가스를 이용한 요리: 교수, 무염 산업용 오븐 특허 취득

2023년 4월 3일

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작성자: Shane Nyman, 위스콘신 대학교 오시코시

위스콘신 대학교 오시코시 기계 공학 기술 부교수인 Pawel Olszewski는 최근 오시코시 캠퍼스의 교육 및 에너지 연구 산업 연구소(TERIL)에서 설계 및 제작된 무염 충돌 오븐에 대한 미국 특허를 받았습니다.

Olszewski는 발명가의 지적 재산권 보호를 돕는 데 전념하는 위스콘신 기반 비영리 단체인 WiSys와 함께 2019년에 특허 프로세스를 시작했으며 2월에 승인 소식을 받았습니다.

"불꽃 없는 충돌 오븐"이라는 제목의 이 발명품은 2월 21일에 승인된 특허 번호 US 11,585,601 B2입니다.

이 창작물이 개선된 것과 같은 산업용 오븐은 강철이나 알루미늄과 같은 재료를 열처리하고 녹이는 것을 포함하여 다양한 목적으로 사용됩니다. Olszewski는 불꽃 없는 충돌 장치의 이점에는 생산성을 높이기 위한 더 빠른 가열이 포함된다고 말했습니다. 철저한 난방으로 질소산화물을 감소시켜 오염물질 배출이 적습니다. 더 낮은 온도에서 배출되는 가스로 인해 연료 소비가 감소합니다.

새로운 오븐은 가열되는 물체에 직접 영향을 미치도록 천연 가스와 공기 제트를 배치하여 기존의 복사 및 열 유도 대류가 아닌 충돌 전달을 통해 실질적으로 열을 전달합니다.

Olszewski는 오븐 내부에서 공기와 가스가 "거대한 토네이도처럼" 빠른 속도로 소용돌이치고 있기 때문에 극심한 열을 생성하는 화학 반응이 항상 모든 곳에서 발생하고 있다고 설명했습니다.

높이 1피트, 너비 1피트, 깊이 1피트의 챔버는 화씨 1,800도 이상의 온도에 도달합니다.

"모든 것이 혼합되고 가스는 항상 산화제를 만난다"고 그는 말했습니다. "그래서 일반적인 무염 작업 중에 용광로 내부를 보면 불꽃이 없습니다. 연소는 있지만 불꽃은 없습니다. 천연가스는 산화되고 산소와 반응하여 열을 발생하지만 불꽃은 없습니다."

프로토타입은 Halsey 과학 센터 3층에 있는 TERIL에서 제작되었습니다. 오븐은 그곳에 구축된 네 번째 독특한 산업 시스템으로, 냉각, 펌핑, 압축 공기 등 나머지 세 가지 시스템을 실행해야 합니다.

이 아이디어는 Olszewski가 미시간 대학교에서 박사후 과정 연구원이었을 때로 거슬러 올라갑니다. 그곳에 있는 동안 그는 더 단순한 불꽃 없는 오븐을 사용하여 작업했습니다. 아이디어는 그의 마음 속에서 계속 소용돌이 쳤고 2014년 UW Oshkosh에 왔을 때 그와 그의 학생들은 오븐의 존재를 허용하는 모든 산업 시스템을 만들기 시작했습니다.

그는 "장비가 있는 상태에서 구매한 부품은 단 한 개도 없다. 모두 부품으로 구매한 것"이라고 말했다. "우리는 프레임을 잘라내고 자체 제어 캐비닛을 구성했습니다. 모든 시스템을 제어하는 ​​소프트웨어를 포함한 모든 것이 여기에 있습니다."

Olszewski가 다음으로 기대하는 것은 현지 회사가 관심을 표명하여 아이디어가 단일 프로토타입을 넘어 성장할 수 있도록 하는 것입니다. 그는 알루미늄, 주철, 강철, 심지어 유리를 녹이는 회사라면 누구나 이 기술을 활용할 수 있다고 말했습니다. 이는 거의 모든 크기로 변환할 수 있으며 이미 사용 중인 오븐을 개조할 수 있습니다.