KR200286574Y1 - 산업용 보일러의 연료공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 산업용 보일러에서 연소버너에 공급되는 연료의 예열과 촉매제 혼합, 촉매체에 의한 이온화 및 상호 다른 극성의 제 1 및 제 2영구자석에 의한 전자배열의 안정화 과정을 경유하여 연소버너에 공급되도록 함으로써 연소효율과 열효율을 증가시키도록 된 산업용 보일러의 연료공급장치에 관한 것이다.

본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 연료탱크와 연소버너의 사이에 개재되고 상기 연료탱크로부터 연료유입구를 통해 연료가 유입되는 연료가온조와, 그 연료가온조의 내부에 설치되어 상기 유입된 연료를 예열하는 연료가열히터, 상기 연료가온조내의 연료 온도를 검출하는 연료온도검출센서, 상기 연료가온조내에서 상기 연료의 교반순환을 위한 전동모터의 축에 결합된 교반팬, 상기 연료가온조의 연료유출구에 연결되어 상기 예열된 연료와 촉매제공급관을 통해 공급되는 촉매제의 혼합을 위한 촉매혼합조, 상기 촉매혼합조의 내부에 설치되어 상기 촉매혼합 연료의 이온화를 위한 촉매체, 상기 촉매혼합조의 외면에 대응적으로 설치된 상호 다른 극성의 제 1 및 제 2영구자석 및, 상기 연료가온조내의 연료의 예열 온도와 상기 전동모터의 작동을 제어하는 제어부를 포함하면서, 상기 촉매혼합조에 유입되는 촉매제공급경로에는 상기 제어부의 제어하에 일정한 주기로 ON/OFF되는 전자제어밸브와 그 촉매제의 유량을 조절하기 위한 촉매제유량조절밸브를 더 갖추게 된다.

Description

산업용 보일러의 연료공급장치{FUEL SUPPLY APPARATUS FOR INDUSTRIAL BOILER}

본 고안은 산업용 보일러의 연료공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는연소버너에 공급되는 연료의 연소효율 및 열효율이 극대화되도록 하기 위한 산업용 보일러의 연료공급장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 산업시설에서 설치되는 산업용 보일러는 전기 또는 연료를 사용하여 필요한 에너지를 얻게 되는 바, 그 중에서 연료를 연소하는 산업용 보일러의 경우에는 연료탱크로부터 연소버너에 연료를 공급하여 연소되도록 하는 구조가 채택된다.

여기서, 연료를 사용하는 산업용 보일러에 대해서는 최소의 연료를 사용하여 최대의 연소효율 및 열효율을 얻기 위한 노력이 부단히 이루어지기는 하지만, 현재에도 최적의 연소효율과 열효율을 제공하지는 못하는 실정이다.

예컨대, 산업용 보일러의 연소버너가 주변의 온도에 의해 냉각된 상태에서 연료가 공급되거나 그 연료가 냉각된 상태로 연소버너에 공급되는 경우에는 그 연료의 연소온도가 저하되고, 그에 따라 연료의 불완전 연소가 초래되어 환경오염물질이 배출되는 상황으로 연계된다.

따라서, 본 고안은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 연료를 적정한 온도로 가온한 상태에서 소정의 촉매제를 첨가하고 특정의 촉매를 통과하도록 해서 최적의 온도조건과 연소조건을 형성한 상태로 연료를 연소버너에 공급하기 위한 산업용 보일러의 연료공급장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안의 바람직한 실시양태에 따르면 연료탱크와 연소버너의 사이에 개재되고 상기 연료탱크로부터 연료유입구를 통해 연료가 유입되는 연료가온조와; 상기 연료가온조의 내부에 설치되어 상기 유입된 연료를 예열하는 연료가열히터; 상기 연료가온조내의 연료 온도를 검출하는 연료온도검출센서; 상기 연료가온조내에서 상기 연료의 교반순환을 위한 전동모터의 축에 결합된 교반팬; 상기 연료가온조의 연료유출구에 연결되어 상기 예열된 연료와 촉매제공급관을 통해 공급되는 촉매제의 혼합을 위한 촉매혼합조; 상기 촉매혼합조의 내부에 설치되어 상기 촉매혼합 연료의 이온화를 위한 촉매체 ; 상기 촉매혼합조의 외면에 대응적으로 설치된 상호 다른 극성의 제 1 및 제 2영구자석 및; 상기 연료가온조내의 연료의 예열 온도와 상기 전동모터의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 산업용 보일러의 연료공급장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 촉매혼합조에 유입되는 촉매제공급경로에는 상기 제어부의 제어하에 일정한 주기로 ON/OFF되는 전자제어밸브와 그 촉매제의 유량을 조절하기 위한 촉매제유량조절밸브가 더 갖추어진다.

또, 상기 촉매체는 상기 연료의 이온화를 증가시키기 위해 비틀린 상태로 설치된다.

상기한 본 고안에 따른 산업용 보일러의 연료공급장치에 의하면, 연료탱크로부터 공급되는 연료를 연료가온조에서 교반팬에 의해 예열하고 그 예열된 연료에 촉매혼합조에서 촉매제와 혼합한 상태에서 촉매체를 통과시켜 이온화되도록 함과 더불어 상호 다른 극성의 제 1 및 제 2영구자석에 의해 전자배열을 안정화시키게 되고, 그에 따라 연소효율과 열효율의 극대화가 가능하게 된다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 산업용 보일러의 연료공급장치를 나타낸 도면,

도 2는 도 1에 도시된 산업용 보일러의 연료공급장치의 제어계통에 대한 블록구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 연료가온조, 12: 연료유입구,

14: 연료가열히터, 16: 연료온도검출센서,

18: 전동모터, 20: 교반팬,

22: 연료유출구, 24: 촉매혼합조,

28: 전자제어밸브, 30: 촉매제유량조절밸브,

44: 제어부.

이하, 본 고안에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 산업용 보일러의 연료공급장치를 설명하는 도면이다.

도면에서 10으로 표시된 연료가온조의 일측에는 연료탱크(도시 생략)로부터 연료를 공급받기 위한 연료유입구(12)가 형성되고, 그 연료유입구(12)의 하측에는 그 유입되는 연료를 적절한 온도(예컨대 50℃∼60℃)로 가열하기 위한 연료가열히터(14)가 설치되며, 그 연료가열히터(14)의 하측에는 상기 연료가온조(10)에서 그 연료가열히터(14)에 의해 가열된 연료의 온도를 검출하기 위한 연료온도검출센서(16)가 설치된다.

또, 상기 연료가온조(10)의 타측 외부에는 전동모터(18)가 설치되고, 그 전동모터(18)의 축(18a)은 일정한 길이로 상기 연료가온조(10)의 내부에 연설되며, 그 전동모터(18)의 축(18a)에는 하나 또는 그 이상의 교반팬(20)이 제공된다.

여기서, 상기 교반팬(20)은 상기 연료가온조(10)의 내부에서 상기 연료가열히터(14)에 의해 가열되는 연료를 순환시키는 기능을 행하게 된다.

상기 연료가온조(10)의 타측 하류에는 상기 가열된 연료가 유출되는 연료유출관(22)이 배설되고, 그 연료유출관(22)은 촉매혼합조(24)에 연설된다.

상기 촉매혼합조(24)에 대해서는 연료의 연소효율을 증가시키기 위한 적정한 촉매제를 공급하기 위한 촉매제공급관(26)도 설치되고, 그 촉매제공급관(26)의 상류에는 촉매제의 원활한 주입을 위해 깔때기 형상의 촉매제주입구(26a)가 제공된다.

또, 상기 촉매제공급관(26)의 도중에는 후술하는 제어유니트의 제어하에 촉매제공급로를 주기적으로 개폐하는 전자제어밸브(28)가 개재됨과 더불어 그 촉매제의 유입량을 조절하기 위한 촉매제유량조절밸브(30)도 개재된다.

상기 촉매혼합조(24)의 내부에는 촉매제와 혼합된 연료가 지나면서 이온화되도록 하기 위한 소정 폭의 밴드형상의 촉매체(32)가 횡방향으로 연설되는 바, 그 촉매체(32)는 바람직하게 백금/로듐 및 그 합금 등이 적용된다.

유리하게, 상기 촉매체(32)에는 상기 촉매제와 혼합된 연료가 통과하는 다수의 연료통과공(32a)이 형성되고, 그 촉매체(32)는 상기 촉매제가 혼합된 연료가 연료통과공(32a)의 통과회수를 증가시키기 위해 비틀린 상태로 배치된다.

더욱이, 상기 촉매혼합조(24)의 외부에는 대략 3000가우스 정도의 제 1 및 제 2영구자석(34a,34b)이 배치되는 바, 그 제 1 및 제 2영구자석(34a,34b)은 상호 다른 전극 특성을 갖도록 해서 상기 촉매제가 혼합된 연료가 상기 촉매체(32)를 통과하면서 이온화되는 경우 그 이온화 구조의 안정화를 도모하게 된다.

또, 상기 촉매혼합조(24)에서 연설되는 연료배출구(36)에는 연소버너(도시 생략)에 그 촉매혼합조(24)로부터 연료를 공급하기 위한 연료관(도시 생략)이 연설된다.

도 1에서 참조부호 38은 상기 연료가온조(10)에 충진된 에어를 배출하기 위한 에어배출밸브를 나타낸다.

도 2는 도 1에 도시된 산업용 보일러의 연료공급장치의 제어계통의 블록구성도이다.

도면에서 참조부호 40으로 표시된 제어계통에는 산업용 보일러의 작동을 ON/OFF시키는 전원스위치(42)가 해당하는 연료공급장치의 전체적인 제어를 담당하는 제어부(44)에 연결되고, 그 제어부(44)의 입력측에는 상기 연료가온조(10)내에 설치된 연료온도검출센서(16)도 접속된다.

또, 상기 제어부(44)의 출력측에는 상기 연료온도검출센서(16)에 의해 검출되는 연료의 온도에 기초하여 상기 연료가온조(10)내의 연료가온을 행하는 상기 연료가열히터(14)와, 그 연료가온조(10)내의 연료교반을 위한 전동모터(18) 및, 상기 촉매제의 혼합을 위해 상기 전원스위치(42)의 ON시점부터 일정한 주기로 상기 촉매제공급관(26)의 촉매제공급을 ON/OFF하는 전자제어밸브(30)도 접속된다.

따라서, 상기한 본 고안에 따른 산업용 보일러의 연료공급장치에 의하면 상기 연료가온조(10)내에는 상기 연료유입구(12)를 통해 연료탱크로부터 연료가 공급되는 바, 상기 제어부(44)는 상기 전원스위치(42)의 ON시점에서 상기 연료가열히터 (14)를 가동시켜 그 연료가온조(10)내의 연료를 가열함과 더불어, 상기 전동모터 (18)를 작동시켜 상기 교반팬(20)에 의해 그 연료가온조(10)내의 연료를 교반순환시키게 된다.

한편, 상기 연료가온조(10)내의 연료의 온도는 상기 연료온도검출센서(16)에 의해 검출되어 상기 제어부(44)에 인가되고, 그에 따라 상기 제어부(44)는 그 검출된 연료온도를 기초로 상기 연료가열히터(14)를 ON/OFF구동하여 연료의 온도가 대략 50℃∼60℃로 유지되도록 하게 된다.

그리고, 상기 연료가온조(10)내에서 완전연소를 위해 예열된 상기 연료는 상기 연료유출관(22)을 통해 상기 촉매혼합조(24)로 유입되고, 그 촉매혼합조(24)에는 상기 촉매제공급관(26)을 통해 이소부탄이나 헵탄 등의 촉매제도 공급되는 바, 그 촉매제는 상기 제어부(44)의 제어하에 주기적으로 ON/OFF구동되는 전자제어밸브 (28)와 촉매제유량조절밸브(30)를 통과하면서 주기적이면서 소정의 유량으로 공급된다.

따라서, 상기 촉매혼합조(24)에서는 상기 연료와 상기 촉매제의 혼합이 이루어지게 되면서, 그 촉매제가 혼합된 연료는 그 촉매혼합조(24)에 횡방향으로 설치된 예컨대 백금/로듐 또는 그 합금 등의 촉매체(32)의 연료통과공(32a)을 통과하여 이온화된다.

그 이온화된 촉매제 혼합 연료는 상기 촉매혼합조(24)의 후방 외주에 제공된 제 1 및 제 2영구자석(34a,34b)에 의해 전자배열이 안정화된 상태로 상기 연료배출구(36)를 통해 연소버너측으로 인가된다.

따라서, 상기한 연료는 연소버너에 적정한 온도로 예열됨과 더불어 이온화 및 전자배열의 안정화가 이루어진 상태에서 공급되기 때문에 연소효율과 열효율이 극대화되게 된다.

또, 상기 연료가온조(10)에 바람직하지 않은 에어가 충진되는 경우에는 상기 에어배출밸브(38)를 개방시켜 에어의 배출이 가능하게 된다.

한편, 본 고안은 상기한 예로 한정되지는 않고 고안의 기술적 요지 및 요점을 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 변형실시가 가능함은 물론이다. 즉, 상기 촉매제로서는 상기 연료의 연소효율 및 열효율을 증가시키기에 적합하면 적용이 가능하고, 상기 촉매체로서도 연료의 이온화 향상을 위해 변경이 가능함은 물론이다.

상기한 바와 같이, 본 고안에 따른 산업용 보일러의 연료공급장치에 의하면 연료탱크로부터 연소버너에 공급되는 연료를 예열시키고나서 연소효율을 증가시키기 위한 촉매제와 혼합시키고 그 촉매제혼합 연료를 적정한 촉매체 및 상호 다른 전극의 영구자석을 통과시켜 이온화 및 전자배열의 안전화가 이루어지도록 함으로써 연소버너에서의 연소효율과 열효율이 극대화되고, 그에 따라 동일한 에너지를 얻는 경우에 연료의 절감효과의 이점도 기대될 뿐만 아니라 완전연소조건을 최대한 충족하기 때문에 환경오염의 악영향도 최소화될 수 있다.

Claims (3)

1. 연료탱크와 연소버너의 사이에 개재되고 상기 연료탱크로부터 연료유입구를 통해 연료가 유입되는 연료가온조와;

   상기 연료가온조의 내부에 설치되어 상기 유입된 연료를 예열하는 연료가열히터;

   상기 연료가온조내의 연료 온도를 검출하는 연료온도검출센서;

   상기 연료가온조내에서 상기 연료의 교반순환을 위한 전동모터의 축에 결합된 교반팬;

   상기 연료가온조의 연료유출구에 연결되어 상기 예열된 연료와 촉매제공급관을 통해 공급되는 촉매제의 혼합을 위한 촉매혼합조;

   상기 촉매혼합조의 내부에 설치되어 상기 촉매혼합 연료의 이온화를 위한 촉매체 ;

   상기 촉매혼합조의 외면에 대응적으로 설치된 상호 다른 극성의 제 1 및 제 2영구자석 및;

   상기 연료가온조내의 연료의 예열 온도와 상기 전동모터의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 산업용 보일러의 연료공급장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 촉매혼합조에 유입되는 촉매제공급경로에는 상기 제어부의 제어하에 일정한 주기로 ON/OFF되는 전자제어밸브와 그 촉매제의 유량을 조절하기 위한 촉매제유량조절밸브가 더 갖추어진 것을 특징으로 하는 산업용 보일러의 연료공급장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 촉매체는 상기 연료의 이온화를 증가시키기 위해 비틀린 상태로 설치되는 것을 특징으로 하는 산업용 보일러의 연료공급장치.