KR200254429Y1 - 축열식 버너의 연소용 공기 온도균일화장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 버너로 공급되는 연소용공기의 온도편차를 최소화하여 연소로 내부의 균일한 화염발생으로 연소로 내부의 분위기가스를 일정하게 유지할 수 있는 축열식 버너의 연소용공기 온도균일화장치에 관한 것으로, 배기관으로 배출되는 배기가스의 양을 조절하기위해서 배기관의 일측에 설치된 댐퍼와, 상기 댐퍼와 배기팬사이에 설치되어 배기가스를 분기시키는 분기관과, 상기 분기관의 끝단에 설치되어 분기된 배기가스를 순환시키며 밸브가 설치된 순환관과, 상기 순환관의 끝단이 연결되고 버너와 축열기의 사이에 연결된 연결관의 일측에 설치되어 순환되는 배기가스를 분사시키는 분사노즐로 이루어진 것이다.

Description

축열식 버너의 연소용공기 온도균일화장치

본 고안은 축열식 버너의 연소용공기 온도균일화장치에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 버너로 공급되는 연소용공기의 온도편차를 최소화하여 연소로 내부의 균일한 화염발생으로 연소로 내부의 분위기를 일정하게 유지할 수 있는 축열식 버너의 연소용공기 온도균일화장치에 관한 것이다.

일반적으로 가열로 및 기타 공업로에는 연소가스에 포함된 폐열을 회수하여 연소용 공기의 온도를 상승 시키는 축열식 버너가 널리 사용되고 있는바, 상기 축열식 버너의 효율향상과 피가열물의 일정한 가열을 위하여 일정한 화염을 발생시킬 수 있는 장치가 절실히 요구되고 있는 실정이다.

종래에는 도 1에 도시된 바와같이 연소로(1)의 하부 양측에 한쌍의 버너(2)(2a)가 각각 설치되어 있고 상기 각 버너(2)(2a)의 일측에는 연료가 공급되는 연료공급관(3)(3a)이 설치되어 있으며 상기 각 연료공급관(3)(3a)에는 밸브(4)(4a)가 설치되어 있다.

그리고 상기 각 버너(2)(2a)의 하부에는 축열기(5)(5a)와 연결된 연결관(6)(6a)이 설치되어 있고 상기 축열기(5)(5a)의 타측에는 사방으로 절환되는 절환밸브(7)의 양측에 연결된 또다른 연결관(8)(8a)이 각각 설치되어 있으며 상기 절환밸브(7)의 상하측에는 연소가스가 유입되는 흡입관(9)에 연결된 흡입팬(10)과 배기관(9a)에 연결된 배기팬(10a)이 각각 설치되어 있다.

이와같은 종래의 축열식 버너를 작동시킬때에는 연료공급관(3)상에 설치된 밸브(4)를 개방시키고 연료공급관(3a)에 설치된 밸브(4a)를 폐쇄시켜 버너(2)측으로만 연료가 공급되도록 하고 흡입팬(10)을 작동시키면 상기 흡입팬(10)으로 흡입된 연소용공기는 절환밸브(7)를 통해서 축열기(5)를 지나면서 열교환을 하여 온도가 상승된 상태로 상기 버너(2)측으로 공급되어 연료와 혼합된다.

이때 버너(2)에 장착된 점화장치(도면 미도시)가 작동되면 공기와 혼합된 연료가 점화되어 연소로(11) 내부에서 연소되며 이때 발생된 고온(1000℃ 이상)의 연소가스는 타측 버너(3a)의 하부에 연결된 연결관(6a)을 통해서 축열기(5a)로 이동되어 열교환을 하고, 상기 축열기(5a)를 통해서 배출되는 저온(200℃ 이하)의 배기가스는 배기팬(10a)을 통해서 대기로 배출된다.

이와같이 일정시간 사용후에는 밸브(4)를 폐쇄시키고 밸브(4a)를 개방시키며 절환밸브(7)를 절환하여 버너(2a)를 작동시켜 발생되는 배기가스는 버너(2)측으로 배출시키는 과정을 반복하는 것이다.

그러나 이러한 종래의 축열식 버너는 축열기에서 열교환을 하여 버너측으로 공급되는 연소용공기는 도 2에 도시된바와 같이 절환초기의 온도가 800℃이지만 절환후기(즉 타측버너의 점화화를 위해서 재절환할때)에는 500℃로 하강하게 되므로 300℃의 온도편차가 발생하였고 이로 인하여 절환초기와 절환후기에 발생되는 화염이 불안정하여 균일한 가열을 하지못게되어 버너의 효율이 저하된다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기위해 고안한 것으로서, 대기로 배출되는 배기가스의 일부를 연소용공기와 혼합하여 버너로 공급되는 연소용공기의 온도편차를 최소화하여 일정한 화염을 발생시킬 수 있는 축열식 버너의 연소용공기 온도균일화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기위한 축열식 버너의 연소용공기 온도균일화장치는 연소로의 하부에 한쌍의 버너가 설치되고 상기 각 버너를 선택적으로 작동시켜 배기가스에 포함되어 있는 연소열을 버너 하부의 연결관에 연결된 축열기로 축열한후 배기관을 통해서 대기로 배출하는 축열식 버너에 있어서, 상기 배기관으로 배출되는 배기가스의 양을 조절하기위해서 배기관의 일측에 설치된 댐퍼와, 상기 댐퍼와 배기팬사이에 설치되어 배기가스를 분기시키는 분기관과, 상기 분기관의 끝단에 설치되어 분기된 배기가스를 순환시키며 밸브가 설치된 순환관과, 상기 순환관의 끝단이 연결되고 버너와 축열기의 사이에 연결된 연결관의 일측에 설치되어 순환되는 배기가스를 분사시키는 분사노즐로 이루어진 것이다.

도 1은 일반적인 축열식 버너를 도시한 개략도.

도 2은 종래장치의 연소용공기 온도변화선도

도 3는 본 고안에 따른 온도균일화장치가 설치된 축열식 버너를 도시한 개략도.

도 4(가)(나)는 본 고안 온도균일화장치의 작동을 설명하기위한 개략도

도 5는 본 고안 다른 실시예의 축열식 버너를 도시한 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 연소로 22, 22a : 버너

25, 25a : 축열기 26, 26a : 연결관

29a : 배기관 30a : 배기팬

40 : 댐퍼 50 : 분기관

60, 60a : 순환관 61, 61a : 밸브

70, 70a : 분사노즐

이하 본 고안을 도시한 첨부도면 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안에 따른 축열식 버너를 도시한 개략도로서, 본 고안은 연소로(20)의 하부 양측에 한쌍의 버너(22)(22a)가 각각 설치되어 있고 상기 각 버너(22)(22a)의 일측에는 연료가 공급되는 연료공급관(23)(23a)이 설치되어 있으며 상기 각 연료공급관(23)(23a)에는 밸브(24)(24a)가 설치되어 있다.

그리고 상기 각 버너(22)(22a)의 하부에는 축열기(25)(25a)와 연결된 이동관(26)(26a)이 설치되어 있고 상기 축열기(25)(25a)의 타측에는 사방으로 절환되는 절환밸브(27)의 양측에 연결된 또다른 연결관(28)(28a)이 각각 설치되어 있으며 상기 절환밸브(27)의 상하측에는 연소가스가 유입되는 흡입관(29)에 연결된 흡입팬(30)과 배기관(29a)에 연결된 배기팬(30a)이 각각 설치되어 있다.

또한 상기 배기관(29)의 일측에는 댐퍼(40)가 설치되어 있고 상기 배기관(29a)에 설치된 배기팬(30a)과 댐퍼(40)의 사이에는 배기가스를 분기시키는 분기관(50)이 설치되어 있으며 상기 분기관(50)의 끝단에는 분기된 배기가스를 순환시키는 배기가스 순환관(60)(60a)이 연결되어 있다.

상기 배기가스 순환관(60)(60a)에는 밸브(61)(61a)가 설치되어 있고 상기 배기가스 순환관(60)(60a)의 타측 끝단은 버너(22)(22a)와 축열기(25)(25a)사이에 연결된 연결관(26)(26a)에 설치된 배기가스 분사노즐(70)(70a)에 연결되어 있다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용을 첨부도면 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

연소로(20)의 하부에 설치된 한쌍의 버너(22)(22a)중 일측의 버너(22)를 작동시키고자 할 때에는 도 4(가)에 도시된 바와같이 연료공급관(23)에 설치된 밸브(24)를 개방시키고 또다른 연료공급관(23a)에 설치된 밸브(24a)를 폐쇄시켜 상기 버너(22)로 연료를 공급시킴과 동시에 배기가스 순환관(60)에 설치된 밸브(61)를 개방시키고 배기가스 순환관(60a)에 설치된 밸브(61a)를 폐쇄시킨후 흡입팬(30)을 구동시키면 대기중의 공기는 흡입팬(30)과 절환밸브(27)를 통해서 축열기(25)로 공급되어 열교환을 하고 이로인하여 온도가 상승된 연소용공기는 버너(22)로 공급되어 연료와 혼합된다.

이와같이 연료와 연소용공기가 버너(22)에서 혼합된후 상기 버너(22)의 일측에설치된 점화장치(도면 미도시)가 작동되면 상기 연료는 연소실(20)내부에서 연소되며 상기 연소실(20)에 발생된 고온(1000℃이상)의 연소가스는 타측의 버너(22a)와 축열기(25a)를 지나면서 열교환을 하여 저온(200℃이하)으로 온도가 하강된후 절환밸브(27)와 배기팬(29a)을 통해 외부로 배출된다.

한편 상기 배기관(29a)으로 배출되는 배기가스의 일부는 분기관(50)으로 분기되고 분기되는 배기가스의 양은 댐퍼(40)의 조작으로서 조절이되며 상기 배기가스는 개방되어 있는 밸브(61)가 설치된 배기가스 순환관(60)을 통해서 분사노즐(70)로 이동되므로 상기 배기가스는 분사노즐(70)을 통해서 연결관(26)으로 분사되어 연소용공기와 혼합된다.

상기 분사노즐(70)을 통해서 분사되는 배기가스의 양은 연결관(26)내부를 이동하는 연소용공기와 분사되는 배기가스의 압력차이에 따라 달라지게되며 절환초기에는 상기 연소용공기의 온도가 800℃정도로 고온 상태이므로 부피팽창에 의한 속도의 증가로 분사노즐(70)을 통해 분사되는 배기가스의 양이 많아지게되고, 절환후기에는 상기 연소용공기의 온도가 500℃정도로 저온 상태이므로 부피팽창에 의한 속도가 절환초기보다 감소되어 분사노즐(70)을 통해 분사되는 배기가스의 양이 줄어들게 되어 절환시간에 따른 연소용공기의 온도변화를 최소화 할 수 있게 된다.

이와같이 일정횟수 사용을 한후에는 도 3(나)에 도시된 바와같이 연료공급관(23)에 설치된 밸브(24)를 폐쇄시키고 또다른 연료공급관(23a)에 설치된 밸브(24a)를 개방시켜 상기 버너(22a)로 연료를 공급시킴과 동시에 분사공기 이동관(34)에 설치된 밸브(35)를 개방시키고 분사공기 이동관(34a)에 설치된 밸브(35a)를 폐쇄시킨후 절환밸브(27)를 절환하여 상술한 바와같이 작동시키는 것이다.

또는 도 5에 도시된 바와같이 배기가스 순환관(60)(60a)과 분기관(50)의 연결부에 3방향으로 절환되는 절환벨브(80)를 설치하고 상기 절환벨브(80)와 연소용공기 및 배기가스의 이동 방향을 절환하는 절환밸브(27)가 함께 연동될 수 있도록 액추에이터(actuator)(90)를 연결하여도 가능하다.

이상에서와 같이 본 고안은 연소로(20)에서 연소된후 축열기(25)(25a)에서 축열되어 배기관(29a)을 통해서 배출되는 배기가스의 일부가 버너(22)(22a)와 축열기(25)(25a)가 연결된 연결관(26)(26a)으로 이동되는 연소용공기의 온도변화에 따라 가변 분사되어 연소실의 화염이 일정하게 발생되므로 피가열물의 일정한 가열로 버너의 효율을 향상시킬수 있게 됨은 물론 부가적으론 배기가스와의 혼합에 의해 연소시 발생하는 질소산화물을 최소화 시킬 수 있는 매우 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 연소로(20)의 하부에 한쌍의 버너(22)(22a)가 설치되고 상기 각 버너(22)(22a)를 선택적으로 작동시켜 배기가스에 포함되어 있는 연소열을 버너(22)(22a) 하부의 연결관(26)(26a)에 연결된 축열기(25)(25a)로 축열한후 배기관(29a)을 통해서 대기로 배출하는 축열식 버너에 있어서,

   상기 배기관(29a)으로 배출되는 배기가스의 양을 조절하기위해서 배기관(29a)의 일측에 설치된 댐퍼(40)와,

   상기 댐퍼(40)와 배기팬(30a)사이에 설치되어 배기가스를 분기시키는 분기관(50)과,

   상기 분기관(50)의 끝단에 설치되어 분기된 배기가스를 순환시키며 밸브(61)(61a)가 설치된 배기가스 순환관(60)(60a)과,

   상기 배기가스 순환관(60)(60a)의 끝단이 연결되고 버너(22)(22a)와 축열기(25)(25a)의 사이에 연결된 연결관(26)(26a)의 일측에 설치되어 순환되는 배기가스를 분사시키는 분사노즐(70)(70a)로 이루어진 구성을 특징으로하는 축열식 버너의 연소용공기 온도균일화장치.