KR102409908B1

KR102409908B1 - 폐유의 완전연소가 가능한 연소버너장치

Info

Publication number: KR102409908B1
Application number: KR1020210094989A
Authority: KR
Inventors: 이봉희; 조중현
Original assignee: 주식회사 그린테크; 이봉희; 조중현
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2022-06-22
Anticipated expiration: 2041-07-20

Abstract

본 발명은 폐유의 완전연소가 가능한 연소버너장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 압축공기를 이용한 벤츄리효과를 통해 물을 무화상태로 고온의 코일배관 내부에 공급하여 과열증기를 생성함으로써 고온고압의 과열증기 생성이 용이하여 폐유의 완전연소가 가능하며, 생성된 과열증기를 연소버너장치의 끝단에 형성된 가이드의 내부공간에 고압 분사하여 폐유를 외부와 바로 연통되어 있는 가이드의 내부공간에서 연소시킴으로써 연소버너장치의 내부구성의 손상을 방지하여 수명을 연장시킬 수 있는 연소버너장치에 대한 것이다.

Description

폐유의 완전연소가 가능한 연소버너장치{Combustion burner apparatus capable of complete combustion for waste oil}

일반적인 연료 연소장치는 연료공급원으로부터 공급되는 연료를 노즐을 통해 분사하고, 분사된 연료가 연소실 내부에서 연소 되게 하는 구조로 되어 있다.

이와 같이 연료만을 직접 연소시키는 연료 연소장치는 연료원 고유의 화력으로 제한되고, 벙커시유와 같은 저렴한 액상 연료를 적용하는 경우 연소시 불완전 연소로 인한 대기오염을 야기시키는 단점이 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위해 최근에는 저렴한 액상연료를 물을 가열하여 얻은 고온의 증기와 함께 분사하여 연소시킴으로써 연료의 미분화 및 활성화를 통해 완전연소를 유도하고 화력을 보강하기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다.

즉, 연소되는 화염에 가열되어 물을 증기화 하기 위한 나선형상으로 말아진 금속 코일관과 같은 가열된 증기 발생관을 통과시켜 고압의 증기를 얻고 이를 직접 액상의 연료와 함께 분사하면서 연소 되도록 하는 증기를 이용한 연료 연소장치가 개발된 바 있다. 이처럼 벙커시유와 같은 저렴한 액상연료를 완전 연소시키고 화력을 보강하기 위해서는 수증기가 고온이 되면, 수소와 산소로 해리되는 열분해 성질은 프랑스의 화학자 라부아지에(서기 1743 ~ 1794)가 주장한 원리로 금속관을 고열로 가열하여 적열시키고 그 금속관에 물을 통과시키면 수소가 발생함을 확인한 실험으로 500℃ 정도에서 탄소(C)가 공급되면, 물은 이산화탄소와 수소가스로 분해된다고 알려진바 있다(C + 2H2O →CO2 + 2H2 ↑). 또한, 고온의 수증기와 함께 연료가 고압으로 분사되도록 함으로써 연료는 고온에 의해 활성화된 상태로 미세하게 분사되어 보다 화력이 강해지고, 완전연소를 유도할 수 있게 되는 것이다.

그러나 지금까지 개발된 증기를 이용한 연료 연소장치는 물을 직접 코일배관 내부로 주입하여 과열증기를 생성하였기 때문에 과열증기 생성을 위해 코일배관의 온도를 매우 높게 유지하여야만 해서 코일배관 가열을 위한 연료소모가 컸으며, 이로 인해 온도가 조금만 떨어져도 과열증기가 아닌 일반 증기가 생성되어 코일배관 내부의 부식을 야기하고 폐유의 불완전 연소로 인해 공해물질의 배출이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 연소버너장치의 내부 공간으로 과열증기를 바로 공급하여 폐유를 연소시킴에 따라 연소버너장치의 내부 공간에서 고온의 불꽃이 발생하여 연소버너장치 내부의 코일배관 등과 같은 구성들이 손상되어 연소버너장치의 수명이 짧아지게 되는 문제점이 있었다.

한편, 연소버너장치에 관한 종래기술로는 대한민국등록특허 제10-1292141호가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 압축공기를 이용한 벤츄리효과를 통해 물을 무화상태로 고온의 코일배관 내부에 공급하여 과열증기를 생성함으로써 고온고압의 과열증기 생성이 용이하여 폐유의 완전연소가 가능하며, 생성된 과열증기를 연소버너장치의 끝단에 형성된 가이드의 내부공간에 고압 분사하여 폐유를 외부와 바로 연통되어 있는 가이드의 내부공간에서 연소시킴으로써 연소버너장치의 내부구성의 손상을 방지하여 수명을 연장시킬 수 있는 연소버너장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 전술한 과제로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 또 다른 기술적 과제들은 후술할 내용으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폐유의 완전연소가 가능한 연소버너장치는 속이 빈 원통관 형상으로 형성되는 내관; 상기 내관에 대해 이격되어 공간을 형성하도록 상기 내관을 에워싸게 형성되는 외관; 상기 내관의 외측을 감싸며 나선형으로 감겨진 형태로 형성되며, 속이 빈 원통관 형상으로 형성되는 코일배관; 상기 내관 및 외관의 사이 공간에 형성되되 상기 코일배관의 내부공간과 연통되도록 형성되는 가압챔버; 상기 가압챔버로부터 분사되는 과열증기가 폐유와 만나 연소되는 공간인 가이드; 배관을 통해 상기 내관의 내측공간으로 상기 코일배관의 가열을 위한 가스를 공급하는 가스공급부; 배관을 통해 양방향으로 압축공기를 공급하는 압축공기공급부; 상기 코일배관의 내부로 무화상태의 물을 공급하거나 폐유에 물을 혼합하여 상기 내관의 내측공간으로 공급하기 위해 마련되는 물공급부 및 상기 내관의 내측공간으로 폐유를 공급하는 폐유공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 가압챔버에는 과열증기를 상기 가이드의 내부 공간에 고압으로 분사하기 위한 다수개의 통공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연소버너장치는, 상기 압축공기공급부의 배관과 상기 물공급부의 배관이 만나는 지점에 형성되는 제1벤츄리관; 및 상기 압축공기공급부의 배관과 상기 폐유공급부의 배관이 만나는 지점에 형성되는 제2벤츄리관;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연소버너장치는, 상기 가스공급부 및 압축공기 공급부의 배관이 만나는 지점에 형성되는 제1밸브; 및 상기 폐유공급부 및 물공급부의 배관이 만나는 지점에 형성되는 제2밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드의 외측에는 상기 가이드 내부 공간의 온도를 측정하기 위한 온도센서가 구비되며, 상기 온도센서에서 측정된 온도에 따라 폐유와 물의 공급 비율을 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 폐유의 완전연소가 가능한 연소버너장치는 압축공기를 이용한 벤츄리효과를 통해 물을 무화상태로 고온의 코일배관 내부에 공급하여 과열증기를 생성함으로써 비교적 낮은 온도로도 고온고압의 과열증기 생성이 용이하여 폐유의 완전연소가 가능하며, 과열증기의 생성이 용이함에 따라 일반 증기가 생성되지 않아 코일배관 내부에 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로, 종래의 연소버너장치는 물을 직접 코일배관 내부로 주입하여 과열증기를 생성하였기 때문에 과열증기 생성을 위해 코일배관의 온도를 매우 높게 유지하여야만 해서 코일배관 가열을 위한 연료소모가 컸으며, 이로 인해 온도가 조금만 떨어져도 과열증기가 아닌 일반 증기가 생성되어 코일배관 내부의 부식을 야기하고 폐유의 불완전 연소로 인해 공해물질의 배출이 증가하였다. 반면, 본 발명에서는 압축공기를 이용한 벤츄리효과를 통해 물을 무화상태로 고온의 코일배관 내부에 공급함에 따라 낮은 온도로도 고온고압의 과열증기 생성이 용이하여 폐유의 완전연소가 가능하며, 일반 증기가 생성되지 않아 코일배관 내부에 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 생성된 과열증기를 연소버너장치의 끝단에 형성된 가이드의 내부공간에 고압 분사하여 폐유를 외부와 바로 연통되어 있는 가이드의 내부공간에서 완전연소시킴으로써 연소버너장치의 내부구성의 손상을 방지하여 수명을 연장시킬 수 있다.

즉, 종래와 같이 연소버너장치의 내부 공간으로 과열증기를 바로 공급하여 폐유를 연소시키는 경우 연소버너장치의 내부 공간에서 고온의 불꽃이 발생하여 연소버너장치 내부의 코일배관 등과 같은 구성들이 손상되어 연소버너장치의 수명이 짧아지게 된다. 반면, 본 발명에서는 생성된 과열증기를 연소버너장치의 끝단에 형성된 가이드의 내부공간에 고압 분사하여 폐유를 외부 공간과 바로 연통되어 있는 가이드의 내부공간에서 완전연소시킴으로써 가이드에서 발생한 초고온의 불꽃이 외부로 바로 분출되어 가이드는 물론 코일배관과 같은 내부 구성의 손상을 방지할 수 있는 것이다.

또한, 외부 공간과 바로 연통되어 있는 가이드의 내부공간에서 폐유와 과열증기를 혼합하여 연소시킴으로써 연소에 의해 발생하는 초고온의 불꽃이 외부로 바로 분출됨에 따라 불꽃이 먼 거리까지 뻗어나가게 되며, 연소버너장치의 내부에서 연소가 이루어지지 않기 때문에 장치의 크기를 소형화하는 것이 가능하다.

즉, 종래와 같이 연소버너장치의 내부에서 폐유를 연소하여 불꽃을 발생시키는 경우 연소버너장치 내부의 구성의 손상을 최소화하기 위해 내부 공간의 크기를 증대시켜야 함에 따라 장치의 크기가 대형화 될 수 밖에 없었고, 내부 공간에 생성된 불꽃이 코일배관 등과 같이 내부 구성에 의해 외부로 뻗어나가는데 방해를 받아 불꽃이 멀리 뻗어나가지 못했다. 반면, 본 발명에서는 외부 공간과 바로 연통되어 있는 가이드의 내부공간에서 폐유와 과열증기를 혼합하여 연소시킴으로써 연소에 의해 발생하는 초고온의 불꽃이 외부로 바로 분출됨에 따라 불꽃이 먼 거리까지 뻗어나가게 되며, 연소버너장치의 내부에서 연소가 이루어지지 않기 때문에 코일배관과 같은 내부장치의 손상이 방지되어 장치의 크기를 소형화하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에서는 가이드의 외측에 온도센서를 설치하여 가이드의 온도가 충분히 올라간 경우 폐유의 양을 줄이고 물을 섞어서 공급함으로써 입자의 크기를 증대시켜 연소에 따라 발생하는 초고온의 불꽃이 먼 거리까지 뻗어나가도록 할 수 있으며, 물을 추가로 공급함에 따라 충분한 양의 과열증기가 가이드 내부 공간으로 공급되도록 할 수 있다. 따라서, 폐유를 많이 쓰지 않고도 초고온의 불꽃이 뻗어나가는 거리를 유지할 수 있어 연료의 사용을 줄일 수 있고, 이에 따라 불완전연소에 의해 발생하는 공해물질의 방출을 최소화할 수 있다.

또한, 압축공기를 이용한 벤츄리효과를 통해 폐유를 무화상태로 분사함으로써 연소 화력을 증대시켜 완전연소가 가능하도록 할 수 있다.

아울러, 공급된 폐유가 코일배관의 내측으로 통과하면서 유동하는 과정에서 1차로 연소가 이루어진 후 가이드에서 과열증기와 만나 2차로 연소가 이루짐에 따라 폐유가 완전 연소되어 공해물질의 배출이 최소화된다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐유의 완전연소가 가능한 연소버너장치의 전체 구성을 보여주는 개략도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 폐유의 완전연소가 가능한 연소버너장치의 작동 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐유의 완전연소가 가능한 연소버너장치의 전체 구성을 보여주는 개략도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 폐유의 완전연소가 가능한 연소버너장치의 작동 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 폐유의 완전연소가 가능한 연소버너장치는 고열을 필요로 하는 다양한 건조 및 고열설비에 적용되는 것으로, 외관(110), 내관(115), 코일배관(111), 가압챔버(112), 가이드(113), 가스공급부(120), 압축공기공급부(130), 물공급부(140) 및 폐유공급부(150)를 포함하여 형성된다. 한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명의 연소버너장치에는 가스공급부(120) 및 폐유공급부(150)를 통해 공급되는 가스 및 폐유를 초기에 점화할 수 있도록 하는 점화장치(미도시)와 노즐(미도시) 및 연소버너장치의 전체 구성을 제어하기 위한 제어부(미도시)가 추가로 구비된다.

내관(115)은 속이 빈 원통관 형상으로 형성되며, 외관(110)은 내관(115)에 대해 이격되어 공간을 형성하도록 내관(115)을 에워싸게 형성되어 내관(115)보다 더 길게 연장되어 있다.

코일배관(111)은 내관(115)의 외측을 감싸며 나선형으로 감겨진 형태로 형성되며, 속이 빈 원통관 형상으로 형성되어 무화상태의 물이 이동할 수 있는 경로를 제공한다. 이러한 코일배관(111)은 가스공급부(120)로부터 공급되는 가스가 연소되어 발생하는 열에 의해 고온으로 가열되어 내부로 유동하는 무화상태의 물을 과열증기로 만든다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.

가압챔버(112)는 내관(115)과 외관(110)의 사이 공간에 형성되되 코일배관(111)의 내부공간과 연통되도록 형성되어 코일배관(111)에서 생성된 과열증기를 가이드(113)의 내부 공간으로 공급한다. 이때, 가압챔버(112)에는 다수개의 미세통공(112a)이 형성되어 과열증기가 미세통공(112a)을 통해 가이드(113)의 내부 공간에 고압으로 분사된다. 이때, 가압챔버(112)에서 과열증기가 배출되는 통공(112a)은 미세하기 때문에 가압챔버(112)의 내부공간에서 과열증기는 고압상태로 만들어진다. 이러한 가압챔버(112)의 미세통공(112a)은 0.1 내지 2mm의 직경으로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

가이드(113)는 가압챔버(112)로부터 분사되는 과열증기가 폐유와 만나 연소되면서 과열증기가 분해되어 수성가스가 연소됨에 따라 고열(섭씨 1300도 이상)이 발생하여 초고온의 불꽃을 형성하는 공간으로, 외부와 연통되도록 형성되어 폐유의 완전연소에 의해 생성된 초고온의 불꽃이 바로 외부로 방출되도록 할 수 있다.

이때, 가이드(113)의 외측에는 가이드(113) 내부 공간의 온도를 측정하기 위한 온도센서(114)가 구비되며, 온도센서(114)에서 측정된 가이드(113)의 온도 값에 따라 후술할 제2밸브(172)를 조절하여 폐유와 물의 공급량을 조절할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.

가스공급부(120)는 배관을 통해 내관(115)의 내측공간으로 코일배관(111)의 가열을 위한 가스를 공급하며, 압축공기공급부(130)는 배관을 통해 양방향으로 압축공기를 공급한다. 또한, 물공급부(140)는 코일배관(111)의 내부로 무화상태의 물을 공급하거나 폐유에 물을 혼합하여 내관(115)의 내측공간으로 공급하기 위해 마련되며, 폐유공급부(150)는 내관(115)의 내측공간으로 폐유를 공급하기 위해 마련된다.

이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축공기공급부(130)의 배관과 물공급부(140)의 배관이 만나는 지점에는 제1벤츄리관(161)이 형성되고, 압축공기공급부(130)의 배관과 폐유공급부(150)의 배관이 만나는 지점에는 제2벤츄리관(162)이 형성된다. 이러한 제1 및 제2벤츄리관(161, 162)에 의해 압축공기공급부(130)에서 공급되는 압축공기가 벤츄리(Venturi) 효과에 의해 물공급부(140) 및 폐유공급부(150)에서 공급되는 물 및 폐유를 흡입하여 입자의 크기가 약 1 내지 10미크론인 무화상태로 만들어 코일배관(111)의 내부공간 및 내관(115)의 내부공간으로 분무되도록 한다. 이때, 본 발명에서는 폐유 및 물을 무화상태로 만들기 위한 구성을 벤츄리관으로 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 공지의 다양한 기술을 사용하는 것이 가능하다.

한편, 가스공급부(120)와 압축공기 공급부(130)의 배관이 만나는 지점 및 폐유공급부(150)와 물공급부(140)의 배관이 만나는 지점에는 각각 가스, 압축공기, 폐유, 물의 공급을 제어하기 위한 제1 및 제2밸브(171, 172)가 형성된다. 또한, 상기에서는 내관(115)을 별도로 형성하는 것으로 설명하였으나, 내관(115)을 별도로 형성하지 않고 코일배관(111) 끝단에 가압챔버(112)를 바로 연결시켜 과열증기를 분사시키는 것도 가능하다.

또한, 압축공기공급부(130)는 예압 발생용 공기공급라인(131)을 통해 폐유공급부(150) 및 물공급부(140)와 연결되며, 예압 발생용 공기공급라인(131)을 통해 폐유공급부(150) 및 물공급부(140)에 압축공기를 공급함으로써 예압을 발생시켜 폐유 및 물이 원활하게 배출되도록 할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 폐유의 완전연소가 가능한 연소버너장치의 작동과정 및 이에 따른 작용효과에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 제1밸브(171)를 통해 가스공급부(120) 및 압축공기공급부(130)로부터 가스와 압축공기를 내관(115)의 내측공간으로 공급한 후 점화장치(미도시)를 이용해 연소되도록 하여 코일배관(111) 및 내관(115) 내부공간의 온도를 올려주어 고온 상태로 만든다.

이후, 일정 시간 이상 연소가 이루어져 코일배관(111)이 과열증기를 생성하기 위해 충분히 높은 고온상태가 되면 제1밸브(171)를 제어하여 가스의 공급을 중단한다. 이때, 과열증기의 생성을 위한 온도는 제어부(미도시)를 통해 미리 설정이 가능하며, 온도센서(미도시)에 의해 측정된 코일배관(111)의 온도가 설정된 온도 값에 도달하면 제어부(미도시)가 제1밸브(171)를 제어하여 가스의 공급을 중단한다.

이후, 도 3에 도시된 바와 같이 압축공기공급부(130)에서 물공급부(140) 배관과 만나는 지점으로 압축공기를 공급하면, 압축공기가 제1벤츄리관(161)을 지나면서 벤츄리 효과에 의해 물을 흡입하여 무화상태로 만들어 가열된 코일배관(111)의 내부공간으로 분무되도록 한다.

코일배관(111)의 내부로 공급된 무화상태의 물은 나선형으로 형성된 고온의 코일배관(111) 내부를 따라 유동하면서 과열증기 상태가 된다. 이후, 과열증기는 가압챔버(112)의 통공(112a)을 통해 가이드(113)의 내측공간에 고압으로 분사된다.

이때, 본 발명에서는 상기와 같이 압축공기를 이용한 벤츄리효과를 통해 물을 무화상태로 고온의 코일배관(111) 내부에 공급하여 과열증기를 생성함으로써 비교적 낮은 온도로도 고온고압의 과열증기 생성이 용이하여 폐유의 완전연소가 가능하며, 과열증기의 생성이 용이함에 따라 일반 증기가 생성되지 않아 코일배관(111) 내부에 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로, 종래의 연소버너장치는 물을 직접 코일배관 내부로 주입하여 과열증기를 생성하였기 때문에 과열증기 생성을 위해 코일배관의 온도를 매우 높게 유지하여야만 해서 코일배관 가열을 위한 연료소모가 컸으며, 이로 인해 온도가 조금만 떨어져도 과열증기가 아닌 일반 증기가 생성되어 코일배관 내부의 부식을 야기하고 폐유의 불완전 연소로 인해 공해물질의 배출이 증가하였다. 반면, 본 발명에서는 압축공기를 이용한 벤츄리효과를 통해 물을 무화상태로 고온의 코일배관(111) 내부에 공급함에 따라 낮은 온도로도 고온고압의 과열증기 생성이 용이하여 폐유의 완전연소가 가능하며, 일반 증기가 생성되지 않아 코일배관(111) 내부에 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것이다.

한편, 상기와 같이 코일배관(111)의 내부로 무화상태의 물이 분사되어 과열증기가 생성되는 과정과 동시에 내관(115)의 내부공간으로 폐유를 분무하는 과정이 수행된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 제1밸브(171)를 제어하여 압축공기공급부(130)로부터 압축공기를 제공하고 동시에 제2밸브(172)를 제어하여 폐유공급부(150)로부터 폐유를 공급하면 압축공기가 제2벤츄리관(162)을 지나면서 벤츄리 효과에 의해 폐유를 흡입하여 무화상태로 만들어 내관(115)의 내부공간으로 분무되도록 한다.

내관(115)의 내부로 공급된 무화상태의 폐유는 고온 상태의 내관(115) 내부 공간을 따라 가이드(113) 쪽으로 유동하면서 1차적으로 연소가 이루어지며, 이후 연소버너장치의 끝단에 형성된 가이드(113) 내부공간에서 가압챔버(112)의 통공(112a)을 통해 고압분사되는 과열증기와 만나 2차적으로 연소됨으로써 완전 연소가 이루어지며, 이 과정에서 과열증기가 분해되어 수성가스가 연소됨에 따라 고열(섭씨 1300도 이상)이 발생하여 초고온의 불꽃이 형성되어 외부 공간으로 방출된다.

이때, 상기와 같은 완전연소 과정이 지속적으로 이루어지면서 온도센서(114)에 의해 측정된 가이드(113) 내부 공간의 온도가 충분히 고온이 되면 제2밸브(172)를 제어하여 물공급부(140)로부터 물이 공급되도록 하여 폐유와 물이 혼합되어 공급되도록 한다. 또한, 가이드(113) 내부 공간의 온도가 올라갈수록 폐유공급부(150)로부터 공급되는 폐유의 양을 감소시키고 물공급부(140)로부터 공급되는 물의 양을 증가시키도록 제2밸브(172)가 제어된다. 이때, 물의 공급을 시작하기 위한 온도는 제어부(미도시)를 통해 미리 설정이 가능하며, 온도센서(114)에 의해 측정된 가이드(113) 내부공간의 온도가 설정된 온도 값에 도달하면 제어부(미도시)가 제2밸브(172)를 제어하여 폐유와 물을 동시에 공급하도록 하고, 온도센서(114)에 의해 측정된 가이드(113) 내부공간의 온도가 올라갈수록 물의 공급량을 증가시키도록 제2밸브(172)가 물의 공급량을 가변적으로 조절한다. 즉, 물의 공급이 시작되는 온도(비교적 저온)에서는 폐유와 물의 혼합 비율이 9:1이 되도록 하고 가이드(113) 내부공간의 온도가 점점 올라갈수록 물의 공급 비율을 증가시켜 폐유와 물의 혼합 비율이 3:7이 될 때까지 물의 공급량을 가변적으로 증가시킬 수 있다.

상기와 같이 가이드(113)의 외측에 온도센서(114)를 설치하여 가이드(113)의 온도가 충분히 올라간 경우 폐유의 양을 줄이고 물을 섞어서 공급함으로써 입자의 크기를 증대시켜 연소에 따라 발생하는 초고온의 불꽃이 먼 거리까지 뻗어나가도록 할 수 있으며, 물을 추가로 공급함에 따라 충분한 양의 과열증기가 가이드(113) 내부 공간으로 공급되도록 할 수 있다. 따라서, 폐유를 많이 쓰지 않고도 초고온의 불꽃이 뻗어나가는 거리를 유지할 수 있어 연료의 사용을 줄일 수 있고, 이에 따라 불완전연소에 의해 발생하는 공해물질의 방출을 최소화할 수 있다.

또한, 생성된 과열증기를 연소버너장치의 끝단에 형성된 가이드(113)의 내부공간에 고압 분사하여 폐유를 외부 공간과 바로 연통되어 있는 가이드(113)의 내부공간에서 완전연소시킴으로써 연소버너장치의 내부구성의 손상을 방지하여 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

즉, 종래와 같이 연소버너장치의 내부 공간으로 과열증기를 바로 공급하여 폐유를 연소시키는 경우 연소버너장치의 내부 공간에서 고온의 불꽃이 발생하여 연소버너장치 내부의 코일배관 등과 같은 구성들이 손상되어 연소버너장치의 수명이 짧아지게 된다. 반면, 본 발명에서는 생성된 과열증기를 연소버너장치의 끝단에 형성된 가이드(113)의 내부공간에 고압 분사하여 폐유를 외부 공간과 바로 연통되어 있는 가이드(113)의 내부 공간에서 완전연소시킴으로써 가이드(113)에서 발생한 초고온의 불꽃이 외부로 바로 분출되어 가이드(113)는 물론 코일배관(111)과 같은 내부 구성의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 외부 공간과 바로 연통되어 있는 가이드(113)의 내부공간에서 폐유와 과열증기를 혼합하여 연소시킴으로써 연소에 의해 발생하는 초고온의 불꽃이 외부로 바로 분출됨에 따라 불꽃이 먼 거리까지 뻗어나가게 되며, 연소버너장치의 내부에서 연소가 이루어지지 않기 때문에 장치의 크기를 소형화하는 것이 가능하다.

즉, 종래와 같이 연소버너장치의 내부에서 폐유를 연소하여 불꽃을 발생시키는 경우 연소버너장치 내부의 구성의 손상을 최소화하기 위해 내부 공간의 크기를 증대시켜야 함에 따라 장치의 크기가 대형화 될 수 밖에 없었고, 내부 공간에 생성된 불꽃이 코일배관 등과 같이 내부 구성에 의해 외부로 뻗어나가는데 방해를 받아 불꽃이 멀리 뻗어나가지 못했다. 반면, 본 발명에서는 외부 공간과 바로 연통되어 있는 가이드(113)의 내부공간에서 폐유와 과열증기를 혼합하여 연소시킴으로써 연소에 의해 발생하는 초고온의 불꽃이 외부로 바로 분출됨에 따라 불꽃이 먼 거리까지 뻗어나가게 되며, 연소버너장치의 내부에서 연소가 이루어지지 않기 때문에 코일배관(111)과 같은 내부장치의 손상이 방지되어 장치의 크기를 소형화하는 것이 가능한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 폐유의 완전연소가 가능한 연소버너장치는 압축공기를 이용한 벤츄리효과를 통해 물을 무화상태로 고온의 코일배관 내부에 공급하여 과열증기를 생성함으로써 비교적 낮은 온도로도 고온고압의 과열증기 생성이 용이하여 폐유의 완전연소가 가능하며, 과열증기의 생성이 용이함에 따라 일반 증기가 생성되지 않아 코일배관 내부에 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

110 : 왼관
111 : 코일배관
112 : 가압챔버
112a : 통공
113 : 가이드
114 : 온도센서
115 : 내관
120 : 가스공급부
130 : 압축공기공급부
131 : 예압 발생용 공기공급라인
140 : 물공급부
150 : 폐유공급부
161 : 제1벤츄리관
162 : 제2벤츄리관
171 : 제1밸브
172 : 제2밸브

Claims

속이 빈 원통관 형상으로 형성되는 내관;
상기 내관에 대해 이격되어 공간을 형성하도록 상기 내관을 에워싸게 형성되는 외관;
상기 내관의 외측을 감싸며 나선형으로 감겨진 형태로 형성되며, 속이 빈 원통관 형상으로 형성되는 코일배관;
상기 내관 및 외관의 사이 공간에 형성되되 상기 코일배관의 내부공간과 연통되도록 형성되는 가압챔버;
상기 가압챔버로부터 분사되는 과열증기가 폐유와 만나 연소되는 공간인 가이드;
배관을 통해 상기 내관의 내측공간으로 상기 코일배관의 가열을 위한 가스를 공급하는 가스공급부;
배관을 통해 양방향으로 압축공기를 공급하는 압축공기공급부;
상기 코일배관의 내부로 무화상태의 물을 공급하거나 폐유에 물을 혼합하여 상기 내관의 내측공간으로 공급하기 위해 마련되는 물공급부 및
상기 내관의 내측공간으로 폐유를 공급하는 폐유공급부;를 포함하며,
상기 압축공기공급부의 배관과 상기 물공급부의 배관이 만나는 지점에 형성되는 제1벤츄리관; 및
상기 압축공기공급부의 배관과 상기 폐유공급부의 배관이 만나는 지점에 형성되는 제2벤츄리관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐유의 완전연소가 가능한 연소버너장치.
제1항에 있어서,
상기 가압챔버에는 과열증기를 상기 가이드의 내부 공간에 고압으로 분사하기 위한 다수개의 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 폐유의 완전연소가 가능한 연소버너장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 연소버너장치는,
상기 가스공급부 및 압축공기 공급부의 배관이 만나는 지점에 형성되는 제1밸브; 및
상기 폐유공급부 및 물공급부의 배관이 만나는 지점에 형성되는 제2밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐유의 완전연소가 가능한 연소버너장치.
제1항에 있어서,
상기 가이드의 외측에는 상기 가이드 내부 공간의 온도를 측정하기 위한 온도센서가 구비되며,
상기 온도센서에서 측정된 온도에 따라 폐유와 물의 공급 비율을 조절하는 것을 특징으로 하는 폐유의 완전연소가 가능한 연소버너장치.