KR100478876B1 - 대나무 숯을 이용한 고체연료 유니트 및 그 이용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대나무 숯을 이용한 고체연료 유니트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소재와 점화재로 되는 고체연료 유니트를 구성하되, 상기 연소재와 점화재의 주원료를 대나무숯으로 하여 완전연소가 가능하도록 하며, 연소시 유독가스 및 연기가 방출되지 않아 가스로 인한 구역질이 발생되지 않도록 하는 것으로, 연소재(1)와 점화재(2)가 단위포장으로 포장되어지는 고체연료 유니트에 있어서, 상기 연소재(1)는 대나무를 숯가마에서 탄화한 후, 절단하여서 되는 대나무숯 단위체로 되고, 상기 점화재(2)는 대나무숯가루 20∼30중량%, 활성탄 45∼50중량%, 미분당 9∼11중량%, 초석 2∼3중량%, 바륨 2∼3중량% 및 전분 12∼13중량%를 혼합하고, 혼합된 혼합물을 성형틀에 투입하여 성형한 후, 일정크기로 절단하여 되는 것을 특징으로 하는 대나무숯을 이용한 고체연료 유니트을 특징으로 한다.

Description

대나무 숯을 이용한 고체연료 유니트 및 그 이용방법{Solid fuel unit using bamboo charcoal and using method thereof}

본 발명은 대나무 숯을 이용한 고체연료 유니트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소재와 점화재로 되는 고체연료 유니트를 구성하되, 상기 연소재와 점화재의 주원료를 대나무숯으로 하여 완전연소가 가능하도록 하며, 연소시 유독가스 및 연기가 방출되지 않아 가스로 인한 구역질이 발생되지 않도록 하는 것이다.

농, 임산 및 광산물의 가공 처리 과정에서 부산되는 산업 폐기물의처리문제가 국가적으로 심각한 상태에 이르게 됨에 따라, 이러한 폐기물을 난방 및 조리용 연료로 사용하여 폐자원의 활용도를 높이는 방법에 대한 연구가 최근에 들어 크게 각방받고 있는 추세이다.

종래에는 구공탄 등을 성형하는 과정이나, 성형 후 이송하는 도중에 성형체간의 마찰이나 파괴로 얻어지는 탄분말을 주원료로 하여 높은 연소성을 가지며 우수한 열원으로서 사용될 수 있는 고체연료를 제조하는 방법 및 목가공 폐기물로서의 톱밥을 압착처리한 후 탄화시켜 고체연료를 제조하는 방법이 일반적으로 이용 되었다.

그러나 톱밥의 경우에 압착에 필요한 압력이 1마력 이상의 고압이 필요하고, 석탄분말의 경우에는 압착후의 점착력 부족으로 인하여 일정 크기로 압축성형하였을 경우에도 표면강도가 매우 약한 상태이므로 운송이나 보관시 표면마모로 인해 원형이 쉽게 파괴되거나 분진이 발생하는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같이 연료분의 점착성 부족으로 발생하는 문제점을 해결하기 위한 기술로서는, 카르복시메틸셀룰로스의 나트륨염과 호화전분으로 조성된 조연성 점착제를 사용함을 특징으로 하여 이를 갈탄미분, 폐피혁, 저질탄 등의 연료분과 혼합함으로써 고점착도를 갖는 고체연료의 제조방법이 대한민국 특허 공고 번호 제90-3790호에 의하여 공지된 바 있다.

이러한 방법은 종래의 갈탄 등과 같은 저질탄 분말로 된 연료의 점착력을 향상시킬 수 있고, 또한 점착제의 일 조성성분으로서 첨가되는 카르복시메틸셀룰로스나트륨의 역할에 의하여 연료의 연소를 일부 촉진할 수 있다는 장점을 가지고 있는 것으로 발표하고 있다.

그러나 상기한 갈탄 등과 같은 저질탄의 연료재는 탄소이외에 유황, 질소분등을 함유하고 있어 유황산화물, 질소산화물등의 기체가 발생하게 되며, 청화 후 발화가 시작될 때까지의 시간이 많이 소요되고, 발화 후 연료의 산화 발열반응에 필요한 충분한 크기의 활성화 열 에너지가 짧은 시간내에 연료 전체에 공급되지 않을 경우에는 불완전 연소에 의하여 일산화탄소 가스가 다량 발생하게 된다.

따라서, 이렇게 제조된 석탄계 연료재 고체연료를 요식업소 등에서 숯불 구이용으로 이용하기 위해서는 외부에서 발화시켜 일정한 정도까지 착화시킨 후 실내에서 사용해야 하기 때문에 외부공간에 별도로 화로 등과 같은 착화시설을 마련하여야 하는 번거로움이 있을 뿐 아니라, 이때 발생하게 되는 유독가스로 인하여 착화 단계의 사용자가 착화작업을 기피하는 문제점이 있었다.

본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구한 결과, 대한민국 특허 출원 제95-343925호 및 제96-8709호로 '고체연료 조성물 및 그의 제조방법'에 대하여 출원한 바 있다.

상기 선출원된 고체연료는 불연소 특성에 의한 유독가스의 발생이 거의 없는 건조된 목분 및 연소 초기에 발생되는 일산화탄소 등의 유독가스를 흡착, 제거하는 작용을 하는 활성탄을 연료재로서 사용하고, 설탕의 제조과정 중 잔류 폐기되는 미분당을 셀룰로스와 함께 아세톤 등의 유기용매에 용해시켜 상기한 연료재의 점착을 위한 점결재로 사용하며, 여기에 알콜을 첨가하는 것으로서, 상기 고체연료는 착화시간이 매우 짧고 발화시 질소산화물 또는 유황산화물 등의 유독가스의 발생이 없으며, 레저용이나 요식업소 등에서의 조리용 연료로 사용하고자 할때 별도의 착화시설에서 일정시간 착화시키는 과정이 없이 화덕내에서 직접 점화 및 착화하여 사용 할 수 있고, 제조시 연료재의 점착을 위해 첨가되는 점결제의 제조를 위한 별도의 제조공정이 필요하지 않을 뿐만 아니라, 그 조성성분 등의 일부로서 산업폐기물을 이용함으로서 환경공해의 유발요인의 제거에 이바지할 수 있었다.

그러나 본 발명자는 상기 선출원 발명의 고체연료는 목분과 활성탄을 연소재로서 사용하였는 바, 연소재로서 사용되는 목분으로 향나무, 야자박, 톱밥 등을 사용함으로써 연소시 가스가 발생되고 이 가스로 인하여 비위가 약한 사용자들은 구역질이 나는 등의 문제점이 있었으며, 또한 연료자체의 연소가 활발하여 사용시간이 상대적으로 짧아지게 되어 별도의 연소재인 숯 등을 구입하여 함께 사용하여야 하므로, 구입 및 사용이 번거로운 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한, 연소시의 가스발생, 구입 및 사용의 번거로움 등 종래의 고체연료가 지닌 제반 문제점을 해결하기 위하여, 연소재와 점화재로 되는 고체연료 유니트를 구성하되, 상기 점화재는 대나무숯가루, 활성탄, 미분당, 초석, 바륨 및 전분으로 되는 것을 이용하고, 상기 연소재는 대나무숯 단위체를 이용함으로써, 고체연료가 완전연소되도록 하고, 연소시 유독가스 및 연기가 방출되지 않도록 하여 가스로 인해 구역질이 발생되지 않으며, 숯 등의 연소재를 별도로 구입하여야 하는 번거로움이 없도록 하는 대나무숯을 이용한 고체연료 유니트를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대나무숯을 이용한 고체연료 유니트는,

연소재(1)와 점화재(2)가 단위포장으로 포장되어지는 고체연료 유니트에 있어서,

상기 연소재(1)는 대나무를 숯가마에서 탄화한 후, 절단하여서 되는 대나무숯 단위체로 되고,

상기 점화재(2)는 대나무숯가루 20∼30중량%, 활성탄 45∼50중량%, 미분당 9∼11중량%, 초석 2∼3중량%, 바륨 2∼3중량% 및 전분 12∼13중량%를 혼합하고, 혼합된 혼합물을 성형틀에 투입하여 성형한 후, 일정크기로 절단하여 되는 것을 특징으로 한다.

또한 그 이용방법은 연소재(1)와 점화재(2)가 단위포장으로 포장되어지는 고체연료 유니트의 이용방법에 있어서,

대나무숯가루 20∼30중량%, 활성탄 45∼50중량%, 미분당 9∼11중량%, 초석 2∼3중량%, 바륨 2∼3중량% 및 전분 12∼13중량%를 혼합하고, 혼합된 혼합물을 성형틀에 투입하여 성형한 후, 일정크기로 절단하여 되는 점화재(2)를 화덕(B) 하부에 장입하여 점화하고, 상부에는 대나무를 숯가마에서 탄화한 후, 절단하여서 되는 대나무숯 단위체로 되는 연소재(1)를 장입하여,

상기 점화재(1)의 화력에 의하여 연소재(1)가 연소되어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 사용상태도이고, 도 2는 다른 실시예에 의한 사시도로서, 그 구성은 연소재(1)와 점화재(2)로 된다.

본 발명에 의한 고체연료는 연소재(1)와 연소재(1)의 점화를 위한 점화재(2)가 단위포장으로 포장되어지는 바, 상기 연소재(1)는 대나무를 숯가마에서 탄화한 후, 절단하여서 되는 대나무숯 단위체로 된다.

상기 대나무숯 단위체는 종래의 일반적인 연소재와는 달리 완전연소가 가능하게 되기 때문에, 연소시 발생되는 유독가스로 인한 구역질이 발생되지 않게 되는 것이다.

본 발명에서는 연소재(1)로서 대나무숯 단위체를 사용하는 것이 가장 바람직하나, 반드시 이를 제한하는 것은 아니며, 연소재(1)로서 종래의 활성탄, 석탄, 숯, 목분 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합재가 사용 될 수도 있으며, 대나무숯 단위체와 이들을 혼합하여 사용할 수도 있는 것은 물론이다.

상기 점화재(2)는 대나무숯가루 20∼30중량%, 활성탄 45∼50중량%, 미분당 9∼11중량%, 초석 2∼3중량%, 바륨 2∼3중량% 및 전분 12∼13중량%를 혼합하고, 혼합된 혼합물을 성형틀에 투입하여 성형한 후, 일정크기로 절단하여 된다.

상기 점화재(2)의 구성성분 중 하나인 대나무숯가루는 연소를 위한 것으로, 대나무숯가루는 완전연소가 되는 특성이 있으며, 종래의 다른 목분의 초기 연소시 발생되는 유독가스가 발생되지 않아 고체연료의 점화재로서 우수한 특성을 갖는 것이다.

상기 활성탄은 대나무숯가루와 함께 연소를 위하여 투입되는 것으로, 유해가스의 흡착기능을 가지고 있어 연소시 발생되는 유독가스를 지속적으로 흡착, 여과하여 유독가스가 외부로 방출되는 것을 방지하며, 활성탄이 45중량%를 미만이면 연소시 발생되는 일산화탄소, 질소산화물 등의 유독가스를 지속적으로 흡착, 여과시킬 수 없고 활성탄이 50중량%를 초과하면 생산원가가 상승되므로, 그 사용량을 46∼50중량%로 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 미분당은 점결제로서 사용되는 것으로, 각 성분의 점화재(2)를 고착시키기 위한 것이며, 점결제의 역할은 물론 연료재의 완전연소를 촉진하는 역할을 하게 되는 것이다. 상기 미분당이 9중량% 미만이면 점결력이 저하되고 11중량%를 초과하면 과포화 상태로 잔류하게 되는 것이다.

상기 초석(NO₃)은 가장 보편적인 질산염광물 중 하나로서, 점화재(2) 중 산화제로 사용되며, 상기 초석이 2중량% 미만이면 산화제로서의 역할이 미미하게 되고, 3중량%를 초과하면 과량이 되는 것이다.

상기 바륨(Ba)은 착화제의 기능을 갖음과 동시에 착화될 때 순간적으로 발생되는 불꽃을 억제하기 위한 소염제 역할을 하는 것이며, 2중량% 미만이면 ∼3중량%

상기 전분은 점화재(2) 중 점착제로서 사용되는 것으로, 상기 전분이 12중량% 미만이면 접착력이 약화되어 점화제가 쉽게 부스러지게 되고, 13중량를 초과하면 과량이 될 뿐만 아니라 점화재(2)로서 성능이 좋지 못하게 되는 것이다.

즉 점화재(2)는 상기와 같은 점화재(2)의 각 구성물질을 혼합 교반하여, 혼합된 혼합물을 성형틀에 투입하고 이를 성형한 후, 일정크기로 절단하여 되는 것이다.

상기 점화재(2)의 형태는 제조, 운반, 사용이 용이하다면 그 형태를 제한하지 않는 것이나, 운반 및 사용 등의 용이성을 고려할 때 그 형태를 육각칩으로 하는 것이 가장 바람직하다.

이하 상기와 같이 되는 고체연료 유니트(A)의 이용방법은 다음과 같다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 고체연료 유니트(A)는 종래의 고체연료와는 달리 연소재(1)와 점화재(2)가 하나의 유니트로 포장되어짐으로써 각각을 따로 구입하여 화덕(B)에 별도로 삽입하여 점화하는 것이 아닌, 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 상기와 같이 되는 점화재(2)를 화덕(B) 하부에 장입하여 점화하고, 상부에는 대나무를 숯가마에서 탄화한 후, 절단하여서 되는 대나무숯 단위체로 되는 연소재(1)를 장입함으로써, 점화재(1)의 화력에 의하여 연소재(1)가 연소되어지도록 이용하는 것이다.

즉 점화재(2)를 별도로 구입하여 점화 후 화덕(B)에 투입하는 것이 아닌, 점화재(2)를 투입한 후 점화하여 점화재(2)가 점화되면 이에 연소재(1)인 대나무숯 단위체를 투입하여 사용할 수 있게 되는 것이므로, 그 구입 및 사용이 간편하게 되는 것이다.

또한 본 발명의 다른 실시예로서, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 연소재(1)로서 대나무숯 단위체를 이용하는 것이 아닌, 대나무숯가루와 점결제를 이용하여 별도의 연소재(1)를 성형하여 사용할 수도 있는 것이다.

상기한 별도의 연소재(1)는 대나무숯가루 89∼91중량%에 미분당 9∼11중량%를 투입하고 이를 교반한 후 일정 압력으로 가압 성형하는 것이다. 이 때에 사용되는 미분당은 이미 설명되었으므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

즉 대나무숯가루로되는 연소재(1)의 하부에 점화재(2)를 형성시켜 사용할 수 있는 것이며, 그 사용이 더욱 편리하게 하기 위해서는 연소재(1)와 점화재(2) 사이에 점결제(3)를 개재한 후, 이를 성형하여 연소재(1)와 점화재(2)가 일체화되도록 할 수도 있는 것이다.

상기 별도로 개재되는 점결제(3)는 점화재(2)의 제조시 사용된 것과 동일한 물질인 미분당, 전분 등을 사용한다.

상기 고체연료 유니트(A)를 형성하는 방법은 연소재(1)와 점화재(2)를 각각 성형한 후 그들 사이에 점결제(3)를 개재하여 가압하여 될 수도 있는 것이며, 연소재(1)와 점화재(2)의 조성물을 각각 혼합하여 교반하고, 몰드 하부에 연소재(1)를 투입하고 그 하부에 점화재(2)를 투입하여 동시에 성형할 수도 있는 것이며, 상기 성형시 연소재(1)와 점화재(2) 사이에 점결제(3)를 별도로 개재할 수도 있는 것으로 그 방법을 제한하는 것은 아니다.

상기 본 발명의 다른 실시예에 의한 고체연료 유니트(A) 역시 유니트(A)만을 구입하여 그 하부 점화재(2)에 불을 점화시켜 하부 연소재(1)가 연소되도록 함으로써 그 구입 및 사용이 용이함은 물론, 대나무숯으로 인해 연소시 가스 방출이 없도록 하는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명을 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

상기한 설명에서 분명히 알 수 있는 바와 같이, 연소재와 점화재로 되는 고체연료 유니트를 구성하되, 상기 점화재는 대나무숯가루, 활성탄, 미분당, 초석, 바륨 및 전분으로 되는 것을 이용하고, 상기 연소재는 대나무숯 단위체를 이용함으로써, 고체연료가 완전연소되도록 하고, 연소시 유독가스 및 연기가 방출되지 않도록 하여 가스로 인해 구역질이 발생되지 않도록 하며, 점화재와 연소재를 별도로 구입 사용하여야 하는 번거로움없이 하나의 유니트만으로 즉시 점화 및 연소가 가능하도록 하는 등의 유용한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 사용상태도.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 연소재 2: 점화재

3: 점결제

Claims (3)

1. 연소재(1)와 점화재(2)가 단위포장으로 포장되어지는 고체연료 유니트에 있어서,

   상기 연소재(1)는 대나무를 숯가마에서 탄화한 후, 절단하여서 되는 대나무숯 단위체로 되고,

   상기 점화재(2)는 대나무숯가루 20∼30중량%, 활성탄 45∼50중량%, 미분당 9∼11중량%, 초석 2∼3중량%, 바륨 2∼3중량% 및 전분 12∼13중량%를 혼합하고, 혼합된 혼합물을 성형틀에 투입하여 성형한 후, 일정크기로 절단하여 되는 것을 특징으로 하는 대나무숯을 이용한 고체연료 유니트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 점화재(2)는 육각칩 형상으로 성형되는 것을 특징으로 하는 대나무숯을 이용한 고체연료 유니트.
3. 연소재(1)와 점화재(2)가 단위포장으로 포장되어지는 고체연료 유니트의 이용방법에 있어서,

   대나무숯가루 20∼30중량%, 활성탄 45∼50중량%, 미분당 9∼11중량%, 초석 2∼3중량%, 바륨 2∼3중량% 및 전분 12∼13중량%를 혼합하고, 혼합된 혼합물을 성형틀에 투입하여 성형한 후, 일정크기로 절단하여 되는 점화재(2)를 화덕(B) 하부에 장입하여 점화하고, 상부에는 대나무를 숯가마에서 탄화한 후, 절단하여서 되는 대나무숯 단위체로 되는 연소재(1)를 장입하여,

   상기 점화재(1)의 화력에 의하여 연소재(1)가 연소되어지도록 하는 것을 특징으로 하는 대나무숯을 이용한 고체연료 유니트의 이용방법.