KR102815168B1 - 고체 성형 연료를 사용하는 고온 연소 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다양한 종류의 연료를 일정크기의 고체 형상으로 가공한 연료, 즉 고체 성형 연료를 고온으로 연소시킬 수 있는 고온 연소 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 일정크기로 절단 또는 성형된 고체 형상의 연료를 연소시키되, 연소실의 내부에 형성되는 회전불꽃에 의해 연료를 연소시켜서 600℃ 이상의 높은 온도로 연소시킬 수 있는 고온 연소 시스템에 관한 것이며, 특히, SRF 등의 플라스틱 연료를 높은 효율로 연소시킬 수 있고, 또한, 일정크기로 성형된 목재 등과 같은 기존 연료도 연소시킬 수 있도록 구성된 고온 연소 시스템에 관한 것이다.

Description

고체 성형 연료를 사용하는 고온 연소 시스템{High-temperature combustion system using solid shaped fuel}

본 발명은 다양한 종류의 연료를 일정크기의 고체 형상으로 가공한 연료, 즉 고체 성형 연료를 고온으로 연소시킬 수 있는 고온 연소 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 일정크기로 절단 또는 성형된 고체 형상의 연료를 연소시키되, 연소실의 내부에 형성되는 회전불꽃에 의해 연료를 연소시켜서 600℃ 이상의 높은 온도로 연소시킬 수 있는 고온 연소 시스템에 관한 것이며, 특히, SRF 등의 플라스틱 연료를 높은 효율로 연소시킬 수 있고, 또한, 일정크기로 성형된 목재 등과 같은 기존 연료도 연소시킬 수 있도록 구성된 고온 연소 시스템에 관한 것이다.

본 발명과 같이 고형연료를 연소시키기 위하여 발명된 종래기술에는 아래와 같은 것들이 있었다.

먼저, 국내 등록특허 제10-0890682호(등록일; 2009.03.19.)는 ‘고형연료를 이용한 열회수용 연소장치’에 관한 것으로서, 고형연료를 공급하기 위한 공급장치부와; 상기 공급장치부를 통해 공급된 고형연료를 제1공기공급부 및 제2공기공급부에 의해 연소시키되 제1공기공급부는 하부에서 연소공기가 공급되어 고형연료를 연소시키고, 제2공기공급부는 측방에서 공급되어 연소가스를 중심부로 집적시키고 연소실 벽면은 냉각층이 형성되도록 한 제1연소실과; 상기 제1연소실의 상측에 구비되어 제3공기공급부에 의해 연소가스를 재연소함과 동시에 중앙부로 집적시켜 배출구를 통해 열회수가 이루어지도록 한 제2연소실과; 상기 제1연소실에서 연소된 연소재를 배출하기 위한 연소재 배출부로 구성된 것이다.

다음으로, 국내 등록특허 제10-1786304호(등록일; 2017.10.10.)는 ‘고형연료 연소로’라는 명칭의 발명에 대한 것이다. 이 종래기술은 연소실; 상기 연소실의 상측영역에 형성되고, 연소실의 내부공간에 하방으로 선회류를 형성하면서 공기를 공급하는 제1 공기공급부; 상기 연소실의 하측영역에 형성되고, 연소실의 내부공간에 상방으로 선회류를 형성하면서 공기를 공급하는 제2 공기공급부; 상기 연소실의 중앙측 영역에 설치되어, 상기 제1 공기공급부의 선회류와 상기 제2 공기공급부의 선회류의 혼합영역으로 고형연료를 낙하시켜 공급하는 연료공급부; 및 상기 혼합영역에서 1차 연소된 고형연료의 잔량이 낙하하여 2차 연소되는 연료적재부;를 포함하고, 상기 제1 공기공급부의 제1 토출구는 하측방향으로 형성될 수 있고, 상기 제1 공기공급부에서 형성된 선회류가 상기 제1 토출구의 하측으로 토출되면서 상기 연소실의 상측에서 하측방향으로 하향선회류가 형성되고, 상기 제2 공기공급부의 제2 토출구는 하측방향으로 형성될 수 있고, 상기 제2 공기공급부에 의해 형성된 선회류가 상기 제2 토출구의 하측에 형성된 상기 연료적재부에 충돌되어 상승되면서 하측에서 상측방향의 상향선회류가 형성되고, 상기 연료공급부는 상기 연소실의 중앙부분에 설치되어 고형연료가 상기 연소실의 내부로 공급되는 공급구가 형성되고, 상기 공급구는 상기 혼합영역에 연계되어 설치되는 것을 특징으로 하는 고형연료 연소로를 제공하도록 구성된 것이다.

국내 등록특허 제10-0890682호(등록일; 2009.03.19.) 국내 등록특허 제10-1786304호(등록일; 2017.10.10.)

앞에서 언급한 종래기술들의 경우, 연소실의 구조가 매우 복잡하게 이루어져 있거나 또는 연소용 공기를 송풍하기 위하여 복수의 송풍기를 사용하도록 구성되어 있다. 즉, 종래기술들의 경우 연소실의 구조가 복잡하여 연소실을 제작하기 어렵고, 그 제조에 많은 비용과 시간이 소요되는 등의 문제가 있었다.

본 발명은 연소부를 간단한 구조로 구성하면서도 고체 성형 연료를 효과적으로 연소시킬 수 있고, 600℃ 이상의 높은 온도로 연료를 연소시킬 수 있어서, 연소효율이 매우 높은 고체 성형 연료를 사용하는 고온 연소 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 위와 같이 매우 높은 온도로 연료를 연소시킴으로써, 일정 크기의 고체로 성형된 SRF 등의 연료를 높은 효율로 연소시킬 수 있고, 그 결과 유류 등의 에너지 소비를 줄여서 에너지비용을 절감시킬 수 있는 연소 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 연소부와 레듀서부 및 송풍부를 모두 용이하게 분해 및 결합시킬 수 있도록 구성함으로써, 제조시간과 비용을 크게 절감할 수 있도록 구성된 고온 연소 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 연소 시스템을 일정 장소에 고정, 설치하여 운용하도록 구성할 수도 있고, 필요에 따라 장치 전체를 이동시켜서 운용할 수도 있도록 구성된 고온 연소 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 고체 성형 연료를 사용하는 고온 연소 시스템은 연소부와, 레듀서부와, 송풍부와, 연료공급부를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 본 발명은 연소부와, 레듀서부와, 송풍부와, 연료공급부 전체를 이동시킬 수 있는 이동수단을 더 포함하도록 구성될 수도 있다.

본 발명의 연소부는 연소실과, 내부송풍관과, 연료투입구와 투시창 및 배기구 등을 포함하여 구성된다. 연소실은 원통형의 관의 형상으로 이루지게 되고, 내부송풍관은 연소실 내부의 중심에 수직으로 구비되게 된다. 내부송풍관의 측면에는 일정 수의 연소공기 공급공이 형성되어 있으며. 연소공기 공급공을 통해 외부에서 공급된 연소용 공기가 연소실 내부로 분출되게 되고, 이 공기를 사용하여 연소실의 내부에서 고체 성형 연료에 대한 연소가 이루어지게 된다.

내부송풍관의 측면에 형성되는 복수의 연소공기 공급공을 통해 연소실로 분출되는 공기는 연소실의 내부에서 싸이클론 형상으로 회전하는 공기흐름을 형성하게 되며, 그 결과 연소실의 하부에서 내부송풍관을 중심으로 원형의 불꽃이 형성되면서 고체 성형 연료를 연소시키게 된다. 고체 성형 연료가 연소되어 발생하는 불꽃의 일부 및 배기가스는 그 위에 형성되는 레듀서부를 향하여 회전하면서 상승, 이동하게 된다.

본 발명의 레듀서부는 연소실의 상부에 결합되도록 구성되며, 레듀서부의 하단부는 연소실의 직경과 동일한 직경이 되도록 형성된다. 레듀서부는 위로 갈수록 좁아지는 형상으로 이루어지는 2개의 레듀서 즉, 레듀서1과 2를 포함하여 구성된다. 레듀서1과 레듀서2의 상부 끝에는 공기를 배기관으로 분사시키기 위한 링형상의 노즐인 링노즐1, 2가 각각 구비되어 있으며, 각 링노즐에서는 상향 수직방향으로 공기가 분사된다. 레듀서1의 상부에 형성되는 링노즐1과, 레듀서2의 상부에 형성되는 링노즐2에서 공기가 분사되는 틈(공기분사틈)의 폭이 동일하게 형성된다.

레듀서부의 내측면에는 복수의 분사공기 분배공이 형성되어 있다. 분사공기 분배공은 송풍기로부터 레듀서1로 공급된 분사용 공기 중 일부가 레듀서2로 공급되도록 분배하기 위한 것이며, 일정 간격 및 일정 범위의 직경으로 형성될 수 있다.

본 발명에 구비되는 레듀서1과 2는 그 내부의 체적이 서로 다르게 구성되고, 레듀서1 및 2에 각각 공급되는 공기량에도 차이가 있도록 구성되어 있다. 또한, 본 발명은 레듀서1로 먼저 공급된 공기가 분사공기 분배공을 통해 레듀서2로 공급되도록 구성됨으로써, 레듀서1의 내부압력이 레듀서2의 내부압력에 비해 높게 형성되고, 그 결과, 링노즐1에서 분사되는 공기의 속도가 링노즐2에서 분사되는 공기의 속도보다 더 빠르게 된다.

본 발명에 구비되는 링노즐1, 2는 배기관의 내부로 공기를 분사하되 수직 상방으로 공기를 분사하도록 구성되어 있다. 이렇게 링노즐을 통해 공기가 분사될 경우, 링노즐이 위치하는 배기관 내부에는 부압이 발생하게 되어, 연소실에서 연소된 배기가스를 위로 흡입하는 흡인력이 발생하게 된다. 특히, 링노즐2 보다 링노즐1의 위치에서 배기관에 더 큰 부압이 발생하게 되어 배기가스를 보다 강하게 흡인하여 배기가스가 보다 용이하게 위로 이동할 수 있게 된다. (최종 수정 부분) 출원서에는 삭제

본 발명의 송풍부는 연소실의 내부송풍관을 통해 연소실로 공급되는 연소용 공기와, 레듀서의 링노즐1, 2를 통해 배기관으로 분사되는 분사용 공기를 공급하기 위한 수단이다. 송풍부는 송풍기를 포함하여 구성되며, 송풍기에서 공급되는 공기는 연결부와, 송풍관과, L형 송풍관과, T형 송풍관을 통하여 연소실 및 레듀서부로 공급되게 된다. 본 발명에 구비되는 T형 송풍관은 송풍기에서 공급되는 공기 중 일정량을 레듀서부로 공급하기 위한 것이다.

본 발명의 연료공급부는 연소실에서 연소되는 고체 성형 연료를 저장하면서 연소실에 공급하도록 구비되어 있는 것이다. 연료공급부는 연료컨테이너와, 연료공급모터와, 연료이송 스크류를 포함하여 구성되며, 연료이송 스크류의 하단에는 연료 인입구가 구비되어 있다. 본 발명은 고체 성형 연료를 연소시키기 위한 장치이며, 고형 연료가 연료 인입구를 향하여 원활하게 이동할 수 있도록 경사지게 형성된 컨테이너 바닥면을 포함하여 구성된다.

본 발명의 연소 시스템은 이동수단을 포함하도록 구성할 수 있다. 즉, 본 발명은 연소부와, 레듀서부와, 송풍부와, 연료공급부가 한 장소에 고정 설치되도록 구성할 수 있고, 전체 연소 시스템을 이동시킬 수 있는 형태로 구성할 수도 있다. 전체 연소 시스템을 이동시키기 위해서는 이동수단이 더 포함되도록 구성하여야 한다.

본 발명의 이동수단은 이동수단1과 2를 포함하여 구성될 수 있다. 이동수단1은 연소부, 레듀서부 및 송풍부를 이동시킬 수 있도록 구성되고, 이동수단2는 연료공급부를 이동시킬 수 있도록 구성된다.

본 발명의 연소 시스템은 연소부와, 레듀서부와, 송풍부와, 연료공급부를 분해 및 결합시킬 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 연소부에는 연소부와 레듀서부를 분리, 결합시키기 위한 상부 체결수단이 구비되고, 또한, 연소실의 상부와 하부를 분리, 결합시키기 위한 하부 체결수단이 연소실의 하부에 구비될 수 있다. 본 발명은 송풍기와 연소실 및 레듀서부를 연결하는 공기 복수의 송풍관을 포함하여 구성될 수 있으며, 송풍관의 사이에는 인접한 송풍관을 분리, 결합시키기 위한 결합부(j)가 각각 구비될 수 있다.

본 발명은 연료공급부의 연료이송 스크류에 의해 위로 이송된 고체 성형 연료가 연료투입구를 통해 연소실로 떨어지면서 투입되게 되고, 연소실에 투입된 고체 성형 연료는 연소실의 하부에서 연소되게 되며, 연소과정에서 발생하는 배기가스는 배기관을 통해 외부로 배출되고, 연소 후에 남는 재는 연소실의 바닥에 남겨지도록 구성되어 있다.

본 발명의 연소 시스템은 고체 성형 연료를 사용하도록 구성되어 있고, 특히, SRF와 같이 연소 후에 재가 거의 생성되지 않거나 매우 적은 양의 재가 생성되는 연료를 사용하여 연소동작을 수행하도록 구성된 것이다. 따라서, SRF와 같은 연료를 사용할 경우, 본 발명의 연소 시스템에서는 사용되는 연료의 양에 비해 생성되는 재의 양이 매우 적게 된다. 따라서 본 발명은 재를 배출시키기 위한 별도의 수단을 구비하지 않도록 구성할 수도 있다. 이 경우에는 관리자가 일정 기간마다 연소실 상부와 하부를 분리한 후 재를 배출시키는 방식으로 장치를 운용하면 된다.

한편, 연소 시스템을 오랜 시간 동안 동작시켜야 하거나, 또는 대용량으로 구성해야 할 경우에는, 연소실의 바닥에 재를 자동으로 배출시킬 수 있는 수단을 구비할 수도 있다.

본 발명은 연소부를 간단한 구조로 구성하면서도 고체 성형 연료를 효과적으로 연소시킬 수 있고, 600℃ 이상의 높은 열로 고체 성형 연료를 연소시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 연소실에서 가스화(gasification) 현상에 의해 연료가 연소되도록 구성하여 고체 성형 연료를 효과적으로 연소시키는 연소 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명은 연소부와 레듀서부 및 송풍부를 모두 용이하게 분해 및 결합할 수 있도록 구성함으로써 제조비용과 시간을 크게 단축시킬 수 있다.

본 발명은 위와 같이 높은 온도로 연료를 연소시킴으로써, 일정 크기의 고체로 성형된 SRF 등의 연료를 높은 효율로 연소시킬 수 있고, 그 결과 유류 등의 에너지 소비를 줄여서 에너지비용을 절감시킬 수 있다.

본 발명은 연소 시스템을 한 장소에 고정, 설치하여 운용할 수도 있고, 장치 전체를 이동시켜서 운용할 수도 있도록 구성되어 있다.

도1은 본 발명 연소 시스템의 전체 구성을 보여주는 도면이다.
도2는 본 발명 연소 시스템의 연소부 구성을 나타내는 도면이다.
도3은 본 발명 레듀서부의 상세 구성을 보여주는 도면이다.
도4는 본 발명 레듀서부의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

본 발명은 다양한 종류의 연료를 특정 형상으로 가공한 연료, 즉, 고체 성형 연료를 효과적으로 연소시킬 수 있도록 구성된 고체 성형 연료를 사용하는 고온 연소 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 고형으로 형성된 다양한 재료를 연소시키되 600℃ 이상의 높은 열을 발생시켜서 고체 성형 연료를 연소시킬 수 있는 연소 시스템에 관한 것이며, 특히, 일정크기로 가공된 SRF(Solid Refuse Fuel) 등의 연료를 높은 효율로 연소시킬 수 있으며, 목재 등과 같은 기존의 고체 연료도 일정 규격으로 성형하여 연소시킬 수 있는 고온 연소 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 고체 성형 연료를 사용하는 고온 연소 시스템은 도1과 같이 연소부(10)와, 레듀서부(20)와, 송풍부(30)와, 연료공급부(40)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 본 발명은 위의 구성요소를 포함하는 연소 시스템 전체를 이동시킬 수 있는 이동수단(50)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 도1은 본 발명 연소 시스템의 전체 구성에 관한 도면이고, 도2는 연소부, 레듀서부 및 송풍부의 구성을 나타내는 도면이다. 도3은 본 발명에 구비되는 레듀서부의 구성을 확대하여 보여주는 도면이고, 도4는 레듀서부의 다른 실시예의 구성을 확대하여 보여주는 도면이다.

본 발명의 연소부(10)는, 도1 및 2에 도시되어 있는 바와 같이, 연소실(11)과, 내부송풍관(12)과, 연료투입구(14)와 투시창(15)과, 배기구(17)를 포함하여 구성된다.

연소실(11)은 원통형으로 이루어지며 수직 방향으로 형성된다. 연소실(11)의 내부 중심에는 내부송풍관(12)이 수직 방향으로 구비되어 있다. 내부송풍관(12)의 측면에는 고체 성형 연료의 연소에 필요한 공기를 연소실(11)의 내부로 공급하기 위한 다수의 연소공기 공급공(121)이 형성되어 있으며. 연소공기 공급공(121)을 통해 외부에서 공급된 공기가 연소실(11)의 내부로 분출되게 된다.

본 발명은 내부송풍관(12)의 측면에 형성되어 있는 다수의 연소공기 공급공(121)을 통해 연소실로 분출되는 공기는 연소실(11)의 내부에서 싸이클론 형상으로 회전하는 공기 흐름을 형성하도록 구성되어 있으며, 그 결과 연소실(11)의 내부에서는 연소공기 공급공(121)을 중심으로 회전하는 불꽃이 형성되면서 고체 성형 연료를 연소시키게 되고, 고체 성형 연료가 연소되어 발생하는 배기가스는 그 위로 상승하여 배기구(17)를 통해 배출되게 된다.

본 발명에 사용되는 연소실(11)과 내부송풍관(12)은 다음과 같이 구성된다. 도2에 도시되어 있는 연소실(11)에 있어서, 내부송풍관(12)의 내부직경(r2)은 연소실(11) 내부직경(r1)의 1/5 이상 1/6 이하가 되도록 구성되고, 내부송풍관(12)은 연소실(11)의 바닥면에 근접한 위치까지 형성된다. 내부송풍관(12)의 하단과 연소실(11) 바닥면 사이의 거리는 연소실의 크기에 따라 달라질 수 있으며, 50mm 이상 100mm 이하가 되도록 구성한다. 연소실(11)의 바닥면은 도1, 2와 같이 완만한 곡선 형상으로 이루어지는 것이 바람직하며, 내부송풍관(12)의 하단은 도2와 같은 곡면 형상 또는 평면 형상으로 이루어질 수 있다.

내부송풍관(12) 측면에는 연소실(11)의 내부로 공기를 분출시키는 통로가 되는 다수의 연소공기 공급공(121)이 형성되어 있으며, 연소공기 공급공(121)은 30개 이하로 형성된다. 본 발명에서는 연소공기 공급공(121)을 통해 연소실로 분출되는 공기가 싸이클론 형상의 공기 흐름을 형성하도록 하기 위하여 도2에 도시되어 있는 바와 같이, 상하 일정 거리의 위치에 형성되고, 동시에 인접한 연소공기 공급공(121)의 사이에 일정 각도가 유지되도록 형성된다.

위와 같은 공기흐름이 형성되도록 하기 위하여 연소공기 공급공(121)은 내부송풍관(12)에 수평 방향으로 원형으로 형성되고, 직경이 3mm 이상 5mm 이하로 형성된다. 내부송풍관(12)에는 수직으로 정렬된 7개 또는 8개의 연소공기 공급공(121)이 구비될 수 있으며, 원주방향 또는 평면도로 볼 때는 원주상 일정 간격으로 4개의 연소공기 공급공(121)이 구비되게 된다. 즉, 위아래로 7개 또는 8개씩 정렬된 연소공기 공급공(121)이 4줄 형성되는 형태로 구성된다. 본 발명의 내부송풍관(12)에 구비되는 전체 연소공기 공급공(121)은 그 형성되는 높이가 모두 다르게 되며, 위아래로 정렬된 연소공기 공급공(121) 사이의 거리는 35mm 이상 50mm 이하로 형성된다.

도2에 도시되어 있는 a2는 인접한 연소공기 공급공(121)의 중심을 연결한 선과 수평으로 그린 선의 각도를 나타내는 것이며, a2는 일정 범위가 되도록 형성한다. 즉, 본 발명의 연소공기 공급공(121)은 각도 a2가 35도 이상 45도 이하가 되도록 형성한다. 연소공기 공급공(121)이 이와같이 형성될 경우, 내부송풍관(12)에서 연소실(11)로 분출되는 공기는 싸이클론 형태로 회전하는 공기흐름을 형성하게 되고, 회전하는 공기흐름 속에서 고체 성형 연료에 대한 연소가 이루어질 경우, 연소불꽃도 연소실(11)의 하부에서 내부송풍관(12)을 중심으로 회전하는 형상으로 형성된다.

위와 같이 본 발명의 연소실(11) 내부에서는 싸이클론 형태로 회전하는 공기흐름에 의하여 싸이클론 형태의 연소불꽃이 형성되게 되어, 600℃ 이상의 높은 온도로 연료가 연소될 수 있게 된다. 또한, 위와 같이 높은 온도 및 회전하는 공기흐름 속에서 고체 성형 연료를 연소시킬 경우, 가스화(gasification) 현상에 의하여 연료에 대한 연소가 이루어지게 된다.

본 발명은 연소실(11)의 내부가 위와 같이 높은 온도로 상승하고, 연소실(11)의 내부에서 가스화 현상이 발생하도록 연소실(11)과 내부송풍관(12) 및 연소공기 공급공(121)을 구성함으로써 고체 성형 연료에 대한 연소가 효과적으로 이루어지되게 된다.

내부송풍관(12)의 상부에는 L형 송풍관(13)이 구비되어 있다. L형 송풍관(13)은 외부에서 공급되어 온 공기의 방향을 바꾸어 내부송풍관(12)으로 보내주기 위한 것이며, 스크류 결합의 형태로 내부송풍관(12)과 결합될 수 있다. 발명의 효과 등에 기재되어 있는 바와 같이, 본 발명은 각 구성요소를 분해 및 결합할 수 있도록 구성될 수 있는데, 내부송풍관(12)과 L형 송풍관(13)의 결합부(j)에는 이들이 서로 나사 결합될 수 있는 나사부가 각각 형성되어 있다. 따라서 연소 시스템 제조시, 이 부분을 나사 결합시키면 내부송풍관(12)과 L형 송풍관(13)이 결합되게 된다.

한편, L형 송풍관(13)의 타측에는 이하에서 설명되는 T형 송풍관(35)과 결합되는 부분인 결합부(j)가 구비되어 있어서, L형 송풍관(13)의 결합부(j)가 T형 송풍관(35)의 결합부(j)와도 나사 결합되도록 구성되어 있다. 또한, 본 발명에는 송풍기(31)와 연소실(11)의 사이에 구비되는 복수의 송풍관의 경우에도 이들을 서로 분리 또는 결합시키기 위한 결합부(j)가 각 송풍관에 구비되어 있다.

연료실(11)의 상부 일측에는 연료공급부(40)에서 공급되는 연료가 투입되는 통로인 연료투입구(14)가 형성된다. 연료투입구(14)로 투입된 고형 연료는 연소실의 아래로 떨어지는 과정 및 연소실의 바닥에 낙하된 상태에서 연소되게 된다.

연료실(11)의 측면에는 투시창(15)이 구비된다. 투시창(15)은 연소실 내부의 연소상태를 감시하기 위한 것으로서, 회전불꽃에 의해 연소가 이루어지는 연소실의 하부(111)에 인접한 연소실의 측면에 형성된다.

연소실(11) 상부의 상단에는 연소부(10)와 레듀서부(20)를 분리 또는 결합시키기 위한 상부 체결수단(161)이 구비되어 있으며, 연소실(11)의 아래에는 연소실의 상부와 하부를 분리 또는 결합시키기 위한 하부 체결수단(162)이 더 구비될 수 있다. 여기에서 연소실의 상부와 하부는 하부 체결수단(161)이 형성되어 있는 위치를 경계로 아랫부분은 연소실 하부(111)라고 칭하고, 그 윗부분은 연소실 상부(112)라고 칭한다. 상부 및 하부 체결수단(161, 162)은 2개 또는 그 이상의 수로 구성될 수 있다.

본 발명의 연소실(11)의 상단 측면에는 복수의 상부 체결수단(162)이 구비되어 있고, 연소실(11)은 상단이 개방된 원통형으로 이루어져 있다. 도2에 나타나 있는 바와 같이, 상부 체결수단(162)은 연소실 상부(112)의 상단에서 밖으로 돌출 형성되는 부분과 레듀서부(20)의 하단에서 밖으로 돌출 형성되는 부분을 서로 체결하기 위한 수단으로서, 관통볼트 또는 고정클립 등의 수단을 사용하여 체결하도록 구성할 수 있다. 즉, 본 발명은 상부 체결수단(162)을 이용하여 연소부(10)와 레듀서부(20)를 분리 또는 결합시킬 수 있도록 구성된다.

하부 체결수단(161)은 도2와 같이 연소실(11)의 하부(111)와 상부(112)를 서로 체결하기 위해 구비될 수 있으며, 연소실 상부(112)의 하단부와 연소실 하부(111)의 상단부에 각각 돌출되어 연소실(11)의 상, 하부를 서로 체결하도록 구성된다. 하부 체결수단(161)의 경우에도 관통볼트 또는 고정클립 등의 수단을 사용할 수 있으며, 상하 체결수단(161)을 이용하여 연소실(10)의 상부와 하부를 분리 또는 결합시킬 수 있다.

연소실(11)의 하부에는 연소부(10)를 아래에서 지지하기 위한 지지대(19)가 구비되어 있다. 지지대(19)는 연소실 하부(112)에 결합되는 형태로 구성할 수 있다.

한편, 본 발명은 연소 시스템을 한 장소에 설치하여 사용하도록 구성하거나, 또는 그 전체를 이동시켜서 사용할 수 있도록 구성할 수도 있다. 연소 시스템이 한 장소에 설치되는 경우에는 지지대(19)가 연소실(11)을 고정 및 지지하고, 이동 가능하도록 구성하는 경우에는 도1과 같이 이동수단1(51) 지지판(511)의 상부에 지지대(19)가 고정되도록 구성하며, 지지대(19)는 2개 이상으로 구성될 수 있다.

본 발명의 레듀서부(20)는 연소실(11)의 상부에 결합되도록 구성되고, 레듀서1(21)과, 레듀서2(22)와, 하부배기관(24)과, 중간배기관(25)을 포함하여 구성된다. 레듀서부(20)의 하부는 연소실의 직경과 동일 직경의 원형으로 형성하며, 도1, 2에 도시되어 있는 바와 같이, 레듀서1과 레듀서2(21, 22)는 위로 갈수록 좁아지는 형상으로 이루어진다.

도2와 3에는 레듀서부(20)의 구성이 도시되어 있다. 레듀서부(20)의 하부는 연소실(11)과 동일 직경의 원통형으로 이루어져서 연소실(11)의 상부와 결합되고, 레듀서부(20)의 상부는 상부배기관(26)과 연결되도록 구성된다. 레듀서부(20)의 하단부는 배기관이 형성되는 부분과, 이하 설명되는 공기분기관(351)이 구비되는 부분 외에는 모두 막혀있도록 구성되어 있다.

본 발명의 배기관은 도2, 3에 도시되어 있는 바와 같이 하부배기관(24)과, 중간배기관(25)과, 상부배기관(26)을 포함하여 구성된다. 배기관은 배기가스가 연소실(11)로부터 상승하여 외부로 배출되는 통로이며, 아래로부터 차례로 하부배기관(24), 중간배기관(25), 상부배기관(26)으로 구성된다. 하부배기관(24)은 레듀서부(20)의 중심 하부에 수직으로 형성되는 원통형 수단이며, 중간배기관(25)과 상부배기관(26)은 하부배기관(24)의 상부에 차례로 형성되는 수직 원통형 부분이다. 하부배기관(24)과, 중간배기관(25)과, 상부배기관(26)은 도2 내지 4에 도시되어 있는 바와 같이, 서로 연결되지 않고, 이하에서 설명되는 공기분사틈의 폭 만큼의 거리를 두고 형성되게 된다.

레듀서1(21)은 레듀서부(20)의 내측에 형성되는 것으로, 원통형으로 이루어진 하부배기관(24)과 위로 갈수록 좁아지게 형성되는 유선형의 내측면(211)에 의해 이루어지고, 레듀서2(22)는 중간배기관(25)과 내측면(211)과 위로 갈수록 좁아지게 형성되는 유선형의 외측면(221)으로 이루어지는 구성이다. 레듀서1(21)과 레듀서2(22)는 배기관으로 분사되는 공기의 속도를 높여서, 배기관 내부의 압력이 부압이 되도록 하여, 배기가스가 효과적으로 배출되도록 하기 위한 것이다. 본 발명에 구비되는 내측면(211)은 레듀서1과 2의 사이에 형성되는 것으로서, 레듀서1(21)을 구성하는 요소임과 동시에 레듀서2(22)를 구성하는 요소이기도 하다.

본 발명의 레듀서부(20)는 레듀서1(21)과 레듀서2(22)을 포함하는 2중 레듀서 형상으로 이루어져 있으며, 이는 본 발명의 특징적 구성 중 하나가 되는 것이다.

레듀서부(20)의 내측면(211)은 하부배기관(24)과 외측면(221)의 사이에 형성되는 중간 부분이며, 도2에서와 같이 위로 갈수록 유선형으로 좁아지는 형상으로 형성될 수 있다. 외측면(221)은 레듀서부(20)의 외부를 형성하는 것이며, 외측면(221) 역시 같이 위로 갈수록 유선형으로 좁아지는 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명에 적용되는 내측면(211)과 외측면(221)은 도2에 도시되어 있는 바와 같이, 그 아래와 위는 수직 형상으로 이루어지고, 그 사이 부분은 위로 갈수록 좁아지는 유선형으로 이루어질 수 있다. 레듀서를 유선형으로 형성하는 이유는 아래의 T형 송풍관(35)을 통해 레듀서부(20)로 공급되는 공기가 레듀서1, 2(21, 22)의 상부에 형성된 공기분사틈을 향하여 이동하는 과정에서 공기에 대한 마찰 또는 저항이 최소화되도록 하기 위한 것이다. 이렇게 구성될 경우, 공기는 링노즐의 공기분사틈을 통해 배기관으로 용이하게 분사될 수 있고, 분사되는 공기에 의해 배기관의 내부에는 부압이 형성되게 된다.

앞에서 설명한 바와 같이, 레듀서1(21)과 레듀서2(22)의 상부에는 각각 공기를 배기관으로 분사시키기 위한 원형의 공기분사틈이 형성되어 있으며, 이 공기분사틈이 형성되어 있는 부분을 ‘링노즐’이라고 한다. 레듀서1(21)의 상부 끝에는 링노즐1(215)이 구비되어 있고, 레듀서2(22)의 상부 끝에는 링노즐2(225)가 구비되어 있다.

링노즐1(215)과 링노즐2(225)는 송풍기(31)로부터 레듀서(2)로 공급되는 공기를 배기관으로 분사시키기 위한 것이다. 레듀서1(21)로 공급되는 공기는 링노즐1(215)을 통과하면서 빠른 속도도 배기관의 내부로 분사되고, 레듀서2(22)로 공급되는 공기는 링노즐2(225)를 통과하여 배기관으로 분사되게 된다. 이와같이 본 발명의 링노즐은 2중 링노즐 형상으로 이루어지게 된다.

링노즐1과 링노즐2는 배기관 측에 형성되며, 수직 상방을 향하여 공기를 분사하도록 형성되어 있다. 송풍기(31)에 의해 레듀서1 및 레듀서2의 내부로 공급된 공기는 링노즐1(215)과 링노즐2(225)를 통하여 배기관의 내부로 분사되되 수직 상방으로 분사된다. 수직 상방으로 공기가 빠른 속도로 분사되면, 배기관 내부의 압력이 낮아지면서 배기가스를 흡인하여, 배기가스가 배기구를 통해 원활하게 배출되게 된다.

본 발명에 있어서, 링노즐1(215)과 링노즐2(225)에 구비되는 공기분사틈의 폭은 동일한 길이(폭)로 이루어진다. 링노즐1과 링노즐2에 구비되는 원형 공기분사틈의 폭(이하 ‘노즐폭’이라고도 한다.)은 동일하지만, 링노즐1과 2는 직경에 차이가 있고, 링노즐을 형성하는 원의 둘레에도 차이가 있다. 본 발명에서는 공기분사틈의 폭, 즉, 노즐폭이 0.5mm 이상 2mm 이하가 되도록 형성한다. 노즐폭이 넓어지면 공기가 통과하기는 용이하지만 분출되는 공기의 속도가 떨어져서 배기관에서의 부압발생 효과가 떨어지게 되므로, 노즐폭이 위 범위가 되도록 구성하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 레듀서부(20)를 구성함에 있어서, 상부배기관(26)에 내부 직경이 150mm인 원통관을 사용하고, 노즐폭을 2mm로 형성하며, 중간배기관(25)에 3mm 두께의 원통을 사용할 경우, 링노즐1(215)의 공기분사틈의 외부 원주는 약 471mm가 되고, 링노즐2(225)의 공기분사틈의 외부 원주는 약 455.3mm가 된다. 이 경우, 링노즐1과 2의 공기분사틈의 외부 원주 길이는 약 15.7mm의 차이가 발생하게 된다.

다른 예로서, 위의 경우와 동일 직경의 상부배기관(26)을 사용하고, 중간배기관(25)에 3mm 두께의 원통을 사용하고, 노즐폭을 0.5mm로 구성할 경우, 링노즐1(215)의 공기분사틈의 외부 원주는 위와 동일하게 약 471mm가 되고, 링노즐2(225)의 공기분사틈의 외부 원주는 약 460mm가 된다. 이 경우에는, 링노즐1과 2의 공기분사틈의 외부 원주의 길이에는 약 11mm의 차이가 발생하게 된다.

즉, 링노즐1과 2에 각각 구비되어 있는 공기분사틈은 위와 같이 그 원주의 길이에 차이가 발생하게 되고, 그로인해 배기관으로 분사되는 공기의 속도에 차이가 발생하게 된다.

또한, 본 발명은 레듀서1(21)과 레듀서2(22)를 형성하는 공간의 부피에도 차이가 있도록 구성하되, 레듀서2(22)의 내부 부피(v2)가 레듀서1(21)의 내부 부피(v1)의 2배가 되도록 구성한다. 즉, v2 = 2v1이 되도록 한다.

본 발명은 레듀서1(21) 및 레듀서2(22)로 공급되는 분사용 공기의 양에도 차이가 있도록 한다. 본 발명에서 레듀서1(21)과 레듀서2(22)에 분사용 공기를 공급함에 있어서, 레듀서부 전체에 공급되는 공기량이 40% 이상 45% 이하가 레듀서1(21)로 공급되고, 레듀서2(22)에는 전체 공기량의 55% 이상 60% 이하가 공급되도록 한다. 레듀서2의 부피는 레듀서1의 2배이지만, 레듀서2에 공급되는 공기량은 레듀서1의 1.25배 내지 1.5배 정도만 공급되도록 한다.

레듀서1(21)과 레듀서2(22)의 내부 부피에 위와 같은 차이가 있도록 구성하고, 레듀서1(21)과 레듀서2(22)에 공급되는 공기량을 위와 같이 설정함으로써, 본 발명에서는 레듀서1(21) 내부의 공기압력이 레듀서2(22)의 내부압력에 비해 훨씬 높아지게 되며, 그 결과, 링노즐1(215)을 통해 배기관으로 분사되는 공기의 속도가 링노즐2(225)를 통해 배기관으로 분사되는 공기의 속도에 비해 훨씬 빠르게 된다.

위와 같이, 본 발명은 2개의 링노즐에서 분사되는 공기의 속도에 차이가 발생하도록 하고, 특히, 연소실에 가까이 형성되어 있는 링노즐1을 통해 더 빠른 속도로 공기가 분사되도록 함으로써, 링노즐1 측의 배기관 내부에 더 강한 부압이 형성되도록 하고, 그 결과, 배기가스가 용이하게 배기구를 통하여 외부로 배출되도록 구성되어 있다. 즉, 본 발명은 위와 같이 레듀서부(20)에 2개의 링노즐을 구비시켜서, 배기관의 내부에 2중 부압이 형성되도록 구성한다.

위에서 설명한 바와 같이 구성되는 레듀서부(20)가 구비되어 있는 본 발명의 연소실에서 연료를 연소시킬 경우, 연소동작 중에 링노즐 측 배기관의 압력이 낮아지는 부압이 형성되게 되는데, 그로 인해 배기가스가 연료투입구(14) 등으로 배출되지 않고, 배기관을 따라 이동한 후, 배기구(17)를 통하여 배출되게 된다. 따라서 본 발명에서는 연료투입구(14)가 개방된 상태에서 연료를 연소시키더라도 연료투입구(14)를 통해 배기가스가 배출되는 문제가 발생하지 않게 된다.

특히, 본 발명에 구비되는 링노즐1, 2(215, 225)는 수직 상방으로 공기를 분사하도록 구성되어 있어서, 링노즐 위치의 배기관 내부에서 효과적으로 부압이 발생하게 되고, 그로 인해 배기관에는 하부의 연소실에서 연소된 배기가스를 위로 흡입하는 흡인력이 발생하게 된다. 또한, 링노즐1 측의 배기관에서 발생하는 부압이 더 커서 배기가스를 강하게 흡인하여, 배기가스가 보다 효과적으로 위로 배출될 수 있다.

한편, 본 발명 레듀서부(20)의 내측면(211)에는 복수의 분사공기 분배공(23)이 형성되어 있다. 분사공기 분배공(23)은 송풍기(31)로부터 공급된 공기가 레듀서1(21)을 지나서 레듀서2(22)로 공급되도록 하기 위한 것이다. 분사공기 분배공(23)은 일정간격으로 형성되고, 원형으로 형성될 수 있으며, 4개 이상의 복수로 형성될 수 있다. 이와같이 레듀서부의 내측면(211)에 복수의 분사공기 분배공(23)이 형성될 경우, 송풍기(31)에서 공급되는 공기 중 일부가 레듀서1(21)의 내부를 따라 회전하면서 복수의 분사공기 분배공(23)을 통하여 레듀서2(22)로 분배되게 된다.

내측면(211)에 형성되는 복수의 분사공기 분배공(23)의 수가 n개일 경우, 최초 분사공기 분배공(23-1)과 최종 분사공기 분배공(23-n) 등으로 구분할 수 있다. 상기 최초 분사공기 분배공(23-1)은 복수의 분사공기 분배공(23) 중에서 이하 설명되는 T형 송풍관(35)의 공기분기관(351)에 가장 가깝게 형성되어 있는 것을 말하는 것이며, 최종 분사공기 분배공(23-n)은 상기 최초 분사공기 분배공(23-1)으로부터 공기의 회전방향으로 볼 때 가장 먼 위치에 있는 것을 말한다.

위와 같이 구성된 결과, 레듀서1(21)로 공급된 공기 중 일부인 40% 내지 45%가 최초 분사공기 분배공으로부터 최종 분사공기 분배공을 향하여 차례로 회전이동하면서 각 분사공기 분배공을 통하여 레듀서2 쪽으로 공급되게 된다.

본 발명은 먼저 레듀서1(21)로 공급된 공기가 복수의 분사공기 분배공(23)을 통해 레듀서2로 공급되도록 구성되어 있어서, 레듀서2(22)의 내부압력이 레듀서1(21)의 내부압력에 비해 낮아지게 된다, 또한, 그로인해 링노즐2(225)에서 분사되는 공기는 링노즐1(215)에서 분사되는 공기에 비해 그 속도가 떨어지게 된다.

앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 레듀서1과 2는 그 내부의 체적이 서로 다르도록 구성되어 있고, 레듀서1 및 2에 각각 공급되는 공기량에도 차이가 있도록 구성되어 있다. 즉, 본 발명은 레듀서1과 레듀서2에 공기를 공급함에 있어서 위에서 설명한 비율로 공기가 공급되도록 구성되어 있다.

따라서 링노즐1을 통해 분사되는 공기의 속도는 링노즐2를 통해 분사되는 공기의 속도에 비해 훨씬 크게 된다. 본 발명의 링노즐1과 2에서 공기가 분사되는 속도는 베르누이의 원리를 사용하여 산출할 수 있다.

본 발명의 송풍부(30)는 연소실(11)의 내부에 구비되어 있는 내부송풍관(12)을 통해 공급되는 연소용 공기와, 레듀서부(20)에 구비되어 있는 링노즐1, 2(215, 225)를 통해 배기관으로 분사되는 공기를 공급하기 위한 수단이다. 송풍부(30)는 송풍기(31)와, 연결부(32)와, 송풍관(33)과, L형 송풍관(34)과, T형 송풍관(35)을 포함하여 구성된다.

송풍기(31)가 공급하는 공기는 공기의 공급통로가 되는 연결부(32)와, 하나 또는 그 이상으로 구비되는 송풍관(33)과, L형 송풍관(34)과, 공기를 연소실(11) 및 레듀서부(20)로 나누어 공급하는 T형 송풍관(35)을 통하여 공급되게 된다. 본 발명에 구비되는 T형 송풍관(35)은 송풍기(31)에서 공급되는 공기를 설정된 양으로 분배하여 내부송풍관(12)과 레듀서부(20)로 공급하기 위한 것이다.

도2에 도시되어 있는 바와 같이, T형 송풍관(35)은 송풍관(33)과 L형 송풍관(13)의 사이에 구비되어 있어서, 공급되는 공기 중 일부는 직진하여 내부송풍관(12)으로 공급되도록 하고, 나머지는 공기분기관(351)을 통해 레듀서부(20)로 공급되도록 구성되어 있다. 참고로 도2에 33/331로 표시되어 있는 것은 수직방향으로 구비되는 송풍관을 나타내는 것이고, 33/332로 표시되어 있는 것은 수평향으로 구비되는 송풍관을 나타내는 것이다.

본 발명은 공기분기관(351)의 직경 또는 공기의 압력을 제어하여, 연소실(11)의 내부송풍관(12)으로 공급되는 공기량이 전체 공급되는 공기량의 50% 이상 60% 이하가 되게 공기분기관(351)을 통하여 레듀서부(20)로 공급되는 공기의 양은 전체 공기량의 40% 이상 50% 이하가 되도록 구성한다.

본 발명의 송풍부(30)에 구비되어 있는 송풍관(33)과 L형 송풍관(34) 및 T형 송풍관(35)의 양끝에는 인접한 송풍관이 서로 결합될 수 있는 결합부(j)가 구비되어 있다. 결합부(j)에는 암나사 또는 수나사가 형성되어 있어서, 인접한 송풍관이 서로 결합될 수 있다. T형 송풍관(35)의 일측에는 송풍관(33) 또는 L형 송풍관(34)과 결합될 수 있는 결합부(j)가 구비되어 있으며, T형 송풍관(35)의 타측에는 연소실 내부의 L형 송풍관(13)과 결합될 수 있는 결합부(j)가 구비되어 있다.

이와같이 구성되어 있어서, 본 발명은 송풍부(30)에 구비되어 있는 송풍관들을 각각 분리 또는 결합시킬 수 있게 된다.

본 발명의 연료공급부(40)는 연소실(11)에서 연소되는 고체 성형 연료를 저장하고 동시에 연소실(11)로 공급하도록 하기 위한 것이다. 연료공급부(40)는 연료컨테이너(41)와, 연료공급모터(42)와, 연료이송 스크류(44)를 포함하여 구성되며, 연료이송 스크류(44)의 하단에는 연료 인입구(43)가 구비되어 있다. 본 발명의 연료공급부(40)는 고체 성형 연료를 연료가 연료 인입구(43)를 향하여 원활하게 이동할 수 있는 각도로 이루어진 경사면을 갖는 컨테이너 바닥면(45)을 포함하여 구성된다.

연료이송 스크류(44)는 고체 형상으로 이루어진 연료를 일정량씩 연소실(11)로 공급하기 위한 것이며, 연료 인입구(43)로 인입되는 고형 연료를 연료투입구(14)를 향하여 위로 이동시키게 된다. 본 발명은 연료공급모터(42)의 회전속도를 제어하여 연료공급량을 조절할 수 있다.

본 발명의 연소 시스템은 연소부(10)와, 레듀서부(20)와, 송풍부(30)와, 연료공급부(40) 전체를 한 장소에 고정, 설치하도록 구성할 수 있고, 전체 연소 시스템을 이동하여 사용하도록 구성할 수도 있다.

이동 가능한 연소 시스템을 구성하기 위하여, 본 발명의 장치는 위의 구성요소 외에 전체 연소 시스템을 이동시키기 위한 이동수단이 더 구비되도록 구성할 수 있다. 본 발명의 이동수단은 이동수단1(51)과 이동수단2(52)를 포함하여 구성될 수 있다. 이동수단1(51)은 연소부(10), 레듀서부(20) 및 송풍부(30)를 이동시킬 수 있도록 구성되고, 이동수단2(52)는 연료공급부(40)를 이동시킬 수 있도록 구성된다.

도1과 같이 이동수단1(51)과 이동수단2(52)는 각각 지지판(511, 521)과 복수의 이동롤러(512, 522)를 포함하여 구성될 수 있다. 이동수단1(51)의 지지판(511)의 상부에는 연소부(10)와, 레듀서부(20)와, 송풍부(30)가 고정, 설치될 수 있고, 이동수단2(52)의 지지판(521)의 상부에는 연료공급부(40)가 고정, 설치될 수 있다.

이렇게 구성할 경우, 본 발명의 고온 연소 시스템은 이동수단1과 2를 사용하여 전체를 이동시킬 수 있어서, 필요에 따라 설치 장소를 바꾸어 동작시킬 수 있게 된다.

본 발명의 고온 연소 시스템은 고체 성형 연료를 사용하도록 구성되어 있고, 특히, SRF와 같이 연소된 후에 재가 거의 생성되지 않거나 매우 적은 양의 재가 생성되는 연료를 연소시키기 위하여 사용될 수 있다. 이 경우, 사용되는 연료의 양에 비해 배출되는 재의 양이 매우 적을 수 있으며, 따라서 본 발명은 재를 배출시키기 위한 별도의 수단을 구비하지 않도록 구성할 수도 있다. 이 경우에는 관리자가 일정 기간마다 연소실(11)의 상부(112)와 하부(111)를 분리한 후, 재를 배출시키는 방식으로 장치를 운용할 수 있다.

한편, 연소 시스템을 오랜 시간 동안 동작시켜야 하거나, 또는 대용량으로 구성해야 할 경우에는, 연소실(11)의 하부에 재를 자동으로 배출시킬 수 있는 수단을 구비할 수도 있다. 이 경우에는 종래에 사용되던 재 배출수단(도시 안 됨)을 연소실의 하부에 구비시켜서 연소실 바닥의 재가 그 아래로 떨어져서 재를 수용하는 컨테이너에 담겨지도록 하거나, 또는 재를 배출하기 위한 스크류 또는 컨베이어 등의 수단을 사용하여 재가 외부로 배출되도록 구성할 수도 있다.

도4는 본 발명 래듀서부(20)의 다른 실시예를 보여주는 도면이다. 도4에 도시되어 있는 레듀서부(20)는 여타 구성은 도1 또는 도2와 동일하고, 레듀서부(20)에 구비되는 내측면(211)과 외측면(221)의 형상에만 차이가 있는 것이다.

도2, 3에 도시되어 있는 본 발명의 레듀서1(21)에는 위로 갈수록 좁아지게 형성되는 유선형의 내측면(211)이 구비되어 있고, 레듀서2(22)에도 위로 갈수록 좁아지게 형성되는 유선형의 외측면(221)이 구비되어 있는 반면, 도4에 도시되어 있는 래듀서부의 내측면(211)과 외측면(221)에는 유선형의 부분이 형성되어 있지 않다.

즉, 본 발명 래뷰서부(20)의 다른 실시예에 구비되어 있는 내측면(211)과 외측면(221)은 도4와 같이, 그 아래는 도2의 경우보다 수직으로 더 높게 형성되고, 수직부분의 끝에서 다시 직선으로 링노즐까지 연결되는 형상으로 이루어져 있다. 한편, 이 다른 실시예에 있어서도, 링노즐(215, 225) 자체의 형상과 공기분사틈의 폭 및 공기분사 방향은 도2, 3의 경우와 동일하거나 거의 동일하게 구성된다.

위에서 설명한 바와 같이 구성되는 본 발명의 고체 성형 연료를 사용하는 고온 연소 시스템은 다음과 같이 동작한다.

본 발명의 연소 시스템은 먼저 송풍부(30)가 동작하게 되고, 점화장치(도시 안 됨)를 사용하여 연료를 점화시키게 된다. 고체 성형 연료를 연소시키기 위하여 구성된 본 발명은 점화 초기에는 유류 또는 목재 등과 같이 착화가 용이한 연료를 점화장치를 사용하여 점화시킨 후, 일정 시간 동안 연소시켜서 연소실(11) 내부가 일정 수준의 온도가 되도록 가열한 후, 연료공급모터(42)를 동작시켜서 연료를 연소실(11)로 투입시켜서 고체 성형 연료가 높은 온도에서 연소되도록 한다.

연료공급부(40)에서는 연료공급모터(42)가 동작하여 연료이송 스크류(44)를 회전시키게 되고, 연료이송 스크류(44)가 회전하면서 연료 인입구(43)를 통해 인입된 연료가 연료투입구(14)까지 이송된 후, 연료투입구(14)를 통해 연소실(11)로 투입되어, 연소실(11)의 내부에서 연소가 이루어지게 된다.

연소실(11) 내부에서는 내부송풍관(12)에 형성되어 있는 연소공기 공급공(121)을 통하여 연소실의 내부로 연소용 공기를 공급하되, 내부송풍관(12)에서 연소실(11)로 분출되는 공기가 싸이클론 형태로 회전하는 공기흐름을 형성하도록 함으로써, 연소실의 하부에 형성되는 회전불꽃에 의해 고체 성형 연료가 연소되게 된다. 이와 같이 연소실 내부에 형성되는 회전불꽃이 생성될 경우, 600℃ 이상의 높은 온도에서 연소가 이루어질 수 있고, 따라서 SRF(Solid Refuse Fuel)와 같은 연료를 매우 효과적으로 연료시킬 수 있는 높은 온도에서 연소가 이루어지게 된다.

위와 같은 특징을 갖도록 구성된 본 발명의 고체 성형 연료를 사용하는 고온 연소 시스템을 사용할 경우, 다음과 같은 효과가 기대될 수 있다.

본 발명은 연소부를 간단한 구조로 구성하면서도 연소실의 내부에 싸이클론 형태로 회전하는 공기흐름이 형성되도록 하여 600℃ 이상의 높은 온도로 연료가 연소되도록 하고, 그와 같이 높은 온도 및 회전하는 공기흐름 속에서 가스화(gasification) 현상에 의하여 연료가 연소되도록 하여, 고체 성형 연료를 효과적으로 연소시킬 수 있다.

본 발명은 연소실의 상부에 구비되는 2중 레듀서 형상 및 2중 링노즐 형상을 통해 배기관에 2중 부압이 형성되도록 구성함으로써, 배기가스의 배출이 매우 용이하게 이루어질 수 있고, 그 결과, 연료투입구 등으로 배기가스가 배출되지 않게 된다.

본 발명은 연소부와 레듀서부 및 송풍부를 모두 용이하게 분해 및 결합할 수 있도록 구성함으로써 제조비용과 시간을 크게 단축시킬 수 있다.

본 발명은 위에서 설명한 바와 같이 매우 높은 온도로 연료를 연소시킴으로써, 일정크기의 고체형태로 성형된 SRF 등의 연료를 높은 효율로 연소시킬 수 있어서, 오염배출 없이 연소시킬 수 있어서, 플라스틱 폐자원 등을 연료로 사용할 수 있으며, 그 결과 유류 등의 에너지 소비를 줄여서 에너지비용을 절감시킬 수 있다.

본 발명은 연소 시스템을 한 장소에 고정, 설치하여 운용할 수도 있고, 설치 장소를 이동하여 운용할 수도 있다.

위와 같이 본 발명의 내용에 대하여 상세히 설명하였는바, 본 발명의 기술 사상은 위에 설명된 내용에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상과 동일하거나 유사하여 특별한 기술적 변경 없이 적용할 수 있는 것을 포함하는 것이며, 또한, 특허청구범위에 기재되어 있는 본 발명의 기술 사상과 유사하거나 균등한 것 역시 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 연소부 11 : 연소실
111 : 연소실 하부 112 : 연소실 상부
12 : 내부송풍관 121 : 연소공기 공급공
13 : L형 송풍관 14 : 연료투입구
15 : 투시창
161 : 하부 체결수단 162 : 상부 체결수단
17 : 배기구 19 : 지지대
20 : 레듀서부
21 : 레듀서1 211 : 내측면
215 : 링노즐1 22 : 레듀서2
221 : 외측면 225 : 링노즐2
23 ; 분사공기 분배공 24 : 하부배기관
25 : 중간배기관 26 : 상부배기관
30 : 송풍부
31 : 송풍기 32 : 연결부
33 : 송풍관 34 : L형 송풍관
35 : T형 송풍관 351 : 공기분배관
36 : 송풍기 지지대 j : 결합부
40 : 연료공급부
41 : 연료컨테이너 42 : 연료공급모터
43 : 연료 인입구 44 : 연료이송 스크류
45 : 컨테이너 바닥면
51 : 이동수단1
511 : 지지판 512 : 이동롤러
52 : 이동수단2
521 : 지지판 522 : 이동롤러

Claims (8)

1. 연소부(10)와, 레듀서부(20)와, 송풍부(30)와, 연료공급부(40)를 포함하여 구성되는 고온 연소 시스템에 있어서,
   상기 연소부(10)는 그 내부에서 고체 성형 연료가 연소되는 연소실(11)과, 상기 연소실(11) 내부의 중심에 수직 방향으로 구비되는 내부송풍관(12)과, 상기 연소실(11)의 상부 일측에 형성되는 연료투입구(14)와, 배기가스가 외부로 배출되는 출구인 배기구(17)를 포함하여 구성되고,
   상기 내부송풍관(12)의 측면에는 연소실(11)의 내부로 연소용 공기를 공급하기 위한 복수의 연소공기 공급공(121)이 구비되며,
   상기 레듀서부(20)는 상기 연소실(11)의 상부에 결합되도록 구성되고, 레듀서1(21)과, 레듀서2(22)를 포함하여 구성되고,
   상기 레듀서1(21)은 상기 레듀서부(20)의 내측에 형성되되, 위로 갈수록 좁아지게 형성되는 내측면(211)을 포함하여 구성되며,
   상기 레듀서2(22)는 상기 레듀서1(21)의 외측에 형성되되, 상기 내측면(211)과, 위로 갈수록 좁아지게 형성되는 외측면(221)을 포함하여 구성되고,
   상기 내측면(211)에는 상기 레듀서2(22)로 공기를 공급하기 위한 복수의 분사공기 분배공(23)이 형성되어 있으며,
   상기 송풍부(30)는 송풍기(31)에서 공급되는 공기를 공급하기 위한 연결부(32)와, 송풍관(33)과, L형 송풍관(34)과, T형 송풍관(35)을 포함하여 구성되고,
   상기 연료공급부(40)는 연료컨테이너(41), 연료공급모터(42) 및 연료이송 스크류(44)를 포함하도록 구성되는, 고체 성형 연료를 사용하는 고온 연소 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연소부(10), 상기 레듀서부(20) 및 상기 송풍부(30)를 지지하면서 이동시키도록 구성된 이동수단1(51)과,
   상기 연료공급부(40)를 지지하면서 이동시키도록 구성된 이동수단2(52)가 더 구비되도록 구성되는, 고체 성형 연료를 사용하는 고온 연소 시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 내부송풍관(12)에는 30개 이하의 연소공기 공급공(121)이 구비되고,
   상기 연소공기 공급공(121)은 내부송풍관(12)에 수평 방향으로 원형으로 형성되고, 직경이 3mm 이상 5mm 이하로 형성되며, 인접한 연소공기 공급공(121)의 중심을 연결한 선과 수평선이 35도 이상 45도 이하의 각도를 이루도록 구성되는, 고체 성형 연료를 사용하는 고온 연소 시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 레듀서1(21)의 상부에는 배기관으로 공기를 분사하는 링노즐1(215)이 구비되고, 상기 레듀서2(22)의 상부에는 배기관으로 공기를 분사하는 링노즐2(225)가 구비되며,
   상기 링노즐1(215)과 상기 링노즐2(225)에는 동일한 폭의 공기분사틈이 구비되도록 하고, 상기 공기분사틈의 폭은 0.5mm 이상 2mm 이하로 구성되는, 고체 성형 연료를 사용하는 고온 연소 시스템.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 연소실(11)의 상단에는 상기 연소부(10)와 상기 레듀서부(20)를 분리 또는 결합시키기 위한 상부 체결수단(162)이 구비되어 있으며, 상기 연소실(11)의 상부와 하부를 분리 또는 결합시키기 위한 하부 체결수단(161)이 구비되며,
   상기 상부 체결수단(162)과 상기 하부 체결수단(161)은 2개 또는 그 이상의 수로 구성되는, 고체 성형 연료를 사용하는 고온 연소 시스템.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 연소실(11)의 내부 직경은 상기 내부송풍관(12)의 내부 직경의 5배 이상 6배 이하가 되도록 구성되고,
   상기 내측면(211)에 형성되는 상기 복수의 분사공기 분배공(23)은 4개 이상 형성되되 원형으로 형성되는, 고체 성형 연료를 사용하는 고온 연소 시스템.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 송풍부(30)에 구비되는 상기 송풍관(33), 상기 L형 송풍관(34) 및 상기 T형 송풍관(35)의 양끝에는 인접한 송풍관과 결합되는 결합부(j)가 형성되고, 상기 결합부(j)에는 인접한 송풍관과 나사 결합되는 암나사 또는 수나사가 형성되며,
   상기 내부송풍관(12)의 상부에는 L형 송풍관(13)이 결합되고, 상기 L형 송풍관(13)의 일측 끝에는 상기 내부송풍관(12)과 결합되는 결합부(j)가 형성되고, 타측 끝에는 상기 T형 송풍관(35)과 결합되는 결합부(j)가 형성되도록 구성되는, 고체 성형 연료를 사용하는 고온 연소 시스템.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 T형 송풍관(35)을 통해 상기 레듀서부(20)로 공급되는 공기의 양은 상기 송풍기(31)에서 공급되는 전체 공기량의 40% 이상 50% 이하이고, 상기 내부송풍관(12)으로 공급되는 공기량은 전체 공기량의 50% 이상 60% 이하가 되도록 하며,
   상기 T형 송풍관(35)을 통해 상기 레듀서부(20)로 공급되는 공기 중 40% 내지 45%가 상기 레듀서1(21)로 공급되고, 그 나머지는 상기 레듀서2(22)로 공급되도록 구성되는, 고체 성형 연료를 사용하는 고온 연소 시스템.