KR20040068423A - Boiler using emulsion fuel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에멀젼 연료를 이용하는 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료유, 물, 유화제가 항상 일정 비율로 혼합되고, 이렇게 혼합된 에멀젼 연료는 연소 직전에도 에멀젼 상태가 유지되며, 고온 상태가 형성되어 연료가 완전 염소됨과 동시에 에멀젼 연료에 혼합된 물이 열분해되어 조연제 역할을 충분히 함으로써, 연료 절감 및 매연 감소의 기본적 효과 뿐만 아니라, 에멀젼 연료의 유수 분리 현상 및 불완전 연소를 방지하며, 에너지 효율을 극대화시키고 환경 오염을 최소화할 수 있는, 에멀젼 연료를 이용하는 보일러에 관한 것이다.The present invention relates to a boiler using an emulsion fuel, and more particularly, fuel oil, water, and an emulsifier are always mixed in a constant ratio, and the mixed emulsion fuel is maintained in an emulsion state immediately before combustion, and a high temperature state is formed. As the fuel is fully chlorine and the water mixed in the emulsion fuel is thermally decomposed to serve as a fuel retardant, the basic effects of fuel saving and soot reduction, as well as preventing oil-water separation and incomplete combustion of the emulsion fuel and maximizing energy efficiency It relates to a boiler using an emulsion fuel, which can make and minimize environmental pollution.
오늘날 대체 에너지의 개발, 기존 에너지의 효울 개선 및 환경 오염의 최소화를 위하여 에멀젼 연료의 사용이 적극 권장되고 있다. 이러한 에멀젼 연료는 소정의 혼합비에 따라 경유, 중유와 같은 연료유를 유화제를 통하여 물과 혼합시켜 에멀젼 상태로 유지시킨 연료를 말하는 것으로, 연소 효율이 증가되는 이론적 배경은 다음과 같다: 물 입자 둘레로 기름 입자가 둘러사인 상태에서 기름을 연소시키게 되면 열전도에 의해 물 입자가 기화하게 되고, 기화에 의해 그 부피가 증대된 수증기가 기름층을 확산시켜 무화현상(霧化現像)을 일으킴으로써 기름의 완전한 연소에 도움을 준다. 또한, 혼합된 물은 고온에서 산소, 수소, 수산화기로 열분해되어 조연제 역할을 하게 된다.Today, the use of emulsion fuels is strongly encouraged to develop alternative energy, improve the efficiency of existing energy and minimize environmental pollution. The emulsion fuel refers to a fuel in which fuel oils such as light oil and heavy oil are mixed with water through an emulsifier and kept in an emulsion state at a predetermined mixing ratio. The theoretical background of increasing combustion efficiency is as follows: Around water particles When oil is combusted while oil particles are enclosed, water particles vaporize due to heat conduction, and the vaporized water vapor diffuses the oil layer by vaporization, causing atomization. Help with combustion In addition, the mixed water is thermally decomposed into oxygen, hydrogen, hydroxyl groups at a high temperature to act as a supporting agent.
그러나, 에멀젼 연료는 연료유, 물, 유화제의 혼합비가 특정 범위 이내이어야 하며, 또한 비교적 짧은 시간 동안은 에멀젼 상태로 유지될 수 있지만, 실제 연소까지의 운송 시간이 길어질수록 유수 분리 현상이 일어나게 되고, 이렇게 유수 분리된 에멀젼 연료는 완전 연소될 수 없어 더 이상 연료로서의 효용 가치가 떨어지게 된다.However, the emulsion fuel should have a mixing ratio of fuel oil, water, and emulsifier within a certain range, and can remain in the emulsion state for a relatively short time, but the oil-water separation phenomenon occurs as the transportation time to actual combustion increases. These oil-separated emulsion fuels cannot be burned out completely and are no longer useful as fuels.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 많은 연구가 행해져 왔으며, 그 예로 특허출원 제 10-2001-0020335 호에는 1차 단계로서 유화제인 첨가제와 BC유를 S형 믹서기로 1차 믹서시킨 첨가제 혼합 연료유를 벤츄리형 믹싱 이젝터로 물과 믹싱하여 W/0형의 입자로 유화시키고, 2차 단계로서 고압의 D형 믹서로 W/O형 에멀젼 입자를더욱 미세화시킨 에멀젼 연료유를 예열시켜 에멀젼 탱크 내에 유입시킴과 동시에 일정 온도를 유지하게 하고, 유입된 에멀젼유를 엔멀젼 탱크 순환계를 통해 지속적으로 믹싱하여 에멀젼 연료유를 최상의 유화 상태를 유지시키면서 동점도에 의해 먼저 상승부로 유도시켜 안정된 입자부터 순차적으로 보일러에 공급하도록 설계된 유수 에멀젼 장치가 기재된다.In order to solve the above-mentioned problems, many studies have been conducted. For example, Patent Application No. 10-2001-0020335 discloses a venturi additive mixing fuel oil obtained by mixing an additive, which is an emulsifier, and BC oil with an S-type mixer as a first step. Mixing with water with a type mixing ejector to emulsify the particles of W / 0 type, and in the second step, preheating the emulsion fuel oil, which has further refined the W / O type emulsion particles, with a high-pressure type D mixer and introducing them into the emulsion tank. At the same time, it maintains a constant temperature and continuously mixes the introduced emulsion oil through the emulsion tank circulation system to maintain the best emulsification state of the emulsion fuel oil, and guide it to the rising part by kinematic viscosity first to supply stable boilers to the boiler sequentially. A designed flowing emulsion device is described.
상술한 바와 같은 종래의 유수 에멀젼 장치는 연료유, 물, 유화제를 정량 펌프에 의해 공급하는 구조이므로, 일정 시간의 펌프 구동에 따른 오차에 의해 연료유, 물, 유화제가 소정의 혼합비를 유지할 수 없는 문제점이 있으며, 에멀젼 연료유를 예열시켜 일정 온도로 유지하고 순환에 의해 안정된 입자부터 보일러에 공급한다 하더라도 유수 분리 현상을 근본적으로 해결할 수 없는 문제점이 있다.Since the conventional oil-and-water emulsion apparatus as described above is a structure in which fuel oil, water, and an emulsifier are supplied by a metering pump, the fuel oil, water, and emulsifier cannot maintain a predetermined mixing ratio due to an error caused by the pump driving for a predetermined time. There is a problem, even if the emulsion fuel oil is preheated and maintained at a constant temperature and supplied to the boiler from particles stabilized by circulation, there is a problem that can not fundamentally solve the oil-water separation phenomenon.
또한, 연료유가 완전 연소됨과 동시에, 에멀젼 연료에 혼합된 물이 산소, 수소, 수산화기로 열분해되면서 조연제 역할을 하기 위해서는 약 3000℃ 정도의 고온 상태를 필요로 하는데, 종래의 에멀젼 연료를 사용하는 보일러에서는 이러한 고온 상태가 형성되지 않으므로, 연료유가 완전 연소되지 않음과 동시에, 에멀젼 연료에 혼합된 물이 오히려 연소 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.In addition, while the fuel oil is completely burned, water mixed in the emulsion fuel pyrolyzes into oxygen, hydrogen, and hydroxyl, and needs a high temperature of about 3000 ° C. to act as a coagulant. A boiler using a conventional emulsion fuel In such a high temperature state is not formed, there is a problem that the fuel oil is not completely burned, and at the same time, water mixed in the emulsion fuel lowers the combustion efficiency.
따라서, 본 발명은 연료유, 물, 유화제가 항상 일정 비율로 혼합되고, 이렇게 혼합된 에멀젼 연료는 연소시에도 에멀젼 상태가 유지되며, 고온 상태가 형성되어 연료가 완전 염소됨과 동시에 상기 에멀젼 연료에 혼합된 물이 열분해되면서 조연제 역할을 충분히 함으로써, 연료 절감 및 매연 감소의 기본적 효과 뿐만 아니라, 에멀젼 연료의 유수 분리 현상 및 불완전 연소를 방지하며, 에너지 효율을 극대화시키고 환경 오염을 최소화할 수 있는, 에멀젼 연료를 이용하는 보일러를 제공하는 과제를 기초로 한다.Therefore, in the present invention, fuel oil, water, and emulsifier are always mixed in a certain ratio, and the emulsion fuel thus mixed is maintained in an emulsion state during combustion, and a high temperature state is formed so that the fuel is completely chlorine and mixed into the emulsion fuel at the same time. Emulsified water can be pyrolyzed to play a role as a flame retardant, preventing the oil-water separation and incomplete combustion of emulsion fuels, as well as the basic effects of fuel saving and soot reduction, maximizing energy efficiency and minimizing environmental pollution. It is based on the task of providing a boiler using fuel.
상기 과제는 사용에 따라 편차가 큰 정량 펌프 대신에 실린더를 사용함으로써 연료유, 물, 유화제가 항상 일정 비율로 혼합되며, 혼합된 에멀젼 연료를 연소 직전에 3차 교반함으로써 연소시에 에멀젼 상태가 유지되도록 하고, 보일러의 노즐에 수소/산소 기체를 공급하여 약 3000℃ 이상의 연소 온도가 발생되도록 함으로써 연료유가 완전 연소됨과 동시에 혼합된 물이 열분해되어 조연제 역할을 충분히 할 수 있도록 구성한, 본 발명에 따른 에멀젼 연료를 이용하는 보일러에 의해 달성된다.The problem is that fuel oil, water, and emulsifiers are always mixed at a constant ratio by using a cylinder instead of a metering pump having a large variation in use, and the emulsion state is maintained during combustion by stirring the mixed emulsion fuel immediately before combustion. According to the present invention, the fuel oil is completely burned by supplying hydrogen / oxygen gas to the nozzle of the boiler to generate a combustion temperature of about 3000 ° C. or more, and the mixed water is thermally decomposed to play a role of a supporting agent. It is achieved by a boiler using emulsion fuel.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 에멀젼 연료를 이용하는 보일러를 상세히 설명한다.Hereinafter, a boiler using the emulsion fuel according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 에멀젼 연료를 사용하는 보일러의 개략 구조도.1 is a schematic structural diagram of a boiler using an emulsion fuel according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 에멀젼 연료를 사용하는 보일러에 있어서, 실린더 및 피스톤 구동 수단의 바람직한 일 실시예의 도면.2 shows a preferred embodiment of a cylinder and piston drive means in a boiler using an emulsion fuel according to the invention.
도 3은 본 발명에 따른 에멀젼 연료를 사용하는 보일러에 있어서, 노즐의 제 1 실시예의 도면.3 is a view of a first embodiment of a nozzle in a boiler using an emulsion fuel according to the invention;
도 4는 본 발명에 따른 에멀젼 연료를 사용하는 보일러에 있어서, 노즐의 제 2 실시예의 도면.4 is a view of a second embodiment of a nozzle in a boiler using an emulsion fuel according to the invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1: 에멀젼 연료를 이용하는 보일러1: boiler using emulsion fuel
11 : 연료유 탱크11: fuel oil tank
13 : 물 탱크13: water tank
15 : 유화제 탱크15: emulsifier tank
20 : 에멀젼 연료 제조/공급 장치20: emulsion fuel production / supply device
21 : 케이싱21: casing
23 : 제 1 실린더23: first cylinder
25 : 제 1 피스톤 구동 수단25: first piston drive means
29 : 제 2 실린더29: second cylinder
31 : 제 2 피스톤 구동 수단31: second piston drive means
35 : 제 3 실린더35: third cylinder
37 : 제 3 피스톤 구동 수단37: third piston drive means
41 : 1차 교반기41: primary stirrer
49 : 2차 교반기49: secondary stirrer
55 : 3차 교반기55: third stirrer
60 : 제어 박스60: control box
70 : 보일러 본체70: boiler body
71 : 버너부71: burner
73 : 노즐73: nozzle
80 : 수소/산소 기체 공급 장치80: hydrogen / oxygen gas supply device
도 1은 본 발명에 따른 에멀젼 연료를 사용하는 보일러(1)의 개략 구조도를 도시한다.1 shows a schematic structural diagram of a boiler 1 using an emulsion fuel according to the invention.
도 1에 도시되는 바와 같은 본 발명에 따른 에멀젼 연료를 사용하는 보일러(1)는 연료유, 물, 유화제를 각각 수용하는 3개의 탱크(11, 13, 15); 케이싱(21) 내에는, 상기 탱크들(11, 13, 15)로부터 각각 유입되는 연료유, 물, 유화제를 각각 수용하는 3개의 실린더(23, 29, 35)와, 상기 실린더들(23, 29, 35) 내에 각각 수용된 연료유, 물, 유화제를 소정의 비율로 토출시키는 각각의 피스톤 구동 수단들(25, 31, 37)과, 상기 각각의 피스톤 구동 수단들(25, 31, 37)에 의해 소정의 비율로 각각 토출된 연료유, 물, 유화제를 혼합하여 에멀젼 연료로 만드는 1차 교반기(41)와, 상기 1차 교반기(41)에서 1차 혼합된 에멀젼 연료를 재차 혼합하는 2차 교반기(49)를 포함하며, 상기 2차 교반기(49)에서 재차 혼합된 에멀젼 연료를 연소 직전에 다시 혼합하는 3차 교반기(55)를 구비하며, 상기 케이싱(21)의 일측에는 이들의 전체 동작을 제어하는 제어 박스(60)가 설치되는 에멀젼 연료 제조/공급 장치(20); 상기 에멀젼 연료 제조/공급 장치(20)로부터 공급되는 에멀젼 연료를 노즐(73)로 토출시켜 연소시키는 버너부(71)를 포함하는 보일러 본체(70); 및 물을 전기 분해하여 발생된 산소 및 수소 기체를 상기 노즐(73)에 공급하는 수소/산소 기체 공급 장치(80)를 포함한다.The boiler 1 using the emulsion fuel according to the present invention as shown in FIG. 1 comprises three tanks 11, 13 and 15, each containing fuel oil, water and an emulsifier; In the casing 21, three cylinders 23, 29, 35 for receiving fuel oil, water, and an emulsifier respectively introduced from the tanks 11, 13, and 15, and the cylinders 23, 29, respectively. By the respective piston drive means 25, 31, 37 for discharging the fuel oil, water, and emulsifier contained in each of the predetermined ratios 35 and the respective piston drive means 25, 31, 37, respectively. A secondary stirrer for mixing the fuel oil, water, and emulsifiers discharged at a predetermined ratio to make an emulsion fuel, and a secondary stirrer for mixing the emulsion fuel first mixed in the primary stirrer 41 ( 49) and a tertiary stirrer 55 for mixing the emulsion fuel mixed again in the secondary stirrer 49 just before combustion, and controlling one part of the casing 21 to control the overall operation thereof. An emulsion fuel production / supply device 20 in which a control box 60 is installed; A boiler body (70) including a burner portion (71) for discharging the emulsion fuel supplied from the emulsion fuel production / supply apparatus (20) to a nozzle (73); And a hydrogen / oxygen gas supply device 80 for supplying oxygen and hydrogen gas generated by electrolyzing water to the nozzle 73.
상기 연료유 탱크(11)는 예를 들어 경유 또는 중유와 같은 연료유를 저장하는 것으로, 상기 연료유 탱크(11) 내에 수용된 연료유는 필요에 따라 연료유 공급관(12)을 통하여 에멀젼 연료 제조/공급 장치(20) 내의 제 1 실린더(23) 내로 공급된다. 상기 연료유의 공급량은 차후에 설명될 제어 박스(60)에 의해 조절된다.The fuel oil tank 11 stores fuel oil such as, for example, light oil or heavy oil, and the fuel oil contained in the fuel oil tank 11 may be manufactured / emulsified through the fuel oil supply pipe 12 as necessary. It is supplied into the first cylinder 23 in the supply device 20. The amount of fuel oil supplied is controlled by the control box 60 which will be described later.
상기 물 탱크(13)는 물을 저장하는 것으로, 상기 물 탱크(12) 내에 수용된 물은 필요에 따라 물 공급관(14)을 통하여 에멀젼 연료 제조/공급 장치(20) 내의 제 2 실린더(29) 내로 공급된다. 상기 믈의 공급량은 차후에 설명될 제어 박스(60)에 의해 조절된다.The water tank 13 stores water, and water contained in the water tank 12 is introduced into the second cylinder 29 in the emulsion fuel production / supply device 20 through the water supply pipe 14 as necessary. Supplied. The amount of feed is controlled by the control box 60 which will be described later.
상기 유화제 탱크(15)는 연료유와 물의 혼합시에 필요한 유화제를 저장하는 것으로, 상기 유화제 탱크(15) 내에 수용된 유화제는 필요에 따라 유화제공급관(16)을 통하여 에멀젼 연료 제조/공급 장치(20) 내의 제 3 실린더(35) 내로 공급된다. 상기 유화제의 공급량은 차후에 설명될 제어 박스(60)에 의해 조절된다.The emulsifier tank 15 stores an emulsifier necessary for mixing fuel oil and water, and an emulsifier contained in the emulsifier tank 15 is, if necessary, emulsion fuel production / supply device 20 through an emulsifier supply pipe 16. Is supplied into the third cylinder 35. The supply amount of the emulsifier is controlled by the control box 60 which will be described later.
본 발명에 따른 에멀젼 연료를 사용하는 보일러(1)는 연료유, 물, 유화제가 각각 소정의 비율로 정확하게 토출되어 혼합되도록 하기 위하여, 사용에 따라 오차가 매우 큰 정량 펌프 대신에, 토출량에 있어 오차가 거의 없는 실린더 및 피스톤 구조가 사용된다. 또한, 상기 실린더들(23, 29, 35)들은 그것들 내에 수용된 연료유, 물, 유화제가 각각 소정의 비율로 토출되도록 하기 위하여, 예를 들어, 볼트 및 너트와 같은 체결 수단에 의해 에멀젼 연료 제조/공급 장치(20)의 케이싱(21)의 일측에 완벽히 고정되는 것이 바람직하다.In the boiler 1 using the emulsion fuel according to the present invention, in order to ensure that the fuel oil, water, and emulsifier are accurately discharged and mixed at a predetermined ratio, an error in discharge amount is used instead of a metering pump having a very large error depending on use. A cylinder and piston structure with little is used. In addition, the cylinders 23, 29, 35 are each prepared in emulsion fuel by fastening means such as, for example, bolts and nuts, in order to allow the fuel oil, water and emulsifier contained therein to be discharged at a predetermined ratio. It is preferable to be completely fixed to one side of the casing 21 of the supply device 20.
상기 실린더들(23, 29, 35) 내에 각각 수용된 연료유, 물, 유화제는 각각의 피스톤 구동 수단(25, 31, 37)에 의해 소정의 비율로 토출되는데, 이러한 피스톤 구동 수단(25, 31, 37)의 바람직한 일 실시예가 도 2에 도시된다.The fuel oil, water and emulsifiers contained in the cylinders 23, 29 and 35, respectively, are discharged at a predetermined ratio by the respective piston drive means 25, 31 and 37. The piston drive means 25, 31, One preferred embodiment of 37) is shown in FIG.
도 2에 도시되는 바와 같이, 상기 각각의 피스톤 구동 수단(25; 31; 37)은 회전축(103)을 모터(101)와, 상기 회전축(103)에 결합되는 회전판(105)과, 상기 회전판(105)의 일측에 일단부가 연결되는 연결 로드(107)과, 상기 연결 로드(107)의 타단부에 일측이 연결되어 회전판(105)의 회전에 따라 직선 왕복 운동하는 피스톤(109)를 포함하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2, each of the piston drive means 25; 31; 37 has a rotating shaft 103 connected to a motor 101, a rotating plate 105 coupled to the rotating shaft 103, and the rotating plate ( One end of the connection rod 107 is connected to one side of the 105, and one end is connected to the other end of the connection rod 107 to include a piston 109 linearly reciprocating in accordance with the rotation of the rotary plate 105 desirable.
상기 모터(101)에 의해 회전축(103)이 회전하게 되면 상기 회전축(103)에 결합된 회전판(105)도 회전하게 되며, 상기 회전판(105)이 회전하게 되면 이것의 일측에 연결되는 연결 로드(107)의 일단부도 회전하게 된다. 상기 연결 로드(107)의일단부가 회전하게 되면 연결 로드(107)의 타단부에 연결된 피스톤(109)은 상기 각각의 실린더(23; 29; 35)의 내벽을 따라 직선 왕복 운동을 하면서, 상기 각각의 실린더(23; 29; 35) 내에 각각 수용된 연료유, 물, 유화제를 소정의 비율로 토출시키게 된다. 상기 연료유, 물, 유화제의 각각의 토출량은 각각의 피스톤 구동 수단(25; 31; 37)에 있어서 회전판(105)의 반지름 또는 회전판(105)의 회전각에 의해 조절될 수 있다. 상기 각각의 피스톤 구동 수단(25; 31; 37)의 동작 및 연료유, 물, 유화제의 각각의 토출량은 차후에 설명될 제어 박스(60)에 의해 제어된다.When the rotating shaft 103 is rotated by the motor 101, the rotating plate 105 coupled to the rotating shaft 103 is also rotated, and when the rotating plate 105 is rotated, a connecting rod connected to one side thereof ( One end of 107 is also rotated. When one end of the connecting rod 107 is rotated, the piston 109 connected to the other end of the connecting rod 107 performs linear reciprocating motion along the inner wall of the respective cylinders 23; 29 and 35, respectively. The fuel oil, water, and emulsifiers contained in the cylinders 23; 29 and 35, respectively, are discharged at a predetermined ratio. The respective discharge amounts of the fuel oil, water, and emulsifier may be adjusted by the radius of the rotary plate 105 or the rotation angle of the rotary plate 105 in the respective piston drive means 25; The operation of the respective piston drive means 25; 31; 37 and the respective discharge amounts of fuel oil, water and emulsifier are controlled by the control box 60 which will be described later.
상기 각각의 피스톤 구동 수단(25; 31; 37)은 실시예에 따라 통상의 공압 피스톤 또는 유압 피스톤으로 구성될 수도 있다. 통상의 공압 피스톤 또는 유압 피스톤으로 구성되는 상기 피스톤 구동 수단(25; 31; 37)은 공압 또는 유압의 작용에 의해 피스톤이 직선 왕복 운동을 함으로써, 상기 각각의 실린더(23; 29; 35) 내에 각각 수용된 연료유, 물, 유화제는 소정의 비율로 토출된다.Each of the piston drive means 25; 31; 37 may consist of conventional pneumatic or hydraulic pistons, depending on the embodiment. The piston drive means (25; 31; 37), which are constituted by a conventional pneumatic or hydraulic piston, are respectively provided in the respective cylinders (23; 29; 35) by the linear reciprocating motion of the pistons by the action of pneumatic or hydraulic pressure. The contained fuel oil, water, and emulsifier are discharged at a predetermined ratio.
상기 제 1 실린더(23)로부터 토출되는 연료유는 제 1 도관(27)을 따라, 상기 제 2 실린더(29)로부터 토출되는 물은 제 2 도관(31)을 따라, 그리고 상기 제 3 실린더(35)로부터 토출되는 유화제는 제 3 도관(39)를 따라 1차 교반기(41) 내에 수용되는데, 이러한 1차 교반기(41)는 통상적으로 상용되는 교반기로서 연료유, 물, 유화제가 함께 수용되는 교반기 탱크와, 상기 교반기 탱크의 일측에 설치되는 교반기 모터와, 상기 교반기 모터의 회전에 따라 교반기 탱크 내에서 회전되는 교반기 축과, 상기 교반기 축에 결합되어 교반 작용을 실행하는 교반기 블레이드를 포함하는 구조로 형성되는 것이 바람직하다.Fuel oil discharged from the first cylinder 23 follows the first conduit 27, water discharged from the second cylinder 29 follows the second conduit 31, and the third cylinder 35. The emulsifier discharged from the () is accommodated in the primary stirrer 41 along the third conduit (39), which is a commonly used stirrer stirrer tank containing fuel oil, water, and emulsifier together And a stirrer motor installed at one side of the stirrer tank, a stirrer shaft rotated in the stirrer tank according to the rotation of the stirrer motor, and a stirrer blade coupled to the stirrer shaft to perform a stirring action. It is desirable to be.
상기 1차 교반기(41)의 일측에는 유량계(43)가 설치되는데, 이것은 상기 1차 교반기(41) 내에서 혼합된 에멀젼 연료의 양을 수위로서 계속적으로 검출하여 각각의 실린더(23; 29; 35)로부터 연료유, 물, 유화제가 소정의 비율로 자동적으로 공급되도록 하는 역할을 한다.One side of the primary stirrer 41 is provided with a flow meter 43, which continuously detects the amount of emulsion fuel mixed in the primary stirrer 41 as the water level so that each cylinder 23; 29; ) Serves to automatically supply fuel oil, water, and emulsifier at a predetermined ratio.
상기 1차 교반기(41) 내에서 혼합 완료된 에멀젼 연료는 제 1 에멀젼 연료 공급관(47)을 통해 2차 교반기(49) 내로 공급되는데, 상기 제 1 에멀젼 연료 공급관(47) 상에는 1차 교반기(41)로부터 2차 교반기(49)로 공급되는 1차 혼합된 에멀젼 연료의 양을 자동적으로 제어하는 솔레노이드 밸브(47)이 설치된다.The emulsion fuel mixed in the primary stirrer 41 is supplied into the secondary stirrer 49 through the first emulsion fuel supply pipe 47, and the primary stirrer 41 is provided on the first emulsion fuel supply pipe 47. A solenoid valve 47 is installed which automatically controls the amount of the primary mixed emulsion fuel supplied from the secondary stirrer 49 to the secondary stirrer 49.
상기 2차 교반기(49)는 상술한 1차 교반기(41)의 구조와 마찬가지로, 연료유, 물, 유화제가 함께 수용되는 교반기 탱크와, 상기 교반기 탱크의 일측에 설치되는 교반기 모터와, 상기 교반기 모터의 회전에 따라 교반기 탱크 내에서 회전되는 교반기 축과, 상기 교반기 축에 결합되어 교반 작용을 실행하는 교반기 블레이드를 포함하는 구조로 형성되는 것이 바람직하다.The secondary stirrer 49 has a stirrer tank containing fuel oil, water, and an emulsifier together, a stirrer motor provided at one side of the stirrer tank, and the stirrer motor, similar to the structure of the primary stirrer 41 described above. It is preferably formed of a structure including a stirrer shaft rotated in the stirrer tank according to the rotation of the stirrer, and a stirrer blade coupled to the stirrer shaft to perform a stirring action.
상기 2차 교반기(49)의 일측에는 유량계(51)가 설치되는데, 이것은 상기 2차 교반기(41) 내에서 혼합된 에멀젼 연료의 양을 수위로서 계속적으로 검출하여 상기 1차 교반기(41)로부터 에멀젼 연료가 자동적으로 공급되도록 하는 역할을 한다.A flow meter 51 is installed at one side of the secondary stirrer 49, which continuously detects the amount of the emulsion fuel mixed in the secondary stirrer 41 as the water level and emulsions from the primary stirrer 41. It serves to automatically supply fuel.
상기 2차 교반기(49) 내에서 혼합 완료된 에멀젼 연료는 제 2 에멀젼 연료 공급관(53)을 통해 차후에 설명될 보일러 본체(70)의 버너부(71)로 공급되는데, 상기 제 2 에멀젼 연료 공급관(53) 상에는 2차 교반기(49)로부터 보일러 본체(70)의 버너부(71)로 공급되는 2차 혼합된 에멀젼 연료를 노즐(73)에서의 연소 직전에 한번 더 교반하는 3차 교반기(55)가 설치된다.The emulsion fuel mixed in the secondary stirrer 49 is supplied through the second emulsion fuel supply pipe 53 to the burner part 71 of the boiler body 70 which will be described later, and the second emulsion fuel supply pipe 53 ), The tertiary stirrer 55 which stirs the secondary mixed emulsion fuel supplied from the secondary stirrer 49 to the burner portion 71 of the boiler body 70 once more immediately before combustion in the nozzle 73 is provided. Is installed.
상기 3차 교반기(55)도 상술한 1차 교반기(41) 및 2차 교반기(49)의 구조와 마찬가지로, 연료유, 물, 유화제가 함께 수용되는 교반기 탱크와, 상기 교반기 탱크의 일측에 설치되는 교반기 모터와, 상기 교반기 모터의 회전에 따라 교반기 탱크 내에서 회전되는 교반기 축과, 상기 교반기 축에 결합되어 교반 작용을 실행하는 교반기 블레이드를 포함하는 구조로 형성되는 것이 바람직하다.Similarly to the structures of the primary stirrer 41 and the secondary stirrer 49, the tertiary stirrer 55 is also provided with a stirrer tank containing fuel oil, water, and an emulsifier, and one side of the stirrer tank. It is preferably formed of a structure including a stirrer motor, a stirrer shaft rotated in the stirrer tank as the stirrer motor rotates, and an stirrer blade coupled to the stirrer shaft to perform a stirring action.
이러한 3차 교반기(55)는 에멀젼 연료 제조/공급 장치(20)로부터 보일러 본체(70)로 공급되기까지 상기 제 2 에멀젼 연료 공급관(53) 내에서 부분적으로 유수 분리된 에멀젼 연료를 연소 바로 직전에 한번 더 혼합함으로써, 상기 에멀젼 연료가 에멀젼 상태를 유지한 채로 보일러 본체(70)로 공급되어 연소되도록 함으로써, 유수 분리 현상으로 인한 불완전 연소를 방지하여 연소 효율을 최대로 증대시키는 역할을 한다.The tertiary stirrer 55 immediately before burning the emulsion fuel partially separated from the oil in the second emulsion fuel supply pipe 53 until it is supplied from the emulsion fuel manufacturing / supply device 20 to the boiler body 70. By mixing once more, the emulsion fuel is supplied to the boiler body 70 while being kept in an emulsion state and burned, thereby preventing incomplete combustion due to oil and water separation, thereby increasing combustion efficiency to the maximum.
상기 에멀젼 연료 제조/공급 장치(20)의 케이싱(21)의 일측에는 제어 박스(60)가 설치되는데, 이것은 각각의 탱크(11; 13; 15)로부터의 연료유, 물, 유화제 각각의 공급량을 제어함과 동시에, 각각의 실린더(23; 29; 35)로부터의 연료유, 물, 유화제 각각의 토출량을 소정의 비율로 설정 및 조절하는 등, 전체 동작을 제어하는 역할을 한다.A control box 60 is installed at one side of the casing 21 of the emulsion fuel production / supply device 20, which supplies the amount of fuel oil, water, and emulsifier from each of the tanks 11, 13, and 15. Simultaneously with controlling, it controls the whole operation | movement, such as setting and adjusting the discharge amount of fuel oil, water, and an emulsifier from each cylinder 23; 29; 35 in predetermined ratio.
상술한 바와 같이, 상기 에멀젼 연료 제조/공급 장치(20)에서 제조된 에멀젼 연료는 제 2 에멀젼 연료 공급관(53) 및 3차 교반기(55)를 통해 보일러 본체(70)로 공급되는데, 이러한 보일러 본체(70)는 에멀젼 연료가 연소되는 버너부(71)와, 에멀젼 연료가 분사되는 노즐(73)을 포함하는 통상의 기름 보일러의 구조를 갖는다.As described above, the emulsion fuel produced by the emulsion fuel production / supply device 20 is supplied to the boiler body 70 through the second emulsion fuel supply pipe 53 and the tertiary stirrer 55. 70 has a structure of a conventional oil boiler including a burner portion 71 in which emulsion fuel is combusted and a nozzle 73 in which emulsion fuel is injected.
본 발명에 따른 에멀젼 연료를 사용하는 보일러(1)에서는 약 3000℃ 범위의 고온 상태를 형성함으로써 연료유를 완전 연소시킴과 동시에 에멀젼 연료에 포함된 물을 완전 열분해시켜 조연제 역할을 할 수 있도록 상기 노즐(73)에 수소 기체 및 산소 기체를 공급한다.In the boiler (1) using the emulsion fuel according to the present invention by forming a high temperature state in the range of about 3000 ℃ to completely burn the fuel oil and at the same time to completely pyrolyze the water contained in the emulsion fuel to play a role of a supporting agent. Hydrogen gas and oxygen gas are supplied to the nozzle 73.
이를 위하여 상기 노즐(73)은 수소/산소 기체 공급관(81)을 통해 수소/산소 기체 공급 장치(80)와 연결되는데, 이러한 수소/산소 기체 공급 장치(80)는 물을 전기분해시켜 수소 기체 및 산소 기체를 발생시키는 통상의 수소/산소 기체 발생 장치로 구성된다.To this end, the nozzle 73 is connected with the hydrogen / oxygen gas supply device 80 through the hydrogen / oxygen gas supply pipe 81, and the hydrogen / oxygen gas supply device 80 decomposes the hydrogen gas and It is composed of a conventional hydrogen / oxygen gas generator that generates oxygen gas.
상기 수소/산소 기체 공급 장치(80)는 실시예에 따라 발생된 수소 기체 및 산소 기체가 함께 혼합된 상태로 공급될 수도 있는데, 이 경우에 있어서, 상기 수소/산소 기체 공급관(81)은 1개의 도관으로 형성된다.The hydrogen / oxygen gas supply device 80 may be supplied in a state in which hydrogen gas and oxygen gas generated according to an embodiment are mixed together. In this case, the hydrogen / oxygen gas supply pipe 81 may be provided in a single state. It is formed into a conduit.
도 3은 상기 수소/산소 기체 공급 장치(80)가 발생된 수소 기체 및 산소 기체를 서로 혼합된 상태로 노즐(73)로 공급하는 경우에 있어서, 상기 노즐(53)의 실시예를 도시한다.FIG. 3 shows an embodiment of the nozzle 53 when the hydrogen / oxygen gas supply device 80 supplies the generated hydrogen gas and oxygen gas to the nozzle 73 in a mixed state.
상기 수소/산소 기체 공급 장치(80)가 발생된 수소 기체 및 산소 기체를 서로 혼합된 상태로 노즐(73)로 공급하는 경우에는, 도 3에 도시되는 바와 같이, 상기 노즐(73)은 중앙부에 에멀젼 연료 토출구(75)가 형성되고, 상기 에멀젼 연료 토출구(75)의 둘레로 수소/산소 기체 공급관(81)과 연통되는 수소/산소 기체 토출구(77)가 형성되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.When the hydrogen / oxygen gas supply device 80 supplies the generated hydrogen gas and oxygen gas to the nozzle 73 in a mixed state with each other, as shown in FIG. 3, the nozzle 73 has a central portion. It is preferable that the emulsion fuel discharge port 75 is formed, and the hydrogen / oxygen gas discharge port 77 communicating with the hydrogen / oxygen gas supply pipe 81 is formed around the emulsion fuel discharge port 75.
또한, 상기 수소/산소 기체 공급 장치(80)는 실시예에 따라 발생된 수소 기체 및 산소 기체가 서로 분리된 상태로 공급될 수도 있는데, 이 경우에 있어서, 수소/산소 기체 공급관(81)은 수소 기체 공급관(83) 및 산소 기체 공급관(85)의 2개의 도관으로 형성되어야 한다.In addition, the hydrogen / oxygen gas supply device 80 may be supplied in a state in which hydrogen gas and oxygen gas generated according to the embodiment are separated from each other, and in this case, the hydrogen / oxygen gas supply pipe 81 is hydrogen It should be formed of two conduits of gas supply line 83 and oxygen gas supply line 85.
도 4는 상기 수소/산소 기체 공급 장치(80)가 발생된 수소 기체 및 산소 기체를 각각 분리된 상태로 노즐(73)로 공급하는 경우에 있어서, 상기 노즐(73)의 실시예를 도시한다.FIG. 4 shows an embodiment of the nozzle 73 in the case where the hydrogen / oxygen gas supply device 80 supplies the generated hydrogen gas and oxygen gas to the nozzle 73 in separate states.
상기 수소/산소 기체 공급 장치(80)가 발생된 수소 기체 및 산소 기체를 각각 분리된 상태로 노즐(73)로 공급하는 경우에는, 도 4에 도시되는 바와 같이, 상기 노즐(73)은 중앙부에 에멀젼 연료 토출구(75)가 형성되고, 상기 에멀젼 연료 토출구(75)의 둘레로 수소 기체 토출구(78)가 형성되며, 상기 수소 기체 토출구(78)의 둘레로 산소 기체 토출구(79)가 형성되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.When the hydrogen / oxygen gas supply device 80 supplies the generated hydrogen gas and oxygen gas to the nozzle 73 in a separated state, as shown in FIG. 4, the nozzle 73 has a central portion. An emulsion fuel discharge port 75 is formed, a hydrogen gas discharge port 78 is formed around the emulsion fuel discharge port 75, and an oxygen gas discharge port 79 is formed around the hydrogen gas discharge port 78. It is preferable to have.
상술한 바와 같은 노즐(73)의 양 실시예에서 연소 반응이 일어나는 경우에는, 수소 및 산소의 연소로 인하여 3000℃ 이상의 고온 상태가 발생되므로, 연료유가 완전 연소됨과 동시에 에멀젼 연료에 포함된 물이 열분해되면서 조연제로 작용하게 된다.When the combustion reaction occurs in both embodiments of the nozzle 73 as described above, since a high temperature state of 3000 ° C. or more occurs due to the combustion of hydrogen and oxygen, the fuel oil is completely burned and at the same time, water contained in the emulsion fuel is pyrolyzed. As it acts as a retardant.
따라서, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 에멀젼 연료를 사용하는 보일러는 연료유, 물, 유화제가 항상 일정 비율로 혼합되고, 이렇게 혼합된 에멀젼 연료는 연소 직전에도 에멀젼 상태가 유지되며, 고온 상태가 형성되어 연료가 완전 염소됨과 동시에 상기 에멀젼 연료에 혼합된 물이 열분해되면서 조연제 역할을 함으로써, 연료 절감 및 매연 감소의 기본적 효과 뿐만 아니라, 에멀젼 연료의 유수 분리 현상 및 불완전 연소를 방지하며, 에너지 효율을 극대화시키고 환경 오염을 최소화할 수 있는 탁월한 효과가 있다.Therefore, in the boiler using the emulsion fuel according to the present invention as described above, fuel oil, water, and emulsifiers are always mixed in a constant ratio, and the mixed emulsion fuel is maintained in an emulsion state immediately before combustion, and a high temperature state is formed. As the fuel is completely chlorine and at the same time, the water mixed in the emulsion fuel is pyrolyzed to act as a coagulant, thereby preventing oil separation and incomplete combustion of the emulsion fuel, as well as the basic effects of fuel reduction and soot reduction, and improving energy efficiency. It has an excellent effect of maximizing and minimizing environmental pollution.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |