KR930008819B1 - 석탄 보일러 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

석탄 보일러

제 1 도는 본 발명의 외형 사시도.

제 2 도는 본 발명의 급탄장치 구성도.

제 3 도는 본 발명의 재처리 장치 구성도.

제 4 도는 본 발명의 작동상태 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연료통 1a : 석탄낙하부

2 : 급탄피스톤 3 : 차폐판

3a : 차폐판로드 4 : 로스톨

4a : 통공 5, 5' : 동력원

6 : 스크류장치 7 : 크랭카 분쇄장치

7a : 해머 8 : 메인축

8' : 중심축 10 : 포트

11 : 개폐판 12 : 조절판

13 : 출구 14 : 해머축

본 발명은 보일러에 대한 것으로, 특히 평로스톨을 화격자로 사용하는 입자탄(그 크기가 5-10mm정도임)을 연료로 사용하는 석탄보일러에 관한 것이다.

일반적으로 보일러에는 사용연료에 따라 기름보일러, 연탄보일러, 가스보일러, 석탄보일러 등으로 구분되어지는바, 이중에서 연료가 적게 들면서도 화력이 우수한 보일러는 석탄보일러라는 사실은 이미 알려진 바와같다.

그런, 종래 고안된 석탄보일러는 구조적으로 여러가지 모순점을 안고 있어, 현재 그 사용이 활성화되지 못하고 있는 설정이다.

즉, 석탄의 공급문제와 재처리 문제를 아직까지 해결하지 못하고 있는 실정으로 기존 석탄 보일러는 국내 특허공고 제 89-2993(고형탄을 사용하는 온수보일러 및 자동제어장치)에서 보여주듯이 급탄장치에 있어서 연료통(탄통)에서 공급되는 석탄과 로스톨에서 연소되고 있는 석탄의 분리가 이루어지질 않아 역화현상이 발생, 배기조건에 따라서 연소가스 및 공기가 탄통을 통하여 올라오게 되므로 습기가스로 인한 기계의 부식, 먼지등의 발생이 하는 폐단이 있었으며, 입자탄을 밀어넣은 급탄 피스톤의 부하를 가중시켜 동작의 원할성을 기대할 수 없는 결함이 있으며, 또한 탄재를 처리하는 과정에 있어서도 자연 낙하방식으로 탄재를 받아냈기 때문에 분진이 다량으로 발생되고 이의 처리문제가 번거로울 뿐만 아니라, 크랭카 덩어리 상태로 수거가 되기 때문에 재의 부피를 증가시키는 요인이 되어 왔으며, 아울러 기계의 전체 부피를 증가시키게 되는등의 문제가 있었다.

또한, 종래 석탄보일러는 탄공급 터널이 고정식으로 되어있어 석탄공급 용량을 사용용량에 따라 임의로 조정할 수 없는 불편이 있었고, 또한 로스톨의 포트로 떨어지는 재를 처리하기 위한 기구(밑판)를 수동으로 조작토록 하였기 때문에 재처리를 위하여 고트에 설치된 밑판을 빼내는 과정에서 송풍에 의한 분진의 발생등의 사용상의 번거로움이 있었다.

본 발명은 이와같은 종래의 재래식 석탄보일러가 갖는 제결함을 감안하여 입자탄의 자동공급이 이루어지도록 함과 동시에 연소중인 입자탄과 연료통내의 입자탄과의 분리가 이루어지도록 하고, 재처리의 자동화 및 재의 부피를 최소화 함으로써 기존의 기름보일러나 가스보일러와 같이 운전이 편리하면서도 연료비가 적게들고 화력이 우수한 보일러를 사용할 수 있도록 안출한 것으로, 이를 첨부포면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

연료통(Ⅰ)에서 낙하하는 입자탄을 급탄피스톤(2)을 사용하여 급탄작용이 이루어지도록된 평로스톨(4)을 구비한 석탄보일러에 있어서, 연료통(1) 하단의 석탄 낙하부(1a)에 축(16)을 중심으로 왕복 회동하는 차폐판(3)을 설치하여 급탄피스톤(2)의 급탄 동작시 입자탄의 낙하동작을 차단토록한 구성의 급탄장치와, 로스톨(4)의 후미부에 별도의 동력원(5)으로 회전 구동하는 스크류장치(6) 및 크랭카 분쇄장치(7)를 병설한 구조의 재처리장치를 구비시켜 입자탄의 자동급탄 및 탄재의 자동배출이 실시되도록 한 것으로, 본 발명의 급탄장치와 재처리장치는 각각 별도의 동력원(5)(5')으로 그 동작이 실시되며 다수개의 링크기구에 의하여 급탄 피스톤(2), 차폐판(3), 개폐판(11)의 상호동작이 이루어지며, 재처리장치를 구성하는 스크류장치(6) 및 크랭카 분쇄장치(7)는 동력원(5)과 체인(15)으로 연결되어 동일방향으로 회전토록 구성되며, 해머축(14)에는 일정간격으로 다수의 해머(7a)가 십자상으로 형성되어 있으며, 스크류장치(6)는 탄재의 배출이 용이하도록 테이퍼상으로 형성된다.

즉, 날개폭이 출구(13)쪽으로 갈수록 넓게 구성된다.(날개폭을 일정하게 유지시키거나, 날개의 간격을 조절하더라도 탄재의 원할한 배출은 기대할 수 없음)

본 발명에 있어서 급탄피스톤(2)의 입자탄 공급 동작시 연료통(1)내의 입자탄공급을 차단시키는 차폐판(3)과 로스톨(4)의 포트(10)저면에 설치되는 개폐판(11) 및 급탄피스톤(2)은 하나의 동력원(5')에 의하여 동작이 이루어지며, 이들은 다수의 링크기구에 의하여 적절히 연결되어 무리없는 일련의 동작을 수행한다.

또한, 본 발명에는 연료통(1)하단부에 입자탄 공급량을 조절하기 위한 조절판(12)이 설치되어 난방용량에 따라 공급되는 입자탄 량을 조절할 수 있도록 하고 있다. 즉, 난방용량이 클경우에는 볼트(17)를 풀게되면 입자탄의 공급높이가 커지므로 단위시간당 많은량의 입자탄을 공급할 수가 있는 것이며, 난방용량이 적을 경우에는 제 4 도에 도시된 바와같이 볼트(17)를 조이게 되면 조절판(12)의 후단부가 처지게 되어 입자탄을 공급할 수 있는 높이가 낮아지므로 입자탄의 공급이 적게 이루어져 알맞는 난방을 실현할 수가 있는 것이다. (본 급탄피스톤(2)이 내설된 실린더 함체(18)는 착탈 가능토록 취부된다)

한편, 로스톨(4)의 하부에 마련된 포트(10)에는 송풍관(19)이 연결되되, 끝부위가 수평으로 연결설치 되므로써 공기의 수평공급이 실시되며, 이와 관련하여 포트(10)의 후단면 형상이 수직상으로 형성되어 수평으로 주입된 공기가 수직상의 벽면에 부딪쳐 확산되면서 로스톤(4)의 통공(4a)사이로 상승, 그위의 입자탄이 골고루 연소될 수 있도록 하였다.

도면중 미설명 부호 ; 9는 연도, 25는 수실, 26은 청소구, 27은 청소구, 28은 화실을 볼 수 있도록 마련된 보조문이다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면, 제 1 도와 같이 호퍼형의 연료통(1)에 입자상의 입자탄을 부어넣고 착화하여 정상연소가 이루어진 상태에서 큰트롤박스(20)에 있는 시간조절기를 이용 입자탄 공급시간 간격을 세팅시킨다.

그리고, 온도조절기를 조절하여 난방온도를 맞춘다. 그다음 스타트키를 '온'시키게 되면 콘트롤라스(20)의 운전지령에 따라 급탄 장치 및 재처리장치의 각 구동원(5)(5')에 적당한 시간 간격으로 전원이 투입되어 입자탄의 적기 공급과 재처리가 실시된다.

입자탄을 공급하기 전의 급탄피스톤(2)의 위치는 실린더함체(18)에 완전히 삽입된 상태로써 급탄 피스톤(2)의 윗면이 석탄낙하부(1a)를 막고 있는 상태가 되고, 이 석탄낙하부(1a)에 설치되어 있는 차폐판(3)은 석탄낙하부(1a)를 막고 있는 상태가 되며, 피스톨(4)의 포트(10) 밑면에 설치된 개폐판(11)은 닫혀있는 상태가 된다.

이때, 콘트롤박스(20)의 지령에 따라 각 동력원(5)(5')에 전원이 투입되면 그들의 회전력이 각 체인(15)(15')을 통해 전동되어 급탄장치 및 재처리 장치를 구동시킨다.

즉, 메인축(8)의 회전으로 메인축(8)과 중심축(8')을 연결하는 링크기구(a)가 메인축(8)쪽으로 당겨지므로 이 링크기구(a)에 연결된 하향로드(8a)가 당겨지면서 중심축(8')을 시계반대방향으로 회전시키게 되어 급탄피스톤(2)이 후진하게 되는바, 이때에는 메인축(8)과 링크기구(b)로 연결된 차폐판로드(3a)가 상방향으로 들리면서 그와 연결된 차폐판(3)을 시계방향으로 회동시키게 되는 관계로 차폐되었던 석탄낙하부(1a)가 개로되어 연료통(1)내의 입자탄이 자중으로 하강 후진된 급탄피스톤(2)의 전방에 쌓이게 된다.

이어서 메인축(8)이 180˚이상 회전을 하게되면 링크기구(a)에 의하여 중심축(8')의 하향로드(b)로 메인축(8)의 반대방향으로 밀리면서 중심축(8')을 시계방향으로 회전시키게 되므로 후진되었던 급탄피스톤(2)이 실린더함체(18)속으로 삽입전진 하면서 그앞에 낙하된 새로운 입자탄을 밀고 들어가 로스톨(4)위로 탄을 공급, 화력을 계속적으로 유지시키게 되는 것이다.

그런데, 급탄피스톤(2)이 전진하면서 입자탄을 공급할때에는 차폐판로드(3a)가 하강을 하게 되므로 축(16)을 중심으로 차폐판(3)이 시계반대방향으로 회동, 석탄 낙하부(1a)를 차폐하게 되어 연료통(1)으로부터의 입자탄 공급은 일시 중단된 상태에서 급탄피스톤(2)의 전진동작이 이루어지므로써 종래와 같이 급탄피스톤(2)의 전진이동시 계속적으로 떨어지는 입자탄에 의하여 급탄피스톤(2)의 정상적인 동작이 이루어지질않아 연료통속의 석탄과 로스틀(4)위의 연소중인 탄과의 완전차단이 이루어질 수 없었던 폐단을 해결할 수 가 있게 되는 것이다.

즉, 로스톨(4)과 연료통(1)을 완벽하게 차단하면서 입자탄의 적기 공급을 실현할 수가 있게 되는 것이다. 또한, 본 급탄동작시에는 로스톨포트(10)밑에 설치된 개폐판(11)이 차폐판로드(3a)와 연결된 링크기구(c)에 의하여 열렸다 닫히면서 로스톨(4)에서 떨어지는 탄재를 보일러 바닥으로 자동 배출 시키게 되므로 일일이 탈재를 제거해야하는 불편을 해소함은 물론 탄재의 미제거로 인한 안전사고(로스톨(4)의 통공(4a)이 막힐시 로스톨의 냉각작용이 이루어지질 않아 로스톨이 녹아내림)를 예방할 수가 있는 것이다.

한편, 이와같은 급탄동작시에는 또다른 동력원(5)이 구동하여 재처리장치를 가동시켜 탄재를 보일러 외부로 자동반출하게 되는바, 그 동작을 설명하면, 제 3 도에서 체인(15)을 통하여 회전력이 감속기어(21)에 전달되면 탄재집진통(22)에 설치되어 있는 테이퍼상의 스크류장치(6)가 회전을 개시하게되고, 동시에 상단에 설치된 크랭카분쇄장치(7)도 회전을 실시하면서 로스톨(4)에서 밀려나오는 크랭카 덩어리를 잘게 부수게 되는 것이다.

다시말해서 해머축(14)에 십자상으로 일정간격 다수 설치된 해머(7a)에 의하여 크랭카덩이는 잘게 부서져 하단의 탄재집진통(22)으로 떨어지게 되는 것이며 이렇게 떨어진 탄재분은 회전하고 있는 스크류장치(6)에 의하여 이송되어져 출구(13)를 통해 거기에 묶어 있는 탄재자루(23)에 담아지게 되는바, 사용자는 하루에 한번정도만 탄재자루(23)를 교환해주면 되는 것이다.

여기서 본 동력원(5)(5')은 동력원의 축이 1회전을 하게되면 전원 차단장치에 의하여 전원이 '오프'되도록 설계되므로써 석탄의 공급은 세팅시간에 따라 정상가동시에는 3분에 1회, 5분에 1회 정도의 규칙적인 동작이 이루어지고, 저화력 가동시에는 30분에 1회정도 탄 공급이 실시되며, 그때 송풍기(24)는 5분정도 가동후 '오프'되도록 설계된다.

이와같이 본 발명은 로스톨로의 급탄을 실시함에 있어서 연료통속의 입자탄과 연소중인 입자탄과의 완전차단(분리)이 이루어지면서 적기에 입자탄 공급이 실시되도록 하여 역화현상을 해결한 획기적인 발명이며, 또한 재처리가 자동으로 이루어지도록 함은 물론 탄재를 잘게 분쇄처리함으로써 그 부피를 최소화 할 수 있도록 하는 등 석탄보일러의 콤팩트화와 사용의 편이성을 이룩한 획기적인 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 연로통(1)에서 낙하하는 입자탄은 급탄피스톤(2)을 사용하여 급탄 작용이 이루어지도록 된 평로스톨(4)을 구비한 석탄보일러에 있어서, 연료통(1) 하단의 석탄낙하부(1a)에 상기 급탄피스톤(2)과 별도로 급탄피스톤(2)의 급탄동작시 입자탄의 낙하동작을 차단하는 차폐판(3)을 설치하여 급탄장치를 구비하고, 로스톨(4)의 후미부에 별도의 동력원(5)으로 회전 구동하며 로스톨(4)에서 배출되는 크랭카 덩어리를 잘게 부수는 크랭카 분쇄장치(7)와 탄재분을 출구(13)쪽으로 이송해 주는 스크류장치(6)를 병설한 재처리 장치를 구비하여서 된 석탄보일러.
2. 제 1 항에 있어서, 연료통(1)에 하단 석탄낙하부(1a)에 설치되는 차폐판(3)을 차폐판로드(3a)와 링크기구(b)를 통하여 메인축(8)에 연결하는 한편, 로스톨포트(10)를 개폐시키는 개폐판(11)을 연결시켜 동일동력원(5')에 의하여 급탄피스톤(2)과 차폐판(3) 및 개폐판(11)의 상호동작이 이루어지도록 한 석탄보일러.
3. 제 1 항에 있어서, 로스톨(4)의 하단에 설치되는 포트(10)의 후단면형상을 수직상으로 형성함을 특징으로한 석탄보일러.
4. 제 1 항에 있어서, 스크류장치(6)의 날개폭이 출구(13)쪽으로 갈수록 넓게 구성함을 특징으로 하는 석탄보일러.
5. 제 1 항에 있어서, 재처리장치를 구성하는 크랭카분쇄장치(7)를 회전타입으로 구성하고 해머축(14)상에 십자상의 해머(7a)를 일정간격 다수형성함을 특징으로 하는 석탄보일러.