KR101212112B1 - 폐플라스틱 고체연료 가스보일러 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 폐플라스틱 고체연료 가스보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐플라스틱을 연료로서 사용하여 폐플라스틱의 재활용율을 높임은 물론, 폐플라스틱의 가열을 통한 연료가스의 발생율 및 연료가스를 연소시켜 발생된 열원의 열교환율을 높이고, 연소재의 처리를 포함한 각종 유지보수를 용이하게 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고체연료를 투입하는 투입부와, 상기 투입부로부터 투입된 고체연료를 저장하는 저장부와, 상기 저장부에 저장된 고체연료를 이송시키는 이송부와, 상기 이송부로부터 이송된 고체연료를 공급받아 용융 및 기화시켜 연료가스를 발생시키고, 상기 발생된 연료가스를 연소시키는 가스발생기 및 상기 가스발생기와 연통되게 구비되어, 상기 연료가스가 연소되면서 발생된 열원과 공급된 물 사이에 열교환이 이루어지도록 함으로써, 물을 증기로 변환시키는 열교환기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

폐플라스틱 고체연료 가스보일러{RPF(Reuse Plastic Fuel) GAS Boiler}
본 발명의 폐플라스틱 고체연료 가스보일러에 관한 것으로, 특히 폐플라스틱을 연료로서 사용하여 폐플라스틱의 재활용율을 높임은 물론, 폐플라스틱의 가열을 통한 연료가스의 발생율 및 연료가스를 연소시켜 발생된 열원의 열교환율을 높이고, 연소재의 처리를 포함한 각종 유지보수를 용이하게 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러에 관한 것이다.
최근 일상 생활이나 산업 현장에서 타이어 및 비닐을 포함한 그 외 다양한 플라스틱 합성수지재의 사용량은 급격히 증가하고 있음에 비해, 그에 따라 발생되는 폐플라스틱 합성수지재는 극히 일부만이 재활용되고 나머지 대부분은 폐기물로 분류되어 매립되거나 혹은 소각 처리되고 있다.
한편, 이러한 폐플라스틱을 폐기물로서 처리하는 방법 중 매립하는 방법은 매립지 확보가 어렵고, 매립된 폐기물은 잘 분해되지 않아 토양과 지하수를 오염시키고, 악취를 발생시키는 문제점이 있었다.
그리고, 폐플라스틱을 소각 처리하는 방법은 분리수거된 플라스틱을 소각시키기 위해 가스나 석유 등과 같은 화석 연료를 사용해 연소시켜야 하므로, 화석연료의 사용에 따른 비용증가 및 환경오염은 물론 폐플라스틱의 연소에 따른 열원을 재사용할 수 없다는 문제점이 있었다.
이에 최근에는 폐플라스틱을 연료로 재사용함으로써, 폐플라스틱의 처리를 가능하게 함은 물론 이러한 처리과정에서 발생한 열원을 사용하여 온수나 난방수를 제공할 수 있는 보일러가 제안되고 있다.
폐플라스틱을 연료로 사용하는 보일러로는 본 출원인이 기 출원한 한국등록특허 제866807호가 있으며, 첨부된 도 1을 참조하여 이에 대해 간략하게 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 폐플라스틱 보일러는 폐플라스틱을 연소시켜 연료용 연소가스를 발생시키는 가스발생기(10)와, 상기 가스발생기(10)에서 발생된 연소가스를 공급받아 연소시키는 연소기(20) 및 상기 연소기(20)에서 연소가스를 연소시킴으로써 발생된 열원을 이용하여 온수나 난방수를 제공하는 열교환기(30)를 포함한다.
그리고, 상기 가스발생기(10)는 내측에 길이 방향을 따라 중공부가 형성되어 있는 가스발생 하우징(11)과, 상기 중공부에 회전 가능하게 설치된 이송 스크류(13)와, 상기 이송 스크류(13)를 회전시키는 구동모터(14)와, 이송 스크류(13)에 폐플라스틱이 투입되도록 하우징에 설치된 호퍼(12) 및 투입된 폐플라스틱을 가열하도록 하우징(11)에 설치된 히팅장치(16)를 포함한다.
또한, 상기 연소기(20)는 가스발생기(10)의 출력단에 연결 설치된 연소 하우징(21)을 포함하며, 이때 연소 하우징(21) 내에는 가스발생기(10)의 중공부와 연통하는 연소실(22)이 구비되며, 연소 하우징(21)의 일측에는 연소실(22)에 연소용 공기를 공급하는 공기분사노즐이 설치되어, 가스발생기(10)에서 공급된 연소가스의 점화가 이루어지도록 한다.
또한, 상기 열교환기(30)는 연소기(20)의 출력단에 연결 설치되되 내측에는 연소실(22)과 연통하는 화염실이 형성되어 연소가스가 점화되면서 발생한 화염이 인입되는 열교환 하우징(31) 및 상기 발생된 화염과 열교환을 하도록 열교환 하우징(31) 내에 설치된 수관(32)을 포함한다.
그러나, 이상과 같이 종래기술에서는 연소가스에 연소재나, 완전 연소되지 않고 잔존하는 폐플라스틱 혹은 각종 이물질 등(이하, '연소재'라 함)이 포함되어 열교환기(30) 쪽으로 함께 이동되므로, 관리자가 열교환기(30) 내에 쌓인 연소재를 주기적으로 청소하여야 하는 번거로움이 있음은 물론, 청소를 하지 않으면 수관(32) 등의 표면에 연소재가 쌓이게 되어 열교환율이 저하된다는 문제점이 있었다.
또한, 폐플라스틱의 연소 효율을 높이기 위해서 상기 공기분사노즐을 통해 외부 공기를 강제로 주입하면, 연소실(22) 내부를 빠르게 순환하는 외부 공기에 의해 오히려 연료가스의 완전 연소를 방해하게 된다는 문제점이 있었다.
또한, 히팅장치(16)의 히터봉에 의해 가스발생 하우징(11)이 고온으로 가열되므로 가스발생 하우징(11)의 내구성이 떨어지게 되며, 가스발생 하우징(11)에 히터봉이 내장되어 설치되므로 히터봉의 유지 보수가 힘들고, 고장시에는 가스발생 하우징(11) 전체를 교체해야 되는 문제점이 있었다.
또한, 그 내부를 따라 물이 순환하는 수관(32)이 코일 형상으로 이루어짐과 동시에 열교환 하우징(31)의 벽 내측에 근접 설치되어 있어서 열 효율이 떨어지고, 그에 따라 난방수 및 온수를 제공하기까지 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있었다.
또한, 연소기(20)와 열교환기(30)가 각각 분리 설치되어 있어서 보일러를 구성하는 부품이 많이 필요하게 되고, 당해 장비의 제작비용이 높아지며, 장비의 크기가 커지게 되어 설치공간을 많이 차지한다는 문제점이 있었다.
또한, 호퍼(12)를 통해 투입된 폐플라스틱의 투입량과 이송량을 적절하게 조절할 수 있는 장치가 구비되어 있지 않아 많은 양의 폐플라스틱이 투입되면 입구가 막히게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고체연료에서 발생되는 연소가스의 발생효율을 높이고, 연소가스의 완전 연소가 이루어질수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 가스발생기의 온도에 따라 히팅장치의 온도를 조절함으로써, 가스발생기의 내구성을 높일 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 가스발생기의 공급호퍼로 공급되는 고체연료를 교반시켜 적정량으로 공급되도록 함과 동시에 공급호퍼가 막히는 현상을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 투입부의 투입호퍼에 걸름망을 구비함으로써, 크기가 큰 고체연료를 걸러주어 고체연료가 이송되는 과정에서 스크류컨베이어가 막혀 오작동 되는 것을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 가스발생기에 형성된 공기분사노즐을 통하여 공기를 유입시킴으로써, 연료가스의 연소가 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 열교환기 내에 다수개의 수관을 구비하되, 상기 수관이 열교환기 내부를 수직 방향으로 관통하여 설치되도록 함으로써, 수관 내부를 흐르는 물과 열원 사이의 열교환율을 높이도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 복수개의 수관을 이상과 같이 배치하고, 각 수관을 통해 동시에 물이 흐르도록 함으로써, 한번에 많은 양의 물을 가열하여 수용가에 공급될 많은 양의 증기를 동시에 발생시키는 것에 그 목적이 있다.
또한, 열교환기에 연소재 처리부를 구비여 연소재가 열교환기 내부나 수관에 쌓이는 것을 방지함으로써, 열교환율이 높아짐은 물론, 연소재를 처리하기 위한 별도의 작업을 하지 않아도 됨으로써, 유지보수에 들어가는 비용을 절감시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고체연료를 투입하는 투입부와, 상기 투입부로부터 투입된 고체연료를 저장하는 저장부와, 상기 저장부에 저장된 고체연료를 이송시키는 이송부와, 상기 이송부로부터 이송된 고체연료를 공급받아 용융 및 기화시켜 연료가스를 발생시키고, 상기 발생된 연료가스를 연소시키는 가스발생기와, 상기 가스발생기와 연통되게 구비되어, 상기 연료가스가 연소되면서 발생된 열원과 공급된 물 사이에 열교환이 이루어지도록 함으로써, 상기 물을 증기로 변환시키는 열교환기로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 투입부는 고체연료가 투입되는 투입호퍼가 구비되고, 이 투입호퍼의 상부에는 걸름망이 구비되며, 일측에는 상기 걸름망을 진동시키는 진동모터가 구비되고, 상기 투입호퍼로 투입된 고체연료를 저장부로 이송시키는 제1스크류컨베이어가 구비된 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1스크류컨베이어의 내측에는 한 쌍의 스크류가 구비된 것이 바람직하다.
또한, 상기 저장부는 내측에 공간이 형성된 저장탱크가 구비되고, 이 저장탱크의 일측에는 투입구로부터 공급되는 고체연료를 저장탱크로 이송시키는 제2스크류컨베이어가 수직 상태로 구비되고, 저장탱크에 저장된 고체연료를 이송부로 이송시키는 제3스크류컨베이어가 수직 상태로 구비된 것이 바람직하다.
또한, 상기 저장탱크의 내측 하단부에는 고체연료를 교반시키는 제1교반부재가 구비되고, 일측에는 상기 제1교반부재를 작동시키는 제1모터가 구비된 것이 바람직하다.
또한, 상기 이송부에는 저장부의 제3스크류컨베이어에 의해 이송된 고체연료를 상기 가스발생기가 설치된 방향으로 이송시키는 제4스크류컨베이어가 구비된 것이 바람직하다.
또한, 상기 가스발생기는 상기 이송부로부터 이송된 고체연료가 공급되는 공급부와, 상기 공급부로부터 공급된 고체연료를 건조 및 가열시켜 연료가스를 발생시키는 연료이송부로 구성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 공급부는 상기 이송부의 제4스크류컨베이어로부터 이송된 고체연료가 공급되는 공급호퍼가 구비되고, 상기 공급호퍼의 내측에는 공급된 고체연료를 교반시키는 제2교반부재가 구비되며, 일측에는 상기 제2교반부재를 동작시키는 제2모터가 구비된 것이 바람직하다.
또한, 상기 연료이송부는 내부에 기화실이 형성된 가스발생 하우징과, 상기 가스발생 하우징 일측에 설치되는 구동모터 및 상기 구동모터의 회전으로 기화실에 공급되는 고체연료를 이송시키는 이송스크류축이 구비된 것이 바람직하다.
또한, 상기 가스발생 하우징의 외주면에는 상기 기화실과 연계되는 다수개의 온도센서가 설치된 것이 바람직하다.
또한, 상기 기화실에는 하나 또는 한 쌍의 이송스크류축이 회전 가능하게 설치된 것이 바람직하다.
또한, 상기 가스발생 하우징은 원통형상으로 이루어져 내측에 기화실이 형성된 내벽체 및 상기 내벽체를 감싸되 상기 내벽체로부터 이격되어 설치된 외벽체가 구비되고, 상기 가스발생 하우징에는 다수개의 히터봉이 내장된 히팅장치가 설치된 것이 바람직하다.
상기 가스발생 하우징의 외주면에는 가이드가 형성되고, 상기 히팅장치는 상기 가이드에 탈착 가능하게 체결된 것이 바람직하다.
또한, 상기 히터봉은 상기 내벽체와 외벽체의 사이에 형성된 공기공급관에 설치된 것이 바람직하다.
또한, 상기 가스발생 하우징의 기화실 일측에는 송풍기가 구비되고, 상기 내벽체와 외벽체의 사이에는 상기 송풍기로부터 유입된 공기가 지나는 공기공급관이 형성되며, 상기 공기공급관에는 송풍기로부터 유입된 공기가 상기 기화실까지 와류되면서 공급되도록 하는 와류돌기가 형성되고, 상기 송풍기로부터 유입된 공기가 분출되는 공기분사노즐이 열교환기 방향으로 경사지게 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 열교환기는 가스발생기와 연통되게 설치되는 본체와, 상기 본체의 하부에 설치되며 외부로부터 공급된 물을 일시 저장하는 유체저장탱크와, 상기 본체의 상측에 설치되며 증기를 저장하는 증기저장탱크와, 상기 유체저장탱크와 증기저장탱크를 서로 연결하고, 상기 유체저장탱크에서 공급된 물을 상승시키며, 상기 상승중인 물이 상기 가스발생기에서 발생된 열원과 열교환하여 상기 증기로 상변환된 후 상기 증기저장탱크에 저장되도록 하는 수관으로 구성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 본체는 내측에 통로가 형성되되, 일측에는 상기 열원이 유입되는 유입구가 형성되고, 반대 방향에는 상기 열원을 방출시키는 방출구가 형성되며, 상기 유입구에는 흡입덕트 및 흡입팬이 구비되고, 방출구에는 방출팬이 구비된 것이 바람직하다.
또한, 상기 열교환기의 입력측에 설치된 보조 수관부를 더 포함하며, 상기 보조 수관부는 상기 유체저장탱크로부터 물을 공급받아 분배하는 물 분배관과, 상기 물 분배관의 상측에 설치되어 발생된 증기를 수집하되 일단은 상기 증기저장탱크와 연결된 증기 수집관 및 일단은 상기 물 분배관에 연결되고 타단은 상기 증기 수집관에 연결된 복수개의 보조 수관을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 본체의 하단부에 설치되어 유입된 연소재를 외부로 배출시키는 연소재 처리부를 더 포함하되, 상기 연소재 처리부는 연소재를 포집하도록 상부가 넓게 형성되고, 일측 하단부에는 배출공이 형성된 포집부재 및 상기 포집부재의 내측에는 설치되어 연소재를 상기 배출공으로 이송시키는 배출스크류축을 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명은 고체연료에서 발생되는 연소가스의 발생효율을 높이고, 연소가스의 완전 연소가 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 가스발생기의 온도에 따라 히팅장치의 온도를 조절함으로써, 가스발생기의 내구성을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 가스발생기의 공급호퍼로 공급되는 고체연료를 교반시켜 적정량으로 공급됨과 동시에 공급호퍼가 막히는 현상을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 투입부의 투입호퍼에 걸름망을 구비함으로써, 크기가 큰 고체연료가 이송되는 과정에서 스크류컨베이어가 막혀 오작동 되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 가스발생기에 형성된 공기분사구를 통하여 공기를 유입시킴으로써, 연료가스의 연소가 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 열교환기에 다수개의 순환관과 이 순환관들을 서로 연결해주는 연결관이 구비되어 인 순환관들 및 연결관을 상호간에 유체가 흐르도록 함으로써, 더욱 효율적으로 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 복수개의 수관을 이상과 같이 배치하고, 각 수관을 통해 동시에 물이 흐르도록 함으로써, 한번에 많은 양의 물을 가열하여 수용가에 공급될 많은 양의 증기를 동시에 발생시키는 효과가 있다.
또한, 열교환기에 연소재 처리부를 구비여 연소재가 열교환기 내부나 수관에 쌓이는 것을 방지함으로써, 열교환율이 높아짐은 물론, 연소재를 처리하기 위한 별도의 작업을 하지 않아도 됨으로써, 유지보수에 들어가는 비용을 절감시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 고체연료 보일러를 보인 도면.
도 2는 본 발명에 따른 폐플라스틱 고체연료 가스보일러를 보인 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 폐플라스틱 고체연료 가스보일러를 보인 평면도.
도 4는 본 발명의 투입부와 저장부를 보인 측면도.
도 5는 본 발명의 가스발생기를 보인 측면도.
도 6은 본 발명의 가스발생기를 보인 측단면도.
도 7은 본 발명의 가스발생기를 보인 정단면도.
도 8은 본 발명의 열교환기를 보인 측면도.
도 9는 본 발명의 열교환기를 보인 사시도.
도 10은 본 발명의 열교환기의 내부 구성을 보인 사시도.
도 11은 본 발명의 또 다른 열교환기를 나타낸 측면도.
도 12는 본 발명에 따른 고체연료 보일러의 다른 실시예를 보인 측면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 폐플라스틱 고체연료 가스보일러에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 폐플라스틱 고체연료 가스보일러를 보인 측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 폐플라스틱 고체연료 가스보일러를 보인 평면도이고, 도 4는 본 발명의 투입부와 저장부를 보인 측면도이고, 도 5는 본 발명의 가스발생기를 보인 측면도이고, 도 6은 본 발명의 가스발생기를 보인 측단면도이고, 도 7은 본 발명의 가스발생기를 보인 정단면도이고, 도 8은 본 발명의 열교환기를 보인 측면도이고, 도 9는 본 발명의 열교환기를 보인 사시도이고, 도 10은 본 발명의 열교환기의 내부 구성을 보인 사시도이고, 도 11은 본 발명의 또 다른 열교환기를 나타낸 측면도이며, 도 12는 본 발명에 따른 고체연료 보일러의 다른 실시예를 보인 측면도이다.
도 2 내지 도 12에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 폐플라스틱 고체연료 가스보일러(100)는 이송크레인(111)으로부터 폐플라스틱 조각 등과 같은 고체연료가 투입되는 투입부(110)가 구비된다.
여기서, 상기 투입부(110)는 고체연료가 투입되는 투입호퍼(112)가 구비되고, 이 투입호퍼(112)의 상부에는 걸름망(114)이 경사지게 구비되며, 일측에는 걸름망(114)을 진동시키는 진동모터(116)가 구비된다.
즉, 상기 걸름망(114)은 이송크레인(111)으로 이송되어 공급되는 고체연료 중 입자의 크기가 큰 고체연료 및 이물질 등을 일차적으로 걸러내는 역할을 하는데, 이때 걸름망(114)이 폐기함(W)측으로 경사지게 설치되어 있어서 걸러진 이물질이 굴러 내려가 폐기함(W)에 자동으로 수집된다.
나아가, 상기 투입호퍼(112)의 하단부에는 투입된 고체연료를 이송시키는 제1스크류컨베이어(118)가 구비되고, 제1스크류컨베이어(118)의 배출측 하단부에는 배출공(118a)이 형성된다.
단, 제1스크류컨베이어(118)의 내측에는 하나의 스크류를 구비하여 고체연료를 이송시키거나, 혹은 한 쌍의 스크류를 구비하여 입자가 큰 고체연료를 분쇄시키면서 이송시킬 수 있으며, 한 쌍의 스크류를 설치하는 경우에는 상술한 걸름망(114)을 설치하지 않아도 무방하다.
상기 투입부(110)의 출력측에는 투입호퍼(112)로 투입된 다음 제1스크류컨베이어(118)를 통해 이송된 고체연료를 일시 저장하는 저장부(210)가 구비된다.
여기서, 상기 저장부(210)는 고체연료가 일시 저장되는 저장탱크(212)가 구비되고, 이 저장탱크(212)의 일측부 외측에는 수직 방향으로 장착되는 제2스크류컨베이어(214)가 구비되되, 그 제2스크류컨베이어(214)의 하부에는 배출공(118a)으로부터 배출된 고체연료가 투입되는 투입구(214a)가 설치되어 있고, 상부에는 저장탱크(212) 내부로 고체연료를 공급하는 배출구(214b)가 설치되어 있다.
또한, 제2스크류컨베이어(214)의 반대 방향에는 수직 방향으로 장착되어 저장탱크(212)에 일시 저장된 고체연료를 이송시키는 제3스크류컨베이어(216)가 구비되고, 그 제3스크류컨베이어(216)의 하부에는 저장탱크(212)에 저장된 고체연료가 공급되는 공급구(216a)가 설치되어 있고, 상부에는 공급구(216a)로 투입된 고체연료를 배출시키는 이송구(216b)가 설치되어 있다.
또한, 저장탱크(212)의 바닥면에는 고체연료를 교반시킴으로써 저장된 고체연료가 제3스크류컨베이어(216)의 공급구(216a)로 원활하게 투입되도록 보조하는 제1교반부재(220)가 구비되고, 저장탱크(212)의 외측 하부에는 상기 제1교반부재(220)를 동작시키는 제1모터(222)가 구비된다.
상기 저장부(210)의 출력측에는 제3스크류컨베이어(216)로부터 고체연료를 공급받아 일 방향으로 이송시키는 이송부(310)가 구비된다.
여기서, 상기 이송부(310)는 제3스크류컨베이어(216)의 이송구(216b) 하부와 그 일단이 연결되어 고체연료를 공급받고, 반대 방향 하부에는 공급구(312a)가 형성된 제4스크류컨베이어(312)가 구비된다.
상기 이송부(310)의 출력측에는 이송부(310)를 통해 이송된 고체연료를 공급받아 건조 및 가열시킴으로써 연료가스를 발생시킴과 동시에 그 발생된 연료가스의 연소가 이루어지는 가스발생기(400)가 구비된다.
이를 위해, 상기 가스발생기(400)는 이송부(310)의 제4스크류컨베이어(312)를 통해 이송된 고체연료를 공급하는 공급부(410)가 구비된다.
공급부(410)는 고체연료가 공급되는 공급호퍼(412)가 구비되고, 공급호퍼(412)의 내측에는 다수개의 날개(414a)를 구비한 제2교반부재(414)가 설치되며, 상단부에는 제2교반부재(414)를 작동시키는 제2모터(416)가 구비된다.
따라서, 공급호퍼(412)로 공급된 고체연료를 제2교반부재(414)가 회전하면서 교반시켜 공급호퍼(412)의 배출측이 막히는 것을 방지한다.
또한, 가스발생기(400)는 공급부(410)로 공급된 고체연료를 건조 및 가열시켜 연료가스를 발생시키고, 아울러 그 발생된 연료가스를 연소시키는 연료이송부(420)를 더 구비한다.
여기서, 상기 연료이송부(420)는 그 내측에 기화실(423)이 형성된 가스발생 하우징(422)이 구비되고, 가스발생 하우징(422)의 일측에는 구동모터(425)가 구비되며, 구동모터(425)의 회전에 의해 기화실(423)에 공급된 고체연료를 일 방향으로 이송시키는 이송스크류축(424)이 구비된다.
아울러, 가스발생 하우징(422)의 외측부에는 기화실(423)에 공급된 고체연료를 건조 및 가열시키는 히팅장치(440)가 구비되고, 구동모터(425)와 가스발생 하우징(420) 사이에는 기어박스(426)가 구비되며, 일측에는 가스발생기(400)의 전반적인 제어를 담당하는 컨트롤러(428)가 구비된다.
이때, 상기 가스발생 하우징(422)에는 공급된 고체연료가 용융 및 기화될 수 있는 기화실(423)이 구비되는데, 기화실(423)은 가스발생 하우징(422)의 내측 중심에 길이 방향을 따라서 중공부를 형성함으로써 이루어지며, 이송스크류축(424)은 베어링(미도시)에 의해 회전 가능하게 체결 고정된다.
나아가, 상기 가스발생 하우징(422)은 이중관 형상으로 형성되어 이송스크류축을 감싸는 내벽체(422a)와 상기 내벽체(422a) 보다 크게 형성되어 내벽체(422a)를 감싸는 외벽체(422b)로 이루어진다.
내벽체(422a)와 외벽체(422b) 사이에는 공기가 순환되는 공기공급관(430)이 형성되며, 이때 공급부(410)의 반대 방향에는 상기 공기공급관(430)으로 공기를 공급하는 송풍기(434)가 구비되고, 송풍기(434)의 반대 방향에는 기화실(423) 내부로 공기를 분사하는 공기분사노즐(432)이 형성된다.
단, 상기 공기공급관(430)을 형성하는 외벽체(422b)의 내주면에는 일정 간격마다 다수개의 와류돌기(436)가 돌출 형성되는데, 와류돌기(436)는 공기공급관(430)으로 공급된 공기가 와류되어 신속한 이동이 가능하게 하므로, 결국은 공기분사노즐(432)를 통한 기화실(423)로의 공기 공급이 원활히 이루어지도록 한다.
한편, 상기 가스발생 하우징(422)에는 기화실(423) 내부의 온도를 감지하는 다수개의 온도센서(429)가 구비된다. 온도센서(429)는 가스발생 하우징(422)의 외주면에 설치되되, 기화실(423)과 연계되게 설치되어 기화실(423) 내부의 온도를 감지할 수 있다.
따라서, 온도센서(429)가 기화실(423)의 온도를 측정한 후 그 측정된 정보를 컨트롤러(428)로 전송하면, 정보를 입력받은 컨트롤러(428)에서는 온도센서(429)에서 감지된 온도에 따라 기화실(423) 내부의 온도를 조절할 수 있게 된다.
즉, 컨트롤러(428)는 기화실(423)의 온도가 과도하게 높은 경우에는 제3스크류컨베이어(216)의 회전속도를 늦추어 공급부(410)로 공급되는 고체연료의 양을 줄이고, 그와 동시에 히팅장치(440)에 인가되는 전원을 차단하거나 낮춤으로써, 기화실(423) 내의 온도가 다시 정상상태까지 낮아지게 한다.
한편, 상기 이송스크류축(424)은 기화실(423)로 공급된 고체연료를 출력측으로 이송시키는 것으로, 기어박스(426)를 통하여 구동모터(425)와 결합되어 있어서, 구동모터(425)의 작동에 의해 회전시 공급된 고체연료를 섞어주면서 일방향으로 이송시킨다.
이때, 상기 이송스크류축(424)은 가스발생기(400)의 크기 및 용량에 따라 한개 또는 한 쌍(즉, 2개) 이상을 설치하여 사용할 수도 있다.
아울러, 상기 이송스크류축(424)의 날개(424a)는 고체연료를 이송시키는 방향으로 갈수록 점차 넓게 형성됨으로써 고체연료를 원활하게 이송시킴은 물론, 기화실(423)이 막히는 현상을 방지하여, 고체연료의 기화가 원활히 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 상기 히팅장치(440)는 설치 및 유지보수가 용이하도록 가스발생 하우징(422)의 외주면에 설치되되, 원주방향을 따라서 일정 간격마다 설치된 복수개의 가이드(442)와, 이 가이드(442)들에 각각 체결 고정된 케이스(444) 및 이 케이스(444)의 내측에 각각 내설된 히터봉(446)들로 이루어진다.
아울러, 상기 히팅장치(440)는 가스발생 하우징(422)의 길이 방향을 따라 설치되되, 그 길이 방향으로 분할되어 당해 가스발생 하우징(422)의 길이 방향을 따라 일정 간격마다 설치된다. 즉, 소정 길이의 히팅장치(440)들이 일렬로 나란히 배열되어 설치된다.
따라서, 히팅장치(440)가 가스발생 하우징(422)의 기화실(423)을 따라 이송되는 고체연료를 가열시켜 연료가스를 발생시키는 역할을 수행할 수 있게 된다.
한편, 상기 가스발생기(400)의 하부에는 당해 가스발생기(400)를 지지하는 지지플레이트(450)가 구비되되, 이 지지플레이트(450)는 다수의 지지대(452)가 구비되고, 이 지지대(452)의 상면에는 베이스(454)가 고정되며, 이 베이스(454)의 상부에는 가스발생기(400)의 길이 방향으로 한 쌍의 레일(455)이 구비된다.
여기서, 상기 레일(455)에는 이동바퀴(456)가 끼워져 이송베이스(458)가 이동 가능하게 설치된다. 이송베이스(458)의 상부에는 컨트롤러(428)와, 구동모터(425) 및 가스발생기(400)가 고정되어 있다.
상기 가스발생기(400)의 출력측에는 가스발생기(400)와 연통되게 구비되어 연료가스가 연소되면서 발생된 열원(즉, 화염 및 고온의 연소가스)과 외부에서 공급된 물 사이에 열교환이 이루어지는 열교환기(500)가 구비된다.
여기서, 상기 열교환기(500)는 가스발생 하우징(422)의 기화실(423)과 연통되게 설치되되, 내측에는 상술한 열원의 이동을 안내하는 통로가 형성된 본체(510)가 구비된다.
이때, 상기 본체(510)의 측벽에는 당해 본체(510)의 내부를 청소하거나 유지보수할 수 있도록 개폐 가능한 도어(513)가 설치된다.
나아가, 상기 본체(510)의 입력측에는 가스발생기(400)에서 발생된 열원이 공급되는 유입구(511)가 형성되고, 그 반대 방향인 출력측에는 열교환을 마친 열원(즉, 폐열)을 외부로 방출시키는 방출구(512)가 형성된다.
아울러, 상기 유입구(511)가 구비된 본체(510)의 입력측에는 외부공기를 흡입하여 본체(510) 내부로 강제 공급하는 흡입덕트(511a)가 연결 설치되고, 이 흡입덕트(511a)의 일측에는 흡입팬(511b)이 설치된다.
그리고, 방출구(512)에는 상기 흡입된 공기를 외부로 강제 방출시키는 방출팬(512a)이 구비되어, 결국은 유입구(511)를 통해 본체(510) 내부로 유입된 열원이 방출구(512)를 통해 방출되도록 강제한다.
또한, 도 10을 통해 좀더 명확히 알 수 있는 바와 같이, 상기 본체(510)의 하부에는 유체저장탱크(520)가 구비되고, 본체(510)의 상부에는 증기저장탱크(530)가 구비되며, 이들 유체저장탱크(520)와 증기저장탱크(530)는 복수개의 수관(540)들을 통해 서로 연결된다.
유체저장탱크(520)는 직수나 온수(즉, 예열된 직수)를 공급받아 일시 저장하는 것으로, 그 상단부에는 상기 수관(540)의 하단이 연결되는 제1연결공(521)들이 복수개 형성되어 있고, 출력측 단부에는 유지 보수 등을 위해 당해 유체저장탱크(520) 내부로 들어갈 수 있는 유체탱크 도어(522)가 설치된다.
증기저장탱크(530)는 증기를 일시 저장하는 것으로, 그 하단부에는 상기 수관(540)의 상단이 연결되는 제2연결공(531)들이 복수개 형성되어 있고, 그 상단부에는 당해 증기저장탱크(530)에 저장된 증기를 비닐 하우스 등과 같은 수용가에 공급하는 증기공급구(532)가 설치되어 있으며, 출력측 단부에는 역시 유지 보수 등을 위해 당해 증기저장탱크(530) 내부로 들어갈 수 있는 증기탱크 도어(533)가 설치된다.
위에서 사용하지 않는 제2연결공(531)은 캡(C)을 사용하여 막아두며 이는 제1연결공(521) 역시 마찬가지이다.
수관(540)은 상기 유체저장탱크(520)에 일시 저장된 물의 상승을 안내하는 것으로, 양단이 각각 유체저장탱크(520)와 증기저장탱크(530)에 연통하여 결합되며, 열전도율이 높으면서도 고온에도 변형이나 손상이 발생하지 않는 특수합금재질로 이루어져 있다.
또한, 각 수관(540)은 지면에 대해 수직한 방향으로 설치되되, 복수개의 수관(540)들이 서로 일정 간격마다 이격 설치되어 본체(510) 내부를 통과하는 열원과의 열교환율을 더욱 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 증기저장탱크(530)에 저장된 물이 복수개의 수관(540)들을 따라 상승하여 증기저장탱크(530) 측을 향하는 도중에 열교환기(500) 내부로 공급된 고온의 열원과 열교환을 함으로써 증기로 상변환(액체->기체)된 다음 증기저장탱크(530)에 저장되고, 이와 같이 증기저장탱크(530)에 저장된 증기는 상술한 증기공급구(532)를 통해 수용가에 난방용 등으로 공급된다.
즉, 가스발생기(400)로부터 공급된 열원은 약 1600℃ 정도의 고온을 유지하므로, 수관(540) 내부를 따라 상승하던 물이 상기 고온의 열원에 의해 순간적으로 증기화된 다음 증기저장탱크(530)에 저장되고, 이상과 같이 물과 열교환을 마친 열원은 방출구(512)를 통해 강제로 방출된다.
단, 수관(540)을 통한 물의 상승은 일 예로 공급펌프(미도시)를 이용하여 유체저장탱크(520) 내부에 고압으로 물을 공급함으로써 이루어질 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
또한, 이상에서는 그 길이가 긴 원통형상의 유체저장탱크(520)를 2개 구비하고, 상기 유체저장탱크(520)와 유사한 형상의 증기저장탱크(530)를 1개 구비한 것을 일 예로 도시하였으나, 본 발명은 유체저장탱크(520)나 증기저장탱크(530)의 형상이나 갯수를 한정하는 것이 아님은 자명할 것이다.
도 10에서 설명을 생략한 발판(S)은 2개의 유체저장탱크(520)의 상단부에 걸쳐져 설치되어, 작업자가 유지 보수 등을 수행시 밟고 올라갈 수 있게 하며, 당해 발판(S)은 상술한 도어(513)를 통해 접근 가능하다.
발판(S)이 설치된 부분에는 수관(540)이 설치되어 있지 않아 작업자가 이동할 수 있는 공간을 확보할 수 있도록 해야함은 당연하다.
한편, 상기 본체(510)의 내부에는 연소재를 외부로 배출시키는 연소재 처리부(550)가 더 구비된다.
여기서, 상기 연소재 처리부(550)는 본체(510)의 하단부에 길이 방향을 따라 길게 설치된 포집부재(551)가 구비되되, 이 포집부재(551)는 상단부는 넓게 형성되고, 하단부는 좁게 형성되어 있어서, 열교환기(500)를 따라 유동하는 열원에 포함된 연소재 등을 포집한다.
나아가, 상기 포집부재(551)의 내측 하부에는 포집된 연소재를 외부로 배출시키는 배출스크류축(552)이 구비되고, 포집부재(551)의 일측 하단부에는 배출스크류축(552)에 의해 이송된 연소재를 외부로 배출시키는 배출공(553)이 형성된다.
따라서, 상기 본체(510)의 내측으로 연소재나, 연소되지 않은 고체연료 혹은 각종 잔재물 등(이하, '연소재'라 함)이 유입된 경우, 유입된 연소재가 본체(510)의 하부에 구비된 포집부재(551)에 수집되고, 이 포집부재(551)에 수집된 연소재가 배출스크류축(552)에 의해 일 방향으로 이송되며, 그 이송된 연소재가 배출공(553)을 통해 외부로 배출되게 된다.
한편, 본 발명은 도 11에 도시된 바와 같이 보조 수관부(540')를 더 포함할 수 있는데, 보조 수관부(540')는 열교환기(500)의 입력측에 추가로 더 설치되어 증기발생량을 증가시키고, 더욱 효율적인 열원의 사용을 가능하게 한다.
이를 위해, 보조 수관부(540')는 상기 유체저장탱크(520)로부터 물을 공급받아 분배하는 물 분배관(542')과, 상기 물 분배관(542')의 상측에 설치되어 발생된 증기를 수집하되 일단은 상기 증기저장탱크(530)와 연결된 증기 수집관(543') 및 일단은 상기 물 분배관(542')에 연결되고 타단은 상기 증기 수집관(543')에 연결된 복수개의 보조 수관(541')을 포함한다.
따라서, 유체저장탱크(520)에 저장된 물이 물 분배관(542')으로 공급된 후 각 보조 수관(541')으로 분배되면, 각 보조 수관(541')을 따라 상승하는 물이 열원에 의해 증기로 상변환된 다음 증기 수집관(543')으로 유입되고, 유입된 증기는 증기저장탱크(530)에 저장되어, 증기 발생 및 수집량을 늘릴 수 있게 된다. 즉, 보일러의 용량을 증가시킬 수 있게 한다.
또한, 이상과 같은 보조 수관부(540')를 더 구비하게 되면, 그에 따라 보조 수관부(540')의 하부에 보조 연소재 처리부(550')를 구비해야 하는데, 보조 연소재 처리부(550')는 보조 수관부(540')의 하단에 길이 방향을 따라 길게 설치된 보조 포집부재(551')와, 상기 보조 포집부재(551')의 내측에 설치된 보조 배출스크류축(552') 및 상기 보조 포집부재(551')의 일측 하단부에 구비되어 배출스크류축(552)에 의해 이송된 연소재를 외부로 배출시키는 보조 배출공(553')을 포함한다.
단, 연소재 처리부(550)의 하측에 구비된 배출공(553)은 보조 연소재 처리부(550')의 보조 포집부재(551')의 직상부에 위치하도록 함으로써, 연소재 처리부(550)의 배출공(553)을 통해 배출된 연소재가 보조 연소재 처리부(550')에 포집되어, 보조 연소재 처리부(550')에 포집된 다른 연소재와 함께 배출되도록 하는 것이 바람직하다.
이하, 이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 폐플라스틱 고체연료 가스보일러에 대한 작용관계를 설명하면 다음과 같다.
먼저 이송크레인(111)으로부터 공급되는 고체연료를 투입부(110)의 걸름망(114) 상부로 투입하면, 진동모터(116)에 의해 걸름망(114)이 진동하고 있어서 입자가 작은 고체연료만 걸름망(114)을 통과하여 투입호퍼(112)로 투입되고, 입자가 큰 고체연료나 이물질 등은 일측에 구비된 폐기함(W)로 굴러내려가 수집된다.
이렇게 적절한 크기의 고체연료가 투입호퍼(112)로 투입되면, 그 고체연료는 제1스크류컨베이어(118)에 의해 저장부(210)로 이동된다.
저장부(210)로 이동된 고체연료는 제2스크류컨베이어(214)의 투입구(214a)로 떨어지게 되고, 투입구(214a)로 떨어진 고체연료는 제2스크류컨베이어(214)에 의해 상부로 이송되며, 상부로 이송된 고체연료는 제2스크류컨베이어(214)의 배출구(214b)를 통해 배출되어 저장탱크(212)로 공급된다.
저장탱크(212)에 공급된 고체연료는 제1교반부재(220)의 회전에 의해 제3스크류컨베이어(216)의 공급구(216a)로 공급되고, 이 공급구(216a)로 공급된 고체연료는 제3스크류컨베이어(216)에 의해 상부로 이동되어 이송구(216b)를 통해 제4스크류컨베이어(312)로 공급된다.
제4스크류컨베이어(312)로 공급된 고체연료는 가스발생기(400)의 공급부(410)에 형성된 공급호퍼(412)로 공급되고, 공급호퍼(412)로 공급된 고체연료는 가스발생 하우징(422)의 기화실(423)로 공급된다.
이때, 상기 공급호퍼(412)로 공급된 고체연료는 제2교반부재(414)의 회전에 의해 교반이 이루어지게 되어 공급호퍼(412)가 막히는 현상을 방지함과 동시에 고체연료가 기화실(423)까지 원활하게 공급되도록 한다.
기화실(423)로 공급된 고체연료는 이송스크류축(424)의 회전에 의해 열교환기(500) 방향으로 이송된다.
이때, 상기 컨트롤러(428)에서는 기화실(423)로 공급된 고체연료의 양에 따라 이송스크류축(424)의 회전속도를 조절한다. 즉, 기화실(423)로 공급되는 고체연료가 적은 경우에는 구동모터(425)의 작동을 빠르게 하여 이송스크류축(424)의 회전 속도를 높임으로써 공급량을 늘리고, 반대로 고체연료가 과다하게 공급되게 되면 구동모터(425)의 작동을 느리게 하여 이송스크류축(424)가 서행으로 회전하도록 함으로써 고체연료의 공급량을 줄인다.
이렇게 상기 기화실(423)로 고체연료가 공급되고 있는 도중에, 히팅장치(440)를 동작시켜 기화실(423) 내부의 온도가 높아지도록 하고, 이 상태에서 이송스크류축(424)에 의해 고체연료가 이송되면 당해 고체연료가 용융 및 기화되어 연료가스가 발생하게 된다.
이때, 상기 온도센서(429)가 기화실(423) 내부의 온도를 측정하여 측정 정보를 컨트롤러(428)로 전송하고, 정보를 입력받은 컨트롤러(428)는 입력된 온도 정보를 분석하여 기화실(423) 내부가 설정된 온도보다 높은 경우에는 히팅장치(440)의 히터봉(446)에 인가되는 전원을 일시적으로 차단하여 기화실(423)의 온도가 설정온도까지 낮아지도록 하고, 기화실(423)의 온도가 설정온도 이하인 경우에는 히터봉(446)에 인가되는 전원의 크기를 높여 기화실(423)의 온도가 높아지도록 한다.
이상과 같이 컨트롤러(428)에 의해 히팅장치(440)를 제어함으로써, 기화실(423)에서 이송되는 고체연료가 항시 적정 온도에서 용융 및 기화될 수 있는 최적의 상태를 유지할 수 있게 된다.
그리고, 상기 송풍기(434)에 의해 외부공기를 유입하여 기화실(423)로 강제 공급함으로써, 고체연료가 용이하게 용융 및 기화되도록 한다.
즉, 상기 송풍기(434)에 의해 외부공기가 유입되게 되면 이 공기는 내벽체(422a)와 외벽체(422b)의 사이에 형성된 공기공급관(430)으로 공급되고, 공기공급관(430)으로 공급된 공기는 공기분사노즐(432)을 통하여 기화실(423)로 분사된다.
공기분사관(430)을 통하여 공기가 공기분사노즐(432) 방향으로 이동하는 과정에서 와류돌기(436)에 의해 와류되면 당해 공기가 공기분사노즐(432) 방향으로 신속하게 이동됨은 위에서 설명하였다.
한편, 이렇게 공기공급관(430)을 통해 이동된 공기는 공기분사노즐(432)을 통해 기화실(423)로 고압 분사되고, 고압으로 분사된 공기가 고체연료가 용융 및 기화되어 발생된 연료가스와 혼합됨으로써 연료가스의 연소효율을 높일 수 있게 한다.
단, 송풍기(434)는 컨트롤러(428)에 의해 제어가 이루어지는데, 송풍기(434)에 의해 외부공기를 유입시, 컨트롤러(428)가 구동모터(425)의 회전속도 및 공급호퍼(412)로 공급되는 고체연료의 양에 따라 외부공기를 흡입하는 양을 조절하게 된다.
이와 같이 기화실(423)에서 발생된 연료가스가 열교환기(500) 측을 향해 이동되는 과정에서 연소가 이루어져 열원(즉, 화염 및 고온의 연소가스)이 발생되고, 그 발생된 열원은 열교환기(500)의 유입구(511)를 통해 본체(510) 내부로 공급되고, 공급된 열원은 본체(510) 내부를 경유한 다음 방출구(512)를 통해 방출된다.
열교환기(500)의 본체(510) 내부를 경유하는 열원은 본체(510)의 입력측에 구비된 흡입팬(511b) 및 흡입덕트(511a)를 통해 외부공기가 강제공급되고, 그와 동시에 본체(510)의 출력측에 구비된 방출팬(512a)이 동작하므로, 상기 강제공급된 공기가 강제배출되는 과정에서 공급된 열원도 강제로 유동된다.
한편, 이상과 같이 열교환기(500) 내부를 따라 열원이 유동되고 있는 도중에, 하측의 유체저장탱크(520)에 일시 저장된 물이 수관(540)을 따라 증기저장탱크(530)가 설치된 상측을 향해 상승한다.
이때, 수관(540)은 복수개 구비되되, 각 수관(540)은 열교환율을 높이도록 얇은 관 형상으로 이루어져 있다. 즉, 하나의 두꺼운 관을 사용하는 경우에 비해 열원과의 접촉 표면적을 높이도록 수관(540)은 복수개의 미세관들로 이루어진다.
그리고, 이상과 같은 수관(540)들은 약 1600℃의 고온의 열원이 유동하는 경로상에 설치되어 있다. 따라서, 수관(540)을 따라 상승하던 물은 순간적으로 증기로 상변환된 다음 증기저장탱크(530)에 저장된다.
물론, 열교환기(500)의 입력측에 보조 수관부(540')를 더 구비한 경우에는 당해 보조 수관부(540')에서 발생된 증기 역시 증기저장탱크(530)에 저장된다.
이러한 과정을 통해 증기저장탱크(530)에 포집된 고온의 증기는 증기공급구(532)를 통해 비닐 하우스 등을 비롯한 다양한 수용가에 공급된다.
한편, 상기 열교환기(500)의 본체(510) 내부로 공급된 열원에는 연소재가 포함될 수 있는데, 이러한 연소재는 연소재 처리부(550)의 포집부재(551)에 쌓이게 되고, 포집부재(551)에 쌓인 연소재는 배출스크류축(552)의 회전에 의해 일방향으로 이송되며, 일방향으로 이송된 연소재는 배출공(553)을 통하여 외부로 배출된다.
물론, 보조 수관부(540')를 더 포함한 경우에는 이상에서 설명한 바와 같이 보조 연소재 처리부(550')를 더 포함하므로, 연소재 처리부(550)의 배출공(553)을 통해 배출된 연소재가 보조 연소재 처리부(550')에 포집되어, 보조 연소재 처리부(550')에 포집된 다른 연소재와 함께 배출된다.
따라서, 유입된 연소재를 연소재 처리부(550)에 의해 외부로 배출함으로써, 열교환기(500) 내부에 연소재가 쌓이는 것을 방지하고, 그에 따라 열교환기(500)를 수시로 청소할 필요가 없게 하여 유지보수 비용을 절감시킴은 물론, 열효율을 극대화시킬 수 있게 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐플라스틱 고체연료 가스보일러에 대해 설명한다.
도 12는 본 발명에 따른 폐플라스틱 고체연료 가스보일러의 다른 실시예를 보인 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 히터봉(446)은 내벽체(422a)와 외벽체(422b) 사이에 형성된 공기공급관(430)에 설치된다.
이때, 상기 히터봉(446)을 공기공급관(430)에 설치할 때 길이 방향을 따라 소정 구간으로 구획하여 설치, 즉, 단위 길이의 히터봉(446)을 일렬로 배열하여 설치하고, 컨트롤러(428)의 제어에 의해 그 구획된 구간별로 서로 다른 온도로 동작하게 함으로써, 기화실(423)을 통과하는 고체연료의 기화가 잘 이루어지도록 한다.
즉, 상기 히터봉(446)을 구획하여 온도를 달리하되, 공급호퍼(412) 방향부터 시작하여 열교환기(500) 방향으로 갈수록 점차 온도가 높아지도록 설정함으로써, 이 히터봉(446)의 구간을 통과하는 과정에서 고체연료의 건조가 먼저 이루어진 다음, 그 후 건조된 고체연료가 용융 및 기화되도록 하여 연료가스를 발생시킨다.
한편, 이상과 같은 구성상의 차이점을 제외한 그 외 다른 구성들은 위에서 설명한 본 발명의 일 실시예와 실질적으로 동일 혹은 유사하고, 아울러 그 작용관계 역시 전자에서와 동일한 방법에 의해 이루어지므로 이하에서는 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.
이상 본 발명에 따른 폐플라스틱 고체연료 가스보일러에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
본 발명의 폐플라스틱 고체연료 가스보일러는 폐플라스틱을 연료로서 사용하여 폐플라스틱의 재활용율을 높임은 물론, 폐플라스틱의 가열을 통한 연료가스의 발생율 및 연료가스를 연소시켜 발생된 열원의 열교환율을 높이고, 연소재의 처리를 포함한 각종 유지보수를 용이하게 한다.
100 : 폐플라스틱 고체연료 가스보일러 110 : 투입부
112 : 투입호퍼 114 : 걸름망
116 ; 진동모터 118 , 214, 216, 312 : 스크류컨베이어
118a : 배출공 210 : 저장부
212 : 저장탱크 214a : 투입구
216a: 공급구 216b: 이송구
214b, 312a : 배출구 220, 414 : 교반부재
222 : 제1모터 310 : 이송부
400 : 가스발생기 410 : 공급부
412 : 공급호퍼 414a : 날개
420 : 연료이송부 422 : 가스발생 하우징
422a : 내벽체 422b : 외벽체
423 : 기화실 424 : 이송스크류축
425 : 구동모터 426 : 기어박스
428 : 컨트롤러 429 : 온도센서
430 : 공기공급관 432 : 공기분사노즐
434 : 송풍기 436 : 와류돌기
440 : 히팅장치 442 : 가이드
444 : 케이스 446 : 히터봉
450 : 지지플레이트 452 : 지지대
454 : 베이스 456 : 이동바퀴
458 : 이송베이스 500 : 열교환기
510 : 본체 520 : 유체저장탱크
530 : 증기저장탱크 540 : 수관
540' : 보조 수관부 541': 보조 수관
550 : 연소재 처리부 550': 보조 연소재 처리부

Claims (19)

  1. 고체연료를 투입하는 투입부(110)와,
    상기 투입부(110)로부터 투입된 고체연료를 저장하는 저장부(210)와,
    상기 저장부(210)에 저장된 고체연료를 이송시키는 이송부(310)와,
    상기 이송부(310)로부터 이송된 고체연료를 공급받아 용융 및 기화시켜 연료가스를 발생시키고, 상기 발생된 연료가스를 연소시키는 가스발생기(400)와,
    상기 가스발생기(400)와 연통되게 구비되어, 상기 연료가스가 연소되면서 발생된 열원과 공급된 물 사이에 열교환이 이루어지도록 함으로써, 상기 물을 증기로 변환시키는 열교환기(500)로 이루어지되,
    상기 투입부(110)는 고체연료가 투입되는 투입호퍼(112)가 구비되고, 이 투입호퍼(112)의 상부에는 걸름망(114)이 구비되며, 일측에는 상기 걸름망(114)을 진동시키는 진동모터(116)가 구비되고,
    상기 투입호퍼(112)로 투입된 고체연료를 저장부(210)로 이송시키는 제1스크류컨베이어(118)가 구비된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1스크류컨베이어(118)의 내측에는 한 쌍의 스크류가 구비된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장부(210)는 내측에 공간이 형성된 저장탱크(212)가 구비되고, 상기 저장탱크(212)의 일측부 외측에는 수직 방향으로 장착되며 하부에 투입구(213a)가 설치된 제2스크류컨베이어(214)가 구비되고, 타측부 외측에는 상기 저장탱크(212)에 일시 저장된 고체연료를 이송시키는 제3스크류컨베이어(216)가 수직 방향으로 장착된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 저장탱크(212)의 내측 하단부에는 고체연료를 교반시키는 제1교반부재(220)가 구비되고, 일측에는 상기 제1교반부재(220)를 작동시키는 제1모터(222)가 구비된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 이송부(310)에는 저장부(210)의 제3스크류컨베이어(216)에 의해 이송된 고체연료를 상기 가스발생기(400)가 설치된 방향으로 이송시키는 제4스크류컨베이어(312)가 구비된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 가스발생기(400)는 상기 이송부(310)로부터 이송된 고체연료가 공급되는 공급부(410)와,
    상기 공급부(410)로부터 공급된 고체연료를 건조 및 가열시켜 연료가스를 발생시키는 연료이송부(420)로 구성된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 공급부(410)는 상기 이송부(310)의 제4스크류컨베이어(312)로부터 이송된 고체연료가 공급되는 공급호퍼(412)가 구비되고,
    상기 공급호퍼(412)의 내측에는 공급된 고체연료를 교반시키는 제2교반부재(414)가 구비되며, 일측에는 상기 제2교반부재(414)를 동작시키는 제2모터(416)가 구비된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 연료이송부(420)는 내부에 기화실(423)이 형성된 가스발생 하우징(422)과, 상기 가스발생 하우징(422) 일측에 설치되는 구동모터(425) 및 상기 구동모터(425)의 회전으로 기화실(423)에 공급되는 고체연료를 이송시키는 이송스크류축(424)이 구비된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가스발생 하우징(422)의 외주면에는 상기 기화실(423)과 연계되는 다수개의 온도센서(429)가 설치된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 기화실(423)에는 하나 또는 한 쌍의 이송스크류축(424)이 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 가스발생 하우징(422)은 원통형상으로 이루어져 내측에 기화실(423)이 형성된 내벽체(422a) 및 상기 내벽체(422a)를 감싸되 상기 내벽체(422a)로부터 이격되어 설치된 외벽체(422b)가 구비되고,
    상기 가스발생 하우징(422)에는 다수개의 히터봉(446)이 내장된 히팅장치(440)가 설치된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스발생 하우징(422)의 외주면에는 가이드(442)가 형성되고, 상기 히팅장치(440)는 상기 가이드(442)에 탈착 가능하게 체결된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
  14. 삭제
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스발생 하우징(422)의 기화실(423) 일측에는 송풍기(434)가 구비되고, 상기 내벽체(422a)와 외벽체(422b)의 사이에는 상기 송풍기(434)로부터 유입된 공기가 지나는 공기공급관(430)이 형성되며,
    상기 공기공급관(430)에는 송풍기(434)로부터 유입된 공기가 상기 기화실(423)까지 와류되면서 공급되도록 하는 와류돌기(436)가 형성되고,
    상기 송풍기(434)로부터 유입된 공기가 분출되는 공기분사노즐(432)이 열교환기(500) 방향으로 경사지게 형성되며,
    상기 공기공급관(430)에는 상기 히터봉(446)이 설치된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환기(500)는 가스발생기(400)와 연통되게 설치되는 본체(510)와,
    상기 본체(510)의 하부에 설치되며 외부로부터 공급된 물을 일시 저장하는 유체저장탱크(520)와,
    상기 본체(510)의 상측에 설치되며 증기를 저장하는 증기저장탱크(530)와,
    상기 유체저장탱크(520)와 증기저장탱크(530)를 서로 연결하고, 상기 유체저장탱크(520)에서 공급된 물을 상승시키며, 상기 상승중인 물이 상기 가스발생기(400)에서 발생된 열원과 열교환하여 상기 증기로 상변환된 후 상기 증기저장탱크(530)에 저장되도록 하는 수관(540)으로 구성된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 본체(510)는 내측에 통로가 형성되되, 일측에는 상기 열원이 유입되는 유입구(511)가 형성되고, 반대 방향에는 상기 열원을 방출시키는 방출구(512)가 형성되며,
    상기 유입구(511)에는 외부공기를 흡입하여 상기 본체(510) 내부로 강제 공급하는 흡입덕트(511a)가 연결 설치되고 상기 흡입덕트(511a)의 일측에는 흡입팬(511b)이 구비되고, 방출구(512)에는 방출팬(512a)이 구비된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 열교환기(500)의 입력측에 설치된 보조 수관부(540')를 더 포함하며,
    상기 보조 수관부(540')는 상기 유체저장탱크(520)로부터 물을 공급받아 분배하는 물 분배관(542')과, 상기 물 분배관(542')의 상측에 설치되어 발생된 증기를 수집하되 일단은 상기 증기저장탱크(530)와 연결된 증기 수집관(543') 및 일단은 상기 물 분배관(542')에 연결되고 타단은 상기 증기 수집관(543')에 연결된 복수개의 보조 수관(541')을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 본체(510)의 하단부에 설치되어 유입된 연소재를 외부로 배출시키는 연소재 처리부(550)를 더 포함하되,
    상기 연소재 처리부(550)는 연소재를 포집하도록 상부가 넓게 형성되고, 일측 하단부에는 배출공(553)이 형성된 포집부재(551) 및 상기 포집부재(551)의 내측에는 설치되어 연소재를 상기 배출공(553)으로 이송시키는 배출스크류축(552)을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 가스보일러.
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