KR101468943B1 - 공업요로를 가열하기 위한 방법 및 복사-가열 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복사열을 이용하여 공업요로를 가열하기 위한 복사-가열 장치에 관한 것이다. 제 1 버너 유닛(1)은 연료(6)를 연소시킴으로써 공기 혼합기를 가열하는 제 1 버너(2), 제 1 버너(2)에 신선 공기를 공급하는 제 1 공기 공급기(60), 및 길다란 제 1 복사-가열 파이프(20)로서, 제 1 버너(2)와 연결된 후방 단부(20a) 및 후방 단부(20a)로부터 이격된 전방 단부(20b)를 구비하고 있고, 내부에서 제 1 버너(2)에 의해 발생된 고온의 배기 가스가 제 1 복사-가열 파이프(20)의 후방 단부(20a)로부터 전방 단부(20b)로 유동하고, 후방 단부(20a)로부터 전방 단부(20b)로의 경로를 따라 열 에너지를 제 1 복사-가열 파이프(20)의 파이프 벽에 공급하도록 되어 있는 길다란 제 1 복사-가열 파이프(20);를 구비하고 있다. 제 2 버너 유닛(1')은 제 1 버너 유닛(1)과 동일한 구조를 가지고 있다. 제 1 접속 요소(50)는 제 2 복사-가열 파이프(20') 내에 발생된 배기 가스의 적어도 일부가 제 1 버너(2)로 안내되어 제 1 버너(2)를 사용하여 다시 연소되도록 하기 위해, 제 1 복사-가열 파이프(20)의 후방 단부(20a)를 제 2 복사-가열 파이프(20')의 전방 단부(20b')와 연결한다. 제 2 접속 요소(50')는 제 1 복사-가열 파이프(20) 내에 발생된 배기 가스의 적어도 일부가 제 2 버너(2')로 안내되어 제 2 버너(2')를 사용하여 다시 연소되도록 하기 위해, 제 2 복사-가열 파이프(20')의 후방 단부(20a')를 제 1 복사-가열 파이프(20)의 전방 단부(20b)와 연결한다.
복사-가열 장치, 공업요로, 버너 유닛, 버너, 신선 공기 공급기, 복사-가열 파이프, 접속 요소
Description
본 발명은 적어도 2개의 복사-가열 파이프를 통해 복사열이 노 챔버 내로 공급되도록 되어 있는 공업요로를 가열하기 위한 복사-가열 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상술한 종류의 복수의 복사-가열 장치를 구비하고 있는 공업요로용 가열 시스템에 관한 것이다. 예컨대, 그와 같은 가열 시스템은 노 챔버가 상대적으로 길고 전체 노 길이에 걸쳐 실질적으로 균일한 가열이 요망되는 공업요로에 사용된다. 특히, 그와 같은 가열 시스템은 노 입력부로부터 노 입력부에서 상당한 거리만큼 떨어진 노 출력부까지 재료가 연속적으로 이동하게 되어 있는 노용으로 사용될 수 있다.
마지막으로, 본 발명은 또한 공업요로를 간접적으로 가열하기 위한 방법에 관한 것이다.
복사열을 이용하여 노 내부 챔버를 간접적으로 가열하도록 되어 있는 공업요로용 가열 시스템들이 알려져 있다. 이를 위해, 일반적으로 일측 개방 파이프 또는 U-파이프로서 구조된 복사-가열 파이프가 흔히 사용되고, 연료는 버너를 사용하여 버너의 중공형 내부 챔버 내에서 연소 공기와 함께 연소된다. 노 챔버는 일련 의 여러 개의 그와 같은 복사-가열 파이프 또는 U-파이프에 의해 균일하게 가열될 수 있다.
그 대안으로, 배기 가스로부터의 열을 연소 공기를 예비가열하는 데 이용하도록 되어 있는 소위 폐열회수기 버너가 사용되고 있다. 이를 위해, 버너와 폐열회수기가 복사-가열 파이프에 부착된다. 복사-가열 파이프 내로 복귀 유동하는 배기 가스의 일부가 신선 공기를 예비가열하는 데 이용된다. 폐열회수기 내에서 열교환이 일어난다. 예컨대, 상표명 ECOMAX®의 독일의 엘베에 포이어룽스테크닉 게엠베하(LBE Feuerungstechnik GmbH)의 폐열회수기 버너가 알려져 있다. 그와 같은 버너는 직·간접적으로 (복사-가열 파이프를 이용하여) 가열되는 방식의 공업요로에 사용되고 있다. 폐열회수기 버너를 사용함으로써, 상당한 에너지 절감 효과가 버너 모델과 작동 방법에 따라 실현될 수 있다.
상세한 사항은 폐열회수기 버너가 개시되고 있는 DE 299 23 473 Ul 및 DE 41 13 412 C2와 공업요로를 가열하기 위한 장치가 대략적으로 설명되고 있는 DE 29 20 902 Al에서 참조할 수 있다.
본 발명의 하나의 양태에 따라, 공업요로를 가열하기 위해 사용될 수 있는 복사-가열 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 이러한 복사-가열 장치는 제 1 공기 공급기와 길다란 제 1 복사-가열 파이프를 구비한 제 1 버너 유닛을 포함할 수 있다. 제 1 버너가 연료를 연소시키기 위해 설계되어 있다. 제 1 공기 공급기는, 고온의 배기 가스가 버너 내에서의 연소에 의해 발생되도록, 제 1 버너에 신선 공기를 공급한다. 길다란 제 1 복사-가열 파이프는 제 1 버너와 연결된 후방 단부 및 후방 단부로부터 이격된 전방 단부를 구비하고 있다. 제 1 버너에 의해 발생된 고온의 배기 가스는 제 1 복사-가열 파이프의 후방 단부로부터 전방 단부로 유동하고, 이 유동 경로를 따라 열 에너지가 노 챔버로 공급된다. 제 2 버너 유닛은 제 1 버너 유닛과 같은 구조를 가지고 있다. 제 1 접속 요소가 제 2 복사-가열 파이프 내에서 유동하는 배기 가스의 적어도 일부가 제 1 버너로 안내되어 제 1 버너를 사용하여 다시 연소되도록 하기 위해, 제 1 복사-가열 파이프의 후방 단부를 제 2 버너 유닛의 제 2 복사-가열 파이프의 전방 단부와 연결한다. 제 2 접속 요소가 제 1 복사-가열 파이프 내에서 가열된 공기 혼합기의 적어도 일부가 제 2 버너로 안내되어 제 2 버너를 사용하여 다시 연소되도록 하기 위해, 제 2 버너 유닛의 제 2 복사-가열 파이프의 후방 단부를 제 1 복사-가열 파이프의 전방 단부와 연결한다.
본 발명의 기초가 되는 개념은 각각에 버너가 부착된 적어도 2개의 복사-가열 파이프를 함께 짝을 이루도록 연결하고, 여전히 일정량의 잔열 에너지를 가지고 있는 하나의 복사-가열 파이프의 배기 가스를 이웃한 복사-가열 파이프의 버너 내로 혼합해 넣어 NOx-함량을 현저히 감소시키는 것이다. 그 결과, 처음으로, 복사-가열 파이프가 전체 노 단면에 걸쳐 뻗어 있을 수 있고, 또한 예비가열된 공기로 작동된다. 결과적으로, 매우 큰 노 폭을 가열하는 것을 실현하는 것도 가능하다. 그러므로, 복사-가열 파이프는 한쪽 노 측벽으로부터 서로 대향하는 노 측벽까지 뻗어 있을 수 있다. 결과적으로, 이런 경우 복사-가열 파이프의 베어링 및/또는 지지부도 설계하기가 간단하다.
특히, 제 1 양태에 따른 본 발명을 이용하면, 짝을 이룬 복사-가열 파이프의 작동이 가능하고, 제 1 복사-가열 파이프로부터의 배기 가스는 제 2 복사-가열 파이프의 버너 내에서의 연소에 사용되는 신선 공기 내로 혼합된다. 또한, 하나의 실시예로, 제 1 버너 내에서의 연소 이전에 제 2 복사-가열 파이프로부터의 배기 가스와의 열교환이 일어나는 신선 공기의 예비가열도 가능하다. 이것은 특히 본 발명에 따른 가열 장치의 균일하게 높은 작동 효율에 의해 저 NOx-배출이 성취될 수 있게 해준다.
또다른 실시예의 본 발명의 복사-가열 장치는 접속 요소로서 기능하는 분사 노즐을 가지고 있고, 이 분사 노즐은 그것에 부착된 복사-가열 파이프로부터 다른쪽 복사-가열 파이프의 후방 단부에 유입되는 배기 가스를 흡입한다. 이러한 분사 노즐의 구조와 그와 관련한 흡인 효과의 결과로서, 한쪽의 제 1 또는 제 2 복사-가열 파이프로부터 배기 가스의 적어도 일부가 다른쪽의 제 2 또는 제 1 복사-가열 파이프의 후방 단부로 공급된 다음 폐열회수기에 의해 또는 다른쪽의 제 2 또는 제 1 복사-가열 파이프 내에서 가열된 신선 공기와 함께 다른쪽의 제 2 또는 제 1 복사-가열 파이프를 통해 유동하여 열을 한 번 더 방출한다.
변경된 실시예의 본 발명의 복사-가열 장치에서는, 분사 노즐은 변위가능하도록 구성되어 있다. 그 결과, 분사 노즐에 부착된 복사-가열 파이프로부터 흡인되는 배기 가스의 양이 조절가능하게 되는 것이 성취될 수 있다. 이러한 흡인되는 배기 가스의 양의 조절은 예컨대 변위가능한 버터플라이 밸브, 변위가능한 슬라이딩 밸브 등에 의해 성취될 수 있다.
또다른 실시예의 본 발명에 따른 복사-가열 장치에 있어서는, 제 1 및 제 2 접속 요소는 길이-조절 피스를 구비하고 있다. 이것에 의해 간단한 방식으로 복사-가열 파이프에 해로운 반력이 가해지는 일 없이 복사-가열 파이프들 사이에 발생하는 온도차 및 복사-가열 파이프에 연결된 접속 요소의 길이 변화를 보정하는 것이 가능하다. 길이-조절 피스는 예컨대 벨로우즈형, 길이-변경 파이프 피스와 같은 형태로 구성될 수 있다.
또다른 실시예의 본 발명에 따른 복사-가열 장치는 각각의 복사-가열 파이프의 전방 단부에 폐열회수기가 배치되는 것을 특징으로 한다. 대응하는 개별의 버너는 각각의 복사-가열 파이프의 후방 단부의 영역에 장착된다. 본 발명의 복사-가열 장치의 이러한 설계의 결과로서, 복사-가열 파이프의 길이를 따라 일정량의 열 에너지를 방출한 후에, 복사-가열 파이프 내의 버너에 의해 발생된 배기 가스는 대응하는 폐열회수기의 외부로 유동하여, 폐열회수기의 내부로 유동하는 신선 공기를 예비가열하고, 그 후에 이 예비가열된 신선 공기가 이웃한 복사-가열 파이프 내로 안내되어, 해당 버너를 사용하여 다시 가열되는 것이 가능하다.
유사한 내용으로, 또다른 실시예의 본 발명의 복사-가열 장치에서는, 각각의 폐열회수기가 자체의 신선 공기 공급기를 가지고 있고, 이 신선 공기 공급기를 통해 신선 공기가 폐열회수기의 내부로 도입된다. 또한, 폐열회수기는 개별로 공급되는 신선 공기가 여전히 잔열을 가지고 있는 대응하는 복사-가열 파이프로부터의 배기 가스에 의해 가열된 다음 개별의 접속 요소를 통해 그 폐열 회수기에 연결된 복사-가열 파이프의 후방 단부로 공급되도록 유체 동역학적으로 설계되어 있다.
또다른 실시예의 본 발명의 복사-가열 장치에서는, 배기 가스 흡인 장치가 각각의 복사-가열 파이프의 전방 단부의 영역에 구비되고, 이 배기 가스 흡인 장치는 복사-가열 파이프의 후방 단부에 유입되는 일부의 배기 가스가 이웃한 복사-가열 파이프를 위한 접속 요소로 공급된 다음 이 배기 가스가 대응하는 버너를 사용하여 이웃한 복사-가열 파이프 내에서 가열될 수 있도록 구성되어 있다.
또다른 실시예의 본 발명의 복사-가열 장치에서는, 각각의 폐열회수기는 배기 노즐을 구비하고 있고, 이 배기 노즐에 의해 폐열회수기 내에서 가열된 신선 공기가 복사-가열 파이프 및/또는 그것에 부착된 버너로 안내될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 접속 요소는 흡인 깔때기를 구비하고 있고, 이 흡인 깔때기는 간극을 두고 개별의 배기 노즐의 외부를 에워싸고 있다. 이에 의해 간단한 방식으로 예비가열된 신선 공기와 한쪽 복사-가열 파이프로부터의 일부의 배기 가스를 다른쪽 복사-가열 파이프로 전송하는 것이 가능하다. 상기의 설계는 상응하는 흡인 효과를 제공한다.
또한, 또다른 실시예의 본 발명의 복사-가열 장치에서는, 흡인 깔때기와 대응하는 배기 노즐은 서로에 대해 동축으로 배치되어 있어, 흡인 효과를 더 향상시킨다.
또한, 또다른 실시예의 본 발명의 복사-가열 장치에서는, 적어도 2개의 버너 유닛(1, 1')과 연결되는 적어도 하나의 폐열회수기(300)가 구비될 수 있다. 그 결과, 복수의 복사-가열 파이프에 저비용의 방식으로 예비가열된 신선 공기가 공급될 수 있다.
또한, 또다른 실시예의 본 발명의 복사-가열 장치에서는, 제 1 복사-가열 파이프와 제 2 복사-가열 파이프는 2개의 상이한 장착 위치에 장착될 수 있다. 제 2 장착 위치의 복사-가열 파이프는 제 1 장착 위치에 대해 소정의 각도량 만큼 복사-가열 파이프의 길이방향 축선을 중심으로 회전되어 있다. 상기 소정의 각도량은 특히 대략 180°이다. 그 결과, 간단한 방식으로 증가하는 작동 시간에 따라 발생하는 영구 변형(이러한 변형은 특히 긴 복사-가열 파이프 길이에 의해 발생한다)에 대처할 수 있다. 그러므로, 복사-가열 파이프가 소정의 양을 초과하여 영구적으로 "하향" 변형되었을 때에는, 복사-가열 파이프의 고정 베어링을 풀어 복사-가열 파이프를 그것의 길이방향 축선을 중심으로 180°만큼 회전시킨 다음 다시 조이면 된다. 복사-가열 파이프의 자중과 높은 작동 온도로 인해, 회전에 의해 이제 "상향으로" 볼록한 휘어짐의 해소가 먼저 시간의 경과에 따라 발생하고, 그런 다음 다시 일반적인 "하향의" 영구 변형이 발생한다. 이런 방법으로 그와 같은 복사-가열 파이프의 전체 수명이 매우 저가의 비용으로 연장될 수 있다. 2개의 상이한 장착 위치에 복사-가열 파이프들을 장착하는 것은 전술한 다른 특징 또는 후술하는 다른 특징과는 별개로 이용될 수 있다.
또한, 또다른 실시예의 본 발명의 복사-가열 장치에서는, 제 1 복사-가열 파이프와 제 2 복사-가열 파이프는 개별의 길이방향 축선의 방향으로 팽창 및 수축할 수 있도록 지지된다. 이 경우, 제 1 복사-가열 파이프와 제 2 복사-가열 파이프 중의 적어도 하나는 전방 단부와 후방 단부의 어느 한쪽 영역에서 실질적으로 변위 불가능하게 길이방향으로 지지될 수 있고, 복사-가열 파이프의 다른쪽 단부는 예컨대 슬라이드 가능하게 지지될 수 있다. 이 경우, 온도차에 의해 야기되는 길이 변화는 간단한 방식으로 보정될 수 있고, 반력의 발생은 회피될 수 있다.
또다른 실시예의 본 발명의 복사-가열 장치에서는, 제 1 복사-가열 파이프와 제 2 복사-가열 파이프 중의 적어도 하나는 대향하는 플랜지와 연결되어 복사-가열 파이프의 개별의 길이방향 축선의 방향으로 변위 불가능한 지지 위치를 형성하는 플랜지를 구비한다. 이런 방식으로, 상술한 복사-가열 파이프를 고정하고 풀어내는 식의 지지와 2개의 장착 위치에서의 장착도 기술적으로 간단하고 저비용인 방식으로 성취가능하다.
본 발명의 또다른 양태에 따라, 상술한 종류의 복수의 복사-가열 장치를 포함하고 있는 공업요로용 가열 시스템이 제공된다. 이 경우에서는, 본 발명의 가열 시스템은 특히 본 발명에 따른 복수의 복사-가열 장치가 노의 길이에 걸쳐 평행하게 배치되어 있는 연속 유동로용으로 활용가능하다, 따라서, 복사-가열 파이프 자체가 노 폭에 걸쳐 뻗어 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서는, 가열 시스템은 단일의 폐열회수기가 복수의 복사-가열 파이프에 예비가열된 신선 공기를 공급하도록 설계되어 있다. 폐열회수기에서의 신선 공기의 예비가열은 하나 이상의 복사-가열 파이프로부터의 여전히 고온인 배기 가스를 사용하여 이루어진다. 따라서, 구축 비용은 낮게 억제될 수 있으면서도 불구하고, 신선 공기의 예비가열은 성취될 수 있다.
본 발명의 또다른 양태는 공업요로를 간접적으로 가열하기 위한 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 적어도:
a) 제 1 복사-가열 파이프에 부착된 제 1 버너를 사용하여 연료가 연소되고 고온의 배기 가스가 발생되는 단계,
b) 고온의 배기 가스가 제 1 복사-가열 파이프 내에서 후방 단부로부터 전방 단부로 유동하는 동시에 노 챔버에 복사열을 공급하는 단계,
c) 여전히 잔열 에너지를 가지고 있는 배기 가스의 적어도 일부가 제 1 복사-가열 파이프의 전방 단부(20b)로부터 제 2 복사-가열 파이프의 후방 단부(20a')로 안내되는 단계,
d) 연료와 제 1 복사-가열 파이프로부터 유입되는 배기 가스가 제 2 복사-가열 파이프에 부착된 제 2 버너를 사용하여 연소되어 고온의 배기 가스가 발생되는 단계,
e) 제 2 버너에 의해 발생된 고온의 배기 가스가 제 2 복사-가열 파이프 내에서 그것의 후방 단부로부터 그것의 전방 단부(20b')로 유동하는 동시에 노 챔버에 복사열을 공급하는 단계, 및
f) 여전히 잔열 에너지를 가지고 있는 배기 가스의 적어도 일부가 제 2 복사-가열 파이프의 전방 단부로부터 제 1 복사-가열 파이프의 후방 단부로 안내되어 제 1 버너를 사용하여 다시 연소되는 단계를 포함하고 있다.
이미 전술한 바와 같이, 시스템의 높은 작동 효율과 함께 감소된 NOx-배출이 연소 공기와 배기 가스의 이러한 유동 방향과 이웃한 복사-가열 파이프의 짝을 이룬 연결에 의해 성취될 수 있다. 순조로운 설명을 위하여, 바람직한 일 실시예의 본 발명의 방법에 의하면, 초기에 양 버너가 동시에 점화된다는 것을 밝혀 둔다. 하지만, 양 버너를 다른 시점에서 점화시키는 것도 가능하다. 버너의 통상의 동작에서는, 잔열 에너지를 가지고 있는 복사-가열 파이프로부터의 배기 가스의 적어도 일부는 또다른 복사-가열 파이프에 부착된 버너에서 다시 연소된다(예컨대, 추가로 혼합된 신선 공기와 함께).
또다른 실시예의 본 발명에 따른 방법은 버너에서 가열될 신선 공기가 적어도 하나의 복사-가열 파이프로부터의 배기 가스에 의해 예비가열되는 것으로 된다. 이에 의해 NOx-배출은 낮게 억제될 수 있다.
예컨대, 또다른 실시예의 본 발명에 따른 방법에서는, 신선 공기의 예비가열은 하나 이상의 복사-가열 파이프용 예비가열 장치로서 기능하는 적어도 하나의 폐열회수기 내에서 신선 공기를 예비가열시킴으로써 이루어진다. 이와 관련하여, 명세서 도입부에서 전술한 바와 같은 종래의 폐열회수기가 사용 가능하다.
상술한 방법의 변경예에서는, 예컨대 각각의 복사-가열 파이프에 자체의 폐열회수기를 부착하고, 버너 내에서의 연소를 위해 사용되는 신선 공기를 개별의 폐열회수기 내에서 대응하는 복사-가열 파이프로부터의 배기 가스를 사용하여 예비가열하는 것도 가능하다.
마지막으로, 본 발명은 여전히 잔열 에너지를 가지고 있는 제 2 복사-가열 파이프의 전방 단부에서의 배기 가스의 일부 또는 전부가 제 1 복사-가열 파이프의 후방 단부로 다시 안내되는 것을 반드시 필요로 하는 것은 아니라는 점을 강조한다. 변경예에서는, 여전히 잔열 에너지를 가지고 있는 배기 가스의 일부 또는 전부를 제 3 복사-가열 파이프 및 그것에 대응하여 배열된 버너의 후방 단부로 공급하는 것도 가능하다. 이 제 3 복사-가열 파이프로부터, 여전히 잔열 에너지를 가지고 있는 배기 가스의 일부 또는 전부가 다음으로 제 4 복사-가열 파이프 등의 후방 단부로 안내될 수도 있다. 따라서, 이런 경우에는, 여전히 잔열 에너지를 가지고 있는 배기 가스의 유동 방향은 "사형(蛇形)"을 발생시키게 된다.
순조로운 설명을 위하여, 일반적으로 열을 사용하여 작동하는, 특히 열처리 시스템, 노상형로, 롤러 노상형로, 벨트 연속 유동로, 열분해로 및 모든 가열 및 건조 시스템이 공업요로의 용어에 속한다는 것을 밝혀 둔다. 또한, 용어 복사-가열 파이프와 복사 파이프는 동일한 대상물, 즉 고온의 가스 혼합기가 내부를 유동하고 열 에너지가 중공형 몸체의 외주부의 복사에 의해 실질적으로 공급되는 중공형 구조물을 뜻한다.
마지막으로, 2개를 초과하여 짝을 이루는 버너 및 2개를 초과하는 복사-가열 파이프를 구비하는 본 발명의 실시예에서는, 제 2 복사-가열 파이프로부터의 배기 가스의 적어도 일부는 재연소를 위해 제 3 복사-가열 파이프에 부착된 추가의 버너로 공급된다는 것을 밝혀 둔다. 여전히 잔열 에너지를 가지고 있는 제 3 복사-가열 파이프로부터의 배기 가스의 적어도 일부는 다음으로 제 4(n번째) 버너 또는 제 1 버너로 안내된다. 본 발명에 의하면, 따라서 3개, 4개 또는 그 이상의 버너 유닛이 배기 가스 재순환과 관련한 복사-가열 파이프를 사용하여 서로 짝을 이루어 연결되어 "폐-루프형 유닛"을 형성하는 가열 시스템도 구현 가능하다. 선택적으로, "폐쇄형 유닛"으로 형성되지 않을 수도 있다. 이 경우에는, 최종(n번째) 버너 유닛 및 그것에 대응한 복사-가열 파이프가 제 1 버너 유닛 및 그것에 대응한 복사-가열 파이프와 짝을 이루어 연결되는 것이 아니라, 배기 가스가 최종 복사-가열 파이프 밖으로 흘러 나가 방출 파이프로 유동하게 된다.
이하에, 복수의 실시예가 본원 발명의 보다 나은 이해를 위해 첨부도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 함께 커플링되는 복수의 버너 유닛을 구비한 공업요로를 가열하기 위한 복사-가열 장치의 제 1 실시예의 수평 단면 평면도이다.
도 1a는 도 1에 도시된 복사-가열 장치 내의 공기 공급기의 상세도이다.
도 2는 도 1에 도시된 복사-가열 장치의 우측면도이다.
도 3은 각각의 하나씩에 폐열회수기가 부착되어 있는 함께 커플링되는 2개의 버너 유닛을 구비한 본 발명의 복사-가열 장치의 또다른 실시예의 수평 단면 평면도이다.
도 3A는 도 3의 A자 구획의 부분도이다.
도 3B는 도 3의 B자 구획의 부분도이다.
도 4는 도 3에 도시된 복사-가열 장치의 우측면도이다.
도 5는 도 3과 유사한 변경된 접속 요소의 우측면도이다.
도 6은 2개의 버너 유닛을 구비하고 있는 본 발명의 가열 시스템의 기본 구조의 개략도이다.
도 7은 복사 가열 파이프와 버너가 배기 가스 순환에 대해 "링 연결(링 connection)"로 배치되어 있는, 3개의 버너 유닛을 구비한 본 발명의 가열 시스템의 또다른 실시예의 개략도이다.
원칙적으로, 개별의 도면에서 동일한 구성요소 또는 서로 유사한 구성요소들은 가능한 한 그리고 적합한 한 동일한 도면부호가 제공된다. 제 1 버너 유닛의 구성요소와 유사하면서도 제 2 버너 유닛에 부착되는 구성요소에는 제 1 버너 유닛의 도면부호에 아포스트로피를 부가하여 나타내기로 한다. 따라서, 불필요한 반복을 피하기 위해, 제 2 버너 유닛의 구성요소의 설명은 생략하기로 하고, 대상의 구성요소에 대해서는 제 1 버너 유닛의 상당 구성요소의 설명을 참조하기로 한다.
복사열을 이용하여 공업요로를 가열하기 위한 도 1에 도시된 제 1 실시예의 본 발명의 복사-가열 장치는 도면부호 1로 나타낸 제 1 버너 유닛과, 제 1 버너 유닛(1)에 커플링되는 제 2 버너 유닛(1')을 구비하고 있다. 제 1 버너 유닛(1)과 제 2 버너 유닛(1')의 커플링의 작용 및 디자인의 방식은 아래에 보다 상세히 설명된다.
제 1 버너 유닛(1)은 연료 공급기(3)가 침투하는 제 1 버너(2)를 구비하고 있고, 연료 공급기(3)는 파이프 도관(7)을 통해 단부 플레이트(12)까지 뻗어 있다. 파일럿 버너용 연료 공급기(5)가 연료 공급기(3)에 평행하게 뻗어 있고, 연료 공급기(5)도 단부 플레이트(12)까지 뻗어 있다. 예컨대 가스, 오일 및 기타 액체상이나 기체상의 연료와 같은 연료가 사용될 수 있다. 파일럿 버너는 메인 버너(제 1 버너; 2)를 점화시키는 기능을 한다. 시스템의 통상의 작동에 있어서는, 메인 버 너(2)만이 사용된다. 2개의 연료 공급기(3, 5)는 전방 플레이트(18)를 통해 제 1 버너(2) 내로 침투한다. 메인 버너(2)용 연료는 커넥터(4)를 통해 연료 공급기(3) 내로 공급된다. 이 목적을 위해 필요한 다른 도관 등은 명료함을 위해 도시되지 않았다. 연료 커넥터(6)가 연료 공급기(5) 상에 배치되고, 이 연료 커넥터(6)를 통해 파일럿 버너용 연료가 도시되지 않은 가요성 도관 및/또는 파이프 도관을 통해 공급될 수 있다. 이에 대해, 기술적인 도시의 목적에서, 도 1의 단면 평면도에서 2개의 접속편(4, 6)은 90°만큼 회전되어 도시되어 있다. 실제적인 배향은 도 2의 측면도에서 직접적으로 확인할 수 있다.
제 1 버너 유닛(1)은 연료 공급기(3, 5)를 에워싸는 파이프 하우징(14)을 가지고 있고, 파이프 하우징(14)의 후방 단부는 플랜지 접속부를 통해 전방 플레이트(18)에 연결된다. 파이프 하우징(14)의 전방 단부(15)는 단부 플레이트(12)의 전방에 위치하여 그에 따라 연료 공급기(3)의 파이프 도관(7)의 개구부(10)와 파일럿 버너용 연료 공급기(5)의 개구부(13)의 전방에 위치한다. 파이프 하우징(14)의 내부는 본 실시예의 제 1 버너 유닛(1)의 한쪽에서 시작되어 파이프 하우징(14)의 전방 단부(15)까지 뻗어 있는 유동 채널(9)을 형성한다. 부착 플랜지(17)가 유동 채널(9)의 입구 단부측에 형성되고, 접속 요소(50)가 부착 플랜지(17)에 부착되며, 이에 대해서는 아래에 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1의 단면도에서 명백한 바와 같이, 제 1 버너 유닛(10)의 파이프 하우징(14)은 그 부품의 전방부에 걸쳐 충전재(11)에 의해 에워싸여 있다. 리테이너 플랜지(16)가 충전재(11)의 후방 단부 상에 배치되어 있고, 이 리테이너 플랜 지(16)는 대향하는 플랜지(30)와 함께 복사-가열 파이프(20)의 플랜지(335)를 벽(201)에 대해 견고하게 그리고 제 1 버너 유닛(1)의 길이 방향으로 실질적으로 이동 불가능하게 부착시킨다.
제 1 버너 유닛(1)은 전체가 충전재(11) 및 이 충전재를 에워싸고 있는 복사 파이프(20)를 통해 벽(201)을 관통하여 안내된다. 복사-가열 파이프(20)는 노 챔버(200)의 전체 폭에 걸쳐 뻗어 있고, 후방 단부(20a)와 전방 단부(20b)를 가지고 있다. 복사-가열 파이프(20)의 후방 단부(20a)는 전술한 바와 같이 제 1 버너 유닛(1) 전체를 수용한다. 내부 절연체(21)가 복사-가열 파이프(20)의 전방 단부(20b) 내에 배치되고, 이 절연체(21)는 후술할 또다른 파이프 피스(69') 등에 연결된다.
제 1 공기 공급기(60)가 제 1 버너 유닛(1)의 유동 채널(9) 내로 이어지고, 플랜지(54) 및 파이프 조절 피스(53)를 통해 파이프 피스(52)와 연결되어 있다. 2개의 파이프 피스(52, 53)는 플랜지 커넥터(51)를 통해 서로에 부착된다. 공기 공급 노즐(71)이 파이프 피스(52) 내로 이어지고, 이 공기 공급 노즐(71)은 나아가 커넥터(72)를 통해 도시되지 않은 공기 공급 장치와 연결되어 있다. 공기 공급 노즐(71)은 파이프 피스(52)의 개구부(56) 내로 이어지는 팁(76)에서 좁아진다. 팁(76)은 중간 피스(69)와의 사이에 간극을 두고 중간 피스(69)의 내벽을 향해 배향되어 있어, 가열된 공기 혼합기(유동 1+2)의 적어도 일부가 파이프 피스(52)의 채널 내로 유동할 수 있게 되어 있다. 파이프 피스(52)는 또한 커넥터 피스(70) 내로 공기를 방출하는 관로를 형성하는 중간 피스(69)와 연결되어 있다. 커넥터 피스(70) 즉 엘보우관은 플랜지(74)에서 끝나고, 이 플랜지(74) 상에 대향하는 플랜지(75)를 통해 커넥터 피스(73)가 연결되고, 이 커넥터 피스(73)를 통해 여전히 더운 배기 가스 및/또는 공기 혼합기(1+2)의 일부가 방출될 수 있다.
도 1에서 명백한 바와 같이, 제 1 버너 유닛(1)에 상당하는 제 2 버너 유닛(1')이 구비되어, 도 1의 평면도의 화상 평면에 대한 수직면 양쪽으로 제 1 버너 유닛(1)에 대해 점대칭으로 배향되어 있다. 따라서,
제 1 버너 유닛(1)에 부착되어 있는 복사-가열 파이프(20)의 전방 단부(20b)는 제 2 공기 공급기(60')와 연결되어 있으며, 더 정확하게는 파이프 피스(52', 53')를 통해 제 2 공기 공급기(60')와 연결되어 있다. 또한, 제 2 버너 유닛(1')의 복사-가열 파이프(20')의 전방 단부(20b')는 전술한 제 1 접속 요소(50)와 연결된다. 공기 공급 노즐(71) 주변에서의 유동 방향은 도 1a로부터 명백해진다.
노 챔버(200)는 대략 2-5 m의 폭에 걸쳐 뻗어 있지만, 예컨대 10 m 이상과 같이 그 폭이 상당히 넓어질 수도 있다. 노 챔버 폭은 도 1의 평면도를 횡단하는 방향으로 뻗어 있는 방향을 가지며, 노 챔버의 길이는 그 폭 방향에 수직으로 뻗은 방향을 가지며, 수 미터, 나아가서는 10-50 m 또는 100 m 이상이 될 수도 있다. 노 챔버(200)는 전술한 복수의 복사-가열 장치에 의해 가열되고, 복사 가열 장치 각각은 제 1 버너 유닛(1)과 제 2 버너 유닛(1')을 포함하고 있으며, 이에 대해 후술한다. 공기 매스가 어떻게 제 1 및 제 2 버너 유닛(1, 1') 내로 안내되는 지는 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
버너(2)에서, 신선 공기 공급기(60)로부터의 공기 혼합기는 도관(3)을 통해 공급되는 연료의 연소에 의해 가열된다. 이와 동일한 작용이 직경방향으로 대향한 제 2 버너(2')에서도 일어난다. 버너(2)의 전방 단부(15)에서 흘러나온 배기 가스는 이제 도 1의 단면도에서 우측에서 좌측으로 유동하여, 복사-가열 파이프(20)를 통해 노 챔버(200)에 복사열을 공급한다. 배기 가스는 복사-가열 파이프(20') 내로 안내되어 좌측에서 우측으로 유동하여, 복사-가열 파이프(20')를 통해 노 챔버(200)에 복사열을 추가로 공급한다.
방출 개구부(56')가 제 2 버너 유닛(1')의 중간 파이프 피스(69') 내에 배치되어 있고, 제 1 복사-가열 파이프(20)로부터의 배기 가스의 일부가 방출 개구부(56')를 통해 제 2 접속 요소(50')를 거쳐 제 2 버너 유닛(1')의 유동 채널(9') 내로 안내되어, 도관(7', 8')에 평행하게 제 2 버너(2')의 전방 단부(15')까지 공급된다. 그런 다음, 여전히 열을 가지고 있는 이 배기 가스는 추가로 이제 가열된 공기-연료 혼합기(1+2)와 함께 복사-가열 파이프(20') 내로 안내되고, 이 복사-가열 파이프(20')에서 여전히 더운 배기 가스의 일부는 제 1 접속 요소(50)를 통해 제 1 버너 유닛(1)으로 공급되어 제 1 버너 유닛(1)을 사용하여 추가로 가열된다. 각각의 복사-가열 파이프(20, 20') 내의 일정량의 일부 배기 가스는 파이프 도관(70, 70')을 통해 배기된다.
재순환되는 배기 가스의 양은 신선 공기 노즐(71') 내로 분사되는 신선 공기의 힘에 의해 조절된다. 신선 공기 노즐(71')에서 일어나는 신선 공기 분사가 강하면 강할수록, 감소된 압력으로 인해 유입되는 배기 가스의 양은 커지고, 이렇게 유입된 배기 가스는 재순환하여 개별 버너 유닛(1, 1') 내에서 다시 가열된다. 이 러한 노즐 디자인은 전술한 바와 같이 도 1a에서 보다 쉽게 확인할 수 있다. 원추형 노즐 팁(76)이 개구부(56)에 동축으로 개구부(56)에서 일정 거리 이격되어 배치되어 있다. 그에 따라 신선 공기는 노즐 팁(76)으로부터 상대적으로 고속으로 방출되어 접속 요소(50)의 접속 피스(52) 내로 유동한다. 감소된 압력의 형성의 결과로서, 일정량의 배기 가스가 중간 피스(69)의 내부 채널에서 접속 요소(50) 내로 흡인된다.
도 2의 측면도는 접속 요소(50)의 디자인을 보다 상세하게 보여주고 있다. 특히, 이 접속 요소(50)의 디자인으로부터 파이프 조절 피스(53)가 어떻게 설계되어 있고, 파이프 조절 피스(53)와 관련하여 온도 변동 및 길이 변화의 보정이 벨로우즈 구조에 의해 어떻게 가능하게 되는지가 분명해진다.
본 발명의 제 2 실시예가 도 3에 도시되어 있다. 여기서도, 본 발명의 복사-가열 장치는 수평 단면으로 도시되어 있다. 2개의 버너 유닛(1, 1')은 여기서는 평행하게 배치되어 있다. 이 단면은 양 복사-가열 파이프(20, 20')의 길이방향 축선들을 따라 이루어져 있다.
도 1에 도시된 제 1 실시예의 본 발명의 복사-가열 장치와 달리, 폐열회수기(300, 300')가 각각의 복사-가열 파이프(20, 20')의 개별의 전방 단부 상에 배치되어 있다. 각각의 폐열회수기(300, 300')는 내부 챔버(301, 301')를 가지고 있고, 복사-가열 파이프(20, 20')의 개별의 전방 단부(20b, 20b') 상에 배치되어 있어, 배기 가스(1+2)는 폐열회수기(300, 300')의 외주부를 따라서 유동할 수 있고, 그런 다음 접속 요소(50, 50')를 통해 다른쪽 버너(1, 1')로 유동하거나(배기 가 스(1+2) 중의 적어도 일부), 개별의 배기 덕트(310, 310') 밖으로 흘러나갈 수 있다. 신선 공기는 신선 공기 공급기(305, 305')를 통해 폐열회수기(300, 300')의 개별의 내부 챔버(301, 301') 내로 공급된다. 신선 공기는 폐열회수기(300, 300')의 전방 단부까지 유동한 다음 되돌아 유동하고, 여기서 폐열회수기(300, 300')의 외주부를 따라 유동하면서 일정량의 잔열을 여전히 가지고 있는 배기 가스에 의해 가열된다. 폐열회수기(300, 300') 내에서 가열된 신선 공기는 다음으로 노즐(320, 320')을 통해 매니폴드(330, 330') 내로 유동하고, 이 매니폴드(330, 330') 내로는 폐열회수기(300, 300')의 외주부를 따라 유동하는 배기 가스의 적어도 일부도 흘러들어간다. 다음으로, 매니폴드(330, 330')는 접속 요소(50, 50')로 이어지고, 다음으로 접속 요소(50, 50')는 이 공기-연료 혼합기를 제 1 버너 유닛(1, 1') 내로 안내한다. 그 후의 과정은 도 1에서와 마찬가지다.
도 1의 실시예와는 달리, 도 3의 실시예에서는, 폐열회수기(300, 300')에서 공급된 신선 공기의 예비가열이 일어난다. 그런 다음에야 신선 공기와 앞서 생긴 배기 가스의 일부로 이루어진 신선 공기 혼합기가 예비가열된 상태로 접속 요소(50, 50')를 통해 이어지는 버너(2, 2') 내로 유동한다. 이것은 신선 공기 혼합기가 예비가열된 상태로 이어진 버너(2, 2') 내로 공급되어 이어진 버너(2, 2') 내에서의 새롭게 생기는 공기-연료 혼합기와 함께 그 곳에서 추가로 가열되도록 하기 위해서이다. 초기에 예비가열된 신선 공기와 앞서 생긴 배기 가스의 일부로 생성되고 일정 온도까지 예비가열된 공기 혼합기는 이어지는 버너(2, 2') 내에서 새로운 배기 가스로 연소된 후에 복사-가열 파이프(20, 20') 내로 유동하여, 열에너지 를 복사에 의해 노 챔버(200)에 공급한다.
도 3A는 벽(201)에 부착되는 측의 복사-가열 파이프(20')의 부착을 상세히 도시하고 있다. 도 3B의 단면도는 공기 노늘 가이드(320')를 상세하게 도시하고 있다.
제 1 버너 유닛(1)의 벽(201)에 대한 고정 부착은 플랜지 접속부(30, 16, 335)를 통해 이루어진다. 복사-가열 파이프(20)의 플랜지(335)는 노 하우징에 대한 접속 플랜지(30)와 리테이너 플랜지(16) 사이에 클램핑된다. 그 결과, 제 1 버너 유닛(1) 및/또는 이 제 1 버너 유닛(1)을 에워싸는 복사-가열 파이프(20)는 벽(201)에 대해 복사-가열 파이프(20)의 대칭 축선의 길이방향으로 이동 불가능하게 부착된다. 복사-가열 파이프(20)의 슬라이딩 리테이너인 슬라이드 시일 링(22)이 복사-가열 파이프(20) 대향측에 복사-가열 파이프(20)에 대향하여 구비되어 있다(도 1 참조). 즉, 경우에 따라서는, 복사-가열 파이프(20)의 온도 변동으로 인한 상당한 길이 조절이 복사-가열 파이프(20)의 전방 단부(20b)에서 보정될 수 있다. 또한, 필요한 경우, 개별의 복사-가열 파이프(20, 20')가 간단한 방식으로 180°만큼 회전되어 다시 고정될 수 있도록, 개별의 복사-가열 파이프(20, 20')는 간단한 방식으로 길이방향 축선을 중심으로 회전가능하다. 이것은 상당히 긴 복사-가열 파이프(3 내지 5 m 이상에 달할 수 있는)가 늘어나는 작동 시간에 따라 휘어질 때와 이른바 "하향으로" 처질 때 유익하다. 이러한 처짐 효과는 해결하기 어려운 결함을 초래할 수 있다. 하지만, 본 발명의 경우에는, 간단한 회전에 의해 처진 부분을 다시 보정하는 것이 가능하다. 복사-가열 파이프(20, 20')가 다시금 가 열되자마자, 복사-가열 파이프(20, 20')는 회전에 의해 이제 상향으로 구부러져 있게 된 것이 없어져, 다시 직선상태로 된다.
도 4는 변경된 접속 요소(50)를 가진 도 3에 도시된 실시예의 본 발명의 복사-가열 장치의 우측면도를 도시하고 있다. 여기서는, 접속 요소(50)는 도 1에 도시된 원통형 접속 요소와 달리 깔때기 형상을 가지고 있다. 도 4에서, 특히 접속 요소(50)는 대체로 확경하는 깔때기 피스(52)와 벨로우즈형 길이-조절 피스(53)로 이루어져 있다는 것이 명백하다.
도 5에는, 도 4의 우측면도와 유사한 측면도가 도시되어 있다. 여기서는, 접속 요소(50) 중에서 길이가 신장된 깔때기 피스 및/또는 원통 피스(52a)로 교체되어 있다.
도 6은 2개의 버너 유닛(1, 1')과 2개의 복사-가열 파이프(20, 20')로 이루어지는 본 발명의 가열 시스템의 구조를 모식적으로 도시하고 있다. 본 발명에 따른 가열 시스템의 구조와 함께 본 발명의 작용 방법의 원리가 도 6을 참조하여 설명될 수 있다. 이 실시예의 본 발명에서는, 양 버너(2, 2')가 점화된다. 개별의 버너(2, 2')에 의해 생성된 고온의 배기 가스는 개별의 복사-가열 파이프(20, 20a') 내로 유동하여 들어가 개별의 복사-가열 파이프(20, 20')의 개별의 후방 단부(20a, 20a')로부터 개별의 전방 단부(20b, 20b')로 유동한다. 복사-가열 파이프(20)를 통해 유동한 후에 여전히 일정량의 잔열 에너지를 가지고 있는 배기 가스의 적어도 일부는 접속 요소(50')를 통해 버너 유닛(1') 및 해당 버너(2')에 공급된다. 이 배기 가스는 공급된 신선 공기와 함께 제 2 버너(2') 내에서 다시 연소 되어, 고온의 배기 가스가 버너 유닛(1')에서 생성된다. 이 고온의 배기 가스는 다음으로 복사-가열 파이프(20')를 통해 도 6의 우측에서 좌측으로 유동한다. 제 2 복사-가열 파이프(20')로부터 방출되는 배기 가스의 적어도 일부는 다음으로 재연소를 위해 또다른 접속 요소(50)를 통해 제 1 버너 유닛(1) 및 해당 버너(2)로 공급된다. 개별의 복사-가열 파이프(20, 20')로부터의 배기 가스 중 다시 연소되게 될 배기 가스의 양은 특정 조건에 맞추어질 수 있고, 따라서 복사-가열 파이프(20, 20')로부터 방출되는 배기 가스의 일정분만큼의 양으로 될 수 있다.
도 7에 도시되어 있는 또다른 실시예의 가열 시스템은 2개를 초과하는 버너 유닛을 포함하고 있다. 여기에 도시된 가열 시스템은 3개의 버너 유닛(1, 1', 1")으로 이루어져 있다. 도 6에 도시된 실시예와 달리, 이 실시예에서의 제 2 복사-가열 파이프(20')로부터의 배기 가스는 제 1 버너 유닛(1)의 버너(2)로는 공급되지 않고, 제 3 버너 유닛(1") 및 해당 버너(2")로 공급된다. 이 제 3 버너 유닛(1")에 부착된 복사-가열 파이프(20")에는 제 3 버너 유닛(1")에 의해 생성되는 고온의 배기 가스가 공급된다. 제 3 복사-가열 파이프(20")로부터 방출되는 배기 가스는 다음으로 적어도 일부가 또다른 접속 요소(50")를 통해 제 1 버너 유닛(1) 및 해당 버너(2)로 공급되어 다시 연소된다.
전술한 실시예들에서 용이하게 유도가능한 것으로서, 도 7에 따른 실시예는 제 3 버너 유닛보다 많은 버너 유닛으로 확장될 수도 있다. 그럴 경우에는 제 n 버너 유닛의 복사-가열 파이프로부터 배출되는 배기 가스를 제 1 버너 유닛으로 공급하기 위해, 바람직하게 제 n 버너 유닛이 제 1 버너 유닛에 연결될 수 있다. 변경된 형태에서는, 제 n 버너 유닛을 제 1 버너 유닛이 아닌 버너 유닛에 연결하는 것이 적합할 수도 있다.
Claims (23)
- 공업요로를 가열하기 위한 복사-가열 장치에 있어서, 상기 복사-가열 장치는:a) 제 1 버너 유닛(1)으로서,al) 연료를 연소 공기와 함께 연소시킴으로써 고온의 배기 가스를 발생시키는 제 1 버너(2);a2) 제 1 버너(2)에 신선 공기를 공급하는 제 1 공기 공급기(60);a3) 길다란 제 1 복사-가열 파이프(20)로서, 제 1 버너(2)와 연결된 후방 단부(20a) 및 후방 단부(20a)로부터 이격된 전방 단부(20b)를 구비하고 있고, 내부에서 제 1 버너(2)에 의해 발생된 고온의 배기 가스가 제 1 복사-가열 파이프(20)의 후방 단부(20a)로부터 전방 단부(20b)로 유동하고, 후방 단부(20a)로부터 전방 단부(20b)로의 경로를 따라 열 에너지를 제 1 복사-가열 파이프(20)의 파이프 벽에 공급하도록 되어 있는 길다란 제 1 복사-가열 파이프(20);를 구비하고 있는 제 1 버너 유닛(1),b) 제 2 버너 유닛(1')으로서,bl) 연료를 연소 공기와 함께 연소시킴으로써 고온의 배기 가스를 발생시키는 제 2 버너(2');b2) 제 2 버너(2')에 신선 공기를 공급하는 제 2 공기 공급기(60');b3) 길다란 제 2 복사-가열 파이프(20')로서, 제 2 버너(2')와 연결된 후방 단부(20a') 및 후방 단부(20a')로부터 이격된 전방 단부(20b')를 구비하고 있고, 내부에서 제 2 버너(2')에 의해 발생된 고온의 배기 가스가 제 2 복사-가열 파이프(20')의 후방 단부(20a')로부터 전방 단부(20b')로 유동하고, 후방 단부(20a')로부터 전방 단부(20b')로의 경로를 따라 열 에너지를 제 2 복사-가열 파이프(20')의 파이프 벽에 공급하도록 되어 있는 길다란 제 2 복사-가열 파이프(20');를 구비하고 있는 제 2 버너 유닛(1'),c) 제 2 복사-가열 파이프(20') 내에 발생된 배기 가스의 적어도 일부가 제 1 버너(2)로 안내되어 제 1 버너(2)를 사용하여 다시 연소되도록 하기 위해, 제 1 복사-가열 파이프(20)의 후방 단부(20a)를 제 2 복사-가열 파이프(20')의 전방 단부(20b')와 연결하는 제 1 접속 요소(50),d) 제 1 복사-가열 파이프(20) 내에 발생된 배기 가스의 적어도 일부가 제 2 버너(2')로 안내되어 제 2 버너(2')를 사용하여 다시 연소되도록 하기 위해, 제 2 복사-가열 파이프(20')의 후방 단부(20a')를 제 1 복사-가열 파이프(20)의 전방 단부(20b)와 연결하는 제 2 접속 요소(50')를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 복사-가열 장치.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 접속 요소(50, 50')는 그것들에 부착된 복사-가열 파이프(20, 20')로부터 배기 가스를 흡인하는 분사 노즐 (76, 76')을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 복사-가열 장치.
- 제 2 항에 있어서, 분사 노즐 (76, 76')은 그것들에 부착된 복사-가열 파이프(20, 20')로부터 흡인되는 배기 가스의 양이 조정가능하도록 하기 위해 이동식으로 조절가능하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복사-가열 장치.
- 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2접속 요소(50, 50')는 길이-조절 피스(53)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 복사-가열 장치.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 복사-가열 파이프(20, 20')의 전방 단부(20b, 20b')에 폐열회수기(300, 300')가 구비되는 것을 특징으로 하는 복사-가열 장치.
- 제 5 항에 있어서, 각각의 폐열회수기(300, 300')는 자체의 신선 공기 공급기(305, 305')를 가지고 있고, 이 신선 공기 공급기(305, 305')를 통해 신선 공기가 폐열회수기(300, 300')의 내부(301, 301')로 공급되고, 폐열회수기(300, 300')는 개별로 공급되는 신선 공기가 대응하는 복사-가열 파이프(20, 20') 내의 배기 가스에 의해 가열된 다음 개별의 접속 요소(50, 50')를 통해 폐열 회수기(300, 300')에 연결된 복사-가열 파이프(20, 20')의 후방 단부(20a, 20a')로 공급되도록 유체 동역학적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복사-가열 장치.
- 제 5 항에 있어서, 각각의 폐열회수기(300, 300')는 폐열회수기(300, 300')에서 가열된 신선 공기를 위한 배기 노즐(320, 320')을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 복사-가열 장치.
- 제 7 항에 있어서, 제 1 및 제 2 접속 요소(50, 50')는 흡인 깔때기(330, 330')를 구비하고 있고, 이 흡인 깔때기(330, 330')는 배기 노즐(320, 320')과의 사이에 간극을 두고 개별의 배기 노즐(320, 320')의 외부를 에워싸고 있는 것을 특징으로 하는 복사-가열 장치.
- 제 8 항에 있어서, 흡인 깔때기(330, 330') 및 대응하는 배기 노즐(320, 320')은 서로에 대해 동축으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 복사-가열 장치.
- 제 1 항에 있어서, 적어도 2개의 버너 유닛(1, 1')과 연결되는 적어도 하나의 폐열회수기(300)가 구비되는 것을 특징으로 하는 복사-가열 장치.
- 제 1 항에 있어서, 제 1 복사-가열 파이프(20)와 제 2 복사-가열 파이프(20')는 각각이 길이방향 축선을 가지고 있고, 이들 2개의 복사-가열 파이프(20, 20')는 소정의 각도량 만큼 개별의 길이방향 축선을 중심으로 회전가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 복사-가열 장치.
- 제 1 항에 있어서, 제 1 복사-가열 파이프(20)와 제 2 복사-가열 파이프(20')는 각각이 길이방향 축선을 가지고 있고, 이들 2개의 복사-가열 파이프(20, 20')는 개별적으로 길이방향 축선의 방향으로 팽창 및 수축할 수 있도록 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 복사-가열 장치.
- 제 1 항에 있어서, 제 1 복사-가열 파이프(20)와 제 2 복사-가열 파이프(20') 중의 적어도 하나는 전방 단부(20b, 20b')와 후방 단부(20a, 20a')의 어느 한쪽 영역에서 실질적으로 변위 불가능하게 길이방향으로 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 복사-가열 장치.
- 제 13 항에 있어서, 제 1 복사-가열 파이프(20)와 제 2 복사-가열 파이프(20') 중의 적어도 하나는 대향하는 플랜지(30, 30')와 연결되어 복사-가열 파이프(20, 20')의 개별의 길이방향 축선의 방향으로 변위 불가능한 지지 위치를 형성하는 플랜지(16, 16')를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 복사-가열 장치.
- 공업요로를 가열하기 위한 복사-가열 장치에 있어서, 상기 복사-가열 장치는:a) 제 1 버너 유닛(1)으로서,al) 연료를 연소 공기와 함께 연소시킴으로써 고온의 배기 가스를 발생시키는 제 1 버너(2);a2) 제 1 버너(2)에 신선 공기를 공급하는 제 1 공기 공급기(60);a3) 길다란 제 1 복사-가열 파이프(20)로서, 제 1 버너(2)와 연결된 후방 단부(20a) 및 후방 단부(20a)로부터 이격된 전방 단부(20b)를 구비하고 있고, 내부에서 제 1 버너(2)에 의해 발생된 고온의 배기 가스가 제 1 복사-가열 파이프(20)의 후방 단부(20a)로부터 전방 단부(20b)로 유동하고, 후방 단부(20a)로부터 전방 단부(20b)로의 경로를 따라 열 에너지를 제 1 복사-가열 파이프(20)의 파이프 벽을 통해 공급하도록 되어 있는 길다란 제 1 복사-가열 파이프(20);를 구비하고 있는 제 1 버너 유닛(1),b) 제 2 버너 유닛(1')으로서,bl) 연료를 연소 공기와 함께 연소시킴으로써 고온의 배기 가스를 발생시키는 제 2 버너(2');b2) 제 2 버너(2')에 신선 공기를 공급하는 제 2 공기 공급기(60');b3) 길다란 제 2 복사-가열 파이프(20')로서, 제 2 버너(2')와 연결된 후방 단부(20a') 및 후방 단부(20a')로부터 이격된 전방 단부(20b')를 구비하고 있고, 내부에서 제 2 버너(2')에 의해 발생된 고온의 배기 가스가 제 2 복사-가열 파이프(20')의 후방 단부(20a')로부터 전방 단부(20b')로 유동하고, 후방 단부(20a')로부터 전방 단부(20b')로의 경로를 따라 열 에너지를 제 2 복사-가열 파이프(20')의 파이프 벽을 통해 공급하도록 되어 있는 길다란 제 2 복사-가열 파이프(20');를 구비하고 있는 제 2 버너 유닛(1'),c) 적어도 하나의 추가의 버너 유닛(1")으로서,cl) 연료를 연소 공기와 함께 연소시킴으로써 고온의 배기 가스를 발생시키는 추가의 버너(2");c2) 추가의 버너(2")에 신선 공기를 공급하는 추가의 공기 공급기;c3) 길다란 추가의 복사-가열 파이프(20")로서, 추가의 버너(2")와 연결된 후방 단부 및 후방 단부로부터 이격된 전방 단부를 구비하고 있고, 내부에서 추가의 버너(2")에 의해 발생된 고온의 배기 가스가 추가의 복사-가열 파이프(20")의 후방 단부로부터 전방 단부로 유동하고, 후방 단부로부터 전방 단부로의 경로를 따라 열 에너지를 추가의 복사-가열 파이프(20")의 파이프 벽을 통해 공급하도록 되어 있는 길다란 추가의 복사-가열 파이프(20");를 구비하고 있는 적어도 하나의 추가의 버너 유닛(1"),d) 제 1 복사-가열 파이프(20) 내부의 배기 가스의 적어도 일부가 제 2 버너(2')로 안내되어 제 2 버너(2')를 사용하여 다시 연소되도록 하기 위해, 제 1 복사-가열 파이프(20)의 전방 단부를 제 2 복사-가열 파이프(20')의 후방 단부와 연결하는 제 1 접속 요소(50),e) 제 2 복사-가열 파이프(20') 내부의 배기 가스의 적어도 일부가 추가의 버너(2")로 안내되어 추가의 버너(2")를 사용하여 다시 연소되도록 하기 위해, 제 2 복사-가열 파이프(20')의 전방 단부를 추가의 복사-가열 파이프(20")의 후방 단부와 연결하는 제 2 접속 요소(50'),f) 추가의 복사-가열 파이프(20") 내부의 배기 가스의 적어도 일부가 또다른 추가의 버너로 안내되어 또다른 추가의 버너를 사용하여 다시 연소되거나, 추가의 복사-가열 파이프(20") 내부의 배기 가스의 적어도 일부가 제 1 버너(2)로 안내되어 제 1 버너(2)를 사용하여 다시 연소되도록 하기 위해, 추가의 복사-가열 파이프(20")의 전방 단부를 또다른 추가의 복사-가열 파이프의 후방 단부 또는 제 1 복사-가열 파이프(20)의 후방 단부와 연결하는 추가의 접속 요소(50")를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 복사-가열 장치.
- 제 1 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 따른 복수의 복사-가열 장치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 공업요로용 가열 시스템.
- 제 16 항에 있어서, 폐열회수기(300)가 복수의 복사-가열 파이프(20, 20')에 예비가열된 신선 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 가열 시스템.
- 공업요로를 간접적으로 가열하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은:a) 제 1 복사-가열 파이프(20)에 부착된 제 1 버너 유닛(1)을 사용하여 고온의 배기 가스를 발생시키는 단계,b) 제 1 복사-가열 파이프(20)의 후방 단부(20a)로부터 전방 단부(20b)로의 경로를 따라 노 챔버(200)에 복사열이 공급되도록, 제 1 복사-가열 파이프(20) 내를 따라 제 1 복사-가열 파이프(20)의 후방 단부(20a)로부터 전방 단부(20b)로 배 기 가스를 유동시키는 단계;c) 여전히 잔열 에너지를 가지고 있는 제 1 복사-가열 파이프(20)의 전방 단부(20b)에서의 배기 가스의 적어도 일부를 제 2 복사-가열 파이프(20')의 후방 단부(2Oa')로 전환유동시키는 단계,d) 제 2 복사-가열 파이프(20')에 부착된 제 2 버너 유닛(1')을 사용하여 고온의 배기 가스를 발생시키는 단계,e) 제 2 복사-가열 파이프(20')의 후방 단부(2Oa')로부터 전방 단부(20b')로의 경로를 따라 노 챔버(200)에 복사열이 공급되도록, 제 2 버너 유닛(1')을 사용하여 발생시킨 배기 가스를 여전히 잔열 에너지를 가지고 있는 제 1 복사-가열 파이프(20)로부터 전환유동된 일부의 배기 가스와 함께 제 2 복사-가열 파이프(20') 내를 따라 제 2 복사-가열 파이프(20')의 후방 단부 (2Oa')로부터 전방 단부(20b')로 유동시키는 단계, 및f) 여전히 잔열 에너지를 가지고 있는 제 2 복사-가열 파이프(20')의 전방 단부(20b')에서의 배기 가스의 적어도 일부를 제 1 복사-가열 파이프(20)의 후방 단부(2Oa)로 전환유동시키는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 공업요로를 간접적으로 가열하기 위한 방법.
- 제 18 항에 있어서, 공업요로의 작동 중에는, 상기 b) 단계는 제 1 복사-가열 파이프(20)의 후방 단부(20a)로부터 전방 단부(20b)로의 경로를 따라 노 챔버(200)에 복사열이 공급되도록, 가열된 연소 공기가 여전히 잔열 에너지를 가지고 있는 제 2 복사-가열 파이프(20')로부터 전환유동된 일부의 배기 가스와 함께 제 1 복사-가열 파이프(20) 내에서 제 1 복사-가열 파이프(20)의 후방 단부(20a)로부터 전방 단부(20b)로 유동하는 단계로 수정되는 것을 특징으로 하는 공업요로를 간접적으로 가열하기 위한 방법.
- 제 18 항에 있어서, 버너(2, 2') 내에서 가열되도록 되어 있는 신선 공기가 복사-가열 파이프(20, 20') 중의 적어도 하나로부터의 배기 가스에 의해 예비가열되는 것을 특징으로 하는 공업요로를 간접적으로 가열하기 위한 방법.
- 제 20 항에 있어서, 버너(2, 2') 내에서의 연소를 위해 사용되는 신선 공기가 적어도 하나의 폐열회수기(300, 300') 내에서 예비가열되는 것을 특징으로 하는 공업요로를 간접적으로 가열하기 위한 방법.
- 제 21 항에 있어서, 각각의 복사-가열 파이프(20, 20')는 자체의 폐열회수기(300, 300')에 부착되어 있고, 버너(2, 2') 내에서의 연소를 위해 사용되는 신선 공기는 개별의 폐열회수기(300, 300') 내에서 대응하는 복사-가열 파이프(20, 20')로부터의 배기 가스에 의해 예비가열되는 것을 특징으로 하는 공업요로를 간접적으로 가열하기 위한 방법.
- 공업요로를 간접적으로 가열하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은:a) 제 1 복사-가열 파이프(20)에 부착된 제 1 버너 유닛(1)을 사용하여 고온의 배기 가스를 발생시키는 단계,b) 제 1 복사-가열 파이프(20)의 후방 단부(20a)로부터 전방 단부(20b)로의 경로를 따라 노 챔버(200)에 복사열이 공급되도록, 제 1 복사-가열 파이프(20) 내를 따라 제 1 복사-가열 파이프(20)의 후방 단부(20a)로부터 전방 단부(20b)로 배기 가스를 유동시키는 단계;c) 여전히 잔열 에너지를 가지고 있는 제 1 복사-가열 파이프(20)의 전방 단부(20b)에서의 배기 가스의 적어도 일부를 제 2 복사-가열 파이프(20')의 후방 단부(2Oa')로 전환유동시키는 단계,d) 제 2 복사-가열 파이프(20')에 부착된 제 2 버너 유닛(1')을 사용하여 고온의 배기 가스를 발생시키는 단계,e) 제 2 복사-가열 파이프(20')의 후방 단부(2Oa')로부터 전방 단부(20b')로의 경로를 따라 노 챔버(200)에 복사열이 공급되도록, 제 2 버너 유닛(1')을 사용하여 발생시킨 배기 가스를 여전히 잔열 에너지를 가지고 있는 제 1 복사-가열 파이프(20)로부터 전환유동된 일부의 배기 가스와 함께 제 2 복사-가열 파이프(20') 내를 따라 제 2 복사-가열 파이프(20')의 후방 단부 (2Oa')로부터 전방 단부(20b')로 유동시키는 단계, 및f) 여전히 잔열 에너지를 가지고 있는 제 2 복사-가열 파이프(20')의 전방 단부(20b')에서의 배기 가스의 적어도 일부를 추가의 복사-가열 파이프(20")의 후방 단부(2Oa")로 전환유동시키는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 공업요 로를 간접적으로 가열하기 위한 방법.
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