KR101786304B1

KR101786304B1 - 고형연료 연소로

Info

Publication number: KR101786304B1
Application number: KR1020160027186A
Authority: KR
Inventors: 오혁진
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2016-03-07
Filing date: 2016-03-07
Publication date: 2017-10-17
Also published as: KR20170104294A

Abstract

본 발명은 연소실; 상기 연소실의 상측영역에 형성되고, 연소실의 내부공간에 하방으로 선회류를 형성하면서 공기를 공급하는 제1 공기공급부; 상기 연소실의 하측영역에 형성되고, 연소실의 내부공간에 상방으로 선회류를 형성하면서 공기를 공급하는 제2 공기공급부; 상기 연소실의 중앙측 영역에 설치되어, 상기 제1 공기공급부의 선회류와 상기 제2 공기공급부의 선회류의 혼합영역으로 고형연료를 낙하시켜 공급하는 연료공급부; 및, 상기 혼합영역에서 1차 연소된 고형연료의 잔량이 낙하하여 2차 연소되는 연료적재부;를 포함하고, 상기 제1 공기공급부의 제1 토출구는 하측방향으로 형성될 수 있고, 상기 제1 공기공급부에서 형성된 선회류가 상기 제1 토출구의 하측으로 토출되면서 상기 연소실의 상측에서 하측방향으로 하향선회류가 형성되고, 상기 제2 공기공급부의 제2 토출구는 하측방향으로 형성될 수 있고, 상기 제2 공기공급부에 의해 형성된 선회류가 상기 제2 토출구의 하측에 형성된 상기 연료적재부에 충돌되어 상승되면서 하측에서 상측방향의 상향선회류가 형성되고, 상기 연료공급부는, 상기 연소실의 중앙부분에 설치되어 고형연료가 상기 연소실의 내부로 공급되는 공급구가 형성되고, 상기 공급구는 상기 혼합영역에 연계되어 설치되는 것을 특징으로 하는 고형연료 연소로를 제공한다.

Description

고형연료 연소로{FURNANCE OF SOLID FUEL}

본 발명은 고형연료 연소로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기와의 접촉면적을 향상시켜 연소효율을 개선시킨 고형연료 연소로에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.

종래의 경우에는 폐기물, 바이오매스 등 고형연료를 연소하는 장치에 있어서 내통과 외통으로 구성된 선회식 연소로의 경우 내통과 외통 사이의 공기 흐름을 방해하지 않기 위해 연료를 연소로 하부에서 공급한다.

연료의 키기가 비교적 균일한 성형연료의 경우 하부로부터의 공급이 비교적 안정적이나, 비성형 연료 또는 각종 폐기물을 전처리 설비 없이 직접 연료로 사용하는 경우 막힘, 끼임, 감김 등으로 하부 공급이 용이하지 않으며 정량공급이 어려운 문제점이 있다.

또한, 연료의 하부 공급으로 인해 연소로 바닥면에 반구형(hemisphere shape)으로 연료가 쌓이게 된다. 연료와 공기가 접촉하는 부분에서 연소가 이루어지므로 공기와 접촉하는 반구형 표면에서 연소가 주로 발생하는 문제점이 있다.

그리고, 연료가 넓은 범위에 걸쳐 퍼지지 않기 때문에 단위면적당 연소용량 증대에 한계가 있다.

또한, 연소로 바닥면에서의 연소로 인해 바닥면의 온도가 일정 수준까지 지속적으로 상승하게 되어 열변형 등 파손이 발생하거나, 외피로의 전도열전달로 인해 외피온도가 상승하는 문제점이 있다.

그리고, 연소조건 불안정시 바닥면 하부로 포집된 바닥재의 미연분 연소로 인해 연소로 하부 외피온도 상승 및 연소효율이 감소하게 되며, 바닥재 배출 및 이송시 폐열을 활용하지 못하고 냉각됨에 따라 연소로 바닥면으로부터의 열전달 및 바닥재 배출과정에서 발생하는 열에너지가 미활용되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 연소로에서 발생되는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.

본 발명은 일 측면으로서, 고형연료의 투입과정에서 공기와의 접촉면적을 증가시켜 연소효율을 증대시킬 수 있는 고형연료 연소로를 제공하고자 한다.

본 발명은 일 측면으로서, 연소로에서 발생되는 폐열을 재활용하여 연소로의 열효율을 향상시키고, 지속적인 온도상승으로 인한 연소로의 열변형 및, 손상을 방지할 수 있는 고형연료 연소로를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 연소실; 상기 연소실의 상측영역에 형성되고, 연소실의 내부공간에 하방으로 선회류를 형성하면서 공기를 공급하는 제1 공기공급부; 상기 연소실의 하측영역에 형성되고, 연소실의 내부공간에 상방으로 선회류를 형성하면서 공기를 공급하는 제2 공기공급부; 상기 연소실의 중앙측 영역에 설치되어, 상기 제1 공기공급부의 선회류와 상기 제2 공기공급부의 선회류의 혼합영역으로 고형연료를 낙하시켜 공급하는 연료공급부; 및, 상기 혼합영역에서 1차 연소된 고형연료의 잔량이 낙하하여 2차 연소되는 연료적재부;를 포함하고, 상기 제1 공기공급부의 제1 토출구는 하측방향으로 형성될 수 있고, 상기 제1 공기공급부에서 형성된 선회류가 상기 제1 토출구의 하측으로 토출되면서 상기 연소실의 상측에서 하측방향으로 하향선회류가 형성되고, 상기 제2 공기공급부의 제2 토출구는 하측방향으로 형성될 수 있고, 상기 제2 공기공급부에 의해 형성된 선회류가 상기 제2 토출구의 하측에 형성된 상기 연료적재부에 충돌되어 상승되면서 하측에서 상측방향의 상향선회류가 형성되고, 상기 연료공급부는, 상기 연소실의 중앙부분에 설치되어 고형연료가 상기 연소실의 내부로 공급되는 공급구가 형성되고, 상기 공급구는 상기 혼합영역에 연계되어 설치되는 것을 특징으로 하는 고형연료 연소로를 제공한다.

바람직하게, 제1 공기공급부 및, 상기 제2 공기공급부 중 적어도 어느 일측은 상기 연소실의 외측에서 내측방향으로 순차적으로 배치되고 상호 연결되면서 선회류를 형성하는 다중선회구역을 구비할 수 있다.

바람직하게, 다중선회구역은, 상측으로 경사진 스파이럴 형태의 상향가이드베인이 형성된 적어도 하나 이상의 상향선회구역; 및, 하측으로 경사진 스파이럴 형태의 하향가이드베인이 형성된 적어도 하나 이상의 하향선회구역;을 구비할 수 있다.

바람직하게, 제1 공기공급부는, 제1 공급수단에서 공급된 공기가 제1 외부판과 제1 중앙판에 의해 구획된 제1 상향공기유로를 따라 상측으로 이동하면서 선회하는 제1 상향선회구역; 및, 상기 제1 상향선회구역의 제1 상향공기유로의 말단부와 연결되고, 상기 제1 중앙판과 제1 내부판에 의해 구획된 제1 하향공기유로를 따라 하측으로 이동하면서 선회하는 제1 하향선회구역;을 구비하고, 상기 제2 공기공급부는, 제2 공급수단에서 공급된 공기가 제2 외부판과 제2 내부판에 의해 구획된 제2 하향공기유로를 따라 하측으로 이동하면서 선회하는 제2 하향선회구역;을 구비할 수 있다.

바람직하게, 제1 상향선회구역은 상기 제1 외부판과 상기 제1 중앙판의 사이를 연결하면서 상측으로 경사진 스파이럴 형태의 제1 상향가이드베인을 구비하고, 상기 제1 하향선회구역은 상기 제1 중앙판과 상기 제1 내부판의 사이를 연결하면서 하측으로 경사진 스파이럴 형태의 제1 하향가이드베인을 구비하고, 상기 제2 하향선회구역은 상기 제2 외부판과 상기 제2 내부판 사이를 연결하면서 하측으로 경사진 스파이럴 형태의 제2 하향가이드베인을 구비할 수 있다.

바람직하게, 제1 공기공급부는, 제1 공급수단에서 공급된 공기가 제1 외부판과 제1 내부판에 의해 구획된 제1 하향공기유로를 따라 하측으로 이동하면서 선회하는 제1 하향선회구역;을 구비하고, 상기 제2 공기공급부는, 제2 공급수단에서 공급된 공기가 제2 외부판과 제2 내부판에 의해 구획된 제2 하향공기유로를 따라 하측으로 이동하면서 선회하는 제2 하향선회구역;을 구비할 수 있다.

바람직하게, 연료공급부는, 상기 연소실의 중앙부분에 형성되고, 상기 혼합영역을 거쳐서 고형연료가 낙하되도록 공급하는 연료공급관; 및, 상기 제1 공기공급부와 상기 제2 공기공급부의 사이에 형성되고, 상기 연료공급관을 둘러싸도록 형성되는 단열부재;를 구비할 수 있다.

삭제

바람직하게, 연료적재부에는 연소된 연소재가 하측으로 이동하는 연소재배출공이 형성되고, 상기 연료적재부의 둘레방향 단부가 상기 연소실의 내면과 이격 형성되면서 상기 연소실에서 연소된 연소재가 낙하하는 연소재 배출라인이 형성되며, 상기 연소재배출공 및, 상기 연소재 배출라인 중 적어도 어느 일측에서 낙하된 연소재를 하측으로 배출되도록 가이드하는 경사가이드;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 연료적재부 및, 상기 경사가이드에 축적된 열에너지를 흡수하도록, 상기 연료적재부의 내부에 설치되고 열교환유체가 유동하는 열교환유로를 구비하는 재열이용부;를 더 포함할 수 있다.

이상에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 선회류의 혼합영역으로 고형연료를 공급하여 고형연료의 투입과정에서 공기와의 접촉면적을 증가시켜 연소효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 연소로에서 발생되는 폐열을 재활용하여 연소로의 열효율을 향상시키고, 지속적인 온도상승으로 인한 연소로의 열변형 및, 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고형연료 연소로를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 방향의 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 방향 단면도이다.
도 4는 가이드베인이 추가로 설치된 고형연료 연소로를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 의해 선회류가 형성된 상태의 고형연료 연소로를 도시한 도면이다.
도 6은 도 4의 A 영역 및, B방향의 상세를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고형연료 연소로를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 고형연료 연소로를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 연소로에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연소로는 연소실(100), 제1 공기공급부(200), 제2 공기공급부(300), 연료공급부(400)를 포함하고, 추가적으로 연료적재부(500), 경사가이드(600) 및, 재열이용부(700)를 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 연소로는 연소실(100)과, 상기 연소실(100)의 상측영역에 형성되고, 연소실(100)의 내부공간에 하방으로 선회류를 형성하면서 공기를 공급하는 제1 공기공급부(200)와, 상기 연소실(100)의 하측영역에 형성되고, 연소실(100)의 내부공간에 상방으로 선회류를 형성하면서 공기를 공급하는 제2 공기공급부(300)와, 상기 연소실(100)의 중앙측 영역에 설치되어, 적어도 상기 제1 공기공급부(200)의 선회류와 상기 제2 공기공급부(300)의 선회류의 혼합영역(D)으로 고형연료(F)를 낙하시켜 공급하는 연료공급부(400)를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 연소실(100)은 고형연료(F)의 연소를 위한 내부공간이 형성된 원통형상의 부재로 구성될 수 있다.

연소실(100)은 연소로의 벽체를 구성할 수 있고, 연소실(100)의 상측에는 배출구(110)가 형성될 수 있다.

도 1 및, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 공기공급부(200)는 연소실(100)의 상측영역에 형성되어 연소실(100)의 내부공간에 상측에서 하측방향으로 하향선회류를 형성하면서 공기를 공급할 수 있다.

제1 공기공급부(200)의 제1 토출구는 하측방향으로 형성될 수 있고, 제1 공기공급부(200)에서 형성된 선회류가 제1 토출구의 하측으로 토출되면서 연소실(100)의 상측에서 하측방향으로 하향선회류가 형성될 수 있다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 공기공급부(300)는 연소실(100)의 하측영역에 형성되고, 연소실(100)의 내부공간에 하측에서 상측방향으로 상향선회류를 형성하면서 공기를 공급할 수 있다.

구체적으로, 제2 공기공급부(300)의 제2 토출구는 하측방향으로 형성될 수 있으나, 제2 공기공급부(300)에 의해 형성된 선회류가 제2 토출구의 하측에 형성된 연료적재부(500)에 충돌되어 상승되면서 하측에서 상측방향의 상향선회류가 형성될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 연료공급부(400)는 연소실(100)의 중앙부분에 설치되어, 상기 제1 공기공급부(200)의 선회류와 상기 제2 공기공급부(300)의 선회류의 혼합영역(D)으로 고형연료(F)를 낙하시켜 공급할 수 있다.

이때, 연료공급부(400)의 일측단부에는 연료가 공급되는 공급호퍼가 설치될 수 있고, 타측단부에는 고형연료(F)가 연소실(100) 내부로 공급되는 공급구가 형성될 수 있다.

이때, 공급구는 제1 공기공급부(200) 및, 제2 공기공급부(300)에서 공기가 혼합되는 혼합영역(D)에 연계되어 설치될 수 있다.

연료공급부(400)의 공급구를 통해 공급된 고형연료(F) 중에서 상대적으로 작은 크기를 가지는 고형연료(F)는 혼합영역(D)을 통과하는 과정에서 연소되고, 상태적으로 큰 크기를 가지는 고형연료(F)는 하측의 연료적재부(500)로 낙하되어 적재될 수 있다.

본 발명의 연소로는 혼합영역(D)에서 1차 연소된 고형연료(F)의 잔량이 낙하하여 2차 연소되는 연료적재부(500)를 더 포함할 수 있다.

연료적재부(500)는 상기 연소실(100)의 내부에 설치되고 상기 제2 공기공급부(300)의 하측에 형성되어, 상기 혼합영역(D)에서 연소된 고형연료(F)의 잔량이 적재되어 연소하도록 구성될 수 있다.

이때, 연료적재부(500)에 적재된 고형연료(F)는 제2 공기공급부(300)에서 공급된 선회류에 의해 연소가 촉진될 수 있다.

연료적재부(500)는 도면에 도시된 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 연소실(100)의 바닥부분이 연료적재부(500)로 구성될 수 있음은 물론이다.

연소실(100)의 상측 중앙부분에 배출구(110)가 형성되고 고온의 연소가스가 상승되면서 연소실(100) 내부공간의 중앙영역에 상승되는 중앙선회류(E)를 형성할 수 있다.

구체적으로, 연소실(100) 내부공간의 고온의 연소가스가 연소실(100) 상측 중앙부분의 배출구(110)를 통해 배출되도록 구성되면서 연소실(100)의 내부공간은 중앙영역에서 상승기류가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 공기공급부(200)의 선회류와 상기 제2 공기공급부(300)의 선회류는 동일한 방향으로 선회하도록 구성함으로써 연소실(100) 내부공간의 중앙영역의 상승기류는 선회류를 유지할 수 있다.

제1 공기공급부(200) 및, 상기 제2 공기공급부(300) 중 적어도 어느 일측은 상기 연소실(100)의 외측에서 내측방향으로 순차적으로 배치되고 상호 연결되면서 선회류를 형성하는 다중선회구역을 구비할 수 있다.

이와 같이, 다중선회구역을 형성함으로써, 연소실(100)의 내부공간의 고온의 분위기에서 공기의 이동경로를 연장시켜 연장된 이동경로인 다중선회구역을 이동하면서 공급된 공기를 충분히 예열시켜 연소로의 연소효율을 향상시킬 수 있다.

일 실시예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연소로는 제1 공기공급부(200) 및, 상기 제2 공기공급부(300) 중 상기 제1 공기공급부(200)는 연소실(100)의 외측에서 내측방향으로 순차적으로 배치되고 상호 연결되면서 선회류를 형성하는 다중선회구역을 구비할 수 있다.

따라서, 적어도 연소실(100)의 상측영역에 형성되는 제1 공기공급부(200)에 다중의 선회구역을 형성함으로써, 고온의 연소가스가 배치되는 연소실(100)의 상측영역에서 공급된 공기와 연소가스가 충분히 열교환하도록 구성하여 연소로의 열효율을 향상시킬 수 있다.

도 4에 도시된 바오 같이, 다중선회구역은 상측으로 경사진 스파이럴 형태의 상향가이드베인이 형성된 적어도 하나 이상의 상향선회구역 및, 하측으로 경사진 스파이럴 형태의 하향가이드베인이 형성된 적어도 하나 이상의 하향선회구역을 구비할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 공기공급부(200)는, 제1 공급수단(210), 제1 상향선회구역(230) 및, 제1 하향선회구역(250)을 구비할 수 있다.

제1 공기공급부(200)는 원통형의 상기 연소실(100) 외부의 접선방향으로 형성된 제1 유입통로(211)를 통해 공기를 공급하는 제1 공급수단(210)과, 상기 제1 공급수단(210)에서 공급된 공기가 제1 외부판(260)과 제1 중앙판(270)에 의해 구획된 제1 상향공기유로(231)를 따라 상측으로 이동하면서 선회하는 제1 상향선회구역(230) 및, 상기 제1 상향선회구역(230)의 제1 상향공기유로(231)의 말단부와 연결되고, 상기 제1 중앙판(270)과 상기 제1 내부판(280)에 의해 구획된 제1 하향공기유로(251)를 따라 하측으로 이동하면서 선회하는 제1 하향선회구역(250)을 구비할 수 있다.

제1 공기공급부(200)는 제1 공기공급부(200)의 외벽을 형성하는 원통형의 제1 외부판(260)과, 상기 제1 외부판(260)에서 연소실(100) 내부방향으로 이격 형성되어, 제1 상향선회구역(230)과 제1 하향선회구역(250)의 경계를 형성하는 원통형의 제1 중앙판(270) 및, 상기 제1 중앙판(270)에서 연소실(100) 내부방향으로 이격 형성되는 원통형의 제1 내부판(280)을 구비할 수 있다.

제1 외부판(260), 제1 중앙판(270) 및, 제1 내부판(280)은 직경을 달리하는 원통형의 부재로 형성될 수 있다.

제1 외부판(260)과 제1 중앙판(270)의 사이에 제1 상향선회구역(230)을 형성될 수 있고, 제1 중앙판(270)과 제1 내부판(280)의 사이에 제1 하향선회구역(250)이 형성될 수 있다.

이때, 제1 중앙판(270)은 제1 상향선회구역(230)과 제1 하향선회구역(250)의 경계를 형성할 수 있다.

제2 공기공급부(300)는 제2 공급수단(310) 및, 제2 햐향선회구역을 구비할 수 있다.

제2 공기공급부(300)는 원통형의 상기 연소실(100) 외부의 접선방향으로 형성된 제2 유입통로(311)를 통해 공기를 공급하는 제2 공급수단(310) 및, 상기 제2 공급수단(310)에서 공급된 공기가 제2 외부판(360)과 제2 내부판(380)에 의해 구획된 제2 하향공기유로(351)를 따라 하측으로 이동하면서 선회하는 제2 하향선회구역(350)을 구비할 수 있다.

제2 공기공급부(300)는 제2 공기공급부(300)의 외벽을 형성하는 원통형의 제2 외부판(360)과, 상기 제2 외부판(360)에서 연소실(100) 내부방향으로 이격 형성되는 원통형의 제2 내부판(380)을 구비할 수 있다.

제2 외부판(360)과 제2 내부판(380)의 사이에 제2 하향선회구역(350)을 형성될 수 있다.

도 6 에 도시된 바와 같이, 제1 상향선회구역(230)은 상기 제1 외부판(260)과 상기 제1 중앙판(270)의 사이를 연결하면서 상측으로 경사진 스파이럴 형태의 제1 상향가이드베인(233)을 구비할 수 있다.

제1 하향선회구역(250)은 상기 제1 중앙판(270)과 상기 제1 내부판(280)의 사이를 연결하면서 하측으로 경사진 스파이럴 형태의 제1 하향가이드베인(253)을 구비할 수 있다.

제2 하향선회구역(350)은 상기 제2 외부판(360)과 상기 제2 내부판(380) 사이를 연결하면서 하측으로 경사진 스파이럴 형태의 제2 하향가이드베인(353)을 구비할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 공기공급부(200)는 제1 공급수단(210) 및, 제1 하향선회구역(250)을 구비하고, 제2 공기공급부(300)는 제2 공급수단(310) 및, 제2 하향선회구역(350)을 구비할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 공기공급부(200)는 제1 공급수단(210)에서 공급된 공기가 제1 외부판(260)과 제1 내부판(280)에 의해 구획된 제1 하향공기유로(251)를 따라 하측으로 이동하면서 선회하는 제1 하향선회구역(250)을 구비할 수 있다.

제1 공급수단(210)은 원통형의 상기 연소실(100) 외부의 접선방향으로 형성된 제1 유입통로(211)를 통해 공기를 공급할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제2 공기공급부(300)는 제2 공급수단(310)에서 공급된 공기가 제2 외부판(360)과 제2 내부판(380)에 의해 구획된 제2 하향공기유로(351)를 따라 하측으로 이동하면서 선회하는 제2 하향선회구역(350)을 구비할 수 있다.

제2 공급수단(310)은 원통형의 상기 연소실(100) 외부의 접선방향으로 형성된 제2 유입통로(311)를 통해 공기를 공급할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제2 공기공급부(300)의 제2 토출구는 하측방향으로 형성될 수 있으나, 제2 공기공급부(300)에 의해 형성된 선회류가 제2 토출구의 하측에 형성된 연료적재부(500) 방향으로 토출되면서 연료적재부(500)에 적재된 고형연료(F)의 연소를 촉진할 수 있다.

그리고, 연료적재부(500)의 연소재배출공(510) 및, 연소재 배출라인(530)을 통해 고형연료(F)가 연소된 연소재(S)가 경사가이드(600) 방향으로 배출될 수 있다.

제2 공기공급부(300)에 의해 형성된 선회류는 제2 토출구의 하측에 형성된 연료적재부(500)에 충돌되어 상승되면서 하측에서 상측방향의 상향선회류가 형성될 수 있다.

이때, 제1 하향선회구역(250)은 상측으로 경사진 스파이럴 형태의 제1 하향가이드베인(253)이 형성된 적어도 하나 이상의 형성될 수 있고, 제2 하향선회구역(350)에는 하측으로 경사진 스파이럴 형태의 제2 하향가이드베인(353)이 적어도 하나 이상이 형성될 수 있다.

다른 일 실시예로, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연소로는 제1 공기공급부(200) 및, 상기 제2 공기공급부(300)는 연소실(100)의 외측에서 내측방향으로 순차적으로 배치되고 상호 연결되면서 선회류를 형성하는 다중선회구역을 각각 구비할 수 있다.

이때, 제1 공기공급부(200)는, 연소실(100) 외부의 접선방향으로 형성된 제1 유입통로(211)를 통해 공기를 공급하는 제1 공급수단(210)과, 연소실(100)의 외측에서 내측방향으로 순차적으로 배치되고 상호 연결되면서 선회류를 형성하는 제1 다중선회구역 및, 상기 제1 다중선회구역에서 형성된 선회류가 상기 연소실(100)의 내부로 토출되는 제1 토출구를 구비할 수 있다.

이때, 제1 다중선회구역은 제1 상향선회구역(230) 및, 제1 하향선회구역(250)을 구비할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제1 공기공급부(200)는 원통형의 상기 연소실(100) 외부의 접선방향으로 형성된 제1 유입통로(211)를 통해 공기를 공급하는 제1 공급수단(210)과, 상기 제1 공급수단(210)에서 공급된 공기가 제1 외부판(260)과 제1 중앙판(270)에 의해 구획된 제1 상향공기유로(231)를 따라 상측으로 이동하면서 선회하는 제1 상향선회구역(230) 및, 상기 제1 상향선회구역(230)의 제1 상향공기유로(231)의 말단부와 연결되고, 상기 제1 중앙판(270)과 상기 제1 내부판(280)에 의해 구획된 제1 하향공기유로(251)를 따라 하측으로 이동하면서 선회하는 제1 하향선회구역(250)을 구비할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제2 공기공급부(300)는, 원통형의 상기 연소로(100) 외부의 접선방향으로 형성된 제2 유입통로(311)를 통해 공기를 공급하는 제2 공급수단(310)과, 상기 제2 공급수단(310)에서 공급된 공기가 제2 외부판(360)과 제2 중앙판(370)에 의해 구획된 제2 상향공기유로(331)를 따라 상측으로 이동하면서 선회하는 제2 상향선회구역(330) 및, 연소로(100) 외부의 접선방향으로 형성된 제2 유입통로(311)를 통해 공기를 공급하는 제2 공급수단(310)과, 연소실(100)의 외측에서 내측방향으로 순차적으로 배치되고 상호 연결되면서 선회류를 형성하는 제2 다중선회구역 및, 상기 제2 다중선회구역에서 형성된 선회류가 상기 연소실(100)의 내부로 토출되는 제2 토출구를 구비할 수 있다.

이때, 제2 다중선회구역은 제2 상향선회구역(330)과 제2 하향선회구역(350)을 구비할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 연료공급부(400)는 상기 연소실(100)의 중앙부분을 통해 상기 혼합영역(D)을 거쳐서 고형연료(F)를 공급하는 연료공급관(410) 및, 상기 제1 공기공급부(200)와 상기 제2 공기공급부(300)의 사이에 형성되고, 상기 연료공급관(410)을 둘러싸도록 형성되는 단열부재(430)를 구비할 수 있다.

연료공급관(410)의 일측단부에는 연료가 공급되는 공급호퍼가 설치될 수 있고, 타측단부에는 고형연료(F)가 연소실(100)의 내부로 공급되는 공급구가 형성될 수 있다.

연료적재부(500)에는 연소된 연소재(S)가 하측으로 이동하는 연소재배출공(510)이 형성되고, 상기 연료적재부(500)의 둘레방향 단부가 상기 연소실(100)의 내면과 이격 형성되면서 상기 연소실(100)에서 연소된 연소재(S)가 낙하하는 연소재 배출라인(530)이 형성될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연소로는 연소재배출공(510) 및, 상기 연소재 배출라인(530) 중 적어도 어느 일측에서 낙하된 연소재(S)를 하측으로 배출되도록 가이드하는 경사가이드(600)를 더 포함할 수 있다.

경사가이드(600)는 상기 연료적재부(500)의 하측에 구비될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연소로는 상기 연료적재부(500) 및, 상기 경사가이드(600)에 축적된 열에너지를 흡수하도록, 상기 연료적재부(500)의 내부에 설치되고 열교환유체가 유동하는 열교환유로를 구비하는 재열이용부(700)를 더 포함할 수 있다.

재열이용부(700)는 연료적재부(500)의 내부에 설치되어 연료적재부(500)에 축척된 열에너지를 열교환유로를 유동한 유교환유체와 열교환시켜 연소로에서 발생되는 폐열을 재활용하여 연소로의 열효율을 향상시키고, 지속적인 온도상승으로 인한 연소로의 열변형 및, 손상을 방지할 수 있다.

또한, 재열이용부(700)는 경사가이드(600)를 따라 배출되는 연소재(S)에 축적된 열에너지를 추가적으로 흡수하여 연소로의 열효율을 향상시킬 수 있다.

먼저, 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100: 연소실 110: 배출구
200: 제1 공기공급부 210: 제1 공급수단
211: 제1 유입통로 230: 제1 상향선회구역
231: 제1 상향공기유로 233: 제1 상향가이드베인
250: 제1 하향선회구역 251: 제1 하향공기유로
253: 제1 하향가이드베인 260: 제1 외부판
270: 제1 중앙판 280: 제1 내부판
300: 제2 공기공급부 310: 제2 공급수단
311: 제2 유입통로 330: 제2 상향선회구역
350: 제2 하향선회구역 351: 제2 하향공기유로
353: 제2 하향가이드베인 360: 제2 외부판
370: 제2 중앙판 380: 제2 내부판
400: 연료공급부 410: 연료공급관
430: 단열부재 500: 연료적재부
510: 연소재배출공 530: 연소재 배출라인
600: 경사가이드 700: 재열이용부
D: 혼합영역 E: 중앙선회류
F: 고형연료 S: 연소재

Claims

연소실;
상기 연소실의 상측영역에 형성되고, 연소실의 내부공간에 하방으로 선회류를 형성하면서 공기를 공급하는 제1 공기공급부;
상기 연소실의 하측영역에 형성되고, 연소실의 내부공간에 상방으로 선회류를 형성하면서 공기를 공급하는 제2 공기공급부;
상기 연소실의 중앙측 영역에 설치되어, 상기 제1 공기공급부의 선회류와 상기 제2 공기공급부의 선회류의 혼합영역으로 고형연료를 낙하시켜 공급하는 연료공급부; 및,
상기 혼합영역에서 1차 연소된 고형연료의 잔량이 낙하하여 2차 연소되는 연료적재부;를 포함하고,
상기 제1 공기공급부의 제1 토출구는 하측방향으로 형성될 수 있고, 상기 제1 공기공급부에서 형성된 선회류가 상기 제1 토출구의 하측으로 토출되면서 상기 연소실의 상측에서 하측방향으로 하향선회류가 형성되고,
상기 제2 공기공급부의 제2 토출구는 하측방향으로 형성될 수 있고, 상기 제2 공기공급부에 의해 형성된 선회류가 상기 제2 토출구의 하측에 형성된 상기 연료적재부에 충돌되어 상승되면서 하측에서 상측방향의 상향선회류가 형성되고,
상기 연료공급부는,
상기 연소실의 중앙부분에 설치되어 고형연료가 상기 연소실의 내부로 공급되는 공급구가 형성되고, 상기 공급구는 상기 혼합영역에 연계되어 설치되는 것을 특징으로 하는 고형연료 연소로.
제1항에 있어서,
상기 제1 공기공급부 및, 상기 제2 공기공급부 중 적어도 어느 일측은 상기 연소실의 외측에서 내측방향으로 순차적으로 배치되고 상호 연결되면서 선회류를 형성하는 다중선회구역을 구비하는 고형연료 연소로.
제2항에 있어서, 상기 다중선회구역은,
상측으로 경사진 스파이럴 형태의 상향가이드베인이 형성된 적어도 하나 이상의 상향선회구역; 및,
하측으로 경사진 스파이럴 형태의 하향가이드베인이 형성된 적어도 하나 이상의 하향선회구역;을 구비하는 고형연료 연소로.
제1항에 있어서, 상기 제1 공기공급부는,
제1 공급수단에서 공급된 공기가 제1 외부판과 제1 중앙판에 의해 구획된 제1 상향공기유로를 따라 상측으로 이동하면서 선회하는 제1 상향선회구역; 및,
상기 제1 상향선회구역의 제1 상향공기유로의 말단부와 연결되고, 상기 제1 중앙판과 제1 내부판에 의해 구획된 제1 하향공기유로를 따라 하측으로 이동하면서 선회하는 제1 하향선회구역;을 구비하고,
상기 제2 공기공급부는,
제2 공급수단에서 공급된 공기가 제2 외부판과 제2 내부판에 의해 구획된 제2 하향공기유로를 따라 하측으로 이동하면서 선회하는 제2 하향선회구역;을 구비하는 고형연료 연소로.
제4항에 있어서,
상기 제1 상향선회구역은 상기 제1 외부판과 상기 제1 중앙판의 사이를 연결하면서 상측으로 경사진 스파이럴 형태의 제1 상향가이드베인을 구비하고,
상기 제1 하향선회구역은 상기 제1 중앙판과 상기 제1 내부판의 사이를 연결하면서 하측으로 경사진 스파이럴 형태의 제1 하향가이드베인을 구비하고,
상기 제2 하향선회구역은 상기 제2 외부판과 상기 제2 내부판 사이를 연결하면서 하측으로 경사진 스파이럴 형태의 제2 하향가이드베인을 구비하는 고형연료 연소로.
제1항에 있어서, 상기 제1 공기공급부는,
제1 공급수단에서 공급된 공기가 제1 외부판과 제1 내부판에 의해 구획된 제1 하향공기유로를 따라 하측으로 이동하면서 선회하는 제1 하향선회구역;을 구비하고,
상기 제2 공기공급부는,
제2 공급수단에서 공급된 공기가 제2 외부판과 제2 내부판에 의해 구획된 제2 하향공기유로를 따라 하측으로 이동하면서 선회하는 제2 하향선회구역;을 구비하는 고형연료 연소로.
제1항에 있어서, 상기 연료공급부는,
상기 연소실의 중앙부분에 형성되고, 상기 혼합영역을 거쳐서 고형연료가 낙하되도록 공급하는 연료공급관; 및,
상기 제1 공기공급부와 상기 제2 공기공급부의 사이에 형성되고, 상기 연료공급관을 둘러싸도록 형성되는 단열부재;를 구비하는 고형연료 연소로.
삭제
제1항에 있어서,
상기 연료적재부에는 연소된 연소재가 하측으로 이동하는 연소재배출공이 형성되고,
상기 연료적재부의 둘레방향 단부가 상기 연소실의 내면과 이격 형성되면서 상기 연소실에서 연소된 연소재가 낙하하는 연소재 배출라인이 형성되며,
상기 연소재배출공 및, 상기 연소재 배출라인 중 적어도 어느 일측에서 낙하된 연소재를 하측으로 배출되도록 가이드하는 경사가이드;를 더 포함하는 고형연료 연소로.
제9항에 있어서,
상기 연료적재부 및, 상기 경사가이드에 축적된 열에너지를 흡수하도록, 상기 연료적재부의 내부에 설치되고 열교환유체가 유동하는 열교환유로를 구비하는 재열이용부;를 더 포함하는 고형연료 연소로.