KR101331243B1 - 이산화탄소 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시설하우스 내에 설치되어 일단에 배출구가 형성된 하우징 내에서 연료의 연소에 의해 발생된 이산화 탄소를 배출구를 통해 하우징 외부로 방출할 수 있도록 된 이산화 탄소 발생장치에 관한 것으로서, 이산화 탄소가 저장된 이산화 탄소 저장탱크와, 하우징 외측에 장착되어 배출구 방향으로 회동시킬 수 있도록 되어 있고 노즐이 형성된 보조 분사관과, 이산화 탄소 저장탱크에 저장된 이산화탄소를 보조 분사관을 통해 송출시킬 수 있도록 된 송출부를 더 구비한다. 이러한 이산화탄소 발생장치에 의하면, 겨울 뿐만아니라 여름에도 사용할 수 있는 장점을 제공한다.

Description

이산화탄소 발생장치{CO2 generator}
본 발명은 이산화탄소 발생장치에 관한 것으로서, 상세하게는 시설하우스 내에 설치되어 재배 식물의 생육환경에 적합하게 이산화탄소를 발생시킬 수 있도록 된 이산화 탄소 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 비닐하우스와 같은 밀폐된 시설하우스를 이용하여 식물을 재배하는 경우 식물의 성장에 필요한 조건인 온도, 습도의 유지 및 이산화탄소(CO2)의 공급이 요구된다.
종래에는 비닐하우스내의 식물에 이산화탄소를 공급하기 위하여 연소장치로 화석연료나 목재등을 연소시켜 비닐하우스 내의 온도상승과 이산화탄소의 공급이 동시에 이루어지게 하였다.
그러나, 이산화탄소를 공급하게 위해 화석연료나 목재 등을 연소시키는 연소장치는 연료가 완전연소가 되지 않아서 이산화탄소외에 일산화탄소(CO)가 배출될 수 있고, 연소과정에서 비닐하우스내의 산소를 과다소모하여 비닐하우스내의 산소부족을 유발하게 된다는 문제점이 있다.
한편, 여름에도 비닐하우스 내에서 작물을 재배하는 경우 이산화탄소를 충분히 공급하기 위해서 종래의 연료 연소식 이산화탄소 발생기를 이용하는 경우 비닐하우스의 내부 온도가 높아져 식물의 성장을 저해할 수 있고, 내부 온도 관리의 어려움이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 시설하우스의 내부 온도에 따라 연료연소식과 연료 비연소식을 선택적으로 사용하여 이산화탄소를 공급할 수 있는 이산화탄소 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이산화탄소 발생장치는 시설하우스 내에 설치되어 일단에 배출구가 형성된 하우징 내에서 연료의 연소에 의해 발생된 이산화 탄소를 상기 배출구를 통해 상기 하우징 외부로 방출할 수 있도록 된 이산화 탄소 발생장치에 있어서, 이산화 탄소가 저장된 이산화 탄소 저장탱크와; 상기 하우징 외측에 장착되어 상기 배출구 방향으로 회동시킬 수 있도록 되어 있고 노즐이 형성된 보조 분사관과; 상기 이산화 탄소 저장탱크에 저장된 이산화탄소를 상기 보조 분사관을 통해 송출시킬 수 있도록 된 송출부;를 더 구비한다.
상기 하우징 내에 상기 하우징의 내벽 및 상기 배출구 맞은편의 타단과 이격되게 설치되어 공급된 연료를 연소시켜 상기 배출구를 향하여 개방된 토출구를 통해 연소가스를 방출시키는 연소실과; 상기 하우징의 타단과 상기 연소실 사이에 설치되어 외기를 상기 배출구 방향으로 송풍시키는 송풍팬과; 공급된 연료를 점화시켜 상기 연소실 내에서 연료를 연소시키는 버너와; 상기 하우징 외부에서 상기 버너로 연장되게 설치되어 상기 버너로 산소를 공급하는 산소 유입관;을 구비한다.
또한, 상기 송출부는 상기 이산화 탄소 저장탱크에 저장된 액상의 이산화 탄소를 상기 보조 분사관으로 이송하는 이송관 상에 설치되어 이송되는 액상의 이산화탄소를 기체 상태로 기화시키는 기화기와; 상기 기화기와 상기 보조 분사관 사이에 설치되어 상기 기화기를 거쳐 기화된 기체를 가온시키는 가온기;를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 가온기는 저수탱크와; 상기 저수탱크내에 저수된 물을 가열하는 히터;를 구비하고, 상기 이송관은 나선형태로 감긴 나선관부를 포함하고, 상기 나선관부는 상기 저수탱크 내에 저수된 물에 의해 가온될 수 있게 상기 저수탱크 내에 잠기게 설치된다.
또한, 상기 하우징의 상기 배출구 맞은편의 타단은 폐쇄되어 있고, 상기 타단으로부터 상기 배출구 방향으로 연장된 외주면상에 외기를 상기 하우징 내로 유입하기 위한 흡기망이 형성된다.
상기 연소실은 상기 연소 버너가 장착되는 일단으로부터 상기 배출구 방향으로 연장되어 연소공간을 형성하는 제1부분과, 상기 제1부분의 종단에서 내경이 작아지는 방향으로 연장되어 접합홀을 형성하는 제2부분으로 된 메인바디와; 상기 메인바디의 상기 접합홀을 중심으로 양방향으로 연장되게 상기 메인 바디에 접합되되 상기 메인 바디와 연통되는 중공을 갖으며 외주면에 다수의 제1보조 토출구가 형성된 보조관부와, 상기 보조관부의 상기 배출구 방향으로 연장된 부분의 종단 가장자리로부터 상기 보조관부의 중공 보다 작은 내경을 갖는 메인 토출구가 중앙에 형성되어 있고 표면에는 상기 중공과 관통되는 다수의 제2보조 토출구가 형성된 링형부분을 갖는 와류 유도 배기관;을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 이산화 탄소 발생장치에 의하면, 겨울 뿐만아니라 여름에도 사용할 수 있는 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 이산화탄소 발생장치를 나타내 보인 단면도이고,
도 2는 도 1의 연소실의 일부를 발췌하여 나타내 보인 사시도이고,
도 3은 도 1의 보조 분사부를 통해 이산화탄소를 공급하는 구조를 상세하게 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 이산화탄소 발생장치를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 이산화탄소 발생장치를 나타내 보인 단면도이고, 도 2는 도 1의 연소실의 일부를 발췌하여 나타내 보인 사시도이고, 도 3은 도 1의 보조 분사부를 통해 이산화탄소를 공급하는 구조를 상세하게 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 이산화 탄소 발생장치(100)는 하우징(110), 연소실(120), 버너(140), 이산화 탄소 저장탱크(210), 보조 분사관(250)을 구비한다.
하우징(110)은 시설하우스(미도시) 내에 설치되며, 일단에 배출구(112)가 형성되어 있고, 타단(113)은 폐쇄된 속이 빈 원통형 구조로 되어 있다.
하우징(110)의 배출구(112) 측에는 후술되는 연소실(120)로부터 방출되어 배출구(112)로 향하는 연소가스의 전방으로의 직접배출은 차단하고, 하우징(110)의 내벽과의 사이에 형성된 배기로(114)를 통해 방출되도록 배출구(112) 방향으로 볼록하게 형성된 차폐판(116)이 설치되어 있다.
또한, 연소실(120)과 하우징(110)의 내벽 사이에는 공기의 유통이 가능하면서 연소실(120)의 외주면에서 발생되는 열의 하우징(110) 내벽으로의 전달을 차단하기 위해 양단이 개방된 원통형의 열차단부재(118)이 설치되어 있다.
하우징(110)의 배출구(112) 맞은편의 타단(113)은 폐쇄되어 있고, 타단(113)으로부터 배출구(112) 방향으로 연장된 외주면상에는 외기를 하우징(110) 내로 유입하기 위한 흡기망(119)이 형성되어 있다.
흡기망(119)이 하우징(110)의 측면상의 외주면에 형성되어 있어 외기의 유입면적을 타단(113)에 형성하는 것에 비해 원하는 크기로 크게 할 수 있는 장점이 있다.
참조부호 117은 하우징(110)의 버너(140)가 장착된 내부공간을 개방할 수 있도록 된 도어이다.
연소실(120)은 하우징(110) 내에 하우징(110)의 내벽 및 배출구(112) 맞은편의 타단(113)과 이격되게 설치되어 공급된 연료를 연소시켜 배출구(112)를 향하여 개방된 토출구를 통해 연소가스를 방출시킨다.
연소실(120)은 구분하면, 메인바디(123)와 와류유도 배기관(129)으로 되어 있다.
메인바디(123)는 버너(140)가 장착되는 일단으로부터 배출구(112) 방향으로 연장되어 연소공간을 형성하는 제1부분(121)과, 제1부분(121)의 종단에서 내경이 작아지는 방향으로 연장되어 접합홀(122a)을 형성하는 제2부분(122)으로 되어 있다.
와류유도 배기관(129)은 메인바디(123)의 접합홀(122a)을 중심으로 양방향으로 연장되게 메인 바디(123)에 접합되되 메인 바디(123)와 연통되는 중공을 갖으며 외주면에 다수의 제1보조 토출구(124)이 형성된 보조관부(125)와, 보조관부(125)의 배출구(112) 방향으로 연장된 부분의 종단 가장자리로부터 보조관부(125)의 중공 보다 작은 내경을 갖는 메인 토출구(126)가 중앙에 형성되어 있고 표면에는 중공과 관통되는 다수의 제2보조 토출구(127)가 형성된 링형부분(128)을 갖는 구조로 되어 있다.
버너(140)는 공급된 연료를 점화시켜 연소실(120) 내에서 연료를 연소시킨다.
참조부호 143은 연료를 버너(140)로 공급하는 연료공급부이고, 참조부호 147은 연료저장탱크이다.
산소 유입관(145)은 하우징(110) 외부에서 버너(140)로 연장되게 설치되어 버너(140)로 산소를 공급한다.
산소 유입관(145)은 시설하우스 외부의 외기를 공급할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다.
송풍팬(170)은 하우징(110)의 타단(113)과 연소실(120) 사이에 설치되어 흡기망(119)을 통해 외기를 유입하여 배출구(112) 방향으로 송풍시킨다.
이러한 구조에서 연소실(120)은 연소실(120) 내부의 연소공간에서 연소되어 배출구(112) 방향으로 진행하는 연소가스 중 메인바디(123)의 가장자리를 부근을 진행하는 연소가스는 제1부분(121)과 제2부분(122) 사이에서 선회류를 발생하며 일부는 제1보조 토출구(124)를 통해 메인 토출구(126) 방향으로 진행하고, 메인 토출구(126)를 통해 토출된 연소가스는 차폐판(116)에 부딪친 후 일부는 제1 및 제2 보조 토출구(124)(127)를 통해 역행하는 과정을 거치면서 연소실(120)에서의 체류시간이 증가되어 완전 연소가 이루어지게하고, 이러한 과정을 거쳐 열차단부재(118)를 중심으로 하우징(110)의 내벽과 연소실(120)의 외주면 사이로 송풍팬(170)의 송풍에 의해 진행하는 공기의 흐름을 따라 배기로(114)를 통해 연소가스인 이산화탄소가 배출구(112)를 통해 배출된다.
한편, 여름철과 같이 시설하우스 내부의 온도 증가는 요구되지 않으나 이산화탄소를 공급할 필요가 있는 경우 버너(140)를 가동하지 않은 상태에서 이산화탄소 저장탱크(210)에 저장된 이산화 탄소를 송풍팬(170)의 송풍력을 이용하여 보조 분사관(250)을 통해 이산화 탄소를 공급할 수 있도록 되어 있다.
이산화 탄소 저장탱크(210)는 액화 이산화 탄소가 저장되어 있다.
보조 분사관(250)은 하우징(110) 외측에 장착되어 배출구(112) 방향으로 회동시킬 수 있도록 되어 있고 다수의 노즐(252)이 형성되어 있다.
한편, 보조 분사관(250)은 노즐(252)이 장착된 종단 보조 분사관(252a)이 하우징(110)에 장착된 지지 보조 분사관(252b)에 대해 힌지(254)에 의해 회동가능하게 결합되어 있어, 사용시에는 지지 보조 분사관(252b)에 대해 하방으로 회동시키고, 비 사용시에는 배출구(112)를 차폐하지 않도록 지지 보조 분사관(252b) 상방 또는 후방으로 회동시켜 놓으면 된다.
여기서, 종단 보조 분사관(252a)이 도시된 바와 같이 하방으로 회동된 상태 및 상방 또는 후방으로 회동시킨 상태에서 회동이 억제되도록 지지보조 분사관(9252a)에 대한 고정력을 유지시키는 록킹장치가 구비될 수 있다.
송출부(230)는 이산화 탄소 저장탱크(210)에 저장된 이산화탄소를 보조 분사관(250)을 통해 송출시킬 수 있도록 되어 있다.
송출부(230)는 레귤레이터(233), 기화기(235), 가온기(240) 및 다수의 밸브로 되어 있다.
레귤레이터(233)는 이산화 탄소 저장탱크(210)로부터 이산화탄소를 보조 분사관(250)으로 이송하는 이송관(220)에 설치되어 이산화탄소량의 공급량을 조정할 수 있도록 되어 있다. 참조부호 212는 이산화 탄소 저장탱크(210) 개폐용 밸브이다.
기화기(235)는 이산화 탄소 저장탱크(210)에 저장된 액상의 이산화 탄소를 보조 분사관(235)으로 이송하는 이송관(220) 상에 설치되어 이송되는 액상의 이산화탄소를 기체 상태로 기화시킨다. 참조부호 237은 기화기(233)를 거친 기체상의 이산화탄소의 공급량을 조절하거나 차단하기 위한 전자밸브이다.
가온기(240)는 기화기(235)와 보조 분사관(250) 사이에 설치되어 기화기(235)를 거쳐 기화된 기체를 가온시킨다.
가온기(240)는 저수탱크(242)와, 저수탱크(242)내에 저수된 물을 가열하는 히터(245)로 되어 있다.
한편, 이송관(220)은 나선형태로 감긴 나선관부(220a)를 포함하고, 나선관부(220a)는 저수탱크(242) 내에 저수된 물에 의해 가온될 수 있게 저수탱크 내에 잠기게 설치되어 있고, 나선관부(220a)는 열교환효율이 좋은 동소재로 형성된 것을 적용하는 것이 바람직하다.
또한, 이송관(220)의 나선관부(220a)와 보조 분사관(250) 사이에 접속된 부분은 동소재 이외의 이산화탄소를 이송할 수 있는 관으로 접속되어도 된다.
참조부호 270은 이산화탄소 발생장치(100)의 구동을 제어하는 제어판넬이다.
제어판넬(270)에는 이산화탄소 발생에 대해 버너(140)를 구동하는 연소발생모드와, 보조분사관(250)을 통해 이산화 탄소를 방출하는 비연소발생모드를 선택할 수 있는 모드 선택키와, 이산화탄소의 발생조건을 설정할 수 있는 조작부(272)와, 조작부(272)에 의해 설정된 조건과 이산화탄소 측정센서(미도시)로부터 측정된 이산화탄소 값 정보를 이용하여 연소가스로부터 이산화탄소를 생성하고나, 이산화탄소 저장탱크(210)로부터 보조 분사관(250)을 통해 이산화탄소가 방출되게 제어한다.
보조 분사관(250)을 통해 이산화탄소를 방출하는 경우 제어부는 히터(245)가 가동되게 제어하고, 전자밸브(237)가 개방되게 한 상태에서 송풍팬(170)을 가동시켜 보조 분사관(250)의 노즐(252)을 통해 방출되는 이산화탄소를 송풍력에 의해 시설하우스 내부로 분출되게 한다.

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  6. 시설하우스 내에 설치되어 일단에 배출구가 형성된 하우징 내에서 연료의 연소에 의해 발생된 이산화 탄소를 상기 배출구를 통해 상기 하우징 외부로 방출할 수 있도록 된 이산화 탄소 발생장치에 있어서,
    이산화 탄소가 저장된 이산화 탄소 저장탱크와;
    상기 하우징 외측에 장착되어 상기 배출구 방향으로 회동시킬 수 있도록 되어 있고 노즐이 형성된 보조 분사관과;
    상기 이산화 탄소 저장탱크에 저장된 이산화탄소를 상기 보조 분사관을 통해 송출시킬 수 있도록 된 송출부;를 더 구비하고,
    상기 하우징 내에 상기 하우징의 내벽 및 상기 배출구 맞은편의 타단과 이격되게 설치되어 공급된 연료를 연소시켜 상기 배출구를 향하여 개방된 토출구를 통해 연소가스를 방출시키는 연소실과;
    상기 하우징의 타단과 상기 연소실 사이에 설치되어 외기를 상기 배출구 방향으로 송풍시키는 송풍팬과;
    공급된 연료를 점화시켜 상기 연소실 내에서 연료를 연소시키는 버너와;
    상기 하우징 외부에서 상기 버너로 연장되게 설치되어 상기 버너로 산소를 공급하는 산소 유입관;을 구비하고,
    상기 송출부는
    상기 이산화 탄소 저장탱크에 저장된 액상의 이산화 탄소를 상기 보조 분사관으로 이송하는 이송관 상에 설치되어 이송되는 액상의 이산화탄소를 기체 상태로 기화시키는 기화기와;
    상기 기화기와 상기 보조 분사관 사이에 설치되어 상기 기화기를 거쳐 기화된 기체를 가온시키는 가온기;를 구비하며,
    상기 가온기는
    저수탱크와;
    상기 저수탱크내에 저수된 물을 가열하는 히터;를 구비하고,
    상기 이송관은 나선형태로 감긴 나선관부를 포함하고, 상기 나선관부는 상기 저수탱크 내에 저수된 물에 의해 가온될 수 있게 상기 저수탱크 내에 잠기게 설치되어 있고,
    상기 하우징의 상기 배출구 맞은편의 타단은 폐쇄되어 있고, 상기 타단으로부터 상기 배출구 방향으로 연장된 외주면상에 외기를 상기 하우징 내로 유입하기 위한 흡기망이 형성되어 있고,
    상기 연소실은
    상기 연소 버너가 장착되는 일단으로부터 상기 배출구 방향으로 연장되어 연소공간을 형성하는 제1부분과, 상기 제1부분의 종단에서 내경이 작아지는 방향으로 연장되어 접합홀을 형성하는 제2부분으로 된 메인바디와;
    상기 메인바디의 상기 접합홀을 중심으로 양방향으로 연장되게 상기 메인 바디에 접합되되 상기 메인 바디와 연통되는 중공을 갖으며 외주면에 다수의 제1보조 토출구가 형성된 보조관부와, 상기 보조관부의 상기 배출구 방향으로 연장된 부분의 종단 가장자리로부터 상기 보조관부의 중공 보다 작은 내경을 갖는 메인 토출구가 중앙에 형성되어 있고 표면에는 상기 중공과 관통되는 다수의 제2보조 토출구가 형성된 링형부분을 갖는 와류 유도 배기관;을 구비하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 발생장치.
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