KR101317148B1

KR101317148B1 - 대용량 고형연료 연소기

Info

Publication number: KR101317148B1
Application number: KR1020130067071A
Authority: KR
Inventors: 홍승호
Original assignee: (주)성운프렌트
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2013-10-18

Abstract

본 발명은 대용량 고형연료 연소기에 관한 것으로, 그릇 형태의 화실의 일측으로 펠릿 등과 같은 고형연료를 연속적으로 투입하고, 화실이 1회전 하는 동안 투입되어진 고형연료를 완전 연소시킴으로써 대용량 연소에 적합하도록 한 대용량 고형연료 연소기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대용량 고형연료 연소기는,
내화재로 되어 내측에 폐쇄된 중공부를 가지며, 상측으로는 배기관이 연결된 몸체;
상기 몸체의 내부 하측에 위치하며, 상단이 넓고 하측으로 갈수록 점점 좁아지고, 바닥부에는 다수의 공기유입구멍이 형성되어 있어서 고형연료를 투입받아 연소시키며, 하측에 위치하는 제1모터에 의해 수평방향으로 회전하는 화실;
연료 공급관이 상기 몸체의 외측으로부터 내측으로 관통되어 삽입되고, 상기 연료 공급관의 단부가 상기 화실의 일측 상부 위치하여 고형연료를 화실에 투입하는 연료공급피더;
상기 몸체의 외측에 설치되어 외부 공기를 제1송풍관을 통해 상기 화실의 하측으로 공급하는 송풍기;로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

대용량 고형연료 연소기{Large capacity solid fuel combuster}

본 발명은 고형연료 연소기에 관한 것으로, 특히 화실을 회전시켜 투입되는 고형 연료를 연소시킴으로서 대용량의 연소가 효율적으로 이루어질 수 있도록 한 대용량 고형연료 연소기에 관한 것이다.

일반적으로, 톱밥, 갈대, 왕겨, 볏 집, 초근목피, 목초, 나뭇가지, 나무뿌리, 폐목 등의 목질계와 초본계 원료를 분쇄하여 고압으로 압축함으로써 일정한 크기의 고형연료인 펠릿을 제조하고, 이러한 펠릿은 주로 펠릿 보일러에서 연소됨으로써 친환경 바이오 매쓰로서 사용된다.

이러한 펠릿을 연소시키기 위하여 공개특허 제10-2011-0099070호에서는 펠릿보일러용 회전식버너의 구조를 제안하였다.

종래의 펠릿보일러용 회전식버너는 도1에 도시된 바와같이, 펠릿공급구(21)에서 공급되는 펠릿이 연소되는 연소공간부(41)와, 상기 연소공간부(41)과 2중 중공구조로 형성되어 송풍기(30)에서 공급되는 공기가 유입되는 공기공급부(42)와, 상기 연소공급부(42)의 공기가 하향으로 회전되며 상기 연소공간부(41)로 공급되게 형성된 공기공급공(43)을 포함한다.

따라서, 펠릿은 펠릿공급구(21)를 통하여 회전식버너 내부로 공급된다.

상기 공기공급부(42)는 원통형으로 중공형성된 상기 연소공간부(41)의 외측으로 중공으로 형성된 것으로 상기 송풍기(30)에서 공급되는 공기가 상기 공기공급부(42) 내부로 유입되어 상기 연소공간부(41)로 공기가 공급될 수 있도록 형성된다.

그런데, 이러한 종래의 펠릿보일러용 회전식버너는 회전에 의해 펠릿이 연소되는 구체적인 구조가 결여되어 있고, 또한 회전식버너가 펠릿공급구(21)와의 간섭때문에 회전이 불가능한 구조이다.

아울러 회전식버너가 회전을 못하게 되면, 펠릿공급구(21)를 통해 내부로 공급되는 펠릿이 펠릿공급구(21)가 위치한 쪽으로만 편중되게 쌓이게 되어 효율적인 연소가 이루어지지 못하며, 설령 회전식버너가 회전한다 할지라도 연소공간부(41)가 원통형으로 되어 있어서, 동일한 폭으로 펠릿이 쌓이게 됨으로써 안쪽에 쌓인 펠릿은 완전히 연소되지 못하게 되어 연소효율이 크게 떨어지는 문제점이 있다.

아울러 원통체로 된 큰 연소공간부(41)를 회전시킴으로써 큰 동력을 갖는 동력원을 사용하여야 하므로 제작비용이 증가하는 문제점을 갖는다.

본 발명은 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 그릇 형태의 화실의 일측으로 펠릿 등과 같은 고형연료를 연속적으로 투입하고, 화실이 1회전 하는 동안 투입되어진 고형연료를 완전 연소시킴으로써 대용량 연소에 적합하도록 한 대용량 고형연료 연소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대용량 고형연료 연소기는,

내화재로 되어 내측에 폐쇄된 중공부를 가지며, 상측으로는 배기관이 연결된 몸체;

상기 몸체의 내부 하측에 위치하며, 상단이 넓고 하측으로 갈수록 점점 좁아지고, 바닥부에는 다수의 공기유입구멍이 형성되어 있어서 고형연료를 투입받아 연소시키며, 하측에 위치하는 제1모터에 의해 수평방향으로 회전하는 화실;

연료 공급관이 상기 몸체의 외측으로부터 내측으로 관통되어 삽입되고, 상기 연료 공급관의 단부가 상기 화실의 일측 상부 위치하여 고형연료를 화실에 투입하는 연료공급피더;

상기 몸체의 외측에 설치되어 외부 공기를 제1송풍관을 통해 상기 화실의 하측으로 공급하는 송풍기;로 구성된 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명은 연속적으로 공급되는 펠릿 등의 고형연료를 화실이 회전하면서 연소시킴으로써 대용량의 연소가 가능한 효과가 있으며, 아울러 화실에서 고형연료가 고르게 연소됨으로써 열효율이 높은 장점이 있다.

도1은 종래의 펠릿보일러용 회전식버너의 구조를 보인 도.
도2은 본 발명에 의한 대용량 고형연료 연소기의 구조를 보인 도.
도3은 화실의 구조를 보인 도.

이러한 본 발명을 도2 및 도3을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 의한 연소기의 몸체(100)은 원통형으로서, 내화벽돌로 조적되어 구성되고, 배기를 원활하게 하기 위해 상측부위가 상측으로 갈수록 점점 좁아지는 형태로 배기구(150)가 형성된다.

몸체(100)의 내측은 중공부(101)가 형성되며, 하단은 한쪽 부위가 외측과 연통되도록 개구부(111)가 형성된 하단막음부(110)에 의해 폐쇄되며, 상기 하단막음부(110)의 상측에는 하측공간부(130)에 해당하는 간격을 두고 몸체(100)의 내측을 가로질러 하부격벽(120)이 형성되어 있다.

상기 하부격벽(120)은 하측공간부(130)가 중공부(101)로부터 폐쇄될 수 있도록 설치되며, 하부격벽(120)의 상측으로는 모터축(410)에 의해 지지되면서 하부격벽(120)의 상부면으로부터 이격되도록 화실(200)이 위치하게 된다.

상기 화실(200)은 도3에서와 같이 그릇형태의 화실몸체(210)가 형성되고, 그 가운데 부분에는 바닥부(230)로부터 입설된 원뿔형태의 돌출부(240)가 형성되며, 화실몸체(210)는 경사진 측벽(220)을 갖는데, 상기 측벽(220)은 바닥부(230)의 외측둘레로부터 입설되어 상측으로 갈수록 외측으로 경사지도록 형성된다.

또한 측벽(220)과 돌출부(240) 사이의 바닥부(230)에는 다수의 공기유입구멍(250)이 형성되어 있으며, 돌출부(240)에 의해 투입된 고형연료가 한쪽을 편중되지 않고 바닥부(230)에 고르게 쌓이게 된다.

그리고, 상기 화실(200)의 상측으로는 상하부가 개방된 원통체의 원통격벽(300)이 지지부(320)에 의해 몸체(100)의 내측벽면으로부터 간격을 두고 고정되도록 설치되며, 원통격벽에는 다수의 송풍구멍(310)이 형성되어 있다.

한편, 상기 하부격벽(120)의 상부면에는 화실(200)의 외측부위를 둘러싸도록 화실격벽(140)이 입설되어 형성되며, 화실(200)은 몸체(100)의 하부 외측으로부터 하단막음부(110)와 하부격벽(120)을 관통하여 삽입되는 모터축(410)에 하단 중심부가 접속되고, 모터축(410)의 하단에 위치한 제1모터(400)의 회전에 의해 화실(200)이 수평방향으로 회전하게 된다.

상기 하부격벽(120)에는 회실격벽(140)과 몸체(100)의 내측 사이에 다수의 공기유입구멍(121)이 형성되어 있으며, 하단막음부(110)의 상단위치에는 모터축(410)에 고정되어 회전하면서 하단막음부(110)의 상단에 쌓이는 회분을 개구부(111)쪽으로 쓸어모으는 스크래퍼(420)가 장착되어 있다.

연료공급피더(500)는 몸체(100)의 외측으로부터 화실(200)의 일측 상부로 펠릿 등의 고형연료를 이송시켜 투입하기 위한 것으로, 연료통(510)의 하측에 연료공급관(520)의 일측이 위치하고, 타측은 몸체(100)를 관통하여 그 단부가 화실(200)의 일측 상부에 위치한다.

상기 연료공급관(520)의 내측에는 연료통(510)으로부터 고형연료를 이송하기 위하여 제2모터(540)에 의해 구동되는 스크류(530)가 구비된다.

또한 고형연료의 연소를 위하여 외부 공기를 투입하기 위한 송풍기(600)가 구비되는데, 상기 송풍기(600)로부터 공급되는 외부 공기는 제1송풍관(610), 제2송풍관(620), 제3송풍관(630)으로 분기되어 공급되는데, 상기 제1송풍관(610)는 몸체(100)와 화실격벽(140)을 관통하여 화실(200)의 하측으로 유입되고, 제2송풍관(620)는 몸체(100)를 관통하여 하측공갑부(130)로 유입되며, 제3송풍관(630)은 연료공급관(520)과 접속되어 몸체(100)쪽으로 외부공기를 투입하도록 구성된다.

상기 하단막음부(110)의 개구부(111) 하측으로는 회분회수부(700)가 구비되는데, 내측에 제3모터(730)에 의해 구동되는 스크류(720)가 장착된 이송관(710)의 일측에 형성된 유입구(711)가 개구부(111)와 연결되어 회분을 투입받으며, 타측으로는 유출구(712)가 형성되어, 그 유출구(712)에 접속된 회수박스(740)에 회분을 모으게 되는 것이다.

그리고, 몸체(100)의 배기구(150)에는 배기관(160)이 접속되며, 그 배기관(160)의 관로상에는 싸이클론(800)이 장착되어 회분만을 포집하여 회수박스(810)로 투입하며, 연소열은 목적지로 공급하게 된다.

이러한 구조를 갖는 본 발명의 동작을 설명한다.

제1모터(400)가 구동되어 화실(200)이 수평방향으로 회전하게 되고, 이때 연료공급피더(500)를 통해 고형연료가 회전하는 화실(200)의 일측으로 연속적으로 공급된다.

이때 화실(200)이 회전하면서 바닥부(230)에 고형연료가 고르게 쌓이게 되며, 제1송풍관(610)을 통해 유입된 외부 공기에 의해 화실(200)이 1회전 하는 동안 투입된 순서대로 고형연료가 연소된다.

그리고, 화실격벽(140)에 의해 제1송풍관(610)을 통해 유입된 공기가 외부로 유출되지 않고 화실(200)의 공기유입구멍(250)을 통해 온전히 유입될 수 있다.

순서대로 투입된 고형연료는 연소되어 회분이 되고, 공기유입구멍(250)을 통해 유입된 공기에 의해 부유되어 연소열과 함께 배기구(150)를 통해 배출되며, 화실(200)이 1회전하면, 처음 고형연료가 투입된 위치가 비어 있는 상태가 된다.

그러므로 그 비어있는 위치에 연속적으로 고형연료가 투입될 것이며, 결국 화실(200)의 1회전시에 순차적으로 투입되는 고형연료가 완전연소되어 부유됨으로써 연속적으로 고형연료 투입과 연소가 이루어질 수 있는 것이다.

한편, 화실몸체(210)가 상측으로 갈수록 넓어짐으로써 고형연료의 연소가 쉽고, 또한 연소된 고형연료의 회분의 부유가 용이하여 회분의 배출이 쉬워진다.

제2송풍관(620)을 통해 투입된 외부 공기는 하측공간부(130)와 공기유입구멍(121)을 통해 몸체(100)의 중공부(101)로 유입되어 원통격벽(300)과 몸체(100) 사이의 공간에서 스파이럴 형태로 상승하여 원통격벽(300)과 열교환하면서 가열되고, 또한, 그 상승하는 외부공기의 일부는 송풍구멍(310)을 통해 원통격벽(300)의 내측으로 유입되어 화실(200)로부터 상승하는 연소열에 의해 재가열됨으로써 풍부한 연소열과 연소풍이 배기구(150)를 통해 배출되는 것이다.

아울러 제3송풍관(630)을 통해 외부공기가 화실(200)로 투입됨으로써 더 많은 외부공기를 화실(200)로 공급함과 아울러 화실(200)로부터의 역화를 방지하게 된다.

한편, 연소기의 운전정지시 또는 운전시에 중공부(101)의 내부에서 부유되는 회분의 일부는 낙하하여 공기유입구멍(121)을 통해 하측공간부(130)로 유입되며, 하단막음부(110)의 상부면에 쌓이게 된다.

이때 제1모터(400)가 회전하면서 스크래퍼(420)도 회전하게 되므로 하단막음부(110)의 상부면에 쌓인 회분은 스크래퍼(420)에 의해 개구부(111)쪽으로 쓸어모아져 이송관(710)의 유입구(711)를 통해 유입된다.

이렇게 유입된 회분은 스크류)720)에 의해 타측으로 이송되어 유출구(712)를 통해 회수박스(740)로 투입되어 모아진다.

아울러 배기구(150)와 배기관(160)을 통해 배출되는 회분도 사이클론(800)에 의해 포집되어 회수박스(810)에 모아지게 된다.

100 : 몸체 101 : 중공부
110 : 하단막음부 111 : 개구부
120 : 하부격벽 121 : 공기유입구멍
130 : 하측공간부 140 : 화실격벽
150 : 배기구 160 : 배기관
200 : 화? 210 : 화실몸체
220 : 측벽 230 : 바닥부
240 : 돌출부 250 : 공기유입구멍
300 : 원통격벽 310 : 송풍구멍
400 : 제1모터 410 : 모터축
420 : 스크래퍼 500 : 연료공급피더
510 : 연료통 520 : 연료공급관
530 : 스크류 540 : 제2모터
600 : 송풍기 610 : 제1송풍관
620 : 제2송풍관 630 : 제3송풍관
700 : 회분회수부 710 : 이송관
711 : 유입구 712 : 유출구
720 : 스크류 730 : 제3모터
740 : 회수박스 800 : 싸이클론
810 : 회수박스

Claims

내화재로 되어 내측에 폐쇄된 중공부를 가지며, 상측으로는 배기관이 연결된 몸체;
상기 몸체의 내부 하측에 위치하며, 상단이 넓고 하측으로 갈수록 점점 좁아지고, 바닥부에는 다수의 공기유입구멍이 형성되어 있어서 고형연료를 투입받아 연소시키며, 하측에 위치하는 제1모터에 의해 수평방향으로 회전하는 화실;
연료 공급관이 상기 몸체의 외측으로부터 내측으로 관통되어 삽입되고, 상기 연료 공급관의 단부가 상기 화실의 일측 상부 위치하여 고형연료를 화실에 투입하는 연료공급피더;
상기 몸체의 외측에 설치되어 외부 공기를 제1송풍관을 통해 상기 화실의 하측으로 공급하는 송풍기;로 구성되며,
상기 화실의 상측에는 상하가 개방된 원통체로 되고, 다수의 송풍구멍이 형성된 원통격벽이 몸체의 내측으로부터 간격을 두고 지지되도록 구비된 것을 특징으로 하는 대용량 고형연료 연소기..
제1항에 있어서, 상기 화실은 가운데 부분에 상측으로 돌출된 원뿔형태의 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 대용량 고형연료 연소기.
제1항에 있어서, 상기 화실의 하측에는 몸체의 내측을 가로막는 하부격벽이 구비되고, 상기 하부격벽의 상부면으로 입설되어 화실의 외측부위를 둘러싸도록 화실격벽이 설치되며, 상기 송풍기와 연결된 제1송풍관의 단부가 상기 화실격벽을 관통하여 내측으로 유입되도록 설치됨과 아울러 상기 하부격벽에는 화실격벽과 몸체의 내측 사이의 공간에 다수의 공기유입구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 대용량 고형연료 연소기.
제1항에 있어서, 상기 몸체의 하단은 일측에 개구부를 갖는 하단막음부에 의해 폐쇄되며, 상기 제1모터는 몸체의 하부 외측에 구비되어 그 모터축이 상기 하단막음부를 관통하여 몸체로 삽입되면서 그 단부가 상기 화실의 하단과 접속되며, 상기 하단막음부의 상부면에는 상기 제1모터의 축에 고정되어 회전하면서 연소시 발생하는 회분을 상기 개구부를 통해 외부로 배출시키는 스크래퍼가 설치된 것을 특징으로 하는 대용량 고형연료 연소기.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 송풍기로부터 분기된 제2송풍관이 하부격벽과 하단막음부 사이의 공간부를 통해 유입되어 송풍기로부터 공급되는 외부공기가 하부격벽에 형성된 공기유입구멍을 통해 몸체 내부의 중공부로 유입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 대용량 고형연료 연소기.
제4항에 있어서, 상기 하단막음부의 개구부 하측에는 개구부를 통해 유출되는 회분을 일측에 형성된 유입부를 통해 유입받아 이송시키기 위한 이송관이 설치되고, 상기 이송관의 내측에는 동력원에 의해 구동된 스크류가 설치되며, 이송관의 타측에는 이송된 회분을 회분박스로 유출시키기 위한 유출구가 형성된 것을 특징으로 하는 대용량 고형연료 연소기.
삭제
제1항에 있어서, 상기 몸체의 배기구에는 배기관이 연결되고, 그 배기관에는 싸이클론이 구비되어 연소열과 함께 배출되는 회분을 회수하도록 구성된 것을 특징으로 하는 대용량 고형연료 연소기.