KR101652876B1 - 촉매 연소기 및 촉매 연소를 이용한 이산화탄소 발생장치 - Google Patents

촉매 연소기 및 촉매 연소를 이용한 이산화탄소 발생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 촉매 연소기 및 촉매 연소를 이용한 이산화탄소 발생장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 주입되는 연료를 금속산화물 촉매를 이용하여 연소함으로써, 식물 광합성에 필요한 이산화탄소를 안정적으로 공급할 수 있는 촉매 연소기 및 촉매 연소를 이용한 이산화탄소 발생장치에 관한 것이다.

Description

촉매 연소기 및 촉매 연소를 이용한 이산화탄소 발생장치{Catalytic combustor and Generator for carbon dioxide using catalytic combusion}
본 발명은 촉매 연소기 및 촉매 연소를 이용한 이산화탄소 발생장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 주입되는 연료를 금속산화물 촉매를 이용하여 연소함으로써, 식물 광합성에 필요한 이산화탄소를 안정적으로 공급할 수 있는 촉매 연소기 및 촉매 연소를 이용한 이산화탄소 발생장치에 관한 것이다.
고품질과 고수익을 위한 작물의 재배 시 생육에 필요한 광합성 속도는 광도, 온도, 이산화탄소(CO2)의 농도 등에 크게 영향을 받는다.
이중 이산화탄소 농도는 대기 중에 약 380ppm이 존재하며, 원예작물은 대기중의 이산화탄소를 흡수하여 광합성함으로써, 작물 생육에 필요한 동화산물을 생산하고, 광합성 산물이 증감됨에 따라 작물의 수량과 품질이 향상된다.
즉, 적절한 이산화탄소의 공급은 원예작물 재배 시 가장 중요한 요인 중 하나이다.
또한, 겨울철 하우스 시설 내에서 작물을 재배할 때에는 환기가 매우 제한적이므로, 밀폐된 재배환경에서 광합성에 의한 이산화탄소의 일방적인 소모로 하우스시설 내의 이산화탄소 농도가 감소하게 된다.
이때, 이산화탄소의 농도는 작물의 이산화탄소 보상점보다 낮아질 수 있으며, 작물의 생육에 제한요인이 되는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 원예작물의 재배시 이산화탄소를 공급하기 위하여, 액화 탄산을 공급하는 장치 및 연소기를 이용하는 장치가 사용되고 있는 실정이다.
종래의 액화 탄산을 공급하는 장치는 액화 이산화탄소(liquefied carbon dioxide)를 직접 작물을 재배하는 하우스 내부에 공급하는 장치로서, 액화 이산화탄소는 가격이 비싸므로 경제적인 측면에서 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 종래의 연소기를 이용하는 장치는 하우스 내부에 연소기를 설치하여 연소과정 중에 발생되는 이산화탄소를 작물에 공급하는 장치로서, 연소기를 가동하게 되면 작물의 광합성과 생장에 장애가 되는 NOx, SOx 등의 유해 배기가스가 발생하게 될 뿐만 아니라, 과도한 수증기(H2O)가 생성되어 재배 식물에 검은 곰팡이균등이 발생하게 되는 문제점이 있다.
JP 2008-201649 A JP, H06-005439, Y1
본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 주입되는 연료를 금속산화물 촉매를 이용하여 연소함으로써, NOx, SOx 등의 유해 배기가스의 발생을 획기적으로 줄이면서 식물 광합성에 필요한 이산화탄소를 공급할 수 있으며, 동시에 하우스 시설 내부의 온도를 조절할 수 있는 촉매 연소기 및 촉매 연소를 이용한 이산화탄소 발생장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 연소과정에 중에 발생되는 수증기를 물로 응축시킴으로써, 배출되는 수증기를 줄일 수 있어 하우스 시설 내의 습도를 조절할 수 있는 촉매 연소기 및 촉매 연소를 이용한 이산화탄소 발생장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 하우스 시설 내부의 이산화탄소 농도를 작물종류에 따라 적절한 이산화탄소 농도로 제어할 수 있는 촉매 연소기 및 촉매 연소를 이용한 이산화탄소 발생장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 연소공간과 이산화탄소 배출공간을 갖는 연소기 관; 상기 연소기 관의 일측에 구비되고, 상기 연소공간으로 연료를 분사하는 연료분사기; 상기 연소공간에 구비되어, 상기 연료를 착화시키는 점화기; 상기 연소기 관 내부에 상기 연소공간과 상기 이산화탄소 배출공간을 서로 구획하여 구비되고, 상기 연소공간에 착화된 연료가 촉매연소하여, 상기 이산화탄소 배출공간에 수증기 및 이산화탄소를 발생시키는 촉매 연소수단; 및 상기 이산화탄소 배출공간에 구비되어, 상기 수증기를 물로 응축시키는 열흡수용 열교환기; 및 상기 열흡수용 열교환기의 외측에 구비되어 상기 열흡수용 열교환기를 통과한 이산화탄소를 상기 연소기 관의 외부로 배출시키는 이산화탄소 배출팬;을 포함하는 촉매연소기를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 연소기 관의 일측에 구비되고, 상기 연료와 혼합되어 상기 연소공간으로 와류가 형성되도록 공기를 공급하는 공기공급기;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 연소기 관;은 상기 이산화탄소 배출팬와 상기 열흡수용 열교환기 사이의 위치에, 외부와 관통되는 적어도 하나의 홀이 형성되어, 상기 이산화탄소 배출팬이 가동될 때, 외부의 공기가 상기 홀을 통해 내부로 유입된 후 상기 이산화탄소와 함께 배출된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 촉매 연소수단에 사용되는 촉매는 구리, 코발트 및 크롬 중 적어도 어느 하나이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 연소기 관의 하면은 상기 열흡수용 열교환기에서 응축된 물이 상기 연소공간으로 유입되지 않도록 구배가 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 이산화탄소 배출공간의 하면에는 상기 열흡수용 열교환수단에서 응축된 물을 상기 연소기 관의 외부로 배출하는 드레인;이 구비된다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 촉매연소기; 상기 촉매연소기의 외부에 구비되는 냉매저장부; 및 상기 촉매연소기의 외부에 구비되는 열배출용 열교환부;를 포함하고, 상기 냉매저장부에 저장된 냉매는 상기 연소기 관의 외부면을 감싸는 파이프를 통해 상기 촉매 연소 시 발생된 열을 흡수하면서 상기 열흡수용 열교환기로 이동하고, 상기 열배출용 열교환부를 거쳐 다시 상기 냉매 저장부로 이동하여, 상기 냉매가 순환되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 발생장치를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 열배출용 열교환부;는 상기 냉매의 열이 전달되는 열배출용 열교환기; 및 상기 열배출용 열교환기의 열을 외부로 배출하는 열 배출팬을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 냉매는 물이고, 상기 냉매 저장부의 상부에는 상기 냉매 저장부의 내부압력을 조절하기 위한 적어도 하나의 홀이 형성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 파이프와 상기 연소기 관을 감싸는 단열재;가 더 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 촉매연소기, 상기 냉매 저장부 및 상기 열배출용 열교환부를 지지하고, 이동가능한 대차를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 이산화탄소 공급 공간에 설치되고, 이산화탄소 센서, 제1 온도 센서 또는 습도 센서를 포함하는 센서부; 및 상기 센서부로부터 측정된 값을 유선 또는 무선으로 수신하고, 설정된 제어치에 따라 상기 촉매연소기와 상기 열배출용 열교환부를 제어하는 제어부;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제어치는 작물종류에 따라 서로 다르다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 이산화탄소 배출부에서 배출되는 이산화탄소의 온도를 감지하는 제2 온도 센서가 더 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 촉매연소수단의 온도를 감지하여, 상기 연료의 착화를 감지하는 제3 온도센서;가 더 구비된다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 촉매연소기가 설치된 작물재배용 하우스를 제공한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 촉매 연소기 및 촉매 연소를 이용한 이산화탄소 발생장치에 의하면 주입되는 연료를 금속산화물 촉매를 이용하여 연소함으로써, NOx, SOx 등의 유해 배기가스의 발생을 획기적으로 줄이면서 식물 광합성에 필요한 이산화탄소를 공급할 수 있으며, 동시에 하우스 시설 내부의 온도를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 촉매 연소기 및 촉매 연소를 이용한 이산화탄소 발생장치에 의하면 연소과정에 중에 발생되는 수증기를 열교환기를 이용하여 물로 응축시킴으로써, 배출되는 수증기를 줄일 수 있어 하우스 내부의 습도를 조절할 수 있으며, 작물에 곰팡이가 발생하는 것을 억제할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 촉매 연소기 및 촉매 연소를 이용한 이산화탄소 발생장치에 의하면 작물종류에 따라 적절한 이산화탄소 농도로 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매연소기를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 배출장치를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 배출장치가 설치된 하우스를 보여주는 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 촉매연소기(100)는 주입되는 연료를 촉매연소하여 식물 광합성에 필요한 이산화탄소를 발생시키는 연소기로서, 연소기 관(110), 연료분사기(120), 점화기(130), 촉매 연소수단(140), 열흡수용 열교환기(150) 및 이산화탄소 배출팬(160)을 포함하여 이루어진다.
상기 연소기 관(110)은 연소반응이 이루어지는 관으로서, 연소공간(A)과 이산화탄소 배출공간(B)을 갖는다.
또한, 상기 연소기 관(110)의 형상은 특별한 제약은 없으나, 본 발명에서는 연소효율을 높일 수 있는 원통형의 관으로 구비하였다.
상기 연료분사기(120)는 외부로부터 주입되는 화석 연료를 상기 연소공간(A)으로 분사하는 분사기이며, 상기 연소기 관(110)의 일측에 구비된다.
상기 점화기(130)는 상기 연소공간(A)으로 주입된 연료를 착화시키는 착화기로서, 상기 연소공간(A)에 구비된다.
또한, 상기 점화기(130)는 특별히 제한되는 바는 아니며, 점화를 용이하게 하기 위하여 전기불꽃점화기가 이용될 수 있다.
상기 촉매 연소수단(140)은 착화된 연료가 촉매연소반응되도록 설치되는 촉매로서, 상기 연소기 관(110) 내부에 상기 연소공간(A)과 상기 이산화탄소 배출공간(B)을 서로 구획하며 구비된다.
또한, 상기 촉매 연소수단(140)은 상기 연소공간(A)에 착화된 연료가 촉매연소하여, 상기 이산화탄소 배출공간(B)에 수증기 및 이산화탄소를 발생시킨다.
또한, 상기 촉매 연소수단(140)에 사용되는 촉매는 구리, 코발트 및 크롬 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.
이는 희귀금속재인 백금 또는 팔라듐을 이용하지 않고, 비희귀금속재인 구리, 코발트 또는 크롬을 촉매로 활용함으로써, 경제성이 뛰어나면서도 연소온도를 낮출 수 있기 때문이다.
이때, 상기 촉매 연소수단(140)에 의한 연소온도는 약 800℃를 넘지 않는 중온 연소반응이 이루어진다.
이는, NOx, SOx 등의 유해가스 또는 미연소 연료 성분(탄화수소 계통)의 발생량을 획기적으로 줄이기 위함이다.
상기 열흡수용 열교환기(150)는 이산화탄소가 발생되면서 생성되는 수증기를 물로 응축시키기 위한 열교환기로서, 상기 연소기 관(110)의 이산화탄소 배출 공간(B)에 구비된다.
또한, 상기 열흡수용 열교환기(150)에서 수증기가 응축된 물이 상기 연소공간(A)로 유입되지 않도록, 상기 연소기 관(110)의 하면에는 상기 연소공간(A)에서 상기 배출공간(B) 방향으로 지면에서부터의 높이가 낮아지도록 구배가 형성될 수 있다.
또한, 상기 연소기 관(110)의 상기 이산화탄소 배출공간(B) 하면에는 상기 열흡수용 열교환기(150)에서 응축된 물이 상기 연소기 관(110)의 외부로 배출하는 드레인(111)이 더 구비될 수 있다.
상기 이산화탄소 배출팬(160)은 발생된 이산화탄소를 상기 연소기 관(110) 외부로 배출시키기 위한 팬으로서, 상기 열흡수용 열교환기(150) 외측에 구비되어, 상기 열흡수용 열교환기(150)를 통과한 이산화탄소를 상기 연소기 관(110)의 외부로 배출시킨다.
또한, 상기 연소기 관(110)은 상기 이산화탄소 배출팬(160)과 상기 열흡수용 열교환기(150) 사이의 위치에 적어도 하나의 홀(112)이 형성되는 것이 바람직하다.
이는 상기 이산화탄소 배출팬(160)이 가동될 때, 외부의 공기가 상기 홀(112)을 통해 상기 연소기 관(110) 내부로 유입된 후 상기 이산화탄소와 함께 배출되게 함으로써, 상기 이산화탄소 배출공간(B)의 압력을 적절히 조절하여, 불완전 연소 성분이 외부로 배출되는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매연소기(100)는 공기공급기(170)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 공기 공급기(170)는 공기를 공급하는 기기로서, 상기 연소기 관(110)의 일측에 구비되고, 상기 연료와 혼합되어 상기 연소공간(A)으로 와류가 형성되도록 공기를 공급한다.
예를 들면, 상기 공기 공급기(170)는 외부의 공기를 상기 연소공간(A)으로 불어 넣는 스윌러 팬일 수 있다.
즉, 상기 연소공간(A)에서 공기와 상기 연료가 상기 연소기 관(110)의 원주방향으로 선회하면서 혼합되므로, 상기 점화기(130)의 착화효율을 높일 수 있게 된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 본 발명의 촉매연소기(100)는 냉매저장부(210), 열배출용 열교환부(220)를 더 포함하여, 하나의 이산화탄소 발생장치(200)로 제공될 수 있다.
상기 촉매연소기(100)는 주입되는 연료를 금속산화물 촉매를 이용하여 연소함으로써, 식물 광합성에 필요한 이산화탄소를 생성하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매연소기(100)와 실질적으로 동일하다.
상기 냉매저장부(210)는 냉매가 저장되는 탱크이며, 상기 촉매연소기(100)의 외부에 구비된다.
상기 열배출용 열교환부(220)는 상기 냉매에 저장된 열을 외부로 방출하기 위한 것으로서, 상기 촉매연소기(100)의 외부에 구비된다.
또한, 상기 열배출용 열교환부(220)는 열배출용 열교환기(221) 및 열배출 팬(222)으로 이루어지는데, 상기 열배출용 열교환기(221)에는 상기 냉매의 열이 전달되고, 상기 열배출 팬(222)은 상기 열배출용 열교환기(221)의 열을 외부로 배출한다.
한편, 이하에서는 상기 냉매의 흐름을 상세히 설명한다.
여기서, 상기 냉매는 종래에 사용되고 있는 암모니아, 프레온 및 메틸클로라이드등의 냉동사이클에 사용되는 유체이면 제한되는 바는 아니며, 본 발명에서는 환경오염을 발생시키지 않고, 사용이 용이하며, 경제성이 뛰어난 물을 사용하였다.
먼저, 상기 냉매저장부(210)에 저장되어 있는 냉매는 상기 연소기 관(110)의 외부면을 감싸는 파이프(P)를 통해 상기 촉매 연소시 발생된 열을 흡수하면서, 상기 열흡수용 열교환기(150)로 이동한다.
이때, 상기 냉매는 상기 연료가 연소되면서 생성된 수증기의 열을 흡수하여 물로 응축시킨다.
다음, 열을 흡수한 냉매는 상기 열배출용 열교환부(220)로 이동한다.
이때, 냉매에 흡수된 열은 상기 열배출용 열교환기(221)를 매개로 하여, 상기 열배출 팬(222)을 통해 외부로 배출됨으로써, 이산화탄소 공급공간이 난방될 수 있다.
다음, 열이 배출된 냉매는 다시 상기 냉매 저장부(210)로 이동하게 되며, 상기 냉매가 순환된다.
또한, 순환되는 냉매에는 잔열이 존재하므로 상기 연소기 관(110)을 예열할 수 있어, 재연소시에 효율적이다.
또한, 상기 파이프(P)와 상기 연소기 관(110)을 감싸는 단열재(231,232)가 더 구비될 수 있다.
이는 상기 연소기 관(110) 외부로의 열전달을 줄여, 재연소시 예열효율을 향상시키기 위함이다.
또한, 상기 냉매 저장부(210)의 상부에는 적어도 하나의 홀(211)이 형성되는 것이 바람직하다.
이는 순환되는 냉매에는 잔열이 존재하기 때문에, 상기 냉매 저장부(210)의 내부 압력 조절이 필요하기 때문이다.
또한, 본 발명에 따른 이산화탄소 발생장치(200)는 상기 촉매연소기(100), 상기 냉매 저장부(210), 상기 열배출용 열교환부(220)를 지지하고, 이동가능하게 하는 대차(240)가 더 포함될 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이산화탄소 발생장치(220)는 센서부(250) 및 제어부(260)가 더 포함되어 이루어질 수 있다.
상기 센서부(250)는 이산화탄소 센서, 제1 온도 센서 또는 습도 센서를 포함하며, 이산화탄소 공급 공간에 설치된다.
본 발명에서는 상기 센서부(250)를 이산화탄소 센서, 제1 온도 센서 및 습도 센서를 모두 포함하는 센서 네트워크로 구성하였다.
상기 제어부(260)는 상기 촉매연소기(100)와 상기 열배출용 열교환부(220)를 제어하기 위한 것으로서, 상기 센서부(260)로부터 측정된 값을 유선 또는 무선으로 수신하여, 사용자에 의해 설정된 제어치가 되도록 상기 촉매연소기(100)와 상기 열배출용 열교환부(220)를 피드백 제어한다.
예를 들면, 상기 센서부(250)의 이산화탄소 센서는 이산화탄소 공급공간의 이산화탄소 농도를 측정하고, 상기 제어부(260)는 상기 이산화탄소 센서로부터 이산화탄소 농도 값을 수신하고, 수신된 이산화탄소 농도 값이 설정된 설정 값보다 작을 경우 상기 촉매연소기(100)를 가동시키고, 클 경우 상기 촉매연소기(100)의 가동을 중지시킨다.
또한, 상기 센서부(250)의 제1 온도 센서는 온도를 측정하고, 상기 제어부(260)는 상기 제1 온도 센서로부터 온도 값을 수신하고, 수신된 온도 값이 설정된 온도 값보다 작을 경우에는 상기 촉매연소기(100) 및 상기 열배출용 열교환부(220)를 가동시키고, 클 경우에는 상기 촉매연소기(100) 및 상기 열배출용 열교환부(220)의 가동을 중지시킨다.
또한, 상기 센서부(250)의 습도 센서는 습도를 측정하고, 상기 제어부(260)는 상기 습도 센서로부터 습도 값을 수신하고, 수신된 습도 값이 설정된 습도 값보다 크거나 작을 경우에 상기 열배출 팬(222)의 동작속도를 조절함으로써, 상기 냉매의 온도를 조절하여 배출되는 수증기의 양을 조절할 수 있다.
또한, 상기 제어치는 작물종류에 따라 서로 다르게 설정될 수 있다.
예를 들어, 이산화탄소 센서가 사용될 때에는 엽채류의 경우 1,500ppm 내지 2,500ppm, 근채류의 경우 1,000ppm 내지 3,000ppm, 오이, 피망, 가지, 강낭콩의 경우 800ppm 내지 1,500ppm, 과채류의 경우 500ppm 내지 1,500ppm, 토마토, 멜론, 딸기의 경우 500ppm 내지 800ppm의 농도범위 제어치를 설정함으로써 작물 종류에 따라 최적의 이산화탄소 농도로 재배환경을 제공할 수 있다.
또한, 작물종류에 따라 이산화탄소 농도뿐만 아니라, 온도 값 및 습도 값도 적정 제어치로 설정될 수 있다.
즉, 상기 이산화탄소 센서, 제1 온도 센서 및 습도 센서가 복합적으로 구비되어 최적의 작물 생육환경을 조성할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 이산화탄소 발생장치에는 제2 온도센서(270) 및 제3 온도센서(280)가 더 구비될 수 있다.
상기 제2 온도센서(270)는 상기 이산화탄소 배출부에서 배출되는 이산화탄소의 온도를 감지하는 센서로서, 설치되는 위치는 배출되는 이산화탄소의 온도를 측정할 수 있는 위치이면 제한되지 않는다.
또한, 상기 제2 온도센서(270)는 이산화탄소 배출 온도를 측정함으로써, 사용자는 상기 연소기(100)에서 발생하는 수증기가 물로 응축되는 여부를 용이하게 확인할 수 있다.
상기 제3 온도센서(280)는 상기 촉매연소수단(140)의 온도를 감지하는 센서로서, 설치되는 위치는 상기 촉매연소수단(140)의 온도를 감지할 수 있는 위치이면 제한되지 않는다.
또한, 상기 제3 온도센서(280)는 상기 촉매연소수단(140)의 온도를 측정함으로써, 사용자는 상기 연소기(100)의 착화 여부를 용이하게 확인할 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 촉매연소기가 설치된 작물재배용 하우스를 더 제공할 수 있다.
예를 들면, 상기 작물재배용 하우스는 상기 촉매연소기 이외에 프레임과 상기 프레임을 덮는 덮개(비닐, 유리 포함)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 촉매연소기 및 이산화탄소 발생장치는 NOx, SOx 등의 유해가스 또는 미연소 연료 성분의 발생량을 획기적으로 줄이면서 안정적으로 이산화탄소를 발생시킬 수 있고, 이산화탄소 공급공간의 이산화탄소 농도, 온도 및 습도를 용이하게 제어할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
A : 연소공간 B : 이산화탄소 배출공간
100 : 촉매연소기 110 : 연소기 관
111 : 드레인 112 : 홀
120 : 연료분사기 130 : 점화기
140 : 촉매연소수단 150 : 열흡수용 열교환기
160 : 이산화탄소 배출팬 170 : 공기공급기
210 : 냉배저장부 220 : 열배출용 열교환부
231, 232 : 단열재 240 : 대차
250 : 센서부 260 : 제어부
270 : 제2 온도센서 280 : 제3 온도센서

Claims (16)

  1. 연소공간과 이산화탄소 배출공간을 갖는 연소기 관;
    상기 연소기 관의 일측에 구비되고, 상기 연소공간으로 연료를 분사하는 연료분사기;
    상기 연소기 관의 일측에 구비되고, 상기 연료와 혼합되도록 공기를 공급하는 공기 공급기;
    상기 연소공간에 구비되어, 상기 연료를 착화시키는 점화기;
    상기 연소기 관 내부에 상기 연소공간과 상기 이산화탄소 배출공간을 서로 구획하여 구비되고, 상기 연소공간에 착화된 연료가 중온 연소반응에 의해 촉매연소하여, NOx를 포함하는 유해 배기가스의 발생을 억제하고 상기 이산화탄소 배출공간에 수증기 및 이산화탄소를 발생시키는 촉매 연소수단; 및
    상기 이산화탄소 배출공간에 구비되어, 상기 수증기를 물로 응축시키는 열흡수용 열교환기; 및
    상기 열흡수용 열교환기의 외측에 구비되어 상기 열흡수용 열교환기를 통과한 이산화탄소를 상기 연소기 관의 외부로 배출시키는 이산화탄소 배출팬;을 포함하는 촉매연소기.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 연소기 관;은
    상기 이산화탄소 배출팬와 상기 열흡수용 열교환기 사이의 위치에, 외부와 관통되는 적어도 하나의 홀이 형성되어, 상기 이산화탄소 배출팬이 가동될 때, 외부의 공기가 상기 홀을 통해 내부로 유입된 후 상기 이산화탄소와 함께 배출되는 것을 특징으로 하는 촉매연소기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 촉매 연소수단에 사용되는 촉매는 구리, 코발트 및 크롬 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 촉매연소기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 연소기 관의 하면은 상기 열흡수용 열교환기에서 응축된 물이 상기 연소공간으로 유입되지 않도록 구배가 있는 것을 특징으로 하는 촉매연소기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 이산화탄소 배출공간의 하면에는 상기 열흡수용 열교환수단에서 응축된 물을 상기 연소기 관의 외부로 배출하는 드레인;이 구비된 것을 특징으로 하는 촉매 연소기.
  7. 제 1항, 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 촉매연소기;
    상기 촉매연소기의 외부에 구비되는 냉매저장부; 및
    상기 촉매연소기의 외부에 구비되는 열배출용 열교환부;를 포함하고,
    상기 냉매저장부에 저장된 냉매는
    상기 연소기 관의 외부면을 감싸는 파이프를 통해 상기 촉매 연소 시 발생된 열을 흡수하면서 상기 열흡수용 열교환기로 이동하고, 상기 열배출용 열교환부를 거쳐 다시 상기 냉매 저장부로 이동하여, 상기 냉매가 순환되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 발생장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 열배출용 열교환부;는
    상기 냉매의 열이 전달되는 열배출용 열교환기; 및
    상기 열배출용 열교환기의 열을 외부로 배출하는 열 배출팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 발생장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 냉매는 물이고, 상기 냉매 저장부의 상부에는 상기 냉매 저장부의 내부압력을 조절하기 위한 적어도 하나의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 발생장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 파이프와 상기 연소기 관을 감싸는 단열재;가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 발생장치.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 촉매연소기, 상기 냉매 저장부 및 상기 열배출용 열교환부를 지지하고, 이동가능한 대차를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 발생장치.
  12. 제 7항에 있어서,
    이산화탄소 공급 공간에 설치되고, 이산화탄소 센서, 제1 온도 센서 또는 습도 센서를 포함하는 센서부; 및
    상기 센서부로부터 측정된 값을 유선 또는 무선으로 수신하고, 설정된 제어치에 따라 상기 촉매연소기와 상기 열배출용 열교환부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 발생장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제어치는 작물종류에 따라 서로 다른 것을 특징으로 하는 이산화탄소 발생장치.
  14. 제 7항에 있어서,
    상기 이산화탄소 배출팬에서 배출되는 이산화탄소의 온도를 감지하는 제2 온도 센서가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 발생장치.
  15. 제 7항에 있어서,
    상기 촉매연소수단의 온도를 감지하여, 상기 연료의 착화를 감지하는 제3 온도센서;가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 발생장치.
  16. 제 1항, 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 촉매연소기가 설치된 작물재배용 하우스.

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