which helps fuel ignition and flow due to waste heat of exhaust gas.
본 발명에 따른 고체연료 완전연소방식 보일러는 고체연료를 2차로 가열 연소시킴으로써 연소효율을 높이고, 고체연료의 매연과 탄재를 저감할 수 있는 이점이 있다. The solid fuel complete combustion boiler according to the present invention has the advantage of increasing combustion efficiency by reducing the combustion of solid fuel secondaryly, and reducing the soot and carbonaceous material of the solid fuel.
또한, 본 발명에 따른 고체연료 완전연소방식 보일러는 보일러 내부로 투입되는 연료와 외부공기를 가열할 수 있는 구조에 의해 연소효율이 더욱 높아질 수 있는 이점이 있다.In addition, the solid fuel complete combustion boiler according to the present invention has the advantage that the combustion efficiency can be further increased by the structure that can heat the fuel and the external air introduced into the boiler.
또한, 본 발명에 따른 고체연료 완전연소방식 보일러는 연료의 발화 및 유동을 돕는 외부공기가 배기가스의 폐열로 인해 가열되어 공급됨으로써 연소효율이 높아지고 연소열을 회수율을 높일 수 있는 이점이 있다.
In addition, the solid fuel complete combustion boiler according to the present invention has the advantage that the combustion efficiency is increased and the recovery heat is increased by supplying the external air that helps the ignition and flow of the fuel is heated due to the waste heat of the exhaust gas.
도 1은 본 발명에 따른 고체연료 완전연소방식 보일러를 도시한 측단면도.
도 2는 본 발명에 따른 고체연료 완전연소방식 보일러를 도시한 정단면도.
도 3은 본 발명에 따른 고체연료 완전연소방식 보일러의 예열구조를 간략히 도시한 정단면도.
도 4는 본 발명에 따른 고체연료 완전연소방식 보일러의 수관구조를 도시한 정단면도.
도 5는 본 발명에 따른 고체연료 완전연소방식 보일러의 수관구조를 도시한 횡단면도.1 is a side cross-sectional view showing a solid fuel complete combustion boiler according to the present invention.
Figure 2 is a front sectional view showing a solid fuel complete combustion boiler according to the present invention.
Figure 3 is a front sectional view schematically showing the preheating structure of the solid fuel complete combustion boiler according to the present invention.
Figure 4 is a front sectional view showing the water pipe structure of the solid fuel complete combustion boiler according to the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view showing the water pipe structure of the solid fuel complete combustion boiler according to the present invention.
이하, 본발명에 따른 고체연료 보일러의 바람직한 실시예를 도면을 기초로 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a solid fuel boiler according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 완전연소방식 고체연료 보일러의 바람직한 실시예의 측단면도를 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명에 따른 완전연소방식 고체연료 보일러의 바람직한 실시예의 정단면도이다. 본 발명에 따른 고체연료 보일러는 고체연료의 연소열로 물을 가열하여 난방수 및 급탕수를 공급할 수 있도록 되어있는 장치로서, 고체연료 보일러(100)의 내부로 고체연료를 이송하여 투입하는 이송장치(200), 고체연료를 점화 및 발화상태를 유지하여 연소열을 얻는 연소실(301, 302), 연소실 내부로 공기를 공급하고 탄재를 배출할 수 있도록 유도하는 송풍기(500), 연소실의 연소열을 전달받아 물을 가열하는 수관(105, 106, 107), 연소되고 남은 탄재를 외부로 배출하는 탄재배출장치(600) 및 연소가스를 최종배출하는 연통(111)으로 구성된다.
Figure 1 is a side cross-sectional view of a preferred embodiment of a full combustion solid fuel boiler according to the present invention, Figure 2 is a front sectional view of a preferred embodiment of a full combustion solid fuel boiler according to the present invention. Solid fuel boiler according to the present invention is a device that is capable of supplying heating water and hot water by heating the water by the combustion heat of the solid fuel, the transfer device for transporting and feeding the solid fuel into the solid fuel boiler 100 ( 200), the combustion chamber (301, 302) to obtain the combustion heat by maintaining the ignition and ignition state of the solid fuel, the blower (500) for supplying air into the combustion chamber and discharge the coal ash, water received by the combustion heat of the combustion chamber The
고체연료가 내부로 투입되는 과정을 살펴보면, 이송장치(200)는 고체연료를 직접 투입하는 호퍼(201), 호퍼(201)로부터 정량 투입되는 연료를 연소실까지 자동으로 이송하는 컨베이어(202) 및 연소실 내부로 연료를 투입하는 투입노즐(203)로 구성된다. 상기 호퍼(201)는 투입부가 넓고 배출부가 좁은 깔때기 형상으로 이루어진다. 따라서, 작업자가 고체연료를 용이하게 투입할 수 있고 정량이 컨베이어(202)로 배출될 수 있게 된다. 호퍼(201)로부터 배출되는 연료는 컨베이어(202)를 통해 보일러 내부로 이송되는데, 벨트방식의 컨베이어가 사용될 수 있음은 물론, 회전에 따라 나사산 사이에 수용되는 고체연료를 축방향을 따라 이송시킬 수 있는 스크류 방식이 사용될 수 있음은 물론이다. 한편, 상기 고체연료는 나무, 석탄, 연탄, 코크스 및 숯과 같은 일정한 형상을 유지하는 고체로 된 연료를 말하는데, 나무와 같이 형상과 크기가 불규칙한 경우에는 일정한 크기로 절단되거나 분쇄되어 사용되는 것이 일정하게 연소시킬 수 있고, 이송이 용이하다는 점에서 바람직하다. 따라서, 나무와 같은 연료는 작업자의 투입과정에서 바로 분쇄과정을 거쳐 호퍼(201)를 통해 투입되어 컨베이어(202)로 이송될 수 있도록 분쇄기가 결합되어 설치될 수도 있다. 또한, 컨베이어(202)로부터 연소실의 입구까지 이송된 고체연료는 투입노즐(203)을 통해 연소실 내부로 투입되는데, 상기 투입노즐(203)은 보일러 내부의 상부에서 삽입되어 결합됨에 따라 고체연료가 연소실의 연소화덕(411)으로 직접 자유낙하하여 투입될 수 있도록 한다.
Looking at the process of the solid fuel is introduced into the inside, the
상기와 같이 투입노즐(203)이 보일러의 외부와 내부를 연통하도록 삽입되어 결합됨에 따라, 투입노즐(203)의 단부가 연소실에 배치되게 되고, 투입노즐(203)의 연소열을 전달받게 된다. 따라서, 고체연료가 단순히 투입노즐에 의해 공급되는 것이 아니라, 투입노즐의 열을 전달받은 다음 연소화덕(411)으로 투입되기 때문에 발화점에 보다 용이하게 도달하게 되고, 연소능력이 더욱 향상되는 이점이 있다.
As the
또한, 본 발명의 개념에 따른 보일러는 연소실은 1차연소실(301)과 2차연소실(302)로 구성된다. 보다 구체적으로 구조를 살펴보면, 보일러 내부로 투입된 고체연료를 발화 및 연소시키는 연소화덕(411)이 배치되는 1차연소실(301), 가열된 연소가스가 탄재와 분리되는 2차연소실(302), 1차연소실(301)과 2차연소실(302)을 구획하는 내화벽돌(421) 및 내화벽돌(421)에 배치되며 1차연소실(301)과 2차연소실(302)을 연통하는 가열관(422)으로 구성된다. In the boiler according to the concept of the present invention, the combustion chamber is composed of a
한편, 1차연소실(301)의 하면을 통해 외기를 공급할 수 있도록 배치된 송풍관(501)은 송풍기(500)의 동력에 의해 외부 공기를 일정한 압력으로 1차연소실(301)로 공급하게 된다. 1차연소실(301)의 연소화덕(411)에서 고체연료가 연소되면, 연소가스와 탄재는 송풍관(501)에 의해 공급된 공기의 유동에 의해 가열관(422)을 통해 2차연소실(302)로 함께 이송된다. 연소열에 의해 가열된 가열관(422)은 고온상태를 유지하게 되며, 내부로 유동하는 연소가스와 탄재를 2차적으로 가열하여 연소시키게 된다. 따라서, 1차 연소시 불완전연소된 연소가스가 재가열되면서 완전연소되게 된다. 종래기술의 보일러에서는 1차적으로 연소된 탄재는 바닥에 잔류하거나 별도의 기계적인 처리를 통해 배출되게 되는데, 특히 목재와 같은 경우 목초액이 배출되면서 연소화덕에 고착되는 현상이 발생하였음은 설명한 바와 같다. 또한, 불완전 연소된 연소가스는 연기와 매연을 포함하게 되는데, 본 발명의 2차 연소 개념에 따르면 1차 연소된 연소가스와 탄재는 공기압을 통해 2차연소를 위해 이동되면서 가열되어 연소됨에 따라, 연기와 매연이 제거될 수 있도록 완전연소되는 한편, 상기의 목초액의 배출과 고착 문제를 해결할 수 있는 이점이 있게 된다.Meanwhile, the
또한, 가열관(422)을 통과하여 완전연소되는 연소가스와 탄재는 2차연소실(302)에서 분리과정을 거치는데, 가열관(422)과 2차연소실(302)의 단면적의 차이는 기압차이를 유발하게 되고, 이러한 기압차에 의해 탄재와 연소가스가 용이하게 분리될 수 있게 된다. 따라서, 탄재는 중력에 의해 2차연소실(302)의 하방으로 이동하고, 연소가스는 공급수의 가열과정을 거쳐 최종 배출된다.
In addition, the combustion gas and carbonaceous material that is completely burned through the
상기와 같이 연소된 탄재가 2차연소실의 하부로 낙하되면, 탄재배출장치(600)를 통해 보일러 외부로 이송된다. 상기 탄재배출장치(600)는 벨트방식의 컨베이어나 회전에 따라 나사산 사이에 수용되는 고체연료를 축방향을 따라 이송시킬 수 있는 스크류 방식과 같이 다양한 이송방식이 사용될 수 있음은 물론이다. When the burnt carbon material falls as the lower portion of the secondary combustion chamber, it is transferred to the outside of the boiler through the carbon
또한, 1차연소실(301)에서 송풍관(501)으로부터 공급되는 공기압에 의해 연소가스와 탄재가 2차연소실(302)로 이동되어 각각 분리되는 본 발명의 개념에 따라, 바람직하게는 송풍관(501)의 송풍구는 1차연소실(301)의 하면에만 배치되고, 2차 연소실(302)에서 기압차에 의해 분리된 탄재가 탄재배출장치(600)로 자유낙하하여 이송되기 위해 유동이나 압력이 2차연소실(302)에는 전달되지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 송풍관(501)의 단부가 1차연소실(301)의 하부에 배치되고 2차연소실(302)의 하부공간 사이에 격벽이 배치되어 송풍관(501)의 단부가 연통되도록 배치되는 것이 더욱 바람직하다.
In addition, according to the concept of the present invention in which the combustion gas and the carbon ash are moved to the secondary combustion chamber 302 by the air pressure supplied from the
한편, 도 3은 본 발명에 따른 보일러의 공기예열기 구조를 간략히 도시한 후면도이다. 송풍 및 예열라인은 송풍구(502) 및 연통(111)에 인접하여 배치된 예열관(511)을 따라 연소실 외부를 순환하여 연소실 하부로 공급되는 구조로 이루어진다. 송풍기(500)부터 압축되어 공급되는 외기가 송풍구(502)를 따라 보일러 상부로 공급되면, 연통(111)에 인접하여 연소가스의 연로상에 배치된 예열관(511)에 의해 연소가스의 잔열을 흡수하여 가열된다. 가열된 공기는 연소실 외부를 순환하면서 연소실의 하부로 공급된다. 따라서, 연통(111)으로 이어지는 배기라인 상에 배치되는 예열관(511)에 의해 연소가스의 잔열 즉, 폐열이 재흡수되는 과정을 거침에 따라 연소실 내부로 유입되는 공기가 가열되기 때문에 연소효율이 더욱 향상되는 이점이 있다. 따라서, 보일러의 효율이 극대화되는 이점을 제공한다.
On the other hand, Figure 3 is a rear view briefly showing the structure of the air preheater of the boiler according to the present invention. The blowing and preheating lines are configured to circulate outside the combustion chamber along the preheating
상기 공기예열기 구조는 종래 방식의 보일러에 적용될 수 있음은 물론, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 완전연소방식의 보일러에도 결합될 수 있다. 완전연소방식 보일러의 구조와 결합하여 예열과정을 설명하면, 송풍기(500)에 의해 압축되어 공급되는 외기가 송풍구(502)를 통해 예열관(511)으로 공급되면, 연소가스의 잔열에 의해 가열되어 1차연소실(301)의 하부에 배치되는 송풍관(501)을 통해 연소실로 공급된다. 1차연소실(301)의 연소화덕에서 투입노즐(203)에 의해 가열된 고체연료가 예열관(511)에 의해 가열된 공기에 의해 더욱 빠르게 점화되어 발화상태가 유지되고, 송풍관(510)을 통해 공급되는 공기에 의해 가열관(422)으로 유동되면서 2차 가열되면서 완전연소되게 된다. 2차연소실(302)에서 탄재와 분리된 연소가스는 공급수를 가열시키고 최종적으로 연통(111)으로 배출되는데, 배출되기 전에 다시 폐열을 활용하여 공기를 가열시키는 역할을 수행하게 된다.
The air preheater structure may be applied to a conventional boiler, as well as to the boiler of the complete combustion according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to the preheating process combined with the structure of the complete combustion boiler, when the outside air compressed and supplied by the
한편, 본 발명의 또다른 개념에 따른 고체연료 보일러의 수관구조를 이하 설명한다. 도 4는 본 발명의 또다른 개념에 따른 보일러의 바람직한 일실시예의 개략적인 구조를 나타내는 종단면도이며, 도 5는 도 4의 보일러의 횡단면도이다.On the other hand, the water pipe structure of a solid fuel boiler according to another concept of the present invention will be described below. Figure 4 is a longitudinal sectional view showing a schematic structure of a preferred embodiment of the boiler according to another concept of the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view of the boiler of FIG.
본 발명의 보일러의 수관구조는는 연료가 연소되어 보일러 내부로 연소가스를 공급하는 연소실(300), 연소실(300) 내부에서 연료를 발화하는 연소화덕(411), 연소열을 공급수로 전열하기 위해 관 형상으로 연소실을 둘러싸는 수관(105, 106, 107) 및 수관을 집관하는 관모음 상드럼(101) 및 관모음 하드럼(102)으로 구성된다. 본 발명의 개념에 따라, 수관식 보일러의 연소가스 유로는 연소실(300)의 좌측 및 우측으로 각각 2way 방식으로 구성된다.
The water pipe structure of the boiler of the present invention is the
이하, 보다 구체적으로 보일러의 수관구조의 구성 및 유로를 살펴본다. 제1 수관(105)은 연소실(300)의 외벽을 구성하며 1차적으로 연소가스에 의해 공급수를 가열하게 된다. 한편, 관모음 상드럼(101)은 보일러의 상부에 보일러의 길이향으로 길게 배치되고, 관모음 하드럼(102)은 보일러 하부의 좌측 및 우측에 각각 보일러의 길이방향으로 길게 배치된다. 한편, 상기 관모음 하드럼(102)는 보일러의 하부에 1개가 배치될 수도 있고, 선택에 따라 2개 이상이 설치될 수 있음은 물론이다. 상기 제1 수관(105)은 관모음 상드럼(101)과 관모음 하드럼(102)을 각각 연결하도록 높이방향을 따라 연소실 좌측 및 우측으로 배치된다. 이때, 다수의 제1 수관(105)들이 보일러의 길이방향을 따라 촘촘하게 배치되어 각 배관 사이의 틈으로 연소가스가 누유되지 않도록 하는 것이 바람직하다. Hereinafter, the configuration and flow path of the water pipe structure of the boiler in more detail. The
한편, 연소실(300)은 보일러의 정면에 인접하여 배치되는 것이 더욱 바람직하다. 따라서, 연소가스가 제1 수관(105)으로 둘러싸인 연소실(300)에서 길이방향을 따라 후방으로 이동하게 되면, 연소가스의 유동은 다음 단계로 이동하게 된다. 연소실(300)을 따라 촘촘하게 배치된 제1 수관(105)들은 보일러의 후면 부근에서 연소가스가 제1 수관(105) 배열의 외측으로 이동할 수 있도록 서로 이격되어 배치되거나 생략된다. 따라서, 연소실(300)의 전방에서 후방을 따라 이동하면서 제1 수관(105)을 가열한 연소가스는 후방에서 제1 수관(105)의 틈을 따라 연소실(300)의 외측으로 이동하게 된다.On the other hand, the
제1 수관(105)의 배열 외측에는 제1 수관(105)과 마찬가지로 제2 수관(106)이 제1 수관(105)의 배열과 이격되어 보일러의 길이방향을 따라 촘촘하게 배치된다. 이에 따라 보일러 좌측과 우측에 각각 제1 수관(105)의 배열과 제2 수관(106)의 배열 사이의 공간이 형성되고 연소가스가 유동하면서 제1 가열실(701)을 형성하게 된다. 제1 수관(105)의 사이로 유입된 연소가스는 보일러의 후방에서 제1 가열실(701)을 따라 보일러의 전방으로 이동하면서 제1 수관(105)과 제2 수관(106)을 다시 가열하게 된다. Outside the arrangement of the
또한, 제2 수관(106)의 배열은 보일러의 전방 부근에서 상호 이격되어 배치되어 있어 제1 가열실(701)을 통과하여 공급수를 가열한 연소가스가 제2 수관(106) 배열의 외측으로 이동할 수 있도록 한다. 제2 수관(106)과 마찬가지로 제3 수관(107)의 배열도 제2 수관(106)의 배열로부터 이격되어 형성되어 내부에 공간을 형성하며, 제2 가열실(702)을 형성한다. 제2 가열실(702)로 유입된 연소가스는 보일러의 전방에서 후방으로 유동하면서 제2 및 제3 수관(106, 107)에 열을 전달한다. 이렇게 공급수에 전열을 완료한 연소가스는 연통(111)을 통해 최종적으로 외부로 배출된다.
In addition, the arrangement of the
따라서, 연소실(300)의 좌측과 우측으로 각각 제1 가열실(701) 및 제2 가열실(702)이 형성되어 있어, 연소실(300)을 통과한 연소가스가 좌측 및 우측으로 분리되어 유동되어 각각 제1 가열실과 제2 가열실을 따라 유동하면서 제1 수관(105), 제2 수관(106) 및 제3 수관(107)을 가열하여 배출된다. 본 발명의 개념과 같이 연소가스의 유로가 2way 방식으로 구성되는 경우 종래 1way방식에서보다 전열면적이 2배 이상 넓어짐에 유의해야 한다. Accordingly, the
또한, 배관이 보일러의 상하 방향으로 연결되어 길이방향을 따라 상호 배치되어, 연소가스가 보일러의 길이방향을 따라 흐르게 된다. 따라서, 종래방식의 2pass 혹은 3pass타입의 수관식 보일러의 경우 연소가스가 상하방향으로 흐르게 되고 이는 연소실의 길이방향으로 유체의 온도차이를 발생시켜 열전달 효율을 저하시켜 버너의 길이방향으로의 추가배치를 고려해야하는 등의 문제점을 본 발명의 수관식 보일러에서 개선하였음을 또한 주목해야 한다. In addition, the pipes are connected in the vertical direction of the boiler and mutually arranged along the longitudinal direction, so that the combustion gas flows along the longitudinal direction of the boiler. Therefore, in the case of the conventional 2 pass or 3 pass type water pipe boiler, the combustion gas flows in the vertical direction, which causes a temperature difference of the fluid in the longitudinal direction of the combustion chamber, thereby lowering the heat transfer efficiency, thereby additionally arranging the burner in the longitudinal direction. It should also be noted that problems such as considerations have been improved in the water tube boiler of the present invention.
이상과 같은 보일러의 수관구조는 고체연료, 액체연료 및 기체 연료방식의 어떤 방식의 보일러에도 수관식으로 전열되는 방식을 채택하고 있다면 적용될 수 있음은 물론이다.
The water pipe structure of the boiler as described above can be applied if it adopts a method of heat transfer by water pipe to any type of boiler of solid fuel, liquid fuel, and gaseous fuel.
이상에서 살펴본 바와 같이, 상기와 같이 구성되는 가열 및 연소구조에 의해 고체연료의 발화점 도달이 용이해지고 연소가스가 완전연소되는 구조가 제공된다. 또한, 열효율을 극대화할 수 있는 구성들을 채택함으로써 보일러가 더욱 소형화되면서 고효율이 될 수 있는 보일러가 제공된다.As described above, the heating and combustion structure configured as described above provides a structure in which the ignition point of the solid fuel is easily reached and the combustion gas is completely burned. In addition, by adopting configurations capable of maximizing thermal efficiency, a boiler is provided that can be made more compact and highly efficient.
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
In the foregoing, the present invention has been described in detail based on the embodiments and the accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and drawings, and the scope of the present invention will be limited only by the content of the following claims.
100...고체연료 보일러 101...관모음 상드럼
102...관모음 하드럼 105...제1 수관
106...제2 수관 107...제3 수관
111...연통 200...이송장치
201...호퍼 202...컨베이어
203...투입노즐 301...1차 연소실
302...2차 연소실 411...연소화덕
421...내화벽돌 422...가열관
500...송풍기 501...송풍관
502...송풍구 511...예열관
701...제1 가열실 702...제2 가열실100.Solid fuel boiler 101.Tube collection drum
102 ...
106 ... the
203 ...
302 ...
421
500
502.Songgu-
701 ...
Claims (5)
상기 제1 연소실에서 연소된 연소가스가 탄재와 분리되는 제2 연소실;
상기 제1 연소실과 상기 제2 연소실을 구획하는 격벽;
상기 격벽에 삽입되어 상기 제1 연소실에서 연소된 연소가스와 탄재가 제2 연소실로 유동되도록 형성되며, 상기 제1 연소실에서 연소된 연소가스와 탄재를 가열하며 상기 격벽으로부터 돌출된 가열관;
상기 제2 연소실 및 상기 제2 연소실의 하부에 배치되며, 상기 제2 연소실을 통과하면서 가열된 외부공기를 제1 연소실로 공급하는 송풍관;
연소가스가 외부로 배출되는 연통; 및
상기 연통 내부의 연소가스가 배출되는 유로 상에 형성되며 연통을 통해 배출되는 연소가스에 의해 상기 외부공기가 가열하며, 가열된 상기 외부공기를 상기 송풍관을 통해 상기 제1 연소실 내부로 공급하는 예열관을 포함하는 고체연료 완전연소방식 보일러.
A first combustion chamber into which solid fuel is injected and combusted;
A second combustion chamber in which combustion gas combusted in the first combustion chamber is separated from carbonaceous material;
A partition wall partitioning the first combustion chamber and the second combustion chamber;
A heating tube inserted into the partition wall and configured to flow the combustion gas and carbonaceous material combusted in the first combustion chamber into the second combustion chamber, and heat the combustion gas and carbonaceous material that is combusted in the first combustion chamber and protrude from the partition wall;
A blower tube disposed under the second combustion chamber and the second combustion chamber, and configured to supply external air heated while passing through the second combustion chamber to the first combustion chamber;
Communication in which the combustion gas is discharged to the outside; And
The preheating tube is formed on a flow path through which the combustion gas inside the communication is discharged and the external air is heated by the combustion gas discharged through the communication, and the preheating tube supplies the heated external air into the first combustion chamber through the blower tube. Solid fuel complete combustion boiler comprising a.
상기 제1 연소실 내부로 고체연료가 투입되며 연소열에 의해 가열되도록 일단부가 상기 제1 연소실 내부에 배치되는 투입노즐;을 더 포함하는 고체연료 완전연소방식 보일러.
The method of claim 1,
Solid fuel complete combustion method boiler further comprising a; injection nozzle, one end of which is disposed in the first combustion chamber so that the solid fuel is introduced into the first combustion chamber and heated by combustion heat.
상기 제1 연소실의 하부공간과 상기 제2 연소실의 하부공간을 구획하는 격벽;을 더 포함하는 고체연료 완전연소방식 보일러.
The method of claim 1,
And a partition wall partitioning the lower space of the first combustion chamber and the lower space of the second combustion chamber.
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