KR200459027Y1 - 부압식 석탄가스 발생 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 석탄가스 발생 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 인풍기를 이용하여 연소로 내에 부압을 생성하여 연료를 연소시키도록 함으로써 발생되는 석탄가스를 용이하게 흡인 추출할 수 있으며, 열효율이 우수하고 에너지 절약이 가능한 친환경적인 부압식 석탄가스 발생 장치에 관한 것이다.

본 고안에 따른 석탄가스 발생 장치는 로체와, 상기 로체 하부의 통풍로와, 상기 통풍로 상부의 불판과, 상기 불판 상부의 연소로와, 상기 로체 상부의 덮개를 구비하는 석탄가스발생로를 포함하되, 상기 석탄가스발생로의 연소로 내부 둘레에는 내화층이 형성되고, 상기 연소로에는 나팔형 주둥이가 구비된 석탄가스연기흡입관이 설치되며, 상기 석탄가스연기흡입관은 로체 벽을 통과해 로체 외부에 구비된 인풍기와 연결되어 인풍기를 통해 연소실에 부압을 생성하여 연소실 내부의 연료를 연소시키고 생성되는 석탄가스와 연기를 흡인 추출한다.

석탄가스, 석탄가스발생로, 연소실, 석탄가스연기흡입관, 인풍기, 열교환기, 석탄가스정화기

Description

부압식 석탄가스 발생 장치{Negative-pressure type coal gas generating equipment}

본 고안은 석탄가스 발생 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 인풍기를 이용하여 연소로 내에 부압을 생성하여 연료를 연소시키도록 함으로써 발생되는 석탄가스를 용이하게 흡인 추출할 수 있으며, 열효율이 우수하고 에너지 절약이 가능한 친환경적인 부압식 석탄가스 발생 장치에 관한 것이다.

현재 사용하고 있는 석탄가스발생로는 대부분이 송풍의 정압식 발생로 이다. 이런 방식의 석탄가스발생로는 아래와 같은 많은 단점이 존재한다: ⑴ 구조가 복잡하고 가공 난이도가 크며 시간과 원료를 낭비하고 또 안전성능을 높이기 위해 강판의 두께를 높여야 하기 때문에 생산원가가 증가하여 사용자들이 감당하기 어렵다. ⑵ 연소실은 수랭식 연소부만 사용하기 때문에 사용수명이 짧고 운행비용이 높다. ⑶ 워터 쿨링 재킷(water cooling jacket)은 연료기체를 제공하는 동시에 뜨거운 물을 제공할 수 있으나 압력이 높아지는 등 중대한 안전상의 보이지 않는 위험이 존재한다. ⑷ 가스관도가 쉽게 석탄가스 중의 콜타르(coal tar), 회분 및 수분 등에 의해 막혀 석탄가스의 원활성에 영향을 주어 화력을 높이기가 어렵기 때문에 현존기술의 개선이 필요하다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 송풍 정압식 석탄가스 발생로의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 송풍식 연소를 인풍식 연소로 전환하여 발생되는 석탄가스를 용이하게 흡인 추출할 수 있을 뿐만 아니라, 연소로의 연소 효율을 높이고 수명을 연장시킬 수 있으며, 열교환을 통한 에너지 절감이 가능하고, 석탄가스의 정화를 통하여 오염없는 깨끗한 석탄가스를 제공하며 콜타르의 회수가 편리하여 환경 오염을 감소시킬 수 있는 석탄가스 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

삭제

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 석탄가스 발생 장치는, 로체와, 상기 로체 하부의 통풍로와, 상기 통풍로 상부의 불판과, 상기 불판 상부의 연소로와, 상기 로체 상부의 덮개를 포함하는 석탄가스발생로를 포함하되, 상기 석탄가스발생로의 연소로 내부에는 내화층이 형성되고, 연소로에는 석탄가스연기흡입관이 설치되며, 석탄가스연기흡입관은 로체 벽을 통과해 로체 외부에 구비된 인풍기와 연결되어 인풍기를 통해 연소실에 부압을 생성하여 연소실 내부의 연료를 연소시키고 생성되는 석탄가스와 연기를 흡인 추출한다.

여기서, 상기 내화층은 연소로 내벽 둘레를 따라 설치되되, 상부는 얇고 하부는 두꺼워 로체 외곽이 열을 받지 않게 보호하며, 동시에 연소로 내부의 온도를 높여 열 손실을 감소시킨다.

그리고, 상기 석탄가스연기흡입관은 연소실 내에 놓여있는 한쪽 끝은 나팔모양으로 형성되어 가스 흡입량을 증가시키는 동시에 기체의 흐름속도를 증가시켜 연소효율을 제고 시킨다.

한편, 본 고안에 따른 석탄가스 발생 장치는 상기 연소로의 석탄가스연기흡입관과 로체의 외부에 위치된 인풍기 사이에, 석탄가스진입구 및 석탄가스배출구 그리고 입수관 및 출수관이 구비되고 내부에는 열 교환 워터재킷(water jacket)이 구비된 열교환기와; 상기 열교환기를 통과한 석탄가스를 내부에 구비된 물분무기(water sprinkler)로 물을 분사하여 정화시키는 석탄가스정화기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 열교환기에 구비된 석탄가스진입구는 연소로에 연결된 석탄가스연기흡입관과 서로 연결되며, 열교환기에 구비된 석탄가스배출구는 석탄가스 정화기에 구비된 석탄가스유입관과 서로 연결되어 석탄가스발생로에서 나온 석탄가스로 하여금 석탄가스연기흡입관을 통해 열교환기내에 진입하기 쉽게 하며, 석탄가스의 열에너지를 이용하여 물을 가열함과 동시에 석탄가스의 온도를 낮출 수 있도록 한다.

그리고, 상기 열교환기의 워터재킷 내에는 간격을 두고 상하 방향의 석탄가스관도가 설치되고, 상기 석탄가스관도의 하단은 석탄가스진입구와 연결되며 석탄가스관도의 상단은 석탄가스배출구와 연결되어 열교환기내에서 석탄가스 통로가 형성된다. 또한, 상기 열교환기의 워터재킷에는 입수관, 출수관 및 수증기배출관이 설치되고 상기 입수관은 급수관에 의해 물탱크와 연결되며 출수관은 사용자온수관과 연결되고 수증기배출관과 사용자수증기관이 서로 연결되어 열교환기내에서 수로를 형성하며, 석탄가스 연기의 열 에너지를 이용하여 물을 가열한 후 사용자에게 수증기와 뜨거운 물을 제공하는 동시에 석탄가스 연기의 온도를 낮추어 준다.

또한, 상기 석탄가스정화기의 가스배출관과 인풍기가 서로 연결되며, 내부의 물분무기는 급수관 및 분무헤드로 구성되되, 상기 분무헤드는 석탄가스정화기의 내부 상측에 설치되며, 급수관 하단은 물펌프와 서로 연결되어 석탄가스가 석탄가스정화기의 내부에 진입한 후 상부로부터 분출되는 무화수(atomized water)를 통해 석탄가스 중의 먼지, 콜타르(coal tar), 회분 등 불순물이 씻겨져 하부의 폐수지(cesspool)에 들어가기 쉽게 하며 정화 후의 석탄가스는 가스배출관을 통해 사용자에게 공급되어 사용가능하게 된다.

상기한 바와 같은 본 고안에 따르면, 전통의 송풍식 연소를 인풍식 연소로 바꿀 수 있으며 연소로 내의 내화층의 설치를 통해 연소로 내의 연소 온도를 높일 수 있을뿐더러 비교적 높은 연소 효율을 보장하며 또 열 손실을 감소하여 로체 외곽이 열을 받지 않게 보호하여 그 사용수명을 효과적으로 연장한다. 그리고, 열교환기의 설치를 통해 석탄가스의 열에너지를 효과적으로 이용하여 물을 가열한 다음 사용자에게 수증기와 온수를 제공하며 석탄 자원을 종합 이용하여 에너지를 절약하고 소모를 줄이며 동시에 석탄가스 연기온도를 낮춰준다. 마지막으로 석탄가스 정화기를 통해 사용자에게 연소수치가 높고 화력이 크며 오염이 없는 깨끗한 석탄가스를 제공하며 동시에 콜타르의 회수가 편리하여 환경 오염을 감소시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 고안에 따른 부압식 석탄가스 발생 장치의 구성 및 작용에 대하여 설명한다.

도 1 은 본 고안에 따른 부압식 석탄가스 발생 장치의 단면도가 도시된다. 본 고안에 따른 부압식 석탄가스 발생 장치는 후술하는 인풍기(36)와 연결된 석탄가스발생로를 포함하되, 상기 석탄가스발생로는 로체(1), 상기 로체(1) 하부에 설치된 통풍로(13) 그리고 상기 통풍로(13)와 연통되도록 로벽 상에 설치된 입풍구(12 및 14), 상기 통풍로(13) 상부의 불판(15), 상기 불판(15) 상부의 연소로(3)를 포함한다.
여기서, 상기 입풍구(12)에는 송풍기(39)가 연결되어, 점화시 송풍기(39)를 사용하여 통풍로(13) 내부로 바람을 송풍하며, 연소가 정상이 되면 송풍을 정지하고 다른 입풍구(14)로 공기가 자연 공급되도록 한다. 그 밖에 연소과정에서 필요에 따라 송풍기를 열어 강행(강제적)으로 산소를 보충하여 연소를 돕는다.
상기 연소로(3) 내부 둘레에는 내화층(2)이 설치된다. 상기 내화층(2)은 윗부분이 얇고 아래가 두껍게 형성되며, 로체(1) 외곽이 열을 받지 않게 보호함과 동시에 연소로 내부의 온도를 높여 열 손실을 감소시킨다.
상기 연소로(3)의 중간부에는 나팔형 주둥이(4)를 가진 석탄가스연기흡입관(5)이 설치된다. 상기 석탄가스연기흡입관(5)의 다른 한끝은 로체 벽을 통과하여 로체(1) 밖의 인풍기(36)와 인풍관(6)에 의해 서로 연결되며, 상기 인풍기를 통해 연소로(3)로 내부에 부압이 형성되어 연소로(3) 내부의 연료로 하여금 연소하게 하는 동시에 연소에 따라 생성되는 석탄가스 및 연기는 석탄가스연기흡입관(5)과 인풍관(6)을 통해 흡인 추출된다. 특히, 상기 석탄가스연기흡입관의 나팔형 주둥이(4)는 연소로(3) 내에서 가스 흡입량을 증가시키는 동시에 기체의 흐름속도를 증가시켜 연소효율을 제고시킨다.
상기 로체(1)의 꼭대기에는 위로 볼록하게 돌출된 凸형 로구(爐口)(10)가 구비되며, 상기 로구(10) 위에는 수밀봉(water seal)(9)이 설치되고, 로덮개(11)가 수밀봉(9)의 내부에 설치되어 밀봉 성능을 높여 준다.
한편, 본 고안에 따른 석탄가스 발생 장치는 상기 연소로(3)의 석탄가스연기흡입관(5)과 로체(1)의 외부에 위치된 인풍기(36) 사이에 열교환기와 석탄가스정화기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 열교환기에는 석탄가스진입구(26), 석탄가스배출구(21), 입수관(25) 및 출수관(23)이 구비되고 내부에는 열 교환 워터재킷(18;water jacket)이 구비된다. 상기 열교환기의 열교환기케이스(16) 내벽에는 보온층(17)이 설치되며, 석탄가스진입구(26)는 인풍관(6)을 통해 석탄가스발생로의 석탄가스연기흡입관(5)과 연결되어 석탄가스를 열교환기케이스(16) 내로 끌어 들일 수 있다. 열교환기케이스(16) 내에는 열 교환 워터재킷(18)이 설치 되며, 워터재킷(18) 내에는 간격을 두고 여러 개의 상하 방향의 석탄가스관도(19)가 설치되고, 상기 석탄가스관도(19)의 하단은 석탄가스진입구(26)와 연결되고 석탄가스관도(19)의 상단은 석탄가스배출구(21)와 연결되어 석탄가스의 이동 통로를 형성한다. 열 교환 워터재킷(18)의 입수관(25)은 관도(7)를 통해 부표밸브(float valve)를 가지고 있는 급수탱크(8)와 서로 연결되어 냉각용수를 공급받는다. 열 교환 워터재킷(18)의 출수관(23)은 밸브 및 송수관을 통해 사용자에게 온수를 제공하며 열 교환 워터재킷(18) 상의 수증기배출관(20)은 수증기 수송관을 통해 사용자에게 수증기를 제공한다. 열교환기케이스(16)의 하부에는 먼지콜타르수집실(24)이 구비되고 하단의 출구(27)를 통해 외부로 오물을 배출하고 열교환기케이스(16)의 석탄가스배출구(21)는 관도(22)를 통해 석탄가스정화기와 연결된다.

상기 석탄가스정화기는 열교환기를 통과한 석탄가스를 내장된 물분무기로 세척하는 부분으로, 정화기케이스(28) 하부에 구비된 석탄가스진입구(29)는 석탄가스관도(22)를 통해 열교환기의 석탄가스배출구(21)와 연결되어, 열교환기에서 냉각되어 온도가 하강된 석탄가스가 석탄가스정화기의 정화기케이스(28) 내부로 보내진다.
상기 물분무기는 급수관(31)과 분무헤드(30)로 구성된다. 상기 석탄가스정화기의 정화기케이스(28) 내부 상측에는 급수관(31)이 설치되고, 상기 급수관(31)에는 분무헤드(30)가 설치된다. 그리고, 상기 급수관(31)은 석탄가스정화기의 정화기케이스(28) 벽면을 통과해 외부의 케송(caisson)(32) 내에 설치된 물펌프(33)와 서로 연결되어, 상기 물펌프(33)의 작동에 따라 급수관(31)을 통해 물을 공급하고 분무헤드(30)를 통해 물을 분무하여 석탄가스정화기의 정화기케이스(28) 내부의 석탄가스를 정화시킨다.
한편, 상기 석탄가스정화기의 정화기케이스(28) 상부에 구비된 가스배출구(34)는 석탄가스관도(35)를 통해 인풍기(36)와 서로 연결되고, 정화 후의 석탄가스는 가스배출구(34) 및 석탄가스관도(35)를 거쳐 사용자에게 제공되며, 석탄가스정화기의 정화기케이스(28) 하부에는 폐수지(cesspool)(37)가 구비되어 오물배출구(38)을 통해 오물을 정기적으로 방출하며, 정화기케이스(28) 상부에는 수밀봉(9)과 덮개(11)가 설치되어 있고, 상기 수밀봉(9)과 덮개(11)는 부압상태 하에서도 밀봉성능이 비교적 우수하게 유지된다.

삭제

도 1은 본 고안에 따른 부압식 석탄가스 발생 장치의 단면도.

Claims (7)

1. 로체와, 상기 로체 하부의 통풍로와, 상기 통풍로 상부의 불판과, 상기 불판 상부의 연소로와, 상기 로체 상부의 덮개를 구비하는 석탄가스발생로를 포함하되, 상기 석탄가스발생로의 연소로 내부 둘레에는 내화층이 형성되고, 상기 연소로에는 나팔형 주둥이가 구비된 석탄가스연기흡입관이 설치되며, 상기 석탄가스연기흡입관은 로체 벽을 통과해 로체 외부에 구비된 인풍기와 연결되어 인풍기를 통해 연소실에 부압을 생성하여 연소실 내부의 연료를 연소시키고 생성되는 석탄가스와 연기를 흡인 추출하는 부압식 석탄가스 발생 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 내화층은 하부가 상부보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 부압식 석탄가스 발생 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 연소로의 석탄가스연기흡입관과 로체의 외부에 위치된 인풍기 사이에, 열교환기 및 석탄가스정화기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부압식 석탄가스 발생 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 열교환기는,

   내벽에 보온층이 설치된 열교환기케이스와;

   상기 열교환기케이스에 형성되고 석탄가스발생로의 석탄가스연기흡입관과 연결되는 석탄가스진입구와;

   상기 열교환기케이스에 형성되고 열교환된 석탄가스를 배출하며 상기 석탄가스정화기와 연결되는 석탄가스배출구와;

   상기 열교환기케이스 내부에 구비되고, 내부에 간격을 두고 여러개의 상하 방향 석탄가스관도가 설치된 열 교환 워터재킷을 포함하며;

   상기 워터재킷 내부의 석탄가스관도의 하단은 석탄가스진입구와 연결되고, 석탄가스관도의 상단은 석탄가스배출구와 연결되며, 열 교환 워터재킷에는 급수탱크와 연결되어 냉각용수를 공급받기 위한 입수관과 사용자에게 온수를 제공하기 위한 출수관 및 사용자에게 수증기를 제공하기 위한 수증기배출관이 구비되는 것을 특징으로 하는 부압식 석탄가스 발생 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 열교환기케이스 하부에는 먼지콜타르수집실이 구비되고, 상기 먼지콜타르수집실 하단에는 외부로 오물을 배출하기 위한 출구가 구비되는 것을 특징으로 하는 부압식 석탄가스 발생 장치.
6. 제4항에 있어서,

   상기 석탄가스정화기는,

   정화기케이스와, 상기 정화기케이스 하부에 구비되고 상기 열교환기의 석탄가스배출구와 연결되는 석탄가스진입구와, 상기 정화기케이스 내부 상측에 설치되는 급수관과, 상기 급수관에 설치되는 분무헤드와, 상기 급수관과 연결되는 물펌프를 포함하여 상기 물펌프의 작동에 따라 급수관을 통해 물을 공급하고 분무헤드를 통해 물을 분무하여 정화기케이스 내부의 석탄가스를 정화시키며, 정화된 석탄가스는 정화기케이스에 형성된 가스배출구를 통해 배출되고 석탄가스관도를 통해 인풍기와 연결되는 것을 특징으로 하는 부압식 석탄가스 발생 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 석탄가스정화기의 정화기케이스 하부에는 폐수지가 구비되고, 오물배출구를 통해 오물을 방출가능한 것을 특징으로 하는 부압식 석탄가스 발생 장치.

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