KR101532880B1 - 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중의 냉각구조에 의해 냉각효율을 극대화함과 동시에 완전연소가 가능하도록 된 연소실 구조에 의해 연소효율을 증대시킬 수 있도록 된 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 통형상의 연소본체(32)와, 상기 연소본체(32)의 내측 하부에 위치되어 연료를 연소시키도록 된 화격자(38,39)와, 상기 연소본체(32)에 연결되어 상기 화격자(38,39) 상에 연료를 공급하도록 된 연료공급수단(47)을 포함하는 연소장치에 있어서; 상기 연소본체(32)를 형성하도록 전체적으로 조합되어 일정 용적의 통형상을 이루되, 상기 화격자(38,39)의 측면 및 하부 둘레로 제1 연소실(40)을 형성하도록 된 제1 연소본체(35)와, 상기 제1 연소본체(35)의 상부에 상하로 균일한 단면적을 형성하는 통형상으로 구비되어 상기 화격자(38,39)의 상부에 상기 제1 연소실(40)에 연통되는 제2 연소실(41)이 형성되도록 된 제2 연소본체(36)와, 상기 제2 연소본체(36)의 상부에 상향 축소되는 단면적을 형성하는 통형상으로 구비되어 상기 제2 연소실(41)에 연통되는 제3 연소실(42)을 형성하도록 된 제3 연소본체(37)와; 상기 제1 내지 제3 연소본체(35~37)의 벽면측에 형성되어 상기 제1 내지 제3 연소실(40~42) 내로 에어를 공급하도록 된 에어통로(43,56,60) 또는 에어노즐(46)을 포함하는 에어공급수단과; 상기 연소본체(32)의 측면이나 저면을 따라 물이 흐르도록 된 수냉재킷(44,55)을 포함하여 이루어지는 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치가 제공된다.

Description

멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치{Heat recovering burner of multi cooling and burning structure}

본 발명은 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중의 냉각구조에 의해 냉각효율을 극대화함과 동시에 완전연소가 가능하도록 된 연소실 구조에 의해 연소효율을 증대시킬 수 있도록 된 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치에 관한 것이다.

일반적으로 열회수용 연소장치는 생활폐기물이나 폐플라스틱 등의 고형연료(통상의 RPF: Refuse Plastic Fuel)를 이용하여 온수나 스팀 또는 고온의 열매체를 요구하는 산업설비에 공급하도록 된 것으로, 이러한 연소장치의 일례를 도시된 도면에 의해 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 일례에 따른 연소장치(10)는 일정 용적의 연소실(12)이 형성된 연소본체(11)가 구비되고, 상기 연소본체(11) 내에는 연료가 연소되도록 안착되는 화격자(13)가 구비되며, 상기 연소본체(11)의 하부에는 상기 화격자(13)의 중심에 관통되어 연료를 공급하도록 된 이송스크류와 같은 연료공급수단(14)이 결합되어 있다.

이러한 구성에서 있어서, 상기 연소본체(11)에는 측벽이 상향 축소되는 형상으로 구비되어 외부와의 단열과 냉각을 위해 공기나 물 등이 순환되는 냉각재킷(15)이 형성되고, 상단에는 연료가 연소됨에 따라 발생된 연소열을 보일러 등과 같은 설비에 공급되도록 공급덕트(D)가 연결되게 된다.

하지만, 이러한 종래의 연소장치(10)는 상기 냉각재킷(15)이 공기나 물중의 어느 하나를 이용하거나 병생하여 냉각을 행하게 되는데, 이는 단순히 공기나 물을 순환시키는 구조에 의해 냉각기능을 수행하도록 구비됨에 따라, 연소실(12) 내부에서 발생되는 1000도 이상의 고열을 단열시키거나 일정 온도 이상으로 가열되지 않도록 냉각시키는 데에 한계가 있어 연소실(12) 내외의 장치와 그에 구비되는 부품들이 열에 의해 소손되는 문제점이 발생될 수 있으며, 또한 외부에서 공급되는 공기를 연소실(12) 내부로 공급함에 있어 단순히 선회류를 일으키는 구조에 공급하여 연소조건에 충족되지 못할 뿐만 아니라 원료를 연소시키는 데에 사용되는 연소공기로만 공급하도록 구비되어 냉각과 같은 본래의 목적을 달성하지 못하는 문제점이 있는 것이다.

또한 종래에는 상기 연소본체(11)의 연소실(12)이 단편적인 단일구조로 이루어짐으로 인해, 연소실(12) 구조에 의해 원료를 완전연소시키기 위한 충분한 공간과 시간 등을 포함한 연소조건을 제공하지 못할 뿐만 아니라 이로 인해 연료의 불완전 연소에 따른 더스트나 일산화탄소, 매연, 가스 상태의 염화수소나 황산화물 또는 질소산화물 및 다이옥신과 같은 환경오염과 인체에 치명적인 유해물질이 다량 배출될 수 있는 문제점이 있는 것이다.

또한 종래의 연소장치(10)에 의해 연료가 불완전 연소가 발생되면 연소본체(11)의 내부에 클링커(연료가 탄 후에 잔존하는 단단한 재덩어리)가 고착되는데, 이러한 클링커는 연소장치(10) 상단부와 보일러에 연결되는 공급덕트(D)의 연결부분에 주로 고착되어 상기 공급덕트(D)의 통로가 좁아져 연소장치(10)에 의한 열원의 흐름을 방해함과 동시에 흐름속도를 증가시켜 연소장치(10)의 효율을 저해하는 원인이 됨으로 인해 연소장치(10)의 원활한 작동을 위해 정기적으로 제거해야 하는 유지보수 상의 번거로움이 따를 뿐만 아니라 그에 따른 장치의 일시정지에 따른 생산성의 저하와 유지보수에 따른 비용과 시간상의 낭비가 발생되는 문제점이 있는 것이다.

한국 공개특허공보(제10-2013-0134769호) 2013. 12. 10.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 다중의 냉각구조에 의해 냉각효율을 극대화하여 과열에 따른 장치 내외의 손상을 방지함과 동시에 장치를 유지보수하는 데에 소요되는 시간과 비용을 절감하고, 이에 더하여 다단의 연소실 및 화격자 구조와 연소공기의 선회증폭 구조에 의해 연료를 완전연소시켜 장치에 의해 생성되는 연소열을 사용목적에 맞게 효과적으로 활용하도록 열에너지의 회수율을 증대시킴과 동시에 유해물질의 배출을 최소화할 수 있는 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따르면, 통형상의 연소본체(32)와, 상기 연소본체(32)의 내측 하부에 위치되어 연료를 연소시키도록 된 화격자(38,39)와, 상기 연소본체(32)에 연결되어 상기 화격자(38,39) 상에 연료를 공급하도록 된 연료공급수단(47)을 포함하는 연소장치에 있어서;

상기 연소본체(32)를 형성하도록 전체적으로 조합되어 일정 용적의 통형상을 이루되, 상기 화격자(38,39)의 측면 및 하부 둘레로 제1 연소실(40)을 형성하도록 된 제1 연소본체(35)와, 상기 제1 연소본체(35)의 상부에 상하로 균일한 단면적을 형성하는 통형상으로 구비되어 상기 화격자(38,39)의 상부에 상기 제1 연소실(40)에 연통되는 제2 연소실(41)이 형성되도록 된 제2 연소본체(36)와, 상기 제2 연소본체(36)의 상부에 상향 축소되는 단면적을 형성하는 통형상으로 구비되어 상기 제2 연소실(41)에 연통되는 제3 연소실(42)을 형성하도록 된 제3 연소본체(37)와;

상기 제1 내지 제3 연소본체(35~37)의 벽면측 또는 저면측에 형성되어 상기 제1 내지 제3 연소실(40~42) 내로 에어를 공급하도록 된 에어통로(43,56,60) 또는 에어노즐(46)을 포함하는 에어공급수단과;

상기 연소본체(32)의 측면이나 저면을 따라 물이 흐르도록 된 수냉재킷(44,55)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 수냉재킷(44,55)은 상기 제2 연소본체(36)의 내측벽 둘레를 따라 상기 에어통로(43)를 형성하도록 상기 제2 연소본체(36)의 벽면으로부터 일정 간격을 두고 위치되어 원형으로 배치되는 다수의 분할재킷(45)을 포함하고;

상기 분할재킷(45)은 일정 곡률을 형성하도록 구비되어 단부측이 일정 간격을 유지한 상태로 상호 접함으로 인해 에어유입공간(51)을 형성하는 것을 특징으로 하는 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 에어유입공간(51)에는 에어의 흐름을 일정 각도로 유도하도록 된 베인(51a)이 구비된 것을 특징으로 하는 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제3 연소본체(37)에는 상단부 둘레에 상기 제3 연소실(42) 내에 에어를 분사하도록 된 다수의 에어노즐(46)이 구비되되, 상기 에어노즐(46)은 수평방향으로 에어를 분사하도록 된 수평분사노즐(57)과, 상기 수평분사노즐(57)의 상부에 위치되어 상향 경사지게 에어를 분사하도록 된 상향분사노즐(58)로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 화격자(38,39)는 상기 제1 연소본체 상에 고정된 상태로 구비되어 일정 면적의 상면에 다수의 에어노즐(59)이 형성된 상부화격자(38)와, 상기 상부화격자(38)의 하부에 상대적으로 큰 면적으로 형성되어 상기 제1 연소본체(35) 상에서 회전 가능하도록 된 하부화격자(39)로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 화격자(38,39)와 연료공급수단(47)에는 일정 길이로 연장되도록 다른 수냉재킷(61)이 구비되되, 상기 수냉재킷(61)은 일정 길이로 연장되는 제1 수로(62)와, 이 제1 수로(62)의 외측에 간격을 두고 일정 길이로 연장되는 제2 수로(63)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 에어노즐(59)은 상기 상부화격자(38) 상에 고정 설치된 단관체 형상의 소켓(59a)과, 상기 소켓(59a)에 착탈 가능하게 결합되는 노즐본체(59b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치가 제공된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 상하로 위치되는 제1 내지 제3 연소본체(35~37)에 의해 제1 내지 제 3연소실(40~42)이 형성됨으로써, 상기 제1 내지 제3 연소실(40~42)에 의해 연료를 다단계에 걸쳐 연소시킴과 동시에 다단구조의 연소실(40~42)에 의해 연료를 연소하는 데에 소요되는 시간과 공간 및 연료의 상태에 따른 연소조건을 최적화하여 연료를 완전하게 연소시키는 데에 효과를 발휘할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 제1 내지 제3 연소본체(35~37)에 에어를 공급하도록 된 에어통로(43,56,60)나 에어노즐(46)을 포함한 에어공급수단이 구비됨에 따라, 상기 제1 내지 제3 연소본체(35~37)에서 다중으로 에어를 공급하여 연료의 연소에 필요한 연소공기를 충분하게 공급하여 완전 연소를 도모할 수 있는 장점이 있으며, 상기 에어통로(43,56,60)에 더하여 별도의 수냉재킷(44,55)이 구비됨에 따라 에어통로(43,56,60)의 에어와 수냉재킷(44,55)의 물에 의해 이중으로 냉각하는 구조로 이루어져 냉각효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 수냉재킷(44,55) 중의 하나는 제2 연소본체(36) 측에 원형으로 배치되도록 다수로 분할된 구조의 분할재킷(45)을 포함하여 이루어짐으로써, 상기 분할재킷(45)에 의해 상기 제2 연소본체(36)를 전체적으로 균일하게 물이 흐르도록 하여 장치에 전체적으로 균일한 냉각효과를 발휘할 수 있으며, 원형으로 배치되는 분할재킷(45)에 의해 상기 제2 연소실(41) 측으로 유입되는 에어를 선회유도함과 동시에 각 분할재킷(45) 사이에 에어유입공간(51)을 형성하여 상기 제2 연소실(41) 내부에 전체적으로 균일하면서도 투입효과를 높여 냉각 및 완전연소의 효율을 더욱 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 상기 에어유입공간(51)에는 에어의 흐름의 일정 각도로 유도하도록 된 베인(51a)이 구비됨으로써, 상기 제2 연소실(41) 내로 유입되는 에어에 의해 선회류의 생성 및 증폭을 유도하여 연소를 더욱 활성화시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 제3 연소본체(37)의 상단부 둘레에 수평방향으로 에어를 분사하는 수평분사노즐(57)과 이 수평분사노즐(57)의 상부에서 상향 경사지게 에어를 분사하는 상향분사노즐(58)로 구성된 에어노즐(46)이 구비됨으로써, 상기 에어노즐(46)에 의해 상기 제3 연소실(42)의 상부측에 에어커튼을 형성하여 상기 제3 연소본체(37)로부터 비산재가 유출되는 것을 방지함과 동시에 화염의 중앙부까지 연소공기를 공급하여 연료의 완전연소를 도모하여 유해 및 공해물질의 생성과 유출을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 제1 연소본체(35) 상에 고정된 상부화격자(38)와 이 상부화격자(38)의 하부에 회전 가능하게 구비되는 하부화격자(39)로 이루어진 다단의 화격자(38,39)가 구비됨으로써, 상기 상부화격자(38) 상으로 공급되는 연료를 2차에 걸쳐 연소하여 연료의 연소효과를 증대시킴과 동시에 회전되는 하부화격자(39) 구조에 의해 연소 잔류물을 용이하게 배출시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 화격자(38,39)와 연료공급수단(47) 측에 제1 수로(62)와 이 제1 수로(62)에 연결되어 외측으로 나란하게 연장되는 제2 수로(63)로 이루어진 수냉재킷(61)이 구비됨으로써, 상기 제1 수로(62)와 제2 수로(63) 상에 연속적으로 물이 흐름에 따른 이중냉각 구조에 의해 상기 화격자(38,39)의 구성이 지나치게 과열되는 것을 방지하여 장치의 열부식을 방지함과 동시에 상기 제1 연소본체(35)의 외부에 열이 전달되는 것을 방지하고, 이에 의해 상기 제1 연소본체(35)의 외부에 위치되는 다른 구성이 열에 의해 손상되는 것을 방지하여 장치의 수명을 연장함과 동시에 고장에 따른 유지보수 상의 문제점을 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 상기 상부화격자(38) 상에 구비되는 에어노즐(59)이 구비되고, 상기 에어노즐(59)은 상기 상부화격자(38) 상에 고정된 소켓(59a)과 이 소켓(59a)에 착탈되는 노즐본체(59b)로 이루어짐으로써, 노즐본체(59b) 자체의 막힘이나 손상 등에 의해 교체를 요할 때에 각 노즐본체(59b)를 소켓(59a)으로부터 개별적으로 분리 가능함에 따라 부분적인 유지보수를 통해 작업상의 편리함을 제공함과 동시에 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 연소장치 일례를 도시한 단면도
도 2는 본 발명의 일실시예를 도시한 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 분해 사시도
도 4는 본 발명의 일실시예를 도시한 단면도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 구성의 일부를 도시한 평단면도
도 6은 도 3의 A부분에 따른 확대도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 구성의 일부를 도시한 정단면도
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 다른 구성을 도시한 정단면도

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연소장치(30)는 일정 높이로 연장되는 지지대(31) 상에 대략 원통형상의 연소본체(32)가 구비되고, 상기 연소본체(32)에는 상단에 연소열을 배출하기 위한 열배출공(33)이 일정 면적으로 형성되며, 측면에는 에어와 물이 각각 유출입이 가능하도록 된 에어공급구(34)가 형성되는데, 이를 도 3를 더하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 연소본체(32)는 대략적으로 3개의 구성으로 구분될 수 있는데, 상기 지지대(31) 상에 일정 용적의 원통체 형상으로 된 제1 연소본체(35)와, 이 제1 연소본체(35)의 상부에 상대적으로 큰 원통체 형상으로 된 제2 연소본체(36) 및 상기 제2 연소본체(36) 상에 상향 축소되는 원통체 형상의 제3 연소본체(37)로 이루어진 것으로, 상기 제1 내지 제3 연소본체(35~37)는 용접 등에 의해 전체적으로 조합되어 일정 용적으로 통형상으로 이루게 된다.

이러한 연소본체(32)에 있어서, 상기 제1 연소본체(35)는 그 중앙부에 일정 직경으로 된 화격자(38,39)가 위치되고, 상기 화격자(38,39)의 측면과 하부 둘레에는 일정 공간을 형성하는 제1 연소실(40)이 형성되게 된다.

또한 상기 제2 연소본체(36)는 상하로 균일한 단면적을 형성하는 원통형상으로 구비되어 상기 화격자(38,39)의 상부에 상기 제1 연소실(40)에 연통되는 제2 연소실(42)을 형성하게 되는데, 이 제2 연소본체(36)의 내측벽에는 후술되는 에어통로(43)와 이 에어통로(43)의 내측에 상기 제2 연소본체(36)의 내측벽에 일정 간격을 이격된 상태로 구비되어 내부에 물이 흐르도록 된 분할재킷(45)이 내재되게 된다.

또한 상기 제3 연소본체(37)는 상기 제2 연소본체(36)에 접하는 하단부로부터 상단에 이르도록 점차 상향 축소되는 단면적을 형성하는 통형상으로 구비되고, 상단에는 연소열이 배출되도록 상기 열배출공(33)이 형성되며, 상기 열배출공(33) 측에는 둘레를 따라 다수의 에어노즐(46)이 형성되는데, 이러한 본 발명의 보다 세부적인 구성과 작동상태를 도 4 내지 도 8을 더하여 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 내지 제3 연소본체(35~37)는 전체적인 조합에 의해 하나의 원통체를 형성하여 내부에 제1 내지 제3 연소실(40~42)이 상호 연통되어 일정 용적의 연소공간을 형성한 것으로, 상기 지지대(31) 측에는 상기 화격자(38,39)의 하부에서 중앙을 관통하여 상기 제1 연소실(40) 내의 화격자(38,39) 상면에 연료를 연속적으로 공급하도록 된 이송스크류(48)을 포함한 연료공급수단(47)이 구비되게 된다.

또한 상기 화격자(38,39)는 상기 연료공급수단(47)에 의해 공급되는 연료가 안착되는 상부화격자(38)와, 이 상부화격자(38)의 하부에 상대적으로 넓은 면적으로 형성된 하부화격자(39)로 이루어지는데, 이는 상기 연료공급수단(47)에 의해 연속적으로 일정량의 연료가 공급됨에 따라 상기 상부화격자(38)에 의해 1차적으로 연소된 연료가 상기 하부화격자(39) 측으로 밀려 내려가 2차로 연소가 이루어지는데, 상기 상부화격자(38)는 고정된 상태로 구비되고, 상기 하부화격자(39)는 턴테이블 형태로 구비되어 일정 속도로 회전되면서 연료의 교반에 따른 연소를 활성화함과 동시에 연료가 연소됨으로 인해 생성된 재(연소잔류물)를 하부로 용이하게 배출하도록 스크레이퍼(39a)가 구비된 것이다.

또한 상기 제1 연소본체(35)에는 상기 화격자(38,39)의 측면과 하부 둘레로 일정 공간을 형성하는 제1 연소실(40)이 형성되고, 일측에는 상기 제1 연소실(40) 측으로 연소공기를 공급하기 위한 에어공급구(49)가 형성될 수 있으며, 하부측에는 상기 하부화격자(39)의 회전구동에 의해 재가 배출되도록 재배출구(50)가 형성되어 있다.

또한 상기 상부화격자(38)의 상부측에는 연료를 연소시키는 메인공간을 형성하는 제2 연소실(41)이 구비되는 제2 연소본체(36)가 위치되는데, 상기 제2 연소본체(36)에는 내측벽 둘레에 연소공기를 공급하기 위한 에어통로(43)와 이 에어통로(43)를 형성하도록 상기 제2 연소본체(36)의 내측벽으로부터 일정 간격으로 이격되어 내부에 물이 흐르도록 된 수냉재킷(44)이 형성되는데, 이를 도 5 내지 도 8을 더하여 설명하면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2 연소본체(36)의 내부에는 상기 화격자(38,39) 상의 연료를 연소시키도록 연소공기를 공급하도록 에어공급구(34)에 연통되는 에어통로(43)가 형성되는데, 상기 에어통로(43)는 상기 제2 연소본체(36)의 내측벽 둘레로 연장 형성되고, 상기 에어통로(43)의 내측에는 물이 흐르도록 된 다수의 분할재킷(45)이 원형으로 배치된 것으로, 이러한 에어통로(43)와 분할재킷(45)은 상기 제2 연소본체(36)의 측벽으로부터 상기 제2 연소실(41)을 이중으로 격리시키게 되고, 이에 의해 상기 제2 연소실(41) 내에서 발생되는 열이 상기 제2 연소본체(36)의 외부측으로 전달되는 것을 최소화시키게 된다.

또한 상기 분할재킷(45)은 일정 곡률을 형성하도록 된 중공의 패널형태로 구비되고, 각 분할재킷(45)은 단부측이 일정 간격을 유지한 상태로 상호 접함으로 인해 상기 에어통로(43)의 에어가 상기 제2 연소실(41) 측으로 유입 가능하도록 에어유입공간(51)을 형성하게 되는데, 이러한 분할재킷(45)에 의해서는 상기 에어통로(43)를 제2 연소본체(36)의 내측벽을 따라 형성시킴에 따라, 상기 제2 연소본체(36)의 내측벽을 따라 에어를 선회유도하여 에어의 속도나 압력의 증가에 따른 투입효과를 높이고, 또한 상기 각 분할재킷(45) 사이에 형성되는 에어유입공간(51)에 의해 상기 제2 연소실(41) 내에 전체적으로 균일한 양의 에어를 공급하여 연소효과를 더욱 증대시킬 수 있게 된다.

이러한 제2 연소본체(36)는 상기 에어통로(43)와 분할재킷(45)에 의해 제2 연소실(41)에서 발생되는 열을 이중으로 냉각 또는 차단하여 단열효과를 증대시킴과 동시에 상기 분할재킷(45)의 구조에 의해 자체적으로 균일한 분배되는 물이 제2 연소본체(36)의 전체에 걸쳐 균일하게 흐르도록 하여 냉각효과를 발휘함과 동시에 외부에서 유입되는 에어가 분할재킷(45) 사이로 빠져나가도록 하여 에어에 의한 상기 분할재킷(45)의 냉각효과를 더욱 증대시킬 수 있게 된다.

또한 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 에어유입공간(51) 상에는 상기 에어통로(43)를 통해 상기 제2 연소실(41)로 유입되는 에어의 흐름을 일정 각도로 유도하도록 된 다수의 베인(51a)이 구비될 수 있는데, 상기 베인(51a)은 일정 각도로 하향되어 에어를 저류시킨 상태로 상기 제2 연소실(41)에 투입하여 상기 화격자(38,39) 측의 연소활동을 더욱 활성화시키도록 선회류를 형성함과 동시에 그 선회류의 증폭시킬 수 있게 되며, 이러한 베인(51a)은 연소본체(32) 내외의 공기공급 정도나 필요정도에 따라 그 개수나 각도 등을 최적화한 상태로 구비할 수 있음은 당연한 것이다.

한편 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제2 연소본체(36)에는 상기 분할재킷(45)을 포함하는 매니폴드 형태의 수냉재킷(44)이 형성되는데, 상기 수냉재킷(44)은 상기 각 분할재킷(45)의 하부와 상부를 각각 연통시키도록 링형태로 연장되는 하부재킷(52)과 상부재킷(53)을 더 포함하게 되고, 상기 하부재킷(52)에는 물이 유입되도록 물유입구(54)가 형성되고, 상기 상부재킷(53)은 후술되는 제3 연소본체(37)의 수냉재킷(55)에 연통되도록 형성될 수 있는 것이다.

또한 상기 제3 연소본체(37)에는 측벽을 따라 상기 제2 연소본체(36)의 에어통로(43)에 연통되는 다른 에어통로(56)와, 이 에어통로(56)의 내측에 접하여 상기 제2 연소본체(36)의 상부재킷(53)에 연통되는 다른 수냉재킷(55)이 형성된 것으로, 이는 상기 제2 연소본체(36)에 유사하게 상기 에어통로(56)와 수냉재킷(55)이 이중으로 구비된 것이다.

또한 상기 제3 연소본체(37)의 측벽은 상기 제2 연소본체(36)와는 달리 상향 축소되는 단면을 갖도록 형성되는데, 이러한 측벽구조는 상단에 형성된 열배출공(33) 측으로 연소열을 집중 및 유도하는 효과를 가지게 되고, 상단에는 상기 열배출공(33) 측으로 에어를 분사하도록 상기 에어통로(56)에 연통되는 다수의 에어노즐(46)이 구비되게 된다.

여기에서 상기 에어노즐(46)은 수평방향으로 에어를 분사하도록 상기 열배출공(33)의 둘레를 따라 구비된 다수의 수평분사노즐(57)과, 상기 수평분사노즐(57)의 상부에 상향 경사지게 에어를 분사하도록 된 다수의 상향분사노즐(58)로 이루어지며, 이러한 에어노즐(46)은 상기 열배출공(33) 측에 에어커튼을 형성하여 연소시에 발생되는 비산재 등의 이물질이 배출되는 것을 차단함과 동시에 화염의 중심까지 연소공기를 공급하여 완전연소가 이루어지도록 하게 된다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 화격자(38,39) 중에서 상부화격자(38)는 그 중심에 관통된 연료공급수단(47)에 의해 연속적으로 연료가 공급되어 1차로 연소가 이루어지는데, 이때에 상기 상부화격자(38)에는 상면에 다수의 에어노즐(59)이 구비되어 연소공기를 공급하게 되고, 상기 에어노즐(59)은 상기 상부화격자(38)의 저면과 상기 연료공급수단(47)의 측면을 따라 연장되는 에어통로(60)에 연통되도록 구비되게 된다.

여기에서, 상기 에어노즐(59)은 상기 상부화격자(38) 상에 고정 설치되어 상기 에어통로(60)에 연통되도록 된 단관체 형상의 소켓(59a)이 구비되고, 상기 소켓(59a)에는 노즐본체(59b)가 착탈 가능하게 결합된 것으로, 상기 소켓(59a)과 노즐본체(59b)는 상호 나사체결 가능하게 결합되어 상기 노즐본체(59b)의 막힘이나 손상 등에 따라 개별적으로 교체가 가능하게 되며, 이에 의해 각 노즐본체(59b)의 부분적인 유지보수가 가능하여 작업상의 편리함을 제공함과 동시에 비용을 절감할 수 있게 된다.

이에 더하여 상기 에어통로(60)의 내측에는 일정 길이로 연장되는 수냉재킷(61)이 구비되는데, 상기 수냉재킷(61)은 상기 에어통로(60)에 유사하게 상기 상부화격자(38)의 저면과 상기 연료공급수단(47)의 측면을 따라 연장되는 것으로, 일정 길이로 연장되는 제1 수로(62)와, 이 제1 수로(62)에 연결되어 외측에 나란하게 연장되는 제2 수로(63)로 이루어지게 되며, 이러한 수냉재킷(61)은 상기 제1 수로(62)를 흐르는 물이 상기 제2 수로(63) 측에 연속적으로 흐르게 된다. 이러한 에어통로(60)와 수냉재킷(61)은 다중으로 냉각이 이루어져 상기 상부화격자(38)의 지나친 온도상승을 방지하여 고온에 의한 열부식이 발생되는 것을 방지하고, 또한 상기 화격자(38,39)와 연료공급수단(47)에 연결되는 다른 구성들이 연소열에 의해 직접적으로 노출되는 것을 차단하여 장치 및 부품들의 열손상을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 설명되지 않은 부호는 상기 연소본체(32) 상에 구비되는 점검창(64)과, 상기 제3 연소본체(37) 측에 구비되는 물배출구(65) 및 상기 하부화격자(39)의 회전을 위해 개재되는 베어링(66)을 나타낸 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

Claims (7)

1. 통형상의 연소본체(32)와, 상기 연소본체(32)의 내측 하부에 위치되어 연료를 연소시키도록 된 화격자(38,39)와, 상기 연소본체(32)에 연결되어 상기 화격자(38,39) 상에 연료를 공급하도록 된 연료공급수단(47)을 포함하는 연소장치에 있어서;
   상기 연소본체(32)를 형성하도록 전체적으로 조합되어 일정 용적의 통형상을 이루되, 상기 화격자(38,39)의 측면 및 하부 둘레로 제1 연소실(40)을 형성하도록 된 제1 연소본체(35)와, 상기 제1 연소본체(35)의 상부에 상하로 균일한 단면적을 형성하는 통형상으로 구비되어 상기 화격자(38,39)의 상부에 상기 제1 연소실(40)에 연통되는 제2 연소실(41)이 형성되도록 된 제2 연소본체(36)와, 상기 제2 연소본체(36)의 상부에 상향 축소되는 단면적을 형성하는 통형상으로 구비되어 상기 제2 연소실(41)에 연통되는 제3 연소실(42)을 형성하도록 된 제3 연소본체(37)와;
   상기 제1 내지 제3 연소본체(35~37)의 벽면측 또는 저면측에 형성되어 상기 제1 내지 제3 연소실(40~42) 내로 에어를 공급하도록 된 에어통로(43,56,60) 또는 에어노즐(46)을 포함하는 에어공급수단과;
   상기 연소본체(32)의 측면이나 저면을 따라 물이 흐르도록 된 수냉재킷(44,55)을 포함하여 이루어지며;
   상기 수냉재킷(44,55)은 상기 제2 연소본체(36)의 내측벽 둘레를 따라 상기 에어통로(43)를 형성하도록 상기 제2 연소본체(36)의 벽면으로부터 일정 간격을 두고 위치되어 원형으로 배치되는 다수의 분할재킷(45)을 포함하고;
   상기 분할재킷(45)은 일정 곡률을 형성하도록 구비되어 단부측이 일정 간격을 유지한 상태로 상호 접함으로 인해 에어유입공간(51)을 형성하는 것을 특징으로 하는 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 에어유입공간(51)에는 에어의 흐름을 일정 각도로 유도하도록 된 베인(51a)이 구비된 것을 특징으로 하는 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 제3 연소본체(37)에는 상단부 둘레에 상기 제3 연소실(42) 내에 에어를 분사하도록 된 다수의 에어노즐(46)이 구비되되, 상기 에어노즐(46)은 수평방향으로 에어를 분사하도록 된 수평분사노즐(57)과, 상기 수평분사노즐(57)의 상부에 위치되어 상향 경사지게 에어를 분사하도록 된 상향분사노즐(58)로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 화격자(38,39)는 상기 제1 연소본체 상에 고정된 상태로 구비되어 일정 면적의 상면에 다수의 에어노즐(59)이 형성된 상부화격자(38)와, 상기 상부화격자(38)의 하부에 상대적으로 큰 면적으로 형성되어 상기 제1 연소본체(35) 상에서 회전 가능하도록 된 하부화격자(39)로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 화격자(38,39)와 연료공급수단(47)에는 일정 길이로 연장되도록 다른 수냉재킷(61)이 구비되되, 상기 수냉재킷(61)은 일정 길이로 연장되는 제1 수로(62)와, 이 제1 수로(62)의 외측에 간격을 두고 일정 길이로 연장되는 제2 수로(63)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치.
   
7. 제5항에 있어서, 상기 에어노즐(59)은 상기 상부화격자(38) 상에 고정 설치된 단관체 형상의 소켓(59a)과, 상기 소켓(59a)에 착탈 가능하게 결합되는 노즐본체(59b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티냉각 및 다단연소 구조의 열회수용 연소장치.

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