KR100687575B1 - Gas Control Apparatus for Brown Gas Combustion Acceleration - Google Patents

Abstract

본 발명은 브라운가스 연소촉진용 가스제어장치에 관한 것으로서 브라운가스플랜트로부터 브라운가스를 대량으로 공급받아 오일 및 가스혼소용 버너로 벙커-C유, 정제유 등을 연소촉진하기 위한 브라운가스 연소촉진시스템에 있어서 상기 브라운가스플랜트와 혼소용 버너 사이에 연소촉진용 가스제어장치를 구성하여 브라운가스를 보다 효율적으로 연소실에 투입하기 위한 것이다.The present invention relates to a gas control device for brown gas combustion promotion, and receives a large amount of brown gas from a brown gas plant in a brown gas combustion promotion system for burning and promoting bunker-C oil and refined oil as a burner for oil and gas mixing. In order to configure the combustion gas control device between the brown gas plant and the mixed burner for the brown gas to be introduced into the combustion chamber more efficiently.

본 발명의 브라운가스 연소촉진용 가스제어장치는 압축공기를 모티브로 하는 이젝터를 사용하여 브라운가스를 보다 효과적으로 투입함과 함께 압축공기와 브라운가스의 공급 및 중단 타이밍을 솔레노이드 밸브와 타이머로 제어하여 브라운가스의 역화문제를 완벽하게 해결한 것이다. Brown gas combustion promoting gas control device of the present invention by using the ejector with the compressed air motif more effectively inject the brown gas, and control the timing of supply and stop of the compressed air and brown gas by the solenoid valve and timer Brown It completely solved the problem of backfire of gas.

본 발명에 의해 벙카-C유, 정제유 등을 사용하는 산업용 보일러, 가열로, 소각로 등의 연소촉진을 보다 효율적이고 안정적으로 실시할 수 있게 되어 고유가시대의 연료비용문제와 환경공해문제를 동시에 해결하게 되었다.According to the present invention, it is possible to more efficiently and stably carry out combustion promotion of industrial boilers, heating furnaces, incinerators, etc. using bunka-C oil and refined oils, thereby solving fuel costs and environmental pollution problems in high oil prices. It became.

브라운가스, 연소촉진, 혼소버너, 가스제어장치Brown gas, combustion promotion, horn burner, gas control device

Description

브라운가스 연소촉진용 가스제어장치 {Gas Control Apparatus for Brown Gas Combustion Acceleration} Gas Control Apparatus for Brown Gas Combustion Acceleration             

도1은 본 발명의 연소촉진시스템의 구성을 보여주는 계통도, 1 is a system diagram showing the configuration of the combustion promotion system of the present invention;

도2는 도1의 전기회로도.2 is an electrical circuit diagram of FIG.

<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

10: 압축공기 공급라인 20: 브라운가스 공급라인10: compressed air supply line 20: brown gas supply line

30: 가스제어장치 31: 이젝터30: gas control device 31: ejector

32: NO.1 솔레노이드 33: NO.2 솔레노이드32: NO.1 solenoid 33: NO.2 solenoid

34: 압력센서 35: 체크밸브34: pressure sensor 35: check valve

36: 스타트 스위치 37: 정지 스위치36: start switch 37: stop switch

40: 오일공급라인 50: 혼소용 버너40: oil supply line 50: mixed burner

본 발명은 브라운가스 연소촉진시스템을 구성하는 가스제어장치에 관한 것으로서 압축공기를 모티브로 하는 이젝터에 의해 브라운가스를 연소실에 투입하는 역할을 할 뿐만 아니라 압축공기와 브라운가스의 공급타이밍을 솔레노이드 밸브와 타이머로 제어하도록 구성한 것으로 브라운가스의 역화문제를 완벽하게 해결한 것이다.The present invention relates to a gas control device constituting the Brown Gas combustion promotion system, which not only serves to inject Brown gas into the combustion chamber by means of an ejector whose compressed air is a motif, but also supplies the timing of supplying compressed air and Brown gas to the solenoid valve. It is configured to be controlled by a timer and completely solves the problem of backfire of Brown Gas.

본 발명은 벙커-C유, 정제유 등을 연료로 사용하는 산업용 보일러, 가열로, 소각로 등에 있어서 본 발명의 가스제어장치만 부설하면 연료비용문제와 환경공해문제를 동시에 해결할 수 있도록 하기 위한 것이다.The present invention is to solve the problem of fuel costs and environmental pollution at the same time by installing only the gas control device of the present invention in industrial boilers, heating furnaces, incinerators using bunker-C oil, refined oil and the like as fuel.

본 발명의 브라운가스 연소촉진시스템은 브라운가스를 대량공급하는 브라운가스플랜트와 본 발명의 가스제어장치와 오일 및 가스혼소용버너로 구성된 것으로 본 발명에 의해 역화문제를 원천적으로 해결함으로써 보다 효율적으로 연소촉진을 이룩하기 위한 것이다.Brown gas combustion promotion system of the present invention is composed of a brown gas plant for supplying a large amount of brown gas, the gas control device of the present invention and the burner for oil and gas mixture by the present invention to solve the backburn problem by the present invention more efficiently It is to achieve promotion.

국제협약에 따른 환경기준치는 매년 규제가 강화되고 있고 국제유가는 50달러를 넘어서 매일 최고치를 갱신하고 있다. 예를 들면 벙커-C유를 사용하는 산업체는 에너지비용 증가에 의한 원가부담과 환경기준치를 맞추지 못해 회사문을 닫아야 할 지경이다.Environmental standards under international conventions are being tightened every year and international oil prices are over $ 50, updating daily highs. For example, companies that use bunker-C oil will have to close their doors because they cannot meet the cost burden and environmental standards due to increased energy costs.

다시 말하면 기술적 한계에 도달한 종래의 연소기술로는 연료비용절감이나 환경문제해결을 더 이상 기대할 수 없으므로 브라운가스 연소촉진시스템은 이러한 문제를 해결하기 위한 시대적 요청인 것이다.In other words, the conventional combustion technology, which has reached the technical limit, can no longer be expected to reduce fuel costs or solve environmental problems, so the Brown Gas combustion promotion system is a timely request to solve these problems.

브라운가스플랜트는 본 출원인이 출원하여 선등록한 특허 제0450835호 "횡렬 식 전해조를 포함한 브라운가스 대량발생장치"를 상용화한 것으로 브라운가스를 필요로 하는 산업현장에서 널리 쓰이고 있는 것이다.Brown gas plant is a commercial application of the patent application No. 0050835, "Brown gas mass generating device including a column type electrolyzer," and is widely used in industrial sites that require brown gas.

브라운가스플랜트는 수돗물 자동급수장치와 횡렬식 전해조를 내장한 본체와 전해액 자동온도조절장치와 역화방지장치로 구성된 것이다.Brown's gas plant consists of a main body with automatic tap water supply system and a row type electrolytic cell, an electrolyte thermostat and a flashback prevention device.

브라운가스플랜트는 수돗물을 자동급수받아 브라운가스를 대량생산하여 브라운가스(물연료)를 필요로 하는 산업용 보일러, 가열로, 소각로 등에 24시간 365일 안정적으로 브라운가스를 대량공급하는 말 그대로 물연료 자동공급설비를 말하는 것이다.Brown gas plant automatically receives tap water and mass-produces brown gas, and supplies water brown gas stably to industrial boilers, heating furnaces, and incinerators that require brown gas (water fuel) 24 hours a day, 365 days a year. It means supply equipment.

따라서 횡렬식 전해조에서 생산되는 브라운가스는 물(H2O)의 구성비 그대로 수소와 산소가 화학당량비 2:1의 비율로 혼합된 혼합가스로 존재한다.Therefore, the brown gas produced in the row type electrolyzer is present as a mixed gas in which hydrogen and oxygen are mixed in a chemical equivalent ratio of 2: 1 as the composition ratio of water (H2O).

브라운가스 연소촉진시스템은 H2와 O2로만 구성된 브라운가스를 벙커-C유, 정제유 등 저질유를 연료로 하는 산업용 보일러, 가열로, 소각로 등의 연소실에 투입하므로써 연소촉진을 이룩하기 위한 것이므로 이 경우 브라운가스 즉, H2와 O2를 화염의 중심에 투입하는 것이 가장 효과적이다.Brown gas combustion promotion system is to achieve combustion promotion by inputting brown gas consisting of H2 and O2 into combustion chambers such as bunker-C oil and refined oil as fuel for industrial boilers, heating furnaces and incinerators. It is most effective to put gases, H2 and O2, in the center of the flame.

브라운가스를 화염의 중심에 투입하기 위한 오일버너는 버너내부에 브라운가스 통로를 새로 설계한 버너를 제작하여 연소촉진 전용버너를 사용할수도 있으나 오일버너는 일반적으로 점도가 높은 오일을 연료로 사용하는 경우이므로 오일의 분산을 원활하게 하기 위하여 압축공기를 사용하는 것이 보통이다. 이 경우 압축공기라인에 본 발명의 연소촉진용 가스제어장치를 구성하여 사용하면 효과적이다.An oil burner for injecting brown gas into the center of a flame can use a combustion burner by designing a burner with a newly designed brown gas passage in the burner, but an oil burner generally uses high viscosity oil as fuel. Therefore, in order to smoothly disperse oil, it is common to use compressed air. In this case, it is effective to configure and use the combustion control gas control device of the present invention in the compressed air line.

또한 오일 및 가스혼소용버너도 압축공기를 사용하는 형식의 사양이라면 동 일한 용도로 사용할 수 있다. 따라서 본 발명에서 말하는 브라운가스 연소촉진버너의 명칭은 오일 및 가스 혼소용버너라고 통일하여 부르기로 한다.In addition, oil and gas mixture burners can be used for the same purpose as long as they use compressed air. Therefore, the name of the brown gas combustion promoting burner referred to in the present invention will be referred to as an oil and gas mixture burner.

본 발명의 연소촉진용 가스제어장치는 브라운가스플랜트와 오일버너 사이에 설치되는 것으로 압축공기를 모티브로 하여 브라운가스를 공급하기 위한 이젝터와 이젝터에 공급되는 압축공기와 브라운가스의 공급차단을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브와 타이머 등으로 구성한 것이다.Combustion promotion gas control device of the present invention is installed between the brown gas plant and the oil burner to control the cutoff of the compressed air and the brown gas supplied to the ejector and the ejector to supply the brown gas with the compressed air as a motif It consists of a solenoid valve and a timer.

본 발명의 가스제어장치는 압축공기라인의 NO.1 스위치와 브라운가스라인의 NO.2 스위치를 "ON"하면 NO.1 솔레노이드밸브가 열리면서 압축공기가 공급되는 이후 타이머 작동에 의해 약 10초후 NO.2 솔레노이드 밸브가 열리면서 브라운가스가 공급되도록 구성한 것이다. 반대로 브라운가스공급을 차단할 때는 NO.2 스위치를 "OFF"하여 NO.2 솔레노이드 밸브 작동에 의해 브라운가스 공급이 차단되도록 하고 이후 타이머 작동에 의해 30초 후 NO.1 솔레노이드 밸브가 닫히면서 압축공기의 공급도 차단되도록 구성한 것이다.Gas control device of the present invention is NO after about 10 seconds by the timer operation after the NO.1 switch of the compressed air line and the NO.2 switch of the brown gas line "ON" open the NO.1 solenoid valve to supply compressed air .2 the solenoid valve opens and brown gas is supplied. On the contrary, when the brown gas supply is shut off, the NO.2 switch is “OFF” so that the brown gas supply is cut off by the operation of the NO.2 solenoid valve and the NO.1 solenoid valve closes after 30 seconds by the timer operation. The supply is also cut off.

또한 압축공기라인에 압력센서를 구성하여 압축공기의 공기압이 일정수치에 이르지 않으면 압력스위치가 차단되도록 하여 브라운가스라인의 NO.2 솔레노이드 밸브의 전원을 자동차단하도록 한다. 이것은 압축공기가 공급되지 않는 상태에서는 브라운가스가 절대로 공급되지 않도록 구성한 것이다.In addition, by constructing a pressure sensor in the compressed air line, if the air pressure of the compressed air does not reach a certain value, the pressure switch is cut off to cut off the power of the NO.2 solenoid valve of Brown gas line. This is configured so that brown gas is never supplied when compressed air is not supplied.

본 발명의 목적은 연소촉진가스용 제어장치에 의한 브라운가스 연소촉진시스 템을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a Brown gas combustion promoting system by the control device for the combustion promoting gas.

브라운가스는 수소와 산소의 혼합가스이므로 연소속도가 1,400cm/s에 이른다. 이것은 공기혼합시 보다 약 5배 정도 연소속도가 증가하였음을 보여준다. 그러므로 수소산소의 혼합기체인 브라운가스는 역화문제를 철저히 해결하지 않으면 안 되는 것이다. 이것이 본 발명의 기술적 과제인 것이다.Brown gas is a mixed gas of hydrogen and oxygen, and its combustion speed reaches 1,400 cm / s. This shows that the combustion speed is increased about five times than that of air mixing. Therefore, Brown Gas, a mixed gas of hydrogen, must solve the backfire problem thoroughly. This is the technical problem of the present invention.

브라운가스 연소촉진시스템은 오일을 연소시키는 연소실에 브라운가스를 투입하는 경우이므로 만약 시스템상의 결함에 의해 브라운가스가 누출되어 연소실에 가스가 충만되면 큰 폭발사고를 일으킬 수도 있다.Brown gas combustion promotion system is a case where brown gas is injected into the combustion chamber that burns oil, so if brown gas leaks due to a defect in the system and the gas is filled in the combustion chamber, it may cause a big explosion accident.

따라서 본 발명의 연소촉진용 가스제어장치는 압축공기가 모티브로 작용하기 전에는 브라운가스 공급이 자동중단되도록 구성하여 안전장치를 이중 삼중으로 구성하고 있다. 또한 브라운가스를 공급할 때는 압축공기 공급시점에서 약 10초 후에 공급하고 브라운가스를 차단할 때는 차단 후에도 약 30초가 지나서 압축공기가 나중에 차단되도록 구성한 것이다.Therefore, the combustion control gas control device of the present invention is configured so that the brown gas supply is automatically stopped before the compressed air acts as a motif, the safety device is composed of double triple. In addition, when supplying the brown gas, the compressed air is supplied after about 10 seconds from the supply point, and when the brown gas is blocked, the compressed air is cut off after about 30 seconds after the blocking.

이젝터의 원리는 모티브 노즐로부터 높은 유속으로 분사되는 유체의 운동에너지에 의하여 저에너지의 유체를 흡입하는 일종의 펌프이다. 본 발명은 이젝터의 원리를 이용하여 모티브로 압축공기를 사용하여 브라운가스를 흡입하여 연소실에 공급하기 위한 것이다.The principle of the ejector is a type of pump that draws in low energy fluid by the kinetic energy of the fluid injected at high flow rate from the motive nozzle. The present invention uses the principle of the ejector to inhale the brown gas using compressed air as a motif to supply to the combustion chamber.

브라운가스플랜트는 상한압력 1kg/㎠와 하한압력 0.8kg/㎠에서 자동콘트롤 되므로 브라운가스의 공급압력은 최고 1kg/㎠ 이하이다.Brown gas plant is automatically controlled at the upper limit of 1kg / ㎠ and the lower limit of 0.8kg / ㎠, so the supply pressure of brown gas is below 1kg / ㎠.

본 시스템에서는 에어콤프레셔에서 공급되는 압축공기를 모티브로 사용할 때 5~6kg/㎠의 압력을 사용한다. 따라서 이젝터는 약 5.5kg/㎠의 압축공기를 모티브로 사용하고 흡입측인 브라운가스의 압력은 최고 1kg/㎠인 것을 감안하여 이젝터를 설계하여 사용하도록 한다.In this system, the pressure of 5 ~ 6kg / ㎠ is used when using the compressed air supplied from the air compressor. Therefore, the ejector uses about 5.5kg / cm2 of compressed air as a motif and the pressure of the brown gas at the suction side is up to 1kg / cm2, so the ejector should be designed and used.

이 때 상대적으로 고압인 압축공기가 브라운가스라인으로 역류하는 것을 방지하기 위하여 브라운가스라인에 체크밸브를 설치한다.
At this time, a check valve is installed in the brown gas line to prevent the relatively high pressure compressed air from flowing back into the brown gas line.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 브라운가스 연소촉진용 가스제어장치에 대하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.Hereinafter, a brown gas combustion promoting gas control apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 브라운가스 연소촉진용 가스제어장치의 구성 및 계통도이고 도2는 도1의 전기회로도이다.1 is a configuration and a system diagram of a gas control apparatus for promoting brown gas combustion of the present invention, and FIG. 2 is an electric circuit diagram of FIG.

도1과 도2에서 도시한 바와 같이 브라운가스 연소촉진시스템은 공기압축기로부터 압축공기를 공급하는 압축공기공급라인(10)과 브라운가스플랜트로부터 브라운가스를 대량공급하는 브라운가스공급라인(20)과 브라운가스 연소촉진용 가스제어장치(30)와 연료를 공급하는 오일라인(40)과 오일 및 가스혼소용버너(50)로 구성된 것이다.1 and 2, the brown gas combustion promoting system includes a compressed air supply line 10 for supplying compressed air from an air compressor and a brown gas supply line 20 for supplying a large amount of brown gas from the brown gas plant. Brown gas combustion promoting gas control device 30 and the oil line 40 for supplying fuel and oil and gas mixture burner (50).

본 발명의 가스제어장치(30)는 압축공기를 모티브로 하여 브라운가스를 공급하기 위한 이젝터(31)와 상기 압축공기라인(10)에 NO.1 솔레노이드밸브(32)와 압력스위치(34), 그리고 브라운가스공급라인(20)에 NO.2 솔레노이드밸브(33)와 체크밸브(35)로 구성된 것이다.Gas control device 30 of the present invention, the NO.1 solenoid valve 32 and the pressure switch 34 to the ejector 31 and the compressed air line 10 for supplying the brown gas with the compressed air as a motif, And the brown gas supply line 20 is composed of a NO.2 solenoid valve 33 and the check valve 35.

본 발명의 가스제어장치를 가동하기 위하여 NO.1 스위치(36)와 NO.2 스위치(37)를 "ON"하면 NO.1 솔레노이드밸브(32)가 작동하여 압축공기가 공급되고 이후, 타이머(32a) 작동에 의해 약 10초후 NO.2 솔레노이드밸브(33)가 열리면서 브라운가스가 공급되도록 구성한 것이고, 반대로 브라운가스공급을 차단할 때는 NO.2 스위치(37)을 "OFF"한다.When the NO.1 switch 36 and the NO.2 switch 37 are "ON" to operate the gas control device of the present invention, the NO.1 solenoid valve 32 is operated to supply compressed air, and then a timer ( 32a) The NO.2 solenoid valve 33 is opened after about 10 seconds by operation, and brown gas is supplied. On the contrary, when the brown gas supply is cut off, the NO.2 switch 37 is "OFF".

이 때 NO.2 솔레노이드밸브(33)이 닫히면서 브라운가스공급이 차단되고 이후 타이머(33a) 작동에 의해 약 30초후 접점스위치(32b)가 떨어지면서 NO.2 솔레노이드밸브(32)가 닫히므로 압축공기의 공급도 차단된다.At this time, the NO.2 solenoid valve 33 is closed and the brown gas supply is cut off. Then, the contact switch 32b drops after about 30 seconds by the operation of the timer 33a, and the NO.2 solenoid valve 32 is closed. The air supply is also cut off.

여기서 브라운가스의 공급과 압축공기의 공급을 시간차를 두고 타이머로 제어하는 것은 브라운가스가 압축공기에 의하지 않고 누설되어 역화문제를 일으키지 않도록 철저히 제어하기 위한 것이다.Here, the control of the brown gas supply and the compressed air supply with a timer at a time difference is to thoroughly control the brown gas so as not to leak and cause backfire problems.

또한 압축공기라인에 압력센서(34)를 구성하여 일정압이 되지 않으면 브라운가스라인의 압력스위치(34s)가 작동하지 않게 함으로써 브라운가스가 임으로 공급되는 것을 방지하였다.In addition, the pressure sensor 34 is configured in the compressed air line so that the pressure switch 34s of the brown gas line does not operate unless a constant pressure is applied, thereby preventing brown gas from being randomly supplied.

이밖에 체크밸브(35)는 상대적으로 고압인 압축공기가 브라운가스라인으로 역류하는 것을 방지하기 위하여 구성한 것이다.In addition, the check valve 35 is configured to prevent the relatively high pressure compressed air to flow back to the brown gas line.

본 발명의 브라운가스 연소촉진용 가스제어장치는 브라운가스를 보다 효율적으로 연소실에 투입하여 연소촉진효과를 높임으로써 연료비용을 절감하고 환경공해 문제도 동시에 해결한 것이다.The brown gas combustion promoting gas control device of the present invention reduces the fuel cost and solves the environmental pollution problem by injecting brown gas into the combustion chamber more efficiently.

본 발명은 벙커-C유 또는 정제유를 사용할 수밖에 없는 산업용 보일러, 가열로, 소각로 등을 설비하고 있는 에너지다소비 업체에서 브라운가스플랜트와 가스제어장치를 구비하면 기존 설비의 교체 또는 개조없이도 연료비용절감 할 수 있다. 연료비용절감 정도는 설비에 따라 일정하지 않고 브라운가스를 더 많이 투입할 경우 얼마든지 연소촉진의 효과를 얻을 수 있으나 대체로 20~30%를 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 결과적으로 에너지비용을 절감하고 환경문제를 동시에 해결할 수 있는 아주 유용한 발명이다.The present invention is to reduce the fuel cost without the replacement or modification of existing equipment provided by the brown gas plant and gas control device in the energy consumer company equipped with industrial boilers, heating furnaces, incinerators, etc., which is forced to use bunker-C oil or refined oil. can do. The amount of fuel cost savings is not constant depending on the equipment, and if more brown gas is added, the combustion promotion effect can be achieved, but it is expected to save 20 ~ 30%. As a result, it is a very useful invention that can reduce energy costs and solve environmental problems at the same time.

따라서 본 발명의 브라운가스 연소촉진용 가스제어장치는 벙커-C유, 정제유를 사용하는 수많은 산업체로의 파급효과가 대단히 클 뿐만 아니라 에너지절약에 의한 경제적 효과도 클 수 밖에 없으므로 고유가시대의 국가경쟁력을 제고시킬 수 있는 것이다.
Therefore, the gas control device for brown gas combustion promotion of the present invention has a great ripple effect to a number of industries using bunker-C oil and refined oil, as well as economic effect due to energy saving. It can be improved.

Claims (3)

혼소용 버너(50)에 브라운가스를 공급하기 위해 압축공기를 모티브로 하는 이젝터(31)를 설치한 브라운가스 연소촉진시스템에 있어서, 상기 이젝터(31)의 압축공기라인(10)에 NO.1 솔레노이드 밸브(32)와 압력스위치(34)를 설치하고 브라운가스 공급라인(20)에 NO.2 솔레노이드 밸브(33)와 체크밸브(35)를 설치하여 NO.1 스위치(36)와 NO.2 스위치(37)를 "ON"하면 NO.1 솔레노이드 밸브(32)가 작동하여 압축공기가 공급되고 이후 타이머(32a) 작동에 의해 NO.2 솔레노이드 밸브(33)가 열리면서 브라운가스가 공급되도록 구성하고 반대로 브라운가스 공급을 차단할 때는 NO.2 스위치(37)를 "OFF"하도록 구성한 것을 특징으로 하는 브라운가스 연소촉진용 가스제어장치.In the Brown gas combustion promotion system in which the ejector 31 having the compressed air is a motif for supplying Brown gas to the mixed burner 50, NO.1 is applied to the compressed air line 10 of the ejector 31. The solenoid valve 32 and the pressure switch 34 are installed, and the NO.2 solenoid valve 33 and the check valve 35 are installed in the Brown gas supply line 20 so that the NO.1 switch 36 and the NO.2 are installed. When the switch 37 is "ON", the NO.1 solenoid valve 32 is operated to supply compressed air, and the NO.2 solenoid valve 33 is opened by the timer 32a operation, and brown gas is supplied. On the contrary, when the brown gas supply is cut off, the gas control device for brown gas combustion promotion, characterized in that the NO.2 switch 37 is configured to be "OFF". 삭제delete 삭제delete

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