WO2015046902A1 - 연소장치 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a combustion apparatus, and more particularly, to a combustion apparatus capable of efficiently combusting fuel oil, which has a high flash point, having a high flash point and high viscosity, such as a liquid animal or vegetable oil, having a high tar.
  • Green growth is a concept of saving energy and resources and using it efficiently to reduce climate change and environmental damage, achieve energy independence, and overcome economic crisis and create new growth engines and jobs through research and development of clean energy and green technology.
  • the concept of green growth was first mentioned by the Economist in January 2000 and began to be widely used through the Davos Forum.
  • the policy directions for green growth include efficient greenhouse gas reduction, reinforcement of de-oil and energy independence, climate change adaptation capacity (adaptation of climate change and energy independence), green technology development and growth engine, greening of industry and nurturing green industry.
  • create a foundation for green economy creating a new growth engine
  • create a green land and green transportation creating a green land and green transportation, green revolution in life, and implement a global green growth model country (improving quality of life and strengthening national status).
  • carbon dioxide is emitted when it is burned, and the emitted carbon dioxide causes global warming.
  • carbon dioxide is emitted when it is combusted, but the carbon dioxide in the atmosphere is absorbed when the plant, which is the source of the plant oil, grows. The amount of carbon dioxide produced can be seen as zero.
  • liquid animal and vegetable oils have not been used as fuel for combustion devices.
  • the ignition property should be good and the viscosity is low enough to slump, but liquid animal and vegetable oil has a high ignition point is not a good ignition property and a high viscosity has a large amount of tar generated.
  • the liquid animal and animal oil In order to use the liquid animal and animal oil as fuel oil, the liquid animal and animal oil must be processed to have a low viscosity. However, it is not economical because the liquid animal and animal oil is expensive.
  • the present invention is to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a combustion apparatus that can easily ignite the liquid animal and vegetable oils having a high ignition point is not good ignition.
  • Another object of the present invention is to provide a combustion apparatus that can reduce the amount of tar generated by allowing the liquid animal and animal oil to be completely burned.
  • Still another object of the present invention is to provide an industrial combustion apparatus capable of simultaneously supplying a large amount of thermal power in large spaces such as factories, vinyl houses, and cogeneration.
  • Combustion apparatus for achieving the above object is a combustor for storing fuel, the combustor having a predetermined length and connected by the fuel reservoir and the pipe is supplied with fuel to combust the fuel And a blower provided at one end of the combustor for supplying air to the combustor, and a flame plate provided in the longitudinal direction at the upper part of the combustor and converging incompletely combusted flame or gas in the combustor into the flame to completely combust the flame.
  • the combustor includes a groove formed in the longitudinal direction of the combustor, an ignition heater provided in the longitudinal direction of the groove to generate heat, and an upper portion of the ignition heater to absorb the fuel and burned out by the heat.
  • the ignition wick attached thereto, and the longitudinal direction of the combustor so as to be spaced apart from the ignition wick at a predetermined interval. It is provided may be provided with a pair of the wick for combustion for combusting the fuel.
  • the combustor further includes a combustion chamber in which fuel supplied from the fuel reservoir is combusted, and an air supply chamber which receives air from the blower and supplies air to the combustion chamber, and is supplied to the combustion chamber between the air supply chamber and the combustion chamber.
  • a plurality of air holes for supplying air in the air supply chamber may be formed to efficiently burn the spent fuel.
  • the combustor may include an inner wall in which the plurality of air holes are formed on a side surface, and an outer wall installed to be spaced apart from the inner wall by a predetermined distance from an outer side of the inner wall to form the air supply chamber together with the inner wall.
  • the air hole may be formed below the inner wall and may include a primary combustion air hole for supplying air for primary combustion of fuel in the combustion chamber.
  • the air hole is formed on the opposite side of the upper portion of the primary combustion air hole, and may further include a secondary combustion air hole for supplying air for secondary combustion of the primary combustion fuel.
  • the air hole may be formed to have a predetermined interval at the upper portion of the secondary combustion air hole, and may further include a flame alignment air hole for aligning the flame burned in the combustion chamber to the center.
  • a fuel supply pipe may further include a metal fuel supply pipe extending from the groove, and a fuel control device may be provided between the fuel supply pipe and the pipe to adjust the amount of fuel introduced into the combustor.
  • the blower is provided with a blowing fan coupled to the motor shaft for generating wind, and a blowing duct for guiding the air blown from the blowing fan to the air supply chamber, wherein the blowing duct is provided with a through hole through which the fuel supply pipe passes. Can be.
  • the flame plate is provided at an upper end of the combustor to reheat the gas incompletely combusted in the combustor and completely burned, and formed by the ceramic to a predetermined size smaller than the width of the combustion chamber so that the gas combusted in the combustor is discharged.
  • An outlet may be provided.
  • the pipe may be provided with a fuel pump to smoothly supply the fuel to the combustor.
  • the combustion apparatus it is possible to easily ignite a fuel such as a liquid animal or animal oil having a high ignition point and a poor ignition property.
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view of a combustor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of the combustor and flame plate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a blower according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an enlarged perspective view of a combustor according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a combustor and flame plate according to an embodiment of the present invention It is a cross section of.
  • a combustion apparatus 10 includes a fuel reservoir 100 in which fuel is stored, the fuel reservoir 100, and a pipe 120.
  • a combustor 200 connected to each other to receive fuel to combust the fuel, a blower 300 provided at one end of the combustor 200 to supply air to the combustor 200, and the combustor 200 of the combustor 200. It is provided in the longitudinal direction at the top is provided with a flame plate 400 for completely burning the incompletely burned air in the combustor 200.
  • Fuel oil used in the combustion apparatus 10 may be a fuel having a high viscosity, such as a liquid animal or vegetable oil (including waste cooking oil).
  • the fuel reservoir 100 in which fuel oil is stored is provided separately from the combustor 200.
  • the amount of fuel reservoir 100 is determined by the capacity to fill the fuel, such as liquid animal and animal oil, so that the volume of the fuel reservoir 100 can be increased to fill a large amount of fuel at once.
  • the fuel reservoir 100 is connected to the combustor 200 via a pipe 120 so that fuel oil stored in the fuel reservoir 100 is supplied to the combustor 200.
  • the fuel reservoir 100 may be provided at a position higher than the combustor 200 so that fuel oil stored in the fuel reservoir 100 may be naturally supplied to the combustor 200 without a separate supply device.
  • the fuel reservoir 100 may further include a support 110 to be supported by the support 110 so that the fuel reservoir 100 is provided at a higher position than the combustor 200.
  • the fuel pump 130 may be connected to the pipe 120 for smooth fuel supply of the fuel oil stored in the fuel reservoir 100 regardless of the position of the fuel reservoir 100.
  • the fuel pump 130 is shown to smoothly supply the fuel oil stored in the fuel reservoir 100.
  • the pipe 120 has not only a fuel pump 130 but also a fuel warming (not shown) and a supply device. Various devices such as (not shown) may be connected and used.
  • the combustor 200 includes a groove 210 formed in the longitudinal direction of the combustor 200, an ignition heater 280 provided in the longitudinal direction of the groove 210 to generate heat, and the ignition heater 280.
  • An ignition wick 220a provided at an upper portion of the ignition wick 220a and absorbed by the heat, and provided in the longitudinal direction of the combustor 200 so as to be spaced apart from the ignition wick 220a by a predetermined interval.
  • a pair of combustion wicks 220b to be combusted are provided.
  • the combustor 200 has a predetermined length and has a cylindrical shape with one surface open as shown in the drawing. Since the combustor 200 has a predetermined length, it is possible to supply a large amount of thermal power at once.
  • the combustor 200 may be provided in various forms including a linear form according to a purpose of use or a place.
  • the combustor 200 is shown to be a cylinder in the present embodiment, the combustor 200 may have various shapes such as a polygonal shape as well as a cylinder.
  • the combustor 200 when the combustion device 10 is in operation, the combustor 200 moves so that the combustion device 10 stops or the combustion member 200 does not move to prevent a fire from occurring. Not shown) may be provided.
  • the combustor 200 includes an inner wall 260a that forms the combustion chamber 230, and an outer wall 260b that forms the air supply chamber 240 together with the inner wall 260a.
  • Fuel oil such as a liquid animal and vegetable oil, is supplied to the combustion chamber 230, and air is supplied to the air supply chamber 240 so that fuel supplied to the combustion chamber 230 is efficiently combusted.
  • a metal fuel supply pipe 270 extending to the groove 210 to supply fuel oil to the combustion chamber 230 is provided.
  • a fuel control device 271 may be provided between the fuel supply pipe 270 and the pipe 120 to adjust the amount of fuel flowing from the fuel reservoir 100 to the combustor 200. Therefore, the user can easily adjust the amount of fuel supplied from the fuel reservoir 100 to the combustor 200 only by adjusting the fuel control device 271.
  • the upper end of the air supply chamber 240 formed between the inner wall 260a and the outer wall 260b is provided with an upper plate 261 that is continuously coupled to the inner wall 260a and the outer wall 260b.
  • the bonding force between the inner wall 260a and the outer wall 260b may be improved, and the flame plate 400 to be described later may be coupled to the upper portion of the upper plate 261.
  • a first end plate 290a for blocking only the combustion chamber 230 is provided at one end in the longitudinal direction of the combustor 200 connected to one end of the blower 300 to be described later, and the other end in the longitudinal direction of the combustor 200 is provided.
  • a second end plate 290b is provided to block one end of the combustion chamber 230 and the air supply chamber 240 so that fuel oil and air do not escape to the outside of the combustor 200.
  • a portion of the fuel supply pipe 270 is inserted into the first end plate 290a to provide a hole 291 to supply fuel oil to the groove 210.
  • a groove 210 is formed in the longitudinal direction of the combustor 200 at the center of the bottom plate 262 connecting the inner wall 260a and the neighboring inner wall 260a.
  • the groove 210 is provided with an ignition heater 280 in the longitudinal direction of the combustor 200 to generate heat using electricity or gas.
  • the ignition heater 280 is shown as a cylinder, the ignition heater 280 may have a variety of shapes, such as a polygonal shape as well as the cylinder.
  • An upper portion of the ignition heater 280 is provided with an ignition wick 220a to ignite the combustion device 10.
  • the ignition wick 220a may catch fire when the fuel oil provided in the groove 210 is absorbed and receives heat above a predetermined temperature by the ignition heater 280. More details about the ignition wick 220a will be described later.
  • the bottom plate 262 is provided with a pair of combustion wicks 220b spaced apart from the ignition wick 220a by a predetermined interval.
  • the combustion wick 220b is formed of the same shape and material as the ignition wick 220a.
  • the fuel oil supplied from the fuel reservoir 100 may be provided on the bottom surface of the bottom plate 262 including the groove 210. Therefore, since the combustion wick 220b also maintains the state in which the fuel oil is absorbed, the fire attached to the ignition wick 220a is transferred to the combustion wick 220b, and as a result, thermal power may be generated from the three wicks. .
  • one end of the air supply chamber 240 is connected to the blower 300 to receive air from the blower 300.
  • the ignition wick 220a installed in the combustion chamber 230 may be ignited quickly.
  • the ignition wick 220a installed in the combustion chamber 230 may be ignited quickly.
  • it is possible to prevent incomplete combustion of fuel such as a liquid animal or vegetable oil having a high viscosity.
  • a plurality of air holes 250 are formed in the inner wall 260a to improve the combustion efficiency in the combustion chamber 230.
  • a primary combustion air hole 250a for supplying air for primary combustion of the fuel in the combustion chamber 230 is formed.
  • the primary combustion air hole (250a) may be formed at a position that is less than 1/2 of the height of the combustion chamber 230 and the upper position than the wick.
  • the bottom plate 262 may be spaced apart from the predetermined distance.
  • a secondary combustion air hole 250b is formed in the upper portion of the primary combustion air hole 250a for supplying air for secondary combustion of the primary burned fuel.
  • the secondary combustion air hole 250b may be formed at a position that is 1/2 or more of the height of the combustion chamber 230.
  • the secondary combustion air hole 250b may be formed on another inner wall 260a that is paired with an inner wall 260a on which the primary combustion air hole 250a is formed.
  • the reason for forming the secondary combustion air hole 250b in a direction in which the primary combustion air hole 250a is not formed is to allow the inside of the combustion chamber 230 to move in a curved manner, This is to allow the air in the combustion chamber 230 to circulate evenly.
  • a pyrolysis layer D is formed below the combustion chamber 230, and a combustion layer C is formed above the combustion chamber 230.
  • the pyrolysis layer D is a layer in which fuel oil absorbed in the ignition wick 220a made of ceramic fiber is decomposed by heat.
  • the viscosity is lowered by heating the fuel oil into which the radiant energy of the ignition wick 220a of the ceramic fiber material flows, and the fuel oil whose viscosity is lowered is ignited by the capillary phenomenon.
  • the upper portion of the wick 220a is raised.
  • the fuel oil is easily pyrolyzed in the pyrolysis layer D, and thermal recirculation between the ignition wick 220a and the combustion flame made of ceramic fiber is performed, thereby providing continuous fuel supply.
  • the supply of air forms a hot flame.
  • Combustion layer (C) is a layer in which hot gas is combusted, and the hot gas supplied from pyrolysis layer (D) is mixed with air supplied from secondary combustion air hole (250b) and combusted. Therefore, fuel oil such as a liquid animal or vegetable oil having a high viscosity can be completely burned, and the amount of tar generated can be reduced.
  • the flame alignment air holes 250c are formed at regular intervals in the longitudinal direction on the upper side of the pair of inner walls 260a forming the combustor 200.
  • the flame alignment air hole 250c serves to align the flame ejected from the combustor 200 to the center.
  • the flame in the combustor 200 rises in an inclined direction instead of being blown out in a vertical direction. Can be ejected.
  • the air is injected through the flame alignment air hole 250c immediately before the flame is ejected from the combustor 200, thereby injecting air toward the center of the combustor 200. ), The flame emitted from the center is aligned to the center.
  • the wicking wick 220a is made of a non-flammable ceramic type of fiber woven in a lattice-shaped metal wire mesh intersected horizontally and vertically to remove wicks by a certain height, thereby removing wick legs by vertical yarns 221. ) Is formed.
  • the reason for forming the wick legs 221 in the ignition wick 220a as described above is that some of the hot gas of the combustion layer C formed on the upper part of the combustion chamber 230 circulates to the lower part of the combustion wick.
  • the fuel oil positioned below the lower portion 220a has a low viscosity, so that the fuel oil may be quickly absorbed into the ignition wick 220a by a smooth capillary phenomenon.
  • the flame plate 400 having the ceramic 410 for reheating and completely burning the gas incompletely burned in the combustor 200, and the discharge port 420 through which the burned air is discharged. It is provided.
  • the flame plate 400 may converge the flame incompletely combusted in the combustor 200 through the outlet 420 narrower than the combustor 200 to completely burn the flame at a high temperature flame.
  • the gas is mostly discharged through the outlet 420 after contacting the ceramic 410.
  • the gas discharged from the combustor 200 is heated once more by the radiant energy radiated from the ceramic 410 to incomplete combustion in the combustor 200.
  • the gas may be completely burned by the flame plate 400 while passing through the high temperature narrow outlet 420.
  • an air blower 300 for supplying air to the combustor 200 is installed at one end of the air supply chamber 240.
  • blower 300 for supplying air to the combustor 200 will be described in detail.
  • FIG. 4 is a perspective view of a blower according to an embodiment of the present invention.
  • the blower 300 includes a blower fan 310 coupled to a motor shaft to generate wind, and air supplied from the blower fan 310 to the air supply chamber 240. Blowing duct 320 is guided to.
  • Such a blower 300 is coupled to the combustor 200 by a coupling member 340 such as a screw.
  • a coupling member 340 such as a screw.
  • One surface of the air blowing duct 320 is provided with a through hole 321 through which the fuel supply pipe 270 passes.
  • air may be supplied to the air supply chamber 240 through the air blowing duct 320, and fuel may be supplied to the combustion chamber 230 through the fuel supply pipe 270.

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  • Wick-Type Burners And Burners With Porous Materials (AREA)

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 연소장치는 연료가 저장되는 연료 저장기와, 소정의 길이를 갖으며 상기 연료 저장기와 파이프에 의해 연결되어 연료를 공급받아 연료를 연소시키는 연소기와, 상기 연소기의 일단에 구비되어 상기 연소기로 공기를 공급하는 송풍기와, 상기 연소기의 상부에 길이방향으로 구비되어 상기 연소기에서 불완전 연소 된 공기를 완전 연소시키는 화염플레이트를 구비하고, 상기 연소기는 상기 연소기의 길이방향으로 형성된 홈과, 상기 홈의 길이방향으로 구비되어 열을 발생시키는 점화히터와, 상기 점화히터의 상부에 구비되어 상기 연료를 흡수하며 상기 열에 의해 불이 붙는 점화용 심지와, 상기 점화용 심지와 소정 간격 이격되도록 상기 연소기의 길이방향으로 구비되어 상기 연료를 연소시키는 한 쌍의 연소용 심지를 구비할 수 있다.

Description

연소장치
본 발명은 연소장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액상의 동식물유와 같이 비교적 인화점이 높아 착화가 힘들며 점도가 높아 타르 발생이 많은 연료유를 효율적으로 연소시킬 수 있는 연소장치에 관한 것이다.
화석 연료를 사용함에 따라 발생된 이산화탄소의 증가에 따라 지구 온난화가 급격히 진행되고 있으며, 화석 연료가 고갈됨에 따라 화석 연료를 대체할 수 있는 대체 에너지에 대한 관심이 늘어나고 있다.
이러한 대체 에너지에 대한 관심은 녹색성장이란 용어를 탄생시키기에 이르렀다.
녹색성장이란 에너지와 자원을 절약하고 효율적으로 사용하여 기후변화와 환경훼손을 줄이고 에너지 자립을 이루며, 청정에너지와 녹색기술의 연구개발을 통하여 경제위기를 타개하고 신성장 동력과 일자리를 창출한다는 개념이다. 녹색성장이라는 개념은 2000년 1월 <이코노미스트>지가 최초로 언급하였고, 다보스포럼(Davos Forum, 세계경제포럼)을 통하여 널리 사용되기 시작하였다.
2005년 아·태 환경과 개발에 관한 장관회의(MECD)에서 ‘녹색성장을 위한 서울 이니셔티브(SI)’가 채택되어 UN 아·태 경제사회위원회(UNESCAP) 등에서 논의가 본격화되었다.
이와 같은 녹색성장을 향한 정책 방향은 효율적 온실가스 감축·탈석유 및 에너지자립 강화·기후변화 적응역량 강화(기후변화 적응 및 에너지 자립), 녹색기술 개발 및 성장동력화·산업의 녹색화 및 녹색산업 육성·산업구조의 고도화·녹색경제 기반 조성(신성장 동력 창출), 녹색국토 및 녹색교통 조성·생활의 녹색혁명·세계적인 녹색성장 모범국가 구현(삶의 질 개선과 국가위상 강화)이다.
녹색성장에 관심이 커짐에 따라 연소장치에 사용되는 연료의 경우도 기존의 화석 연료보다는 친환경적인 액상의 동식물유를 사용하고자 하는 노력이 행해지고 있다.
화석 연료의 경우 연소될 때 이산화탄소가 배출되며, 배출된 이산화탄소는 지구 온난화의 원인이 되고 있다. 물론 식물유의 경우도 연소될 때 이산화탄소가 배출되지만, 식물유의 원료가 되는 식물이 성장할 때 대기 중의 이산화탄소를 흡수하므로 식물유가 연소할 때 발생하는 이산화탄소와 식물이 성장할 때 흡수한 이산화탄소를 합하면 식물유를 통해 실질적으로 생성되는 이산화탄소의 양은 0으로 볼 수 있다.
이와 같은 장점에도 불구하고 액상의 동식물유는 연소장치의 연료로 사용되지 못했다. 그 이유는 일반적으로 연료유로 사용하기 위해서는 착화성이 양호해야하고 출렁거릴 정도로 점도가 낮아야 하지만, 액상의 동식물유는 발화점이 높아 착화성이 양호하지 않으며 점도가 높아 타르 발생량이 많기 때문이다. 이러한 액상의 동식물유의 특성으로 액상의 동식물유를 연료유로 사용하기 위해서는 액상의 동식물유가 점도가 낮도록 가공처리 해야 하는데, 액상의 동식물유를 가공처리하기 위해서는 많은 비용이 소요되어 경제적이지 못하다.
따라서 착화성이 양호하지 않고, 점도가 높은 액상의 동식물유를 가공처리 하지 않고도 연료유로서 사용할 수 있는 연소장치의 개발이 절실히 필요한 시점이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 높은 발화점을 가져 착화성이 양호하지 않은 액상의 동식물유의 점화를 쉽게 할 수 있는 연소장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 액상의 동식물유가 완전 연소되도록 하여 타르 발생량을 줄일 수 있는 연소장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 공장, 비닐하우스 및 열병합발전 등의 대공간에서 많은 양의 화력을 동시에 공급할 수 있는 산업용 연소장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 연소장치는 연료가 저장되는 연료 저장기와, 소정의 길이를 갖으며 상기 연료 저장기와 파이프에 의해 연결되어 연료를 공급받아 연료를 연소시키는 연소기와, 상기 연소기의 일단에 구비되어 상기 연소기로 공기를 공급하는 송풍기와, 상기 연소기의 상부에 길이방향으로 구비되어 상기 연소기에서 불완전 연소 된 화염이나 가스를 화염속으로 수렴시켜 완전 연소시키는 화염플레이트를 구비하고, 상기 연소기는 상기 연소기의 길이방향으로 형성된 홈과, 상기 홈의 길이방향으로 구비되어 열을 발생시키는 점화히터와, 상기 점화히터의 상부에 구비되어 상기 연료를 흡수하며 상기 열에 의해 불이 붙는 점화용 심지와, 상기 점화용 심지와 소정 간격 이격되도록 상기 연소기의 길이방향으로 구비되어 상기 연료를 연소시키는 한 쌍의 연소용 심지를 구비할 수 있다.
상기 연소기는 상기 연료 저장기로부터 공급되는 연료가 연소되는 연소실과, 상기 송풍기로부터 공기를 공급받아 상기 연소실로 공기를 공급하는 공기공급실을 더 구비하고, 상기 공기공급실과 상기 연소실 사이에는 상기 연소실로 공급된 연료가 효율적으로 연소 되도록 상기 공기공급실의 공기를 공급하는 복수개의 공기홀이 형성될 수 있다.
상기 연소기는 측면에 상기 복수개의 공기홀이 형성되는 내벽과, 상기 내벽의 외측에서 상기 내벽과 소정 간격 이격되도록 설치되어 상기 내벽과 함께 상기 공기공급실을 형성하는 외벽을 구비할 수 있다.
상기 공기홀은 상기 내벽의 하측에 형성되며, 상기 연소실 내부의 연료를 1차적으로 연소시키기 위한 공기를 공급하는 1차 연소용 공기홀을 구비할 수 있다.
상기 공기홀은 상기 1차 연소용 공기홀의 상부의 반대편에 형성되며, 1차 연소된 연료를 2차적으로 연소시키기 위한 공기를 공급하는 2차 연소용 공기홀을 더 구비할 수 있다.
상기 공기홀은 상기 2차 연소용 공기홀의 상부에서 일정한 간격을 가지도록 형성되며, 상기 연소실에서 연소된 화염을 중앙으로 정렬시키는 화염정렬용 공기홀을 더 구비할 수 있다.
상기 홈으로부터 연장되는 금속재질의 연료 공급관을 더 구비하며, 상기 연료 공급관 및 상기 파이프 사이에는 상기 연소기로 유입되는 연료의 양을 조절하는 연료조절장치가 구비될 수 있다.
상기 송풍기는 모터축과 결합되어 바람을 일으키는 송풍팬과, 상기 송풍팬에서 송풍된 공기를 상기 공기공급실로 안내하는 송풍덕트를 구비하되, 상기 송풍덕트에는 상기 연료 공급관이 관통하는 관통홀이 구비될 수 있다.
상기 화염플레이트는 상기 연소기의 상단에 구비되어 상기 연소기에서 불완전 연소된 가스를 재가열하여 완전연소시키는 세라믹과, 상기 세라믹에 의해 상기 연소실의 너비보다 소정 크기 작게 형성되어 상기 연소기에서 연소된 가스가 배출되는 배출구를 구비할 수 있다.
상기 파이프에는 상기 연료가 상기 연소기에 원활하게 공급되도록 하는 연료펌프가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연소장치에 의하면 높은 발화점을 가져 착화성이 양호하지 않은 액상의 동식물유와 같은 연료의 점화를 쉽게 할 수 있다.
그리고, 완전 연소하기 어려운 액상의 동식물유와 같은 연료를 완전 연소시킬 수 있어 타르 발생량을 줄일 수 있다.
또한, 소정의 길이를 갖음으로써 공장, 비닐하우스 및 열병합발전 등의 대공간에서 많은 양의 화력을 동시에 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소장치의 전체적인 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소기의 확대 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소기와 화염플레이트의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 송풍기의 사시도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 연소장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소장치의 전체적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소기의 확대 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소기와 화염플레이트의 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 연소장치(10)는 연료가 저장되는 연료 저장기(100)와, 상기 연료 저장기(100)와 파이프(120:Pipe)에 의해 연결되어 연료를 공급받아 연료를 연소시키는 연소기(200)와, 상기 연소기(200)의 일단에 구비되어 상기 연소기(200)로 공기를 공급하는 송풍기(300)와, 상기 연소기(200)의 상부에 길이방향으로 구비되어 상기 연소기(200)에서 불완전 연소된 공기를 완전 연소시키는 화염플레이트(400)를 구비한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연소장치(10)에 사용되는 연료유로는 액상의 동식물유(폐식용유 포함)와 같이 점도가 높은 연료가 사용될 수 있다.
연료유가 저장되는 연료 저장기(100)는 연소기(200)와 별도로 마련된다. 이때 연료 저장기(100)의 용량에 의해 액상의 동식물유와 같은 연료를 채울 수 있는 양이 결정되므로 연료 저장기(100)의 부피를 크게 하여 한꺼번에 많은 양의 연료를 채워 사용할 수 있다.
연료 저장기(100)는 파이프(120)을 매개로 연소기(200)와 연결되어 연료 저장기(100)에 저장된 연료유가 연소기(200)로 공급되도록 한다. 이때, 연료 저장기(100)는 연소기(200)보다 높은 위치에 마련되어 연료 저장기(100)에 저장된 연료유가 별도의 공급장치 없이 자연적으로 연소기(200) 측으로 공급되도록 할 수 있다.
이와 같이 연료 저장기(100)가 연소기(200)보다 높은 위치에 마련되도록 하기 위해 연료 저장기(100)는 지지대(110)를 더 구비하여 지지대(110)에 의해 지지될 수 있다.
그리고, 연료 저장기(100)의 위치에 상관없이 연료 저장기(100)에 저장된 연료유의 원활한 연료공급을 위하여 파이프(120)에 연료펌프(130)를 연결할 수 있다.
본 실시 예에서는 연료 저장기(100)에 저장된 연료유의 원활한 연료공급을 위한 것으로 연료펌프(130)를 보였으나, 파이프(120)에는 연료펌프(130) 뿐만 아니라 연료가온(미도시) 및 공급장치(미도시) 등의 다양한 장치들이 연결되어 사용될 수 있다.
한편, 연소기(200)는 연소기(200)의 길이방향으로 형성된 홈(210)과, 상기 홈(210)의 길이방향으로 구비되어 열을 발생시키는 점화히터(280)와, 상기 점화히터(280)의 상부에 구비되어 상기 연료를 흡수하며 상기 열에 의해 불이 붙는 점화용 심지(220a)와, 상기 점화용 심지(220a)와 소정 간격 이격되도록 상기 연소기(200)의 길이방향으로 구비되어 상기 연료를 연소시키는 한 쌍의 연소용 심지(220b)를 구비한다.
연소기(200)는 소정의 길이를 갖으며 도면에 도시된 바와 같이 일면이 개방된 통 형상을 가진다. 연소기(200)가 소정의 길이를 갖음으로써 한꺼번에 많은 양의 화력을 공급할 수 있다.
연소기(200)는 사용 목적이나 장소 등의 상황에 맞게 리니어 형태를 비롯한 다양한 형태로 구비될 수 있다.
그리고, 본 실시 예에서는 연소기(200)가 원통인 것을 보였으나, 연소기(200)는 원통뿐만 아니라 다각형 형상과 같이 다양한 모양을 가질 수 있다.
또한, 연소기(200) 하부에는 연소장치(10)가 작동중일 경우 연소기(200)가 움직여 연소장치(10)가 멈추거나 화재가 발생을 방지하기 위해 연소기(200)가 움직이지 않도록 하는 지지부재(미도시)가 구비될 수 있다.
한편, 연소기(200)는 연소실(230)을 형성하는 내벽(260a)과, 내벽(260a)과 함께 공기공급실(240)을 형성하는 외벽(260b)을 구비한다.
연소실(230)로는 액상의 동식물유와 같은 연료유가 공급되고, 공기공급실(240)로는 연소실(230)로 공급된 연료가 효율적으로 연소되도록 공기가 공급된다.
연소실(230)로 연료유를 공급하기 위해 홈(210)으로 연장되는 금속재질의 연료 공급관(270)이 구비된다.
또한, 연료 공급관(270) 및 파이프(120) 사이에는 연료 저장기(100)로부터 연소기(200)로 유입되는 연료의 양을 조절하는 연료조절장치(271)가 구비될 수 있다. 따라서, 사용자는 연료조절장치(271)의 조절만으로 연료 저장기(100)에서 연소기(200)로 공급되는 연료의 양을 쉽게 조절할 수 있다.
내벽(260a)과 외벽(260b) 사이에 형성되는 공기공급실(240)의 상단에는 내벽(260a)과 외벽(260b)에 연속적으로 결합되는 상부판(261)을 구비한다. 상부판(261)이 구비됨으로써 내벽(260a)과 외벽(260b)의 결합력을 향상시킬 수 있고, 상부판(261)의 상부에 후술할 화염플레이트(400)가 결합할 수 있다.
그리고, 후술할 송풍기(300)의 일단과 연결되는 연소기(200)의 길이방향의 일단에는 연소실(230)만을 막는 제1엔드플레이트(290a)가 구비되고, 연소기(200)의 길이방향의 타단에는 연소실(230) 및 공기공급실(240)의 일단을 막아 연료유 및 공기가 연소기(200)의 외부로 빠져나가지 않도록 하는 제2엔드플레이트(290b)가 구비된다.
이때 제1엔드플레이트(290a)에는 연료 공급관(270)의 일부가 삽입하여 홈(210)에 연료유를 공급하기 위해 홀(291)이 구비된다.
또한, 내벽(260a)과 이웃하는 내벽(260a)을 연결하는 바닥판(262)의 중앙에는 홈(210)이 연소기(200)의 길이방향으로 형성된다. 홈(210)에는 연소기(200)의 길이방향으로 점화히터(280)가 구비되어 전기나 가스 등을 이용하여 열을 발생시킨다. 본 실시 예에서는 점화히터(280)가 원통인 것을 보였으나, 점화히터(280)는 원통뿐만 아니라 다각형 형상과 같이 다양한 형태를 가질 수 있다.
점화히터(280)의 상부에는 연소장치(10)에 불이 붙도록 하는 점화용 심지(220a)가 구비된다. 점화용 심지(220a)는 홈(210)에 구비되는 연료유를 흡수하여 점화히터(280)에 의해 일정 온도 이상의 열을 받을 경우 불이 붙을 수 있다. 점화용 심지(220a)에 대한 보다 자세한 내용은 추후에 설명하도록 한다.
한편, 바닥판(262)에는 점화용 심지(220a)와 소정 간격 이격되는 한 쌍의 연소용 심지(220b)가 구비된다. 그리고, 연소용 심지(220b)는 상기 점화용 심지(220a)와 동일한 형태와 재료로 구비된다.
연료 저장기(100)로부터 공급받은 연료유는 홈(210)을 포함한 바닥판(262) 저면에 구비될 수 있다. 따라서, 연소용 심지(220b) 또한 연료유를 흡수한 상태를 유지하므로 점화용 심지(220a)에 붙은 불이 연소용 심지(220b)에 옮겨 붙게 되고, 결과적으로 세 개의 심지로부터 화력이 발생할 수 있다.
한편, 공기공급실(240)의 일단은 송풍기(300)와 연결되어 송풍기(300)로부터 공기를 공급받게 된다.
이와 같이 연소실(230) 내부로 공기를 도입함으로써 연소실(230) 내부에 설치되는 점화용 심지(220a)에 착화가 빨리 이루어지도록 할 수 있다. 또한 연소실(230) 내부로 충분한 공기를 공급함으로써 점도가 높은 액상의 동식물유와 같은 연료가 불완전 연소되는 것을 방지할 수 있다.
송풍기(300)에서 연소실(230)로 공기를 분산시켜 공급할 때, 연소실(230)에서의 연소 효율을 향상시키기 위해 내벽(260a)에는 다수개의 공기홀(250)이 형성된다.
한 쌍의 내벽(260a) 중 하나의 내벽(260a)에 가장 아래쪽에는 연소실(230) 내부의 연료를 1차적으로 연소시키기 위한 공기를 공급하는 1차 연소용 공기홀(250a)이 형성된다.
이때, 1차 연소용 공기홀(250a)은 연소실(230) 높이의 1/2 이하가 되는 곳과 심지보다 상부위치에 형성될 수 있다. 그리고 바닥판(262)에서 소정 거리 이격되어 형성될 수 있다. 이와 같은 1차 연소용 공기홀(250a)을 통해 연소실(230) 내부로 공기가 공급되면 공기는 연소실(230)의 내부 벽면을 따라 순환하여 1차 연소용 공기홀(250a)의 하단보다 낮은 곳까지 공급될 수 있다. 따라서 연소실(230) 내부에 위치하는 점화용 심지(220a)로 공기가 공급됨으로써 점화용 심지(220a)에 흡수된 연료유에 착화가 용이하게 할 수 있다. 또한 착화된 점화용 심지(220a)로 공기를 지속적으로 공급함으로써 점화용 심지(220a)에 흡수된 연료유가 열분해가 일어나도록 할 수 있다.
그리고, 1차 연소용 공기홀(250a)의 상부에는 1차 연소된 연료를 2차적으로 연소시키기 위한 공기를 공급하는 2차 연소용 공기홀(250b)이 형성된다. 이때 2차 연소용 공기홀(250b)은 연소실(230) 높이의 1/2 이상이 되는 곳에 형성될 수 있다.
한편, 2차 연소용 공기홀(250b)은 1차 연소용 공기홀(250a)이 형성된 내벽(260a)과 쌍을 이루는 또 다른 내벽(260a)에 형성될 수 있다.
이와 같이, 2차 연소용 공기홀(250b)을 1차 연소용 공기홀(250a)이 형성되지 않는 방향으로 형성하는 이유는 연소실(230) 내부에서 굴곡을 형성하며 이동하도록 하고, 이와 같은 이동에 의해 연소실(230) 내부의 공기가 골고루 순환되도록 하기 위함이다.
이와 같은 구조에 의해 연소실(230)의 하부에는 열분해층(D)이 형성되고, 연소실(230)의 상부에는 연소층(C)이 형성된다.
열분해층(D)은 세라믹 섬유 재질의 점화용 심지(220a)에 흡수된 연료유가 열에 의해 분해되는 층이다.
열분해층(D)에서 연소의 과정에 대해 설명하면 세라믹 섬유 재질의 점화용 심지(220a)의 방사에너지가 유입되는 연료유를 가열하여 점도를 낮추고, 점도가 낮아진 연료유는 모세관현상에 의해 점화용 심지(220a)의 상부로 상승하게 된다. 그리고 점화용 심지(220a)의 온도가 높아짐에 따라 연료유는 열분해층(D) 내에서 쉽게 열분해 되어 세라믹 섬유 재질의 점화용 심지(220a)와 연소화염 간의 열재순환이 이루어져 연속적인 연료의 공급과 공기의 공급으로 고온의 화염을 형성하게 된다.
1차 연소용 공기홀(250a)에서 공급되는 공기에 의해 열분해층(D)에서 열분해된 연료유는 가스로 변환되어 연소층(C)으로 공급된다. 연소층(C)은 고온의 가스가 연소되는 층으로, 열분해층(D)에서 공급된 고온의 가스는 2차 연소용 공기홀(250b)에서 공급되는 공기와 혼합된 후 연소된다. 따라서 점도가 높은 액상의 동식물유와 같은 연료유도 완전히 연소할 수 있게 되어, 타르 발생량을 줄일 수 있다.
한편 연소기(200)를 형성하는 한 쌍의 내벽(260a)의 상측에는 길이방향으로 일정한 간격을 가지며 화염정렬용 공기홀(250c)이 형성된다. 화염정렬용 공기홀(250c)은 연소기(200)에서 분출되는 화염을 중앙으로 정렬시키는 역할을 한다.
연소기(200)에는 1차 연소용 공기홀(250a)과 2차 연소용 공기홀(250b)이 형성되어 있으므로, 연소기(200)에서 화염이 수직방향으로 상승하여 분출되는 것이 아니라 경사진 방향으로 상승하여 분출될 수 있다. 이와 같이 화염이 경사진 방향으로 분출되는 것을 방지하기 위해 화염이 연소기(200)에서 분출되기 직전에 화염정렬용 공기홀(250c)을 통해 연소기(200)의 중앙부를 향해 공기를 분사함으로써 연소기(200)에서 분출되는 화염을 중앙으로 정렬시키게 된다.
점화용 심지(220a)는 격자형 금속 철망에 실이 가로, 세로로 교차되어 직조된 불연성 세라믹종류의 섬유로 이루어져 섬유 하부의 가로실을 일정 높이만큼 제거하여 남아 있는 세로실에 의하여 심지다리(221)가 형성된다. 이와 같이 점화용 심지(220a)에 심지다리(221)를 형성하는 이유는 연소실(230)의 상부에 형성되는 연소층(C)의 고온 가스 중 일부가 연소심지의 하부까지 순환하도록 하여 점화용 심지(220a) 하부에 위치하는 연료유가 점도가 낮아져 원활한 모세관 현상에 의해 점화용 심지(220a)로 빠르게 흡수되도록 하기 위함이다.
한편 상술한 연소기(200)의 상부에는 연소기(200)에서 불완전 연소된 가스를 재가열하여 완전연소시키는 세라믹(410)과, 연소된 공기가 배출되는 배출구(420)를 구비하는 화염플레이트(400)가 구비된다.
화염플레이트(400)는 연소기(200)에서 불완전 연소된 가스를 연소기(200)보다 좁은 배출구(420)를 통하여 화염을 수렴시켜 고온의 화염에서 완전 연소시킬 수 있다. 배출되는 가스는 대부분 세라믹(410)과 접촉한 후 배출구(420)를 통해 배출된다.
세라믹(410)은 연소기(200)의 상부에 안착되어 가열된 상태이므로, 연소기(200)에서 배출되는 가스는 세라믹(410)에서 방사되는 방사에너지에 의해 한번 더 가열되어 연소기(200)에서 불완전 연소된 가스를 화염플레이트(400)에 의해 고온의 좁은 배출구(420)를 통과하면서 완전히 연소시킬 수 있다.
따라서 액상의 동식물유를 연소장치(10)의 연료유로 사용하더라도 완전 연소시킬 수 있어 불완전 연소시 발생하는 타르의 양을 줄일 수 있다.
한편 공기공급실(240)의 일단에는 연소기(200)로 공기를 공급하는 송풍기(300)가 설치된다.
이하에서는 연소기(200)로 공기를 공급하는 송풍기(300)에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 송풍기의 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 송풍기(300)는 모터축과 결합되어 바람을 일으키는 송풍팬(310)과, 송풍팬(310)에서 송풍된 공기를 공기공급실(240)로 안내하는 송풍덕트(320)를 구비한다.
이와 같은 송풍기(300)는 연소기(200)에 나사 등과 같은 결합부재(340)로 결합된다. 송풍덕트(320)의 일면에는 연료 공급관(270)이 관통하는 관통홀(321)이 구비된다.
따라서 송풍덕트(320)를 통해서는 공기가 공기공급실(240)로 공급되고, 연료 공급관(270)을 통해서는 연료가 연소실(230)로 공급될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연소장치에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 연료가 저장되는 연료 저장기와,
    소정의 길이를 갖으며 상기 연료 저장기와 파이프에 의해 연결되어 연료를 공급받아 연료를 연소시키는 연소기와,
    상기 연소기의 일단에 구비되어 상기 연소기로 공기를 공급하는 송풍기와,
    상기 연소기의 상부에 길이방향으로 구비되어 상기 연소기에서 불완전 연소 된 공기를 완전 연소시키는 화염플레이트를 구비하고,
    상기 연소기는 상기 연소기의 길이방향으로 형성된 홈과, 상기 홈의 길이방향으로 구비되어 열을 발생시키는 점화히터와, 상기 점화히터의 상부에 구비되어 상기 연료를 흡수하며 상기 열에 의해 불이 붙는 점화용 심지와, 상기 점화용 심지와 소정 간격 이격되도록 상기 연소기의 길이방향으로 구비되어 상기 연료를 연소시키는 한 쌍의 연소용 심지를 구비하는 것을 특징으로 하는 연소장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 연소기는 상기 연료 저장기로부터 공급되는 연료가 연소되는 연소실과,
    상기 송풍기로부터 공기를 공급받아 상기 연소실로 공기를 공급하는 공기공급실을 더 구비하고,
    상기 공기공급실과 상기 연소실 사이에는 상기 연소실로 공급된 연료가 효율적으로 연소 되도록 상기 공기공급실의 공기를 공급하는 복수개의 공기홀이 형성된 것을 특징으로 하는 연소장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 연소기는 측면에 상기 복수개의 공기홀이 형성되는 내벽과,
    상기 내벽의 외측에서 상기 내벽과 소정 간격 이격되도록 설치되어 상기 내벽과 함께 상기 공기공급실을 형성하는 외벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 연소장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 공기홀은 상기 내벽의 하측에 형성되며, 상기 연소실 내부의 연료를 1차적으로 연소시키기 위한 공기를 공급하는 1차 연소용 공기홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 연소장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 공기홀은 상기 1차 연소용 공기홀의 상부에 형성되며, 1차 연소된 연료를 2차적으로 연소시키기 위한 공기를 공급하는 2차 연소용 공기홀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연소장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 공기홀은 상기 2차 연소용 공기홀의 상부에서 일정한 간격을 가지도록 형성되며, 상기 연소실에서 연소된 화염을 중앙으로 정렬시키는 화염정렬용 공기홀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연소장치.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 홈으로부터 연장되는 금속재질의 연료 공급관을 더 구비하며,
    상기 연료 공급관 및 상기 파이프 사이에는 상기 연소기로 유입되는 연료의 양을 조절하는 연료조절장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 연소장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 송풍기는 모터축과 결합되어 바람을 일으키는 송풍팬과,
    상기 송풍팬에서 송풍된 공기를 상기 공기공급실로 안내하는 송풍덕트를 구비하되,
    상기 송풍덕트에는 상기 연료 공급관이 관통하는 관통홀이 구비되는 것을 특징으로 하는 연소장치.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 화염플레이트는 상기 연소기의 상단에 구비되어 상기 연소기에서 불완전 연소된 가스를 재가열하여 완전연소시키는 세라믹과,
    상기 세라믹에 의해 상기 연소실의 너비보다 소정 크기 작게 형성되어 상기 연소기에서 연소된 가스가 배출되는 배출구를 구비하는 것을 특징으로 하는 연소장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 파이프에는 상기 연료가 상기 연소기에 원활하게 공급되도록 하는 연료펌프가 구비되는 것을 특징으로 하는 연소장치.
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