KR20120038042A - 바이오 매스 및 폐기물 연료를 이용하는 연소기의 선회 유동 연소 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바이오 매스 및 폐기물 연료를 이용하는 연소기의 선회 유동 연소 장치에 관한 것이다.
본 발명은 분리판의 중앙부위에 고정되는 공기 분사 노즐들은 상단부가 관통되는 수직 분사공이 형성되어 수직 상방을 향하여 고정되고, 수직 상방을 향하여 고정되는 공기 분사 노즐의 양쪽에 위치되도록 고정되는 공기 분사 노즐들은 상단부의 외주면으로 관통되는 수평 분사공이 형성되어 상기 수평 분사공이 중앙 부위에 고정되는 공기 분사 노즐을 향하여 고정되고, 수직 분사공이 형성된 공기 분사 노즐은 수직 방향으로 공기를 공급하여 연료를 부상시키고, 수평 분사공이 형성된 공기 분사 노즐은 중앙을 향하는 방향으로 공기를 공급하여 바닥에 연료가 쌓이지 않게 하여 연료의 연소시 충분한 공기를 공급 가능하도록 하며, 연소실의 분리판에 의하여 하부의 연소용 공기를 공기 분사 노즐을 통하여 상부로 공급 되면서 연료를 유동화 시킴으로서 연료가 공기와 접촉하는 시간이 길어지게 하여서 유동층에서의 연소가 활발하게 이루어지는 유동층을 가지고 가스와 연료의 미립자 물질이 신속하게 유동하며 혼합될 수 있게 하여 연소가 잘 이루어 질 수 있고, 연소시 발생하는 회분 및 연소 생성 물질이 공기 분사 노즐을 통하여 역류하는 것을 방지할 수 있는 것이다.

Description

바이오 매스 및 폐기물 연료를 이용하는 연소기의 선회 유동 연소 장치{.}

본 발명은 바이오 매스(biomass)와 같은 고체연료와 알디에프(Refuse Derived Fuel, RDF) 및 알피에프(Refuse Plastic Fuel, RPF)와 같은 고형화 연료를 사용하는 연소기에서 강압 팬에 의하여 공급되는 압력 공기를 여러 종류의 노즐을 구비한 분리판을 통하여 연소실로 공급하여 연소실 내에서 연소상태를 선회 유동화하여 가스와 연료의 미립자 물질이 유동하며 혼합될 수 있게 하여 연소가 이루어 질 수 있게 되는 연소기의 선회 유동 연소 장치에 관한 것이다.

보다 구체적으로는 연료의 연소시 충분한 공기를 공급 가능하도록 하며, 연소실의 분리판에 의하여 하부의 연소용 공기를 노즐을 통하여 상부로 공급 되면서 연료를 유동화 시킴으로서 연료가 공기와 접촉하는 시간이 길어지게 하여서 유동층에서의 연소가 활발하게 이루어지는 유동층을 가지고 가스와 연료의 미립자 물질이 신속하게 유동하며 혼합될 수 있게 하여 연소가 잘 이루어 질 수 있고, 연소시 발생하는 회분 및 연소 생성 물질이 노즐을 통하여 역류하는 것을 방지할 수 있는 바이오 매스 및 폐기물 연료를 이용하는 연소기의 선회 유동 연소 장치에 관한 것이다.

Biomass는 생명체(bio)와 덩어리(mass)를 결합시킨 용어로 동물체, 농산물이나 임산물 등의 식물체나 클로렐라나 스피루리나 등의 미생물 등을 에너지원으로 이용하는 것으로, 이것들을 열분해시키거나 발효시켜 메테인?에탄올?수소와 같은 연료로 채취한 것이다.

RDF는 폐지, 폐플라스틱 등과 같은 가연성 생활폐기물을 이용하여 제조되는 고형 연료 제품으로 전 세계적으로 심화되고 있는 지구 온난화 현상을 완화시키기 위하여 선진국과 개도국이 공동으로 추진하는 온실기체 감축사업인 청정 개발 체제(CMD, Clean Development Mechanism)사업의 일환으로서 최근 리사이클 에너지를 얻는 방법으로 큰 주목을 받고 있는 에너지이다. 이는 석유 등의 화석 연료 고갈에 따른 장래 공급 불안, 지구 환경문제, 자원을 효율적으로 이용하기 위한 새로운 에너지 도입 측면의 관점에서 효율적이고 귀중한 에너지 공급 수단이다.

RPF는 폐플라스틱을 주원료로 만든 고형연료로 압축성형시 일정한 규격을 유지하고 취급이 용이하여 수송과 저장성이 우수하며, 특히 RDF와 비교하면 폐지와 플라스틱의 혼합비율을 조절하여 원하는 열량을 얻을 수 있는데, 그 열량이 높아서 화석연료와 동등한 6,000~9,000Kcal의 고위발열량을 나타낸다. 또한 품질이 안정하여 연소시 환경오염을 줄일 수 있는 재생에너지로서 각종 산업용 보일러를 비롯해서 시멘트 킬른 소성용 연료와 제철소에서 철광석 환원제로 사용되는 코크스를 대체할 수 있는 것이다.

농업, 임업 부산물의 고체연료나 쓰레기 폐기물의 고형화 연료를 연소시키기 위하여 방향성을 가진 노즐을 구비한 분리판으로 분리된 수평유동층 연소실을 가진 보일러를 이용하여 소정 용량의 온수 또는 증기를 생산하도록 구성함으로써 버려지는 자원을 에너지화하여 화석연료에 의한 환경오염을 개선시킬 수 있는 수평형 선회 유동층 연소 보일러 장치는 다양한 구조가 제안되었다.

선회 유동 연소 방식으로는 선회류형 유동상 소각로(Twin-Interchanging Fluidized-bed Incinerator, TIF)와 내부 순환형 유동상 보일러(Internally Circulation Fluidized-bed Boiler, ICFB)가 알려져 있다.

선회류형 유동상소각로는 기계적 가동 부분이 없이 소각로 하부에서 공급되는 공기의 속도차에 의해 유동하는 공기량과 경사진 노상 및 반사판 효과의 3가지 요소에 의해 강력한 선회운동을 하며, 일반 쓰레기뿐만 아니라 발열량이 낮은 하수 슬러지도 완전 연소시킬 수 있는 기술로서 최근에는 고발열량 폐기물과 슬러지의 혼합소각을 통하여 보조연료 없이 슬러지 소각을 행하는 유동상 혼합 소각 시스템이 많이 보급되고 있다.

내부 순환형 유동상 보일러는 중앙부에서 유동 모래가 선회 유동하는 연소실로 투입되어 완전 연소되며, 고온화된 모래는 좌우의 열회수실에 유입되어 층내 관내의 보일러수를 가열한 후 다시 연소실로 돌아오는 순환을 반복하여 에너지 회수를 극대화할 수 있는 것이다. 이러한 ICFB는 연소실과 열회수실이 일체형이기 때문에 효율적인 연소가 가능하며, 연료내 불연물을 용이하게 배출하는 구조로 되어 있어 폐타이어, 폐목재, RDF, 슬러지, 생활폐기물 등 다양한 폐기물을 소각하여 고효율 발전을 수행할 수 있는 것이다.

상기한 연소실은 바이오 매스와 RDF 및 RPF와 같은 고형화 연료를 연소시키기 위하여 압력 공기를 분사하는 노즐을 구비한 분리판으로 분리되는 수평 유동층을 구비한다. 이러한 유동층 연소는 석탄 연소용 대형 발전소에서 많이 사용하는 기술로 연료를 모래등과 같은 부유매질을 이용하여 유동층을 만들어서 대형 연소실에서 많은 양의 연료를 연소시킬 수 있도록 구성된다.

고형화된 폐기물 연료는 쓰레기 중에서 분리 수거된 플라스틱 계열을 모아서 연료로 만든 것으로 정부의 자원절약과 재활용 촉진에 관한 법률과 그 시행령 및 시행 규칙에 따라 만들어 지고 있으나 기존의 스토커 타입 연소나 버너 타입 연소로는 연소 기술 및 장비가 충분히 수요를 충족시키지 못하고 있다.

일반적으로, 국내에서 우드칩이나 펠렛 등과 같는 고체연료나 RPF, RDF 등 고형화된 폐기물 연료의 연소는 그레이트 위에서 연소하는 스토커 방식이 일반적이며 최근에 유동층 원리를 이용한 버너 타입으로 연소를 하는 장치가 나오고 있다.

그러나, 고체 연료는 연소시간이 길고 발열량이 낮은 반면에 고형화 연료는 발열량이 큰 이유로 연소시 많은 공기를 필요로 하여 기존의 스토커 방식으로 연소시 불완전 연소에 따르는 여러가지 문제점이 발생할 우려가 있으며 버너 타입의 연소기는 크기가 커서 소형화하는데 제한적인 요소가 있다.

종래 순환 유동층 보일러의 일반적인 구조를 도 1 및 도 2에 나타내었다.

이 도면을 참조하면, 순환 유동층 보일러는 송풍기(1)와 연결되는 공기 공급관(2)에서 상부와 하부로 분리된 본체(3)로 공기를 공급하도록 구성되는데, 상기 공기 공급관(2)은 본체(3) 하부에 연결되어 연소용 공기를 공급하고, 상기 공기 공급관(2)에서 상부로 분기되는 분기관(2a)은 공기 공급관(2) 보다 작은 크기로 형성되면서 연료 이송 장치(4)로부터 연료가 공급되는 연료 투입 호퍼(5)의 하단부에 연결되어 본체(3)로 연료를 공급하게된다.

본체(3)는 원통형으로 형성되면서, 내부 중앙에 고정되는 분리판(6)에 의하여 상부와 하부로 분리되는데, 상부 공간은 상기 분기관(2a)과 연결되어 연료가 공급되는 연소실(7)이 되고, 하부 공간은 공기 공급관(2)이 연결되는 공기 공급실(8)이 되어 순수한 연소용 공기가 공급된다.

상기 분리판(7)은 적정한 간격을 두고 다수개의 공기 분사 노즐(9)이 고정되어 공기 공급실(8)로부터 연소에 필요한 공기를 연소실(7)로 공급한다.

연소실(7)의 상부에는 열회수를 수행하기 위하여 연관식 보일러의 전형적인 형태로 되는 열교환기(H)가 형성되어 있다.

상기와 같은 순환 유동층 보일러에 있어서는, 연소실(7) 내에서 공기 분사 노즐(9)로부터 강제 송풍되는 유동용 공기에 의해 연소실(7)에 투입되는 연료를 모래나 재, 또는 석회석 등으로 이루어지는 보조재와 함께 혼합 유동화시키면서 연소시켜 난방용 또는 발전용 증기 터빈을 가동시키기 위한 열원을 발생시킨다.

순환 유동층 보일러 연소기의 연료는 입자의 직경이 미세하게 분쇄된 것이나 입자가 큰 것은 유동을 방해하면서 비반응 가연성분이 되어 가연가스와 함께 노의 외측에 운반된다. 따라서, 사전처리로서 분쇄기 등을 사용하여 기화물질을 분쇄할 때에 균일한 크기의 입자로 만드는 것이 필요할 뿐만 아니라, 유동층의 형성 조건도 중요한 고려의 대상이 되어야 한다.

통상적인 연소기에서의 유동층은 대체로 수평한 다공판으로 되어 공기 분사 노즐(9)이 고정되는 분리판(6)에 의하여 본체(3)의 내부 공간을 이루게 되는데, 도 2에서 보는 바와 같이 원통형인 본체(3)에서 판상체인 분리판(6)에 의하여 형성되는 연소실(7)의 공간 구조와 분리판(6)에 고정되면서 한쪽 방향만으로 공기를 분사하는 공기 분사 노즐(9)의 설치 구조에 의하면 연소실(7) 내에서 원활한 유동층이 형성되기를 기대하기 어렵다.

RDF는 플라스틱 함량이 70% 미만의 가연성 폐기물을 압축시켜 연료화 한 것이고, RPF는 플라스틱 함량이 70%이상의 가연성 폐기물을 압축시켜 연료화 한 것이으로, 수은, 카드뮴, 납, 비소 등과 같은 중금속을 포함하고 있어서 제조시에는 고형연료제품의 품질?등급기준에 적합하게 제조되어야 하고, 유해물질을 함유한 소각재에 해당할 경우 지정폐기물로 분류되어, 관련법규의 지정폐기물 처리방법 및 기준에 따라 처리하여야 함으로 연소단계에서의 연소효율은 연료의 경제적인 사용과 소각재에 잔존하는 유해성분의 함량과도 밀접한 관계를 가지게 된다. 즉 연소효율이 높을수록 연료의 사용량이 줄어들고, 완전연소에 따르는 유해성분의 함량도 그만큼 감소하게 되어 지정폐기물의 처리가 보다 수월하게 이루어질 수 있게 된다.

본 발명은 RDF, RPF 및 BIOMASS 등과 같은 고형화 및 고체 연료를 연소시키기 위하여 방향성을 지닌 공기 분사 노즐을 구비한 분리판으로 분리된 수평 유동층 연소장치에서 기존 소형 연관식 보일러의 연소실 구조를 개선하여 동체 및 연관은 그대로 사용할 수 있게 하고, 연소실의 구조는 연료가 정체되면서 연소되던 것을 유동화 시켜서 연소되게 함으로서 연료와 압력 공기의 유동에 의하여 적은 면적에서도 연료가 공기와 접촉하는 면적을 크게 함으로서 연소가 잘 이루어질 수 있는 선회 유동 연소 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 기술적인 특징은 연소실 내부에 다수개의 공기 분사 노즐이 설치되는 분리판이 설치되어 연소실 입구로부터 상부와 하부로 구분되어 송풍기에 의하여 공기를 공급하는 공급관으로부터 보조 공급관이 분기되어 상기 분리판으로 분리된 상부와 하부에 연결되면서 상부에 연결되는 보조 공급관은 비교적 작은 유로를 형성하여 공기공급 속도에 의하여 연료가 공급되고, 하부에 연결되는 공기 공급관은 보조 공급관의 유로보다 큰 유로로 형성되어 상기 공기 분사 노즐을 통하여 분사되는 연소용 공기를 공급하는 선회 유동 연소실에 있어서, 분리판의 중앙부위에 고정되는 공기 분사 노즐들은 노즐 상단부가 관통되는 수직 분사공이 형성되어 수직 상방을 향하여 고정되고, 수직 상방을 향하여 고정되는 공기 분사 노즐의 양쪽에 위치되도록 고정되는 공기 분사 노즐들은 노즐 상단부의 외주면으로 관통되는 수평 분사공이 형성되어 상기 수평 분사공이 중앙 부위에 고정되는 공기 분사 노즐을 향하여 고정되어, 수직 분사공이 형성된 노즐은 수직 방향으로 공기를 공급하여 연료를 부상시키고, 수평 분사공이 형성된 노즐은 중앙을 향하는 방향으로 공기를 공급하여 바닥에 연료가 쌓이지 않게 되는 것을 특징으로 한다.

상기 연소실 후방에는 노즐 상단부의 외주면으로 관통되는 수평 분사공이 형성되는 공기 분사 노즐이 전방을 향하여 설치하면 연료가 연소실의 후부 바닥에 쌓이지 않게 된다.

또한 분리판의 중앙부위가 아래쪽을 향하도록 판상의 곡면체로 형성되면 선회 유동이 더욱 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

바람직하게 상기 연소실은 연소실을 지난 후부 격벽 뒤에는 공간을 두어 무게를 갖는 연소 생성물이 낮은 유속에 의하여 자체 무게로 낙하하는 공간이 형성된다.

즉, 본 발명은 연소기에서 공기공급실과 연소가 일어나는 연소실을 구분하는 분리판에서 공기 분사 노즐의 공기 분사 방향을 다각화하여 선회 유동 기류가 원활하게 형성되게 하고, 보다 바람직하게는 분리판을 곡면체로 형성하여 아래로 처지게 함으로서 연소실 체적을 증가시켜서 선회유동연소가 잘 이루어지도록 기존에 평면형상으로 되는 분리판과 노즐의 분사 방향 구조를 개선한 것이다.

이와 같은 본 발명은 방향성을 지닌 노즐을 구비한 분리판으로 분리된 수평 유동층 연소 장치로서 연소실 중앙 상부를 향하는 수직 유동층과, 상기 수직 유동층의 하부를 향하여 수평 방향으로 작용하는 수평 유동층이 혼합되는 유동층이 대칭을 이루는 2개의 환형상의 선회류를 형성시켜서, 연료와 공급 공기가 균일한 농도를 이루게 됨으로써, 연소 효율을 증가시킬 뿐 아니라 유동화에 필요한 에너지 소모를 감소시킬 수 있다.

따라서 대형발전소의 유동층 연소와는 달리 소형 연소실에서 부유매질이 없이 수평형의 연소실에서 하부와 상부의 분리판에 노즐에 의한 공기 분사로 연료의 유동을 만들어 주는 방법으로 연소를 시키데 되는 것으로, 여기서 발생된 열을 직접 또는 간접적으로 이용하여 스팀, 또는 온수를 생산함으로서 난방이나 발전 등을 할 수 있다.

본 발명은 BIOMASS 등 고체연료와 RDF 및 RPF 등 고형화 연료가 방향성을 지닌 노즐을 구비한 분리판으로 분리된 수평 유동층 연소장치를 통하여 연소가 잘 이루어 질 수 있도록 연소장치를 개선함으로서 RPF 나 RDF 등의 폐기물 쓰레기 처리문제를 해결함과 동시에 농가의 비닐 하우스 등에서 값싼 BIOMASS 연료로 비닐하우스에 열을 공급 할 수 있도록 하는 소형 유동층 보일러를 제작 가능토록 하여 환경개선과 난방비 절감의 효과를 얻을 수 있다.

또한 연소실 내부로 투입된 고형화 연료를 회전시켜서 점화면적을 넓힘으로써 연소율을 높일 수 있고, 연료가 미연소 됨이 없이 완전연소시킬 수가 있어서 환경기준치에 적합한 배기가스의 배출기준을 충족시켜줄 수 있다

도 1은 종래 연소기의 단면도
도 2는 종래 연소기에서 노즐 분사 유동상태를 나타낸 단면도
도 3은 본 발명이 적용된 연소기의 일부를 분해한 사시도
도 4는 본 발명이 적용된 연소기의 내부를 나타낸 절단 사시도
도 5는 본 발명이 적용된 연소기의 정단면도
도 6은 본 발명이 적용된 연소기의 측단면도
도 7은 본 발명의 노즐 고정판의 사시도
도 8은 본 발명의 노즐 분사 상태를 나타낸 일부 확대 평면도
도 9는 본 발명의 노즐을 일부 절개한 사시도
도 10은 본 발명의 노즐 헤드의 평단면도
도 11은 본 발명에 의한 노즐 분사 유동 상태를 나타낸 측단면도
도 12는 본 발명에 의한 노즐 분사 유동 상태를 나타낸 측단면도

본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시예에 의하여 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 3 내지 도 11은 본 발명의 실시예와 관련된 도면을 보여주고 있다.

먼저 도 3은 본 발명 실시예의 일부를 분리산 사시도이고, 도 4 및 도 5는 전단면 상태를 나타낸 일부 분해 사시도와 단면도를 각각 보여주고 있다.

이들 도면에서 참조되는 바와 같이 본 발명이 적용되는 연관식 순환 유동층 보일러는 통상적인 구조와 같이 송풍기(10), 공기 공급관(20), 연료 이송 장치(30), 연료투입호퍼(40) 및 분리판(50)을 구비하는 본체(60)로 구성된다.

송풍기(10)는 공기 공급관(20)과 연결되어, 본체(50)로 일정 이상의 입력을 보유한 공기를 송풍한다.

공기 공급관(20)은 본체(50)에 보울트(200)로 고정되는 플랜지(201)에 형성되는데, 상부로 분기관(202)이 형성되어 송풍기(10)에서 공급되는 공기 중의 일부가 분기관(202)을 경유하여 본체(60)로 연료 투입 호퍼(40)에서 배출되는 연료와 함께 본체(60)로 공급된다. 상기 분기관(202)은 공기 공급관(20)보다 작은 직경을 가지고 있다.

연료 공급 장치(30)는 바이오 매스와 같은 고체연료와 RDF 및 RPF와 같은 고형화 연료의 적정량을 연료 투입 호퍼(40)로 정량 공급한다.

연료 투입 호퍼(40)는 하단부가 분기관(202)의 상부와 연결되어 분기관(202)을 흐르는 공기의 압력차에 의하여 분기관(202)으로 유입되어 본체(60)로 공급된다.

분리판(50)은 도 4 내지 도 7에서 보는 바와 같이 중앙부위가 아래쪽을 향하도록 판상의 곡면체로 형성되어 본체(60) 내부에 고정되면서 본체(60) 내부 공간을 상부와 하부로 분할하여 상부는 연소실(600)을 이루고, 하부는 공기 공급실(601)을 이룬다.

이러한 분리판(50)은 도 4 내지 도 8에서 보는 바와 같이 적정한 간격을 두고 다수개의 공기 분사 노즐(500)이 고정되는데, 분리판(50)의 본체(60)의 길이 방향으로 고정되는 중앙 부위의 공기 분사 노즐(500a)은 도 9의 (가) 및 도 10의 (가)에서 보는 바와 같이 수직 방향으로 개방되는 수직 분사공(501)과 상기 수직 분사공(501)보다 작은 직경으로 되는 보조 분사공(502,502a)이 수평 방향으로 천공되어 연소실(600)내에서 공기를 수직 방향으로 분사하여 연료가 부상하게 된다.

그리고 상기 중앙 부위의 공기 분사 노즐(500a) 양쪽에 고정되는 좌우측 부위의 공기 분사 노즐(500b,500c)은 도 9의 (나) 및 도 10의 (나)에서 보는 바와 같이 수평상으로 개방되는 세 개의 수평 분사공(503,503a,503b)이 천공되어 중앙 부위의 공기 분사 노즐(500a)을 향하여 수평방향으로 공기를 공급할 수 있도록 고정되어 바닥에 연료가 쌓이지 않게 되고, 후부의 공기 분사 노즐(500d)은 전방을 향하여 수평으로 공기를 공급하도록 하여 연료가 후부에서 정체되거나 쌓이지 않게 한다.

본체(60)는 원통형으로 형성되면서, 내부 중앙에 고정되는 분리판(50)에 의하여 상부와 하부로 분리되는데, 상부 공간은 상기 분기관(202a)과 연결되어 연료가 공급되는 연소실(600)이 되고, 하부 공간은 공기 공급관(202)이 연결되는 공기 공급실(601)이 되어 순수한 연소용 공기가 공급된다.

연소실(600)의 상부에는 열회수를 수행하기 위하여 연관식 보일러의 전형적인 형태로 되는 열교환기(602)가 형성되어 있고, 후방에는 적재 공간(603)이 형성되어 일정 이상의 무게를 갖는 연소 생성물이 낮은 유속에 의하여 자체적으로 낙하하여 적재될 수 있게 구성된다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 송풍기(10)에서 발생되는 풍압에 의한 공기의 흐름이 공기 공급관(20)으로부터 본체(60) 내부의 공기 공급실(601)로 유입되어 공기 분사 노즐(500)을 통하여 연소실(600)로 분사되고, 이때 공기 공급실(601)의 압력에 의하여 공기 공급관(20)으로부터 분기되는 분기관(202)에도 일정한 공기가 유입되어 연소실(600)로 흐르게 되는데, 분기관(202)을 흐르는 공기의 압력이 외부의 공기압 보다 낮아지는 압력차로 인하여 연료가 연료 투입 호퍼(40)로부터 분기관(202)으로 유입된다.

따라서 연소에 필요한 공기가 공기 분사 노즐(500)로부터 연소실(600)로 공급됨과 동시에 공기 공급관(20)의 상부로부터 분기되는 분기관(202a)에서 연료가 혼합된 공기가 연소실(600)로 공급된다.

여기서 분리판(50)으로 분리되는 연소실(600)과 공기 공급실(601)은 공기 공급관(20)과 분기관(202)으로부터 각각 공급되는 공기의 압력이 다르므로, 즉 공기공급관(202)보다 분기관(202)에서의 공기 공급량이 적기 때문에 연소실(600)보다 공기 공급실(601)의 압력이 더 높아서 연료의 연소에 필요한 공기가 공기 분사 노즐(500)을 통하여 연소실(600)로 지속적으로 유입된다.

이때, 도 11에서 보는 바와 같이 분리판(50)은 아래 방향으로 볼록한 형상으로 되어 연소실(600)의 공간을 확장하게 됨으로써 연소 면적을 늘리고, 고정된 여러 개의 공기 분사 노즐(500)중에서 중앙 부위의 공기 분사 노즐(500a)은 상부로 공기를 공급하게 되고, 좌우측 부위의 공기 분사 노즐(500b,500c)은 중앙 부위의 공기 분사 노즐(500a)을 향하여 수평방향으로 공기를 배출하게 되어 공기와 연료가 선회 유동하는 와류를 형성하고, 안쪽으로 중앙열 방향으로 배출토록 하여 연소실 내부에서 선회 유동이 일어나게 된다.

또한 연소실의 후부에 있는 공기 분사 노즐은 공기 배출 방향을 연소실 전방을 향하여 설치되어 후방에서 불완전 연소된 연료를 전방으로 이동시키게 된다.

도 11에서 나타낸 연소실(600)에서의 선회 유동 기류의 구조에 의하면 종래의 수직 분사 방식에 의하여 형성되는 유동층 와류보다 더욱 효과적인 선회 유동 기류를 형성한다.

연소실(600)에서 발생된 열은 상부의 열교환기(602)에서 열교환이 이루어진 다음 출구(604)를 통해 외부로 배출된다.

10 : 송풍기
20 : 공기 공급관
30 : 연료 공급 장치
40 : 연료 투입 호퍼
50 : 분리판
60 : 본체
200 : 보울트
201 : 플랜지
500 : 공기 분사 노즐
500a : 중앙 부위의 공기 분사 노즐
500b, 500c : 좌우측 부위의 공기 분사 노즐
500d : 후부의 공기 분사 노즐
501 : 수직 분사공
502, 502a : 보조 분사공
503 ,503a, 503b : 수평 분사공
600 : 연소실
601 : 공기 공급실
603 ; 적재 공간
604 : 출구

Claims (4)

1. 연소실 내부에 다수개의 공기 분사 노즐이 설치되는 분리판이 설치되어 연소실 입구로부터 상부와 하부로 구분되어 송풍기에 의하여 공기를 공급하는 공급관으로부터 보조 공급관이 분기되어 상기 분리판으로 분리된 상부와 하부에 연결되면서 상부에 연결되는 보조 공급관은 비교적 작은 유로를 형성하여 공기공급 속도에 의하여 연료가 공급되고, 하부에 연결되는 공기 공급관은 보조 공급관의 유로보다 큰 유로로 형성되어 상기 공기 분사 노즐을 통하여 분사되는 연소용 공기를 공급하는 선회 유동 연소실에 있어서,
   분리판의 중앙부위에 고정되는 공기 분사 노즐들은 공기 분사 노즐 상단부가 관통되는 수직 분사공이 형성되어 수직 상방을 향하여 고정되고, 수직 상방을 향하여 고정되는 공기 분사 노즐의 양쪽에 위치되도록 고정되는 공기 분사 노즐들은 공기 분사 노즐 상단부의 외주면으로 관통되는 수평 분사공이 형성되어 상기 수평 분사공이 중앙 부위에 고정되는 공기 분사 노즐을 향하여 고정되고, 수직 분사공이 형성된 공기 분사 노즐은 수직 방향으로 공기를 공급하여 연료를 부상시키고, 수평 분사공이 형성된 공기 분사 노즐은 중앙을 향하는 방향으로 공기를 공급하여 바닥에 연료가 쌓이지 않게 되는 것을 특징으로 하는 바이오 매스 및 폐기물 연료를 이용하는 연소기의 선회 유동 연소 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 연소실 후방에는 공기 분사 노즐 상단부의 외주면으로 관통되는 수평 분사공이 형성되는 공기 분사 노즐이 전방을 향하여 설치되어 연료가 후부 바닥에 쌓이지 않게 되는 것을 포함하는 바이오 매스 및 폐기물 연료를 이용하는 연소기의 선회 유동 연소 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 분리판의 중앙부위가 아래쪽을 향하도록 판상의 곡면체로 형성되는 것을 포함하는 바이오 매스 및 폐기물 연료를 이용하는 연소기의 선회 유동 연소 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 연소실을 지난 후부 격벽 뒤에는 공간을 두어 무게를 갖는 재가 낮은 유속에 의하여 자체 무게로 낙하하는 공간이 형성되는 것을 포함하는 바이오 매스 및 폐기물 연료를 이용하는 연소기의 선회 유동 연소 장치.

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