KR20130139556A - 유동층 연소로 - Google Patents

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KR20130139556A
KR20130139556A KR1020120063098A KR20120063098A KR20130139556A KR 20130139556 A KR20130139556 A KR 20130139556A KR 1020120063098 A KR1020120063098 A KR 1020120063098A KR 20120063098 A KR20120063098 A KR 20120063098A KR 20130139556 A KR20130139556 A KR 20130139556A
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combustion air
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주식회사 포스코
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Abstract

본 발명은 연료를 연소토록 제공되는 장치하우징과 상기 장치하우징의 하단에 설치되고 상기 장치하우징 내부로 연소용 공기를 공급하는 연소공기 공급부 및 상기 장치하우징의 하단에 설치되고 연소용 공기를 순환시키는 공기분배수단이 포함되되, 상기 공기분배수단은 상기 장치하우징의 내벽부에서 중앙부로 갈수록 하향 계단식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유동층 연소로에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 유동층 연소로내에서의 효과적인 공기분배, 바닥구조 열손 방지, 윈드박스로의 이물질 침투 및 과부하 방지, 이물질의 용이배출 등이 구현되어 궁극적으로 연소효율이 향상, 설비 파손 방지 및 안정적 운용 가능하게 하는 효과를 기대할 수 있다.

Description

유동층 연소로{Combustion furnace of fluidized bed}
본 발명은 유동층 연소로에 관한 것으로, 구체적으로 효과적인 공기분배를 통하여 연소효율이 개선된 유동층 연소로에 관한 것이다.
유동층 연소로는 유동사, 석회석 등의 유동매체를 연료 및 공기와 함께 공급하여 혼합연소시키고, 연소에 의해 발생하는 연소열을 이용하여 증기를 공급하는 장치이다. 유동층에서의 연료 및 유동매체의 혼합이 매우 활발하게 발생하여 전열면에서의 열전달 성능이 매우 높아 일반 연소 보일러 대비 에너지효율이 우수하다.
또한, 연소온도는 유동매체의 용융온도보다 낮아 통상 조업온도가 750 - 900℃ 범위의 비교적 낮은 온도에서 이루어지며, NOx와 같은 오염물질의 생성 및 억제에도 유리하다.
RDF(Refused Derived Fuel)은 생활폐기물을 압축 고형화하여 연료 등으로 쓸 수 있게 만든 것으로서, 제조과정에서 다이옥신과 같은 유해가스나 소각재 등이 발생하지 않아 자연친화적이고, RDF 유동층 연소기술은 RDF의 소각에 의한 대체에너지화 기술 중 연소효율이 타 소각법에 비해 우수하고 NOx 저감이나 연소공정에서 탈황, 탈염 효과를 얻을 수 있는 환경친화적 기술이다.
여기서 RDF의 경우 비균일 형상 및 무게 등으로 인해 연소로 내부에서 유동이 용이하게 발생되지 않는다. 특히 비성형 RDF의 경우 형상, 종류, 크기, 무게 등이 매우 불규칙하여 일반적인 유동층 연소와는 다른 연소특성을 보인다.
따라서 연소공기의 고른 분배와 불연물 등의 이물질을 하부로 효율적으로 배출하기 위해 공기분산장치를 설치한다. 유동화 및 연소를 위한 연소공기의 균일한 분배는 연소효율을 증대시키고 보일러의 열효율을 향상시킨다. 또한, 이물질의 퇴적방지 및 원활한 배출은 설비의 파손 및 휴지 등을 방지한다.
그런데 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 공기분산장치(7)는 유동층 연소로(1)의 하단에 연소공기 분사노즐(8)이 복수로 장착되고 하나의 윈드박스(6)에서 나온는 연소공기를 공급하여 RDF 연료측으로 분사하여 연소를 진행한다.
이때 RDF에는 생활폐기물 등이 함유되어 있고, 이 중에는 연소되지 않는 물질, 즉 불연물 등의 이물질이 포함되어 있다. 이러한 이물질은 연소되지 않고 유동층 연소로(1)의 하단에 퇴적(E)되게 된다.
퇴적되는 이물질은 때때로 분사노즐을 막아(C), RDF측으로의 연소공기 공급을 원활하게 못하게 한다. 분사노즐을 통해 RDF측으로 연소공기가 제대로 분사되지 않으면, 도 1에 도시된 구역(A)와 (B)에서와 같은 연소공기 순환에 차이가 발생된다.
구역(A)에서는 분사노즐이 막히지 않아 연소공기의 RDF층내에서 원활히 순환하고 있으나, 구역(B)에서는 분사노즐의 일부가 막혀 연소공기가 RDF층내로 제대로 분사되지 않아 순환이 잘 이뤄지지 않음을 확인할 수 있다.
이는 불완전 연소를 유발하며, 결과적으로 연소효율을 떨어뜨리는 원인으로 작용한다.
또한 연소되지 않은 이물질은 별도의 배출구가 없어 유동층 연소로(1) 하단에 잔류(E)하게 된다. 이는 분사노즐(8)을 다시금 막을 위험이 있으며, 연소작업 완료 후 작업자가 수작업으로 제거해야 하므로 안전사고의 위험과 작업시간의 과대소요 등 작업효율을 떨어뜨리는 문제를 발생시킨다.
그리고 하나의 윈드박스(6)에서 연소공기를 공급하는 경우 연소작업시간이 장시간 이뤄지는 경우 윈드박스(6)에 과부하(F)가 발생되어 성능 저하 및 과열 손상 등의 문제가 있다.
더욱이 유동층 연소로(1)의 하단에 설치된 공기분산장치(7)는 별도의 냉각기가 존재하지 않아 장시간 사용되는 경우 바닥구조가 고열로 인해 열상 변형되는 현상(D)이 발생 되기도 한다.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위해서 제안된 것으로서, 유동층 연소로내에서의 효과적인 공기분배, 바닥구조 열손 방지, 윈드박스로의 이물질 침투 및 과부하 방지, 이물질의 용이배출 등이 구현되어 궁극적으로 연소효율이 향상, 설비 파손 방지 및 안정적 운용 가능한 장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 다음과 같은 유동층 연소로를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는 연료를 연소토록 제공되는 장치하우징과 상기 장치하우징의 하측에 설치되고 상기 장치하우징 내부로 연소공기를 공급하는 연소공기 공급부 및 상기 장치하우징의 하측에 설치되고 연소공기를 순환토록 분사구를 구비하는 공기분배수단이 포함되되, 상기 장치하우징의 하단 중앙측으로 이물질이 이동되도록 상기 분사구는 상기 장치하우징의 중앙측을 바라보는 방향으로 배치될 수 있다.
일 실시예에서는 상기 공기분배수단은 상기 장치하우징의 내벽부에서 중앙측으로 갈수록 하향 계단식으로 구성될 수 있다.
일 실시예에서는 상기 공기분배수단은, 상기 연소공기 공급부와 연결되고, 연소공기를 상기 장치하우징 내부로 분사토록 하나 이상의 상기 분사구를 포함하는 공기분사면 및 상기 공기분사면과 일정각도를 이루며 설치되고, 분사된 연소용 공기의 흐름 방향을 유도하는 공기유도면를 포함할 수 있다.
일 실시예에서는 상기 분사구 중심축의 연장선은 상기 공기유도면과 교차될 수 있다.
일 실시예에서는 상기 공기분배수단은 연소 중 상기 공기분사면 또는 공기유도면의 열상 변형을 방지토록, 상기 공기분사면 또는 공기유도면에 근접하여 설치되는 냉각부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서는 상기 공기분배수단은 상기 분사구를 통해 상기 연소공기 공급부로 이물질이 침투되는 것을 방지토록, 상기 연소공기 공급부에 설치되는 이물질 차단부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서는 상기 장치하우징의 하단에 이물질이 퇴적되는 것을 방지토록 상기 장치하우징의 하단에서 연소공기 분사 방향측에 설치되는 이물질 배출구를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서는 상기 공기분배수단은 상기 장치하우징의 내벽측에 위치한 연료와 연소공기가 혼합 순환되도록 상기 장치하우징의 내벽측으로는 공기분사면이 밀접되되, 상기 공기분사면의 분사구는 상기 장치하우징의 상부를 바라보는 방향으로 배치될 수 있다.
일 실시예에서는 상기 장치하우징 내부의 연소공기 분배가 균일토록, 상기 공기분사면상에서 상기 분사구는 상기 장치하우징의 둘레를 따라 일정간격으로 복수로 설치될 수 있다.
본 발명인 유동층 연소로의 일 실시예는 하향 계단식 바닥구조를 구비하여 연소공기를 균일하게 분사함으로써, RDF층 내부에서의 연소공기의 순환을 용이하게 하여 연소효율을 높임은 물론, 유동층 연소로 하단에 퇴적된 이물질을 이물질 배출구 방향으로 효과적으로 이동 배출시키는 효과가 있다.
또한, 냉각부재를 구비하여 RDF의 연소과정 중에 유동층 연소로 하단에 설치된 공기분배수단에 발생될 수 있는 고열로 인한 열손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 이물질 차단부재를 구비하여 RDF의 연소과정 중 연료 또는 이물질이 분사구를 통해 윈드박스측으로 역류하는 것을 억제하는 효과가 있다.
또한, 공기분배수단과 연결된 연소공기 공급부를 복수의 구획으로 분리하고 각각의 구획마다 별도의 윈드박스를 설치함으로써, 윈드박스의 과부하 현상을 완화토록 하는 효과도 있다.
더하여 유동층 연소로의 하단에는 이물질 배출구를 구비하여 이물질이 유동층 연소로의 하단에 잔류되지 않고 공기순환에 의해 배출되도록 함으로써, 연소작업 종료 후 이물질을 제거하는 작업자의 작업부하 및 안전사고를 예방하는 효과가 있다.
궁극적으로 상기와 같은 구성을 통해 유동층 연소로의 RDF 연소효율이 향상, 설비 파손 방지 및 안정적 운용 가능하게 하는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 종래 유동층 연소로의 구조도.
도 2a는 본 발명인 유동층 연소로의 일 실시예의 구조 및 작동상태가 도시된 도.
도 2b는 도 2a에 도시된 발명의 분사구에 대한 상세도.
도 2c는 도 2a에 도시된 발명의 평면도.
도 3a는 본 발명인 유동층 연소로의 다른 실시예의 구조 및 작동상태가 도시된 도.
도 3b는 도 3a에 도시된 발명의 분사구에 대한 상세도.
도 3c는 도 3a에 도시된 발명의 평면도.
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 유동층 연소로에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.
이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로, 유동층 연소로내에서의 효과적인 공기분배, 바닥구조 열손 방지, 윈드박스로의 이물질 침투 및 과부하 방지, 이물질의 용이배출 등이 구현되어 궁극적으로 연소효율이 향상, 설비 파손 방지 및 안정적 운용 가능토록 하는 것을 기초로 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다.
도 2a는 본 발명인 유동층 연소로의 일 실시예의 구조 및 작동상태가 도시된 도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 발명의 분사구에 대한 상세도이며, 도 2c는 도 2a에 도시된 발명의 평면도이다. 그리고 도 3a는 본 발명인 유동층 연소로의 다른 실시예의 구조 및 작동상태가 도시된 도이며, 도 3b는 도 3a에 도시된 발명의 분사구에 대한 상세도이고 도 3c는 도 3a에 도시된 발명의 평면도이다.
도 2a 내지 도 3c를 참고하면, 본 발명의 일 실시예의 구성은 연료를 연소토록 제공되는 장치하우징(20)과 상기 장치하우징(20)의 하단에 설치되고 상기 장치하우징(20) 내부로 연소용 공기를 공급하는 연소공기 공급부(30) 및 상기 장치하우징(20)의 하단에 설치되고 연소용 공기를 순환시키는 공기분배수단(50,60)이 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로 상기 장치하우징(20)은 RDF(Refused Derived Fuel) 연료가 상기 장치하우징(20) 내부로 공급될 수 있도록 상단 일측에 연료공급부(22)가 구비될 수 있으며, RDF의 연소과정 중 완전연소되도록 하여 연소효율을 높이도록 상단 일측에 2차공기 공급부(23)가 구비될 수 있다.
그리고 RDF 연소 후 발생되는 배가스가 배출될 수 있도록 상기 장치하우징(20)의 상부에는 배가스 배출부(21)가 추가로 구비될 수 있다. 또한 상기 장치하우징(20)의 내벽은 RDF 연소과정 중 고열에 견딜 수 있도록 내와벽돌로 구성될 수 있으며, 외벽은 스틸 재질일 수 있다.
상기 장치하우징(20)의 하부에는 상기 공기분배수단(50,60)이 배치될 수 있다. 그리고 상기 공기분배수단(50,60)은 상기 장치하우징(20)의 내벽부에서 중앙부로 갈수록 하향 계단식으로 구성될 수 있다.
여기서 상기 공기분배수단(50,60)은 공기분사면(51,61)과 공기유도면(57,67)를 포함할 수 있다. 우선 상기 공기분사면(51,61)은 상기 연소공기 공급부(30)와 연결되며, 상기 연소공기 공급부(30)에서 공급된 연소공기, 즉 완전연소를 위해 추가적으로 공급되는 2차 공기와 구별되는 RDF 연소과정에 1차적으로 공급되는 공기를 상기 장치하우징(20) 내부로 분사토록 하나 이상의 분사구(53,63)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 상기 공기유도면(57,67)은 상기 공기분사면(51,61)과 일정각도를 이루며 설치되며, 상기 공기분사면(51,61)에서 분사된 연소공기의 흐름 방향을 유도하도록 구성될 수 있다.
도 2a에는 상기 공기유도면(57)과 공기분사판(51)의 일 실시예가 도시되어 있는데, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 공기유도면(57)과 공기분사판(51)이 90도의 일정각도를 이루며 서로 교대로 배치되게 된다.
이에 따라 도 2b를 참고하면 상기 공기분사판(51)의 분사구(53)의 연소공기 분사각도(Φ1)는 우선 상기 공기유도면(57)과의 관계에서 연소공기가 상기 공기유도면(57)에 부딪히며 상기 장치하우징(20) 내부에서 원활히 순환되어 RDF 연료와 혼합될 수 있는 각도와 RDF 연료나 이물질이 상기 분사구(53)로 침투되지 않는 각도 및 상기 장치하우징(20)의 하단에 퇴적되는 이물질을 연소공기의 분배를 통해 이동시킬 수 있는 각도 등을 설계요소로 고려할 수 있다.
여기서 상기 분사구(53)의 분사각도는 상기 공기유도면(57)과 상기 공기분사면(51)의 연결부에서 상기 공기유도면(57)의 타측 단부 사이에 형성되어야 한다. 즉 상기 분사구(53)의 중심축 연장선은 상기 공기유도면(57)과 교차되어야 한다.
이는 연소공기가 상승하며 RDF 연료와 혼합 순환되기 위해서는 상기 공기유도면(57)에 부딪혀야 하고, 상기 공기유도면(57)상에 잔류된 이물질을 제거하기 위해서는 적어도 상기 공기유도면(57)과 상기 공기분사면(51)의 연결부부터 상기 공기유도면(53)의 타측 단부 사이의 범위를 바라보며 배치되어야 하기 때문이다.
도 2b에서는 상기 연소공기 공급부(30)에서 공급된 연소공기가 상기 분사구(53)를 통해 상기 장치하우징(20) 내부로 분사될 때 상기 분사구(53)의 분사방향의 중심축 연장선이 상기 공기유도면(57)의 일면과 교차됨에 따라 상기 공기유도면(57)에 부딪히며 일부는 상승하면서 RDF 연료와 혼합되고 일부는 상기 공기유도면(57)의 일면을 따라 불어 나가며 이물질을 제거하게 된다.
다음으로 도 3a에는 상기 공기유도면(67)과 공기분사판(61)의 다른 실시예가 도시되어 있는데, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 공기유도면(67)과 공기분사판(61)이 R1 의 일정각도를 이루며 서로 교대로 배치되게 된다. 이 경우에도 도 3b를 참고하면 상기 공기분사판(61)의 분사구(63)의 연소공기 분사각도(Φ2)는 상기와 같은 설계요소에 의해 결정될 수 있다.
도 3b에서는 상기 연소공기 공급부(30)에서 공급된 연소공기가 상기 분사구(63)를 통해 상기 장치하우징(20) 내부로 분사될 때, 상기 분사구(63)의 분사방향의 중심축 연장선이 상기 공기유도면(67)의 일면과 교차됨에 따라 상기 공기유도면(67)에 부딪히며 일부는 상승하면서 RDF 연료와 혼합되고 일부는 상기 공기유도면(67)의 일면을 따라 불어 나가며 이물질을 제거하는 것이다.
한편 상기 공기분사면(51,61)과 공기유도면(57,67)은 교대로 설치되되, 상기 장치하우징(20)의 내벽부 근처에서는 상기 공기분사판(51,52 또는 61,62)끼리 밀착되어 배치될 수 있다. 이는 상기 장치하우징(20)의 내벽부에 위치한 RDF 연료에 연소공기를 공급하여 원활히 혼합되어 상기 장치하우징(20) 내부에서 순환되며 연소될 수 있도록 하기 위함이다.
이 경우 상기 장치하우징(20)의 내벽에 밀착되어 배치된 공기분사면(52,62)의 분사구(52a,62a)의 분사각도는 상기 장치하우징(20)의 내벽부와의 관계에서 상기와 같은 설계요소가 고려될 수 있을 것이다.
다음으로 상기 공기분배수단(50,60)은 냉각부재(59,69)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 냉각부재(59,69)는 RDF의 연소과정 중 고열로 인해 상기 공기분사면(51,61)이나 상기 공기유도면(57,67) 중 적어도 어느 하나의 열상 변형을 방지토록 설치될 수 있다. 도 2b 및 도 3b에는 상기 냉각부재(59,69)가 상기 공기분사면(51,61)과 공기유도면(57,67)의 교차지점에 밀착되어 배치되고 상기 공기분사면(51,61)과 공기유도면(57,67)를 냉각시키는 상태를 볼 수 있다. 상기 냉각부재(59,69)는 냉각관 등으로 구현될 수 있다.
또한 상기 공기분배수단(50,60)은 상기 분사구(53,63)를 통해 상기 연소공기 공급부(30)에 이물질이 침투되는 것을 방지토록 이물질 차단부재(58,68)를 더 포함할 수 있다. 상기 연소공기 공급부(30)는 연소공기를 공급하는 윈드박스(31)를 포함할 수 있으며, 윈드박스(31)에 이물질이 침투되는 경우 성능 저하의 원인이 된다. 상기 이물질 차단부재(58,68)는 필터, 격자형태의 프레임, 등으로 구현될 수 있다.
따라서 이를 차단할 필요가 있으며, 본 발명의 실시예에서는 도 2b 및 도3b에 도시된 바와 같이 상기 냉각부재(59,69)의 상단에 상기 이물질 차단부재(58,68)를 설치할 수 있다. 이 경우 상기 분사구(53,63)와 상기 연소공기 공급부(30)간에 설치되어 이물질이 연소공기 공급부(30)로 침투되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, RDF의 연소과정 중 고열로 인해 상기 이물질 차단부재(58,68)가 열상 변형되는 현상도 방지할 수 있게 된다. 다만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로 상기 장치하우징(20)의 하단에는 이물질 배출구(25)가 구비될 수 있다. 상기 이물질 배출구(25)는 RDF 연소과정 중 RDF 내에 포함되어 있으면서 연소되지 않고 상기 장치하우징(20)의 하단에 잔류하며 퇴적되는 물질을 배출하는 역할을 하게 된다.
먼저 RDF 연소과정 중 이물질은 상기 장치하우징(20)의 하단에 잔류하게 되며, 구체적으로 상기 공기분사면(51,61)과 공기유도면(57,67)의 상단에 퇴적될 것이다. 이때 상기 공기분사면(51,61)의 분사구(53,63)를 통해 연소공기가 분사되면서 이물질은 연소공기의 분사방향을 따라 이동하게 된다.
본 발명의 실시예에서는 상기 장치하우징(20)의 하단 중앙부에 상기 이물질 배출구(25)가 설치되어 있으며, 상기 분사구(53,63)의 분사각도에 의해 연소공기는 이물질은 상기 장치하우징(20)의 하단 중앙부 방향으로 이동시키게 된다. 그리고 이물질은 상기 이물질 배출구(25)로 모아지며 상기 장치하우징(20)의 외부로 배출되게 된다. 이물질이 외부로 배출되면 상기 분사구(53,63)를 막지 않아 연소공기의 공급을 방해하지 않으므로 궁극적으로 연소공기와 RDF 의 혼합 순환을 방해하지 않아 연소효율이 높이지게 된다.
여기서 도 2c 및 도 3c를 참고하면 상기 장치하우징(20)의 하단에는 상기 공기분사면(51,61)과 공기유도면(57,67)이 교대로 배치도며 하향 계단식으로 배치되어 있는 상태를 볼 수 있다. 그리고 상기 장치하우징(20)의 하단 중앙부에는 상기 이물질 배출구(25)가 배치되어 있고, 상기 분사구(53,63)에서 분사된 연소공기에 의해 이물질은 상기 이물질 배출구(25) 방향으로 유도되도록 되어 있음을 알 수 있다.
이때 상기 공기분사면(51,61)에는 상기 분사구(53,63)가 복수로 구비될 수 있다. 그리고 상기 분사구(53,63)는 상기 장치하우징(20)의 둘레를 따라 일정간격으로 배치되며 연소공기를 분사하여, 상기와 같이 이물질을 상기 이물질 배출구(25) 방향으로 유도함은 물론 상기 장치하우징(20)의 전 범위에 걸쳐 균일하게 연소공기를 공급하여 RDF 연료와의 혼합 순환을 원활하게 하도록 제공될 수 있다.
한편 상기 연소공기 공급부(30)는 복수의 구역(35)으로 분리되어 상기 공기분배수단(50,60)과 연결될 수 있다. 즉 도 2a 및 도 3a를 참고하면 본 발명의 실시예에서는 상기 연소공기 공급부(30)는 4개의 구역(35)으로 분리되어 있으며, 각각의 구역(35)마다 윈드박스(31)가 별도로 연결되어 있다.
종래에는 하나의 윈드박스(31)를 통해 연소공기를 공급함에 따라 연소시간이 오래됨에 따라 윈드박스(31)에 과부하가 걸리고 이로 인해 성능저하 및 과열손상되는 현상이 있었다.
이에 비해 본 발명의 실시예에서는 상기 연소공기 공급부(30)는 복수의 구역(35)으로 분리되며 각각의 구역(35)마다 별도의 윈드박스(31) 및 윈드박스(31)에 의한 연소공기 공급량을 제어할 수 있도록 유량제어밸브(33)가 설치된다. 따라서 연소과정 중 윈드박스(31)에 걸리는 부하는 분산되므로 성능저하 등을 방지할 수 있으며, 각각의 구역(35)별로 연소공기 공급량을 제어할 수 있어 RDF 연료와의 혼합량을 상기 장치하우징(20) 내부에서 위치별로 제어할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예의 구성은 상기와 같으며, 이하에서는 작동상태를 살펴보도록 한다.
먼저 작업자는 상기 연료공급부(22)를 통해 RDF 연료를 상기 장치하우징(20) 내부로 공급하고 상기 유량제어밸브(33)를 개방하며 상기 윈드박스(31)를 작동시켜 상기 장치하우징(20) 내부에 연소공기를 공급한다.
그리고 상기 2차공기 공급부(23)를 통해 완전연소 및 RDF 연료내에 함유된 휘발성 가스 제거를 위해 추가적인 공기를 공급하며, 상기 배가스 배출부(21)를 개방하여 RDF 연소과정 중 발생되는 배가스를 배출할 수 있도록 한다.
이제 점화를 실행하고 RDF 연료의 연소를 진행한다. 이때 상기 공기분사면(51,61)의 분사구(53,63)에서 분사된 연소공기는 RDF 연료와 혼합되며 상기 장치하우징(20) 내부에서 순환하기 시작한다. 연소공기의 혼합 순환이 잘 됨에 따라 그만큼 연소효율도 높아지게 된다. 상기 장치하우징(20)의 하단에서 서로 마주보며 분사된 연소공기는 상기 장치하우징(20)의 하단 중앙부에서 상호 맞부딪히며 상승기류를 형성하고 RDF 연료와 혼합되게 되는 것이다.
연소가 진행됨에 따라 생활폐기물인 RDF 연료내에 포함되어 있던 불연물 등의 이물질은 연소되지 않고 상기 장치하우징(20)의 하단에 퇴적되게 된다. 이는 상기 분사구(53,63)의 분사각도에 따라 상기 이물질 배출구(25) 방향으로 유도되며 이동하게 된다. 상기 이물질 배출구(25)는 상기 장치하우징(20)의 하단 중앙부에 위치하고 있으며, 하향 계단식 바닥구조에 따라 서서히 하방향으로 이물질은 이동하며 상기 이물질 배출구(25)에 모아지게 된다. 그리고 상기 이물질 배출구(25)를 통해 외부로 배출되게 된다.
한편 연소과정 중에는 계속해서 고열이 발생되게 되며 이는 상기 공기분사면(51,61)과 공기유도면(57,67)에 열상 변형을 가져올 수 있다. 이때 작업자는 상기 냉각부재(59,69)를 가동하고 상기 냉각부재(59,69)는 상기 공기분사면(51,61)과 공기유도면(57,67)과의 접촉면을 통해 냉기를 공급하여 연소과정 중 상기 공기분사면(51,61)과 공기유도면(57,67)의 지나친 과열을 방지하게 된다. 그리고 이물질 차단부재(58,68)는 연소과정 중에 이물질이 상기 연소공기 공급부(30)로 역류하여 상기 윈드박스(31)에 손상을 가하는 것을 방지토록 하게 된다.
본 발명의 일 실시예는 상기와 같은 구성과 작동과정에 의해 유동층 연소로내에서의 효과적인 공기분배, 이물질의 용이배출 등을 구현하여 궁극적으로 연소효율이 향상, 설비 파손 방지 및 안정적 운용 가능하게 하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.
이상의 사항은 유동층 연소로의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.
따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.
20...장치하우징 25...이물질 배출구
30...연소공기 공급부 31...윈드박스
50,60...공기분배수단 51,52,61,62...공기분사면
52a,53,62a,63...분사구 57,67...공기유도면
58,68...이물질 차단부재 59,69...냉각부재

Claims (9)

  1. 연료를 연소토록 제공되는 장치하우징;
    상기 장치하우징의 하측에 설치되고 상기 장치하우징 내부로 연소공기를 공급하는 연소공기 공급부; 및
    상기 장치하우징의 하측에 설치되고 연소공기를 순환토록 분사구를 구비하는 공기분배수단;이 포함되되,
    상기 장치하우징의 하단 중앙측으로 이물질이 이동되도록 상기 분사구는 상기 장치하우징의 중앙측을 바라보는 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 유동층 연소로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기분배수단은 상기 장치하우징의 내벽부에서 중앙측으로 갈수록 하향 계단식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유동층 연소로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공기분배수단은,
    상기 연소공기 공급부와 연결되고, 연소공기를 상기 장치하우징 내부로 분사토록 하나 이상의 상기 분사구를 포함하는 공기분사면; 및
    상기 공기분사면과 일정각도를 이루며 설치되고, 분사된 연소용 공기의 흐름 방향을 유도하는 공기유도면;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 연소로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분사구 중심축의 연장선은 상기 공기유도면과 교차되는 것을 특징으로 하는 유동층 연소로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 공기분배수단은 연소 중 상기 공기분사면 또는 공기유도면의 열상 변형을 방지토록, 상기 공기분사면 또는 공기유도면에 근접하여 설치되는 냉각부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 연소로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 공기분배수단은 상기 분사구를 통해 상기 연소공기 공급부로 이물질이 침투되는 것을 방지토록, 상기 연소공기 공급부에 설치되는 이물질 차단부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 연소로.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치하우징의 하단에 이물질이 퇴적되는 것을 방지토록 상기 장치하우징의 하단에서 연소공기 분사 방향측에 설치되는 이물질 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 연소로.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 공기분배수단은 상기 장치하우징의 내벽측에 위치한 연료와 연소공기가 혼합 순환되도록 상기 장치하우징의 내벽측으로는 공기분사면이 밀접되되, 상기 공기분사면의 분사구는 상기 장치하우징의 상부를 바라보는 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 유동층 연소로.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 장치하우징 내부의 연소공기 분배가 균일토록, 상기 공기분사면상에서 상기 분사구는 상기 장치하우징의 둘레를 따라 일정간격으로 복수로 설치되는 것을 특징으로 하는 유동층 연소로.
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