KR200210604Y1 - 다단계 연소실을 통해서 연료를 완전 연소시키는 연소장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 연소실을 다단계로 형성하여 고체연료를 완전 연소시키도록 하는 연소장치에 관한 것으로서, 폐자재를 고체화시켜 작은 크기로 형성한 연료를 투입하면 제 1 연소실에서 외부에 구비된 점화장치인 버너에 의하여 연소되면서 버너의 화력에 의하여 연소상태의 연료를 제 2 연소실로 이송시키도록 하고 제 2 연소실로 이송된 연료는 외부에 구비된 송풍장치에 의하여 공기를 공급받으면서 제 3 연소실로 이송되도록 하되 제 2 연소실 내부를 나선의 형상을 가지도록 하여 와류현상을 일으키면서 제 3 연소실로 이동하도록 하며, 연소되는 연료가 제 3 연소실에서 완전연소를 하여 배출구로 배출되도록 함으로써 배출구에서 배출되는 열기를 이용하도록 함으로 폐자재를 고체로 연료화 한 것을 강한 와류현상에 의하여 완전연소를 시킴으로 환경오염을 방지하고 완전연소에 따른 높은 온도의 열기를 얻음으로 열효율을 극대화시키도록 한 다단계 연소실을 통해서 연료를 완전 연소시키는 연소장치를 제공하고자 하는 것에 본 고안의 목적이 있는 것이다.

Description

다단계 연소실을 통해서 연료를 완전 연소시키는 연소장치{a burner}

본 고안은 연소실을 다단계로 형성하여 고체연료를 완전 연소시키도록 하는 연소장치에 관한 것으로서, 특히 연료가 투입되는 제 1 연소실은 외부의 점화장치에 의하여 강제연소를 시키고 제 2 연소실 및 제 3 연소실은 공기의 와류현상을 발생시켜 미 연소 연료를 완전연소가 되도록 하여 열효율을 극대화시킴과 동시에 불완전 연소에 의한 환경오염을 방지하도록 한 다단계 연소실을 통해서 연료를 완전 연소시키는 연소장치에 관한 것이다.

일반적으로 연소장치인 보일러는 LPG 또는 LNG와 같은 가스나 벙커 C 유와 같은 석유를 연소시켜 거기서 얻어지는 열을 이용하는 장치로서, 상기와 같이 가스 또는 석유를 사용하는 보일러는 주로 연료의 공급이 원활한 대도시나 규모가 큰 사업장에서 난방용으로 사용하고 있는 실정으로 소형의 연소장치는 가정용 보일러로 사용되고 대형의 보일러는 산업용으로 사용되고 있으며, 이러한 연소장치를 농촌이나 규모가 작은 영세사업장에서 사용할 때에는 투입되는 연료비용에 비하여 저효율의 열량이 발생됨으로 연료비의 과다지출 및 연료의 공급이 원활하지 않고 특히 농촌지역에서는 비닐하우스나 축사와 같은 곳에 사용하기 때문에 가정용 보일러로서는 사용할 수 없고 대규모의 보일러를 사용하여야 하기 때문에 고가의 설치비용이 소요되고 이러한 설치비용에 비해서 높은 열효율을 갖지 못함으로 효율적이지 못한 문제점이 발생되고, 소규모 사업장의 경우에도 연료비용의 과다지출로 수지타산이 맞지 않아 사용이 제한되었다.

또한, 농촌지역에서는 나무 가지와 같은 목재 및 폐비닐이 대량으로 발생되어 이러한 폐자재를 활용하고자 재생연료를 사용하고 있는 실정으로서, 이러한 재생연료를 사용하는 보일러에 있어서는 연료의 구입이 가스나 기름보다 공급이 원활하고 설치비용이 저렴한 장점을 가지고는 있으나 연료의 완전연소를 이룰 수 없어 오염물질이 배출됨으로 환경오염이 심화되는 문제점이 발생되었으며, 이러한 환경문제를 해소하는 것이 선결과제가 되어 널리 보급되지 못한 실정이다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 연소장치에서 발생된 문제점을 해소하기 위하여 고안한 것으로서, 폐자재를 고체화시켜 작은 크기로 형성한 연료를 투입하면 제 1 연소실에서 외부에 구비된 점화장치인 버너에 의하여 연소되면서 버너의 화력에 의하여 연소상태의 연료를 제 2 연소실로 이송시키도록 하고 제 2 연소실로 이송된 연료는 외부에 구비된 송풍장치에 의하여 공기를 공급받으면서 제 3 연소실로 이송되도록 하되 제 2 연소실 내부를 나선의 형상을 가지도록 하여 와류현상을 일으키면서 제 3 연소실로 이동하도록 하며, 연소되는 연료가 제 3 연소실에서 완전연소를 하여 배출구로 배출되도록 함으로써 배출구에서 배출되는 열기를 이용하도록 함으로 폐자재를 고체로 연료화 한 것을 강한 와류현상에 의하여 완전연소를 시킴으로 환경오염을 방지하고 완전연소에 따른 높은 온도의 열기를 얻음으로 열효율을 극대화시키도록 한 다단계 연소실을 통해서 연료를 완전 연소시키는 연소장치를 제공하고자 하는 것에 본 고안의 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 고안의 외관 형태를 나타낸 사시도.

도 2는 본 고안의 구성을 정단면도.

도 3은 본 고안의 평 단면도.

도 4는 본 고안의 배출구를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

(1) 제 1 연소실 (2) 제 2 연소실 (3) 제 3 연소실

(4) 연료통 (5) 연결부 (6) 버너 (7) 송풍기

(8) 공기통로 (9),(10) 연소통로 (11) 배출구

이하, 본 고안을 첨부된 도면에 의하여 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

연료를 투입하여 저장하는 연료통(4)이 상부에 구비되고 하부에는 외부에 구비된 버너(6)에 의하여 연료통(4)에 저장된 연료를 점화시켜 연소시키는 제 1 연소실(1)과; 일측이 상기 제 1 연소실(1)과 연결되고 내부 양측의 외부에 구비된 송풍기(7)로부터 공기가 유입되는 공기통로(8)를 가지는 연결부(5)와; 상기 연결부(5)의 타측에 연결되고 내부에 나선형의 연소통로(9)가 형성되어 제 1 연소실(1)에서 연소되면서 버너(6)의 화력에 의하여 이송된 연료를 송풍기(7)로부터 유입된 공기와 혼합하여 와류현상을 일으키면서 재 연소시키도록 하는 제 2 연소실(2)과; 상기 제 2 연소실(2)의 폭보다는 큰 폭으로 제 2 연소실(2)의 상부에 구비되고 내부에 제 2 연소실(2)과 동일한 사이클의 와류현상을 가지도록 나선형의 연소통로(10)가 형성되며, 일측에 완전 연소된 연료의 열기를 배출하도록 내벽에 요홈(12)을 가지는 배출구(11)가 형성된 제 3 연소실(3)로 이루어진 구성이다.

이때, 상기 제 1 연소실(1)의 상부에 구비된 연료통(4)에 삽입되는 다양한 재료로 이루어진 혼합하여서된 폐연료는 작은 조각으로 형성한 것으로 이러한 폐연료가 연료통(4)에 삽입되면 최초 삽입된 폐연료가 제 1 연소실(1)에 쌓이면서 연료통(4)에 채워지는 것이고 제 1 연소실(1)에 쌓여진 폐연료를 외부에 구비된 점화수단인 버너(6)의 점화에 의하여 폐연료가 접화되며 버너(6)의 화력에 의하여 불꽃이 점화되어 연소상태의 폐연료는 연결부(5)를 통해서 제 2 연소실(2)로 이동하는 것이며 또한, 버너(6)의 화력에 의하여 제 2 연소실(2)로 이동 중에도 계속적으로 연료의 연소상태가 유지되는 것이다.

또한, 상기와 같이 버너(6)에 의하여 제 1 연소실(1)에서 연소상태의 연료가 연결부(5)를 통해서 제 2 연소실(2)로 이동하면 제 1 연소실(1)에 공간이 발생됨으로 제 1 연소실(1)의 상부에 형성된 연료통(4)에 채워진 연료가 하강하여 계속적으로 제 1 연소실(1)에는 연료가 채워지는 형태가 되는 것이고 버너(6)의 화력에 의하여 제 2 연소실(2)로 연소상태의 연료가 공급되어 지는 것이다.

이때, 상기 제 1 연소실(1)과 연료통(4)의 사이에는 어떠한 구성도 설치되어 있지 않은 빈 공간으로 형성하여도 무방하고, 제 1 연소실(1)과 연료통(4)의 경계부위에 호퍼와 같은 수단을 구비하여 연료통(4)에서 제 1 연소실(1)로 투입되는 연료의 양을 소량으로 투입이 되도록 조절이 가능하도록 하여도 무방한 것이다.

그리고, 제 1 연소실(1)에서 최초 불꽃이 점화되어 제 2 연소실(2)로 이동된 연료는 연결부(5)에 형성된 공기통로(8)로 외부에 구비된 송풍기(7)로부터 유입되는 공기와 혼합되면서 연료의 연소를 돕는 공기를 공급받음으로써 연소상태가 더욱 활발하게 일어나게 되는 것이고, 연결부(5)의 공기통로(8)로 유입된 외부공기가 제 2 연소실(2)에 나선형으로 형성된 통로(9)로 와류형상을 일으키며 배출됨으로 연소상태의 연료는 공기의 배출 흐름을 따라 제 2 연소실(2)에서 와류현상을 일으키면서 제 3 연소실(3)로 이동됨으로 이러한 와류현상에 의하여 제 2 연소실(2)에서의 연소활동이 활발하게 일어나게 되는 것이며 이러한 활동은 제 1 연소실(1) 및 연결통로(9)에서의 연소활동보다 더욱 강하게 발생되어 연료를 연소시키는 것이다.

또한, 제 2 연소실(2)에서 연소상태로 이동하는 연료는 제 3 연소실(3)로 유입되는바, 제 3 연소실(3)의 내부는 제 2 연소실(2)과 동일한 사이클의 와류현상이 발생되도록 제 3 연소실(3)의 내부에 나선형의 연소통로(10)가 형성되어 있어 제 2 연소실(2)과 같이 제 3 연소실(3)에서도 와류현상에 의하여 연료의 연소현상이 발생됨으로 인하여 미연소의 연료를 완전히 연소시키게 되는 것이다.

그리고, 상기 제 3 연소실(3)에서 연소된 연소 불꽃은 제 3 연소실(3)의 일측에 구비된 배출구(11)를 통해서 외부로 배출되어 이러한 열기를 난방용 등으로 이용하면 되는바, 상기의 배출구(11)는 내벽이 빗살무늬와 같은 형태의 요홈(12)이 형성되어 배출되는 불꽃에 강한 회전력을 부여하도록 함으로 배출되는 열기를 멀리 보낼 수 있도록 하고, 또한 배출구(11)에서 와류현상이 발생되어 연소되지 않은 연료를 재 연소하도록 한 것이다.

상기와 같이 본 고안은 연료를 연소시키는 것이 일반적인 점화에 의하여 연료 자체의 연소력에 의하여 연소되는 것이 아니라 연소상태의 연료가 외부로부터 공급되는 공기와 함께 제 2 연소실과 제 3 연소실을 통과하면서 제 2 연소실 및 제 3 연소실 내부에 형성된 나선형의 공기통로를 통과하면서 연료의 연소가 와류현상을 일으키며 연소됨으로 인하여 완전연소가 이루어짐으로 유해물질의 배출등을 방지할 수 있어 환경이 오염되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 연료를 완전 연소시킴으로써 고열이 발생되어 동일한 양의 연료를 가지고도 높은 열효율을 얻을 수 있는 고안이다.

Claims (2)

1. 연료를 투입하여 저장하는 연료통(4)이 상부에 구비되고 하부에는 외부에 구비된 버너(6)에 의하여 연료통(4)에 저장된 연료를 점화시켜 연소시키는 제 1 연소실(1)과; 일측이 상기 제 1 연소실(1)과 연결되고 내부 양측의 외부에 구비된 송풍기(7)로부터 공기가 유입되는 공기통로(8)를 가지는 연결부(5)와; 상기 연결부(5)의 타측에 연결되고 제 1 연소실(1)에서 연소되면서 버너(6)의 화력에 의하여 이송된 연료를 송풍기(7)로부터 유입된 공기와 혼합하여 와류현상을 일으키면서 재 연소시키도록 하는 제 2 연소실(2)과; 상기 제 2 연소실(2)의 폭보다는 큰 폭으로 제 2 연소실(2)의 상부에 구비되고 내부에 제 2 연소실(2)과 동일한 사이클의 와류현상을 가지도록 하며, 일측에 완전 연소된 연료의 열기를 배출하도록 내벽에 요홈(12)을 가지는 배출구(11)가 형성된 제 3 연소실(3)로 이루어진 것을 특징으로 하는 다단계 연소실을 통해서 연료를 완전 연소시키는 연소장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2 연소실(2) 및 제 3 연소실(3)의 내부에는 연결부(5)로부터 유입된 공기가 와류현상을 일으키도록 연소실(2)(3)의 내부에 나선형의 공기통로(9)(10)를 가지는 것을 특징으로 하는 다단계 연소실을 통해서 연료를 완전 연소시키는 연소장치.