KR101399977B1

KR101399977B1 - 클링커 제거장치를 구비한 연소장치

Info

Publication number: KR101399977B1
Application number: KR1020120090608A
Authority: KR
Inventors: 김상권
Original assignee: 김상권
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2014-05-28
Also published as: KR20140024128A

Abstract

본 발명에 따른 연소장치는 연소통 내에 내벽으로 둘러싸여 하부에 공급된 연료를 연소시키는 원통형상의 연소실과, 연소통의 하부에 수직으로 설치되어 연료를 연소실내로 안내하는 연료공급관과, 연료공급관의 상부에서 연소실 내로 돌출 형성되어 상측으로 갈수록 직경이 점차 커지는 확경부와, 연료공급관보다 직경이 크고 동심원 형상으로 형성되어 공기공급수단을 통해 연소실 하부에서 연료의 저면으로 연소공기를 공급하기 위해 상기 연료공급관의 외측에 형성되는 하부연소공기공급관을 포함하여 이루어지고, 하부연소공기공급관에서 연소실 내로 돌출 형성되는 상단부는 상측으로 갈수록 직경이 점차 커지는 급기확경부가 구비되어 상기 연료공급관의 확경부 하측에 위치하며, 연료공급관의 확경부에는 상기 하부연소공기공급관으로부터 공급된 연소공기가 급기확경부를 통해 연소실 내로 유입되도록 다수의 급기노즐이 형성되고, 압축공기를 생성하는 콤프레샤와, 상기 콤프레샤에 의해 생성되는 압축공기를 저장하고 저장된 압축공기의 유출을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브를 구비하여 상기 솔레노이드 밸브의 개방에 의해 저장된 압축공기를 상기 하부연소공기공급관으로 공급하기 위한 에어 블래스터를 포함하여 이루어져서 압축공기를 일시적으로 상기 하부연소공기공급관으로 공급함으로써 상기 급기노즐에 형성되는 클링커를 제거하는 클링커 제거장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

클링커 제거장치를 구비한 연소장치{COMBUSTION APPARATUS WITH A CLINKER REMOVER}

본 발명은 열회수용 연소장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소실 내에 고체연료 등을 연소시켜 발생하는 연소가스로부터 열을 회수하여 에너지로 사용하기 위한 열회수용 연소장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 온수, 스팀 또는 고온의 가스를 필요로 하는 산업시설에서는 열에너지를 얻기 위해 연소통 내부에서 연료를 점화, 연소시켜 열에너지를 발생시키는 연소장치가 이용되고 있고, 또한 이러한 연소장치에 사용되는 연료로서 생활폐기물을 연료화한 RDF 또는 폐플라스틱을 연료화한 RPF, 바이오매스(우드팰릿, 우드칩, 팜 부산물 팰릿, 왕겨 팰릿 등) 등의 고형연료가 경제성과 자원재활용 측면에서 많이 이용되고 있다.

그런데, 이러한 고형연료를 연소시키는 종래 연소장치에서는 연소실 내에 적재된 고형연료의 겉으로만 연소공기가 공급되어 고형연료의 겉부분은 잘 연소되나, 그 내부에 있는 고형연료는 연소공기와의 접촉이 어려워 불완전 연소되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 본 출원인의 의해 출원된 특허출원공개공보 제10-2012-16967호의 연소장치가 개발되어 있다. 이 연소장치는 도1에 도시된 바와 같이 연소통(10) 내에 내벽(12)으로 둘러싸여 화격자(17)상에 적재되는 고형연료를 연소시키는 연소실(11)과, 연소실(11)의 내벽(12)을 냉각시키기 위한 냉각실(13)과, 연소실(11)에 외부로부터의 연소공기를 공급하기 위해 연소실(11)의 측면에 형성된 측면연소공기공급실(15)과 고형연료를 연소실(11) 내부로 공급하기 위한 연료공급부(20)를 포함하여 이루어진다.

냉각실(13)은 고온의 연소가스에 계속적으로 접촉하는 내벽(12)의 온도를 낮추기 위한 것으로, 내벽(12) 외측에 이격되어 형성되는 중벽(14)과 내벽(12) 사이 공간에 형성된다.

측면연소공기공급실(15)은 중벽(14) 외측에 이격되어 형성되는 외벽(16)과 중벽(14) 사이의 공간에 형성되어, 공기공급구(16a)를 통해 공급된 연소공기가 측면연소공기공급실(15) 내부를 선회 하강한 후 개방된 하부(12a)를 통해 연소실(11) 내로 선회하면서 공급되게 된다.

연료공급부(20)는 내부에 배치되는 이송스크류(22)에 의해 고형연료를 연소실(11) 내로 공급하는 연료공급관(21)을 구비하고, 연료공급관(21)의 외측에는 연소공기를 연소실(11) 하부에서 연소실(11) 내로 공급하기 위한 하부연소공기공급관(23)이 형성된다.

연료공급관(21)의 상부에는 연소실(11) 내로 돌출 형성되어 상측으로 갈수록 직경이 점차 커지는 확경부(21a)가 형성된다. 그리고, 확경부(21a)에는 하부연소공기공급관(23)으로부터 공급된 연소공기가 유입되는 급기노즐(21c)이 둘레방향으로 다수 형성되어 있다.

도1에 도시된 연소장치는 상기와 같은 구성을 가짐으로써 연료공급관(21)의 외측에 형성된 하부연소공기공급관(23)에 의해 공급되는 연소공기가 연료공급관(21)의 확경부(21a)에 형성된 급기노즐(21c)을 통해 공급되어 연소실(11) 내에 적재된 고형연료의 하부로도 연소공기가 공급됨으로써 적재된 고형연료의 외부 뿐만 아니라 하부 및 내부에 존재하는 고형연료 또한 원활하게 연소되어 연소효율이 향상되는 장점을 가진다.

그런데, 이러한 도1의 연소장치에서는 이전 연소장치에 비해 불완전연소되는 연료를 감소시키고 연소효율이 향상되는 장점은 가지나, 장시간 운전시 재가 고온에서 응고되어 생성되는 클링커가 급기노즐(21c)에 형성되어 급기노즐(21c)을 통한 연소공기의 흐름을 방해하는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 종래 연소장치의 연료공급관의 상부에 설치된 급기노즐에 종종 발생되는 클링커를 제거함으로써 장시간 운전시에도 높은 연소효율을 유지할 수 있는 클링커 제거장치를 구비한 연소장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 클링커 제거장치를 구비한 연소장치는 외부로부터 연소공기를 공급받아 하부에 결합되는 연료공급부에 의해 공급된 연료를 연소시키는 연소통을 구비하고, 연료의 연소에 의해 발생하는 연소가스를 보일러로 배출하여 열을 회수하는 열회수용 연소장치에 있어서,

상기 연소통 내에 내벽으로 둘러싸여 하부에 공급된 연료를 연소시키는 원통형상의 연소실과,

상기 연소통의 외측에는 외부로부터 연소공기가 공급되는 연소공기공급구가 형성되는 외벽이 구비되어 원통형상의 외벽의 접선방향으로 형성된 연소공기공급구를 통해 공급된 연소공기가 선회하면서 하강한 후 개방된 하부로 연소실 내에 공급되는 측면연소공기공급실과,

상기 연소통의 하부에 수직으로 설치되어 연료를 연소실내로 안내하는 연료공급관과, 상기 연료공급관 내에 설치되어 연료를 연소실 내로 이송하기 위한 이송스크류를 구비하는 연료공급부와,

상기 연료공급관의 상부에서 연소실 내로 돌출 형성되어 상측으로 갈수록 직경이 점차 커지는 확경부와,

상기 연료공급관보다 직경이 크고 동심원 형상으로 형성되어 공기공급수단을 통해 연소실 하부에서 연료의 저면으로 연소공기를 공급하기 위해 상기 연료공급관의 외측에 형성되는 하부연소공기공급관을 포함하여 이루어지고,

상기 하부연소공기공급관에서 연소실 내로 돌출 형성되는 상단부는 상측으로 갈수록 직경이 점차 커지는 급기확경부가 구비되어 상기 연료공급관의 확경부 하측에 위치하며,

상기 연료공급관의 확경부에는 상기 하부연소공기공급관으로부터 공급된 연소공기가 급기확경부를 통해 연소실 내로 유입되도록 다수의 급기노즐이 형성되고,

압축공기를 생성하는 콤프레샤와, 상기 콤프레샤에 의해 생성되는 압축공기를 저장하고 저장된 압축공기의 유출을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브를 구비하여 상기 솔레노이드 밸브의 개방에 의해 저장된 압축공기를 상기 하부연소공기공급관으로 공급하기 위한 에어 블래스터를 포함하여 이루어져서 압축공기를 일시적으로 상기 하부연소공기공급관으로 공급함으로써 상기 급기노즐에 형성되는 클링커를 제거하는 클링커 제거장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 클링커 제거장치가 주기적으로 작동되게 하기 위해 상기 에어 블래스터의 솔레노이드 밸브의 작동을 제어하기 위한 제어부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연소실 하부에서 연료의 저면으로 연소공기를 공급하기 위해 상기 하부연소공기공급관의 하부에는 송풍기에 의해 외부 공기가 유입되는 공기공급관이 연결되고, 상기 공기공급관의 일측에 압축공기가 유출되는 상기 에어 블래스터의 유출구가 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기공급관에는 송풍기에 의해 외부 공기가 유입되는 상기 공기공급관의 일단부와 상기 에어 블래스터가 연결되는 부분 사이에 상기 에어 블래스터로부터 압축공기가 상기 공기공급관으로 유입시 상기 송풍기 쪽으로 그 압축공기가 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기공급관은 상기 하부연소공기공급관의 하부 둘레방향으로 일정간격 이격된 다수의 하부연소공기공급구에 각각 연결되는 다수의 공기공급관으로 이루어지고,

상기 에어 블래스터는 다수의 공기공급관에 각각 연결되어 압축공기를 공급하기 위해 다수의 에어 블래스터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 송풍기로부터 공급되는 외부공기를 저장하고, 저장된 공기를 상기 다수의 공기공급관으로 공급하기 위한 에어챔버가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 콤프레샤로부터 생성된 압축공기를 공급받아 그 내부에 저장하고, 저장된 압축공기를 상기 다수의 에어 블래스터로 공급하기 위한 압축공기 저장탱크가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 연소장치에서 연료공급관의 상부에 설치된 급기노즐에 종종 발생되는 클링커를 제거함으로써 장시간 운전시에도 높은 연소효율을 유지할 수 있는 클링커 제거장치를 구비한 연소장치가 제공된다.

도1은 종래기술에 따른 연소장치를 도시한 도면이고,
도2는 연소통의 측면 확대도이며,
도3은 연료공급부를 확대한 도면이고,
도4는 클링커 제거장치의 모식도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클링커 제거장치를 구비한 연소장치를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도2는 연소통의 측면 확대도이고, 도3은 연료공급부를 확대한 도면이며, 도4는 본 발명의 클링커 제거장치의 모식도이다.

본 발명의 클링커 제거장치를 구비한 연소장치는 내부에서 고형연료를 연소시키는 연소실(11)을 구비한 연소통(10)과, 연소실(11) 내로 고형연료를 공급하기 위한 연료공급부(20)와, 클링커를 제거하기 위한 클링커 제거장치를 포함하여 이루어진다.

연소통(10)과 연료공급부(20)는 도1에서와 유사하며 다시 상세하게 설명한다. 연소통(10)은 원통형상으로 이루어져 내부에 고형연료를 수용하고 연소시키기 위한 것으로, 연소통(10) 내에 내벽(12)으로 둘러싸여 연료를 연소시키는 연소실(11)과, 연소실(11)의 내벽(12)을 냉각시키기 위한 냉각실(13)과, 연소실(11)에 외부로부터의 연소공기를 공급하기 위해 연소실(11)의 측면에 형성된 측면연소공기공급실(15)을 포함하여 이루어진다.

상기 냉각실(13)은 고온의 연소가스에 계속적으로 접촉하는 내벽(12)의 온도를 낮추기 위한 것으로, 도2에 도시된 바와 같이 상부로 갈수록 내경이 좁아지는 원통의 내벽(12) 외측에 이격되어 형성되는 중벽(14)과 내벽(12) 사이 공간에 형성되고, 중벽(14)의 상, 하측에 냉각수가 유출, 유입되는 냉각수 유출구(14b)와 냉각수 유입구(14a)가 형성된다. 냉각수 유입구(14a)는 원통 중벽(14)의 접선방향으로 형성된다. 그리고, 냉각실(13)의 중벽(14) 내측에는 나선 모양으로 감겨 형성되는 냉각수 가이드판(13a)이 구비되어 냉각수 유입구(14a)를 통해 유입된 냉각수가 냉각수 가이드판(13a)을 따라 회전하면서 상승하여 중벽(14) 상측에 형성된 냉각수 유출구(14b)를 통해 유출된다. 냉각수 유출구(14b)를 통해 유출된 냉각수는 연결관(미도시)을 통해 연소실(11)에서 발생한 고온의 연소가스로부터 열을 회수하는데 사용하기 위해 보일러(50)로 유입되어 열회수율을 향상시킬 수 있다.

측면연소공기공급실(15)은 중벽(14) 외측에 이격되어 형성되는 외벽(16)과 중벽(14) 사이의 공간에 형성되고, 외벽(16)의 상측에 외부로부터 연소공기를 공급하기 위한 연소공기공급구(16a)가 형성되며, 하부(12a)는 개방되어 있다. 연소공기공급구(16a)는 원통형상의 외벽(16)의 접선방향으로 형성되어 공급된 연소공기가 측면연소공기공급실(15) 내부를 선회 하강한 후 개방된 하부(12a)를 통해 연소실(11) 내로 선회하면서 공급되게 된다.

한편, 연소통(10)의 상부는 연소된 고온의 연소가스를 배출하기 위해 개방되어 있고, 배출된 고온의 연소가스는 열을 회수하기 위해 연소가스배출관(도면 미도시)을 통해 보일러(미도시)로 유입되며, 보일러는 유입된 고온의 연소가스로부터 열을 회수하여 고온의 스팀 등을 얻게 된다.

또한, 연소실(11) 하부에는 회전가능하게 설치되는 회전 화격자(17)가 구비된다. 회전 화격자(17)는 원판형상으로 그 상면에 공급된 고형연료를 연소시키기 위한 것으로, 중앙으로부터 외측방향으로 하향 경사진 후 다시 상향 경사지게 형성되어 양쪽 단면이 V자형으로 형성된다. 회전 화격자(17)의 중앙에는 고형연료를 공급하기 위한 연료공급부(20)가 형성된다.

연료공급부(20)는 도3에 도시된 바와 같이 연소통(10) 하부 중앙에 수직하게 설치되고 하부 일측에 연료공급구(24)가 형성되며 내부에 이송스크류(22)에 의해 고형연료를 연소실(11) 내로 공급하는 연료공급관(21)이 구비되고, 연료공급관(21)의 외측에는 연료공급관(21)보다 직경이 크고 동심원 형상으로 형성되며 송풍기(31)에 의해 연소공기를 연소실(11) 하부에서 연소실(11) 내로 공급하기 위한 하부연소공기공급관(23)이 형성된다.

연료공급관(21)의 상부에는 연소실(11) 내로 돌출 형성되어 상측으로 갈수록 직경이 점차 커지는 확경부(21a)와 확경부(21a)의 단부에서 아래로 절곡되고 하향 경사지게 형성되어 고형연료를 화격자(17)의 상면으로 안내하는 경사안내부(21b)가 추가적으로 형성된다. 그리고, 확경부(21a)에는 하부연소공기공급관(23)으로부터 공급된 연소공기가 유입되는 급기노즐(21c)이 둘레방향으로 다수 형성되어 있다.

또한, 하부연소공기공급관(23)에서 연소실(11) 내로 돌출 형성되는 상단부는 상측으로 갈수록 직경이 점차 커지는 급기확경부(23a)가 구비되어 연료공급관(21)의 확경부(21a) 하측에 평행하게 위치하고, 급기확경부(23a)의 단부는 연료공급관(21)의 경사안내부(21b)에 의해 폐쇄되어 있다. 따라서, 하부연소공기공급관(23)을 통해 공급된 연소공기가 급기확경부(23a)에 의해 안내되어 상측에 형성된 연료공급관(21)의 확경부(21a)에 형성된 급기노즐(21c)을 통해 연료의 저면으로 공급되게 된다.

상기 하부연소공기공급관(23)의 하부에는 외부로부터 연소공기가 하부연소공기공급관(23)의 내부로 공급되기 위한 하부연소공기공급구(39)가 형성되고, 하부연소공기공급관(23)의 둘레방향을 따라 120도 간격으로 3개의 하부연소공기공급구(39)가 형성된다. 본 실시예에서는 외부 공기를 하부연소공기공급관(39)으로 공급하기 위해 도4에 도시된 바와 같이 송풍기(31)와, 송풍기(31)에 의해 공급되는 공기를 저장하는 에어챔버(33)와, 일단은 에어챔버(33)에 연결되고, 타단은 각 하부연소공기공급구(39)와 연결되는 3개의 공기공급관(38)이 구비된다. 따라서, 도4에 도시된 바와 같이 송풍기(31)를 통해 외부 공기가 에어챔버(33)에 저장된 후 각 하부연소공기공급구(39)와 연결되는 3개의 공기공급관(38)을 통해 하부연소공기공급관(23)의 내부로 공급되게 된다(32:체크밸브).

한편, 에어챔버(33)와 하부연소공기공급구(39) 사이에는 클링커 제거장치가 구비된다. 본 발명에 따른 클링커 제거장치는 연료공급관(21)의 확경부(21a) 상면에 설치되는 급기노즐(21c)에 생성되는 클링커를 제거하기 위한 것으로, 압축공기를 생성하기 위한 콤프레샤(미도시)와, 이 콤프레샤에 의해 생성되는 압축공기를 하부연소공기공급관(23)으로 공급하기 위한 에어 블래스터(air blaster, 35)를 포함하여 이루어진다. 또한, 본 실시예에서는 콤프레샤와 에어 블래스터(35) 사이에 콤프레샤에 의해 생성된 압축공기를 1차 저장한 후 다시 3개의 에어 블래스터(35)로 공급하기 위한 압축공기 저장탱크(34)가 더 구비된다.

압축공기 저장탱크(34)는 콤프레샤(35)와 연결되어 생성된 압축공기를 1차 저장하고 저장된 압축공기를 3개의 에어 블래스터(35)에 분배하는 역할을 하며, 5~7㎏/㎠의 설정압력을 가진다.

에어 블래스터(35)는 압축공기 저장탱크(34)로부터 공급되는 압축공기를 에어 블래스터(35)의 내부에 저장한 다음 공기공급관(38)으로 공급하는 것으로, 에어 블래스터(35)의 유입구(35b)는 압축공기 저장탱크(34)에 연결되고 그 유출구(35c)는 공기공급관(38)의 일측에 연결된다. 또한, 에어 블래스터(35)에는 그 내부에 저장된 압축공기의 유출을 제어하기 위한 밸브(35a)가 구비되고, 이 밸브(35a)는 피스톤 방식의 솔레노이드 밸브이다.

본 발명에 따른 클링커 제거장치는 상기와 같은 구조를 가짐으로써, 콤프레샤에 의해 생성되는 압축공기가 압축공기 저장탱크(34)를 거쳐 각각의 에어 블래스터(35)에 저장되고, 에어 블래스터(35)에 저장된 압축공기가 일시적으로 공기공급관(38)을 통해 하부연소공기공급관(23)으로 공급됨으로써 연료공급관(21) 상부의 확경부(21a)에 설치되는 급기노즐(21c)에 끼는 클링커를 제거할 수 있게 된다.

한편, 에어 블래스터(35)와 공기공급관(38)을 연결하는 연결관(37)에는 에어 블래스터(35)로부터 압축공기가 공기공급관(38)으로 유입되는 것을 허용하고 반대로 송풍기(31)에 의해 공기공급관(38)으로 공급되는 외부 공기가 에어 블래스터(35) 쪽으로 유입되는 것을 차단하기 위해 체크밸브(37a)가 구비된다.

또한, 에어 블래스터(35)의 솔레노이드 밸브(35a)가 개방되어 에어 블래스터(35)로부터 압축공기가 공기공급관(38)으로 유입시 송풍기(31)나 에어챔버(33)로 그 압축공기가 역류하는 것을 방지하기 위해 공기공급관(38)에는 에어챔버(33)가 연결되는 공기공급관(38)의 일단부와 에어 블래스터(35)의 유출구(35c)가 연결되는 부분 사이에 체크밸브(36)가 구비된다.

한편, 상기 연료공급관(21) 내에 설치되어 연료를 연소실(11) 내로 이송하기 위한 이송스크류(22)는 스크류축(22d)과 스크류축(22d)상에 나선 형태의 스크류날개(22e)로 이루어진다. 또한, 스크류축(22d)의 상단에는 스크류축(22d)과 축결합되어 함께 회전하는 수평 연료공급부재(22a)가 구비된다. 수평 연료공급부재(22a)는 연료공급관(21)의 외측으로 연장되어 연소실(11) 내로 돌출 형성되고, 스크류축(22d)의 상단에 축결합되는 연장축부(22f)와, 연장축부(22f)의 외주면에 형성되는 방사상 연료공급부재(22b)와, 연장축부(22f)의 상단에 결합되는 연료높이조정 브라켓(22c)으로 이루어진다.

방사상 연료공급부재(22b)는 연장축부(22f)의 외주면에 수직되게 돌출형성되고 축방향으로 소정 길이만큼 연장형성되어 스크류축(22d)과 함께 회전함으로써 연료공급관(21)을 통해 상승하는 연료를 계속적으로 연소실(11) 내로 방사상으로 공급하게 된다.

또한, 연소실(11) 내로 돌출 형성되는 연장축부(22f)의 상단에는 축방향과 수직되게 형성되는 연료높이조정 브라켓(22c)이 설치된다. 연료높이조정 브라켓(22c)은 도3에 도시된 바와 같이 상부는 원뿔형상이고 하부는 연장축부(22f)의 직경보다 크게 형성되어 연료가 상부로 계속 이송되지 않고 외측으로 밀려 나갈 수 있게 되며, 확경부(21a) 및 연소실(11)의 화격자(17) 상부에 적재되는 연료의 높이를 적절하게 함으로써 연료의 완전연소를 도모하게 된다.

한편, 연소통(10)의 하부 가장자리에는 연소된 고형연료의 재가 배출될 수 있도록 재배출구(19)가 형성되고, 상단 가장자리에는 연소공기배출관(도면미도시)이 결합되는 상단 플랜지(18)가 형성된다.

한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 연소실(11) 내에서 연소되는 고형연료로부터 연료공급관(21) 내에 존재하는 고형연료로 역화되는 것을 방지하기 위해 연료공급관(21)을 통해 연소공기를 공급하도록 연료공급관(21)의 하단에는 링블로워 등의 공기공급수단이 구비될 수 있다.

상기와 같은 구성에 의해 연료공급관(21)에 의해 고형연료가 회전형 화격자(17)로 공급되고, 연료공급관(21)의 확경부(21a)에 형성된 급기노즐(21c)을 통해 고형연료의 저면으로 직접 연소공기가 공급되게 된다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클링커 제거장치를 구비한 연소장치의 작동방법을 설명한다.

먼저, 연료호퍼(미도시)로부터 공급되는 고형연료가 연료공급관(21) 내에 설치된 이송스크류(22)에 의해 연소실(11) 내로 공급되게 되는데, 이송스크류(22)에서 연소실(11) 내로 돌출형성된 수평 연료이송부재(22a)의 방사상 연료공급부재(22b)가 스크류축(22d)과 함께 회전함으로써 상승하는 연료를 연소실(11) 내로 방사상으로 일정하게 공급한다. 연료공급부(20)는 이와 같은 구성을 가짐으로써 입자가 작은 가벼운 연료는 급기노즐(21c)에서 나오는 연소공기에 의해 상승하면서 연소되고, 비교적 무거운 연료는 방사상 연료공급부재(22b)에 의해 연료공급관(21) 주위의 연소실(11) 내로 방사상으로 일정하게 공급하게 한다. 이에 의해 본 발명에서는 종래 연료공급관의 상부로 계속 연료가 쌓임으로써 연소공기와의 접촉면적이 적어져 연료가 불완전연소되고, 연료가 계속 위로만 쌓인 후 흘러내려서 외측으로 빠져 나가지 못하여 연소효율이 떨어지는 문제점을 해결할 수 있게 되었다.

이와 같이 연소실(11) 내부로 공급된 고형연료는 예열버너 및 점화버너(미도시)에 의해 예열 및 점화되어 연소되게 된다. 그리고, 회전 화격자(17)의 상측으로 공급된 고형연료는 연소되면서 연료의 계속적 공급으로 인해 시간이 지남에 따라 회전 화격자(17)의 가장자리로 이동하게 되고, 회전형 화격자(17)의 가장자리에서는 연료가 연소되어 생성되는 재는 회전형 화격자(17)가 회전하면서 재배출구(19)를 통해 배출된다.

한편, 연소실(11) 내에서 고형연료를 연소시킴과 동시에 내벽(12) 외측 둘레에 형성된 냉각실(13)의 냉각수 유입구(14a)를 통해 냉각수가 유입되고 유입된 냉각수는 냉각수 가이드판(13a)에 의해 회전 상승하면서 내벽(12)을 냉각시킨 후 냉각수 유출구(14b)를 통해 유출된다. 그 다음 냉각실(13)로부터 빠져나온 냉각수는 보일러(50)로 유입되어 고온의 연소가스로부터 열교환에 의해 열을 회수하게 된다. 이와 같이 본 발명은 내벽(12) 외측둘레에 냉각실(13)을 구비하여 연소실(11) 내벽(12)의 과도한 온도상승으로 인한 내구성 저하를 방지함과 동시에 내벽(12)과의 열교환에 의해 미리 예열된 후 다시 보일러(50)로 유입되어 연소장치에 의해 발생된 고온의 연소가스로부터 열을 회수함으로써 연소실(11) 내벽(12)이 고온의 연소가스에 계속적으로 노출됨에 의해 생기는 변형, 열화 또는 균열 등으로 인한 내구성 저하를 방지함과 동시에 불필요한 열손실을 막아 열효율이 보다 향상되게 된다.

그리고, 고형연료가 연소되는 데 필요한 연소공기는 외부로부터 측면연소공기공급실(15), 및 하부연소공기공급관(23)을 통해서 연소실(11)로 공급되는데, 먼저 측면연소공기공급실(15)에서는 원형 외벽(16)의 상부에 접선방향으로 형성된 공기공급구(16a)를 통해 공급된 연소공기가 측면연소공기공급실(15) 내부를 선회 하강한 후 개방된 하부(12a)를 통해 연소실(11) 내로 공급되게 된다. 따라서, 측면연소공기공급실(15)에서 연소실(11) 측면에서 연소공기가 회전하면서 공급됨으로써 단순히 연소공기가 연료에 직선방향으로 공급될 때에 비해 연소실(11)이 작더라도 대부분의 연료에 연소공기가 직접 접촉하게 되어 제조원가는 낮추면서 열효율을 향상시키게 된다.

그 다음 하부연소공기공급관(23)에 의해 연소공기가 주입되는 방식을 설명하면, 먼저, 송풍기(31)를 통해 외부 공기가 에어챔버(33)에 저장된 후 각 하부연소공기공급구(39)와 연결되는 3개의 공기공급관(38)을 통해 하부연소공기공급관(23)의 내부로 외부 공기가 공급되고, 그 후 하부연소공기공급관(23)의 내부로 공급된 연소공기는 하부연소공기공급관(23)을 통해 상승한 다음 연료공급관(21)의 확경부(21a)에 형성된 급기노즐(21c)을 통해 공급되어 연소실(11) 내에 적재된 고형연료의 하부로도 연소공기가 공급됨으로써 적재된 고형연료의 외부 뿐만 아니라 하부 및 내부에 존재하는 고형연료 또한 원활하게 연소된다. 그런데, 전술한 바와 같이 연소장치의 장시간 운전시 고형연료가 연소되어 생성되는 재가 연료공급관(21)의 확경부(21a)에서 고온에서 응고되어 클링커가 발생하게 되는데, 이 발생된 클링커가 급기노즐(21c)에도 종종 형성되어 연소공기의 흐름을 방해하는 문제점이 있었다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 클링커 제거장치를 구비하여 이러한 클링커를 제거하게 되는데, 본 발명의 클링커 제거장치의 작동을 설명하면, 콤프레샤(35)에 의해 생성된 압축공기가 1차로 압축공기 저장탱크(34)에 저장되고, 이 저장된 압축공기가 다시 각각의 에어 블래스터(35)에 공급되게 된다. 이에 의해 에어 블래스터(35)에 저장되는 압축공기는 솔레노이드 밸브(35a)의 개방에 의해 순간적으로 공기공급관(38)을 거쳐 하부연소공기공급관(23)으로 공급된다. 이 때 공기공급관(38)에 형성된 체크밸브(36)에 의해 에어 블래스터(35)로부터 공기공급관(38)으로 유입된 압축공기가 송풍기(31)나 에어챔버(33) 쪽으로 역류하지 않고 하부연소공기공급관(23)으로 공급되게 된다. 이와 같이 하부연소공기공급관(23)으로 공급된 압축공기는 순간적으로 충격파를 형성함으로써 연료공급관(21)의 급기노즐(21c)에 형성되는 클링커를 제거하게 되는 것이다. 이와 같은 클링커 제거작업은 에어 블래스터(35)에 장착된 솔레노이드 밸브(35a)의 개방에 의해 에어 블래스터(35)에 저장된 압축공기가 순간적으로 공기공급관(38)을 거쳐 하부연소공기공급관(23)으로 공급됨으로써 이루어지게 되고, 클링커 제거작업을 위한 솔레노이드 밸브(35a)의 개방작동은 제어부(도면 미도시)에 의해 일정 시간마다 주기적으로 또는 에어 블래스터(35)의 내부압력이 일정 압력(대략 5~7㎏/㎠ 사이)에 도달할 경우 자동적으로 개방되게 함으로써 연료공급관(21)의 급기노즐(21c)에 생성되는 클링커를 제거하거나 또는 급기노즐(21c)에 클링커가 끼는 것을 방지함으로써 연소장치의 운전중에는 항상 높은 연소효율을 유지할 수 있게 된다.

또한, 에어 블래스터(35)로부터 하부연소공기공급관(23)으로의 압축공기 공급은 하부연소공기공급관(23)의 둘레방향으로 일정간격 형성되는 3개의 하부연소공기공급구(39)에 각각 연결되는 3개의 공기공급관(38)을 통해 공급됨으로써, 연료공급관(21)의 확경부(21a) 상면에서 원주방향으로 형성되는 전체 급기노즐(21c)에서 클링커로 인해 연소공기의 흐름이 방해받는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 3개의 공기공급관(38)에 연결되는 각각의 에어 블래스터(35)의 솔레노이드 밸브(35a)는 연소장치의 운전조건에 따라 3개 모두 동시에 개방작동이 이루어질 수 있고, 일정 시간 간격을 두고 순차적으로 이루어질 수도 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

10 : 연소통 11 : 연소실
12 : 내벽 13 : 냉각실
14 : 중벽 16 : 외벽
17 : 회전 화격자 20 : 연료공급부
21 : 연료공급관 22 : 이송스크류
23 : 하부연소공기공급관 34 : 압축공기 저장탱크
35 : 에어 블래스터 32,36 : 체크밸브
37 : 연결관 38 : 공기공급관

Claims

외부로부터 연소공기를 공급받아 하부에 결합되는 연료공급부에 의해 공급된 연료를 연소시키는 연소통을 구비하고, 연료의 연소에 의해 발생하는 연소가스를 보일러로 배출하여 열을 회수하는 열회수용 연소장치에 있어서,
상기 연소통 내에 내벽으로 둘러싸여 하부에 공급된 연료를 연소시키는 원통형상의 연소실과,
상기 연소통의 외측에는 외부로부터 연소공기가 공급되는 연소공기공급구가 형성되는 외벽이 구비되어 연소공기공급구를 통해 공급된 연소공기가 하강한 후 개방된 하부로 연소실 내에 공급되는 측면연소공기공급실과,
상기 연소통의 하부에 수직으로 설치되어 연료를 연소실내로 안내하는 연료공급관과, 상기 연료공급관 내에 설치되어 연료를 연소실 내로 이송하기 위한 이송스크류를 구비하는 연료공급부를 포함하여 이루어지고,
상기 연료공급관의 상부에는 연소실 내로 돌출 형성되어 상측으로 갈수록 직경이 점차 커지는 확경부가 형성되며, 상기 확경부의 상면에는 다수의 급기노즐이 형성되고,
상기 연료공급관보다 직경이 크고 동심원 형상으로 형성되어 공기공급수단에 의해 연소실 하부에서 상기 확경부의 급기노즐을 통해 연료의 저면으로 연소공기를 공급하기 위해 상기 연료공급관의 외측에 하부연소공기공급관이 구비되며,
압축공기를 생성하는 콤프레샤와, 상기 콤프레샤에 의해 생성되는 압축공기를 저장하고 저장된 압축공기의 유출을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브를 구비하여 상기 솔레노이드 밸브의 개방에 의해 저장된 압축공기를 상기 하부연소공기공급관으로 공급하기 위한 에어 블래스터(35)를 포함하여 이루어져서 압축공기를 일시적으로 상기 하부연소공기공급관으로 공급함으로써 상기 급기노즐에 형성되는 클링커를 제거하고,
상기 연소실 하부에서 연료의 저면으로 연소공기를 공급하기 위해 상기 하부연소공기공급관의 하부에는 송풍기(31)에 의해 외부 공기가 유입되는 공기공급관(38)이 연결되고,
상기 공기공급관의 일측에 압축공기가 유출되는 상기 에어 블래스터의 유출구가 연결되는 클링커 제거장치를 구비한 연소장치.
제1항에 있어서,
상기 클링커 제거장치가 주기적으로 작동되게 하기 위해 상기 에어 블래스터의 솔레노이드 밸브의 작동을 제어하기 위한 제어부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 클링커 제거장치를 구비한 연소장치.
제1항에 있어서,
상기 공기공급관(38)에는 상기 에어 블래스터(35)로부터 압축공기가 상기 공기공급관(38)으로 유입시 상기 송풍기(31) 쪽으로 그 압축공기가 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브(36)가 구비되는 것을 특징으로 하는 클링커 제거장치를 구비한 연소장치.
제1항에 있어서,
상기 공기공급관은 상기 하부연소공기공급관의 하부 둘레방향으로 일정간격 이격된 다수의 하부연소공기공급구에 각각 연결되는 다수의 공기공급관으로 이루어지고,
상기 에어 블래스터는 다수의 공기공급관에 각각 연결되어 압축공기를 공급하기 위해 다수의 에어 블래스터로 이루어지는 클링커 제거장치를 구비한 연소장치.
삭제
삭제
삭제