KR101281607B1 - 이산화탄소 및 과열 증기 발생기 - Google Patents

이산화탄소 및 과열 증기 발생기 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 밀폐된 하우스 등과 같은 공간에서 항시 수분을 제공하게 됨으로써, 식물뿐만 아니라 작업자의 생장 및 건강을 해치지 않는 보다 안전한 식물 생장 재배 시스템을 제공하는 이산화탄소 및 과열 증기 발생기를 제공하기 위한 해결수단으로서, 공기를 채집하여 CO2를 발생시켜 내보내는 송풍팬 및 구동 모터와, 상기 송풍팬의 송풍력을 이용하여 외부로 CO2를 연소 발생시키기 위한 연소실과, 상기 연소실로부터 공급되는 CO2 가스를 고온의 상태로 배출하는 케이싱과, 상기 연소실로부터 출력되는 고온의 CO2를 응축시켜 설정 압력의 기체로 변화시키는 가이드부와, 상기 가이드부를 따라 배출되는 CO2를 증발하기 쉬운 상태의 온도로 상승되는 열을 흡수하므로써 고압의 증기로 변화시켜 상기 가이드부의 내부를 따라 외부로 송출시키는 증기 발생부와, 상기 증기 발생부의 상류측에 상기 증기 발생부와 연통 가능하게 관연결된 물탱크를 구비하는 과열 증기 분사수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

이산화탄소 및 과열 증기 발생기{Apparatus for integrated vaporizer and carbon dioxide generator}
본 발명은, 연료를 점화장치에 의해 연소시킴과 동시에 물을 증기화하여 이산화탄소(CO2) 및 과열 증기를 발생시켜 비닐하우스 내에 공급하기 위한 이산화탄소 및 과열 증기 발생기에 관한 것이다.
일반적으로 동절기와 같이 비수확기에 비닐하우스나 온실농업을 하는 경우에는 식물의 성장에 필요한 온도, 습도 및 이산화탄소(CO2) 등이 없어서는 안되는 요소이다. 즉, 동절기에 비닐하우스 등의 밀폐된 온실농업에 있어서는 식물의 성장에 필요한 이산화탄소(CO2)와 온도, 습도 등의 식물의 생장에 필요한 조건을 인위적으로 맞추어 주어야만 한다.
종래에는 비닐하우스내의 식물에 이산화탄소(CO2)를 공급하기 위하여 연소장치에 의하여 온실 내에서 화석연료나 목재 등을 연소시켜 온실내의 온도상승과 이산화탄소(CO2)가 동시에 이루어지게 하였다.
그러나, 종래에 이산화탄소(CO2)를 공급하게 위해 화석연료나 목재 등을 연소시키는 장치는 연료가 완전연소가 되지 않아서 이산화탄소(CO2)외에 일산화탄소(CO) 등 각종 유해물질이 배출되며 비닐하우스내의 산소를 연소 시 과다소모하여 비닐하우스 내의 산소부족을 유발하게 된다는 문제점이 있다.
또한 상기와 같은 종래의 비완전요소법은 완전한 안전 식물 재배 시스템에 채용되기에는 어려운 점이 있으며, 밀폐된 공간에서 수분의 제공없이, 각종 유해물질만이 발생됨으로써 식물뿐만 아니라 작업자의 생장 및 건강에 심각한 위협이 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이산화탄소의 제공 뿐만 아니라 과열 증기 분사수단을 통해 수확하고자 하는 작물에 따라 분사수단을 통해 과열 증기에 의한 수분을 작물에 골고루 공급할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이산화탄소 및 과열 증기 발생기는,
공기를 채집하여 CO2를 발생시켜 내보내는 송풍팬 및 구동 모터와,
상기 송풍팬의 송풍력을 이용하여 외부로 CO2를 연소 발생시키기 위한 연소실과,
상기 연소실로부터 공급되는 CO2 가스를 고온의 상태로 배출하는 케이싱과,
상기 연소실로부터 출력되는 고온의 CO2를 응축시켜 설정 압력의 기체로 변화시키는 가이드부와,
상기 가이드부를 따라 배출되는 CO2를 증발하기 쉬운 상태의 온도로 상승되는 열을 흡수하므로써 고압의 증기로 변화시켜 상기 가이드부의 내부를 따라 외부로 송출시키는 증기 발생부와, 상기 증기 발생부의 상류측에 상기 증기 발생부와 연통 가능하게 관연결된 물탱크를 구비하는 과열 증기 분사수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
또, 상기 과열 증기 분사수단은 상기 증기 발생부의 선단에 연결된 노즐을 구비하는 구성이 바람직하다.
또한, 상기 증기 발생부는 중앙부의 형상이 통형 코일형상인 관부재를 채용함이 바람직하다.
또, 상기 증기 발생부는 중앙부의 형상이 스파이럴 코일 형상인 관부재를 채용하여 증기 발생을 위한 열흡수 효율을 극대화할 수 있는 구성으로 됨이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 분사조절수단을 통해 수확하고자 하는 작물에 따라 분사수단의 각도를 조절하여 약물이나 물을 작물에 골고루 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한 이동체를 구성하는 케이스의 전ㅇ후방을 뾰족하게 구성하여 장애물에 이동체가 걸리는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 바퀴를 좌ㅇ우 이동할 수 있도록 구성하여 수평레일의 굴곡이 심해도 이동체가 이탈되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 턴 장치와 끈 걸림방지구를 통해 약물이나 물을 공급하는 끈이나 호스가 걸리는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이산화탄소 및 과열 증기 발생기의 사시구조도 및 내부 연소실을 별도로 분리하여 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 결합된 상태의 이산화탄소 및 과열 증기 발생기의 사시구조도,
도 3은 본 발명의 측단면도,
도 4는 본 발명의 다른 일예를 도시한 측단면 구조도.
이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이산화탄소 및 과열 증기 발생기의 사시구조도 및 내부 연소실을 별도로 분리하여 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 결합된 상태의 이산화탄소 및 과열 증기 발생기의 사시구조도이며, 도 3은 본 발명의 측단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 일예를 도시한 측단면 구조도이다.
본 발명은, 연료를 점화장치에 의해 연소시킴과 동시에 물을 증기화하여 이산화탄소(CO2) 및 과열 증기를 발생시켜 비닐하우스 내에 공급하기 위한 이산화탄소 및 과열 증기 발생기에 관한 것으로서, 일측 끝단에서 직경이 좁아지는 배출구(108)가 형성된 원통형의 케이싱(100)과, 상기 케이싱(100) 내에 형성되어 배출구(108)측 끝단 내주면 내측으로 경사지게 형성된 가이드부(101)를 형성한 연소실(102)과, 상기 연소실(102)의 배출구(108)측 끝단에 형성되어 상기 연소실에서 상기 배출구(108)측으로 배출되는 가스를 일차에 걸쳐 정지시킨후 배출되게 하는 연소판(104)과, 상기 케이싱(100) 내에 형성되며 상기 연소실(102)의 외주면을 둘러싸는 원통형의 차열판(106)과, 상기 이산화탄소 및 과열 증기 발생기(1)의 케이싱(100) 내에 내설되어 구비된 모터(400)와 연결되어 상기 연소실(102)에서 연료가 연소되어 발생되는 이산화탄소를 상기 배출구(108)측으로 불어주기 위한 송풍팬(300)과, 연료펌프로부터 유입된 연료를 점화시켜 상기 연소실(102) 내에서 연소되게 하기 위한 연소버너(200)와, 상기 연소버너(200)에 연결되어 상기 연소버너(200)내에서 연소되는 연소용 산소를 비닐하우스 외부에서 끌어오기 위한 유입관(110)과, 후술하는 과열 증기 분사수단(700)을 포함하는 이산화탄소 발생기에 채용되는 구조로 되어 있다.
다시 말해서, 본 발명의 일실시예 따른 이산화탄소 및 과열 증기 발생기는, 공기를 채집하여 CO2를 발생시켜 내보내는 송풍팬(300) 및 구동 모터(400)와, 상기 송풍팬(300)의 송풍력을 이용하여 외부로 CO2를 연소 발생시키기 위한 연소실(102)과, 상기 연소실(102)로부터 공급되는 CO2 가스를 고온의 상태로 배출하는 케이싱(100)과, 상기 연소실(102)로부터 출력되는 고온의 CO2를 응축시켜 설정 압력의 기체로 변화시키는 가이드부(101)와, 상기 가이드부(101)를 따라 배출되는 CO2를 증발하기 쉬운 상태의 온도로 상승되는 열을 흡수하므로써 고압의 증기로 변화시켜 상기 가이드부(101)의 내부를 따라 외부로 송출시키는 증기 발생부(720)와, 상기 증기 발생부(720)의 상류측에 상기 증기 발생부(720)와 연통 가능하게 관연결된 물탱크(71)를 구비하는 과열 증기 분사수단(700)을 포함하여 이루어지는 구조로 되어 있다.
또, 상기 과열 증기 분사수단(700)은 상기 증기 발생부(720)의 선단에 연결된 노즐(740)을 포함하는 구성으로 되어 있다.
또한, 상기 증기 발생부(720)는 도 3에 예시된 바와 같이, 중앙부의 형상이 통형 코일형상인 관부재를 채용해도 좋고, 상기 증기 발생부(720)는 중앙부의 형상이 스파이럴 코일 형상인 관부재를 채용해도 좋다.
또, 상기 증기 발생부(720)의 하류측은 상기 증기 발생부(720)의 과열 상승된 열이 상기 연소실(102) 측으로 전달되는 것을 일부 규제하도록 차열관(730) 내에 접속되어 있다.
여기서, 상기 유입관(110)에는 연소용 산소를 포함한 외부공기의 유입플럭스를 조절할 수 있는 댐퍼(112)가 형성된 것이 바람직하다.
한편, 상기 연소판(104)은 원형의 판재로 형성되어 원형판재 내측이 상기 연소실(102)을 향하여 오목하게 형성된 것이 바람직하다.
한편, 상기 연소버너(200)와 상기 송풍팬(300)이 연결되어 있는 모터(400)의 작동을 상기 이산화탄소 및 과열 증기 발생기(1) 케이싱(100)의 일측에 형성된 콘트롤 판넬(120)에 의해 제어하여 이산화탄소의 단위시간당 배출량을 제어량을 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 이산화탄소 및 과열 증기 발생기(1)의 케이싱(100)은 원통형으로 형성되며, 일측 끝단에는 끝단측으로 갈수록 직경이 좁아지게 형성되어 출구(108)가 형성되고, 타측 끝단측에는 안전망(107)이 결합되어 있는 환풍구(109)가 형성되어 있다.
케이싱(100) 내에는 모터(400), 모터(400)와 연결된 송풍팬(300), 연소버너(200), 연소버너(200)의 점화부와 결합되어 있는 연소실(102), 연소실(102)의 배출구(108)측 끝단에 연결된 연소판(104), 연소실(102)의 외주면을 둘러싸고 있는 차열판(106) 등이 내설되어 있다.
연소실(102)은 도 3에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성되며 배출구(108)측 끝단에는 내주면 내측으로 경사지게 가이드부(101)를 형성한다. 즉, 가이드부(101)는 연소실(102)에서 연료가 연소될때 주연측으로 배출되는 가스를 중앙측으로 유도하여 연소판(104)에 부딪히게 하는 작용을 한다.
여기서, 도 3에 도시된 바와 같이 연소실(102)의 배출구(108) 반대편 끝단에는 송풍팬(300)측으로 연소버너(200)의 점화부(202)가 삽입되는 확산부(103)가 형성된다. 바람직하게는 연소실 내측으로 향하여 직경이 확대되게 형성되어 연소버너(200)의 점화부(202)내에서 연소되는 연소가스가 확산되게 된다.
연소판(104)은 원형의 판재로 형성되어 원형판재가 연소실(102) 내측을 향하여 오목하게 형성되고, 케이싱(100)의 배출구(108)측을 향하여는 볼록하게 형성된다. 연소판(104)은 다수의 지지편(105)에 의하여 연소실(102)의 배출구(108)측 끝단에 결합된다. 바람직하게는 용접 등에 의하여 결합될 수 있다.
여기서, 연소실(102)에서 배출되는 배출가스는 연료의 연소시 고온으로 가열된 연소판(104)에 부딪친 후 가스가 2차 연소하게 되고, 일부 가스는 연소실(102)내로 다시 회류되어 완전연소를 유도함으로써 유해가스의 발생을 억제하고 밀폐된 비닐하우스내의 작업환경을 쾌적하게 유지할 수 있다.
한편, 연소실(102)의 외주면 둘레에는 차열판(106)이 형성된다. 차열판(106)은 용접하여 연소실(102)의 외주연을 감싸는 원통형으로 형성된다. 차열판(106)은 연소실(104)과 소정간격 이격되게 거리를 형성하면서 구성되어 연소실(102)로부터 전달되는 열을 차폐하게 된다.
연소버너(200)는 연소실(102)의 배출구 반대편 끝단의 확산부(103)에 점화부(202)가 삽입되어 결합되며, 측면으로 연소버너(200)내에서 연소되는 연소용 산소를 비닐하우스 외부에서 끌어오기 위한 유입관(110)이 형성되고, 유입관(110)에는 연소버너(200)내에서 연료의 연소량에 따른 이산화탄소(CO2)의 배출량이 조절될 수 있도록 유입되는 외부공기의 유입 플럭스를 조절하는 댐퍼(112)가 형성된다.
즉, 연료(백등유 등)가 연료탱크(도시없음)에서 연료필터(600)를 통하여 연료펌프(500)를 거쳐 급유관을 통해 연소버너(200) 내로 압송되고, 압송된 연료와 함께 외부공기 유입관(110)을 통하여 연소용 산소를 포함하는 외부공기가 연소버너(200)내로 유입되며 연소실(102)의 배출구 반대편 끝단 확산부(103)에 삽입된 연소버너(200)의 점화부(202)에서 유입된 연소용 산소를 포함하는 외부공기가 연료와 혼합되어 점화되어 화염을 연소실(102) 내부로 방출하면서 연소하게 된다.
이와 같이 연료를 연소할 때 비닐하우스내의 산소를 사용하지 않고, 산소를 포함하는 외부공기를 유입하여 연료를 연소함으로써 비닐하우스내의 산소부족을 유발하지 않으면서 식물생장에 필요한 이산화탄소(CO2)가 발생된다.
송풍팬(300)은 모터(400)에 연결되어 케이싱(100)의 환풍구(109)측 끝단에 내설된다. 송풍팬(300)은 배출되는 이산화탄소(CO2)를 송풍팬(300)의 회전속도에 의한 강력한 송풍으로 이산화탄소(CO2)를 배출구(108)로부터 비닐하우스내로 균등하게 배출한다.
이와 같이 구성된 이산화탄소 및 과열 증기 발생기(1)는 도 2에 도시된 바와 같이 원통형의 케이싱(100)의 일측에 형성된 콘트롤 판넬(120)에 의해 모터(400)에 연결된 송풍팬(300)의 회전속도나 연소버너(200)내로 압송되는 연료량을 제어하여 연소버너(200)내에서의 연소량을 제어하게 되고, 이로 인해 단위시간당 배출되는 이산화탄소(CO2)의 양을 제어하여 비닐하우스내에 식물의 생장에 필요로 하는 이산화탄소(CO2)의 농도를 균등하게 제어하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 본 발명의 실시 태양 중 하나의 예를 든 것으로 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 이와 등가물, 균등물을 포함함을 밝혀 둔다.
본 발명은, 외부유입관에 의해 외부로부터 연소용 산소를 포함하는 외부공기를 끌어와서 사용함으로써 비닐하우스내의 산소부족을 유발하지 않으면서 이산화탄소(CO2) 및 식물 생장에 필수적인 수분을 공급하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 연료가 연소되어 발생하는 가스를 송풍팬에 의해 배출구측으로 불어 공급할 때 연소판에 의해 회류되게 하여 완전연소를 유도함으로써 유해가스의 발생을 억제하고 밀폐된 비닐하우스내의 작업환경을 쾌적하게 유지시키는 효과를 가짐과 동시에, 과열 증기 분사수단(700)의 가이드부(101)를 따라 배출되는 CO2를 증발하기 쉬운 상태의 온도로 상승되는 열을 흡수하므로써 고압의 증기로 변화시켜 상기 가이드부(101)의 내부를 따라 외부로 송출시키는 증기 발생부(720)에 의거하여, 상류측의 물탱크(71)를 구비하는 안전 식물 생장 재배 시스템을 달성하여, 밀폐된 하우스 등과 같은 공간에서 항시 수분을 제공하게 됨으로써, 식물뿐만 아니라 작업자의 생장 및 건강을 해치지 않는 보다 안전한 식물 생장 재배 시스템을 획득하는 등의 뛰어난 효과가 있는 것이다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 장치를 설명함에 있어 특정형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
<도면의 주요 부호에 관한 설명>
1 : 이산화탄소 및 과열 증기 발생기
100 : 케이싱 101 : 가이드부
102 : 연소실 103 : 확산부
104 : 연소판 105, 105' : 지지편
106 : 차열판 107 : 안전망
108 : 배출구 109 : 환풍구
110 : 유입관 112 : 댐퍼
120 : 콘트롤판넬 200 : 연소버너
202 : 점화부 300 : 송풍팬
400 : 모터 500 : 연료펌프
600 : 연료필터 700 : 물탱크
710 : 물탱크 720 : 증기 발생부
730 : 차열관 740 : 노즐

Claims (5)

  1. 연료를 점화장치에 의해 연소시킴과 동시에 물을 증기화하여 이산화탄소(CO2) 및 과열 증기를 발생시켜 식물 재배 시설 내에 공급하기 위한 이산화탄소 및 과열 증기 발생기로서,
    공기를 채집하여 CO2를 발생시켜 내보내는 송풍팬(300) 및 구동 모터(400)와,
    상기 송풍팬(300)의 송풍력을 이용하여 외부로 CO2를 연소 발생시키기 위한 연소실(102)과,
    상기 연소실(102)로부터 공급되는 CO2 가스를 고온의 상태로 배출하는 케이싱(100)과,
    상기 연소실(102)로부터 출력되는 고온의 CO2를 응축시켜 설정 압력의 기체로 변화시키는 가이드부(101)와,
    상기 가이드부(101)를 따라 배출되는 CO2를 증발하기 쉬운 상태의 온도로 상승되는 열을 흡수하므로써 고압의 증기로 변화시켜 상기 가이드부(101)의 내부를 따라 외부로 송출시키는 증기 발생부(720)와, 상기 증기 발생부(720)의 상류측에 상기 증기 발생부(720)와 연통 가능하게 관연결된 물탱크(710)를 구비하는 과열 증기 분사수단(700)을 포함하여 이루어지며,
    상기 증기 발생부(720)는 중앙부의 형상이 통형 코일형상인 관부재인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 및 과열 증기 발생기.
  2. 연료를 점화장치에 의해 연소시킴과 동시에 물을 증기화하여 이산화탄소(CO2) 및 과열 증기를 발생시켜 식물 재배 시설 내에 공급하기 위한 이산화탄소 및 과열 증기 발생기로서,
    공기를 채집하여 CO2를 발생시켜 내보내는 송풍팬(300) 및 구동 모터(400)와,
    상기 송풍팬(300)의 송풍력을 이용하여 외부로 CO2를 연소 발생시키기 위한 연소실(102)과,
    상기 연소실(102)로부터 공급되는 CO2 가스를 고온의 상태로 배출하는 케이싱(100)과,
    상기 연소실(102)로부터 출력되는 고온의 CO2를 응축시켜 설정 압력의 기체로 변화시키는 가이드부(101)와,
    상기 가이드부(101)를 따라 배출되는 CO2를 증발하기 쉬운 상태의 온도로 상승되는 열을 흡수하므로써 고압의 증기로 변화시켜 상기 가이드부(101)의 내부를 따라 외부로 송출시키는 증기 발생부(720)와, 상기 증기 발생부(720)의 상류측에 상기 증기 발생부(720)와 연통 가능하게 관연결된 물탱크(710)를 구비하는 과열 증기 분사수단(700)을 포함하여 이루어지며,
    상기 증기 발생부(720)는 중앙부의 형상이 스파이럴 코일 형상인 관부재인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 및 과열 증기 발생기.
  3. 연료를 점화장치에 의해 연소시킴과 동시에 물을 증기화하여 이산화탄소(CO2) 및 과열 증기를 발생시켜 식물 재배 시설 내에 공급하기 위한 이산화탄소 및 과열 증기 발생기로서,
    공기를 채집하여 CO2를 발생시켜 내보내는 송풍팬(300) 및 구동 모터(400)와,
    상기 송풍팬(300)의 송풍력을 이용하여 외부로 CO2를 연소 발생시키기 위한 연소실(102)과,
    상기 연소실(102)로부터 공급되는 CO2 가스를 고온의 상태로 배출하는 케이싱(100)과,
    상기 연소실(102)로부터 출력되는 고온의 CO2를 응축시켜 설정 압력의 기체로 변화시키는 가이드부(101)와,
    상기 가이드부(101)를 따라 배출되는 CO2를 증발하기 쉬운 상태의 온도로 상승되는 열을 흡수하므로써 고압의 증기로 변화시켜 상기 가이드부(101)의 내부를 따라 외부로 송출시키는 증기 발생부(720)와, 상기 증기 발생부(720)의 상류측에 상기 증기 발생부(720)와 연통 가능하게 관연결된 물탱크(710)를 구비하는 과열 증기 분사수단(700)을 포함하여 이루어지며,
    상기 증기 발생부(720)의 하류측은 상기 증기 발생부(720)의 과열 상승된 열이 상기 연소실(102) 측으로 전달되는 것을 일부 규제하도록 차열관(730) 내에 접속된 것을 특징으로 하는 이산화탄소 및 과열 증기 발생기.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 과열 증기 분사수단(700)은 상기 증기 발생부(720)의 선단에 연결된 노즐(740)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 및 과열 증기 발생기.
  5. 삭제
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