KR100544948B1 - 폐유 연소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 폐유 연소기에 관한 것으로서, 특히 연소열에 의하여 액체 상태의 폐유를 가스 상태로 변환시키는 기화실과, 이 기화실에서 기화된 가스 상태의 폐유가 연소되는 연소실과, 상기 연소실 내부에 고압 송풍기와 연결되어 압축공기를 전달하는 공기공급관으로 이루어지고, 상기 연소실은 수직 방향으로 구성되고 하단부에 위치한 기화실에서 기화된 가스가 아래쪽에서부터 위쪽까지 고르게 연소될 수 있도록 공기 공급관은 연소실과 평행을 이루게 설치하고 관 전체에 고르게 다수의 통기공을 뚫음과 아울러, 상기 연소실은 하단부가 밀폐형으로 구성되어 있으며 기화된 가스가 상단의 연소실을 통과하면서 연소하도록 구성되어, 보다 자연친화적이고도 환경 안정적인 폐기물 활용이 가능한 완전 정상연소가 이루어지는 폐유 연소기를 제공하도록 하였다.

Description

폐유 연소기 {Apparatus for completely burning an waste-oil}

도 1은 본 발명에 따른 폐유 연소기에서 폐유탱크를 제외하여 나타낸 사시도,

도 2는 도 1의 폐유 연소기의 개략적인 구성을 나타내기 위한 정면도,

도 3은 도 2의 폐유 연소기의 하부를 나타내기 위한 내부 구조도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 폐유 연소기의 공기공급노즐과 연소통 하부 구조만을 예시한 구조도,

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 폐유 연소기의 공기공급노즐과 연소통 하부 구조만을 예시한 구조도,

도 6은 도 2의 선 A-A에 따른 연소통 내부의 개략적인 단면 구조도,

도 7은 도 2의 선 B-B에 따른 연소통 내부의 개략적인 단면 구조도,

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 폐유 연소기의 공기공급노즐과 연소통 하부 구조만을 예시한 도 5에 대응하는 구조도,

도 9는 도 2의 선 A-A에 따른 연소통 내부의 개략적인 대응 단면 구조도, 및

도 10은 도 2의 선 B-B에 따른 연소통 내부의 개략적인 대응 단면 구조도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 폐유 연소기 110 : 연소통

111 : 연소실 120 : 공기공급노즐

121 : 통기공 123 : 주름부

130 : 공기축적부 140 : 공기분사부재

141 : 분사파이프 143 : 몸체

143a : 중공구 145 : 체결부재

본 발명은 폐유 연소기에 관한 것으로서, 특히 폐유를 연소시킴으로써 이 때 발생하는 연소열을 이용하여 난방을 수행하는 폐유 연소기에 관한 것이다.

일반적인 연소기는 대개 깨끗한 경유 등 깨끗한 유류만을 사용하여 연소시킴으로써 이 때 발생하는 연소열을 이용하여 난방을 행하도록 이루어져 있다.

그러나, 이러한 연소기에 있어서는 깨끗한 유류만을 연료로 사용함으로써, 유지비용이 많이 들어 경제적인 손실이 컸다. 더욱이, 종래 연소기에 있어서는 폐오일이나 폐유류 등을 연료로 하여 사용할 경우에는 구조적으로 기화가 잘 이루어지질 않거나 부품 고장 등의 불완전연소를 초래할 우려가 다분하였다.

본 발명은 이와 같은 완전 기화의 제약을 해결하고자 발명된 것으로, 연소통 내에서, 어느 하나의 부분만이 아닌 하부로부터 상부에 이르기까지 연소통 내부에서 전반적으로 골고루 기화가 연속적으로 이루어질 수 있도록 한 한 것으로 연소기 의 공급연료로서 등유 뿐만 아니라, 폐엔진오일, 폐기계작동유, 경유 또는 정제된 폐유를 사용하여 연소효율이 우수한 연소기구를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 연소실 내부에 고압 송풍기와 연결되어 압축공기를 전달하는 공기공급관과, 이 공기공급관이 중앙에 배열된 원통형상의 연소통으로 이루어진 폐유 연소기에, 상기 연소실 바닥에 폐유를 적하하도록 폐유탱크와 도관 연결된 연료공급노즐과, 상기 연료노즐로부터 적하하는 오일을 수동 발화시키고, 이어서 이 발화에 기인한 화열에 의해 상기 연소실 바닥으로부터 상기 오일이 상향으로 기화되는 기화 가스에 외부 공기를 혼합하되, 이 혼합비를 희박하게 하거나 농순하게 함과 동시에, 이 혼합되는 과정속에서 상기 기화 가스의 자발화가 하부로부터 상부로 연속적으로 유도되어 상기 기화 가스의 완전 정상 연소를 달성하도록 상기 연소통의 내부 중심에 그의 길이방향으로 따라 동심적으로 배열되고, 다수의 통기공이 외주에 관통 형성된 공기공급노즐을 포함하고, 상기 공기공급노즐과 공기공급관 사이에는 상기 고압송풍기로부터의 흡입공기의 유도 압력을 1차적으로 낮춤과 더불어, 상기 연소통으로부터의 역류를 방지하기 위한 공기축적부를 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 폐유 연소기에서 폐유탱크를 제외하여 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 폐유 연소기의 개략적인 구성을 나타내기 위한 정면도이며, 도 3은 도 2의 폐유 연소기의 하부를 나타내기 위한 내부 구조도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 폐유 연소기의 공기공급노즐과 연소통 하부 구조만을 예시한 구조도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 폐유 연소기의 공기공급노즐과 연소통 하부 구조만을 예시한 구조도이고, 도 6은 도 2의 선 A-A에 따른 연소통 내부의 개략적인 단면 구조도이며, 도 7은 도 2의 선 B-B에 따른 연소통 내부의 개략적인 단면 구조도이고, 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 폐유 연소기의 공기공급노즐과 연소통 하부 구조만을 예시한 도 5에 대응하는 구조도이며, 도 9는 도 2의 선 A-A에 따른 연소통 내부의 개략적인 대응 단면 구조도이고, 도 10은 도 2의 선 B-B에 따른 연소통 내부의 개략적인 대응 단면 구조도이다.

부호(110)는, 폐유를 기화 촉진하여 연소하기 위한 구조를 갖는 연소통으로서, 본 발명의 폐유 연소기(100)에 채용되는 바, 본 발명에 따른 폐유 연소기(100)는, 연소실(111) 내부에 고압 송풍기(10)와 연결되어 압축공기를 전달하는 공기공급관(20)과, 이 공기공급관(20)이 중앙에 배열된 원통형상의 연소통(110)을 포함하고, 이 연소통(110)은 연소열에 의하여 액체 상태의 폐유를 가스 상태로 변환시키는 기화실(119)과 이 기화실(119)에서 기화된 가스 상태의 폐유가 연소되는 연소실(111)을 구비하고 있다.

여기에서, 상기 연소실(111) 내부 중앙에 수직 일렬로 배치된 공기공급노즐(120)에 공지의 고압 송풍기(10)로부터의 공기를 공급하기 위해 상기 공기공급노즐(120)과 송풍기(10)사이에는 공기공급관(20)이 연결 설치되는 바, 연소실(111) 바닥면에는 공기공급노즐(120)의 출구로부터 흡입공기가 도입됨으로써, 연소통(110)의 하부에서의 사용자에 의한 수동 발화를 기반으로 하여 폐유가 불완전연소하면서 기화되는 현상을 이용하되, 이와 같이 형성되는 기화 가스를 원통형 연소통(110)의 하부인 기화실(119)로부터 상부의 연소실(111) 방향으로 상승하면서 보다 완벽하게 정상 연소가 이루어지도록 공기 순환을 유도함이 본 발명의 핵심 해결과제이다.

보다 상세히 본원의 폐유연소기(100)를 살펴보면, 상기 구성요소와 함께, 상기 연소실(111) 바닥에 집유통(60) 및 배송파이프(61)에 의해 집유되어 배송되는 폐유를 적하하도록 폐유탱크(30)와 도관 연결된 연료공급노즐(40)과, 상기 연료공급노즐(40)로부터 적하하는 오일을 수동 발화시키고, 이어서 이 발화에 기인한 화열에 의해 상기 연소실(110) 바닥부로부터 상기 오일이 상향으로 기화되는 기화실(119) 및 연소실(111)의 기화 가스에 외부 공기를 혼합하되, 이 혼합비를 희박하게 하거나 농순하게 함과 동시에, 이 혼합되는 과정속에서 상기 기화 가스의 자발화가 하부로부터 상부로 연속적으로 유도되어 상기 기화 가스의 완전 정상 연소를 달성하도록 상기 연소통(110)의 내부 중심에 그의 길이방향으로 따라 하부까지 연속 배열되고, 다수의 통기공(121)이 외주에 관통 형성된 공기공급노즐(120)을 포함하여 이루어진다.

또, 상기 공기공급노즐(120)과 공기공급관(20) 사이에는 상기 고압송풍기로부터의 흡입공기의 유도 압력을 1차적으로 낮춤과 더불어, 상기 연소통(110)으로부터의 역류를 방지하기 위한 공기축적부(130)가 구성되어 있다.

또한, 상기 공기공급관(20)의 일부는 상기 공기공급노즐(120)과 함께 역 U자형상으로 상기 연소통(110)의 내부에 상기 연소실(111)의 길이방향을 따라 병렬 배치되어 있다.

또, 상기 공기공급노즐(120)의 말단부에는 기화가스의 순환 기류를 도모하기 위한 공기분사부재(140)가 설비되어 있다.

또한, 상기 공기분사부재(140)는 상기 공기공급노즐(120)의 중심을 잇는 가상의 중심선에서 편심하여 일방향으로 경사 배열됨과 동시에 하방 경사진 분사파이프(141)를 포함하여 이루어져 있다.

또한, 상기 공기분사부재(140)는 상기 공기공급노즐(120)의 중심선에서 편심하여 일방향으로 경사 배열됨과 동시에 하방 경사진 상기 분사파이프(141)가 그의 내측에 형성된 중공구(143a)에 연통 가능하게 연결된 몸체(143)를 매개로 상기 공기공급노즐(120)의 단부에 체결부재(145)에 의해 체결되어 있다.

또, 상기 공기공급노즐(120)은 다수의 공기 통기공(121)이 형성된 다수의 주름부(123)를 갖는 주름관으로 이루어져도 좋다.

여기에서, 상기 공기공급노즐(120)의 통기공(121)은, 상기 공기공급노즐(120)의 중심선에서 편향하여 하방 경사져 관통 형성됨이 바람직하다.

또, 상기 연소통(110)의 바닥부에는 연료저류구(112)가 오목형성되고, 이 연료저류구(112)에는 가이드베인(113)이 상기 연소통(110)의 중심으로부터 방사상으로 직립 배열되어 있다.

또한, 상기 가이드베인(113)은 상기 공기공급노즐(120)의 통기공(121)의 일측 경사방향을 따라 경사배열되어 있다.

도면 중 미설명 부호 (P)는 도관류의 개폐 작동을 수행하기 위한 밸브류이고, 연소통(110)의 외부에는 보호망(105)이 둘러싸이는 형태로 배치되어 있다.

또한, 상기 연소통(110)의 하부 일측에는, 연소통(110)의 연소 개시 이전에 연소통(110) 바닥의 오일에 불을 당기기 위해 연소통(110) 하부를 기밀하게 개폐하는 패킹(151a)이 내장된 덮개(151)와, 이 덮개(151)의 탈부착을 위해 연소통(110)의 외주에 돌출형성된 덕트(115)에 힌지결합된 장착브라켓(153)과, 이 장착브라켓(153)의 중앙에 나사결합되어, 상기 덮개(151)를 덕트(115)의 개구에 가압 고정하기 위해 장착브라켓(153)의 중앙부에 체결되는 체결부재(155)로 이루어진 개폐부재(150)가 탈부착 가능하게 배치되어 있다.

또, 미설명 부호 (101, 103)는, 고압 송풍기(10) 등을 수용하기 위한 제1 챔버와, 폐유탱크(30)를 재치하기 위한 제2 챔버이다.

다음에, 본 발명의 폐유 연소기에 대한 작동을 서술한다.

먼저, 상기 개폐부재(150)의 덮개(151)를 파지하고 있던 체결부재(155)를 돌려 덮개(151)를 탈거하고, 폐유를 연소하기 위해 심지나 발화지에 불을 붙여 연소통(110)의 바닥면에 적하하는 폐유를 발화시킨 후, 체결부재(155)로 덮개(151)를 다시 가압 고정시키거나, 또는, 연소실 뚜껑(11)을 개방하여, 솜방이나 휴지에 불을 당긴 후, 연소실(111)의 바닥부에 투입하여, 연소통(110)의 바닥면에 적하하는 폐유를 발화시킨다.

이때, 상기 덮개(151)는 연소실(111)의 내부 청소를 위해 개방시켜서 사용하면 된다.

여기에서, 폐유가 발화됨과 동시에 고압송풍기(10)를 가동하여, 내부에 공기를 공급한다.

이때, 고압송풍기에 연결된 공기공급관(20)과, 이 공기공급관(20)에 연결된 공기공급노즐(120)을 통해 외부의 흡입공기가 연소통(110) 내부로 방사상 토출이 개시되게 된다.

다음에, 흡입공기가 강제로 연소통(110) 내부로 토출되면, 상기 발화된 폐유로부터의 기화 가스가 상승하면서 외부 공기와 혼합되게 되고, 내부로 유입된 흡입공기가, 상기 공기공급노즐(120)과 역 U자 형상으로 연소통(110)의 내부 일측에 배열된 공기공급관(20)을 통과하면서 온도 상승하게 되는 바, 이 온도상승된 흡입공기에 의해 화염전파속도가 늦춰지는 동시에, 기화 가스가 미연소된 상태로 상승하면서, 곧바로 연소통(110)의 상부에 형성된 배기구(50)를 통해 방출되지 않도록, 연소통(110) 내부에서 소정시간 지연되도록 함으로써, 이 외부흡입공기와 내부 기화가스가 적정 이상의 혼합비를 이루면서 완전 발화가 이루어지게 되는 것이다.

또한, 상기 통기공(121)이 상기 편향에 더하여 하방향으로 경사진 관통구멍으로서, 채용됨으로써, 상기 기화 가스와 흡입공기의 혼합가스가 연소실(111) 내벽면에 부딪히면서 분무되어 재차 하방향으로의 이동이 유도됨으로써, 기화 가스가 연소통(110)에 볼 때, 동일 높이에서 수차례 자발화 내지는 발화가 중복됨으로써, 완전 연소가 이루어지게 되는 것이다.

또, 상기 연소실(111)의 바닥부의 연료저류구에 기립 배열된 가이드베인의 역할 또한 연소실(111)의 바닥부에서의 기화 가스의 강제 순환에 있다.

한편, 상기 공기분사부재(140)는 상기 공기공급노즐(120)의 중심을 잇는 가상의 중심선에서 편심하여 일방향으로 경사 배열됨과 동시에 하방 경사진 분사파이 프(141)를 포함하여 이루어져 있고, 또 상기 공기공급노즐(120)의 중심선에서 편심하여 일방향으로 경사 배열됨과 동시에 하방 경사진 상기 분사파이프(141)가 내측 중공구(143a)에 연통 가능하게 연결된 몸체(143)를 매개로 상기 공기공급노즐(120)의 단부에 체결되어 있는 관계로, 상기 기화 가스와 흡입공기의 혼합가스가 연소실(111) 벽면에 부딪히면서 분무되어 재차 연소실(111) 바닥 방향으로의 이동이 유도됨으로써, 기화 가스가 연소통(110)의 하부, 동일 높이에서 중복 발화를 유도하게 되는 것이다.

이때, 공기분사부재(140)를 연소실(111) 바닥면과 거리(Stand-off)를 둠으로써 상기에서 언급한 기화 가스의 하부 지체 효과를 극대화시킬 수 있는 것이다.

다시 말해서, 발화하는 폐유로부터의 기화가스가 상방향 대류현상에 기인하여 연소통(110)의 상부로 상승하게 되는 데, 이때, 이 상승 기류를 일정시간 연소통(110)의 내부에서 정체하도록 하면서 이와 더불어, 강력한 외부흡입공기의 유입에 따른 신선한 산소의 유입되고, 연소통 내에서 시계방향으로 회오리가 강하게 형성하여 선회 전진하도록, 상기 공기공급노즐(120)의 통기공(121)을 통해 지속적으로 연소통(110) 내로 공기를 토출함과 동시에, 상기 공기공급노즐(120)의 공기분사부재(140)에 하부측 기화가스의 순환 기류가 형성되도록 하여, 상기 연소통(110) 내부에서의 지속적인 기화가스의 발화를 유도함으로써, 상기 기화가스와 상기 공기분사부재(140)를 통과한 가열공기에 의한 화염이 서로 교반하면서 온도가 1200℃ 이상으로 상승하면 체류시간도 길어지게 되고, 상기 교반 화염이 상기 통기공(121)을 통과한 가열공기에 의한 산소와 재접촉되면서, 연소통 내부에서의 완전연소가 달성되게 되는 것이다.

이에 더하여, 상기 공기공급노즐(120)은 다수의 공기 통기공(121)이 형성된 다수의 주름부를 갖는 주름관으로 이루어지고, 상기 공기공급노즐(120)의 통기공(121)이, 상기 공기공급노즐(120)의 중심선에서 편향하여 일방향 경사지게 되면, 내부 공기를 강제 순환시킬 수 있는 순환력을 제공함으로써, 연료의 말단가스나 부분적인 미연소 공간이 생성할 수 있는 여지를 없앨 수 있는 것이다.

따라서, 생산설비에서 흔히 발생하는 폐유를 기화연소시켜서 난방용으로 사용할 수 있는 것으로 연소통(110)의 복사열로 인하여 오일은 기화되면서 연소하고 폐유 속의 찌꺼기와 중금속 등은 바닥에 침전시킴으로써 공해물질의 배출을 억제할 수 있으며 종래에는 폐기하였던 폐유를 난방용으로 사용하므로 경제적으로나, 재활용의 가치를 높일 수 있게 되는 것이다.

물론, 본 발명에서는 각종 폐유 연소기에 사용되는 노즐에서 그 설치 배열 방식에 따라 여러 가지가 채용될 수 있는데 본 발명의 대한 적용은 연소실 길이 방향으로 다수의 통기공이 있는 공기공급관을 설치하여 완전 연소에 이르게 하는 기법을 주타깃으로 하였으나, 이와 비슷한 다른 구성에 응용할 수 있음은 자명하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 폐유 연소기를 이용하면 석유, 경유 등 고급품의 연료를 이용하지 않고도 보다 자연친화적이고도 환경 안정적인 폐유 활용이 가능하는 등의 매우 뛰어난 이점이 있는 것이다.

Claims (5)

1. 연소실 내부에 고압 송풍기와 연결되어 압축공기를 전달하는 공기공급관과, 이 공기공급관이 중앙에 배열된 원통형상의 연소통으로 이루어진 폐유 연소기에 있어서,

   상기 연소실 바닥에 폐유를 적하하도록 폐유탱크와 도관 연결된 연료공급노즐과,

   상기 연료노즐로부터 적하하는 오일을 수동 발화시키고, 이어서 이 발화에 기인한 화열에 의해 상기 연소실 바닥으로부터 상기 오일이 상향으로 기화되는 기화 가스에 외부 공기를 혼합하되, 이 혼합비를 희박하게 하거나 농순하게 함과 동시에, 이 혼합되는 과정속에서 상기 기화 가스의 자발화가 하부로부터 상부로 연속적으로 유도되어 상기 기화 가스의 완전 정상 연소를 달성하도록 상기 연소통의 내부 중심에 그의 길이방향으로 따라 동심적으로 배열되고, 다수의 통기공이 관 외주 전체에 걸쳐 고르게 관통 형성된 공기공급노즐을 포함하고,

   상기 공기공급노즐의 통기공은, 상기 공기공급노즐의 중심선에서 편향하여 하방 경사져 관통 형성되고,

   상기 공기공급노즐과 공기공급관 사이에는 상기 고압송풍기로부터의 흡입공기의 유도 압력을 1차적으로 낮춤과 더불어, 상기 연소통으로부터의 역류를 방지하기 위한 공기축적부를 구비한 것을 특징으로 하는 폐유 연소기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 공기공급노즐의 말단부에는 기화가스의 순환 기류를 도모하기 위한 공기분사부재가 설비되고,

   상기 공기분사부재는 상기 공기공급노즐(120)의 중심을 잇는 가상의 중심선에서 편심하여 일방향으로 경사 배열됨과 동시에 하방 경사진 분사파이프를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 폐유 연소기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 공기분사부재는 상기 공기공급노즐의 중심선에서 편심하여 일방향으로 경사 배열됨과 동시에 하방 경사진 상기 분사파이프가 그의 내측에 형성된 중공구에 연통 가능하게 연결된 몸체를 매개로 상기 공기공급노즐의 단부에 체결부재에 의해 체결된 것을 특징으로 하는 폐유 연소기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 연소통의 바닥부에는 연료저류구가 오목형성되고, 이 연료저류구에는 가이드베인이 상기 연소통의 중심으로부터 방사상으로 직립 배열되고,

   상기 가이드베인은 상기 공기공급노즐의 통기공의 일측 경사방향을 따라 경사배열된 것을 특징으로 하는 폐유 연소기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 공기공급노즐은 다수의 공기 통기공이 형성된 다수의 주름부를 갖는 주름관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐유 연소기.

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