KR100267884B1 - 버너용 폐유 연소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 라디에이터(22)의 효율이 향상될 수 있는 구조를 실현함으로써 안정된 점화와 함께 역화현상이 방지될 수 있게 하고, 또한 환경 공해의 주범인 악성 및 저질폐유를 완전연소 할 수 있도록 하여 토질, 수질, 대기오염의 요인을 없앨 수 있게 하며, 이와 함께 기존 기술로는 소각이 불가능한 폐유도 연소가 가능하도록 하면서 완전연소를 유도하여 발열량이 보다 증대될 수 있게 하는데에 있는 것으로서, 그 구조는 압축공기와 물, 연료 등을 노에 공급하는 분사부(44)와, 상기 분사부(44)로 부터 토출되는 연료가 점화될 수 있게 한 예열버너(10)와, 상기 분사부(44)에 공급되는 압축공기와 물 등의 흐름을 안내하면서 예열버너(10)와 연속되는 연료에 의해 가열되는 라디에이터(22)와, 상기 라디에이터(22)에 연결되어 물을 공급하는 워터펌프(38)와, 상기 라디에이터(22)에 연결되어 압축공기를 공급하는 컴프레셔(36)와, 상기 분사부(44)와 예열버너(10), 워터펌프(38), 컴프레셔(36) 등의 작동을 조정하는 컨트롤부(18)로 구성된 버너용 폐유 연소장치에 관한 것이다.

Description

버너용 폐유 연소장치

본 발명은 버너용 폐유 연소장치에 관한 것으로서, 특히 버너부에 설치되는 라디에이터의 효율이 향상될 수 있는 구조를 실현하여 안정된 점화와 함께 역화현상을 일소될 수 있게 하고, 또한 완전연소를 구현하여 불연성 폐유도 연소시킬 수 있게 하는 동시에 발열량이 보다 향상될 수 있게 한 버너용 폐유 연소장치에 관한 것이다.

일반적으로 버너는 연료탱크로 부터 공급되는 연료를 연소실 내부로 분사하여 연속되게 하는 것으로, 대게 점화장치에 의해 착화된다.

상기한 버너는 제련공장, 수영장, 농,수산물 및 모든 산업체 등에 사용되는 것으로서, 상기 버너에는 연료비용을 절감하기 위하여 재생이 불가능한 악성 저질 폐유(경유, 벙커A, B, C유, 그리스, 선박과 자동차의 엔진 및 기어오일, 농약 및 화학공장의 악성폐유, 불연송오일등)를 대체적으로 사용한다.

종래의 기술을 특허 등록 제95963호에서 대략적으로 살펴보게 되면, 물탱크로부터 공급되는 물을 정화하여 사용하는 이온수지조가 구성되고, 상기 이온수지조에는 증류수조, 완충탱크 등이 순차적으로 설치되며, 상기 완충탱크에는 버너보일러에 설치된 증기발생관이 연결된다.

상기와 같이 구성되는 기술에 물이 통과하게 되면 물속에 함유된 각종 무기질이 완전히 제거되면서 증기발생관에 도달하게 되는데, 이와 같이 무기질이 제거된 물은 분사되는 연료와 함께 연소되어, 물의 양이나 압력 가열 온도 등 어느 하나의 변화만 있어도 미연소 현상이 발생하게 됨에 따라, 착화에 대한 신뢰성이 저하되고, 또한 역화현상이 발생하게 되는 문제점이 있다.

한편 종래의 다른 기술을 실용신안 공개 제96-29472호에서 살펴보게 되면, 보일러의 바디에 설치된 버너부에는 포화증기를 발생시키기 위한 격판을 다수 구비한 라디에이터가 코일형상을 하며 설치된다.

상기와 같이 설치되는 라디에이터는 보일러가 최초 착화되는 시점에서 연료가 분사되면서 점화되면, 라디에이터를 따라 흐르는 물이 연소되는 연료에 의하여 가열된다.

이때 상기 라디에이터 내부를 흐르는 물은 전달되는 열에 의해 온도가 상승하게 되는데, 이로 인하여 상기 물은 기화되면서 이동하여 연료와 함께 노즐을 통해 분사되는 동시에 연소되는 것으로서, 이러한 기술은 연소효율이 증가하는 장점이 있으나 코일형상을 한 관계로, 초기에 불착화가 될 경우에는 라디에이터상에 연료와 물 등이 고이게 되는데, 이로 인하여 착화가 지연되어 신뢰성이 떨어지게 되고, 또한 연소시에는 불완전연소로 인해 공해물질이 배출되는 문제점이 있다.

본 발명은 라디에이터의 효율을 향상시킬 수 있는 구조를 실현시킴으로서, 라디에이터의 길이를 줄여 비용을 절감할 수 있게 하고, 또한 안정된 점화를 실행할 수 있게 하여 신뢰성 회복과 함께 역화현상이 방지될 수 있게 하는데에 그 목적이 있다.

다른 목적으로는, 환경 공해의 주범인 악성 및 저질폐유를 완전연소를 할 수 있도록 하여 토질, 수질, 대기오염을 없앨 수 있게 하고, 또한 기존 기술로는 소각이 불가능한 폐유도 연소가 가능하도록 하며, 이와 함께 완전연소를 유도함으로서 발열량을 보다 증대시킬 수 있게 하는데에 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 압축공기와 물, 연료 등을 버너부에 공급하는 분사부와, 상기 분사부로 부터 토출되는 연료가 점화될 수 있게 한 예열버너와, 상기 분사부에 공급되는 압축공기와 물 등의 흐름을 안내하면서 예열버너와 연소되는 연료에 의해 가열되는 라디에이터와, 상기 라디에이터에 연결되어 물을 공급하는 워터펌프와, 상기 라디에이터에 연결되어 압축공기를 공급하는 컴프레셔와, 상기 분사부와 예열버너, 워터펌프, 컴프레셔 등의 작동을 조정하는 컨트롤부로 구성된다.

제1도는 본 발명의 실시예를 나타낸 상태도.

제2도는 본 발명의 실시예인 라디에이터의 사시도.

제3도는 제2도의 A-A선 단면도.

제4도는 본 발명의 실시예를 나타낸 분사부의 분리 사시도.

제5도는 본 발명의 실시예를 나타낸 분사부의 결합 단면도.

제6도는 본 발명의 실시예인 작동 상태를 나타낸 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 연소실 6 : 버너부

8 : 팬 10 : 예열버너

12 : 호스 14 : 제1밸브

16 : LPG탱크 18 : 컨트롤부

20 : 점화기 22 : 라디에이터

24 : 파이프 26 : 베리얼

28,48 : 홀 30 : 인렛파이프

32 : 제2밸브 34 : 제3밸브

36 : 컴프레셔 38 : 워터펌프

40 : 물탱크 42 : 아웃렛파이프

44 : 분사부 46 : 케이싱

50 : 노즐 52 : 칼라

54 : 가이드돌기 56 : 연료펌프

57 : 히터

본 발명은 산업용 및 농, 수산물용으로 사용되는 버너로서 그 구조를 제1도에서 살펴보게 되면, 버너부(6)의 연소실(2)에 외부 공기를 공급할 수 있도록 된 팬(8)이 설치된다.

상기 연소실(2)에는 분사되는 연료가 착화될 수 있도록 한 예열버너(10)가 설치되고, 상기 예열버너(10)에는 가스의 흐름을 안내하는 호스(12)가 제1밸브(14)를 결합하면서 설치되며, 상기 호스(12) 일단부에는 LPG저장탱크(16)가 설치된다.

그리고 상기 제1밸브(14)에는 작동명령을 전달하는 컨트롤부(18)가 연결되고, 상기 예열버너(10) 선단부에는 가스를 착화시키기 위한 점화기(20)가 설치된다.

이와 함께 상기 버너부(6)의 연소실(2)에는 예열버너(10)에 의하여 가열되는 라디에이터(22)가 설치되는데, 이 라디에이터(22)는 제2도에 도시된 바와 같이 하부가 오픈된 새들형상을 하면서 설치된다.

이때 상기 라디에이터(22)를 구성하는 파이프(24) 내부에는 제3도에 도시된 바와 같이 통과하는 물과 공기가 역행하는 것을 방지하는 동시에 저온 저압에서 중온 중압, 고온 고압, 초고온 초고압 순으로 점차적인 증가를 나타낼 수 있도록 한 베리얼(barrier)(26)이 관통된 홀(28)을 형성하면서 다수개 설치된다.

상기 라디에이터(22) 선단부에는 물과 압축공기의 흐름을 안내하는 인렛파이프(30)가 연결되고, 상기 인렛파이프(30)에는 물과 압축공기의 흐름을 단속하는 제2,3 밸브(32,34)가 설치된다.

상기 제2밸브(32)에는 압축공기를 강제로 공급하는 컴프레셔(36)가 연결되고, 상기 제3밸브(36)에는 물을 강제로 공급하는 워터펌프(38)가 연결되며, 상기 워터펌프(38)에는 물을 저장하도록 된 물탱크(40)가 연결된다.

상기와 같이 설치되는 컴프레셔(36)와 워터펌프(38)에는 작동명령을 전달하는 컨트롤부(18)가 연결된다.

계속하여 상기 라디에이터(22) 후단부에는 물과 압축공기의 흐름을 안내하는 아웃렛파이프(42)가 연결되고, 상기 아웃렛파이프(42)에는 물과 공기, 그리고 연료가 토출될 수 있도록 한 분사부(44)가 설치되는데, 상기 분사부(44)의 구조를 제4도와 제5도에서 살펴보면 다음과 같다.

먼저 상기 분사부(44)는 상기한 아웃렛파이프(42)의 선단부를 결합하는 케이싱(46)이 구성되고, 상기 케이싱(46) 선단부에는 압축공기와 물이 토출될 수 있게 안내하는 홀(48)이 형성된다.

그리고 상기 케이싱(46) 내부에는 연료를 분사시키는 노즐(50)이 설치되는데, 상기 노즐(50) 신단부 외주에는 칼라(52)가 일체로 형성되고, 상기 칼라(52) 외주에는 케이싱(46) 내부로 유입되는 압축공기와 물 등이 와류를 일으키면서 토출될 수 있도록 안내하는 가이드돌기(54)가 일체로 형성된다.

이때 상기 가이드돌기(54)의 상단부는 케이싱(46) 내주면에 밀착되게 위치한다.

이와 함께 상기 노즐(50) 후단부에는 연료를 강제로 공급하는 연료펌프(56)가 연결되고, 상기 연료펌프(56) 입구에는 연료를 가열하는 히터(57)가 설치되며, 또한 상기 연료펌프(56)에는 명령을 전달하는 컨트롤부(18)가 연결된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 사용자가 미 도시된 스위치를 온 시키면 상기한 컨트롤부(18)에서는 제6도에 도시된 바와 같은 순서로 작동명령을 전달하게 된다.

상기 컨트롤부(18)에서는 최초 컴프레셔(36)와 팬(8), 점화기(20), 히터(57) 등을 동시에 작동시키면서 제1밸브(14)가 오픈되도록 명령을 전달한다.

따라서 LPG탱크(16)에 저장된 가스가 오픈된 제1밸브(14)를 지나 호스(12)를 통하여 예열버너(10)로 공급되고, 동시에 온 되는 점화기(20)에 의하여 상기 가스가 예열버너(10)에서 착화되는데, 이때 상기 예열버너(10)에 의하여 버너부(6) 내부에 있는 라디에이터(22)가 가열된다.

이와 함께 작동하는 컴프레셔(36)에 의하여 저온 상태의 압축공기는 오픈된 제2밸브(32)를 지나 인렛파이프(30)를 통하여 라디에이터(22)에 도달하게 되는데, 이와 같은 상태에서 상기 압축공기는 가열된 라디에이터(22)에서 온도가 상승하면서 아웃렛파이프(42)로 이동하여 분사부(44)에 도달하게 된다.

이때 상기 라디에이터(22)를 통과하는 압축공기는, 파이프(24) 내부에 설치된 다수개의 베리얼(26)의 홀(28)을 순차적으로 지나면서 저온 저압, 중온, 중압, 고온 고압, 초고온 초고압으로 변하며 이동하게 된다.

계속하여 상기 압축공기는 분사부(44)의 케이싱(46) 내부에서 노즐(50)의 칼라(52)에 형성된 가이드돌기(54)를 통과하게 된다.

상기와 같이 압축공기는 가이드돌기(54)가 나선형으로 형성된 관계로, 와류를 일으키며 케이싱(46)의 홀(48)를 통해 라디에이터(22)로 토출되는데, 이때 상기 공기는 예열버너(10)의 연소를 도와 라디에이터(22)가 신속히 가열될 수 있도록 한다.

상기와 같이 예열버너(10)에 의하여 연소실(2) 내부 온도가 상승하면서 라디에이터(22)가 가열되면, 상기 라디에이터(22)를 통과하는 공기는 온도가 급상승한 상태에서 분사부(44)를 통하여 토출됨에 따라, 상기 연소실(2) 내부 온도가 더욱 상승되게 한다.

이와 함께 작동하는 상기한 팬(8)은 외부 공기를 연소실(2) 내부로 공급시킨다.

상기와 같이 작동하는 과정에서 설정된 2분(라디에이터를 통과하는 압축공기의 온도가 500℃에 도달하는 시간)이 경과되면, 컨트롤부(18)에서는 연료펌프(56)에 작동명령을 전달하게 된다.

따라서 상기 연료펌프(56)는 외부에 설치된 미 도시한 탱크로부터 연료를 강제로 공급하여 노즐(50)을 통해 연소실(2)로 토출시킨다.

상기와 같이 노즐(50)을 통하여 연소실(2)로 분사되는 연료는 일차적으로 히터(57)에 의해 가열된다.

계속하여 상기 연료는 가이드돌기(54)를 통과하면서 와류를 일으키는 고온의 압축공기와 함께 케이싱(46)에 형성된 홀(48)을 통해 토출되는데, 이때 토출되는 상기 연료는 고온의 압축공기에 의하여 와류를 일으키게 된다.

상기와 같이 와류를 일으키는 고온의 압축공기는 노즐에서 토출되는 연료를 열분해하여 기화시킴으로 예열버너(10)에 의하여 착화되면서 연소된다.

상기와 같이 연소되는 압축공기와 연료는 와류를 일으키면서 분사되는 관계로, 예열버너(10)상에서 형성되는 연료의 분포 형태가 전체적으로 균일하게 됨으로써 착화가 용이하게 이루어지는 동시에 이중 연소가 진행되어 완전 연소가 이루어진다.

상기와 같이 연소되는 연료는, 공급되는 압축공기에 의하여 버너부(6)의 내부 온도를 더욱 상승시킴으로써 라디에이터(22)의 가열온도를 더욱 증대시킨다.

상기 연료펌프(56)가 작동한 시점에서 설정된 30초 시간이 경과하게 되면, 상기 컨트롤부(18)에서는 제1밸브(14)를 오픈 상태에서 클로즈 상태로 유지하게 하여 LPG 탱크(16)로부터 공급되는 가스의 흐름을 차단하도록 명령을 전달함으로서 예열버너(10)가 소화되도록 한다.

상기 예열버너(10)가 소화되면 분사부(44)로부터 토출되는 압축공기와 연료는 착화된 시점에서 부터 계속하여 연소가 이루어지게 된다.

상기와 같이 예열버너(10)가 소화되어 2분(라디에이터를 통과하는 압축공기의 온도가 700℃에 도달하는 시간)이 경과하게 되면, 상기 컨트롤부(18)에서는 워터펌프(38)에 작동명령을 전달하여 물탱크에 저장된 물을 제3밸브(34)를 통과시켜 인렛파이프(30)를 통하여 라디에이터(22)에 공급되게 한다.

이때 상기 물은 전술한 바와 같이 라디에이터(22)의 파이프(24)에 설치된 다수개의 베리얼(26)의 홀(28)을 지나면서 저온 저압, 중온 중압, 고온 고압, 초고온 초고압 순으로 증가하며 아웃렛파이프(42)를 통하여 분사부(44)로 이동하게 된다.

상기와 같이 이동하는 물과 공기는 온도가 상승한 상태에서 와류를 일으키며 분사부로 토출되는 관계로, 노즐을 통하여 분사되는 연료가 분사지점에서 균일한 분포를 갖으면서 퍼질 수 있도록 하게 되는데, 이로 인하여 상기 연료는 급속히 열분해되어 증기가스로 전환되는 동시에 착화연소되므로 발열량이 크게 향상된다.

상기와 같이 착화되어 연소되는 연료는 조기에 착화가 가능하여 역화현상이 방지되고, 이와 함께 상기 연료는 완전하게 연소가 이루어진다.

본 발명은 라디에이터의 효율을 향상시킬 수 있는 구조를 함으로서, 라디에이터의 길이를 줄일 수 있어 비용을 절감할 수 있는 장점이 있고, 또한 안정된 점화를 실행할 수 있어 역화현상을 방지하는 효과가 있다.

다른 효과로는, 환경 공해의 주범인 악성 및 저질폐유를 완전연소를 할 수 있어 토질, 수질, 대기오염을 없애며, 또한 기존 기술로는 소각이 불가능한 폐유도 연소가 가능한 장점이 있고, 이와 함께 완전연소를 유도함으로서 발열량을 보다 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 압축공기와 물, 연료 등을 버너부(6)에 공급하는 분사부(44)와, 상기 분사부(44)로 부터 토출되는 연료가 점화될 수 있게 한 예열버너(10)와, 상기 분사부(44)에 공급되는 압축공기와 물 등의 흐름을 안내하면서 연료와 예열버너(10)등에 의해 가열되는 라디에이터(22)와, 상기 라디에이터(22)에 연결되어 물을 공급하는 워터펌프(38)와, 상기 라디에이터(22)에 연결되어 압축공기를 공급하는 컴프레셔(36)와, 상기 분사부(44)와 예열버너(10), 워터펌프(38), 컴프레셔(36) 등의 작동을 제어하는 컨트롤부(18)로 구성되고, 컨트롤부(18)에 의해, 예열버너(10)와 컴프레셔(36)가 동시에 작동되어 압축공기만이 최초로 라디에이터(22)로 공급되고, 소정 시간(라디에이터를 통과하는 압축공기의 온도가 500℃에 도달하는 시간)이 경과한 후 연료펌프(56)가 작동되어 노즐(50)을 통해 연료가 분사되므로서 예열 효과가 가속화되고, 소정시간(라디에이터를 통과하는 공기의 온도가 700℃에 도달하는 시간)이 경과하면 워터펌프(38)가 컨트롤부(18)에 의해 작동되어 물이 압축공기와 함께 라디에이터(22)로 공급되는 것을 특징으로 하는 버너용 폐유 연소장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 분사부(44)는, 상기 라디에이터(22)를 통하여 공급하는 압축공기와 물의 토출을 안내하는 케이싱(46)과, 상기 케이싱(46) 내부에 설치되면서 공급되는 연료가 분사될 수 있게 안내하는 노즐(50)과, 상기 노즐(50) 외주에 일체로 형성되면서 압축공기와 물 등이 와류현상을 일으키며 토출될 수 있도록 나선형으로 이루어진 가이드돌기(54)로 구성됨을 특징으로 한 버너용 폐유 연소장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 라디에이터(22)는 하부가 오픈된 새들형상을 하며 설치됨을 특징으로 한 버너용 폐유 연소장치.