KR20000033281A - 유수혼합 연소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유수혼합 연소장치에 관한 것으로, 특히 유류와 물을 기화시켜 연소시키는 장치로써 초음파 진동자와, 히터를 이용하여 유수혼합물을 1차 기화 혼합시켜서 연소시킨후 상기 연소열을 이용하여 유수혼합물을 2차 기화혼합하여 연소시킬수 있는 유수혼합 연소장치에 관한 것이다. 이와같은 유수혼합 연소장치는 1차 유수혼합기화기 또는 2차유수혼합기화기에서 연료유와 물을 고온과 초음파진동에 의하여 기화시킨후 분자화되어 혼합된 상태에서 노즐을 통해 분사함으로써 노즐의 막힘이 없고 열효율의 향상으로 인한 연료절약과 완전연소에 의한 배기가스의 감소를 기할 수 있는 유수혼합 연소장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

유수혼합 연소장치

본 발명은 유수혼합 연소장치에 관한 것으로, 특히 유류와 물을 기화 및 호합시켜 연소시키는 장치로써 초음파 진동자와, 히터를 이용하여 연료와 물을 기화시켜서 연소시킨후 상기 연소열을 이용하여 연료유와 물을 2차로 기화 및 혼합하여 연소시킬수 있는 유수혼합 연소장치에 관한 것이다. 일반적으로 유류와 물을 혼합하여 연료로 사용하는 종래의 유수혼합 연소장치는 물과 연료유를 계면 활성제나 유화제에 의하여 유화분산시켜 이를 직접 연소시키는 방법과 연료유와 물을 분사구가 미세한 노즐로 고속분사하여 분무상 혼합기를 만들어서 연소시키는 방법으로 나눌수 있다.

그러나 상기 유수혼합 연소장치는 연료유와 물은 고가의 장치나 유화제를 사용하여 항상 안정된 상태의 에멀죤으로 만들어 연소시켜야 하며 연소효율도 향상되지 못하는 문제점이 있었다. 또한 분사구가 미세한 노즐로 고속분사하여 분무상 혼합기를 만든다해도 물과 연료유가 균일하고 완전하게 혼합된 혼합기가 만들어지지 않으며 연료효율이 저하되는 문제점이 있었다. 이에 본 발명은 이러한 종래의 기술상의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 1차 유수혼합기화기 또는 2차 유수혼합기화기에서 고온으로 기화되어 분자화된 연료유와 물을 혼합하여 노즐을 통해 분사하므로써 노즐의 막힘이 없고 안정된 혼합기를 연소시켜 열효율의 제고에 의한 연료의 절약은 물론 완전연소에 의한 인한 배기가스의 감소를 기할 수 있는 유수혼합 연소장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 본 발명에 따른 유수혼합 연소장치를 개략적으로 나타낸 사시도,

도2는 본 발명에 따른 유수혼합 연소장치를 개략적으로 나타낸 내부사시도,

도3는 본 발명에 따른 유수혼합 연소장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 : 연료유 펌프 2 : 물펌프

3 : 유량측정기 4 : 3방향 밸브

5 : 1차유수혼합기화기 6 : 1차체크밸브

7 : 노즐 8 : 블로우어

9 : 점화플러그 10 : 고압트랜스포머

11 : 2차유수혼합기화기 12 : 연소감지센서

13 : 제어부 14 : 조작부

15 : 전원공급부

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 연료유 및 물을 공급해주는 연료 유 및 물펌프와, 상기 연료유 및 물펌프에 의하여 공급되는 연료유와 물의 공급량을 측정하는 연료압력센서와 물압력센서로 구성된 유량측정기(압력측정기)와, 상기 유량측정기를 통하여 연료유 및 물공급밸브로부터 연료유와 물을 공급받아 1차연소시와 2차연소시에 연료유와 물의 공급방향을 바꿔주는 3방향밸브와, 상기 3방향밸브를 통해 1차공급을 받아 연료유와 물을 히터 및 초음파진동자를 통해 기화상태로 혼합시켜주는 1차유수혼합기화기와, 상기 1차유수혼합기화기에 의해 혼합된 연료유와 물을 한쪽 방향으로만 흐르도록 해주는 1차체크밸브와, 상기 1차체크밸브를 통해 공급받는 기화된 연료유와 물을 연소실에서 연소시키도록 공급해주는 노즐과, 상기 연소실에서 연료유와 물이 연소되기 위하여 필요한 공기를 공급해주는 블로우어와, 상기 연소실에 공급되는 연료유와 물을 점화시켜주는 점화플러그와, 상기 점화플러그에 고전압을 공급해주는 고압트랜스포머와, 상기 노즐을 통해 1차적으로 공급되는 연료유와 물의 혼합기가 연소되어 예열되면 3방향밸브를 통해 1차유수혼합기화기로의 연료유와 물의 공급은 차단되고 2차공급으로 공급선을 통해 연료유와 물을 공급받아서 열을 이용하여 기화시키면서 혼합시켜 2차체크밸브를 통해 연소실의 노즐로 공급해주는 2차유수혼합기화기와, 상기 연소실에 설치되어 연소실의 연소여부를 확인하는 포토센서로 구성된 연소감지센서와, 사용자에 의하여 작동이 개시되면 유량측정기를 통하여 공급되는 연료유와 물의 양을 확인하면서 연료 및 물공급밸브를 1차유수혼합기화기로 개방하여 노즐을 통하여 연료유 및 물을 공급하면서 고압트랜스포머를 작동시켜 노즐에서 분사되는 혼합기를 점화시켜주고, 연소감지센서를 통해서 연소가 개시되는 것을 확인한 후에 소정의 시간이 지나면 3방향 밸브를 2차유수혼합기화기로 개방시켜 주는 제어를 수행하는 제어부와, 상기 제어부를 통하여 기계를 작동시켜주는 조작부와, 상기 제어부의 제어를 받아서 1차유수혼합기화기와 고압트랜스포머, 블로우어의 작동에 필요한 전원을 공급해주는 전원공급부를 특징으로 하는 유수혼합 연소장치를 제공한다. 따라서 상기와 같은 본 발명은 1,2차 유수혼합기화기에서 연료유와 물을 기화하여 분자화된 연료유와 물을 분사하여 연소하므로써 노즐의 막힘이 없고 안정된 연소로 고온의 환원염을 형성하여 청정한 연소환경을 조성하고 완전에 가까운 연소로 열효율을 극대화하여 연료를 절감함으로써 자원을 절약할 수 있는 이점이 있다.

(실시예)

이하 상기한 바와같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 첨부된 도1은 본 발명에 따른 유수혼합 연소장치를 개략적으로 나타낸 사시도이고 도2는 본 발명에 따른 유수혼합 연소장치를 개략적으로 나타낸 내부사시도이며 도3은 본 발명에 따른 유수혼합 연소장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 이에 도시된 바와같이 본 발명의 유수혼합 연소장치는 미도시된 연료유필터 및 물필터를 거처서 정화된 연료유와 물을 연료유펌프(1)와 물펌프(2)를 통해 유입량을 조절공급하며 상기 공급되는 연료유와 물을 유량측정기(3)의 연료유압력센서(31)와 물압력센서(32)로 각각의 압력을 각각 측정하여 연료유와 물의 공급량을 정밀계측하며 상기 유량측정기(3)로부터 연료 및 물공급밸브(41,42)를 통하여 공급받는 연료유와 물을 3방향밸브(4)를 통하면서 1차연소시나 2차연소시 연료유와 물의 공급방향을 선택하여준다. 즉 먼저 공급되는 1차연소시 연료유와

물은 1차유수혼합기화기(5)의 세라믹히터(51)와 초음파진동자(52)에 의하여 기화 및 혼합되며 혼합된 연료유와 물은 1차체크밸브(6)를 통하여 한쪽방향으로만 흐르게 되어 연소실(71)에서 노즐(7)을 통해 분사되어 연소시키도록 한다. 또한 상기 연소실(71)에서 필요한 공기는 블로우어(8)를 통해 공급하며 연소실(71)에서 노즐(70)를 통해서 공급되는 혼합된 연료유와 물은 점화플러그(9)를 통해 점화시키게 되며 상기 점화플러그(9)에는 순간 고전압을 고압트랜스포머(10)에 의해 공급해준다. 상기와 같이 노즐(7)을 통해 1차적으로 공급되는 혼합된 연료유와 물이 연소되어 예열되면 3방향밸브(4)를 통해 1차공급은 차단되고 2차공급으로 공급선을 통해 2차유수혼합기화기(11)에 연료유와 물을 공급받아서 열을 이용하여 기화 및 혼합시켜 상기 2차체크밸브(61)를 통해 연소실(71)의 노즐(7)로 공급되며 상기 연소실(71)에는 포토센서인 연소감지센서(12)를 설치하여 연소실(71)의 연소여부를 확인한다. 한편 사용자에 의하여 작동이 개시되는 제어부(13)는 유량측정기(3)를 통하여 공급되는 연료유와 물의 양을 확인하면서 연료유 및 물공급밸브(41,42)를 1차유수혼합기화기(5)로 개방하여 노즐(7)을 통하여 연료유 및 물을 공급하면서 고압트랜스포머(10)를 작동시켜 점화시켜주고 연소감지센서(12)를 통해서 연소가 개시되는 것을 확인한 후에 소정의 시간이 지나면 3방향밸브(4)를 2차유수혼합기화기(11)로 개방시켜주는 제어를 수행하며 상기 제어부(13)를 통하여 연소장치를 작동시켜주는 조작부(14)와 상기 조작부(14)의 작동에 의해 작동되는 제어부(13)의 제어를 받는 전원공급부(15)에서 1차유수혼합기화기(5)와 고압트랜스포머(10),블로우어(8)

의 작동에 필요한 전원을 공급하도록 구성한다. 상기와 같이 구성된 본 발명의 작

용 및 효과를 설명하면 다음과 같다. 먼저 전원을 통해 전원공급부(15)에 전원을 인가하여 조작부(14)로 제어부(13)를 작동시키면 연료펌프(1)와 물펌프(2)를 통해 연료유와 물을 유량측정기(압력측정기)(3)로 공급하고 제어부(13)의 제어에 따라 연료유압력센서(31)와 물압력센서(32)에서 각각의 압력을 정밀계측하여 얻은 측정치의 측정신호에 의해 제어부(13)가 연료유 공급밸브(41)와 물공급밸브(42)를 제어하여 적정량의 연료유와 물을 3방향밸브(4)를 통하여 1차유수혼합기화기(5)로 보내면 세라믹히터(51)와 초음파진동자(52)에 의하여 기화 및 혼합한후 1차체크밸브(6)를 통하여 혼합기가 연소실(71)방향으로만 흘러 노즐(7)를 통해서 혼합기를 분사한다. 이와같이 분사되는 혼합기는 고압트랜스포머(10)의 고전압을 받아 점화플러그(9)에 의해 점화시켜 연소되도록 하며 연소시 필요한 공기는 블로우어(8)를 통해 공급받는다. 상기와 같은 1차공급 경로를 통해 1차연소를 하면 연소실(71)내의 노즐(7)전면에 환형으로 형성된 제2유수혼합기(11)가 화염에 의해 일정온도(연료유와 물이 기화될수 있는 온도)로 가열됨과 동시에 3방향밸브(4)의 1차유수혼합기화기(5)로 공급되는 1차공급경로가 차단되고 2차공급경로가 개방되어 가열된 2차 유수혼합기화기(11)로 연료유와 물이 공급되면 2차유수혼합기화기(11)에서 기화 및 혼합된후 혼합기가 제2 체크밸브(61)를 통해 노즐(7)로 보내어 분사하여 연소시킨다. 이 과정에서 1차체크밸브(6)는 연료유와 물의 혼합기가 1차공급경로로 역류하는 것을 방지한다. 이와같이 연료유와 물의 혼합비율을 조절하는 각각의 전자식 펌프와 압력감지센서, 전자식밸브, 3방향솔레노이드밸브, 포토쎈서를 제어부(13)에

의하여 가장 효율적으로 연소하도록 조절되어 연소효율을 향상시킴으로써 연료유의

절약과 아울러 배기가스의 발생을 극소화할수 있다.

상기와 같이 본 발명은 연료유와 물의 혼합비율 및 공급비율을 제어부에 의해서 제어하여 기화하여 분자화된 상태에서 혼합공급하므로써 연료유와 물의 연소시 고온의 환원염을 형성하여 연소효율을 높이며 노즐의 막힘이 없고 완전에 가까운 연소를 할수 있다. 이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (4)

1. 연료유 및 물을 공급해주는 연료 및 물펌프와,

   상기 연료유 및 물펌프에 의하여 공급되는 연료유와 물의 공급량을 측정하는 유량측정기와,

   상기 유량측정기로부터 연료 및 물공급밸브를 통하여 연료유나 물을 공급받아 1차연소시와, 2차연소시 연료유와 물의 공급방향을 바꿔주는 3방향밸브와,

   상기 3방향밸브를 통해 1차공급을 받아 연료유와 물을 기화상태로 혼합시켜주는 1차유수혼합기화기와,

   상기 1차 유수혼합기화기에 의해 혼합된 연료유와 물을 한쪽방향으로만 흐르도록 해주는 1차체크밸브와,

   상기 1차체크밸브를 통해 공급받는 기화된 연료유와 물을 연소실에서 연소시키도록 공급해주는 노즐과,

   상기 연소실에서 연료유와 물이 연소되기위하여 필요한 공기를 공급해주는 블로우어와,

   상기 연소실에 공급되는 연료유와 물을 점화시켜주는 점화플러그와, 상기 점화플러그에 고전압을 공급해주는 고압트랜스포머와,

   상기 노즐을 통해 1차적으로 공급되는 연료유와 물이 연소되어 예열되면 3방향밸브를 통해 1차공급은 차단되고 2차공급으로 공급선을 통해 연료유와 물을 공급 받아서 열을 이용하여 기화시키면서 혼합시켜 2차체크밸브를 통해 연소실의 노즐로 공급해주는 2차유수혼합기화기와,

   상기 연소실에 설치되어 연소실의 연소여부를 확인하는 연소감지센서와,

   사용자에 의하여 작동이 개시되면 유량측정기를 통하여 공급되는 연료유와 물의 양을 확인하면서 연료 및 공급밸브를 1차유수혼합기화기로 개방하여 노즐을 통하여 연료유 및 물을 공급하면서 고압트랜스포머를 작동시켜 점화시켜주고, 연소감지센서를 통하여 연소가 개시되는 것을 확인한 후에 소정의 시간이 지나면 3방향밸브를 2차유수혼합기화기로 개방시켜주는 제어를 수행하는 제어부와,

   상기 제어부를 통하여 연소장치를 작동시켜주는 조작부와,

   상기 제어부의 제어를 받아서 1차유수혼합기화기와 고압트랜스포머, 블로우어의 작동에 필요한 전원을 공급해주는 전원공급부로 구성된 것을 특징으로하는 유수혼합 연소장치.
2. 제1항에 있어서, 상기한 유량측정기는 연료유공급펌프와 물공급펌프에 의하여 각각 공급되는 연료유 및 물의 양을 측정하기 위하여 그 압력을 각각 측정하는 연료유압력센서와 물압력센서로 구성되는 것을 특징으로하는 유수혼합연소장치.
3. 제1항에 있어서, 1차유수혼합기화기는 3방향밸브를 통하여 공급되는 연료유와 물을 가열시켜주는 히터와, 히터에 의하여 가열된 연료유와 물을 초음파를 이용하여 기화상태로 혼합시켜주는 초음파진동자로 구성되는 것을 특징으로 하는 유수혼합 연소장치.
4. 제1항에 있어서 상기한 연소감지센서는 연소실의 화염음 감지하는 포토센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 유수혼합 연소장치.