KR101413279B1

KR101413279B1 - 목재칩 또는 펠릿을 연료로 하는 스토커유닛

Info

Publication number: KR101413279B1
Application number: KR1020120110334A
Authority: KR
Inventors: 채혁
Original assignee: 주식회사 동방환경기연
Priority date: 2012-10-04
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2014-08-06
Also published as: KR20140044233A

Abstract

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 목재칩 또는 펠릿을 연료로 하는 스토커유닛은 좌우방향으로 길게 형성된 에어홀이 상하로 관통형성되어 등 간격으로 분산 배치되되, 전면에는 복수 개의 혹이 형성되고 좌측 하단에는 머리부가 형성된 연소부와, 상기 연소부의 우측 하단에 ㄷ자 형상으로 형성되어 내부에 삽입홈을 구성하며 상기 삽입홈의 내부에는 고정돌부가 형성된 고정부재와, 상기 연소부의 전,후방 하측에 상광하협의 형상으로 각각 돌출형성되어 연소부의 변형을 방지하는 보강다리와, 상기 연소부의 냉각과 공기 예열을 위하여 연소부의 하측면에 설치되는 주름방열판으로 구성되어 내열강으로 일체 제작되는 스토커; 상기 스토커의 고정부재에 구성된 삽입홈에 끼워져 스토커의 움직임을 제어하며, 고정돌부에 대응되는 고정홈부가 등 간격으로 이격되어 다수 형성된 고정바;로 이루어져, 상기 고정바에 스토커가 일정 간격으로 다수로 설치되는 것에 특징이 있다.
그리고, 본 발명을 이용하면, 화석 연료를 사용하지 않아 이산화탄소(CO₂)의 배출을 줄이고 목재칩 또는 펠릿을 사용하며 대용량의 연소가 가능하여 신재생에너지의 사용 확산에 기여할 수 있음은 물론, 주름방열판에 의해 전열면적이 넓어져 스토커유닛의 물리적 변형이 방지될 뿐만 아니라, 연소플레이트에 관통형성되어 고르게 분산 배치된 에어홀에 의해 연료의 완전연소가 유발되어 열효율이 증진되고, 이에 따라 대기오염이 방지됨과 더불어, 연소 후 재의 발생이 줄어들게 되며, 스토커가 고정바에 끼워져 있어 스토커의 이동을 용이하게 이룰 수 있고, 혹 또는 고정돌부와 고정홈부의 결합을 통해 다수로 설치되는 스토커 간의 간격을 유지할 수 있으며, 이와 같은 간격 유지를 통해 스토커 사이 공간으로도 공기를 공급할 수 있어 연료의 고른 연소를 이룰 수 있게 된다.

Description

목재칩 또는 펠릿을 연료로 하는 스토커유닛 {Stocker Unit Using Wood Chip or Pellet as Fuel}

본 발명의 목재칩 또는 펠릿을 연료로 하는 스토커유닛에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 화석 연료를 사용하지 않아 이산화탄소(CO₂)의 배출을 줄이고 목재칩 또는 펠릿을 사용하며 대용량의 연소가 가능하여 신재생에너지의 사용 확산에 기여할 수 있음은 물론, 주름방열판에 의해 전열면적이 넓어져 스토커유닛의 물리적 변형이 방지될 뿐만 아니라, 연소플레이트에 관통형성되어 고르게 분산 배치된 에어홀에 의해 연료의 완전연소가 유발되어 열효율이 증진되고, 이에 따라 대기오염이 방지됨과 더불어, 연소 후 재의 발생이 줄어들게 되며, 스토커가 고정바에 끼워져 있어 스토커의 이동을 용이하게 이룰 수 있고, 혹 또는 고정돌부와 고정홈부의 결합을 통해 다수로 설치되는 스토커 간의 간격을 유지할 수 있으며, 이와 같은 간격 유지를 통해 스토커 사이 공간으로도 공기를 공급할 수 있어 연료의 고른 연소를 이룰 수 있는 목재칩 또는 펠릿을 연료로 하는 스토커유닛에 관한 것이다.

본 발명은 펠릿연소용 구동스토커유닛에 관한 것으로 더욱 상세하게 설명하자면, 가스 또는 석유, 석탄 등의 화석 연료를 사용하지 않고 목재칩(wood chip) 또는 펠릿(wood pellet)을 연료로 연소하는 연소실의 바닥면을 구성하는 구동스토커의 유닛에 관한 것이다.

현재 사용되고 있는 스토커는 일반 고체연소물에 대한 범용 스토커로써 목재칩 또는 목재펠릿의 연소에 적합화 되어 있지 않다.

이러한 종래의 기술은 등록특허 제10-0541280호인 고체연료보일러의 스토커장치를 통해 알 수 있다.

그러나, 전술한 종래의 기술은 대형용으로 설계되어 산업용으로 사용되는 3톤 ~ 5톤 정도의 중소형 스팀보일러에 사용되는 고체연소방식에는 적합하지않아 친환경적연료인 목재펠릿을 중소형으로 확대하는 데에 제한이 되고 있어 현재 선진국을 중심으로 자연 자원을 절약하고 친환경적이고 재활용이 가능한 에너지원을 개발하는 추세에 역행을 하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 기술에 따른 스토커는 범용 생활쓰레기나 석탄과 같은 연료에 맞는 구조의 스토커로서, 에어의 공급이 단순치 스토커의 측면으로 공급되고 있으며, 대용량에 맞도록 공간이 넓어 목재 펠릿 등의 미연소분이 낙하되거나 혹은 낙하를 막기 위하여 스토커 상부가 밀폐되어 있어 목재 펠릿을 사용할 경우 고른 공기공급이 어려워 불완전연소가 되거나 연소실 측면에 노즐을 배치하여 측면에서 공기가 공급되도록 하고 있다.

따라서, 구성이 복잡할 뿐만 아니라, 원활한 연소가 이루어지지 않는 문제가 있었다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 목재칩 또는 펠릿을 연료로 하는 스토커유닛은 좌우방향으로 길게 형성된 에어홀이 상하로 관통형성되어 등 간격으로 분산 배치되되, 전면에는 복수 개의 혹이 형성되고 좌측 하단에는 머리부가 형성된 연소부와, 상기 연소부의 우측 하단에 ㄷ자 형상으로 형성되어 내부에 삽입홈을 구성하며 상기 삽입홈의 내부에는 고정돌부가 형성된 고정부재와, 상기 연소부의 전,후방 하측에 상광하협의 형상으로 각각 돌출형성되어 연소부의 변형을 방지하는 보강다리와, 상기 연소부의 냉각과 공기 예열을 위하여 연소부의 하측면에 설치되는 주름방열판으로 구성되어 내열강으로 일체 제작되는 스토커; 상기 스토커의 고정부재에 구성된 삽입홈에 끼워져 스토커의 움직임을 제어하며, 고정돌부에 대응되는 고정홈부가 등 간격으로 이격되어 다수 형성된 고정바;로 이루어져, 상기 고정바에 스토커가 일정 간격으로 다수로 설치되는 것에 특징이 있다.

본 발명의 목재칩 또는 펠릿을 연료로 하는 스토커유닛은 화석 연료를 사용하지 않아 이산화탄소(CO₂)의 배출을 줄이고 목재칩 또는 펠릿을 사용하며 대용량의 연소가 가능하여 신재생에너지의 사용 확산에 기여하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 연소플레이트의 하측면에 형성된 주름방열판에 의해 전열면적이 넓어져 스토커유닛의 물리적 변형이 방지될 뿐만 아니라, 연소플레이트에 관통형성되어 고르게 분산 배치된 에어홀에 의해 연료의 완전연소가 유발되어 열효율이 증진되고, 이에 따라 대기오염이 방지됨과 더불어, 연소 후 재의 발생이 줄어드는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 스토커가 고정바에 끼워져 있어 스토커의 이동을 용이하게 이룰 수 있고, 혹 또는 고정돌부와 고정홈부의 결합을 통해 다수로 설치되는 스토커 간의 간격을 유지할 수 있으며, 이와 같은 간격 유지를 통해 스토커 사이 공간으로도 공기를 공급할 수 있어 연료의 고른 연소를 이룰 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명의 스토커유닛이 계단식으로 배치된 상태도
도 2는 본 발명의 스토커 유닛의 사용상태도.
도 3은 본 발명의 스토커를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 스토커를 도시한 저면도
도 5는 본 발명의 주름방열판을 확대 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 스토커유닛이 고정바에 일정간격으로 다수 설치된 상태도.
도 7은 본 발명의 스토커와 고정바를 도시한 분리 사시도.
도 8은 본 발명의 고정부재를 저면에서 도시한 사시도.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 목재칩 또는 펠릿을 연료 하는 스토커유닛에 관한 것으로, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 스토커(50)가 계단식으로 설치되어 연료(1)의 연소 및 재의 배출을 이루도록 구성되어 있으며, 스토커(50)와, 고정바(60)로 이루어진다.

먼저, 스토커(50)에 대해 살펴보면, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 연소부(10)와, 고정부재(20)와, 보강다리(30)와, 주름방열판(40)으로 구성되며, 내열강으로 일체로 제작된다.

첫째, 스토커(50)의 연소부(10)는 목재칩 또는 펠릿과 같은 연료(1)가 적재되어 연료(1)의 연소를 이루는 구성으로, 공기 공급을 위한 에어홀(11)이 상하로 관통형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 일반적으로 하단부위에서 송풍기나 컴프레셔 등과 같은 공기공급장치(미도시)에 의하여 공기가 공급되므로, 상기 에어홀(11)은 공급된 공기가 목재칩또는 펠릿과 같은 연료(1)로 용이하게 공급되도록 등 간격으로 이격 되어 고르게 분산 배치되는 것이 바람직하며, 공기의 원활한 공급을 위하여 연소부(10)의 길이방향 즉, 좌우방향으로 길게 형성된 장공홈 형태를 갖는 것이 더욱 바람직하다.

아울러, 상기 연소부(10)의 좌측에는 머리부(15)가 형성되는데, 상기 머리부(15)는 하측 단에 적재된 연료(1) 또는 연소된 재를 밀어 이동시키기 위한 구성이다.

둘째, 스토커(50)의 고정부재(20)는 도 7, 8에 도시된 바와 같이 연소부(10)의 우측 하단 즉, 머리부(15)의 반대편에 설치되어 고정바(60)에 결합되는 구성으로, 고정바(60)의 원활한 결합을 위하여 ㄷ자 형상으로 형성되어 하부에 고정바(60)가 끼워지는 삽입홈(21)을 형성하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 스토커(50)에는 스토커(50)와 고정바(60)의 견고한 결합 및 이동되는 스토커(50)의 유격방지를 위한 구성을 추가로 구성할 수 있는데, 이와 같은 구성은, 상기 삽입홈(21)의 내부 중간부분에 삽입홈(21)의 중단까지 돌출되는 고정돌부(23)를 더 포함하여 구성하고, 상기 삽입홈(21)에 끼워지는 고정바(60)에는 고정돌부(23)가 결합되는 고정홈부(61)를 더 포함하여 구성함으로써 용이하게 이룰 수 있다.

즉, 스토커(50)에 구성된 고정부재(20)의 삽입홈(21)에 고정바(60)가 끼워질시, 상기 삽입홈(21)에 형성된 고정돌부(23)와 고정홈부(61)의 결합이 이루어지도록 함으로써, 스토커(50)와 고정바(60)의 견고한 결합을 이루는 것이다.

셋째, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 스토커(50)의 보강다리(30)는 길게 형성된 연소부(10)가 연료(1)의 적재 무게 및 연료의 연소시 발생하는 열에 의한 변형이 발생하지 않도록 하는 구성으로, 연소부(10)의 전,후방 하측을 각각 두께를 두껍게 보강하는 작용을 하며, 연소부(10)의 무게 감소를 위하여 상광하협 즉, 상부에서 하부로 갈수록 면적이 점점 작아지는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

넷째, 스토커(50)의 주름방열판(40)은 도 4, 5에 도시된 바와 같이 상기 연소부(10)의 하측면에 길게 설치되어 연소부(10)의 냉각과 공기의 예열을 이루는 구성이다.

일반적으로, 공기공급장치에 의하여 하단에서 공급되는 공기는 스토커(50)의 하단면을 거치면서 스토커(50)를 냉각시킬 뿐만 아니라, 예열 되어 연소용 공기로 공급되는데, 공기와 만나는 하단부위의 면적이 넓으면 넓을수록 스토커(50)의 냉각과 공기의 예열효과가 높아지게 되므로, 본 발명에서는 스토커(50)에 구성된 연소부의 하측면을 지그재그 즉, 주름 형상의 주름방열판(40)으로 제작한 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에서는 주름형태를 갖는 주름방열판(40)에 의해 스토커(50)의 하단부의 전열면적이 높아져 스토커(50)의 냉각이 용이할 뿐만 아니라, 이와 같은 냉각효과에 의해 스토커(50)의 변형을 방지할 수 있는 장점이 있으며, 공기공급의 예열효과를 높임으로 인해 높은 열효율과 완전연소를 유도할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명의 고정바(60)는 도 2 또는 도 7에 도시된 바와 같이 스토커(50)에 구성된 고정부재(20)와 결합되어 스토커(50)의 이동을 이루는 구성이다.

따라서, 고정바(60)가 좌측방향으로 운동하면, 상기 고정바(60)에 결합된 다수의 스토커(50)가 동시에 좌측방향으로 이동되고, 고정바(60)가 우측방향으로 운동하면, 상기 고정바(60)에 결합된 다수의 스토커(50)가 동시에 우측방향으로 이동되는 작동이 일어난다. 그리고, 전술한 고정홈부(61)는 다수 개의 스토커(50)를 일정간격으로 설치할 수 있도록 고정바(60)에 전후방향으로 등 간격 이격되어 다수 형성된다.

한편, 본 발명에서는 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이 고정바(60)에 다수로 설치된 스토커(50) 간의 간격을 일정하게 유지할 수도 있도록 하는 구성을 추가로 구성할 수도 있는데, 이와 같은 구성은 상기 연소부(10)의 정면에 혹(13)을 복수 개로 돌출구성하는 것으로 간단히 이룰 수 있다.

즉, 연소부(10)의 전면에 돌출형성되는 혹(13)에 의하면, 인접하는 연소부(10)가 돌출형성된 혹(13)에 의해 완전히 붙는 현상이 방지되므로, 연소부(10)와 연소부(10) 사이에는 사이 간격이 형성되며, 이와 같은 사이 간격은 공기공급장치에서 공급되는 공기가 통과하는 공기홀의 역할을 하게 되어 연료(1)의 고른 연소를 유도하며, 이에 따라 연료(1)의 완전연소가 이루어지게 된다.

더불어, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 기재한 것이지만, 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수도 있을 것이다.

1 : 연료 10 : 연소부
11 : 에어홀 13 : 혹
20 : 고정부재 21 : 삽입홈
23 : 고정돌부 30 : 보강다리
40 : 주름방열판 50 : 스토커
60 : 고정바 61 : 고정홈부

Claims

좌우방향으로 길게 형성된 에어홀(11)이 상하로 관통형성되어 등 간격으로 분산 배치되되, 전면에는 복수 개의 혹(13)이 형성되고 좌측 하단에는 머리부(15)가 형성된 연소부(10)와,
상기 연소부(10)의 우측 하단에 ㄷ자 형상으로 형성되어 내부에 삽입홈(21)을 구성하며 상기 삽입홈(21)의 내부에는 고정돌부(23)가 형성된 고정부재(20)와,
상기 연소부(10)의 전,후방 하측에 상광하협의 형상으로 각각 돌출형성되어 연소부(10)의 변형을 방지하는 보강다리(30)와,
상기 연소부(10)의 냉각과 공기 예열을 위하여 연소부(10)의 하측면에 설치되는 주름방열판(40)으로 구성되어 내열강으로 일체 제작되는 스토커(50);
상기 스토커(50)의 고정부재(20)에 구성된 삽입홈(21)에 끼워져 스토커(50)의 움직임을 제어하며, 고정돌부(23)에 대응되는 고정홈부(61)가 등 간격으로 이격되어 다수 형성된 고정바(60);로 이루어져,
상기 고정바(60)에 스토커(50)가 일정 간격으로 다수 설치되며, 상기 고정바(60)에 의해 좌우 이동되는 스토커(50)에 특징이 있는 목재칩 또는 펠릿을 연료로 하는 스토커 유닛.
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