KR20120021927A - 완전 연소를 위한 유수혼합 연소장치 - Google Patents

완전 연소를 위한 유수혼합 연소장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 물과 기름의 혼합물을 연소시키는 유수 연소장치에 관한 것이다.
본 발명의 유수혼합 연소장치는, 물과 기름이 유입되는 혼합공간을 가지며, 상기 혼합공간 내에서 기화된 물과 기름의 혼합물이 압력에 의해 외부로 배출되도록 혼합물배출구가 형성된 혼합탱크; 상기 혼합탱크 내의 물과 기름이 역방향으로 이동되는 것을 차단하는 체크밸브; 상기 혼합공간 내의 온도가 180℃ ? 250℃로 유지되고, 압력은 10?25bar가 되도록 상기 혼합탱크에 열을 가할 수 있는 혼합탱크가열기; 및 기화된 물과 기름의 혼합물을 공급받아 연소시키는 혼합물연소수단;을 포함하여 구성되고, 상기 혼합물연소수단은 물과 기름의 혼합물이 연소되는 연소공간을 가지는 연소로; 상기 연소공의 일측에 연결되어 연소시 발생되는 가스를 연소공간의 외부로 배출시키는 연소가스배출관; 다수 개의 홀이 천공되어 있는 형태이며, 혼합공간을 경유한 물과 기름의 혼합물이 발화되는 지점으로부터 연소가스배출관 사이에 위치되어 화염이 연소가스배출관을 따라 퍼져나가는 것을 방지하는 타공판; 상기 연소가스배출관을 경유하는 가스에 화염을 가하여 배출되는 가스가 연소되도록 하기 위한 배출가스재연소수단;으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명의 유수혼합 연소장치는, 상용화가 가능한 크기로의 소형화가 가능하고 경제적이며, 연소 효율이 매우 우수한 특징이 있다.

Description

완전 연소를 위한 유수혼합 연소장치{THE APPARATUS BURN AFTER MIX OIL AND WATER}
본 발명은 물과 기름의 혼합물을 연소시키는 유수 연소장치에 관한 것이다.
기름만을 연소시키는 것보다 물과 기름을 혼합하여 연소시킬 경우 연소효율이 더 우수하다는 연구 이론이 알려지면서 이 연구 이론을 상용화하기 위한 기술이 개발되고 있다.
상기 이론은 물 입자를 둘러싸고 있는 기름을 연소시키면 열의 전도에 의하여 물 입자는 기화되고, 기화된 수증기는 그 부피가 증대되면서 기름층을 확산시키면서 무화현상(霧化現像)을 일으켜서 기름의 완전한 연소를 유발한다는 것이다.
또, 고온에서 물(H2O)은 산소(O), 수소(H), 수산기(OH)로 유리되는 연속적인 유리기 반응(Radical reaction)을 일으켜서 조연제 역할을 한다는 것이다.
즉, 고온에서 수증기가 분해하여 수소레디칼이 생기고 수소레디칼은 산소분자와 화합하여 산소레디칼과 물이 된다
또, 산소레디칼은 수소분자와 화합하여 수산기(水酸基)레디칼과 수소레디칼이 된다.
또, 수산기레디칼은 수소분자와 화합하여 물과 수소레디칼이 된다.
또, 수증기와 수소가 화합하여 물과 수소레디칼을 생성시킨다.
이는 아래의 반응식과 같다.
①식...... 2H + O2 → ? O ? + H2O : 연속반응
②식...... H2 + ?O ? → ? OH + H : 연속반응
③식...... ? OH + H2 → H2O + H ? : 연속반응
④식...... H2O + H2 → H2O + 2H : 연속반응
상기와 같은 연구 이론이 알려지면서 이를 상용화하기 위한 노력이 꾸준히 진행되고 있었으나 상용화되지는 못하고 있었다.
그 주요 원인은 물과 기름의 안정적인 결합상태를 확보하지 못하고, 연소장치(설비)의 규모가 크며, 설비 투자비용이 너무 많이 소요되거나 에너지 효율성 면에서 효과적이지 못하기 때문이었다.
한국 특허공보공고번호 95-1407호 및 공고번호 96-13612호에는, HLB값 3~4의 계면활성제와 물 및 폴리비닐알콜로 조성한 비이온성 계면활성제와 중질유 및 폐유를 일정비율로 혼합 교반하여 물을 미세입자로 분산시켜 폐유를 원료로 하여 에멀젼 연료를 제조하는 기술이 제시되어 있다.
또, 한국특허공보공개번호 99-64753호에는, HLB값 4~5의 계면활성제와 물을 혼합하여 유화첨가제를 만든 후 경유, 중유, 물, 상기 유화첨가제를 일정비율로 혼합한 후 물 입자를 0.5~5㎛정도의 미세입자로 파쇄하여 에멀젼 연료유를 제조하는 기술이 제시되어 있다.
그러나 전술한 종래기술은 기름과 물 및 유화제를 일정비율로 혼합하여 혼합물을 제조한 후 교반기가 내장된 탱크 내에서 혼합물을 교반시켜 연료유 중에 함유되어 있는 물을 미세입자로 분쇄하여 유화 분산시켜 주고 물이 분산되어 있는 상태에서 연료로 이용하게 하는 방법이다.
상기와 같은 방법을 사용하려면 과도한 설비투자가 요구되는 문제점이 있었다.
또, 유화제를 사용하여 물을 가름에 미립자 상태로 분산시켜 준다고 하더라도 이는 일시적인 것일 뿐 장시간 유화상태가 유지되는 것이 아니기 때문에 상용화되지는 못하고 있었다.
이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로서 한국 특허출원 제10-2006-0026937호와 같이, 부대설비와 용지를 경감하고 에멀젼 연료유를 저장, 보관의 과정 없이 직접 연료로 사용할 수 있도록 하기 위해, 물과 기름을 적정비율로 에멀젼믹서기에 공급하고 그 공급을 받은 에멀젼믹서기는 에멀젼유를 만들어 연소수단에 공급함과 동시에 그 연소수단에 수소/산소공급수단을 이용하여 수소와 산소를 공급하여 연소효율을 높이는 기술이 안출되었다.
그러나 위와 같은 기술도 여전히 설비의 규모가 크고 많은 시설투자 비용이 요구되면서도 연소효율은 기대에 미치지 못하여 상용화되지는 못하고 있는 실정이었다.
종래기술들의 또 다른 문제점은 유수의 연소를 위해 여러 가지 수단을 구비하게 되면서 경제성을 충족시키지 못한다는 것이었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 상용화가 가능한 소형으로 제작이 가능하고 경제적이며, 물과 기름의 안정적인 혼합상태를 확보할 수 있고, 배출되는 가스에 대한 재연소도 이루어지도록 하여 완전연소가 가능한 유수혼합 연소장치를 제공하려는데 목적이 있다.
본 발명에서는 혼합을 위한 물과 기름이 각각의 배관을 통해 유입되는 혼합탱크를 연소장치에 구비해 놓고 이 혼합탱크를 가열하여 혼합공간 내의 온도가 180℃ ? 250℃ 가 되고, 압력이 10?25bar가 되도록 함으로써 연소장치 내에서 물과 기름이 기화되어 고르게 혼합된 후 이 혼합물이 연소수단으로 공급되어 연소되도록 한다.
또, 연소과정에서 발생되는 가스가 다시 연소되도록 한다.
이를 통해 유수 연소장치를 상용화가 가능한 크기로 소형화하고 경제성을 확보하며, 우수한 연소효율을 얻을 수 있도록 한다.
이러한 본 발명의 유수혼합 연소장치는, 혼합을 위한 물과 기름이 각각의 배관을 통해 유입되는 혼합공간을 가지며, 혼합공간 내에서 기화된 물과 기름의 혼합물이 혼합공간의 압력에 의해 외부로 배출되도록 혼합물배출구가 형성된 혼합탱크를 갖는다.
또, 혼합탱크 내의 물과 기름이 공급되어온 역방향으로 이동되는 것을 차단하는 체크밸브를 갖는다.
또, 혼합탱크에 열을 가하여 혼합공간 내의 온도는 180℃ ? 250℃ 가 되고, 압력은 10?25bar가 되도록 하는 혼합탱크가열기를 갖는다.
또, 혼합공간 내에서 기화된 물과 기름의 혼합물을 공급받아 연소시키는 혼합물연소수단을 갖는다.
또, 상기와 같은 혼합물연소수단은, 공급된 물과 기름의 혼합물이 연소되는 연소공간을 가지는 연소로를 포함하여 구성된다.
또, 상기 연소공간의 일측에 연결되어 연소시 발생되는 가스를 연소공간의 외부로 배출시키는 연소가스배출관을 갖는다.
또, 다수 개의 홀이 천공되어 있는 형태이며, 혼합공간을 경유한 물과 기름의 혼합물이 발화되는 지점으로부터 연소가스배출관 사이에 위치되어 화염이 연소가스배출관을 따라 퍼져나가는 것을 방지하는 타공판을 갖는다.
또, 상기 연소가스배출관을 경유하는 가스에 화염을 가하여 배출되는 가스가 연소되도록 하기 위한 배출가스재연소수단을 갖는다.
본 발명의 유수혼합 연소장치는, 혼합을 위한 물과 기름이 각각의 배관을 통해 혼합탱크로 유입되며, 이 혼합탱크가 가열되어 혼합공간 내의 온도가 180℃ ? 250℃ 가 되고, 압력이 10?25bar가 되도록 할 수 있어 열과 압력을 통해 기름과 물을 기화시켜 고르게 혼합할 수 있다.
또, 상기와 같이 열과 압력에 의해 고르게 혼합된 혼합물이 연소수단으로 공급되어 연소되도록 하고, 연소시 발생되는 가스에 대하여 다시 연소 되도록 한다.
따라서 본 발명의 유수혼합 연소장치는, 상용화가 가능한 크기로의 소형화가 가능하고 경제적이며, 연소 효율이 매우 우수한 특징이 있다.
본 발명에 있어서, 혼합탱크와 혼합물연소수단이 혼합물유동배관으로 연결되어 혼합탱크 내의 혼합물이 혼합물유동배관을 통해 혼합물연소수단에 공급되도록 되어 있고, 혼합물유동배관을 가열하는 보조가열기가 더 구비되어 있는 경우 안전성을 확보할 수 있고, 더욱 우수한 연소효율을 얻을 수 있는 특징이 있다.
또, 상기 보조가열기는 폐합성수지를 공급받아 연소시키고 이 연소과정에서 발생되는 열이 혼합물유동배관에 전달되도록 설치된 폐합성수지연소기를 가지는 경우 매우 경제적인 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 완전 연소를 위한 유수혼합 연소장치를 설명하기 위한 단면 개략도
도 2는 본 발명의 완전 연소를 위한 유수혼합 연소장치의 측면도
도 3은 본 발명의 구성요소인 타공판을 설명하기 위한 개략도
도 4는 본 발명의 구성요소인 배출가스재연소수단의 구조를 설명하기 위한 단면 개략도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 물과 오일의 혼합물을 연소시키기 위한 유수혼합 연소장치에 관한 것이다.
따라서 본 발명의 장치도 종래와 같이 물과 기름의 혼합물을 공급받아 연소시키는 혼합물연소수단(40)을 갖는다.
이러한 혼합물연소수단(40)은 이미 공지된 것이고, 보일러 등에 구비된 통상의 연소수단과 같은 형태로 구현할 수도 있는 것이므로 혼합물연소수단(40)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
그런데 본 발명은 유수 연소장치의 상용화를 위한 구조를 제공하려는데 목적이 있다.
종래기술이 상용화되지 못하는 주요 원인은, 장치의 규모가 크고 경제적이지 못하며, 물과 기름의 안정적인 혼합상태 확보에 어려움이 있고, 혼합물의 연소 효율은 기대에 미치지 못한다는 것이었다.
이러한 문제점의 해소를 위하여 본 출원의 발명자는 오랜 연구와 노력 끝에 연소장치 내에서 물과 기름을 직접 혼합시키고, 이 혼합물을 연소수단에 공급하여 연소시키는 구조를 안출하였다.
이러한 본 발명의 유수혼합 연소장치는, 혼합을 위한 물과 기름이 각각의 배관을 통해 유입되는 혼합공간(11)을 가지며, 물과 기름의 혼합물이 혼합공간(11)의 압력에 의해 외부로 배출되도록 혼합물배출구(12)가 형성된 혼합탱크(10)를 갖는다.
또, 혼합탱크(10) 내의 물과 기름이 공급되어온 역방향으로 이동되는 것을 차단하는 체크밸브(20)를 갖는다.
또, 혼합탱크(10)에 열을 가하여 혼합공간(11) 내의 온도가 180℃ ? 250℃ 가 되고, 압력이 10?25bar가 되도록 하는 혼합탱크가열기(30)를 갖는다.
즉, 본 발명에서는 물과 기름을 한 공간에 놓고 가열하되 일정한 압력과 온도 조건이 만들어지도록 하여 기화되는 물과 기름이 고르게 혼합(이러한 상태를 통상 "미액적" 상태라고 함)되도록 하는 것이다.
상기 혼합공간(11)은 상부에서 하부에 이르는 형상이 마름모꼴 형상이되도록 하는 것이 바람직한데 이것은 혼합공간(11)의 절반 정도에 물과 기름이 채워질 때 상부의 빈 공간에서 기화되어 증폭되는 효과가 우수하기 때문이다.
실험을 통해 혼합공간(11) 내의 온도가 180℃ ? 250℃ 가 되고, 압력이 10?25bar가 되면 물과 기름이 고르게 혼합되는 것을 알 수 있었다.
혼합공간(11) 내의 온도가 180℃ ? 250℃ 가 되고, 압력이 10?25bar가 되도록 하는 것은 혼합탱크(10)를 가열함으로써 확보할 수 있다.
즉, 내부에 공간을 가지는 탱크 형상은 압력용기와 같기 때문에 가열되면 내부에 저장된 유체나 가스가 팽창하여 압력이 올라가는 현상이 발생되는데 이러한 원리를 이용하는 것이다.(본 발명은 물과 기름이 기화되어 압력 상승이 더욱 원활하게 이루어진다.)
바람직하게는 혼합공간(11) 내의 온도와 압력이 설정된 수치에 이르기 전까지는 혼합물배출구(12)가 열리지 않고 설정된 압력에 이르면 혼합물배출구(12)가 열리도록 구현하는 것이다.
이러한 구성은 혼합물배출구(12)나 그 후단에 압력조절밸브를 설치함으로써 확보할 수 있다.
온도의 제어는 혼합공간(11) 내의 온도가 감지되도록 하고, 이 감지된 온도에 근거하여 혼합탱크가열기(30)를 구동시킴으로써 확보할 수 있다.
혼합공간(11) 내의 온도와 압력이 설정된 범위 내에 있도록 하는 또 다른 방법으로서 혼합공간(11)의 크기, 혼합물배출구(12)의 크기, 투입되는 물과 기름의 양, 혼합탱크가열기(30)를 통한 가열의 정도를 미리 설정해 놓음으로써 얻을 수도 있다.
전술한 체크밸브(20)를 구비하는 이유는 혼합탱크(10)의 혼합공간(11)에 작용하는 압력으로 인해 혼합탱크(10)로 공급되던 물과 기름이 역류되는 것을 방지하기 위해서이다.
전술한 혼합탱크가열기(30)는 전기에너지에 의해 발열되는 발열체(코일, 발열봉 등)을 가지는 전기히터의 형태로 구현할 수도 있고, 가스나 기름을 연료로 사용하는 버너를 갖는 형태 등 다양한 형태로 구현 가능하다.
혼합탱크(10)에서 혼합된 물과 기름의 혼합물이 연소지점에 근접되어 있도록 할 수도 있지만 안전성 확보를 위해 혼합탱크(10)와 혼합물연소수단(40)은 혼합물유동배관(50)으로 연결되어 혼합탱크(10) 내의 혼합물이 혼합물유동배관(50)을 통해 혼합물연소수단(40)에 공급되어 연소되도록 하는 것이 바람직하다.(혼합공간(11)의 압력으로 인해 혼합물이 혼합물배출구(12)를 통해 배출되고 혼합물유동배관(50)으로 유동되어 분사되는 방식)
또, 혼합물유동배관(50)의 끝부분에는 혼합물을 넓게 분사하는 분사노즐을 설치하는 것이 바람직하다.
특히, 혼합물유동배관(50)의 끝부분 직경이 1mm 이상이라면 분사노즐을 설치할 필요성이 있다.
상기와 같이 혼합물유동배관(50)을 가지는 경우에 별도의 수단이 없다면, 혼합물유동배관(50)을 경유하는 혼합물은 분사지점으로 갈수록 압력과 온도가 낮은 조건에 놓이게 된다.
이와 같이 온도와 압력이 낮아지면 물과 기름의 혼합상태가 나빠지면서 연소효율이 저하될 수 있다.
이를 방지하기 위해 혼합물유동배관(50)을 가열하는 보조가열기(60)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
즉, 혼합물유동배관(50)을 가열하여 혼합물유동배관(50)의 압력과 온도가 저하되는 것을 방지하는 것이다.
이러한 보조가열기(60)는 혼합탱크가열기(30)와 같이 전기히터의 형태나 버너(가스나 기름 등을 연료로 사용하는 버너)를 갖는 형태 등으로 구현 가능하다.
또, 목재를 연소시켜 열을 얻는 구조로 구현할 수도 있다.
또, 폐합성수지를 공급받아 연소시키고 이 연소과정에서 발생되는 열이 혼합물유동배관(50)에 전달되도록 설치된 폐합성수지연소기의 형태로 구현할 수도 있다.
이러한 폐합성수지연소기는 이미 널리 공지되어 다양한 산업분야에 적용되고 있으므로 폐합성수지연소기의 구체적인 설명은 생략한다.
다만, 폐합성수지연소기는 정상적으로 구동되는데 상당한 시간과 에너지가 요구되는 것이므로 폐합성수지연소기를 가지는 형태라면 폐합성수지연소기가 정상적으로 구동되는 시점까지 혼합물유동배관(50)을 가열해줄 수 있는 수단이 요구된다.
이러한 수단은 전기히터의 형태나 가스나 기름을 연료로 사용하는 버너를 갖는 형태로 구현 가능하다.
첨부된 도면은 혼합탱크가열기(30)의 구동을 위해 공급되는 가스(LPG 등)가 폐합성수지연소기의 연소로(41)에 공급되어 연소됨으로써 폐합성수지연소기의 정상적인 구동을 지원하는 동시에 그 과정에서 발생되는 열이 혼합물유동배관(50)의 가열에 사용되도록 된 형태를 도시한 것이다.
본 발명의 구성요소인 혼합물연소수단(40)은 공지의 다양한 형태 등으로 구현 가능하다고 설명한 바 있다.
그러나 바람직한 것은, 도 1과 같이 공급된 물과 기름의 혼합물이 연소되는 연소공간(41a)을 가지는 연소로(41)와;
연소공간(41a)의 일측에 연결되어 연소시 발생되는 가스를 연소공간(41a)의 외부로 배출시키는 연소가스배출관(42)과;
다수 개의 홀(43a)이 천공되어 있는 형태이며 상기 연소가스배출관(42)의 앞쪽(혼합공간(11)을 경유한 물과 기름의 혼합물이 발화되는 지점으로부터 연소가스배출관(42)의 사이)에 위치되어 화염이 연소가스배출관(42)을 따라 퍼져나가는 것을 방지하는 타공판(43);을 갖는 형태로 구현하는 것이 바람직하다.
즉, 타공판(43)에 의해 혼합물이 더욱 완전하게 연소되도록 하는 것이다.
한편, 본 발명은 물과 기름의 혼합물이 완전 연소가 되도록 하려는 목적도 가지고 있다.
상기와 같은 구조에서, 타공판(43)의 중앙부에서 배출되는 가스는 완전연소가 이루어진 것이어도 타공판(43)의 가장자리 부근에서 배출되는 가스는 불완전연소가 이루어진 것일 수 있다.
따라서 타공판(43)의 가장자리 부근에서 연소가스배출관(42) 방향으로 배출되는 가스는 혼합물연소수단(40)의 연소로(41)에 다시 투입되어 다시 연소되도록 하는 것이 바람직하다.
이를 위해 연소가스배출관(42)을 구현함에 있어, 내측관(42a)과 외측관(42b)을 가지는 이중관 형태로 구현할 수 있다.
이때 내측관(42a)의 어느 한쪽은 타공판(43)의 중앙부에 위치되어 있어 타공판(43)의 중앙부에서 배출되는 가스가 유입되고, 유입된 가스는 외부로 배출되도록 한다.
또, 외측관(42b)의 어느 한쪽은 타공판(43)의 가장자리 부근에 위치되어 있고 다른 한쪽은 연소로(41)와 연결되어 있어 외측관(42b)을 통해 수집된 가스가 연소로(41)에 다시 투입되도록 한다.
전술한 설명에서의 타공판(43)에 천공된 다수 개의 홀(43a)이, 도 3과 같이 연소가스배출관(42) 방향으로 갈수록 천공 넓이가 작은 테이퍼 형상의 홀인 경우 가스의 배출은 원활하면서도 완전연소를 시키는 효과는 더욱 우수하다.
전술한 외측관(42b)은 공기주입용블로워(71)를 통해 연소로(41)에 공기를 불어 넣는 공기주입수단과 연결됨으로써 외측관(42b)의 한쪽이 연소로(41)와 연결된 것이고, 외측관(42b)에는 상기 공기주입용블로워(71)에 의한 흡입력이 작용되는 경우 불완전 연소 가스가 혼합물연소수단(40)의 연소로(41)에 원활하게 재투입된다.
상기와 같은 구성을 갖는다고 하더라도 연소가스배출관(42)을 경유하는 미연소 가스가 발생 될 수 있다.
따라서 완전연소를 위하여, 물과 기름의 혼합물이 연소되면서 발생되는 가스에 화염을 가하여 배출되는 가스가 연소되도록 하기 위한 배출가스재연소수단(44)을 구비할 수 있다.
첨부된 도면에서의 구조는 연소가스배출관(42)을 경유하는 가스에 화염을 가하도록 되어 있는 구조이다.
이러한 배출가스재연소수단(44)은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 4에서는 연소시 발생되는 가스(도면에서는 연소가스배출관(42)을 경유하는 가스)가 내측의 중공부로 유입되도록 타공된 복수 개의 홀(44aa)을 가지는 원통형의 가스연소공간형성체(44a)을 포함하여 구현되어 있다.
또, 수소를 공급받아 발화하되 가스연소공간형성체(44a)의 내부 공간에서 화염을 발생시키도록 설치된 화염발생기(44b)가 구비되어 있다.
또, 화염발생기(44b)에 수소를 공급하는 수소공급장치(44c)를 구비하고 있다.
이러한 구조는 배출되는 가스에 대한 재연소를 통해 연소효율이 매우 우수한 특징이 있다.
본 발명에 있어서, 혼합탱크(10)로 공급될 물과 기름이 각각 저장되어 있는 물저장탱크(80)와 기름저장탱크(90)가 본 발명의 유수 혼합 가열기에 구비되어 있도록 할 수 있다.
이러한 경우 물저장탱크(80)와 기름저장탱크(90) 내의 물과 기름은 혼합물연소수단(40)에서 발생되는 열에 의해 예열되도록 하는 것이 에너지 효율성 면에서 바람직하다.
첨부된 도면에서는 물저장탱크(80)와 기름저장탱크(90)의 한쪽면이 혼합물연소수단(40)의 연소로(41)에 접촉되어 있어 열교환에 의해 가열되도록 되어 있다.
상기와 같은 방식 외에도 혼합물연소수단(40)에서 발생되는 열을 물저장탱크(80)나 기름저장탱크(90)에 전달하는 방식은 다양한 형태로 구현 가능하다.
본 발명의 구성요소인 혼합탱크(10)는 혼합물연소수단(40)에서 발생되는 열에 의해서도 가열되도록 하는 것이 바람직하다.
첨부된 도면에서는 혼합탱크(10)가 연소로(41) 내에 위치되어 있어 열전달이 이루어지도록 되어 있다.
10. 혼합탱크 11. 혼합공간
12. 혼합물배출구 20. 체크밸브
30. 혼합탱크가열기 40. 혼합물연소수단
41. 연소로 41a. 연소공간
42. 연소가스배출관 42a. 내측관
42b. 외측관 43. 타공판
43a. 홀 44. 배출가스재연소수단
44a. 가스연소공간형성체 44aa. 홀
44b. 화염발생기 44c. 수소공급장치
50. 혼합물유동배관 60. 보조가열기
71. 공기주입용블로워 80. 물저장탱크
90. 기름저장탱크

Claims (8)

  1. 물과 오일을 혼합하여 연소시키기 위한 장치에 있어서,
    혼합을 위한 물과 기름이 각각의 배관을 통해 유입되는 혼합공간(11)을 가지며, 상기 혼합공간(11) 내에서 기화된 물과 기름의 혼합물이 혼합공간(11)의 압력에 의해 외부로 배출되도록 혼합물배출구(12)가 형성된 혼합탱크(10);
    상기 혼합탱크(10) 내의 물과 기름이 공급되어온 역방향으로 이동되는 것을 차단하는 체크밸브(20);
    상기 혼합공간(11) 내의 온도가 180℃ ? 250℃로 유지되고, 압력은 10?25bar가 되도록 상기 혼합탱크(10)에 열을 가할 수 있는 혼합탱크가열기(30); 및
    상기 혼합공간(11) 내에서 기화된 물과 기름의 혼합물을 공급받아 연소시키는 혼합물연소수단(40);을 포함하여 구성되어 있되
    상기 혼합물연소수단(40)은 공급된 물과 기름의 혼합물이 연소되는 연소공간(41a)을 가지는 연소로(41);
    상기 연소공간(41a)의 일측에 연결되어 연소시 발생되는 가스를 연소공간(41a)의 외부로 배출시키는 연소가스배출관(42);
    다수 개의 홀(43a)이 천공되어 있는 형태이며, 혼합공간(11)을 경유한 물과 기름의 혼합물이 발화되는 지점으로부터 연소가스배출관(42) 사이에 위치되어 화염이 연소가스배출관(42)을 따라 퍼져나가는 것을 방지하는 타공판(43);
    물과 기름의 혼합물이 연소되면서 발생되는 가스에 화염을 가하여 배출되는 가스가 연소되도록 하기 위한 배출가스재연소수단(44);으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 완전 연소를 위한 유수혼합 연소장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배출가스재연소수단(44)은, 물과 기름의 혼합물이 연소되면서 발생되는 가스가 내측의 중공부로 유입되도록 타공된 복수 개의 홀(44aa)을 갖는 원통형의 가스연소공간형성체(44a);
    수소를 공급받아 발화하되 가스연소공간형성체(44a)의 내부 공간에서 화염을 발생시키도록 설치된 화염발생기(44b); 및
    상기 화염발생기(44b)에 수소를 공급하는 수소공급장치(44c)를 포함하여 구성된, 완전 연소를 위한 유수혼합 연소장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합탱크(10)와 혼합물연소수단(40)은 혼합물유동배관(50)으로 연결되어 혼합탱크(10) 내의 혼합물이 혼합물유동배관(50)을 통해 혼합물연소수단(40)에 공급되도록 되어 있고,
    상기 혼합물유동배관(50)을 가열하는 보조가열기(60)가 더 구비되어 있는, 완전 연소를 위한 유수혼합 연소장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 보조가열기(60)는 폐합성수지를 공급받아 연소시키고 이 연소과정에서 발생되는 열이 혼합물유동배관(50)에 전달되도록 설치된 폐합성수지연소기를 가지는 것을 특징으로 하는, 완전 연소를 위한 유수혼합 연소장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합탱크(10)는 혼합물연소수단(40)에서 발생되는 열에 의해서도 가열되도록 된 것을 특징으로 하는, 완전 연소를 위한 유수혼합 연소장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 연소가스배출관(42)은 내측관(42a)과 외측관(42b)을 가지는 이중관 형태로 구현되어 있으며, 상기 내측관(42a)의 어느 한쪽은 타공판(43)의 중앙부에 위치되어 있고, 상기 외측관(42b)의 어느 한쪽은 타공판(43)의 가장자리 부근에 위치되어 있으며 다른 한쪽은 상기 연소로(41)와 연결되어 있어 외측관(42b)을 통해 수집된 가스가 연소로(41)에 다시 투입되도록 된, 완전 연소를 위한 유수혼합 연소장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 타공판(43)에 천공된 다수 개의 홀(43a)은 연소가스배출관(42) 방향으로 갈수록 천공 넓이가 작은 테이퍼 형상의 홀인 것을 특징으로 하는, 완전 연소를 위한 유수혼합 연소장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 외측관(42b)은 공기주입용블로워(71)를 통해 연소로(41)에 공기를 불어 넣는 공기주입수단과 연결됨으로써 외측관(42b)의 한쪽이 연소로(41)와 연결된 것이고, 외측관(42b)에는 상기 공기주입용블로워(71)에 의한 흡입력이 작용되는 것을 특징으로 하는, 완전 연소를 위한 유수혼합 연소장치.
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