KR200198903Y1 - 턴디쉬 예열용 가스버너 - Google Patents

턴디쉬 예열용 가스버너 Download PDF

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Abstract

본 고안은 턴디쉬를 예열하는 예열장치용 가스버너에 관한 것으로, 보다 상세히는 선회공기에 의해 화염의 부피가 크고 연속가스의 유속이 전체적으로 균일하여 턴디쉬 전면을 고르게 가열할 수 있도록 한 턴디쉬 가스버너에 관한 것이다.
본 고안은 연소용 공기가 1차공기와 2차공기로 분리되어 공급되고, 연료가스는 연료가스 도입관을 통하여 공급되어 연료노즐에서 버너 중심축방향 및 반경방향으로 분출되어 연소되는 턴디쉬 예열용 가스버너에 있어서, 중공형 공기챔버의 전면측에 형성되는 노즐판을 갖추고, 상기 노즐판에는 연소용 공기를 직진류로 공급하는 다수개의 1차공기노즐; 상기 다수의 1차공기노즐의 방사상외측으로 나선형으로 버너 중심축상으로 비틀려 선회류로 공급하는 2차공기노즐; 상기 중공형 공기챔버를 관통하는 연료가스 도입관을 갖추고 버너 중심축방향 및 반경방향으로 연료가스가 분출되는 연료노즐; 상기 연료가스 도입관의 중앙에 배치되고 미량의 공기를 연료노즐 중심부에 분출시켜 연료노즐을 냉각시키는 중앙공기관; 과, 1차공기노즐이 존재하고 연료의 안정연소 역할을 하도록 노즐판의 전면 중앙에 오목하게 형성된 평면의 보염홈; 을 포함하는 턴디쉬 예열용 가스버너를 제공한다.

Description

턴디쉬 예열용 가스버너
본 고안은 턴디쉬를 예열하는 예열장치용 가스버너에 관한 것으로, 보다 상세히는 선회공기에 의해 화염의 부피가 크고 연속가스의 유속이 전체적으로 균일하여 턴디쉬 전면을 고르게 가열할 수 있도록 한 턴디쉬 예열용 가스버너에 관한 것이다.
일반적으로 제1도에서 보는 바와같이 턴디쉬(10)는 연구공정중 래들(20)로부터 용강을 수강하여 연주기(30)에 주입하는 설비이며, 제2도에서 턴디쉬 예열장치(40)는 용강수강시 턴디쉬내 내화물(70)의 열충격을 방지하고 연주공정 말기까지 온도하락을 방지하기 위하여 턴디쉬를 용강온도까지 예열하는데 사용되는 장치이다.
종래의 턴디쉬 예열용 가스버너는 제6도 및 제7도에서 보는 바와같이 연료가스가 연료노즐(330)로부터 버너중심축에 대하여 반경방향으로 분사되고, 연소용 공기는 공기노즐(260)을 통하여 버너중심축 방향으로 분사되어 연료가스와 연소용 공기가 직교하면서 혼합 및, 연소되는 구조이다.
상기 구조에서 연소진행 과정은 제8도에서 보는 바와같이 연소가스가 연료노즐(330)을 통하여 반경방향으로 공급되고, 연소용 공기는 공기노즐(360)을 통하여 직진류로 분출되므로 연소용 공기와 연료가스는 서로 직교차하여 혼합하면서 연소가 진행된다. 한편, 턴디쉬내의 내화물은 충분한 온도와 내화물 표면의 온도균일이 필요하지만 상기와 같은 연료가스와 연소용 공기의 혼합방식에 의한 화염 및 연소가스의 유동은 연소용 공기의 흐름모양과 유사하여 가늘고 길게 형성되어 턴디쉬내 내화물을 국부적으로 가열하게 되어 표면의 온도불균일을 야기하며 고부하시 고속으로 분출되는 연소용 공기에 의해 연소소음이 커지게 되고 과잉공기를 사용할 때 보염성의 저하로 화염의 꺼짐이나 화염형상의 불안정 등의 문제점이 발생한다.
본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연소용 공기를 2단계로 나누어 공급함으로서 점진적 연소로 연소소음을 줄이며, 연소용 공기를 선회공급하여 재순환류 형성에 의한 보염효과를 얻고, 화염의 부피를 크게하여 턴디쉬내 내화물을 균일하게 가열할 수 있으며, 연료노즐 중심부에 위치한 중앙공기노즐을 통하여 중앙공기를 공급함으로써 연료노즐의 열화소손을 방지할 수 있는 연소방식의 예열용 가스버너를 제공하는데 그 목적이 있다.
제1도는 일반적인 연주공정의 개략도.
제2도는 일반적인 턴디쉬 및 턴디쉬 예열작업 개략도.
제3도는 본 고안에 따른 턴디쉬 예열용 가스버너의 일부절결 사시도.
제4도는 본 고안에 따른 턴디쉬 예열용 가스버너의 정단면도.
제5도는 본 고안에 따른 턴디쉬 예열용 가스버너의 동작상태를 나타낸 정단면도.
제6도는 종래의 가스버너의 일부절결 사시도.
제7도는 종래의 가스버너의 정단면도.
제8도는 종래의 가스버너의 동작상태를 나타낸 정단면도.
제9도는 턴디쉬 바닥의 내화물 표면온도분포 비교도.
제10도는 내화물 승온속도 비교도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110 : 연료도입관 120 : 연료공급관
130 : 연료노즐 140 : 공기도입관
150 : 공기챔버 160 : 1차공기노즐
170 : 2차공기노즐 180 : 전기점화장치
190 : 중앙공기공급관 200 : 중앙공기노즐
220 : 보염홈 370 : 버너타일
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 연소용 공기가 1차공기와 2차공기로 분리되어 공급되고, 연료가스는 연료가스 도입관을 통하여 공급되어 연료노즐에서 버너 중심축방향 및 반경방향으로 분출되어 연소되는 턴디쉬 예열용 가스버너에 있어서, 중공형 공기챔버의 전면측에 형성되는 노즐판을 갖추고, 상기 노즐판에는 연소용 공기를 직진류로 공급하는 다수개의 1차공기노즐; 상기 다수의 1차 공기노즐의 방사상외측에서 나선형으로 버너 중심축상으로 비틀려 선회류로 공급하는 2차공기노즐; 상기 중공형 공기챔버를 관통하는 연료가스 도입관을 갖추고 버너중심축방향 및 반경방향으로 연료가스가 분출되는 연료노즐; 상기 연료가스 도입관의 중앙에 배치되고 미량의 공기를 연료노즐 중심부에 분출시켜 연료노즐을 냉각시키는 중앙공기관; 과, 1차공기노즐이 존재하고 연료의 안정연소 역할을 하도록 노즐판의 전면 중앙에 오목하게 형성된 평면의 보염홈; 을 포함함을 특징으로 하는 턴디쉬 예열용 가스버너를 마련함에 의한다.
이하, 본 고안을 도면에 따라서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 고안의 일부절결 사시도이고, 제4도는 본 고안의 정단면도이며, 제5도는 본 고안의 동작상태를 나타낸 정단면도이다.
본 고안은 연소용 공기를 유입시키는 공기도입구(140)와, 유입된 공기흐름을 균일하게 형성시키는 공기챔버(150)와, 공기를 분출하는 공기노즐(160,170)과, 연료가스가 유입하는 연료가스 도입관(110)과, 연료가스를 분출시키는 연료노즐(130)과, 연료노즐을 냉각시키는 중앙공기관(190)과 중앙공기노즐(200)을 포함하는 구성으로 된다. 이를 보다 상세히 설명하면, 본 고안은 몸체(152)내부의 중공형 공기챔버(150)의 전면측에 형성되는 노즐판(155)을 갖추고, 상기 노즐판(155)에는 연소용 공기를 직진류로 공급하는 다수개의 1차공기노즐(160)이 형성된다. 상기 1차공기노즐(160)은 다수개가 각각 직선형으로 형성된 것이고, 1차공기를 공기챔버(150)에서 직선류로 분사시킨다. 그리고, 상기 다수의 1차공기노즐(160)의 방사상외측에서 나선형으로 버너 중심축상으로 비틀려 선회류로 공급하는 2차공기노즐(170)이 형성되는 바, 이는 제3도에서 점선으로 도시된 바와 같이, 나선식으로 비틀려 형성되는 것이고, 이를 통과하는 2차공기는 선회류를 형성하는 것이다. 또한 상기 중공형 공기챔버(150)를 관통하는 연료가스 도입관(110)을 갖추고, 상기 연료가스 도입관(110)의 선단에는 버너 중심축방향 및 반경방향으로 연료가스가 분출되는 연료노즐(130)이 형성되는 것이다.
또한, 상기 연료가스 도입관(110)의 중앙에는 중앙공기관(190)이 배치되는 바, 이는 미량의 공기를 연료노즐(130) 중심부에 분출시켜 연료노즐(130)을 냉각시키도록 입구(192)가 공기챔버(150)내에 형성되고 타측단부는 연료노즐(130)의 중앙에서 중앙공기노즐(200)을 형성하는 것이다. 한편, 상기 노즐판(155)의 전면 중앙에는 오목하게 형성된 평면의 보염홈(220)이 형성되며, 상기 보염홈(220)내에는 1차공기노즐(160)이 존재하고 연료노즐(130)에서 분사된 연료가스와, 1차공기노즐(160)에서 분사된 1차공기가 서로 안정적으로 혼합되도록 하는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 고안의 동작원리를 설명하면 다음과 같다.
본 고안의 턴디쉬 예열용 가스버너가 연소하기 위해서는 먼저 전기점화장치(180)를 통하여 아아크 불꽃이 보염홈(220) 부위에 형성된다. 그리고, 연소에 필요한 공기는 공기도입구(140)을 통해 공기챔버(150)로 유입되며 공기챔버(150) 내에서 흐름이 균일하게 형성되어 1차공기노즐(160)과 2차공기노즐(170)로 분리되어 버너의 전방측으로 분사된다. 이때, 연료가스는 연료가스 도입관(120)을 거쳐 연료노즐(130)에서 직진 및 반경방향으로 분출되며, 1차 공기는 버너중심축 방향과 동일하게 분출되고 2차공기는 버너중심축 방향에 대해 경사지게 형성된 2차공기노즐(170)을 통해 나선형으로 선회하면서 공급된다. 따라서, 선회공급되는 2차공기에 의해 화염은 반경방향으로 확장하게 되어 화염의 부피가 커지며 화염내부 축중심부에 재순환류가 형성되어 화염의 보염역할을 한다. 1차공기는 연료노즐(130)과 2차공기의 중간에 위치하며 연료가스와 일부 혼합·연소하여 점진적 연소에 의한 저소음연소를 하도록 한다. 1차공기노즐(160)이 위치한 평면의 보염홈(220)은 특히, 고부하시에도 저속의 공기유동이 형성되어 불안정연소 및 화염의 꺼짐 등을 방지한다. 노즐판(155)의 외측에 장착되는 타일부(370)는 내화물로 제작되며 예열작업중 턴디쉬 뚜껑(50)의 예열구(60)를 밀폐하여 누출열을 막아주고 연소소음의 외부 유출을 방지한다.
한편, 중앙공기는 버너 축중심상에 위치한 중앙공기관(190)을 통하여 연료노즐(200)중심부의 중앙공기노즐(200)에서 분출되며, 저부하시 화염의 형상을 유지하고 연료노즐(130)을 냉각시켜 연료노즐(130)의 열화소손을 방지한다.
본 고안의 턴디쉬 예열용 가스버너를 실제 턴디쉬와 동일한 실험로에 장착하여 내화물의 승온형태를 실험하여 제9도, 제10도와 같은 결과를 얻었다. 제9도는 종래의 턴디쉬 예열용 가스버너와 본 고안의 턴디쉬 예열용 가스버너와의 표면온도 분포를 비교한 것으로서 본 고안의 턴디쉬 예열용 가스버너의 표면온도분포가 전면에 걸쳐서 종래에 비하여 균일하게 나타났다. 제10도는 종래의 턴디쉬 예열용 가스버너와 본 고안의 턴디쉬 예열용 가스버너와의 승온속도를 비교한 것으로 본 고안의 턴디쉬 예열용 가스버너 승온속도가 빠르고 최고온도도 높게 나타났다. 표면온도분포의 균일은 내화연와 건조시에 열응력을 줄여주어 내화물 수명을 증가시키며 내화물의 건조시간을 줄일 수 있다. 내화물의 승온속도가 빠르면 목표온도까지 도달하는 시간이 짧아지기 때문에 연료가스량을 줄일 수 있으며 대기시간도 줄일 수 있다. 또한 내화물의 최고온도가 높으면 연주작업 말기시까지 용강의 응고를 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 고안은 턴디쉬 예열용 가스버너에서 선회공기에 의한 화염부피의 증대로 내화물 표면의 균일가열과, 연소용 공기의 분할에 의한 점진적 연소로 연소소음을 줄일 수 있어 연소효율을 향상시키고, 작업환경을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 연소용 공기가 1차공기와 2차공기로 분리되어 공급되고, 연료가스는 연료가스 도입관(120)을 통하여 공급되어 연료노즐(130)에서 버너 중심축방향 및 반경방향으로 분출되어 연소되는 턴디쉬 예열용 가스버너에 있어서, 중공형 공기챔버의 전면측에 형성되는 노즐판(155)을 갖추고, 상기 노즐판(155)에는 연소용 공기를 직진류로 공급하는 다수개의 1차공기노즐(160); 상기 다수의 1차공기노즐(160)의 방사상외측에서 나선형으로 버너 중심축상으로 비틀려 선회류로 갖추고 버너 중심축방향 및 반경방향으로 연료가스가 분출되는 연료노즐(130); 상기 연료노즐(130)을 냉각시키는 중앙공기관(200); 과, 1차공기노즐(160)이 존재하고 연료의 안정연소 연할을 하도록 노즐판(155)의 전면 중앙에 오목하게 형성된 평면의 보염홈(220)을 포함함을 특징으로 하는 턴디쉬 예열용 가스버너.
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