KR102467566B1 - 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러 - Google Patents

질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러 Download PDF

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Abstract

본 발명은 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러에 관한 것으로, 내부가 빈 중공의 형상으로 형성된 케이싱유닛(111)과, 상기 케이싱유닛(111)의 내부에 수평 방향으로 설치되는 다수의 열원이동유닛(121, 131, 141)이 구비되는 보일러본체(110); 상기 보일러본체(110)의 상부에 설치되는 상부노즐(153)과, 상기 보일러본체(110)의 하부에 설치되는 하부노즐(154)을 통해 요소수를 공급할 수 있게 설치되는 요소수투입부(150);를 마련하여 후방챔버에 요소수를 분출시킴으로써 고온의 열원과의 반응에 의해 배기가스에 포함된 질소산화물을 감소시킬 수 있고, 전방챔버에 요소수를 분출시킴으로써 고온의 열원과의 반응에 의해 배기가스에 포함된 질소산화물을 감소시킬 수 있으며, 녹스센서에서 감지되는 질소산화물에 따라 요소수를 선택적으로 분출시켜 질소산화물을 감소시킬 수 있고, 요소수를 지속적으로 분출시켜 질소산화물을 저감시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러{Vertical industrial boiler with reduced nitrogen oxide}
본 발명은 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산업용 보일러에서 질소산화물의 발생을 최소화시킴은 물론 질소산화물의 최소화로 환경오염을 저감시키는 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러에 관한 것이다.
일반적으로 산업화의 급속한 진전에 따른 화석연료 사용량의 증가로 인한 대기오염과 지구 온난화 문제가 날로 심각해지고 있다.
이러한 대기오염의 주범 중 하나로 차량의 엔진이나 화력발전소, 공장의 온수 및 증기발생장치 등의 배기가스에 포함된 황 산화물(SOx)과 질소 산화물(NOx)이 손꼽히고 있으며, 최근 환경보존에 대한 인식이 높아짐에 따라 이들에 대한 각국의 배출규제가 도입되고 있다.
산업생산 현장, 예를 들면, 공장이나 가정 및 사무 빌딩 등에서 보일러의 사용으로 인해 배출되는 배기가스 중의 NOx는 지구의 온난화를 촉진시켜 지구환경을 파괴할 뿐만 아니라 최근 사회적 이슈가 되고 있는 미세먼지(이하 PM2.5) 발생의 주요인으로 대두되고 있어 그 대책이 강력히 요구되고 있으며, 우리나라의 경우 대기환경보존법 및 환경정책기본법 시행령에 의하여 규제되고 있다.
현행 대기환경보전법은 그 시행규칙 중 별표1 대기오염물질에서 대기오염물질을 규정하고 있으며 별표8 대기오염물질의 배출허용기준을 통해 대기오염물질의 배출허용기준을 법적으로 제시해 놓고 있다.
본 발명이 저감하고자 하는 NOx는 대기오염물질 중 하나로서 법에 따라 60ppm(기체연료, 시간당 증발량 10톤 미만, 2015년 1월 1일 이후 설치 보일러 기준) 미만으로 배출되도록 규정되어 있다.
이 같은 배출 규제기준을 충족시키기 위해, 일반적으로 산업용 연소설비 또는 2 행정의 선박 내연기관 등에는 배기가스를 처리하기 위하여 다양한 설비가 적용되고 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 '오토 저녹스 컨트롤 시스템이 구성된 보일러'가 개시되어 있다.
하기 특허문헌 1에 따른 오토 저녹스 컨트롤 시스템이 구성된 보일러는 연료관에 연결되어 전방으로 화염을 분사하는 버너와, 상기 버너에 공기를 공급하는 송풍기와, 상기 버너가 장착되어 열을 공급받는 열교환기와, 상기 열교환기에 연결되어 배기가스를 배출시키는 배기관과, 상기 배기관에 장착되어 배기가스에 포함된 산소량을 감지하는 O2센서와, 상기 O2센서에 연계되어 상기 송풍기를 컨트롤하는 제어부를 포함하는 보일러에 있어서, 상기 보일러에 NOx량을 감소시키도록 오토 저녹스 컨트롤 시스템이 구성되고, 상기 오토 저녹스 컨트롤 시스템은 상기 배기관에 장착되어 배기가스에 포함된 NOx(NOx; 질소산화물)량을 감지하여 데이터를 전송하는 NOx센서와, 상기 NOx센서에 연계되어 상기 버너의 화염각을 컨트롤하도록 구성된 상기 제어부를 포함한다.
상기 버너는 상기 연료관에 연결되어 연료를 안내하는 안내관과, 상기 안내관의 전방으로 씌워지는 캡과, 상기 캡의 외측면에서 내측방으로 연결되어 연료를 외부로 배출시키는 배출관과, 상기 캡에 연결되어 후방으로 연장되는 로드와, 상기 로드에 연결되고 상기 제어부에 의해서 컨트롤되는 리니어 액튜에이터와, 상기 캡과 로드를 수용하고 상기 열교환기에 고정되는 파이프를 포함한다.
하기 특허문헌 2에는 '스크러버가 구성된 에코노마이저'가 개시되어 있다.
하기 특허문헌 2에 따른 스크러버가 구성된 에코노마이저는 배기관에 연결되는 배관과, 상기 배관을 관통하는 수관을 포함하는 에코노마이저에 있어서, 상기 배관의 후방에 장착된 스크러버를 포함한다.
대한민국 특허 등록번호 제10-1460775호 대한민국 특허 등록번호 제10-1433612호 대한민국 특허 공개번호 제10-2019-0023837호
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 산업용 보일러에서 배출되는 질소산화물을 저감시켜 환경오염을 방지하는 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 보일러본체의 내부에 설치된 후방챔버에 고온의 열원과 보일러본체의 전면챔버에서 이동되는 고온의 열원에 요소수를 분출시켜 질소산화물을 저감시키는 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 배기가스가 배출되는 배기가스덕트에 녹스센서를 설치하여 녹스센서의 감지에 따라 요소수를 선택적으로 분출시켜 질소산화물이 설정치 이하로 배출되게 하는 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러는 내부가 빈 중공의 형상으로 형성된 케이싱유닛(111)과, 상기 케이싱유닛(111)의 내부에 수평 방향으로 설치되는 다수의 열원이동유닛(121, 131, 141)이 구비되는 보일러본체(110); 상기 보일러본체(110)의 상부에 설치되는 상부노즐(153)과, 상기 보일러본체(110)의 하부에 설치되는 하부노즐(154)을 통해 요소수를 공급할 수 있게 설치되는 요소수투입부(150);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보일러본체(110)에는 상기 케이싱유닛(111)의 내부에 수평 방향으로 설치되는 제1 열원이동유닛(121); 상기 제1 열원이동유닛(121)의 일측에 상기 제1 열원이동유닛(121)의 열원이 이동되게 수평 방향으로 설치되는 제2 열원이동유닛(131);을 포함하며,
상기 케이싱유닛(111)의 후방에는 상기 제1 열원이동유닛(121)의 열원이 상기 제2 열원이동유닛(131)으로 이동될 수 있게 후방챔버(132)가 설치되고, 상기 케이싱유닛(111)의 전방에는 상기 제2 열원이동유닛(132)으로 이동된 열원이 상기 케이싱유닛(111)의 내측으로 이동될 수 있게 전방챔버(143)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 보일러본체(110)에는 상기 케이싱유닛(111)의 내부에 수평 방향으로 설치되는 제1 열원이동유닛(121); 상기 제1 열원이동유닛(121)의 일측에 상기 제1 열원이동유닛(121)의 열원이 이동되게 수평 방향으로 설치되는 제2 열원이동유닛(131); 상기 제2 열원이동유닛(131)의 타측에 상기 제2 열원이동유닛(131)의 열원이 이동되게 상기 제2 열원이동유닛(131)의 상측에 수평 방향으로 설치되는 제3 열원이동유닛(141);을 포함하며,
상기 케이싱유닛(111)의 후방에는 상기 제1 열원이동유닛(121)의 열원이 상기 제2 열원이동유닛(131)으로 이동될 수 있게 후방챔버(132)가 설치되고, 상기 케이싱유닛(111)의 전방에는 상기 제2 열원이동유닛(132)으로 이동된 열원이 상기 제3 열원이동유닛(141)으로 이동될 수 있게 전방챔버(143)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 케이싱유닛(111)은 바닥콘크리트(112)의 상면에 일정 높이로 설치되는 서포트(113); 상기 다수의 열원이동유닛(121, 131, 141)이 내부에 설치될 수 있도록 내부가 빈 중공의 원통형으로 형성되는 외부케이싱(114); 상기 다수의 열원이동유닛(121, 131, 141)의 열원이 외부로 열교환이 이루어지지 않도록 상기 외부케이싱(114)의 내면에 설치되는 보온재(115);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 요소수투입부(150)는 요소수가 저장될 수 있게 소정의 크기로 형성되는 요소수탱크(151); 상기 요소수탱크(151)의 요소수를 펌핑하는 펌프(152); 상기 제1 열원이동유닛(121)의 열원이 상기 제2 열원이동유닛(131)으로 이동될 수 있게 설치되는 후방챔버(132, 133)에 요소수를 공급할 수 있도록 상기 후방챔버(132, 133)에 설치되는 제1 요소수노즐(153); 상기 케이싱유닛(111)의 전면에 형성된 전방챔버(143)에 요소수를 공급할 수 있도록 상기 전방챔버(143)에 설치되는 제2 요소수노즐(154); 상기 보일러본체(110)의 일측에 설치되는 배기덕트(117)에 설치되는 녹스센서(155); 상기 녹스센서(155)에서 감지된 질소산화물에 따라 상기 펌프(152)의 구동을 제어하는 컨트롤러(156);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러에 의하면, 후방챔버에 요소수를 분출시킴으로써 고온의 열원과의 반응에 의해 배기가스에 포함된 질소산화물을 감소시킬 수 있고, 전방챔버에 요소수를 분출시킴으로써 고온의 열원과의 반응에 의해 배기가스에 포함된 질소산화물을 감소시킬 수 있으며, 녹스센서에서 감지되는 질소산화물에 따라 요소수를 선택적으로 분출시켜 질소산화물을 감소시킬 수 있고, 요소수를 지속적으로 분출시켜 질소산화물을 저감시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 도시한 분해 입체도,
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 도시한 단면 입체도,
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 도시한 일부 입체도,
도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 도시한 반단면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 도시한 구성도,
도 7은 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 도시한 측면도.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
예컨대, 실시 예들은 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있기 때문에 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니기 때문에 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 명세서에서, 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 사전적 의미에 제한되지 않으며, 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러는 내부가 빈 중공의 형상으로 형성된 케이싱유닛(111)과, 상기 케이싱유닛(111)의 내부에 수평 방향으로 설치되는 다수의 열원이동유닛(121, 131, 141)이 구비되는 보일러본체(110)와, 상기 보일러본체(110)의 상부에 설치되는 상부노즐(153)과, 상기 보일러본체(110)의 하부에 설치되는 하부노즐(154)을 통해 요소수를 공급할 수 있게 설치되는 요소수투입부(150)를 포함한다.
<제1 실시 예>
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 도시한 분해 입체도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 도시한 단면 입체도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 도시한 일부 입체도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 도시한 반단면도이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 횡형 산업용 보일러는 내부가 빈 중공의 원통형으로 형성된 케이싱유닛(111)과, 상기 케이싱유닛(111)의 내부에 설치되는 제1 열원이동유닛(121)과, 상기 제1 열원이동유닛(121)의 열원이 제1 열원이동유닛(121)의 양측에 설치되는 제2 열원이동유닛(131)과, 상기 제2 열원이동유닛(131)의 상측에 설치되는 제3 열원이동유닛(141)이 구비된 케이싱본체(110)와, 상기 케이싱유닛(111)의 내부에 설치된 후방챔버(132, 133)와 상기 케이싱유닛(111)의 전면에 형성된 전방챔버(143)에 각각 요소수를 투입하여 분사시키는 요소수투입부(150)로 이루어진다.
상기 보일러본체(110)의 케이싱유닛(111)은 바닥콘크리트(112)의 상면에 일정 높이로 설치되는 서포트(113)와, 상기 다수의 열원이동유닛(121, 131, 141)이 내부에 설치될 수 있도록 내부가 빈 중공의 원통형으로 형성되는 외부케이싱(114)와, 상기 다수의 열원이동유닛(121, 131, 141)의 열원이 외부로 열교환이 이루어지지 않도록 상기 외부케이싱(114)의 내면에 설치되는 보온재(115)를 구비한다.
상기 바닥콘크리트(112)는 보일러본체(110)를 안정적으로 받쳐줄 수 있도록 바닥콘크리트(112)가 형성되고, 상기 바닥콘크리트(112)의 상면에는 서포트(113)가 설치된다.
상기 서포트(113)의 상면에는 내부에 다수의 열원이동유닛(121, 131, 141)이 설치될 수 있게 외부케이싱(114)이 설치되고, 상기 외부케이싯(114)의 내면에는 열원이동유닛(121, 131, 141)의 열손실이 발생하지 않도록 소정의 두께를 갖는 보온재(115)가 설치된다.
또 상기 외부케이싱(114)의 후방, 도 1의 도면상 오른쪽에 배기가스를 배출시킬 수 있게 리어캐스터블(116)이 형성되고, 상기 리어캐스터블(116)에는 배기덕트(117)가 설치된다.
상기 케이싱유닛(111)의 내부에는 버너(미도시)에서 발생된 열원이 이동되는 제1 열원이동유닛(121), 제2 열원이동유닛(131) 및 제3 열원이동유닛(141)이 설치된다.
상기 보일러본체(110)에는 상기 케이싱유닛(111)의 내부에 수평 방향으로 설치되는 제1 열원이동유닛(121)과, 상기 제1 열원이동유닛(121)의 일측에 상기 제1 열원이동유닛(121)의 열원이 이동되게 수평 방향으로 설치되는 제2 열원이동유닛(131)과, 상기 제2 열원이동유닛(131)의 타측에 상기 제2 열원이동유닛(131)의 열원이 이동되게 상기 제2 열원이동유닛(131)의 상측에 수평 방향으로 설치되는 제3 열원이동유닛(141)을 포함한다.
상기 케이싱유닛(111)의 후방에는 상기 제1 열원이동유닛(121)의 열원이 상기 제2 열원이동유닛(131)으로 이동될 수 있게 후방챔버(132)가 설치되고, 상기 케이싱유닛(111)의 전방에는 상기 제2 열원이동유닛(132)으로 이동된 열원이 상기 제3 열원이동유닛(141)으로 이동될 수 있게 전방챔버(143)가 설치된다.
상기 제1 열원이동유닛(121)은 버너(미도시)의 점화에 따라 연료가 연소가 이루어지는 것으로, 상기 제1 열원이동유닛(121)의 일측에는 전방캐스터블(122)이 형성된다.
상기 전방캐스터블(122)의 중앙에는 버너(미도시)가 설치될 수 있게 버너홀(123)이 형성되고, 상기 전방캐스터블(122)의 일측에는 보일러케이싱(124)이 수평으로 설치된다.
아울러 상기 보일러케이싱(124)의 후방(도면상 오른쪽)에는 보일러케이싱(124) 내부의 열원이 제2 열원이동유닛(131)으로 이동될 수 있게 후방챔버(132, 133)와 연결되는 연통구멍(125)이 형성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 보일러케이싱(124)의 후방에는 열원이 이동될 수 있게 챔버(132, 133)가 설치되며, 상기 보일러케이싱(124)의 열원이 챔버(132, 133)로 이동될 수 있게 연통구멍(125)이 형성된다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 열원이동유닛(121)의 좌우 양측에는 제1 열원이동유닛(121)을 따라 이동된 열원이 이동될 수 있게 제2 열원이동유닛(131)이 설치된다.
상기 제2 열원이동유닛(131)의 후방챔버(132, 133)는 보일러케이싱(124)의 연통구멍(125)에 각각 대응되게 제1 후방챔버(132)와 제2 후방챔버(133)가 설치된다.
상기 후방챔버(132, 133)의 일면에는 파이프결합구멍(134)이 형성되고, 상기 제1 열원이동유닛(121)에서 이동된 열원이 제2 열원이동유닛(131)을 따라 이동될 수 있게 파이프유로(135, 136)가 각각 설치된다.
즉, 상기 제1 후방챔버(132)에는 제1 파이프유로(135)가 설치되고, 상기 제2 후방챔버(133)에는 제2 파이프유로(136)가 설치된다.
이들 제1 파이프유로(135)와 제2 파이프유로(136)는 보일러케이싱(124)의 좌우 양측에 각각 설치된다.
한편 상기 후방챔버(132, 133)에는 요소수투입부(150)의 제1 요소수노즐(153)이 설치되며, 상기 제1 요소수노즐(153)에서 분사된 요소수에 의해 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 저감시키게 된다.
상기 제1 파이프유로(135)와 제2 파이프유로(136)는 후방챔버(132, 133)와 전방챔버(143) 사이에 일정 간격으로 이격되게 다수 설치된다.
상기 외부케이싱(114)의 전방에는 제2 열원이동유닛(131)의 열원이 제3 열원이동유닛(141)으로 이동될 수 있게 전방챔버(143)가 형성된다.
상기 외부케이싱(114)의 전방에는 전방격벽(142)이 형성되고, 상기 외부케이싱(114)과 전방격벽(142) 사이에는 전방챔버(143)가 형성된다.
상기 전방챔버(143)는 제2 열원이동유닛(131)의 파이프유로(135, 136)를 따라 이동된 열원이 제3 열원이동유닛(141)으로 이동될 수 있게 한다.
상기 외부케이싱(114)의 전면에는 파이프결합구멍(144)이 형성되고, 상기 파이프결합구멍(144)에는 파이프유로(145)가 설치된다.
상기 파이프유로(145)는 전방챔버(142)와 리어캐스터블(116) 사이에 설치되며, 상기 제2 열원이동유닛(131)에서 이동된 열원은 파이프유로(145)를 따라 배기덕트(117)가 설치된 리어캐스터블(116)로 이동된다.
한편 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 케이싱유닛(111)의 전면을 개폐시키는 개폐도어(146)가 설치되며, 상기 개폐도어(146)에는 버너(미도시)를 설치할 수 있도록 버너결합구멍(147)이 형성된다.
상기 요소수투입부(150)는 요소수가 저장될 수 있게 소정의 크기로 형성되는 요소수탱크(151)와, 상기 요소수탱크(151)의 요소수를 펌핑하는 펌프(152)와, 상기 제1 열원이동유닛(121)의 열원이 상기 제2 열원이동유닛(131)으로 이동될 수 있게 설치되는 후방챔버(132, 133)에 요소수를 공급할 수 있도록 상기 후방챔버(132, 133)에 설치되는 제1 요소수노즐(153)과, 상기 케이싱유닛(111)의 전면에 형성된 전방챔버(143)에 요소수를 공급할 수 있도록 상기 전방챔버(143)에 설치되는 제2 요소수노즐(154)과, 상기 보일러본체(110)의 일측에 설치되는 배기덕트(117)에 설치되는 녹스센서(155)와, 상기 녹스센서(155)에서 감지된 질소산화물에 따라 상기 펌프(152)의 구동을 제어하는 컨트롤러(156)를 구비한다.
상기 요소수탱크(151)는 일정량의 요소수를 저장할 수 있도록 소정의 크기로 형성되고, 상기 요소수탱크(151)에는 요소수를 펌핑하는 펌프(152)가 설치된다.
상기 제1 요소수노즐(153)은 펌프(152)에 의해 펌핑된 요소수를 후방챔버(132, 133)에 공급할 수 있게 설치되고, 상기 제2 요소수노즐(154)은 펌프(152)에 의해 펌핑된 요소수를 전방챔버(143)에 공급할 수 있게 설치된다.
즉, 상기 제1 요소수노즐(153)은 후방챔버(132, 133)에 연결 설치되고, 상기 제2 요소수노즐(154)은 전방챔버(142)에 연결 설치된다.
아울러 상기 배기덕트(117)에는 배기가스에 포함된 질소산화물을 감지하는 녹스센서(155)가 설치되고, 상기 녹스센서(155)에서 감지된 질소산화물에 따라 펌프(152)의 구동을 제어하는 컨트롤러(156)가 설치된다.
<제2 실시 예>
도 6은 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 도시한 구성도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러를 도시한 측면도이다.
한편 본 발명의 제2 실시 예는 제1 실시 예와 유사한 구조로 이루어지는 것으로, 동일한 명칭에 대하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명하기로 하며, 이에 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 횡형 산업용 보일러에는 보일러본체(110)의 내부에 열원이 이동되는 제1 열원이동유닛(121)과, 제2 열원이동유닛(131)이 설치되며, 상기 요소수투입부(150)는 동일하게 구비됨은 물론이다.
상기 보일러본체(110)에는 상기 케이싱유닛(111)의 내부에 수평 방향으로 설치되는 제1 열원이동유닛(121)과, 상기 제1 열원이동유닛(121)의 일측에 상기 제1 열원이동유닛(121)의 열원이 이동되게 수평 방향으로 설치되는 제2 열원이동유닛(131)을 포함한다.
상기 케이싱유닛(111)의 후방에는 상기 제1 열원이동유닛(121)의 열원이 상기 제2 열원이동유닛(131)으로 이동될 수 있게 후방챔버(132)가 설치되고, 상기 케이싱유닛(111)의 전방에는 상기 제2 열원이동유닛(132)으로 이동된 열원이 상기 케이싱유닛(111)의 내측으로 이동될 수 있게 전방챔버(143)가 설치된다.
도 7에서와 같이, 상기 제1 열원이동유닛(121)은 케이싱유닛(111)의 하부 일측에 편심되게 설치되고, 상기 제1 열원이동유닛(121)의 일측에는 제2 열원이동유닛(131)이 설치된다.
또 도 6에서와 같이, 상기 제1 열원이동유닛(121)의 후방에는 후방챔버(132)가 설치되며, 상기 외부케이싱(114)의 전방에는 전방격벽(142)이 설치되며, 상기 전방격벽(142)에 의해 제2 열원이동유닛(131)의 열원이 이동될 수 있게 전방챔버(143)가 형성된다.
아울러 상기 외부케이싱(114)의 내부에는 제2 열원이동유닛(131)을 통해 이동된 열원의 온도를 저하시키는 공기예열기(118)가 설치되고, 상기 공기예열기(118)의 일측에는 열원을 재사용하는 이코노마이저(119)가 설치된다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 횡형 산업용 보일러의 제1 열원이동유닛(121)에는 버너(미도시)에 의해 공급된 연료가 연소되면서 고온의 열원이 발생된다.
상기 제1 열원이동유닛(121)에서 발생된 열원은 후방챔버(132, 133) 쪽으로 이동되고, 상기 후방챔버(132, 133)로 이동된 열원은 연통구멍(125)을 통해 후방챔버(132, 133)로 이동된 후 제2 열원이동유닛(131)의 파이프유로(135, 136)를 따라 전방챔버(143)로 이동된다.
상기전방챔버(143)로 이동된 열원은 제3 열원이동유닛(141)으로 이동되거나 상기 공기예열기(118)로 이동된다.
상기 열원이 이동된 후 배기덕트(117)를 통해 외부로 배출되며, 상기 배기덕트(117)에 설치된 녹스센서(155)는 배기가스에 포함된 질소산화물을 감지하게 된다.
상기 녹스센서(155)에서 감지된 질소산화물에 따라 상기 컨트롤러(156)에서는 펌프(152)를 구동시켜 요소수를 후방챔버(132, 133)와 전방챔버(143)로 공급하여 고압으로 분사하게 된다.
상기 펌프(152)에 의해 공급된 요소수는 제1 요소수노즐(153)을 통해 후방챔버(132, 133)에 분출되고, 상기 제1 요소수노즐(153)에서 요소수가 분출됨에 따라 배기가스에 포함된 졀소산화물을 저감시킬 수 있게 된다.
또한 상기 펌프(152)에 의해 공급된 요소수는 제2 요소수노즐(154)을 통해 전방챔버(143)에 분출되고, 상기 제2 요소수노즐(154)에서 요소수가 분출됨에 따라 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시킬 수 있게 된다.
한편 상기 컨트롤러(156)에서는 녹스센서(155)에 의해 질소산화물을 지속적으로 감지하여 질소산화물이 낮은 경우 펌프(152)를 선택적으로 구동시킬 수 있다.
이와 달리 상기 컨트롤러(156)에서는 녹스센서(155)에서 감지되는 질소산화물에 상관없이 펌프(152)를 지속적으로 구동시켜 제1 요소수노즐(153)과 제2 요소수노즐(154)에 공급하여 분출시킬 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
110: 보일러본체 111: 케이싱유닛
112: 바닥콘크리트 113: 서포트
114: 외부케이싱 115: 보온재
116: 리어캐스터블 117: 배기덕트
118: 예열기 119: 이코노마이저
121: 제1 열원이동유닛 122: 전방캐스터블
123: 버너홀 124: 보일러케이싱
125: 연통구멍
131: 제2 열원이동유닛 132: 제1 후방챔버
133: 제2 후방챔버 134: 파이프결합구멍
135: 제1 파이프유로 136: 제2 파이프유로
141: 제3 열원이동유닛 142: 전방격벽
143: 전방챔버 144: 파이프결합구멍
145: 파이프유로 146: 개폐도어
147: 버너결합구멍
150: 요소수투입부 151: 요소수탱크
152: 펌프 153: 제1 요소수노즐
154: 제2 요소수노즐 155: 녹스센서
156: 컨트롤러

Claims (5)

  1. 내부가 빈 중공의 형상으로 형성된 케이싱유닛(111)과, 상기 케이싱유닛(111)의 내부에 수평 방향으로 설치되는 다수의 열원이동유닛(121, 131, 141)이 구비되는 보일러본체(110);
    상기 보일러본체(110)의 상부에 설치되는 상부노즐(153)과, 상기 보일러본체(110)의 하부에 설치되는 하부노즐(154)을 통해 요소수를 공급할 수 있게 설치되는 요소수투입부(150);를 포함하고,
    상기 요소수투입부(150)는 요소수가 저장될 수 있게 소정의 크기로 형성되는 요소수탱크(151)와, 상기 요소수탱크(151)의 요소수를 펌핑하는 펌프(152)와, 상기 제1 열원이동유닛(121)의 열원이 상기 제2 열원이동유닛(131)으로 이동될 수 있게 설치되는 후방챔버(132, 133)에 요소수를 공급할 수 있도록 상기 후방챔버(132, 133)에 설치되는 제1 요소수노즐(153)과, 상기 케이싱유닛(111)의 전면에 형성된 전방챔버(143)에 요소수를 공급할 수 있도록 상기 전방챔버(143)에 설치되는 제2 요소수노즐(154)과, 상기 보일러본체(110)의 일측에 설치되는 배기덕트(117)에 설치되는 녹스센서(155)와, 상기 녹스센서(155)에서 감지된 질소산화물에 따라 상기 펌프(152)의 구동을 제어하는 컨트롤러(156);를 포함하며,
    상기 제1 열원이동유닛(121)의 후단에는 상기 케이싱유닛(111)으로부터 이동된 열원이 상기 제2 열원이동유닛(131)으로 이동될 수 있게 한 쌍의 제1 후방챔버(132)와 제2 후방챔버(133)가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보일러본체(110)에는 상기 케이싱유닛(111)의 내부에 수평 방향으로 설치되는 제1 열원이동유닛(121);
    상기 제1 열원이동유닛(121)의 일측에 상기 제1 열원이동유닛(121)의 열원이 이동되게 수평 방향으로 설치되는 제2 열원이동유닛(131);을 포함하며,
    상기 케이싱유닛(111)의 후방에는 상기 제1 열원이동유닛(121)의 열원이 상기 제2 열원이동유닛(131)으로 이동될 수 있게 후방챔버(132)가 설치되고,
    상기 케이싱유닛(111)의 전방에는 상기 제2 열원이동유닛(131)으로 이동된 열원이 상기 케이싱유닛(111)의 내측으로 이동될 수 있게 전방챔버(143)가 설치되는 것을 특징으로 하는 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보일러본체(110)에는 상기 케이싱유닛(111)의 내부에 수평 방향으로 설치되는 제1 열원이동유닛(121);
    상기 제1 열원이동유닛(121)의 일측에 상기 제1 열원이동유닛(121)의 열원이 이동되게 수평 방향으로 설치되는 제2 열원이동유닛(131);
    상기 제2 열원이동유닛(131)의 타측에 상기 제2 열원이동유닛(131)의 열원이 이동되게 상기 제2 열원이동유닛(131)의 상측에 수평 방향으로 설치되는 제3 열원이동유닛(141);을 포함하며,
    상기 케이싱유닛(111)의 후방에는 상기 제1 열원이동유닛(121)의 열원이 상기 제2 열원이동유닛(131)으로 이동될 수 있게 후방챔버(132)가 설치되고,
    상기 케이싱유닛(111)의 전방에는 상기 제2 열원이동유닛(131)으로 이동된 열원이 상기 제3 열원이동유닛(141)으로 이동될 수 있게 전방챔버(143)가 설치되는 것을 특징으로 하는 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 케이싱유닛(111)은 바닥콘크리트(112)의 상면에 일정 높이로 설치되는 서포트(113);
    상기 다수의 열원이동유닛(121, 131, 141)이 내부에 설치될 수 있도록 내부가 빈 중공의 원통형으로 형성되는 외부케이싱(114);
    상기 다수의 열원이동유닛(121, 131, 141)의 열원이 외부로 열교환이 이루어지지 않도록 상기 외부케이싱(114)의 내면에 설치되는 보온재(115);를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소산화물이 저감된 횡형 산업용 보일러.
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