KR200235055Y1 - 브라운가스 발열방법에 의한 금속용융로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 알루미늄이나 아연 등을 용융시키기 위한 도가니로 또는 도금로 등에 있어서 기름이나 LPG, LNG 등의 화석연료가 아닌 브라운가스를 연료로 사용하는 브라운가스 발열방법에 의한 금속용융로에 관한 것이다.

본 고안은 내주면에 단열재가 적층된 로체의 저면에 화염인입구와 연통된 발열실의 상부에 도가니를 안치하고, 상기 발열실의 후면에는 수직으로 연장하여 수증기배기관과 연결된 배기공과 연통되도록 하고, 상기 화염인입구에는 브라운가스 발생기에서 발생되는 브라운가스를 연소시키기 위한 브라운가스 연소용 에어 제트버너를 장착한 구성으로 이루어진 것이다.

이러한 구성에 의해 연소실 용적을 최소화 할 수 있어 시설비용이 적게 들고 연료비용이 기존연료에 비해 파격적으로 저렴할 뿐만이 아니라 대기 환경을 원천적으로 더럽히지 않는 매우 유용한 것이다.

Description

브라운가스 발열방법에 의한 금속용융로{Metal smelting furnace for brown gas}

본 고안은 브라운가스의 발열방법에 의한 알루미늄과 아연 등을 용융시키는브라운가스 발열방법에 의한 금속용융로에 관한 것으로서, 구체적으로는 금속용융로의 저부에 형성되는 발열실 내부에 다수개의 발열체를 배열하여 이 발열체를 브라운가스 발생기에서 얻어지는 브라운가스를 에어제트버너에 의해서 연소시켜 직접 가열시켜 상부의 도가니 또는 용융탱크에 충만되는 원재를 용융시키고 발열실의 내부에서 발생되는 고열의 기류는 상부의 배기공을 통하여 외부로 배출되도록 한 것이다.

현재 널리 사용되고 있는 도가니로는 버너에 의해 화석연료(기름이나 LPG, LNG)를 연소실 내부에서 연소시켜 도가니를 가열하게되는 것으로서, 도가니를 효과적으로 가열하기 위해서는 브로워에 의해 화염을 크게 형성하지 않으면 안되므로 연소실의 체적을 넓게 확보하여야 하므로 그 만큼 연료비용이 많이 들 수밖에 없다.

상기 도가니로의 경우 도가니는 연소실 상부에 떠 있는 상태로 구성하는 것이 보통인데 도가니를 가열하기 위해서는 연소실 온도를 높여야 하므로 결국 연소실 내벽 전체의 온도가 올라갈 때까지 기다려야 하므로 로의 예열시간이 길게 되고 결국 연료가 낭비된다고 하는 문제점이 발생되는 것이다.

본 고안은 상기와 같은 제반의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 연소실의 구조를 변경하여 발열실을 구성하고 임프로젼 특성과 열핵반응특성을 갖는 브라운가스를 연소시켜 도가니 또는 용융탱크를 가열하는 것으로 브라운가스는 자체 산소에 의해 연소되므로 연소용 공기를 불어 넣어줄 필요가 없으므로 연소실의 용적을 최소화할 수 있음은 물론 굴뚝이 필요 없는 브라운가스 발열방법에 의한 금속 용융로를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 전체적인 구성은 내주면에 단열재가 적층된 로체의 일측면에 화염인 입구와 연통된 발열실의 상부에 도가니 또는 용융탱크를 안치하고, 상기 발열실의 후면에는 수직으로 연장하여 수증기 배기관과 연결된 배기공과 연통되도록 하고, 상기 화염인 입구에는 브라운가스 발생기에서 발생되는 브라운가스를 연소시키기 위한 에어제트버너를 장착한 구성으로 이루어진 것이다.

상기 연소실의 내부에는 직사각형 형태로 성형된 고온세라믹 블록을 배설하여 화염이 이를 직접 가열하여 방사하는 복사열에 의해 상부의 도가니 또는 용융탱크를 가열하는 구성으로 이루어진 것이다.

이하 본 고안의 전체적인 구성상태 및 이로부터 얻게되는 특유의 효과 등에 대하여 첨부도면을 이용하여 상세히 설명하면 하기와 같다.

도 1은 본 고안의 전체적인 구성상태를 예시한 횡단면도

도 2는 본 고안의 종단면도

도 3은 본 고안의 사시도

도 4는 본 고안의 다른 실시예를 예시한 용융탱크의 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1…화염인입구 2…배기공 3…케스터볼 4…수증기 배기관

5…로체 6…판재 7…발열체 10…발열실

15…도가니 15a…용융탱크 16…브라운가스 발생기

17…브라운가스 연소용 에어제트버너 20…가열수단

도 1은 본 고안의 전체적인 구성상태를 예시한 횡단면도이고, 도 2는 본 고안의 종단면도, 도 3은 본 고안의 사시도이다.

동 도면에 예시되어 있는 바와 같이, 본 고안은 브라운발생기(16)에서 생성되는 브라운가스를 에어제트버너(17)에 의해 연소시켜 브라운가스 불꽃이발열체(7)를 직접 가열하도록 한 것으로서, 이의 전체적인 구성은 내부면에 단열재인 케스터볼(3)이 일정두께로 적층된 로체(5)와, 상기 로체(5)의 저부에 배설되는 발열실(10)과, 상기 발열실(10)의 상부에 안치되는 도가니(15) 및 연료인 브라운가스를 연소시키기 위한 가열수단(20)으로 구성된 것이다.

상기 로체(5)는 일정두께를 갖는 철판을 절곡하여 내주면에 단열효과가 우수한 단열재인 케스터볼(3)을 적층하게 되는 것으로서, 이 케스터볼(3)의 적층은 일정한 형태를 이루는 것으로서, 발열실(10)과 도가니(15)를 장착하기 위하여 중앙에 공간부를 형성하고 전측의 저부에는 에어제트버너(17)에 의해서 연소되는 화염을 발열실(10)에 공급하기 위한 화염인입구(1)와 발열실(10)의 상부에는 일정공간의 배기공(2)을 형성하여 로체(5)에 입설된 수증기 배기관(4)과 연통되도록 구성된 것이다.

상기 로체(5)의 중앙 저부에 위치하는 발열실(10)의 내측에 세라믹을 블록형태로 성형한 발열체(7)를 배설하게 되는 것이다.

상기 발열체(7)의 배열은 다수개의 블록을 일직선상으로 배열하고 후면에는 블록 1개를 세워서 화염을 상부의 배기공(2)으로 유도하게 되는 것이다.

이러한 구성을 갖는 발열실(10)은 도가니(15)의 밑면에 중공형의 직육면체를 이루도록 도가니(15)와 동일 재질의 판재(6)를 용접하여 사용하는 것으로서, 이는 도가니 주형시에 일체형으로 하거나 또는 분리형으로 제작하여도 그 효과면에서는 동일하다.

또한 발열실(10)의 후면에는 수직으로 공간을 만들어 발열실(10)을 연장하고, 도가니(15)의 양측면에 형성된 배기공(2)을 통하여 발열실(10)에서 형성된 뜨거운 기류가 통과하면서 또 한번 도가니(15)의 측면이 가열되도록 하고 최종적으로 외부로 배출시키기 위하여 수증기 배기관(4)을 수직으로 입설한 구성으로 이루어진 것이다.

상기 발열실(10)의 상부에는 도가니(15)가 안치되어 가열된 발열체(7)에서 방출되는 고열과 배기공(2)으로 유도되는 열에 의해 짧은 시간 내에 가열되는 것으로서, 도가니(15)의 재질과 형상은 기존의 것을 사용한다.

또 다른 실시예로서 도 4에 예시한 바와 같이, 도금로와 같은 대형의 용융로의 경우, 용융탱크(15a)의 내부를 관통하는 발열실(10)을 설치하여 발열실(10)에서 생성되는 고열을 직접 용융체에 전달할 수 있도록 구성한다.

한편 상기 발열실(10)에 배설된 발열체(7)는 가열수단(20)을 이용하여 가열시키게 되는 것으로서, 이는 브라운가스 발생기(16)와 로체(5)의 일측면에 장착되어 있는 에어제트버너(17)로 구성된 것이다.

이는 브라운가스 발생기(16)에서 대량으로 발생되는 브라운가스를 유도관(18)을 이용하여 에어제트버너(17)에 공급하면 연소과정에서 발생되는 화염은 화염유입구(1)를 통하여 발열실(10)의 내부에 배설된 발열체(7)를 가열하여 발열하게 한 후 상부의 도가니(15)를 가열시키게 되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안은 브라운가스 발생기(16)에서 공급되는 브라운가스는 에어제트버너(17)에 공급되고, 이 에어제트버너(17)를 착화하면 화염은 화염인입구(1)속으로 길게 형성되면서 화염의 선단이 선두 발열체(7)를 가열하게 되면 브라운가스의 임프로젼 특성과 열핵반응 특성에 의해 후미 발열체(7)까지 점점 벌겋게 달구어 지면서 발열실(10)의 내부 온도는 1200℃ 이상의 고온으로 올라가게 되는 것이다.

이에 사용되는 에어제트버너(17)는 본 출원인이 기 발명한 '브라운가스연소용 에어제트 버너' (1998년 특허출원 제56137호)에 기술한 바와 같이 '가스분사장치'를 그대로 이용하게 되는 것이다.

상기 발열실(10)내부의 불기둥은 연소실(10)의 후면 수직공간으로 상승하여 도가니(15)의 측면에 형성된 배기공(2)을 통과하면서 도가니(15) 또는 용융탱크(15a)를 계속하여 가열하게 된다.

브라운가스는 연소후 수증기로 환원되어 결국 수증기 배기관(4)으로는 수증기만 배출되므로 본 고안에 의한 도가니로는 실내에서 사용하여도 무방하다.

더욱이 본 고안에 사용되는 브라운가스는 브라운가스만의 임프로젼 특성과 열핵반응 특성으로 인하여, 브라운가스 화염이 도가니(15)의 저부 또는 용융탱크(15a)의 내부에 장착되어 있는 발열실(10) 내에 설치된 발열체(7)를 직접 가열하여 발열체(7)에서 고열이 방출되어 온도가 점점 상승하면서 연소실 전체가 벌겋게 달아오르게 된다.

이때 도가니(15)는 저부에 장착된 발열실(10)의 고열에 의해 쉽게 온도가 상승하므로 값싼 연료비용으로 알미늄이나 아연을 용융시킬 수 있다.

또 본 고안은 연소용 공기를 필요로 하지 않는 브라운가스를 연료로 사용하므로서, 연소실(10)의 용적을 최소화 할 수 있으며 무엇보다 시설비용이 적게들고연료비용이 기존 연료에 비해 파격적으로 저렴할 뿐만이 아니라 대기 환경을 원천적으로 더럽히지 않는 매우 유용한 것이다.

상술한 바와 같이 본 고안은 도가니의 저부 또는 용융탱크의 내부에 발열체를 배열한 발열실을 구비하여 가열수단을 이용하여 발열체를 가열하여 복사열에 의해 도가니 또는 용융탱크를 짧은 시간내에 소정의 온도까지 승온할 수 있고 또 브라운가스가 연소되면서 수증기로 환원되므로 매연이 전혀 발생되지 않아 청정한 작업환경을 제공할 수 있는 것이다.

더욱이 본 고안의 브라운가스를 연료로 한 발열방법은 금속용융로 뿐만이 아니라 모든 가열로에 적용할 수 있어 그 효용가치가 지대하다 아니할 수 없는 것이다.

또한 수산물인 멸치나 미역 등을 삶거나 또는 농산물인 배춧잎 등을 삶는 솥의 가열에도 본 고안을 이용할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 내주면에 단열재인 케스터볼(3)이 적층된 로체(5)의 측면에 화염인입구(1)와 연통된 발열실(10)의 상부에 도가니(15)를 안치하고, 상기 발열실(15)의 후미에는 수직으로 연장하여 수증기배기관(4)과 연결된 배기공(2)과 연통되도록 하고, 상기 화염인입구(1)에는 브라운가스 발생기(16)에서 발생되는 브라운가스를 연소시키기 위한 에어제트버너(17)를 장착한 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 브라운가스 발열방법에 의한 금속용융로.
2. 제1항에 있어서, 상기 발열실(10)의 내부에는 블록 형태로 성형된 발열체(7)를 배설하고, 브라운가스 화염이 발열체(7)를 직접 가열하여 발열체(7)에서 방사되는 복사열에 의해 발열실(10) 전체가 벌겋게 달구어져 발산하는 고열에 의해 도가니(15) 또는 용융탱크(15a)를 가열하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 브라운가스 발열방법에 의한 금속용융로.
3. 제1항에 있어서, 상기 로체(5)의 화염인입구(1)와 연통된 발열실(10)을 용융탱크(15a)의 내부를 관통하도록 구성된 것을 특징으로 하는 브라운가스 발열방법에 의한 금속용융로.