KR200205875Y1 - 래들 버너커버 겸용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 제강설비중의 하나인 래들에서 발생되는 폐열을 이용하여 연소공기를 미리 예열시킨 상태에서 버너노즐로 공급토록 함으로써 버너커버의 용손을 막고 에너지 손실을 줄일 수 있도록 한 래들 버너커버 겸용 열교환기에 관한 것으로, 래들 상면을 커버하는 버너커버의 단부 주연을 따라 일체로 형성된 내부가 빈 사각고리형상의 제2관과; 상기 제2관의 외테두리에 유격을 갖고 상향분리가능하게 안착되는 동일형상의 제1관과; 상기 제1,2관을 서로 연통시키도록 연결된 제3연결관과; 상기 버너커버의 중심에 고정된 버너노즐로 연소용 공기 및 가스를 공급하는 통로인 버너아암의 일부를 제1,2챔버로 구획형성하는 격벽과; 상기 격벽에 의해 구획된 제1챔버와 상기 제1관을 연결하는 제1연결관과; 상기 제2챔버와 제2관을 연결하는 제2연결관을 포함하여 구성된다.

이에 따라, 본 고안은 연소대상 공기를 충분히 예열한 상태에서 버너노즐로 공급함으로써 연소효율을 향상시키고 뿐만 아니라, 외부로부터 공급된 찬공기를 예열하는 과정에서 버너커버의 외주연을 따라 순환시키면서 버너커버를 어느 정도 냉각시킴으로써 버너커버의 용손을 방지함은 물론, 제1,2관의 유격에 의해 커버 안착시 충격량을 줄임으로써 커버의 수명을 연장시키는 효과를 제공한다.

Description

래들 버너커버 겸용 열교환기{HEAT-EXCHANGER USING AS LADLE BURNER COVER}

본 고안은 제강설비중의 하나인 래들에서 발생되는 폐열을 이용하여 연소공기를 미리 예열시킨 상태에서 버너노즐로 공급토록 함으로써 버너커버의 용손을 막고 에너지 손실을 줄일 수 있도록 한 래들 버너커버 겸용 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로, 래들은 용탕 및 용강을 담고 옮기는 부재로서, 그 내부에는 고온에 견딜 수 있는 연와(내화벽돌)이 축조되어 있으며 용강의 온도저하를 막기 위해 고온으로 가열(예열)된 상태에서 사용된다.

이때, 가열수단은 래들 전용버너이며, 그 구성은 도 1 및 도 2의 도시와 같다.

도시의 도면을 참조하면, 래들(2)의 상면은 버너커버(1)에 의해 밀폐되고, 상기 버너커버(1)는 유압실린더(13)의 승하강동작에 따라 회전축을 중심으로 회전자재되는 버너아암(12)에 의해 개폐가능하게 설치된다.

버너아암(12)의 내부에는 블로우어(BLOWER)에 의해 공급되는 에어의 통로와 가스공급원으로부터 공급되는 가스통로가 분리되어 내장되고 이들 에어와 가스는 버너커버(1)의 내측에 구비된 버너노즐(11)과 연통되어 공급될 수 있도록 구성된다.

그런데, 버너사용시 래들(2)과 버너커버(1) 사이의 틈새로 고온의 열이 그대로 방출됨으로써 버너커버(1)의 용손 및 막대한 에너지 손실이 발생되고, 또한 유압실린(13)를 작동시켜 버너커버(1)를 안착시킬 때에 버너커버(1)와 래들(2)과의 부딪힘으로 인하여 버너커버(1)의 내측 단열재인 캐스터블(10)이 파손되어 버너커버(1)의 수명이 단축되는 문제가 있어 왔다.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 안출된 것으로, 래들로부터 방출되는 고온의 폐열을 이용하여 외부로부터 공급되는 찬 연소용공기를 가열하여 예열한 상태로 버너에 공급함으로써 에너지의 절감을 꾀함은 물론 외부로부터 공급되는 찬공기에 의해 버너커버의 용손을 방지하여 커버의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 래들 버너커버 겸용 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 버너커버의 설치상태 및 작업상태를 보인 개략도,

도 2는 종래 기술에 따른 버너커버의 일부를 절개하여 보인 정면 사시도,

도 3은 본 고안에 따른 버너커버의 정면 사시도,

도 4는 본 고안에 따른 버너커버의 외관 및 내부구조를 보인 평면도,

도 5는 본 고안에 따른 버너커버의 설치 상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 버너커버, 2 : 래들,

4a,4b,4c : 연결관, 14 : 격벽,

22,24 : 분리벽, 52,54 : 챔버,

62,64 : 관.

상기한 본 고안의 목적은 래들 상면을 커버하는 버너커버의 단부 주연을 따라 일체로 형성된 내부가 빈 사각고리형상의 제2관과; 상기 제2관의 외테두리에 유격을 갖고 상향분리가능하게 안착되는 동일형상의 제1관과; 상기 제1,2관을 서로 연통시키도록 연결된 제3연결관과; 상기 버너커버의 중심에 고정된 버너노즐로 연소용 공기 및 가스를 공급하는 통로인 버너아암의 일부를 제1,2챔버로 구획형성하는 격벽과; 상기 격벽에 의해 구획된 제1챔버와 상기 제1관을 연결하는 제1연결관과; 상기 제2챔버와 제2관을 연결하는 제2연결관을 포함하여 구성함에 의해 달성된다.

이하에서는, 본 고안에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 버너커버를 보인 외관 사시도이고, 도 4는 본 고안에 따른 버너커버의 내부 구조를 보인 평단면도이며, 도 5는 본 고안에 따른 버너커버의 일부절개 측단면도이다.

도 3 내지 도 5를 통하여 알 수 있듯이, 버너아암(12)은 블로우어 및 가스공급원으로부터 에어 및 연소용가스를 공급받을 수 있도록 구성되고, 특히 가스공급원과는 상기 버너아암(12)에 내장된 가스호스(G)를 통해 연결된다.

버너아암(12)과 버너커버(1)가 연결되는 버너아암(12)의 단부 근방에는 격벽(14)이 설치되어 상기 버너아암(12)의 내부공간을 제1,2챔버(52,54)로 구획한다.

가스호스(G)는 상기 격벽(14)을 관통하여 버너커버(1)의 버너노즐(11)과 연결된 가스배관(15)과 연결된다.

버너커버(1)의 외측 주연을 따라 두개의 통로를 만들되 최외각을 제1관(62), 상기 제1관(62)의 내측을 제2관(64)으로 한다.

상기 제1,2관(62,64)의 일부는 각각 제1,2분리벽(22,24)에 의해 분할된다.

도 5의 도시와 같이, 상기 제1,2관(62,64)은 서로 분리되어 형성되는 바, 제2관(64)은 상기 버너커버(1)의 외단에 주연을 따라 일체로 형성되고, 상기 제1관(62)은 상기 제2관(64)에 거치되는 형상으로 구비된다.

즉, 상기 제1관(62)의 일측면에는 경사면이 형성되고 상기 경사면과 대응되는 형상의 경사면이 상기 제2관(64)에 형성되어 양자가 서로 면접촉가능하게 설치된다.

특히, 상기 제1관(62)은 제2관(64)의 직경보다 크게 형성되지만 상기 경사면 부위가 상기 제2관(64)의 경사면에 걸리도록 형성되므로 고리형상의 관인 제1관(62)은 상기 제2관(64)의 상방향으로는 이탈이 용이하지만 하방향으로는 이탈되지 못하게 된다.

더구나, 상기 제1관(62)의 경사면 길이를 상기 제2관(64)의 경사면보다 약간 길게 형성함으로써 제1,2관(62,64) 사이에는 약간의 유격을 갖도록 형성함이 바람직하다.

그리고, 상기 제1,2관(62,64)의 내,외면에는 접촉면적을 크게하여 열교환효율을 높이기 위해 다수의 핀을 부설하되, 내부핀(17) 및 외부핀(18)의 개수는 최종 토출측 온도에 따라 가변시킬 수 있으며, 또한 공기의 공급유량에 따라 관의 면적을 조절할 수 있음은 물론이다.

제1관 혹은 제1,2관 모두 그 재질은 고열 및 충격에 견딜 수 있는 강종을 선택하여 사용하여야 하는 바, 이를테면 저렴한 비용으로 내열성 및 내구성이 강한 STS310으로 하여줌이 바람직하다.

한편, 제1챔버(52)와 제1관(62)과 제1연결관(4a)에 의해 연결되는 바, 상기 제1관(62)과 제1연결관(4a)이 연결되는 부위는 제1분리벽(22)을 사이에 두고 제1관(62)의 일측단이며, 그 타단에는 제3연결관(4c)이 고정되어 상기 제2관(64)과 연결된다.

마찬가지 형식으로 상기 제2관(64)과 제2챔버(54)가 제2연결관(4b)에 의해 연통되게 연결된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 고안의 작동관계는 다음과 같다.

먼저, 래들(2) 상부로 버너커버(1)를 안착시키기 위해 상기 버너커버(1)를 유압실린더(도 1의 '13')의 작동으로 하강시키게 되면, 제1관(62)과 제2관(64)의 하단간에는 도 5의 도시와 같이 'T'만큼의 유격을 가지므로 상기 제1관(62)의 하단면이 먼저 래들(2)의 지지플레이트(6)와 접촉되게 되고 이어 제2관(64)이 상기 제1관(62)의 경사면을 따라 약간 하향이동되면서 버너커버(1)의 거치동작이 완료된다.

이와 같은 과정은 제1관(62)이 안착된 후 미세한 시간차이를 두고 그 경사면을 따라 활주되면서 제2관(64)이 정위치되기 때문에 버너커버(1)와 일체로 형성된 제2관(64)에 전해지는 충격은 완충되게 된다.

특히, 지지플레이트(6)상에 슬래그나 지금덩어리가 응고되어 있는 경우에는 버너커버(1)의 하강거리가 짧아지므로 기존의 버너커버라면 그 충격력이 그대로 캐스터블로 전해져 커버의 파손을 가져오지만, 본 고안의 경우에는 충격이 제1관(62)을 통해 1차, 제2관(64)을 통해 2차로 감소된 상태에서 캐스터블(10)로 전해지므로 충격하중에 의한 버너커버(1)의 파손을 크게 줄일 수 있게 된다.

이어, 버너커버(1)의 안착동작이 완료되면 블로우어를 통해 외부의 찬공기가 버너아암(12)을 통해 공급되고 동시에 가스공급원으로부터 가스호스(G)를 따라 연소를 위한 가스가 공급되게 된다.

공급된 가스는 격벽(14)을 관통하여 배설된 가스배관(15)을 따라 버너노즐(11)로 공급되고, 에어는 제1챔버(52)로부터 제1연결관(62)을 따라 제1관(62)으로 이동된 후 고리형상의 제1관(62)의 원주방향으로 회전이동되게 된다.

그런 후에, 제3연결관(4c)을 통해 제2관(64)으로 유입되고, 유입된 에어는 상기 제1관(62)을 따라 이동하는 방향과 반대방향으로 회전이동된 후 제2연결관(4b)을 통해 제2챔버(54)로 이동되어 버너노즐(11)로 공급됨으로써 연소공기로 사용되어 진다.

이러한 이동과정을 거치면서 최초 유입된 찬공기는 래들(2)로부터 발생된 폐열에 의해 가열되어지고 충분히 예열된 상태에서 연소공기로 쓰여지기 때문에 연소효율이 좋아 에너지 소모를 줄이게 된다.

또한, 외부의 찬공기가 유입되면서 버너커버(1)의 일부를 냉각시키게 되므로 버너커버(1)의 열화를 방지하고 용손을 막게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안의 열교환기는 래들로부터 방출되는 폐열을 이용하여 외부로부터 공급되는 연소대상 공기를 충분히 예열한 상태에서 버너노즐로 공급함으로써 연소효율을 향상시키는 장점을 제공한다.

뿐만 아니라, 외부로부터 공급된 찬공기를 예열하는 과정에서 버너커버의 외주연을 따라 순환시키면서 버너커버를 어느 정도 냉각시킴으로써 버너커버의 용손을 방지함은 물론, 제1,2관의 유격에 의해 커버 안착시 충격량을 줄임으로써 커버의 수명을 연장시키는 효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 래들(2) 상면을 커버하는 버너커버(1)의 단부 주연을 따라 일체로 형성된 내부가 빈 사각고리형상의 제2관(64)과;

   상기 제2관(64)의 외테두리에 유격을 갖고 상향분리가능하게 안착되는 동일형상의 제1관(62)과;

   상기 제1,2관(62,64)을 서로 연통시키도록 연결된 제3연결관(4c)과;

   상기 버너커버(1)의 중심에 고정된 버너노즐(11)로 연소용 공기 및 가스를 공급하는 통로인 버너아암(12)의 일부를 제1,2챔버(52,54)로 구획형성하는 격벽(14)과;

   상기 격벽(14)에 의해 구획된 제1챔버(52)와 상기 제1관(62)을 연결하는 제1연결관(4a)과;

   상기 제2챔버(54)와 제2관(64)을 연결하는 제2연결관(4b)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 래들 버너커버 겸용 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1관(62)에는 그와 연결되는 제1연결관(4a)과 제3연결관(4c) 사이의 위치에 제1분리벽(22)이 형성되고,

   상기 제2관(64)에는 그와 연결되는 제2연결관(4b)과 제3연결관(4c) 사이의 위치에 제2분리벽(24)이 형성되는 것을 특징으로 하는 래들 버너커버 겸용 열교환기.