KR102284909B1 - 면 연소 버너, 복합 버너, 및 소결기용 점화 장치 - Google Patents

면 연소 버너, 복합 버너, 및 소결기용 점화 장치 Download PDF

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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

더스트에 의한 연소부의 유로 폐색의 문제를 해소하여, 장기에 걸쳐 안정 연소가 가능한 면 연소 버너를 제공한다. 연료 가스 및 연소용 공기를 토출하는 노즐과, 상기 노즐의 선단에 형성된, 적층된 복수 장의 망상판을 포함하는 적층체를 구비하고, 상기 적층체는, 상기 망상판 중 적어도 어느 것의 인접 상호 간에서 망목이 어긋난 배치를 갖는 부분을 포함하는, 면 연소 버너.

Description

면 연소 버너, 복합 버너, 및 소결기용 점화 장치
본 발명은, 액화 천연 가스, 액화 석유 가스, 도시 가스 및 부생 가스 등을 연료로 하는 면 (面) 연소 버너에 관한 것으로, 특히, 버너 표면의 연소부에 있어서의 유로 폐색을 방지하여 장수명화한 면 연소 버너에 관한 것이다.
산업 일반에 있어서, 가열 공정은, 생산 대상물의 화학 반응 등을 개시하는 프로세스로서 중요하다. 대상물을 가열하는 수단은 여러 가지이지만, 버너가 사용되는 경우가 많다. 버너에서는, 연료 가스 및 연소용 공기가 선단의 노즐로부터 토출되어, 상기 연료 가스를 연속적으로 연소시킴으로써 화염이 형성된다.
버너에는 여러 가지 타입의 것이 있는데, 그 중의 하나로, 면 연소 버너가 있다. 일반적인 면 연소 버너는, 내열성이 높은 특수한 금속 섬유로 짠 금속 섬유제 편물이나 다공질 세라믹 (이하, 버너 매트라고 총칭한다) 을 구비하고 있고, 상기 버너 매트의 내부 또는 표면 부근에서 연료 가스를 연소시킨다 (예를 들어, 특허문헌 1).
이 면 연소 버너는, 균일 가열이 가능하다고 하는 특징을 갖고, 섬유업이나 제지업, 그리고 제철업 등 여러 가지 산업 분야에서 사용되고 있다 (예를 들어 특허문헌 2, 3).
이들 산업 분야에 있어서는, 가열 대상으로서, 섬유상 혹은 분체상의 원료를 사용하는 경우가 많기 때문에, 사용 환경에는 많은 더스트가 존재한다. 예를 들어, 특허문헌 2 에 기재되어 있는 바와 같이, 섬유업이나 제지업 등에서는, 면 연소 버너가, 건조용 버너로서 먼지 (더스트) 가 많은 환경하에서 사용된다. 그 경우, 연소면을 형성하는 버너 매트의 이면에 먼지가 퇴적되어, 적열 (赤熱) 불량이나 연소 불량의 원인이 되기 때문에, 버너 매트를 떼어내어 청소할 필요가 있다. 그래서, 특허문헌 2 에서는, 버너 매트의 간이한 착탈 구조에 대하여 제안되어 있다.
또, 특허문헌 3 에서는, 제철업에 있어서, 소결 원료를 제조하기 위한 소결기의 연료 착화 버너로서 면 연소 버너를 사용하는 경우가 제안되어 있다.
일본 공개특허공보 2001-235117호 일본 공개특허공보 2002-22120호 일본 공개특허공보 2013-194991호
그러나, 특허문헌 2 에서 제안되어 있는 바와 같이, 버너 매트를 떼어내는 것이 용이한 구조를 채용하였다고 해도, 청소 또는 교환을 높은 빈도로 실시할 필요가 있는 것에는 변함없어, 그것을 위한 수고 및 비용이 필요하다. 그 때문에, 면 연소 버너에 있어서의 유로 폐색의 문제를 근본적으로 해결할 것이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은, 더스트에 의한 연소부의 유로 폐색의 문제를 해소하여, 장기에 걸쳐 안정 연소가 가능한 면 연소 버너를 제공하는 것에 있다.
상기 특허문헌 2 에는, 사용 환경에 있어서의 먼지 등의 더스트가 버너 매트의 이면에 퇴적되는 것이 문제로서 예시되어 있다. 이 점, 특허문헌 3 에 개시되는, 소결기의 연료 착화 버너로서 면 연소 버너를 사용하는 경우, 노즐로부터 버너의 연소부에 토출되는 연소 가스나 공기에는, 더스트가 포함되는 경우가 적음에도 불구하고, 역시 연소부의 폐색이 문제가 되고 있었다.
발명자들이, 실제 소결기의 사용 환경에서의 버너 연소부의 상태를 관찰한 결과, 더스트의 부착은 연소부의 이면이 아니라 표면에 집중되어 있는 것이 판명되었다. 또한, 이 부착 더스트는, 소결기 내에 있어서의 버너의 하류측으로부터 비래 (飛來) 한 철광석의 미분 (微粉) 에서 기인하는 것인 것을 알 수 있었다. 즉, 철광석의 미분이 버너 매트의 표면에 부착되고, 소결되어 고착 퇴적됨으로써, 버너 매트의 유로가 폐색된다. 그래서, 연소부의 표면에 광석 미분과 같은 더스트가 비래하는 경우라도 유로의 폐색을 회피하기 위한 방도에 대하여 예의 구명하였다.
연소부의 유로가 더스트에 의해 폐색되는 것을 회피하려면, 더스트가 부착, 퇴적되어도 여전히 유로를 확보할 수 있도록, 유로를 넓히는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 유로를 넓힌 경우, 고온의 더스트가 버너 내부에 침입하거나, 버너 외부로부터의 복사열에 의해, 버너의 밖에서 안으로 향하는 화염, 이른바 역화 (逆火) 가 발생하거나 할 우려가 있다. 그 때문에, 유로를 넓히면, 오히려 버너의 안정 연소를 저해하게 된다. 따라서, 유로의 크기는 적정하게 유지한 채, 유로의 폐색을 회피하는 수단이 요구된다. 발명자들은, 특정 구조를 갖는 적층체를 사용함으로써 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 지견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.
1. 연료 가스 및 연소용 공기를 토출하는 노즐과,
상기 노즐의 선단에 형성된, 적층된 복수 장의 망상판을 포함하는 적층체를 구비하고,
상기 적층체는, 상기 망상판 중 적어도 어느 것의 인접 상호 간에서 망목이 어긋난 배치를 갖는 부분을 포함하는, 면 연소 버너.
2. 상기 적층체의 개구율이 8 ％ 이하인 상기 1 에 기재된 면 연소 버너.
3. 상기 망상판의 개구율이 30 ％ 이상 85 ％ 이하인 상기 1 또는 2 에 기재된 면 연소 버너.
4. 상기 적층체는, 상기 망상판의 적층 간격이 적층판의 판두께 중심간 거리로 2 ㎜ 이하인 상기 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 면 연소 버너.
5. 상기 망상판은, 망의 선경 (線徑) 이 0.2 ∼ 2 ㎜ 인 상기 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 면 연소 버너.
6. 상기 망상판의 개구는, 평균 직경이 1 ∼ 5 ㎜ 인 상기 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 면 연소 버너.
7. 상기 적층체는, 상기 망상판을 4 장 이상 갖는 상기 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 면 연소 버너.
8. 상기 망상판이 철망인 상기 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 면 연소 버너.
9. 추가로, 상기 적층체의 상기 노즐측에, 금속 섬유제 편물을 구비하는 상기 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 면 연소 버너.
10. 추가로, 상기 적층체의 상기 노즐측에 내열재를 구비하는 상기 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 면 연소 버너.
11. 상기 내열재의 두께가 3 ∼ 20 ㎜ 인 상기 10 에 기재된 면 연소 버너.
12. 상기 1 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 면 연소 버너와, 연료 가스를 토출하는 노즐과, 연소용 공기를 토출하는 노즐을 구비하는 복합 버너.
13. 철광석 원료를 소결시키는 소결기용의 점화 장치로서, 상기 12 에 기재된 복합 버너를 구비하는 소결기용 점화 장치.
본 발명에 의하면, 더스트 부착에 의한 유로의 폐색을 억제하여, 장기에 걸쳐 버너의 안정 연소를 보증할 수 있다. 또, 종래의 면 연소 버너에서는, 정기적으로 연소부의 버너 매트를 떼어내어 청소할 필요가 있었지만, 본 발명의 면 연소 버너에서는, 이 청소 주기는 대폭 연장되기 때문에, 보전 부하를 경감할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 버너의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 버너의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 적층체의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 망상판의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5 는 연소부에 있어서의 더스트의 부착을 나타내는 모식도이다.
도 6 은 다른 실시형태에 있어서의 적층체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7 은 다른 실시형태에 있어서의 적층체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8 은 실시에 제공한 버너의 구조를 나타내는 도면이다.
도 9 는 각 버너에 있어서의 버너 전압 (前壓) 의 변화를 나타내는 도면이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 복합 버너의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 11 은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 복합 버너의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 12 는 각 버너에 있어서의 버너 전압의 변화를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2 에, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 면 연소 버너의 구조를 나타낸다. 면 연소 버너 (1) 는, 연료 가스 (2) 를 도입하여 토출하는 노즐 (20) 및, 연소용 공기 (3) 를 도입하여 토출하는 노즐 (30) 을 갖고, 이들 노즐 (20 및 30) 의 연료 가스 (2) 및 연소용 공기 (3) 의 토출측에, 연소부로서의 적층체 (4) 를 갖는다. 본 실시형태에서는, 노즐 (30) 의 내측에 노즐 (20) 이 형성되어 있다. 노즐 (20) 의 노즐공 (21) 으로부터 토출되는 연료 가스 (2) 와 노즐 (30) 내에 도입된 연소용 공기 (3) 는, 노즐 (30) 내에서 혼합된 후, 노즐공 (31) 으로부터 적층체 (4) 를 향하여 토출된다. 연료 가스 (2) 와 연소용 공기 (3) 의 혼합 가스는, 적층체 (4) 를 통과하여 외부, 예를 들어 소결로 내에 공급되어, 적층체 (4) 의 표면에 있어서 화염 (5) 을 형성한다. 또한, 노즐 (20 및 30) 의 각각으로부터 적층체 (4) 를 향하여 연료 가스 (2) 및 연소용 공기 (3) 를 직접 공급해도 된다.
[적층체]
면 연소 버너 (1) 에 있어서, 적층체 (4) 는, 복수 장의 망상판을 적어도 인접 상호 간에서 망목이 어긋난 배치하에 중첩한 적층체를 포함하는 것이 중요하다. 이 적층체의 일례를 도 3 에 나타낸다. 연소부인 적층체 (4) 는, 도 4 에 나타내는 망상판 (40) 을 복수 장으로 겹친 적층 구조를 갖는다. 망상판 (40) 을 복수 장으로 겹칠 때에, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 망상판 (40) 의 적어도 인접 상호 간에서 망목이 어긋나는 배치하에 적층할 필요가 있다. 도 3 에 나타내는 적층체 (4) 는, 2 장의 망상판 (40) 을 겹쳐 적층한 사례이며, 3 장 이상의 망상판 (40) 의 적층인 경우에는 적어도 인접 상호 간에서 도 3 에 나타내는 바와 같은 망목의 어긋남이 있으면 된다. 물론 3 장 이상의 망상판 (40) 의 모든 망목이 서로 어긋나 있어도 된다.
여기서, 「망상판 (40) 의 인접 상호 간에서 망목이 어긋난다」란, 도 3 에 나타낸 적층체에서는 도 4 에 나타낸 망상판 (40) 2 장을 겹칠 때에, 동일한 치수, 형상의 망목 (41) 이 적층 방향에서 완전히 겹치지 않는 배치, 바꾸어 말하면, 일방의 망상판 (40) 의 망목 (41) 내에, 타방의 망상판 (40) 의 망선부 (42) 가 약간이라도 존재하는 상호 배치로 하는 것이다. 바람직하게는, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 일방의 망상판 (40) 의 망목 (41) 내에, 타방의 망상판 (40) 의 망선부 (42) 가 가로지르는 상호 배치로 하거나, 일방의 망상판 (40) 의 망목 (공공부 (空孔部)) (41) 에 의해 형성되는 기체의 유로를, 타방의 망상판 (40) 에 의해, 2 이상의 유로로 분할하는 상호 배치로 하거나 하는 것이, 더스트에 의한 유로의 폐색을 방지하는 데에 유효하다.
특히, 도 3 에 나타낸 예에서는, 망상판 (40a) 의 망목 (41) 의 개구 범위에, 적층하는 망상판 (40b) 의 망선부 (42) 의 교차 부분이 위치하고, 적층 방향에서 보았을 때, 망상판 (40a 과 40b) 의 각 망목 (41) 중에 4 군데의 간극 (41a, 41b, 41c, 41d) 이 존재하는 상태가 되어, 더스트에 의한 유로의 폐색을 방지하는 데에 바람직하다. 그 밖에도, 인접 상호 간에서 적층 방향을 축으로 하여 회전시키는 등의 여러 가지 형태로 망목을 어긋나게 하여 배치하는 것이 바람직하다.
상기 망상판으로는, 판면에 수직인 방향으로 기체가 유통할 수 있는 유로로서의 개구, 즉, 판두께 방향으로 관통한 구멍을 복수 구비하고 있는 판을 사용하면 된다. 상기 망상판은, 2 차원적으로 넓어지는 망상의 구조물이어도 되고, 또, 3 차원적으로 구성된 망상의 구조물이어도 된다. 예를 들어, 상기 망상판은, 복수의 선재를 조합하여 망상으로 한 철망상의 판이어도 되고, 판재에 절삭 자국을 낸 후에 잡아 늘여 제조되는 익스펜디드 메탈 (expanded metal) 이어도 된다. 또, 상기 망상판으로는, 펀칭 메탈을 사용할 수도 있다.
망상판의 판면에 평행한 방향에서의 단면 형상은, 망상판의 내부에서 판두께 방향으로 상이한 것이 바람직하다. 이와 같은 망상판에서는, 복수 장의 망상판을 망목이 어긋난 배치로 겹쳤을 때에 적층 방향으로 기체의 유로가 형성되기 쉽고, 또한, 후술하는 바와 같이, 비래한 더스트를 부착시키기 쉽다. 이에 반해, 펀칭 메탈과 같이, 판면에 평행한 단면의 형상이 판 내부에서 동일한 망상판에서는, 적층했을 때에 형성되는 유로가 직선적으로 되기 쉽다. 그 때문에, 판면에 평행한 방향에서의 단면 형상이 망상판의 내부에서 판두께 방향으로 상이한 망상판을 사용하는 것이 바람직하고, 보다 구체적으로는, 익스펜디드 메탈, 및 복수의 선재를 조합하여 구성된 철망상의 판 중 어느 일방 또는 양방을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 망상판이 갖는 개구의 형상은 특별히 한정되지 않고, 임의의 형상으로 할 수 있다. 상기 개구의 형상은, 예를 들어, 다각형 또는 원형으로 할 수 있다. 상기 다각형으로는, 삼각형, 사각형, 육각형 등, 임의의 다각형을 사용할 수 있다. 상기 개구의 형상은, 예를 들어, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 마름모꼴의 개구로 할 수도 있다. 본 발명에 있어서는, 개구의 형상에 상관없이, 상기 서술한 효과를 얻을 수 있다.
또, 겹치는 망상판의 망목의 치수나 형상을 상이하게 하여, 일방의 망상판의 망목 내에 타방의 망상판의 망선부를 배치하여 적층체로 하는 것도 가능하다.
다음으로, 버너의 연소부의 구조가 더스트에 의한 유로 폐색에 미치는 영향에 대하여, 도 5 를 참조하여 설명한다. 여기서, 도 5(a) 는 연소부에 금속 섬유제 편물 (메탈 니트) (6) 을 적용한 경우, 도 5(b) 는 연소부에 4 장의 망상판 (40) 을 망목이 일치하는 배치로 겹친 적층체를 적용한 경우, 그리고 도 5(c) 는 연소부에 4 장의 망상판 (40) 을 인접 상호 간에서 망목이 어긋나는 배치로 겹친 적층체를 적용한 경우이다.
먼저, 버너의 연소부의 외측 (도 5 의 하측) 으로부터 더스트 (7) 가 비래하였을 때, 도 5(a) 의 금속 섬유제 편물 (6) 에서는, 섬유가 가늘고 그 간격이 더스트의 크기에 비해 좁기 때문에 더스트 (7) 의 거의 전부가 표면에 부착되고, 그것이 차례로 퇴적되는 결과, 유로의 폐색이 조기에 일어나게 된다.
도 5(b) 의 적층체에서는, 비래한 더스트가 직선상으로 연장되는 유로 내에 부착되고 퇴적되어 유로의 폐색이 발생하기 쉬운 데다가, 특히 소결기 등의 환경에서 존재하는 고온의 더스트 (7a) 가 연소부의 내측으로 침입하기 쉬운 것이 문제가 된다. 마찬가지로, 소결기 등의 환경에서 발생하는 복사열 (8) 도 연소부의 내측에 영향을 미쳐, 이른바 역화의 리스크가 높아진다.
한편, 도 5(c) 의 적층체에서는, 통로가 적층 방향으로 직선상으로 연장되지 않고 꺾임을 수반하여 연장되어 있기 때문에, 비래한 더스트 (7) 는 복수의 층으로 분산되어 부착된다. 그 결과, 유로를 폐색할 때까지 더스트가 퇴적되는 데에 장기간을 필요로 한다. 또, 고온의 더스트 (7a) 의 버너 (1) 내부로의 침입 및 복사열 (8) 의 영향을 방지할 수 있기 때문에, 안전성의 관점에서도 우수하다.
망목을 어긋나게 하여 적층되는 망상판 (40) 의 장수가 증가할수록, 더스트 (7) 의 침입 및 복사열 (8) 을 방지할 수 있다. 그 때문에, 적층체는, 4 장 이상의 망상판 (40) 을 구비하는 것이 바람직하다. 특히, 입경 50 ㎛ ∼ 0.5 ㎜ 의 더스트가, 적층체 (4) 의 표층부터 4 층째까지의 망상판 (40) 에 거의 균등하게 부착되어, 적층체의 유로가 막힐 때까지의 시간을 더욱 길게 할 수 있다. 한편, 적층체 (4) 에 있어서의 통로의 폐색을 회피하는 효과는, 망상판 (40) 이 10 장을 초과하면 포화되기 때문에, 망상판 (40) 의 장수는 10 장 이하로 하는 것이 바람직하다. 단, 이 층수는 예를 들어 더스트의 입경 분포에 따라 다른 구조를 취하는 것도 가능하다.
상기와 같이, 망상판의 인접 상호 간에서 망목이 어긋나는 배치로 적층함으로써, 적층체의 개구율은 망상판의 개구율보다 작아진다. 또, 개구율이 상이한 복수의 망상체를 적층한 경우에는, 얻어지는 적층체의 개구율은 망상판의 최소 개구율보다 작아진다. 여기서, 망상판의 최소 개구율이란, 적층된 각 망상판의 개구율 중, 최소인 것을 가리킨다. 또, 적층체의 개구율이란, 적층체를 그 적층 방향으로 투영했을 때의, 적층체 전체의 면적에 대한, 개구 부분 면적의 비를 의미한다. 적층체의 개구율은, 망상판의 최대 개구율의 1/10 이하가 되도록, 적층하는 망상판 상호의 망목의 어긋남을 조정하는 것이 바람직하다.
또, 적층체의 개구율은, 8 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 5 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 상기 개구율을 8 ％ 이하로 함으로써, 고온의 더스트가 통과하는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 한편, 상기 개구율의 하한은 특별히 한정되지 않는다. 즉, 적층체의 개구율은 기체가 통과할 수 있도록 0 ％ 보다 크면 된다. 그러나, 개구율을 0.1 ％ 이상으로 하면, 적층체의 압력 손실을 저감시켜, 가스 유량의 확보가 보다 용이해진다. 그 때문에, 상기 개구율은, 0.1 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.5 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.
망상판의 개구율은 30 ％ 이상 85 ％ 이하인 것이 바람직하다. 망상판의 개구율이 30 ％ 이상이면, 적층체의 두께 방향에 있어서의 더스트의 부착 위치를 보다 균일화하여, 폐색까지 걸리는 시간을 더욱 길게 할 수 있다. 한편, 망상판의 개구율이 85 ％ 이하이면, 고온의 더스트의 통과를 더욱 억제할 수 있다.
또, 적층체 (4) 는, 망상판 (40) 의 적층 간격이 2 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 적층 간격이 2 ㎜ 이하이면, 바람직한 개구율을 실현하기 위해 필요한 적층체의 두께를 저감할 수 있다. 또한, 여기서 망상판의 적층 간격이란, 적층체의 두께 방향에 있어서의, 인접하는 망상판의 중심 간 거리이다.
망상판 (40) 은, 망의 선경이 0.2 ∼ 2 ㎜ 인 것이 바람직하다. 여기서, 「망의 선경」이란, 망선부 (42) 의 굵기를 가리키며, 선의 단면이 원형이 아닌 경우에는, 그 단면에 내접하는 원의 직경을 망의 선경으로 한다. 망선부 (42) 의 굵기가 0.2 ㎜ 미만에서는 망상판의 개구율을 30 ％ 이상 85 ％ 이하로 한 경우에 망상판이 취약해지기 쉽고, 한편, 굵기가 2 ㎜ 를 초과하면, 적층체의 두께가 지나치게 커진다.
망상판 (40) 의 개구 (41) 는 평균 직경이 1 ∼ 5 ㎜ 인 것이 바람직하다. 즉, 개구 (41) 의 평균 직경이 1 ㎜ 미만에서는, 더스트의 대부분이 적층체 (4) 의 표층에 부착되어 개구 (41) 를 폐색하기 쉬워진다. 한편, 평균 직경이 5 ㎜ 를 초과하면, 더스트가 개구 (41) 를 통과하기 쉬워진다.
여기서, 개구 (41) 의 평균 직경이란, 도 4 에 나타낸 망목의 형상이 사각형이면, 대각선 t1 및 t2 의 합계의 1/2 이고, 삼각형 및 오각형 이상의 다각형인 경우나 부정형인 경우에는 외접원의 직경으로 한다.
또, 망상판은, 금속이나 세라믹 등으로 이루어지는 망을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 금속제의 철망을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 망상판 (40) 은, 금속제인 것이, 망상판 (40) 을 적층 설치할 때에 용접에 의해 고정시킬 수 있는 점에서 바람직하다. 특히, 스테인리스강, Ni-Al 합금, Ni-Mo-Cr 합금, Ni-Mo-Cr-Nb 합금, Ti 합금 등, 내열성이 높은 특수 금속제인 것이, 화염이 직접 닿기 때문에 바람직하다.
또한, 적층체에 있어서 버너의 노즐측에, 금속 섬유제 편물을 갖는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 적층체와 노즐 사이에 금속 섬유제 편물을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 금속 섬유제 편물 (6) 의 노즐측 표면에 적층체 (4) 를 설치하면, 적층체 (4) 가 표층의 폐색을 방지하고, 또한 촘촘한 금속 섬유제 편물 (6) 이 버너 (1) 내부로의 더스트 (7) 의 침입 및 복사열 (8) 을 거의 완전히 방지할 수 있다.
금속 섬유제 편물을 형성하는 경우, 추가로 상기 금속 섬유제 편물의 노즐측에, 제 2 적층체를 형성할 수도 있다. 상기 제 2 적층체는, 적층체 (4) (제 1 적층체) 와 마찬가지로, 적층된 복수 장의 망상판을 포함하는 적층체이다. 단, 상기 제 2 적층체를 구성하는 망상판은, 망목이 어긋난 배치를 갖는 부분을 포함하고 있어도 되고, 포함하고 있지 않아도 된다.
그리고 또한, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 적층체 (4) 의 노즐측에, 내열재 (9) 를 갖는 것이 바람직하다. 내열재 (9) 는, 예를 들어, 기체 투과성의 내열재층인 것이 바람직하다. 내열재 (9) 의 예로는, 입상의 내열재를 층상으로 배치한 것, 다공질의 시트상 내열재 등을 들 수 있다.
내열재 (9) 를 형성한 경우, 고온이 된 내열재 (9) 가 착화원으로서 기능하기 때문에, 화염의 안정성이 더욱 향상된다. 또, 버너 (1) 내부에서의 연료 가스 (2) 및 연소용 공기 (3) 의 혼합이 불충분하였다고 해도, 내열재 (9) 에 의해 혼합이 보조되기 때문에, 화염의 안정성이 더욱 향상된다.
입상의 내열재를 사용하는 경우, 상기 입상의 내열재의 1 개당의 크기 (외접구의 직경) 는 1 ∼ 15 ㎜ 가 바람직하고, 1.5 ∼ 5 ㎜ 가 보다 바람직하다. 즉, 입상의 내열재 (9) 의 크기가 1 ㎜ 이하에서는, 그 내열재가 적층체 (4) 의 개구를 통과하여 낙하될 우려나, 적층체의 유로가 막힐 우려가 있다. 한편, 상기 입상의 내열재의 1 개당의 크기가 15 ㎜ 를 초과하면, 혼합 촉진의 효과가 충분히 얻어지지 않게 된다. 그 중에서도, 1.5 ∼ 5 ㎜ 의 내열재 (9) 를 사용함으로써, 입도의 불균일이 작아져, 균일한 화염이 형성되어 보다 바람직하다. 내열재 (9) 는, 볼상, 원통상, 각상 등을 생각할 수 있지만, 형상은 상관없다. 내열재 (9) 의 두께 (입자층의 두께 또는 시트상 내열재의 두께) 는, 3 ∼ 20 ㎜ 가 바람직하다.
내열재를 형성하는 경우, 추가로 상기 내열재의 노즐측에, 제 2 적층체를 형성할 수도 있다. 상기 제 2 적층체는, 적층체 (4) (제 1 적층체) 와 마찬가지로, 적층된 복수 장의 망상판을 포함하는 적층체이다. 단, 상기 제 2 적층체를 구성하는 망상판은, 망목이 어긋난 배치를 갖는 부분을 포함하고 있어도 되고, 포함하고 있지 않아도 된다.
버너가, 금속 섬유제 편물과 내열재의 양자를 구비하는 경우에는, 노즐과 적층체 사이에, 금속 섬유제 편물과 내열재를 임의의 순서로 설치할 수 있다. 예를 들어, 적층체의 노즐측에 금속 섬유제 편물을 설치하고, 상기 금속 섬유제 편물의 노즐측에 내열재를 설치할 수도 있다. 또, 적층체의 노즐측에 내열재를 설치하고, 상기 내열재의 노즐측에 금속 섬유제 편물을 설치할 수도 있다. 어느 경우에도, 추가로 노즐과 접하는 표면에, 제 2 적층체를 형성할 수 있다.
[복합 버너]
다음으로, 상기 면 연소 버너를 구비하는 복합 버너에 대하여 설명한다. 본 발명의 면 연소 버너는, 도 10 이나 도 11 에 단면도를 나타내는 바와 같이, 연료 가스를 토출하는 노즐 (121) 과, 연소용 공기를 토출하는 노즐 (131) 과 조합하여 일체의 복합 버너 (100) 로 할 수 있다. 복합 버너 (100) 에서는, 노즐 (121) 로부터 토출되는 연료 가스를, 노즐 (131) 로부터 토출되는 연소용 공기를 사용하여 연소시킴으로써 주염 (主炎) 이 형성된다. 상기 주염을 형성하기 위한 노즐 (121) 및 노즐 (131) 을 포함하는 부분을 주버너라고 한다. 한편, 복합 버너 (100) 에 포함되는 면 연소 버너는, 상기 노즐 (121) 로부터 토출되는 연료 가스에 착화시키기 위해, 또는 상기 주버너에서 형성되는 주염을 조력하기 위해 사용된다. 따라서, 노즐 (121) 은 주버너용 연료 가스 토출 노즐이고, 노즐 (131) 은 주버너용 연소용 공기 토출 노즐이다.
도 10 에 나타낸 복합 버너 (100) 에서는, 주버너의 연료 가스 (2) 를 토출하는 노즐 (121) 과, 주버너의 연소용 공기를 토출하는 노즐 (131) 이, 면 연소 버너의 적층체 (4) 의 양측에 배치된다. 도 11 의 복합 버너는 2 개의 면 연소 버너의 적층체 (4) 사이에 주버너의 연료 가스 (2) 를 토출하는 노즐 (121) 과, 주버너의 연소용 공기를 토출하는 노즐 (131) 이 배치된다.
또한, 도 10 에 있어서는, 편의상, 면 연소 버너의 적층체 (4) 만을 나타내고 있으며, 면 연소 버너의 노즐은 생략되어 있다. 그러나, 적층체 (4) 의 상류측에는, 도 1 에 나타낸 면 연소 버너 (1) 와 동일하게, 연료 가스 (2) 를 토출하는 노즐 (20) 및 연소용 공기 (3) 를 토출하는 노즐 (30) 이 형성되어 있어, 적층체 (4) 와 함께 면 연소 버너를 구성하고 있다.
또, 도 11 에서는, 면 연소 버너의 적층체 (4) 의 상류측에 도 1 의 31 과 동일한 노즐공 구조를 갖는다 (도시는 생략). 그리고, 연소용 공기 (3) 를 공급하는 유로로부터 적층체 (4) 에 이르는 부분이 도 1 의 연소용 공기를 토출하는 노즐 (30) 에 상당한다. 또, 연료 가스 (2) 를 공급하는 유로로부터 그 선단에 형성된 노즐공 (21) 에 이르는 부분이 도 1 의 연료 가스를 토출하는 노즐 (20) 에 상당한다. 그리고, 노즐공 (21) 의 하류측에서 연료 가스 (2) 와 연소용 공기 (3) 가 혼합되어, 적층체 (4) 로 유도된다. 또한, 면 연소 버너의 노즐공 (21) 은 1 개의 면 연소 버너당 1 개로 해도 되고, 도 1 과 같이 복수의 노즐공 (21) 을 형성해도 된다.
상기 서술한 구조를 갖는 복합 버너를 사용함으로써, 고속의 연료 가스를 토출한 경우에도, 면 연소 버너의 화염에 의해, 안정된 고속의 화염을 유지할 수 있어, 복합 버너로부터 떨어진 위치에 있는 물체를 효과적으로 가열할 수 있다.
상기 복합 버너는, 예를 들어, 철광석 원료에 혼합한 연료를 연소시켜 그 철광석 원료를 소결하는 소결기에 있어서의 점화 장치로서 바람직하게 사용할 수 있다. 즉, 소결기의 점화 장치의 내부에서는, 원료 중의 더스트가 많이 비산하고 있어, 버너의 폐색이 문제가 되고 있다. 또, 소결기 내 온도가 1000 ℃ 를 초과하는 경우가 많고, 또한 24 시간 조업을 실시하고 있기 때문에, 본 발명의 면 연소 버너를 사용하는 것에 의한 보전 부하 저감의 효과는 매우 크다.
실시예 1
도 8 에 나타내는 면 연소 버너를 제조하였다. 각 면 연소 버너의 적층체의 사양은, 표 1 에 나타낸 바와 같이 하였다. 발명예 1 에 있어서 사용한 망상체는, 표 2 에 나타낸 망선부의 굵기 (직경) 를 갖는 스테인리스강 (SUS) 제의 와이어로 이루어지고, 마름모꼴의 개구를 갖고 있다. 상기 개구의 평균 직경은, 표 2 에 나타낸 바와 같이 하였다. 또, 적층된 망상판 중 적어도 어느 것의 인접 상호 간에서 망목이 어긋난 배치를 갖는 부분을 포함하는 경우에는,「망목」을「불일치」, 망목이 어긋난 배치를 갖는 부분을 포함하지 않는 경우에는「일치」라고 하였다.
제조한 면 연소 버너의 실기의 분진 환경에서의 막힘 용이성을 정량적으로 평가하기 위해, 면 연소 버너를 소결기 점화로의 내부, 종래형의 슬릿 버너 가까이에 추가 설치하여 동시에 연소를 실시하는 실험을 하였을 때의, 연료 가스의 배관과 버너의 접속부에 있어서의 압력 (이후, 버너 전압이라고 한다) 을 정기적으로 측정하였다. 여기에서, 종래형의 슬릿 버너란, 미리 혼합한 연료 가스와 연소용 공기를 연소시키는 예혼합식의 버너이다. 상기 측정에 있어서는, 연료 가스 및 연소용 공기의 유량은 일정하게 하였다. 버너가 막힘에 따라 버너 전압이 상승한다. 또한, 도 8 에 나타내는 면 연소 버너는, 부호 22 로 나타내는 버너 전압 측정공이 추가되어 있는 점 이외에는, 상기 서술한 도 1 에 나타낸 것과 동일한 버너 구조를 갖는다.
연료 가스로는, 제철소 내의 부생 가스인 M 가스 (코크스로 가스와 고로 가스의 혼합 가스) 를 사용하였다. 상기 M 가스의 주성분은, H2 : 26.5 ％, CO : 17.6 ％, CH4 : 9.1 ％, N2 : 30.9 ％ 이다.
또, 비교로서, 종래의 금속 섬유제 편물 (내열성 금속 Fecralloy 제 메탈 니트) 을 사용한 버너 (종래예), 및 모든 망상판의 망목을 가지런히 하여 6 층 적층한 적층체를 사용한 버너 (비교예) 에 대해서도, 버너 전압을 조사하였다. 이들의 조사 결과는, 상기 종래예의 버너의 사용 개시시에 있어서의 버너 전압을 1 로 했을 때의 지수로 평가하였다. 그 결과를 도 9 에 나타낸다.
Figure 112019105520287-pct00001
도 9 에 나타낸 결과로부터, 종래예인 면 연소 버너 (No.1) 에서는, 버너 전압이 급격하게 상승하여, 사용 개시 후 4 개월에 가스의 공급압에 이르러, 필요량의 가스가 흐르지 않게 되었다. 비교예인 면 연소 버너 (No.2) 에서는, 사용 개시 후 18 개월에 가스의 공급압에 이르러, 필요량의 가스가 흐르지 않게 되었다. 한편, No.3 의 발명 버너에서는, 24 개월 경과 후에도 버너 전압의 변화는 거의 없어, 충분히 오랫동안 가스 유량을 유지하는 것이 가능하였다.
실시예 2
도 10 에 나타낸 구조의 복합 버너를 소결기의 점화용 버너로서 사용하여, 사용에 수반되는 버너의 막힘을 평가하였다. 도 10 의 복합 버너에 있어서는, 이미 서술한 바와 같이, 면 연소 버너가, 주버너의 연소를 돕는 수화 (袖火) 버너로서 사용된다. 면 연소 버너의 적층체 (4) 및 적층체 (4) 를 구성하는 망상판의 사양은, 표 2 에 나타내는 바와 같이 하였다. 또한, 표 2 의 망목 평균 직경 (㎜) 란에는, 사용한 망상판의 대각선의 길이 (㎜) 도 괄호 안에 함께 나타내었다.
버너의 막힘은, 연료 가스 및 연소용 공기의 유량을 일정하게 하고, 연료 가스의 배관과 버너의 접속부에 있어서의 압력 (이후, 버너 전압이라고 한다) 을 정기적으로 측정함으로써 평가하였다. 연료 가스로는, 실시예 1 과 동일하게, 제철소 내의 부생 가스인 M 가스를 사용하였다.
또, 비교를 위해, 면 연소 버너의 적층체 (4) 로서, 종래의 금속 섬유제 편물 (내열성 금속 Fecralloy 제 메탈 니트) 을 사용한 복합 버너 (종래예), 및 모든 망상판의 망목을 가지런히 하여 5 층 적층한 적층체를 사용한 복합 버너 (비교예) 에 대해서도, 버너 전압을 조사하였다. 이들의 조사 결과는, 종래의 버너의 사용 개시시에 있어서의 버너 전압을 1 로 했을 때의 지수로 평가하였다. 그 결과를 도 12 에 나타낸다.
Figure 112019105520287-pct00002
No. 1 의 종래예는, 수화 버너에 내열성 금속 Fecralloy 제의 메탈 니트를 사용하고 있었지만, 4 개월 정도의 사용으로, 막힘에 의한 가스 유량 저하가 원인으로 화염이 불안정해져, 메인 버너의 블로 오프를 방지하기 위해 유속을 떨어뜨리고 조업해야 하여, 연료 가스의 사용 원단위가 악화되어 있었다. 그 때문에, 4 개월마다 버너를 떼어내어 청소하는 것이 필요하여 보전 부하가 컸다. No.3 의 버너 (발명예 2) 를 사용함으로써, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 유량 저하까지의 기간이 2 년이 되어, 보전 부하를 경감할 수 있었다. 한편, No.2 의 비교 버너에서는, 8 개월 정도의 사용으로, No.1 의 버너와 동일하게, 메인 버너의 블로 오프를 방지하기 위해 유속을 떨어뜨리고 조업해야 하여, 연료 가스의 사용 원단위가 악화되어 있었다. 그 때문에, 8 개월마다 버너를 떼어내어 청소하는 것이 필요하여 보전 부하가 컸다.
실시예 3
도 11 에 나타낸 구조의 복합 버너를 사용한 점 이외에는 상기 실시예 2 와 동일한 조건에서, 사용에 수반하는 버너의 막힘을 평가하였다. 면 연소 버너의 적층체 (4) 및 적층체 (4) 를 구성하는 망상판의 사양은, 표 3 에 나타내는 바와 같이 하였다. 또한, 표 3 의 망목 평균 직경 (㎜) 란에는, 사용한 망상판의 대각선의 길이 (㎜) 도 괄호 안에 함께 나타내었다.
또, 비교를 위해, 면 연소 버너의 적층체 (4) 로서, 종래의 금속 섬유제 편물 (내열성 금속 Fecralloy 제 메탈 니트) 을 사용한 복합 버너 (종래예), 및 모든 망상판의 망목을 가지런히 하여 5 층 적층한 적층체를 사용한 복합 버너 (비교예) 에 대해서도, 버너 전압을 조사하였다. 이들의 조사 결과는, 종래의 버너의 사용 개시시에 있어서의 버너 전압을 1 로 했을 때의 지수로 평가하였다. 그 결과를 도 12 에 나타낸다.
Figure 112019105520287-pct00003
No.1 의 종래예는, 수화 버너에 내열성 금속 Fecralloy 제의 메탈 니트를 사용하고 있었지만, 4 개월 정도의 사용으로, 막힘에 의한 가스 유량 저하가 원인으로 화염이 불안정해져, 메인 버너의 블로 오프를 방지하기 위해 유속을 떨어뜨리고 조업을 해야 하여, 연료 가스의 사용 원단위가 악화되어 있었다. 그 때문에, 4 개월마다 버너를 떼어내어 청소하는 것이 필요하여 보전 부하가 컸다. No.3 및 4 의 버너 (발명예 3, 4) 를 사용함으로써, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 3 년을 경과해도 유량 저하가 확인되지 않아, 보전 부하를 대폭 경감할 수 있었다. No.5 의 버너 (발명예 5) 는, 개구율이 높기 때문에, No.3 및 4 의 버너보다 떨어지는 결과가 되었지만, 종래예에 비해서는 충분한 효과가 확인되었다. 한편, No.2 의 비교 버너에서는, 8 개월 정도의 사용으로, No.1 의 버너와 동일하게, 메인 버너의 블로 오프를 방지하기 위해 유속을 떨어뜨리고 조업해야 하여, 연료 가스의 사용 원단위가 악화되어 있었다. 그 때문에, 8 개월마다 버너를 떼어내어 청소하는 것이 필요하여 보전 부하가 컸다.
1 : 면 연소 버너
2 : 연료 가스
3 : 연소용 공기
4 : 적층체 (연소부)
5 : 화염
6 : 금속 섬유제 편물
7 : 더스트
8 : 복사열
9 : 내열재
20 : 노즐
21 : 노즐공
30 : 노즐
31 : 노즐공
40 : 망상판
41 : 개구
42 : 망선부
100 : 복합 버너
121 : 노즐
131 : 노즐

Claims (13)

  1. 연료 가스 및 연소용 공기를 토출하는 노즐과,
    상기 노즐의 선단에 형성된, 적층된 복수 장의 망상판을 포함하는 적층체를 구비하고,
    상기 적층체는, 상기 망상판 중 적어도 어느 것의 인접 상호 간에서 망목이 어긋난 배치를 갖는 부분을 포함하는, 면 연소 버너로서,
    상기 망상판은, 철망상의 판, 익스펜디드 메탈 및 펀칭 메탈에서 선택되는 1 개 또는 2 개 이상의 조합으로 이루어지고,
    상기 적층체가 상기 면 연소 버너의 표면에 형성되어 있고, 상기 적층체의 표면에서 화염이 형성되는 면 연소 버너.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층체의 개구율이 8 ％ 이하인 면 연소 버너.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 망상판의 개구율이 30 ％ 이상 85 ％ 이하인 면 연소 버너.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층체는, 상기 망상판의 적층 간격이 적층판의 판두께 중심간 거리로 2 ㎜ 이하인 면 연소 버너.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 망상판은, 망의 선경이 0.2 ∼ 2 ㎜ 인 면 연소 버너.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 망상판의 개구는, 평균 직경이 1 ∼ 5 ㎜ 인 면 연소 버너.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층체는, 상기 망상판을 4 장 이상 갖는 면 연소 버너.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 망상판이 철망상의 판인 면 연소 버너.
  9. 제 1 항에 있어서,
    추가로, 상기 적층체의 상기 노즐측에, 금속 섬유제 편물을 구비하는 면 연소 버너.
  10. 제 1 항에 있어서,
    추가로, 상기 적층체의 상기 노즐측에 내열재를 구비하는 면 연소 버너.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 내열재의 두께가 3 ∼ 20 ㎜ 인 면 연소 버너.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 면 연소 버너와, 연료 가스를 토출하는 노즐과, 연소용 공기를 토출하는 노즐을 구비하는 복합 버너.
  13. 철광석 원료를 소결시키는 소결기용의 점화 장치로서, 제 12 항에 기재된 복합 버너를 구비하는 소결기용 점화 장치.






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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020063868A (ja) * 2018-10-16 2020-04-23 東京瓦斯株式会社 表面燃焼バーナ
JP7181120B2 (ja) * 2019-02-25 2022-11-30 リンナイ株式会社 全一次燃焼式バーナ
CN113862450B (zh) * 2021-09-27 2023-03-31 山东建筑大学 一种棒材燃气加热装置及方法
DE102021125524A1 (de) * 2021-10-01 2023-04-06 Vaillant Gmbh Flammensperre, Gasbrenner und Gasheizgerät
KR20240002488A (ko) * 2022-06-29 2024-01-05 주식회사 경동나비엔 버너 및 이를 포함하는 물 가열기
KR102558468B1 (ko) * 2022-07-29 2023-07-21 (주) 제이엠비 온열매트 제조용 용융 접합장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001235117A (ja) * 2000-02-18 2001-08-31 Tokyo Gas Co Ltd 表面燃焼バーナ
JP2006194456A (ja) * 2005-01-11 2006-07-27 Jfe Steel Kk 焼結鉱の製造装置および製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3107720A (en) * 1955-02-21 1963-10-22 Antargaz Gas-fired radiant heaters
US3199573A (en) * 1963-01-17 1965-08-10 Charles S Fiynn Gas burner
US3857670A (en) * 1973-03-29 1974-12-31 Int Magna Corp Radiant burner
US3852025A (en) * 1973-09-28 1974-12-03 Int Magna Corp Infra-red heater
JPS56122011U (ko) * 1980-02-19 1981-09-17
JPH0676841B2 (ja) 1990-01-31 1994-09-28 日本鋼管株式会社 表面燃焼バーナ
ATE174681T1 (de) 1992-03-03 1999-01-15 Bekaert Sa Nv Poröse metallfiber-platte
SE514250C2 (sv) 1993-07-01 2001-01-29 Kanthal Ab Gasbrännare av ytstrålningstyp
US5380192A (en) * 1993-07-26 1995-01-10 Teledyne Industries, Inc. High-reflectivity porous blue-flame gas burner
JP3691733B2 (ja) 2000-07-12 2005-09-07 リンナイ株式会社 表面燃焼バーナ
US7611351B2 (en) * 2005-06-24 2009-11-03 Chemical Physics Technologies, Inc. Radiant gas burner
CN102226523A (zh) 2011-05-26 2011-10-26 李长江 一种燃气炉灶用金属蜂窝体聚能节气燃烧器
JP6246455B2 (ja) * 2012-03-19 2017-12-13 Ｊｆｅスチール株式会社 焼結機点火炉用バーナ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001235117A (ja) * 2000-02-18 2001-08-31 Tokyo Gas Co Ltd 表面燃焼バーナ
JP2006194456A (ja) * 2005-01-11 2006-07-27 Jfe Steel Kk 焼結鉱の製造装置および製造方法

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