KR101365277B1

KR101365277B1 - 연소장치용 냉각자켓

Info

Publication number: KR101365277B1
Application number: KR1020120058520A
Authority: KR
Inventors: 안상일; 윤주선; 백순봉
Original assignee: 안상일
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2014-02-19
Also published as: KR20130134770A

Abstract

본 발명은 외부로부터 연소공기를 공급받아 내부에 수용된 연료를 연소시키는 연소실(11)이 형성된 연소통(10) 내부에 설치되는 냉각자켓(30)에 있어서, 상기 냉각자켓(30)은 내부에 냉각수가 흐르는 냉각수유로(31)가 형성되고, 상기 연소통(10)의 내벽을 따라 형성되어 연소실(11)을 감싸도록 설치되며, 상기 연소실(11)과 접하는 냉각자켓(30)의 내측벽(32)에는 냉각핀(36)이 돌출되어 냉각수유로(31) 상에 위치됨으로써, 냉각수가 냉각자켓(30)의 내측벽(32)의 내주면 및 냉각핀(36)의 외주면과 접촉되면서 순환되는 것을 특징으로 하는 열회수용 연소장치의 냉각자켓을 제공한다.

Description

연소장치용 냉각자켓{A cooling jacket for a combustion apparatus}

본 발명은 연소장치용 냉각자켓에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소실과 접하는 냉각자켓의 일측벽과 냉각수의 접촉시간 및 면적을 증가시켜 냉각수를 절약하면서도 연소장치의 냉각효율을 향상시킴으로써 과열을 방지하고 열부식에 의해 연소실 내벽의 손상을 방지하는 연소장치용 냉각자켓에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 온수, 스팀, 고온의 가스 또는 전기를 생성하기 위한 연소기, 용융로, 소각로 등의 연소장치는 약 1000℃이상의 고온의 열이 발생되는데, 이 고온의 열이 연소장치 내측벽에 전달되어 내측벽이 열부식에 의해 변형되거나 균열이 발생되어 내구성이 떨어지는 문제가 있다.

또한, 이와 같이 내측벽이 쉽게 손상되어 연소장치의 운전을 멈추고 내측벽을 수시로 교체해야 하므로 유지보수비용이 증가되고, 연소장치 외부로 고온의 열이 무방비로 방출되어 작업자가 화상을 입을 수 있는 문제가 있다.

이에 따라, 연소장치의 연소실 내측벽을 상기와 같은 고온의 열을 견디기 위하여 내화재로 시공하는데, 이러한 내화재로 인해 연소장치의 부피가 커지고 무게가 무거워지게 된다. 또한, 연소장치에 공냉장치나 수냉장치를 장착하기도 하는데, 공냉장치는 비용이 많이 들고 비용대비 방출되는 열을 효율적으로 냉각하지 못하고, 수냉장치는 단위 시간당 많은 양의 물을 낭비하게 되는 문제가 있다.

한국 공개특허공보 제10-2006-0032353호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 연소실과 접하는 냉각자켓의 일측벽에 구비되어 냉각수와의 접촉시간 및 면적을 보다 증가시켜 냉각수의 낭비를 막고 냉각효율을 향상시켜 과열을 방지하고 열부식에 의해 연소실 내벽의 손상을 방지하는 연소장치용 냉각자켓을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 특징에 따르면, 외부로부터 연소공기를 공급받아 내부에 수용된 연료를 연소시키는 연소실(11)이 형성된 연소통(10) 내부에 설치되는 냉각자켓(30)에 있어서, 상기 냉각자켓(30)은 내부에 냉각수가 흐르는 냉각수유로(31)가 형성되고, 상기 연소통(10)의 내벽을 따라 형성되어 연소실(11)을 감싸도록 설치되며, 상기 연소실(11)과 접하는 냉각자켓(30)의 내측벽(32)에는 냉각핀(36)이 돌출되어 냉각수유로(31) 상에 위치됨으로써, 냉각수가 냉각자켓(30)의 내측벽(32)의 내주면 및 냉각핀(36)의 외주면과 접촉되면서 순환되는 것을 특징으로 하는 연소장치용 냉각자켓이 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 냉각핀(36)은 냉각자켓(30)의 내측벽(32)에서 수평 돌출되어 원주방향을 따라 나선형으로 연장 형성됨으로써 서로 인접된 냉각핀(36) 사이를 따라 나선형수로(37)가 형성되는 것을 특징으로 하는 연소장치용 냉각자켓이 제공된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 연소실(11)의 측벽을 형성하는 냉각자켓(30)의 내측벽(32)에서 냉각핀(36)이 일체로 돌출되어, 내측벽(32)에 가해지는 열이 냉각핀(36)을 통해 연소실(11) 외부로 직접 신속하게 발산되어 방열효과가 상승할 뿐만 아니라 냉각자켓(30) 내부로 유입된 냉각수가 냉각핀(36)과 접하면서 흐르기 때문에 냉각수의 냉각자켓(30)의 내측벽(32)과의 접촉면적이 증가되어 냉각효율이 향상되는 효과가 있다. 이에 따라, 연소실(11) 내벽을 형성하는 냉각자켓(30)의 내측벽(32)이 과열에 의해 부식되는 것이 방지되어 유지보수가 용이한 효과가 있다.

또한, 상기 냉각핀(36)이 수평 돌출되어 냉각자켓(30)의 내측벽(32)의 원주방향을 따라 나선형으로 연장되어 냉각핀(36)에 의해 나선형수로(37)가 형성됨으로써, 냉각수가 나선형수로(37)를 따라 냉각자켓(30)을 원주방향을 따라 회전하면서 하측으로 이동되므로, 냉각수가 냉각자켓(30)에 정체되는 시간이 더욱 지연되어 냉각수가 신속하게 배출되는 것에 비해 냉각수가 낭비되는 것이 방지되면서도 열을 신속하게 회수할 수 있게 된다. 그리고, 냉각수의 냉각자켓(30)과의 접촉면적이 더욱 넓어져서 냉각효과도 더욱 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 연소장치용 냉각자켓의 일실시예를 도시한 측단면도
도 2는 상기 실시예의 요부인 냉각자켓의 내부를 보인 정면도

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연소장치용 냉각자켓이 사용된 연소장치를 개략적으로 도시한 측단면도이고, 도 2는 상기 실시예의 요부인 냉각자켓의 내부를 보인 정면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 연소장치용 냉각자켓은 연소장치에 설치되는 것으로, 대부분의 연소장치는 연소실(11)이 형성되며 상측으로 갈수록 직경이 좁아지는 연소통(10)과, 이 연소통(10) 하측에 구비된 이송수단(20)과, 상기 연소통(10) 상측에 구비된 에어커튼(40) 및 가스배출부(50)를 포함하여 구성된다.

우선, 상기 연소장치에 대해 간략하게 설명하면, 연소실(1)에 구비된 연소판(14)에는 상측으로 연소공기를 분사하는 복수개의 분사공(15)이 형성된다. 한편, 연소통(10)의 측면에는 연소실(11)로 에어가 유입되는 에어유입구(12)가 형성된다. 이에 따라, 분사공(15)을 통해 분사된 연소공기는 에어유입구(12)를 통해 유입되는 공기와 부딪치면서 연소실(11) 내부에서 선회된다. 그리고, 연소통(10)의 하단에는 연료를 스크류(21, 23)를 이용하여 연소판(14) 상측으로 이송시키는 이송수단(20)이 구비되며, 이송수단(20)에는 연료투입부(22)가 구비된다. 이에 따라, 이송수단(20)에 의해 이송된 연료가 연소판(14)에 적재된 상태로 점화수단에 의해 점화되어 연소된다. 미설명 부호 60은 연소판(14)에서 연소되어 낙하되는 회분(재)이 배출되는 회분배출부이고, 61은 연소판(14)의 분사공(15)으로 연소공기를 분사시키도록 공급하는 연소공기공급부이다.

상기 냉각자켓(30)은 대략 연소통(10)과 대응되도록 상측으로 갈수록 직경이 좁아지는 이중관체 형상으로 이루어지고, 내부에 냉각수가 흐르는 냉각수유로(31)가 형성된다. 냉각자켓(30)의 상단부 측면에 냉각수유입구(34)가 형성되고 하단부 측면에 냉각수배출구(35)가 형성된다. 한편, 냉각자켓(30)의 외측벽(33)과 연소통(10)의 내벽은 서로 이격 형성되어 에어유입구(12)를 통해 유입된 에어가 이동되는 에어유로(13)가 형성되고, 이 에어유로(13)의 하단이 연소실(11)과 연통되도록 구성되어, 에어가 연소실(11) 내부로 최단거리로 유입되지 않고 선회하도록 해준다.

그리고, 연소실(11)과 접하는 냉각자켓(30)의 내측벽(32)은 실질적으로 연소실(11)의 측벽을 형성하게 되며, 상기 내측벽(32)에는 냉각핀(36)이 일체로 돌출 형성되어 냉각수유로(31) 상에 위치된다. 이에 따라, 냉각수가 냉각자켓(30)의 내측벽(32) 및 냉각핀(36)과 접촉되면서 흐르기 때문에, 즉 냉각수가 접촉되는 냉각자켓(30)의 내측벽(32)의 단위면적이 대략 2.5배 정도 증가되기 때문에, 동일한 양의 냉각수 투입대비 냉각효과가 향상되어 열회수율이 대략 250%정도 향상된다.

한편, 상기 냉각핀(36)은 상하면이 넓은 납작한 형상이며 냉각자켓(30)의 원주방향을 따라 띠 형상으로 연장되되 도 2에서와 같이 나선형을 이루도록 구성된다. 이에 따라, 서로 인접된 냉각핀(36) 사이를 따라 나선형수로(37)가 형성된다. 그리고, 냉각수가 나선형수로(37)를 따라 흐르면서 냉각자켓(30)에서의 정체시간이 더욱 증가되어 냉각수가 절약되면서도 냉각효과가 더욱 향상된다. 또한, 종래에는 냉각수의 유속을 빠르게 하여 냉각효과를 높이려고 하였지만, 본 발명에 의하면 냉각수의 유속을 종래에 비해 느리게 하더라도 냉각자켓(30)의 내측벽(32)과의 접촉면적이 상당히 넓어져서 냉각효과가 오히려 증가되므로 냉각수의 낭비가 보다 효과적으로 방지된다.

상기와 같은 열회수용 연소장치가 작동할 때, 즉 연료투입부(22)를 통해 투입된 연료가 이송수단(20)에 의해 연소실(11)로 유입되어 연소될 때 연소실(11)의 온도는 상승하게 된다. 이에 따라, 연소실(11)의 내벽을 형성하는 냉각자켓(30)의 내측벽(32)이 과열될 수 있다.

하지만, 본 발명의 일실시예에 따른 냉각자켓(30)을 상기 연소장치에 설치하면, 냉각수유입구(34)를 통해 냉각자켓(30) 내부로 유입된 냉각수가 나선형수로(37)를 따라 냉각자켓(30)의 하측으로 흐르게 됨에 따라 냉각자켓(30)의 내측벽(32)이 과열되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 연소실(11)의 내벽을 이루는 냉각자켓(30)의 내측벽(32)이 과열에 의해 부식되는 것이 방지되어 내구성이 향상되므로 유지보수를 용이하게 해준다.

또한, 냉각수가 나선형수로(37)를 따라 냉각자켓(30)의 둘레부를 회전하면서 하측으로 이동되므로, 냉각수가 냉각자켓(30)에 정체되는 시간이 지연되어 냉각수가 신속하게 배출되는 것에 비해 냉각수가 낭비되는 것이 방지되면서도 냉각수의 냉각자켓(30)과의 접촉면적이 넓어져서 냉각효과도 더욱 향상된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

Claims

외부로부터 연소공기를 공급받아 내부에 수용된 연료를 연소시키는 연소실(11)이 형성된 연소통(10) 내부에 설치되는 냉각자켓(30)에 있어서,
상기 냉각자켓(30)은 연소실(11)의 측벽을 형성하는 내측벽(32)과, 이 내측벽(32)을 감싸는 외측벽(33)의 이중벽 구조로 이루어지며,
상기 내측벽(32) 및 외측벽(33) 사이에 냉각수가 흐르는 냉각수유로(31)가 형성되고,
상기 내측벽(32)의 외주면에는 냉각핀(36)이 일체로 돌출 형성되어 상기 냉각수유로(31)상에 배치되어,
상기 연소실(11)로부터 내측벽(32)에 가해지는 열이 냉각핀(36)을 통해 연소실(11) 외부로 발산됨과 동시에 냉각자켓(30)의 내측벽(32) 및 냉각핀(36)의 외주면과 접촉되면서 순환된는 냉각수에 의해 방열되는 것을 특징으로 하는 연소장치용 냉각자켓.
제1항에 있어서, 상기 냉각핀(36)은 냉각자켓(30)의 내측벽(32)에서 수평 돌출되어 원주방향을 따라 나선형으로 연장 형성됨으로써 서로 인접된 냉각핀(36) 사이를 따라 나선형수로(37)가 형성되는 것을 특징으로 하는 연소장치용 냉각자켓.