KR100311343B1 - 유수 증배가압 혼합기연소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유수 증배가압 혼합기연소장치에 관한 것이다. 상기 유수 증배가압 혼합기연소장치는 연료공급부의 압력조절밸브로부터 압력이 조절된 연료유와 물을 각각 분리공급 하도록 연료유 1차공급밸브, 연료유 2차공급밸브, 물공급밸브로 형성된 밸브부와, 상기 밸브부의 연료유 1차공급밸브를 통해 공급받은 연료유를 분사시키는 저압분무노즐과, 상기 저압분무노즐에서 분무되는 연료유를 고압트랜스포머에서 고전압을 받아 점화시켜주는 점화봉과, 상기 점화된 연료유가 연소실에서 연소할 수 있도록 필요한 공기를 공급해주는 블로어 및 스피너와, 상기 저압분무노즐을 통해 분사되는 연료유가 연소되면 연료유 2차공급밸브와 물공급밸브를 통하여 연료유와 물이 공급되어 연소되는 연료의 가열에 의해 고온,고압으로 기화, 가압 되어 지도록 기체를 생성하는 다중나선관로기화기와, 상기 다중나선관로기화기에서 가열되어 기체화되는 연료유와 물이 연소하도록 교차분사되어 혼합기를 생성하는 교차분사노즐과, 상기 연소실내에서의 연소여부를 확인하는 연소감지 쎈서와, 상기 밸브부의 개폐시기, 연료유 및 물공급량, 점화봉의 점화시기를 제어하는 제어부와, 상기 제어부를 통하여 각기기를 작동시켜 연료유와 물을 연소시키는 조작부로 구성되는 것을 특징으로하는 유수 증배가압 혼합기연소장치를 제공한다.

대표도

Description

유수 증배가압 혼합기연소장치{HIGH PRESSURE COMBUSTION EQUIPMENT OF OIL AND WATER, PRESSURE ACCUMULATING TYPE}

본 발명은 유수 증배가압 혼합기연소장치에 관한 것으로, 특히, 유류와 물을 고온,고압의 상태로 혼합연소시키는 장치로서 저압분무식 보조노즐을 사용하여 다중나선관로기화기를 가열하고, 다중나선관로기화기에 공급된 연료유와 물을 각각 고온,고압의 분자상태의 기체로 만들고, 교차분출노즐을 통하여 연소관내에 분출된 후에 혼합되어 연소하는 유수 증배가압 혼합기연소장치에 관한 것이다. 일반적으로 유류와 물을 혼합하여 연료로 사용하는 종래의 유수 혼합연소장치는 물과 연료를 계면활성제나 유화제에 의하여 유화 분산시켜서 연소시키는 방법과, 연료유와 물을 미세한 노즐로 고속분사하여 분무상 혼합기를 만들어서 연소시키는 방법으로 나눌 수 있다.

그러나, 상기 유수 혼합연소장치들은 연료유나 물을 고가의 분사장치나, 유화제를 사용하여 항상 안정된 상태의 에멀젼을 만들어 연소시켜야 하며, 연소효율이 그다지 향상되지 못하는 문제점이 있었다. 또한 미세한 노즐로 고속분무하여 분무상 혼합기를 만들때, 물과 연료유가 완전하게 혼합된 혼합기가 만들어지지 않으며, 기체의 온도가 낮은 관계로 연소효율이 저하되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인이 개발하여 특허등록출원 제 98-50091호로 출원한 유수혼합 연소장치는 1차 및 2차 유수 혼합기화기에서 연료유와 물을 초음파진동자나 고온으로 기화하여 노즐을 통해 분사하므로써 상기의 문제점을 해결 하였으나 기화된 연료유와 물이 노즐을 통하여 고압으로 분사되지 않아 수평방향의 연소가 효율적이지 못하여 대용량의 연소장치는 부적합한 문제점이 있었다. 이에 본 발명은 이러한 종래의 기술상의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 다중나선관로기화기에서 고온·고압으로 기화되어 분자화된 연료유와 물을 교차분출노즐로 분출하여 균질의 안정된 혼합기를 만들어 연소시킴으로써 열효율의 향상에 의한 연료의 절약은 물론 연소효율의 극대화로 인한 유해배기가스를 감소시킴은 물론 고압분사로 인한 기화된 연료유와 물의 연소가 수평방향으로 이루어져 대용량의 연소장치에도 적합한 유수 증배가압 혼합기연소장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유수 증배가압 혼합기연소장치를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 유수 증배가압 혼합기연소장치를 개략적으로 나타낸 내부사시도,

도 3은 본 발명에 따른 유수 증배가압 혼합기연소장치의 연소실내부를 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 유수 증배가압 혼합기연소장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1. 연료유 펌프 2. 물 펌프

3. 연료유 압력조절밸브 4. 물 압력조절밸브

5. 연료유 1차공급밸브 6. 연료유 2차공급밸브

7. 물 공급밸브 8. 다중나선관로기화기

9. 저압분무노즐 10. 교차분출노즐

11. 점화봉 12. 고압트랜스포머

13. 블로우어 14. 스피너

15. 연소감지쎈서 16. 제어부

17. 조작부 20. 연소관

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 연료유와 물을 각각 공급해 펌프 및 압력조절밸브로 형성된 유수공급급부와 상기 유수공급부에서 공급된 혼합기를 연소시키는 연소실로 이루어진 유수 증배가압 혼합기연소장치에 있어서, 상기 연료공급부의 압력조절밸브로부터 압력이 조절된 연료유와 물을 각각 분리공급 하도록 연료유 1차공급밸브, 연료유 2차공급밸브, 물공급밸브로 형성된 밸브부와, 상기 밸브부의 연료유 1차공급밸브를 통해 공급받은 연료유를 분사시키는 저압분무노즐과, 상기 저압분무노즐에서 분무되는 연료유를 고압트랜스포머에서 고전압을 받아 점화시켜주는 점화봉과, 상기 점화된 연료유가 연소실에서 연소할 수 있도록 필요한 공기를 공급해주는 블로어 및 스피너와, 상기 저압분무노즐을 통해 분사되는 연료유가 연소되면 연료유 2차공급밸브와 물공급밸브를 통하여 연료유와 물이 공급되어 연소되는 연료의 가열에 의해 고온,고압으로 기화, 가압 되어 지도록 기체를 생성하는 다중나선관로기화기와, 상기 다중나선관로기화기에서 가열되어 기체화되는 연료유와 물이 연소하도록 교차분사되어 혼합기를 생성하는 교차분사노즐과, 상기 연소실내에서의 연소여부를 확인하는 연소감지 쎈서와, 상기 밸브부의 개폐시기, 연료유 및 물공급량, 점화봉의 점화시기를 제어하는 제어부와, 상기 제어부를 통하여 각기기를 작동시켜 연료유와 물을 연소시키는 조작부로 구성되는 것을 특징으로하는 유수 증배가압 혼합기연소장치를 제공한다. 또한 다중나선관로기화기는 2차 공급밸브와 물 공급밸브에 의해 공급되는 연료공급관과 물공급관을 연장하여 상호 나선관형식으로 형성하되 연료유와 물이 공급되는 부분을 저압분사노즐 및 교차분출노즐의 반대편으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유수 증배가압 혼합기연소장치를 제공한다. 따라서, 상기와 같은 본 발명은 다중나선관로기화기와 교차분출노즐에서 연료유와 물을 고온·고압으로 기화시켜 분자화된 연료유와 물의 기체를 연소실에 고압으로 분출하여 균일한 상태의 혼합기를 만들고, 저압분무노즐에 의해 분무·연소되어 다중나선관로기화기를 가열하고 있는 화염에 의하여 점화되어 연소됨으로써 다중나선관로기화기를 통해 생성되어 균일하게 혼합된 연료유와 물의 혼합기의 연소를 안정적으로 지속시켜 고온의 환원염을 형성하여 청정한 연소환경을 조성하고 완전에 가까운 연소로 열효율을 극대화 하여 연료를 절감함으로써 환경을 보전하고 자원을 절약할 수 있는 이점을 제공한다.

(실시예)

이하 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 유수 증배가압 혼합기연소장치를 개략적으로 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 유수 증배가압 혼합기연소장치를 개략적으로 나타낸 내부 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 유수 증배가압 혼합기연소장치의 연소실내부를 나타낸 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 유수 증배가압 혼합기연소장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 이에 도시된 바와 같은 본 발명의 유수 증배가압 혼합기 연소장치는 미도시된 연료유 필터 및 물 필터를 거쳐서 정화된 연료유와 물을 종래와 같이 연료유 펌프(1)와 물 펌프(2)로 공급되고 상기 연료유와 물은 연료유 압력 조절밸브(3)와 물 압력 조절밸브(4)를 통하여 일정한 압력으로 유지시킨다. 이와같이 유입된 연료유와 물은 밸브부(30)의 연료유 1차 공급밸브(5) 및 연료유 2차 공급밸브(6)와 물 공급밸브(7)로 연료유와 물의 양을 정밀하게 조절하여 각각 분리공급한다. 이러한 밸브부(30)의 연료유 1차 공급 밸브(5)를 통하여 소량의 연료유를 저압분무노즐(9)을 통하여 미세한 입자 상태로연소실(20)로 공급한다. 상기와 같이 공급되는 무화된 연료유는 순간적인 고전압을 고압트랜스포머(12)에의해 공급받는 점화봉(11)을 통해 점화되며 점화된후 연소관(20)에서 필요한 공기는 블로우어(8)와 스피너(14)를 통해 공급한다. 상기와 같은 저압분무노즐(9)을 통해 공급되는 소량의 미세한 입자상태의 연료유가 연소되기 시작하면 연료유 2차 공급밸브(6)와 물 공급밸브(7)가 작동되어 다중나선관로기화기(8)에 연료유와 물을 각각 공급한다. 이러한 다중나선관로기화기(8)는 연료공급관(81)과 물공급관(82)이 상호 나선관식으로 형성하고 연료유와 물이 공급되는 부분을 노즐부분의 반대편으로 형성하고 각각 공급되어진 연료유와 물을 열을 이용하여 기화시켜 고온, 고압의 분자화시키도록 형성한다. 이와같이 다중나선관로기화기(8)에서 생성된 연료유와 물의 기체는 교차분출노즐(10)을 통해 교차분사되도록 연료공급관(81)과 물공급관(82)이 서로 연통되도록 형성한다. 또한 상기의 혼합기는 연소실(20)에 분출 저압분무노즐(9)에 의해 형성된 화염으로 점화 연소시며 상기 연소실(20)에는 포토쎈서인 연소감지쎈서(15)를 설치하여 연료유의 연소 여부를 확인한다.

한편, 사용자에 의하여 작동이 개시되는 제어부(16)는 미도시된 연료유와 물의 액위감지 쎈서를 통하여 공급될 연료유와 물의 양을 확인하면서, 펌프(1,2), 압력조절밸브(3,4)를 거쳐 연료유 1차 공급밸브(5)를 개방하여 저압분무노즐(9)을 통하여 연료유를 공급하고 고압트랜스포머(12)를 작동시켜 점화시켜주고 연소감지쎈서(15)를 통해서 연소가 감지되는 즉시 연료유 2차 공급밸브(6)와 물 공급밸브(7)를 작동시켜 다중나선관로기화기(8)에 연료유와 물을 공급하는 제어를 수행하며 상기 제어부(16)를 통하여 각 기기를 설정된 값으로 작동시키는 조작부(17)로 형성된다. 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다. 먼저 전원을 인가하여 조작부(17)로 온도등을 설정하고 제어부(16)를 작동시키면, 미도시된 연료유와 물 탱크내의 액위감지쎈서의 신호에 의해 연료펌프(1)와 물펌프(2)를 통해 연료유와 물을 각각의 압력조절밸브(3,4)로 공급하고, 제어부(16)의 제어에 따라 연료유 1차 공급밸브(5)를 개방하여, 소량으로 공급되는 연료유를 저압분무노즐(9)을 통해 무화분무되며 상기 분무된 연료를 고압트랜스포머(12)의 고전압을 받는 점화봉(11)으로 점화시켜 연소되도록하며, 연소시 필요한 공기는 블로우어(13)와 스피너(14)를 통해 공급받는다. 상기 제어부(16)는 연소감지쎈서(15)를 통해 연소개시를 확인하고, 연료유 2차 공급밸브(6)와 물 공급밸브(7)를 개방하여 다중나선관로기화기(8)로 연료유와 물을 공급하면 다중나선관로기화기(8)에 공급된 연료유와 물이 저압분무노즐(9)에 점화된 화염에 의해 노즐부분부터 가열되어 기화하며 기화된 연료유와 물은 다중나선관로기화기(8)내에서 기화되면서 체적이 증가하여 압력이 상승한다. 이와같이 기화되는 연료유와 물은 다중나선관로기화기(8)의 나선을 통과하면서 증배가압되어 고온·고압의 분자화된 기체로 연소실(20)내의 교차분출노즐(10)로 보내어 혼합기를 분출연소시킨다. 이때 기화된연료유와 물은 밀도가 높은 연료유와 물측으로 역류되지 않고 밀도가 낮은 혼합기측으로 이동되면서 고온에 의해 압력이 상승되면서 분출된다. 이 과정에서 연료유와 물의 혼합비율을 조절하는 각각의 펌프(1,2), 압력조절밸브(3,4), 공급밸브(5,6,7)를 제어부(16)에 의하여 가장 효율적으로 연소하도록 조절하며 혼합기의 고압분출로 인하여 연소효율을 향상시킴으로써 연료유의 절약과 아울러 유해한 배기가스의 발생을 극소화할 수 있다.

상기와 같이 본 발명은 연료유와 물의 공급비율을 제어부에 의하여 제어하여 연료유와 물을 다중나선관로기화기에서 고온·고압으로 기화시켜 분자화된 상태로 분출되어 균일하게 혼합된 연료유와 물의 혼합기를 저압분무노즐의 화염으로 점화하여 고온의 환원염을 형성시킴으로써 연소효율을 높이며, 완전에 가까운 연소를 안정적으로 지속시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (2)

1. 연료유와 물을 각각 공급해 펌프 및 압력조절밸브로 형성된 유수공급급부와 상기 유수공급부에서 공급된 혼합기를 연소시키는 연소실로 이루어진 유수 증배가압 혼합기연소장치에 있어서,

   상기 연료공급부의 압력조절밸브로부터 압력이 조절된 연료유와 물을 각각 분리공급 하도록 연료유 1차공급밸브, 연료유 2차공급밸브, 물공급밸브로 형성된 밸브부와,

   상기 밸브부의 연료유 1차공급밸브를 통해 공급받은 연료유를 분사시키는 저압분무노즐과,

   상기 저압분무노즐에서 분무되는 연료유를 고압트랜스포머에서 고전압을 받아 점화시켜주는 점화봉과,

   상기 점화된 연료유가 연소실에서 연소할 수 있도록 필요한 공기를 공급해주는 블로어 및 스피너와,

   상기 저압분무노즐을 통해 분사되는 연료유가 연소되면 연료유 2차공급밸브와 물공급밸브를 통하여 연료유와 물이 공급되어 연소되는 연료의 가열에 의해 고온,고압으로 기화, 가압 되어 지도록 기체를 생성하는 다중나선관로기화기와,

   상기 다중나선관로기화기에서 가열되어 기체화되는 연료유와 물이 연소하도록 교차분사되어 혼합기를 생성하는 교차분사노즐과,

   상기 연소실내에서의 연소여부를 확인하는 연소감지 쎈서와,

   상기 밸브부의 개폐시기, 연료유 및 물공급량, 점화봉의 점화시기를 제어하는 제어부와,

   상기 제어부를 통하여 각 기기를 작동시켜 연료유와 물을 연소시키는 조작부로 구성되는 것을 특징으로하는 유수 증배가압 혼합기연소장치.
2. 청구항1에 있어서, 상기 다중나선관로기화기는 2차 공급밸브와 물 공급밸브에 의해 공급되는 연료공급관과 물공급관이 연장되어 상호 나선관형식으로 형성하되 연료유와 물이 공급되는 부분을 저압분사노즐 및 교차분출노즐의 반대편으로 형성한 것을 특징으로 하는 유수 증배가압 혼합기연소장치.