고체연료 곤로용 보조연소 기구
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고체연료 곤로용 보조연소 기구
제1도는 종래 상부 덮개를 사용한 연탄곤로의 단면도.
제2도는 그 평면도.
제3도는 본 고안을 사용한 연탄곤로의 단면도.
제4도는 그 평면도.
제5,6도는 각각 본 고안의 별형 실시예
본 고안은 고체연료 곤로에 취부시켜, 고체연료의 불완전연소에 의거한 일산화탄소 및 휘발성 유기물에 의한 불쾌한 냄새를 제거하는 것을 목적으로 하는 보조연소기구에 관한 것이다. 이하 고체연료의 한 실시예로서 연탄을 예로하여 설명한다.
연탄은 종래부터 취사용 열원, 난방용 열원으로서 널리 사용되고 있고, 특히 최근에는 석유위기 사정으로부터 연탄이 다시 중요시되자 그 보급정도가 높게 되었다. 그러나 연탄에는 가끔 불완전연소에 의한 일산화탄소의 발생이나 연탄으로부터 발생하는 휘발성유기물의 불쾌한 냄새가 있어 위생상 바람직하지 못하며, 이것이 연탄의 큰 결점으로 되어 있다.
종래의 연탄곤로는 제1도에 도시한 것같이, 곤로본체(1)의 하방측면에 1차 공기구멍(2)이, 상방 측면에 2차공기공(3)이 각각 설치되어 있고, (종래의 것에서는 2차 공기공(3)이 없는 것도 있다), 곤로본체(1) 내부에 연탄(4)을 넣어, 곤로본체(1) 내측단(1a)위에 상부덮개(5)가 재치되어 있다. 이 상부덮개는 제2도에 도시한 것 같이, 냄비, 주전자등을 재치하는 돌기(5a)를 가지며, 치수의 일예를 들면 15㎝Ø 정도의 것으로 중심부에 5㎝Ø 정도의 구멍(5b)과, 주위에 소수 개의 1.5㎝Ø정도의 구멍(5c)이 설치되어 있다. 일반적으로 미연소성분과 유리산소를 함유하는 고온산소를 재연소시키는 데에는 이 가스통로에 방해물을 설치하고, 전술한 가스를 이 방해물에 충돌시켜 가스통로를 굴곡시키면 좋은데, 구멍(5b), (5c)는 구멍(5b)이 크기 때문에 단순히 연탄(4)의 연소열을 상방으로 통과시키는 역할밖에 못하며 불완전연소에 의한 일산화탄소의 제거 및 불쾌취기의 탈취효과는 거의 얻어질 수 없었다.
본 고안은 상기 종래 기술의 결점에 비추어 만든 것으로, 연탄등의 고체연료 연소시에 발생하는 가스의 완전연소를 재촉하고, 일산화탄소의 탄산가스로의 전화에 의한 일산화탄소 중독방지효과 및 불쾌취기성분의 산화분해에 의한 탈취효과가 얻어지는 고체연료 곤로용 보조연소 기구를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 고안을 도면에 의해 설명하면, 제3도는 본 고안에 의한 보조연소기구를 사용한 연탄곤로의 한 실시예로, 제4도는 그 평면도이다. 곤로본체(1)의 내측단부(1a)에 재치된 상부덮개(6)는 외주부에 남비, 주전자등을 재치하기 위한 복수개의 돌기부(6a)와, 중심부에 큰 구멍(6b)을 가진다. 이 상부덮개(6)의 내측단(6c)에 재치된 보조연소기구(7)는, 두꺼운 방향에 직선적으로 관통한 다수의 소공을 가진 평판상의 것이다. 이들의 소공은 제4도에 도시한 것같이 4각형의 구멍(7a), 제5도와 같이 3각형 구멍(7b), 제6도와 같이 6각형의 구멍(7c), 기타 여러가지 형상으로 형성해도 좋다.
이와 같이, 곤로본체(1)위에 재치된 상부 덮개(6)의 내측단부(6a)위에, 다수의 소공을 가진 보조연소기구(7)를 재치하여, 연탄을 연소시키면, 일산화탄소나 휘발성유기물등의 미연성분과, 2차 공기공(3)으로부터 도입된 공기나 일차공기공(2)으로부터 도입되며 미반응인채로 배출되도록한 유리상태의 산소를 함유하는 고온가스는, 보조연소기구(7)의 다수 소공 측벽에 충돌하여 가스통로를 굴곡시키기 때문에 대단히 좋게 혼합하여 재연소를 일으켜, 무해성분으로 된다.
그러나, 보조연소기구(7)는 다소라도 통풍의 악화를 초래하기 때문에, 재연소의 정도와 통풍악화의 정도와의 평균을 취하는 것이 극히 중요하게 된다. 여기서 본 고안으로 된 보조연소기구의 구멍(7a),(7b),(7c)등의 크기는 최장폭의 길이 ℓ가 1㎝이하이며, 개구면적 비율이 50%내지 80%범위의 관통공으로 한바 대단히 양호한 결과를 얻었다. 최장 폭 길이 ℓ가 1㎝를 넘게한 크기의 구멍에서는, 개구면적비율을 여하히 변화시켜도 미연가스와, 이 가스와 반응하기 위한 산소와의 혼합불충분으로 일산화 탄소 및 냄새의 제거 효과가 적다. 또 개구면적비율이 80%넘게하면, 통기저항이 크게되며, 연탄의 원활한 연소상태가 얻어지지 않는다. 그러나, 개구면적비율을 80%넘게하면, 통기저항은 적게 되며, 연소상태는 양호하게 되지만, 구멍 사이가 심히 얇게 되기 때문에 강도적으로 약하며, 제작상, 취급상, 대단히 곤란하게 되어 바람직하지 않다. 또 두께는 중요한 역할이 아니고 2㎜ 이상이면 재연소효과를 발휘할 수가 있는데, 주로 취급상 0.5 내지 5㎜ 정도가 바람직하고, 곤로본체(1)나 상부덮개(6)의 크기를 참작하여 적당히 결정한다.
보조연소기구의 재질은 연탄연소시에 발생하는 열에 견디는 정도 이상의 내열재이면, 특히 한정되지는 않지만, 제작, 취급용이, 내구성, 가격등의 점으로부터, 전술한 정도의 내열성, 내스프링성을 가진 세라믹스가 최적이다. 그리고, 그 제작은 반죽 주입법, 압출성형법등의 공지의 방법에 의해 소정형상으로 성형한 후, 적당히 구어서 만든다.
또 보조연소기구의 재질을 촉매담체(擔體)로서 알맞는 것을 선택하고, 이것에 미연성분의 산화를 촉진시키는 촉매 성분을 담지(擔持) 또는 함유시켜 사용하면, 촉매효과에 의하여 저온도, 저 2차공기량이라도 산화반응이 원활하게 행하여지기 때문에, 더욱 일산화탄소 제거효과 및 탈취효과가 크다. 촉매담체로서, 특히 알맞는 재질은 알루미나, 코젤라이트, 무라이트, 스포쥬멘, 지르콘, 탄화규소, 질화규소 등이다. 촉매성분으로서는 백금, 파라쥬움, 루테니움, 로지움과 같은 귀금속이나 산화동, 산화철, 산화니켈, 산화코발트, 산화크롬, 산화망간과 같은 비금속산화물 등이 유효하며, 단독 혹은 수종을 조합시켜 사용한다.
이들 촉매성분을 담지 또는 함유시키는 방법을 예시하면, 보조연소기구에 필요에 따라 활성 알루미나를 코오팅한 후, 촉매성분을 함유하는 용액을 함침시켜, 산화소성 혹은 환원처리하는 방법이나 또는 보조 소성기구를 제작할 때에 미리 쎌라믹 원료중에 촉매성분을 혼합하여 놓고 성형하는 방법등이 있다.
보조연소기구(7)는 통상, 제3도에 도시한 것같이, 곤로본체(1)위의 상부덮개(6)의 내측단(6c)위에 재치하여 사용하는데, 2차 공기공(3)으로부터 상측으로 가스가 전량통과되고, 또한 안정하게 재치할 수 있는 위치이면, 예를들어 곤로본체(1)상연 혹은 내측단(1a)등에 재치해도 좋다. 또 상부덮개(6)는 본 고안의 보조연소기구(7)를 사용하는데 필수적인 것은 아니지만, 사용하면 냄비, 주전자등을 재치하는 경우에 상부덮개(6)의 돌기부(6a)에 냄비, 주전자등을 바치기 때문에 연소가스의 유통이 방해되지 않고 또 보조연소기구(7)에 무게가 직접 걸리기 않기 때문에 적효한다. 또 보조연소기구(7)는 실시예와 같이 평판형이 아닌 상부덮개(6)가 일체로 된 것도 좋다.
다음에 본 고안으로된 보조연소기구에 대해서 실험한 결과를 설명한다.
[실험예 1 상부위치 연탄의 경우]
4호 연탄용의 상부위치 연탄곤로에 연탄을 넣고 제1표에 표시한 재질, 구멍의 크기 형상, 개구면적비율을 가진 100㎜Ø×20㎜ 두께 크기의 보조연소기구를 제3도에 도시한 위치로 재치했다. 종래에는 제1도 제2도에 도시한 상부덮개만을 가진 것이다. 연탄가스조성은 착화 10분 후 곤로 직상에서 얻은 값이다.
[제1표]
제1표로부터 명확한 것같이, 이와같은 조건에서 종래의 것은 CO가 2%나 발생하고 있고, 휘발성 유기성분도 THC로 표시하면 2,500ppm로 높으며, 매우 강한 불쾌한 냄새가 감지되었다.
이것에 대해 본 고안으로된 보조연료기구를 사용한 것은, 어느것도 CO제거율이 높고, 탈취효과도 있어 무취로 되었다. 특히 다공질재료 표면을 활성 알루미나코오팅처리 한후, 백금, 바라디움, 동등의 촉매성분을 담지시킨 보조 연소기구는 그 효과가 대단히 현저한 것이 인지되었다.
[실험예 2 하부위치 연탄의 경우]
제2표에 도시한 결과는, 상부 위치곤로로 하부 위치연탄에 의해 실험한 결과이다.
연소가스조성은 착화 15분 후의 곤로 직상의 값이다.
제2표로부터 알 수 있듯이 상술한 실험예 1과 전혀 같은 효과가 얻어졌다.
[제2표]
이상의 설명으로 부터 명확 한 것같이, 본 고안인 보조 연소기구는 우수한 일산화탄소 제거효과 및 탈취효과를 발휘하는 것이다.
한편 상기 실시예에서는 연탄에 사용하는 경우에 대해 설명했는데, 본 고안인 보조연소기구는 연탄뿐만 아니라 조개탄, 목탄등의 고체연료 일반에 사용하여도 효과를 나타내는 것은 명확하다.
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