KR20190020933A - Solid fuel boiler for perfect combustion with function or ash emission - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고체연료 완전연소방식 보일러에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 고체연료를 재가열 연소시킴으로써 연소효율을 높이고, 고체연료의 매연과 탄재를 저감하도록 탄재배출 기능을 구비한 고체연료 완전연소방식 보일러에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a solid fuel completely burning type boiler having a function of discharging carbon so as to increase the combustion efficiency by reheating and burning the solid fuel and to reduce the soot and the carbonaceous material of the solid fuel .
일반적으로 보일러는 점화장치가 점화된 상태로 운전되면서, 물탱크의 물을 가열시켜 난방수 및 급탕수를 공급하기 위한 장치를 말한다. 이러한 보일러의 연료는 다양하게 사용되어졌는데, 최근에는 가정용 난방기가 대부분 보급되고 제어나 연료공급의 효율성을 감안하여 기름이나 가스보일러가 많이 사용되고 있다. 기름이나 가스보일러는 전자적 제어기기가 부착되어 사용의 용이함을 제공하는 이점이 있으나, 각종 전자적, 전기적 부품을 갖추어야만 하고, 유류나 가스의 가격이 높아짐에 따라 제작비용 측면이나 유지비 면에서 문제점이 있었다.Generally, a boiler is a device for supplying heating water and hot water by heating water in a water tank while the ignition device is operated in an ignited state. In recent years, household heaters have been widely used, and oil or gas boilers have been widely used because of the efficiency of control and fuel supply. The oil or gas boiler has the advantage of providing ease of use by attaching electronic control devices, but it must be equipped with various electronic and electric parts. As the price of oil or gas increases, there is a problem in terms of production cost and maintenance cost .
이에 따라, 최근 제작비용의 절감과 연료비 및 유지비 등의 경제성을 감안하여 상기 기름 및 가스보일러의 장점을 보완한 고체연료용 보일러가 제작되어 보급되는 추세이다. 고체연료는 나무, 석탄, 연탄, 코크스 및 숯과 같이 고체로 된 연료를 말하며, 액체나 기체로 된 연료보다 점화하기가 어려운 문제가 있으나, 점화가 되면 항상 발화점 이상의 온도를 유지하여 발화상태가 유지되는 성질을 가지고 있다.Accordingly, solid fuel boilers that complement the advantages of the oil and gas boilers have been manufactured and distributed in consideration of cost reduction and economical efficiency such as fuel cost and maintenance cost. Solid fuels are solid fuels such as wood, coal, briquettes, coke, and charcoal, and are difficult to ignite than liquid or gaseous fuels. However, when ignited, they always maintain a temperature above the firing point, .
상기 고체연료 보일러의 구조는, 고체연료를 보일러의 연소실 내부로 이송하는 이송부, 상기 고체연료를 점화하여 발화상태를 유지하는 연소부, 발화된 고체연료의 연소열을 난방수에 전달하는 전열부, 연소실에서의 발화 및 점화에 필요한 공기를 공급하는 공기공급부 및 연소가스를 배출하는 배출부로 이루어져 있다. 고체연료가 이송부에 의해 연소부로 이송되면, 점화되어 발화상태가 유지되면 전열부의 난방수 전열라인을 가열하여 난방수를 배관을 통해 난방이 필요한 공간에 배치된 배관으로 난방수를 공급하게 된다. 연소과정을 거친 고체연료는 연소된 잔여물인 재(ash)형태로 남게 되는데, 재는 별도의 이송과정을 거쳐 배출되어 폐기된다.The structure of the solid fuel boiler includes a transfer section for transferring the solid fuel into the combustion chamber of the boiler, a combustion section for igniting the solid fuel to maintain the ignition state, a heat transfer section for transferring the combustion heat of the ignited solid fuel to the heating water, An air supply unit for supplying air necessary for ignition and ignition in the combustion chamber, and a discharge unit for discharging the combustion gas. When the solid fuel is transferred to the combustion section by the transfer section, if the ignited state is maintained, the heating water heat transfer line of the heat transfer section is heated to supply the heating water to the piping disposed in the space requiring heating through the piping. The burned solid fuel remains in the form of ash, which is a burned residue. The ash is discharged through a separate transfer process and discarded.
한편, 고체연료가 발화점 이상의 온도에 도달하면 연소가스가 배출되고, 이러한 연소가스가 연소되어 난방수를 가열하게 되는데, 종래 기술의 고체연료보일러에서는 난방효율이 기름이나 가스 보일러에 비하여 떨어지고 연소가스가 완전연소되지 못하는 문제점이 있었다.On the other hand, when the solid fuel reaches a temperature equal to or higher than the ignition point, the combustion gas is exhausted and the combustion gas is burned to heat the heating water. In the solid fuel boiler of the prior art, the heating efficiency is lower than that of the oil or gas boiler, There is a problem that it is not completely burned.
또한, 고체연료는 연소실에 잔류하게 되는 연소 잔여물들로 인해 연소효율이 저하되는 문제점이 있다. 특히, 목재연료의 경우 목재로부터 유출되는 목초액이 연소를 방해하고 연소실이 고착되면서 이러한 문제점은 더욱 심화된다.
Further, the combustion efficiency of the solid fuel is deteriorated due to combustion residues remaining in the combustion chamber. Particularly, in the case of wood fuel, the problem is further exacerbated as the wood vinegar that flows out of the wood obstructs the combustion and the combustion chamber is fixed.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,고체연료를 2차로 가열 연소시킴으로써 연소효율을 높이고, 고체연료의 매연과 탄재를 저감할 수 있는 탄재배출 기능을 구비한 고체연료 완전연소방식 보일러를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a solid fuel having a carbonaceous material discharge function capable of increasing combustion efficiency by secondary heating and burning a solid fuel, The aim is to provide a complete combustion boiler.
또한, 본 발명은 보일러 내부로 투입되는 연료와 외부공기를 가열할 수 있는 구조에 의해 연소효율이 더욱 높아질 수 있는 탄재배출 기능을 구비한 고체연료 완전연소방식 보일러를 제공하는 데 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a solid fuel complete combustion type boiler having a carbon material discharge function capable of further increasing the combustion efficiency by a structure capable of heating the fuel and the outside air injected into the boiler.
또한, 본 발명은 연료의 발화 및 유동을 돕는 외부공기가 배기가스의 폐열로 인해 가열되어 공급됨으로써 연소효율이 높아지고 연소열을 회수율을 높일 수 있는 탄재배출 기능을 구비한 고체연료 완전연소방식 보일러를 제공하는 데 목적이 있다.In addition, the present invention provides a solid fuel complete combustion type boiler having a function of discharging a carbonaceous material capable of enhancing the combustion efficiency and increasing the recovery rate of combustion heat by supplying the external air for fuel combustion and heating by the waste heat of the exhaust gas The purpose is to do.
또한, 본 발명은 연소시 발생하는 보일러의 구동 중에도 회분의 제거를 실시할 수 있어, 별도의 노동력 소모가 방지되고 회분의 제거로 인해 연소효율을 더욱 높일 수 있는 탄재배출 기능을 구비한 고체연료 완전연소방식 보일러를 제공하는 데 목적이 있다.
The present invention also relates to a solid fuel fuel cell having a discharge function capable of removing ash during the operation of the boiler during combustion and further reducing the labor consumption and further improving the combustion efficiency due to the removal of ash The purpose of the combustion type boiler is to provide.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 탄재배출 기능을 구비한 고체연료 완전연소방식 보일러는, 본 발명은 내부에 고체연료가 투입되어 연소되는 제1 연소실; 상기 제1 연소실에서 연소된 연소가스가 탄재와 분리되는 제2 연소실; 상기 제1 연소실과 상기 제2 연소실을 구획하는 격벽; 상기 격벽에 삽입되어 상기 제1 연소실에서 연소된 연소가스와 탄재가 제2 연소실로 유동되도록 형성되며, 상기 제1 연소실에서 연소된 연소가스와 탄재를 가열하며 상기 격벽으로부터 돌출된 가열관; 상기 제2 연소실 및 상기 제2 연소실의 하부에 배치되며, 상기 제2 연소실을 통과하면서 가열된 외부공기를 제1 연소실로 공급하는 송풍관; 연소가스가 외부로 배출되는 연통; 상기 연통 내부의 연소가스가 배출되는 유로 상에 형성되며 연통을 통해 배출되는 연소가스에 의해 상기 외부공기가 가열하며, 가열된 상기 외부공기를 상기 송풍관을 통해 상기 제1 연소실 내부로 공급하는 예열관; 및 상기 제2 연소실의 하측에 배치되고, 자유낙하된 탄재를 컨베이어 벨트 또는 스크류 방식으로 보일러 외부로 이동시키는 탄재처리장치를 포함하며, 사용자의 선택에 따라 계속적인 구동이 가능한 탄재처리부;를 포함할 수 있다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a solid fuel completely burning type boiler having a function of discharging a carbonaceous material according to an embodiment of the present invention. The solid fuel burning type boiler includes a first combustion chamber ; A second combustion chamber in which the combustion gas burned in the first combustion chamber is separated from the carbonaceous material; A partition wall partitioning the first combustion chamber and the second combustion chamber; A heating pipe inserted into the partition wall and formed to flow combustion gas and carbonaceous material burnt in the first combustion chamber to the second combustion chamber and heating combustion gas and carbonaceous material burnt in the first combustion chamber and protruding from the partition; A blowing pipe disposed at a lower portion of the second combustion chamber and the second combustion chamber for supplying external air heated through the second combustion chamber to the first combustion chamber; A communication through which the combustion gas is discharged to the outside; A preheating tube which is formed on the flow path through which the combustion gas inside the communication passage is discharged and which heats the outside air by the combustion gas discharged through the communication pipe and supplies the heated outside air to the inside of the first combustion chamber through the blowing pipe, ; And a carbon material processing unit disposed below the second combustion chamber for moving the freely dropped carbon material to the outside of the boiler by a conveyor belt or a screw system and capable of being continuously driven according to a user's selection .
본 발명은 고체연료를 2차로 가열 연소시킴으로써 연소효율을 높이고, 고체연료의 매연과 탄재를 저감할 수 있는 이점이 있다.The present invention has an advantage that the combustion efficiency can be improved by heating and burning the solid fuel secondarily, and the soot and carbonaceous material of the solid fuel can be reduced.
또한, 본 발명은 보일러 내부로 투입되는 연료와 외부공기를 가열할 수 있는 구조에 의해 연소효율이 더욱 높아질 수 있는 이점이 있다.Further, the present invention has an advantage that the combustion efficiency can be further increased by the structure that can heat the fuel and the outside air injected into the boiler.
또한, 본 발명은 연료의 발화 및 유동을 돕는 외부공기가 배기가스의 폐열로 인해 가열되어 공급됨으로써 연소효율이 높아지고 연소열을 회수율을 높일 수 있는 이점이 있다.Further, the present invention is advantageous in that the external air that helps the ignition and flow of the fuel is heated and supplied by the waste heat of the exhaust gas, thereby increasing the combustion efficiency and increasing the recovery rate of the combustion heat.
또한, 본 발명은 고체연료의 연소시 발생하는 회분을 처리하기 위하여 가동중인 보일러를 가동중지할 필요없이 회분을 처리할 수 있다.
Further, the present invention can treat ash without having to shut down the boiler in operation to treat the ash that occurs during the combustion of the solid fuel.
도 1은 본 발명에 따른 탄재배출 기능을 구비한 고체연료 완전연소방식 보일러를 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 탄재배출 기능을 구비한 고체연료 완전연소방식 보일러를 도시한 정단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 탄재배출 기능을 구비한 고체연료 완전연소방식 보일러의 예열구조를 간략히 도시한 정단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 탄재배출 기능을 구비한 고체연료 완전연소방식 보일러의 수관구조를 도시한 정단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 탄재배출 기능을 구비한 고체연료 완전연소방식 보일러의 수관구조를 도시한 횡단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side cross-sectional view showing a solid fuel complete combustion boiler having a discharge function according to the present invention. FIG.
FIG. 2 is a front sectional view showing a solid fuel complete combustion boiler having a discharge function according to the present invention.
3 is a front cross-sectional view briefly showing a preheating structure of a solid fuel complete combustion boiler having a discharge function according to the present invention.
4 is a front sectional view showing a water pipe structure of a solid fuel complete combustion boiler having a discharge function according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a water pipe structure of a solid fuel completely-burning boiler having a discharge function according to the present invention.
이하, 본발명에 따른 탄재배출 기능을 구비한 고체연료 보일러의 바람직한 실시예를 도면을 기초로 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a solid fuel boiler having a carbon discharge function according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 탄재배출 기능을 구비한 고체연료 완전연소방식 보일러를 도시한 측단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 탄재배출 기능을 구비한 고체연료 완전연소방식 보일러를 도시한 정단면도이다.FIG. 1 is a side cross-sectional view showing a solid fuel complete combustion type boiler having a discharge function according to the present invention, FIG. 2 is a front sectional view showing a solid fuel complete combustion type boiler having a discharge function according to the present invention, to be.
본 발명에 따른 탄재배출 기능을 구비한 고체연료 보일러는 고체연료의 연소열로 물을 가열하여 난방수 및 급탕수를 공급할 수 있도록 되어있는 장치로서, 고체연료 보일러(100)의 내부로 고체연료를 이송하여 투입하는 이송장치(200), 고체연료를 점화 및 발화상태를 유지하여 연소열을 얻는 연소실(301, 302), 연소실 내부로 공기를 공급하고 탄재를 배출할 수 있도록 유도하는 송풍기(500), 연소실의 연소열을 전달받아 물을 가열하는 수관(105, 106, 107), 연소되고 남은 탄재를 외부로 배출하는 탄재배출장치(600) 및 연소가스를 최종배출하는 연통(111)으로 구성된다.The solid fuel boiler having the function of discharging the carbonaceous material according to the present invention is capable of heating water by the combustion heat of the solid fuel to supply the heating water and the hot water. The
고체연료가 내부로 투입되는 과정을 살펴보면, 이송장치(200)는 고체연료를 직접 투입하는 호퍼(201), 호퍼(201)로부터 정량 투입되는 연료를 연소실까지 자동으로 이송하는 컨베이어(202) 및 연소실 내부로 연료를 투입하는 투입노즐(203)로 구성된다. 상기 호퍼(201)는 투입부가 넓고 배출부가 좁은 깔때기 형상으로 이루어진다. 따라서, 작업자가 고체연료를 용이하게 투입할 수 있고 정량이 컨베이어(202)로 배출될 수 있게 된다. 호퍼(201)로부터 배출되는 연료는 컨베이어(202)를 통해 보일러 내부로 이송되는데, 벨트방식의 컨베이어가 사용될 수 있음은 물론, 회전에 따라 나사산 사이에 수용되는 고체연료를 축방향을 따라 이송시킬 수 있는 스크류 방식이 사용될 수 있음은 물론이다. 한편, 상기 고체연료는 나무, 석탄, 연탄, 코크스 및 숯과 같은 일정한 형상을 유지하는 고체로 된 연료를 말하는데, 나무와 같이 형상과 크기가 불규칙한 경우에는 일정한 크기로 절단되거나 분쇄되어 사용되는 것이 일정하게 연소시킬 수 있고, 이송이 용이하다는 점에서 바람직하다. 따라서, 나무와 같은 연료는 작업자의 투입과정에서 바로 분쇄과정을 거쳐 호퍼(201)를 통해 투입되어 컨베이어(202)로 이송될 수 있도록 분쇄기가 결합되어 설치될 수도 있다. 또한, 컨베이어(202)로부터 연소실의 입구까지 이송된 고체연료는 투입노즐(203)을 통해 연소실 내부로 투입되는데, 상기 투입노즐(203)은 보일러 내부의 상부에서 삽입되어 결합됨에 따라 고체연료가 연소실의 연소화덕(411)으로 직접 자유낙하하여 투입될 수 있도록 한다.The
상기와 같이 투입노즐(203)이 보일러의 외부와 내부를 연통하도록 삽입되어 결합됨에 따라, 투입노즐(203)의 단부가 연소실에 배치되게 되고, 투입노즐(203)의 연소열을 전달받게 된다. 따라서, 고체연료가 단순히 투입노즐에 의해 공급되는 것이 아니라, 투입노즐의 열을 전달받은 다음 연소화덕(411)으로 투입되기 때문에 발화점에 보다 용이하게 도달하게 되고, 연소능력이 더욱 향상되는 이점이 있다.As described above, the
또한, 본 발명의 개념에 따른 보일러는 연소실이 1차연소실(301)과 2차연소실(302)로 구성된다. 보다 구체적으로 구조를 살펴보면, 보일러 내부로 투입된 고체연료를 발화 및 연소시키는 연소화덕(411)이 배치되는 1차연소실(301), 가열된 연소가스가 탄재와 분리되는 2차연소실(302), 1차연소실(301)과 2차연소실(302)을 구획하는 내화벽돌(421) 및 내화벽돌(421)에 배치되며 1차연소실(301)과 2차연소실(302)을 연통하는 가열관(422)으로 구성된다.In the boiler according to the concept of the present invention, the combustion chamber is composed of a
한편, 1차연소실(301)의 하면을 통해 외기를 공급할 수 있도록 배치된 송풍관(501)은 송풍기(500)의 동력에 의해 외부 공기를 일정한 압력으로 1차연소실(301)로 공급하게 된다. 1차연소실(301)의 연소화덕(411)에서 고체연료가 연소되면, 연소가스와 탄재는 송풍관(501)에 의해 공급된 공기의 유동에 의해 가열관(422)을 통해 2차연소실(302)로 함께 이송된다. 연소열에 의해 가열된 가열관(422)은 고온상태를 유지하게 되며, 내부로 유동하는 연소가스와 탄재를 2차적으로 가열하여 연소시키게 된다. 따라서, 1차 연소시 불완전연소된 연소가스가 재가열되면서 완전연소되게 된다. 종래기술의 보일러에서는 1차적으로 연소된 탄재는 바닥에 잔류하거나 별도의 기계적인 처리를 통해 배출되게 되는데, 특히 목재와 같은 경우 목초액이 배출되면서 연소화덕에 고착되는 현상이 발생하였음은 설명한 바와 같다. 또한, 불완전 연소된 연소가스는 연기와 매연을 포함하게 되는데, 본 발명의 2차 연소 개념에 따르면 1차 연소된 연소가스와 탄재는 공기압을 통해 2차연소를 위해 이동되면서 가열되어 연소됨에 따라, 연기와 매연이 제거될 수 있도록 완전연소되는 한편, 상기의 목초액의 배출과 고착 문제를 해결할 수 있는 이점이 있게 된다.Meanwhile, the blowing
또한, 가열관(422)을 통과하여 완전연소되는 연소가스와 탄재는 2차연소실(302)에서 분리과정을 거치는데, 가열관(422)과 2차연소실(302)의 단면적의 차이는 기압차이를 유발하게 되고, 이러한 기압차에 의해 탄재와 연소가스가 용이하게 분리될 수 있게 된다. 따라서, 탄재는 중력에 의해 2차연소실(302)의 하방으로 이동하고, 연소가스는 공급수의 가열과정을 거쳐 최종 배출된다.The combustion gas and the carbon materials which are completely burned through the
상기와 같이 연소된 탄재가 2차연소실의 하부로 낙하되면, 탄재배출장치(600)를 통해 보일러 외부로 이송된다. 상기 탄재배출장치(600)는 벨트방식의 컨베이어나 회전에 따라 나사산 사이에 수용되는 고체연료를 축방향을 따라 이송시킬 수 있는 스크류 방식과 같이 다양한 이송방식이 사용될 수 있음은 물론이다.When the combusted carbonaceous material as described above is dropped to the lower portion of the secondary combustion chamber, the carbonaceous material is transferred to the outside of the boiler through the carbonaceous
또한, 1차연소실(301)에서 송풍관(501)으로부터 공급되는 공기압에 의해 연소가스와 탄재가 2차연소실(302)로 이동되어 각각 분리되는 본 발명의 개념에 따라, 바람직하게는 송풍관(501)의 송풍구는 1차연소실(301)의 하면에만 배치되고, 2차 연소실(302)에서 기압차에 의해 분리된 탄재가 탄재배출장치(600)로 자유낙하하여 이송되기 위해 유동이나 압력이 2차연소실(302)에는 전달되지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 송풍관(501)의 단부가 1차연소실(301)의 하부에 배치되고 2차연소실(302)의 하부공간 사이에 격벽이 배치되어 송풍관(501)의 단부가 연통되도록 배치되는 것이 더욱 바람직하다.In accordance with the concept of the present invention, in which the combustion gas and the carbonaceous material are moved to the secondary combustion chamber 302 by the air pressure supplied from the blowing
한편, 도 3은 본 발명에 따른 고체연료 완전연소방식 보일러의 예열구조를 간략히 도시한 정단면도이다.3 is a front cross-sectional view briefly showing a preheating structure of the solid fuel completely burning type boiler according to the present invention.
송풍 및 예열라인은 송풍구(502) 및 연통(111)에 인접하여 배치된 예열관(511)을 따라 연소실 외부를 순환하여 연소실 하부로 공급되는 구조로 이루어진다. 송풍기(500)부터 압축되어 공급되는 외기가 송풍구(502)를 따라 보일러 상부로 공급되면, 연통(111)에 인접하여 연소가스의 연로상에 배치된 예열관(511)에 의해 연소가스의 잔열을 흡수하여 가열된다.The blowing and preheating line is structured such that it is circulated outside the combustion chamber along the preheating
가열된 공기는 연소실 외부를 순환하면서 연소실의 하부로 공급된다. 따라서, 연통(111)으로 이어지는 배기라인 상에 배치되는 예열관(511)에 의해 연소가스의 잔열 즉, 폐열이 재흡수되는 과정을 거침에 따라 연소실 내부로 유입되는 공기가 가열되기 때문에 연소효율이 더욱 향상되는 이점이 있다. 따라서, 보일러의 효율이 극대화되는 이점을 제공한다.The heated air is supplied to the lower portion of the combustion chamber while circulating outside the combustion chamber. Therefore, since the residual heat of the combustion gas, that is, the waste heat is reabsorbed by the preheating
상기 공기예열기 구조는 종래 방식의 보일러에 적용될 수 있음은 물론, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 탄재배출 기능을 구비한 완전연소방식의 보일러에도 결합될 수 있다. 완전연소방식 보일러의 구조와 결합하여 예열과정을 설명하면, 송풍기(500)에 의해 압축되어 공급되는 외기가 송풍구(502)를 통해 예열관(511)으로 공급되면, 연소가스의 잔열에 의해 가열되어 1차연소실(301)의 하부에 배치되는 송풍관(501)을 통해 연소실로 공급된다. 1차연소실(301)의 연소화덕에서 투입노즐(203)에 의해 가열된 고체연료가 예열관(511)에 의해 가열된 공기에 의해 더욱 빠르게 점화되어 발화상태가 유지되고, 송풍관(510)을 통해 공급되는 공기에 의해 가열관(422)으로 유동되면서 2차 가열되면서 완전연소되게 된다. 2차연소실(302)에서 탄재와 분리된 연소가스는 공급수를 가열시키고 최종적으로 연통(111)으로 배출되는데, 배출되기 전에 다시 폐열을 활용하여 공기를 가열시키는 역할을 수행하게 된다.The air preheater structure may be applied to conventional boilers as well as to a complete combustion type boiler having a discharge function according to a preferred embodiment of the present invention. When the outside air compressed and supplied by the
한편, 본 발명의 또 다른 개념에 따른 고체연료 보일러의 수관구조를 이하 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 고체연료 완전연소방식 보일러의 수관구조를 도시한 정단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 고체연료 완전연소방식 보일러의 수관구조를 도시한 횡단면도이다.The water tube structure of the solid fuel boiler according to another concept of the present invention will be described below. FIG. 4 is a front sectional view showing a water pipe structure of a solid fuel completely burning boiler according to the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing a water pipe structure of a solid fuel fully burning boiler according to the present invention.
본 발명의 보일러의 수관구조는는 연료가 연소되어 보일러 내부로 연소가스를 공급하는 연소실(300), 연소실(300) 내부에서 연료를 발화하는 연소화덕(411), 연소열을 공급수로 전열하기 위해 관 형상으로 연소실을 둘러싸는 수관(105, 106, 107) 및 수관을 집관하는 관모음 상드럼(101) 및 관모음 하드럼(102)으로 구성된다. 본 발명의 개념에 따라, 수관식 보일러의 연소가스 유로는 연소실(300)의 좌측 및 우측으로 각각 2way 방식으로 구성된다.The water pipe structure of the boiler according to the present invention includes a
이하, 보다 구체적으로 보일러의 수관구조의 구성 및 유로를 살펴본다. 제1 수관(105)은 연소실(300)의 외벽을 구성하며 1차적으로 연소가스에 의해 공급수를 가열하게 된다. 한편, 관모음 상드럼(101)은 보일러의 상부에 보일러의 길이향으로 길게 배치되고, 관모음 하드럼(102)은 보일러 하부의 좌측 및 우측에 각각 보일러의 길이방향으로 길게 배치된다. 한편, 상기 관모음 하드럼(102)는 보일러의 하부에 1개가 배치될 수도 있고, 선택에 따라 2개 이상이 설치될 수 있음은 물론이다. 상기 제1 수관(105)은 관모음 상드럼(101)과 관모음 하드럼(102)을 각각 연결하도록 높이방향을 따라 연소실 좌측 및 우측으로 배치된다. 이때, 다수의 제1 수관(105)들이 보일러의 길이방향을 따라 촘촘하게 배치되어 각 배관 사이의 틈으로 연소가스가 누유되지 않도록 하는 것이 바람직하다.Hereinafter, more specifically, the structure and flow path of the water tube structure of the boiler will be described. The
한편, 연소실(300)은 보일러의 정면에 인접하여 배치되는 것이 더욱 바람직하다. 따라서, 연소가스가 제1 수관(105)으로 둘러싸인 연소실(300)에서 길이방향을 따라 후방으로 이동하게 되면, 연소가스의 유동은 다음 단계로 이동하게 된다. 연소실(300)을 따라 촘촘하게 배치된 제1 수관(105)들은 보일러의 후면 부근에서 연소가스가 제1 수관(105) 배열의 외측으로 이동할 수 있도록 서로 이격되어 배치되거나 생략된다. 따라서, 연소실(300)의 전방에서 후방을 따라 이동하면서 제1 수관(105)을 가열한 연소가스는 후방에서 제1 수관(105)의 틈을 따라 연소실(300)의 외측으로 이동하게 된다.On the other hand, it is more preferable that the
제1 수관(105)의 배열 외측에는 제1 수관(105)과 마찬가지로 제2 수관(106)이 제1 수관(105)의 배열과 이격되어 보일러의 길이방향을 따라 촘촘하게 배치된다. 이에 따라 보일러 좌측과 우측에 각각 제1 수관(105)의 배열과 제2 수관(106)의 배열 사이의 공간이 형성되고 연소가스가 유동하면서 제1 가열실(701)을 형성하게 된다. 제1 수관(105)의 사이로 유입된 연소가스는 보일러의 후방에서 제1 가열실(701)을 따라 보일러의 전방으로 이동하면서 제1 수관(105)과 제2 수관(106)을 다시 가열하게 된다.Like the
또한, 제2 수관(106)의 배열은 보일러의 전방 부근에서 상호 이격되어 배치되어 있어 제1 가열실(701)을 통과하여 공급수를 가열한 연소가스가 제2 수관(106) 배열의 외측으로 이동할 수 있도록 한다. 제2 수관(106)과 마찬가지로 제3 수관(107)의 배열도 제2 수관(106)의 배열로부터 이격되어 형성되어 내부에 공간을 형성하며, 제2 가열실(702)을 형성한다. 제2 가열실(702)로 유입된 연소가스는 보일러의 전방에서 후방으로 유동하면서 제2 및 제3 수관(106, 107)에 열을 전달한다. 이렇게 공급수에 전열을 완료한 연소가스는 연통(111)을 통해 최종적으로 외부로 배출된다.The
따라서, 연소실(300)의 좌측과 우측으로 각각 제1 가열실(701) 및 제2 가열실(702)이 형성되어 있어, 연소실(300)을 통과한 연소가스가 좌측 및 우측으로 분리되어 유동되어 각각 제1 가열실과 제2 가열실을 따라 유동하면서 제1 수관(105), 제2 수관(106) 및 제3 수관(107)을 가열하여 배출된다. 본 발명의 개념과 같이 연소가스의 유로가 2way 방식으로 구성되는 경우 종래 1way방식에서보다 전열면적이 2배 이상 넓어짐에 유의해야 한다.Therefore, the
또한, 배관이 보일러의 상하 방향으로 연결되어 길이방향을 따라 상호 배치되어, 연소가스가 보일러의 길이방향을 따라 흐르게 된다. 따라서, 종래방식의 2pass 혹은 3pass타입의 수관식 보일러의 경우 연소가스가 상하방향으로 흐르게 되고 이는 연소실의 길이방향으로 유체의 온도차이를 발생시켜 열전달 효율을 저하시켜 버너의 길이방향으로의 추가배치를 고려해야하는 등의 문제점을 본 발명의 수관식 보일러에서 개선하였음을 또한 주목해야 한다.Further, the pipes are connected to each other in the longitudinal direction of the boiler so that the combustion gas flows along the longitudinal direction of the boiler. Therefore, in the case of the conventional 2-pass or 3-pass type water tube type boiler, the combustion gas flows vertically, which causes a temperature difference of the fluid in the longitudinal direction of the combustion chamber, thereby lowering the heat transfer efficiency and further arranging the burner in the longitudinal direction It should also be noted that the problem of being considered is improved in the water tube boiler of the present invention.
이상과 같은 보일러의 수관구조는 고체연료, 액체연료 및 기체 연료방식의 어떤 방식의 보일러에도 수관식으로 전열되는 방식을 채택하고 있다면 적용될 수 있음은 물론이다.The water pipe structure of the boiler can be applied if it adopts the water tube type heat transfer method to any kind of solid fuel, liquid fuel and gaseous fuel boiler.
이상에서 살펴본 바와 같이, 상기와 같이 구성되는 가열 및 연소구조에 의해 고체연료의 발화점 도달이 용이해지고 연소가스가 완전연소되는 구조가 제공된다. 또한, 열효율을 극대화할 수 있는 구성들을 채택함으로써 보일러가 더욱 소형화되면서 고효율이 될 수 있는 보일러가 제공된다.As described above, the structure of the heating and burning structure described above facilitates reaching the ignition point of the solid fuel and completely combusts the combustion gas. In addition, by employing configurations that maximize thermal efficiency, the boiler is further miniaturized and a boiler is provided that can be highly efficient.
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
In the foregoing, the present invention has been described in detail based on the embodiments and the accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and drawings, and the scope of the present invention will be limited only by the content of the following claims.
100 : 고체연료 보일러
101 : 관모음 상드럼
102 : 관모음 하드럼
105 : 제1 수관
106 : 제2 수관
107 : 제3 수관
111 : 연통
200 : 이송장치
201 : 호퍼
202 : 컨베이어
203 : 투입노즐
301 : 1차 연소실
302 : 2차 연소실
411 : 연소화덕
421 : 내화벽돌
422 : 가열관
500 : 송풍기
501 : 송풍관
502 : 송풍구
511 : 예열관
600 : 탄재처리장치
701 : 제1 가열실
702 : 제2 가열실100: Solid fuel boiler 101: Tubular drum drum
102: shrink drum 105: first water pipe
106: second water pipe 107: third water pipe
111: communication 200: conveying device
201: Hopper 202: Conveyor
203: input nozzle 301: primary combustion chamber
302: Secondary combustion chamber 411: Combustion furnace
421: refractory brick 422: heating pipe
500: blower 501: blower
502: Outlet 511: Preheating tube
600: Carbonaceous material processing apparatus 701: First heating chamber
702: second heating chamber
Claims (1)
상기 제1 연소실에서 연소된 연소가스가 탄재와 분리되는 제2 연소실;
상기 제1 연소실과 상기 제2 연소실을 구획하는 격벽;
상기 격벽에 삽입되어 상기 제1 연소실에서 연소된 연소가스와 탄재가 제2 연소실로 유동되도록 형성되며, 상기 제1 연소실에서 연소된 연소가스와 탄재를 가열하며 상기 격벽으로부터 돌출된 가열관;
상기 제2 연소실 및 상기 제2 연소실의 하부에 배치되며, 상기 제2 연소실을 통과하면서 가열된 외부공기를 제1 연소실로 공급하는 송풍관;
연소가스가 외부로 배출되는 연통;
상기 연통 내부의 연소가스가 배출되는 유로 상에 형성되며 연통을 통해 배출되는 연소가스에 의해 상기 외부공기가 가열하며, 가열된 상기 외부공기를 상기 송풍관을 통해 상기 제1 연소실 내부로 공급하는 예열관;
상기 제2 연소실의 하측에 배치되고, 자유낙하된 탄재를 컨베이어 벨트 또는 스크류 방식으로 보일러 외부로 이동시키는 탄재처리장치를 포함하며, 사용자의 선택에 따라 계속적인 구동이 가능한 탄재처리부;
를 포함하는 탄재배출 기능을 구비한 고체연료 완전연소방식 보일러.
A first combustion chamber in which solid fuel is injected and burned;
A second combustion chamber in which the combustion gas burned in the first combustion chamber is separated from the carbonaceous material;
A partition wall partitioning the first combustion chamber and the second combustion chamber;
A heating pipe inserted into the partition wall and formed to flow combustion gas and carbonaceous material burnt in the first combustion chamber to the second combustion chamber and heating combustion gas and carbonaceous material burnt in the first combustion chamber and protruding from the partition;
A blowing pipe disposed at a lower portion of the second combustion chamber and the second combustion chamber for supplying external air heated through the second combustion chamber to the first combustion chamber;
A communication through which the combustion gas is discharged to the outside;
A preheating tube which is formed on the flow path through which the combustion gas inside the communication passage is discharged and which heats the outside air by the combustion gas discharged through the communication pipe and supplies the heated outside air to the inside of the first combustion chamber through the blowing pipe, ;
A carbonaceous material processing unit disposed below the second combustion chamber and configured to move the freely dropped carbonaceous material to the outside of the boiler by a conveyor belt or a screw system;
And a solid fuel-fired boiler having a discharge function.
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- 2017-08-22 KR KR1020170105877A patent/KR20190020933A/en not_active Application Discontinuation
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