KR101752839B1 - 고효율 클링커 방지 연소기 - Google Patents

고효율 클링커 방지 연소기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료의 고형화 및 적체를 방지하고, 연소 효율을 높일 수 있는 고효율 클링커 방지 연소기를 제공함에 목적이 있다.
본 발명에 따른 고효율 클링커 방지 연소기는, 내부에 연소실이 형성되는 몸체를 가지고, 고체 연료를 연소하기 위한 버너에 있어서, 상기 연소실에 상기 고체 연료를 공급할 수 있도록, 상기 몸체에 연결되는 연료 공급부; 상기 몸체에 연결되어 연소 가스를 배출할 수 있는 가스 배출관; 상기 연소실을 상기 연료 공급부로부터 공급되는 상기 고체 연료가 적체되는 제1 연소 공간을 포함하는 복수의 연소 공간으로 분할하되, 분할된 각각의 연소 공간이 서로 통하도록 분할하는 하나 이상의 단계 연소 구획벽; 상기 단계 연소 구획벽 하부를 통하여 상기 고체 연료를 이송하며 상기 단계 연소 구획벽의 하부와 소정 간격 이격되는 컨베이어를 포함하는 이송부; 및 상기 컨베이어의 상부와 상기 단계 연소 구획벽의 하부 사이에서 상기 단계 연소 구획벽과 평행하게 배치되는 막대 형상을 가지며, 상기 몸체에 회전 가능하도록 결합되되 구동부에 의해 회전하는 회전축에 편심으로 결합되는 가변빔을 포함하며, 상기 구동부에 의해 상기 가변빔이 회전하면서 상기 가변빔과 상기 컨베이어 사이의 간격이 조절될 수 있다.

Description

고효율 클링커 방지 연소기{BURNER}
본 발명은, 고효율 클링커 방지 연소기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보일러 등을 가열하기 위한 고효율 클링커 방지 연소기에 관한 것이다.
현재 사용되고 있는 바이오 매스 고형 연료는 크게 목질계와 초본계로 구분되며 종류가 다양하다.
이러한 연료는 실리카, 세룰로오스, 리그닌, 헤미세룰로오스 등의 다양한 이물질을 포함하고 있기 때문에 연소 과정에서 여러 가지 문제를 유발할 수 있으며, 특히 보일러 등, 열공급 설비의 효율을 저하시키는 요인이 된다. 기존의 산업용 대형 보일러에서의 혼합 연소, 중소형 전소 보일러 등을 통한 활용 방법에 대해 많은 사례가 소개되어왔으나, 클링커 및 파울링 발생을 억제할 수 있는 수단이 구비되지 않아 지속적이고 안정적인 운전을 기대하기 힘들다. 따라서, 바이오 매스 고형 연료를 효율적으로 연소할 수 있는 연소 수단을 개발한다면, 화석 연료의 고갈 및 원유가의 상승에 대응하여 지속적인 신재생 에너지원의 이용을 확대할 수 있고, 장기적으로 환경 보호와 경제적 이익을 실현할 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 버너의 구조를 나타내는 도면으로서, 원통형의 연소실(10) 일측에 연료 공급관(40)이 구성되고, 연료 공급관(40)을 통하여 연소실(10) 내부로 공급되는 고체 연료는 연소실(10) 하부로부터 적층되어 쌓인다. 연소실(10) 하단에는 연소된 재가 배출될 수 있는 배출구(30)가 형성되고, 연소실(10) 상부에는 연소되는 고체 연료로부터 발생하는 연소 가스가 배출될 수 있는 배기구(20)가 형성된다. 연소실(10)에는 연소실(10)과 연결되는 송풍부(50)로부터 외기가 공급될 수 있고, 배기구(20)를 통하여 배출되는 고온의 연소 가스는 보일러 등에 사용될 수 있다. 또한, 배출구(30)에는 배출 롤러(60)가 회전 가능하도록 결합되고, 배출 롤러(60)의 회전에 의해 연소된 재가 연소실(10)로부터 배출될 수 있다.
하지만, 종래의 버너에 따르면, 연소실 내부에 열축적이 발생하여 과도한 고온에 노출되고, 연료 및 이에 포함된 모래나 분진 등의 이물질이 고온에 의해 고형화되어 클링커 등이 발생한다. 따라서, 연료 및 재의 이동로가 막혀 적체되어 정상적인 연소가 어렵고, 공기의 흐름을 방해하여 연소 성능이 저하되며, 청소가 매우 어려운 단점이 있다. 이를 방지하기 위하여 연료 및 재 등을 조기에 배출하는 경우에 미쳐 연소되지 못한 연료가 함께 배출되어 낭비되는 문제점이 있다.
또한, 고체 연료 사이의 공간이 적어 내측에 적층되는 고체 연료에 공기가 충분히 공급되지 못하므로, 불완전 연소가 발생하고 연소 효율과 가열 성능이 저하된다. 버너의 크기가 소형인 경우에는 쌓이는 고체 더미의 양이 적어 큰 문제가 되지 않으나, 고체 연료를 대량으로 연소시키는 경우에는 큰 용적으로 쌓여있는 고체 연료의 중심부로 공기가 미치지 못하여 고체 연료 더미의 외측만 연소되므로 대용량 버너에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 연료가 대량으로 연소되고 열적체가 발생하는 경우에 금속으로 이루어지는 연소실 등이 과도한 고온에 노출되므로, 장치가 부식되고 손상되어 내구성 저하가 발생하는 문제점이 있다.
또한, 연소실 내측에 쌓이는 대량의 재가 뭉치거나 퇴적되고, 분진, 및 모래 등의 이물질이 쌓여 배출되지 못하고 적체되거나 미연소 상태로 배출되어 연소율이 저하되는 현상이 발생할 수 있으며, 이 경우에 버너의 성능이 저하되거나 운전이 불가능한 문제점이 있다.
또한, 연료는 펠릿 크기, 형태, 밀도 등이 다양하지만 이러한 연료 특성에 대응하여 연소를 제어할 수 없으므로 연소 효율이 저하되는 단점이 있다.
본 발명은 연료 등의 고형화로 인한 클링커 및 파울링 발생을 방지할 수 있는 고효율 클링커 방지 연소기를 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 고체 연료를 대량으로 연소시킬 수 있는 고효율 클링커 방지 연소기를 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 장치의 내구성을 높일 수 있는 고효율 클링커 방지 연소기를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 연료 특성에 대응한 연소가 가능하고, 연소 효율을 높일 수 있는 고효율 클링커 방지 연소기를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 고체 연료나 재 등의 적체를 방지할 수 있는 고효율 클링커 방지 연소기를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 고효율 클링커 방지 연소기는, 내부에 연소실이 형성되는 몸체를 가지고, 고체 연료를 연소하기 위한 버너에 있어서, 상기 연소실에 상기 고체 연료를 공급할 수 있도록, 상기 몸체에 연결되는 연료 공급부; 상기 몸체에 연결되어 연소 가스를 배출할 수 있는 가스 배출관; 상기 연소실을 상기 연료 공급부로부터 공급되는 상기 고체 연료가 적체되는 제1 연소 공간을 포함하는 복수의 연소 공간으로 분할하되, 분할된 각각의 연소 공간이 서로 통하도록 분할하는 하나 이상의 단계 연소 구획벽; 상기 단계 연소 구획벽 하부를 통하여 상기 고체 연료를 이송하며 상기 단계 연소 구획벽의 하부와 소정 간격 이격되는 컨베이어를 포함하는 이송부; 및 상기 컨베이어의 상부와 상기 단계 연소 구획벽의 하부 사이에서 상기 단계 연소 구획벽과 평행하게 배치되는 막대 형상을 가지며, 상기 몸체에 회전 가능하도록 결합되되 구동부에 의해 회전하는 회전축에 편심으로 결합되는 가변빔을 포함하며, 상기 구동부에 의해 상기 가변빔이 회전하면서 상기 가변빔과 상기 컨베이어 사이의 간격이 조절될 수 있다.
삭제
바람직하게는, 상기 단계 연소 구획벽이 복수로 구비되는 경우에, 상기 컨베이어의 상부와 각각의 상기 단계 연소 구획벽의 하부 사이의 간격은 상기 제1 연소 공간으로부터 멀어질수록 상대적으로 작아질 수 있다.
삭제
바람직하게는, 상기 몸체에 연결되어 상기 고체 연료가 연소된 재가 배출될 수 있는 배출 스크류를 더 포함하고, 상기 연소실의 하부면은 상기 제1 연소 공간 측으로부터 상기 배출 스크류 측을 향하여 소정 각도 기울어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 연소실 하부에 배치되고, 복수의 공기 공급공이 관통 형성되며, 송풍부로부터 제공되는 공기를 상기 연소실로 공급할 수 있는 공기 공급체를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 몸체에 연결되고, 송풍부로부터 제공되는 공기를 상기 제1 연소 공간으로 공급할 수 있는 공기 공급관을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 송풍부로부터 제공되는 공기의 유동을 제어하기 위한 밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 고효율 클링커 방지 연소기는, 열적체 및 열축적을 발생하지 않도록 하여 장치가 과도한 열에 노출되는 것을 막아 연소재 등의 고형화를 방지하여 클링커 및 파울링 발생을 방지할 수 있고, 장치의 내구성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 대량의 고체 연료를 연소시킬 수 있고, 고체 연료나 재 등의 적체를 방지하여 확실하게 배출시킬 수 있으며, 연료 특성에 대응하여 연소가 가능하므로 연소 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 버너의 구조를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 정면 투영도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 평면 투영도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 좌측면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 우측면도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 플레이트를 나타내는 도면,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 공기 공급체를 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 공기 흐름을 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기를 나타내는 도면, 및
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 가변부를 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 정면 투영도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 평면 투영도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 좌측면도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 우측면도, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 플레이트를 나타내는 도면, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 공기 공급체를 나타내는 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기는 몸체(100), 이송부 및 연료 공급부(미도시)를 포함한다.
몸체(100)의 내부에는 고체 연료(본 발명의 일실시예에 따르면, 바이오 매스 고형 연료일 수 있음)가 연소될 수 있는 공간인 연소실이 형성되고, 몸체(100)의 일측에는 고체 연료 투입을 위한 연료 공급관(120)이 연소실과 통하도록 연결된다. 몸체(100) 일측에는 연료 공급부가 배치되고, 고체 연료는 연료 공급부로부터 연료 공급관(120)을 통하여 연소실로 공급될 수 있다.
몸체(100)의 타측에는 연소실에서 연소되는 고체 연료로부터 발생하는 연소 가스가 배출될 수 있도록 가스 배출관(110)이 연결된다. 가스 배출관(110)은 가스 배출 내관(112) 및 가스 배출 외관(111)을 포함하는데, 가스 배출 내관(112)은 연소실과 내부가 통하도록 몸체(100)에 연결되고, 가스 배출 외관(111)은 가스 배출 내관(112)과 소정 간격 이격되어 가스 배출 내관(112)을 감싸도록 구성된다. 가스 배출 외관(111)은 가스 배출관 급기관(113)을 통해 송풍부(미도시)에 연결되고, 송풍부로부터 공급되는 공기는 가스 배출 외관(111) 및 가스 배출 내관(112) 사이로 공급된다. 공급되는 공기로 인하여 가스 배출관(110)이 냉각되고, 공기는 가스 배출 외관(111) 및 가스 배출 내관(112) 사이를 통하여 연소실 측으로 공급되며, 가스 배출 내관(112)에 형성되는 기공을 통하여 가스 배출 내관(112)의 내측으로 공급된다.
몸체(100)의 일단에는 배출부가 결합되는데, 배출부에는 고체 연료가 연소된 재를 이송하여 배출하기 위한 배출 스크류(510)가 구비된다. 따라서, 배출 스크류(510)의 정지 시에는 재 및 분진의 배출이 차단되고, 배출 스크류(510)의 회전 시에는 이들이 배출됨으로써 분진 등의 배출량 및 속도가 조절될 수 있다.
몸체(100) 내의 연소실에는 단계 연소 구획벽(200)이 구성되고, 단계 연소 구획벽(200)에 의해 연소실은 2개의 공간으로 분리될 수 있는데, 고체 연료의 연소실 투입 위치로부터 단계 연소 구획벽(200)에 이르는 제1 연소 공간(210) 및 단계 연소 구획벽(200)으로부터 가스 배출관(110) 측에 이르는 제2 연소 공간(220)이 분리 형성된다. 이때, 연소실 내부가 단계 연소 구획벽(200)에 의해 완전히 분리하지 않고 제1 연소 공간(210) 및 제2 연소 공간(220)이 서로 통할 수 있도록 단계 연소 구획벽(200)의 상부 및 하부는 개방된다.
몸체(100)에는 연소실로 공기를 공급하기 위한 공기 공급관(130)이 연결되는데, 제1 연소 공간(210)과 직접 통하도록 제1 연소 공간(210) 측에 연결되고, 공기 공급관 급기관(131)을 통하여 송풍부에 연결된다.
연소실 하부는 연료 공급관(120) 측으로부터 배출부 측으로 소정 각도를 가지고 경사지도록 기울어지고, 이송부가 단계 연소 구획벽의 하부에 배치되는데, 제1 연소 공간(210)으로부터 제2 연소 공간(220)에 걸치도록 배치된다.
이송부는 컨베이어(310)를 포함하는데, 컨베이어(310)는 플레이트(311), 구동휠(312), 상부 롤러(313) 및 하부 롤러(314)를 포함한다.
컨베이어(310)는 제1 연소 공간(210)으로부터 제2 연소 공간(220)에 걸쳐 배치되고, 컨베이어(310)의 양 단부에는 각각 구동휠(312)이 회전 가능하도록 배치된다. 복수의 플레이트(311)는 서로 링크 연결되어 벨트 형상의 트랙을 이루고, 트랙은 한 쌍의 구동휠(312)에 걸치도록 결합된다. 따라서, 트랙의 상부는 단계 연소 구획벽(200)의 하부와 소정 간격 이격되도록 배치되며, 구동휠(312)의 회전에 따라 트랙이 무한궤도로 회전할 수 있다.
트랙은 처짐 방지를 위하여 상부 롤러(313) 및 하부 롤러(314)에 의해 지지된다. 상부 트랙의 하부에는 복수의 상부 롤러(313)가 회전 가능하도록 배치되어 트랙이 지지되고, 하부 트랙의 하부에는 복수의 하부 롤러(314)가 회전 가능하도록 배치되어 트랙이 지지된다.
서로 이웃하는 상부 롤러(313)의 사이에는 각각 공기 공급체(410)가 배치되는데, 공기 공급체(410)에는 송풍부(미도시)로부터 제공되는 공기의 유동을 위한 내부 공간이 형성되고, 공기 공급체(410)의 상부면에는 공기 배출을 위한 복수의 공기 공급공(411)이 형성된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 공기 공급체(410)의 위치나 개수는 변경될 수 있으며, 공기 공급공(411)은 공기 공급체(410)의 측부또는 하부에 형성되거나, 복수의 면에 동시에 형성될 수 있다. 공기 공급체(410)는 공기 공급체 급기관(412)을 통하여 송풍부에 연결되고, 각각의 공기 공급체 급기관(412)에 구비되는 밸브의 개별 제어에 의해 각 공기 공급체(410)를 통한 공기 공급이 조절될 수 있다.
몸체(100)에는 단열을 위하여 단열재가 구비될 수 있는데, 본 발명의 일실시예에 따르면, 단열재는 세라믹제, 암면, 및 석면 등일 수 있으나 이에 한정된 것은 아니며, 단열 특성이 우수하고, 고온에 강한 어떠한 재질이라도 가능하다.
본 발명의 일실시예 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 작동은 다음과 같다.
펠릿 등의 고체 연료는 연료 공급부로부터 연료 공급관(120)을 통하여 연소실에 투입된다. 연소실에 투입되는 고체 연료는 연소실의 제1 연소 공간(210)에 공급되는데, 단계 연소 구획벽(200)에 의해 차단되어 제 연소 공간(220)으로 공급되지 못하고 컨베이어(310) 상에 적층되며, 점화부(미도시)에 의해 점화된다.
제1 연소 공간(210)에서 초기 연소가 진행되는데, 새로운 고체 연료가 연료 공급부로부터 공급되어 연소 중인 고체 연료 더미 위에 순차적으로 적층된다. 따라서, 연소가 진행되는 고체 연료는 제1 연소 공간(210)의 하부에 위치하고, 새로운 고체 연료는 제1 연소 공간(210)의 상부에 위치한다. 이때, 고체 연료의 원할하고 완전한 연소를 위하여 밸브가 개방되고, 송풍부로부터 제공되는 공기는 공기 공급체(410)를 통하여 고체 연료 측으로 공급될 수 있다. 또한, 공기 공급관(130)을 통하여 제1 연소 공간(210)으로 공기가 공급된다.
한편, 제1 연소 공간(210) 상부에 습기를 함유하는 고체 연료가 투입되는 경우에, 고체 더미 하부의 연소 중인 고체 연료의 열기로 인하여 상부의 고체 연료가 건조될 수 있다.
제1 연소 공간(210) 하부의 연소가 진행중인 고체 연료는 컨베이어(310)의 작동에 의해 단계 연소 구획벽(200) 측으로 이송되는데, 단계 연소 구획벽(200)으로 인하여 고체 연료 더미 최하부의 연소 중인 고체 연료 및 재만 단계 연소 구획벽(200) 하부를 지나 제2 연소 공간(220)으로 이송된다.
이때, 고체 연료는 컨베이어(310)와 단계 연소 구획벽(200) 사이의 틈을 지나면서 컨베이어(310)의 상부에 고르고 얇게 펴져 이송되면서 공기와의 접촉이 극대화되므로, 제2 연소 공간(220)에서 최대한 완전 연소에 가깝도록 연소가 유도된다. 즉, 고체 연료가 제1 연소 공간(210)에서 열분해되고, 제2 연소 공간(220)에서 2차 연소되어 완전 연소됨으로써 단계별로 분해 연소되는 것이다.
제2 연소 공간(220)에서 연소된 재(분진, 및 모래 등의 이물질이 포함될 수 있음)는 컨베이어(310)로부터 하부로 낙하하여 배출부로 이동하고, 배출 스크류(510)의 작동에 의해 외부로 배출된다. 또한, 컨베이어(310)의 이송 중에 플레이트(311)의 틈을 통하여 낙하한 일부 재는 연소실 하부의 경사면을 따라 배출부로 이동하여 배출된다.
이때, 컨베이어(310)는 공기 공급체(410)로부터 공급되는 공기에 의해 냉각될 수 있으므로 과도한 열에 노출되어 발생할 수 있는 열변형 및 손상 등이 방지될 수 있으며, 고체 연료 및 재가 고형화되지 않도록 냉각될 수 있다.
고체 연료가 연소되면서 생성되는 고온의 연소 가스는 가스 배출관(110)을 통하여 배출되는데, 일부 불완전 연소 가스가 포함될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 가스 배출관(110)을 통해 공기가 배기 가스 중에 공급되어 후기 연소가 실시되고, 완전 연소를 유도할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 공기 흐름을 나타내는 도면으로서, 공기 공급관(130), 공기 공급체(410) 및 가스 배출관(110)을 통하여 고체 연료 측으로 공급되어 완전 연소가 유도된다.
한편, 연소 상태 등에 따라, 컨베이어(310)의 작동 시기 및 속도 등을 달리하여 고체 연료 등의 이송이 조절될 수 있으며, 공기 공급부의 밸브 각각의 개방 정도와 개폐 시기 또한 조절될 수 있다. 또한, 공기 공급관 급기관(131) 및 공기 공급체(410)를 통하여 공급되는 공기 압력을 조절하여 연소 효율을 높일 수 있다. 즉, 제1 연소 공간(210)의 연료는 적층되어 더미를 이루고 있으므로 이에 공급되는 공기 압력을 높여주고, 제2 연소 공간(220)에는 공기 압력을 상대적으로 낮추어 공급할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단계 연소 구획벽(200)과 가스 배출관(110) 사이에 보조 단계 연소 구획벽(미도시)이 구성되어 연소실의 공간이 분리될 수 있다. 이 경우에 고체 연료의 연소실 투입 위치로부터 단계 연소 구획벽(200)에 이르는 제1 연소 공간(210), 단계 연소 구획벽(200)으로부터 보조 단계 연소 구획벽에 이르는 제2 연소 공간, 그리고 보조 단계 연소 구획벽으로부터 가스 배출관(110)에 이르는 제3 연소 공간으로 분리 형성된다. 이때, 컨베이어(310)의 트랙 상부는 보조 단계 연소 구획벽의 하부와 소정 간격 이격되도록 배치되는데, 단계 연소 구획벽(200)하단과 트랙 사이의 간격이 보조 단계 연소 구획벽과 트랙 사이의 간격보다 크도록 구성된다.
따라서, 고체 연료는 컨베이어(310)와 단계 연소 구획벽(200) 사이의 틈을 지나면서 컨베이어(310)의 상부에 고르고 얇게 펴져 이송되고, 컨베이어(310)와 보조 단계 연소 구획벽 사이의 틈을 지나면서 더욱 얇게 펴져 이송된다. 따라서, 제2 연소 공간 및 제3 연소 공간에서 순차적으로 완전 연소가 매우 효과적으로 유도되고, 클링커 생성이 확실하게 방지될 수 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단계 연소 구획벽이 셋 이상 구비되고, 컨베이어(310)와 각각의 단계 연소 구획벽 사이의 틈이 제1 연소 공간으로부터 멀어질수록 작아져 고체 연료 및 재가 순차적으로 더욱 얇게 펴져 연소될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기를 나타내는 도면으로서, 단계 연소 구획벽(200)과 컨베이어(310)의 사이에 가변부가 구비된다. 가변부는 막대 형상을 가지는 가변빔(230)을 포함하고, 가변빔(230)은 단계 연소 구획벽(200)과 평행하게 몸체에 회전 가능하도록 회전축에 의해 결합된다. 또한, 회전축은 구동부(미도시)에 연결되고, 회전축의 회전에 의해 가변빔(230)이 회전할 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고효율 클링커 방지 연소기의 가변부를 나타내는 도면이다. 가변빔(230)은 회전축에 편심으로 결합되고, 회전축의 회전에 의해 가변빔(230)이 회전함에 따라 가변빔(230)과 컨베이어(310) 사이의 거리가 변할 수 있다.
도 10a를 참조하면, 가변빔(230)의 회전에 의해 가변빔(230)과 컨베이어(310)의 트랙 사이의 틈이 매우 작아질 수 있으며, 컨베이어(310) 상에서 고체 연료와 재가 매우 얇게 펴질 수 있다. 또한, 도 10b를 참조하면, 가변빔(230)의 회전에 의해 가변빔(230)과 컨베이어(310)의 트랙 사이의 틈이 커질 수 있으며, 컨베이어(310) 상에서 고체 연료와 재가 상대적으로 두껍게 펴질 수 있다.
상기와 같이 가변부의 조작에 의해 컨베이어(310) 상의 고체 연료 및 재 등의 두께를 조절할 수 있는데, 밀도가 높거나 크기가 작은 연료는 얇게 펼쳐 연소시키고, 밀도가 낮거나 크기가 큰 연료는 상대적으로 두껍게 펼쳐 연소시킴으로써 연소 효율을 높이고 완전 연소를 유도할 수 있다. 또한, 컨베이어(310) 상에 클링커가 발생한다면, 가변빔(230)과 컨베이어(310) 사이의 틈을 최대한 좁혀 클링커를 강제로 제거할 수 있다.
종래의 버너에 따르면, 연소실 내부에 열축적이 발생하여 과도한 고온에 노출되고, 연료 및 이에 포함된 모래나 분진 등의 이물질이 고온에 의해 용융되어 냉각되면서 고형화되어 클링커 및 파울링 등이 발생한다. 따라서, 연료 및 재의 이동로가 막혀 적체되어 정상적인 연소가 어렵고, 공기의 흐름을 방해하여 연소 성능이 저하되며, 청소가 매우 어려운 단점이 있다.
또한, 고체 연료 사이의 공간이 적어 내측에 적층되는 고체 연료에 공기가 충분히 공급되지 못하므로, 불완전 연소가 발생하고 연소 효율과 가열 성능이 저하된다. 버너의 크기가 소형인 경우에는 쌓이는 고체 더미의 양이 적어 큰 문제가 되지 않으나, 고체 연료를 대량으로 연소시키는 경우에는 큰 용적으로 쌓여있는 고체 연료의 중심부로 공기가 미치지 못하여 고체 연료 더미의 외측만 연소되므로 대용량 버너에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 연료가 대량으로 연소되고 열적체가 발생하는 경우에 금속으로 이루어지는 연소실 등이 과도한 고온에 노출되므로, 장치가 부식되고 손상되어 내구성 저하가 발생하는 문제점이 있다.
또한, 연소실 내측에 쌓이는 대량의 재가 뭉치거나 퇴적되고, 분진, 및 모래 등의 이물질이 쌓여 배출되지 못하고 적체되는 현상이 발생할 수 있으며, 이 경우에 버너의 성능이 저하되거나 운전이 불가능한 문제점이 있다.
하지만, 본 발명에 따르면, 단계별로 분리 연소를 행함으로써 열적체 및 열축적을 발생하지 않도록 하여 장치가 과도한 열에 노출되는 것을 막아 연료의 고형화를 방지할 수 있고, 클링커 및 파울링 발생을 방지할 수 있으며, 장치의 내구성을 높일 수 있다.
또한, 대량의 고체 연료를 연소시킬 수 있고, 고체 연료나 재 등의 적체를 방지하여 확실하게 배출시킬 수 있으며, 연료 특성에 대응하여 연소가 가능하므로 연소 효율을 높일 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
100: 몸체 110: 가스 배출관
111: 가스 배출 외관 112: 가스 배출 내관
113: 가스 배출관 급기관 120: 연료 공급관
130: 공기 공급관 131: 공기 공급관 급기관
200: 단계 연소 구획벽 210: 제1 연소 공간
220: 제2 연소 공간 230: 가변빔
310: 컨베이어 311: 플레이트
312: 구동휠 313: 상부 롤러
314: 하부 롤러
410: 공기 공급체 411: 공기 공급공
412: 공기 공급체 급기관
510: 배출 스크류

Claims (8)

  1. 내부에 연소실이 형성되는 몸체를 가지고, 고체 연료를 연소하기 위한 버너에 있어서,
    상기 연소실에 상기 고체 연료를 공급할 수 있도록, 상기 몸체에 연결되는 연료 공급부;
    상기 몸체에 연결되어 연소 가스를 배출할 수 있는 가스 배출관;
    상기 연소실을 상기 연료 공급부로부터 공급되는 상기 고체 연료가 적체되는 제1 연소 공간을 포함하는 복수의 연소 공간으로 분할하되, 분할된 각각의 연소 공간이 서로 통하도록 분할하는 하나 이상의 단계 연소 구획벽;
    상기 단계 연소 구획벽 하부를 통하여 상기 고체 연료를 이송하며 상기 단계 연소 구획벽의 하부와 소정 간격 이격되는 컨베이어를 포함하는 이송부; 및
    상기 컨베이어의 상부와 상기 단계 연소 구획벽의 하부 사이에서 상기 단계 연소 구획벽과 평행하게 배치되는 막대 형상을 가지며, 상기 몸체에 회전 가능하도록 결합되되 구동부에 의해 회전하는 회전축에 편심으로 결합되는 가변빔
    을 포함하며,
    상기 구동부에 의해 상기 가변빔이 회전하면서 상기 가변빔과 상기 컨베이어 사이의 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 고효율 클링커 방지 연소기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단계 연소 구획벽이 복수로 구비되는 경우에, 상기 컨베이어의 상부와 각각의 상기 단계 연소 구획벽의 하부 사이의 간격은 상기 제1 연소 공간으로부터 멀어질수록 상대적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 고효율 클링커 방지 연소기.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 몸체에 연결되어 상기 고체 연료가 연소된 재가 배출될 수 있는 배출 스크류
    를 더 포함하고,
    상기 연소실의 하부면은 상기 제1 연소 공간 측으로부터 상기 배출 스크류 측을 향하여 소정 각도 기울어지는 것을 특징으로 하는 고효율 클링커 방지 연소기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연소실 하부에 배치되고, 복수의 공기 공급공이 관통 형성되며, 송풍부로부터 제공되는 공기를 상기 연소실로 공급할 수 있는 공기 공급체
    를 더 포함하는 고효율 클링커 방지 연소기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 몸체에 연결되고, 송풍부로부터 제공되는 공기를 상기 제1 연소 공간으로 공급할 수 있는 공기 공급관
    을 더 포함하는 고효율 클링커 방지 연소기.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 송풍부로부터 제공되는 공기의 유동을 제어하기 위한 밸브
    를 더 포함하는 고효율 클링커 방지 연소기.
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