KR20100135588A - 소각 및 건조용 가열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소각 및 건조용 가열장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 소각 및 건조용 가열장치는 하우징 내부에 배치되고, 주름관 형상으로 이루어지며, 물이 유입된 후 가열됨으로써 스팀을 발생시키는 스팀 발생관; 상기 스팀 발생관 내부에 유입된 물이 고온의 스팀이 되도록, 상기 스팀 발생관을 가열시키는 버너; 및 상기 스팀 발생관에서 발생된 스팀과 오일공급탱크로부터 공급되는 오일이 유입된 후 믹싱되고, 그 믹싱된 혼합물을 상기 버너의 화염에 분사시킴으로써 상기 버너의 OFF상태에서도 점화상태를 유지할 수 있게 하는 혼합물 분사장치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

스팀 발생관, 버너, 혼합물 분사장치

Description

소각 및 건조용 가열장치{Heating apparatus for incinerration and drying}

본 발명은 소각 및 건조용 가열장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기를 사용하지 않고 자동점화가 가능하여 소비전력을 절감시킬 수 있고, 고온의 열원을 효율적으로 생성할 수 있도록 구조가 개선된 소각 및 건조용 가열장치에 관한 것이다.

일반적으로, 고온의 열원이 요구되는 소각설비나 건조장치에는 전기버너가 사용된다. 이러한 전기버너의 사용은 전력소비를 증가시킴으로써, 에너지 자원의 부족으로 대체에너지 개발에 역점을 두고 있는 기술개발 추세에 역행하는 결과를 초래하는 것이다.

한편, 오일버너의 경유 경유나 중유 등을 사용하게 되는데, 국제 유가의 급등 등으로 인해 그 수요가 현저히 줄어들고 있는 실정이다.

따라서, 소각설비나 농수산물 건조 등에 사용되는 소각 및 건조용 가열장치의 경우 에너지를 절감시킬 수 있는 대체열원 및 그 대체열원이 사용되는 설비의 개발이 시급히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 에너지를 절감시킬 수 있는 소각 및 건조용 가열장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하우징 내부에 배치되고, 주름관 형상으로 이루어지며, 물이 유입된 후 가열됨으로써 스팀을 발생시키는 스팀 발생관; 상기 스팀 발생관 내부에 유입된 물이 고온의 스팀이 되도록, 상기 스팀 발생관을 가열시키는 버너; 및 상기 스팀 발생관에서 발생된 스팀과 오일공급탱크로부터 공급되는 오일이 유입된 후 믹싱되고, 그 믹싱된 혼합물을 상기 버너의 화염에 분사시킴으로써 상기 버너의 OFF상태에서도 점화상태를 유지할 수 있게 하는 혼합물 분사장치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 오일공급탱크에는 폐유가 저장되고, 상기 혼합물 분사장치에는 상기 오일공급탱크로부터 상기 폐유가 공급되는 것이 바람직하다.

본 발명은, 상기 오일공급탱크와 상기 혼합물 분사장치에 각각 접속되는 제1접속관; 상기 오일을 상기 혼합물 분사장치에 공급 및 공급차단할 수 있도록, 상기 제1접속관을 개폐시키는 오일용 솔레노이드 밸브; 상기 스팀 발생관과 상기 혼합물 분사장치에 각각 접속되고, 상기 스팀이 배출되는 배출경로를 제공하는 제2접속관이 접속되는 3-Way 밸브; 상기 제2접속관의 압력에 따라 상기 오일용 솔레노이드 밸브를 개폐시키기 위하여, 상기 제2접속관의 압력을 측정하기 위한 압력측정기; 및 상기 압력측정기에 의해 측정된 압력에 따라 상기 오일용 솔레노이드 밸브의 개폐동작을 위한 신호를 인가하기 위한 제어장치;를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 제2접속관을 개방 및 폐쇄시킴으로써, 상기 스팀을 상기 제2접속관과 상기 혼합물 분사장치에 선택적으로 유입시키기 위한 스팀용 솔레노이드 밸브;를 더 구비하는 것도 가능하다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 소각 및 건조용 가열장치는 에너지 사용의 근원이 되는 버너를 사용하지 않고도 점화상태를 유지할 수 있게 됨으로써 에너지 절감효율을 극대화시킬 수 있는 장점과 전기적인 신호에 기초하여 안전성 및 효율성을 고려한 자동제어가 가능한 장점을 가진다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 소각 및 건조용 가열장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소각 및 건조용 가열장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명 일실시예의 초기 점화상태를 보인 제어흐름도이며, 도 3은 본 발명 일실시예의 중간 가동상태를 보인 제어흐름도이며, 도 4는 본 발명 일실시예의 소화과정시의 가동상태를 보인 제어흐름도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 소각 및 건조용 가열장치는 스팀 발생관(2)과 버너(3)와 혼합물 분사장치(4)를 포함하여 이루어진다.

상기 스팀 발생관(2)은 하우징(1) 내부에 배치되고, 주름관 형상으로 이루어 지며, 물 공급관(11)을 통해 물이 유입된 후 상기 버너(3)에 의해 가열됨으로써 스팀을 발생시킨다.

상기 버너(3)는 상기 스팀 발생관(2) 내부에 유입된 물이 고온의 스팀이 되도록, 상기 스팀 발생관(2)을 가열시키는 역할을 한다. 상기 버너(3)는 전기 또는 오일 등을 연료로 하는 것으로, 에너지 사용의 주원인이 된다.

상기 혼합물 분사장치(4)는, 스팀과 오일이 믹싱되고 분사구(4a)를 통해 상기 믹싱된 혼합물을 상기 버너(3)에 의해 발생되는 화염에 분사시키는 역할을 한다. 여기서, 상기 오일로는 오일공급탱크에 저장되어 있는 폐유가 사용되었다. 이와 같이, 본 실시예는 폐유를 재활용함으로써, 에너지를 더욱 절감시킬 수 있는 장점을 가진다.

이와 같이, 상기 폐유와 스팀 혼합물에 의해 점화상태가 유지되는 동안에는 상기 버너(3)의 사용이 불필요하게 된다. 결국, 상기 버너(3)의 OFF 상태에서도 점화상태를 유지할 수 있게 됨으로써, 상기 버너(3)에 의한 전기 또는 오일의 사용이 현저히 줄어들게 되는 것이다. 그리고, 상기 폐유에 고온의 스팀이 혼합됨으로써 상기 폐유는 고온의 폐유가 되고, 이러한 고온의 폐유가 상기 버너(3)에 의한 화염에 분사됨으로써 점화상태가 유지될 수 있게 된다.

이제, 상기 혼합물 분사장치(4)에 스팀과 폐유가 유입되게 하는 구성 및 동작원리에 대해 설명하기로 한다.

본 실시예는 상기 스팀과 폐유가 상기 혼합물 분사장치(4)로 유입되게 하는 구성으로, 제1접속관(5)과 오일용 솔레노이드 밸브(6)와 3-Way 밸브(7)와 압력측정 기(9)와 제어장치와 스팀용 솔레노이드 밸브(10)를 구비한다.

상기 제1접속관(5)은 오일공급탱크와 혼합물 분사장치(4) 양자 사이에 배치되고 양자에 각각 접속되어서, 상기 오일공급탱크에 저장되어 있는 폐유를 상기 혼합물 분사장치(4)에 공급시킬 수 있는 이동경로를 제공하는 역할을 한다.

여기서, 상기 폐유는, 상기 제1접속관(5)을 개폐시키는 오일용 솔레노이드 밸브(6)의 작동으로 인해, 상기 혼합물 분사장치(4)에 선택적으로 공급된다. 즉, 상기 폐유는상기 오일용 솔레노이드 밸브(6)가 개방되는 경우에 한하여 상기 혼합물 분사장치(4)에 공급되는 것이다.

이러한 오일용 솔레노이드 밸브(6)의 개폐동작은 전기적인 신호에 기초하여 이루어진다. 즉, 상기 오일용 솔레노이드 밸브(6)는 제어장치의 제어신호에 따라 동작되는데, 상기 오일용 솔레노이드 밸브(6)의 동작여부는 상기 스팀 발생관(2)의 압력에 따라 좌우된다.

한편, 상기 3-Way 밸브(7)에는 스팀 발생관(2)과 혼합물 분사장치(4)와 제2접속관(8)이 접속된다. 상기 제2접속관(8)은 스팀이 배출되는 배출경로를 제공하는 역할을 한다.

상기 제2접속관(8)에 설치되는 스팀용 솔레노이드 밸브(10)는, 상기 제어장치의 제어신호에 기초하여 상기 스팀을 외부로 배출 또는 상기 혼합물 분사장치(4) 측으로 유입되게 한다.

즉, 상기 제2접속관(8)에 설치된 압력측정기(9)는 상기 스팀의 압력을 측정하게 되고, 그 측정된 압력이 설정압력(X)과 일치하는 경우에 상기 제어장치는 상 기 오일용 솔레노이드 밸브(6)에 제어신호를 인가하여 그 오일용 솔레노이드 밸브(6)를 개방시킨다. 이와 같이 되면, 상기 스팀 발생관(2)에 발생된 스팀과 상기 오일공급탱크에 저장되어 있는 폐유가 상기 혼합물 분사장치(4)에 유입된다.

이와 같이, 본 실시예는 제어장치의 제어신호에 따라 스팀이 일정온도 및 일정압력에 도달될 때까지 폐유의 공급을 차단시키고, 스팀이 일정온도 및 일정압력에 도달된 경우에만 폐유의 공급을 가능하도록 구성됨으로써, 상기 혼합물 분사장치(4)에 의한 효율적인 점화상태 유지가 가능하게 되는 것이다. 결국, 본 실시예에 의하면, 상기 버너(3)의 OFF 상태에서도 상기 혼합물 분사장치(4)에 의해 점화상태를 유지할 수 있게 되고 폐유를 재활용함으로써, 에너지를 절감효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

이하에서는 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 다른 소각 및 건조용 가열장치의 동작과정을 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 소각 및 건조용 가열장치에 대한 시스템이 ON상태가 된 이후 버너(3)가 ON상태가 되면, 상기 버너(3)에 의해 일정시간 스팀 발생관(2) 내부에 유입된 물이 가열됨으로써 스팀이 발생된다.

상기 발생된 스팀의 압력은 압력측정기(9)에 의해 측정되고, 측정된 압력이 설정압력(X)에 도달될 때까지 상기 버너(3)의 ON상태는 유지된다. 그러나, 상기 측정된 압력이 설정압력(X)에 도달되면, 오일용 솔레노이드 밸브(6)가 개방됨으로써 폐유가 제1접속관(5)을 통해 상기 혼합물 분사장치(4)에 유입됨으로써, 상기 스팀과 폐유가 상기 혼합물 분사장치(4)에서 믹싱된다. 이와 같이, 믹싱된 혼합물은 상 기 버너(3)에 의해 발생된 화염에 분사됨으로써, 점화상태를 유지하게 되며, 일정시간 경과 후 버너(3)가 자동으로 OFF상태로 된다. 결국, 상기 버너(3)의 OFF 상태가 된 경우에도, 상기 혼합물 분사장치(4)에 의해 점화상태가 유지될 수 있는 것이다.

이제, 상기 버너(3)가 OFF 상태가 되고 점화상태가 유지되고 있는 동안의 중간동작 과정에 대해 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

화염에 의해 가열되고 있는 하우징(1) 내부의 온도가 최대치(MAX)에 도달되지 못한 경우에는 혼합물 분사장치(4)의 분사구(4a)를 통해 스팀과 폐유의 혼합물이 지속적으로 분사된다.

그러나, 상기 하우징(1) 내부의 온도가 최대치(MAX)에 도달된 경우에는 먼저 상기 OFF상태의 버너(3)가 ON상태가 된 이후에, 상기 제어장치의 제어신호에 기초하여 상기 오일용 솔레노이드 밸브(6)가 폐쇄된다. 이와 같이 되면, 상기 폐유가 상기 혼합물 분사장치(4)에 유입되지 않게 됨으로써, 화염은 상기 버너(3)에 의해 좌우됨으로써 화력이 작아지게 된다. 결국, 상기 하우징(1) 내부의 온도가 점진적으로 작아지게 된다.

상기 하우징(1) 내부의 온도가 최소치(MIN) 이하로 떨어지게 되면, 원하는 소각 및 건조를 수행할 수 없게 되는데, 이러한 점을 고려하여 본 실시예는 상기 하우징(1) 내부의 온도가 최소치(MIN)에 도달되었는지를 감지하게 된다.

감지결과 상기 하우징(1) 내부의 온도가 최소치(MIN)에 도달된 경우에는 상기 오일용 솔레노이드 밸브(6)가 다시 개방되어 상기 혼합물 분사장치(4)에 의한 혼합물 분사로 점화상태가 유지된 이후에 ON상태의 버너(3)가 OFF상태가 된다.

이와 같이, 상기 하우징(1) 내부의 온도가 안전을 고려한 최대치(MAX)와 효율을 고려한 최소치(MIN) 사이에 있는지 여부에 따라 상기 혼합물 분사장치(4)에 의한 점화상태를 유지 또는 상기 버너(3)에 의한 점화상태로의 복귀를 선택할 수 있도록 설계되어 있어서, 본 실시예는 안전과 효율을 고려함과 동시에 에너지 절감 효과를 극대화시킬 수 있는 장점을 도출할 수 있는 것이다.

한편, 본 실시에에 따른 소각 및 건조용 가열장치에 대한 시스템이 OFF상태가 된 경우에는, 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 먼저 OFF상태의 버너(3)가 ON상태가 되고, 상기 오일용 솔레노이드 밸브(6)가 폐쇄됨으로써 폐유공급이 차단되며, 상기 스팀용 솔레노이드 밸브(10)를 개방시킴으로써 상기 스팀을 외부로 배출되게 하며, 일정시간 경과 후 상기 버너(3)가 OFF상태가 됨으로써 소각 및 건조를 위한 동작이 종료된다.

이러한 상태에서는 추가적인 스팀과 폐유의 공급이 차단되고, 상기 버너(3)에 의해 상기 하우징(1) 내에 잔류되어 있는 연소가스 또는 폐유 등을 연소시킴으로써 불완전 연소된 가스 등을 완전 연소시킬 수 있게 된다. 이와 같이 되면, 불완전 연소로 인해 발생되는 독성물질을 최소화시킬 수 있는 것이다.

이상, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며 본 발명이 속하는 기술분야에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있음은 자명하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소각 및 건조용 가열장치의 단면도.

도 2는 본 발명 일실시예의 초기 점화상태를 보인 제어흐름도.

도 3은 본 발명 일실시예의 중간 가동상태를 보인 제어흐름도.

도 4는 본 발명 일실시예의 소화과정시의 가동상태를 보인 제어흐름도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1:하우징 2:스팀 발생관

3:버너 4:혼합물 분사장치

4a:분사구 5:제1접속관

6:오일용 솔레노이드 밸브 7:3-Way 밸브

8:제2접속관 9:압력측정기

10:스팀용 솔레노이드 밸브 11:물 공급관

Claims (4)

1. 하우징(1) 내부에 배치되고, 주름관 형상으로 이루어지며, 물이 유입된 후 가열됨으로써 스팀을 발생시키는 스팀 발생관(2);

   상기 스팀 발생관(2) 내부에 유입된 물이 고온의 스팀이 되도록, 상기 스팀 발생관(2)을 가열시키는 버너(3); 및

   상기 스팀 발생관(2)에서 발생된 스팀과 오일공급탱크로부터 공급되는 오일이 유입된 후 믹싱되고, 그 믹싱된 혼합물을 상기 버너(3)의 화염에 분사시킴으로써 상기 버너(3)의 OFF상태에서도 점화상태를 유지할 수 있게 하는 혼합물 분사장치(4);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소각 및 건조용 가열장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 오일공급탱크에는 폐유가 저장되고, 상기 혼합물 분사장치(4)에는 상기 오일공급탱크로부터 상기 폐유가 공급되는 것을 특징으로 하는 소각 및 건조용 가열장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 오일공급탱크와 상기 혼합물 분사장치(4)에 각각 접속되는 제1접속관(5);

   상기 오일을 상기 혼합물 분사장치(4)에 공급 및 공급차단할 수 있도록, 상 기 제1접속관(5)을 개폐시키는 오일용 솔레노이드 밸브(6);

   상기 스팀 발생관(2)과 상기 혼합물 분사장치(4)에 각각 접속되고, 상기 스팀이 배출되는 배출경로를 제공하는 제2접속관(8)이 접속되는 3-Way 밸브(7);

   상기 제2접속관(8)의 압력에 따라 상기 오일용 솔레노이드 밸브(6)를 개폐시키기 위하여, 상기 제2접속관(8)의 압력을 측정하기 위한 압력측정기(9); 및

   상기 압력측정기(9)에 의해 측정된 압력에 따라 상기 오일용 솔레노이드 밸브(6)의 개폐동작을 위한 신호를 인가하기 위한 제어장치;를 구비하는 것을 특징으로 하는 소각 및 건조용 가열장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제2접속관(8)을 개방 및 폐쇄시킴으로써, 상기 스팀을 상기 제2접속관(8)과 상기 혼합물 분사장치(4)에 선택적으로 유입시키기 위한 스팀용 솔레노이드 밸브(10);를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소각 및 건조용 가열장치.

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