KR101740036B1 - 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 벼의 부산물인 왕겨를 이용하여 보일러의 열원을 제공하거나 왕겨초액을 제조하기 위한 왕겨초액 제조장치에 관한 것으로서, 왕겨를 연소실에서 연소시켜 보일러의 열원인 온수를 얻고, 발생된 연기를 연통을 이용하여 용해조로 공급하고 용해조에 수용된 물에 연기를 용해시켜 왕겨초액을 얻으며, 상기 연소로의 하부에 형성된 재배출로와 연소로 사이에 형성된 배출홈에 개폐판이 구비되어, 연소로에서 왕겨재를 필요에 따라 재배출로로 배출시킬 수 있는 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치에 관한 것이다.

Description

보일러 겸용 왕겨초액 제조장치{Manufacturing apparatus for chaff-vinegar}
본 발명은 벼의 부산물인 왕겨를 이용하여 보일러의 열원을 제공하거나 왕겨초액을 제조하기 위한 왕겨초액 제조장치에 관한 것으로서, 왕겨를 연소실에서 연소시켜 보일러의 열원인 온수를 얻고, 발생된 연기를 연통을 이용하여 용해조로 공급하고 용해조에 수용된 물에 연기를 용해시켜 왕겨초액을 얻으며, 상기 연소로의 하부에 형성된 재배출로와 연소로 사이에 형성된 배출홈에 개폐판이 구비되어, 연소로에서 왕겨재를 필요에 따라 재배출로로 배출시킬 수 있는 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치에 관한 것이다.
목초액은 참나무를 숯으로 만드는 탄화과정에서 발생하는 연기가 냉각되면서 발생하는 액이다.
이러한 목초액은, 수소이온농도가 3.0 전후로 강산 유기산용액으로 의료용, 식품첨가제, 농약보조재, 영양제 등 다양한 분야에서 이용되고 있으며, 이와 비슷한 친환경농자재로서 왕겨초액은 목초액과 유효성분은 거의 같으나 타르 함유량이 낮아 목초액에 비하여 정치, 여과, 정제등의 공정을 거치지 않고 사용할 수 있어 생산비도 저렴하고 사용도 유리하다.
또한 왕겨는 섬유소가 목재보다 적고 인류에게 가장 친근한 유기질로서, 함유되어 있는 무기물질이 풍부하여 목초액의 재료로 최적이라 할 수 있다. 그러나 작은 입자인 왕겨는 목재보다 연소가 잘되지 않는 점 등으로 목초액으로 개발되지 못하고 있었다.
다음은 왕겨초액 제조장치에 관한 대표적인 종래기술이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0024796호는 본 발명자가 선출원한 온수보일러 겸용 왕겨초액 제조장치에 관한 것으로서, 왕겨가 탄화되는 공정에서 발생하는 연기를 응축냉각하여 초액을 만드는 장치의 구성에 있어서, 탄화조와 응축조를 구분 일체형으로 구비하고, 탄화조에서 발생하는 왕겨의 탄화연기를 상부의 응축조에 충진된 응축수를 순환분무하여 수냉방식으로 응축냉각시켜 왕겨초액을 제조하고, 왕겨탄화시 발생하는 열을 회수하여 온수를 생산하는 온수보일러 기능을 겸비한 온수보일러 겸용 왕겨초액 제조장치를 제시하였다.
아울러 상기 종래기술은 수냉식인 왕겨초액 제조장치를 제시하여 공랭식의 목초액 제조장치보다 왕겨 연기의 용해률을 높일 수 있는 효과를 실현하였으나, 연소로에서 발생된 왕겨재가 재배출로로 직접 배출되기 때문에, 연소되고 있는 왕겨가 연소로보다 상대적으로 좁은 재배출로에서 불완전 연소되는 문제가 발생하여, 이를 해결하기 위한 지속적인 연구개발이 요구되는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0024796호(2011.03.09.) 대한민국 등록특허공보 제10-0503033호(2005.07.14.) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0038138호(2012.04.23.) 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0056588호(2013.05.30.)
본 발명은 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치의 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 종래 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치는 연소로에서 발생된 왕겨재가 재배출로로 직접 배출되기 때문에, 연소되고 있는 왕겨가 연소로보다 상대적으로 좁은 재배출로에서 불완전 연소되는 문제가 발생하였고;
연소로와 재배출로 사이에 다공성의 망이 구비된 경우에도, 연소로 하부의 왕겨재 일부가 재배출로로 계속적으로 떨어져 다공성 망이 미구성된 경우와 별반 차이가 없는 문제가 발생하였으며;
상기 다공성 망이 연소로와 재배출로의 사이에 고정체결되어 구비된 경우, 소화 완료된 왕겨재를 연소로에서 재배출로로 배출시키기 어려운 문제가 발생하여, 이에 대한 해결점을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,
내부에 온수관이 구비되고, 상측 외부로 왕겨가 연소되어 발생된 연기를 배출시키는 연통을 구비하는 연소로; 상기 연소로의 상부에 장착되고, 상기 연통으로부터 연기를 공급받아 내부에 수용된 물에 연기를 용해시켜 왕겨초액을 만드는 용해조; 상기 연소로의 하부에 형성되어 연소된 왕겨재를 배출시키는 재배출로 및; 상기 연소로와 재배출로의 연결부에 형성된 배출홈에 구비되고, 연소로와 재배출로를 개폐시키는 개폐판;을 포함하여 구성되는 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치를 제시한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치는 연소로와 재배출로 사이에 형성되는 배출홈에 개폐판이 구비되는 구성을 하여, 연소로에서 연소되고 있는 왕겨가 불완전 연소된 상태에서 재배출로로 배출되지 않아, 왕겨의 완전 연소를 실현할 수 있는 효과를 얻을 수 있고;
상기 개폐판은 배출홈을 열리거나 닫힌 상태를 이루도록 할 수 있기 때문에, 본 발명에 의한 장치를 보일러 가동용 온수확보 또는 왕겨초액 제조의 목적에 따라 다르게 왕겨재의 배출여부를 용이하게 조절할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치를 나타내는 정면 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치의 연소로가 열린 상태를 나타내는 정면 단면도.
도 3 내지 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치의 개폐판의 여닫힘을 나타내는 정면 및 측면 단면도.
도 7 내지 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치의 분사노즐을 나타내는 사시도 및 부분 단면도.
본 발명은 벼의 부산물인 왕겨를 이용하여 보일러의 열원을 제공하거나 왕겨초액을 제조하기 위한 왕겨초액 제조장치에 관한 것으로서, 내부에 온수관(11)이 구비되고, 상측 외부로 왕겨가 연소되어 발생된 연기를 배출시키는 연통(13)을 구비하는 연소로(10); 상기 연소로(10)의 상부에 장착되고, 상기 연통(13)으로부터 연기를 공급받아 내부에 수용된 물에 연기를 용해시켜 왕겨초액을 만드는 용해조(20); 상기 연소로(10)의 하부에 형성되어 연소된 왕겨재를 배출시키는 재배출로(30) 및; 상기 연소로(10)와 재배출로(30)의 연결부에 형성된 배출홈(14)에 구비되고, 연소로(10)와 재배출로(30)를 개폐시키는 개폐판(40);을 포함하여 구성되는 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치에 관한 것이다.
이하 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 10을 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
구체적으로, 상기 연소로(10)는 내부에 온수관(11)이 구비되고, 상측 외부로 왕겨가 연소되어 발생된 연기를 배출시키는 연통(13)을 구비하는 구성으로서, 보일러의 열원인 온수를 만들고 왕겨초액의 원료인 왕겨 연기를 발생시키는 구성이다.
즉, 상기 연소로(10)는 도 1과 같이 일정의 내부공간에 왕겨를 수용시킨 후 연소시킬 수 있고, 내부에는 수직방향으로 길이를 형성하는 하나 이상의 연통(13)이 구비되며, 상기 연통(13)의 상부 일정부분은 연소로(10)의 상부를 관통한 후 하기 용해조(20)의 내부로 인입된다.
이때, 연통(13)에는 연소로(10)의 내부에서 발생된 연기를 용이하기 흡입하기 위하여 복수 개의 통공이 형성되는 구성을 할 수 있다.
또한 연소로(10)에 구비되는 온수관(11)은 왕겨의 연소시에 발생되는 연소열을 이용하여, 물을 가열하기 위한 구성으로서, 도 4와 같이 연소로(10)의 일측에서 타측으로 하나 이상의 온수관(11)이 통과되는 구성을 할 수 있고, 연소로(10)의 내부 측면에 하나 이상의 온수자켓(12)이 구비되어 연소로(10)의 측면을 통하여 외부로 손실될 수 있는 연소열을 이용하여 물을 가열하도록 구성될 수도 있다.
이때, 상기 온수관(11)은 직선 배관 또는 꼬인 형태의 배관으로 구성되고, 내부에서 유동되는 물이 연소로(10)에서 가열될 수 있도록 하고, 상기 온수자켓(12)은 연소로(10)의 내부 측면에 일정의 면적을 형성하며 구비되어 상기 온수관(11)보다 넓은 면적으로 연소열을 받을 수 있도록 구성된다.
더불어 상기 온수관(11) 또는 온수자켓(12)에 공급되는 물은 연소로(10)를 통과하며 가열되어 온수가 되고, 상기 온수는 보일러의 열원이 되어 난방수 또는 온수로 사용될 수 있다.
아울러 연소로(10)에는 왕겨를 내부공간으로 공급받을 수 있는 투입구(15)가 형성되는 구성을 하거나, 연소로(10)의 상부에 장착되는 하기 용해조(20)를 연소로(10)의 상부에서 들어올려 연소로(10)의 상부가 열리도록 하여 왕겨를 공급받을 수도 있다.
즉, 상기 투입구(15)는 연소로(10)의 측부 일정부분에 하나 이상 구비되어 사용자의 수작업으로 왕겨를 연소로(10)로 투입받을 수도 있고, 도 4와 같이 투입구(15)에는 왕겨를 연속적으로 연소실 내부로 투입할 수 있는 투입스크류(16)가 구비되고, 투입구(15)의 하부에 해당하는 연소실의 내부에는 하방으로 경사진 형태의 분배판(17)이 하나 이상 구비되어 투입스크류(16)를 통하여 연속적으로 연소실 내부로 투입되는 왕겨를 연소실의 사방으로 펼쳐질 수 있도록 구성될 수 있다.
또한 상기 용해조(20)는 상기 연소로(10)의 상부에 장착되고, 상기 연통(13)으로부터 연기를 공급받아 내부에 수용된 물에 연기를 용해시켜 왕겨초액을 만드는 구성으로서, 연소로(10)에서 연소되어 발생된 왕겨 연기를 계속적으로 물에 용해시키는 구성이다.
즉, 상기 용해조(20)는 도 2와 같이 내부에 물을 수용할 수 있도록 기밀된 상태로 구성되고, 하부에는 연소로(10)의 상부로 인출된 연통(13)의 상부가 인입될 수 있도록 하는 관통홀(21)이 연통(13)의 개수와 동일하게 형성된다.
이때, 상기 용해조(20)의 관통홀(21)에는 연통 연장관(22)이 일정의 높이를 가지도록 구비되어 용해조(20)의 내부에 수용된 물이 연통(13)으로 역류하지 않도록 구성될 수 있고, 상기 연통 연장관(22)의 상부에는 연기를 용해조(20)의 내부로 배출될 수 있으나 용해조(20)의 수증기 또는 하기 분사노즐(60)에서 분사되는 왕겨초액이 연통 연장관(22)으로 역류하지 않도록 역류 방지판(23)이 구비될 수 있다.
더불어 상기 역류 방지판(23)은 열린 상태의 연통 연장관(22) 상부에 일정 간격 이격되며 연통 연장관(22)의 상부 또는 용해조(20)의 내부 일정부분에 구비되고, 상기 이격된 부분으로 연기는 용해조(20)의 내부로 유입될 수 있으나, 용해조(20)의 수증기 또는 분사되는 왕겨초액은 연통 연장관(22)의 내부로 역류하지 않도록 한다.
아울러 상기 연소로(10)는 상부가 열린 상태를 가지고, 연소로(10)의 상부에 장착되는 용해조(20)의 하부는 상기 연소로(10)의 상부에 얹혀지는 형태로 연소로(10)의 상부가 닫히도록 구성될 수 있다.
이때, 용해조(20) 하부의 일측 측부와 연소로(10) 상부의 일측 측부는 힌지 결합되어, 도 2와 같이 연소로(10)의 상부 일측에서 용해조(20)의 하부 일측이 회전되며 연소로(10)의 상부가 열리거나 닫히도록 구성될 수 있다.
또한 연소로(10)의 상부에 위치되는 용해조(20)는 연소로(10)의 상부를 완전히 기밀시켜 연소로(10)에서 발생된 연소열과 연기가 연소로(10)와 용해조(20) 사이로 유출되지 않도록 구성되어야 함은 자명할 것이다.
아울러 용해조(20)에서 만들어지는 왕겨초액은 용해조(20)에 수용된 물에 왕겨 연기가 용해됨으로서 만들어지는데, 이에 대한 구체적인 설명은 하기에서 다시 하겠다.
더불어 상기 재배출로(30)는 상기 연소로(10)의 하부에 형성되어 연소된 왕겨재를 외부로 배출시키는 구성이고, 상기 개폐판(40)은 상기 연소로(10)와 재배출로(30)의 연결부에 형성된 배출홈(14)에 구비되어 재배출로(30)에 대한 연소로(10)의 개폐여부를 조절하는 구성이다.
구체적으로, 상기 재배출로(30)는 연소로(10)의 수평 길이와 대응하는 수평 길이를 가지도록 구성되어, 연소로(10)의 길이 방향 각 부분에서 발생된 왕겨재를 연소로(10)의 하부에서 곧바로 전달받아 일측에 형성된 배출구(31)을 통하여 외부로 배출시킬 수 있도록 구성되고, 도 5, 6과 같이 왕겨재의 연속적인 배출을 위하여 구동장치(33)와 연결되어 회전하는 스크류(32)가 구비되는 구성을 할 수 있다.
또한 재배출로(30)는 도 5와 같이 상부는 연소로(10)의 하부 수평 폭과 대응하는 수평 폭을 가지고, 하부는 상부보다 좁은 수평 폭을 가진 경사진 형태로 구성되어, 왕겨재가 재배출로(30)의 상부에서 하부로 집하된 후 외부로 배출될 수 있도록 구성될 수 있다.
아울러 상기 개폐판(40)은 연소로(10)와 재배출로(30)의 연결부에 형성된 배출홈(14)에 구비되는 구성으로서, 필요에 따라 연소로(10)와 재배출로(30)를 개폐시키는 구성이다.
즉, 상기 배출홈(14)은 도 5와 같이 연소로(10)의 하부와 재배출로(30)의 연결부분에 형성되는 열린 공간으로서, 개폐판(40)이 구비되어 개폐판(40)의 여닫힘이 가능하도록 하는 구성이다.
이때, 상기 개폐판(40)은 배출홈(14)을 여닫음으로써 연소로(10)에서 재배출로(30)의 왕겨재 배출여부를 조절하여, 연소로(10)에 왕겨재가 필요 이상으로 채워진 경우, 보일러의 가동이 중지된 경우 또는 왕겨초액의 제조가 완료된 경우에 연소로(10) 내부의 왕겨재를 재배출로(30)로 배출시키는 구성이다.
더불어 상기 개폐판(40)은 판상으로 구성되어 연소로(10)에 내재된 왕겨재가 배출홈(14)을 통하여 재배출로(30)로 유입되는 것을 방지하도록 구성될 수 있고, 왕겨재가 통과되지 못할 정도의 크기를 가지는 미세 통공이 형성된 망 형태로 구성될 수도 있으며, 일부분은 판상의 형태로 구성되고 다른 부분은 망 형태로 구성될 수도 있다.
또한 사용자는 연소로(10)에 최초로 착화시킬 때, 재배출로(30)의 일측에 형성된 배출구(31) 또는 공기량 조절공을 통하여 화염을 재배출로(30)로 유입시키고, 재배출로(30)로 유입된 상기 화염은 망 형태의 개폐판(40)(일부 또는 전부가 망 형태일 수 있음.)을 통하여 연소로(10)로 유입되어, 연소로(10) 내부에 수용된 왕겨를 발화시킬 수 있다.
아울러 상기 개폐판(40)은 필요에 따라 사용자의 조절로서 배출홈(14)을 여닫을 수 있으면 다양한 형태로 구성될 수 있고, 보다 바람직하게는 한 쌍으로 구성되어 배출홈(14)을 양분하여 개폐하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 한 쌍의 개폐판(40) 각각은 연소로(10)의 수평 길이방향과 동일한 길이를 형성하는 배출홈(14)과 같은 방향으로 수평 길이를 형성하고, 배출홈(14)의 수평 폭의 절반에 해당하는 수평 폭을 가지도록 구성된다.
이때, 상기 한 쌍의 개폐판(40) 각각의 일단과 타단에는 수평 길이 방향을 중심축으로 하여 개폐판(40)이 회전할 수 있도록 하는 회전축(41)이 구비되고, 상기 회전축(41)은 연소로(10) 또는 재배출로(30)에 회전가능하도록 체결되며, 상기 회전축(41) 일단의 일정부분은 연소로(10) 또는 재배출로(30)의 외부로 인출되며, 인출된 회전축(41)에는 손잡이(42)가 구비되어, 사용자가 상기 손잡이(42)를 파지한 상태에서 개폐판(40)을 회전시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
아울러 본 발명에 의한 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치는 왕겨초액 제조를 주된 목적으로 가동되거나, 보일러용 온수 생산을 주된 목적으로 가동될 수 있다.
즉, 왕겨초액 제조를 주된 목적으로 본 발명에 의한 장치가 사용될 경우, 일정량의 왕겨는 연소로(10)에 수용된 상태에서 일정농도의 왕겨초액 제조가 완료될 때까지 연소로(10)에 더 이상 추가되지 않고, 왕겨재 역시 재배출로(30)로 배출되지 않도록 구성될 수 있다.
이때, 한 쌍의 개폐판(40)은 왕겨초액의 제조가 완료될 때까지 수평한 상태로 측부가 서로 맞닿으며 배출홈(14)을 막아 연소로(10)에 수용된 왕겨 및 왕겨재가 배출로로 배출되지 않도록 하고, 왕겨초액의 제조가 완료되면 각각의 회전축(41)을 중심으로 수직하게 세워지는 상태로 회전되어 연소로(10)에 내재된 왕겨재가 재배출로(30)로 배출되도록 한다.
또한 보일러용 온수 생산을 주된 목적으로 본 발명에 의한 장치가 사용될 경우, 왕겨는 연소로(10)에 연속적으로 공급되고, 지속적으로 발생되는 왕겨재는 재배출로(30)로 연속적으로 배출되도록 구성될 수 있다.
이때, 왕겨는 연소로(10)의 상부 일측에 형성된 투입구(15)에 구비된 투입스크류(16)를 통하여 연소로(10)의 내부공간으로 연속적으로 공급되고, 연소로(10)에서는 왕겨재가 연속적으로 발생되기 때문에, 한 쌍의 개폐판(40)은 수직 또는 일정의 경사각을 가지도록 세워진 상태로 배출구를 열어, 연소로(10)에서 발생되는 왕겨재가 재배출로(30)로 연속적으로 배출되도록 한다. 더불어 재배출로(30)에는 스크류(32)가 구비되어 재배출로(30)로 인입된 왕겨재를 연속하여 외부로 배출할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
아울러 상기 용해조(20)는 내부에서 만들어지는 왕겨초액을 연속적으로 펌핑하고, 용해조(20) 내부의 상부로 분사하는 분사노즐(60)을 구비하는 펌핑장치(50)를 더 포함하는 구성을 할 수 있다.
즉, 상기 펌핑장치(50)는 용해조(20)의 하부에 흡입배관이 연결되고, 펌프와 같은 펑핑수단이 상기 흡입배관과 연결되어 흡입된 왕겨초액(제조되고 있는 왕겨초액)을 흡입하고 용해조(20) 상부에 연결된 배출배관(51)을 통하여 용해조(20) 내부의 상부로 왕겨초액을 분사할 수 있도록 구성된다.
이때, 상기 용해조(20) 내부의 상부에는 배출배관(51)과 연결된 분사노즐(60)이 구비되어 왕겨초액이 최대한 작은 입자 크기로 분사될 수 있도록 구성될 수 있다.
아울러 용해조(20) 내부로 분사되는 왕겨초액의 분사방식은 분사되는 왕겨초액의 입자 크기를 최대한 작게 하여, 분사되는 왕겨초액이 용해조(20) 내부로 공급된 왕겨 연기를 최대한 포집하며 용해시킬 수 있으면 당업자의 판단에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있고, 바람직하게는 왕겨초액만을 고압으로 분사하는 방식 또는 왕겨초액에 공기를 혼합하며 분사하는 방식 등을 이용할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 분사노즐(60)은 상기 배출배관(51)의 말단에 구비되어 왕겨초액을 용해조(20)의 내부공간으로 확산시키며 분사하는 구성으로서, 용해조(20)의 내부공간으로 분사된 왕겨초액을 용해조(20)의 내부공간에 채워진 왕겨 연기에 뿌려주기 위한 구성이다.
즉, 배출배관(51)을 통하여 이송된 왕겨초액은 분사노즐(60) 없이 용해조(20)의 내부공간으로 직접 분사될 수 있으나, 일정압력의 왕겨초액이 용해조(20)의 내부공간으로 직접 분사되면 왕겨초액의 확산성이 작아 왕겨 연기를 효과적으로 왕겨초액(물)에 용해시키기 어렵기 때문에, 분사노즐(60)을 통하여 분사되는 것이 바람직하다.
또한 상기 분사노즐(60)은 배출배관(51)을 통하여 이송된 왕겨초액이 용해조(20) 내부공간의 전체적인 부분에 확산될 수 있으면 다양한 형태로 구성된 것을 이용할 수 있고, 보다 바람직하게는, 내부에는 왕겨초액을 상부에서 하부로 이송하는 중공이 형성되며, 하부에는 중공으로 이송된 왕겨초액을 미세하게 분사하는 제1오리피스(72)가 구비되는 분사헤드(71)를 구비하는 노즐바디(70)와; 상기 노즐바디(70)의 중공에 내입되되, 외부면에는 상부에서 하부로 향하는 나사산 형태의 돌출편(81)이 구비되고, 내부에는 상부에서 하부로 향하는 직류 중공(82)이 형성되며, 하부에는 상기 제1오리피스(72)의 분사공(73)에 분사공(84)이 대응되는 제2오리피스(85)가 구비되는 와류관(80);를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 상기 구성에 의한 분사노즐(60)은 배출배관(51)의 말단(용해조(20)의 내부와 연결된 부분)에 구비되고, 거시적으로는 하부에 제1오리피스(72)를 구비하고 배출배관(51)의 말단과 체결되는 노즐바디(70)와, 노즐바디(70)의 중공에 내입되어 노즐바디(70)의 중공으로 이송되는 왕겨초액을 두 갈래로 분배하고, 분배된 왕겨초액 갈래 중 하나를 제2오리피스(85)로서 분사하는 와류관(80)으로 구성된다.
즉, 상기 노즐바디(70)는 상부의 일부분이 배출배관(51)의 말단에 체결되고, 내부에는 왕겨초액을 상부에서 하부로 이송하는 중공이 구성되며, 하부에는 중공으로 이송된 왕겨초액을 확산시켜 분사하는 제1오리피스(72)가 구비되는 분사헤드(71)가 구성된다.
구체적으로, 노즐바디(70) 상부의 일부분은 일정의 길이를 하고, 외부면에는 배출배관(51) 말단에 구비된 나사산과 대응체결가능한 나사산이 구비되어 배출배관(51)에 긴밀하게 체결된다. 또한 노즐바디(70)의 내부에는 하기 와류관(80)이 내입될 수 있을 정도의 직경을 가지는 중공이 형성되는데, 상기 중공은 배출배관(51)와 연통(13)되어 왕겨초액을 공급받고, 하기 분사헤드(71)의 제1오리피스(72)로 왕겨초액을 공급한다.
아울러 노즐바디(70)의 하부에 해당하는 분사헤드(71)는 도 7과 같이 노즐바디(70) 상부의 하측 말단에서 연장되어 형성되고, 노즐바디(70)의 중공과 연통(13)되는 제1오리피스(72)가 구성된다.
이때, 분사헤드(71)는 오리피스가 구비된 일반적인 분사노즐(60)의 형태로 구성될 수 있으나, 도 7와 같이 내측 중앙에 구성되어 중공과 연통(13)되는 제1오리피스(72)의 분사공(73)과; 상기 분사공(73)의 외측에서 단턱을 가지며 방사형으로 형성되는 확산턱(74)과; 상기 확산턱(74)의 내측와 외측을 관통하는 복수 개의 압력조절공(76);을 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 상기 분사공(73)은 노즐바디(70)의 중공보다 작은 내경을 가지는 일반적인 구멍이고, 도 8과 같이 분사공(73)의 상부에 해당하는 분사헤드(71)의 상부에는 노즐바디(70)의 중공과 동일한 내경을 가지고 노즐바디(70)의 중공과 연통(13)되는 깔대기 형태의 오목부(78)가 구성되어, 노즐바디(70)의 중공에서 분사공(73)으로 이송되는 왕겨초액의 원활한 흐름을 확보할 수도 있다.
또한 확산턱(74)은 분사공(73)의 외측에서 연장되어 일정의 높이를 가지며 방사형으로 구성되는 구성으로서, 확산턱(74)의 내측면인 확산면(75)이 일정의 경사각을 가져 분사공(73)에서 분사되는 왕겨초액의 확산정도를 조절하는 구성이다.
이때, 노즐바디(70)의 중공과 제1오리피스(72)를 통하여 순차적으로 이송되는 왕겨초액은 베르누이 정리에 의하여 유체를 분사하는 일반적인 오리피스의 원리를 이용한다. 즉, 노즐바디(70)의 중공은 제1오리피스(72)의 분사공(73)보다 더 큰 내경을 가져, 제1오리피스(72)의 분사공(73)을 통과하는 왕겨초액은 노즐바디(70)의 중공을 통과하는 왕겨초액보다 더 빠른 유속을 가지고, 분사공(73)에서 외부로 빠져나온 왕겨초액은 왕겨초액의 분사속도, 분사공(73) 말단의 턱 및 분사공(73) 외측(확산면(75))과 왕겨초액 분사 지역(분사공(73)의 직선상에 위치된 지역)의 압력차에 의하여 확산되어 분사된다.
또한 상기 압력조절공(76)은 도 9와 같이 확산턱(74)의 형태와 동일하게 분사공(73)을 중심하여 방사형으로 확산턱(74)의 내측과 외측을 관통하는 구성으로서, 왕겨초액이 확산면(75)의 중심에 위치한 분사공(73)에서 방사될 때, 확산면(75) 쪽의 압력이 왕겨초액 분사 쪽의 압력보다 지나치게 낮아져 분사되는 왕겨초액이 멀리 퍼져나가지 못하는 문제를 해결하는 구성이다.
즉, 상기 압력조절공(76)은 왕겨초액이 분사공(73)에서 방사될 때, 확산턱(74)의 내측이 외측보다 더 낮은 압력을 가진 상태이므로 확산턱(74)의 외측 공기를 내측으로 유입시키는 구성이다. 이때, 압력조절공(76)을 통하여 확산턱(74)의 외측에서 내측으로 유입된 공기는 확산면(75)에 인접된 낮은 기압을 안정화시켜 분사되는 왕겨초액이 낮은 기압으로 인하여 근거리로만 퍼지는 것을 최소화하여 분사되는 왕겨초액의 직진성을 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
상기와 연관하여, 확산턱(74)에 대한 압력조절공(76)의 관통 기울기인 압력조절공(76)의 경사각은 당업자의 판단에 따라 자유롭게 설정가능하나, 도 9와 같이 확산턱(74)의 내측면인 확산면(75)과 수직한 경사각을 이루도록 구성되어, 분사되는 왕겨초액의 확산성과 직진성을 동시에 실현할 수 있는 것이 바람직하다.
아울러 와류관(80)은 상기 노즐바디(70)의 중공에 내입되되, 외부면에는 상부에서 하부로 향하는 나사산 형태의 돌출편(81)이 구성되고, 내부에는 상부에서 하부로 향하는 직류 중공(82)이 구성되며, 하부에는 상기 제1오리피스(72)의 분사공(73)에 분사공(84)이 대응되는 제2오리피스(85)가 구성된다.
구체적으로, 와류관(80)의 상부에서 하부는 노즐바디(70)의 중공에 내입될 수 있는 길이를 가지고, 와류관(80)의 하부에 구성된 제2오리피스(85)의 분사공(84)의 말단은 제1오리피스(72)의 분사공(73)의 중심에 해당하는 방향으로 돌출된다.
또한 분사헤드(71)에 오목부(78)가 구비된 경우의 와류관(80)의 하부는 와류관(80)의 하부 일정부분이 오목부(78)와 일정의 간격을 유지한 상태로 오목부(78)에 내입될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하고, 이때, 제2오리피스(85)의 분사공(84)은 제1오리피스(72)의 분사공(73)보다 작은 직경을 가지고, 분사공(84)의 말단이 제1오리피스(72)를 관통하거나 제1오리피스(72)의 분사공(73) 초입 부분에 해당하는 부분에 위치될 수 있다.
이때, 와류관(80)의 하부(돌출편(81)의 일부분)는 분사헤드(71)의 오목부(78)와 노즐바디(70)의 중공 말단의 연결부분에 걸리고, 와류관(80)의 하부에 구성되는 제2오리피스(85)가 구비된 깔대기 형태의 돌출부(86)는 분사헤드(71)의 오목부(78)와 일정의 간격을 유지하며 제2오리피스(85)의 분사공(84)이 제1오리피스(72)의 분사공(73)과 일직선상에 위치될 수 있도록 한다.
아울러 와류관(80)의 주된 목적은 노즐바디(70)의 중공에 내입된 상태로 노즐바디(70)의 중공을 통하여 이송되는 왕겨초액을 노즐바디(70)의 중공 내부면과 와류관(80)의 외부면 사이의 공간인 와류 중공(83)과, 와류관(80) 내부에 형성된 중공인 직류 중공(82)으로 양분하기 위한 것이다.
이때, 와류관(80)의 외부면에 와류관(80)의 상부에서 하부로 향하도록 형성된 나사산 형태의 돌출편(81)은 와류관(80)의 외부면과 노즐바디(70) 중공의 내부면 사이에 공간을 형성하여 왕겨초액이 이송될 수 있도록 하는 기능을 수행하고, 나사산 형태로 구성되어 이송되는 왕겨초액이 와류를 형성할 수 있도록 하는 효과를 실현한다.
상기와 연관하여, 와류관(80)의 외부면과 노즐바디(70) 중공의 내부면 사이에 공간인 와류 중공(83)을 통하여 노즐바디(70)의 하부로 이송된 왕겨초액은 와류를 형성하며 제1오리피스(72)를 통과하기 때문에, 분사될 때 직류로 와류 중공(83)을 통과한 경우의 왕겨초액보다 더욱 확산되어 분사될 수 있다.
또한 와류관(80)의 내부에 구성되는 직류 중공(82)은 와류관(80)의 상부에서 하부방향으로 형성되어 노즐바디(70)의 중공 초입에 공급된 왕겨초액을 와류형성 없이 노즐바디(70)의 분사헤드(71)로 이송하고, 와류관(80)의 하부에 구비된 제2오리피스(85)를 통하여 왕겨초액을 분사시키는 구성이다.
이때, 직류 중공(82)을 통하여 분사헤드(71) 방향으로 이송된 왕겨초액은 와류 중공(83)을 통하여 이송된 왕겨초액와 비교하여 와류성이 없기 때문에 와류 중공(83)을 통하여 이송되어 제1오리피스(72)에서 분사되는 왕겨초액보다 직진성이 더욱 크기 때문에 와류 중공(83)을 통하여 이송되어 제1오리피스(72)에서 분사되는 왕겨초액보다 더욱 먼 거리까지 분사될 수 있는 효과를 발휘한다.
즉, 본 발명에 의한 분사노즐(60)은 노즐바디(70)의 중공으로 이송된 왕겨초액을 와류관(80)으로써 와류 중공(83)과 직류 중공(82)으로 양분하여 이송하고, 각각의 중공을 통하여 이송된 왕겨초액이 분사헤드(71)의 분사 지역에서 분사될 때는 서로 다른 특성을 가져, 왕겨초액 분사의 확산성과 직진성을 모두 만족할 수 있는 효과를 실현할 수 있다.
이때, 제2오리피스(85)에 구성된 분사공(84)의 말단은 제1오리피스(72)의 분사공(73)보다 작은 직경을 가져 와류 중공(83)을 통하여 이송된 왕겨초액이 제1오리피스(72)의 분사공(73)으로 이송될 수 있도록 구성되는 것이 자명할 것이고, 돌출된 형태의 제2오리피스(85)의 분사공(84) 말단의 제1오리피스(72) 분사공(73)의 관통 여부는 당업자의 판단에 따라 자유롭게 적용가능하다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
10 : 연소로 11 : 온수관
12 : 온수자켓 13 : 연통
14 : 배출홈 15 : 투입구
16 : 투입스크류 17 : 분배판
20 : 용해조 21 : 관통홀
22 : 연통 연장관 23 : 역류 방지판
30 : 재배출로 31 : 배출구
32 : 스크류 33 : 구동장치
40 : 개폐판 41 : 회전축
42 : 손잡이 50 : 펌핑장치
51 : 배출배관 60 : 분사노즐
70 : 노즐바디 71 : 분사헤드
72 : 제1오리피스 73 : 분사공
74 : 확산턱 76 : 압력조절공
75 : 확산면 78 : 오목부
80 : 와류관 81 : 돌출편
82 : 직류 중공 83 : 와류 중공
84 : 분사공 85 : 제2오리피스
86 : 돌출부

Claims (6)

  1. 내부에 온수관(11)이 구비되고, 상측 외부로 왕겨가 연소되어 발생된 연기를 배출시키는 연통(13)을 구비하며, 투입된 왕겨를 분배되도록 하방으로 경사진 형상의 분배판이 구비되는 연소로(10);
    상기 연소로(10)의 상부에 장착되고, 상기 연통(13)으로부터 연기를 공급받아 내부에 수용된 물에 연기를 용해시켜 왕겨초액을 만드는 용해조(20);
    상기 연소로(10)의 하부에 형성되고 내부에 스크류(32)가 구비되어 연소된 후 인입된 왕겨재를 연속적하여 외부로 배출시키는 재배출로(30) 및;
    상기 연소로(10)와 재배출로(30)의 연결부에 형성된 배출홈(14)에 구비되고, 왕겨재는 통과하지 못하는 망이 형성된 한 쌍의 판이 상기 배출홈(14)을 양분하되 각 판은 손잡이(42)가 구비된 회전축(41)에 의해 회전함으로써, 상기 연소로(10)와 재배출로(30)를 개폐하는 개폐판(40);을 포함하여 이루어지되,
    상기 연소로(10)에서 왕겨재가 연속적으로 발생되는 경우에는, 상기 개폐판(40)이 수직 또는 일정의 경사각을 가지도록 세워진 상태로 상기 연소로(10)의 왕겨재가 재배출로(30)로 연속적으로 배출될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 용해조(20)는,
    내부에서 만들어지는 왕겨초액을 연속적으로 펌핑하고, 용해조(20) 내부의 상부로 분사하는 분사노즐(60)을 구비하는 펌핑장치(50)를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 분사노즐(60)은,
    내부에는 왕겨초액을 상부에서 하부로 이송하는 중공이 형성되며, 하부에는 중공으로 이송된 왕겨초액을 미세하게 분사하는 제1오리피스(72)가 구비되는 분사헤드(71)를 구비하는 노즐바디(70)와;
    상기 노즐바디(70)의 중공에 내입되되, 외부면에는 상부에서 하부로 향하는 나사산 형태의 돌출편(81)이 구비되고, 내부에는 상부에서 하부로 향하는 직류 중공(82)이 형성되며, 하부에는 상기 제1오리피스(72)의 분사공(73)에 분사공(84)이 대응되는 제2오리피스(85)가 구비되는 와류관(80);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 분사헤드(71)는,
    내측 중앙에 형성되어 중공과 연통(13)되는 제1오리피스(72)의 분사공(73);
    상기 분사공(73)의 외측에서 단턱을 가지며 방사형으로 형성되는 확산턱(74) 및;
    상기 확산턱(74)의 내측와 외측을 관통하는 복수 개의 압력조절공(76);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보일러 겸용 왕겨초액 제조장치.
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