KR101772906B1

KR101772906B1 - 펠릿 제조 시스템

Info

Publication number: KR101772906B1
Application number: KR1020160180896A
Authority: KR
Inventors: 김규원; 정만수; 이상세; 변재경
Original assignee: (주)규원테크
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2017-08-30

Abstract

본 발명은 가정이나 식당에서 배출되는 음식물 쓰레기, 인분이나 가축의 배설물, 톱밥, 목재 칩 등의 원료를 고체 연료나 퇴비로 사용될 수 있는 펠릿으로 제조하기 위한 펠릿 제조 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 연료를 분쇄하는 분쇄기와, 분쇄된 연료가 이송되며, 열풍 유입구가 형성된 이송관과, 상기 이송관에 공기의 흐름을 발생시켜 상기 이송관을 따라서 분쇄된 연료가 이송되도록 상기 이송관에 설치되는 송풍기와, 상기 이송관의 열풍 유입구를 통해 고온의 열풍을 공급하는 열풍기와, 상기 이송관과 연결되며, 열풍에 의해서 건조된 연료에서 분진을 제거하는 집진기와, 상기 집진기에 분진이 제거된 원료를 이용하여 펠릿을 성형하는 펠릿 성형기와, 상기 펠릿 성형기에서 제조된 펠릿을 선별하는 스크린망과, 상기 스크린망을 통과한 가루를 상기 이송관에 재공급하는 회수관을 더 포함하는 펠릿 제조 시스템을 제공한다. 본 발명에 따른 펠릿 제조 시스템은 펠릿 제조 과정에서 발생한 가루를 재활용하므로, 펠릿 제조 과정에서 원료의 낭비가 최소화된다는 장점이 있다. 또한, 펠릿을 고체 연료로 사용하는 열풍기를 사용하여 원료를 건조하므로, 원료의 건조를 위해 별도의 화석 연료 사용이 최소화된다는 장점이 있다.

Description

펠릿 제조 시스템{Pellet forming system}

본 발명은 가정이나 식당에서 배출되는 음식물 쓰레기, 인분이나 가축의 배설물, 톱밥, 목재 칩 등의 원료를 고체 연료나 퇴비로 사용될 수 있는 펠릿으로 제조하기 위한 펠릿 제조 시스템에 관한 것이다.

석유, 석탄과 같은 화석 연료를 대체하는 자원으로서, 음식물 쓰레기, 인분이나 가축의 배설물, 톱밥, 목재 칩 등의 원료를 펠릿 형태로 만든 고체 연료가 사용되고 있다.

예를 들어, 공개특허 제10-2012-0091524호에는 톱밥을 팽연(膨軟:부풀어서 연한 상태)시켜 목질 원료 및 목재를 분쇄시킨 후 압축 성형하여 연료로 사용 가능한 펠릿 형태로 제조하는 방법이 개시되어 있다.

또한, 고체 연료뿐 아니라 펠릿 형태의 퇴비도 사용되고 있다. 펠릿 형태의 퇴비는 기계식으로 살포가 용이하고, 취급이 용이하다는 장점이 있어서 분말형 퇴비에 비해서 농민들이 선호한다.

예를 들어, 등록특허 제10-1668454호에는 원료 퇴비의 수분 함량을 측정하여 분상 퇴비 또는 펠릿 퇴비로 퇴비 유형을 결정하는 단계; 상기 수분 함량이 특정 퇴비 유형의 수분 함량 범위에 해당하는 경우, 상기 원료 퇴비를 1차 분쇄하고 일정 크기로 선별하는 단계; 상기 퇴비의 유형이 분상 퇴비이면 정방향으로 이송시키고, 상기 퇴비의 유형이 펠릿 퇴비이면 역방향으로 이송시키는 정역 운전 단계; 및 상기 정방향으로 이송된 퇴비를 분상 퇴비로서 포장하는 단계, 또는 상기 역방향으로 이송된 퇴비를 펠릿으로 형성시킨 다음, 펠릿 퇴비로서 포장하는 단계를 포함하는 분상 퇴비 또는 펠릿 퇴비의 통합 제조방법이 개시되어 있다.

등록특허 제10-1442689호 등록특허 제10-1444893호 등록특허 제10-1668454호 공개특허 제10-2012-0091524호 공개특허 제10-2016-0106281호

본 발명은 원료의 낭비가 최소화된 펠릿 제조 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 생산된 펠릿을 연료로 사용하는 열풍기를 이용하여 원료를 건조할 수 있어, 원료의 건조를 위한 별도의 화석 연료 사용이 최소화된 펠릿 제조 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 연료를 분쇄하는 분쇄기와, 분쇄된 연료가 이송되며, 열풍 유입구가 형성된 이송관과, 상기 이송관에 공기의 흐름을 발생시켜 상기 이송관을 따라서 분쇄된 연료가 이송되도록 상기 이송관에 설치되는 송풍기와, 상기 이송관의 열풍 유입구를 통해 고온의 열풍을 공급하는 열풍기와, 상기 이송관과 연결되며, 열풍에 의해서 건조된 연료에서 분진을 제거하는 집진기와, 상기 집진기에 분진이 제거된 원료를 이용하여 펠릿을 성형하는 펠릿 성형기와, 상기 펠릿 성형기에서 제조된 펠릿을 선별하는 스크린망과, 상기 스크린망을 통과한 가루를 상기 이송관에 재공급하는 회수관을 더 포함하는 펠릿 제조 시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 펠릿 제조 시스템은 펠릿 제조 과정에서 발생한 가루를 재활용하므로, 펠릿 제조 과정에서 원료의 낭비가 최소화된다는 장점이 있다. 또한, 펠릿을 고체 연료로 사용하는 열풍기를 사용하여 원료를 건조하므로, 원료의 건조를 위해 별도의 화석 연료 사용이 최소화된다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 펠릿 제조 시스템의 일실시예의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 열풍기의 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 버너의 개략도이다.
도 4는 도 3에 도시된 확산판의 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 버너의 연소 공기 공급부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6과 7은 도 2에 도시된 연관 청소장치를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명에 따른 펠릿 제조 시스템의 일실시예의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 펠릿 제조 시스템의 일실시예는 연료를 분쇄하는 분쇄기(1)와, 분쇄된 연료가 이송되는 이송관(2)과, 이송관(2)에 설치되는 송풍기(3)와, 이송관(2)에 열풍을 공급하는 열풍기(100)와, 열풍에 의해서 건조된 연료에 포함된 분진을 포집하는 집진기(4)와, 건조된 연료를 성형하는 펠릿 성형기(5)와, 펠릿을 선별하는 스크린망(6)과, 선별된 가루를 이송관(2)에 다시 공급하는 회수관(7)과, 펠릿을 식히는 냉각장치(8)와, 포장기(9)와, 제어기(10)를 포함한다.

분쇄기(1)는 덩어리 상태로 뭉쳐있는 연료를 분쇄하고 혼합하는 역할을 한다. 연료는 음식물 쓰레기, 목재 칩, 톱밥 또는 이들의 혼합일 수 있다. 연료는 분쇄기(1)의 상류 측에 설치된 제1이송장치(11)를 통해서 자동으로 투입될 수 있다. 제1이송장치(11)는 호퍼와 호퍼를 통해서 공급된 연료가 수용되는 U자형 홈통 안에서 구동모터에 의해서 회전하는 이송스크루의 회전운동을 통해서 연료를 이송하는 스크루 컨베이어일 수 있다.

이송관(2)은 분쇄된 연료가 이송되는 통로이다. 이송관(2)에는 열풍 유입구(17)가 형성되어 있다. 이송관(2)의 전단과 열풍 유입구(17) 사이에는 제1함수율 측정기(15) 설치되며, 열풍 유입구(17)와 이송관(2)의 후단 사이에는 제2함수율 측정기(16)가 설치된다.

송풍기(3)는 이송관(2)에 설치된다. 송풍기(3)는 이송관(2)에 공기의 흐름을 형성하여, 분쇄된 연료가 압력에 의해서 흡입되어 이송관(2)을 따라서 이송되도록 하는 역할을 한다.

열풍기(100)는 이송관(2)에 고온의 열풍을 공급하는 역할을 한다. 열풍기(100)는 펠릿을 연료로 사용하는 고체 연료 열풍기인 것이 바람직하다. 본 시스템에 의해서 생산된 펠릿의 일부를 회수하여 바로 연료로 사용할 수 있기 때문이다. 열풍기(100)의 구성에 대해서는 시스템 전체를 설명한 후 다시 설명한다.

집진기(4)는 이송관(2)을 통해서 송풍기(3)에 의한 바람을 따라 유입되는 건조된 상태의 분쇄된 연료를 흡입하여 원료에 포함된 분진을 제거하는 역할을 한다. 집진기(4)로는 중력, 원심력, 관성 등을 이용하는 집진기, 입자를 여과하는 방식의 집진기, 음파를 이용하는 집진기 등 다양한 방식의 집진기를 사용할 수 있다. 분진이 걸러진 원료는 집진기(4)에 형성된 배출구를 통해서 배출된다.

집진기(4)에서 분진이 제거된 연료는 제2이송장치(12)를 통해서 이송된다. 제2이송장치(12)는 제1이송장치(11)와 마찬가지로 스크루 컨베이어일 수 있다. 집진기(4)의 배출구에서 떨어진 원료가 제2이송장치(12)의 호퍼에 바로 투입된다.

펠릿 성형기(5)는 건조된 연료를 압출한 후 일정한 크기로 절단하여 펠릿을 성형하는 장치이다. 펠릿 성형기(5)에 투입된 연료는 다이스의 펠릿 성형 홀로 압출된다. 압출되어 나오는 원료는 다이스 하부에 설치된 절단기를 통해서 일정한 크기로 절단된다. 펠릿 성형기(5)에서 배출된 펠릿은 마찰열과 압축열에 의해서 고온 상태로 배출된다.

스크린망(6)은 펠릿 성형기(5)에서 배출된 펠릿을 선별하는 역할을 한다. 즉, 규격 이하의 조각이나 가루와 펠릿과 분리하여 배출하는 역할을 한다. 스크린망(6)은 규격 이하의 조각이나 가루가 통과할 수 있는 복수의 구멍이 형성되어 있어서, 펠릿과 가루를 분리할 수 있다.

회수관(7)은 스크린망(6)을 통해서 분리 배출된 규격 이하의 조각이나 가루를 이송관(2)에 다시 공급하는 역할을 한다.

스크린망(6)을 거친 펠릿은 제3이송장치(13)에 의해서 포장기로 이송된다. 제3이송장치(13)는 컨베이어 벨트일 수 있다. 컨베이어 벨트에는 고온의 펠릿을 냉각하기 위한 냉각장치(8)가 설치된다. 냉각장치(8)는 펠릿을 향해서 공기를 불어넣는 복수의 송풍기일 수 있다. 또한, 펠릿의 일부는 연료 공급 장치(18)를 통해서 열풍기(100)에 공급될 수 있다. 연료 공급 장치(18)는 스크루 컨베이어나 일반 컨베이어 장치일 수 있다.

포장기(9)는 규격을 만족하는 펠릿을 포장하는 역할을 한다. 포장기(9)에는 로드 셀(14)이 설치되어 있어서, 포장기(9)에 투입된 펠릿의 무게를 자동 계량하여 포장할 수 있다.

제어기(10)는 제1함수율 측정기(15), 제2함수율 측정기(16) 및 로드 셀(14)로부터 수신한 데이터를 이용하여 열풍기(100)와 제1이송장치(11), 제2이송장치(12), 제3이송장치(13)를 제어한다. 즉, 제어기(10)는 제1함수율 측정기(15) 및 제2함수율 측정기(16)에서 측정된 함수율을 이용해서 열풍기(100)에서 공급되는 열풍의 양을 조절하며, 제1이송장치(11)의 이송속도를 조절할 수 있다. 또한, 로드 셀(14)을 통해서 펠릿 생산량이 목표한 생산량에 도달한 것으로 확인될 때에는 제1이송장치(11)를 정지시키고, 전체 시스템을 대기 모드로 전환할 수 있다.

이하에서는 열풍기(100)에 대해서 상세히 설명한다.

도 2는 도 1에 도시된 열풍기의 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 열풍기(100)는 단열케이스(20)와, 단열케이스(20)의 일 측에 설치되어 단열케이스(20)의 내부로 공기를 공급하는 송풍기(30)와, 단열케이스(20) 내부에 설치되는 연소실(40)과, 단열케이스(20) 내부에 설치되며 연소실(40)과 연통된 연관(50)과, 단열케이스(20) 일 측에 설치되어 고체 연료를 공기와 섞어 연소시키며, 연료가 연소되면서 발생한 화염을 연소실(40) 내부로 방사하는 버너(60)와, 연관 청소장치(80)를 포함한다.

단열케이스(20)는 연소실(40), 연관(50) 등이 설치되는 내부공간을 제공하는 역할과, 송풍기(30)를 통해서 유입된 공기가 유동하며 열을 흡수하는 공간을 제공하는 역할을 한다. 단열케이스(20)에는 송풍기(30)를 통해서 유입된 후 연소실(40) 및 연관(50)과의 열교환을 통해서 가열된 열풍이 배출되는 열풍 토출구(21)가 형성된다. 본 실시예에서는 송풍기(30)가 단열케이스(20)의 상단에 설치되고, 한 쌍의 열풍 토출구(21)가 단열케이스(20)의 하부 전면과 후면에 각각 형성된다. 따라서 단열케이스(20)의 상부에 설치된 송풍기(30)를 통해서 위에서 유입된 외기는 연관(50)과의 열교환 및 연소실(40)과의 열교환을 통해서 가열된 후 단열케이스(20)의 하부에 형성된 열풍 토출구(21)를 통해서 배출된다.

연소실(40)은 단열케이스(20)의 하부에 배치된다. 연소실(40)은 대체로 직육면체 형태이다. 연소실(40)에서는 고체 연료가 연소된다. 고체 연료로는 펠릿이나 목재 칩과 같은 목재 바이오매스 연료가 사용될 수 있다. 연소실(40)의 상면 일 측에는 고체 연료의 연소에 따른 고온의 가스가 모이는 제1연실(55)이 결합되어 있다. 도시된 바와 같이, 제1연실(55)은 버너(60)가 설치된 연소실(40) 우측의 상면에 설치되는 것이 바람직하다. 고온의 가스가 이동하는 경로가 길어져서 열효율이 향상되기 때문이다.

또한, 연소실(40)의 상면에는 복수의 방열판(41)이 결합된다. 방열판(41)은 일정한 간격으로 나란하게 결합된다. 연소실(40)의 열기는 연소실(40)의 표면뿐 아니라 방열판(41)을 통해서 단열케이스(20)의 내부공간으로 배출된다. 열기는 위로 상승하므로 연소실(40)의 상면이 가장 뜨겁다. 따라서 연소실(40)의 상면에 방열판(41)을 설치하는 것이 가장 효과적이다.

연관(50)은 단열케이스(20)의 상부에 배치된다. 연관(50)은 연소실(40)에서 배출되는 고온의 가스가 통과하는 통로이다. 본 실시예에서는 연관(50)이 2열로 배치되며, 각 열에는 복수의 연관(50)이 일정한 간격으로 지그재그로 배치된다.

본 실시예 있어서, 아래 열의 연관인 제1연관(51)들은 제1연실(55)로부터 수평으로 연장된다. 그리고 제1연관(51)들의 타단은 단열케이스(20)의 좌측 내벽에 결합된 제2연실(56)과 연통된다. 제1연관(51)들을 통과한 배기가스는 제2연실(56)에 유입된다. 그리고 제2연실(56)에 유입된 배기가스는 윗 열의 연관인 제2연관(52)들을 통해서 단열케이스(20)의 우측에 설치된 제3연실(57)로 이동한다.

버너(60)는 단열케이스(20)의 측면에 설치된다. 버너(60)는 고체 연료를 공기와 섞어 연소시키는 장치이다. 연료가 연소됨으로써 발생하는 화염은 연소실(40) 내부로 방사된다. 버너(60)는 열풍기(100)의 열원으로서 작용한다.

도 3은 도 2에 도시된 버너의 개략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 버너(60)는 고체 연료를 지지하는 화격자(61)와, 화격자(61) 위에 고체 연료를 공급하는 연료 공급관(62)과, 고체 연료에 공기를 공급하는 연소 공기 공급부(79), 개방된 일단이 고체 연료를 향하도록 배치되는 착화용 화염 안내관(63)과, 착화용 화염 안내관(63) 내부에 설치되어 고체 연료 방향으로 착화용 연료를 방사하는 노즐(64)과, 노즐(64)에서 분사된 착화용 연료를 점화하는 점화플러그(65)와, 착화용 화염 안내관(63) 내부 노즐(64)의 하류 측에 설치되는 확산판(65)을 포함한다. 버너(60)의 화격자(61), 착화용 화염 안내관(63)의 끝단, 연료 공급관(62)의 끝단 등의 구성은 연소실(40)의 내부에 배치된다.

화격자(61)는 공기가 통과할 수 있으며, 고체 연료가 연소되면서 생긴 재가 빠질 수 있는 복수의 통기공이 형성되어 있는 복수의 조각으로 이루어진다. 본 실시예에서 화격자는 계단식 화격자이며, 또한, 일부 화격자가 좌우로 이동하면서 재를 떨어뜨리는 이동식 화격자이다. 화격자(61)의 이동은 모터와 연결된 실린더(67)에 의해서 이루어질 수 있다. 가장 상류에 배치되어 고체 연료가 가장 먼저 만나는 제1화격자 조각(61a)은 경사지게 배치되어 있어서, 고체 연료가 아래에 계단 형태로 배치되어 있는 나머지 화격자 조각들에 용이하게 분산된다. 가장 많은 고체 연료가 떨어지는 제2화격자 조각(61b)은 이동형으로 구성된다. 제2화격자 조각(61b)이 후퇴하면 제2화격자 조각(61b)에 쌓인 재가 제3화격자 조각(61c)으로 떨어지고, 전진하면, 제3화격자 조각(61c)으로 떨어진 재의 상당부분이 제4화격자 조각(61d)으로 떨어진다. 화격자 조각들에 쌓인 재는 통기공을 통해서 아래로 떨어지고, 화격자 아래에 배치된 재받이에 쌓인다.

화격자(61)는 화염가이드(68)에 의해서 둘러싸여 있다. 화염가이드(68)는 화격자(61)의 양 측면과 상부를 둘러싸서 화염이 전면을 향해서 방사되도록 한다. 화염가이드(68)를 이용하여 화염이 전면으로 방사되도록 하고, 연소실(40) 위에 설치된 제1연실(55)은 버너(60)가 설치되는 쪽으로서 치우치게 설치함으로써, 고온의 가스가 연소실(40)에서 바로 제1연실(55)로 빠져나가지 않고 연소실(40)에서 순환한 후 제1연실(55)로 나가도록 한다.

연료 공급관(62)은 화격자(61)에 고체 연료를 공급하는 역할을 한다. 연료 공급관(62)에는 연료 공급구(69)가 형성된다. 연료 공급구(69)는 연료가 저장되는 사일로와 연결될 수 있다. 연료 공급관(62)의 출구는 화격자(61) 위에 배치된다. 연료 공급관(62)에는 연료 이송스크루(70)가 설치된다. 연료 공급관(62)의 연료 공급구(69)를 통해서 유입된 고체 연료는 연료 이송스크루(70)에 의해서 출구로 이송된 후 화격자(61) 위에 떨어진다. 연료 공급관(62)의 출구 반대쪽 일단에는 역화 방지 송풍기가 설치될 수 있다.

착화용 화염 안내관(63)은 착화용 연료의 연소에 필요한 공기를 공급하고, 발생한 화염을 고체 연료 쪽으로 안내하는 역할을 한다. 착화용 화염 안내관(63)의 입구 쪽에는 공기 공급을 위한 압입 송풍기(71)가 설치된다.

노즐(64)은 착화용 화염 안내관(63)의 내부에 설치된다. 노즐(64)은 기름이나 가스와 같은 분사형 연료를 분사하는 역할을 한다. 분사되는 착화용 연료가 기름과 같은 액체일 경우에는 펌프와 필터 등의 장치가 설치된다. 가스일 경우에는 차단밸브 등의 장치가 설치될 수 있다.

점화플러그(65)는 착화용 연료를 점화하는 역할을 한다. 점화플러그(65)는 착화용 화염 안내관(63) 내부에 노즐(64)의 끝단 바로 앞에 설치될 수 있다. 착화용 연료의 점화에 의해서 발생한 화염은 화격자(61) 위에 배치된 주연료인 고체 연료를 점화하는데 사용된다.

확산판(66)은 착화용 화염 안내관(63)의 내부 노즐(64)의 하류 측에 설치된다. 본 발명에서 상류 측과 하류 측은 공기가 흐르는 방향을 기준으로 한다. 확산판(66)은 착화용 연료가 완전 연소될 수 있도록 착화용 연료와 공기가 혼합되도록 하는 역할을 한다.

도 4는 도 3에 도시된 확산판의 사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 확산판(66)은 노즐(64)과 마주보는 바닥 벽(661)과 바닥 벽(661)으로부터 노즐(64)과 멀어지는 방향으로 경사지게 연장된 측벽(662)을 포함한다. 확산판(66)은 측벽(662)의 끝단을 착화용 화염 안내관(63)의 내면에 용접하는 방법으로 착화용 화염 안내관(63)에 결합된다.

확산판(66)의 바닥 벽(661)의 중심에는 노즐(64)에서 분사된 기름이 통과할 수 있는 원형 관통구멍(663)이 형성되어 있다. 또한, 바닥 벽(661)의 원형 관통구멍(661) 둘레에는 공기를 한쪽으로 회전시킬 수 있는 안내 날개(664)가 형성되어 있다. 안내 날개(664)는 관통구멍(663)으로부터 바닥 벽(661)의 외주방향으로 바닥 벽(661)을 절개하고, 바닥 벽(661)을 노즐(64) 방향으로 접어서 형성한다. 확산판(66)의 측벽(662)에는 쐐기 형태의 복수의 관통 구멍(665)이 형성된다. 또한, 확산판(66)의 끝단에는 사각형 관통 구멍(666)이 형성된다. 이러한 확산판(66)의 구조에 의해서 확산판(66)의 바닥 벽(661)을 통과한 공기는 회전하고, 측벽(662)을 통해서 유입된 공기와 혼합되어 와류를 형성하게 된다. 그 결과 노즐(64)에서 분사된 기름이 공기와 잘 혼합되어 완전히 연소된다.

도 5는 도 3에 도시된 버너의 연소 공기 공급부(79)를 설명하기 위한 도면들이다. 도 3과 5에 도시된 바와 같이, 연소 공기 공급부(79)는 화격자(61) 쪽에 고체 연료의 연소에 필요한 공기를 공급하는 역할을 한다. 연소 공기 공급부(79)는 공기 투입 파이프(73)와, 제1공기통(74)과, 제2공기통(75) 및 이들에 각각 공기를 공급하는 송풍기들(731, 741, 751)을 구비한다.

제1공기통(74)은 화격자(61)의 후단에 배치된다. 제1공기통(74)은 화격자(61)를 향하는 면이 개방되어 있다. 제1공기통(74)으로 유입된 공기는 개방된 전면을 통해서 화격자(61) 아래로 흐른다. 제1공기통(74)은 풍압이 약한 공기가 전체적으로 화격자(61) 쪽으로 흐르게 한다.

공기 투입 파이프(73)는 제1공기통(74) 내부 아래쪽에 배치된다. 공기 투입 파이프(73)에는 화격자(61)를 향하는 방향으로 복수의 관통구멍(732)이 형성된다. 관통구멍(732)은 2열로 공기 투입 파이프(73)의 길이방향을 따라서 형성된다. 관통 구멍(732) 사이의 간격은 하류 측(송풍기 반대방향)으로 갈수록 커진다. 아래 열은 수평으로 공기를 공급하며, 다른 열은 경사지게 공기를 공급한다. 공기 투입 파이프(73)를 통해서 공급되는 공기의 풍압은 제1공기통(74)에 의해서 공급되는 공기의 압력에 비해서 높다.

제1공기통(74)에 의해서 공급되는 공기의 유량과 공기 투입 파이프(73)에 의해서 공급되는 공기의 유량의 비는 6:4 내지 8:2인 것이 고체 연료의 완전한 연소를 위해서 바람직하다.

제2공기통(75)은 제1공기통(74)의 위에 배치된다. 제2공기통(75)에는 제1공기통(74)과 달리 복수 관통구멍(752)이 형성되어 있다. 제2공기통(75)을 통해서 유입된 공기는 관통구멍(752)을 통과하여 화격자(61) 위로 공급된다.

제1공기통(74)과 공기 투입 파이프(73)에 의해 공급되는 공기는 화격자(61)의 아래에서 위로 공급되며, 제2공기통(75)에 의해서 공급되는 공기는 화격자(61) 위로 공급된다.

본 발명은 이러한 구조의 연소 공기 공급부(79)를 구비하여 고체 연료의 연소를 위해서 공급되는 공기의 양을 일정하게 유지할 수 있어서 고체 연료를 완전 연소시킬 수 있다.

연관 청소장치(80)는 횡으로 배치된 연관(50)에 쌓이는 분진을 압축 공기를 이용하여 자동으로 제거하는 역할을 한다.

도 6과 7은 도 2에 도시된 연관 청소장치를 나타낸 도면이다. 도 6과 7에 도시된 바와 같이, 연관 청소장치는 제2연실(57)에 설치되는 4개의 압축 공기 실(81)과, 압축 공기 실(81)에서 각각의 연관(50)을 향해서 연장된 압축공기분사노즐(82)과, 압축 공기가 저장된 공기탱크(83)와, 공기탱크(83)와 각각의 압축 공기 실(81)을 연결하는 호스(84) 및 호스(84)에 설치된 밸브(미도시)를 포함한다. 밸브로는 솔레노이드 밸브를 사용할 수 있다.

본 실시예에서 각각의 압축 공기 실(81)에는 7개의 압축공기분사노즐(82)이 설치되며, 각각의 압축공기분사노즐(82)의 끝단은 연관(50)의 단부와 10㎜ 정도 간격을 두고 마주본다.

공기탱크(83)에는 압축공기가 유입되는 공기 투입구(85), 공기가 배출되는 배출구(86) 및 4개의 압축공기 토출구(87)가 형성되어 있다. 압축공기 토출구(87)는 호스(84)를 통해서 압축 공기 실(81)과 각각 연결된다.

청소가 필요한 경우에는 호스(84)에 설치된 밸브가 열리면서, 고압의 압축공기가 압축 공기 실(81), 압축공기분사노즐(82)을 통해서 각각의 연관(50)으로 공급된다. 연관(50)에 쌓인 분진은 압축공기에 의해서 밀려난다. 제1연관(51)들에서 밀려난 분진은 연소실(40)의 아래로 떨어진 후 후술하는 재처리장치에 의해서 제거된다. 그리고 제2연관(52)들에서 밀려난 분진은 후술하는 배기가스처리장치(90)의 집진기에서 수집된다.

다시 도 2를 참고하면, 열풍기는 재처리장치를 더 포함한다. 재처리장치는 연소실에서 낙하한 재를 자동으로 모으는 역할을 한다. 재처리장치는 연소실(40)의 아래에 배치되는 재수집통(25)과 재수집통(25)에 수집된 재를 이송하는 재이송스크루(26) 및 재이송스크루(26)에 의해서 이송된 재가 저장되는 재저장통(27)을 포함한다.

또한, 열풍기는 배기가스처리장치(90)를 더 포함한다. 배기가스처리장치(90)는 제3연실(57)과 연결되어, 연소 가스에 포함된 분진과 재를 제거하여 정화된 가스를 외부로 배출시킨다. 배기가스처리장치(90)는 분진 및 재를 제거하기 위한 집진기와 제거된 분진 및 재를 모으는 포집통을 구비한다. 분진 및 재가 제거된 배기가스는 배기구를 통해서 외부로 배출된다.

이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 분쇄기 2: 이송관
3: 송풍기 4: 집진기
5: 펠릿 성형기 6: 스크린망
7: 회수관 8: 냉각장치
9: 포장기 10: 제어기
11: 제1이송장치 12: 제2이송장치
13: 제3이송장치 14: 로드셀
15: 제1함수율 측정기 16: 제2함수율 측정기
17: 열풍 유입구 18: 연료 공급 장치
100: 열풍기
20: 단열케이스 21: 열풍 토출구
25: 재수집통 26: 재이송스크루
27: 재저장통 30: 송풍기
40: 연소실 41: 방열판
50: 연관 51: 제1연관
52: 제2연관 55: 제1연실
56: 제2연실 57: 제3연실
60: 버너 61: 화격자
62: 연료 공급관 63: 착화용 화염 안내관
64: 노즐 65: 점화플러그
66: 확산판 67: 실린더
68: 화염가이드 69: 연료 공급구
70: 연료 이송스크루 71: 압입 송풍기
73: 공기 투입 파이프 74: 제1공기통
75: 제2공기통 80: 연관 청소장치
81: 압축 공기 실 82: 압축공기분사노즐
83: 공기탱크 84: 호스
90: 배기가스처리장치

Claims

연료를 분쇄하는 분쇄기와,
분쇄된 연료가 이송되며, 열풍 유입구가 형성된 이송관과,
상기 이송관에 공기의 흐름을 발생시켜 상기 이송관을 따라서 분쇄된 연료가 이송되도록 상기 이송관에 설치되는 송풍기와,
상기 이송관의 열풍 유입구를 통해 고온의 열풍을 공급하는 열풍기와,
상기 이송관과 연결되며, 열풍에 의해서 건조된 연료에서 분진을 제거하는 집진기와,
상기 집진기에 분진이 제거된 원료를 이용하여 펠릿을 성형하는 펠릿 성형기와,
상기 펠릿 성형기에서 제조된 펠릿을 선별하는 스크린망과,
상기 스크린망을 통과한 가루를 상기 이송관에 재공급하는 회수관을 더 포함하는 펠릿 제조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 이송관의 전단과 상기 열풍 유입구 사이에 설치되는 제1함수율 측정기와 상기 열풍 유입구와 상기 이송관의 후단 사이에 설치되는 제2함수율 측정기를 더 포함하며,
상기 열풍기는 상기 제1함수율 측정기와 제2함수율 측정기에 의해서 측정된 열풍 건조 전·후의 함수율에 따라서 제어되는 펠릿 제조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 스크린망에 걸린 펠릿을 이송하는 컨베이어 벨트와,
상기 컨베이어 벨트를 따라서 이송되는 펠릿을 냉각하는 냉각장치를 더 포함하는 펠릿 제조 시스템.
제3항에 있어서,
냉각된 펠릿의 일부를 상기 열풍기에 공급하는 고체 연료 공급장치를 더 포함하는 펠릿 제조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 열풍기는,
열풍 토출구가 형성된 단열케이스와,
상기 단열케이스 내부에 설치되는 연소실과,
상기 단열케이스 내부에 설치되며 상기 연소실과 연통된 복수의 연관과,
상기 단열케이스 일 측에 설치되고, 고체 연료를 공기와 섞어 연소시키며, 고체 연료가 연소되면서 발생한 화염을 상기 연소실 내부로 방사하는 버너와,
상기 단열케이스의 일 측에 상기 단열케이스의 내부로 공기를 공급하도록 설치되는 송풍기를 포함하며, 상기 송풍기에 의해서 상기 단열케이스에 유입된 공기는 상기 연소실 및 연관과의 열교환을 통해서 가열된 후 상기 열풍 토출구를 통해서 배출되는 열풍기로서,
상기 버너는,
고체 연료를 지지하는 화격자와,
상기 화격자 위에 고체 연료를 공급하는 연료 공급관과,
상기 화격자를 향하는 개방된 면을 통해서 상기 화격자의 아래로 공기를 공급하는 제1공기통과,
상기 화격자를 향해 형성된 복수의 관통 구멍을 통해서 상기 화격자의 아래로 공기를 공급하는 공기 투입 파이프와,
상기 화격자를 향하는 면에 형성된 복수의 관통 구멍을 통해서 상기 화격자의 위로 공기를 공급하는 제2공기통을 포함하는 펠릿 제조 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제1공기통에 의해서 공급되는 공기의 유량과 상기 공기 투입 파이프에 의해서 공급되는 공기의 유량의 비는 6:4 내지 8:2인 펠릿 제조 시스템.
제5항에 있어서,
상기 공기 투입 파이프의 관통 구멍 사이의 간격은 하류 측으로 갈수록 커지는 펠릿 제조 시스템.
제5항에 있어서,
상기 버너는,
개방된 일단이 고체 연료를 향하도록 배치되는 착화용 화염 안내관과,
상기 착화용 화염 안내관의 내부에 설치되어 고체 연료 방향으로 착화용 연료를 방사하는 노즐과,
상기 노즐에서 분사된 착화용 연료를 점화하는 점화플러그와,
상기 노즐의 하류 측 상기 착화용 화염 안내관 내부에 설치되며, 상기 노즐과 마주보는 바닥 벽과 상기 바닥 벽으로부터 상기 노즐과 멀어지는 방향으로 경사지게 연장된 측벽을 포함하며, 상기 바닥 벽에는 상기 노즐에서 분사된 착화용 연료가 통과하는 관통구멍과 공기의 흐름을 유도하는 안내 날개가 형성되며, 상기 측벽에는 복수의 관통 슬릿이 형성된 확산판을 포함하는 펠릿 제조 시스템.
제8항에 있어서,
상기 관통 슬릿은 쐐기 형태인 펠릿 제조 시스템.
제9항에 있어서,
상기 확산판의 끝단에는 사각형 관통 구멍이 형성된 펠릿 제조 시스템.
제5항에 있어서,
상기 연소실의 상면에는 복수의 방열판이 설치되는 펠릿 제조 시스템.
제5항에 있어서,
상기 연관과 연통된 연실과,
상기 연실에 설치되며, 각각 압축공기가 공급되는 복수의 압축 공기 실과,
상기 압축 공기 실에서 각각의 연관을 향해서 연장된 압축공기분사노즐을 구비한 연관 청소장치를 더 포함하는 펠릿 제조 시스템.