KR100575267B1

KR100575267B1 - 브라운가스 물기름 연소기

Info

Publication number: KR100575267B1
Application number: KR1020020002608A
Authority: KR
Inventors: 김성곤
Original assignee: 김성곤
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2002-01-16
Publication date: 2006-05-02
Also published as: KR20030062166A

Abstract

본 발명은 브라운가스를 이용하여 물기름을 태울 수 있는 연소기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물과 기름을 액체상태로 섞지 않고 브라운가스를 이용하여 고온의 상태에서 물과 기름을 기체상태로 혼합시킨 후 브라운가스 화염으로 연속 착화시켜 최적의 연소조건을 만들어 연소시킬 수 있는 연소기에 관한 것이다.

본 발명은 물과 기름을 동시에 연소시킬 수 있는 고온의 연소조건을 만들어 주기 위해 브라운가스 화염으로 직접 가열하여 열을 발산하는 가열부(20)를 형성하고 물공급관(30)과 기름공급관(40)을 이중 코일형태의 원통형으로 형성하여 가열부(20)를 중심으로 가열부(20) 주변을 감싸게 구성한 것을 특징으로 한다.

연소기, 가열부, 원통형 이중코일, 브라운가스 버너, 화염가이드

Description

브라운가스 물기름 연소기{The burner for water-oil mixture using brown gas}

도 1 은 본 발명의 일실시예를 나타낸 내부단면예시도

도 2 는 본 발명에 따른 물공급관과 기름공급관의 원통형 이중코일을 나타낸 사시도

도 3 은 본 발명에 따른 연소기내의 화염 발생 경로를 나타낸 개략예시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) : 하우징 (20) : 가열부

(21) : 증기혼합실 (22) : 관통홀

(23) : 관통파이프 (24,24a) : 삽입홀

(25) : 분사 노즐 (26) : 가열부헤드

(30) : 물공급관 (31) : 물량조절밸브

(40) : 기름공급관 (41) : 기름량조절밸브

(50) : 보호막 (60) : 브라운가스 버너

(70) : 브라운가스공급관 (71) : 가스량조절밸브

(72) : 솔레노이드밸브 (80) : 화염가이드

(81,82) : 간극 (90) : 송풍기

(100) : 연소기 (200) : 수압펌프

(300) : 기어펌프 (400) : 브라운가스 발생기

현재의 시점에서 오일쇼크가 세계경제를 강타하고 오일값이 치솟고 있는 것에 비례해서 오일에 물을 타서 2 ∼ 3배로 만들어 쓰고 싶은 욕망이 커지게 된다.

이런 욕망을 채우기라도 하듯이 한국, 일본, 중국 등지에서 물기름 또는 에멜죤유의 개발이 활발히 진행되어 왔고 한국에서도 R50(물50 : 기름50)이라는 물기름이 시판단계에 왔으나 결국 성공하지는 못하였다.

그 이유는 유화제를 쓰는 방법 등으로 물과 기름을 섞을 수는 있지만 물이 섞인 만큼 잘 타지 않기 때문에 물기름을 태워서 기대하는 열량을 얻을 수 없었기 때문이었다.

한편, 일반적으로 알려진 브라운가스란 물의 전기분해방식에 의해 생산되는 수소와 산소의 혼합가스를 말하며 브라운가스 발생기의 스위치만 올리면 가스를 자동생산하므로 연료로 쓰기에 편리할 뿐만 아니라 무공해 연료이므로 앞으로 대체에너지로써 크게 기여할 수 있는 21세기 에너지이다.

상기의 브라운가스를 이용하여 일본의 모리씨가 물기름을 브라운가스와 동시에 태우면 잘 태울 수 있다는 것에 착안하여 3년 동안의 노력 끝에 물70 : 기름30의 비율로 에멜죤유(ZEPECⅡ)를 만들어 이것을 브라운가스와 동시에 태우는 방법으로 연속적인 화염을 만들어 보임으로써 연소실험에 성공한 것처럼 보였으나 역시 실용화단계까지 이르지 못하고 있다.

이와 같이 물기름의 문제점은 물과 기름을 섞을 수는 있다 하더라도 마땅한 연소기술이 없는 것이 문제이다.

종래의 액체연료의 이용방법은 버너로 분무상태를 만들고 이것을 연소실에 투입하는 방법으로 결국 연소실에서 기화시켜 태우게 되므로 연소효율이 저하되게 된다.

상기, 물기름 R50이나 "ZEPECⅡ" 역시 마땅한 연소방법을 찾지 못하고 종래와 같은 방법으로 연소시켰기 때문에 결국 성공하지 못한 것이다.

우리는 상식적으로 물은 타지 않는다고 알고 있다. 그러나 물(2H₂O)은 4300˚K에서 열분해되어 H₂와 O₂로 이온화되므로 물은 탈 수 있는 것이다.

다시 말하면 물(2H₂O)은 초고온에서 이온화되고 재결합하여 연소반응을 하므 로 물이 타는 것은 분명하지만 사람들이 그러한 최적의 연소조건을 만들어 주지 못하여 물은 타지 않는다고 알고 있을 뿐이다.

실제로 우리는 이것을 자연현상에서도 볼 수 있는데 예를 들면 소각로의 불을 끄기 위해 물을 끼얹으면 오히려 불길이 일어나는 것을 볼 수 있다.

이것은 물이 탈 수 있다는 것을 증명한다.

따라서 본 발명은 그러한 최적의 연소조건을 만들어 줄 수 있는 브라운가스를 이용하여 물기름 연소기를 제공하기 위한 것이다.

따라서, 본 발명은 브라운가스만의 특성을 이용하여 고온의 조건을 만들고 물과 기름을 액체상태로 섞는 것이 아니라 기체상태로 혼합시킨 후 다시 브라운가스 화염으로 연속적으로 착화시켜 물기름 혼합기체의 화염을 만들어냄으로써 결과적으로 최적의 연소조건을 만들어 주기 위한 브라운가스 물기름 연소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

브라운가스는 완전무공해특성과 완전연소특성이 있을 뿐만 아니라 수소가스와 달리 임플로젼특성과 열핵반응특성을 가지고 있어 대상물질에 따라 녹이는 온도가 다르므로 벽돌과 철을 그대로 용접할 수 있는가 하면 텅스텐의 경우 6000℃이상의 고열을 내면서 텅스텐도 기화시켜 버린다.

또한, 브라운가스 화염은 불꽃이 파열되지 않고 화염이 길게 형성되면서 핀포인트화염을 이룬다. 이것은 임플로젼(응폭)현상이 연속되고 있는 현상으로 에너 지가 한 점에 모이고 있는 것이다.

이와 같이 브라운가스 화염은 측열이 없이 한 곳에 모이고 있으므로 화염상태로 사용하지 말고 어떤 물체를 가열하여 그 물체로부터 발산하는 발열을 이용하여야 한다.

따라서, 본 발명은 가열부를 만들어 브라운가스로 직접 가열하여 벌겋게 달구게 하고 또한 물공급관과 기름공급관을 이중코일 형태의 원통형으로 형성하여 가열부를 중심으로 가열부 주변을 감싸게 구성하도록 한다.

물과 기름은 이중코일 내부를 통과하면서 예열되고 가열부 내부의 혼합실에서 증기화되어 증기상태로 혼합되고 또한 고온의 가열부 하부를 통과하면서 초미립화되어 분사 노즐에서 분출하게 되면 브라운가스 화염에 의해 연속적으로 착화되면서 송풍기의 연소용 공기에 의해 커다란 불기둥을 만들어 연소기 밖으로 내뿜게 된다.

상기, 가열부 내부의 혼합실에서 증기상태의 물과 기름이 혼합될 때 물입자의 표면은 기름막이 형성되고 고온에서 물입자가 팽창되면서 미세폭발현상을 일으켜 유적이 초미립자화되므로 공기와의 완벽한 혼합을 이루어 결과적으로 최적의 연소조건이 되는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 일실시예를 나타낸 내부단면예시도,

도 2 는 본 발명에 따른 물공급관과 기름공급관의 원통형 이중코일을 나타낸 사시도,

도 3 은 본 발명에 따른 연소기내의 화염 발생 경로를 나타낸 개략예시도이다.

본 발명은 브라운가스를 이용하여 물기름을 연소시킬 수 있는 연소기(100)에 있어서, 상기 연소기(100)는 하우징(10) 내부에 설치되어진 가열부(20)와, 상기 하우징(10) 내주벽에 가열부(20)를 중심으로 감싸여 있은 원통형 이중코일로 형성된 물공급관(30) 및 기름공급관(40)과, 상기 하우징(10) 내부 일측 중앙에 형성된 브라운가스 버너(60)와, 상기 브라운가스 버너(60)에 연통되어진 브라운가스 공급관(70)과, 상기 가열부(20)와 브라운가스 버너(60) 사이에 설치되게 되는 원통형 브라운가스 화염가이드(80), 및 상기 하우징(10) 내부 일측 끝단에 설치되어진 송풍기(90)를 포함한 구성으로 되어진 것이다.

상기, 가열부(20)는 내부에 증기혼합실(21)이 형성되어지고 중앙부에 관통홀(22)이 형성되어지되 이 관통홀(22)에 관통파이프(23)가 삽입되어지며 상기 증기혼합실(21) 외벽에는 물공급관(30)과 기름공급관(40)을 연결하기 위하여 삽입되게 되는 삽입홀(24,24a)이 형성되어지고 증기혼합실(21) 일측에 증기혼합실(21)과 연통되게 다수의 방사형 분사 노즐(25)이 형성되어진 가열부헤드(26)가 연결된 것이다.

또한, 상기 가열부헤드(26)는 브라운가스 화염의 흐름을 용이하게 하기 위해 일측을 콘형상으로 형성한 것이다.

상기, 원통형 이중코일로 형성된 물공급관(30)과 기름공급관(40)의 내측벽에 보호막(50)이 형성되어지고 물과 기름이 각각 통과할 수 있게 이중으로 형성되어진 것이다.

상기, 물공급관(30)은 수압펌프(200)에 연결되어지고 기름공급관(40)은 기어펌프(300)에 연결되어진 것이며 물과 기름은 각각 물량조절밸브(31)와 기름량조절밸브(41)에 의해 공급량을 조절한다.

또한, 상기 브라운가스공급관(70)은 브라운가스를 발생시키는 브라운가스 발생기(400)에 연결 설치되어지고 상기 브라운가스공급관(70)에 가스량조절밸브(71)와 솔레노이드밸브(72)가 설치되어 브라운가스의 가스량을 조절하거나 공급 및 차단시키게 된다.

상기, 브라운가스 버너(60)는 과열 방지를 위해 화염가이드(80) 중심부에 일정 간극(82)을 두고 입설하여 일부 공기가 통과하도록 구성한 것이다.

상기, 화염가이드(80) 일측에는 브라운가스 화염이 상기 가열부(20) 외부로 분출되어지게 간극(81)이 형성되어진 것이다.

첨부된 도면중 미설명 부호 (90a)는 송풍기 덕트용 플랜지이다.

상기와 같은 구조로 된 본 발명은 상기 브라운가스 발생기(400)에서 발생되어진 브라운가스가 브라운가스공급관(70)을 통해 브라운가스 버너(60)로 공급되면서 자동점화장치(도시하지 않음)에 의해 점화되어 가열부(20)를 직접 가열시키게 된다.

상기, 수압펌프(200)와 기어펌프(300)에 의해 각각 물과 기름이 물공급관(30)과 기름공급관(40)으로 공급되어 가열부(20) 주변에 입설된 원통형 이중 코일관을 통과하면서 예열되고 고온의 가열부(20) 내부의 증기혼합실(21)을 통과하면서 완전히 기화되어 증기형태로 혼합되게 되고 가열부헤드(26)에 방사형으로 형성된 다수의 분사 노즐(25)을 통해 분사되게 된다.

이때, 이미 상기 분사 노즐(25) 주변에서 타고 있는 브라운가스 화염에 의해 연속적으로 착화되어 물기름 화염을 형성하게 되면서 연소기(100) 외부로 불기둥을 내뿜게 된다.

또한, 물기름 화염이 형성되면 연소기(100) 전체가 더욱 가열되면서 물과 기름의 증기화가 가속되어 완전한 성능을 발휘하게 된다.

상기, 가열부(20)는 중심부에 형성된 관통홀(22)로 브라운가스의 화염이 일부 통과되게 되고 하부가 콘형상으로 형성되어져 브라운가스 화염이 콘을 감싸면서 가열부(20)를 가열하게 되며 이때, 브라운가스 화염은 가열부헤드(26)의 분사 노즐(25)에서 분사되는 물기름 혼합증기를 착화시키는 역할도 동시에 수행하게 된다.

상기, 연소기(100) 일측에 형성되어진 송풍기(90)에 의해 연소용 공기가 투입되게 되고 브라운가스 버너(60)와 가열부(20) 사이에는 원통형의 브라운가스 화염가이드(80)가 설치되어 브라운가스 화염이 연소용 공기에 의해 흔들리지 않게 된다.

상기, 브라운가스 버너(60)와 원통의 화염가이드(80) 사이에 일정 간극(82)이 형성되게 되어 연소용 공기가 일부 통과하면서 브라운가스 버너(60)를 쿨링하는 역할을 하도록 하여 브라운가스 버너(60)가 과열되게 되는 것을 방지하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

따라서, 본 발명은 브라운가스를 이용하여 물과 기름을 혼합한 후 기화시켜 착화시키게 되는 연소기를 구비함으로써 최소한의 연료비로 연소효율을 최대로 높일 수 있으며 그에 따라 최적의 연소조건을 이룰 수 있는 효과가 있다.

일반 방카-C유의 경우 완전연소되지 못하고 불완전연소의 상태로 굴뚝으로 사라지는 량은 70％에 달한다고 한다.

따라서, 공해 문제로 인해 7대 도시에서는 중유사용을 금지하고 있으나 원유를 수입하는한 중유가 생산되므로 어디에 버릴수도 없는 노릇이다.

본 발명에 의한 브라운가스 물기름 연소기를 연소실에 구비하면 완전연소로 유도할 수 있으므로 본 발명은 막대한 연료비를 절감하고 환경 공해를 방지할 수 있는 일석이조의 아주 유용한 발명인 것이다.

Claims

하우징(10) 내부에 설치되어지고 브라운가스 화염의 흐름을 용이하게 일측이 콘형상으로 형성되어진 가열부(20)와,

상기, 하우징(10) 내주벽에 가열부(20)를 중심으로 감싸여 있은 원통형 이중코일로 형성된 물공급관(30) 및 기름공급관(40)과,

상기, 물공급관(30)과 기름공급관(40) 내측벽에 형성되어진 보호막(50)과,

상기, 하우징(10) 내부 일측 중앙에 형성된 브라운가스 버너(60)와,

상기, 브라운가스 버너(60)에 연통되어진 브라운가스공급관(70)과,

상기, 브라운가스공급관(70)과 연통되어진 브라운가스 발생기(400)와,

상기, 가열부(20)와 브라운가스 버너(60) 사이에 설치되게 되는 원통형 브라운가스 화염가이드(80), 및 상기 하우징(10) 내부 일측 끝단에 설치되어진 송풍기(90)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 브라운가스 물기름 연소기.
제 1 항에 있어서,

상기, 가열부(20)는 내부에 증기혼합실(21)이 형성되어지고 중앙부에 관통홀(22)이 형성되어지되 이 관통홀(22)에 관통파이프(23)가 삽입되어지며 상기 증기혼합실(21)의 외벽에는 물공급관(30)과 기름공급관(40)이 연결될 수 있도록 삽입홀(24,24a)이 형성되어지고 증기혼합실(21)과 연통되게 가열부헤드(26)가 결합되고 가열부헤드(26)의 일측에는 방사형 형태로 다수개의 분사 노즐(25)이 형성되어진 것을 특징으로 하는 브라운가스 물기름 연소기.
제 1 항에 있어서,

상기, 브라운가스 화염가이드(80)는 가열부(20)와 브라운가스 버너(60) 사이에 원통형으로 설치되며 일측 끝단은 가열부(20)에 형성된 분사 노즐(25)에 근접하여 간극(81)을 형성하며 또다른 일측 끝단은 브라운가스 버너(60) 상단에 근접하여 간극(82)을 형성하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 브라운가스 물기름 연소기.
제 1 항에 있어서,

상기, 물공급관(30)과 기름공급관(40)은 이중코일 형태로 성형하여 가열부(20) 외주변과 하우징(10) 내면에 설치하고 각각의 끝단이 상기 증기혼합실(21)과 연통되어 물과 기름이 증기형태로 혼합될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 브라운가스 물기름 연소기.