KR200173736Y1

KR200173736Y1 - 초효율 브라운가스 연소장치

Info

Publication number: KR200173736Y1
Application number: KR2019990020205U
Authority: KR
Inventors: 김상남
Original assignee: 김상남
Priority date: 1999-09-18
Filing date: 1999-09-18
Publication date: 2000-03-15

Abstract

본 고안은 브라운가스 발생기에서 생산되는 청정연료인 브라운가스를 연소시킬 때 생성되는 수증기를 순환 연소시키면서 에너지를 발생하는 브라운가스 연소장치에 관한 것이다.

본 고안은 브라운가스를 발열부에 직화시켜서 발열부 내부온도를 1,200℃이상으로 가열하고, 발열부에서 방사되는 복사열에 의해 원적외선 방사체로 구성된 외벽을 가열하여 원적외선을 내ㆍ외부로 방사할 수 있으며, 또한 연소실 내부로 공급된 브라운가스가 연소된 후 수증기화 되면서 고온의 물분자가 되고, 순환연소실로 이동된 고온의 물분자가 발열부와 원적외선 방사체에서 방사되는 적외선 을 흡수하여 자기 발열 현상에 의해 온도가 1,000℃→2,500℃→4,000℃로 상승되며 H와 O로 이온화되는 수증기의 연속적인 재 연소에 의해 연소사이클을 반복하여 막대한 양의 열을 발생할 뿐만 아니라, 연소용 공기를 공급할 필요가 없고, 연소후에 생성되는 부산물이 발생되지 않아 굴뚝이 필요없는 브라운가스의 순환연소에 의한 초효율 브라운가스 연소장치이다.

Description

초효율 브라운가스 연소장치{SUPER EFFICIENCY BROWN GAS COMBUSTION DEVICE}

본 고안은 브라운가스 발생기에서 생산되는 청정연료인 브라운가스를 연소시킬 때 생성되는 수증기를 순환 연소시키면서 에너지를 발생하는 브라운가스 연소장치에 관한 것으로써, 특히 브라운가스를 외벽(50)으로 둘러싸인 밀폐형 연소실내의 발열부에서 연소시켜 생성되는 수증기가 원적외선 방사체 및 발열부에서 방사되는 적외선을 흡수하여 고온으로 비산하면서 물 분자가 H와 O로 이온화되어 재연소하면 서 2차 발진, 3차 발진하여 연쇄적으로 증폭되어 얻어지는 막대한 에너지를 창출하는 브라운가스 연소장치에 관한 것이다.

종래로 부터 일반적으로 사용되고 있는 화석연료를 태우기 위한 통상의 연소실에는 많은 량의 연소용 공기를 공급하여야 하고, 이와 같이 연소실에 공급된 연소용 공기만큼 연소시에 발생되는 연기를 굴뚝을 통해서 외부로 배출시켜야 한다. 이때 사용되지 않고 굴뚝으로 배출되어 손실되는 에너지는 일반적으로 전체 공급 에너지의 약 60%를 상회한다.

인류는 이렇게 손실되는 에너지를 회수하여 사용하기 위한 노력을 부단히 하여 왔으나, 공기를 불어넣는 이상, 더 좋은 방법은 없는 것이다. 즉, 화석 연료를 태우기 위하여 공기를 불어 넣어야 하는 연소 방법은 연소 효율을 높이는 방법에 있어 기술적인 한계에 도달하여 더 이상 발전이 없다. 대체 에너지로 물을 연료화하는 기술에 있어서도 물을 전기 분해하면 수소 연료가 나온다고만 알고 있었고 그 연료를 상용화하지 못하고 있다.

다시 말하면, 누구나 전기 분해를 할 수는 있었지만 물을 전기분해하여 히터, 보일러, 가열로, 소각로 등의 연료를 쓰지 못하고 있다.

170년의 전기분해 역사에도 불구하고 물을 연료로 쓰지 못하는 이유는 물을 전기분해하여 나오는 연료, 즉 브라운가스의 특성을 전혀 모르고 있기 때문이다. 브라운가스는 ① 완전무공해특성 ② 완전연소특성 ③ 임프로젼특성 ④ 열핵반응특성 등의 독특한 특성을 가지고 있을 뿐만 아니라 프로판가스처럼 폭발 위험이 없는 청정에너지로써, 대체 에너지로써의 가치는 무한하다.

따라서, 본 고안은 상기 여러 가지 사정을 감안해서 이루어진 것으로써, 본 고안의 목적은 브라운가스를 연소시켜서 발열부를 1,200℃이상으로 가열하고, 발열부에서 방사되는 간접열에 의해 원적외선 방사체로 이루어진 외벽을 가열하여 원적외선 방사체에서 원적외선을 내·외부로 방사하게 하는 초효율 브라운가스 연소장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 순환연소실 내부로 공급된 브라운가스를 연소시킨 후 수증기화되면서 고온의 물분자가 되고, 물분자가 발열부와 원적외선 방사체에서 방사되는 적외선 및 원적외선을 흡수하여 자기발열현상에 의해 온도가 1,000℃→2,500℃→4,000℃로 상승되며 H와 O로 이온화되고 연소하게 되는 사이클을 반복하여 수증기의 연속적인 재연소에 의해 막대한 량의 열을 발생하는 초효율 브라운가스 연소장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 연소후에 생성되는 부산물(연기, 그을음, 검댕이, 악취)이 발생되지 않는 초효율 브라운가스 연소장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 굴뚝이 필요없으며 연소용 공기를 공급할 필요없는초효율 브라운가스 연소장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 브라운가스의 특성이 적용되는 브라운가스를 연소시키는 초효율 브라운가스 연소장치에 있어서, 기대상에 설치되는 발열부와, 내부에 순환연소실을 형성하도록 상기 발열부를 둘러싸며 상부에 수증기 배출공이 형성되며 상ㆍ하부가 개방되어 있는 원적외선 방사체로 구성된 외벽과, 브라운가스 발생기에서 배출되는 브라운가스를 배관 및 밸브를 통해 받아서 연소시키는 연소버너와, 상기 외벽의 상부 개구부를 덮는 뚜껑을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안의 제1 실시예에 따른 브라운가스 연소장치를 일부 절결한 개략적인 사시도,

도 2는 도1에서 화살표 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도,

도 3은 본 고안의 제1 실시예에 따른 브라운가스 연소장치를 일부 절결한 개략적인 사시도,

도 4는 본 고안의 제1 실시예에 있어서의 발열부를 구성하는 상부블럭과 하부블럭을 개략적으로 도시한 사시도,

도 5은 본 고안의 제2 실시예에 따른 브라운가스 연소장치를 일부 절결한 개략적인 사시도,

도 6은 도 5에서 화살표 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 취한 단면도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:기대 12:중공부

14:관통공 20:발열부

21:받침대 30:하부블럭

32:관통공 32a:댐퍼부

33:연소실 34:절결홈

40:상부블럭 41:원형돌기부

42:환형상의 원형오목홈 43:환형상의 플랜지

44:절결부 46:원추부

47:관통공 50:외벽

52:배출공 54:개구부

55:순환연소실 60:연소버너

60a:노즐부 70:뚜껑

77:불꽃 90:배관

100:밸브

이하, 본 고안의 제1 실시예에 따른 초효율 브라운가스 연소장치에 대하여 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 제1 실시예에 따른 초효율 브라운가스 연소장치를 일부 절결한 개략적인 사시도이고, 도 2는 도1에서 화살표 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이고, 도 3은 본 고안의 제1 실시예에 따른 초효율 브라운가스 연소장치를 일부 절결한 개략적인 사시도이고, 도 4는 본 고안의 제1 실시예에 있어서의 발열부를 구성하는 상부블럭과 하부블럭을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이 본 고안의 제1 실시예에 따른 초효율 브라운가스 연소장치는 기대(10)상에 설치되는 발열부(20)와, 내부에 순환연소실(55)을 형성하도록 상기 발열부(20)를 둘러싸며 상부에 수증기 배출공(52)이 형성되며 상ㆍ하부가 개방되어 있는 원적외선 방사체로 구성된 외벽(50)과, 도시하지 않은 브라운가스 발생기에서 배출되는 브라운가스를 배관(90) 및 밸브(100)를 통해 받아서 연소시키는 연소버너(60)와, 상기 외벽(50)의 상부 개구부(54)를 덮는 뚜껑(70)을 구비하고 있다.

상기 기대(10)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 발열부(20), 외벽(50) 및 뚜껑(70)의 무게에 견딜 수 있도록 일정 두께의 강도를 갖는 철재로 제작한 것으로써, 내부에 중공부(12)가 형성되어 있는 원통형, 직방형체 또는 다각형 기둥형상으로 이루어지며, 그 상부면에는 상기 연소버너(60)의 노즐부(60a)를 관통해서 고정할 수 있도록 관통공(14)이 형성되어 있고, 일측벽부에는 상기 연소버너(60) 및 노즐부(60a)를 유지ㆍ보수할 수 있도록 도어(도시하지 않음)가 개폐 가능하게 설치되어 있다.

상기 기대(10) 위에 설치되는 발열부(20)는 고온에 견딜 수 있는 알루미나(Al₂O₃)를 주성분으로 하는 내화물(내화도 SK 38 이상)로 이루어진 것으로서, 상기 발열부(20)는 적어도 3개의 받침대(21)와, 상기 받침대(21)상에 재치되며 상기 연소버너(60)의 노즐부(60a)에서 분출되는 브라운가스의 연소시에 발생되는 연소불꽃(77)을 모으면서 상부로 안내하도록 관통공(32)의 내측 중간부에 댐퍼부(32a)가 형성된 하부블럭(30)과, 상기 하부블럭(30)의 상부에 배설되어 연소실(33)을 형성하며, 상기 연소버너(60)에서 분출되는 불꽃(77)에 의해 직접 기억되는 원추부(46)가 형성됨과 동시에, 상기 원추부(46)에서 확산된 불꽃(77)이 연소 후 생성하는 고온의 수증기를 상부로 안내하도록 원주 내측에 형성된 다수 개의 관통공(47)을 가진 상부블럭(40)으로 구성되어 있다.

상기 하부블럭(30)는 그 상부 가장자리에 불꽃(77)에 의해 형성된 연소기체의 일부가 순환연소실(55)로 빠져나갈 수 있도록 일정간격을 두고 다수개의 절결홈(34)이 형성되어 있다.

상기 상부블럭(40)은 상기 하부블럭(30)의 중심부를 관통하는 관통공(32)을 지나 온 불꽃(77)을 확산해서 안내하는 원추부(46)와, 길이방향을 따라 같은 반지름의 지점에 서로 같은 간격을 두고 형성된 관통공(47) 내측에 상부로 돌출해서 형성된 원형돌기부(41)와, 상기 원형돌기부(41)의 외측에 오목하게 형성된 환형상의 원형오목홈(42)과, 상기 원형오목홈(42)의 둘레에 돌출해서 형성된 환형상의 플랜지(43)와, 상기 관통공(47)을 통해서 상기 원형오목홈(42) 내로 안내된 불꽃을 상기 환형상의 플랜지(43) 외부로 방사하도록 상기 환형상의 플랜지(43)에 형성된 다수개의 절결부(44)로 구성되어 있다.

상기 환형상의 플랜지(43)에 형성된 다수개의 절결부(44)는 상부블럭(40)의 원점을 지나며, 상기 관통공(47)의 중심점을 지나는 라인을 중심으로 일정폭 대칭되게 절결되어 있는 것이 가장 바람직하고, 상기 하부블럭(30), 상부블럭(40) 및 받침대(21)는 고온에 견딜 수 있는 내화물(SK 38 이상)로 제조하는 것이 가장 바람직하다.

상기 하부블럭(30)과 상부블럭(40)을 조합하면 자연스럽게 브라운가스 연소실(33)이 형성되는데, 상기 연소실(33)은 1,400℃ 이상의 고온을 유지할 수 있도록 고안하였다.

상기 원적외선 방사체로 구성된 외벽(50)은 원적외선을 다량 방사하는 물질이 포함된 세라믹스이면 어느 것이나 사용할 수 있는 것은 물론이며, 자연산 맥반석(원석)을 블록형태로 가공하여 사용하는 것이 바람직하다.

다음에, 이와 같이 구성된 본 고안의 제1 실시예에 따른 초효율 브라운가스 연소장치의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.

본 고안에서 브라운가스라 함은 본 고안자가 선출원하여 등록받은 한국 실용신안등록 제117445호, 의장등록 제193034호, 의장등록 제193035호, 의장등록 제184266호, 의장등록 제191184호 및 일본국 실용신안등록 제3037633호에서 개시한 산수가스 발생기(본 고안에서 브라운가스 발생기)의 전해구조에서 발생되는 산수가스를 의미한다.

도시하지 않은 브라운가스 발생기에서 발생된 브라운가스를 배관(90) 및 밸브(100)를 통해 연소버너(60)에 공급하면, 상기 연소버너(60)의 선단부에 설치되어 있는 노즐부(60a)를 통해서 연소실(33)내로 분출된다.

이때, 상기 노즐부(60a)에서 분출되는 브라운가스에 착화시키면, 불꽃(77)이 발생되면서 발열부(20)를 구성하는 상부블럭(40)을 가열시킴과 동시에, 원통형상의 상기 상부블럭(40)에 형성된 관통공(47)을 통과하면서 상부로 올라간다.

그런데, 브라운가스의 화염은 핀포인트를 이루면서 직진하므로, 상기 하부블럭(30)을 직접 가열하지 않고 상기 하부블럭(30)의 중앙에 형성된 관통공(32)의 댐퍼부(32a)를 지나면서 가속되어 빠르게 연소실(33)로 올라간다.

상기 하부블럭(30)의 댐퍼부(32a)를 통과한 불꽃(77)은 상부블럭(40)의 하부에 돌출해서 형성된 원추부(46)에 의해 확산되면서 상부블럭(40)을 달구게 되고 연소기체(수증기)는 다수개의 관통공(47)을 통해 상부로 올라감과 동시에, 일부는 하부블럭(30)의 상부 가장자리에 형성된 다수개의 절결홈(34)을 통해서 연소실(33)로 나간다.

이에 따라 상기 상부블럭(40)의 관통공(47)을 통과하면서 열전달이 일어나서 발열부(20) 전체를 벌겋게 달구게 하고, 여기에서 발산되는 열로 외벽(50)을 가열하게 된다.

상기 외벽(50)으로 둘러싸여 있는 순환연소실(55)은 외부로 열이 빠져 나가는 양보다 축적되는 열이 많으므로 적은 연료 공급으로 순환연소실(55)의 온도를 고온으로 유지시킬 수 있다.

또한 순환연소실(55) 내부에 착설된 발열부(20)를 브라운가스의 불꽃(77)에 의해 직화시킴으로써 브라운가스만의 임플로젼과 열핵반응 특성에 의해 발열부(20)는 점점 벌겋게 달구어지면서 발열부(20) 전체가 1,000℃ 이상의 고온상태가 되어 열을 방사한다.

상기 순환연소실(55) 외벽(50)은 맥반석 등의 원적외선 방사체로 구축하여 수증기가 배출되는 수증기 배출공(52) 이외에는 밀폐되도록 구성하였으므로, 가열된 원적외선 방사체로 부터 외부로 방사되는 원적외선은 난방 등의 목적으로 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 산업용 건조실에도 적용할 수 있다.

또한, 상기 원적외선 방사체로 구성된 외벽(50)으로부터 순환연소실(55) 내부로 방사되는 원적외선은 마주보고 있는 다른 쪽 벽을 서로 서로 가열하게 되어 고온으로 가열하는데 상승작용을 일으켜서 특히 가운데 설치된 발열부(20)는 브라운가스의 연소에 따른 직화열에 의해 가열될 뿐만 아니라, 외벽(50)에서 각각 방사되는 원적외선에 의해 여러 번 가열되는 효과를 얻는다.

이렇게 하여 발열부(20) 전체가 1,000℃이상으로 벌겋게 달구어져 근적외선을 계속 방사하고, 상기 외벽(50)을 구성하는 맥반석에서는 발열부(20)의 복사열에 의해 간접 가열되어 지속적으로 원적외선을 방사하므로, 상기 연소실(33) 내부의 온도는 계속 상승하여 고온 상태가 유지되고, 순환연소실(55) 상부, 즉 발열부(20) 상부에 활활 타오르는 불기둥(80)이 생겨난다. 만약 브라운가스의 공급량을 줄이지 않으면 순환연소실(55)의 외측에 설치된 맥반석, 즉 원적외선 방사체로 구성된 외벽(50)을 녹여 버릴 수도 있다.

이를 다시 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

1. 브라운가스의 4대 특성

1) 완전무공해 특성 : 브라운가스는 물에서 생성되어 연소 후 수증기 상태로 환원하므로 공해물질을 유발하지 않는다.

2) 완전연소 특성 : 브라운가스는 화학당량비 수소 2대 산소 1의 혼합비율로 혼합된 혼합가스이므로 완전연소에 필요한 알맞은 산소를 자체 함유하고 있다.

3) 임플로젼(IMPLOSION)특성: 브라운가스발생기는 1리터의 물로 약 1860리터의 브라운가스를 생산한다. 반대로 1860리터의 브라운가스를 밀폐된 압력용기내에서 스파크에 의해 연소시켜보면 다시 물 1리터가 생성되고 나머지 체적은 진공상태가 된다, 이것은 폭발(explosion)과는 전혀 다른 개념인 임플로젼(내파)이라고 설명된다.

브라운가스를 연소시킬 때의 불꽃(77)은 임플로젼이 연속되고 있는 과정이라 할 수 있으며, 따라서 불꽃(77)이 파열되지 않고 직진하면서 핀포인트 화염을 이루는 형상을 보이며 불꽃(77)의 길이는 400mm에 이르기도 한다.

4) 열핵반응 특성

브라운가스는 물을 분자상태가 아닌 원자상(原子狀)의 수소와 산소로 해리시켜 그것을 수소와 산소로 분리하지 않고 혼합된 상태로 유지한 가스이다.

브라운가스를 연소시킬 때의 불꽃(77)은 원자와 분자상태의 수소와 산소가 반응하는 독특한 성격을 가지고 있다. 수소원자와 산소원자는 가열대상 물질의 원자핵 속으로 침투된다. 그러므로 수소와 산소에 의해 열핵반응하여 가열되는 물질은 공기중에서 가스가 홀로 연소할 때의 불꽃보다 훨씬 뜨거운 불꽃(77)에 의해 가열된다. 브라운가스는 700℃로 알루미늄을 잘 녹일 수 있는가 하면 텅스텐의 경우는 6000℃의 열을 내면서 대상물질을 기화시켜 버린다. 가열 대상물질에 따라 상이한 열핵반응 특성을 가지고 있는 브라운가스는 벽돌과 철을 그대로 용융시켜서 용접할 수 있다.

5) 적외선에 의한 자기 발열현상

적외선이 물에 흡수되는 흡수율을 보면 근적외선 파장대 3㎛에서 가장 높은 흡수율을 가지고 있으며, 또한 원적외선 6 ~ 11㎛에서 높은 흡수율을 가진다. 물분자는 3㎛의 파장대의 적외선과 부딪히면 거의 100% 적외선을 흡수한다. 이때 물분자는 여기(勵起)되어 분자들이 충돌이 심하여지면서 높아진 에너지를 열로써 방사한다.

본 발명은 브라운가스만의 4대 특성이 적용되는 밀폐형 순환연소실에서 분자상(分子狀) 수소, 산소의 연소과정에서 계속적으로 생성되는 고온의 물분자에 적외선이 흡수되어 일어나는 자기발열현상과 복합적으로 작용하여 2,000℃→2,500℃→4,000℃로 증폭되면서 H와 O로 이온화 되고 이러한 싸이클을 반복하면서 2차, 3차 발진하여 막대한 에너지를 얻어낼 수 있는 브라운가스에 의한 초효율 에너지 발생장치를 제공하는 것이다.

2. 밀폐형 연소실의 기능과 역할

본 고안의 브라운가스의 연소장치는 브라운가스의 4대 특성을 적용 가능한 것으로 브라운가스는 탄소가 존재하지 않아 연소 후 연기, 그을음, 검댕이 등이 생성되지 않을 뿐만 아니라, 완전연소되므로 공기 투입구와 굴뚝이 필요 없는 밀폐공간 연소가 가능하다.

따라서 순환연소실(55) 외부로 열이 빠져 나가는 양보다 축적되는 열이 많으므로 적은 연료 공급으로 순환연소실(55)의 온도를 고온으로 유지시킬 수 있다.

또한, 순환연소실(55) 내부에 배설된 발열부(20)를 브라운가스의 연소불꽃에 의해 직화시킴으로써 브라운가스만의 임플로젼과 열핵반응 특성에 의해 발열부(20)는 점점 벌겋게 달구어 지면서 발열부(20) 전체가 1,000℃ 이상의 고온상태가 되어 열을 방사한다.

상기 순환연소실(55)의 외측에 배설되는 외벽(50)은 맥반석 등의 원적외선 방사체로 구축하여 수증기가 배출되는 수증기 배출공(52) 이외에는 밀폐되도록 구성하였으므로, 맥반석으로 이루어진 가열된 원적외선 방사체로 구성된 외벽(50)으로 부터 외부로 방사되는 원적외선은 난방 등의 목적으로 이용할 수 있다.

또한, 상기 순환연소실(55) 내부로 방사되는 원적외선은 마주보고 있는 다른 쪽 벽을 서로 서로 가열하게 되어 고온으로 가열하는데 상승작용을 일으켜서 특히 가운데 설치된 발열부(20)는 브라운가스의 직화열에 의해 가열될 뿐만 아니라, 외벽(50) 및 발열부(20)에서 각각 방사되는 원적외선 및 근적외선에 의해 여러 번 가열되는 효과를 얻는다.

이렇게 하여 발열부(20) 전체가 1,000℃ 이상으로 벌겋게 달구어져 근적외선을 계속 방사하고, 상기 외벽(50)을 구성하는 맥반석에서는 발열부(20)의 간접열에 의해 지속적으로 원적외선을 방사하므로 순환연소실(55) 내부의 온도는 계속 상승하여 고온 상태가 유지되고, 순환연소실(55) 상부, 즉 발열부(20) 상부에 활활 타오르는 불기둥(80)이 생겨난다. 상기 불기둥(80)은 브라운가스의 연소에 의한 수증기가 순환연소되고 있음을 실제로 증명한다.

본 고안은 상기와 같이 고유한 특성을 갖는 브라운가스를 연료로 사용하여 소량의 연료로도 순환연소실(55) 내의 온도를 고온으로 유지할 수 있는 밀폐형 구조를 갖춘 순환연소실(55)에서 초효율의 에너지를 창출하는 것이다.

다음에, 본 고안의 제2 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 5는 본 고안의 제2 실시예에 따른 초효율 브라운가스 연소장치를 일부 절결한 개략적인 사시도이고, 도 6은 도 5에서 화살표 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 취한 단면도이다.

도 5 및 도 6에 도시한 본 고안의 제 2 실시예에 따른 초효율 브라운가스 연소장치와 본 고안의 제1 실시예에 따른 초효율 브라운가스 연소장치와의 차이점은 제1 실시예의 초효율 브라운가스 연소장치에 있어서 상부블럭(40)의 상부에 상기 상부블럭(40')을 뒤집어서 원추부(46)가 상부로 향하도록 추가로 적층시킨 것으로서, 본 고안의 초효율 브라운가스 연소장치를 크게 구성한 것으로 제1 실시예의 동작과 효과가 같으므로 중복되는 설명은 생략한다.

앞에서 설명한 바와 같이 본 고안의 초효율 브라운가스 연소장치에 의하면, 브라운가스만의 특성이 적용되는 브라운가스 연소장치에 있어서, 기대상에 설치되는 발열부와, 내부에 연소실을 형성하도록 상기 발열부를 둘러싸며 상부에 수증기 배출공이 형성되며 상ㆍ하부가 개방되어 있는 원적외선 방사체로 구성된 외벽과, 도시하지 않은 브라운가스 발생기에서 배출되는 브라운가스를 배관 및 밸브를 통해 받아서 연소시키는 연소버너와, 상기 외벽의 상부 개구부를 덮는 뚜껑을 구비하고 있으므로, 브라운가스를 연소시켜서 발열부를 1,000℃ 이상으로 가열하고, 발열부에서 방사되는 복사열에 의해 원적외선 방사체를 가열하여 원적외선 방사체에서 원적외선을 내ㆍ외부로 방사할 수 있으며, 또한 연소실 내부로 공급된 브라운가스가 연소된 후 수증기화되면서 고온의 물분자가 되고, 물분자가 발열부와 원적외선 방사체에서 방사되는 근적외선 및 원적외선을 흡수하여 자기 발열 현상에 의해 온도가 1,000℃→2,500℃→4,000℃로 상승되며 H와 O로 이온화되는 연소 사이클을 반복하여 수증기의 연속적인 재연소에 의해 막대한 량의 열을 발생할 뿐만 아니라, 브라운가스를 연소시키므로, 연소용 공기를 공급할 필요가 없고, 연소후에 생성되는 부산물(연기, 그을음, 검댕이, 악취)이 발생되지 않아 부산물을 배출시킬 굴뚝이 필요없다는 매우 뛰어난 효과가 있다.

상기와 같이 본 고안은 브라운가스를 안정적으로 생산할 수 있는 전해조를 개발할 수 있었기에 물을 연료로 상용화할 수 있었고, 브라운가스만의 고유한 특성을 규정하고 응용할 수 있었기에 전기분해기술 170년의 높은 벽을 허물 수가 있었다.

또한, 이와 같은 브라운가스만의 특성을 적용하여 연소용 공기 투입구와 굴뚝이 없는 연소실을 제공함으로써, 드디어 연소 혁명을 이룩할 수 있었고, 원적외선 방사체에서 내부로 방사되는 적외선이 고온의 물분자에 흡수되어 자기 발열 현상이 일어나고 분자상(分子狀) 수소 산소의 과정에서 이온화되면서 2차발진 3차발진하고, 이러한 현상이 연속 반복되는 싸이클에 의해 막대한 에너지를 얻을 수 있었다.

따라서, 초효율 브라운가스 연소 기술에 의해 브라운가스 발생기에 입력된 전기에너지보다 실제로 4배 이상의 에너지를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있고, 또한 연소실에서 브라운가스 연소에 의해 환원되는 물분자가 에너지 공명이승(共鳴移乘)에 의해 창출해내는 에너지는 수백배에 이른다. 결국 입력 에너지보다 더 많은 출력 에너지를 창출하는 초효율 신에너지가 발생되는 것이다.

본 고안은 종래의 과학적 상식과 고정관념으로 상상할 수 없었던 새로운 연소방법으로 연소 혁명을 이루고 있고, 본 고안에 의해 고온을 창출할 수 있으므로, 고온을 요하는 모든 연소장치에 적용할 수 있어 에너지 수급에 대한 정책적 기술적 파급효과가 지대하다 아니할 수 없다.

예를 들어 본 고안에 의한 브라운가스의 순환연소에 의한 초효율 브라운가스 연소장치 내부에 수관을 설치하여 물을 순환시키면, 그 자체로 보일러가 되는 것은 물론이고, 2,000℃이상의 고온을 요하는 특수 폐기물 처리로에도 응용될 수 있다.

본 고안에 의한 초효율 브라운가스의 연소장치는 외각을 맥반석 등의 원적외선 방사체로 구성하였으므로, 브라운가스 공급량을 조절하여 원적외선 방사체가 가열되는 온도를 300 내지 400℃가 되도록 유지하면 인체에 유익한 파장대(6 내지 14㎛)의 원적외선을 다량 방사하므로, 원적외선 찜질방에 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 원적외선 온실난방, 원적외선 양계장 난방, 양돈 축사 난방은 물론이고, 산업용 원적외선 건조실에도 이용할 수 있다.

그 실시예로써, 본 고안자는 본 고안에 의한 브라운가스의 연소장치를 응용한 맥반석 가열로를 이미 상용화하였으며, 누구나 맥반석 가열로 안에서 물이 타면서 불기둥이 일어나고 있는 신비한 현상을 직접 눈으로 확인할 수 있게 하였다.

본 고안이 이러한 맥반석 가열로에 적용되므로써 인체에 좋은 파장대(6 내지 14㎛)의 원적외선을 방사하여 온열 효과에 의한 국민 건강 증진에 이바지하고 있는 유용한 고안일 뿐만 아니라, 본 고안은 환경공해를 유발하지 않는 초효율의 청정 에너지를 창출해 냄으로써 기술의 대혁신에 의한 인류 천년의 무공해 꿈을 실현하였다.

상기 설명에 있어서, 본 고안에 대해 특정 실시예를 예로 들어서 설명하였으나, 본 고안은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 본 고안의 개념을 이탈하지 않는 범위 내에서 이 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 여러가지 형태로 변형 또는 변경 실시해도 본 고안의 개념에 포함되는 것은 물론이다.

Claims

브라운가스의 특성이 적용되는 브라운가스를 연소시키는 초효율 브라운가스 연소장치에 있어서,

기대(10)상에 설치되는 발열부(20)와, 내부에 순환연소실(55)을 형성하도록 상기 발열부(20)를 둘러싸며 상부에 수증기 배출공(52)이 형성되며 상ㆍ하부가 개방되어 있는 원적외선 방사체로 구성된 외벽(50)과, 브라운가스 발생기에서 배출되는 브라운가스를 배관(90) 및 밸브(100)를 통해 받아서 연소시키는 연소버너(60)와, 상기 외벽(50)의 상부 개구부(54)를 덮는 뚜껑(70)을 구비하고, 상기 순환연소실(55)에서 고온의 물분자가 발열부(20)와 외벽(50)으로 부터 방사되는 적외선을 흡수하여 자기발열현상에 의해 고열을 발생하는 것을 특징으로 하는 초효율 브라운가스 연소장치.
제1항에 있어서, 상기 발열부(20)는 고온에 견딜 수 있는 고온 세라믹스 내화물로 이루어진 것으로서, 상기 발열부(20)는 적어도 3개의 받침대(21)와, 상기 받침대(21)상에 재치되며 상기 연소버너(60)의 노즐부(60a)에서 분출되는 브라운가스의 연소시에 발생되는 연소불꽃(77)을 모으면서 상부로 안내하도록 관통공(32)의 내측 중간부에 댐퍼부(32a)가 형성되어 있으며, 상부에는 일정간격을 두고 다수개의 절결홈(34)이 형성되어 있는 하부블럭(30)과, 상기 하부블럭(30)의 상부에 배설되어 연소실(33)을 형성하며 상기 연소버너(60)에서 분출되는 불꽃(77)을 확산시키도록 하부에 원추부(46)가 형성됨과 동시에, 상기 연소실(33)에서 생성되는 고온의 수증기를 상부로 이동시키면서 순환 연소되도록 원추 내측에 형성된 다수개의 관통공(47)을 가진 상부블럭(40)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 초효율 브라운가스 연소장치.
제1항에 있어서, 상기 상부블럭(40)은 브라운가스 연소버너(60)에서 분출하는 불꽃(77)에 의해 직화되면서 상기 불꽃(77)을 확산시켜주는 원추부(46)와, 길이방향을 따라 같은 반지름의 지점에 서로 같은 간격을 두고 형성된 관통공(47) 내측에 상부로 돌출해서 형성된 원형돌기부(41)와, 상기 원형돌기부(41)의 외측에 오목하게 형성된 환형상의 원형오목홈(42)과, 상기 원형오목홈(42)의 둘레에 돌출해서 형성된 환형상의 플랜지(43)와, 상기 관통공(47)을 통해서 상기 원형오목홈(42) 내로 안내된 불꽃을 상기 환형상의 플랜지(43) 외부로 방사하도록 상기 환형상의 플랜지(43)에 형성된 다수개의 절결부(44)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 초효율 브라운가스 연소장치.