KR20180046069A - 엘피지 액분사 연소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘피지 액분사 연소장치에 관한 것으로, 그 목적은, LPG 저장탱크의 내부에 충진되어진 액상의 가스를 직접 액상의 가스버너로 연소시켜 고온의 화력을 얻을 수 있도록 하는 엘피지 액분사 연소장치를 제공함에 있다. 이는 LPG 저장탱크와, 상기 LPG 저장탱크에서 연결배관을 통해 액체상태의 가스를 공급받아 연소시키는 액분사 가스버너를 포함하고, 상기 액분사 가스버너는, 가스량을 조절하는 자동유량 조절밸브와, 상기 자동유량 조절밸브를 통과한 가스액을 분사시키는 액분사구가 형성되고, 상기 액분사구의 주위에 공기를 공급하는 제1공기 공급부를 포함하는 액분사노즐과, 상기 액분사노즐에서 분사되는 LPG 액과 제1공기 공급부에서 공급되는 공기가 혼합되는 혼합실과, 상기 혼합실에 공기를 공급하는 제2공기 공급부를 포함하는 것이다.

Description

엘피지 액분사 연소장치{COMBUSTION DEVICE OF LPG LIQUID JET}

본 발명은 엘피지 액분사 연소장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, LPG 저장탱크의 내부에 충진되어진 액상의 가스를 직접 액상의 가스버너로 연소시켜 고온의 화력을 얻을 수 있도록 하는 엘피지 액분사 연소장치에 관한 것이다.

일반적으로, LPG는 프로판가스(liquefied propane gas)를 주성분으로 하며, 석유 채굴 시 유전에서 원유와 함께 분출되는데, 영하42℃ 또는 상온에서는 약 7~10기압의 압력을 가하면 액화되는 특성을 가진 연료이다.

또한, LPG는 액화ㆍ기화가 용이하고, 기체가 액체로 변하면 체적이 작아지고, 상온(15℃)하에서 액화하면 부피가 1/260 ~ 1/230의 부피로 줄어들어 저장과 운송에 편리하다.

이러한, LPG는 자동차 연료, 이동용 버너 연료, 취사용, 대형 건물의 난방용 또는 산업체의 공업 연료용 등으로도 널리 되고 있다.

도 1은 종래에 따른 LPG 기체분사 연소시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참고하면, LPG는 액체상태로 저정탱크(1)에 저장되며, 이를 연결관(2)을 통해 기화기(3)로 보내고, 기화기를 거쳐 기체로 변환 한 후 연소장치 또는 버너(4) 등에 공급하여 가스를 연소시키게 된다.

종래의 LPG를 이용한 연소장치는, 기체연소방식이라 기화기(3) 설치가 필수적으로 필요하며, 기화기(3) 사용에 따른 아래와 같은 문제점이 발생한다.

a. 기화기(3) 내부 부식에 다른 가스 누출 (기화기 내부는 물로 채워져 있으며, 물을 가열하여 기화하는 방식임)

b. 기화기(3)에 공급되는 전기의 단전으로 인한 LPG 공급 중지(기화기 전기가 차단되면 안전을 위하여 기화기 작동을 멈추게 되어 있어 이를 복구하는 동안 LPG를 사용할 수 없음)

c. 기화기(3) 사용시 아래와 같은 유지비용이 발생한다.

① 전기세 : 물을 전기로 가열하며, 그 온수로 LPG를 가열하여 기화 하는 방식이므로 많은 전기를 필요로 한다.

② 정기검사비 : 특정설비검사 및 안전공사 검사품목이므로 정기적으로 검사비등의 추가 비용이 발생한다.

d. 기화기(3) 설치 시 용량에 따라 많은 면적을 차지하며, 전기를 사용하는 설비이므로 모든 전기설비가 내압방폭 성능의 규격에 맞추어 시공되어야 하므로 시설비가 많이 발생한다.

e. 기화기(3)를 통하여 기화된 LPG는 그 부피가 약 250배 팽창되어, 이를 이송 시 가스배관 관경이 커져 배관공사비가 상승된다.

f. 기화된 LPG는 단위면적당 밀도가 낮아 일정 공간의 온도를 고온으로 올리는데 밀도가 높은 연료(액체연소)에 비해 비효율적인 문제점이 있다.

특허 1: 공개번호 10-2003-0008508호{공개일자 2003년 01월 29일} 특허 2: 등록번호 10-0840535호{등록일자 2008년 06월 17일}

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, LPG 저장탱크의 내부에 저장된 액상의 가스를 직접 액상의 가스버너로 연소시켜 고온의 화력을 얻을 수 있도록 하는 엘피지 액분사 연소장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 기화기의 설치 없이 액가스를 연소시켜 기화기 고장으로 인한 사용상 단점을 최소화하고, 전기세 감소시키며, 배관관경도 축소시킬 수 있는 엘피지 액분사 연소장치를 제공함에 있다.

본 발명을 달성하기 위한 기술적 사상으로 엘피지 액분사 연소장치는, LPG 저장탱크와, 상기 LPG 저장탱크에서 연결배관을 통해 액체상태의 가스를 공급받아 연소시키는 액분사 가스버너를 포함하고, 상기 액분사 가스버너는, 가스량을 조절하는 자동유량 조절밸브와, 상기 자동유량 조절밸브를 통과한 가스액을 분사시키는 액분사구가 형성되고, 상기 액분사구의 주위에 공기를 공급하는 제1공기 공급부를 포함하는 액분사노즐과, 상기 액분사노즐에서 분사되는 LPG 액과 제1공기 공급부에서 공급되는 공기가 혼합되는 혼합실과, 상기 혼합실에 공기를 공급하는 제2공기 공급부를 포함하는 것이다.

또한, 파이롯트용 가스탱크에서 공급되는 가스를 상기 혼합실의 단부에 설치되는 파이롯트 노즐에서 연소시키는 파이롯트부를 더 포함하는 것이다.

또한, 상기 LPG 저장탱크의 내부에는 액중펌프가 설치되어 상기 연결배관에 제2연결배관으로 연결되어진 것이다.

또한, 상기 연결배관에 체크밸브를 설치하되, 상기 체크밸브는 상기 LPG 저장탱크와 제2연결배관이 분기되기 전의 연결배관 상에 설치되어지는 것이다.

또한, 상기 LPG 저장탱크와 제2연결배관 사이에 제3연결배관을 설치하고, 상기 제3연결배관 상에 바이패스 릴리프 밸브를 설치한 것이다.

또한, 상기 연결배관 상에 스트레이너를 이중으로 설치한 것이다.

본 발명을 달성하기 위한 기술적 사상으로 본 발명에 따른 엘피지 액분사 연소장치는, LPG 저장탱크에서 연결배관을 통해 액체상태의 가스를 공급받아 연소시키도록 액분사노즐, 혼합실 및 제2공기 공급부를 포함하는 액분사 가스버너를 구비하도록 함으로서, LPG 저장탱크의 내부에 충진되어진 액상의 가스를 직접 액상의 가스버너로 연소시켜 고온의 화력을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 엘피지 액분사 연소장치는, 액가스를 LPG 저장탱크에서 직접 액분사 가스버너로 공급하도록 함으로서, 기화기의 설치 없이 액가스를 연소시켜 기화기 고장으로 인한 사용상 단점을 최소화하고, 전기세 감소시키며, 배관관경도 축소시킬 수 있다.

도 1은 종래에 따른 LPG 기체분사 연소시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 엘피지 액분사 연소장치의 전체적인 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 엘피지 액분사 연소장치의 액분사 가스버너를 상세히 나타낸 도면.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 엘피지 액분사 연소장치의 전체적인 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 엘피지 액분사 연소장치의 액분사 가스버너를 상세히 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 엘피지 액분사 연소장치(100)는, LPG 저장탱크(10)와, 상기 LPG 저장탱크(10)에서 연결배관(11)을 통해 액체상태의 가스를 공급받아 연소시키는 액분사 가스버너(20)를 포함한다.

상기 액분사 가스버너(20)는, 자동유량 조절밸브(21), 액분사노즐(22), 혼합실(23) 및 제2공기 공급부(24)를 포함한다.

상기 자동유량 조절밸브(21)는, 가스량을 조절하는 것으로 입구(21a)보다 출구(21b)의 구멍이 작게 이루어져 액을 분사하도록 한다.

상기 액분사노즐(22)은, 액을 분사시키는 액분사구(22a)가 형성되고, 상기 액분사구(22a)의 주위에 공기를 공급하는 제1공기 공급부(22b)를 포함한다.

또한, 상기 액분사구(22a)는 중앙에 형성되고, 제1공기 공급부(22b)는 원통형으로 이루어져 중앙을 향해 에어를 분사하는 구조로 이루어졌다.

상기 혼합실(23)은, 상기 액분사노즐(22)에서 분사되는 LPG 액과 제1공기 공급부(22b)에서 공급되는 공기가 혼합되는 것으로 파이프 형태로 이루어져 공기와 분사된 액상의 가스가 혼합이 용이하게 이루어진다.

상기 제2공기 공급부(24)는, 상기 혼합실(23)에 공기를 공급하는 것이다.

여기서 상기 혼합실(23)에 공기를 공급하는 송풍기 등은 그 도시를 생략하였다.

또한, 파이롯트용 가스탱크(31)에서 공급되는 가스를 상기 혼합실(23)의 단부에 설치되는 파이롯트 노즐(32)에서 연소시키는 파이롯트부(30)를 더 포함하게 된다.

또한, 상기 파이롯트용 가스탱크(31)와 파이롯트 노즐(32) 사이의 배관에는 파이롯트용 전자변(33)이 설치되어 전자적으로 개변된다.

또한, 상기 LPG 저장탱크(10)의 내부에는 액중펌프(40)가 설치되어 상기 연결배관(11)에 제2연결배관(41)으로 연결될 수 있는데, 이는 LPG 저장탱크(10)에 충진되어진 LPG 가스가 충진량이 감소되었을 때 LPG 저장탱크(10)의 내부의 가스의 토출이 용이하도록 하는 것이다.

또한, 상기 연결배관(11)에 체크밸브(12)를 설치하되, 상기 체크밸브(12)는 상기 LPG 저장탱크(10)와 제2연결배관(41)이 분기되기 전의 연결배관(11) 상에 설치되어지도록 하여 제2연결배관(41)으로 토출된 가스가 액분사 가스버너(20) 측으로 이동할 수 있으나 LPG 저장탱크(10) 측으로는 이동되지 못하게 하는 것이다.

또한, 상기 LPG 저장탱크(10)와 제2연결배관(41) 사이에 제3연결배관(42)을 설치하고, 상기 제3연결배관(42) 상에 바이패스 릴리프 밸브(43)를 설치하도록 하여 배출압보다 초과되는 가스는 상기 바이패스 릴리프 밸브(43)를 통해 상기 LPG 저장탱크(10)로 유입되도록 한다.

또한, 상기 연결배관(11) 상에 스트레이너(13)를 이중으로 설치하도록 하여 사용중에도 어느 하나의 스트레이너(13)를 청소하도록 할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 엘피지 액분사 연소장치(100)는, LPG 저장탱크(10)의 내부에 충진되어진 액상의 가스가 연결배관(11)을 통해 액분사 가스버너(20)로 공급되기 전에 파이롯트용 전자변(33)이 개방되어 파이롯트 노즐(32)에 점화가 이루어진다.

다음, 송풍기를 가동하여 제1공기 공급부(22b)와 제2공기 공급부(24)에 에어를 공급하게 된다.

또한, 상기 LPG 저장탱크(10)에서 공급되는 액상의 가스는 자동유량 조절밸브(21)의 입구를 통해 출구로 배출됨과 아울러 액분사노즐(22)로 액가스가 토출된다.

다시, 토출된 액가스는 송풍기에서 공급되는 제1공기 공급부(22b)에서 토출되는 공기와 혼합되는데, 이는 연소가 용이하게 기화시키는 것이다.

이러한 상태에서 제2공기 공급부(24)에서 송풍기로 제공되는 공기가 다시 혼합되어 연소가 가능한 상태를 유지하고 액분사 가스버너(20)의 전방에 설치된 파이롯트 노즐(32)에서 연소되는 가스에 의해 점화되어 연소가 이루어지게 된다.

한편, LPG 저장탱크(10)의 저장액이 사용되어 내부압력이 저하되면 액분사 가스버너(20)에 공급되는 압력이 낮아지게 되고, 이에 따라 상기 LPG 저장탱크(10)의 내부에 설치되어진 액중펌프(40)가 가동하여 내부의 액가스를 인출하여 액분사 가스버너(20)에 공급하게 되며, 이때 연결배관(11)의 체크밸브(12)에 의해 LPG 저장탱크(10) 측으로는 역류를 방지할 수 있다.

또한, 액중펌프(40)에서 과도하게 펌핑되는 액가스는 제3연결밸관(42) 상에 바이패스 릴리프 밸브(43)에 의해 다시 LPG 저장탱크(10)로 회수되게 된다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명한 것이나, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게는 다양한 변형 및 다른 실시예가 가능하다는 점이 이해될 것이다.

100: 엘피지 액분사 연소장치
10: LPG 저장탱크 11: 연결배관
12: 체크밸브 13: 스트레이너
20: 액분사 가스버너 21: 자동유량 조절밸브
21a: 입구 21b: 출구
22: 액분사노즐 22a: 액분사구
22b: 제1공기 공급부 23: 혼합실
24: 제2공기 공급부 30: 파이롯트부
31: 파이롯트용 가스탱크 32: 파이롯트 노즐
33: 파이롯트용 전자변 40: 액중펌프
41: 제2연결배관 42: 제3연결배관
43: 바이패스 릴리프 밸브

Claims (6)

1. LPG 저장탱크와,
   상기 LPG 저장탱크에서 연결배관을 통해 액체상태의 가스를 공급받아 연소시 키는 액분사 가스버너를 포함하고,
   상기 액분사 가스버너는,
   가스량을 조절하는 자동유량 조절밸브와,
   상기 자동유량 조절밸브를 통과한 가스액을 분사시키는 액분사구가 형성되고, 유량조절밸브에서 액분사구까지의 거리는 액분사구 지름의 최소 10배 이상의 거리를 유지하여 아이싱(노즐 끝이 공기와 접촉하여 얼음을 맺는 현상)현상으로 인한 밸브 제어장애를 방지 하며, 상기 액분사구의 주위에 공기를 공급하는 제1공기 공급부를 포함하는 액분사노즐과,
   상기 액분사노즐에서 분사되는 LPG 액과 제1공기 공급부에서 공급되는 공기가 혼합되는 혼합실과,
   상기 혼합실에 공기를 공급하는 제2공기 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피지 액분사 연소장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   파이롯트용 가스탱크에서 공급되는 가스를 상기 혼합실의 단부에 설치되는 파이롯트 노즐에서 연소시키는 파이롯트부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피지 액분사 연소장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 LPG 저장탱크의 내부에는 액중펌프가 설치되어 상기 연결배관에 제2연결배관으로 연결되어진 것을 특징으로 하는 엘피지 액분사 연소장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 연결배관에 체크밸브를 설치하되, 상기 체크밸브는 상기 LPG 저장탱크와 제2연결배관이 분기되기 전의 연결배관 상에 설치되어지는 것을 특징으로 하는 엘피지 액분사 연소장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 LPG 저장탱크와 제2연결배관 사이에 제3연결배관을 설치하고, 상기 제3연결배관 상에 바이패스 릴리프 밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 엘피지 액분사 연소장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 연결배관 상에 스트레이너를 이중으로 설치한 것을 특징으로 하는 엘피지 액분사 연소장치.

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