• 본 특허는 점화부에 유입되는 연료와 산화제의 유량을 쉽게 변경시킬 수 있고, 연소압력에 의한 구조적 취약점을 해소하여 공기가열기의 처리용량 증대와 내구성을 향상시키는 공기가열기 및 이를 조립하는 방법에 관한 기술임

• 복합인젝터가 필요한 연료가 연소되어 유체(공기)를 가열하는 장치에 적용이 가능함

∨공기가열기                             ∨ 대형 보일러

∨ 열풍기, 가열사출기                  ∨ 터빈장치를 포함하는 발전 시스템

< 공기가열기 및 대형 보일러 >

• 공기가열기의 연소처리 용량을 증대하기 위해서는 믹싱 헤드면의 중심부가 연소압력에 의해 부풀어 오르는 구조적 취약점을 해소하기 위한 기술이 필요함

• 공기가열기의 구조적 취약점을 해소하기 위해 복합인젝터와 보강부의 개수를 적절히 조절함으로써, 점화부에 공급되는 연료, 산화제와 공기의 양을 쉽게 변동시킬 수 있음

• 본 특허에 따른 공기가열기는 아래 그림과 같이 연료블록, 산화제블록, 공기블록, 점화부, 믹싱 헤드면, 복합인젝터와 보강부로 구성됨

• 연료가 유입되는 연료블록과 산화제가 유입되는 산화제블록, 공기가 유입되는 공기블록은 순차적으로 연결되어 있으며, 서로 장탈착이 가능하게 결합되어 있음

• 보강부는 복합인젝터가 장착되도록 연료블록, 산화제블록, 공기블록과 믹싱헤드면에 형성된 장착부에 결합되어 있음

• 이러한 구조에 따라 헤드가 화염에 직접 노출되지 않고, 믹싱 헤드면은 유동되는 공기에 의해 냉각되므로 보강부는 연소압력에 의한 구조물의 변형을 방지할 수 있음

• 공기가열기의 유량 조절 방법은 보강부가 분리된 장착부에 복합인젝터를 추가 장착함으로써 점화부로 유입되는 연료와 산화제의 유량을 증대시키고, 반대로 복합인젝터가 분리된 장착부에 보강부를 추가하여 점화부로 유입되는 연료와 산화제의 유량을 감소시킬 수 있음

                                 < 공기가열기의 구조 >                                        < 공기가열기에 장착된 보강 구조체 >

• 공기가열기는 에너지 절약과 사용공간의 제한성을 해결하기 위해 소형화, 경량화, 고밀도화, 고효율화되고 있는 추세이며, 자동차 및 항공기의 공기조화산업, 화학공정산업 등에서 활용도가 높아지고 있는 추세임

• 특히, 최근 지속되고 있는 고유가와 기후문제로 인해 지구온난화 관련 규제가 증가함에 따라 에너지 효율 향상과 그린에너지에 대한 기술 적용이 확대되고 있음

• 이외에도 IT, NT, ET, BT 산업의 성장으로 인해 고부가가치 제품에 대한 첨단시스템의 시장수요가 급증하면서, 대형 발전, 화학 플랜트로부터 산업기기, 가전제품에 이르기까지 에너지 절약이 요구되고 있으며, 원가 절감의 문제와 더불어 필수적으로 제품의 에너지 절약이 검토되고 있음

• 에너지 효율을 향상시키고, 에너지 효율을 최적화하기 위한 방안으로는 ICT 기술도입이 추진되고 있으며, 융합기술을 통한 친환경분야의 기술개발이 요구되고 있음

< 글로벌 산업용 보일러 시장 규모 및 전망 >

• 산업용 보일러 시장은 신규 수요 뿐만 아니라 교체수요도 큰 시장으로, 과거 설치된 산업용 보일러의 수명은 대략 10년 정도로 추정되며, 최근에는 에너지 절감을 위한 고효율 보일러, 친환경 보일러 등을 선호하고 있음

• 전 세계 산업용 보일러 시장은 2020년 146억 달러에서 2025년에는 193달러로 성장할 것으로 전망되며, 지역별로는 중국을 포함한 아시아태평양 시장이 가장 높게 성장할 것으로 예측되고 있음

• 산업용 보일러 시장은 온실가스 배출규제가 강화되면서 고성능·저공해 산업용 보일러 기술개발이 필요하며, 에너지 효율성 증진과 낭비를 막기 위한 효율적인 공기가열기와 대형 보일러 관련 수요가 증가하고 있음

• 세계 각국에서는 환경변화에 능동적으로 대응하기 위해 에너지효율 개선을 위한 국가정책으로 효율향상에 대한 의무를 부과하는 한편, 고효율에너지 설비에 대한 보조금 지급과 에너지절약 시설 투자에 대한 세금 감면 등의 인센티브 제공을 통해에너지효율을 높이기 위한 시장을 조성해 왔음

• 본 특허에 따른 공기가열기 기술의 경우 필요에 따라 연료, 산화제와 공기의 양을 조절할 수 있으므로 지구 온난화 대책에 가입되어 있는 각국에 필요한 효율적인 공기가열기와 대형 보일러에 적용 가능할 것으로 기대됨

• 세계 산업용 보일러 시장의 주요 기업으로는 Amec Foster Wheeler plc (영국), Babcock & Wilcox ( 미 국 ), Dongfang Electric Corporation Ltd ( 중 국 ), General Electric Company(미국), Siemens AG (독일) 등이 확인되고 있음