KR20120090727A - 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치 - Google Patents

재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바이오 매스의 연소과정에서 발생되는 재를 용이하게 제거하도록 하는 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치에 관한 것으로, 연소 과정에서 재가 거의 배출되지 않으므로, 재에 취약한 과일, 채소, 원예 등 식물을 재배하는 비닐하우스 등에서 열을 효과적이고 안정적으로 공급할 수 있으며, 식물은 광합성 과정에서 이산화탄소를 필요로 하므로, 연소과정에서 발생되는 이산화탄소를 식물 재배에 용이하게 이용할 수 있는 효과가 있다.

Description

재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치{Combution Apparatus Using Bio-Mass Having Ash Removing Function}
본 발명은 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치에 대한 것으로, 보다 상세하게는 바이오 매스의 연소과정에서 발생되는 재를 용이하게 제거하도록 하는 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치에 관한 것이다.
일반적으로 연료를 연소시키는 연소장치에는 연료의 종류에 따라 많은 종류가 있으나, 최근 들어, 환경적인 문제와 비용 등을 감안하여, 저렴하고 친환경적인 연소방식에 대한 관심이 증가하고 있으며, 이에 따라, 우드펠렛(wood pellets), 볏짚 등과 같은 바이오 매스(Bio-Mass)를 이용한 연소장치가 호응을 얻고 있다.
우드펠렛은 톱밥 또는 나무를 압축해 알갱이(펠렛)로 가공한 형태로 무연탄과 유사한 발열량을 내면서 발화성이 낮고 사용이 간편하며, 연소 시 오염물질을 발생시키지 않는 친환경 연료이다. 이러한 우드펠렛은 다른 화석연료와 달리 일산화탄소의 배출이 전혀 없고, 이산화탄소가 소량 발생한다. 그리고 볏짚은 우리나라에서 발생하는 농산부산물 중 가장 많은 양을 차지하는 것으로, 원형 또는 절단하여 발전, 열원용 연료 등으로 사용된다.
이러한 친환경적인 바이오 매스를 연료로 사용하는 연소장치는 비닐하우스의 보일러, 또는 화원이나 작물을 건조시키는 열풍건조기 또는, 산업용 보일러 등에서 일부 상용화되고 있는데, 종래 연소 장치는 바이오 매스의 특성상 연료가 연소되는 과정에서 상당량의 재가 발생되는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 바이오 매스의 연소과정에서 발생되는 재를 용이하게 제거하도록 하는 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치를 제공하도록 하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 연료를 공급하는 연료 공급부; 및 내부에 공간이 형성되며, 일측에 상기 연료 공급부에서 공급되는 연료가 내부로 공급되도록 공급공이 형성되고, 타측에 상기 연료가 연소되어 생성되는 가스가 토출되도록 토출공이 형성되는 연소부를 포함하며, 상기 연소부는: 내부 일측에서 타측 방향으로, 격벽에 의하여 차례로 구획되는 다수 개의 공간부와, 다수 개의 상기 공간부 중 상기 공급공과 대응되는 공간부의 하측에 구비되며, 상기 공급공에서 공급되는 연료가 안내 및 연소되는 연료 안내부를 포함하되, 각각의 상기 격벽에는 그 상부에 형성되는 제 1 개방부 및 하부에 형성되는 제 2 개방부 중 어느 한 개방부가 번갈아가면서 형성되는 것을 특징으로 하는 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치를 제공한다.
또한, 다수 개의 상기 공간부는, 상기 연소부 내부 일측에서 타측 방향으로 차례로 구비되는 제 1 공간부와 제 2 공간부와 제 3 공간부를 포함하며, 상기 제 2 공간부 하부에는 점화부가 구비되는 것을 특징으로 하는 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치를 제공한다.
또한, 다수 개의 상기 격벽은, 상기 제 1 공간부와 상기 제 2 공간부 사이에 구비되며, 그 상방에 상기 제 1 개방부가 형성되는 제 1 격벽과, 상기 제 2 공간부와 상기 제 3 공간부 사이에 구비되며, 그 하방에 상기 제 2 개방부가 형성되는 제 2 격벽을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치를 제공한다.
또한, 상기 연소부 외측에 위치되는 공기 공급부와, 상기 공기 공급부에서 공급되는 공기가 상기 연소부 내부로 주입되도록 상기 연소부에서 상기 공기공급부와 대응되는 위치에 형성되는 공기 주입공을 포함하여 구성되는 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치를 제공한다.
또한, 상기 연소부 내부에서 하방에 구비되며, 상기 연소부의 일측에서 타측방향으로 회전되는 스크류 형상으로 형성되는 재 제거부를 포함하여 구성되는 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치는 재가 거의 배출되지 않으므로, 재에 취약한 과일, 채소, 원예 등 식물을 재배하는 비닐하우스 등에서 열을 효과적이고 안정적으로 공급할 수 있는 효과가 있다. 또한, 식물은 광합성 과정에서 이산화탄소를 필요로 하므로, 연소과정에서 발생되는 이산화탄소를 식물 재배에 용이하게 이용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치를 개략적으로 도시한 측단면도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치는 연료가 연소되는 연소부(10)와, 연소부(10)의 단부에 위치되어 연료를 공급하는 연료 공급부(5)와, 연소부(10)의 양측에 구비되는 공기 공급부(20)와, 연소부(10)의 하부에 구비되는 재 제거부(30)를 포함하여 구성된다.
연료 공급부(5)에서 연소부(10)로 공급되는 연료는 바이오 매스가 공급될 수 있으며, 상기 바이오 매스는 우드펠렛, 볏짚 등으로 구성될 수 있다.
연소부(10)는 내부에 공간이 구비되고, 길이방향 일단부 상방에 공급공(11a)이 구비되고, 타단부 상방에 토출공(11b)이 형성된다. 상기 공급공(11a)에는 연료 공급부(5)가 연결되어, 연료 공급부(5)에서 공급되는 연료가 연소부(10) 내부로 공급된다. 그리고 상기 토출공(11b)에는 토출부(18)가 형성되어, 후술하는 제 3 공간부(10c)로 이동된 열기가 연소부(10) 외부로 토출된다.
그리고 연소부(10)의 길이방향을 따라 양 측에는 후술하는 공기 공급부(20)의 제 1, 2 공기 주입부(미도시)에 대응되도록 제 1, 2 공기 주입공(15a, 15b)이 형성된다.
그리고 연소부(10)의 내부는 그 길이방향 일단부에서 타 단부 방향으로, 3 개의 공간부 즉, 제 1 공간부(10a), 제 2 공간부(10b) 및 제 3 공간부(10c)가 차례로 구획되어 있으며, 이를 위하여 각 공간부(10a, 10b, 10c) 사이에는 격벽(12, 14)이 형성되어 있다. 여기서 제 1 공간부(10a)와 제 2 공간부(10b) 사이에 위치되는 제 1 격벽(12)은 그 상단부가 개방되도록 제 1 개방부(12a)가 구비되고, 제 2 공간부(10b)와 제 3 공간부(10c) 사이에 위치되는 제 2 격벽(14)은 그 하단부가 개방되도록 제 2 개방부(14a)가 구비된다.
그리고 제 1 공간부(10a)의 하단에서 상방으로 이격 위치된 부분에는 매쉬(mesh) 형상으로 연료 안내부(16)가 구비되어, 연료 공급부(5)에서 연소부(10)로 공급되는 연료가 연료 안내부(16)로 안내된다.
그리고 연료 안내부(16)의 하부에는 제 1 점화부(미도시)가 구비되어, 연료 안내부(16)로 안내된 연료가 점화되며, 이에 따라 제 1 공간부(10a)에는 뜨거운 가스 즉, 열기가 발생된다. 이렇게 발생된 열기는 제 2 공간부(10b)로 이동되며, 제 2 공간부(10b)에는 제 2 공간부(10b)로 이동되는 열기에 포함된 연료가 2차로 다시 점화되도록 제 2 점화부(미도시)가 더 구비될 수 있다.
공기 공급부(20)는 제 1 공기공급관(22)과, 제 2 공기공급관(24)을 포함하는데, 제 1 공기공급관(22)은 연소부(10)의 외측 일단부에서 양측 길이방향을 따라 제 1 격벽(12) 방향으로 길게 형성되는 관 형상으로 형성되고, 제 2 공기공급관(24)은 연소부(10)의 외측 타단부에서 양측 길이방향을 따라 제 1 격벽(12) 방향으로 길게 형성되는 관 형상으로 형성된다. 그리고 제 1 공기공급관(22)에서 제 1 격벽(12)의 측부와 대응되는 위치에는 다수 개의 제 1 공기주입부(미도시)가 형성되며, 제 1 격벽(12)의 측부에는 상기 제 1 공기주입부에서 공기가 주입되도록 다수 개의 제 1 주입공(15a)이 형성된다. 그리고 제 2 공기공급관(24)에서 제 2 격벽(14)의 측부와 대응되는 위치에는 다수 개의 제 2 공기주입부(미도시)가 형성되며, 제 2 격벽(14)의 측부에는 상기 제 2 공기주입부에서 공기가 주입되도록 다수 개의 제 2 주입공(15b)이 형성된다. 그리고 제 1 공기공급관(22)과 제 2 공기공급관(24)의 단부에는 각각 공급부(23, 25)가 구비되어, 제 1 공기공급관(22)과 제 2 공기공급관(24)으로 공기가 용이하게 공급된다.
재 제거부(30)는 연소부(10)의 하측에 위치되며, 연소부(10)의 하측에서 그 길이방향을 따라 회전되는 스크류 형상으로 형성된다. 그리고 연소부(10)의 제 1 공간부(10a)의 연료 안내부(16)에서 연료가 점화되는 과정에서 발생되는 재 및 제 2 공간부(10b)에서 제 3 공간부(10c)로 넘어가는 열기에 존재하는 재 등이 중력에 의하여 재 제거부(30)로 이동 및 제거된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치의 작용에 대하여 설명한다.
도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치는 먼저, 연료 공급부(5)를 통하여 연소부(10)의 제 1 공간부(10a)의 연료 안내부(16)로 연료가 공급되면, 상기 제 1 점화부(미도시)를 통하여 연료 안내부(16)로 안내된 연료가 점화되어 1 차 연소가 이루어진다. 이때, 점화가 용이해지도록 하고, 점화된 연료가 연소되도록 하기 위하여, 제 1 공기공급관(22)에서 제 1 공간부(10a)로 공기가 공급된다.
그리고 제 1 공간부(10a)에서 연료가 점화되어 발생되는 열기는 제 1 공간부(10a)의 상부로 이동된 후, 제 1 격벽(12)의 상부에 구비되는 제 1 개방부(12a)를 통하여 제 2 공간부(10b)로 이동된다. 그리고 제 2 공간부(10b)로 이동되는 열기는 상기 제 2 점화부에 의하여 2차 연소가 이루어져서, 열기가 더해지게 됨과 동시에 상기 열기에 존재하는 연료가 완전하게 연소된다. 이때, 상기 연소가 용이해지도록 하기 위하여, 제 2 공기공급관(24)에서 제 2 공간부(10b)로 공기가 공급된다.
그리고 이렇게 제 2 공간부(10b)로 이동되어 2차 연소가 이루어진 열기는 제 2 격벽(14)의 하부에 위치되는 제 2 개방부(14a)를 통하여 제 3 공간부(10c)로 이동된다. 이때, 제 2 개방부(14a)는 제 2 격벽(14)의 하부에 위치되므로, 제 2 공간부(10b)에서 제 3 공간부(10c)로 이동되는 열기에는 재가 거의 없게 된다.
즉, 본 발명은 제 1 공간부(10a)에서 1차 연소에 의하여 발생되는 열기가 제 2 공간부(10b)로 이동되면서 2차 연소가 이루어지고, 이렇게 2차 연소가 이루어진 열기는 제 3 공간부(10c)로 이동되면서 열기에 존재하는 재가 걸러지게 되어, 제 3 공간부(10c)에서 토출부(18)로 토출되는 열기에는 재가 거의 없게 되는 것이다.
이처럼 토출부(18)에서 토출되는 열기에는 재가 거의 배출되지 않으므로, 재에 취약한 과일, 채소, 원예 등 식물을 재배하는 비닐하우스 등에 토출부에서 토출되는 열을 효과적이고 안정적으로 공급할 수 있게 되는 효과가 있다. 또한, 식물은 광합성 과정에서 이산화탄소를 필요로 하므로, 연소과정에서 발생되는 이산화탄소를 식물 재배에 용이하게 이용할 수 있는 효과가 있다.
5: 연료 공급부 10: 연소부
10a: 제 1 공간부 10b: 제 2 공간부
10c: 제 3 공간부 11a: 공급공
11b: 토출공 12: 제 1 격벽
12a: 제 1 개방부 14: 제 2 격벽
14a: 제 2 개방부 15a: 제 1 주입공
15b: 제 2 주입공 16: 연료 안내부
18: 토출부 20: 공기 공급부
22: 제 1 공기공급관 23: 공급부
24: 제 2 공기공급관 25: 공급부
30: 재 제거부

Claims (5)

  1. 연료를 공급하는 연료 공급부; 및
    내부에 공간이 형성되며, 일측에 상기 연료 공급부에서 공급되는 연료가 내부로 공급되도록 공급공이 형성되고, 타측에 상기 연료가 연소되어 생성되는 가스가 토출되도록 토출공이 형성되는 연소부를 포함하며,
    상기 연소부는:
    내부 일측에서 타측 방향으로, 격벽에 의하여 차례로 구획되는 다수 개의 공간부와, 다수 개의 상기 공간부 중 상기 공급공과 대응되는 공간부의 하측에 구비되며, 상기 공급공에서 공급되는 연료가 안내 및 연소되는 연료 안내부를 포함하되, 각각의 상기 격벽에는 그 상부에 형성되는 제 1 개방부 및 하부에 형성되는 제 2 개방부 중 어느 한 개방부가 번갈아가면서 형성되는 것을 특징으로 하는 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    다수 개의 상기 공간부는, 상기 연소부 내부 일측에서 타측 방향으로 차례로 구비되는 제 1 공간부와 제 2 공간부와 제 3 공간부를 포함하며,
    상기 제 2 공간부 하부에는 점화부가 구비되는 것을 특징으로 하는 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    다수 개의 상기 격벽은,
    상기 제 1 공간부와 상기 제 2 공간부 사이에 구비되며, 그 상방에 상기 제 1 개방부가 형성되는 제 1 격벽과,
    상기 제 2 공간부와 상기 제 3 공간부 사이에 구비되며, 그 하방에 상기 제 2 개방부가 형성되는 제 2 격벽을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연소부 외측에 위치되는 공기 공급부와,
    상기 공기 공급부에서 공급되는 공기가 상기 연소부 내부로 주입되도록 상기 연소부에서 상기 공기공급부와 대응되는 위치에 형성되는 공기 주입공을 포함하여 구성되는 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 연소부 내부에서 하방에 구비되며, 상기 연소부의 일측에서 타측방향으로 회전되는 스크류 형상으로 형성되는 재 제거부를 포함하여 구성되는 재 제거 기능을 갖는 바이오 매스를 이용한 연소 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103712200A (zh) * 2013-12-30 2014-04-09 广西柳锅锅炉制造有限公司 一种旋流式燃生物质颗粒的膜式壁结构整装锅炉
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