KR20150024522A

KR20150024522A - 연소장치

Info

Publication number: KR20150024522A
Application number: KR20130101494A
Authority: KR
Inventors: 김상권
Original assignee: 김상권
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2015-03-09
Also published as: KR101503298B1

Abstract

본 발명에 따른 연소장치는 외부로부터 연소공기를 공급받아 그 내부로 공급되는 고형연료를 연소시키는 연소통을 구비하는 연소장치에 있어서, 상기 연소통 내에 내벽으로 둘러싸여 화격자상에 공급되는 고형연료를 연소시키는 원통형상의 연소실과, 상기 연소통의 하부에 수직으로 설치되어 고형연료를 연소실내로 안내하는 연료공급관과, 외부로부터 고형연료가 투입되는 연료투입볼과, 유압실린더와, 유압실린더로부터 인출되는 실린더로드와, 실린더로드의 단부에 결합되어 고형연료를 연료공급관으로 공급하기 위한 푸시부재로 이루어져 상기 연료투입볼에 투입된 고형연료를 연료공급관으로 공급하기 위한 제1연료이송부를 포함하여 이루어져 상기 제1연료이송부의 유압실린더의 작동에 의해 고형연료가 연료공급관을 통해 연소실 내로 계속적으로 공급되는 것을 특징으로 한다.

Description

연소장치{COMBUSTION APPARATUS}

본 발명은 연소장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소실 내에 RDF, RPF, 바이오매스 등의 고체연료를 연소시켜 발생하는 연소가스로부터 열을 회수하여 에너지로 사용하기 위한 열회수용 연소장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 온수, 스팀 또는 고온의 가스를 필요로 하는 산업시설에서는 열에너지를 얻기 위해 연소통 내부에서 연료를 점화, 연소시켜 열에너지를 발생시키는 연소장치가 이용되고 있고, 또한 이러한 연소장치에 사용되는 연료로서 생활폐기물을 연료화한 RDF 또는 폐플라스틱을 연료화한 RPF, 바이오매스(우드팰릿, 우드칩, 팜 부산물 팰릿, 왕겨 팰릿 등) 등의 고형연료(SRF, Solid Refuge Fuel)가 경제성과 자원재활용 측면에서 많이 이용되고 있다.

그런데, 이러한 종래의 연소장치 중에서 도1에 도시된 바와 같이 본 출원인의 의해 출원된 특허출원공개공보 제10-2012-16967호의 연소장치가 있다. 이 연소장치는 연소통(10) 내에 내벽(12)으로 둘러싸여 화격자(17)상에 적재되는 고형연료를 연소시키는 연소실(11)과, 연소실(11)의 내벽(12)을 냉각시키기 위한 냉각실(13)과, 연소실(11)에 외부로부터의 연소공기를 공급하기 위해 연소실(11)의 측면에 형성된 측면연소공기공급실(15)과 고형연료를 연소실(11) 내부로 공급하기 위한 연료공급부(20)를 포함하여 이루어진다.

측면연소공기공급실(15)은 중벽(14) 외측에 이격되어 형성되는 외벽(16)과 중벽(14) 사이의 공간에 형성되어, 공기공급구(16a)를 통해 공급된 연소공기가 측면연소공기공급실(15) 내부를 선회 하강한 후 개방된 하부(12a)를 통해 연소실(11) 내로 선회하면서 공급되게 된다.

또한, 연료공급관(21)의 외측에 형성된 하부연소공기공급관(23)을 통해서도 외부로부터 연소공기가 공급되는데, 하부연소공기공급관(23) 내에서 상부로 이동한 연소공기는 연료공급관(21)의 확경부(21a)에 형성된 급기노즐(21c)을 통해 연료공급관(21)의 확경부(21a)상에 적재된 고형연료의 저면으로 공급된다.

도1에 도시된 연소장치에서는 연료호퍼(미도시)로부터 공급되는 고형연료가 연료공급관(21) 내에 설치된 이송스크류(22)에 의해 연료공급관(21)의 확경부(21a) 상면으로 이동하고, 이동한 고형연료는 확경부(21a)에 형성된 급기노즐(21c)을 통해 공급되는 연소공기에 의해 1차로 연소된 후 고형연료의 계속적 공급에 의해 화격자(17) 상면으로 이동하게 된다. 화격자(17)로 이동한 고형연료는 측면연소공기공급실(15)을 통해 공급되는 연소공기에 의해 2차로 연소되고 연소 후 생성되는 재는 재배출통로(19)를 통해 배출되게 된다.

그런데, 이러한 연소장치에서는 연료공급관(21) 내의 이송스크류(22)에 의해 연소실(11) 내로 고형연료가 계속적으로 공급되게 되는데, 공급되는 고형연료에 이물질이 있을 경우 연료공급관(21)이 막히거나 이송스크류(22)가 손상되는 문제점이 있고 고형연료 중 우드칩의 경우 이송스크류(22)에 끼어 연소실 내로 원활하게 고형연료가 공급되지 못하는 문제점이 있다.

또한, 연료공급관을 통해 연소실 내로 공급된 고형연료가 연료공급관(21)의 확경부(21a) 상면으로 이동하여 연소될 때 새로운 연료가 확경부(21a) 상에 계속 공급됨에 따라 기공급된 고형연료는 새로 공급되는 고형연료의 아래에 위치하게 되어 공기와의 접촉이 적어져 연소효율이 떨어지고, 확경부(21a) 상면에서 머무르는 시간이 길어질 경우 연소실 내 높은 온도로 인해 클링커(clinker)가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명은 고형연료를 외부로부터 연소실 내로 공급시 고형연료의 종류나 형태에 관계없이 연료공급관이 막히지 않고 연소실내로 원활하게 투입할 수 있는 연소장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 외부로부터 연소실 내로 공급된 고형연료의 연소효율을 향상시키고, 아울러 연소실 내에 클링커(clinker) 생성을 방지하는 연소장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 연소장치는 외부로부터 연소공기를 공급받아 그 내부로 공급되는 고형연료를 연소시키는 연소통을 구비하는 연소장치에 있어서, 상기 연소통 내에 내벽으로 둘러싸여 화격자상에 공급되는 고형연료를 연소시키는 원통형상의 연소실과, 상기 연소통의 하부에 수직으로 설치되어 고형연료를 연소실내로 안내하는 연료공급관과, 외부로부터 고형연료가 투입되는 연료투입볼과, 유압실린더와 유압실린더로부터 인출되는 실린더로드와 실린더로드의 단부에 결합되어 고형연료를 연료공급관으로 공급하기 위한 푸시부재로 이루어져 상기 연료투입볼에 투입된 고형연료를 연료공급관으로 공급하기 위한 제1연료이송부를 포함하여 이루어져 상기 제1연료이송부의 유압실린더의 작동에 의해 고형연료가 연료공급관을 통해 연소실 내로 계속적으로 공급되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연소장치는 유압실린더와, 유압실린더로부터 인출되는 실린더로드와, 실린더로드의 단부에 결합되어 고형연료를 밀어주기 위한 푸시부재를 포함하여 이루어져 상기 연료투입볼에 투입된 고형연료를 제1연료이송부로 밀어주기 위한 제2연료이송부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연료공급관의 상단에는 콘 형상으로 연소실 내에 배치되어 그 상면에 연료공급관으로부터 고형연료가 공급되어 연소되는 서플라이콘이 형성되고, 상기 서플라이콘은 연소실 하부에 회전가능하게 설치되는 회전 화격자와 함께 회전되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연소통 측면에서 상기 서플라이콘 상부로 연장되어 배치되는 스크래퍼 축과, 상기 연소통의 외부에 설치되어 상기 스크래퍼 축을 지지하기 위한 지지프레임과, 상기 연소실의 내부에 위치하는 스크래퍼 축의 외주면에 형성되는 다수의 스크래퍼 날개와, 상기 스크래퍼 축을 회전시키기 위해 상기 연소통의 외측에 형성되는 구동모터를 포함하여 이루어지는 클링커 방지장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스크래퍼 날개는 연료의 혼합과 함께 고형연료를 화격자의 가장자리로 이동시키도록 상기 스크래퍼 축의 축방향에 대해 경사지게 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스크래퍼 축 내부에는 냉각수가 유입되는 수관이 매설되어, 유입된 냉각수에 의해 상기 스크래퍼 축을 냉각시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스크래퍼 축의 일단에는 유입구를 통해 냉각수가 유입되어 상기 수관 내부로 냉각수를 유입시키고, 스크래퍼 축으로부터 배출되는 냉각수를 유출구를 통해 외부로 유출시키기 위한 로타리 조인트가 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 고형연료를 외부로부터 연소실 내로 공급시 그 종류나 형태에 관계없이 연료공급관이 막히지 않고 연소실내로 원활하게 투입할 수 있는 연소장치가 제공된다.

또한, 외부로부터 연소실 내로 공급된 고형연료의 연소효율을 향상시키고, 아울러 연소실 내에 클링커(clinker) 생성을 방지하는 연소장치가 제공된다.

도1은 종래기술에 따른 연소장치를 도시한 도면이고,
도2는 본 발명에 따른 연소장치를 보여주는 도면이며,
도3은 도2에서 연료투입부의 상세도이고,
도4는 도2에서 클링커 방지장치의 상세도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소장치를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 연소장치를 보여주는 도면이며, 도3은 도2에서 연료투입부의 상세도이고, 도4는 도2에서 클링커 방지장치의 상세도이다.

본 발명의 연소장치는 내부에서 고형연료를 연소시키는 연소실(110)을 구비한 연소통(100)과, 연소실(110) 내로 고형연료를 공급하기 위한 연료공급부(20)와, 연료공급부(200)에 연료를 이송하기 위한 연료투입부(500)와, 연소통(100)의 외측에 설치되는 클링커 방지장치(300)를 포함하여 이루어진다.

상기 연소통(100)은 원통형상으로 이루어져 내부에 고형연료를 수용하고 연소시키기 위한 것으로, 연소통(100) 내에 내벽(120)으로 둘러싸여 연료를 연소시키는 연소실(110)과, 연소실(110)의 내벽(120)을 냉각시키기 위한 냉각실(130)과, 연소실(110)에 외부로부터의 연소공기를 공급하기 위해 연소실(110)의 측면에 형성된 측면연소공기공급실(150)을 포함하여 이루어진다.

상기 냉각실(130)은 고온의 연소가스에 계속적으로 접촉하는 내벽(120)의 온도를 낮추기 위한 것으로, 상부로 갈수록 내경이 좁아지는 원통의 내벽(120) 외측에 이격되어 형성되는 중벽(140)과 내벽(120) 사이 공간에 형성되고, 중벽(140)의 상, 하측에 냉각수가 유출, 유입되는 냉각수 유출구(132)와 냉각수 유입구(미도시)가 형성된다. 냉각수 유입구는 원통 중벽(140)의 접선방향으로 형성된다. 그리고, 냉각실(130)의 중벽(140) 내측에는 나선 모양으로 감겨 형성되는 냉각수 가이드판(131)이 구비되어 냉각수 유입구를 통해 유입된 냉각수가 냉각수 가이드판(131)을 따라 회전하면서 상승하여 중벽(140) 상측에 형성된 냉각수 유출구(132)를 통해 유출된다. 냉각수 유출구(132)를 통해 유출된 냉각수는 연결관(미도시)을 통해 연소실(110)에서 발생한 고온의 연소가스로부터 열을 회수하는데 사용하기 위해 보일러로 유입되어 열회수율을 향상시킬 수 있다.

측면연소공기공급실(150)은 중벽(140) 외측에 이격되어 형성되는 외벽(160)과 중벽(140) 사이의 공간에 형성되고, 외벽(160)의 상측에 외부로부터 연소공기를 공급하기 위한 공기공급구(161)가 형성되며, 하부(121)는 개방되어 있다. 공기공급구(161)는 원통형상의 외벽(160)의 접선방향으로 형성되어 공급된 연소공기가 측면연소공기공급실(150) 내부를 선회 하강한 후 개방된 하부(121)를 통해 연소실(110) 내로 선회하면서 공급되게 된다.

또한, 연소실(110) 상부 둘레에는 상부 측면에서 연소공기를 공급하기 위한 상부연소공기공급실(400)이 형성된다. 상부연소공기공급실(400)은 냉각실(130) 및 측면연소공기공급실(150)의 상측에 결합되는 것으로, 연소실(110)의 상부 내측을 둘러싸는 원통의 상부내벽(430)과 상부외벽(410)으로 이루어진다. 또한, 상부외벽(4100)에는 외부로부터 상부연소공기공급실(400)로 연소공기를 공급하기 위한 에어덕트(420)가 구비되고, 상부내벽(430)에는 상부연소공기공급실(400)로부터 연소실(110) 상부로 연소공기를 공급하기 위해 상부내벽(430)의 둘레방향으로 다수개가 설치되는 에어노즐(440)이 구비된다.

에어덕트(420)는 상부외벽(410)에 두 개가 마주보도록 설치되고 상부외벽(410)의 원형 중심방향에서 소정 각도를 이루면서 설치되어 상부연소공기공급실(400) 전체로 연소공기가 원활하게 공급되도록 형성된다. 에어노즐(440)은 2단으로 설치되어 상부내벽(430)에서 연소가스의 배출방향으로 상향 경사지게 설치된다. 에어노즐(440)의 바람직한 상향 각도는 5도에서 60도가 바람직하다.

이와 같이 에어노즐(440)이 상향 경사지게 설치됨으로써 연소가스에 포함되어 있는 불완전 연소물을 2차 연소시킴과 동시에 연소가스가 원활하게 보일러로 공급되게 한다.

한편, 연소통(100)의 상부는 연소가스배출관(도면 미도시)과 연결되고, 배출되는 고온의 연소가스는 열을 회수하기 위해 연소가스배출관을 통해 보일러(미도시)로 유입되며, 보일러는 유입된 고온의 연소가스로부터 열을 회수하여 고온의 스팀 등을 얻게 된다.

또한, 연소실(110) 하부에는 회전가능하게 설치되는 회전 화격자(170)가 구비된다. 회전 화격자(170)는 원판형상으로 그 상면에 공급된 고형연료를 연소시키기 위한 것으로, 1rev/1분 내지 1rev/3분의 회전속도로 회전하게 된다. 회전 화격자(170)의 중앙에는 고형연료를 공급하기 위한 연료공급부(200)가 형성된다.

연료공급부(200)는 연소통(100) 하부 중앙에 수직하게 설치되어 고형연료를 연소실(110) 내로 공급하는 연료공급관(210)을 포함하여 이루어지고, 연료공급관(210)의 하단에는 연료이송관(540)이 연결된다. 또한 연료공급관(210)의 외측에는 연료공급관(210)보다 직경이 크고 동심원 형상으로 형성되며 공기공급수단에 의해 연소공기를 연소실(110) 하부에서 연소실(110) 내로 공급하기 위한 하부연소공기공급관(230)이 형성된다.

연료공급관(210)의 상단에는 연소실(110) 내로 돌출 형성되어 콘 형상의 서플라이콘(211)이 형성된다. 서플라이콘(211)에는 하부연소공기공급관(230)으로부터 공급된 연소공기가 유입되는 급기노즐(213)이 둘레방향으로 다수 형성되어 있어 이에 의해 연료공급관(210)으로부터 공급되는 고형연료가 서플라이콘(211)의 상부에서 급기노즐(213)을 통해 공급되는 연소공기에 의해 연소되게 된다. 서플라이콘(211)의 가장자리에는 둘레방향을 따라 아래로 절곡되고 하향 경사지게 형성되며 회전 화격자(170)에 결합되어 고형연료를 화격자(170)의 상면으로 안내하는 경사안내부(212)가 추가적으로 형성되어 서플라이콘(211)의 상면에서 일부 연소된 고형연료가 경사안내부(212)를 따라 회전 화격자(170)로 이동하게 된다. 또한, 경사안내부(212)가 회전 화격자(170)와 결합되어 형성됨으로써 회전 화격자(170)와 서플라이콘(211)이 함께 회전하게 된다.

연료투입부(500)는 외부로부터 고형연료를 연료공급관(210)으로 공급하기 위한 것으로, 도3에 도시된 바와 같이 외부로부터 고형연료가 투입되는 연료투입볼(bowl)(510)과, 연료투입볼(510)에 투입된 고형연료를 연료공급관(210)으로 공급하기 위한 제1연료이송부(520)를 포함하여 이루어진다.

제1연료이송부(520)는 유압실린더(521)와, 유압실린더(521)로부터 인출되는 실린더로드(522)와, 실린더로드(522)의 단부에 결합되어 고형연료를 연료공급관(210)으로 공급하기 위한 푸시부재(523)로 구성되고, 연료공급관(210)과 연결된 연료이송관(540)의 라인상에 배치되어 연료공급관(210)으로 고형연료를 계속적으로 공급하게 된다.

또한, 연료투입부(500)에는 연료투입볼(510)에 투입된 고형연료를 연료이송관(540)의 라인상에 배치되는 제1연료이송부(520)로 밀어주기 위한 제2연료이송부(530)가 더 구비된다. 제2연료이송부(530)는 제1연료이송부(520)와 유사하게 유압실린더(531)와, 유압실린더(531)로부터 인출되는 실린더로드(532)와, 실린더로드(532)의 단부에 결합되어 고형연료를 밀어주기 위한 푸시부재(533)로 구성되고, 제2연료이송부(530)의 실린더로드(532)의 인출방향이 제1연료이송부(520)의 실린더로드(522) 인출방향과 직교하도록 배치된다.

상기 클링커 방지장치(300)는 서플라이콘(211)상에 적재되는 고형연료를 섞어주고, 고형연료의 연소에 의해 클링커가 생성되는 것을 방지함과 동시에 연소실(110)에 공급된 고형연료가 서플라이콘(211)과 회전 화격자(170), 재배출통로(190)로 순차 이동되도록 도와주는 역할을 하는 것으로, 지지프레임(310)과, 스크래퍼 축(320)과, 구동모터(350)와, 로타리 조인트(370)를 포함하여 이루어진다.

상기 지지프레임(310)은 스크래퍼 축(320)을 지지하기 위한 것으로, 연소통(100)의 측면 외부에 설치되어 스크래퍼 축(320)의 일단을 지지하게 된다.

상기 스크래퍼 축(320)은 그 일단이 지지프레임(310)에 지지되고, 그 타단이 연소통(100)의 측면을 관통하여 서플라이콘(211) 상부로 연장형성되며 서플라이콘(211)과 대략 평행하게 되도록 가장자리를 향하여 연소통(100) 측면에서 하향 경사지게 설치된다. 또한, 연소실(110)의 내부에 위치하는 스크래퍼 축(320)의 외주면에는 다수의 스크래퍼 날개(340)가 형성된다. 스크래퍼 날개(340)는 스크래퍼 축(320)의 외주면에 형성되어 스크래퍼 축(320)이 회전함에 따라 함께 회전하는 것으로 스크래퍼 축(320)의 길이방향 및 둘레방향으로 다수개가 형성된다. 각각의 스크래퍼 날개(340)는 도4에서와 같이 스크래퍼 축(320)의 축방향에 대해 소정각도로 경사지게 형성되어 스크래퍼 축(320)과 함께 회전하면서 고형연료 또는 연료의 연소에 의해 생성되는 재를 화격자(170)의 둘레 외측에 형성되는 재배출통로(190)쪽으로 이송시키게 된다. 또한 스크래퍼 축(320)에는 연소실 내에서 고온에 견딜 수 있도록 냉각수가 순환되는 수관(330)이 매설된다. 스크래퍼 축(320) 내부에 매설되는 수관(330)은 스크래퍼 축(320)의 중앙부분에 형성되어 그 내부로 냉각수가 유입되고 스크래퍼 축(320)의 타단부근까지 이동한 후 수관(330)과 스크래퍼 축(320)의 외벽 사이 공간을 통해 스크래퍼 축(320)의 일단까지 이동하면서 스크래퍼 축(320)을 냉각시키게 된다. 한편, 도4에서는 스크래퍼 축(320)이 연소실(110)의 중앙을 향하여 하향 경사지게 설치되었는데, 그 설치각도는 연소조건에 따른 상황에 따라 상하, 또는 좌우로 적절하게 변경되어 설치될 수 있다.

상기 구동모터(350)는 스크래퍼 축(320)을 회전시키기 위한 것으로, 지지프레임(310)의 상부에 설치되어 벨트 또는 체인(360)에 의해 구동모터(350)의 회전력이 스크래퍼 축(320)에 전달된다.

상기 로타리 조인트(370)는 연소통(100)의 외측에서 스크래퍼 축(320)의 일단에 연결되어 스크래퍼 축(320)의 내부에 매설되는 수관(330) 내로 냉각수를 유입 및 유출시키기 위한 냉각수 순환장치로서, 유입구(371)를 통해 외부로부터 냉각수가 공급되고 이 공급된 냉각수는 수관(330)으로 공급되며, 수관(330)의 일측 단부로 이동한 다음 수관(330)과 스크래퍼 축(320)의 외벽 사이 공간을 통해 빠져나오는 냉각수는 유출구(372)를 통해 로타리 조인트(370)의 외부로 배출되게 된다.

한편, 연소통(100)의 하부 가장자리에는 회전 화격자(170)의 둘레방향으로 연소된 고형연료의 재가 배출되는 재배출통로(190)가 형성되고, 재배출통로(190)의 하부 일측에는 재를 외부로 배출하기 위한 재배출관이 설치된다. 그리고, 재배출통로(190)의 외벽 일측에는 재배출통로(190)를 냉각시키기 위해 냉각공기를 공급하기 위한 냉각공기공급관(191)이 재배출통로(190) 외벽의 접선방향으로 형성된다. 따라서, 냉각공기공급관(191)에 의해 공급되는 냉각공기가 재배출통로(190)를 회전하면서 배출되는 재에 의해 가열되는 재배출통로(190)를 냉각시키게 된다.

상기와 같은 구성에 의해 연료공급관(210)을 통해 생활폐기물을 연료화한 RDF 또는 폐플라스틱을 연료화한 RPF, 바이오매스(우드팰릿, 우드칩, 팜 부산물 팰릿, 왕겨 팰릿 등) 등의 고형연료(SRF)가 서플라이콘(211)으로 공급되고, 연료공급관(21)의 서플라이콘(211)에 형성된 급기노즐(213)을 통해 고형연료의 저면으로 직접 연소공기가 공급되게 된다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 연소장치의 작동방법을 설명한다.

먼저, 고형연료가 저장되는 연료호퍼(미도시)로부터 수평이송스크류(미도시)에 의해 연료투입볼(510)로 고형연료가 투입된다. 연료투입볼(510)에 투입된 고형연료는 연료투입볼(510)의 정면에 배치되는 제2연료이송부(530)의 유압실린더(531)의 작동에 의해 실린더로드(532)가 유압실린더(531)로부터 인출되고 실린더로드(532)에 결합된 푸시부재(533)가 연료투입볼(510)에 투입된 고형연료를 연료이송관(540)의 라인상에 배치된 제1연료이송부(520) 쪽으로 밀어주게 된다. 그 다음 제1연료이송부(520)의 유압실린더(521)의 작동에 의해 실린더로드(522)가 유압실린더(521)로부터 인출되고 실린더로드(522)에 결합된 푸시부재(523)가 이송된 고형연료를 연료공급관(210)에 연결된 연료이송관(540)으로 밀어 주게 된다. 따라서, 이와 같이 제1연료이송부(520)와 제2연료이송부(530)의 반복적 작동에 의해 일정량의 고형연료가 계속적으로 연료이송관(540)과 연료공급관(210)을 거쳐 연소실(110) 내로 공급된다. 종래에는 연료공급관(21) 내부에 설치되는 이송스크류(22)에 의해 연소실(110) 내로 고형연료가 계속적으로 공급됨으로써 연료공급관(21)이 막히거나 또는 이송스크류(22)가 손상되는 문제점이 있으나, 본 발명에서는 연료공급관 내에 이송스크류없이 제1, 2연료이송부(520, 530)의 작동에 의해 외부로부터 고형연료가 연료공급관(210)을 거쳐 연소실(110) 내로 공급됨으로써 고형연료의 종류나 형태에 관계없이 연료공급관이 막히지 않고 고형연료를 원활하게 연소실(110) 내에 공급할 수 있고, 기존 이송스크류에 비해 마모성이 적어 내구성이 향상되며 비성형 연료를 정량적으로 투입할 수 있는 장점이 있다.

한편, 연소실(110) 내에서 고형연료를 연소시킴과 동시에 내벽(120) 외측 둘레에 형성된 냉각실(130)의 냉각수 유입구를 통해 냉각수가 유입되고 유입된 냉각수는 냉각수 가이드판(131)에 의해 회전 상승하면서 내벽(120)을 냉각시킨 후 냉각수 유출구(132)를 통해 유출된다. 그 다음 냉각실(130)로부터 빠져나온 냉각수는 보일러로 유입되어 고온의 연소가스로부터 열교환에 의해 열을 회수하게 된다. 이와 같이 내벽(120) 외측둘레에 형성되는 냉각실(130)에 의해 연소실(110) 내벽(120)의 과도한 온도상승으로 인한 내구성 저하를 방지함과 동시에 내벽(120)과의 열교환에 의해 미리 예열된 후 다시 보일러로 유입되어 연소장치에 의해 발생된 고온의 연소가스로부터 열을 회수함으로써 연소실(110) 내벽(120)이 고온의 연소가스에 계속적으로 노출됨에 의해 생기는 변형, 열화 또는 균열 등으로 인한 내구성 저하를 방지함과 동시에 불필요한 열손실을 막아 열효율이 보다 향상되게 된다.

그리고, 고형연료가 연소되는 데 필요한 연소공기는 외부로부터 측면연소공기공급실(150), 및 하부연소공기공급관(230)을 통해서 연소실(110)로 공급되는데, 먼저 측면연소공기공급실(150)에서는 원형 외벽(160)의 상부에 접선방향으로 형성된 공기공급구(161)를 통해 공급된 연소공기가 측면연소공기공급실(150) 내부를 선회 하강한 후 개방된 하부(121)를 통해 연소실(110) 내로 공급되게 된다. 따라서, 측면연소공기공급실(150)에서 연소실(110) 측면에서 연소공기가 회전하면서 공급됨으로써 단순히 연소공기가 연료에 직선방향으로 공급될 때에 비해 연소실(110)이 작더라도 대부분의 연료에 연소공기가 직접 접촉하게 되어 제조원가는 낮추면서 열효율을 향상시키게 된다.

그 다음 하부연소공기공급관(230)에 의해 연소공기가 주입되는 방식을 설명하면, 연료공급관(210)의 외측에 형성된 하부연소공기공급관(230)에 의해 공급되는 연소공기가 연료공급관(210)의 서플라이콘(211)에 형성된 급기노즐(213)을 통해 공급되어 연소실(110) 내에 적재된 고형연료의 하부로도 연소공기가 공급됨으로써 적재된 고형연료의 외부 뿐만 아니라 하부 및 내부에 존재하는 고형연료 또한 원활하게 연소되어 열효율이 향상된다.

한편, 연소실(110) 내부로 공급된 고형연료는 예열버너 및 점화버너(미도시)에 의해 예열 및 점화되어 연소되게 된다. 그리고, 연료공급관(210)을 통해 서플라이콘(211) 상측으로 공급된 고형연료는 서플라이콘(211) 상면에서 급기노즐(213)을 통해 공급되는 연소공기에 의해 연소되는데 회전 화격자(170)와 결합되어 함께 회전하는 서플라이콘(211) 상면에서 클링커 방지장치(300)의 스크래퍼 축(320)에 의해 섞이면서 회전 화격자(170)의 가장자리로 천천히 이송되고, 고형연료가 연소되면서 생성되는 재는 재배출통로(190)를 통해 배출되게 된다.

따라서, 본 발명에서는 클링커 방지장치(300)의 스크래퍼 축(320)이 회전하면서 서플라이콘(211) 상에 위치하는 고형연료를 섞어줌으로써 연소효율을 향상시킬 수 있고 또한, 종래에는 고형연료가 고온에서 서플라이콘(211)상에 머무르는 시간이 길어져 클링커(clinker)가 발생하는 문제점이 있었으나, 전술한 바와 같이 스크래퍼 축(320)이 회전하면서 화격자(170)의 가장자리로 이송시킴으로써 클링커가 생성되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

100 : 연소통 110 : 연소실
120 : 내벽 130 : 냉각실
140 : 중벽 160 : 외벽
170 : 회전 화격자 200 : 연료공급부
210 : 연료공급관 211 : 서플라이콘
230 : 하부연소공기공급관 300 : 클링커 방지장치
310 : 지지프레임 320 : 스크래퍼 축
330 : 수관 340 : 스크래퍼 날개
350 : 구동모터 370 : 로타리 조인트
500 : 연료투입부 510 : 연료투입볼
520 : 제1연료이송부 521 : 유압실린더
522 : 실린더로드 523 : 푸시부재

Claims

외부로부터 연소공기를 공급받아 그 내부로 공급되는 고형연료를 연소시키는 연소통을 구비하는 연소장치에 있어서,
상기 연소통 내에 내벽으로 둘러싸여 화격자상에 공급되는 고형연료를 연소시키는 연소실과,
상기 연소통의 하부에 수직으로 설치되어 고형연료를 연소실내로 안내하는 연료공급관과,
외부로부터 고형연료가 투입되는 연료투입볼과,
유압실린더와, 유압실린더로부터 인출되는 실린더로드와, 실린더로드의 단부에 결합되어 고형연료를 연료공급관으로 공급하기 위한 푸시부재로 이루어져 상기 연료투입볼에 투입된 고형연료를 연료공급관으로 공급하기 위한 제1연료이송부를 포함하여 이루어져 상기 제1연료이송부의 유압실린더의 작동에 의해 고형연료가 상기 연료공급관을 통해 연소실 내로 공급되는 것을 특징으로 하는 연소장치.
제1항에 있어서,
유압실린더와, 유압실린더로부터 인출되는 실린더로드와, 실린더로드의 단부에 결합되어 고형연료를 밀어주기 위한 푸시부재를 포함하여 이루어져 상기 연료투입볼에 투입된 고형연료를 제1연료이송부로 밀어주기 위한 제2연료이송부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 연소장치.
제1항에 있어서,
상기 연료공급관의 상단에는 콘 형상으로 연소실 내에 배치되어 그 상면에 연료공급관으로부터 고형연료가 공급되어 연소되는 서플라이콘이 형성되고, 상기 서플라이콘은 연소실 하부에 회전가능하게 설치되는 회전 화격자와 함께 회전되는 것을 특징으로 하는 연소장치.
제3항에 있어서,
상기 연소통 측면에서 상기 서플라이콘 상부로 연장되어 배치되는 스크래퍼 축과, 상기 연소통의 외부에 설치되어 상기 스크래퍼 축을 지지하기 위한 지지프레임과, 상기 연소실의 내부에 위치하는 스크래퍼 축의 외주면에 형성되는 다수의 스크래퍼 날개와, 상기 스크래퍼 축을 회전시키기 위해 상기 연소통의 외측에 형성되는 구동모터를 포함하여 이루어지는 클링커 방지장치를 포함하여 이루어지는 연소장치.
제4항에 있어서,
상기 스크래퍼 날개는 고형연료를 섞어주면서 고형연료를 화격자의 가장자리로 이동시키도록 상기 스크래퍼 축의 축방향에 대해 경사지게 설치되는 연소장치.
제4항에 있어서,
상기 스크래퍼 축 내부에는 냉각수가 유입되는 수관이 매설되어 유입된 냉각수에 의해 상기 스크래퍼 축을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 연소장치.
제6항에 있어서,
상기 스크래퍼 축의 일단에는 유입구를 통해 냉각수가 유입되어 상기 수관 내부로 냉각수를 유입시키고, 스크래퍼 축으로부터 배출되는 냉각수를 유출구를 통해 외부로 유출시키기 위한 로타리 조인트가 구비되는 것을 특징으로 하는 연소장치.