KR200276858Y1 - 축열식 버너용 소재 온도균일화 장치_ - Google Patents

Abstract

본 고안은 축열식 버너의 연소부에서 발생되는 화염이 피가열물의 상·하부로 분리된 상태로 전달되도록하여 피가열물의 상·하부 온도편차를 최소화 할 수 있는 축열식 버너용 온도균일화 장치에 관한 것으로서, 연소로의 양측에 연소부가 설치되며 각 연소부에는 배기가스에 포함된 잠열을 축열하는 축열기가 내장된 축열식 버너에 있어서, 상기 축열기가 내장되는 연소부를 구분하기 위하여 연소부의 사이에 설치된 분리벽과, 상기 분리벽에 의해서 구분된 연소부의 단부에 각각 설치되어 연소공기 및 배기가스를 이동시키는 연결관과, 상기 연결관상에 설치되어 연결관을 통하여 흐르는 연소공기 및 배기가스의 방향을 조절하는 제1·제2·제3밸브와, 상기 제2밸브와 제3밸브의 사이에 설치되어 연결관측으로 이동하는 연소공기의 양을 조절하는 조절밸브와, 상기 제1밸브와 제2밸브의 사이에 설치되며 타측 단부는 절환밸브에 연결되어 배기가스를 배출시키는 제1분기관과, 상기 조절밸브와 제3밸브의 사이에 설치되며 타측 단부는 절환밸브에 연결되어 연소공기를 공급하는 제2분기관을 포함하여서 된 것이다.

Description

축열식 버너용 소재 온도균일화 장치

본 고안은 축열식 버너의 연소부에서 발생되는 화염이 피가열물의 상·하부로 분리된 상태로 전달되도록하여 피가열물의 상·하부 온도편차를 최소화 할 수 있는 축열식 버너용 온도균일화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가열로 및 기타 공업로에는 연소가스에 포함된 폐열을 회수하여 연소공기의 온도를 상승시키는 축열식 버너가 널리 사용되고 있는바, 상기 축열식 버너는 도 1 및 도 2에 도시된 바와같이 연소로(1)의 내부에는 피가열물(A)을 지지하기 위한 스키드(1a)가 설치되어 있고 상기 연소로(1)의 양측에 형성된 흡·배기공(2)(2a)에는 연소부(3)(3a)가 각각 설치되어 있으며 상기 각 연소부(3)(3a)의 상·하부에는 연료가 공급되는 연료노즐(4)(4a)이 설치되어 있다.

그리고 상기 각 연소부(3)(3a)의 내부에는 배기가스에 포함된 현열을 축열하는 축열기(5)(5a)가 내장되어 있고 각 연소부(3)(3a)의 끝단에는 연결관(6)(6a)이 설치되어 있으며 상기 연결관(6)(6a)은 사방으로 절환되는 절환밸브(7)와 연결되어 있다.

한편 상기 절환밸브(7)에는 외부의 연소공기를 흡입하는 흡입관(8a)과 배기가스를 외부로 배출시키는 배기관(8)이 설치되어 있고 상기 흡입관(8a)과 배기관(8)에는 연소공기 및 배기가스를 강제 순환시키기 위한 흡입팬(9a) 및 배기팬(9)이 각각 설치되어 있다.

따라서 연소로(1)의 내부에 설치된 스키드(1a) 상부에 피가열물(A)을 안착시킨 후 연료노즐(4)에 설치된 밸브를 개방시키고 연료노즐(4)에 설치된 밸브를 폐쇄시켜 연소부(3)측으로만 연료가 공급되도록 하고 흡입팬(9a)을 작동시키면 상기 흡입팬(9a)으로 흡입된 연소용공기는 절환밸브(7)를 통해서 축열기(5)를 지나면서 열교환을 하여 온도가 상승된 상태로 상기 연소부(3)측에 형성된 흡·배기공(2)으로 공급되어 연료와 혼합된다.

이때 연소부(3)에 장착된 점화장치(도면 미도시)가 작동되면 공기와 혼합된 연료가 점화되어 연소로(1) 내부에서 연소되며 이때 발생된 고온(1000℃ 이상)의 연소가스는 스키드(1a)의 상부에 안착된 피가열물(A)을 가열시킨 후 타측에 형성된 흡·배기공(2a)을 통하여 연소부(3a)로 이동되고 이에 내장된 축열기(5a)에서 열교환을 하고, 상기 축열기(5a)를 통해서 배출되는 저온(200℃ 이하)의 배기가스는 배기팬(9)에 의해서 강제순환되어 외부로 배출된다.

이와같이 연소부(3)를 일정시간 동작시킨 후에는 연료노즐(4)에 설치된 밸브를 폐쇄시키고 연료노즐(4a)에 설치된 밸브를 개방시키며 절환밸브(7)를 절환하여 연소부(3a)를 작동시켜 발생되는 배기가스를 연소부(3)측으로 배출시키는 과정을 반복하는 것이며 상기 피가열물(A)을 지지하는 스키드(1a)의 내부에는 냉각수가 연속적으로 순환하면서 상기 스키드(1a)가 과열되는 것을 방지하게 된다.

이와같이 연소부(3)(3a)에서 발생된 화염이 흡·배기공(2)(2a)을 통하여 피가열물(A)을 가열하게 된다.

그러나 이러한 종래의 축열식 버너는 연소부(3)(3a)에서 발생되는 화염이 피가열물(A)의 상·하부로 균일하게 공급되어 상기 피가열물(A)이 균일하게 가열되지만 피가열물(A)의 하부는 스키드(1a)의 내부를 순환하는 냉각수에 의해서 냉각되므로 피가열물(A)의 상·하부에 온도편차가 발생되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 고안한 것으로서, 연소부의 내측을 상·하부로 양분하는 격벽을 형성하여 피가열물로 전달되는 화염의 세기를 조절하여 피가열물을 균일하게 가열시킬 수 있는 축열식 버너용 온도균일화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기위한 본 고안은 연소로의 양측에 연소부가 설치되며 각 연소부에는 배기가스에 포함된 현열을 축열하는 축열기가 내장된 축열식 버너에 있어서, 상기 축열기가 내장되는 연소부를 구분하기 위하여 연소부의 사이에 설치된 분리벽과, 상기 분리벽에 의해서 구분된 연소부의 단부에 각각 설치되어 연소공기 및 배기가스를 이동시키는 연결관과, 상기 연결관상에 설치되어 연결관을 통하여 흐르는 연소공기 및 배기가스의 방향을 조절하는 제1·제2·제3밸브와, 상기 제2밸브와 제3밸브의 사이에 설치되어 연결관측으로 이동하는 연소공기의 양을 조절하는 조절밸브와, 상기 제1밸브와 제2밸브의 사이에 설치되며 타측 단부는 절환밸브에 연결되어 배기가스를 배출시키는 제1분기관과, 상기 조절밸브와 제3밸브의 사이에 설치되며 타측 단부는 절환밸브에 연결되어 연소공기를 공급하는 제2분기관을 포함하여서 된 것이다.

도 1은 일반적인 축열식 버너를 도시한 개략도.

도 2는 종래 축열식 버너의 연소부를 도시한 단면도,

도 3은 본 고안에 따른 소재 온도균일화 장치가 설치된 축열식 버너를 도시한 개략도,

도 4는 본 고안에 따른 소재 온도균일화 장치가 설치된 연소부를 도시한 단면도,

도 5a 내지 도 5d는 본 고안에 따는 소재 온도균일화 장치의 연소모드 및 배기모드시 공기의 이동을 도시한 단면도,

도 6a 내지 도 6d는 본 고안에 따른 소재 온도균일화 장치가 설치된 축열식 연소부 내부의 화염 분포도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

30 : 분리벽 40, 40a : 연소부

50, 50a : 축열기 60, 60a : 연결관

70 : 제1밸브 71 : 제2밸브

72 : 제3밸브 80 : 절환밸브

90 : 제1분기관 91 : 제2분기관

100 : 조절밸브 101 : 유량계

110 : 흡입관 120 : 배기관

130 : 흡입팬 140 : 배기팬

이하 본 고안을 도시한 첨부도면 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 도 3에 도시된 바와같이 연소로(10)의 양측에 각각 설치되며, 도 4에 도시된 바와같이 연소로(10)에 설치된 연료노즐(20)(20a)의 사이에 설치되고 내부는 분리벽(30)에 의해서 양분되어 연소부(40)(40a)가 형성되어 있으며 각 연소부(40)(40a)의 내부는 연소로(10)에 형성된 흡·배기공(11)(11a)을 통하여 연소로(10)의 내부와 통하여진다.

상기 각 연소부(40)(40a)의 내부에는 배기가스에 포함된 현열을 축열하는 축열기(50)(50a)가 내장되어 있고 상기 각 연소부(40)(40a)의 끝단에는 연결관(60)(60a)이 설치되어 있으며 상기 연결관(60)(60a)에는 제1밸브(70)와 제2밸브(71) 및 제3밸브(72)가 순차적으로 설치되어 있다.

또한 상기 제1밸브(70)와 제2밸브(71)의 사이에는 절환밸브(80)에 연결되는 제1분기관(90)이 설치되어 있고 제2밸브(71)와 제3밸브(72)의 사이에는 절환밸브(80)와 연결되는 제2분기관(91)이 설치되어 있으며 상기 제2분기관(91)이 연결된 부분과 제2밸브(71)의 사이에는 연소부(40)로 공급되는 연소공기의 양을 조절하는 조절밸브(100) 및 유량계(101)가 설치되어 있다.

한편 상기 절환밸브(80)에는 연소공기가 공급되는 공급관(110) 및 배기가스가 배출되는 배출관(120)이 설치되어 있고 상기 공급관(110) 및 배출관(120)의 끝단에는 흡입팬(130) 및 배기팬(140)이 각각 설치되어 있다.

이와같이 구성된 본 고안을 연소모드로 사용할 때에는 도 5a에 도시된 바와같이 제1·제2·제3밸브(70)(71)(72) 및 흡입관(110)에 설치된 밸브를 열고 배기관(120)에 설치된 밸브를 닫은 상태에서 흡입팬(130)을 작동시키면 연소공기는 절환밸브(80) 및 제2분기관(91)을 통하여 연결관(60)(60a)으로 공급된다.

상기 연결관(60)(60a)으로 공급되는 연소공기의 양은 조절밸브(100)의 개폐정도에 따라 조절되며 이와같이 분리된 연소공기는 연소부(40)(40a)내장된 축열기(50)(50a)를 통과하면서 열교환을 하여 온도가 상승된 상태로 이동되어 연소로(10)에 형성된 흡·배기관(11)(11a)을 통하여 연소로(10)의 내부로 공급된다.

상기 연소로(10)의 내부로 공급된 연소공기는 연료노즐(20)(20a)에서 분사되는 연료와 혼합되며 점화장치(도면 미도시)에 의해서 점화되고 이때 발생된 화염은 스키드(12)에 안착된 피가열물(A)로 전달되는데 상기 화염은 도 6a에 도시된 바와같이 연결관(60)(60a)를 통하여 공급되는 연소공기의 양에 따라 상·하부의 세기가 다르게 되므로 피가열물(A)의 상부로 공급되는 화염은 작게 하고 하부로 공급되는 화염을 크게 하면 상기 피가열물(A)을 균일하게 가열할 수 있게 된다.

한편 피가열물(A)을 가열시킨 배기가스를 배기시키기 위해서 배기모드로 사용할 때에는 도 5b에 도시된 바와같이 제1·제2·제3밸브(70)(71)(72) 및 배기관(120)에 설치된 밸브를 열고 흡입관(110)에 설치된 밸브를 닫은 상태에서 배기팬(140)을 작동시키면 연소로(10)에서 배출되어 축열기(50)(50a)와 열교환을 마친 배기가스는 연결관(60)(60a)과 절환밸브(80)로 이동된다.

이때 절환밸브(80)로 이동된 배기가스는 흡입관(110)에 설치된 밸브가 닫혀있으므로 흡입관(110)측으로 이동하지 못하고 배기관(120)을 통하여 외부로 배출된다.

상술한 바와같이 연소로(10)의 일측을 연소모드로 동작하게 하고 타측을 배기모드로 동작시켜 일정시간이 경과되면 연소모드와 배기모드를 절환하며 이때에는 연소로(10)의 화염은 도 6b에 도시된 바와같이 피가열물(A)로 전달되며 이러한 과정을 반복하면 피가열물(A)은 균일하게 가열한다.

또는 도 5c에 도시된 바와같이 연소부(40)를 연소모드로 연소부(40a)를 배기모드로 사용하기 위해서는 제1·제3밸브(70)(72) 및 흡입관(110) 및 배기관(120)에 설치된 밸브를 열고 제2밸브(71)를 닫은 상태에서 흡입팬(130) 및 배기팬(140)을 동작시키면, 연소공기는 연소부(40)을 통하여 연소로(10)로 공급되고 연소로(10)내부의 배기가스는 연소부(40a) 에 설치된 축열기(50a)와 열교환을 하고 연결관(60a) 및 절환밸브(80)를 통하여 이동되어 배기팬(140)에 의해서 외부로 배출되며, 이때의 연소로(10)내부의 화염은 도 6c에 도시된 바와같이 피가열물(A)의 하부로 전달된다.

그리고 상기 피가열물(A)의 상부를 가열할 때에는 도 5d와같이 밸브를 조작하게 되는데 이때에는 피가열물(A)의 하부를 가열하는 상태에서 절환밸브(80)만을 절환하면 가능하게 되며 이때의 화염은 도 6d에 도시된 바와같이 전달되는 것이다.

따라서 피가열물(A)의 상부 또는 하부를 균일하게 가열하거나 어느일측을 고온으로 가열할 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 고안은 연소로의 양측에 각각 한쌍의 연소부를 설치하여 상기 각 연소부에서 발생되는 화염의 크기를 조절하게 됨은 물론 연소모드 또는 배기모드를 선택적으로 설정하여 피가열물을 균일하게 가열하게 되어 축열식 버너의 효율을 향상시킬 수 있게 되는 매우 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 연소로의 양측에 연소부가 설치되며 각 연소부에는 배기가스에 포함된 잠열을 축열하는 축열기가 내장된 축열식 버너에 있어서,

   상기 축열기(50)(50a)가 내장되는 연소부(40)(40a)를 구분하기 위하여 연소부(40)(40a)의 사이에 설치된 분리벽(30)과, 상기 분리벽(30)에 의해서 구분된 연소부(40)(40a)의 단부에 각각 설치되어 연소공기 및 배기가스를 이동시키는 연결관(60)(60a)과, 상기 연결관(60)(60a)상에 설치되어 연결관(60)(60a)을 통하여 흐르는 연소공기 및 배기가스의 방향을 조절하는 제1·제2·제3밸브(70)(71)(72)와, 상기 제2밸브(71)와 제3밸브(72)의 사이에 설치되어 연결관(60)측으로 이동하는 연소공기의 양을 조절하는 조절밸브(100)와, 상기 제1밸브(70)와 제2밸브(71)의 사이에 설치되며 타측 단부는 절환밸브(80)에 연결되어 배기가스를 배출시키는 제1분기관(90)과, 상기 조절밸브(100)와 제3밸브(72)의 사이에 설치되며 타측 단부는 절환밸브(80)에 연결되어 연소공기를 공급하는 제2분기관(91)을 포함하는 구성을 특징으로하는 축열식 버너용 소재 온도균일화 장치.