KR0161049B1 - 고온 열전달 매체 액중 연소장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고온 열전달 매체의 고온에서의 낮은 증발압 및 액중에서의 기체·액체 간의 높은 열전달 계수를 이용하여 스팀 발생 등 고온에서 액을 고효율로 가열하기 위한 고온 열전달 매체를 사용하는 액중 연소장치에 관한 것으로서, 연소장치 상부에 버너(1)를 설치하고 연소실 중간부의 여러 곳에 연소부하의 제어를 수행하는 열전대(2)를 설치하며 버너 점화전 고체 상태의 열전달 매체를 가열하여 액체화하는 열선(3)을 원주방향으로 다수 설치하며 연소가스 배출 및 화염관측을 하도록 연소가스 배출구(4)와 화염투시구(5)를 버너상부에 설치하며 고온 열전달 매체(6)와 열 교환기(7)를 연소실 내벽(8)과 연소실 외벽(9) 사이에 설치하며 연소실 내벽(8)의 하단부에 설치한 다수의 연소가스 분출공을 통하여 고온 열전달 매체(6)에 미세한 기포로 분사시켜 기체·액체간의 높은 열전달을 이용하여 1차 열회수를 하고 열전달 매체(6)와 열 교환기(7)사이에 액체·고체간의 열전달을 이용하여 열을 회수하도록 하였다. 또한, 연소실 외벽(9)의 보호와 손실열 회수를 위하여 연소실 외벽 주위에 냉각수관(10), 단열재(11) 및 연소장치 외벽(12)을 설치하고 사용한 열전달 매체는 배출구(13)를 통하여 외부로 배출되도록 구성되는 것을 특징으로하는 고온 열전달 매체 액중연소장치.
Description
제1도는 본 발명 버너의 전체 구조 개략도이고,
제2도는 제1도에서 버너 헤드와 연소실 부위의 단면 구조도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 버너 2 : 열전대
3 : 열선 4 : 연소가스 배출구
5 : 화염 투시구 6 : 고온 열전달 매체
7 : 열 교환기 8 : 연소실 내벽
9 : 연소실 외벽 10 : 냉각수 관
11 : 단열재 12 : 연소 장치 외벽
13 : 배출구 14 : 분출공
15 : 점화플러그
본 발명은 고온 열전달 매체 액중 연소 장치에 관한 것으로, 특히 고온에서의 낮은 증발압 및 액중에서의 기체·액체간의 높은 열전달 계수를 가진 고온 열전달 매체를 이용하여 스팀 발생 등 고온에서 액을 고효율로 가열하기 위한 액중 연소 장치에 관한 것이다.
기존의 액중 연소 장치는 물 또는 공업액 등을 열전달 매체로 사용하고 있으나, 이와 같은 열전달 매체의 사용에 있어서는 열전달 매체(물 또는 공업액)를 증발온도 이상으로 가열하는 경우에는 증발 잠열에 동반된 열손실로 인하여 열효율이 급격히 저하되는 관계로 액중연소장치의 응용이 매우 제한적으로 되는 문제점이 있었다.
상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고온 열전달 매체가 가지는 고온에서의 낮은 증발압 및 액중에서의 기체·액체간의 높은 열전달 계수를 이용하여 스팀 발생 등 고온에서 열전달 매체를 고효율로 가열하기 위한 장치를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 발명 버너의 전체 구조 개략도이고, 제2도는 제1도에서 버너 헤드와 연소실 부위의 단면 구조도인데, 연소 장치 상부에 설치된 버너(1)와, 연소실 높이에 따라 3지점에 설치되어 연소실 연소부하의 제어를 수행하는 열전대(2)와, 버너를 점화하기 전에 고체상태의 고온 열전달 매체(6)를 가열하여 액화하도록 원주방향으로 설치된 4개의 열선(3)과, 버너상부에 설치되어 연소가스를 배출하도록 한 연소가스 배출구(4)와, 버너상부에 설치되어 화염관측을 하도록 한 화염 투시구(5)와, 연소실 내벽(8)과 연소실 외벽(9) 사이에 설치된 고온 열전달 매체(6)와, 연소실 내벽(8)과 연소실 외벽(9) 사이에 설치된 열 교환기(7)와, 연소실 외벽(9)의 보호와 손실열 회수를 위하여 연소실 외벽 주위에 설치된 냉각수관(10), 단열재(11) 및 연소장치 외벽(12)과, 사용한 열전달 매체의 외부 배출을 위한 배출구(13)로 이루어져, 연소실 내벽(8)의 상부와 하부에 설치한 다수의 연소가스 분출공(14)을 통하여 고온 열전달 매체(6)에 미세한 기포로 분사시켜 기체·액체간의 높은 열전달을 이용하여 1차 열회수를 하고 2차적으로 열전달 매체(6)와 열 교환기(7)사이에 액체·고체 간의 열전달을 이용하여 열을 회수하도록 구성된다.
상기와 같이 구성되어진 본 발명의 작동순서는 다음과 같다.
① 질산염, 아질산염의 공융 혼합물로 구성된 고온 열전달 매체(6)를 연소실 내벽(8)과 연소실 외벽(9) 사이의 액조에 충진한다.
② 충진한 공융 혼합물인 고온 열전달 매체(6)를 물을 사용하여 포화액으로 만들기 위해서 원주방향으로 4개 설치한 열선(3)으로 약 350℃(고온 열전달 매체의 용융온도)의 열을 가하여 혼합물을 포화액 상태로 전환유지한다.
③ 이때 액조내의 온도분포는 열전대(2)를 이용하여 일정 온도를 유지하고, 냉각수관(10)으로 찬물을 공급하여 단열재(11)의 보호 및 연소장치 외벽(12)으로의 열전달을 차단한다.
④ 고온 열전달 매체(6)가 포화액으로 되면 버너의 하단 측면에 형성된 주입구를 통하여 공기 및 가스를 공급하여 버너(1)의 중앙부에 삽입 부착되는 점화플러그(15) 및 연소실을 건조하는데, 이때 공급되는 공기 및 가스의 압력 때문에 연소실 내부로 유입되는 고온 열전달 매체(6)는 연소실 밖으로 밀리게 된다.
⑤ 건조가 완료되면 열선(3) 공급 전원이 차단되면서 점화플러그(15)에 스파크를 발생시켜 버너(1)를 점화하고 이를 화염투시구(5)를 통해 불꽃을 확인한다.
⑥ 불꽃이 확인되면 열교환기(7)로 찬물을 공급하기 시작한다.
⑦ 액조내의 온도를 450∼650℃로 유지하고, 이때 연소실 내벽(8)의 상부와 하부에 설치되어 있는 다수의 분출공(14)을 통하여 연소가스가 고온 열전달 매체(6)와 직접 접촉하여 온도를 상승시켜 주고, 연소가스는 연소가스 배출구(4)를 통하여 외부로 배출된다.
⑧ 이때 열교환기(7)로 공급된 찬물은 고온의 스팀으로 전환되어 열을 회수한다.
⑨ 고온의 스팀으로부터 열원을 획득 후 필요에 따라 배출구(13)를 통하여 고온 열전달 매체(6)를 회수한다.
이와 같이 구성되어진 본 발명의 고온 열전달 매체(6)를 사용하는 액중 연소 장치와 기존의 스팀 보일러 시스템과 비교하면, 기존 보일러 시스템의 열교환 방식은 연소가스-열교환기 관-관내의 가열액, 즉 기체-고체-액체간의 열교환이 이루어지는데 비하여, 본 발명에 의한 열 교환방식은 연소가스-고온 열전달매체-열 교환기 벽-관내의 가열액, 즉 기체-액체-고체-액체의 열교환이 이루어짐으로서 열전달계수가 매우 높아 고밀도 열교환이 가능하다는 효과가 있다.
또한 본 발명을 물 또는 공업액 등을 열전달 매체로 하는 기존의 액중연소시스템과 비교하면, 기존 시스템에 사용되는 열전달매체는 비교적 낮은 온도에서도 증발압이 높아 액의 증발온도 이상으로 가열하는 경우에는 증발잠열에 동반된 열손실로 인하여 열효율이 급격히 저하되어 액중연소장치의 응용이 매우 제한적인데 비하여, 본 발명에 의한 고온 열전달 매체는 고온에서 낮은 증발압 및 액중에서의 기체·액체간의 높은 열전달 계수를 이용하여 스팀 발생 등 고온에서 액을 가열하는데 고효율로 사용할 수 있다는 효과가 있다.
따라서 상기와 같이 본 발명은 고효율 고부하로 고온에서 액가열이 가능한 장치로서 연소 및 열교환 기기의 소형 경량화로 발전용 보일러, 선박용 보일러 및 각종의 산업분야에서 광범위하게 보급할 수 있는 등의 장점이 있다.
Claims (1)
- 액중연소장치에 있어서, 연소 장치 상부에 설치된 버너(1)와, 연소실 높이에 따라 3지점에 설치되어 연소실 연소부하의 제어를 수행하는 열전대(2)와, 버너를 점화하기 전에 고체상태의 고온 열전달 매체(6)를 가열하여 액화하도록 원주방향으로 설치된 4개의 열선(3)과, 버너상부에 설치되어 연소가스를 배출하도록 한 연소가스 배출구(4)와, 버너상부에 설치되어 화염관측을 하도록 한 화염 투시구(5)와, 연소실 내벽(8)과 연소실 외벽(9) 사이에 설치된 고온 열전달 매체(6)와, 연소실 내벽(8)과 연소실 외벽(9) 사이에 설치된 열 교환기(7)와, 연소실 외벽(9)의 보호와 손실열 회수를 위하여 연소실 외벽 주위에 설치된 냉각수관(10), 단열재(11) 및 연소장치 외벽(12)과, 사용한 열전달 매체의 외부 배출을 위한 배출구(13)로 이루어져, 연소실 내벽(8)의 상부와 하부에 설치한 다수의 연소가스 분출공(14)을 통하여 고온 열전달 매체(6)에 미세한 기포로 분사시켜 기체·액체간의 높은 열전달을 이용하여 1차 열회수를 하고 2차적으로 열전달 매체(6)와 열 교환기(7)사이에 액체·고체 간의 열전달을 이용하여 열을 회수하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고온 열전달 매체 액중연소장치.
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| KR1019940030730A KR0161049B1 (ko) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | 고온 열전달 매체 액중 연소장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019940030730A KR0161049B1 (ko) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | 고온 열전달 매체 액중 연소장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR960018333A KR960018333A (ko) | 1996-06-17 |
| KR0161049B1 true KR0161049B1 (ko) | 1999-01-15 |
Family
ID=19398606
Family Applications (1)
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| KR1019940030730A KR0161049B1 (ko) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | 고온 열전달 매체 액중 연소장치 |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR0161049B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020067747A1 (ko) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 한국생산기술연구원 | 내부 재순환 가압순산소 연소기 |
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| KR100581065B1 (ko) * | 2005-03-10 | 2006-05-22 | 이석전 | 열매체 조성물 및 이를 이용한 열해로 |
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1994
- 1994-11-22 KR KR1019940030730A patent/KR0161049B1/ko not_active IP Right Cessation
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