KR20140130986A - 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러에 관한 것으로,
보다 상세하게는 우드 칩이나 팜껍질(PKS) 등의 고체연료를 사용하는 보일러에 있어서, 연료의 특성에 의하여 발생하는 클링커(Clinker)의 배출이 쉽고 재처리가 용이하도록 화격자요소의 상면부에 파쇄돌기를 구비하여, 이동부 화격자요소의 전, 후진 운동을 통해 파쇄돌기와 화격자요소의 전면받침부의 가압을 이용하여 그 사이의 클링커가 파쇄되도록 한 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러는 다수의 화격자요소로 구성되며, 고정부와 이동부가 계단식으로 교차 배열되어 이루어지는 화격자; 상기 화격자의 하부에 배열되어 이송되는 클링커를 파쇄하면서 배출하는 배출유닛; 및 상기 화격자에 형성되어 이송 중의 클링커를 파쇄하는 파쇄수단;을 포함하여 이루어지되,
상기 파쇄수단은 상기 화격자요소의 상면부에서 돌출되어 형성된 파쇄돌기를 포함하여 이루어져, 이동부의 전, 후진 운동에 의해 화격자요소의 전면받침부와 파쇄돌기의 가압으로 클링커가 파쇄되는 것을 특징으로 한다.

Description

클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러{BOILER EQUIPPED WITH FIRE GRATE HAVING CLINKER CRUSHER}

본 발명은 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러에 관한 것으로,

보다 상세하게는 우드 칩이나 팜껍질(PKS) 등의 고체연료를 사용하는 보일러에 있어서, 연료의 특성에 의하여 발생하는 클링커(Clinker)의 배출이 쉽고 재처리가 용이하도록 화격자요소의 상면부에 파쇄돌기를 구비하여, 이동부 화격자요소의 전, 후진 운동을 통해 파쇄돌기와 화격자요소의 전면받침부의 가압을 이용하여 그 사이의 클링커가 파쇄되도록 한 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러에 관한 것이다.

유가 상승 및 온실 가스 감축을 위한 산림 바이오매스(bio mass) 활용의 중요성이 대두되고 있는 가운데, 목재 펠릿을 이용한 보일러가 각광을 받고 있다.

보일러, 특히 바이오매스 보일러는 연소로 내부에 화격자가 구비되어 있고, 열교환기에는 고온의 열교환매체가 연관으로 유입되어 피열교환유체가 가열된 후 배출될 수 있는 열교환챔버가 구비되어 있다.

화격자, 특히 내열강식 화격자와 관련된 기술로는 특허공개 제10-2003-0081574호(2003년10월22일) [계단식 스토커, 이를 갖는 소각장치, 및 스토커용 화격자]가 있는데,

상기 공개특허는 도시 쓰레기나 산업 쓰레기 등의 폐기물을 소각처리하는 스토커식 소각장치, 특히 폐기물을 이송하기 위한 이동 화격자를 구동시키는 구동부가 화격자 열의 측부에 배치되는 계단식 스토커에 관한 것으로,

구체적으로 상기 공개특허는 폐기물을 이송하기 위한 이동 화격자를 구동시키는 구동부가 화격자 열의 측부에 배치되는 계단식 스토커와, 이 스토커용 화격자, 및 이 스토커를 가지는 소각장치에 관한 것이다.

상기 발명에 따른 계단식 스토커는 폐기물의 이송 방향과 직교하는 방향으로 연장하는 지지바아 및 상기 지지바아를 따라 배열되는 다수의 화격자를 가지며, 폐기물의 이송 방향을 따라 계단식으로 배열되는 다수의 고정 화격자 열; 폐기물의 이송 방향과 직교하는 방향으로 연장하는 지지바아 및 지지바아를 따라 배열되는 다수의 화격자를 가지며, 고정 화격자 열들과 교번하도록 계단식으로 배열되어 후방의 고정 화격자 열의 하부로 후퇴된 위치와 전방의 고정 화격자 열의 상부로 전진한 위치 사이에서 전후 이동 가능한 다수의 이동 화격자 열; 및 이동 화격자 열들을 구동하기 위한 구동부를 포함하여 이루어진 구성을 제시하고 있다.

상기 발명은 펠릿 보일러로써 폐기물을 연소시키고 남은 소각재를 배출하는 구성으로 이루어지는데, 펠릿 보일러 시장이 증가함에 따라 국내 펠릿의 생산량이 한정된 상황에서 대체 연료를 이용한 바이오매스 보일러의 필요성이 대두되고 있다.

이에 펠릿을 대신할 수 있는 연료로써 우드 칩을 이용한 보일러 산업이 크게 활성화 되어 있으며, 최근 팜껍질(PKS) 또한 발열량이 높아 대체 연료로 부각되고 있는데,

상기 발명과 같은 펠릿 보일러를 개량하여 다른 대체 연료 보일러로 사용할 경우, 펠릿과 달리 우드 칩 또는 팜껍질 등은 연소 후 클링커(clinker)가 발생하여 외부로의 배출 및 재처리 등에 어려움이 있다.

여기서 클링커란 연료가 연소되면서 용융점 이상의 고온으로 상승한 경우에 재가 녹아 덩어리로 굳은 것을 말하는데 클링커는 미연소된 연료까지 한꺼번에 끌어들이는 경향이 있어 클링커가 발생하면 연소 상태를 악화시켜 연료의 손실을 초래하고, 클링커가 보일러에 부착하면 전열을 방해하여 보일러의 효율이 저하되는 등의 문제점이 있다.

따라서 펠릿을 대체할 수 있는 바이오매스 고체 연료를 이용한 보일러 시장이 증가하고 있는 시점에서 상기와 같은 문제점을 해결하여 클링커를 효과적으로 배출, 재처리할 수 있는 보일러의 필요성이 절실하다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

고체 연료 연소에 따라 발생하는 클링커의 배출 및 재사용을 용이하게 할 수 있도록 화격자요소의 상면부에 파쇄돌기를 구비하여 이동부의 전, 후진을 통해 클링커가 파쇄되면서 이송, 배출되는 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러를 제공하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명은 상기 파쇄돌기를 통한 클링커 파쇄와 클링커 이송이 원활하게 이루어지도록 이동부의 전, 후진 운동을 따라 후단 첨단부와 전단 광폭부를 갖는 파쇄돌기를 도입한 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이어서 본 발명은 클링커 배출 전에 최종 파쇄가 이루어져 클링커 파쇄 기능을 증대시킬 수 있도록 클링커 배출로를 회전하면서 통과하는 파쇄롤러를 포함하는 배출유닛을 구비한 보일러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 상기 파쇄돌기를 통한 클링커 파쇄의 효율을 증대시킴과 동시에 화격자요소들간의 클링커 이송이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 화격자요소들의 전면받침부에 푸쉬돌기를 도입한 클링커 파쇄기능을 갖는 보일러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러는

다수의 화격자요소로 구성되며, 고정부와 이동부가 계단식으로 교차 배열되어 이루어지는 화격자;

상기 화격자의 하부에 배열되어 이송되는 클링커를 파쇄하면서 배출하는 배출유닛; 및

상기 화격자에 형성되어 이송 중의 클링커를 파쇄하는 파쇄수단;을 포함하여 이루어지되,

상기 파쇄수단은 상기 화격자요소의 상면부에서 돌출되어 형성된 파쇄돌기를 포함하여 이루어져, 이동부의 전, 후진 운동에 의해 화격자요소의 전면받침부와 파쇄돌기의 가압으로 클링커가 파쇄되는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러에서 상기 파쇄돌기는 이동부의 전, 후진 방향을 따라 후단 첨단부와 전단 광폭부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러에서 상기 배출유닛은 재처리수단으로 클링커가 배출되는 배출로를 형성하는 다수의 배출편과,

회전축을 갖는 바디와, 이 바디의 외주면에서 돌출 형성되어 상기 배출로를 통과하는 파쇄겸으로 구성되는 파쇄롤러를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 화격자요소들의 전면받침부에는 하부에 배열된 화격자요소들의 파쇄돌기 사이에 형성된 파쇄로에 인출입되는 푸쉬돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러는 클링커를 이송하여 배출하는 화격자에 파쇄돌기로 구성되는 파쇄수단을 도입하고 배출유닛 역시 클링커를 파쇄하면서 최종 배출되도록 함으로써 클링커의 배출 및 재사용이 용이하다.

또 본 발명에 따른 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러는 후단 첨단부와 전단 광폭부로 이루어진 파쇄돌기를 도입하여 이동부의 전, 후진 운동에 따라 화격자요소 상면부에 위치하는 클링커가 다른 화격자요소의 전면받침부에 접촉되면서 첨단부에 의한 파쇄가 이루어지면서 이루어짐과 동시에 하부 화격자요소로의 이송이 원활하게 행해진다.

나아가 본 발명에 다른 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러는 배출유닛에 배출로를 회전하면서 통과하는 파쇄롤러를 도입하여 파쇄겸에 의하여 클링커가 파쇄됨과 동시에 배출로 하부의 재처리수단으로 배출이 이루어져 클링커의 파쇄 및 배출이 용이하다.

또 본 발명은 화격자요소의 전면받침부에 하부 화격자요소의 파쇄돌기 사이에 형성된 파쇄로에 인출입하는 푸쉬돌기를 도입하여, 클링커의 파쇄를 보조함과 동시에 파쇄로에 잔류하는 클링커의 이송 및 배출을 강제하여 화격자의 기능을 증대시킬 수 있다.

그리고 본 발명은 상기 파쇄돌기와, 상기 푸쉬돌기 및 파쇄겸을 통한 클링커의 다중 파쇄 기능을 도입하여 클링커의 파쇄가 완전하게 이루어져 사용자의 클링커 처리부담을 저감시킬 수 있으며, 클링커에 의한 보일어의 고장을 방지하여 내구성을 증대시킬 수 있으며,

나아가 화격자에 이송 중인 클링커가 계속 파쇄되면서 이송 및 배출이 이루어지도록 하여 보일러의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다..

도 1은 본 발명에 따른 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러의 전체 도면.
도 2는 본 발명에 따른 화격자의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 화격자의 작동 상태 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 화격자의 제2실시예를 도시한 부분 사시도 및 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 화격자 요소에 대한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 을 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여, 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정한다.

특히 도 2에서 이동부의 전, 후진 운동에 따라 배출유닛이 위치하는 방향을 전단 또는 전방으로 정하여 전, 후를 구분하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 이 기준에 따르며 다른 특별한 언급이 없는 한 각 도면에 도시된 그대로의 상하좌우를 구분하여 설명한다.

이하에서는 본 발명에 따른 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보일러는 고체 연료 특히, 바이오매스(bio mass) 보일러에 관한 것으로써,

고체 연료가 연소되는 연소로(B1) 하부에 배열되어, 연소 후 발생하는 클링커를 이송하는 화격자(B2)를 구비한 보일러에 있어서,

다수의 화격자요소(30)로 구성되며, 고정부(B2A)와 이동부(B2B)가 계단식으로 교차 배열되어 이루어지는 화격자(B2);

상기 화격자(B2)의 하부에 배열되어 이송되는 클링커를 파쇄하면서 재처리수단(B3)으로 배출시키는 배출유닛(40); 및

상기 화격자(B2)에 형성되어 이송 중의 클링커를 파쇄하는 파쇄수단;을 포함하여 이루어진다.

고체 연료란 상술한 바와 같이, 목재 펠릿뿐만 아니라 클링커가 발생하기 쉬운 우드 칩, 팜껍질 등 바이오매스 산업에 의하여 개발되는 모든 연료를 포함한다.

본 발명에 따른 보일러는 고체 연료가 연소되면서 재 또는 클링커 등이 발생하는데 재는 후술하는 화격자(B2)의 여러 구성을 통해 이송 및 상승하여 재연소에 활용되고 재연소 되지 않는 클링커는 화격자(B2)를 통해 하부로 이송되어 재처리수단(B3)으로 배출된다.

본 발명에 따른 보일러는 하우징(Ba)의 연소로(B1)에는 연료 투입구(B1a)가 구비되어 있고, 연소된 가스, 즉 연기가 배출되는 연통(B1b)이 상부 후면에 구비되어 있다.

또 연소로(B1) 내면 하부에 배열된 화격자(B2), 특히 계단식 화격자(B2)는 연소 잔재 또는 클링커를 이송하는 기능을 하며, 말단에는 재 또는 클링커를 모아 배출하는 재처리단(B3)이 구비되어 있다.

상기 보일러(B) 하우징(Ba)의 상부에 배열된 열교환기(10)는 내부에 열교환챔버(10S)가 구비되어 있으며, 이 챔버(10S) 내에는 다수의 연관(11)이 배열되어 있다.

연료에 의하여 가열된 고온의 열교환매체(예: 공기)는 연관(11)으로 유입되고, 열교환챔버(10S)를 소통하는 피열교환유체(예: 물)가 가열되어 배출, 활용된다.

도 1, 도 2 및 도 5에서, 상기 화격자(B2)를 구성하는 화격자요소(30)는 특히 내열강 왕복동식 화격자(B2)로 그 재질은 특수 합금으로 제조되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 화격자(B2) 요소(30)를 계단식으로 적층 배열한 화격자(B2)는 고정부(B2A), 작동수단(B2C), 예를 들어 유압실린더에 의하여 작동되는 이동부(B2B)로 구성되어 연료의 탄화 후 발생되는 재 또는 클링커의 단계적 이송이 원활하게 이루어지도록 되어 있다.

또 화격자요소와 요소 사이의 작은 틈새, 즉 통기틈새(33C)(0.6mm)는 도 5 [A] 및 [B]에 구체적으로 도시한 화격자요소(30) 도면에서 확인할 수 있는 바와 같이,

상부 돌출부(33A)와 하부 요입부(33B)를 갖는 측벽부(33A)를 통하여 밀착 배열됨은 물론,

연소공기에 대하여 높은 압력손실을 갖도록 한다.

구체적으로 개별 화격자요소(30)는 평판 형상의 상면부(30A)와, 전후면 받침부(31,31'), 측벽부(33)가 상호 연결된 구조이며,

상면부, 전후면 받침부, 측벽부에 의하여 둘러싸인 환류공간(30S)이 형성되어 있어 공냉특성이 강화되도록 되어 있다.

전후면 받침부(31,31')는 재 또는 클링커의 단계적 하강 이송을 위하여 경사면을 갖고(특히 전면 받침부(31)),

작동수단인 유압실린더와 연계된 동력 중계 막대(미표기)가 결합되도록 후면 받침부(31')는 이격된 2개이며, 그 사이에 막대가 결합되는 연결부(30B)가 형성된다.

상기 양 측벽부(33)는 전후면 받침부(31,31') 보다 상면부(30A)에서 짧게 연결되어 있어, 결국 하면에서 들려 있어 측면소통부(30Sa)를 형성하여 개별 화격자요소의 환류공간(30S)이 다른 화격자요소와 연통되도록 되어 있고, 결국 공냉 특성 및 내구성 향상 효과를 강화하게 된다.

또 상기 전면 받침부(31)에는 전방노즐이 형성되어 있어 환류공간(30S)과 연통되어 있는데, 이를 통하여 보일러(B) 연소로(B1) 내의 기류가 전달되어 해당 화격자요소 전방에 있는(그리고 계단식 구조로 인하여 아래에 있는) 재 또는 클링커를 불어 전방 아래 다음 계단으로 밀어내는 역할을 할 수 있어, 최종 재 수단(B3)(도 1 [B] 참조)쪽으로 재 또는 클링커를 보다 빠르고 원활하게 이송하게 된다.

나아가 상기 화격자요소(30)의 측벽부(33)는 상부 돌출부(33A)와 하부 요입부(33B)를 갖고,

상기 돌출부(33A)에는 요입부(33B)와 연통된 요홈부(33a)를 가져 환류공간(30S)의 기류가

이 요홈부로 인하여 화격자요소와 요소 사이에 형성되는 통기틈새(33C)(도 3 [B] 참조)로 배출되어 상면부(30A) 상부의 재 또는 클링커를 상승시키는 역할을 한다.

한편, 상기 측벽부(33)는 요입부(33B)에 측면통공(33p)까지 형성되어 있어 공냉특성 향상과 함께 기류의 가속을 통한 통기틈새(33C)로의 기류 증폭을 가능하도록 한다.

이 측면통공(33p)은 하나 또는 다수개 형성될 수 있으며, 무엇보다도 요홈부(33a)(33b)와 불일치되는, 어긋난 위치에 있어 공기 체류 시간을 늘이면서도 난류 발생 기능을 통한 재 또는 클링커 이송 특성 향상에 기여할 수 있도록 되어 있다.

그리고 본 발명에 따른 보일러의 연소에 의하여 발생하는 물질 중 특히 클링커는 그 특성으로 인하여 발생 상태 그대로 화격자(B2)를 통해 이송될 경우 그 배출이 용이하지 않고, 배출 후에도 재처리가 난해하다.

이에 본 발명은 상기 클링커 파쇄수단과, 클링커를 파쇄하면서 배출하는 배출유닛(40)을 도입하여 클링커를 다중으로 파쇄시켜 클링커의 크기를 줄임으로써 배출 및 재처리가 쉽게 할 수 있도록 하였다.

이를 위하여 상기 파쇄수단은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 화격자요소(30)의 상면부(30A)에서 돌출되어 형성된 파쇄돌기(36)를 포함하여 이루어져, 이동부(B2B)의 전, 후진 운동에 의해 화격자요소(30)의 전면받침부(31)와 다른 화격자요소(30)에 형성된 클링커가 파쇄되는 것을 특징으로 한다.

즉, 이동부(B2B)의 전, 후진 운동을 통해 화격자요소(30) 상면부(30A)에 낙하된 클링커(C)는 전방 배출유닛(40)을 향하여 이송되는데, 이때 계단식 화격자(B2) 구조를 이용하여 화격자요소(30) 전방 상면부(30A)에 파쇄돌기(36)를 형성하여

각 화격자요소(30)열 즉, 고정부(B2A) 또는 이동부(B2B)의 화격자요소(30) 가 상대적으로 위치가 변위되면서 파쇄돌기(36)와 전면받침부(31) 사이에 클링커(C)가 위치하게 되면서 상호 가압으로 인하여 클링커가 파쇄되고,

파쇄된 클링커는 인접한 파쇄돌기(36) 사이에 형성되는 파쇄로(37)를 따라 하부의 화격자요소(30)로 이송된다.

본 발명은 다수의 이동부(B2B)와 고정부(B2A)가 상호 교차 배열되어 이루어져 있고,

이동부(B2B)와 고정부(B2A)의 수는 제작자의 선택 또는 보일러의 용도 등에 따라 가변될 수 있는 것이고, 그 수에 의하여 본 발명의 본질이 달라지는 것이 아니므로 도면의 이동부(B2B)와 고정부(B2A)의 구성에 의하여 권리 해석이 한정되어서는 안될 것이다.

도 3은 본 발명의 화격자(B2) 중 특히 최하측에 위치하는 이동부(B2B)와 고정부(B2A)를 대표하여 도시한 도면인데, 이하에서는 도 3을 참고하여 본 발명의 클링커 파쇄를 보다 상세히 설명한다.

우선 도 3의 [A]에 도시된 바와 같이, 이동부(B2B) 화격자요소(30)의 상면부(30A)로 이송된 클링커(C)는 이동부(B2B)의 후진 운동에 의하여 상면부(30A) 전체에 고루 분산된 클링커(C)들이 상부 고정부(B2A)의 전면받침부(31)와 접촉하면서 이동부(B2B)의 전방을 향하여 모아지게 된다.

이때 이동부(B2B)의 화격자요소(30)에 형성된 파쇄돌기(36)와 상부 고정부(B2A)의 화격자요소 전면받침부(31)에 의하여 클링커(C)가 가압되면서 1차 파쇄되고,

파쇄돌기(36) 사이로 형성된 파쇄로(37)를 통해 하부 고정부(B2A)로 클링커(C) 잔재가 이송된다.

이때 파쇄돌기(36)의 클링커(C) 파쇄가 쉽게 이루어지면서 파쇄로(37)를 통한 클링커(C) 이송이 자연스럽게 이루어지도록 상기 파쇄돌기(36)는 이동부(B2B)의 전, 후진 방향을 따라 후단 첨단부(36A)와 전단 광폭부(36B)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 파쇄돌기(36)는 평면도상으로 후방을 향하여 꼭지점(첨단부(36A))을 갖는 삼각기둥 형태로 돌출 형성되어, 첨단부(36A)를 통해 파쇄돌기(36)의 1차 파쇄가 행해진다.

그리고 1차 파쇄된 클링커(C) 잔재는 파쇄돌기(36)의 사선부에 의하여 파쇄로(37)로 모아지면서 이동부(B2B)의 전, 후진 운동이 왕복되면 파쇄로(37)에 위치하는 클링커(C) 잔재가 중첩되면서 결국 하부 고정부(B2A)로 낙하하게 된다.

다음으로 도 3의 [B]에 도시된 바와 같이, 고정부(B2A)의 화격자요소(30)들의 상면부(30A)로 이송된 클링커(C)는 상기 이동부(B2B)의 전진 운동에 의하여 이동부(B2B)의 화격자요소(30)들의 전면받침부(31)가 고정부(B2A)에 위치하는 클링커를 전방으로 밀면서 고정부(B2A)의 화격자요소(30) 상면부(30A)에 형성된 파쇄돌기(36)에 의하여 재차 파쇄과정이 이루어진다.

이때 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 화격자요소(30)들의 전면받침부(31)에 하부에 배열된 화격자요소(30)들의 파쇄돌기(36) 사이에 형성된 파쇄로(37)에 인출입되는 푸쉬돌기(38)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 도 4의 화격자요소(30)들을 참고하여 설명하면, 이동부(B2B)의 화격자요소(30) 전면받침부(31)에 푸쉬돌기(38)가 형성되어 있어,

이동부(B2B)의 화격자요소(30)가 전진운동을 하게 되면, 하부에 배열된 고정부(B2A)의 화격자요소(30)들 상면부에 형성된 파쇄돌기(36) 사이의 파쇄로(37)를 향하여 상기 푸쉬돌기(38)가 인입되면서 파쇄로(37)에 위치하는 클링커(C)를 2차 파쇄함과 동시에 클링커(C)를 하부 고정부(B2A)로 밀어서 이송시킨다.

도 4에서는 설명의 편의를 위하여 이송부(B2B)의 화격자요소에 형성된 푸쉬돌기(38)를 하나만 도시하고 있으나, 이 푸쉬돌기가 화격자요소에 다열 배열됨은 당연하고,

따라서 다수의 푸쉬돌기가 하부 화격자요소에 다수 형성되 파쇄로에 모두 인출입되면서 클링커 파쇄 및 이송을 행함은 당업자라면 충분히 예측하여 재현할 수 있을 것이다.

그리고 상기 푸쉬돌기(38)는 상기 파쇄로(37)의 형상에 상응하도록 전단 대응협폭부(38B)와 후단 대응광폭부(38A)를 갖는 역사다리꼴 형태로 이루어지는 것이 바람직하며,

상기 파쇄돌기(36)의 사선부와 상기 푸쉬돌기(38)의 역사선부가 이동부(B2B)의 전, 후진 이동시 그 사이에 있는 클링커(C) 잔재들을 파쇄하여 본 발명의 클링커(C) 파쇄 기능을 보조하는 것이다.

상기 푸쉬돌기(38)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 파쇄로(37)에 상응하는 위치에 형성되고, 화격자요소(30)의 전면 받침부(31; 도 5 참고)에는 상술한 전방노즐(31A; 도 5 참고)이 형성되어 있으므로,

본 발명의 푸쉬돌기(38)는 인접한 화격자요소(30)와 상호 결합하여 기능하는 푸쉬돌기(38) 분체들로 이루어질 수 있다.

즉, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 인접한 화격자요소(30)의 전면받침부(31)에 상기 분체가 상호 대칭되도록 구비되어,

화격자요소(30)들의 결합 시 상기 푸쉬돌기(38)가 자연스럽게 형성되어지도록 함으로써, 대응협폭부(38B)와 대응광폭부(38A)로 구성되는 푸쉬돌기(38)를 구비할 수 있다.

이때 상기 이동부(B2B)의 화격자요소(30)들의 전면받침부(31)에 상기 푸쉬돌기(38)가 형성되어 있음은 당연하다.

또 도 4에서는 설명의 편의를 위하여 이동부(B2B)의 화격자요소(30)에 구비된 푸쉬돌기(38)만을 대표하여 설명하고 있으나, 상기 푸쉬돌기는 모든 화격자요소(30)에 구비될 수 있는 것으로 고정부(B2A)와 이동부(B2B)의 상대적 위치 변위에 따라 상기 푸쉬돌기(38)가 상기 파쇄돌기(36) 사이에 형성된 파쇄로(37)에 인출입되면서 클링커의 파쇄를 수행함은 당업자라면 충분히 예측할 수 있는 것으로 본 명세서의 도면에 의하여 본 발명의 권리 해석이 제한되어서는 안된다.

그리고 상술한 과정을 거쳐 파쇄된 클링커(C) 잔재는 최하측 고정부(B2A)의 전방에서 하부 배출유닛(40)으로 낙하한다.

상기 배출유닛(40)은 낙하한 클링커(C)들을 파쇄하면서 배출시켜 잘게 파쇄된 클링커(C)를 재처리수단(B3)으로 이송시키게 되어 사용자는 최종적으로 잘게 부서진 클링커(C)들을 받게 되므로 클링커(C)의 부피가 줄어 처리 및 재사용 등을 쉽게 행할 수 있으며,

또 상기 파쇄수단을 통해 클링커(C)가 파쇄되면서 이송되므로 클링커(C)에 의하여 미연소된 연료의 부착을 방지하여 보일러의 효율을 증대시킬 수 있다.

상기 배출유닛(40)의 클링커(C) 파쇄기능은 다양한 방법으로 이루어질 수 있는데,

본 발명은 회전하는 파쇄롤러(43)를 도입하여 클링커(C)의 파쇄와 배출이 동시에 자연스럽게 이루어지도록 함으로써, 그 구조를 단순화시켜 제조편의성을 확보할 수 있고, 제작 단가의 저감 효과를 기대할 수 있다.

이를 위하여 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배출유닛(40)은 재처리수단(B3)으로 클링커(C)가 배출되는 배출로(41)를 형성하는 다수의 배출편(42)과,

회전축을 갖는 바디(44)와, 이 바디(44)의 외주면에서 돌출 형성되어 상기 배출로(41)를 통과하는 파쇄겸(45)으로 구성되는 파쇄롤러(43)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서 도 3의 [C]에 도시된 바와 같이, 최하측 고정부(B2A)에서 낙하되는 클링커(C) 중 파쇄되지 않은 클링커(C)는 배출로(41)에 걸려 배출편(42) 상부에 위치하게 되고, 이때 상기 파쇄롤러(43)가 회전하면서 파쇄겸(45)이 상기 배출로(41)를 통과하면서 클링커(C)의 최종파쇄 작업이 이루어진다.

상기 배출편(42)은 소정 높이를 갖는 사각 기둥 형태로 이루어져 배출로(41)를 상하 방향으로 일정 길이를 갖도록 형성되어 파쇄겸(45) 통과 시 배출편(42)의 측면과의 사이에 클링커(C)가 위치하도록 함으로써 클링커(C)의 파쇄기능을 수행하는 것이 바람직하다.

또한 상기 파쇄롤러(43)는 상기 파쇄겸(45)과 교차 돌출 형성된 안내돌기(46)를 더 포함한다.

상기 안내돌기(46)는 파쇄롤러의 회전 시 파쇄겸(35) 미형성 구간에서 상기 배출로(41)를 통과하면서 파쇄롤러의 안정된 회전을 보장한다.

또, 도면에 도시되지 않았으나 상기 배출편(42)간의 너비 즉, 상기 배출로(41)의 너비를 좁게 형성하고 상기 파쇄겸(45)을 상기 배출로(41)에 상응하는 두께로 다수 형성하여 배출되는 클링커(C)의 크기를 제한하여 클링커(C) 파쇄 기능을 극대화할 수 있다.

따라서 본 발명은 상술한 파쇄돌기(36)와 푸쉬돌기(38) 및 파쇄겸(45)을 통한 다중 파쇄 기능을 보장함으로써 클링커(C)의 완전한 파쇄가 가능해진다.

본 발명은 상술한 바와 같이, 화격자(B2)의 이동부(B2B) 및 고정부(B2A) 구성의 수를 각각 다양하게 형성할 수 있는데, 이러한 선택은 제작자 또는 사용 목적에 달라질 수 있는 것이고,

그 수가 증가될수록 즉, 보일러가 대형화될수록 발생하는 발생하는 클링커(C)의 수에 비례하여 본 발명의 파쇄수단의 수 역시 증가하게 되고, 또한 화격자(B2)가 다층 구성되면서 파쇄수단의 파쇄기능을 증대시켜 완전한 클링커(C) 파쇄를 보장한다.

이상의 설명에서 열교환기(10), 열교환챔버(10S), 연관 청소수단(20) 등의 바이오매스 보일러에 포함되는 다른 구체 구성 및 연소에 따른 보일러 작동과 관련된 통상의 공지된 기술이 생략되어 있으나, 당업자라면 용이하게 이를 추측 및 추론하고 재현할 수 있다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 파쇄기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

B : 보일러 B1 : 연소로
B2 : 화격자 B2A : 고정부
B2B : 이동부 10 : 열교환기
11 : 연관 20 : 연관 청소수단
30 : 화격자요소 30A : 화격자요소 상면부
31, 31': 받침부 33 : 측벽부
35 : 보강접촉부 31A : 전방노즐
33A : 돌출부 33B : 요입부
33a, 33b : 요홈부 33C : 통기틈새
36 : 파쇄돌기 36A : 후단 첨단부
36B : 전단 광폭부 37 : 파쇄겸
38 : 푸쉬돌기 38A : 대응광폭부
38B : 대응첨단부
40 : 배출유닛 41 : 배출로
42 : 배출편 43 : 파쇄롤러
44 : 바디 45 : 파쇄겸
46 : 안내돌기

Claims (4)

1. 고체 연료가 연소되는 연소로(B1) 하부에 배열되어, 연소 후 발생하는 클링커(C)를 이송하는 화격자(B2)를 구비한 보일러에 있어서,
   다수의 화격자요소(30)로 구성되며, 고정부(B2A)와 이동부(B2B)가 계단식으로 교차 배열되어 이루어지는 화격자(B2);
   상기 화격자(B2)의 하부에 배열되어 이송되는 클링커(C)를 파쇄하면서 배출하는 배출유닛(40); 및
   상기 화격자(B2)에 형성되어 이송 중의 클링커(C)를 파쇄하는 파쇄수단;을 포함하여 이루어지되,
   상기 파쇄수단은 상기 화격자요소(30)의 상면부(30A)에서 돌출되어 형성된 파쇄돌기(36)를 포함하여 이루어져, 이동부(B2B)의 전, 후진 운동에 의해 화격자요소(30)의 전면받침부(31)와 다른 화격자요소(30)에 형성된 클링커(C)가 파쇄되는 것을 특징으로 하는 클링커 파쇄기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 파쇄돌기(36)는 이동부(B2B)의 전, 후진 방향을 따라 후단 첨단부(36A)와 전단 광폭부(36B)로 구성되는 것을 특징으로 하는 클링커 파쇄 기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 배출유닛(40)은 재처리수단(B3)으로 클링커(C)가 배출되는 배출로(41)를 형성하는 다수의 배출편(42)과,
   회전축을 갖는 바디(44)와, 이 바디(44)의 외주면에서 돌출 형성되어 상기 배출로(41)를 통과하는 파쇄겸(45)으로 구성되는 파쇄롤러(43)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 클링커 파쇄기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 화격자요소(30)들의 전면받침부(31)에는 하부에 배열된 화격자요소(30)들의 파쇄돌기(36) 사이에 형성된 파쇄로(37)에 인출입되는 푸쉬돌기(38)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클링커 파쇄기능을 갖는 화격자를 구비한 보일러.

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