KR20140111720A - 계단식 스토커가 장착된 석탄 및 고체연료 연소 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하우징의 내부에 구비된 연소실의 하단부에 계단식으로 위치하여 석탄 이송부로부터 투입된 석탄이 적재되는 화격자들 사이에 고정식 부재와 운동식 부재를 화실 프레임에 계단식으로 다수개 배열하여 고정설치하고,
그 배열된 부재중 운동식 부재만을 교대로 전 방향으로 돌출시켜 그 적재된 재를 신속히 이송시키는 스토커가 상기 하우징의 내부 공간에 적절히 설치되어 있고,
연소실의 프레임에 물을 충수하여 그 몸체의 상부에 물탱크와 수관으로 연결, 연소가스의 열을 교환하고 기체흐름을 원활히 하는 하우징 구조와
연소실의 압력이나 온도를 검출센서가 검출하여 전송한 검출값을 디스플레이를 통해 수치 혹은 그래프형태로 하여 외부로 표시하거나 경고등을 점멸하여 표시하고, 보일러의 전기전자적인 기능을 전체적으로 제어하는 콘트롤러를 포함하여 구성되는 계단식 스토커가 장착된 석탄 및 고체연료 연소 보일러를 제공한다.
상기와 같은 본 발명은 보일러의 내부에 위치하는 화격자의 구조를 고정식 부재와 운동식 부재로 하는 스토커를 다수 개 배치하여 운전상황에 적절하게 운동식 스토커를 전 후진시켜 사전에 크링거(연소 중 연료끼리 엉겨 붙어 덩어리로 형성됨)발생을 방지하고 그 적재된 재를 신속히 이송시키고, 스토커에 의해 재처리가 원활해짐에 따라 연소실 공간에 재가 섞이지 않는 석탄이 다량 분포하게 되고 단계별로 연소과정이 진행되므로 그에 따라 보일러내의 석탄 연소효율을 상당히 향상시키는 장점을 가지고 있다.

Description

계단식 스토커가 장착된 석탄, 고체연료 연소 보일러{coal and solid fuel combustion boiler mounted the cascade grate with stoker }

본 발명은 계단식 스토커가 장착된 석탄 연소 보일러에 관한 것으로, 특히 보일러의 내부에 위치하는 화격자의 구조를 고정식 부재와 전후로 운동하는 부재로 하는 스토커를 계단식으로 다수 개 배치하여 단계별로 스토커를 전진시켜 그 적재된 재를 신속히 이송시키므로 서, 보일러내의 석탄 연소효율을 상당히 향상시키는 운동 스토커가 장착된 석탄, 고체연료 연소 보일러에 관한 것이다.

또한 화실과 보일러를 결합한 일체식의 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 사용연료에 따라 가스보일러, 기름보일러, 석탄보일러 등으로 구분되는데, 특히 국제 유가의 상승 등의 원인으로 유가보다 상대적으로 저렴한 연탄이나, 석탄을 이용하는 폐열보일러의 사용이 급증하고 있다. 이러한 페열보일러는 산업용로, 소각로 등의 폐열을 이용하여 증기 및 온수를 발생시키는 장치로서 가동 중에도 청소가 용이하며 폐열을 이용함으로 에너지절약 및 생산 원가 절감 효과가 어떠한 시설투자보다 유리하다고 알려져 있다.

그러면, 상기와 같은 종래 폐열보일러의 일례를 도 1을 참고로 살펴보면, 연소된 연기를 배출하는 연통(70)과 그 내부의 상황을 확인할 수 있는 도어(71)가 몸체의 적절한 곳에 다수개 배치되고 몸체의 상부에 물탱크(72)가 위치되는 하우징(73)과;

상기 하우징(73)의 내부에 공간적으로 형성되어 석탄(79)을 연소시키는 연소실(74)과;

상기 연소실(74)과 일정각도의 통로로 연결되어 석탄공급함(75)으로부터 석탄(79)을 연소실(74)내로 이송시키는 석탄이송부(76)와;

상기 연소실(74)의 하단부에 위치하여 석탄이송부(76)로부터 투입된 석탄(79)이 적재되는 화격자(77)와;

상기 하우징(73)의 일측에 설치되어 연소실(74)내로 공기를 공급시키는 송풍기(78)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기와 같은 종래 폐열보일러의 동작은 먼저, 석탄(79)을 점화시킬 불쏘시개에 불을 점화시켜 하우징(73)의 측면에 위치한 도어(71)를 열고 연소실(74)내로 투입한후 석탄이송부(76)를 구동하여 석탄공급함(75)으로부터 석탄(79)을 연소실(74)내로 투입시킨다. 그러면, 상기와 같이 연소실(74)내로 투입되는 석탄(79)은 화격자(77)의 상부로 적재되게 되는데, 이때, 상기 화격자(77)의 상부로 적재되는 석탄(79)과 기 투입된 점화된 불쏘시개가 접촉하여 발화하므로 연소실(74)에서 석탄(79)이 연소되게된다. 여기서, 상기와 같은 연소 과정 중에 하우징(73)의 일측에 구비된 송풍기(78)를 구동하여 연소실(74)내로 유동공기를 공급하게 되므로 석탄이 공기분자와 잘 혼합되어 석탄(79)을 더 용이하게 연소시키게 된다.

따라서, 상기와 같은 연소과정을 통해 연소실(74)내에서 석탄(79)이 연소할 경우 고열이 발생되게 되는데, 이때 이 발생된 열에너지는 하우징(73)의 상부 측에 위치한 물탱크(72)로 전달되게 되므로 그 물탱크(72)내에 들어있는 물이 가열되게 된다. 그러면, 상기 물탱크(72)에 연결된 배관파이프를 통해 필요한 장소 예컨대, 제품생산 공장이나 대형사무 빌딩 등으로 그 가열된 온수를 배출하게 되므로 통상의 폐열보일러기능을 수행된다. 그리고, 상기와 같이 연소실(74)에서 석탄이 장시간 연소되어 화격자(77)에 재(80)만 남을 경우 하우징(73)의 후면부에 위치한 도어(71)를 열고 그 화격자(77)의 상부에 적재되어 있는 재(80)들을 끄집어내어 폐기하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 폐열보일러는 대개 대용량의 석탄을 평탄한 화격자에 적재한 후 연소시키는 방식이기 때문에 한번 석탄을 연소실에 투입하여 연소시킬 경우 장시간 연소되어 재를 발생하는 하는 구조이므로 화격자에 연소 후 적재되는 재가 골고루 화격자에 적재되지 않을 경우 석탄연소에 영향을 미쳐 폐열보일러의 연소효율을 상당히 저하시키는 요인으로 작용하였으며, 또한 송풍기가 연소효율을 높이기 위해 연소실내부로 공기를 유동시켜주지만 대개의 경우 측면에서 유동시켜주는 방식이기 때문에 화격자에 적재되어 있는 미 연소된 석탄들을 재 연소시키기에는 구조적으로 상당한 어려움이 있어 그에 따라 폐연료 보일러의 비용대비 열발생 효율도 상당히 저하시키는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 보일러의 내부에 위치하는 화격자의 구조를 고정식 부재와 운동 부재를 한쌍으로 하는 스토커를 다수 개 배치하는 구조를 가지므로 서, 스토커에 의해 재처리가 원활해짐에 따라 연소실 공간에 재가 섞이지 않는 석탄이 다량 분포하게 되어 연소되도록 하는 운동스토커가 장착된 석탄, 고체연료 연소 보일러를 제공함에 그 목적이 있다.

고체연료를 연소하는데 어려움은 연기가 많이 나는 유연탄 등이 있다

이 역시 해결하여야 하는 문제로 하우징의 여러 부분을 캐스타블(내화재)로 설치하여 약1200∼1500도C로 가열이 되었을 때 미연소 가스가 이와 부딪치면 연전 연소가 되어 상당부분의 연기문제를 해결하고자 하는 것도 본 발명의 목적이다.

본 발명의 계단식 스토카의 1단계에서 초기 투입된 석탄이나 고형연료가 점화되고 약 50∼60％를 연소시키면서 일정시간이 경과하면 새로이 연료가 투입되므로 연소중인 연료를

다음단계로 이송 및 크링거(연소 시 연료끼리 달라붙어 덩어리가 형성; 발생시 공기공급이 차단되어 균일한 연소조건이 되지 않아 연소효율이 급격히 떨어진다) )생성을 방지시키기 위해 흩뜰어 버리는 효과가 있어야 하므로 1단운동화격자의 구조는 이에 알맞게 고안을 하여야 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 고정식 스토커를 밀폐형으로 장착하여 스토카 상부에 공기를 배출시키는 압축공기공을 다수 개 형성하여 연소실내로 다량의 압축공기를 공급시키기 때문에 이러한 압축공기로 인해 연소실내에 분포된 석탄분자들이 공기와 잘 혼합되어 완전 연소에 근접되게 연소시킬 수 있는 운동 스토커가 장착된 석탄 연소 보일러를 제공하는데 있다.

또한 화실과 보일러를 효율적으로 결합하여 운영의 편리성, 보일러크기 축소 등 여러 측면으로 효과적인 보일러로 고안하여야 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 설정된 규모의 외형을 갖으며, 몸체의 다수 곳에 내부의 상황을 확인할 수 있는 도어와 연소된 연기를 배출하는 연통이 구비되며, 그 몸체의 상부에 물탱크가 위치되는 하우징과,

상기 하우징의 내부에 공간적으로 형성되어 투입되는 석탄을 연소시키는 연소실과,

상기 연소실의 하단부에 계단식으로 위치하여 석탄이송부로부터 투입된 석탄이 적재되는 화격자와,

상기 화격자의 고정식 부재와 운동식 부재로 구성한 후 이를 화실 주 프레임에 다수 개 배열하여 고정설치하고 그 배열된 부재중 운동 부재만을 연료가 연소되는 상황에 따라 시간차를 두고 전, 후진방향으로 운동시켜 그 적재된 재를 신속히 이송시키는 스토커와,

상기 하우징의 내부 공간에 적절히 설치되어 연소실의 압력이나 온도를 검출센서가 검출하여 전송한 검출 값을 디스플레이를 통해 수치 혹은 그래프 형태로 하여 외부로 표시하거나 경고등을 점멸하여 표시하고, 보일러의 전기전자적인 기능을 전체적으로 제어하는 콘트롤러를 포함하여 구성되는 계단식 스토커가 장착된 석탄 연소기 및 보일러를 제공한다.

상기 본 발명은 화실의 내부에 위치하는 화격자의 구조를 계단식 고정식 부재와 운동부재를 다수 개 배치하여 운동 스토커를 수평 전/후진 방향으로 운동시켜 그 적재된 재를 신속히 이송 시키므로 서, 운동스토커에 의해 재처리가 원활해짐에 따라 연소실 공간에 재가 섞이지 않는 석탄, 고체연료가 고르게 분포하게 되어 연소되고

그에 따라 보일러내의 석탄, 고체연료 연소효율을 상당히 향상시키는 장점을 가지고 있다.

또한 상기와 같은 본 발명에 의하면, 고정식 스토커의 상부(연료 연소하는 부분)에 압축공기를 배출시키는 압축공기공을 다수 개 형성하여 연소실내로 다량의 압축공기를 고르게 공급시키기 때문에 이러한 압축공기로 인해 연소실내에 분포된 석탄분자들이 공기와 잘 혼합되어 완전 연소에 근접되게 연소되므로 그에 따라 연소효율도 상당히 향상되는 효과가 있다.

화실과 보일러를 일체형으로 효과적으로 배치함으로서 보일러효율 및 실용성도 향상되는 장점이 있다.

도 1은 종래 폐열보일러의 일례를 설명하는 설명도.
도 2-a는 본 발명에 따른 계단식 스토커가 장착된 석탄 또는 고체연료 연소 보일러를 설명하는 설명도(정면도).
도 2-b는 본 발명에 따른 계단식 스토커가 장착된 석탄 또는 고체연료 연소 보일러를 설명하는 설명도(측면도).
도 3-a은 본 발명에 따른 보일러의 화실 main-frame 및 상부 물탱크와 연결되는 수관 설명도.
도 3-b은 본 발명에 따른 보일러의 화실 main-frame 및 상부 물탱크와 연결되는 수관 및 연소가스의 흐름에 대한 설명도(평면도).
도 4-a는 본 발명에 따른 스토커의 고정식부재를 개략적으로 설명하는 설명도,
도 4-b는 본 발명에 따른 스토커의 고정식부재를 측면에서 바라본 상태를 도시한 설명도,
도 4-c는 본 발명에 따른 스토커의 고정식부재중 연료 연소판의 평면도 및 측면도
도 5-a는 본 발명에 따른 스토커의 1단 운동부재 및 연결부를 개략적으로 설명하는 설명도,
도 5-b는 본 발명에 따른 스토커의 2,3,4단 운동식부재를 개략적으로 설명하는 설명도,
도 5-a는 본 발명에 따른 스토커의 1,2,3,4단 가이드(부쉬)플레이트를 도시한 설명도,

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명은 도 2 및 도 3에 도시된 바와같이 설정된 규모의 외형을 갖으며, 몸체의 다수 곳에 내부의 상황을 확인할 수 있는 도어(1)와 연소된 연기를 배출하는 연통(2)이 구비되며, 그 몸체의 상부에 물탱크(3)가 와 수관(4)과 화실 프레임(5),

상기 하우징(6)의 내부에 공간적으로 형성되어 투입되는 석탄(7)을 연소시키는 연소실(8)과,

상기 연소실(8)의 하단부에 위치하여 석탄이송부(9)로부터 투입된 석탄(7)이 적재되는 화격자(10)와,

상기 화격자(10)의 내측에 고정식 부재(10)와 1단 운동부재(11)를 한쌍으로 구성하고 2,3,4단 이동자(12)를 화격자(10)의 일측에 고정된 화실 프레임(5)에 다수 개 배열하여 고정설치하고 그 배열된 부재중 운동 부재(11과12)를 순차적으로 수평방향으로 슬라이딩 운동시켜 그 상부로 적재된 재를 신속히 이송시키는 스토커(11과12)와,

상기 하우징(6)의 내부 공간에 적절히 설치되어 연소실(8)의 압력(13)이나 온도를 검출센서(14)가 검출하여 전송한 검출값을 디스플레이(16)를 통해 수치 혹은 그래프 형태로 하여 외부로 표시하고, 보일러(15)의 전기전자적인 기능을 전체적으로 제어하는 제어판넬(16)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 고정된 프레임(5)에는 물로 냉각을 시켜주고 운동부재(11과12)들이 접촉되지 않고 전, 후 방향으로 슬라이딩 운동을 하도록 운동부재(11과12)의 양측 면에 닿지 않도록 슬라이딩시키는 베어링 부쉬(17)가 부쉬 플레이트(18)에 장착되어 상하 좌우의 벗어남이 없도록 가이드 역할을 한다.

그리고, 상기 스토커의 고정식부재(10)는 도 4의 (a-e)에 도시된 바와 같이 예컨대, 전체적으로 폭이 적은 직육면체 형태로 형성되고, 몸체 내부가 일정크기로 비어있도록 형성된 공기유동공간(19)과 관통되면서 그 몸체의 전후면에 공기가 유동되는 다수개의 공기유동공(20)이 형성되며, 그 몸체의 하단에 상기 공기유동공(19)으로 공기를 주입할 수 있는 공기주입관(21)이 형성되고, 그 몸체의 양하단부에 상기 공기유동공간(19)내에 물이 들어 있는 화실 프레임(5)양측과 연결된 파이프 형태의 냉각수관(22)으로 냉각수를 공급시키고 이 파이프위에 공기유동공(20)이 있는 주물판(23)이 상부에 설치되어 열기로부터 냉각 보호를 받게 된다,

또한, 상기 스토커의 운동부재(11과12)는 도 5의 (a-c)에 도시된 바와 같이 예컨대, 도 5-a의 1단 운동부재(11)은 연소중인 연료를 고르게 흩어주고, 엉겨 붙는 현상(크링거)을 사전에 방지시킴과 동시에 이송을 효과적으로 하여야 하므로 화실 연소 능력에 따라 1단운동부재의 수량과 크기를 조절하여 배치하고 홀수 번과 짝수 번을 교대로 작동시켜야 하는 구조이므로 실린더 형으로 형성되고 운동부재들(11)사이로 공기를 공급함으로 연소에 영향을 주면서 열로부터 보호를 받도록 형성되어 있고, 운동부재(11과 12)의 동력은 에어실린더 또는 유압 실린더를 각기 설치된다.

그리고, 2,3,4단의 운동부재(12)는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 냉각수가 유동할 수 있는 냉각수 유동관(24)을 파이프로 형성하여 몸체내로 연결하되, 이들 냉각수 유동관(24)내의 냉각수가 서로 유동되도록 그 각관이 연결되고 다른 별도의 냉각순환펌프(31)로 운전한다.

여기서, 상기 화격자(12)의 운동부재프레임(24)에는 그 몸체에 용량에 따라 여러 개로 구성된 운동자들(12)의 양측 면에 닿지 않도록 슬라이딩시키는 베어링 부쉬(17)가 부쉬 플레이트(18)에 장착되어 상하 좌우의 벗어남이 없도록 가이드 역할을 한다.

또한, 상기 슬라이딩부재(25)의 끝에는 유압실린더와 연결되는 부재(27, 28)가 설치되어 유압실린더와 연결, 유압실린더부재(26)에 리미트스위치(29)를 달아 유압신호로 유압유니트(30)를 작동 시킬 수 있도록 한다.

여기서, 상기 보일러(15)의 각 부재들(11,12,등)을 제어할 수 있는 각종 제어버튼과 디스플레이가 구비된 제어패널(16)이 외부로 형성되어 있고, 상기 공압펌프(38)와 냉각수순환펌프(31) 및 유압유니트(29)의 전체기능은 콘트롤러(16)에 의해 제어된다.

한편, 상기 하우징(6)의 일측에는 상기 연소실(8)과 일정각도의 통로로 연결된 석탄공급함(7)으로부터 석탄을 연소실(8)내로 이송시키는 석탄 이송스크류(32) 및 감속기(33)가 구비된다. 그리고, 상기 하우징(6)의 일측 하단부에는 스토커(12)에 의해 처리된 재를 외부로 토출시키는 탄재이송스크류(34) 및 감속기(35)재토출구(36)가 설치된다.

상기는 화실부분이나 중요한 부분의 고안은 화실(6)과 보일러전체(15)의 배치가 효과인 구조로 설치되어야 한다.

도 6-a의 화실의 프레임(5)은 1단 운동부재(11)를 열로부터 보호하기위해 프레임(5)에 내장하여 운동할 수 있는 1단운동자 스리브(39)를 설치한다.

석탄 고체연료 등의 연소로 고열을 받으므로 양면 및 연결부를 수냉식으로 보호하고 고정부재(10)을 수냉식으로의 보호와 설치를 위해 냉각수관 즉 서포트관(22)설치와 운동부재(11과12)를 보호함과 동시에 교환된 열은 물의 온도를 높이므로 최대한의 열교환 할 수 있는 구조가 되어야 한다.

화실의 프레임(5)과 상부의 드럼(3)을 보일러용 관(37)으로 연결하여 물을 상부 드럼(3)까지 충수하고 프레임(5)과 드럼(3)사이의 보일러용 관(4)을 3열로 양쪽으로 배치하여 연소된 고열의 가스가 보일러용 관(4)열 사이로 이송(화실내 관4-1과 접촉 후 관(4-1)과 관(4-2)관사이로 후방에서에서 전방으로 다시 관(4-2)과 관(4-3)관사이로 전방에서 후방 연도로 가스이동: 3-pass)함으로 이송 중에 충분한 열 교환이 이루어져 최대한의 효과를 나타낼 수 있는 구조로 설치하여야한다.

관(4)사이는 평철(4-4)로 막아 연소가스의 흐름의 방향을 정한다.

다음에는 상기와 같은 본 발명에 따른 보일러의 작용,효과를 설명한다.

본 발명의 동작은 먼저, 하우징(6)의 연소실(8)측에 구비된 도어(1)를 열고 석탄을 점화시킬 불쏘시개에 불을 점화시켜 연소실(8)내로 투입한 후 콘트롤러의 제어패널(16)에서 석탄투입용 버튼을 누른 후 나머지 구동버튼들도 운전방식에 따라 눌러 보일러(15)의 각종부재 예컨대, 공압 펌프(38)와 냉각수순환펌프(31) 및 유압 유니트(30)도 구동시키며, 보일러(15)에 설치된 각종 압력과 온도를 검출하는 센서들(13,14)도 동작시킨다. 그러면, 상기 제어판넬(16)의 구동제어신호에 따라 상기 석탄이송스크류(32)가 구동하여 석탄공급탱크(7)에 적재되어 있는 석탄을 이송관(9)을 통해 연소실(8)내로 투입시킨다.

따라서, 상기와 같이 연소실(8)내로 투입되는 석탄은 화격자 1단 고정 부재(10)위로 적재되게 되는데, 이때 1단고정식부재(10)의 상부로 적재되는 석탄과 기 투입된 점화된 불쏘시개가 접촉하여 발화하므로 연소실(8)내에서 석탄이 연소하게 된다.

여기서, 상기와 같은 연소과정이 진행되는 중에 공압펌프(38)가 제어판넬(16)의 기능제어신호에 따라 구동되어 압축된 공기를 압력공기용 배관(21)을 통해 상기 스토커의 고정식부재(10)의 공기주입관(21)으로 공급시킨다. 그러면, 상기 고정식부재(10)의 공기주입관(21)으로 공급된 압축공기는 몸체 내부가 일정크기로 비어있도록 형성된 공기유동공간(21)으로 유입된 후 몸체의 전 후면에 다수개로 형성되어 있는 공기유동공(20)을 통해 외부로 강한 압력으로 배출하게 된다.

따라서, 상기와 같이 스토커의 고정식부재(10)의 전 상면에 다수 개 구비된 공기유동공(20)을 통해 강한 압력으로 배출되는 공기에 의해 고정부재(10)위에 있던 석탄들이 연소실(8)내로 더욱 더 확산되어 공기분자와 밀접히 잘 혼합된다.

그러므로, 상기와 같은 압축공기의 확산에 의해 연소실(8)내의 석탄은 더욱더 급속한 연소가 이루어져 종래의 보일러에서는 기대할 수 없었던 열효율을 얻게 된다.

석탄, 고체연료가 1단 고정자(10)위에서 연소되는 과정에서 1단 운동부재(11)의 홀수번이 전진/후진 다시 짝수번이 전후진하는 과정에서 열에 의한 연료의 뭉침 현상(크링거)을 제거하고 타는 연료를 고르게 분산, 일부 타는 연료는 2단 고정자로 이동하게 되고 2단 고정부재(10)로 이송된 연료는 1단과 마찬가지로 강한 압력의 공기에 의해 거의 95％이상 연소하게 되며 3,4단에서도 소량의 2차 공기 공급과 고열의 화실내부온도로 인해 100％연소되어 4단 운동부재(12)에 의해 탄재 크러셔(33)로 이동된다.

따라서, 상기와 같은 연소과정을 통해 연소실(8)내에서 석탄, 고체연료가 연소할 경우 고열이 발생되게 되는데, 이때 이 발생된 열에너지는 화실프레임(5) 수관(4) 상부의 물탱크(3)로 전달되게 되므로 고효율의 보일러로 기존의 보일러보다 상당한 효율개선이 될 것으로 보인다.

상기 물탱크(3)에 연결된 배관파이프를 통해 필요한 장소 예컨대, 제품 생산 공장이나 난방 등의 용도로 그 가열된 온수를 사용하여 통상의 보일러기능을 수행된다.

한편, 상기와 같은 연소 과정 중에 상기 유압펌프(30)가 콘트롤러(16)의 기능제어신호에 따라 구동되어 유압신호를 유압실린더부재(27,28)로 인가한다.

그러면, 상기 유압실린더부재(26)는 상기와 같은 유압신호에 의해 운동부재(11,12)의 끝에 각기 설치되어 있던 슬라이딩부재(25)를 전후방향으로 슬라이딩시킨다.

이때, 상기와 같이 운동부재(11,12)의 끝단측에 각기 설치되어 있던 유압실린더부재(27,28)를 전진방향으로 슬라이딩 될 경우 이 슬라이딩부재(25)에 연결되어 있는 운동부재(11,12)도 부쉬 플레이트(18)에 고정된 베어링부쉬(17)을 매개로 고정부재(10)의 사이에서 전방향으로 슬라이딩 돌출되게 된다.

그리고, 상기 유압유니트(30)가 유압실린더부재(27,28)를 반대로 동작시키면 이와 연동되는 운동부재(11,12)는 상기 동작과는 반대로 후진방향으로 슬라이딩되어 원래의 위치로 복귀하게 된다.

여기서, 상기와 같은 방식으로 돌출되는 운동부재(11,12)는 제어판넬(16)의 공업용 컴퓨터의 프로그램에 따라 제어되게 된다.

따라서, 상기와 같이 스토커의 운동부재(11,12)가 전후방향으로 돌출되었다가 원래의 위치로 복귀함에 따라 그 상부에 적재되어 있던 재도 신속히 2,3,4단의 고정부재로 방향을 따라 이송된다.

그러므로, 상기와 같이 연소되는 재처리가 원활해짐에 따라 연소실(6)의 공간 내에서 재가 섞이지 않는 석탄이 다량으로 분포된 상태로 연소되므로 그에 따라 보일러(15)내의 석탄 연소효율도 상당히 향상된다.

한편, 상기와 같은 연소 및 재 처리과정 중에 냉각수공급펌프(31)가 제어판넬(16)의 기능제어신호에 따라 구동되어 냉각수를 상기 스토커의 운동부재(12)의 냉각수 주입관(26)을 통해 스토커의 운동부재(12)의 냉각수 주입관구(24)에 공급한다.

그러면 상기 스토커의 운동부재(12)의 냉각수 주입관구(26)를 통해 공급된 냉각수는 운동부재(12)의 내부 공간에서 열 교환을 이룬 후 반대 측의 냉각수 주입관구(26)를 거쳐 배출된다.

또한, 상기 스토커의 고정식부재(10)은 화실프레임의 양측에 연결시켜 냉각수관(22)을 관통하고 고정식부재(10)를 여기에 설치하여 자연적으로 열 교환을 하게 한다.

따라서, 상기와 같은 방식을 거쳐 상기 스토커의 고정식부재(10)와 운동부재(12)가 그 내부의 열을 냉각수에 의해 신속히 열 교환되므로 연소실(6)내의 고열에 의해 상기 스토커(10,12)가 파손되는 일이 없이 장기적으로 그 수명을 유지할 수 있게 된다.

스토커 1번 운동자는 물이 채워진 화실프레임(5) 상부에 스리브(39)를 설치하여 그 공간에서 전 후 운동을 함으로서 열에 의한 손상이 없다.

한편, 상기와 같은 과정을 거쳐 석탄의 연소가 설정된 시점까지 완료되어 소화될 경우 하우징(6)의 일측 하단부에 설치된 재 토출구(36)을 개방하여 스토커(10,12)의 순차 이송에 의해 처리된 재를 외부로 토출시킨다.

석탄 및 고체연료를 연소하는데 어려움은 연기와 냄새가 많이 나는 문제점이 있고 해결하여야 하는 문제로 하우징의 여러 부분을 내화재(40)로 설치하여 약1200∼1500도C로 가열이 되었을 때 미연소가스가 이와 부딪치고 내부에 연소가스흐름을 1단 고정부재 상부에 내화재(40)를 장착하여 연소가스를 일시적으로 가두었다가 연소부위로 흐름을 주어 냄새 와 연기를 완전 연소로 해결하고자 하는 것도 본 발명의 목적이다.

1 : 도어 2 : 연통
3 : 물탱크 4 : 1,2,3차 수관
5 : 화실 프레임 6 : 하우징
7 : 석탄저장탱크 8 : 연소실
9 : 석탄이송부 10: 스토카의 1,2,3,4단 고정부재
11: 스토카의 1단 운동부재 12: 스토카의 2,3,4단 운동부재
13: 압력검출센서 14: 온도검출센서
15: 보일러 16: 제어판넬
17: 베어링부쉬 18: 부쉬 플레이트
19: 공기유동공간 20: 공기유동공
21: 공기주입구 22: 냉각수관(서포트)
23: 고정부재 상판(주물) 24: 냉각수관(운동부재)
25: 슬라이딩부재(운동부재용) 26: 냉각수 입, 배출구
27: 운동자 연결부재 28: 유압 또는 공압실린더
29: 리미트스위치 30: 유압유니트 또는 콤프레샤
31: 냉각수 순환 펌프 32: 석탄 또는 고체연료 이송 스크류 콘베아
33: 탄재 분쇄기 34:탄재 이송 스크류 콘베아
35: 탄재 이송 스크류 감속기 36: 탄재 토출구
37: 플레이트(수관사이 연소가스 방향유도용)
38: 공압펌프
39: 1단 운동자 스리브
40 : 내화재 방연판

Claims (8)

1. 설정된 규모의 외형을 갖으며, 몸체의 다수 곳에 내부의 상황을 확인할 수 있는 도어와 연소된 연기를 배출하는 연통이 구비되며, 화실의 프레임에 물을 충수하여 그 몸체의 상부에 물탱크와 수관으로 연결, 연소가스의 열을 교환하고 기체흐름을 원활히 하는 하우징과;
   상기 하우징의 내부에 공간적으로 형성되어 투입되는 석탄을 연소시키는 연소실과;
   상기 연소실의 하단부에 위치하여 석탄이송부로부터 투입된 석탄이 적재되는 화격자와;
   상기 화격자의 내측에 고정식 부재로 구성한 후 이를 화실프레임 양측에 계단식으로 고정식부재를 다수 개 배열하여 고정설치하고 그 배열된 부재중 운동부재만을 전 방향으로 돌출시켜 그 적재된 재를 신속히 이송시키는 스토커와;
   상기 하우징의 내부 공간에 적절히 설치되어 연소실의 압력이나 온도를 검출센서가 검출하여 전송한 검출 값을 디스플레이를 통해 수치 혹은 그래프 형태로 하여 외부로 표시하거나 경고등을 점멸하여 표시하고,
   보일러의 전기전자적인 기능을 전체적으로 제어하는 콘트롤러를 포함하여 구성되는 계단식 압입풍식 스토커가 장착된 석탄 및 고체연료 연소 보일러.
2. 제1항에 있어서, 화실프레임을 수관으로 구성하여 보일러 내부와 외부의 단열을 극대화하였고
   스토카의 1단 운동부재도 화실 프레임에 장착함으로써 열 변형을 방지한 수냉식 화실프레임을 장착한 석탄 및 고체연료 연소 보일러.
3. 제1항에 있어서, 상기 스토커의 고정부재의 내부가 일정크기로 비어있도록 형성된 공기유동공간과 관통되면서 그 몸체의 상부 면은 석탄, 고체연료가 연소할 때 올려지는 부위로
   다공판 주물형으로 화실프레임양쪽에 연결된 냉각수관위에 조립 설치되고 전면 하부에도 공기유동공이 설치되어 연료의 상방향과 전방향으로 공기가 공급되는 구조로,
   몸체의 측면부에 상기 공기유동공으로 공기를 주입할 수 있는 공기주입관이 각기 형성되며,
   그 몸체의 공기유동 공간 내에 형성된 화실프레임 양측에 연결된 냉각수관으로 고정부재의 열변형의 방지하기 위해 각기 스토커의 고정부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 계단식 스토커가 장착된 석탄 및 고체연료 연소 보일러.
4. 제1항에 있어서, 1단의 운동부재는 여러 개의 실린더형으로 연소중인 연료를 태우면서 이동하기위해 홀수번 짝수번 각각 운동시켜
   일부 연소중인 연료를 남겨두어 새로 투입되는 연료에 불씨 전이가 쉽게 되어
   연속적으로 운전이 가능한 구조를 특징으로 하는 계단식 스토커가 장착된 석탄 및 고체연료 연소 보일러.
5. 제1항에 있어서, 상기 스토커의 2,3,4단 운동 부재는 그 몸체의 내부에 냉각수가 유동할 수 있는 냉각수유동관이 형성되어 있고,
   그 몸체의 후단부에 냉각수유동관으로 냉각수를 공급시킬 수 있는 냉각수 주입관구가 파이프형태로 각기 설치되고
   전, 후진 운동을 할 수 있도록 슬라이딩부재로 구성된 특징으로 하는 계단식 스토커가 장착된 석탄 및 고체연료 연소 보일러
6. 제1항에 있어서, 상기 고정된 프레임에는 스토커의 운동부재가 접촉되는 위치에 운동부재가 전 후 방향으로 슬라이딩 운동을 하도록
   운동부재의 후측에 부쉬플레이트 및 부쉬 베어링으로 가이드하여 슬라이딩시키는 부쉬 플레이트를 특징으로 하는 계단식 스토커가 장착된 석탄 및 고체연료 연소 보일러
7. 제1항에 있어서, 상기 스토커의 고정식부재의 공기주입관에는 압력공기용 배관을 매개로 공압펌프가 연결되는 것을 특징으로 하는 계단식 스토커가 장착된 석탄 및 고체연료 연소 보일러
8. 제1항에 있어서, 화실 내부온도가 1000도C이상이면 미연소가스도 완전 연소시킬 수 있어 내부에 연소가스흐름을 1단 고정부재 상부에 내화재를 장착하여
   연소가스를 일시적으로 가두었다가 연소부위로 흐름을 주어 완전연소가 되는 특징으로 하는 계단식 스토커가 장착된 석탄 및 고체연료 연소 보일러 석탄 및 고체연료 연소 보일러

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