KR100346495B1

KR100346495B1 - 연소장치

Info

Publication number: KR100346495B1
Application number: KR1020000008735A
Authority: KR
Inventors: 김재권
Original assignee: 그린에너테크주식회사
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2002-07-31
Also published as: KR200191075Y1; KR20010084004A

Abstract

본 발명은 오일필터 및 오일펌프로부터 공급된 다양한 종류의 오일을 능동적으로 히팅시켜 연소시킬 수 있음과 동시에 연소효율을 매우 좋게 할 수 있으며, 오일펌프 및 오일히터로부터 공급되는 오일의 압력과 스프링의 탄성력을 이용하여 실린더의 슬릿구멍 및 분사노즐의 노즐구멍을 통하여 분사되는 오일의 차폐를 정확하게 구현할 수 있고, 오일 전자변의 개방시 입력관으로부터 들어오는 오일이 출력관을 통하여 오일필터에 자연스럽게 피드백될 수 있도록 설계된 연소장치에 관한 발명이다.

Description

연소장치{AN APPARATUS FOR BURNING}

본 발명은 연소장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오일펌프로부터 공급된 등유·경유·중유·이온정제유를 비롯한 난방유 등과 같은 모든 오일을 능동적으로 히팅시켜 연소시킬 수 있음과 동시에 각종 산업에 활용되고 남은 폐유까지도 재활용할 수 있는 만능 연소장치에 관한 것이다.

일반적으로 연소장치는 연료를 안전하고 효율적으로 연소시켜 고온의 열을 얻는 장치로서 연료의 종류에 따라 가스연소용의 가스버너, 등유나 중유 등과 같은 액체연료의 연소용인 오일버너, 석탄연소용의 미분탄버너 등이 있다.

그리고, 연료와 공기를 혼합시키는 방법에 따라 예혼합형(豫混合型)버너와 확산형버너로 분류하기도 한다. 이때, 가정용 또는 화학실험용인 소형버너는 연료와 공기를 미리 혼합하여 연소시키는 예혼합형이 일반적이고, 공업용 대형버너는 연료와 공기를 따로따로 연소기로 보내어 연소기 속에서 혼합하여 연소시키는 확산형이 주로 이용된다.

공업용 버너에서는 효율이 좋은 연소를 실현하기 위해 여러 가지 연구가 진행되어 왔다. 예를 들면 가스버너에서는 공기와 연료의 혼합을 좋게 하기 위해서 고속공기를 소용돌이모양으로 불어넣는 형식이 있고, 오일버너에서는 연소에 앞서 연료기름을 안개모양으로 분사시키는 무화(atomization)가 실시되며, 미분탄버너에서는 석탄을 70∼80μm로까지 미분쇄하여 분말모양으로 만든 후 고속공기와 함께 노(爐) 안으로 불어넣는 방법이 취해진다. 최근 환경보전의 관점에서 광화학스모그의 원인물질인 질소산화물 NO_x의 발생을 억제할 수 있는 저질소산화물버너가 개발되어 공업용버너로서 널리 활용되기도 한다.

이렇게 다양하게 제공되는 연소장치는 공업용 및 산업용 보일러, 가정용 난방 보일러, 농축산물용의 보온 보일러 등에서 다양하게 활용되고, 그 연료로는 가스나 액체연료인 오일(oil; 석유 또는 기름) 등이 주로 이용된다.

오일은 원유를 정제하는 과정에 따라 등유·중유·경유·이온 정제유 등으로 나눌 수 있는 데, 원유의 정유(精油)공정을 간단히 설명하면 다음과 같다.

우선, 원유는 수분이나 불순물이 제거된 후 상압증류에 의해 증류가스·나프타·등유·경유의 각 유분(溜分)으로 분류되고, 유출되지 않은 끓는점이 높은 유분은 상압잔유(常壓殘油)가 된다. 그리고, 원유는 파이프식 가열로 속의 파이프에 고속으로 지나 350℃ 정도의 온도로 가열된 후, 정류탑의 하단에 분사송입(噴射送入)된다. 정류탑은 강제(鋼製)의 높은 탑으로, 탑 안에는 수십 만의 트레이(tray, 단)가 있고, 높은 트레이일수록 온도가 낮게 유지되어 끓는점이 낮은 성분이 상단의 트레이에 응축된다. 트레이의 구조는 포종형(泡鐘型; bubble―cap type)과 벌브형(bulbtype) 등 여러 가지가 있지만, 현재는 벌브형트레이가 주로 쓰이며, 여기에는 응축액을 지탱하기 위한 벌브형의 뚜껑이 달린 다수의 레이저(raiser, 구멍)를 예로 들 수 있다.

정류탑의 하단에서 상승하는 유증기(油蒸氣)는 레이저를 지나 벌브를 밀어올리고 트레이 위의 응축액을 빠져나간다. 이러한 기체·액체의 접촉에 의해 각 트레이 위에는 그 높이에 따라 끓는점 범위가 다른 유분이 응축되어 연속적으로 정류가 이루어진다. 탑 안에서 응축되지 않은 증류가스 및 최저 끓는점의 유분인 나프타는 탑 꼭대기에서 유증기로서 유출되어 냉각·응축된다.

이때, 등유·경유 등 중간 유분은 각각 탑 안의 적당한 높이의 트레이에서 측류(側流)로서 뽑아낸다. 또한, 탑 안에서 기화되지 않은 최고 끓는점의 유분은 상압잔유로서 탑 바닥에서 추출된다.

정류탑의 측류로서 얻어지는 등유·경유 등의 중간유분은 트레이 위에서 항상 끓는점이 낮은 성분의 증기와 접촉하고 있기 때문에 그 일부가 용해되나, 이 상태에서는 정류가 불완전하므로 이것을 일단 스트리퍼에 통과시켜 수증기를 불어넣고, 용존 저비등점 성분을 증발시켜 이것을 트레이의 1단으로 되돌려 보낸다. 이 조작을 스트리핑(stripping)이라고 한다.

상압잔유의 증류를 감압하에서 실시하는 이유는 그 상태에서 더욱 고온으로 증류하면 열분해되어버리기 때문이에 일반적으로 10∼100㎜Hg 정도로 감압한다. 감압증류장치는 감압계통이 부속되어 있는 것 외에는 원유의 상압증류장치와 유사하며, 주요부는 파이프식 가열로와 감압정류탑으로 구성되어 있다. 감압하에서 각성분의 끓는점이 저하하는 것을 제외하면, 정류의 원리는 상압증류와 같다.

이 경우 탑 꼭대기에서는 감압경유(중질경유)가, 탑의 측면에서는 트레이의 높이에 따라 3∼4종의 각종 점성도의 윤활유 유분이 유출되며, 탑 바닥에서는 아스팔트가 추출된다.

탑 측류의 각종 유분은 상압증류의 경우와 같이 스트리퍼를 통과시켜 스트리핑한다. 또한 윤활유 등의 제조 외에도 접촉분해 원료유로서 감압경유의 분취(分取)나, 중유의 간접탈황법의 전처리(前處理)로서 상압잔유의 감압증류가 실시된다. 이상과 같은 원유의 상압증류 및 상압잔유의 감압증류에 따른 분별증류로 모든 연료유·윤활유 등의 소재를 얻을 수 있으며, 이것을 다양한 제조공정으로 보내 각종 석유제품이 제조된다.

여기서, 상술한 바와 같은 어려운 공정으로 수득되어 버너의 연소용으로 활용되는 액체연료인 등유 및 경유, 중유의 특성을 설명하면 다음과 같다.

등유는 주로 난방용·가정용 연료로 사용되며, 제조법은 가솔린에 비하면 간단하다. 정제의 주목적은 공해가 되는 유해성분인 황의 제거로, 수소화정제가 이용된다. 수소화정제는 수소 가압하에서 코발트―몰리브덴계의 촉매에 의해서 황·산소·질소화합물을 선택적으로 분해·제거하는 조작으로 경질직류 가솔린의 정제에도 응용되고 있다. 주로 난방·주방용 연료, 석유풍로·석유난로 등에 사용되는 등유는 끓는점 160∼300℃의 석유유분(石油留分)이며, 고효율의 등유를 얻기 위해서는 연소성이 뛰어나야 하고 악취물질을 포함하지 않아야 하며 인화점(引火點)이 높고 취급이 안전하여야 한다.

다음으로, 경유는 등유와 중유 중간의 끓는점을 가진 석유유분으로 주로 디젤자동차 외에 철도·선박 등의 소형고속디젤기관의 연료로서 사용된다. 원래 경유에는 석유(원유)의 증류에 의해 얻어지는 가스유(gas oil;석유경유)와, 석탄타르의 증류에 의해 얻어지는 가스경유(gaslight oil;타르경유)가 있는데, 최근에는 가스유가 경유로서 많이 활용되므로 보통 경유라 하면 가스유를 뜻한다. 일반적으로 경유는 석유정제(분별증류) 공정에서 생산되는 중간 제품과 최종 제품 중 끓는점 범위가 등유보다 높고 중유보다 낮은 유분을 말한다.

그리고, 중유는 비중 0.82∼0.97의 갈색 또는 흑갈색의 점성도가 높은 기름으로 경유보다 비중이 커서 중유라고 한다. 중유는 원유에서 상압증류에 의해 나프타·등유·경유 등의 경질유를 제거한 잔유와, 이 잔유에서 감압증류에 의해 감압경유를 제거한 잔유, 그리고 그 밖의 석유정제과정에서 부차적으로 생기는 잔유, 또는 이러한 잔유에 경유를 혼합한 것을 말한다.

원유의 성상(性狀)에 따라서도 다르지만, 원유용량의 30∼50%는 중유로서 제품화되고 있다. 발열량은 중유 1ℓ당 1만 240∼1만 1100kcal로, 석탄의 1.5배 이상이다. 중유는 점성도에 따라 A중유·B중유·C중유로 크게 나뉘고, 또 점성도·황성분·유동점 등에 따라 더 세분된다.

점성도는 중유의 이송이나 연소 때의 분무화(噴霧化)에 영향을 주며 유동점이 높은 것은 다루기가 불편하다. 중유는 등유나 경유에 비해 잘 증발되지 않으므로 버너에서 특히 많이 활용된다. 연소를 원활하게 하기 위해 조연제(助燃劑)·유동점강하제(流動點降下劑)·슬러지분산제 등의 첨가제를 미리 중유에 넣어두는 경우가 많다. 황성분은 대기오염의 원인이 되며 연도(煙道)가 부식되거나, 요업(窯業) 또는 구리 정련 등 연소가스가 직접 제품에 닿을 경우 제품의 품질에 영향을 미친다. 요즈음 특히 대기오염 방지를 위해 수소화탈황에 의해 중유의저황화(低黃化)가 이루어지기도 한다.

그리고, A중유는 주로 요업용·금속정련용·소형디젤엔진용 등으로, B중유는 대형 디젤엔진용 등으로, C중유는 대형 보일러용·대형 디젤엔진용·철강용 등으로 쓰인다.

그런데, 상술한 바와 같이 어려운 공정을 통하여 얻어지는 액체연료를 이용한 종래 기술에 따른 연소장치, 예를 들면 버너 등에는 오일을 효율적으로 연소시키지 못하고 오히려 발열량을 극해화시키지 못해 에너지 낭비의 원산이 되고 있을 뿐만 아니라 대기오염의 주범이 되고 있으며, 특히 폐유 등을 제대로 활용하지 못해 각종 수질 및 토양 오염은 물론 자원 재활용에 발맞추지 못하는 아쉬움이 노정되었다.

또한, 오일의 종류에 따라 각각 다른 오일히터를 구비하여야만 하고 오일히터의 온도를 수작업으로 세팅시켜야만 하여 생산성, 이용성, 작업성 및 효율성이 크게 떨어지는 단점이 있었다.

이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적으로 하는 바는 오일필터 및 오일펌프로부터 공급된 다양한 종류의 오일을 능동적으로 히팅시켜 연소시킬 수 있음과 동시에 연소효율을 매우 좋게 할 수 있는 연소장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 오일펌프 및 오일히터로부터 공급되는 오일의 압력과 스프링의 탄성력을 이용하여 실린더의 슬릿구멍 및 분사노즐의 노즐구멍을 통하여 분사되는 오일의 차폐를 정확하게 구현할 수 있으며 오일 전자변의 개방시 입력관으로부터 들어오는 오일이 출력관을 통하여 오일필터에 자연스럽게 피드백될 수 있도록 설계된 오일 분사기를 갖는 연소장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 연소장치를 나타내는 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 연소장치를 나타내는 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 연소장치에 적용된 오일 분사기를 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 연소장치에 적용된 오일 분사기의 메인관을 나타내는 분해 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 연소장치에 적용된 오일 분사기의 메인관을 단면하여 나타낸 분해 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 연소장치에 적용된 오일 분사기의 폐쇄상태를 나타내는 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 연소장치에 적용된 오일 분사기의 개방상태를 나타내는 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 연소장치에 활용되는 오일의 ℓ당 발열량을 나타내는 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 오일펌프 12 : 오일히터

13 : 착화 트랜스 14 : 온도 조절부

15 : 희망온도 비교부 16 : 내부온도 비교부

17 : 출력온도 비교부 17a : 제 1 출력온도 비교기

17b : 제 2 출력온도 비교기 18 : 콘트롤러

19 : 긴급 차단부 19a : 오일히터 긴급차단기

19b : 오일펌프 긴급차단기 21 : 회로 차단기

22 : 가스봉 23 : 가스통

24 : 오일탱크 25 : 송풍기 개폐기

26 : 송풍기 27 : 오일필터

28 : 상용전원 공급기 29 : 전극봉

31 : 디퓨저 32 : 블로워 튜브

100 : 오일 분사기 110 : 입력관

120 : 출력관 130 : 메인관

131 : 분사노즐 131a : 분사부재

131b : 노즐구멍 131c : 오목홈

131d : 보조부재 131e : 볼록반구

131f : 선회홈 131g : 드라이버 홈

132 : 스프링 133 : 피스톤

133a : 패킹 133b : 톱니

133c : 안착홈 134 : 롱 파이프

135 : 도관 135a : 안착턱

135b : 피스톤 턱 135c : 미세구멍136 : 실린더

136a : 관통구멍 136b : 슬릿구멍

136c : 왕복통로 137 : 압력 조절부재

B : 경보부저 K1 : 내부온도 기준범위

K2 : 출력온도 기준범위 L1 : 전원램프

L2 : 예열램프 L3 : 연소램프

L4 : 경보램프 M : 온도계P : 피드백관

S1 : 내부온도 감지센서 S2 : 출력온도 감지센서

S3 : 외부온도 감지센서 S4 : 화염 감지센서

SW1 : 전원 스위치 SW2 : 운전 스위치

T1 : 현재온도 T2 : 희망온도

T3 : 내부온도 T4 : 출력온도

V1 : 가스 전자변 V2 : 오일 전자변

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

적어도 오일을 펌핑하는 오일펌프로부터 공급되는 오일을 가열시키는 오일히터와, 가스 전자변의 개방에 의하여 공급되는 가스를 착화시키는 착화 트랜스와, 이 착화 트랜스에 의하여 착화된 화염에 상기 오일히터로부터 공급되는 가열된 오일을 제공하여 무화상태로 전환시키는 오일 전자변과, 이 오일 전자변을 통하여 제공된 오일의 연소로 인하여 상승되는 외부의 현재온도를 감지하는 외부온도 감지센서를 포함하여 이루어진 연소장치에 있어서,

상기 오일히터 내부에 있는 오일의 내부온도를 감지하는 내부온도 감지센서와,

상기 오일히터로부터 출력되는 오일의 출력온도를 감지하는 출력온도 감지센서와,

사용하고자 하는 외부의 희망온도를 설정하고 상기 오일히터 속의 내부온도 기준범위 및 출력온도 기준범위를 각각 설정하는 온도 조절부와,

상기 외부온도 감지센서로부터 감지된 현재온도가 상기 온도 조절부에 의하여 설정된 희망온도를 초과하면 온되고 미만이면 오프되는 희망온도 비교부와,

상기 내부온도 감지센서로부터 감지된 내부온도가 상기 온도 조절부에 의하여 설정된 내부온도 기준범위의 미만일 경우 온되고 이상일 경우 오프되어 상기 오일히터를 기동 및 정지 제어하는 내부온도 비교부와,

상기 출력온도 감지센서로부터 감지된 출력온도가 상기 온도 조절부에 의하여 설정된 출력온도 기준범위의 미만일 경우 온되고 이상일 경우 오프되어 상기 오일펌프를 기동 및 정지 제어하는 제 1 출력온도 비교기와, 이 제 1 출력온도 비교기가 오프될 경우 곧바로 온되어 상기 오일펌프의 기동상태를 유지하는 제 2 출력온도 비교기를 포함하는 출력온도 비교부와,

상기 온도 조절부, 희망온도 비교부, 출력온도 비교부, 착화 트랜스, 가스 전자변 및 오일 전자변의 동작을 각각 제어하는 콘트롤러를 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

오일펌프를 경유한 오일필터로부터 필터링된 오일을 가열시키는 오일히터와, 가스 전자변의 개방에 의하여 공급되는 가스를 착화시키는 착화 트랜스와, 이 착화 트랜스에 의하여 착화된 화염에 상기 오일히터로부터 공급되는 오일을 제공하여 무화상태로 전환시키는 오일 전자변을 포함하여 이루어진 연소장치에 있어서,

상기 착화 트랜스에 의하여 가스가 착화된 다음 3∼10초 후에 상기 가스 전자변이 폐쇄되어 가스의 공급을 중단시키고, 상기 착화 트랜스에 의하여 가스가 착화되는 3∼10초 사이에 상기 오일 전자변이 폐쇄되어 상기 오일히터로부터 공급되는 고온의 오일을 대체 분사시켜 화염을 무화상태로 전환시키는 오일 분사기를 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 구성상의 다른 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 연소장치의 바람직한 실시예를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 연소장치를 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 연소장치를 나타내는 구성도이며, 미설명 부호 M은 오일히터의 내부온도를 나타내는 온도계이다.

본 발명에 따른 연소장치는 단상교류 또는 삼상교류를 사용할 수 있다.

예를 들어 단상220V 교류라면 도 1에 도시된 바와 같이 R상과 T상의 후단에 정상 동작시에는 수동으로 온오프될 수 있도록 하고 단락 고장시에는 자동으로 회로를 차단하는 회로 차단기(NFB; No Fuse Breaker(21))가 설치된다.

회로 차단기(21)의 후단에는 전원 스위치(SW1)가 설치되어 온(ON)조작시 전원램프(L1)가 점등되면서 오일히터(12) 및 오일펌프(11)가 기동 대기상태로 전환된다.

오일히터(12)는 도 2에 도시된 바와 같이 오일탱크(24)로부터 공급되는 오일을 효율적으로 연소시키기 위하여 오일을 미리 가열하기 위한 구성이고, 오일히터(12)의 내부온도 기준범위(K1) 및 출력온도 기준범위(K2)는 오일펌프(11)로부터 공급되는 오일의 종류에 따라 온도 조절부(14)에서 설정된다.

오일은 원유를 정제하는 과정에 따라 등유·중유·경유·이온 정제유·난방유 등으로 나눌 수 있는 데, 등유는 주로 난방용·가정용 연료로 사용되고 경유는 등유와 중유 중간의 끓는점을 가진 석유유분이며 중유는 비중 0.82∼0.97의 갈색 또는 흑갈색의 점성도가 높은 기름으로 경유보다 비중이 커서 중유라고 한다. 중유는 다시 점성도에 따라 A중유·B중유·C중유로 크게 나눌 수 있다.

이러한 등유·중유·경유·이온 정제유·난방유 뿐만 아니라 본 발명에서 특별히 자원 재활용의 측면에서 고려되는 폐유는 자체의 오일온도에 따라 최적의 연소효율이 결정되어질 수 있는데, 이때 특별히 사용되는 것이 오일히터(12)인 것이다.

오일히터(12)는 오일펌프(11)로부터 공급된 오일을 히팅시키기 위하여 미 도시된 전열수단을 구비한다. 이때, 오일히터(12)의 내부온도(T3)는 내부온도 감지센서(S1)에 의하여 감지되며 오일히터(12)로부터 출력되는 오일히터(12)의 출력온도(T4)는 출력온도 감지센서(S2)에 의하여 감지된다. 그리고, 오일히터(12)의 내부온도 기준범위(K1) 및 출력온도 기준범위(K2)는 아래의 표 1에 기재된 오일의 종류에 따라 최적의 조건으로 온도 조절부(14)에서 설정되고, 이 온도 조절부(14)에서는 사용하고자 하는 공업용 또는 산업용, 축산용, 난방용 등의 외부의 희망온도(T2)를 함께 결정하게 된다.

최적 연소효율을 구현하기 위한 오일히터(12)의 내부온도 기준범위(K1) 및 출력온도 기준범위(K2) 비교값

	내부온도 기준범위(K1)	출력온도 기준범위(K2)
등 유	40℃	30℃
경 유	40℃	30℃
중 유	A중유	110∼130℃	90∼100℃
	B중유	130∼150℃	100∼110℃
	C중유	150∼170℃	110∼130℃
이온정제유	130∼150℃	100∼110℃
폐 유	110∼130℃	90∼110℃
난 방 유	40∼50℃	30∼40℃

표 1에 나타난 오일히터(12)의 내부온도 기준범위(K1) 및 출력온도 기준범위(K2)는 오일속에 함유된 유황성분이나 또는 수분성분의 함량에 따라 다소 가변적이며 계절에 따라 온도 기준범위가 변할 수 있고, 표 1과 같은 다양한 종류의 오일은 오일탱크(24)에 저장된 후 오일필터(27)의 필터링과정을 거쳐 오일펌프(11)에 제공된다. 이 오일펌프(11)는 오일의 분사시 화염을 무화상태로 분사시키기 위하여 고압력을 제공하기 위한 것이다.

다음으로, 운전 스위치(SW2)가 온되면 오일히터(12), 오일펌프(11) 및 송풍기(26) 순으로 기동된다.

오일히터(12) 및 오일펌프(11)가 기동되기 위해서는 먼저 외부온도 감지센서(S3)에 의하여 감지된 현재온도(T1)가 온도 조절부(14)에 의하여 설정된 희망온도(T2)의 미만일 경우 폐회로를 구성하는 희망온도 비교부(15)에 의하여 운전 스위치(SW2)로부터 들어오는 R상의 전원을 받을 수 있어야 한다.

상기 희망온도 비교부(15)는 온도 조절부(14)에서 설정된 공업용 또는 산업용, 축산용, 난방용 등의 외부의 희망온도(T2)를 외부온도 감지센서(S3)로부터 감지된 현재온도(T1)와 비교하여, 현재온도(T1)가 희망온도(T2) 미만이면 폐회로를 구현하고 초과하면 개회로를 실현하는 일종의 릴레이가 사용될 수 있다.

희망온도 비교부(15)의 후단에는 오일히터(12) 및 오일펌프(11)의 직접적인 기동 또는 정지동작을 제어하는 내부온도 비교부(16) 및 출력온도 비교부(17)가 각각 병렬 접속된다.

상기 내부온도 비교부(16)는 오일히터(12)의 내부에 구비되어 히팅온도를 감지하는 내부온도 감지센서(S1)의 내부온도(T3)가 온도 조절부(14)에 의하여 설정된 내부온도 기준범위(K1)에 못미치면 온되고 이상일 경우 오프되어 희망온도 비교부(15)에 의하여 공급되는 R상의 전원을 다시 제어하여 오일히터(12)의 기동 및 정지를 실현할 수 있도록 한다.

상기 출력온도 비교부(17)는 오일히터(12)에 구비되어 오일의 출력온도(T4)를 감지하는 출력온도 감지센서(S2)의 출력온도(T4)가 온도 조절부(14)에 의하여 설정된 출력온도 기준범위(K2)에 못미치면 온되고 이상일 경우 최종 오프되어 오일펌프(11)를 기동 및 정지 제어하는 제 1 출력온도 비교기(17a)를 구비한다. 이 제 1 출력온도 비교기(17a)는 출력온도 감지센서(S2)의 출력온도(T4)가 온도 조절부(14)의 출력온도 기준범위(K2)에 못미치면 최초 온되어 오일히터(12)가 기동될 수 있도록 하지만 오일히터(12)가 기동된 후 출력온도 감지센서(S2)에서 감지된 출력온도(T4)가 온도 조절부(14)에서 설정된 출력온도 기준범위(K2)를 초과하면 최종 오프된다.

이때, 상기 출력온도 비교부(17)는 제 1 출력온도 비교기(17a)가 오프되면 곧바로 제 2 출력온도 비교기(17b)가 역동작으로 온되어 오일펌프(11)의 기동을 유지하는 제 2 출력온도 비교기(17b)를 포함하여 오일펌프(11)의 기동을 지속적으로유지할 수 있도록 한다.

상기 내부온도 비교부(16) 및 출력온도 비교부(17)의 후단에는 오일히터(12) 또는 오일펌프(11)의 무리한 동작을 보호하기 위한 긴급 차단부(19)가 구비된다.

이 긴급 차단부(19)는 후술하는 오일 전자변(V2)의 제어에 의하여 오일히터(12)로부터 공급되는 오일이 연소될 경우 화염을 감지하는 화염 감지센서(S4)에 의하여 동작된다. 즉, 오일 전자변(V2)의 제어에 의하여 오일히터(12)로부터 공급되는 오일이 분사되고 있음에도 불구하고 화염 감지센서(S4)를 통하여 화염이 감지되지 않을 경우 콘트롤러(18)의 제어를 받아 오동작이라 판정하여 오일히터(12) 및 오일펌프(11)를 각각 정지시킬 수 있도록 오일히터 긴급차단기(19a) 및 오일펌프 긴급차단기(19b)를 구비한다. 또한, 긴급 차단부(19)가 동작될 경우에는 경보부저(b) 및 경보램프(L4)가 동작되어 주변의 사용자에게 알려줄 수 있도록 설계되고, 오일히터(12)가 정상동작일 경우에는 예열램프(L2)가 점등된다.

한편, 상기 온도 조절부(14), 희망온도 비교부(15), 출력온도 비교부(17) 및 긴급 차단부(19)는 콘트롤러(18)에 의하여 각각 제어되는 데, 이 콘트롤러(18)는 후술하는 착화 트랜스(13), 가스 전자변(V1) 및 오일 전자변(V2) 등의 동작을 각각 제어하는 일종의 프로텍터 릴레이(PROTECTOR RELAY)가 적용될 수 있다.

그리고, 콘트롤러(18)는 출력온도 비교부(17)의 구성을 이루는 제 1 출력온도 비교기(17a)의 온동작에 의하여 전원을 공급받으며, 이 제 1 출력온도 비교기(17a)가 오프될 경우에는 상시적으로 R상의 전원을 제공하는 상용전원 공급기(28)에 의하여 동작될 수 있도록 설계된다.

운전 스위치(SW2)가 접속되고 희망온도 비교부(15) 및 내부온도 비교부(16) 그리고 출력온도 비교부(17)가 정상적으로 온되면 오일히터(12) 및 오일펌프(11)가 순차적으로 기동되고, 더불어 콘트롤러(18)의 제어를 받아 송풍기 개폐기(25)가 접속되면서 송풍기(26)가 회전하게 된다. 이 송풍기(26)는 후술하는 오일 분사기(100)로부터 분사되는 오일을 무화상태로 전환시키기 위하여 오일펌프(11)의 동작에 맞추어 개폐되는 송풍기 개폐기(25)에 의하여 제어된다.

송풍기(26)가 회전되고 오일히터(12)로부터 공급되는 오일의 출력온도(T4)가 출력온도 기준범위(K2)에 안정적으로 진입하면 S상의 220V 전원을 대략 16,500V의 고압으로 변환시키는 착화 트랜스(13)가 동작되어 고압의 전류를 전극봉(29)을 통하여 흐르게 하여 전자총을 발사하게 되고, 이와 동시에 가스 전자변(V1)이 개방되어 가스통(23)에 내장되어 있던 가스를 전극봉(29)의 근접한 위치에 배치되어 있는 가스봉(22)에 제공하여 착화될 수 있도록 한다.

그 후, 상기 착화 트랜스(13)에 의하여 가스가 착화된 다음 3∼10초 후에는 가스 전자변(V1)이 폐쇄되어 가스의 공급을 중단하게 되고, 상기 착화 트랜스(13)에 의하여 가스가 착화되는 3∼10초 사이에는 오일 전자변(V2)이 폐쇄되어 오일 분사기(100)로부터 오일을 대체 분사시켜 화염이 무화상태로 전환되도록 하여 정상적인 오일의 연소를 구현할 수 있도록 한다.

오일 분사기(100)의 상세한 구조는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같다.

도 3은 본 발명에 따른 연소장치에 적용된 오일 분사기를 나타내는 사시도,도 4는 본 발명에 따른 연소장치에 적용된 오일 분사기의 메인관을 나타내는 분해 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 연소장치에 적용된 오일 분사기의 메인관을 단면하여 나타낸 분해 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 오일 분사기(100)는 오일히터(12)의 고온의 오일을 제공하는 입력관(110)과, 오일 전자변(V2)의 개폐에 따라 입력관(110)으로부터 공급되는 고온의 오일을 오일필터(27)에 순환시키는 출력관(120)과, 상기 입력관(110) 및 출력관(120)을 상호 연통시켜주는 관통구멍(136a)을 구비하며 길이방향으로 분사노즐(131)이 장착됨과 동시에 이 분사노즐(131)에 오일을 고속으로 제공하기 위하여 내부에 슬릿구멍(136b)을 구비한 메인관(130)을 포함한 구성으로 이루어진다.

그리고, 상기 메인관(130)의 내부에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 오일 전자변(V2)이 개방될 경우에는 스프링(132)의 탄성력에 의하여 전진되어 슬릿구멍(136b)을 막아 오일이 분사되지 못하도록 함과 동시에 입력관(110)으로부터 공급되는 고온의 오일이 관통구멍(136a) 및 출력관(120)을 경유하여 오일필터(27)로 피드백되도록 하고, 오일 전자변(V2)이 폐쇄될 경우에는 오일의 압력에 의하여 스프링(132)의 탄성적인 수축과 함께 후퇴되면서 슬릿구멍(136b)을 개통시켜 오일이 분사노즐(131)을 통하여 분사되도록 하는 피스톤(133)이 내장된다.

더욱 구체적으로 상기 메인관(130)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 오일 전자변(V2)의 후단에 위치되는 출력관(120)에 연통된 롱 파이프(134)와, 이 롱 파이프(134)에 연통되는 미세구멍(135c)을 구비하며 내주연에 스프링(132)을 받아들여 지지하는 안착턱(135a) 및 피스톤(133)을 지지하는 피스톤 턱(135b)을 각각 계단형으로 구비한 도관(135)과, 이 도관(135)에 연통되며 슬릿구멍(136b)이 피스톤(133)의 왕복 이동에 의하여 개폐되도록 왕복통로(136c)를 제공하는 실린더(136)를 포함한다.

그리고, 오일펌프(11)의 기종에 따라 입력관(110)으로 유입되는 오일의 압력은 달라질 수 있는 데, 이와 같은 오일압력의 가변은 결국 피스톤(133)을 왕복 이동시키는 스프링(132)에 영향을 미치게 되므로, 상기 스프링(132)은 일정한 탄성계수를 갖도록 설계되는 반면, 도관(135)의 내부에 스프링(132)의 전진 또는 후진 배치를 가능하게 하기 위하여 오일압력의 가변에 따라 능동적으로 조절되도록 도관(135)의 후단 내주연에는 나사식으로 전진 및 후퇴되어 스프링(132)의 탄성력을 오일압력에 대응하면서 조절하는 압력 조절부재(137)가 더 구비된다.상기 압력 조절부재(137)는 도 5에 도시된 바와 같이 스터드 볼트(137a)의 정회전 또는 역회전에 따라 전진 및 후퇴되어 스프링(132)을 받아들이며 지지하는 조절편(137b)을 구비한다. 이때, 조절편(137b)은 도관(135)의 내경보다 작은 직경을 갖도록 설계되어 롱 파이프(134)에 연통되도록 뚫려진 미세구멍(135c)을 막지 않도록 한다.미세구멍(135c)은 앞서 설명한 바와 같이 오일 전자변(V2)의 후단에 위치되는 출력관(120)에 연통된 롱 파이프(134)와 도관(135) 상호간을 연통시키기 위한 구성으로 도 7에 도시된 바와 같이 피스톤(133)이 실린더(136)의 내부에서 후퇴할 경우에 도관(135) 내부의 자체압력, 즉 충진된 오일을 자연스럽게 오일 전자변(V2)의 후단에 위치되는 출력관(120)을 경유하여 피드백관(P)으로 밀어내어 스프링(132)의 탄성계수에 영향을 주지 않으면서 피스톤(133)의 움직임을 자연스럽게 보장한다.대비적으로, 도관(135)과 롱 파이프(134)가 연통되지 않을 경우에는 도관(135) 내부의 자체압력, 즉 오일이 충진되어 있으면 오일 자체에 의한 부피압력이, 오일이 충진되어 있지 않으면 공기에 의한 진공압력이 발생되어 스프링(132)의 탄성계수보다는 오일 자체의 부피압력과 공기의 진공압력의 영향을 받아 피스톤(133)의 전후진 움직임이 제한적일 수밖에 없음을 고려할 때, 오일 전자변(V2)의 후단에 위치되는 출력관(120)과 롱 파이프(134) 및 도관(135) 상호간을 연통시킨 구성은 중요하다 할 것이다.그리고, 도 6에 도시된 바와 같이 오일 전자변(V2)의 개폐에 의하여 피스톤(133)이 실린더(136)의 내부에서 전후진할 수 있도록 스프링(132)과 함께 중요한 기능을 발휘하는 패킹(133a)은 미세구멍(135c)을 통하여 유입된 오일의 윤활작용에 의하여 실린더(136)의 내부에서 자연스럽게 움직일 수 있게 된다.반면, 도관(135)과 롱 파이프(134)가 연통되지 않아, 즉 미세구멍(135c)이 구비되지 않아 패킹(133a)이 위치되는 실린더(136)의 왕복통로(136c) 내부가 건조할 경우에는 패킹(133a)의 움직임이 매우 거칠게 되어 쉽게 파손되거나 그 움직임이 원활하지 않게 되어 결국 연소장치의 연소동작을 불량하게 만들 수 있기 때문에 스프링(132)의 탄성계수의 보장과 더불어 패킹(133a)의 원활한 움직임을 위한 도관(135)과 롱 파이프(134)의 연통구조, 즉 미세구멍(135c)의 중요성은 다시 한번 반증된다 할 것이다.

아울러, 상기 피스톤(133)은 오일 전자변(V2)의 개방으로 인한 스프링(132)의 탄성력에 의하여 전진되어 슬릿구멍(136b)을 막을 경우에는 고온의 오일이 롱 파이프(134)를 따라 피드백되지 못하도록 왕복통로(136c)의 내주연을 밀착 밀봉시키는 패킹(133a)을 더 구비하는 것이 바람직하고, 오일 전자변(V2)의 폐쇄로 인한 오일압력으로 스프링(132)이 수축되어 후퇴할 경우에는 실린더(136)의 내주연에 자연스럽게 지지되면서 왕복 이동될 수 있도록 자신의 외주연에는 길이방향으로 톱니(133b)가 형성된다.

그리고, 상기 피스톤(133)은 도관(135)의 안착턱(135a)에 지지된 스프링(132)을 끼움 받아들여 안착시키는 안착홈(133c)을 더 구비하여 스프링(132)의 안정된 동작을 도와준다.

한편, 분사노즐(131)은 중심에 노즐구멍(131b)이 형성된 오목홈(131c)을 구비하여 실린더(136)에 길이방향으로 결합되는 분사부재(131a)와, 상기 오목홈(131c)에 끼워지는 볼록반구(131e)를 구비하며 입력관(110) 및 슬릿구멍(136b)을 경유하여 유입되는 고온·고속의 오일을 회절시키면서 노즐구멍(131b)을 통화여 비산되도록 분사부재(131a)에 결합되는 보조부재(131d)를 포함하고, 이 보조부재(131d)는 실린더(136)의 슬릿구멍(136b)을 통하여 직선방향으로 고속 공급되는 고온의 오일이 회절되어 노즐구멍(131b)을 경유하면서 비산될 수 있도록 볼록반구(131e)의 외주연에 복수 개의 선회홈(131f)을 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 선회홈(131f)은 사조우선(四組右旋) 혹은 육조우선(六組右旋)으로 성형되어 슬릿구멍(136b)을 통하여 직선방향으로 고속 공급되는 오일을 360°회전시키면서 비산되도록 하여 연소효율을 극대화시키게 된다.

상기 보조부재(131d)는 분사부재(131a)에 나사 결합되고, 이 보조부재(131d)의 후단에는 상기 분사부재(131a)에 용이하게 착탈 가능되도록 드라이버 홈(131g)이 형성되는 것이 좋다.

상술한 바와 같은 구조와 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 연소장치의 동작 및 작용을 도 1 및 도 2를 다시 참조하면서 일련의 흐름으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 회로 차단기(21)가 정상적으로 구동된 상태에서 전원 스위치(SW1)를 온시킨 후 온도 조절부(14)를 조작하여 외부의 희망온도(T2), 예를 들면 45℃라 설정하고 오일탱크(24)에 저장된 오일이 폐유라 가정하면서 오일히터(12)의 내부온도 기준범위(K1)를 110∼130℃로 설정함과 동시에 오일히터(12)의 출력온도 기준범위(K2)를 90∼110℃로 설정한다.

여기서, 본 발명에 따른 연소장치는 전술한 표 1에서 알 수 있듯이 등유·경유·중유·이온정제유를 비롯한 난방유, 심지어는 폐유까지도 활용할 수 있도록 오일히터(12)의 내부온도(T3)를 능동적으로 조절할 수 있도록 설계되어 오일의 종류에 관계없이 자유로운 사용을 가능하게 하고 연소효율의 극대화 뿐만 아니라 자원 재활용까지 구현할 수 있어 매우 유용한 작용이 있음을 알 수 있다.

이와 같이 유용한 작용을 하는 본 발명에 따른 연소장치에 의하여 연소되는 다양한 오일의 발열량은 도 8에 도시되어 있다. 도 8은 본 발명에 따른 연소장치에 활용되는 오일의 ℓ당 발열량을 나타낸 그래프이다.

만약, 외부온도 감지센서(S3)에서 감지된 외부의 현재온도(T1)가 희망온도(T2)인 45℃ 미만일 경우에는 희망온도 비교부(15)는 폐회로를 구현하여 운전 스위치(SW2)로부터 공급되는 전원을 순방향으로 공급하게 된다.

이때, 희망온도 비교부(15)가 폐회로를 구현할 경우 내부온도 비교부(16)는 오일히터(12)의 내부에 구비된 내부온도 감지센서(S1)에 의하여 감지된 내부온도(T3)가 온도 조절부(14)에 의하여 설정된 내부온도 기준범위(K1), 즉 110∼130℃에 못미치면 온되어 희망온도 비교부(15)에 의하여 공급되는 전원을 오일히터(12)에 공급하도록 하고, 더불어 출력온도 비교부(17)는 오일히터(12)에 구비된 출력온도 감지센서(S2)에 의하여 감지된 출력온도(T4)가 온도 조절부(14)에 의하여미리 설정된 출력온도 기준범위(K2), 즉 90∼110℃에 못미치면 온되어 오일펌프(11)를 기동시킨다.

이 오일펌프(11)는 출력온도 비교부(17)의 구성을 이루는 제 1 출력온도 비교기(17a)에 의하여 최초 기동된 후 출력온도 감지센서(S2)에서 감지된 출력온도(T4)가 출력온도 기준범위(K2), 즉 90∼110℃를 초과하면 제 2 출력온도 비교기(17b)로 대체되면서 폐회로를 구현하여 지속적인 동작을 유지하게 된다.

그 후, 오일히터(12) 또는 오일펌프(11)의 무리한 동작을 보호하기 위하여 내부온도 비교부(16) 및 출력온도 비교부(17)의 후단에 있는 긴급 차단부(19)는 오일 전자변(V2)의 제어에 의하여 오일히터(12)로부터 공급되는 오일이 분사되고 있음에도 불구하고 화염 감지센서(S4)를 통하여 화염이 감지되지 않을 경우 콘트롤러(18)의 제어를 받아 오동작이라 판정하여 오일히터(12) 및 오일펌프(11)를 각각 정지시킨다.

여기서는 정상적인 상태라고 가정하고, 일단, 정상적인 오일히터(12) 및 오일펌프(11)의 순차적인 기동이 이루어지면 콘트롤러(18)의 제어를 받아 송풍기 개폐기(25)가 접속되면서 송풍기(26)가 회전하게 된다. 이 송풍기(26)는 오일 분사기(100)로부터 분사되는 오일을 무화상태로 전환시키기 위하여 준비된다.이때, 오일 전자변(V2)은 개방되어 있는 상태이므로 오일 전자변(V2)이 닫혀질 때까지 입력관(110) 및 실린더(136)에 내장되어 있는 적은 양이지만 비교적 낮은 온도의 오일을 출력관(120) 및 피드백관(P) 쪽으로 밀어내어(피드백시켜) 실질적으로 오일 전자변(V2)이 닫혀질 경우에는 오일히터(12)에 의하여 충분하게 가열된 오일이 분사되도록 하여 화염의 정확한 무화상태로의 전환을 보장할 수 있도록 한다.만약, 오일 전자변(V2)이 닫혀질 때까지 적은 양이지만 입력관(110) 및 실린더(136)에 내장된 비교적 낮은 온도의 오일이 피드백관(P) 쪽으로 밀려가지 않고 곧바로 분사될 경우에는 착화율이 좋은 등유와 같은 오일은 무리없이 무화상태로 화염을 유지할 수 있겠지만 본 고안에서 핵심으로 하고 있는 폐유 또는 중질유와 같은 오일은 충분하게 가열되지 않은 상태에서는 쉽게 점화되지 않기 때문에 연소장치의 불량요인으로 꼽힐 수 있고, 더불어 점화되지 않고 부분적으로 흘러내린 오일에 의하여 오히려 주변환경을 오염시키는 결과를 낳게 되는 문제점이 발생할 수 있어 비록 적은 양이지만 입력관(110) 및 실린더(136)에 내장된 최초 가열되지 않은 오일을 피드백관(P)을 통하여 밀어낼 수 있도록 하고, 오일히터(12)를 통하여 충분하게 가열된 오일을 오일 전자변(V2)의 개폐에 따라 역동작되어 오일을 분사시키거나 피드백시킬 수 있도록 하는 오일 분사기(100)는 본 고안에서 핵심으로 하고 있는 폐유, 경유 및 중질유에 관계없이 유용하게 활용할 수 있는 중요한 기술인 것이다.

이어서, 송풍기(26)가 회전되고 오일히터(12)로부터 공급되는 오일의 출력온도(T4)가 출력온도 기준범위(K2)에 안정적으로 진입하면 착화 트랜스(13)가 동작되어 고압의 전류를 전극봉(29)을 통하여 흐르게 하여 전자총을 발사하게 되고, 이와 동시에 가스 전자변(V1)이 개방되어 가스통(23)에 내장되어 있던 가스를 전극봉(29)의 근접한 위치에 배치되어 있는 가스봉(22)에 제공하여 착화될 수 있도록 한다.

그리고, 착화 트랜스(13)에 의하여 가스가 착화된 다음 3∼10초 후에는 가스 전자변(V1)이 폐쇄되어 가스의 공급을 중단하게 되고, 상기 착화 트랜스(13)에 의하여 가스가 착화되는 3∼10초 사이에는 오일 전자변(V2)이 폐쇄되어 오일 분사기(100)로부터 오일을 대체 분사시켜 화염을 무화상태로 전환시킬 수 있도록 한다.

이때, 오일 분사기(100)로부터 분사되는 오일은 디퓨저(Diffuser(31))를 경유하면서 무화상태로 확산되면서 블로워 튜브(Blower Tube(32))에 의하여 직선방향으로 퍼저 나가 외부의 현재온도(T1)를 희망온도(T2)까지 끌어 올리게 된다.

그 후, 외부의 현재온도(T1)가 희망온도(T2)를 초과하면 다시 희망온도 비교부(15)에 의하여 개회로가 되고, 이와 같은 일련의 동작은 반복적으로 수행되어진다.

한편, 오일 분사기(100)의 개폐동작을 도 3 및 도 6, 도 7를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 연소장치에 적용된 오일 분사기의 폐쇄상태를 나타내는 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 연소장치에 적용된 오일 분사기의 개방상태를 나타내는 단면도이다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 착화 트랜스(13)가 동작되어 전자총이 전극봉(29)을 통하여 발사되면서 가스 전자변(V1)이 개방되면 가스통(23)에 내장되어 있던 가스가 착화되어지고, 이 가스의 착화상태의 3∼10초 사이에 다시 오일 전자변(V2)이 폐쇄되어 오일 분사기(100)로부터 분사되는 오일에 의한 화염이 무화상태로 전환되어지게 된다.

오일이 분사되기 이전, 즉 오일 전자변(V2)이 개방되어 있을 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이 스프링(132)의 탄성력에 의하여 피스톤(133)이 전진되어 실린더(136)의 슬릿구멍(136b)을 막아 입력관(110)으로부터 공급되는 오일히터(12)의 오일이 관통구멍(136a) 및 출력관(120)을 통하여 오일필터(27)에 피드백되어 밀려나게 되고, 오일 전자변(V2)이 폐쇄되면 오일압력(대략 13∼18㎏/㎠)에 의하여 스프링(132)이 탄성적으로 수축되면서 도 7에 도시된 바와 같이 피스톤(133)이 함께 후퇴되어 실린더(136)의 슬릿구멍(136b)을 개방시키게 된다.

그 후, 오일히터(12)로부터 공급되는 고온의 오일은 입력관(110) 및 관통구멍(136a)을 통하여 진입된 다음 실린더(136)의 슬릿구멍(136b)을 경유하면서 고속으로 전환되어 보조부재(131d)의 외주연 및 볼록반구(131e)의 선회홈(131f)을 따라 회절되어 분사부재(131a)의 노즐구멍(131b)으로 최종 분사되어져 무화상태로 확산된다.

반면, 오일 전자변(V2)이 다시 개방되면 오일의 압력은 출력관(120)을 통하여 피드백되면서 자연스럽게 없어지고, 더불어 스프링(132)의 탄성력에 의하여 피스톤(133)이 전진되어 실린더(136)의 슬릿구멍(136b)을 막으므로써 화염을 소방시킬 수 있게 된다. 물론, 이와 같은 일련의 동작은 전원 스위치(SW1) 및 운전 스위치(SW2)가 접속되는 상황에서 지속적으로 반복됨은 당연하다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 연소장치는 다음과 같은 탁월한 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 따른 연소장치는 등유·경유·중유·이온정제유를 비롯한 난방유, 심지어는 폐유까지도 활용할 수 있도록 오일히터(12)의 내부온도(T3)를 능동적으로 조절할 수 있도록 설계되어 오일의 종류에 관계없이 자유로운 사용이 가능하고 연소효율의 극대화 뿐만 아니라 자원 재활용까지 구현할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 오일 전자변(V2)의 제어에 의하여 오일히터(12)로부터 공급되는 오일이 분사되고 있음에도 불구하고 화염 감지센서(S4)를 통하여 화염이 감지되지 않을 경우 오일히터(12) 및 오일펌프(11)를 각각 정지시킬 수 있게 되어 보다 안정된 효과가 있다.

셋째, 착화 트랜스(13)에 의하여 가스가 착화되는 3∼10초 사이에 오일 전자변(V2)이 오히려 폐쇄되어 오일히터(12)로부터 히팅된 고온의 오일을 대체 분사시켜 화염을 무화상태로 전환시킬 수 있는 효과가 있다.

넷째, 오일펌프(11) 및 오일히터(12)로부터 공급되는 오일의 압력과 스프링(132)의 탄성력을 이용하여 실린더(136)의 슬릿구멍(136b) 및 분사노즐(131)의 노즐구멍(131b)을 통하여 분사되는 오일의 차폐를 정확하게 구현할 수 있는 효과가 있다.

다섯째, 오일 전자변(V2)의 개방시 입력관(110)으로부터 들어오는 고온의 오일이 출력관(120)을 통하여 오일필터(27)에 자연스럽게 피드백될 수 있도록 하여 오일의 온도가 오일히터(12)의 내부온도(T3)와 근사하게 항상 준비될 수 있게 되어 오일히터(12)의 빈번한 기동을 자제시켜 전력의 소비를 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.

여섯째, 롱 파이프(134)가 결합되는 도관(135)의 후단 내주연에 나사식으로 전진 및 후퇴되어 피스톤(133)을 가압하는 스프링(132)의 탄성력을 자유롭게 조절할 수 있도록 압력 조절부재(137)를 구비시켜 오일펌프(11)의 기종에 따른 오일압력이 가변되더라도 능동적으로 피스톤(133)의 개폐동작을 유지할 수 있는 효과가 있다.

일곱째, 오일 전자변(V2)의 개방으로 인한 스프링(132)의 탄성력에 의하여 전후진되어 슬릿구멍(136b)을 막거나 열 경우에 고온의 오일이 롱 파이프(134)를 따라 피드백되지 못하도록 왕복통로(136c)의 내주연을 밀착 밀봉시키는 패킹(133a)을 더 구비시켜 피스톤(133)의 슬릿구멍(136b)에 대한 개폐 정확성을 한층 높일 수 있고, 오일 전자변(V2)의 폐쇄로 인한 오일압력으로 스프링(132)이 수축되어 후퇴할 경우 실린더(136)의 내주연에 자연스럽게 지지되면서 왕복 이동될 수 있도록 피스톤(133)의 외주연에 길이방향으로 톱니(133b)를 구비시켜 왕복이동의 용이함을 구현할 수 있는 효과가 있다.

여덟째, 피스톤(133)의 내부에 도관(135)의 안착턱(135a)에 지지된 스프링(132)을 끼움 받아들여 안착시키는 안착홈(133c)을 구비시켜 스프링(132)의 팽창 및 수축동작의 정확성을 한층 높일 수 있는 효과가 있다.

아홉째, 노즐구멍(131b)이 형성된 오목홈(131c)을 구비한 분사부재(131a)에 다수의 선회홈(131f)을 갖는 보조부재(131d)를 나사 결합시켜 실린더(136)의 슬릿구멍(136b)을 통하여 직선방향으로 고속 공급되는 고온의 오일이 회절되면서 자연스럽게 비산될 수 있도록 하므로써 연소효율을 극대화시킬 수 있으며 분사부재(131a) 및 보조부재(131d) 상호간의 착탈 또한 매우 용이하게 구현할 수 있는 유용한 효과가 있다.

Claims

적어도 오일을 펌핑하는 오일펌프(11)로부터 공급되는 오일을 가열시키는 오일히터(12)와, 가스 전자변(V1)의 개방에 의하여 공급되는 가스를 착화시키는 착화 트랜스(13)와, 이 착화 트랜스(13)에 의하여 착화된 화염에 상기 오일히터(12)로부터 공급되는 가열된 오일을 제공하여 무화상태로 전환시키는 오일 전자변(V2)과, 이 오일 전자변(V2)을 통하여 제공된 오일의 연소로 인하여 상승되는 외부의 현재온도(T1)를 감지하는 외부온도 감지센서(S3)를 포함하여 이루어진 연소장치에 있어서,

상기 오일히터(12) 내부에 있는 오일의 내부온도(T3)를 감지하는 내부온도 감지센서(S1)와,

상기 오일히터(12)로부터 출력되는 오일의 출력온도(T4)를 감지하는 출력온도 감지센서(S2)와,

사용하고자 하는 외부의 희망온도(T2)를 설정하고 상기 오일히터(12) 속의 내부온도 기준범위(K1) 및 출력온도 기준범위(K2)를 각각 설정하는 온도 조절부(14)와,

상기 외부온도 감지센서(S3)로부터 감지된 현재온도(T1)가 상기 온도 조절부(14)에 의하여 설정된 희망온도(T2)를 초과하면 온되고 미만이면 오프되는 희망온도 비교부(15)와,

상기 내부온도 감지센서(S1)로부터 감지된 내부온도(T3)가 상기 온도조절부(14)에 의하여 설정된 내부온도 기준범위(K1)의 미만일 경우 온되고 이상일 경우 오프되어 상기 오일히터(12)를 기동 및 정지 제어하는 내부온도 비교부(16)와,

상기 출력온도 감지센서(S2)로부터 감지된 출력온도(T4)가 상기 온도 조절부(14)에 의하여 설정된 출력온도 기준범위(K2)의 미만일 경우 온되고 이상일 경우 오프되어 상기 오일펌프(11)를 기동 및 정지 제어하는 제 1 출력온도 비교기(17a)와, 이 제 1 출력온도 비교기(17a)가 오프될 경우 곧바로 온되어 상기 오일펌프(11)의 기동상태를 유지하는 제 2 출력온도 비교기(17b)를 포함하는 출력온도 비교부(17)와,

상기 온도 조절부(14), 희망온도 비교부(15), 출력온도 비교부(17), 착화 트랜스(13), 가스 전자변(V1) 및 오일 전자변(V2)의 동작을 각각 제어하는 콘트롤러(18)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연소장치.
제 1 항에 있어서,

상기 오일 전자변(V2)의 제어에 의하여 상기 오일히터(12)로부터 공급되는 오일이 연소될 경우 화염을 감지하는 화염 감지센서(S4)와,

상기 오일 전자변(V2)의 제어에 의하여 상기 오일히터(12)로부터 공급되는 오일이 분사되고 있음에도 불구하고 상기 화염 감지센서(S4)를 통하여 화염이 감지되지 않을 경우 상기 콘트롤러(18)의 제어를 받아 오동작이라 판정하여 상기 오일히터(12) 및 오일펌프(11)를 각각 정지시키는 오일히터 긴급차단기(19a) 및 오일펌프 긴급차단기(19b)를 포함하는 긴급 차단부(19)를 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연소장치.
오일펌프(11)를 경유한 오일필터(27)로부터 필터링된 오일을 가열시키는 오일히터(12)와, 가스 전자변(V1)의 개방에 의하여 공급되는 가스를 착화시키는 착화 트랜스(13)와, 이 착화 트랜스(13)에 의하여 착화된 화염에 상기 오일히터(12)로부터 공급되는 오일을 제공하여 무화상태로 전환시키는 오일 전자변(V2)을 포함하여 이루어진 연소장치에 있어서,

상기 착화 트랜스(13)에 의하여 가스가 착화된 다음 3∼10초 후에 상기 가스 전자변(V1)이 폐쇄되어 가스의 공급을 중단시키고, 상기 착화 트랜스(13)에 의하여 가스가 착화되는 3∼10초 사이에 상기 오일 전자변(V2)이 폐쇄되어 상기 오일히터(12)로부터 공급되는 고온의 오일을 대체 분사시켜 화염을 무화상태로 전환시키는 오일 분사기(100)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연소장치.
제 3 항에 있어서,

상기 오일 분사기(100)는

상기 오일히터(12)의 고온의 오일을 제공하는 입력관(110)과,

상기 오일 전자변(V2)의 개폐에 따라 상기 입력관(110)으로부터 공급되는 고온의 오일을 상기 오일필터(27)에 순환시키는 출력관(120)과,

상기 입력관(110) 및 출력관(120)을 상호 연통시켜주는 관통구멍(136a)을 구비하며 길이방향으로 분사노즐(131)이 장착됨과 동시에 이 분사노즐(131)에 오일을 고속으로 제공하기 위하여 내부에 슬릿구멍(136b)을 구비한 메인관(130)과,

상기 오일 전자변(V2)이 개방될 경우 스프링(132)의 탄성력에 의하여 전진되어 상기 슬릿구멍(136b)을 막아 오일이 분사되지 못하도록 함과 동시에 상기 입력관(110)으로부터 공급되는 오일이 상기 관통구멍(136a) 및 출력관(120)을 경유하여 상기 오일필터(27)로 피드백되도록 하고, 상기 오일 전자변(V2)이 폐쇄될 경우 오일의 압력에 의하여 상기 스프링(132)의 탄성적인 수축과 함께 후퇴되면서 상기 슬릿구멍(136b)을 개통시켜 오일이 상기 분사노즐(131)을 통하여 분사되도록 상기 메인관(130)에 내장되는 피스톤(133)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연소장치.
제 4 항에 있어서,

상기 메인관(130)은

상기 오일 전자변(V2)의 후단에 위치되는 상기 출력관(120)에 연통된 롱 파이프(134)와,

이 롱 파이프(134)에 연통되는 미세구멍(135c)을 구비하며 내주연에 상기 스프링(132)을 받아들여 지지하는 안착턱(135a) 및 상기 피스톤(133)을 지지하는 피스톤 턱(135b)을 각각 계단형으로 구비한 도관(135)과,

이 도관(135)에 연통되며 상기 슬릿구멍(136b)이 상기 피스톤(133)의 왕복 이동에 의하여 개폐되도록 왕복통로(136c)를 제공하는 실린더(136)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연소장치.
제 4 항 또는 도 5 항에 있어서,

상기 롱 파이프(134)가 결합되는 상기 도관(135)의 후단 내주연에 나사식으로 전진 및 후퇴되어 상기 피스톤(133)을 가압하는 상기 스프링(132)의 탄성력을 조절하는 압력 조절부재(137)를 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연소장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 피스톤(133)은

상기 오일 전자변(V2)의 개폐동작으로 인한 상기 스프링(132)의 탄성력에 의하여 전후진되어 상기 슬릿구멍(136b)을 막거나 열 경우에 고온의 오일이 상기 롱 파이프(134)를 따라 피드백되지 못하도록 상기 왕복통로(136c)의 내주연을 밀착 밀봉시키는 패킹(133a)을 더 구비하고,

상기 오일 전자변(V2)의 폐쇄로 인한 오일압력으로 상기 스프링(132)이 수축되어 후퇴할 경우 상기 실린더(136)의 내주연에 자연스럽게 지지되면서 왕복 이동될 수 있도록 외주연에 길이방향으로 톱니(133b)가 형성되는 것을 특징으로 하는 연소장치.
제 4 항에 있어서,

상기 피스톤(133)은

상기 도관(135)의 안착턱(135a)에 지지된 상기 스프링(132)을 끼움 받아들여 안착시키는 안착홈(133c)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연소장치.
제 4 항에 있어서,

상기 분사노즐(131)은

중심에 노즐구멍(131b)이 형성된 오목홈(131c)을 구비하여 상기 실린더(136)에 길이방향으로 결합되는 분사부재(131a)와,

상기 오목홈(131c)에 끼워지는 볼록반구(131e)를 구비하며 상기 입력관(110) 및 슬릿구멍(136b)을 경유하여 유입되는 고온·고속의 오일을 회절시키면서 상기 노즐구멍(131b)을 통화여 비산되도록 상기 분사부재(131a)에 결합되는 보조부재(131d)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연소장치.
제 9 항에 있어서,

상기 보조부재(131d)는

상기 실린더(136)의 슬릿구멍(136b)을 통하여 직선방향으로 고속 공급되는 고온의 오일이 회절되어 상기 노즐구멍(131b)을 경유하면서 비산될 수 있도록 상기 볼록반구(131e)의 외주연에 복수 개의 선회홈(131f)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연소장치.
제 9 항에 있어서,

상기 보조부재(131d)는 상기 분사부재(131a)에 나사 결합되고,

상기 보조부재(131d)의 후단에는 상기 분사부재(131a)에 용이하게 착탈 가능되도록 드라이버 홈(131g)이 형성되는 것을 특징으로 하는 연소장치.