KR200170645Y1 - 복사튜브관의 파이롯트 버너장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉간압연 설비의 가열로에 설치된 메인 버너를 점화시키는 데 이용되는 화염감지용 파이롯트 버너장치에 관한 것이다.

본 고안은 연료가스가 하우징을 통해 본체내의 가스공급관에 공급되고, 선회기를 지난 혼합가스가 상기 선회기를 관통하는 전극로드와 접지봉과의 접지에 의해서 불꽃을 형성하여 착화가 이루어지는 복사 튜브관의 파이롯트 버너장치에 있어서, 상기 전극로드(12)는 가스공급관(23)의 외면에 애자(37)를 통해 고정설치되고, 상기 가스공급관(23)에는 길이 방향으로 다수개의 1차 연료노즐(24)과 함께 선단부 둘레를 따라 2차 연료노즐(25)이 설치되며, 상기 전극로드(12)와 가스공급관(23)에 선회기(15)가 결합수단에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 복사 튜브관의 파이롯트 버너장치를 제공한다.

상기와 같은 본 고안의 구성과 작용에 의하여 1쌍으로 대향 설치되는 전극로드팁에 의해 기능상의 장애를 받는 일이 없이 미세 화염부의 감지가 안정적으로 이루어지고, 메인 버너의 초기 착화가 용이해지며, 관련 자재의 원가절감과 함께 열악한 환경에서의 작업자의 작업성 저하와 재해를 줄일 수 있는 효과가 제공된다.

Description

복사튜브관의 파이롯트 버너장치{APPARATUS FOR PILOT BURNER OF RADIATION TUBE DUCT}

본 고안은 복사튜브관의 파이롯트 버너장치에 관한 것으로, 특히 냉간압연 설비의 가열로에 설치된 메인 버너를 점화시키는 데 이용되는 화염감지용 파이롯트 버너장치에 관한 것이다.

도 1은 냉간압연 설비의 가열로에 설치된 파이롯트 버너의 연소공정을 설명하기 위한 개략도로서, 일반적으로 냉간압연 설비의 가열로에는 원형 구조를 갖는 중공형 복사 튜브관(62)이 다량 설치되어 있는 바, 이러한 복사 튜브관(62)의 선단부에는 각각의 연소를 일으켜 열을 전달하기 위한 메인 버너(50)가 구비되고, 동축상으로는 상기 메인 버너(50)의 초기 착화를 목적으로 하는 파이롯트 버너(40)가 각각 설치되어 있다.

상기 메인 버너(50)는 연료가스인 COG(Coke Oven Gas)와, 대기중의 공기를 흡입하여 복사 튜브관(62) 내부에서 연소를 일으키고, 복사 튜브관(62) 외벽에서 발생되는 연소열에 의해 철판을 소정의 온도로 가열시키며, 복사 튜브관(62)에서 발생되는 연소 가스는 배기장치에 의해 외부로 배기된다.

상기 메인버너(50)에 공급되는 연소용 공기는 복사 튜브관(62)의 공기흡입댐퍼(63)를 통해 흡입하게 된다. 즉, 배가스 흡입관(64)을 통해 석션 흡입압력을 블로워(60) 가동에 의해 흡입시킴에 따라 자연적으로 공기흡입댐퍼(63)를 통해 연소용 공기가 흡입되어 메인버너(50)의 연료가스와 점화가 이루어진다.

상기 메인 버너(50)는 초기 착화장치인 파이롯트 버너(40)의 점화에 의해서 연소가 되는 바, 메인 버너(50)를 연소시키기 위해서는 파이롯트 버너(40)를 점화시킨 후 상기 파이롯트 버너(40)의 자체 발생되는 화염에 의해 불꽃속의 이온화 전류를 감지하여 이상이 없는 경우 메인 버너(50)의 연료공급용 밸브를 자동적으로 열어주어서 메인 버너의 연소가 이루어지도록 하는 자동화방식을 갖는다.

따라서, 메인 버너(50)를 연소시키기 위해서는 파이롯트 버너(40)는 항시 점화가 되어 있어야 하고, 파이롯트 버너(40)가 정상적으로 점화되기 위해서는 불꽃(Spark)을 일으키도록 전원을 공급시키는 증폭기와, 점화된 화염속에서 이온화 전류를 감지하는 전극로드의 작용과 아울러 연료가스인 COG와 공기의 혼합상태가 정상적으로 이루어져야 한다.

이러한 과정중에 시간이 지남에 따라 상기 파이롯트 버너(40)의 COG관의 타르 및 스케일 발생등에 의해 막힘 현상이 발생되고, COG와 공기의 혼합비가 불량함에 따라 화염분사가 정상적으로 이루어지지 않아서 화염의 이온화 전류를 받아서 메인 버너(50)에 전달하는 감지기능이 부족하게 되며, 이는 결국 메인 버너(50)의 연료가스인 COG 밸브를 열어주지 못하게 되어 철판을 소정의 온도로 가열시키기 위해 필요로 하는 충분한 열량 확보가 어렵게 된다.

이와 같은 복사 튜브관의 파이롯트 버너장치의 종래 기술의 예가 도 2 내지 도 4에 도시되어 있다.

즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 도체인 전극로드(12)가 플러그(10)에서부터 일직선상으로 가스유입용 본체관(33)의 끝단부 위치까지 놓이게 되고, 그 외면으로 상기 전극로드(12)의 절연을 위한 세라믹 재질의 절연체 애자(37)가 감싸고 있으며, 연료가스가 연료가스홀(21)과 하우징(20) 내부를 통해 가스유입용 본체관(33)내의 가스공급관(23)에 공급된다.

연료가스와 공기는 가스유입용 본체관(33) 끝단부에서 선회기(15)에 의해 혼합되고, 상기 선회기(15)를 지난 혼합가스(연료가스+공기)는 선회기(15) 중심부를 관통하는 전극로드(12)와 가스유입용 본체관(33) 끝단부에 설치된 네 갈래의 접지봉(26)과의 접지에 의해서 불꽃을 형성하여 착화가 이루어지게 된다.

즉, 플러그(10)에서 공급된 전원은 음극을 띄게 되고, 가스유입용 본체관(33)은 양극을 형성하여 전극로드(12)와 접지봉(26) 사이에서 불꽃이 형성되고, 선회기(15)에서 혼합된 혼합가스에 의해 착화되어 화염속에서 흐르는 미세 전류(2∼3 니크롬 암페어의 이온화 전류)를 전극로드(12)가 받아 상기 플러그(10) 선단의 점화 시스템으로 전달시켜 메인 버너의 연료공급용 밸브를 열도록 하는 구조이다.

그러나, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 선회기(15) 후단의 전극로드(12)는 고압의 화염속에서 직접적으로 노출됨에 따라 고온산화에 의한 변형(12a), 절단(12b)등의 현상이 발생되고, 착화부 지점에서 네 갈래의 접지봉(26)이 전극로드(12)의 변형과 같이 조기에 탈락됨에 의하여 전극로드(12)와 접지봉(26) 사이에서 불꽃을 일으킬 수 있는 적정 접지간극(3㎜)을 벗어나 불꽃을 일으키지 못하고 이에 따라 혼합가스의 착화가 이루어지지 않게 된다.

이에 따라 자재 교체비의 상승 및 고온 고열개소에서의 정비 및 부품 교환작업에 의한 작업자의 피로가중과 탈진상태가 발생되는 문제점이 있었으며, 도면 중 미설명 부호 11은 링, 22는 공기홀, 30은 가이드, 31은 가이드 캡, 32는 넉볼트이다.

본 고안은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 고온산화에 의한 전극로드의 변형, 절단등을 방지하여 혼합가스의 착화를 용이하게 하고, 부품 교체에 따른 원가 상승요인을 줄이며, 작업자의 피로도를 감소킬 수 있는 복사 튜브관의 파이롯트 버너장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 냉간압연 설비의 가열로에 설치된 파이롯트 버너의 연소공정을 설명하기 위한 개략도,

도 2는 종래 파이롯트 버너장치의 구성도,

도 3은 도 2의 A부 상세도,

도 4는 종래 파이롯트 버너장치에 있어서의 문제점을 설명하기 위한 개략도,

도 5는 본 고안에 따른 복사튜브관의 파이롯트 버너장치의 조립도,

도 6은 본 고안의 분해사시도,

도 7은 본 고안의 요부상세도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 플러그 12 : 전극로드

13 : 콘넥터로드 14,37 : 애자

15 : 선회기 16 : 전극로드팁

17 : 에어노즐 23 : 가스공급관

24 : 1차 연료노즐 25 : 2차 연료노즐

33 : 가스유입용 본체관 40 : 파이롯트 버너

50 : 메인 버너 60 : 복사 튜브관

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 연료가스가 하우징을 통해 본체내의 가스공급관에 공급되고, 선회기를 지난 혼합가스가 상기 선회기를 관통하는 전극로드와 접지봉과의 접지에 의해서 불꽃을 형성하여 착화가 이루어지는 복사 튜브관의 파이롯트 버너장치에 있어서, 상기 전극로드는 가스공급관의 외면에 애자를 통해 고정설치되고, 상기 가스 공급관에는 길이 방향으로 다수개의 1차 연료노즐과 함께 선단부 둘레를 따라 2차 연료노즐이 설치되며, 상기 전극로드와 가스공급관에 선회기가 결합수단에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 복사 튜브관의 파이롯트 버너장치가 제공된다.

이와 같은 본 고안에서 상기 선회기의 내면에는 다수개의 에어노즐이 형성되어 있고, 상기 1차 연료노즐을 중심으로 1쌍의 전극로드팁이 대향 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 이와 같은 본 고안에서 상기 결합수단은 상기 전극로드에 결합되는 콘넥터로드와, 상기 콘넥터로드에 결합되는 애자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 양호한 실시예를 도시한 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세하게 설명한다.

도 5 내지 도 7은 본 고안에 따른 복사 튜브관의 파이롯트 버너장치의 일실시예를 나타내는 것으로서, 이에 따른 파이롯트 버너장치는 플러그(10)가 가스공급관(23)의 외면에 2개의 애자(37)를 통해 고정설치된 전극로드(12)를 통해 연결되고, 상기 전극로드(12)는 후술하는 전극로드팁(16)에 연결된다.

상기 가스공급관(23)의 내부에는 길이 방향으로 4개의 1차 연료노즐(24)이 설치되며, 가스공급관(23)의 선단부는 소정 직경으로 축소 가공되어 그 둘레를 따라 연료를 배출시키기 위한 다수개의 2차 연료노즐(25)이 설치되어 있다.

상기 전극로드(12)와 가스공급관(23)의 선단부에 선회기(15)가 결합되어지되, 상기 선회기(15)는 그 내면 둘레를 따라 다수개의 에어노즐(17)이 형성되어 있고, 콘넥터로드(13)가 상기 전극로드(12)의 선단부에 나사결합되고, 상기 선회기(15)의 상,하부를 관통하는 애자(14)의 일단부가 상기 콘넥터로드(13)를 통해 각각 너트결합되어 있다.

상기 애자(14)는 선회기(15)와의 접지를 방지하기 위하여 설치되고, 상기 콘넥터로드(13)는 가스공급관(23)과의 접지를 방지하기 위해 원형 구조를 갖는 애자(37)와 연결되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 가스유입용 본체관(33)은 연료가스홀(21)과 공기홀(22)이 하우징(20) 내부에서 연통되어 있다.

또한, 상기 애자(14)의 타단부에는 가스공급관(23)과의 접지(간극)을 위해 'Ｌ'자 형상을 갖는 1쌍의 전극로드팁(16)이 나사결합되어 상기 1차 연료노즐(24)을 중심으로 대향 설치되어 있다.

또한, 가스유입용 본체관(33)에는 공기관팁(34)과 콘넥터(35)가 연결설치되며, 도면 중 미설명 부호 36은 넉볼트이다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 고안의 작용을 설명한다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 전원이 플러그(10)와 전극체인 전극로드(12)를 거쳐 가스유입용 본체관(33)을 통과하여 콘넥터로드(13)에 의해 양갈래로 분기된 전극로드팁(16)의 선단부에서 상기 가스공급관(23)의 1,2차 연료노즐(24,25)을 통해 나오는 가스와의 접지에 의해 불꽃을 형성하는 바, 이때 상기 애자(14,37)는 전극로드(12)의 방전을 방지하게 된다.

이를 좀더 부연하여 설명하면, 가스유입용 본체관(33)의 하우징(20) 내부로 공급되는 연료가스는 가스공급관(23)을 따라 2차 연료노즐(25) 형성부에서 선회기(15)내의 공기홀(22)을 통해 공급되는 공기와 접촉하면서 전극로드팁(16)의 스파크에 의해 착화가 되고, 상기 2차 연료노즐(25)에서 공급되는 연료가스는 선회기(15)의 외부로 순환되는 공기와 혼합되어 2차 점화를 이룬다.

즉, 연료가스홀(21)에서 분출되는 미세화염부는 전극로드(12)의 화염감지를 주목적으로 하고, 1차 연료노즐(24)과 선회기(15)의 외벽으로 공급되는 공기와의 혼합된 연소가스는 전극로드팁(16)의 스파크에 의해 점화되어 일직선상으로 불꽃을 길게 형성하여 전극로드팁(16)의 연료가스홀(21)에서 분출되는 미세화염부를 검출하고, 그 검출된 신호에 의해 메인버너의 연료공급용 밸브를 여는 경우에 있어서 상기 메인버너의 초기 착화를 돕는 기능을 행하게 된다.

상기 전극로드팁(16)에 의한 화염감지에 있어서, 2차 연료노즐(25)에서 분사되는 연료와, 선회기(15) 내의 에어노즐(17)에서 공급되는 공기와의 접지에 의한 미세 화염부를 검출하므로 종래 고압력으로 분출되는 화염속의 이온화 전류를 받는 것과는 달리 감지방식에서의 안정성을 기할 수 있다.

또한, 상기 전극로드팁(16)의 어느 하나가 시간의 경과에 따라 이상이 발생되더라도 다른 하나의 전극로드팁(16)이 스파크 형성 및 화염감지기능을 지속적으로 수행할 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 고안에 따르면 1쌍으로 대향 설치되는 전극로드팁에 의해 기능상의 장애를 받는 일이 없이 미세 화염부의 감지가 안정적으로 이루어지고, 메인 버너의 초기 착화가 용이해지는 효과가 있다.

또한, 관련 자재의 원가절감과 함께 열악한 환경에서의 작업자의 작업성 저하와 안전재해를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 연료가스가 하우징을 통해 본체내의 가스공급관에 공급되고, 선회기를 지난 혼합가스가 상기 선회기를 관통하는 전극로드와 접지봉과의 접지에 의해서 불꽃을 형성하여 착화가 이루어지는 복사 튜브관의 파이롯트 버너장치에 있어서,

   상기 전극로드(12)는 가스공급관(23)의 외면에 애자(37)를 통해 고정설치되고, 상기 가스공급관(23)에는 길이 방향으로 다수개의 1차 연료노즐(24)과 함께 선단부 둘레를 따라 2차 연료노즐(25)이 설치되며, 상기 전극로드(12)와 가스공급관(23)에 선회기(15)가 결합수단에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 복사 튜브관의 파이롯트 버너장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 선회기(15)의 내면에는 다수개의 에어노즐(17)이 형성되어 있고, 상기 1차 연료노즐(24)을 중심으로 1쌍의 전극로드팁(16)이 대향 설치된 것을 특징으로 하는 복사 튜브관의 파이롯트 버너장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 결합수단은 상기 전극로드(12)에 결합되는 콘넥터로드(13)와, 상기 콘넥터로드(13)에 결합되는 애자(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복사 튜브관의 파이롯트 버너장치.