KR20190075533A - 연료공급유닛 및 이를 포함하는 소각로 - Google Patents

연료공급유닛 및 이를 포함하는 소각로 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛은 상방으로 연료를 전달하는 연료피딩부 및 상기 연료피딩부의 상부에 연통되어 연료가 안착되며, 적어도 상단부의 내면 일부에 단열 소재가 형성된 연료지지부를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 소각로는 내부에 연소공간이 형성되며 측벽부를 통하여 공기를 공급받는 연소실유닛 및 상기 연소실유닛의 하부에 구비되는 상기 연료공급유닛을 포함할 수 있다.

Description

연료공급유닛 및 이를 포함하는 소각로{Fuel supply unit and combustor having thereof}
본 발명은 연료공급유닛 및 이를 포함하는 소각로에 관한 것이다.
환형 소각로는 소각로 내의 측벽부 상측 또는 측벽부 하측에 접선방향으로 공기를 주입시키고, 측벽부 상측으로 주입된 공기는 소각로 내부에서 선회하며 하강하고 연소 후에 상부의 출구를 통하여 나오는 구조를 갖는다.
측벽부 하측으로 주입된 공기는 하부로 선회하며 이동한 후 일부는 하부의 재실부로 들어가서 재실부를 냉각시키고 일부는 소각로 하단부로 직접 들어가 연소에 합류한 후 출구로 나간다.
이러한 특징 때문에 소각로로 투입되는 연료는 소각로 바닥부 중앙으로 공급되어야만 소각로 내부에서 선형 회전을 방해하지 않고 소각로를 정상적으로 운전할 수 있게 된다.
그러나, 이와 같이 소각로의 바닥부로 연료를 공급함에 따라 연소가 효율적으로 진행되지 못하는 한계가 있다.
다시 말해, 상기 소각로로 연료를 투입하는 부분은 고온 환경에 노출되게 되어 내구성 저하에 따른 유지 및 보수를 위한 소각로 중지 시간이 증가되는 문제가 있었던 것이다.
따라서, 전술한 문제를 해결하기 위한 연료공급유닛 및 이를 포함하는 소각로에 대한 연구가 필요하게 되었다.
한국 출원 번호 제10-2011-0073555호
본 발명은 소각로의 바닥부로 연료를 공급함에 따라 연소 효율이 저하되는 문제를 방지하는 연료공급유닛 및 이를 포함하는 소각로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
다른 측면에서 소각로로 연료를 투입하는 부분이 고온 환경에 노출되어 내구성 저하되는 문제를 방지하고, 유지 및 보수를 용이하게 하는 연료공급유닛 및 이를 포함하는 소각로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛은 상방으로 연료를 전달하는 연료피딩부 및 상기 연료피딩부의 상부에 연통되어 연료가 안착되며, 적어도 상단부의 내면 일부에 단열 소재가 형성된 연료지지부를 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛은 상기 연료지지부는, 상기 연료피딩부의 상단부 주변에 구비되는 수용부재, 상기 수용부재의 외측 주변에 연장되어 구비되는 에지면부재 및 적어도 상기 수용부재의 내부에 제공되며, 단열 소재로 형성된 내열관부재를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛의 상기 수용부재는, 상기 내열관부재가 안착되는 상단연결관 및 상기 연료피딩부의 상단부와 상기 상단연결관의 하단부 사이를 연결하게 구비되는 하단연결관을 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛의 상기 하단연결관은, 상기 연료피딩부 및 상기 상단연결관과 탈착되는 결합플랜지가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛의 상기 내열관부재는, 하방으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태로 형성된 수용부재 상에 안착되어 제공되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛의 상기 내열관부재는, 원주 방향으로 분할된 복수 개의 내열피스로 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛의 상기 내열피스는, 이웃하는 내열피스와 연결되는 단부에 맞접되는 단턱부가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛의 상기 내열관부재는, 상기 수용부재의 내면에 형성된 요철 형상에 맞물리는 요철 형상이 외면에 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 소각로는 내부에 연소공간이 형성되며 측벽부를 통하여 공기를 공급받는 연소실유닛 및 상기 연소실유닛의 하부에 구비되는 상기 연료공급유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 연료공급유닛 및 이를 포함하는 소각로는 소각로의 바닥부로 연료를 공급함에 따라 연소 효율이 저하되는 문제를 방지할 수 있는 이점이 있다.
다른 측면에서 본 발명의 연료공급유닛 및 이를 포함하는 소각로는 소각로로 연료를 투입하는 부분이 고온 환경에 노출되어 내구성 저하되는 문제를 방지할 수 있는 이점이 있다.
더하여, 본 발명의 연료공급유닛 및 이를 포함하는 소각로는 소각로로 연료를 투입하는 부분에 대한 유지 및 보수를 용이하게 할 수 있는 이점이 있다.
다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 연료공급유닛을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 연료공급유닛에서 연료지지부의 내열관부재를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 연료공급유닛에서 단턱부가 형성된 내열관부재의 내열피스를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 연료공급유닛에서 요철 형태로 형성된 내열관부재와 수용부재를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 소각로를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하며, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호 또는 유사한 방식으로 부여된 참조 부호는 동일 구성 요소 또는 대응하는 구성요소를 지칭하는 것으로 한다.
본 발명은 연료공급유닛(100) 및 이를 포함하는 소각로에 관한 것으로, 소각로의 바닥부로 연료(F)를 공급함에 따라 연소 효율이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.
즉, 소각로로 연료(F)를 투입하는 부분이 고온 환경에 노출되어 내구성 저하되는 문제를 방지하고, 유지 및 보수를 용이하게 하여, 소각로의 유지 및 보수를 위한 소각로 중지 시간을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 소각로의 가동 시간 증가시켜 연소 효율을 증가시킬 수 있는 것이다.
구체적으로 도면을 참조하여 설명하면, 도 1은 본 발명의 연료공급유닛(100)을 도시한 구성도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛(100)은 상방으로 연료(F)를 전달하는 연료피딩부(110) 및 상기 연료피딩부(110)의 상부에 연통되어 연료(F)가 안착되며, 적어도 상단부의 내면 일부에 단열 소재가 형성된 연료지지부(120)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 상기 연료지지부(120)의 일부가 단열 소재로 형성됨에 따라 연소공간(C)에서 전달되는 열에 대한 내열성을 확보하게 되어, 상기 연료지지부(120)의 열손상을 방지함에 따라, 상기 연료지지부(120)의 교체 및 보수를 위한 시간 감축할 수 있는 것이다.
여기서, 상기 연료피딩부(110)는 연료(F)를 공급하는 역할을 하게 된다. 일례로 상기 연료피딩부(110)는 연소기의 바닥부에 구비되어, 회전에 의해서 연료(F)를 전달하는 스크류 봉의 구성으로 구비될 수 있다. 이에 따라 상기 연료피딩부(110)는 연소되는 연소공간(C)으로 상기 연료(F)를 전달할 수 있게 된다.
그리고, 상기 연료피딩부(110)의 주변에는 연료(F)를 전달된 연료(F)를 지지하는 연료지지부(120)가 배치된다.
상기 연료지지부(120)는 상기 연료피딩부(110)에서 전달하는 연료(F)를 지지하는 역할을 하게 된다. 이를 위해서 상기 연료지지부(120)는 상기 연료피딩부(110)의 상부에 구비된다.
그리고, 상기 연료지지부(120)는 연료(F)를 지지하게 구비되므로, 고온 환경의 연소공간(C)에 노출되게 구비된다. 이에 따라 상기 연소공간(C)과 대면하는 상기 연료지지부(120)의 내면 일부는 단열 소재로 형성되어 내열성을 확보하게 구비될 수 있다.
이에 따라 상기 연료지지부(120)는 열손상이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 열손상에 의한 유지 및 보수의 시간을 감축시킬 수 있게 된다.
더욱이 내열성을 확보하기 위해서 상기 연료지지부(120)를 상대적으로 두껍게 형성할 필요도 없기 때문에, 상기 연료지지부(120)를 형성하기 위한 재료 소요를 감소시킬 수 있게 된다.
이와 같이 상기 연료지지부(120)가 내면을 단열 소재로 형성하기 위해서, 상기 연료지지부(120)는 수용부재(122), 에지면부재, 내열관부재(127) 등을 포함할 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛(100)은 상기 연료지지부(120)는, 상기 연료피딩부(110)의 상단부 주변에 구비되는 수용부재(122), 상기 수용부재(122)의 외측 주변에 연장되어 구비되는 에지면부재 및 적어도 상기 수용부재(122)의 내부에 제공되며, 단열 소재로 형성된 내열관부재(127)를 포함할 수 있다.
상기 수용부재(122)는 상기 연료피딩부(110)의 상단부에 구비되어 상기 피딩부에서 전달되는 연료(F)를 지지하게 된다. 그리고, 상기 수용부재(122)의 내면에는 상기 내열관부재(127)가 제공되어, 상기 수용부재(122)가 고온 환경의 연소공간(C)에 직접 노출되는 문제를 방지할 수 있게 된다.
그리고, 상기 수용부재(122)는 내면에 제공되는 상기 내열관부재(127)와 안정적으로 결합되기 위해서 내면에 요철 형상이 형성될 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.
또한 상기 수용부재(122)는 내면에 상기 내열관부재(127)가 안정적으로 결합되기 위해서 상단부의 폭보다 하단부의 폭이 작은 개구된 나팔 형상으로 구비될 수 있는데, 이는 도 1을 참조하면 쉽게 알 수 있다.
또한, 상기 내열관부재(127)를 교체할 때, 외부에서 상기 수용부재(122)의 내부로 내열관부재(127)를 전달할 수 있도록 상기 수용부재(122)는 상단연결관(122a) 및 분리되는 하단연결관(122b)으로 구성될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛(100)의 상기 수용부재(122)는, 상기 내열관부재(127)가 안착되는 상단연결관(122a) 및 상기 연료피딩부(110)의 상단부와 상기 상단연결관(122a)의 하단부 사이를 연결하게 구비되는 하단연결관(122b)을 포함할 수 있다.
상기 상단연결관(122a)은 고온 환경의 연소공간(C)에 가장 가깝게 구비되는 상기 수용부재(122)의 상단 부분이고, 이러한 상단연결관(122a)의 내면에 상기 내열관부재(127)가 구비된다.
그리고, 상기 하단연결관(122b)은 상기 상단연결관(122a)에 상기 내열관부재(127)를 구비시키기 위해서 탈착하게 상기 상단연결관(122a)에 구비되는 구성이다.
즉, 상기 하단연결관(122b)은 상단부는 상기 상단연결관(122a)의 하단부에 결합되고, 하단부는 상기 연료피딩부(110)의 상단부와 결합되게 구성되고, 상기 하단연결관(122b)의 상단부 및 하단부의 결합은 이를 해제할 수 있게 결합될 수 있는 것이다.
이를 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛(100)의 상기 하단연결관(122b)은, 상기 연료피딩부(110) 및 상기 상단연결관(122a)과 탈착되는 결합플랜지(122c)가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
이러한 결합플랜지(122c)에서의 탈착을 위해서 결합되는 부분이 볼팅되게 구성될 수도 있으며, 또는 다른 결합 수단으로 결합되게 구성될 수도 있다.
상기 에지면부재는 상기 수용부재(122)의 외측 주변에서 연장되게 구성되는 부분으로, 상기 연료피딩부(110)에서 전달된 연료(F)가 상기 수용부재(122)에서 이탈하면 이를 지지하는 역할을 하게 된다.
즉, 상기 에지면부재는 상기 수용부재(122)의 외측 주변으로 연장되어 구비됨으로써, 상기 연료(F)의 적층을 지지할 수 있는 것이다.
이를 위해서, 일례로 상기 에지면부재는 지면에 수평한 방향으로 상기 수용부재(122)의 외측 주변으로 연장된 형태로 구비될 수 있다.
상기 내열관부재(127)는 상기 수용부재(122)의 내면에 구비되어, 상기 수용부재(122)가 고온 환경에 직접 노출되지 않도록 방지하는 역할을 하게 된다. 이를 위해서 상기 내열관부재(127)는 단열 소재로 형성되어 제공된다.
일례로 상기 내열관부재(127)는 세라믹 소재로 형성되어 상기 수용부재(122)의 내면에 결합되게 구비될 수 있다.
그리고, 상기 내열관부재(127)는 상기 수용부재(122)에 안정적으로 안착되기 위해서, 상기 수용부재(122)의 형태에 대응되는 형태로 구비될 수 있다. 즉, 상기 수용부재(122)가 상단부에서 하단부로 갈수록 폭이 좁아지는 나팔 형태인 경우에, 상기 내열관부재(127)도 나팔 형태로 제공되어 상기 수용부재(122)의 내면에 안착되게 제공될 수도 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛(100)의 상기 내열관부재(127)는, 하방으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태로 형성된 수용부재(122) 상에 안착되어 제공되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 수용부재(122)의 내면에 요철 형상이 형성된 경우에는 상기 내열관부재(127)의 외면에도 상기 수용부재(122)에 형성된 요철 형상에 맞물리는 요철 형상이 형성되어 상기 수용부재(122)의 내면에 안착될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.
그리고, 상기 내열관부재(127)는 용이하게 상기 수용부재(122)에 구비될 수 있도록 복수의 내열피스(127a)로 구비될 수 있는데, 이에 의하면 상기 내열관부재(127)의 손상시에 상기 내열관부재(127)를 분리하여 상기 수용부재(122)에서 이탈시킬 수 있고, 또한 분할된 형태로 상기 수용부재(122)에 안착시킬 수 있으므로 상기 내열관부재(127)의 유지 및 보수를 용이하게 할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 2 및 도 3을 참조하여 후술한다.
도 2는 본 발명의 연료공급유닛(100)에서 연료지지부(120)의 내열관부재(127)를 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 연료공급유닛(100)에서 단턱부(127b)가 형성된 내열관부재(127)의 내열피스(127a)를 도시한 측면도이다.
상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛(100)의 상기 내열관부재(127)는, 원주 방향으로 분할된 복수 개의 내열피스(127a)로 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이에 의하면 상기 내열관부재(127)의 손상시에 상기 내열관부재(127)를 분리하여 상기 수용부재(122)에서 이탈시킬 수 있고, 또한 분할된 형태로 상기 수용부재(122)에 안착시킬 수 있으므로 상기 내열관부재(127)의 유지 및 보수를 용이하게 할 수 있다.
더하여, 상기 내열관부재(127)의 일부만이 손상된 경우에는 일부만을 교체할 수 있기 때문에, 유지 보수를 위한 비용을 절감할 수 있는 이점을 가질 수 있다.
여기서, 상기 내열피스(127a)가 분리된 형태는 상기 내열관부재(127)의 원주 방향으로 균일 간격으로 분할될 수도 있고, 또는 일부만을 작게 형성하여 상기 수용부재(122)에서 이탈시에 분할될 피스를 최소로 하게 구성될 수도 있다.
그리고, 상기 내열피스(127a)들 사이에 간격이 형성되어 상기 수용부재(122)로 고온의 열이 직접 전달되는 틈이 발생하지 않도록 상기 내열피스(127a)에는 단턱부(127b)가 형성될 수 도 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛(100)의 상기 내열피스(127a)는, 이웃하는 내열피스(127a)와 연결되는 단부에 맞접되는 단턱부(127b)가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
이와 같은 상기 내열피스(127a)의 단턱부(127b)는 이웃하는 다른 단턱부(127b)와 맞물리게 형성되어 결합을 용이하게 하면서도, 내열피스(127a)들 사이에 틈이 발생하는 문제도 방지할 수 있게 된다.
이를 위해서, 상기 단턱부(127b)는 상기 내열관부재(127)의 두께 방향으로 단턱 형상이 형성되게 구비된다. 이는 도 3의 상기 내열관부재(127)의 두께 방향 측면도로 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 연료공급유닛(100)에서 요철 형태로 형성된 내열관부재(127)와 수용부재(122)를 도시한 측면도로서, 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급유닛(100)의 상기 내열관부재(127)는, 상기 수용부재(122)의 내면에 형성된 요철 형상에 맞물리는 요철 형상이 외면에 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
이와 같이, 상기 수용부재(122)의 내면에 요철 형상이 형성된 경우에는 상기 내열관부재(127)의 외면에도 상기 수용부재(122)에 형성된 요철 형상에 맞물리는 요철 형상이 형성되어 상기 수용부재(122)의 내면에 안정적으로 안착되어 결합될 수 있다.
더욱이 상기 수용부재(122)가 상단부에서 하단부로 갈수록 폭이 좁아지는 나팔 형상인 경우에는 상기 내열관부재(127)는 수용부재(122)의 나팔 형상에 의해서 하방 이탈을 지지받게 되며, 또한 상기 요철 형상에 의해서 측방 이동의 문제를 방지할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 소각로를 도시한 단면도로서, 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 소각로는 내부에 연소공간(C)이 형성되며 측벽부(210)를 통하여 공기를 공급받는 연소실유닛(200) 및 상기 연소실유닛(200)의 하부에 구비되는 상기 연료공급유닛(100)을 포함할 수 있다.
이와 같이 상기 소각로는 상기 연소실유닛(200)의 측벽부(210)를 통하여 상기 연소공간(C)으로 공기를 공급하여 연소 영역을 형성하게 된다.
그리고, 상기 소각로가 형성하는 연소공간(C)의 고온 환경에 대하여 상기 연료(F)를 지지하는 연료지지부(120)에서의 열손상을 방지하기 위해서, 상기 연료지지부(120)의 내면이 단열 소재로 형성되는 점은 전술한 바와 같다.
더하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 소각로의 상기 연소실유닛(200)은, 상기 측벽부(210)로 공기를 공급하는 측벽입기부(220)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 측벽부(210)로 공기를 공급하는 측벽입기부(220)가 구비되어 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100: 연료공급유닛 110: 연료피딩부
120: 연료지지부 122: 수용부재
127: 내열관부재 200: 연소실유닛
210: 측벽부 220: 측벽입기부

Claims (9)

  1. 상방으로 연료를 전달하는 연료피딩부; 및
    상기 연료피딩부의 상부에 연통되어 연료가 안착되며, 적어도 상단부의 내면 일부에 단열 소재가 형성된 연료지지부;
    를 포함하는 연료공급유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연료지지부는,
    상기 연료피딩부의 상단부 주변에 구비되는 수용부재;
    상기 수용부재의 외측 주변에 연장되어 구비되는 에지면부재; 및
    적어도 상기 수용부재의 내부에 제공되며, 단열 소재로 형성된 내열관부재;
    를 포함하는 연료공급유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수용부재는,
    상기 내열관부재가 안착되는 상단연결관; 및
    상기 연료피딩부의 상단부와 상기 상단연결관의 하단부 사이를 연결하게 구비되는 하단연결관;
    을 포함하는 연료공급유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하단연결관은, 상기 연료피딩부 및 상기 상단연결관과 탈착되는 결합플랜지가 형성된 것을 특징으로 하는 연료공급유닛.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 내열관부재는, 하방으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태로 형성된 수용부재 상에 안착되어 제공되는 것을 특징으로 하는 연료공급유닛.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 내열관부재는, 원주 방향으로 분할된 복수 개의 내열피스로 구비되는 것을 특징으로 하는 연료공급유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 내열피스는, 이웃하는 내열피스와 연결되는 단부에 맞접되는 단턱부가 형성된 것을 특징으로 하는 연료공급유닛.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 내열관부재는, 상기 수용부재의 내면에 형성된 요철 형상에 맞물리는 요철 형상이 외면에 형성된 것을 특징으로 하는 연료공급유닛.
  9. 내부에 연소공간이 형성되며 측벽부를 통하여 공기를 공급받는 연소실유닛; 및
    상기 연소실유닛의 하부에 구비되는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 연료공급유닛;
    을 포함하는 소각로.
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