KR20110023217A - 바이오매스 미분연료 연소 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팜열매 등의 껍질을 분쇄하여 얻은 미분 형상의 바이오매스 미분연료를 보일러 등의 열원 에너지로 사용하는 연소 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 팜열매를 팜유 등으로 이용하고 난 후 생기는 껍질을 건조하여 미분으로 분쇄하고, 이렇게 분쇄한 미분연료를 보일러 등의 열원 에너지로 사용하고, 또 열원 에너지를 연소시키는 과정에서 바이오매스 미분연료의 원활한 정량 공급수단, 미분연료와 공기와의 완벽한 혼합수단 등을 채용하여, 미분도가 다소 떨어지거나 수분함유량이 높은 상태, 즉 적정한 비용수준의 미분도 및 수분함유량 상태에서도 우수한 연소특성을 보이는 새로운 형태의 연소 시스템을 구현함으로써, 저비용의 바이오매스 미분연료를 이용하여 연소 효율을 높일 수 있을 뿐 아니라 미분연료를 완전 연소시킬 수 있는 바이오매스 미분연료 연소 방법 및 장치를 제공한다.

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Description

바이오매스 미분연료 연소 방법 및 장치{Method and equipment for firing biomass palm}

본 발명은 바이오매스 미분연료 연소 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 팜열매 등의 껍질을 분쇄하여 얻은 미분 형상의 바이오매스 미분연료를 보일러 등의 열원 에너지로 사용하는 연소 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 미분탄 연소 장치는 석탄을 미분화하여 공기 속에 부유하게 하여 연소시키는 장치로서, 열 전달이 좋고 짧은 시간 내 완전연소하는 특징을 가지고 있다.

이러한 미분탄 연소 장치는 석탄을 미세하게 분쇄하기 위한 미분탄기, 이 미세한 분탄을 공기와 혼합시키기 위한 1차 공기팬, 연소로에 보내기 위한 연소 파이프, 연소에 필요한 버너 및 2차 공기팬 등 일련의 장치로 구성되어 있다.

보통 미분탄 연소 장치는 미분기에서 일단 저장탱크에 보내는 저장식과 미분기에서 직접 버너에 공급하는 직접방식이 있다.

상기 저장식은 다른 계통에서 미분탄을 대량으로 제조하여 각 보일러에 공급하는 중앙식과 각 보일러마다 설치하는 단위식이 있다.

미분탄의 연소 장치는 저질탄을 유효하게 이용할 수도 있으나, 상당한 동력을 필요로 하므로 연료비가 큰 비중을 차지하는 발전소용 대형 보일러에 사용된다.

최근에는 기존의 석탄을 미분화하여 이용하는 미분탄 버너와는 다른 바이오매스 미분 연료를 이용하는 연소 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

바이오매스는 다른말로 생물자원량이라고도 한다.

그 이유는 바이오매스가 에너지 전용의 작물과 나무, 농산품과 사료작물, 농장 폐기물과 찌꺼기 등의 폐기물에서 추출된 재생 가능한 에너지이기 때문이다.

이러한 바이오매스를 많이 사용할 경우 에너지를 자급자족할 뿐만 아니라, 환경오염을 줄일 수 있는 이점이 있다.

석탄 미분탄의 경우 일반적으로 50메쉬 이상의 미분이 상대적으로 쉽고 수분함유량도 5% 미만으로 유지하기가 쉬운 연료특성을 가지고 있으나, 바이오매스 미분 연료의 경우 연료의 특성상 섬유질을 포함하는 형상 등으로 인해 50메쉬 이상의 미분을 위해서는 상당한 분쇄공정과 비용이 수반되고, 아울러 5% 미만의 수분함유량을 유지하기 위해서는 많은 건조비용이 투입될 수 밖에 없는 연료특성을 보이고 있다.

따라서, 적정한 비용수준의 미분도 및 수분함유량 상태에서도 우수한 연소특성을 보이는 버너 개발의 중요성이 대두되고 있다.

미분탄을 이용한 버너는 현재 대부분의 대형 화력발전소에서 이용하는 보일 러에서 사용되고 있는 것이 현실이며, 통상적으로 가정용 및 일반 산업용과 같은 저용량의 보일러에는 사용되고 있지 않다.

그 이유는 석탄을 이용한 보일러의 경우 유류 또는 가스를 사용하는 보일러에 비해 뛰어난 경제성에도 불구하고, 사용과정에서의 환경적인 폐해와 공해방지 설비비용의 과다한 지출로 인해 사용이 극히 제한적이다.

아울러, 최근의 저탄소 경제체제로의 급속한 전환속에 연료특성상 많은 탄소배출이 불가피한 석탄 보일러의 사용은 점차 어려워질 전망이다.

기존의 석탄을 미분탄으로 사용하는 가정용 및 산업용 보일러의 버너를 보면, 스크류를 이용하여 버너 내부를 통과, 연료를 공급하는 방식과, 송풍기의 토출압력으로 1차 공기와 혼합하여 미분탄을 토출하는 방식 등이 있다.

이중 스크류 이송방식은 이송된 미분탄과 공기와의 혼합하는 시간이 작아 골고루 혼합하는데 문제가 있고, 이로 인해 미연소 미분탄이 많이 발생하는 현상을 보이고 있다.

또한, 이러한 스크류 이송방식의 문제점을 보완한 송풍기에서 토출되는 공기압을 이용한 방식 또한 연료공급의 정량공급 부분에서 문제점을 내제하고 있다.

즉, 송퐁기의 토출압을 이용하는 방식에서는 호퍼에서 교반장치 등을 통해 공기와 미분탄이 혼합되는 중공콘의 위치로 연료가 자연스럽게 내려오는 것과, 공기와 혼합된 연료가 버너노즐 쪽으로 토출되는 것을 전제로 하고 있으나, 실제 토출공기의 호퍼로의 역화현상 등으로 연료의 공급이 원활하게 이루어지지 않는 현상을 보이고 있다.

특히, 석탄을 미분한 연료와 달리 미분도가 상대적으로 부족하고(30∼40메쉬), 수분함유량이 상대적으로 높은(수분함유량 10∼15%) 바이오매스 연료를 사용할 경우에는 연료뭉침 현상 등으로 인해 원활한 연료공급에 큰 문제점을 드러내고 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 팜열매를 팜유 등으로 이용하고 난 후 생기는 껍질을 건조하여 미분으로 분쇄하고, 이렇게 분쇄한 미분연료를 보일러 등의 열원 에너지로 사용하고, 또 열원 에너지를 연소시키는 과정에서 바이오매스 미분연료의 원활한 정량 공급수단, 미분연료와 공기와의 완벽한 혼합수단 등을 채용하여, 미분도가 다소 떨어지거나 수분함유량이 높은 상태, 즉 적정한 비용수준의 미분도 및 수분함유량 상태에서도 우수한 연소특성을 보이는 새로운 형태의 연소 시스템을 구현함으로써, 저비용의 바이오매스 미분연료를 이용하여 연소 효율을 높일 수 있을 뿐 아니라 미분연료를 완전 연소시킬 수 있는 바이오매스 미분연료 연소 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 바이오매스 미분연료 연소 장치는 보일러 본체와, 버너와, 미분연료 공급장치를 포함하는 한편, 특히 상기 미분연료 공급장치는 일정량의 미분연료를 저장하고 있는 미분연료 저장탱크, 상기 미분연료 저장탱크측과 연결되어 그 내부에 저장되어 있는 미분연료를 송풍식 혼합장치측으로 이송시키는 스크류 이송장치, 상기 스크류 이송장치의 토출측에 설치되며 이송되는 미분연료를 정량 토출시키는 로터리 밸브, 흡입측은 로터리 밸브와 연결되는 동시에 토출측은 버너의 내부와 연결되며 로터리 밸브측에서 정량 토출되는 미분연료를 흡입측을 통해 공급받아 내부의 날개 회전을 이용하여 공기와 혼합시킨 후에 버너의 내부로 공급하는 송풍식 혼합장치 등을 포함하는 형태로 이루어져서, 바이오매스 미분연료의 원활한 공급과 공기와의 완벽한 혼합이 가능하도록 함으로써, 연소 효율을 높일 수 있고 완전연소를 이룰 수 있도록 된 것이 특징이다.

여기서, 상기 바이오매스 미분연료 연소 장치에는 스크류 이송장치의 토출측에 호퍼 저장부 및 로터리 밸브를 마련하여, 항상 일정량의 미분연료를 저장하고 있다가 로터리 밸브 작동을 통해 정량 토출함으로써, 미분연료 정량 공급에 차질이 없도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 바이오매스 미분연료 연소 방법은 팜열매로부터 팜유를 뽑아내고 남은 팜열매 껍질을 건조하는 단계와, 건조한 팜열매 껍질을 일정 메쉬로 미분쇄하는 단계와, 미분쇄한 팜열매 껍질 미분연료를 정량 공급하는 단계와, 공급되는 미분연료를 송풍식 혼합장치로 공기와 혼합하는 단계와, 공기와 혼합한 미분연료를 버너에 공급하여 완전 연소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제공하는 바이오매스 미분연료 연소 방법과 장치는 다음과 같은 장점이 있다.

팜열매 껍질을 미분쇄하여 얻은 미분연료를 사용하므로, 저렴한 비용으로 대량공급이 가능하며, 따라서 보일러 등의 열원 에너지로 사용하는데 매우 경제적이 다.

또, 로터리 밸브를 통해 미분연료, 예를 들면 팜열매 껍질을 미분쇄하여 얻은 미분연료의 정량 공급 및 공급량 제어가 가능하며, 송풍기의 흡입구를 통한 연료의 공급으로 공기의 역배출 등으로 인한 연료투입상의 모든 문제를 해결할 수 있다.

또, 송풍기 내부의 날개 회전을 통해 상대적으로 많은 수분함유량을 지닌 바이오매스 미분연료를 공기와 완벽하게 혼합시킬 수 있다.

또, 미분연료와 2차 공기의 와류를 유도할 수 있는 분기부재를 버너측에 설치하여 보일러 내부로 들어오는 2차 공기와 미분연료의 적절한 혼합을 유도함으로써, 버너를 통해 유입된 미분연료를 보일러 노 내에서 완벽하게 연소시킬 수 있다.

따라서, 미분도가 떨어지고 수분함유량이 높인 저비용의 바이오매스 미분연료를 완전연소시킬 수 있을 뿐 아니라 연소 효율을 높일 수 있으므로, 보일러 열효율을 높일 수 있고 연료비용을 절감할 수 있는 등 경제성 측면에서 우수한 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바이오매스 미분연료 연소 장치는 다소간 미분도가 떨어지거나, 수분함유량이 높은 바이오매스 미분연료를 효과적으로 정량 공급하고, 또 공기와 완벽하게 혼합하여, 완전연소 및 열효율을 높일 수 있는 연소 장치로서, 종래의 송 풍기 토출 공기압을 이용하는 방식이나 스크류 방식과는 전혀 다른 새로운 개념의 연소 장치이다.

여기서, 상기 바이오매스 미분연료 연소 장치에서 사용되는 미분연료는 팜열매 껍질 등을 미분쇄하여 미분연료 등과 같은 것을 사용할 수 있다.

상기 연소 장치의 일 예를 들면, 스크류 등 각종 연료운반기구에 의해 연료저장탱크에 공급된 미분연료를 로터리 밸브를 통해 정량 토출시키고, 토출된 미분연료를 버너측에 공급하기 위해 특수하게 제작된 송풍기, 즉 내구성을 위해 송풍기 날개 두께를 강화시킨 송풍기의 흡입구에 파이프 등을 통해 투입하며, 투입된 미분연료를 송풍기 내부의 날개 회전을 통해 완벽하게 공기와 혼합시킨 후, 송풍기 배출구를 통해 분사시키는 형태의 연소 장치이다.

그리고, 버너의 유입측에 분사되는 미분연료와 보일러 내부로 유입되는 2차공기와의 적절한 혼합을 유도하기 위해 와류발생 수단을 마련하여, 미분연료와 2차공기의 와류를 발생시킴으로써, 버너를 통해 유입된 미분연료를 보일러 노 내에서 완벽하게 연소시킬 수 있는 방식으로 이루어져 있다.

도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오매스 미분연료 연소 장치를 나타내는 정면도와 측면도이다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 바이오매스 미분연료 연소 장치는 보통의 연소 장치와 마찬가지로 보일러 본체(10) 및 버너(11), 점화장치(미도시) 등을 포함하며, 특히 미분도가 떨어지고 수분함유량이 높은 바이오매스 미분연료를 효과적으로 제공하는 미분연료 공급장치(12)를 포함한다.

상기 미분연료 공급장치(12)는 크게 세부분으로 구분될 수 있는데, 즉 미분연료를 이송하는 부분, 미분연료를 정량 토출하는 부분, 미분연료를 공기와 적절히 혼합한 후에 이를 버너측에 공급하는 부분으로 구분될 수 있다.

미분연료의 이송은 스크류 방식을 통해 이루어진다.

예를 들면, 보일러 본체(10)의 일측에는 호퍼형 구조를 갖는 미분연료 저장탱크(13)가 마련되고, 이곳에는 적당한 미분도와 수분함유량을 갖는 미분연료 형태의 미분연료가 일정량 저장된다.

그리고, 상기 미분연료 저장탱크(13)에 들어 있는 미분연료를 이송시키기 위한 수단으로 스크류 이송장치(15)가 마련된다.

상기 스크류 이송장치(15)는 미분연료의 이송통로 역할을 하는 관(19), 상기 관(19)의 내부에 설치되어 미분연료를 한 쪽으로 이송시키는 스크류(20), 상기 스크류(20)의 구동을 위한 이송용 모터(21) 등을 포함하는 형태로 이루어진다.

상기 관(19)은 미분연료 저장탱크(13)의 하부와 통하는 구조로 연결된 후에 보일러 높이수준까지 경사지게 상향 연장되는 형태로 마련되고, 그 끝에는 스크류(20)측과 연결되는 이송용 모터(21)가 설치된다.

이에 따라, 상기 이송용 모터(21)의 작동에 의해 스크류(20)가 가동되면 미분연료 저장탱크(13) 내의 미분연료를 위로 끌어올리는 형태로 이송시킬 수 있게 된다.

특히, 본 발명에서는 미분연료를 정량 공급하는 수단을 제공하며, 이렇게 정해진 양의 미분연료가 항상 공급되므로서, 공기와의 혼합이 적절히 이루어질 수 있 고, 또 보일러 내에서 미연소되는 미분연료가 없도록 할 수 있다.

이를 위하여, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 스크류 이송장치(15)의 토출측, 예를 들면 이송용 모터(21)와 인접한 관(19)의 상단부분에는 일정한 용적의 호퍼 저장부(17)가 마련되고, 이때의 호퍼 저장부(17)의 배출측에는 로터리 밸브(16)가 설치된다.

이에 따라, 스크류 이송장치(15)의 가동에 의해 위로 올려져 이송되는 미분연료는 호퍼 저장부(17) 내에 쌓이게 되고, 이렇게 축적된 미분연료는 로터리 밸브(16)의 작동에 의해, 즉 날개차의 회전에 의해 정해진 양의 미분연료가 정량 토출될 수 있게 된다.

여기서, 상기 로터리 밸브는 모터(미도시)에 의해 구동되는 형식의 로터리 밸브를 적용할 수 있다.

그리고, 상기 로터리 밸브(16)는 제어부(28)에 의해 날개차 회전속도가 제어될 수 있고, 결국 미분연료의 공급량, 공급주기 등이 조절될 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는 미분연료와 공기의 완벽한 혼합을 위한 수단으로 송풍식 혼합장치(14)를 제공한다.

상기 송풍식 혼합장치(14)는 강력한 날개(22)의 회전력을 통해 흡입한 공기와 미분연료를 강제로 혼합시켜주는 기능을 수행하며, 혼합용 모터(23)를 동력원으로 사용된다.

이러한 송풍식 혼합장치(14)는 버너(11)측과 인접한 보일러 본체(10)의 일측에 설치되며, 장치의 흡입구(24)는 로터리 밸브(16)측에서 연장되는 라인(25a)과 연결되고, 장치의 토출구(16)와 버너(11) 사이에는 공기와 혼합된 미분연료의 투입을 위한 라인(25b)이 연결된다.

이때, 상기 장치의 흡입구(24)와 라인(25a) 간의 연결은 미분연료 투입은 물론 공기의 흡입이 가능한 연결상태, 예를 들면 흡입구의 직경보다 라인의 직경을 작게 한 연결상태를 유지하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 흡입구(24)를 통해 흡입된 미분연료는 날개(22)의 회전에 의해 공기와 완벽하게 섞이게 되고, 이렇게 적절히 혼합된 상태 그대로 토출구(26)를 빠져나가 버너(11)측에 제공될 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는 버너(11)가 속해 있는 보일러 본체(10)의 내부로 공급되는 미분연료와 보일러 내부로 유입되는 2차 공기를 보다 효과적으로 혼합시켜줄 수 있는 수단을 제공한다.

이 수단에 의해 미분연료와 공기가 한차례 더 적절히 혼합되므로, 즉 송풍식 혼합장치(14)에 의해 미분연료와 공기가 한차례 혼합된 후에 보일러 내부로 유입되는 2차 공기에 의해 한차례 더 혼합되므로, 미분연료가 공기 속에 완전히 분산되면서 연소 효율을 높일 수 있고, 또 완전연소를 도모할 수 있게 되는 것이다.

이를 위하여, 도 4에 도시한 바와 같이, 버너(11)의 미분연료 유입측에는 그 내부에 중심을 향해 방사상으로 배치되는 다수의 와류 발생용 바(18)가 설치되고, 이렇게 설치되는 와류 발생용 바(18)에 의해 공기의 흐름이 간섭을 받으면서 와류를 일으키게 되므로서, 보일러 내부로 들어오는 2차 공기와 미분연료를 적절히 혼합되면서 분산될 수 있게 되는 것이다.

여기서, 미설명 부호 27은 버너(11)에 설치되는 점화용 버너노즐을 나타낸다.

따라서, 이와 같이 구성되는 바이오매스 미분연료 연소 장치의 미분연료 공급에서부터 연소되는 과정까지의 상태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 미분연료 저장탱크(13)에 적당한 미분도와 수분함유량을 갖는 바이오매스 미분연료를 채워넣는다.

이때의 바이오매스 미분연료는 굳이 비용이 많이 드는 50메쉬 이상의 미분도나 5% 미만의 수분함유량을 갖는 것을 사용하지 않아도 무방하다.

그 이유는 후술하는 바와 같이 공정의 특성상 정량 공급이 가능하고 완벽한 공기와의 혼합이 가능하기 때문이다.

미분연료 공급장치(12)의 이송용 모터(21)가 가동하면서 미분연료 저장탱크(13) 내의 미분연료는 스크류(20)에 의해 이송되어 관(19)의 상측에 있는 호퍼 저장부(17)의 내부에 채워지게 된다.

계속해서, 호퍼 저장부(17)에 채워진 미분연료는 로터리 밸브(16)의 작동에 의해 정해진 양만큼 순차적으로 아래로 배출되고, 이렇게 배출되는 정량의 미분연료는 라인(25a)을 통해 송풍식 혼합장치(14)의 흡입구(24)를 통해 장치 내부로 공급된다.

이때, 로터리 밸브(16)를 통해 정량 배출되는 미분연료의 배출주기는 보일러 운전상태를 관장하는 제어부(28)의 제어 의해 보일러의 연소상황과 맞물려 설정될 수 있다.

계속해서, 송풍식 혼합장치(14)의 내부로 들어온 미분연료는 날개(22)의 회전력에 의해 흡입된 공기와 뒤섞이면서 완벽하게 혼합될 수 있게 되고, 이렇게 혼합된 상태 그대로 토출구(26) 및 라인(25b)을 통해 버너(11)측으로 공급된다.

다음, 버너(11)의 내부로 공급된 공기 및 미분연료의 혼합체는 보일러 내부로 흡입되는 2차 공기와 한 차례 더 섞이게 되는데, 이때에는 와류 발생용 바(18)에 의해 와류를 형성하면서 섞이게 되므로, 좀더 미분연료와 공기 간의 혼합효율이 좋아질 수 있게 된다.

이렇게 두 차례에 걸쳐 공기와 효과적으로 혼합된 미분연료가 점화와 함께 보일러 내에서 연소되는 것으로 미분연료 공급에서부터 연소까지의 과정이 모두 완료된다.

이와 같이, 본 발명에서는 스크류 방식을 이용한 미분연료의 공급, 로터리 밸브를 통한 미분연료의 정량 토출, 송풍수단을 이용한 미분연료와 공기의 완벽한 혼합 등을 연계시켜 미분연료를 연소하는 방식을 구현함으로써, 종전 공기의 역배출 등과 같은 연료투입과 관련한 제반 문제점을 해결할 수 있을 뿐 아니라, 무엇보다도 송풍기 내부의 날개 회전을 통해 낮은 미분도 및 상대적으로 많은 수분 함유량을 갖는 바이오매스 미분연료를 완벽하게 혼합할 수 있어 비용절감을 도모할 수 있는 등 매우 경제적으로 보일러를 운용할 수 있는 이점이 있다.

한편, 바이오매스 미분연료를 연소하는 방법에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오매스 미분연료 연소 방법을 나타내는 블럭도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 연소 방법은 팜열매를 팜유 등으로 이용하고 난 후에 생기는 껍질을 건조하여 미분으로 분쇄하고, 이렇게 분쇄한 미분연료를 보일러의 열원 에너지로 사용하여 연소시키는 방법이다.

먼저, 팜열매로부터 팜유를 뽑아내고 남은 팜열매 껍질을 건조하는 단계를 수행한다.

팜열매로부터 팜유를 제조한 후에 생기는 팜열매 껍질을 습득하여 이를 상온이나 일정 온도 조건에서 건조시킨다.

이때, 본 발명에서 제공하는 연소 장치의 특성을 최대한 이용할 수 있으므로, 팜열매 껍질은 어느 정도 수분함유량이 높아도 완전연소시키는데 전혀 문제가 없게 된다.

다음, 건조한 팜열매 껍질을 일정 메쉬로 미분쇄하는 단계를 수행한다.

즉, 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 덩어리 형태의 건조한 팜열매 껍질을 미세한 가루 형태로 분쇄한다.

마찬가지로, 본 발명에서 제공하는 연소 장치의 특성을 최대한 이용할 수 있으므로, 이때의 미분연료의 미분도 또한 다소 떨어져도 완전연소시키는데 전혀 문제가 없게 된다.

다음, 미분쇄한 팜열매 껍질 미분연료를 정량 공급하는 단계를 수행한다.

이때에는 스크류 방식으로 미분연료를 이송 공급할 수 있으며, 로타리 밸브의 작동을 통해 일정량씩 정량 공급할 수 있다.

다음, 정량 공급되는 미분연료를 송풍식 혼합장치로 공기와 완벽하게 혼합하 는 단계를 수행한다.

팜열매 껍질 등으로 만든 바이오매스 미분연료와 같은 고체 연료는 공기와 충분한 혼합이 이루어져야 열효율을 높일 수 있고, 또 탄소배출을 줄이면서 완전 연소를 시킬 수 있으므로, 송풍장치의 회전날개를 이용하여 흡입되는 미분연료와 공기를 충분히 혼합한 후에 이때의 송풍력을 그대로 이용하여 버너측으로 공급한다.

다음, 공기와 혼합한 미분연료를 버너에 공급하여 완전 연소시키는 단계를 수행한다.

즉, 상기 송풍식 혼합장치로부터 공급되는 공기와 미분연료의 혼합물을 버너의 내부에 강하게 분사함으로써, 공기와 미분연료의 적절한 혼합상태로 인해 미연소되는 부분없이 버너 내에서 완전히 연소시킬 수 있다.

이때, 버너의 내부로 분사되는 혼합상태의 공기와 미분연료는 보일러 내부로 유입되는 2차 공기와 와류를 일으키면서 한차례 더 혼합되므로서, 공기와 미분연료는 완벽한 혼합상태에서 연소될 수 있고, 따라서 미분연료의 완전연소와 더불어 열효율을 향상시킬 수 있다.

이상으로 본 발명에 따른 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명이 상술한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오매스 미분탄 연소 장치를 나타내는 정면도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오매스 미분탄 연소 장치를 나타내는 측면도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오매스 미분탄 연소 장치에서 로터리 밸브의 미분연료 공급과정을 나타내는 개략도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오매스 미분탄 연소 장치에서 버너측 와류발생수단을 나타내는 개략도

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오매스 미분연료 연소 방법을 나타내는 블럭도

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오매스 미분연료 연소 방법에서 팜열매 껍질의 분쇄 전후 모습을 보여주는 사진

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 보일러 본체 11 : 버너

12 : 미분연료 공급장치 13 : 미분연료 저장탱크

14 : 송풍식 혼합장치 15 : 스크류 이송장치

16 : 로터리 밸브 17 : 호퍼 저장부

18 : 와류 발생용 바 19 : 관

20 : 스크류 21 : 이송용 모터

22 : 날개 23 : 혼합용 모터

24 : 흡입구 25a,25b : 라인

26 : 토출구 27 : 점화용 버너노즐

28 : 제어부

Claims (4)

1. 보일러 본체(10)와, 버너(11)와, 미분연료 공급장치(12)를 포함하는 바이오매스 미분연료 연소 장치에 있어서,

   상기 미분연료 공급장치(12)는 일정량의 미분연료를 저장하고 있는 미분연료 저장탱크(13)와, 상기 미분연료 저장탱크(13)측과 연결되어 그 내부에 저장되어 있는 미분연료를 송풍식 혼합장치(14)측으로 이송시키는 스크류 이송장치(15)와, 상기 스크류 이송장치(15)의 토출측에 설치되며 이송되는 미분연료를 정량 토출시키는 로터리 밸브(16)와, 흡입측은 로터리 밸브(15)와 연결되는 동시에 토출측은 버너(11)의 내부와 연결되며 로터리 밸브(15)측에서 정량 토출되는 미분연료를 흡입측을 통해 공급받아 내부의 날개 회전을 이용하여 공기와 혼합시킨 후에 버너(11)의 내부로 공급하는 송풍식 혼합장치(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오매스 미분연료 연소 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 스크류 이송장치(15)의 토출측에는 일정한 용적의 호퍼 저장부(17)가 마련되어, 항상 일정량의 미분연료를 저장하고 있다가 로터리 밸브(15)의 작동에 의해 정량 토출함으로써 미분연료 정량 공급에 차질이 없도록 된 것을 특징으로 하는 바이오매스 미분연료 연소 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 버너(11)의 미분연료 유입측에는 보일러 내부로 들어오는 2차 공기와 미분연료를 적절한 혼합을 위하여 와류 발생을 유도하는 다수의 와류 발생용 바(18)가 구비되는 것을 특징으로 하는 바이오매스 미분연료 연소 장치.
4. 팜열매로부터 팜유를 뽑아내고 남은 팜열매 껍질을 건조하는 단계;

   건조한 팜열매 껍질을 일정 메쉬로 미분쇄하는 단계;

   미분쇄한 팜열매 껍질 미분연료를 정량 공급하는 단계;

   공급되는 미분연료를 송풍식 혼합장치로 공기와 혼합하는 단계;

   공기와 혼합한 미분연료를 버너에 공급하여 완전 연소시키는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오매스 미분연료 연소 방법.

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