KR100481369B1 - 축열식 버너장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가열로, 래들 건조기(Ladle Dryer) 및 턴디쉬 예열기(Tundish Preheater)등에서 사용되는 축열식 버너장치에 관한 것으로, 간단한 구조를 갖추면서도 연소후 발생되는 배기가스의 현열을 효과적으로 회수하여 열효율을 향상시키도록 사용되는 축열식 버너장치에 관한 것이다.
본 발명은, 가열로, 래들 건조기(Ladle Dryer) 및 턴디쉬 예열기(Tundish Preheater)등의 가열체에 사용되는 축열식 버너장치에서, 상기 가열체를 덮는 커버의 중앙에 하나의 버너가 장착되고, 상기 버너의 양측으로는 복수의 축열체가 설치되며, 하나의 연소공기 공급용 팬으로부터 상기 각각의 축열체를 통하여 버너로 이어지는 복수의 공기공급유로가 형성되고, 상기 축열체 각각으로부터 배기가스 배출팬으로 이어지는 복수의 배기가스 유로가 각각 형성되어 일측 축열체의 공기 공급유로를 통하여 연소용 공기가 유입되어 버너가 점화되면, 타측 축열체의 배기가스 유로를 통하여 배기가스가 배출되어 배기가스의 현열을 회수하고, 상기 버너의 점화동안 축열체들을 통한 기체흐름은 교번되는 축열식 버너장치를 제공한다.

Description

축열식 버너장치{REGENERATIVE BURNER}
본 발명은 가열로, 래들 건조기(Ladle Dryer) 및 턴디쉬 예열기(Tundish Pre-heater)등에서 사용되는 축열식 버너장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 간단한 구조를 갖추면서도 연소후 발생되는 배기가스의 현열을 효과적으로 회수하여 열효율을 향상시키도록 사용되는 축열식 버너장치에 관한 것이다.
일반적으로, 종래의 기술에 따른 축열식 버너장치(100)에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 커버(105)상에 버너(110a)(110b) 2대와 축열체(120) 2대가 각각 1쌍을 이루어 가동하는 구조로 된다. 즉, 래들과 같은 가열체(130)를 덮기 위한 커버에 복수의 버너와 축열체(120)가 장착되고, 상기 버너(110a)(110b)에는 연료관(112)이 개폐밸브(114)들을 갖고서 각각 장착되며, 상기 축열체(120)에는 연소용 공기관(122)과 배기 가스관(124)이 각각 개폐밸브(126)들을 갖고서 장착되는 구조를 갖는다.
그리고, 상기 버너(110a)(110b)와 축열체(120)들은 각각 내부 통로가 연결되는 것으로, 일측의 버너(110a)로 연료가스와 연소용 공기가 유입되어 점화되고 가열체(130)들을 가열하면, 타측의 버너(110b)와 축열체(120) 및 배기가스관(124)으로 이어지는 유로를 통하여 배기가스가 외부로 배출되면서 상기 축열체(120)를 가열시키는 것이다. 한편, 이와 같이 축열체(120)가 가열된 상태에서 타측의 버너(110b)가 점화되면, 도 5와 같이 상기 타측의 버너(110b)측으로는 연료가스와 연소용 공기가 유입되고, 반면에 점화상태의 일측 버너(110a)는 소화되며, 이 버너(110a)와 축열체(120) 및 배기가스관(124)으로 이어지는 유로를 통하여 가열체(130) 내부의 배기가스가 배출되어지며, 이와 같이 차례로 작동되는 버너(110a)(110b)에서 축열체(120)를 통하여 버너(110a)(110b)로 공급되는 연소용 공기들은 축열체(120)에 의해서 예열상태로 유입되어 연소 열효율을 향상시키는 것이다.
상기 도 4와 5에서 각각의 연료가스관(112), 연소용 공기관(122) 및 배기가스관(124)에서 개방된 밸브(114)(126)는 단지 선으로 그 위치가 표시되어 있지만, 닫쳐진 밸브(114)(126)들은 검은 색으로 완전히 표시되어 있다.
그러나, 상기와 같은 구조는 장치가 복잡한 구조를 가지고, 경비가 많이 소요될 뿐만 아니라, 복수의 버너(110a)(110b)설치를 위한 공간이 크게 필요하게 된다.
그리고, 이와 같은 축열식 버너장치(100)를 래들 건조기등의 가열체(130)에 사용되는 경우, 가열체(130)의 균일 한 가열을 위하여 버너(110a)(110b)를 가열체(130)의 중앙에 설치하여야 하나, 종래의 축열식 버너장치(100)에 있어서는 버너 2대를 갖추고 있으므로, 커버(105)의 중앙에 설치할 수가 없고 양측으로 설치됨으로서 균일한 가열이 이루어질 수 없도록 하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 간단한 구조를 갖추면서도 버너가 가열체의 중앙에 배치되도록 함으로서 가열체를 효과적으로 가열시키며, 연소 후 발생되는 배기가스의 현열을 효과적으로 회수하여 연소공기를 가온시킴으로서 열효율을 향상시키도록 개선된 축열식 버너장치를 제공함에 있는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 가열로, 래들 건조기(Ladle Dryer) 및 턴디쉬 예열기(Tundish Preheater)등의 가열체에 사용되는 축열식 버너장치에 있어서, 상기 가열체를 덮는 커버의 중앙에 하나의 버너가 장착되고, 상기 버너의 양측으로는 복수의 축열체가 설치되며, 하나의 공기공급팬으로부터 상기 각각의 축열체를 통하여 버너로 이어지는 복수의 공기공급유로가 형성되고, 상기 축열체 각각으로부터 배기가스 배출팬으로 이어지는 복수의 배기가스 유로가 각각 형성되어 일측 축열체의 공기 공급유로를 통하여 연소용 공기가 유입되어 버너가 점화되면, 타측 축열체의 배기가스 유로를 통하여 배기가스가 배출되어 배기가스의 현열을 회수하고, 상기 버너의 점화동안 축열체들을 통한 기체흐름은 교번되고, 상기 하나의 공기공급팬과 복수의 축열체의 공기공급도관과 배기가스도관들을 하나로 이어주는 공기공급 공통배관과 밸브가 갖춰짐으로서 공기공급팬으로부터 축열체들로 이어지는 공기공급유로를 보다 간단하게 구성함을 특징으로 하는 축열식 버너장치를 마련함에 의한다.
이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 축열식 버너장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 가열로, 래들 건조기(Ladle Dryer) 및 턴디쉬 예열기(Tundish Preheater)등의 가열체(130)에 사용되는 것으로, 상기 가열체(130)를 덮는 커버(5)의 중앙에 하나의 버너(10)가 장착되고, 상기 버너(10)의 양측으로는 복수의 축열체(20a)(20b)가 설치된다.
상기 버너(10)는 케이싱(12)의 중앙에 연료공급관(14)이 형성되고, 상기 연료공급관(14)의 외측으로는 연소용 공기 공급통로(16)가 형성되며, 상기 연소용 공기 공급통로(16)는 이후에 설명될 양측 축열체(20a)(20b)의 공기관(22)에 각각 연통된다.
상기 축열체(20a)(20b)는 각각 상기 버너(10)의 케이싱(12) 양측에 위치된 것으로 상기 공기관(22)의 외측으로는 다수의 축열부재(24)가 공기관(22)을 감싸면서 하우징(26)내에 장착되고, 상기 축열부재(24)를 내장한 하우징(26)은 일측 입구(26a)가 커버(5)측으로 개방되어 배기가스를 받을 수 있고, 타측 단부의 출구(26b)는 도관(28)과 개폐밸브(28a)(28b)들을 통하여 하나의 배출팬(35)에 연결되는 구조를 갖는다.
한편, 상기 축열체(20a)(20b)의 공기관(22)들은 일측 입구(22a)가 도관(42)과 밸브(42a)(42b)들을 통하여 공기 공급팬(50)에 연결되고, 배출단부의 출구(22b)측은 케이싱(12)의 공기공급통로(14)측으로 연통되는 것이다. 그리고, 상기 축열체(20a)(20b)는 공기관(22)의 내부 유로와 하우징(26)의 축열부재(24) 공간과는 별개로 형성됨으로서 상기 축열부재(24) 사이를 통하여 흐르는 배기가스는 공기관(22)측으로 유입되지 못하고, 상기 공기관(22)을 통하는 공기흐름도 하우징(26)내측의 축열부재(24)측으로 흐르지 못하며, 상기 공기관(22)을 통한 열교환만이 이루어질 뿐이다.
따라서, 본 발명은 복수의 축열체(20a)(20b)에 대하여 하나의 연소공기 공급용 팬(50)으로부터 상기 각각의 축열체(20a)(20b)의 공기관(22)을 통하여 버너(10)의 공기공급통로(14) 이어지는 복수의 공기공급유로가 형성되고, 상기 축열체(20a)(20b)의 하우징(26) 입구 각각으로부터 배기가스 배출팬(35)으로 이어지는 복수의 배기가스 유로가 각각 형성되는 구조를 갖는다.
그리고, 본 발명은 일측 축열체(20a)(20b)의 공기 공급유로를 통하여 연소용 공기가 유입되어 버너(10)가 점화되면, 타측 축열체(20a)(20b)의 배기가스 유로를 통하여 배기가스가 배출되어 배기가스의 현열을 회수하고, 상기 버너(10)의 점화동안 축열체(20a)(20b)들을 통한 기체흐름은 교번되어진다. 이를 위하여 공기 공급유로와 배기가스 유로를 구성하는 도관(28)(42)들에 장착되는 개폐밸브(28a)(42a)들은 자동밸브들로서 구성되며, 이들은 버너(10)의 점화기(미도시), 연료공급관(14)의 개폐밸브(14a), 공기 공급팬(50), 배기가스 배출팬(35)들의 작동 스위치 및 그 밖의 각종 스위치들에 전기적으로 연결되고, 이를을 종합 자동제어하는 컴퓨터(미도시) 혹은 PLC등에 전기적으로 연결되어 일련의 작동 프로그램에 따라서 자동으로 작동하도록 구성된다. 이와 같은 자동제어 시퀀스는 자동제어분야에서 공지된 기술을 활용하면 되므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 하나의 공기 공급팬(50)과 복수의 축열체(20a)(20b)의 공기공급도관(42)과 배기가스도관(28)들을 하나로 이어주는 공기공급 공통배관(60)과 밸브(62a)(62b)이 갖춰짐으로서 공기 공급팬(50)으로부터 축열체(20a)(20b)들로 이어지는 공기공급유로의 구성을 보다 간단하게 할 수 있고, 동시에 하나의 배출팬(35)과 복수의 축열체(20a)(20b)의 공기공급도관(42)과 배기가스도관(28)들을 하나로 이어주는 배기가스 공통배관(70)과 개폐밸브(72a)(27b)들이 위치되어 배기가스 유로의 구성을 보다 간단하게 할 수 있다.
미설명 부호(80)는 버너(10)의 공기공급통로(14)에 장착된 선회기이다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 가열로, 래들 건조기(Ladle Dryer) 및 턴디쉬 예열기(Tundish Preheater)등의 가열체(130)에 커버(5)를 장착하여 고정된다. 이와 같은 커버(5)는 가열체(130)내부를 가열시키는 경우 효과적으로 가열체(130) 내부를 보온하여 가열효과를 향상시킨다.
그리고, 버너(10)의 연료공급관(14)으로 연료가 공급되고 일측 축열체(20a)를 통한 공기공급 유로로부터 연소용 공기가 공급되어 버너(10)의 점화가 이루어지면, 가열체(130)의 내부가 가열되고, 이때 발생되는 배기가스는 연소용 공기가 유입되지 않은 축열체(20b)의 배기가스유로를 통하여 축열체(20b)의 축열부재(24)를 가온시키면서 온도가 낮아지게 되고 배출팬(35)을 통하여 외부로 빠져 나간다.
한편, 이와 같은 작동이 일정시간, 예를 들면 1분 30초동안 이루어지면, 상기 축열체(20a)(20b)를 통한 기체의 흐름은 바뀐다. 즉, 연소용 공기가 유입되었던 축열체(20a)측의 공기 공급유로는 도관(42)(60)의 밸브(42a)(62a)들이 자동으로 닫치고 배기가스 유로의 도관(28)(70)의 밸브(28a)(72a)들이 열리며, 배기가스가 흘렀던 축열체(20b)측은 배기가스 도관(28)(70)의 밸브(28b)(72b)들이 닫쳐짐과 동시에 공기 공급유로의 도관(42)(60)의 밸브(42b)(62b)들이 열리는 것이다. 이와 같이 하여 버너(10)측으로는 연소용 공기가 끊임없이 공급되고, 축열체(20a)(20b)들은 그 역할을 다르게 하여 계속적인 버너(10)의 점화상태를 이룬다. 이와 같은 경우, 상기 공기가 공급되는 축열체(20b)는 이미 축열부재(24)가 가온된 상태이므로 공기관(22)을 통하여 흐르는 연소용 공기를 가온시키게 되고, 연소용공기의 온도를 높여서 열효율을 향상시키는 것이다.
상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 하나의 버너(10)를 사용하는 간단한 구조를 갖추면서도 버너(10)가 가열체(130)의 중앙에 배치되도록 하고, 연소 후 발생되는 배기가스의 현열을 효과적으로 회수하여 연소공기를 가온시킨 상태로 가열체(130)를 가열시킴으로서 버너(10)의 열효율을 향상시키는 효과를 얻는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 축열식 버너장치의 구조 및 작동방식을 도시한 구성도;
도 2는 본 발명에 따른 축열식 버너장치의 또 다른 작동방식을 도시한 구성도;
도 3은 본 발명에 따른 축열식 버너장치가 래들 건조기로 사용되는 경우의 작동 상태도;
도 4는 종래의 기술에 따른 축열식 버너장치의 구조 및 작동방식을 도시한 구성도;
도 5는 종래의 기술에 따른 축열식 버너장치의 또 다른 작동방식을 도시한 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
5..... 커버 10..... 버너
12.... 케이싱 14..... 연료 공급관
16.... 공기공급통로 20a,20b... 축열체
22.... 공기관 24..... 축열부재
26.... 하우징 35..... 배출팬
42.... 공기공급 도관 50..... 공기공급팬
60.... 연소공기 공통배관 70..... 배출공기 공통배관

Claims (2)

  1. 가열로, 래들 건조기(Ladle Dryer) 및 턴디쉬 예열기(Tundish Preheater)등의 가열체(130)에 사용되는 축열식 버너장치에 있어서,
    상기 가열체(130)를 덮는 커버(5)의 중앙에 하나의 버너(10)가 장착되고, 상기 버너(10)의 양측으로는 복수의 축열체(20a)(20b)가 설치되며, 하나의 공기공급팬(50)으로부터 상기 각각의 축열체(20a)(20b)를 통하여 버너(10)로 이어지는 복수의 공기공급유로가 형성되고, 상기 축열체(20a)(20b) 각각으로부터 배기가스 배출팬(35)으로 이어지는 복수의 배기가스 유로가 각각 형성되어 일측 축열체(20a)의 공기 공급유로를 통하여 연소용 공기가 유입되어 버너(10)가 점화되면, 타측 축열체(20b)의 배기가스 유로를 통하여 배기가스가 배출되어 배기가스의 현열을 회수하고, 상기 버너(10)의 점화동안 축열체(20a)(20b)들을 통한 기체흐름은 교번되고,
    상기 하나의 공기공급팬(50)과 복수의 축열체(20a)(20b)의 공기공급도관(42)과 배기가스도관(28)들을 하나로 이어주는 공기공급 공통배관(60)과 밸브(62a)(62b)이 갖춰짐으로서 공기공급팬(50)으로부터 축열체(20a)(20b)들로 이어지는 공기공급유로를 보다 간단하게 구성함을 특징으로 하는 축열식 버너장치.
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