KR101619442B1 - 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치 - Google Patents

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KR101619442B1
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김종길
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장영태
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Abstract

본 발명에 따른 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치는, 내부에 원통 형상의 투입공간이 형성되며, 측방에 투입구와 상방에 배출구가 각각 형성되는 하우징과, 바이오매스 연료를 상기 투입구를 통해 상기 투입공간의 내주면을 따라 방향성을 갖도록 분사하여, 상기 바이오매스 연료에 혼재된 이물질이 상기 투입공간의 내주를 따라 회전되면서 상기 하우징의 하부로 이동되도록 하는 투입관과, 하단이 상기 배출구를 통해 수직하게 삽입되어 상기 투입공간 내에 위치되며, 하부의 연료용기로 낙하된 상기 바이오매스 연료를 흡입하여 상기 배출구를 통해 외부로 배출시키는 배출관 및 상기 배출관의 외주를 따라 서로 이격되도록 방사상으로 배열됨과 동시에 상기 바이오매스 연료의 회전 방향을 따라 절곡 형성되며, 상기 이물질이 상기 연료용기로 낙하되는 것을 방지함과 아울러 상기 바이오매스 연료가 상기 연료용기로 낙하되도록 하는 디플렉터를 포함한다.

Description

혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치{FOREIGN SUBSTANCES SEPARATION APPARATUS FOR BIOMASS FUEL CO-COMBUSTION IN A THERMAL POWER PLANT}
본 발명은 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바이오매스 연료에 포함된 이물질을 선회시킴과 동시에, 선회 방향으로 절곡된 디플렉터를 이용해 바이오매스 연료와 이물질을 분리배출시킴으로써, 바이오매스에 포함된 다양한 형태의 이물질을 용이하게 선별 제거할 수 있는 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치에 관한 것이다.
일반적으로, 바이오매스 연료는 주성분이 탄소 등 유기물로 이루어진 목재, 농축산 부산물, 유기성 폐기물 및 기타 모든 유기물을 모두 포함한 것으로, 자가착화가 가능한 수준으로 건조할 경우 일정수준의 발열량을 가지고 있어, 화석연료의 발견 이전부터 사용해 온 전통적인 연료의 한 분야였다.
최근 온실가스 배출 등에 따른 지구온난화 등의 문제를 해결하기 위해, 대용량의 화석연료를 사용하는 화력발전소 등을 중심으로 대체연료의 사용에 대한 규제가 대폭 강화되고 있으며, 화석연료 절감에 따른 배출권 거래제가 실시되고 있어 기존 화력발전 계통에 영향을 최소화하고 시설투자 대비 전력생산 단가가 우수한 바이오매스 혼소 기술이 현장에서 적극 적용, 운영되고 있다.
바이오매스 혼소는, 석탄 화력발전소에서 석탄과 바이오매스를 함께 연소하는 것으로, 화력발전소 성능개선 및 신규발전소 건설에 필요한 투자비용이 상대적으로 낮기 때문에 전력생산에 있어 바이오매스 사용증가와 온실가스 배출량 저감에 중요한 역할을 할 것으로 기대되고 있다.
특히, 바이오매스 혼소 발전은 바이오매스 전소발전에 비해 낮은 자본비용 및 고효율, 저렴한 전력생산 비용 등 여러가지 장점이 있어 국내뿐만 아니라, 전세계적으로도 온실가스 배출 저감 및 신재생 에너지 전력의 확보에 있어 가장 경쟁력 있는 대안이라 할 수 있다.
혼소를 위해 화력발전소로 반입되는 바이오매스 연료는, 폐기물을 재활용한 연료로 기존의 화석연료에 비해 상대적으로 낮은 품질과 높은 이물질 함량을 보이고 있다.
건조 하수 슬러지의 경우, 철 및 비철금속 등의 이물질과 함께 제대로 건조가 이루어지지 않아 뭉쳐진 덩어리 형태의 하수 슬러지가 혼재되어 있으며, 목질계 바이오매스의 경우에도 철 및 비철금속 등의 이물질이 혼입되는 경우가 많다.
화력발전소의 경우, 혼소용 바이오매스 연료 입고시 악취 및 분진발생 제거, 하역의 용이성을 위해 대부분 BCT(‘Bulk Cement Trailer’ 이하 BCT)를 이용한 벌크이송을 하고 있으며, 하역시 공기 이송을 통해 대용량 사일로에 저장하게 된다.
그런데, 바이오매스 연료에 혼재된 이물질은 BCT에서 사일로로 하역할 때 뿐만 아니라, 후단의 연료공급을 위한 급탄, 전처리 계통 및 보일러 내에서 이송배관의 마모, 막힘현상 유발 및 기계적 소손, 연소율 저하 등의 문제를 유발하게 된다.
그리고, 바이오매스 연료의 품질이 확보되지 않을 경우, 기계적 트러블에 따른 수명단축뿐만 아니라 금속성 이물질의 기계와의 충돌에 따른 불꽃발생으로 화재가 발생할 수 있어, 이의 해소를 위한 정상가동시간 단축, 보수인력의 투입 등 전력생산 원가의 상승요인으로 작용한다.
본 발명과 관련된 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2013-0076989호(2013년 07월 09일)가 있으며, 상기 선행 문헌에는 폐기물 선별기 및 이것을 포함하는 고형재생연료 생산설비 및 생산방법이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 바이오매스 연료에 포함된 이물질을 선회시킴과 동시에, 선회 방향으로 절곡된 디플렉터를 이용해 바이오매스 연료와 이물질을 분리배출시킴으로써, 바이오매스에 포함된 다양한 이물질을 용이하게 선별 제거할 수 있는 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치는, 내부에 원통 형상의 투입공간이 형성되며, 측방에 투입구와 상방에 배출구가 각각 형성되는 하우징과, 바이오매스 연료를 상기 투입구를 통해 상기 투입공간의 내주면을 따라 방향성을 갖도록 분사하여, 상기 바이오매스 연료에 혼재된 이물질이 상기 투입공간의 내주를 따라 회전되면서 상기 하우징의 하부로 이동되도록 하는 투입관과, 하단이 상기 배출구를 통해 수직하게 삽입되어 상기 투입공간 내에 위치되며, 하부의 연료용기로 낙하된 상기 바이오매스 연료를 흡입하여 상기 배출구를 통해 외부로 배출시키는 배출관 및 상기 배출관의 외주를 따라 서로 이격되도록 방사상으로 배열됨과 동시에 상기 바이오매스 연료의 회전 방향을 따라 절곡 형성되며, 상기 이물질이 상기 연료용기로 낙하되는 것을 방지함과 아울러 상기 바이오매스 연료가 상기 연료용기로 낙하되도록 하는 디플렉터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 하우징의 하부에는 상기 투입공간 내에서 상기 연료용기에 낙하되지 않은 상기 바이오매스 연료가 수용되는 테이퍼부가 더 형성될 수 있으며, 상기 테이퍼부는 하부로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지며, 하단에는 상기 분리된 이물질을 하방으로 배출시키기 위한 개폐구가 형성될 수 있다.
또한, 상기 투입공간 내에는 에어를 상기 테이퍼부의 내부로 분사하기 위한 에어 공급관이 더 설치될 수 있으며, 상기 에어 공급관의 일단은 외부에서 상기 테이퍼부의 측부를 관통해 상기 연료용기의 하단에 수직하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 에어 공급관에는 상기 연료용기의 하단에 결합된 일단의 외주를 따라 하나 또는 다수의 에어 분사노즐이 더 구비될 수 있으며, 상기 에어 분사노즐은 상기 에어 공급관의 외주를 따라 다수가 수평 방향을 따라 배열되며, 에어가 토출되는 일단이 상기 테이퍼부의 하방을 향해 하향 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 에어 분사노즐은 상기 바이오매스 연료의 회전 방향을 향하도록 일 방향으로 수평하게 절곡 형성될 수 있다.
또한, 상기 배출관의 하단에는 상기 연료용기의 내부에 위치되며, 하부로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 테이퍼 형상의 흡입관이 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 테이퍼부의 하단에는 상기 개폐구를 개폐시키기 위한 개폐 밸브가 더 구비될 수 있으며, 상기 개폐구의 하단에는 상기 이물질을 저장하기 위한 수거용기가 더 결합될 수 있다.
또한, 상기 배출관의 종 방향은 상하로 길이조절 가능하도록 암수로 대응 결합되며, 외부관의 측방으로 관통 결합되는 체결부재에 의해 내부관이 가압 지지될 수 있다.
또한, 상기 투입관은 상기 투입공간으로 삽입된 토출단이 일 방향으로 수평하게 절곡되어, 상기 투입공간의 내주면을 향할 수 있으며, 상기 토출단은 상기 디플렉터의 측부에 위치될 수 있다.
또한, 상기 투입공간의 내주면에는 상기 바이오매스 연료가 최초 충돌하는 위치에 보호판이 더 결합될 수 있다.
본 발명은 바이오매스 연료에 포함된 이물질을 선회시킴과 동시에, 선회 방향으로 절곡된 디플렉터를 이용해 바이오매스 연료와 이물질을 분리배출시킴으로써, 바이오매스에 포함된 다양한 이물질을 용이하게 선별 제거할 수 있는 효과를 갖는다
그리고, 화력발전소에서 석탄에 대한 보조연료로 이용될 수 있도록 공급되는 혼소용 바이오매스 연료의 품질 안전성을 확보하여, 후단의 공기이송을 통한 급탄계통 및 보일러 등 전력생산을 위한 주설비의 기계적 소손 및 공정 트러블을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 바이오매스 연료를 하역할 때 발생할 수 있는 분진 및 악취 발생을 방지할 수 있고, 이물질 선별에 필요한 동력인 공기를 BCT(Bulk Cement Trailer)로부터 직접적으로 확보할 수 있어 별도의 공급 장치를 필요로 하지 않으며, 하역과 동시에 이물질 선별 및 바이오매스 연료의 저장이 가능하도록 하여 상대적으로 작은 용량의 설비로도 충분한 이물질 선별효율을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.
아울러, 엘보우 구조의 투입관 및 배출관의 형태와 보호판을 이용해 이물질로부터의 충격 발생과 마모 및 파손을 방지할 수 있으며, 이를 통해 장비의 수명을 연장시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치를 보여주기 위한 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치를 보여주기 위한 정단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치를 보여주기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치를 보여주기 위한 평단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우, 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치를 보여주기 위한 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치를 보여주기 위한 정단면도이다.
또한, 도 3은 본 발명에 따른 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치를 보여주기 위한 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치를 보여주기 위한 평단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치는 하우징(100)과, 투입관(200)과, 배출관(300) 및, 디플렉터(400)를 포함한다.
먼저, 상기 하우징(100)은 도 2에서처럼 원통 형상을 가질 수 있으며, 상기 하우징(100)의 내부에 원통 형상의 투입공간(110)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 하우징(100)의 측방에는 투입구(120)가 형성되며, 상기 하우징(100)의 상부에는 투입구(120)를 통해 공급된 바이오패스 연료(10)를 외부로 배출시키기 위한 배출구(130)가 형성된다.
그리고, 상기 하우징(100)의 하부에는 후술 될 연료용기(330)에 낙하되지 않은 바이오매스 연료(10)가 수용되도록 공간을 형성하는 테이퍼부(140)가 일체로 형성될 수 있다.
상기 테이퍼부(140)는, 바이오매스 연료(10)에 포함된 이물질(철 또는 비철금속 등)을 분리시킨 후, 하부로 안내하기 위해 하부로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 형태를 가질 수 있다.
여기서, 상기 테이퍼부(140)의 하단에는 분리된 이물질을 하방으로 배출시키기 위한 개폐구(141)가 상하로 관통 형성될 수 있다.
또한, 상기 테이퍼부(140)의 하단에는 상기 개폐구(141)를 개폐시키기 위한 개폐 밸브(150)가 더 설치될 수 있다.
상기 개폐 밸브(150)는, 작업자가 손으로 핸들을 돌려 상기 개폐구(141)를 개폐시키는 방식이나, 모터의 기계적인 힘을 이용해 개폐시키는 방식 등을 사용할 수 있다.
그리고, 상기 개폐구(141)의 하단에는 바이오매스 연료(10)에 포함된 이물질을 저장하기 위한 수거용기(160)가 더 결합될 수 있다.
상기 수거용기(160)는, 상단으로 개방된 입구 부위가 상기 개폐구(141)와 결합된 상태로 설치될 수 있다.
아울러, 투입공간(110)의 내주면에는 후술 될 투입관(200)을 통해 분사되는 바이오매스 연료(10)가 충돌하는 위치에 보호판(170)이 더 결합될 수 있다.
상기 보호판(170)은, 도 4에서처럼 바이오매스 연료(10)가 최초 충돌하는 위치에만 국부적으로 구성할 수 있으나, 투입공간(110)의 내주를 따라 전체적으로 구성할 수도 있다.
즉, 후술 될 토출단(210)을 통해 유입된 바이오매스 연료(10)는 보호판(170)과 1차 충격 후, 원심력에 의해 투입공간(110)의 내주면을 따라 회전한다.
따라서, 상기 보호판(170)을 통한 강도 보강을 통해 하우징(100)의 내주면이 마모되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 하우징(100)에는 작업자가 출입할 수 있도록 점검부(180)가 개폐 가능하게 설치될 수도 있다.
상기 점검부(180)는, 후술 될 디플렉터(400)의 각도조절 및 유지보수나, 흡입관(321)의 설치 위치 조정 등을 용이하게 실시할 수 있도록 충분한 공간을 확보하여 설치한다.
투입관(200)은, 외부에서 전달되는 바이오매스 연료(10)를 일정 압력으로 이송시키며, 전술한 투입구(120)를 통해 투입공간(110)의 내부로 분사한다.
여기서, 상기 투입관(200)은 외부에서 전달되는 바이오매스 연료(10)를 투입공간(110)의 내주를 따라 방향성을 갖도록 분사할 수 있다.
이를 위해, 상기 투입관(200)의 일단에는 바이오매스 연료(10)가 분사되는 토출단(210)이 형성된다.
상기 토출단(210)은, 투입구(120)를 통해 투입공간(110)으로 삽입되며, 상기 토출단(210)은 일 방향으로 수평하게 절곡되어, 상기 투입공간의 내주면을 향할 수 있다.
여기서, 상기 토출단(210)의 절곡 부위는 바이오매스 연료(10)와 이에 포함된 이물질이 이송 중에 충돌하지 않도록 곡선 형태로 벤딩될 수 있으며, 상기 토출단(210)은 후술 될 디플렉터(400)의 측부에 위치될 수 있다.
그리고, 투입관(210)은 교체 설치가 용이하도록 플랜지 및 볼트체결 구조를 가지며, 직선 형태의 배관과 엘보우 형태의 배관을 연결하여 구성할 수 있다.
이와 같은 상기 투입관(200)은, 설치 위치에 따라 임의로 구성이 가능하여 하역을 위한 연료 공급부의 위치와 무관하게 설치할 수 있다.
또한, 상기 엘보우 형태의 배관을 적용하는 경우, 고속으로 이동되는 바이오매스 연료(10)와 이에 포함된 이물질에 의해 투입관(210)의 내주면이 마모되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 상기 투입관(200)을 통해 분사되는 바이오매스 연료(10)는 절곡된 토출단(210)을 통해 방향성을 유지하도록 분사되어, 투입공간(110)의 내주면을 따라 수평하게 회전될 수 있다.
또한, 투입관(210)의 투입 방향측 단부에는 연료 공급부(미도시)가 연결될 수 있는데, 상기 연료 공급부는 BCT(Bulk Cement Trailer) 등을 이용할 수 있다.
여기서, 상기 연료 공급부는 에어 컴프레셔 장비(미도시)를 이용해 바이오매스 연료(10)를 투입관(210)의 투입 방향측 단부에 공급할 수 있다.
배출관(300)은, 일단이 배출구(130)를 통해 수직하게 삽입되어, 투입공간(110)의 내부에 위치될 수 있다.
여기서, 상기 배출관(300)의 하단에는 연료용기(330)의 내부에 위치되며, 하부로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 테이퍼 형상의 흡입관(321)이 더 형성된다.
상기 흡입관(321)은, 하단의 유입구가 상단의 유출구보다 직경이 작게 형성되므로, 흡입시 순간적인 선속도 증가 효과를 확보할 수 있다.
그리고, 상기 흡입관(321)의 하부에는 상방으로 개방된 수용공간을 형성하는 연료용기(330)가 이격된 상태로 설치될 수 있다.
상기 연료용기(330)는, 측면이 투입공간(110)의 내주면과 이격된 상태로 설치될 수 있으며, 상기 연료용기(330)의 수용공간 내에 흡입관(321)의 하단이 위치될 수 있다.
이와 같은 상기 연료용기(330)는, 투입공간(110)의 내부로 투입된 바이오매스 연료(10)를 일정량으로 수용하는 역할을 한다.
또한, 배출관(300)은 하부의 연료용기(330)로 낙하된 바이오매스 연료(10)를 흡입하여 외부의 저장 위치로 이송한다.
아울러, 상기 배출관(300)의 종 방향은 상하로 길이조절 가능하도록 암수로 대응 결합될 수 있는데, 투입공간(300)에 위치된 부위가 상하로 길이조절 가능하게 구비될 수 있다.
이를 위해, 상기 배출관(300)은 투입공간(100)의 상부에 수직하게 설치되는 외부관(310)과, 상기 외부관(310)의 하단을 통해 암수로 대응 삽입되는 내부관(320)이 구비될 수 있다.
이때, 상기 외부관(310)과 내부관(320)은 체결부재(B)에 의해 결합된 상태를 유지할 수 있는데, 상기 체결부재(B)를 외부관(310)의 측부를 통해 관통 결합시켜 내부관(320)을 가압 지지하는 방식을 사용할 수 있다.
즉, 체결부재(B)를 이용해 흡입관(321)의 설치 위치를 조정함으로써, 이물질 선별 효율을 확보할 수 있다.
예를 들어, 흡입관(321)의 설치 위치가 너무 낮을 경우, 하부의 에어 분사노즐(350)과 너무 인접하여 낙하 적체된 불필요한 이물질이 흡입관(321)으로 유입될 수 있다.
반대로, 흡입관(321)의 설치 위치가 너무 높을 경우, 재비산이 이루어진 바이오매스 연료(10)가 흡입관(321)으로 원활하게 유입되지 않을 수 있어 적절한 조절이 필요하다.
따라서, 반입되는 바이오매스 연료(10) 및 이물질에 따라 흡입관(321)의 위치를 조절하여 사용할 수 있다.
뿐만 아니라, 하우징(100)의 투입공간(110) 내에는 에어를 테이퍼부(140)의 내부로 하향 분사하기 위한 에어 공급관(340)이 더 설치될 수 있다.
상기 에어 공급관(340)의 일단은, 외부에서 테이퍼부(140)의 측부를 관통해 상기 연료용기의 하단에 수직하게 결합될 수 있다.
그리고, 상기 에어 공급관(340)의 공급 방향측 단부에는 에어를 일정 압력으로 공급하기 위한 에어 컴프레셔 장비(미도시)가 연결될 수 있다.
또한, 상기 에어 공급관(340)에는 도 4에서처럼 연료용기(330)의 하단에 결합된 일단의 외주를 따라 하나 또는 다수의 에어 분사노즐(350)이 더 구비될 수 있다.
상기 에어 분사노즐(350)은, 에어 공급관(340)의 외주를 따라 다수가 수평 방향을 따라 배열될 수 있다.
여기서, 상기 분사노즐(350)은 에어가 토출되는 일단이 테이퍼부(140)의 하방을 향해 하향 경사지게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 에어 분사노즐(350)은 선회류에 방해가 되지 않도록 바이오매스 연료(10)의 회전 방향과 동일 방향으로 수평하게 절곡 형성될 수 있다.
이때, 상기 에어 분사노즐(350)의 절곡된 방향은 후술 될 디플렉터(400)의 절곡된 방향과 동일 방향을 가질 수 있다.
이와 같은 상기 에어 분사노즐(350)은, 후술 될 디플렉터(400)를 통해 낙하 제거된 이물질에 포함된 바이오매스 연료(10) 즉, 미세한 분진형태의 연료에 보조공기를 공급하여 재비산 및 부상시키는 기능을 갖는다.
즉, 상기 에어 분사노즐(350)은 이물질에 포함된 바이오매스 연료(10)를 재차 분리시킬 수 있어, 장치의 선별 성능을 향상시킬 수 있으며, 배출구(130)를 통해 바이오매스 연료(10)가 용이하게 배출 되도록 한다.
디플렉터(400)는, 투입관(200)과 후술 될 배출관(300)의 사이에서 이물질의 내부 유입을 방지하고, 선회류의 안정적인 확보가 가능하도록 한다.
도 4에서처럼 배출관(300)을 중심으로 수평 방향을 따라 다수가 이격 설치됨과 동시에, 바이오매스 연료(10)의 회전 방향을 따라 절곡된다.
여기서, 상기 디플렉터(400)는 배출구(130)에 근접할수록 폭을 좁게 유지하여 이물질 선별 효율을 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 디플렉터(400)는 토출단(210)의 바이오매스 연료(10) 투입 방향과 동일한 방향으로 설치하여 선회류를 확보할 수 있도록 한다.
이때, 상기 디플렉터(400)의 일측단은 투입공간(110)의 내주면과 일정 간격으로 이격 위치되어 선회류가 회전할 수 있는 공간을 확보한다.
또한, 상기 디플렉터(400)의 일단은 투입공간(110) 내에 설치된 고정부재(410)에 의해 설치될 수 있다.
상기 고정부재(410)는, 상기 디플렉터(400)의 각도 및 설치간격의 조절이 가능하도록 구비될 수 있다.
즉, 상기 고정부재(410)를 이용해 상기 디플렉터(400)의 각도 및 설치간격을 조절함으로써, 바이오매스 연료(10) 비중 및 이물질의 성상 등 조건에 따라 최적의 이물질 선별효율 및 선회류 확보가 가능하다.
이하, 도 2와 도 4를 참조로 본 발명에 따른 혼소용 바이오매스 연료(10)의 이물질 선별장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2에서처럼 투입관(200)을 통해 투입공간(110)으로 바이오매스 연료(10)를 분사하는 경우, 토출단(210)을 통해 분사된 바이오매스 연료(10)가 투입공간(110)의 내주면을 따라 회전된다.
이때, 바이오매스 연료(10)에 포함된 단위 비중이 큰 이물질은 원심력 방향으로 계속 운동을 하게 된다.
이 과정에서, 이물질은 자중에 의해 투입공간(110)의 내주면을 따라 하방으로 이동하며, 하방으로 이동된 이물질은 테이퍼부(140)의 내부에 모이게 된다.
이와 동시에, 상대적으로 비중이 작은 바이오매스 연료(10)는 원심력이 크게 작용하지 않게 되므로, 하부로 낙하하면서 연료용기(330)의 내부에 수용된다.
이때, 상기 연료용기(330)의 내부에 수용된 바이오매스 연료(10)는 흡입관(321)을 통해 흡입되어 외부의 저장소로 이송된다.
그리고, 테이퍼부(140)의 내부에 모인 이물질은 에어 분사노즐(350)로부터 분사되는 에어에 의해 재비산 및 부상된다.
이 과정에서, 이물질에 포함된 미세한 분진형태의 바이오매스 연료(10)가 연속적으로 재비산 및 부상되면서 연료용기(330)로 수용될 수 있다.
결과적으로, 본 발명은 바이오매스 연료(10)에 포함된 이물질을 선회시킴과 동시에, 선회 방향으로 절곡된 디플렉터(400)를 이용해 바이오매스 연료(10)와 이물질을 분리배출시킴으로써, 바이오매스 연료(10)에 포함된 다양한 이물질을 용이하게 선별 제거할 수 있다
그리고, 화력발전소에서 석탄에 대한 보조연료로 이용될 수 있도록 공급되는 혼소용 바이오매스 연료(10)의 품질 안전성을 확보하여, 후단의 공기이송을 통한 급탄계통 및 보일러 등 전력생산을 위한 주설비의 기계적 소손 및 공정 트러블을 최소화할 수 있다.
또한, 바이오매스 연료(10)를 하역할 때 발생할 수 있는 분진 및 악취 발생을 방지할 수 있고, 이물질 선별에 필요한 동력인 공기를 BCT(Bulk Cement Trailer)로부터 직접적으로 확보할 수 있어 별도의 공급 장치를 필요로 하지 않으며, 하역과 동시에 이물질 선별 및 바이오매스 연료(10)의 저장이 가능하도록 하여 상대적으로 작은 용량의 설비로도 충분한 이물질 선별효율을 확보할 수 있다.
아울러, 엘보우 구조의 투입관(200) 및 배출관(300)의 형태와 보호판(170)을 이용해 이물질 충격을 방지할 수 있어, 장비의 마모와 파손 등을 방지할 수 있으며, 이를 통해 장비의 수명을 연장시킬 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 바이오패스 연료 100: 하우징
110: 투입공간 120: 투입구
130: 배출구 140: 테이퍼부
141: 개폐구 150: 개폐 밸브
160: 수거용기 170: 보호판
200: 투입관 210: 토출단
300: 배출관 310: 외부관
320: 내부관 321: 흡입관
330: 연료용기 340: 에어 공급관
350: 에어분사노즐 400: 디플렉터
B: 체결부재

Claims (10)

  1. 내부에 원통 형상의 투입공간이 형성되며, 측방에 투입구와 상방에 배출구가 각각 형성되는 하우징과, 바이오매스 연료를 상기 투입구를 통해 상기 투입공간의 내주면을 따라 방향성을 갖도록 분사하여, 상기 바이오매스 연료에 혼재된 이물질이 상기 투입공간의 내주를 따라 회전되면서 상기 하우징의 하부로 이동되도록 하는 투입관과, 하단이 상기 배출구를 통해 수직하게 삽입되어 상기 투입공간 내에 위치되며, 하부의 연료용기로 낙하된 상기 바이오매스 연료를 흡입하여 상기 배출구를 통해 외부로 배출시키는 배출관 및, 상기 배출관의 외주를 따라 서로 이격되도록 방사상으로 배열됨과 동시에 상기 바이오매스 연료의 회전 방향을 따라 절곡 형성되며, 상기 이물질이 상기 연료용기로 낙하되는 것을 방지함과 아울러 상기 바이오매스 연료가 상기 연료용기로 낙하되도록 하는 디플렉터를 포함하되,
    상기 하우징의 하부에는, 상기 투입공간 내에서 상기 연료용기에 낙하되지 않은 상기 바이오매스 연료가 수용되는 테이퍼부가 더 형성되고, 상기 테이퍼부는 하부로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지며, 하단에는 분리된 이물질을 하방으로 배출시키기 위한 개폐구가 형성되며,
    상기 투입공간 내에는, 에어를 상기 테이퍼부의 내부로 분사하기 위한 에어 공급관이 더 설치되고, 상기 에어 공급관의 일단은 외부에서 상기 테이퍼부의 측부를 관통해 상기 연료용기의 하단에 수직하게 결합되며,
    상기 에어 공급관에는, 상기 연료용기의 하단에 결합된 일단의 외주를 따라 하나 또는 다수의 에어 분사노즐이 더 구비되고, 상기 에어 분사노즐은 상기 에어 공급관의 외주를 따라 다수가 수평 방향을 따라 배열되며, 에어가 토출되는 일단이 상기 테이퍼부의 하방을 향해 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 에어 분사노즐은,
    상기 바이오매스 연료의 회전 방향을 향하도록 일 방향으로 수평하게 절곡 형성되는 것을 특징으로 하는 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 배출관의 하단에는,
    상기 연료용기의 내부에 위치되며, 하부로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 테이퍼 형상의 흡입관이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 테이퍼부의 하단에는,
    상기 개폐구를 개폐시키기 위한 개폐 밸브가 더 구비되며,
    상기 개폐구의 하단에는,
    상기 이물질을 저장하기 위한 수거용기가 더 결합되는 것을 특징으로 하는 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 배출관의 종 방향은,
    상하로 길이조절 가능하도록 암수로 대응 결합되며, 외부관의 측방으로 관통 결합되는 체결부재에 의해 내부관이 가압 지지되는 것을 특징으로 하는 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 투입관은,
    상기 투입공간으로 삽입된 토출단이 일 방향으로 수평하게 절곡되어, 상기 투입공간의 내주면을 향하며,
    상기 토출단은,
    상기 디플렉터의 측부에 위치되는 것을 특징으로 하는 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 투입공간의 내주면에는,
    상기 바이오매스 연료가 최초 충돌하는 위치에 보호판이 더 결합되는 것을 특징으로 하는 혼소용 바이오매스 연료의 이물질 선별장치.
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