KR100211676B1 - 스팀 전환가열식 완전연소 드라이어버너를 채용한 냉골재 가열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉 골재를 가열시키는 가열 장치에 있어 드라이어 버너의 완전연소를 이루게 하여 완전 연소된 강한 열기안을 드라이어 내부에 침투시켜 골재에 함유된 수분이 수증기로 전환하면서 전체 온도를 고르게 상승시켜 이를 통한 냉 골재의 원활한 가열 상태로 인한 AP3원액 절감 및 아스콘(Ascon) 품질이 균일 향상되어 소성 변형 및 제반 하자 발생 해소로 인한 양질의 아스콘을 얻는 스팀 전환가열식 완전연소 드라이어 버너를 채용한 냉 골재 가열 장치에 관한 것이며, 이를 실현하기 위하여 연료 및 연소에 필요한 압축된 공기를 스팀과 연료를 혼합시켜 이를 고속으로 토출시키는 드라이어 버너와; 내부에 단열 층이 설치되고 양측이 연통되어 상기 드라이어 버너 일 측으로 설치되며 일측 선단 외주면으로 건조된 골재에 보충스팀을 공급하는 스팀 공급 보일러가 부설되고 일 측면으로 착화를 유도하는 착화판이 부설된 착화부와; 내부에 이 또한 단열 층이 설치되고 양측이 연통되어 상기 착화부에 일정 유격 떨어져 설치된 연소부와; 드라이어 버너로부터 발생된 완전연소 열과 스팀을 통해 넣어진 냉 골재를 균일하게 가열시키는 드라이어; 등으로 구성된 특징이 있다.

Description

스팀(Steam) 전환가열식 완전연소 드라이어 버너(Dyer Burner)를 채용한 냉 골재 가열장치

일반국도 포장 및 고속도로의 아스팔트(Asphalt) 포장은 먼저 기층(Binder)으로 1단 또는 2단으로 포설한 다음 표층으로 시공하게 되며 표층(Wearing)의 경우 아스콘(Ascon) 제조 재료는 세골재와 모래 그리고 -19mm이내의 조골재를 혼합하여 규정 적정 온도를 형성하는 드라이어 버너 가열기를 통해 가열시켜 설정된 배합 설계량으로 계량하고 AP3원액을 규정 설정량으로 투입시켜 믹서 장치를 통해 혼합시켜주면 아스콘이 생산되어 포설현장에 운반 포설한다.

아스콘 제조과정 중 골재를 혼합 가열함에 있어 세골재와 조골재와의 부피 차이가 4/3πR³을 기준으로 할 때 -3mm는 14mm³이고 -19mm³이므로 골재 부피 차이는 1:256으로 발생하며 기층의 경우 조골재 28mm의 부피는 11488mm³이므로 세골재와의 부피 차이는 1:825의 큰 차이가 나타나므로 세골재는 가열 상태가 타계되는 과열 현상이 조성되어 AP3원액 점도를 산화 접착력을 약화시켜 아스팔트 품질을 약화시켜 왔으며 조골재는 가열 온도 미달로 인하여 현장포설작업 시 롤러 전압이 원활하게 되지 못하여 시공 후 차량이 주행하면 차량 주행 전압으로 요철이 발생되어 아스팔트 수명이 단축되고 대형 교통사고의 주범이 되어 해마다 많은 인명 피해가 발생되었다.

위 골재 가열 상태가 악조건과 함께 드라이어 버너가 여러 형태로 인해 불완전연소가열 상태를 이룸으로 해서 저질의 아스콘으로 인한 아스팔트 품질이 떨어졌던 것으로, 이러한 종래의 냉 골재 가열 장치의 구성을 제1도에서부터 제4도를 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 종래 기술을 설명하기 위한 냉 골재 가열 장치의 전체 구성 도를 도시한 것으로, 이는 벙커C유 연료를 공급받아 댐퍼(11a)를 통해 연소에 필요한 공기를 혼합시켜 이를 고속으로 토출 시키는 드라이어 버너(10)를 구성하고, 내부에 단열층(21)이 설치되고 양측이 연동되어 상기 드라이어 버너 일 측으로 일정 규격 떨어져 설치된 1차화구(20)를 구성하며, 내부에 이 또한 단열층(31)이 설치되고 양측이 연통되어 상기 1차 하구에 일정 유격 떨어져 설치된 2차화구(30)을 형성하는 한편, 내면 길이 방향으로 투입된 골재를 상부에서부터 하부로 희석시켜 양호한 열 전달을 얻기 위한 방사 상의 드라이어 윙(42)을 수개 형성하여 2차화구 일측과 연동된 드라이어(40)가 마련된다.

그리고, 상기 드라이어(40)와 2차화구(30) 사이에 설치되어 드라이어를 통해 가열건조된 골재를 스크린 유니트장치로 이송시켜주는 이송 수단(50)이 설치된다.

제2도와 제3도는 종래의 냉 골재 가열 장치에 있어 드라이어 버너 내부 구성을 보여 주기 위한 단면도 및 A-A선 단면도이다.

즉, 드라이어 버너(10)는 유입공기량을 조절하기 위한 댐퍼(11a)가 하부에 설치되고 일측이 개방된 버너 바디(11)를 구성하며, 상기 버너 바디 내부에는 수개의 받침판(12)을 통해 일정 유격을 형성한 채 고정되어 연료 및 공기를 혼합 분출시키는 벤츄리 관 형태의 연료 분사도즉(13)이 부착된다.

그리고 상기 연료 분사노즐(13)은 일 측면으로 방사 상의 공기유입공(13a)이 수개 형성되는데, 혼합실(13b) 내부로 향하면서 약 30°정도로 한쪽 방향으로 회전하도록 제작된다.

그리고, 방사 상의 공기유입공(13a) 중앙으로 연료분사파이프(14)가 끼워지는 끼움공(13c)과 그 단 부에 수 개의 연료분사공(13d)이 형성된다.

제4도는 종래 기술의 냉 골재 가열 장치에 있어 드라이어 내부를 보인 종 단면도이다.

즉, 드라이어(40)는 선단 내면으로 방사 상의 L형 브라켓트(41)가 일정 등 간격으로 부착되고 그 후방으로 L형상의 드라이어 윙(42)이 볼트 체결 수단을 통해 부착되어져 있는데, 상기 드라이어 윙의 크기는 상승 낙하 작용을 반복하는 냉 골재가 충분한 량으로 담아 올려져 낙하될 수 있는 크기로 간격을 두고 드라이어(40) 내면에 배열 설치되어 있다.

그리고 전방 선단 외주 면으로 방사 상의 플랜지를 수개 부착시켜 가열된 골재를 이송 수단의 배출구(도시는 생략함)상으로 이송시키게 되며, 후방으로 냉 골재 투입구(43)가 형성된다.

이상과 같은 구성을 갖는 냉 골재 가열 장치(1)는 벙커C유와 같은 중유를 기화 장치를 통해 기화시켜 이를 연료분사파이프(14)를 통해 드라이어 버너(10)로 공급시키며, 이와 같이 공급된 연료가 드라이어 버너 연료 분사(13) 혼합실(13) 일측 연료분사공(13d)으로부터 고속으로 분사됨과 동시에 상기 연료 분사(13)의 일측에 마련된 공기유입공(13a)으로 버너 바디(11) 일측 하단 부의 댐퍼(11a)로부터 유입된 외기가 유입된다.

그런 다음 연료 분사(13)로부터 분사되는 혼합연료가 1차화구(20)와 2차화구(30)로 빠르게 분출되면서 착화가 유도되어 연소되고 연소된 화염이 드라이어의 내부로 유입되어 냉 골재가 가열되나 이러한 연소 상태는 연료 분사의 연료분사공(13d)으로부터 분출되는 연료가 빗줄기 형태로 분사되어 연소에 필요한 공기 유입 량이 많으며 분사 연료가 연소하지 못하고 드라이어 내부로 침투되므로 공기 유입 량을 소량으로 조절하여 연소하게 유도시켜 결국은 불완전연소의 조건에서 냉 골재를 가열하게된다. 이때, 드라이어(40)는 일정 속도로 제자리 회전하면서 내부에 담긴 냉 골재가 드라이어 내면의 드라이어 윙(42)을 통해 연속 반복적인 승강, 낙하 동작이 이루어지면서 가열된다.

이상과 같이 가열된 냉 골재는 드라이어 일 측의 이송 수단을 통해 스크린 유니트장치로 이송되고 그후 AP3원액과 가열된 골재를 혼합하여 아스콘을 생산, 최종적인 도로 표충에 포설하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 구성을 갖는 종래의 냉 골재 가열 장치에 있어 드라이어 버너 연료 분사가 주물 원통 중앙에 적당 규격의 연료 분사 공을 수개 뚫어 빗줄기형으로 연료가 분사되어 분사 량 및 분사 상태가 불완전해 연료 분사 공의 막힘 발생을 유발하게 되고 에어 토출 량 또한 낮게 조절하여 연소시키기 때문에 연소 상태가 매우 불완전하다.

또, 착화 수단이 풍 량이 낮은 상태에서 1차화구 및 2차화구 내벽에 분사 연료를 부착 착화하거나 풍량의 용량이 많을 때는 분사 연료가 작화 시설이 없기 때문에 일부 연소하지 못한 채 골재에 부착된다.

아울러 주물 원통에 수 개의 작은 연료 분사 공으로 분사 각이 형성되어 더스트(dust) 부착으로 인한 부분적인 막힘 발생을 통한 분사 상태 불량을 조성하여 결국에는 드라이어 버너부터 발생된 혼합연료가 불완전 연소되어진다.

이와 같이 불완전 연소의 연소 화염이 드라이어 내부에 침투하여 가열 상태가 조성되거나 고의로 드라이어 앞면의 드라이어 윙의 높이를 낮추거나 혹은 LIFT DROP 작용을 하지 못하게 하고 1차 및 2차화구의 연소실과 착화실의 구조를 부착하지 않고 드라이어 앞면에 버너를 부착하여 드라이어 내부의 직접 연소 상태를 이루게 하여 골재를 강한 화염으로 짧은 시간에 급 가열시켜 아스콘을 생산하게 되는 바, 이는 예컨대 짧은 시간에 생선이든 감자 등을 굽는다면 겉은 타면서 그을음이 부착되고 내부까지 완숙되지 못하여 먹을 수 없는 상태와 같이 골재 가열 상태도 조골재의 겉은 타게되는 상태에서도 속은 가열되지 않아 아스콘의 조성 상태는 삼층밥의 형태와 똑같은 현상으로 골재가 가열되므로 가열된 아스콘은 아스팔트의 여러형태로 고질적인 하자를 발생시키게 되고, 이러한 현상은 해마다 세계 모든 나라에서 반복되고 있는 것이다.

골재 가열 상태에서 또 하나의 모순 점은 골재를 혼합 가열하는 과정에서 표층의 경우를 살펴보면 세골재(-3mm) 이하의 부피는(4/3πR³) 14mm³이고 조골재 -19mm는 3589mm³이므로 가열 온도의 차이는 1:256의 부피 차이가 발생하여 세골재는 필연적으로 타게되며 여기에다 AP3을 투입하면 산화하여 강도를 손상시키면서 약 30% 정도의 AP3 과다 투입으로 인하여 ±6.3% 투입하여 왔으며 노면 색채를 갈색으로 짧은 기간에 퇴색시키고 아스팔트 수명을 단축시키게 되는 원인으로 작용하였다.

반면, 조골재 가열 상태는 짧은 시간에 급 가열되는 여건에서 가열되어 가열 온도가 매우 낮아 AP3 코팅이 두텁게 되어 AP3양 과다 투입 현상을 초래하고 이렇게 생산된 아스콘은 부분적으로 연소 상태로 조성되었으나 조골재 온도가 낮은 현장 포설 시에는 롤러 전압이 매우 저조한 상태로 시공되어 아스팔트 내부와 표면에 세골재가 밀착하지 못하여 많은 공간이 만들어져 있는 상태로 시공할 수밖에 없었다.

이렇게 시공된 아스팔트에 많은 차량이 주행하면 노면이 내려 앉게되고 단기간에 심한 요철을 발생하게 되며 하절기에는 AP3가 차량 주행 지점에 녹아 올라와 차량 교통사고의 원인이 되어 해마다 교통사고로 인한 인명 피해가 발생되는 제반 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발된 것으로, 그 목적은 냉 골재 가열 장치의 드라이어 버너 완전연소를 이루게 하여 완전 연소된 열기만을 드라이어 내부에 투입하여 골재에 함유한 수분이 수증기로 전환하면서 드라이어 내부의 전체 온도가 균일하게 상승되어 세골재의 과열 현상은 억제시키고 조골재의 온도는 상승시켜 최적의 골재 가열 온도를 얻음으로 인한 AP3원액이 절감됨은 물론 아스콘(Ascon)의 품질이 균일 향상되어 소성 반형 및 제반 하자 발생이 해소되어 양질의 아스팔트 표층을 얻게되는 스팀 전환가열식 완전연소 드라이어 버너 채용한 냉 골재 가열 장치를 제공함에 있다.

제1도는 종래 기술에 따른 냉 골재 가열장치 전체 구성도.

제2도는 제1도의 드라이어 버너 확대 단면도.

제3도는 제2도의 A-A선 단면도.

제4도는 종래 기술에 따른 드라이어 종단면도.

제5도는 본 발명에 따른 냉 골재 가열장치 전체 구성도.

제6도는 본 발명의 드라이어 버너 요부발췌 확대 단면도.

제7도는 본 발명에 있어 연료 분사 팁을 분리한 상태의 연료 분사노즐 측면도.

제8도는 본 발명에 따른 공기유입팬 정면도.

제9도는 본 발명에 있어 착화 유도를 위한 부분 설치상태에 따른 요부발췌 단면도.

제10도는 본 발명에 따른 B-B선 단면도.

제11도는 본 발명에 따른 스팀 공급 보일러 설치 상태 예시도.

제12도는 제11도에 있어 제1분출구 단면도.

제13도는 제11도에 있어 제2분출구 단면도.

제14도는 본 발명에 따른 드라이어 종단면도.

제15도는 본 발명에 따른 드라이어 윙 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A : 냉 골재 가열장치 100 : 드라이어 버너

111 : 버너 바디 113 : 혼합연료 배출 관

113a : 착화유도 경사부 114 : 공기유입 팬

115 : 연료 분사 117 : 연료공급 파이프

118 : 스팀 분사기 200 : 착화부

210 : 착화판 211 : 착화유도 통공

212 : 착화실 220 : 스팀 공급 보일러

221 : 몸체 222 : 물 공급파이프

224 : 분출구 300 : 연소부

400 : 드라이어 401 : 냉공재 투입구

402 : 드라이어 윙 403 : 펼침판

403a : 장공 500 : 이송 수단

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연료 및 연소에 필요한 1차공기를 혼합시켜 이를 고속으로 토출 시키는 드라이어 버너; 내부에 단열 층이 설치되고 양측이 연통 되어 상기 드라이어 버너 일 측으로 설치되며 일측 선단 외주 면으로 건조된 세골재에 보충 스팀을 공급하는 스팀 공급 보일러가 부설되고 일 측면으로 착화를 유동하는 착화판이 부설된 착화부와; 내부에 이 또한 단열 층이 설치되고 양측이 연통되어 상기 착화부에 일정 유격 떨어져 설치된 연소부와; 드라이어 버너부터 발생된 완전연소 열과 스팀을 통헤 넣어진 냉 골재를 균일하게 가열시키는 드라이어; 등으로 구성된 특징이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제5도는 본 발명을 설명하기 위한 냉 골재 가열 장치의 전체 구성 도를 도시한 것이며, 부호 A은 냉 골제 가열 장치를 도시한 것이다.

즉, 점액 상태로 저장된 벙커C유탱크(90)나 기타의 연료탱크(91)로부터 공급받는 연료와 연소에 필요한 공기를 혼합시켜 고속으로 토출 시키는 원통 형태의 드라이어 버너(100)를 구성하고, 내부에 단열층(201)이 설치되고 양측이 연통되어 상기 드라이어 버너 일 측으로 설치되며 일측 선단 외주 면으로 건조된 골재에 보충 스팀을 공급하는 스팀 공급 보일러(220)가 부설되는 한편, 전면으로 착화를 유동하는 착화판(210)이 부설된 착화부(200)를 구성한다.

그리고, 내부에 이 또한 단열층(301)이 설치되고 양측이 연통되어 상기 착화부에 일정 유격 떨어져 설치된 원통 형태의 연소부(300)를 구성하며, 드라이어 버너부터 발생된 완전연소 열과 스팀을 통해 넣어진 냉 골재를 균일하게 가열시키는 드라이어(400)가 연소부(300)와 연통되게 결합 설치된다.

아울러 상기 드라이어 일 측으로 가열된 골재를 이송시켜주는 엘리베이터 형태의 이송 수단(500)이 마련되는 것이다.

제6도는 본 발명에 있어 드라이어 버너 요부 발췌 확대 단면도를 도시한 것이고, 제7도는 제6도에 있어 분사 팁을 분리한 상태의 연료 분사 측면도이며, 제8도는 제6도의 공기 유입 팬 정면을 도시한 것이다.

즉, 드라이어 버너(100)는 착화부의 일측과 연통되게 위치 고정되어지데, 하부에 댐퍼(111a)가 연결되어 외부 압축 공기가 관내로 유입됨은 물론 일측이 착화부의 전면과 연통하게 설치되는 한편, 타측이 폐쇄된 원통형 버너 바디(111)를 구성한다. 그리고, 상기 버너 바디 중앙으로 위치하여 수 개의 받침판(112)을 통해 부착되어지는 벤츄리 관 형태의 혼합연료배출관(113)을 마련하여, 이는 일 측으로 토출되는 혼합연료를 달라붙게 하는 착화유도경사부(113a)가 형성되고 타측 내면으로는 방사상의 분사편(114a)이 수개 형성된 공기유입 팬(114)이 억지 끼움 식으로 끼움 고정되어지데, 그 재질을 스테인레스 주물 재로 제작하며 상기 공시 유입 팬의 중앙으로는 내부에 연료공급파이프(117)가 끼워지는 연료분사 노즐(115)이 마련된다.

상기 연료분사 노즐(115)은 연료공급 파이프가 끼워지는 연료유입 구(115a)가 내부 중앙으로 형성되고 일 측 단부는 원추 형태로 제작하여 내부에 스크류 형태의 와류발생 홀(115b)을 수개형성함은 물론 상기 와류 발생 홀이 연료유입 구(115a)와 연통된다.

그리고 상기 연료분사 노즐(115)의 일 측으로 이 또한 내부 공간이 원추 형태로 제작되며 일 측으로 분출 공이 형성된 팁(116)이 마련되어 상기 연료분사 노즐의 일측 원추형 부위로 나사 체결되어 고정되는 것이다.

또한, 상기 공기유입 팬(114) 일 측으로 열 교환기를 통해 증기화 된 스팀을 공기와 혼합 배출시켜 주기 위한 스팀 분사기(118)가 브라켓트와 같은 고정 수단을 통해 설치된다.

제9도는 본 발명의 냉 골재 가열 장치에 있어 드라이어 버너부터 분출하는 혼합연료에 착화를 이루는 착화판 설치 상태 따른 요부 발췌 단면도이고, 제10도는 제9도의 B-B선 단면도를 도시한 것이다.

즉, 중앙이 드라이어 버너 바디(111) 일 측 개방 부위 직경보다 다소 큰 직경을 갖도록 개방시킨 엽전 형태로 제작되어 착화부(200)의 전면에 용접 등의 결합 수단을 통해 결합되어지데, 상부 외주 면으로 착화시 공기 보충을 이루는 방사 상의 착화유도통공(211)을 수 개 형성한다.

그리고, 내부에는 소정의 공간을 갖는 착화실(212)을 마련한다.

제11도는 본 발명에 있어 착화부의 일측 외주 면으로 부착되어 골재 가열 시 스팀을 보충시키는 스팀 공급 보일러 설치 상태 예시도 이고, 제12도는 제11도에 있어 제1분출구 단면도, 제13도는 제11도에 있어 제2분출구 단면도를 도시한 것이다.

즉, 스팀 공급 보일러(220)는 착화부(200)의 외면 일 측으로 면 접촉되게 결합하며 내부가 중공 상태로 제작된 원호 형태의 몸체(221)를 구성하고, 몸체 측면으로 물공급파이프(222)가 연통되게 결합되며 상기 몸체 전면으로 분출 공이 형성된 제1분출구(223)(223')와 제2분출구(224)(224')를 부설한다.

상기 분출구는 몸체(221) 전면 하부 상에 수평 상태로 적어도 2개 이상으로 설치된 제1분출구(223)(223')와 상기 제1분출구보다 높은 위치에서 이 또한 적어도 2개 이상으로 부설되어 몸체 내부의 유입 물을 직접 공급받아 분사시키는 제2분출구(224)(224')를 구성하며, 이때 제1분출구(223)(223')는 제2분출구의 높이 정도에 위치한 분기 파이프(225)(225')와 연통되게 결합되어 분기 파이프를 통해 유입된 물을 전방으로 분사시켜 제1, 제2분출구의 분출 압이 일정해지는 것이다.

제14도는 본 발명에 있어 드라이어 종 단면도를 도시한 것이고, 제15도는 본 발명에 따른 드라이어 윙 사시도를 도시한 것이다.

즉, 드라이어는 드럼 형태로 일 측이 개방되어 연소부 방향에 냉 골재 투입구(401)가 형성되며 내주 면으로 수개의 드라이어 윙(402)이 방사 상으로 설치된다.

그리고 상기 드라이어 윙 하부는 골재를 약 15°정도로 펼쳐 낙하시키는 펼침각(402a)을 형성하여 조골재들의 원활한 승강 및 낙하 작용을 이룸과 동시에 골재낙하 시 뜨거운 공기가 고르게 침투되는 것이다.

한편, 상기 펼침각(402a)은 일측 단 부에서부터 타측 단 부로 갈수록 소정의 경사각을 갖도록 테이퍼지게 형성하여 드라이어 내주면에 볼트 체결 등의 결합 수단을 통해 결합되는 것이다.

한편, 전술한 드라이어 버너 바디(111) 일 측 개방 부위 내면과 혼합연료 배출 관(113) 일측 외주 면으로 토출되는 공기의 저항을 일으켜 분사 연료를 달라붙게 하는 절곡 저항 편(404)을 방사 상으로 수 개 설치한다.

이상과 같은 구성으로 이루어진 본 발명인 냉 골재 가열 장치(A)는 우선 드라이어 버너 바디(111) 내부에 수 개의 받침판(112)을 방사 상으로 용접 등의 결합 수단을 통해 부착한 후 벤츄리 관 형태의 혼합연료 배출 관(113)을 버너 바디(111) 내부에 넣어 상기 받침 판에 고정 볼트를 통해 고정시킨다.

그런 다음 상기 혼합연료 배출 관(113) 내부 일측 단부에 스텐레스 금형 주물로 제작된 공기유입팬(114)을 고정하며 이어서 공기유입 팬(114) 중앙으로 연료 분사노즐(115)을 끼움 고정하고, 공기유입팬 일 측으로 스팀공급기(도시는 생략함.)로 부터 전송된 스팀을 고속으로 분사시키는 스팀 분사기(118)를 위치 고정한다.

이러한 드라이어 버너(100)는 일측 개방 부위를 착화부 전면으로 근접되게 위치시켜 설치함에 있어 착화부 전면부와 드라이어 버너 개방부위측으로 일정 틈새를 형성하며, 이때 상기한 착화부(200)의 전면으로 부착된 착화판(210)의 착화유도통공(211)과 착화실(212) 그리고 혼합연료 배출 관(113)의 일측 단부에 버너 바디(111)와의 일정 틈새를 유지시키기 위한 절곡저항 편(404) 및 혼합연료 배출 관의 착화 유도경사부(113a)등을 통해 고속 분사되는 혼합연료의 순간 흐름 속도를 주려 분사 연료 일부를 부착 유도하여 원활한 착화 상태를 통해 강하게 분사하는 상태에서도 완전연소의 강한 화염을 얻는다.

그런 다음 착화부(200)의 일측 외주 상에 스팀 공급 보일러(220)를 부설하는 즉, 이는 스팀 공급 보일러의 몸체(221)가 반원호상으로 되어져 있어 착화 부의 토출부위 외주 면으로 면 접촉되게 고정되며, 이때 스팀 공급 보일러(22)의 분출구가 연소하는 화염의 주변으로 스팀을 토출하도록 설치한다.

그리고 연소부(300)와 연통하게 결합한 드라이어(400)에 있어 내주 면으로 부착된 수개의 드리이어 윙(402)은 볼트체결 등의 결합 수단을 통해 장 방향으로 부설되며, 이때 드라이어 윙 하부의 펼침각(402a)을 통해 골재의 펼침 상태를 넓혀줌으로 원활한 열 교환을 이룬다.

이상과 같은 냉 골재 가열 장치의 설치가 완료된 후 소망하는 냉 골재(6mm 이하의 세골대 및 19mm 정도의 조골재)를 가열하여 소망하는 골재 가열을 얻는 것으로, 이를 상세하게 설명한다.

즉, 드라이어(400) 일측에 형성된 냉 골재 투입구(401)상으로 대략 3mm나 6mm이하의 세골재와 19mm 정도의 조골재 및 석분 등으로 혼합된 냉 골재를 투입시킨 다음 제어 수단을 통해 드라이어 버너(100)를 가동시켜 골재 가열에 필요한 열기를 얻는 것이며, 이는 벙커C탱크(90) 및 기타의 연료 탱크(91)로부터 소망하는 연료를 연료공급 파이프(117)를 통해 드라이어 버너 연료 분사(115)로 유입되고 유입된 연료는 연료 분사의 연료 유입 구로 진입하여 일측 단부에 연료를 와류 분사시키는 수단 즉, 와류발생 홀(115b)을 거쳐 와류된 연료가 팁(116) 중앙의 분출 공으로 균일하게 분사 토출하며 이때 연소에 필요한 공기는 버너 바디 하부 댐퍼(111a)로부터 유입된 압축 공기가 고속회전 분사되어 혼합연료 배출 관(113)의 일측 공기유입 팬(114)을 통해 이 또한 와류 형태로 고속 분출하면서 혼합연료 배출 관의 개방 부위로 압축 공기가 고속 토출된다.

한편, 공기가 혼합된 혼합연료의 분출 시 공기유입 팬의 입구 상에 부설된 스팀 분사기(118)가 동작하여 혼합연료에 적정량의 스팀을 추가로 혼합시켜 주며, 이러한 혼합연료가 고속으로 분출하면서 통과 면적이 순간적으로 커지는 혼합연료 배출 관의 일측 착화유도 경사부(113a)에서 분사 연료 일부가 혼합연료 배출 관(113) 선단착화유도 경사부에 달라붙는 현상이 발생하고 아울러 혼합연료 배출 관과 버너 바디간의 일정 틈새를 유지하여주는 절곡저항 편(404)에선 유체 즉, 분사 연료 일부가 공기저항 꼭지 편에서 저항되어 날아 붙게 하는 작용이 발생하는 한편, 착화판의 착화유도 통공(211)과 착화 실(212)을 통해 혼합연료의 일부가 와류 되면서 점화 플러그(도시는 생략함.)와 같은 점화장치에 의해 착화되어 압축된 공기의 최대용량을 투입한 상태에서 완전연소 화염이 원활하게 완전연소를 유도한다.

이렇게 드라이어 버너 착화부를 통해 혼합연료의 완전 착화 화염을 꾀한 후 강하게 연소부 중앙에서 불꽃이 수축되어 연소하게 되며 화염이 최소로 수축된 화염은 연소부에서 잔유하고 완전 연소된 열기만이 드라이어(400) 내부로 유입되며, 유입된 열기는 드라이어(400) 내부에 넣어진 골재가 포함한 수분을 증발시켜 수증기로 변화시켜 이를 통한 드라이어 전체에 걸친 균일한 상태의 온도 분포가 이루어져 세골재는 증기 가열로 인한 타지 않을 정도로 가열되고 조골재는 내부까지 가열하는 현상으로 높게 가열할 수 있으며 증기의 강한 전환 상승 온도는 조골재 표면의 이물질을 청소 이탈시켜 매우 청결하게 가열되므로 AP3 코팅이 원활하며 적정량의 코팅 상태에 따른 AP3원액 량이 절감된다.

이렇게 균일한 가열 상태를 얻음에 있어 드라이어가 일정 속도로 제자리 회전되면서 드라이어 내면 수 개의 드라이어 윙(402)이 골재를 지속적으로 상승 및 낙하 작용하면서 가열 골제 흡입 작용이 강한 배풍기를 통해 매연과 더스트는 외부로 배출되며 세골재는 빠른 시간에 가열 골재 배출구로 빠져나가도록 이동시켜 세골재 과열을 해소하며, 부피가 큰 조골재는 드라이어 상부까지 원활히 승·하강 동작되어 열기를 충만히 흡수하여 내부까지 뜨겁게 가열되는 것이고, 드라이어 일측 내면으로 형성된 드라이어 윙(402)의 하부 펼침각(402a)을 통해 골재가 넓게 흩어져 낙하됨으로 비교적 열 전달이 미흡했던 조골재 내부까지 완전히 소망하는 온도로 가열됨으로 결국에는 양질의 아스콘을 생산하게 되는 것이다.

한편, 드라이어(400) 내부의 골재 가열 방식이 증기 가열 방식을 이용한 것으로, 골재 표면에 묻어있던 흡윤 상태의 수분이 증발되어 세골재 표면이 건조해지면 착화부 일측 외주 면에 접촉 설치된 스팀 공급 보일러(220)가 고열을 발생하는 착화부로부터 열을 흡수하여 몸체(221) 내부의 물이 가열되어 증기 화되고 이러한 증기수를 통해 필요에 따라 제1분출구(223)(223')와 제2분출구(224)(224')의 분출공으로부터 토출 시켜 드라이어 내부로 부족한 증기 량을 보충시켜준다.

냉 골재 가열 장치를 통해 소망하는 최적의 온도 및 상태로 가열된 냉 골재는 드라이어 일 측의 엘리베이터 형태의 이송 수단(500)을 통해 골재의 크기에 따라 골라 주는 스크린 유니트 장치로 이송되고 상기 스크린 유니투로부터 골라진 골재는 Ap3원액과 혼합된 아스콘 상태로 도로 표층에 포설하는 것이다.

이상에서와 같은 본 발명은 냉 골재 가열 장치의 드라이어 버너에 있어 연료 분사에 약 2.5-3kg 정도의 압으로 유입된 연료가 일 측 수 개의 와류발생 홀을 빠르게 통과하면서 연료의 입자가 미립화되고 연소에 필요한 공기가 공기유입 팬을 통과하면서 이 또한 사방으로 흩어지면서 입자가 미립화되어 결국에는 혼합연료의 혼합성이 우수해지고 착화 부의 일 측으로 수 개의 착화 유도수단 예컨대, 착화유도통공 및 착화실을 갖는 착화판과 혼합연료 배출 관의 착화유도 경사부와 버너바디와 혼합연료 분출 관의 내·외면으로 부설된 걸림저항 편들에 의해 고속으로 분출하는 혼합연료의 순간 흐름 속도를 지연시켜 일부의 연료가 사방으로 흩어지면서 원활한 착화 상태를 얻게 되어 분사되는 연료가 전량 완전연소 되고 이러한 열기를 통해 골재가 포함한 수분을 증기화시켜 드라이어 내부의 전체 온도가 고르게 상승하여 골재가 가열되므로 세골재의 가열 현상은 발생되지 않아 AP3원액 절감 요인이 되며 조골재는 높은 온도를 유지하고 있는 드라이어 내부의 긴 통로를 연속 반복적으로 낙하 운동하면서 배출되어 조골재 내부까지 가열되어 장시간 높은 상태의 아스콘(Ascon) 온도가 유지되며 조골재 표면의 이물질은 매우 청결하게 가열됩니다.

조골재가 청결한 상태로 내부까지 높게 가열되고 세골재 과열 현상이 발생하지 않는 결과는 표층의 경우 19mm 20% 내외로 투입한 경우 종전의 AP3 투입 함량 6.3%의 기준보다 30% 정도 가량의 절감 요인이 발생되며 아스콘 품질이 균일 향상되므로 소성 변형 및 제반 하자 발생 요인이 해소되는 것이다.

이상은 본 발명의 일 실시 예에 불과하며 본 발명의 그 구성 요지의 범위 내에서 다양한 변경 및 개조가 가능하다.

Claims (6)

1. 연료 및 연소에 필요한 압축된 1차공기를 스팀과 연료를 혼합시켜 이를 고속으로 토출 시키는 드라이어 버너(100)와; 내부에 단열층(201)이 설치되고 양측이 연통되어 상기 드라이어 버너 일 측으로 설치되며 일 측 선단 외주 면으로 건조된 골재에 보충 스팀을 공급하는 스팀 공급 보일러(220)가 부설되고 일 측면으로 착화를 유동하는 착화판(210)이 부설된 착화부(200)와; 내부에 이 또한 단열층(301)이 설치되고 양측이 연통되어 상기 착화부에 일정 유격 떨어져 설치된 연소부(300)와; 드라이어 버너부터 발생된 완전연소 열과 스팀을 통해 넣어진 냉 골재를 균일하게 가열시키는 드라이어(400); 등으로 구성된 스팀 전환가열식 완전연소 드라이어 버너 채용한 냉 골재 가열 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 드라이어 버너(100)는 착화부(200)의 일 측과 연통되고 일 측 하부에 댐퍼(111a)가 연결된 원통형 버너 바디(111)를 구성하고, 버너 바디 중앙으로 위치하여 수 개의 받침판(112)을 통해 혼합연료 배출관(113)이 부착되어지데, 일 측으로 착화유도 경사부(113a)가 형성되고 타측 내면으로 방사 상의 분사편(114a)이 형성된 스텐래스 재질의 공기유입 펜(114)이 부설되며 상기 공기유입팬의 중앙으로 끼워져 내부 연료유입구(115a) 일 측으로 연료공급 파이프(117)가 끼워짐과 아울러 분출 공이 형성된 팁(116)이 타측 단부에 채결된 연료 분사(115)을 마련하는 한편, 상기 공기유입 팬 일 측으로 스팀을 공급하는 스팀 분사기(118)가 구비된 특징을 갖는 스팀 전환가열식 완전연소 드라이어 버너 채용한 냉 골재 가열 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 착화부(200)의 스팀 공급 보일러(220)는 착화 부의 외면 일 측으로 면 접촉되는 반 원호 형태의 몸제(221)를 구성하고, 몸체 일 측면으로 결합하여 연통하는 물 공급파이프(222)가 설치되고, 몸체 전면 하부 측에 한 쌍의 제1분출구(223)(223')를 부착하여 몸체 내의 물을 직접 공급받아 분사시키는 한편, 제1분출구보다 높은 위치 상에서 이 또한 몸체 전면에 부착되어 제1분출구(223)(223') 위치 정도에서 물을 공급받는 분기 파이프(225)(225')와 연통된 제2분출구(224)(224')를 갖는 스팀 전환가열식 완전연소 드라이어 버너 채용한 냉 골재 가열 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 착화 부의 착화판(210)은 동전 형태로 중앙이 개구되어지며, 상부 외주 면으로 방사 상의 착화유도 통공(211)이 천공되는 한편, 내부에 착화실(212)이 마련되어 상기 연소 부 전면으로 설치된 특징을 갖는 스팀 전환가열식 완전연소 드라이어 버너 채용한 냉 골재 가열 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 연료 분사(115)의 팁(116) 체결 부위를 원추 형태로 제작하고 그 내부에 스크류 형태의 와류발생 홀(115b)을 수 개 형성함은 물론 상기 와류발생 홀이 연료주입 구(115a)와 연통 되어짐을 특징으로 하는 스팀 전환가열식 완전연소 드라이어 버너 채용한 냉 골재 가열 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 드라이어(400)는 드럼 형태로 일 측이 개방되어 연소 부와 연통되고 일측 상면으로 냉 골재 투입구(401)가 형성되며 내주 면으로 수 개의 드라이어 윙(402)이 방사 상으로 설치되는데, 상기 드라이어 윙은 골재를 약 15° 정도로 펼쳐 낙하시키는 펼침각(402a)을 일 측에서 타 측으로 하향 경사지게 구성하여줌을 특징으로 하는 스팀 전환가열식 완전연소 드라이어 버너 채용한 냉 골재 가열 장치.