KR20090061139A - 스팀믹싱장치 및 스팀혼합연료를 사용하는 버너 그리고스팀혼합연료의 연소시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연소장치에 관한 것으로서, 좀더 자세하게는 중유, 벙크유, 폐유 등 저급연료를 사용하는 버너 및 이를 포함한 연소시스템에 관한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결한 연소시스템과, 이에 사용되는 버너와 믹싱장치, 그리고 스팀공급장치에 관한 것으로서, 믹싱장치, 버너, 주연료공급장치, 보조연료 공급장치, 스팀발생장치, 그리고 제어장치 를 포함하여 구성된다.

본 발명인 믹싱장치는 주연료와 스팀을 완전 연소에 최적인 비율로 혼합하여 연소가 어려운 저급액체연료가 완전연소되게 한다. 버너는 연소 초기에는 연소가 용이한 기체연료인 보조연료를 사용하고 스팀이 일정압력으로 발생하면 주 연료인 저급연료를 사용할 수 있게 하여, 연소 초기부터 불완전한 연소로 인한 문제점이 발생하지 않게 한다.

본 연소시스템은 연소가 어려운 저급액체연료를 완전연소시켜 불완전한 연소로 인하여 발생하는 여러 가지 문제점을 해결하여, 펴기와 처리에 어려움이 있는 폐유 등의 저질 유를 효과적으로 재활용할 수 있게 한다.

연소, 버너, 스팀, 저급액체연료, 폐유, 완전연소, 믹싱

Description

스팀믹싱장치 및 스팀혼합연료를 사용하는 버너 그리고 스팀혼합연료의 연소시스템{Steam Mixing Device and Burner Using Steam Mixing Liquid Fuel and Steam Mixing Liquid Fuel Burning System}

본 발명은 연소장치에 관한 것으로서, 좀더 자세하게는 중유, 벙크유, 폐유 등 저급연료를 사용하는 연소시스템과 이에 사용되는 구성품에 관한 것이다.

산업용 보일러, 농업용 열풍기 등(이하 이들을 통칭하여 "열기기"라 칭한다.)에는 연료비가 저렴하고, 연소장치가 간단하여 저렴하고, 연소의 제어가 용이한 장점으로 등유, 경유, 벙커유, 정제한 폐유 등의 저급 액체연료(이하 이들을 통칭하여 "주연료"라 칭함.)를 사용하는 것이 보통이다. 그 중에서 특히 벙커유가 저렴하여 많이 사용된다.

상기와 같은 열기기에는 연료를 연소시키는 버너가 주요구성품인데, 통상적인 종래의 버너는 연소에 필요한 공기를 공급하는 공기관, 공기관으로 연소에 필요한 공기를 불어넣어 주는 팬(Fan), 주연료를 공급하는 필터, 펌프, 밸브, 그리고 연료관으로 구성되는 연료공급장치, 그리고 연료관의 끝단에 부착되는 것으로서 주 연료를 분사하는 노즐이 부착된 토치를 포함하여 구성으로 되어 있다. 노즐의 후방에는 화염으로부터 버너를 보호하기 위하여 보염판(Fire Protector)을 부착하기도 한다.

상기와 같은 버너는 보일러 등 연소실에 설치되어, 용도에 따라 연소시에 발생하는 열풍을 직접 이용하거나, 물 등의 열 매개체를 가열하여, 연료의 연소열을 사용한다.

벙커유는 중유와 경유의 혼합유로서, 경유 70% 중유 30%의 벙커A유, 경유 50% 중유 50%의 벙커B유, 경유 30% 중유 70%의 벙커C유 등으로 구분된다. 이 벙커유는 연료비가 경유나 등유 등에 비하여 저렴하나, 발화점이 높아 점화가 잘 일어나지 않고, 불완전 연소가 되는 경우가 많아 그을음이 많이 발생하여 대기오염 공해 문제를 야기한다. 따라서 벙커유는 예열설비를 구비한 대형 보일러, 대형저속 디젤 기관 등의 연료로 제한적으로 사용되고 있다.

비닐하우스, 온실 등에 사용되는 농업용 보일러, 열풍기 등의 경우, 연료비를 절감하기 위하여 벙커유 이외에도 산업폐기물인 폐유 등 저급연료를 많이 사용하는데, 이들 저급연료들은 착화와 연소가 더욱 어렵다.

상기와 같이 액체연료를 사용하는 종래의 버너는, 연료탱크에 있는 연료를 그대로 토치에 공급하고 있는데, 열기기가 주로 사용되는 겨울에는 기온이 낮아 연료의 점도가 상승하여 연료가 토치의 노즐에 원활하게 공급이 되지 않을 뿐만 아니라, 벙커유 등 저급 연료를 사용할 경우 연료의 온도가 낮아 착화와 연소가 잘 일어나지 않고, 불완전연소가 일어나기도 한다. 이 경우 연소효율이 떨어져서 연료의 낭비가 크고, 그을음이 발생하여 대기오염과 함께 그을음이 연통의 내부에 침착하여 연통이 막히는 등의 문제점이 있다.

상기와 같은 저급액체연료의 불완전한 연소 문제를 해결하기 위하여, 연소실에 고온의 수증기인 스팀을 공급하여 방법이 연구되고 있다. 이와 같이 연소중에 적정량의 스팀을 공급하면 수증기가 열에 의하여 분해되어 수소와 산소를 발생시켜, 연료의 연소에 기여하고 따라서 연소효율이 개선된다는 사실이 알려져 있다.

국내 등록특허 제10-0529700호의 발명은 별도의 연소장치를 구비한 연료가열수단으로 연료를 가열시켜 미립자 상태로 만들고, 미립자 상태의 연료와 함께 공기와 스팀발생기에서 발생시킨 스팀을 연소실에 함께 공급하고, 연소실에 공급되는 공기에 회오리를 일으켜 연료의 완전연소를 도모하고 있다. 이 발명은 연료를 미립자로 만들기 위하여 연소가 잘 일어나는 고급연료를 계속 사용하는 별도의 버너를 필요로 하고, 스팀발생부에서 발생하는 스팀이 전량 연소실로 들어가게 되는 구조로 되어 있어서 과다한 스팀의 유입이 연소에 오히려 나쁜 영향을 줄 수 있는 문제점이 있다.

상기한 바와 같이 저급액체연료의 연소중에 적정량의 스팀을 공급하면 연소효율이 개선된다는 점이 알려져 있는바, 공급되는 연료의 량에 따라 적정량의 스팀을 혼합하는 연료-스팀 믹싱(Mixing)장치(이하 "믹싱장치"라 칭함.)가 필요하다.

주연료인 저급액체연료에 자체에서 생산한 스팀을 믹싱하여 연소를 시키는 버너는 연소의 초기 즉 일정 압력의 스팀이 발생하기까지는 주연료의 불완전한 연소로 인한 문제점이 그대로 발생하는바, 스팀발생기에서 일정 압력의 스팀이 발생하기까지 보조적으로 사용할 수 있는 연소가 용이한 고급연료인 보조연료를 사용하는 보조연소장치가 필요하다.

스팀 믹싱장치를 사용한 버너는 주연료와 보조연료, 그리고 스팀의 공급을 적절하게 제어해야하므로, 이러한 제어 장치를 구비한 연소시스템이 강구되어야 한다.

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결한 연소시스템과, 이에 사용되는 버너와 믹싱장치, 그리고 스팀공급장치에 관한 것으로서, 믹싱장치, 버너, 주연료공급장치, 보조연료 공급장치, 스팀발생장치, 그리고 제어장치 를 포함하여 구성된다.

믹싱장치는 고속의 스팀이 흐르는 유로에 벤트리(Venturi)관을 형성하고, 벤 트리관의 목부분에 연료공급구를 형성하여 스팀의 유속에 따라 자동으로 적정량의 연료가 유로에 혼입되어 연료와 스팀이 적정 비율로 믹싱되는 방법을 취하였다.

버너는 스팀이 믹싱된 연료가 공급되는 연료토치와 보조연료가 공급되는 보조연료토치를 함께 구비하고 있으며, 연소실의 말단에는 스팀발생기가 구비되어 있다.

연료공급장치는 통상의 버너의 연료공급장치와 동일한데, 믹싱장치에 연료를 공급한다.

보조연료 공급장치는 연소 초기에 스팀발생기에서 스팀이 일정압력으로 발생할 때까지 연소가 용이한 기체연료를 버너에 공급한다.

스팀공급장치는 버너의 연소실 내부에 장착된 스팀발생기에서 생산된 스팀을 축적하여 일정압력으로 상기 믹싱장치에 공급한다.

제어장치는 버너의 점화와 소화 그리고 주연료, 보조연료, 스팀의 공급을 제어하는 기능을 한다.

본 발명인 믹싱장치는 주연료와 스팀을 완전 연소에 최적인 비율로 스팀과 연료를 혼합하고, 연료를 무화시키고, 연료가 혼합된 스팀에 소용돌이를 일으켜 버너의 연료토치에 공급함으로써, 연소가 어려운 저급액체연료가 연소실에서 완전연소되게 한다.

버너는 연소 초기에는 연소가 용이한 기체연료인 보조연료를 사용하고 스팀 이 일정압력으로 발생하면 주 연료인 저급연료를 사용할 수 있게 하여, 연소 초기부터 불완전한 연소로 인한 문제점이 발생하지 않게 한다.

본 연소시스템은 연소가 어려운 저급액체연료를 완전연소시켜 불완전한 연소로 인하여 발생하는 여러 가지 문제점을 해결하여, 폐기와 처리에 어려움이 있는 폐유 등의 저질 유를 효과적으로 재활용할 수 있게 한다.

본 발명인 스팀혼합 연소시스템은 도 1에 도시한 바와 같이, 믹싱장치(10), 버너(20), 주연료공급장치(30), 보조연료공급장치(40), 스팀공급장치(50), 그리고 제어장치(60)를 포함하여 구성된다.

믹싱장치(10)은 도 2에 도시한 바와 같이, 본체(110)와 커버(120)로 구성된다.

본체(110)는 원통형의 몸체(111)에, 몸체(111)의 중심축을 따라 형성된 벤트리관(112), 몸체(111)의 측면에 형성된 연료유입구(113), 몸체(111)의 상류측에 형성된 스팀관연결부(114), 몸체(111)의 하류측에 형성된 혼합연료관연결부(119), 몸체(111)의 하류측 외곽에 형성된 커버연결부(115), 몸체(111)의 하류측 단면에서 상기 연료유입구(113)과 연결되도록 뚫린 연료토출공(116), 벤트리관(112)의 목부분에 형성된 다수개의 연료유입공(117)이 구비된 것이다.

혼합연료관연결부(119)의 말단에는 관의 내부에 일정 각도로 기울어진 다수개의 경사홈(118)이 원주를 따라 배열할 수 있다. 이와 같이 혼합연료관연결 부(119)의 말단에 경사홈(118)을 형성해두면, 혼합연료관연결부(119)로 토출되는 연료와 스팀의 혼합물이 버너의 연료토치로 공급될 동안 계속 선회운동을 하게 되어 연료와 스팀이 더욱 잘 혼합되고, 비교적 큰 연료입자도 더욱 작은 입자로 쪼개어지는 효과가 있다.

커버(120)는 일측은 상기 본체(110)의 커버연결부(115)에 결합되고, 타측으로는 본체(110)의 혼합연료관연결부(119)가 관통하는 구멍(121)이 있고, 몸체와의 사이에 연료가 충진될 수 있는 충진공간(122)을 형성하는 뚜껑형상이다. 이 커버(120)와 본체(110)의 결합은 나사결합으로 하는 것이 좋고, 커버(120)와 몸체(111)의 접촉부, 그리고 커버(120)와 혼합연료관연결부(119)의 접촉부에는 개스킷, 오링(O-Ring) 등의 밀봉재(123, 124)를 사용하여 연료가 누설되지 않게 한다.

가공상 또는 기밀상의 목적으로 커버의 안쪽에 별도의 격리판(130)을 둘 수 있고, 이 격리판은 본체(110)과 일체로 가공할 수 있다. 이 경우 격리판과 커버(120)의 접촉부에 기밀을 위한 밀봉재(131)을 사용하여 연료가 누설되지 않게 한다.

믹싱장치(10)의 기능은 다음과 같다.

스팀관연결부(114)에 연결된 스팀관으로부터 일정압력의 스팀이 유입되어 이 스팀은 벤트리관(112)의 내부로 흐르는데, 베르누이의 정리에 따라 유속은 벤트리관의 목에서 최대가 되고, 유체의 압력은 벤트리관의 목에서 최소가 된다. 이 벤트리관(112)의 목에는 다수개의 연료유입공(117)이 뚫려 있으므로, 연료유입구(113)로 유입된 연료는 연료토출공(116)과 충진공간(122)를 지나 압력이 낮은 연료유입 공(117)으로 유입되어 벤트리관을 따라 흐르는 스팀에 혼입되어 작은 입자로 나누어져서 무화(霧化)된다.

벤트리관의 목에서의 압력은 유속이 빠를수록 더 낮아지는데, 벤트리관으로 유입되는 스팀의 량이 많아지면 유속이 더욱 높아져 연료유입공(117) 말단의 압력이 낮아자고 따라서 더욱 많은 연료가 혼입되고, 스팀의 량이 적어지면 적은 량의 연료가 혼입되므로, 믹싱장치(10)에 유입되는 스팀의 압력과 연료공급 압력을 일정하게 유지하면 벤트리관(112)로 흐르는 스팀의 량에 따라 항상 균일한 농도로 연료가 혼입된다.

상기와 같은 믹싱장치(10)은 스팀과 액체 연료를 혼합하는 경우뿐만 아니라, 두 종류의 유체를 일정한 비율로 혼합하는 모든 기기에 사용될 수 있다.

버너(20)는 통상의 버너와 유사하나, 연소실(21)에 주연료인 저급액체연료가 스팀과 혼합되어 유입되는 연료토치(22)와 함께 초기 가동시 사용되는 보조연료토치(23)가 함께 구비되어 있다. 보조연료토치(23)에는 전기스파크를 일으키는 전기점화기(24)가 함께 구비되어 있다. 연료토치(22)에는 상기한 믹싱장치(10)와 파이프로 연결되어 스팀이 혼합된 연료가 공급되고, 보조연료토치(23)에는 하기 보조연료공급장치(40)와 파이프로 연결되어 초기가동에 필요한 연소가 용이한 기체연료가 공급된다.

버너(20)의 통상의 버너와 같이 연소에 필요한 공기를 팬(25)으로 연소실 내부로 강제로 공급할 수 있으나, 보일러 등과 같이 연도가 잘 설계되어 자연대류에 의하여, 또는 보일러 자체의 강제배기시스템 등으로 연소에 충분한 공기가 연소실 내로 자연적으로 공급된다면 팬을 사용하지 않고 공기가 유입되는 개구부만 형성하여 둘 수도 있다.

화염이 분출되는 버너의 끝단 부위는 보일러의 화구 등에 삽입되어 사용된다.

상기 버너는 본 발명의 믹싱장치(10)를 사용하지 않고, 그 이외의 방법으로 연료와 스팀을 혼합하여 연소시키는 경우에도 사용될 수 있다. 이와 같은 버너는 보조연료가 연소하고 있는 화염 속으로 스팀이 혼합된 연료를 분사함으로써, 저급액체연료가 공급되는 즉시 완전연소를 하므로 연소 초기에 발생하는 불완전한 연소로 인한 문제점을 해결할 수 있다.

주연료공급장치(30)는 상기 믹싱장치(10)의 연료유입구(113)에 연결되어 믹싱장치(10)에 연료를 공급하는 기능을 하는데, 통상의 액체연료용 버너의 연료공급장치와 같이, 연료를 저장하는 연료탱크(31)와, 연료탱크와 연결되는 연료관에 이물질을 제거하는 필터(32), 연료를 가압하여 송출하는 가압펌프(33) 등을 구비하고, 추가로 정압펌프(34)와 제어밸브(35)를 구비한다.

주연료공급장치(30)에는 연료예열기(36)를 구비하여 연료를 일정 온도로 가열하여 믹싱장치(10)에 공급하면 연료의 점도가 낮아져서 연료의 공급이 원활하고, 연료의 온도가 높아 연소가 잘 일어나서 좋다. 이러한 목적의 연료예열기는 이미 개발되어 중유 등의 저급연료를 사용하는 엔진 또는 버너에 사용되고 있다.

보조연료공급장치(40)는 버너의 보조연료토치(23)에 초기연소에 사용되는 프로판가스, 부탄가스, LPG가스 등의 가연성 연소가스를 공급하는 기능을 하는 데, 통상의 가스 버너의 연료공급장치와 동일하게 연료가스봄베(41)와 정압밸브(42)를 구비하고, 여기에 제어밸브(43)을 추가로 구비한다. 그리고 안전을 위하여 가스누설감지센서(44)와 적외선센서(45)를 추가로 구비할 수 있다. 적외선센서는 연소시 버너에서 발생하는 적외선을 감지하는 데, 만약 버너에서 연소가 일어나지 않으면 제어장치에서 상기 제어밸브(43)를 차단하는 신호를 송출하게 하는 방법으로 사용된다.

상기 보조연료공급장치(40)는 가정용 가스레인지의 점화기와 동일한 것으로서, 전기 스파크를 일으켜 보조연료토치(23)에 공급되는 연소가스에 점화하는 점화기(24)를 구비하는 것이 편리하다.

스팀공급장치(50)은 상기 버너의 연소실 말단의 내벽에 부착된 코일관(51), 코일관에서 발생한 스팀을 저장하는 스팀탱크(52), 스팀탱크와 상기 믹싱장치(10)를 연결하는 관로에 설치되는 정압밸브(53), 제어밸브(54), 퍼지밸브(55), 그리고 압력센서(56)를 포함하여 구성된다.

코일관(51)은 금속파이프를 코일 형상으로 감은 것으로서, 일단은 외부 수도관 또는 물탱크 등과 연결되어 물이 공급되고, 타단은 스팀탱크(52)에 연결되고, 버너의 연소실의 내부에 설치된다.

스팀탱크(52)에는 안전을 위하여 퍼지밸브(55)를 구비하는 것이 좋다. 이 퍼지밸브(55)는 스팀탱크(52)내의 압력이 일정이상으로 오르면 자동으로 열려 스팀을 외부로 배출하고, 수동 또는 제어장치에 의하여 임의로 열어 스팀을 배출시킬 수 있는 기능을 구비하는 것이 좋다.

스팀공급장치의 기능은 다음과 같다.

코일관(51)이 설치된 버너의 연소실(21)에 연소가 시작되면 코일관으로 흐르는 물이 가열되어 스팀이 발생한다. 이렇게 발생된 스팀은 관로를 따라 스팀탱크(52)에 축적된다. 스팀탱크의 압력이 일정 수준(5kgf/㎠ 이상이 바람직하다.)에 이르면 제어밸브(54)를 열어 믹싱장치(10)에 스팀을 공급한다. 이 때 정압밸브(53)는 믹싱장치(10)에 공급되는 스팀의 압력(5kgf/㎠ 정도가 적당하다.)을 일정하게 유지한다.

그리고 상기한 제어밸브들은 통상적으로 솔레노이드밸브가 많이 사용되고 있다.

제어장치(60)은 제어반(61)과 각종 제어밸브(35, 43, 54)들 그리고 각종 센서(44, 45, 56)들과 신호선으로 연결되어 있다.

상기와 같이 구성된 연소시스템은 다음과 같이 운용한다.

스팀발생장치의 코일관(51)에 물을 공급하고, 보조연료 공급장치의 제어밸브(43)를 열어 버너의 보조연료토치(23)에 기체연료인 보조연료를 공급하면서 점화기에 전기를 공급하여 점화를 한다. 이와 같은 작동으로 보조연료가 버너에서 연소되면 그 열에 의하여 코일관 내부에 차 있는 물이 비등하여 스팀이 생성되고, 스팀은 스팀탱크(52)에 축적된다.

스팀탱크(52)내부의 압력이 일정 이상이 되면 퍼지밸브(55)를 3-5초간 열어 초기에 스팀탱크 내부에 있던 공기와 수증기가 혼합된 불순한 수증기를 한번 외부로 배출시킨후, 퍼지밸브를 닫아 순수한 수증기를 스팀탱크(52)에 다시 축적한다. 스팀탱크에 순수한 수증기가 축적되어 일정 이상의 압력이 오르면 제어밸브(54)를 열어 스팀을 믹싱장치(10)에 공급한다.

믹싱장치(10)에 스팀이 공급되면 연료공급장치의 제어밸브(35)를 열어 주연료인 저급액체연료를 믹싱장치(10)에 공급하여 스팀에 주연료를 혼합한다.

주연료와 스팀이 혼합된 연료혼합물은 믹싱장치(10)을 빠져나오면서 소용돌이를 일으키면서 버너의 연료토치(22)에 공급되고, 이미 보조연료가 연소중인 화염속으로 분사되어 바로 연소가 일어난다.

연료에 착화가 일어나면 일정 시간 후(3 내지 5초 후가 적당하다.)에 보조연료 공급장치의 제어밸브(43)를 닫아 보조연료를 차단하고, 주연료만 연소시킨다.

소화시에는 연료공급장치의 제어밸브(35)를 닫아 연료공급을 차단하고, 스팀발생장치의 제어밸브(54)를 닫고 퍼지밸브(55)를 열어 스팀을 외부로 방출시킨다.

그리고 제어장치(60)은 가스누설감지센서(44), 적외선센서(45), 스팀탱크(52)에 부착된 압력센서(56) 등으로부터 감지되는 신호를 받아서 안전상 보조연료 또는 주연료를 차단하는 기능을 추가로 구비할 수 있다.

상기와 같은 제어는 수동으로 제어되는 제어밸브를 사용하여 수동으로 조작할 수도 있으나, 전체 제어 순서를 프로그램화하여 제어반에 입력을 시켜두고, 소화 또는 착화 버튼만 누르면 상기와 같은 소화 또는 착화 작동이 자동으로 수행되게 할 수 있다. 이와 같은 기능을 하는 제어장치는 기초적인 제어지식이 있는 자이면 쉽게 구현할 수 있다.

본 발명은 산업용 보일러 열풍기 등과 같은 대용량의 열기기의 연소시스템으로 사용될 수 있다. 그리고 폐유소각시설 등과 같은 가연성 액체 페기물의 소각처리에도 이용될 수 있다.

도 1은 연소시스템의 계통도이다.

도 2는 믹싱장치이다.

도 3은 믹싱장치의 특정부분의 횡단면도이다.

※ 중요구성품 번호 ※

10 : 믹싱장치, 110 : 본체, 120 : 커버, 130 : 격리판,

20 : 버너, 21 : 연소실, 22 : 연료토치, 23 : 보조연료토치, 24 : 점화기,

30 : 주연료공급장치, 31 : 연료탱크, 32 : 필터, 33 : 가압펌프,

34 : 정압펌프, 35 : 제어밸브,

40 : 보조연료공급장치, 41 : 연료가스봄베, 42 : 정압밸브, 43 : 제어밸브,

50 : 스팀공급장치, 51 : 코일관, 52 : 스팀탱크, 53 : 정압밸브,

54 : 제어밸브, 55 : 퍼지밸브,

60 : 제어장치.

Claims (7)

1. 원통형의 몸체(111), 몸체(111)의 중심축을 따라 형성된 벤트리관(112), 몸체(111)의 측면에 형성된 연료유입구(113), 몸체(111)의 상류측에 형성된 스팀관연결부(114), 몸체(111)의 하류측에 형성된 혼합연료관연결부(119), 몸체(111)의 하류측 외곽에 형성된 커버연결부(115), 몸체(111)의 하류측 단면에서 상기 연료유입구(113)과 연결되도록 뚫린 연료토출공(116), 벤트리관(112)의 목부분에 형성된 다수개의 연료유입공(117)을 구비한 본체(110);

   그리고, 일측은 상기 본체(110)의 커버연결부(115)에 결합되고, 타측에는 본체(110)의 혼합연료관연결부(119)가 관통하는 구멍(121)이 있고, 본체(110)와의 사이에 연료가 충진될 수 있는 충진공간(122)을 형성하는, 뚜껑형상의 커버(120);

   를 포함하여 구성되어 연료와 스팀을 일정한 비율로 자동으로 혼합하는 기능을 가진, 믹싱장치(10).
2. 제1항에 있어서, 상기 믹싱장치(10)는,

   상기 커버(120)의 안쪽 본체(110)의 혼합연료관연결부(119)에 설치되는 격리판(130)을 추가로 구비하여 기밀을 용이하게 한 것을 특징으로 하는, 믹싱장치(10).
3. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 믹싱장치(10)는,

   혼합연료관연결부(119)의 말단의 관의 내부에 일정 각도로 기울어진 다수개의 경사홈(118)을 원주를 따라 형성하여, 혼합연료관연결부(119)로 토출되는 연료와 스팀의 혼합물에 버너의 연료토치(22)로 공급될 동안 계속 선회운동을 하게 하는 것을 특징으로 하는, 믹싱장치(10).
4. 스팀에 혼합된 연료가 분사되는 연료토치(22);

   기체연료가 분사되는 보조연료토치(23);

   상기 보조연료토치(23)의 출구 부근에서 전기 스파크를 일으키는 점화기(24);

   그리고, 상기 연료토치(22), 보조연료토치(23), 그리고 점화기(24)를 내장하고, 측면에 공기유입구가 형성된 연소실(21);

   을 포함하여 구성되는 버너(20).
5. 연료와 스팀을 혼합하는 것으로서, 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 믹싱장치(10);

   상기 믹싱장치(10)에서 공급되는 스팀에 혼합된 연료 또는 하기 보조연료공급장치(40)으로부터 공급되는 기체연료가 연소하는, 제4항의 버너(20);

   상기 믹싱장치(10)의 연료유입구(113)에 연결되어 믹싱장치(10)에 연료를 공급하는 기능을 하는 것으로서, 연료탱크(31), 연료탱크와 연결되는 연료관에 이물질을 제거하는 필터(32), 연료를 일정한 압력으로 가압하는 정압펌프(34), 연료를 공급 또는 차단하는 제어밸브(35)를 포함하여 구성되는, 주연료공급장치(30);

   상기 버너(20)의 보조연료토치(23)에 연소가스를 공급하는 기능을 하는 것으로서, 연료가스를 저장하는 연료가스봄베(41), 상기 연료가스봄베에서 유출되는 압력을 일정하게 조절하는 정압밸브(42), 그리고 연소가스를 공급 또는 차단하는 제어밸브(43)를 포함하여 구성되는, 보조연료공급장치(40);

   그리고, 상기 버너(20)의 연소실 말단의 내벽에 부착되고 외부로부터 물이 공급되는 코일관(51), 상기 코일관(51)에서 발생한 스팀을 저장하는 스팀탱크(52), 상기 스팀탱크(52)와 상기 믹싱장치(10)를 연결하는 관로에 설치되어 일정한 압력으로 스팀을 상기 믹싱장치(10)에 공급하는 정압밸브(53), 스팀을 공급 또는 차단하는 제어밸브(54)를 포함하여 구성되는 스팀공급장치(50);

   를 포함하여 구성되는 연소시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 연소시스템은,

   연소시스템의 착화시에는 보조연료 공급장치의 제어밸브(43)를 열어 버너의 보조연료토치(23)에 기체연료인 보조연료를 공급하고, 점화기에 전기를 공급하여 점화를 하고, 보조연료가 연소하여 스팀이 발생하고 스팀탱크(52)내부의 압력이 일정 이상이 되면 스팀공급장치의 제어밸브(54)를 열어 스팀을 믹싱장치(10)에 공급하고, 믹싱장치(10)에 스팀이 공급되면 연료공급장치의 제어밸브(35)를 열어 연료를 믹싱장치(10)에 공급하고, 연료가 보조연료가 연소중인 화염속으로 분사되어 바로 연소가 일어나면 일정 시간 후에 보조연료 공급장치의 제어밸브(43)를 닫아 보 조연료를 차단하는 제어를 하고;

   소화시에는 연료공급장치의 제어밸브(35)를 닫아 연료공급을 차단하는;

   제어기능을 가진 제어장치(60)를 추가로 구비하여, 착화와 점화를 자동으로 제어하는 기능을 구비한 연소시스템.
7. 제 5항 또는 제6항에 있어서,

   상기 스팀공급장치(50)는, 스팀탱크(52)에 퍼지밸브(55)를 추가로 구비한 스팀공급장치로서, 스팀탱크(52)내의 압력이 일정 이상으로 오를 경우 또는 버너 소화 시에 스팀탱크(52) 내의 스팀을 외부로 방출하는 기능을 구비한 것을 특징으로 하는, 연소시스템.

Images