KR20130008991A

KR20130008991A - 고형연료 연소장치

Info

Publication number: KR20130008991A
Application number: KR1020110069739A
Authority: KR
Inventors: 임승묵
Original assignee: (주)세신환경산업
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2013-01-23

Abstract

본 발명은 고형연로 연소장치에 관한 것으로, 구체적으로는 연소로의 로스톨이 구비되어 투입된 고형연료를 균일하게 연소용 공기와 혼합시키는 한편 연소물질을 균일하게 교반하고, 불완전연소의 방지 및 용융적화현상을 억제하여 연소효율을 높일 수 있는 고형연료 연소장치에 관한 것이다.
본 발명은 일측에 고형연료가 투입되는 투입통로가 구비되며, 타측 상부에 연소가스가 배출되는 배출통로가 구비되고, 하부에 상기 고형연료의 재가 배출되는 재배출통로가 구비되며, 외측부에 복수의 공기 공급부가 외주면에 관통형성되는 하우징; 상기 하우징의 하부에 구비되어 고형연료를 교반하며, 하나 이상의 날개부가 구비되는 로스톨 및 상기 로스톨을 회전시키는 구동수단을 포함한다.
고형연료 연소장치에 의하면, 연소실에 공급되는 고형연료를 회전형 로스톨을 이용하여 교반 및 연소용 공기의 공급을 균일하고 원활하게 하여 고형연료의 완전연소를 도모하고 불완전 연소재의 발생을 억제하는 효과가 있다.

Description

고형연료 연소장치{Burner of solid fuel}

본 발명은 고형연로 연소장치에 관한 것으로, 구체적으로는 연소로의 로스톨이 구비되어 투입된 고형연료를 균일하게 연소용 공기와 혼합시키는 한편 연소물질을 균일하게 교반하고, 불완전연소의 방지 및 용융적화현상을 억제하여 연소효율을 높일 수 있는 고형연료 연소장치에 관한 것이다.

폐기물에서 얻어지는 고형연료는 폐기물에 함유된 수분과 금속류 유리등의 불연성분을 건조, 파쇄, 선별 등의 공정을 통하여 제거하고 가연성분만을 가공하여 만든 고체연료이다. 석탄대용의 에너지원으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 폐기물의 청정 처리가 가능하므로 에너지 자원의 부족과 환경 문제를 동시에 가지고 있는 우리나라의 현실에 매우 적합한 폐기물 처리기술이다. 폐기물의 적정한 관리를 위해서는 폐기물의 배출량 억제와 재활용 촉진이 최우선의 과제로 인식되고 있으며 자원절약, 환경보전의 측면에서 폐기물을 에너지 자원으로서 유효하게 이용할수 있는 적합한 연소방법이 요구되는 시점이다

등록특허 10-888253호 상기 등록특허는, 회전형 에어챔버; 상기 회전형 에어챔버의 상부 표면에 적층되어 고정되는 단열층; 상기 단열층의 상부 표면에 적층되어 고정되는 원추형의 화격자; 상기 회전형 에어챔버내의 공기가 분출되도록, 상기 화격자의 상부 표면에 돌출되는 다수개의 에어분사노즐; 상기 단열층의 상면과 상기 화격자 하면 사이에 설치되는 냉각수라인; 상기 회전형 에어챔버 내부에 연소공기를 유입하도록 내부에 빈 공간이 형성되며, 상기 회전형 에어챔버의 하측으로부터 상기 회전형 에어챔버에 연결되는 중공축; 상기 회전형 에어챔버를 지지하며 회전시키는 턴테이블; 구동부에 의해 상기 턴테이블을 자동으로 회전시키는 턴테이블 회전수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각장치를 적용한 가연성 폐자원 재활용 연소장치에 관한 것이다. 그러나 상기한 연소장치는 연소로에 투입된 고형연료에 연소용 공기와 균일하게 혼합되지 못해 불완전 연소가 심하고 연소용 공기와 혼합되지 못한 고형연로가 연소실 화상에 그대로 고착되면서 연소용 공기 노즐을 막아 연소로의 연소효율을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 투입된 고형연료와 연소용공기의 균일한 혼합을 위해 투입된 고형연료를 천천히 교반하면서 연소용 공기를 혼합 시킬 수 있는 연소 장치의 개발과 고형연료를 완전 연소시킬 수 있는 고형연료 연소장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 일측에 고형연료가 투입되는 투입통로가 구비되며, 타측 상부에 연소가스가 배출되는 배출통로가 구비되고, 하부에 상기 고형연료의 재가 배출되는 재배출통로가 구비되며, 외측부에 복수의 공기 공급부가 외주면에 관통형성되는 하우징; 상기 하우징의 하부에 구비되어 고형연료를 교반하며, 하나 이상의 날개부가 구비되는 로스톨 및 상기 로스톨을 회전시키는 구동수단을 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 공기공급부는, 하부에서부터 상부까지 소정간격을 두고 복수로 형성되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 로스톨은, 중공으로 형성되며 서로 연통되는 중심축; 상기 중심축과 연통되며, 양 측부에 복수의 관통공이 형성되는 날개부 및 상기 중심축의 하부와 결합되는 연소용 공기공급부를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 로스톨은, 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 고형연료 연소장치에 의하면, 첫째, 연소실에 공급되는 고형연료를 회전형 로스톨을 이용하여 교반 및 연소용 공기의 공급을 균일하고 원활하게 하여 고형연료의 완전연소를 도모하고 불완전 연소재의 발생을 억제하는 효과가 있다.

둘째, 회전형 로스톨을 이용하여 설계한 목적치의 연소에 필요한 반 건류 가스를 균일하게 발생시킬 수 있으며, 그 발생량을 인위적으로 조절 할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 회전형 로스톨을 이용하여 발생된 반건류 가스를 완전 연소에 이르게 할수 있도록 원통형 연소로의 각 층부에 공기공급 장치을 사선으로 배치하여 선회류 연소시킴으로서 체류시간을 극대화 하고 연소에 필요한 공기를 적합하게 제공함으로서 이상적인 연소 효율을 기대할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 고형연료가 완전연소될 수 있도록 로스톨이 회전 및 교반하면서 연소에 필요한 공기를 공급하고 연소물질이 융융적화되는 것을 방지하여 투입된 고형 연료가 불연분없이 완전연소에 이르게 하는 효과가 있다

도 1은 본 발명의 고형연료 연소장치의 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 로스톨의 모습을 나타낸 부분확대도이다.
도 3은 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 고형연료 연소장치의 사용상태를 나타낸 사용상태도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 고형연료 연소장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 고형연료 연소장치의 모습을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1의 로스톨의 모습을 나타낸 부분확대도이고, 도 3은 도 1의 A-A선 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 고형연료 연소장치는, 일측에 고형연료(F)가 투입되는 투입통로(201)가 구비되며, 타측 상부에 연소가스가 배출되는 배출통로(202)가 구비되고, 하부에 상기 고형연료의 재가 배출되는 재배출통로(203)가 구비되며, 외측부에 복수의 공기 공급부(300)가 외주면에 관통형성되는 하우징(200)과, 상기 하우징(10)의 하부에 구비되어 고형연료(F)를 교반하며, 하나 이상의 날개부(103)가 구비되는 로스톨(100) 및 상기 로스톨(100)을 회전시키는 구동수단(110)으로 구성된다. 또한, 상기 공기공급부(300)는, 하부에서부터 상부까지 소정간격을 두고 복수로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 로스톨(100)은, 중공으로 형성되며 서로 연통되는 중심축(101)과, 상기 중심축(101)과 연통되며, 양 측부에 복수의 관통공(104)이 형성되는 날개부(103) 및 상기 중심축(101)의 하부와 결합되는 연소용 공기공급부(102)로 구성된다. 여기서 상기 날개부(103)는, 나선형으로 형성되며, 고형연료를 교반하여 불완전 연소재의 발생을 억제하고, 연소된 연소재가 원통부 측면에 모이는 것을 방지하여 연소재가 원활하게 재배출통로(203)로 유도될 수 있도록 하기 위한 것이다.

좀 더 구체적으로 살펴보면, 상기 하우징(200)은 원통형으로 형성되며, 그 내부는 고형연료가 연소되는 연소로(240)가 되는 것이다.

또한, 상기 로스톨(100)은, 별도의 구동수단(110)이 구비되어 회전시키게 되는 것이다. 상기 중심축(101)의 외측에 스프로켓(111)이 구비되어 있고, 상기 스프로켓(111)과 동일선 상에 모터(112)와 결합되는 스프로켓(113)이 서로 풀리(114)에 의해 결합되어 상기 모터(112)의 동력을 통하여 상기 로스톨(100)이 회전되는 것이다.

한편, 상기 공기공급부(300)는 총 6개의 공기공급부로 나뉘어 형성될 수 있다. 최 하단에 상기 연소용 공기공급부(102)를 통하여 공급되는 공기와 더불어 공기를 보충해주는 연소용 공기공급부(360)가 형성된다. 상기 공기 공급부(306)는 외주면을 따라 방사상으로 공기 분사공(361)이 복수로 형성되어 중심을 향하여 공기가 분사될 수 있도록 형성된다.

상기 연소용 공기공급부(360)의 상부에는 제1 공기공급부(310), 제2 공기공급부(320), 제3 공기공급부(330), 제4 공기공급부(340) 및 제5 공기공급부(350)가 순차적으로 배출통로(202)의 하부까지 형성되며, 상기한 연소용 공기공급부(360)와 동일한 형상으로 각각 공기 분사공(311, 321, 331, 341, 351)이 각각 형성된다. 또한 상기 공기 분사공(311, 321, 331, 341, 351, 361)의 단부에는 공기의 유속을 빠르게 하기 위하여 헤더(312, 322, 332, 342, 352, 362)가 더 구비된다.

한편, 상기 투입통로(201)의 일측단에는 교반로(220)가 결합되며, 내측에는 오거(221)가 구비되어 고형연료의 혼합 및 이송을 촉진하게 된다. 상기 오거(221)는 외부의 모터(222)와 결합되어 상기 모터(222)의 구동력에 의하여 회전하게 되는 것이다. 또한, 상기 교반로(220)의 일측부에는 호퍼(230)가 구비되며, 상기 호퍼(230)에는 고형연료가 투입되는 것이다. 상기한 교반로(220)와 마찬가지로 내측에는 모터(232)와 결합되는 오거(231)가 구비되어 고형연료(F)의 혼합 및 이송을 촉진하게 되는 것이다.

또한, 재배출통로(203)의 내측에도 오거(210)가 구비되며, 상기 오거(210)는 모터(211)가 결합되어 상기 연소로(240)의 내측에서 연소되고 남은 재가 상기 재배출통로(203)를 통하여 외부로 배출되는 것이다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 고형연료 연소장치의 사용상태에 대하여 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명의 고형연료 연소장치의 사용상태를 나타낸 사용상태도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 고형연료 연소장치는 우선, 호퍼(230)로 투입되는 고형연료(F)가 교반로(220) 및 투입통로(201)을 통과하여 연소로(240)의 내부로 투입된다. 이후 상기 고형연료(F)는 하우징(200)의 하부로 낙하하게 되고 점화수단을 이용하여 고형연료(F)에 점화를 하게 된다. 이후 연소되는 고형연료에 상기 연소용 공기공급부(102)를 통하여 공기를 공급하게 되면, 관통공(104)를 통하여 연소로(240)의 내부로 공기가 유입되어 고형연료의 연소를 촉진하게 되는 것이다.

여기서 부족한 공기를 보충하기 위하여 하우징(200)의 최하단의 연소용 공기공급부(360)를 통하여 공기를 보충할 수 있는 것이다.

한편, 연소로(240)에서 연소되는 고형연료는 연소 중에 발생되는 반건류가스가 발생되며, 상기 반건류가스는 제1 공기공급부(310)의 위치에 이르게 되면 화염이 발생된다. 이 때 제1 공기공급부(310)를 통하여 공기를 분사하면 화염과 연소용 공기가 균일하게 혼합되어 연소를 촉진하게 된다.

한편, 제1 공기공급부(310)의 위치를 통과한 연소가스는 제2 공기공급부(320)에 위치하게 되면, 상기 제2 공기공급부(320)에서 공기를 분사하게 되고, 이로 인하여 공기의 배급과 체류시간의 극대화를 도모하게 된다.

마찬가지로 연소 중인 연소가스는 제3, 4 및 제5 공기공급부(330, 340, 350)의 위치에 도달할 때도 각각의 공기공급부에서는 공기를 분사하여 공기의 배급하고, 연소가의 체류시간을 극대화하여 연소가스의 완전연소를 도모한 후 배출통로(202)를 향하여 외부로 배출되는 것이다.

이상에서 설명된 본 발명의 고형연료 연소장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 로스톨 101 : 중심축
102 : 연소용 공기공급부 103 : 날개부
104 : 관통공 110 : 구동수단
111: 스프라켓 112 : 모터
113 : 스프라켓 114 : 풀리
200 : 하우징 201 : 투입통로
202 : 배출통로 203 : 재배출통로
210 : 오거 211 : 모터
220 : 교반로 221 : 오거
222 : 모터 230 : 호퍼
231 : 오거 232 : 모터
240 : 연소로 300 : 공기공급부
310 : 제1 공기공급부
311, 321, 331, 341, 351 : 공기분사공
312, 322, 332, 342, 352,362 : 헤더
320 : 제2 공기공급부 330 : 제3 공기공급부
340 : 제4 공기공급부 350 : 제5 공기공급부
360 : 연소용 공기공급부 361 : 공기 분사공

Claims

일측에 고형연료(F)가 투입되는 투입통로(201)가 구비되며, 타측 상부에 연소가스가 배출되는 배출통로(202)가 구비되고, 하부에 상기 고형연료의 재가 배출되는 재배출통로(203)가 구비되며, 외측부에 복수의 공기 공급부(300)가 외주면에 관통형성되는 하우징(200);
상기 하우징(200)의 하부에 구비되어 고형연료(F)를 교반하며, 하나 이상의 날개부(103)가 구비되는 로스톨(100) 및
상기 로스톨(100)을 회전시키는 구동수단(110)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고형연료 연소장치.
제1 항에 있어서,
상기 공기공급부(300)는,
하부에서부터 상부까지 소정간격을 두고 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 고형연료 연소장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 로스톨(100)은,
중공으로 형성되며 서로 연통되는 중심축(101);
상기 중심축(101)과 연통되며, 양 측부에 복수의 관통공(104)이 형성되는 날개부(103);
상기 중심축(101)의 하부와 결합되는 연소용 공기공급부(102)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고형연료 연소장치.
제3 항에 있어서,
상기 로스톨(100)은,
나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고형연료 연소장치.