KR100391230B1 - 임펠러를 이용한 보일러용 오일 연소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임펠러를 이용한 보일러용 오일 연소장치에 관한 것으로 보일러 연소실 내부에 고압 송풍기(FRICTION BLOWER MOTOR)와 연결시켜 연소통 중앙공간에 하부에서 상부로 위치되게 하여 나선형태로 경사지게 다수개의 통기공이 관통된 공기공급관과 이와 연결되어 경사지게 다수개의 통기공이 관통된 연결통을 통하여 압축공기를 분출시키도록 하고, 연소통 내부의 바닥면 둘레부에 점화용 히터가 설치되며, 연소통 내부에 연결통 하부의 임펠러와 고정된 임펠러축이 감속모터의 구동에 의해 회전가능하도록 설치되어 보일러의 공급연료로 사용되는 오일을 임펠러의 상면으로 낙하되게 하여 임펠러의 회전에 의해 형성되는 와류공기에 의해 오일을 확산 분사시킴과 동시에 임펠러 상부의 연결통과 공기공급관의 다수개의 통기공으로 분출되는 압축공기와 접촉 와류현상이 확대되도록 하여 완전연소작용이 이루어지도록 하며, 보일러의 점화 및 연소용 공급연료로 기존의 경유뿐만 아니라 벙커C유, 또는 정제한 폐유를 연료로 사용하여 완전연소시킬 수 있도록 구성된 것이다.

Description

임펠러를 이용한 보일러용 오일 연소장치{Oil Combustion Device for Boiler using Impeller}

본 발명은 보일러 또는 난로의 주연소수단인 버너에 의존하지 않고 공급연료로 경유뿐만 아니라 벙커C유 또는 폐유를 정제한 연료를 사용하여 감속모터의 구동에 의한 임펠러의 회전에 의해 연소통내의 오일을 와류공기와 접촉 분사시켜 완전연소를 시킬 수 있게 한 임펠러를 이용한 보일러용 오일 연소장치에 관한 것이다.

종래의 보일러는 연소실의 상부에서 하부에 이르는 중앙공간에 다수의 통기공을 천공한 공기공급관을 거의 수직으로 설치하고, 상기 공기공급관의 하단에는 가열판의 내측벽을 향하는 공기안내관을 부착하며, 이들 직하방 중앙부에 융기부를 형성하고, 이 융기부의 정상에 연료공급노즐을 설치한 것이 있으나, 이는 기존의 경유를 주공급연료로 사용하는 것으로 오일을 공급하면 버너(석유버너, 벙커버너, 휘발유버너)가 전자펌프에서 오일을 분사시키고, 일반송풍기로 산소를 강제로 공급시켜 연소시키는 구조로 구성된 것으로서, 가열에 의한 공기의 상방향 대류현상으로 연소작용에 필요한 공기의 부분공백현상이 연소실 내부에 발생되어 연소가 원활하게 이루어 지지 않기 때문에 그을음이나 유독가스가 발생되어 환경오염을 유발시키게 되고, 청소 등의 사후관리에 어려움이 발생될뿐만 아니라 폐유를 정제한 연료는 그을음이나 유독가스가 경유보다 많이 발생하므로 보일러의 공급연료로 사용할 수가 없으며, 특히 동절기에 영농 및 수산물 양식 등의 보온유지를 위한 보일러 사용시 다량의 경유를 사용하므로 이들의 생산원가에 차지하는 유가의 비가 크므로국제경쟁력을 저하시키고, 버너의 핵심부품은 거의 고가로 수입에 의존하고 있는 실정이므로 버너설치에 따른 보일러의 가격상승으로 영농농가는 설치비, 보수교체비 등으로 경제적 부담감을 갖게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 보일러 연소실 내부에 전원과 연결된 고압 송풍기(FRICTION BLOWER MOTOR)의 공기공급관과 연결되어 연소통 중앙공간에 하부에서 상부로 위치되게 공기공급관을 수직으로 연결설치시키되, 상기 연소통내의 둘레부 바닥면에는 전원과 연결된 점화용 히터를 고정설치시키고, 연소통 내부에는 공기공급관의 직경보다 크게 형성되어 둘레부에 경사지게 다수개의 통기공이 상,하부로 관통된 원통형 연결통을 상,하부 공기공급관 사이에 연결설치시키며, 연결통 상면의 공기공급관에는 나선형태로 경사지게 다수개의 통기공을 관통시키고, 상기 연결통에는 오일받이관을 횡설하여 이의 양측 하부로 오일공급공을 연결통과 일체로 관통시키며, 연결통 하부에는 임펠러를 고정시킨 임펠러축을 감속모터의 구동에 의해 회전가능하도록 설치시키고, 오일탱크와 연결된 오일공급관을 연결통 내부와 연통되게 수직으로 연결된 공기공급관 통로로 삽입하여 오일이 분사되도록 오일공급관 출구를 연결통에 횡설된 오일받이관의 저면 중앙부에 위치시킨 것으로서, 사용시 히터에 전원이 공급되면 히터를 가열시키게 되고, 히터가 가열된 후에는 오일탱크내에 저장된 오일이 오일공급관을 통하여 오일받이관 내부로 오일이 공급되어 양측 오일공급공을 통하여 임펠러의 상면으로낙하되면서 연소통의 바닥면으로 흘러내리게 되어 히터와의 접촉에 의해 연소통 바닥면에서 점화가 이루어지게 되며, 상기 점화에 의해 임펠러에 열을 전달시키게 되고, 임펠러가 회전되면서 공기공급관과 연결통의 다수개의 통기공으로 압축공기를 상방향으로 골고루 분출시키게 되며, 임펠러의 상면으로 낙하되는 오일이 임펠러의 회전에 의해 형성되는 와류공기에 의해 확산 분사됨과 동시에 임펠러 상부의 연결통과 공기공급관의 다수개의 통기공으로 분출되는 압축공기와 접촉 와류현상이 확대되도록 하여 완전연소작용이 이루어지게 되고, 보일러의 연소용 공급연료로 기존의 경유뿐만 아니라 벙커C유, 또는 정제한 폐유를 연료로 사용하여 완전연소시킬 수 있도록 구성된 것이다.

도 1은 본 발명의 구성을 보인 종단면도,

도 2는 본 발명의 작용상태를 보인 요부 확대 종단면도,

도 3은 도 2의 요부발췌 횡단면도,

도 4는 본 발명에 의한 임펠러의 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 연소실 2 : 물 3 : 급수탱크

4 : 고압 송풍기 5 : 연소통 6, 6a, 6b : 공기공급관

7, 7a : 통기공 8 : 연결통 9 : 오일받이관

10 : 밀폐캡 11 : 오일공급공 12 : 임펠러

13, 21, 23 : 볼트 14 : 임펠러축 15 : 베어링

16, 18 : 풀리 17 : 감속모터 19 : 벨트

20 : 하우징 22 : 하우징 커버 24 : 고정볼트

25 : 오일 26 : 오일탱크 27 : 오일공급관

28 : 통로 29 : 출구 HT : 히터

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

보일러 연소실(1) 외부에 물(2)을 저장 공급하는 급수탱크(3)가 설치되고, 연소실(1) 내부에 전원과 연결된 고압 송풍기(4)와 연결된 공기공급관(6)과 연결되어 연소통(5) 중앙공간에 하부에서 상부로 위치되게 공기공급관(6a)(6b)이 수직으로 연결설치된 것에 있어서, 상기 연소통(5)내의 둘레부 바닥면에는 전원과 연결된 점화용 히터(HT)가 고정설치되고, 연소통(5) 내부에는 공기공급관(6a)(6b)의 직경보다 크게 형성되어 둘레부에 경사지게 다수개의 통기공(7)이 상,하부로 관통된 원통형 연결통(8)이 상,하부 공기공급관(6a)(6b) 사이에 연결설치되며, 상기 연결통 (8)의 양측으로 오일받이관(9)이 횡설되어 이의 양측에 밀폐캡(10)이 결합설치되고, 상기 오일받이관(9)의 양측 하부로는 오일공급공(11)이 연결통(8)과 일체로 관통되며, 상기 상부 공기공급관(6a)에는 나선형태로 경사지게 다수개의 통기공(7a)이 관통되고, 연결통(8) 하부의 공기공급관(6b) 외부에는 상면에 임펠러(12)가 다수개의 볼트(13)로 고정설치된 임펠러축(14)을 회전가능하게 삽입 설치시키되, 상기 공기공급관(6b)과 임펠러축(14) 사이의 내부에는 임펠러축이 원활하게 회전되도록 베어링(15)이 상,하부로 설치되고, 상기 임펠러축(14) 하부의 바깥둘레면에는 풀리(16)가 삽입 고정되어 상기 풀리(16)와 연소실(1) 바닥면에 고정설치되어 전원과 연결된 감속모터(17)의 풀리(18)가 벨트(19)로 연결 설치되며, 상기 임펠러축 (14) 외부로는 하우징(20)이 연소통(5) 저면에 다수개의 볼트(21)로 고정설치되고, 상기 하우징(20) 저면에는 하우징 커버(22)가 다수개의 볼트(23)로 고정설치되어 상기 하우징 커버(22)와 하부 공기공급관(6b)이 고정볼트(24)로 고정되며, 오일 (25)을 저장 공급하는 오일탱크(26)와 연결된 오일공급관(27)이 하부 공기공급관 (6b)의 통로(28)로 삽입되어 오일공급관(27)의 출구(29)가 상기 연결통(8)에 횡설된 오일받이관(9)과 연통되게 이의 저면 중앙부에 위치된 것으로서, 본 발명의 시동, 히터의 작동, 히터의 작동종료와 동시에 오일 및 압축공기 공급 등은 공지의 전자제어시스템으로 자동조절되는 구성이다.

도면중 미설명 부호 30은 T형 엘보우관이고, 31은 밀폐캡이며, 32는 배기관이고, 33은 벨트(19)의 출입을 용이하게 하기 위한 절개부이며, 34는 둘레부에 다수개의 장공으로 형성된 열방출공이고, 35는 볼트 결합공이다.

이와 같은 구성의 본 발명은 히터(HT)에 전원이 공급되면 히터(HT)를 가열시키게 되고, 히터(HT)가 가열된 후에는 오일탱크(26)내에 저장된 오일(25)이 오일공급관(27)의 출구(29)를 통하여 오일받이관(9) 내부로 오일(25)이 공급되고, 공급된 오일(25)은 양측 오일공급공(11)을 통하여 임펠러(12) 상면으로 낙하되면서 연소통 (5)의 바닥면에 자연적으로 흘러내리게 되어 가열된 히터(HT)와의 접촉에 의해 점화가 이루어지게 되면서 히터(HT)의 작동이 종료되고, 연소통(5) 바닥면에서의 점화에 의해 이의 상부에 위치된 임펠러(12)에 열을 빠르게 전달시키게 되며, 히터(HT)의 작동종료와 동시에 전원과 연결된 감속모터(17)의 구동에 의해 감속모터(17)의 풀리(18)와 임펠러축(14)의 풀리(16)가 벨트(19)로 연결되어 임펠러축 (14)을 회전시켜 주게 되고, 임펠러축(14)의 회전에 의해 이의 상면에 고정된 연소통(5) 내부의 임펠러(12)가 회전되면서 전원과 연결된 고압 송풍기(4)의 작동에 의하여 연결통(8)과 상부 공기공급관(6a)의 다수개의 통기공(7)(7a)으로 압축공기를 상방향으로 골고루 분출시키게 되고, 하부 공기공급관(6b)과 임펠러축(14) 사이에는 상,하부로 베어링(15)이 설치되어 있으므로 임펠러(12)의 회전력을 원활하게 함과 동시에 오일(25)이 기화하기 위한 분사력을 증가시키게 되며, 오일받이관(9) 내부로 공급된 오일(25)이 양측에 수직으로 관통된 오일공급공(11)을 통하여 자연적으로 흘러내려 임펠러(12)의 상면으로 공급되면서 임펠러(12)의 회전에 의해 형성되는 와류공기에 의해 확산 분사됨과 동시에 연결통(8)과 상부 공기공급관(6a)의 다수개의 통기공(7)(7a)에 의한 압축공기의 분출로 형성되는 가열된 와류(소용돌이)공기와 접촉 분사되면서 와류현상이 발생되도록 하여 연소통(5) 및 연소실(1) 내부에서 완전연소작용이 이루어지게 되고, 이때, 연소실(1)과 연소통(5) 및 연결통(8) 등의 벽면에 부딪치며 분사되는 오일(25)도 임펠러(12)의 회전에 의한 가열된 와류공기와의 접촉에 의해 완전연소가 되는 것이다. 또한, 불완전연소된 오일 (25)이 있더라도 연소실(1) 내부의 연소통(5)과 연소실(1)의 양벽 공간부에는 고열의 축열층이 형성되어 완전연소를 촉진시키게 되는 것이다. 따라서, 본 발명은 일반송풍기에 의한 연소기의 그을음과 유독가스가 발생되는 단점을 보완하여 별도로 연소통(5)을 연소실(1)내에 설치하고, 버너를 사용하지 않고 고압 송풍기(4)에 의한 압축공기의 분출과 임펠러(12)의 회전력에 의해 오일(25)을 분사시키면서 와류공기를 형성하도록 하여 연소실(1) 내부에서 완전연소를 가능하게 하므로서, 보일러의 연소용 공급연료로 기존의 경유뿐만 아니라 벙커C유, 또는 정제된 폐유를 연료로 연속 사용하여도 그을음과 유독가스가 발생되지 않으며, 연소실(1) 내부에서 감속모터(17)의 구동에 의한 임펠러(12)의 회전력에 의해 보다 강력한 와류공기를 형성하여 줌으로써, 가열에 의한 공기의 상방향 대류현상으로 연소작용에 필요한 공기의 부분공백현상이 발생되지 않도록 다수개의 통기공(7)(7a)이 경사지게 관통되어 공기를 골고루 충분하게 공급되도록 하여 보일러의 공급연료로 사용되는 오일(25)을 완전연소시킬 수 있도록 구성된 것이 특징이다.

또한, 본 발명은 보일러용 오일 연소장치로 사용될뿐만 아니라 난로, 온풍기 등에도 적용하여 고유가로 인한 대체에너지 제품 및 에너지절약 제품으로 사용할 수도 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 고압 송풍기에 의하여 연결통과 상부 공기공급관의 다수개 통기공으로 연소작용에 필요한 충분한 산소가 공급되고, 연소통내로 공급되는 공기가 임펠러의 회전에 의해 와류(소용돌이)현상이 발생되어 보일러의 연소기로 사용되는 버너없이 보일러의 공급연료로 경유, 벙커C유, 정제된 폐유 등을 연료로 사용하여도 완전연소를 시킬 수가 있으므로 고가의 버너가 설치된 보일러보다 저렴하게 공급할 수가 있고, 유가가 상승되어도 가격이 저렴한 벙커C유나 특히 자동차폐윤활유, 폐산업기계유, 선박폐유 등의 폐유를 정제한 연료의 사용이 가능하므로 동절기 농산물 등의 영농재배시 원가가 절감되어 경제적 부담감을 덜어줄 수가 있으며, 고유가로 인한 원자재가격 및 물류비 등이 상승되어도 상품경쟁력 강화와 시장확대를 도모할 수가 있고, 구조가 간단하여 제작 및 설치가 간편할뿐만 아니라 고장이 발생될 염려가 없어 반영구적으로 사용이 가능하고, 완전연소가 가능하므로 그을음이나 유독가스가 발생되지 않아 청소 등의 사후관리와 환경공해를 예방할 수 있는 등의 매우 유용한 효과가 제공되는 것이다

Claims (1)

1. 보일러 연소실(1) 외부에 물(2)을 저장 공급하는 급수탱크(3)가 설치되고, 연소실(1) 내부에 전원과 연결된 고압 송풍기(4)와 연결된 공기공급관(6)과 연결되어 연소통(5) 중앙공간에 하부에서 상부로 위치되게 공기공급관(6a)(6b)이 수직으로 연결설치된 것에 있어서, 상기 연소통(5)내의 둘레부 바닥면에는 전원과 연결된 점화용 히터(HT)가 고정설치되고, 연소통(5) 내부에는 공기공급관(6a)(6b)의 직경보다 크게 형성되어 경사지게 다수개의 통기공(7)이 관통된 연결통(8)이 상,하부 공기공급관(6a)(6b) 사이에 연결설치되며, 상기 연결통(8)의 양측으로 오일받이관 (9)이 횡설되어 이의 양측 하부로 오일공급공(11)이 연결통(8)과 일체로 관통되고, 상기 상부 공기공급관(6a)에는 나선형태로 경사지게 다수개의 통기공(7a)이 관통되고, 연결통(8) 하부의 공기공급관(6b) 외부에는 상면에 임펠러(12)가 고정설치된 임펠러축(14)이 회전가능하게 삽입 설치되며, 상기 임펠러축(14) 하부의 바깥둘레면에는 풀리(16)가 삽입 고정되어 상기 풀리(16)가 감속모터(17)의 풀리(18)와 벨트(19)로 연결 설치되고, 상기 임펠러축(14) 외부로는 하우징(20)이 연소통(5) 저면에 고정설치되며, 상기 하우징(20) 저면에는 하우징 커버(22)가 고정설치되어 상기 하우징 커버(22)와 하부 공기공급관(6b)이 고정볼트(24)로 고정되고, 오일탱크 (26)와 연결된 오일공급관(27)이 하부 공기공급관(6b)의 통로(28)로 삽입되어 오일공급관(27)의 출구(29)가 오일받이관(9)의 저면 중앙부에 위치된 구성을 특징으로 하는 임펠러를 이용한 보일러용 오일 연소장치.