KR19980077128A - 폐유를 사용한 무연 온수 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비닐 하우스 등의 농원예용 온수 보일러로서 슬래그나 매연과 같은 공해유발 없이 높은 열효율에 기인한 저렴한 운영비용으로 완전 자동화 운영이 가능한 폐유를 사용한 무연 온수 보일러에 관한 것이다.

본 발명은 중앙 내부에 연소실을 형성하며 연소실 외측에 상하부에 보일러 배관과 연결된 온수탱크가 배치되어 있는 보일러 본체와, 상기 연소실 내부로 외부공기를 고압으로 불어 넣어 주기 위한 공기 공급수단과, 폐유탱크와, 상기 폐유에 함유된 물과 이물질을 비중차이를 이용하여 정제하기 위한 제 1 정제수단과, 상기 정제된 폐유를 상기 연소실 내부로 공급하기 위한 폐유 안내수단과, 상기 연소실 하단부에 고열전도 소재로 형성되고 상기 폐유 안내수단에 연결되어 발화를 촉진시키기 위한 발화촉진수단과, 상기 연소실 하단부와 연결되어 초기 점화시에만 설정된 시간동안 연소실 내부를 예열시키기 위한 예열수단과, 상기 연소실의 연통에 설치되어 이중방식으로 배출가스에 포함된 분진을 제거하기 위한 분진제거수단과, 초기 점화시에 상기 예열수단을 설정된 시간동안 작동시킨후 상기 폐유를 연소실 내부로 도입시키고, 상기 온수탱크의 온도가 설정된 온도 이상으로 상승하는 경우 폐유의 도입을 차단시키기 위한 연소 제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

폐유를 사용한 무연 온수 보일러

본 발명은 폐유를 사용한 무연 온수 보일러에 관한 것으로, 특히 비닐 하우스 등의 농원예용 온수 보일러로서 슬래그나 매연과 같은 공해유발 없이 높은 열효율에 기인한 저렴한 운영비용으로 완전 자동화 운영이 가능한 폐유를 사용한 무연 온수 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 농원예용 비닐 하우스 영농에는 가을부터 겨울을 거쳐 봄에 이르기 까지 4계절 야채 또는 원예재배를 위하여 실내 및 지중 온도를 일정하게 유지시켜 주어야 한다.

이를 위하여 종래에는 연탄 난로, 또는 경유 보일러를 설치하여 하우스의 실내온도를 식물의 생장에 적합한 온도로 유지하였다.

그러나 연탄난로를 사용한 방식은 연탄을 일정시간 또는 불특정 시간마다 새로운 연탄으로 교체하여 유지시켜야 하므로 다수의 대단위 하우스인 경우에는 이에 따른 관리인력과 관리의 어려움이 존재한다. 또한 사용자가 원하는 설정온도로 하우스의 온도를 유지하기 어려운 단점도 있다.

한편 경유를 사용한 방식은 보일러를 운용하는데 따른 유지비용이 상대적으로 고가라는 단점이 있다.

이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 한국 실용신안공고 제90-1373호에는 연료비용이 저렴하고 무단방류할 경우 공해를 유발하는 폐유를 사용한 폐유연소용 온수보일러가 제안되었다.

상기 온수 보일러를 도 1을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면, 보일러 온수조(1)의 중앙부에 가열부(2)가 형성되어 상단이 굴뚝(17)으로 연결되고, 가열부(2) 하측에 연소실(4)을 형성하고 연소실(4) 내에 폐유 확산판(5A)이 구비된 연소접시(5)를 설치하여 그위로 폐유통(11)으로부터 기름안내관(7)을 통하여 폐유를 개폐콕(9)으로 양을 조정하면서 연소접시(5)로 떨어뜨리고 연소접시(5)의 측방으로 전동송풍기(6)를 장치하여 연소용 바람을 공급하는 구조를 이루고 있다.

도 1에서 미설명 부호 3은 연통관, 6A는 송풍관, 8은 급유관, 10은 연결호스, 12는 개폐콕, 13은 물통, 14는 급수관, 15는 급수 개폐콕, 16은 팽창수통, 18은 끄으름 여과기를 각각 가리킨다.

그런데 이러한 종래의 온수 보일러에서는 초기 점화시에 발화점이 높은 폐유에 직접 불을 붙이게 되므로 점화가 힘들고 이에 따라 낮은 온도에서 연소가 실시되어 불완전 연소가 일어나 다량의 매연발생이 야기되며, 이 경우 종래의 단순한 끄으름 여과기(18)로는 외부로 배출되는 매연과 유해가스를 여과시킬 수 없어 매연이 다량 배출되는 문제점이 있다.

또한 연소온도가 낮기 때문에 장시간 가동후 연소실 하단부에 공해유발 물질인 슬래그가 발생되고, 폐유의 공급량을 연소량에 알맞게 수동으로 조절하여야 하므로 이에 따른 번거로움이 있으며, 이 경우 폐유의 공급량이 연소량보다 더 많을 경우에는 불완전 연소가 발생할 수 있고, 그 반대로 연소량보다 폐유의 공급량이 작을 경우에는 열량이 낮은 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 비닐 하우스 등의 농원예용 온수 보일러로서 슬래그나 매연과 같은 공해유발 없이 높은 열효율에 기인한 저렴한 운영비용으로 완전 자동화 운영이 가능한 폐유를 사용한 무연 온수 보일러를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 폐유 온수 보일러의 구조를 보여주는 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 폐유를 사용한 무연 온수 보일러의 전체 구조를 보여주는 단면도,

도 3은 도 2에 도시된 폐유탱크의 내부구조를 보여주는 단면도,

도 4는 도 2에 도시된 연료여과장치의 구조를 보여주는 단면도,

도 5A 및 도 5B는 도 2에 도시된 공기 분사관의 정면 확대도 및 확대 사시도,

도 6은 도 2에 도시된 본 발명 온수 보일러의 제어 시퀀스도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

21 : 석유버너(LB)21A : 석유버너팬(BF)

22 : 개폐기23 : 개폐기용 솔레노이드(S1)

24 : 연소실25 : 송풍기(FAN)

26 : 공기 분사관26A : 공기 분사구

27 : 불판28 : 연통

29 : 솔레노이드 밸브(S2)30 : 오일밸브

31 : 구리코일32 : 급유관

33 : 단열재34A, 34B : 물분사노즐

35 : 불순물 제거용 필터36 : 에어클리너

37 : 끄으름 제거장치38 : 물탱크

39 : 물순환펌프40 : 산소공급관

41 : 폐유탱크41A, 41B : 제 1 및 제 2 정제판

42 : 연료여과장치42A/42B : 폐유 유입구/유출구

42C : 드레인장치43 : 급수탱크

44 : 온도계45 : 압력계

46 : 압력 안정기47 : 콘트롤 박스

48 : 온수 순환출구49 : 온수 순환출구

50 : 공기구멍51 : 레벨 게이지

52 : 폐유주입구53 : 메인 전원 스위치

54 : 전류계55 : 전압계

56 : 송풍용 타이머(T1)57 : 버너팬용 타이머(T2)

58 : 온도 조절기59 : 전원공급용 릴레이(R)

60 : 석유버너용 타이머(T3)61 : 연료개폐기용 타이머(T4)

70 : 보일러 케이스71 : 온수탱크

72 : 플로트73 : 급수밸브

74 : 온수관75 : 물

76 : 폐유77 : 출구

78 : 화염유입관79 : 배출관

80 : 수집통81 : 석유탱크

82 : 바닥판

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중앙 내부에 연소실을 형성하며 연소실 외측에 상하부에 보일러 배관과 연결된 온수탱크가 배치되어 있는 보일러 본체와, 상기 연소실 내부로 외부공기를 고압으로 불어 넣어 주기 위한 공기 공급수단과, 연소될 폐유를 저장하고 있는 폐유탱크와, 상기 폐유에 함유된 물과 이물질을 비중차이를 이용하여 정제하기 위한 제 1 정제수단과, 상기 폐유탱크로부터 정제수단을 거쳐 정제된 폐유를 상기 연소실 내부로 공급하기 위한 폐유 안내수단과, 상기 연소실 하단부에 고열전도 소재로 형성되고 상기 폐유 안내수단에 연결되어 내부로 공급된 폐유가 이를 따라 흘러내리도록 안내하여 발화를 촉진시키기 위한 발화촉진수단과, 상기 연소실 하단부와 연결되어 초기 점화시에만 설정된 시간동안 연소실 내부를 예열시키기 위한 예열수단과, 상기 연소실의 상단부와 연결된 연통에 설치되어 이중방식으로 배출가스에 포함된 분진을 제거하기 위한 분진제거수단과, 초기 점화시에 상기 예열수단을 설정된 시간동안 작동시킨후 상기 폐유 안내수단을 통해 폐유를 연소실 내부로 도입시키고, 상기 온수탱크의 온도가 설정된 온도 이상으로 상승하는 경우 폐유의 도입을 차단시키기 위한 연소 제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐유를 사용한 무연 온수 보일러를 제공한다.

본 발명에서 상기 제어수단은 상기 폐유의 차단시에 연소실 내에 슬래그가 잔류하지 않도록 상기 공기 공급수단을 설정된 시간동안 더 작동시키는 것이 바람직하다.

또한 상기 예열수단은 석유버너와, 석유버너의 화염을 상기 연소실로 유도하기 위한 화염유도관과, 상기 화염유도관에 설치되어 석유버너의 작동시에 개방되고 작동종료후 설정된 시간후에 폐쇄되는 개폐기로 구성되며, 상기 개폐기는 상기 제어수단의 제어신호에 따라 온/오프되는 솔레노이드 밸브의 작동에 따라 구동되어 석유버너가 비작동시에는 연소실의 고열로부터 버너를 보호한다.

한편 상기 분진제거수단은 상기 연통으로부터 2단절곡되어 하방향으로 연장된 수직방향 부분에 설치되어 물분사방식으로 배출되는 분진을 포집하기 위한 제 1 분진제거수단과, 상기 분진제거수단의 후단에 연결되어 잔류분진을 제거하기 위한 에어클리너로 구성되며, 상기 분진을 포집하는데 사용되는 물은 필터를 내장한 물순환계통에 의해 재사용할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.

더욱이 본 발명에서는 상기 분진제거수단과 연소실 하단부 사이를 연결하여 초기 점화시에 산소를 공급하며 연소시에는 배출가스의 일부를 재순환시켜 완전연소를 유도하기 위한 산소공급관을 더 포함하여 초기점화시 및 메인 보일러 가동시에 불완전 연소를 막아준다.

한편, 상기 공기 공급수단은 연소실 내부에 위치한 수직방향 단부로부터 와류를 형성하면서 외부공한기를 분사시켜줌에 의해 연료의 연소시에 원활한 산소공급이 이루어지도록 한다.

상기 발화촉진수단은 나선형 구리동선으로 이루어지며, 고온으로 예열된 상태에서 폐유가 흘러 내리면 쉽게 점화가 일어나도록 하는 촉매역할을 한다.

상기 폐유탱크는 상기 폐유에 함유된 물과 이물질을 비중차이를 이용하여 정제하기 위한 제 2 정제수단과, 폐유의 유동성을 상승시키기 위한 가열수단을 더 포함하며, 상기 정제수단은 다수의 순차적으로 높이가 낮아지는 정제판으로 형성된다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 석유버너를 이용한 예열구조에 의해 폐유의 초기점화시에 끄으름의 발생을 억제시키고, 와류형성 공기 분사관과 고전도 구리코일에 의해 완전연소와 제로 슬래그화를 유도하며, 배기가스 재순환구조에 의해 불완전 연소가스의 일부를 연소실로 리턴시킴과 동시에 물분사장치와 에어클리너를 사용한 매연포집 시스템에 의해 외부로 끄으름이 배출되는 것을 차단시키며, 연료비 또한 종래에 비하여 월등하게 절감된다.

[실시예]

이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.

첨부된 도 2는 본 발명에 따른 폐유를 사용한 무연 온수 보일러의 전체 구조를 보여주는 단면도, 도 3은 도 2에 도시된 폐유탱크의 내부구조를 보여주는 단면도, 도 4는 도 2에 도시된 연료여과장치의 구조를 보여주는 단면도, 도 5A 및 도 5B는 도 2에 도시된 공기 분사관의 정면 확대도 및 확대 사시도, 도 6은 도 2에 도시된 본 발명 온수 보일러의 제어 시퀀스도이다.

먼저 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 폐유를 사용한 무연 온수 보일러는 원통형 연소통(24)에 의해 그 내부에 연소실(24A)이 형성되고, 연소통(24) 외부에는 열교환용 온수탱크(71)를 형성하는 보일러 케이스(70)가 설치되어 있다.

보일러 케이스(70)는 내부/외부 케이스(70A, 70B)로 형성되고 그 사이에 예를 들어 석면 등으로 사용 가능한 단열재(33)가 충진되어 있다.

상기 온수탱크(71)의 상부에는 탱크 내부의 물의 레벨을 일정하게 조절하기 위하여 레벨센싱용 플로트(72)가 내부에 설치된 주지된 구조의 급수탱크(23)와 관을 통하여 연결되어 있으며, 상기 급수탱크(23)는 온수탱크(71)로부터 온수가 팽창하는 경우 팽창된 물을 흡수하는 팽창탱크 역할을 겸한다. 상기한 급수탱크(23)는 온수탱크(71) 내부의 수위가 하강하는 경우 물을 공급하며, 이에 따라 급수탱크(23) 내의 수위가 설정된 레벨 이하로 하강하는 경우 플로트(72)가 작동하여 급수밸브(73)를 자동적으로 오픈시켜 부족한 물을 보충할 수 있도록 작용한다.

한편 상기 온수탱크(71)는 상측에 온수 순환출구(48)가 설치되어 이로부터 예를 들어 원예용 하우스의 지중에 매설된 열교환관을 거쳐 열교환이 일어난 후 온수탱크(71)의 하측에 구비된 온수 순환입구(49)로 귀환된다.

상기 연소실(24A)의 내측 하부에는 그의 외부형상이 원뿔형상을 이루고 구리(Cu)선으로 이루어진 구리코일(31)이 설치되어 있고, 이 구리코일(31)의 상단은 폐유탱크(41)와 연통된 급유관(32)의 일단이 연결되어 있다. 여기서 구리코일은 폐유의 흐름을 안내하면서 고온 금속체와 접촉되도록 하여 발화를 촉진하는 역할을 하며, 그 재질과 형상은 열전도율이 높고 고온에 강하며 내구성을 갖는 소재라면 모두 채택 가능하며, 나선형, 원통형 등의 어떠한 코일형상도 가능하다.

상기 폐유탱크(41)는 도 3에 도시된 바와 같이 일측편 상부에 폐유 주입구(52)가 구비되어 있으며, 그 내부에는 폐유(76)에 포함된 물(75)이나 이물질 등을 비중차이를 이용하여 걸러내기 위해 탱크의 출구(77)측을 향하여 순차적으로 높이가 낮아지는 2개의 제 1 및 제 2 정제판(41A, 41B)이 설치되어 있고, 또한 출구측에는 겨울철에 폐유(76)의 유동성을 좋게 하기 위한 온수관(74)이 코일형태로 배치되어 상기한 온수탱크(71)와 연결되어 있다. 도 3에서 부재번호 50은 공기구멍, 51은 레벨 게이지를 가리킨다.

또한 상기 폐유탱크(41)의 출구(77)에는 이차적으로 폐유(76)에 함유된 물(75)을 걸러내기 위한 연료 여과장치(42)가 연결되어 있고, 그 구조는 도 4에 도시된 바와 같이 폐유 유입구(42A)와 폐유 유출구(42B)가 연료 여과장치(42)의 상측에 배치되어 비중이 폐유보다 큰 물(75)을 하부에 걸르는 방식이다. 또한 연료 여과장치(42)의 하측에는 걸러진 물(75)을 배출하기 위한 드레인장치(42C)가 설치되어 있다.

더욱이 연료 여과장치(42)의 유출구(42B)에 연결된 급유관(32)에는 연소실(31)로 급유되는 폐유의 공급량을 수동으로 조절하기 위한 수동 오일밸브(30)와 전자적으로 개폐가 제어되는 솔레노이드 밸브(29)가 설치되어 있다.

한편 상기 연소실(24A)의 하측에는 석유버너(21)로부터 연소실(24A)을 예열시키기 위한 화염이 유입되는 화염유입관(78)이 구리코일(31)과 대응한 높이로 연결되어 있고, 하측에는 또한 추후에 설명하는 끄으름 제거장치(37)를 통하여 연소가스 배출관(79)과 연결되어 석유버너(21)의 점화 초기에 신선한 공기를 공급하고 폐유가 연소실(24A)에서 점화되어 연소될 경우에 외부로 배출되는 연소가스의 일부를 재순환시켜 완전연소를 도모하기 위한 산소 공급관(40)이 연결되어 있다.

상기 화염 유입관(78)에는 석유버너(21)의 가동에 따라 개폐가 이루어지는 개폐기(22)가 설치되어 있고, 이 개폐기(22)는 솔레노이드(23)의 작동에 연동하여 개폐된다. 또한 석유버너(21) 내부에는 석유버너 팬(21A)이 설치되어 버너작동시에 화염과 열풍을 연소실(24A) 내부로 공급되게 한다.

한편 상기 연소실(24A)의 상측부에는 일단이 연소통(24)의 내부로부터 돌출되어 연소실(24)에서 연소된 가열된 고온의 공기가 바로 연통(28)을 타고 연소실(24A)로부터 빠져나가는 것을 차단하여 장시간 동안 연소실 내부에 머물도록 하기 위한 불판(27)이 형성되어 있다.

또한 연소실(24A)의 대략 중간에는 보일러 외부에 설치된 송풍기(25)로부터 실내로 공급되는 신선한 공기를 와류(소용돌이)를 형성하면서 배출하기 위한 공기 분사관(26)이 수직방향으로 배치되어 있다. 상기 공기 분사관(26)은 와류를 형성하기 위하여 공기 분사구(26A)가 도 5A 및 도 5B에 도시된 바와 같이 좌우 대칭으로 상하방향으로 형성되어 있다. 이 경우 공기 분사구는 와류를 형성하는 구조라면 다른 패턴의 분사구를 이루는 것도 모두 가능하다.

여기서 공기 분사구(26A)의 하단부는 발화부분과 적정한 거리, 예를 들어 32±5mm에 위치설정되는 것이 필요하다. 만약 상기 거리가 상기한 범위를 벗어나는 경우 불완전연소가 발생하여 연기가 발생하며, 열효율이 떨어지게 된다.

한편, 연소통(24)의 상부에는 수직방향의 연통(28)이 연결되고, 이 연통은 수평절곡부를 거쳐 단부가 하방향을 향하도록 되어 있다. 상기한 하방향 연통(28) 내부에는 다수의 예를 들어 2개의 물분사노즐(34A, 34B)이 높이 차이를 두고 설치되어 있으며, 이 물분사노즐(34A, 34B)은 물탱크(38)로부터 순환펌프(39)에 의해 고압으로 상승하여 연통 내부로 분사된다. 상기 연통(28)의 하부에는 연통을 통하여 배출되는 배기가스 중의 분진과 같은 매연을 포집하기 위해 분사된 물을 수집하기 위한 수집통(80)이 배치되어 있고, 수집통(80)은 중간에 매연 등의 불순물을 걸러내기 위한 필터(35)를 통하여 물탱크(38)에 연결되어 있다.

또한 상기 수집통(80)의 상부는 상기한 산소 공급관(40)과 연결되며, 또한 에어 클리너(36)를 통하여 배출관(79)과 연결되어 있다.

한편 온수탱크(71)의 내부에는 온수의 온도가 설정된 온도에 도달하는 경우 보일러의 작동을 중단시키기 위한 온도 조절기(58)가 설치되어 있고, 예를 들어 바이메탈을 이용하여 구성될 수 있다.

도 2에서 미설명 부호 44는 온도계, 45는 압력계, 46은 압력 안정기, 47은 콘트롤 박스, 81은 석유탱크를 각각 나타낸다.

이하에 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 폐유를 사용한 무연 온수 보일러의 작용을 도 6을 참고하여 상세히 설명한다.

먼저 보일러의 메인 전원 스위치(53)를 켜면, 이에 따라 전원공급 릴레이(R)(59)가 온상태로 되어 접점(R-a)이 닫힌다. 그 결과 송풍기(FAN)(25)가 작동하여 공기 분사관(26)을 통하여 연소실(24)로 와류의 공기를 불어 넣어주며, 이와 동시에 석유버너(LB)(21)가 점화되어 버너에 불이 붙고 버너팬(BF)(21A)이 작동된다.

또한 이와 동시에 개폐기용 솔레노이드(S1)(23)가 온상태로 되어 화염유입관(78)의 개폐기(22)가 개방되면서 버너(21)의 화염이 연소실(24) 내로 들어간다. 이 경우 버너 타이머(T3)(60)와 연료 개폐기용 타이머(T4)(61)도 각각 기동되어 5분과 3분을 카운트하기 시작한다. 즉, 3분동안 석유버너(21)로 연소실(24)을 예열시킨다.

그 후 3분이 경과하여 연료 개폐기용 솔레노이드 밸브(S2)(29)가 타이머(T4)(61)에 의해 작동되어 즉, 접점(T4-a)가 닫히어 폐유탱크(41)로부터 연료 여과장치(42)를 거친 폐유가 급유관(32)을 통해 연소실(24) 안으로 투입된다. 투입된 폐유는 구리코일(31)을 따라 내려오면서 석유버너(21)로부터 공급된 화염과 예열기간동안 고온으로 달구어진 구리코일(31)에 의해 가열되면서 점화가 이루어진다.

그후 연료 개폐기용 솔레노이드(29)가 작동한지 2분이 경과하면, 석유버너용 타이머(T3)(60)가 작동되어 버너(21)에 대한 타이머 접점(T3-b)이 오픈되므로 석유버너의 불이 꺼진다. 이와 동시에 접점(T3-a)가 닫히어 타이머(T2)(57)가 카운트를 개시하여 10초가 경과하면, 접점(T2-b)이 개방되므로 석유버너팬(21A)은 10초 동안 더 작동하여 석유버너(21)가 소화되면서 순간적으로 발생되는 석유의 불완전 연소가스를 연소실(24) 안으로 밀어 넣어 완전연소가 이루어지도록 한다.

또한 상기 접점(T2-b)의 개방에 따라 개폐기용 솔레노이드(23)가 오프되어 개폐기(22)가 닫혀 연소실(24)과 화염유입관(78)이 차단되므로 석유버너(21)를 연소실(24)의 열로부터 보호할 수 있게 된다.

그후 폐유의 연소에 따라 메인버너가 작동되어 온수탱크(71)에 저장되어 있는 물의 온도가 상승하게 되며, 그 결과 설정된 온도까지 상승하게 되면 온도 조절기(58)가 작동되어 전원공급 릴레이(59)에 대한 전원을 차단하고, 10분간 송풍기용 타이머(T1)(56)를 기동시킨다.

이에 따라 연료개폐용 솔레노이드(29)는 오프상태로 되어 폐유탱크(41)로부터 폐유를 연소실(24)로 공급하는 것을 중단한다. 이 경우 송풍기(25)는 10분 동안 계속하여 작동된후 접점(T1-b)이 개방되어 작동을 멈추게 되며, 그 결과 연소실(24) 내에 주입되어 있던 폐유 잔량이 모두 연소되도록 한다.

이후에 온수탱크(71)의 온도가 상기한 설정 온도 이하로 하강하게 되면 온도 조절기(58)가 다시 리세트 상태로 설정되어 전원공급용 릴레이(39) 측으로 전원공급이 이루어지도록 스위칭된다. 따라서 상기한 버너(21)의 기동으로부터 보일러의 작동이 다시 개시된다.

상기한 도 6에서 미설명 부호 54는 전류계이고, 55는 전압계를 기리킨다.

상기와 같은 보일러의 작동에 있어서 석유버너(21)로 연소실(24)을 미리 예열시키는 이유는 연소실(24) 내부의 온도를 높여서 폐유의 점화를 용이하게 해주기 위한 것으로, 이러한 예열동작에 의해 끄으름의 발생을 억제할 수 있다. 이 경우 연소실 내부를 미리 예열시키기 위한 구조는 석유버너를 사용하는 방식 이외에도 매연의 발생이 적으면서 자동으로 점화가 이루어질 수 있는 버너장치라면 다른 구조를 채택하는 것도 물론 가능하다.

또한 상기한 공기 분사관(26)은 보일러 중앙에 위치한 송풍기(25)에 연결되어 발화부분과 적정한 거리에 위치설정되는 것이 필요하며, 좌우 대칭구조의 공기 분사구(26A)를 통하여 압축된 공기를 분사하므로 이에 따라 연소실(24) 내에는 와류를 형성하면서 폐유의 연소에 산소가 공급되어 완전연소를 돕는다.

더욱이 상기한 구리코일(31)은 연소실(24) 하단부에 위치한 급유관(32)의 단부에 나선형으로 매달린 구조를 이루고 있어 급유관(32)으로 주입된 폐유는 구리코일(31)을 타고 내려가면서 연소가 진행되어 슬래그를 발생하지 않고 완전연소가 이루어진다. 그 결과 냄새의 제거와 고온의 열을 발생하게 된다. 이 경우 구리코일(31)은 상기한 나선형 이외에 폐유를 안내할 수 있는 다른 어떤 형상을 이루는 것도 가능하다.

또한 연소실(24)의 하단부 바닥판(82)은 바람직하게는 고강도의 탄소강 재료로 형성되는 것이 열의 영향이 적고 불순물이 엉켜 붙지 않는다.

한편 본 발명에 있어서는 연소실(24)의 하단부가 산소 공급관(40)을 통하여 끄으름 제거장치(37)와 연소가스 배출관(79)에 순차적으로 연결되어 석유버너(21)의 점화시에 산소를 공급하며, 연소후에는 배기가스의 일부를 재순환시켜 불완전 연소가스를 완전연소시킴에 의해 CO 가스의 배출을 억제하면서 열손실을 막아준다.

또한 연통(28)에 연결된 물분사노즐(34A, 34B)은 외부로 배출되는 매연에 포함된 분진을 포집하여 수집통(80)으로 모으는 작용을 하므로 매연 배출을 억제할 수 있다. 더욱이 배출관(79)에는 에어클리너(36)가 설치되어 있어 이중의 분진제거 기능을 수행한다.

한편 본 발명에서는 폐유탱크(38)와 연료 여과장치(42) 내에 비중의 차이를 이용한 물과 폐유분리방식에 따라 폐유로부터 물과 이물질을 분리시킨 상태에서 폐유만을 연소실(24)로 공급하므로 연소점이 높아져 불완전연소가 발생하지 않도록 하였다.

또한 본 발명에서는 보일러의 작동을 콘트롤 박스(47)에서 통제하여 완전자동으로 제어가 가능하여 관리가 용이하며, 보일러를 최적상태에서 운용하는 것이 가능하며 종래와 같은 관리부실로 인한 온도 콘트롤 미숙으로 하우스 내의 농작물 또는 원예작물의 생육부진 또는 동사를 막을 수 있고 또한 보일러 관리에 필요한 인력의 소모를 막을 수 있다. 더욱이 연료비를 기존에 비하여 70% 이상 절감할 수 있는 효과를 가져오며 열효율이 기존의 경유 보일러보다도 뛰어나고, 슬래그와 매연이 발생되지 않아 환경오염의 원인이 되지 않으며, 따라서 폐유 소각로의 기능을 갖게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 석유버너를 이용한 예열구조에 의해 폐유의 초기점화시에 끄으름의 발생을 억제시키고, 와류형성 공기 분사관과 고전도 구리코일에 의해 완전연소를 유도하며, 배기가스 재순환구조에 의해 불완전 연소가스의 일부를 연소실로 리턴시킴과 동시에 물분사장치와 에어클리너를 사용한 매연포집 시스템에 의해 외부로 끄으름이 배출되는 것을 차단시키며, 연료비 또한 종래에 비하여 월등하게 절감된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (9)

1. 중앙 내부에 연소실을 형성하며 연소실 외측에 상하부에 보일러 배관과 연결된 온수탱크가 배치되어 있는 보일러 본체와,

   상기 연소실 내부로 외부공기를 고압으로 불어 넣어 주기 위한 공기 공급수단과,

   연소될 폐유를 저장하고 있는 폐유탱크와,

   상기 폐유에 함유된 물과 이물질을 비중차이를 이용하여 정제하기 위한 제 1 정제수단과,

   상기 폐유탱크로부터 정제수단을 거쳐 정제된 폐유를 상기 연소실 내부로 공급하기 위한 폐유 안내수단과,

   상기 연소실 하단부에 고열전도 소재로 형성되고 상기 폐유 안내수단에 연결되어 내부로 공급된 폐유가 이를 따라 흘러내리도록 안내하여 발화를 촉진시키기 위한 발화촉진수단과,

   상기 연소실 하단부와 연결되어 초기 점화시에만 설정된 시간동안 연소실 내부를 예열시키기 위한 예열수단과,

   상기 연소실의 상단부와 연결된 연통에 설치되어 이중방식으로 배출가스에 포함된 분진을 제거하기 위한 분진제거수단과,

   초기 점화시에 상기 예열수단을 설정된 시간동안 작동시킨후 상기 폐유 안내수단을 통해 폐유를 연소실 내부로 도입시키고, 상기 온수탱크의 온도가 설정된 온도 이상으로 상승하는 경우 폐유의 도입을 차단시키기 위한 연소 제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐유를 사용한 무연 온수 보일러.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 폐유의 차단시에 연소실 내에 슬래그가 잔류하지 않도록 상기 공기 공급수단을 설정된 시간동안 더 작동시키는 것을 특징으로 하는 폐유를 사용한 무연 온수 보일러.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 예열수단은 석유버너와, 석유버너의 화염을 상기 연소실로 유도하기 위한 화염유도관과, 상기 화염유도관에 설치되어 석유버너의 작동시에 개방되고 작동종료후 설정된 시간후에 폐쇄되는 개폐기로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐유를 사용한 무연 온수 보일러.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 분진제거수단은 상기 연통으로부터 하방향으로 연장된 수직방향 부분에 설치되어 물분사방식으로 배출되는 분진을 포집하기 위한 제 1 분진제거수단과, 상기 분진제거수단의 후단에 연결되어 잔류분진을 제거하기 위한 에어클리너로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐유를 사용한 무연 온수 보일러.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 분진제거수단과 연소실 하단부 사이를 연결하여 초기 점화시에 산소를 공급하며 연소시에는 배출가스의 일부를 재순환시켜 완전연소를 유도하기 위한 산소공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐유를 사용한 무연 온수 보일러.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 공기 공급수단은 연소실 내부에 위치한 수직방향 단부로부터 와류를 형성하면서 외부공기를 분사하는 것을 특징으로 하는 폐유를 사용한 무연 온수 보일러.
7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 공기 공급수단의 하단부와 연소부 사이의 거리는 32±5mm 범위내로 설정되는 것을 특징으로 하는 폐유를 사용한 무연 온수 보일러.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 발화촉진수단은 나선형 구리동선으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐유를 사용한 무연 온수 보일러.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 폐유탱크는 상기 폐유에 함유된 물과 이물질을 비중차이를 이용하여 정제하기 위한 제 2 정제수단과, 폐유의 유동성을 상승시키기 위한 가열수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐유를 사용한 무연 온수 보일러.