KR200262023Y1 - 브라운 가스 화염 역화 제거기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 브라운 가스를 토치 등을 이용하여 점화시켜 사용할 때에 역화되는 화염을 제거하는 역화 제거기에 관한 것이다.

Description

브라운 가스 화염 역화 제거기{Backfire remover for flame of brown gas}

본 고안은 브라운 가스를 연소원으로 사용하는 장치에 관한 것으로, 특히 토치와 같이 점화된 상태에서 브라운 가스가 토출될 때 화염의 역화로 인하여 브라운 가스를 이용한 장치나 장치를 이용하는 사람에게 치명적인 손상을 주는 것을 방지하는 브라운 가스용 역화 제거기에 관한 것이다.

브라운 가스는 일반적인 기체와는 달리 연소시 응폭(impolsion) 현상을 유발하는 독특한 성질을 갖는다. 즉, 연소시 폭발현상을 나타내지 않으며 오히려 불꽃이 내부로 모여들면서 초점을 형성하고 주변을 진공화한다. 그 결과, 브라운 가스를 연소시키면 융점이 가장 높다는 텅스턴도 승화시킬 수 있을 정도의 초고온을 얻을 수 있다.

또한, 열선이 외부로 방출되지 않아 복사열로 인한 에너지 손실이 없으므로 우수한 에너지 효율을 가지며 그 자체에 산소를 포함하여 있으므로 연소시 별도의 산소공급이 불필요하다. 또한, 연소생성물로서 물만을 생성하므로 공해오염문제가 없다.

상기한 장점 때문에 브라운 가스 발생장치는 성능 및 안전성을 꾸준히 개선시켜 산업 일반에 두루 사용되고 있다.

상기한 바와 같이 생산된 브라운 가스는 공급장치나 안전한 압축 용기에 저장한 후 필요에 따라 밸브를 개폐 조작하여 용접이나 소각로 또는 용융시스템 등의 열원으로 사용한다.

그러나 브라운 가스는 화염의 연소속도가 매우 빠르기 때문에 노즐이나 토치 등에 점화된 상태에서 공급중에 화염이 역류하는 역화가 발생되는 경우가 있다. 그리고 화염의 역화는 불쾌한 굉음(detonation)을 일으켜 작업자를 불쾌하게 만들고, 역화로 인하여 브라운 가스를 사용하는 장치는 치명적인 결함을 일으키기도 한다.

본 고안은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 점화된 상태에서 브라운 가스가 분출되는 노즐이나 토치 등에서 화염의 역화를 방지하여 브라운 가스 공급장치를 보호하고, 사용자의 안전을 보장할 수 있는 브라운 가스용 역화 제거기를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안에 따른 브라운 가스 화염 역화 제거기의 부분 절개 단면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 브라운 가스 화염 역화 제거기에 채용되는 가스 차단용 솔레노이드 밸브와 가스 배출용 솔레노이드 밸브의 설치 구성도이다.

도 3은 본 고안에 따른 브라운 가스 화염 역화 제거기를 조정하는 컨트를 케이스의 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

12 : 하우징 14 : 유입구

16 : 유출구 18 : 제1격막

20 : 제2격막 22 : 제3격막

24 : 가스구멍 26 : 가스구멍

28 : 제1화염제거재 30 : 제2화염제거재

32 : 제1공간 34 : 제2공간

36 : 제3공간 38 : 제4공간

40 : 센서 42 : 가스 차단용 솔레노이드 밸브

44 : 가스 배출용 솔레노이드 밸브

46 : 컨트롤 케이스 48 : 메인 리셋 스위치

50 : 리셋 스위치

본 고안은 전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 일단에는 유입구가 형성되고, 다른 일단에는 유출구가 형성된 원통형의 하우징과; 상기 하우징의 유입구측 내벽에서 소정거리 떨어져 소정의 공간을 만들고, 중점에서 소정거리 떨어져 원주를 따라 일정 간격으로 다수의 가스구멍이 형성된 제1격막과; 상기 제1막과 소정거리를 두고 대략 하우징의 중심에 형성되며, 중앙에는 가스구멍이 형성된 제2격막과; 상기 하우징의 유출구측 내벽에서 소정거리 떨어져 소정의 공간을 만들고, 중점에서 소정거리 떨어져 원주를 따라 일정 간격으로 다수의 가수구멍이 형성된 제3격막과; 제1격막과 제2격막 사이의 중심에 하우징의 내경 보다 작은 지름으로 설치되어 자연스럽게 소정의 공간이 형성되고, 역화되는 화염은 통과하지 못하고 브라운 가스는 통과시키는 원통형의 제1화염제거재와; 제2격막과 제3격막 사이의 중심에 하우징의 내경 보다 작은 지름으로 설치되어 자연스럽게 소정의 공간이 형성되고, 역화되는 화염을 통과하지 못하고 브라운 가스는 통과시키는 원통형의 제2화염제거재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 역화 제거기를 제공한다.

본 고안은 상기의 목적을 달성하기 위하여 상기 유출구의 일측에는 역화되는 화염의 온도, 광도, 압력 중에 적어도 하나 이상의 변화를 센싱하여 가스 차단용 솔레노이드 밸브에 전기적 신호를 송신하는 센서가 더 포함된 것을 특징으로 하는 역화 제거기를 제공한다.

본 고안은 상기의 목적을 달성하기 위하여 상기 유입구의 일측의 브라운 가스 공급라인에는 역화 제거기를 사용하지 않을때에 안전을 위하여 역화 제거기에 남아 있는 브라운 가스를 완전히 배출시킬 수 있는 가스 배출용 솔레노이드 밸브가 더 포함된 것을 특징으로 하는 역화 제거기를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 역화 제거기는 원통형의 하우징(12) 내부에 브라운 가스가 유입되면서 역화되는 화염은 제거될 수 있도록 한 것이다.

원통형의 하우징(12) 일단에는 브라운 가스 유입구(14)가 돌출되어 형성되고, 다른 일단에는 브라운 가스 유출구(16)가 돌출되어 형성되며, 유출구(16)에는노즐이나 토치 등이 연결되어 브라운 가스 연소기구로 사용된다.

하우징(12)의 내부에는 하우징의 길이 방향으로 3중의 격막이 형성되고, 격막과 격막 사이에는 원통형의 화염제거재가 설치된다. 여기서 화염제거재는 브라운 가스는 통과시키고 화염은 통과하지 목하도록 필터링 기능을 한다.

설명의 편의를 위해 상기 하우징내에 형성된 3개의 격막중에 가장 내측(브라운 가스 유입측)으로부터 제1격막(18), 제2격막(20), 제3격막(22)이라 정의한다.

또한, 제1격막(18)과 브라운 가스 유입구(14)측의 내벽면 사이에 형성되는 공간을 제1공간(32)이라 정의하고, 제3격막(22)과 브라운 가스 유출구(16)측의 내벽면 사이에 형성되는 공간을 제2공간(34)이라 정의하며, 제1격막(18)과 제2격막(20) 사이에 설치된 화염제거재의 외주와 하우징(12)의 벽면 사이의 공간을 제3공간(36)이라 정의하고, 제2격막(20)과 제3격막(22) 사이에 설치된 화염제거재의 외주와 하우징(12)의 벽면 사이의 공간을 제4공간(38)이라 정의한다.

제1격막(18)에는 제1공간(32)과 제3공간(36)을 연통시키는 가스구멍(24)이 격막의 원주를 따라 일정 간격으로 다수 형성되고, 제3격막(22)에도 제2공간(34)과 제3공간(36)을 연통시키는 가스구멍(24)이 격막의 원주를 따라 일정 간격으로 다수 형성된다.

유출구(16)의 일측에는 역화되는 화염을 감지하는 센서(40)를 설치하고, 이 센서는 빛이나, 열 또는 압력을 감지하여 도 2에 도시된 바와 같은 브라운 가스 공급라인에 설치된 가스 차단용 솔레노이드 밸브(42)를 작동시킴으로써 브라운 가스의 공급을 차단한다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 유입구(14)에 근접된 브라운 가스 공급라인에는 가스 배출용 솔레노이드 밸브(44)를 설치하여 역화 제거기를 사용한 후에 역화 제거기에 남아 있는 가스를 완전히 배출시켜 안전성을 확보하도록 한다.

그리고 브라운 가스의 사용량이 많아져 역화 제거기 하나로는 역화되는 화염을 적절히 통제하지 못할 때 도 3에 도시된 바와 같이 역화 제거기를 여러 개 설치할 수 있는 컨트롤 케이스를 구비한다. 컨트롤 케이스는 브라운 가스의 사용량에 따라 역화되는 브라운 가스의 용량에 비례하는 다수의 역화 제거기를 설치하고, 역화 되는 화염을 각각의 역화 제거기에 분기시킨다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 역화 제거기의 사용상태를 알 수 있도록 적색과 녹색의 LED 가 각각의 역화 제거기에 대응되어 형성되어 있고, 모든 역화 제거기를 컨트롤 하는 메인 리셋 스위치(48)가 컨트롤 케이스(46)의 일측에 설치되며, 각각의 역화 제거기를 필요에 따라 재가동시키는 리셋 스위치(50)가 컨트롤 케이스(46)의 다른 일측에 일렬로 설치되어 있다.

전술한 바와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 유출구(16)의 단부에 노즐이나 토치 등을 설치하여 이 노즐이나 토치 등에 브라운 가스가 점화되어 유출되는 과정에서 브라운 가스가 포함된 화염이 역화되어 유출구(16)를 타고 제2공간(34)으로 들어오면, 제3격막(22)에 형성된 가스구멍(24)을 통하여 제4공간(38)으로 유입된다.

제4공간(38)으로 유입된 브라운 가스를 포함한 화염은 일정한 압력을 가지고 있는데, 이 압력으로 제4공간(38)의 내측에 형성된 제2화염제거재(30)에 의하여 화염은 통과하지 못하고, 브라운 가스만 통과하게 된다. 즉 화염은 제거된다.

제2화염제거재(30)로 유입된 브라운 가스는 제2격막(20)의 중앙에 형성된 가스구멍(26)를 통하여 제1화염제거재(28)로 유입된 후 제3공간(36)을 거쳐 제1격막(18)에 형성된 가스구멍(24)을 통하여 제1공간(32)으로 유입된다. 이 과정에서 제1화염제거재(28)에는 제2화염제거재(30)에서 화염은 제거되고 브라운 가스만 유입되어야 하지만 특이한 상황에서 제1화염제거재(28)까지 화염이 역화되더라도 제1화염제거재(28)에 의하여 다시 한번 화염이 제거된 상태로 제3공간(36)으로 유입되므로 역화 방지의 신뢰성이 향상된다.

상기한 역화 방지과정에서 화염이 유출구(16)를 통하여 역화됨과 동시에 유출구(16)의 일측에 형성된 센서(40)에 의하여 화염의 온도나, 빛, 압력 중에 적어도 하나 이상이 감지되어 그 신호를 보냄으로서 유입구(14) 보다 선행되어 브라운 가스 공급라인에 형성된 가스차단용 밸브(42)를 작동시켜 브라운 가스가 더 이상 유출되지 못하도록 닫는다.

그리고, 브라운 가스가 사용되지 않을 때에는 역화 제거기에 남아 있는 브라운 가스를 유입구(14)의 일측에 설치된 가스 배출용 솔레노이드 밸브(44)를 개방시켜 완전히 배출시키므로써 부주의로 인한 안전사고를 미연에 방지한다.

전술한 바와 같은 본 고안에 따르면 2중으로 화염제거재를 설치하여 브라운 가스의 역화되는 화염을 제거하여 브라운 가스 발생장치를 신뢰성 있게 보호할 수 있다.

Claims (3)

1. 일단에는 유입구가 형성되고, 다른 일단에는 유출구가 형성된 원통형의 하우징과; 상기 하우징의 유입구측 내벽에서 소정거리 떠어져 소정의 공간을 만들고, 중점에서 소정거리 떨어져 원주를 따라 일정 간격으로 다수의 가스구멍이 형성된 제1격막과; 상기 제1막과 소정거리를 두고 대략 하우징의 중심에 형성되며, 중앙에는 가스구멍이 형성된 제2격막과; 상기 하우징의 유출구측 내벽에서 소정거리 떨어져 소정의 공간을 만들고, 중점에서 소정거리 떨어져 원주를 따라 일정 간격으로 다수의 가수구멍이 형성된 제3격막과; 제1격막과 제2격막 사이의 중심에 하우징의 내경 보다 작은 지름으로 설치되어 자연스럽게 소정의 공간이 형성되고, 역화되는 화염은 통과하지 못하고 브라운 가스는 통과시키는 원통형의 제1화염제거재와; 제2격막과 제3격막 사이의 중심에 하우징의 내경 보다 작은 지름으로 설치되어 자연스럽게 소정의 공간이 형성되고, 역화되는 화염을 통과하지 못하고 브라운 가스는 통과시키는 원통형의 제2화염제거재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 역화 제거기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유출구의 일측에는 역화되는 화염의 온도, 광도, 압력 중에 적어도 하나 이상의 센싱하여 가스 차단용 솔레노이드 밸브에 전기적 신호를 송신하는 센서가 더 포함된 것을 특징으로 하는 역화 제거기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 유입구의 일측의 브라운 가스 공급라인에는 역화 제거기를 사용하지 않을때에 안전을 위하여 역화 제거기에 남아 있는 브라운 가스를 완전히 배출시킬 수 있는 가스 배출용 솔레노이드 밸브가 더 포함된 것을 특징으로 하는 역화 제거기.