KR101171078B1 - 내구성 연료 받침부를 갖는 가스 발생 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바이오매스 연료에서 발생되는 열에 내구성을 가지며, 바이오매스 연료의 완전한 건류가 이루어지는 내구성 그릴을 갖는 가스 발생 장치에 관한 것으로서, 가스 발생 장치에 있어서, 연료 받침부는 파이프 형태의 공기 공급부로 되어 있고, 공기 공급부에는 수평방향으로 공기를 분출하는 다수의 공기 분출구가 마련되어 있으며, 재 처리실의 외곽부분에는 공기 흡입구가 마련된 도너츠 형상의 공기 저장부를 구비하고, 상기 공기 공급부는 상기 공기 저장부에 저장된 공기를 상기 연소실로 공급하도록 상기 공기 저장부에 연결되어 있으며, 상기 연료 받침부는 상기 도너츠 형상의 공기 저장부에 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 가스 발생 장치에 의하면, 연료받침부를 통하여 연소실로 공기를 골고루 공급하여 건류 효과를 높일 수 있고, 연소실에 공급되는 공기의 예열에 의해 건류 효율을 높일 수 있는 효과도 있다.

가스발생장치, 건류, 바이오매스, 연료, 연료 받침부, 공기 저장부

Description

내구성 연료 받침부를 갖는 가스 발생 장치{Gas generating system including the grill}

본 발명은 내구성 연료 받침부를 갖는 가스 발생 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 농촌의 과수원에서 가지치기한 나무나 산에서 채집한 나무 또는 낙엽과 볏짚, 농작물의 폐기물 등의 바이오매스 연료를 사용하여 가연성 가스를 제조함에 있어 바이오매스 연료에서 발생되는 열에 내구성을 가지며, 바이오매스 연료의 완전한 건류가 이루어지는 내구성 연료 받침부를 갖는 가스 발생 장치에 관한 것이다.

다양한 산업분야와 일상 생활에서 많이 사용되는 목재 가구, 건축 목재, 톱밥, 농작물 등은 그 사용이나 경작 후에 극히 일부분만이 재활용되고, 대부분은 폐기물로 분류되어 매립하거나 소각 처리되고 있다. 2005년 기준으로 임목 부산물을 포함해 5511만 톤이 발생하고 이중 183만 톤만 수거되거나 재활용되는 실정이어서 3.3%만이 재활용되고 있는 실정이다.

재활용되지 못하는 나무나 낙엽, 볏짚 등 농작물의 폐기물은 일부 퇴비로서 사용되기도 하지만 대부분 소각하여 처리하고 있다.

따라서, 본 발명자는 도 1에서 보여 주는 바와 같이 소각 처리하고 있는 바이오매스 연료를 가스화하여 손쉽게 사용할 수 있는 가스 발생 장치를 발명한 바 있다.

도 1에 있어서, 연료 공급수단(110)으로부터 바이오매스 연료를 원판형의 밸브(120)를 통하여 가스 발생수단(130)에 투입하고, 가스 발생수단(130)에 투입된 연료를 도시되지 않은 공지의 점화수단에 의해 점화시키면 가스 발생수단(130)에서 연료가 연소되어 정상적으로 가스가 발생되면 도시되지 않은 가스 정화수단에 의해 가스 발생수단(130)에서 발생된 가스에 포함된 수분이나 목초액, 기타 이물질을 제거시킨다.

연료 공급수단(110)은 호퍼(116), 원판형의 밸브(120) 및 커버(113)로 이루어지고, 가스 발생수단(130)의 상부에 설치되어 있다.

호퍼(116)의 상부는 밀봉되는 상태로 커버(113)가 설치되어 있으며, 바이오매스 연료를 호퍼(116)에 넣을 때에 커버(113)를 열고 파쇄된 바이오매스 연료를 투입하고, 투입이 완료되면 커버(113)를 닫는다.

호퍼(116)의 하부에는 원판형의 밸브(120)가 설치되어 있다.

호퍼(116)에 투입된 파쇄된 바이오매스 연료는 원판형의 밸브(120)를 열어줌으로써 가스 발생수단(130)의 연소실(136)로 공급된다.

가스 발생수단(130)은 원통형 케이스(131)의 상부면에 원형의 내화층(133)과 케이스(131) 내부에 보온층(132)을 개재하여 원통형 내화층(133)이 설치되고, 원통형 내화층(133)의 하부에 주물로 제조된 도너츠 형태의 온수탱크(137)가 보온 층(132)을 개재하여 케이스(131) 내부에 설치되어 있으며, 온수탱크(137)의 상부 중앙에 연료받침부(135)가 설치되어 있다. 도너츠 형태인 온수탱크(137) 중앙의 공간은 재 처리실(139)이 되고, 재 처리실(139)에는 송풍기(141)가 설치되어 있다.

가스 발생수단(130)의 하부에는 온수탱크(137)를 관통하여 연소실(136)에 공기를 공급하고, 재 처리실(139)에 쌓이는 재를 제거하기 위하여 공기 흡입구멍이 마련된 재 처리부(140)가 설치되어 있다.

또한, 가스 발생수단(130)의 상부에는 연소실(136)에서 바이오매스 연료가 연소되면서 발생되는 가스를 배출하는 가스배출구(138)가 마련되어 있으며, 가스배출구(138)는 도시되지 않은 정화수단과 연결되어 있다.

그리고, 가스 발생수단(130)의 하부에 설치되어 있는 온수탱크(137)에는 밸브(144)를 통하여 물을 공급하기 위한 급수관(143)과 온수탱크(137)에서 가열된 온수를 밸브(146)를 통하여 내보내는 배수관(145)이 연결되어 있다.

연료받침부(135)는 공기가 통하고, 바이오매스 연료(149)의 연소된 재가 재 처리실(139)로 떨어질 수 있도록 구멍이 마련된 내열 주물제의 강철판으로 되어 있다.

이와 같은 본 발명자의 상기 종래기술은 연료받침부(135)를 통하여 공기가 바이오매스 연료로 공급되지만 연료받침부(135)에 쌓이는 재의 상태에 따라 바이오매스 연료에 골고루 공급되지 않는 문제가 있다.

또한, 연료받침부(135)가 내열 주물제의 강철판으로 되어 있지만, 바이오매스 연료가 건류되는 열에 의해 쉽게 부식되는 문제도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 연료 받침부를 통하여 공기를 연소실로 골고루 공급할 수 있는 가스 발생 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 연료 받침부가 내구성을 갖는 가스 발생 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 연료 받침부가 내구성을 유지할 수 있도록 연료 받침부가 과열되지 않는 가스 발생 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 내구성 연료 받침부를 갖는 가스 발생 장치는 일정 크기로 파쇄된 바이오매스 연료를 사용하여 가연성 가스를 제조하기 위해, 상부에는 내벽이 내화층으로 형성된 연소실과, 하부에는 상기 연소실에서 바이오매스 연료가 연소된 재를 제거하는 재 처리실과, 상기 연소실과 상기 재 처리실 사이에는 연료 받침부와, 상기 재 처리실에 쌓이는 상기 재를 배출하는 제1의 재 처리구와, 상기 연소실에서 발생되는 가스를 배출하는 가스 배출구를 포함하는 가스 발생부와; 상기 가스 발생부의 상부에서 상기 바이오매스 연료를 상기 가스 발생부으로 공급하는 연료공급수단;으로 이루어진 가스 발생 장치에 있어서, 상기 연료 받침부는 파이프 형태의 공기 공급관으로 되어 있고, 상기 공기 공급관에 는 수평방향으로 공기를 분출하는 다수의 공기 분출구가 마련되어 있으며, 상기 재 처리실의 외곽부분에는 도너츠 형상의 공기 저장부를 구비하고, 상기 공기 저장부에는 공기 흡입구가 마련되어 있고, 상기 공기 저장부에 저장된 공기를 공급하도록 상기 연료 받침부를 이루는 상기 공기 공급관과 연결되어 있으며, 상기 연료 받침부는 상기 도너츠 형상의 공기 저장부에 설치된 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 가스 발생 장치에 있어서, 상기 연료 받침부의 공기 공급관은 상기 도너츠 형상의 공기 저장부의 지름방향으로 주관이 연결되고, 상기 주관의 상부에 T자 관이 연결되며, 상기 T자 관에는 공급관이 연결되며, 상기 공급관에는 그 상부에 수직으로 노즐부가 다수 형성된 분기관이 빗살 모양으로 연결된 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 가스 발생 장치에 있어서, 상기 연료 받침부의 소재는 스테인레스 스틸 316인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 가스 발생 장치에 있어서, 상기 노즐부와 상기 공급관 사이에는 수직관을 더 포함하여 연결되며, 상기 수직관과 상기 노즐부는 나사결합되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 가스 발생 장치에 있어서, 상기 수평방향으로 공기를 분출하는 다수의 공기 분출구는 상기 노즐부에 마련된 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 가스 발생 장치에 있어서, 상기 연료 받침부는 상기 연소실의 내화층과 접촉되지 않는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 가스 발생 장치에 있어서, 상기 연료 받침부에 인접한 연소실 하부에는 제2의 재 처리구가 마련된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 발생 장치에 의하면, 바이오매스 연료를 가스화하여 농촌의 일반 가정에서 손쉽게 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 가스 발생 장치에 의하면, 연료 받침부를 통하여 연소실로 공기를 골고루 공급하여 건류 효과를 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 가스 발생 장치에 의하면, 연료 받침부가 내구성을 갖는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 가스 발생 장치에 의하면, 연료 받침부가 과열되지 않는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 가스 발생 장치에 의하면, 연소실에 공급되는 공기의 예열에 의해 건류 효율을 높일 수 있는 효과도 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 내구성 연료 받침부를 갖는 가스 발생 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.

또한, 본 발명의 설명에 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 내구성 연료 받침부를 갖는 가스 발생 장치의 단면도이다.

도 2에 있어서, 도면부호 10은 바이오매스 연료를 공급하는 연료공급부이고, 도면부호 30은 바이오매스 연료가 건류되는 가스 발생부이며, 도면부호 39는 가스 발생부(30)에서 연소되고 남은 재가 모이는 재 처리부(39)이며, 도면부호 35는 가스 발생부(30) 내의 연소실(36)에 쌓이는 바이오매스 연료를 받쳐주고, 연소실(36)에 공기를 공급하는 연료받침부(35)이며, 도면부호 37은 연료받침부(35)를 통해 연소실(36)에 공급하는 공기를 예열하고 연료받침부(35)의 과열을 막아주는 공기 저장부(37)이다.

연료 공급수단(10)은 내부에 암면 보온재가 채워지고, 외곽에는 석면으로 이루어진 패킹이 된 문으로 이루어진다.

연료 공급수단(10)은 이하에서 설명되는 가스발생부(30)의 상부에 설치된다.

가스발생부(30)는 원통형 케이스(31)의 상부면에 원형의 내화층(33)과 케이스(31) 내부에 보온층(32)을 개재하여 원통형 내화층(33)이 설치되고, 원통형 내화층(33)의 하부에 주물로 제조된 도너츠 형태의 공기저장부(37)가 케이스(31) 내부에 설치되어 있으며, 공기 저장부(37)의 상부 중앙에 연료받침부(35)가 설치되어 있다.

도너츠 형태인 공기 저장부(37) 중앙의 공간은 재 처리부(39)가 되고, 재 처리부(39)에 쌓이는 재를 제거하기 위하여 공기 저장부(37)의 일부를 관통하여 공간이 마련되어 있으며, 이 공간을 막도록 제1의 재처리구(45)가 설치되어 있다.

또한, 가스발생부(30)의 상부에는 연소실(36)에서 바이오매스 연료가 연소되면서 발생되는 가스를 배출하는 가스배출구(38)가 마련되어 있다.

그리고, 가스발생부(30)의 하부에 설치되어 있는 공기 저장부(37)에는 연료 받침부(35)를 통하여 연소실(36)에 공기를 공급하기 위한 공기흡입구(48)가 설치되어 있으며, 이 공기흡입구(48)에는 도시되지 않은 송풍기로부터 공기가 유입된다.

가스발생부(30)의 하부에는 연료받침부(35)에서 재 처리부(39)로 떨어지지 않은 재나 이물질 등을 제거하기 위한 제2의 재처리구(41)가 마련되어 있다.

여기서 제1의 재처리구(45)와 제2의 재처리구(41)는 내부에 암면 보온재(46)(42)가 채워지고, 외곽에는 석면으로 이루어진 패킹(47)(43)이 된 문으로 이루어진다.

연료받침부(35)는 공기흡입구(48)로부터 공기 저장부(37)를 통하여 공급되는 공기를 연소실(36)로 공급할 수 있으며, 바이오매스 연료(49)의 연소된 재가 재 처리부(39)로 떨어질 수 있도록 마련된 대략 빗살모양의 파이프 군이다. 연료받침부(35)에서 사용되는 모든 부품의 재료는 내열성과 고온 산화방지 및 기타 부식을 막기 위해 스테인레스 스틸 316을 사용한다.

공기 저장부(37)는 공기흡입구(48)로부터 유입되는 공기를 일시 저장하면서 내화층(33)을 통해 전도되는 열과 연료받침부(35)로부터 전도 및 복사되는 열에 의해 공기를 예열하게 된다. 예열된 공기는 연소실(36)에서 건류되는 바이오매스 연료의 온도를 적절히 조절하게 되어 건류 효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 연료받침부(35)는 공기 저장부(37)의 상부에 얹혀져 설치되는데 연료받침부(35)에서의 열은 공기 저장부(37)로 일부 전도됨으로써, 그 온도가 낮아지게 되고, 온도가 낮아진 연료받침부(35)는 과열되지 않으므로 고온에 의해 산화되지 않는 효과를 얻을 수 있게 되어 연료받침부(35)의 내구성을 향상시켜 줄 수 있게 된다.

또한, 공기 저장부(37)는 도시되지 않은 송풍기로부터 공기흡입구(48)를 통해 유입되는 공기 흐름의 변화를 완충시켜주므로 연소실에서 건류되는 조건을 정상적으로 유지시켜주는 데에 도움이 된다.

연료받침부(35)는 상술한 바와 같이 바이오매스 연료를 받쳐주는 역할과 연소실(36)로 공기를 공급하는 역할을 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 가스 발생 장치의 연료받침부(35)가 연소실(36)로 공기를 공급하는 과정에 대한 실시예를 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 가스 발생 장치에 있어서, 연료 받침부의 평면도이고, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 연료 받침부의 측면도이다.

도 3에 있어서, 도면부호 62는 분기관(72)에 공기를 공급하는 공급관(62)이고, 도면부호 86은 바이오매스 연료와 접촉된 상태에서 공기를 분사하는 노즐부(86)이다.

도 4에 있어서, 도면부호 52는 공기 저장부(37)로부터 공기가 유입되는 주관(52)이고, 도면부호 56은 주관(52)과 공급관(62)을 연결하여 주는 T자 관(56)이다.

주관(52)의 양단은 도 1에서 보는 바와 같이 도너츠 형태의 공기 저장부(37) 중앙의 공간 즉, 재 처리부(39)를 관통하여 공기 저장부(37)와 연결되어 있다.

주관(52)은 T자 관(56)을 통하여 공급관(62)과 연결되어 있고, 도 3에서 보는 바와 같이 공급관(62)의 양 방향에는 분기관(72)이 빗살모양으로 연결되어 공기저장부(37)에서 예열된 공기가 연료받침부(35)의 중앙에 우선적으로 공급하도록 되어 있다.

그리고, 각각의 분기관(72)의 상부에는 2～4개의 노즐부(86)가 수직으로 설치되어 있다.

노즐부(86)는 도 6에서 보는 바와 같이 결합부(88)에서 나사결합을 통하여 수직관(87)과 결합되어 분기관(72)에 설치되고, 노즐부(86)에는 공기가 수평방향으로 분사되는 4개의 노즐(81)(82)이 뚫려 있다. 노즐(81)(82)이 막혀 사용할 수 없는 노즐부(86)는 나사결합을 풀고 새로운 노즐부(86)로 교체할 수 있다.

공기흡입구(48)를 통하여 공기 저장부(37)에 유입된 공기는 상술한 바와 같이 공기 저장부(37)에서 예열된 후, 예열된 공기는 주관(52)으로 유입되고, 주관(52)에서 T자 관(56)을 통하여 공급관(62)으로 유입되며, 공급관(62)에 유입된 공기는 분기관(72)과 수직관(87)을 거쳐 노즐부(86)에서 연소실(36)로 분사하게 된다.

미설명 부호 68은 공급관(62)의 양단을 마개(69)로 막기 위한 결합부이고, 58은 T자 관(56)을 주관(52)과 결합하기 위한 결합부이며, 78은 분기관(72)의 일단을 마개(79)로 막기 위한 결합부이다.

상기 실시예에 있어서는 본 발명에 따른 가스 발생 장치의 가동에 필요한 자동화 설비를 생략하였지만, 각종의 밸브와 원판형 밸브에 컴퓨터 등을 이용한 자동화 장치를 부가하고, 연소실의 연소상태를 감시하여 도시되지 않은 송풍기를 제어함으로써, 바이오매스 연료의 공급으로부터 가스 발생, 재 제거까지의 과정 및 안 전에 관한 모든 것을 자동으로 제어할 수 있음은 물론이다.

또한, 바이오매스 연료는 농촌의 과수원에서 가지치기한 나무나 산에서 채집한 나무 또는 낙엽과 볏짚, 농작물의 폐기물을 대상으로 설명하였지만, 목재 가구, 건축 목재, 톱밥 등의 나무 폐기물을 사용할 수도 있다.

본 발명에 따른 내구성 연료 받침부를 갖는 가스 발생 장치는 바이오매스 연료를 사용하여 가스를 발생함으로써, 폐기물인 바이오매스 연료를 재사용할 수 있으며, 연료받침부(35)의 내구성이 필요한 건류로로서 사용할 수 있다.

도 1은 종래 본 발명에 따른 가스 발생 장치의 단면도

도 2는 본 발명에 따른 내구성 연료 받침부를 갖는 가스 발생 장치의 단면도

도 3은 본 발명에 따른 가스 발생 장치에 있어서, 연료 받침부의 평면도

도 4는 도 3의 A-A선 단면도

도 5는 본 발명에 따른 연료 받침부의 측면도

도 6은 본 발명에 따른 연료 받침부에서의 노즐부의 확대도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 연료 공급부 30 : 가스 발생부

33 : 캐스터블 내화물 35 : 연료 받침부

37 : 공기 저장부 38 : 가스 배출구

39 : 재 처리실 48 : 공기 흡입구

52 : 주관 56 : T자 관

62 : 공급관 72 : 분기관

82 : 수직관 86 : 노즐부

Claims (7)

1. 일정 크기로 파쇄된 바이오매스 연료를 사용하여 가연성 가스를 제조하기 위해, 상부에는 내벽이 내화층으로 형성된 연소실과, 하부에는 상기 연소실에서 바이오매스 연료가 연소된 재를 제거하는 재 처리실과, 상기 연소실과 상기 재 처리실 사이에는 연료 받침부와, 상기 재 처리실에 쌓이는 상기 재를 배출하는 제1의 재 처리구와, 상기 연소실에서 발생되는 가스를 배출하는 가스 배출구를 포함하는 가스 발생부와; 상기 가스 발생부의 상부에서 상기 바이오매스 연료를 상기 가스 발생부로 공급하는 연료공급수단;으로 이루어진 가스 발생 장치에 있어서,

   상기 연료 받침부는 파이프 형태의 공기 공급부로 되어 있고, 상기 공기 공급부에는 공기를 분출하는 다수의 공기 분출구가 수평방향으로 마련되어 있으며,

   상기 재 처리실의 외곽부분에는 공기 흡입구가 마련된 도너츠 형상의 공기 저장부를 구비하고, 상기 공기 공급부는 상기 공기 저장부에 저장된 공기를 상기 연소실로 공급하도록 상기 공기 저장부에 연결되어 있으며,

   상기 연료 받침부는 상기 도너츠 형상의 공기 저장부의 상부에 접촉하여 설치되고,

   상기 연료 받침부의 공기 공급부는 상기 도너츠 형상의 공기 저장부의 지름방향으로 주관이 연결되고, 상기 주관의 상부에 T자 형이 되도록 공기 공급관이 연결되며, 상기 공기 공급관의 양 방향에는 노즐부가 다수 형성된 분기관이 빗살 모양으로 연결된 것을 특징으로 하는 가스 발생 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 연료 받침부의 소재는 스테인레스 스틸 316인 것을 특징으로 하는 가스 발생 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 노즐부와 상기 공급관 사이에는 수직관을 더 포함하여 연결되며, 상기 수직관과 상기 노즐부는 나사결합되는 것을 특징으로 하는 가스 발생 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 수평방향으로 공기를 분출하는 다수의 공기 분출구는 상기 노즐부에 마련된 것을 특징으로 하는 가스 발생 장치.
6. 제1항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 연료 받침부는 상기 연소실의 내화층과 접촉되지 않는 것을 특징으로 하는 가스 발생 장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 연료 받침부에 인접한 연소실 하부에는 제2의 재 처리구가 마련된 것을 특징으로 하는 가스 발생 장치.

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