KR200282913Y1

KR200282913Y1 - 초기점화용파이롯버너

Info

Publication number: KR200282913Y1
Application number: KR2019970038268U
Authority: KR
Inventors: 문재선; 류영원; 김원대
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 2002-11-21
Also published as: KR19990025743U

Abstract

본 고안은 주점화장치인 메인 버너를 초기 점화시키기 위한 파이롯 버너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초기 전극체의 스파크를 이루는 지점과, 화염형성에 따른 부품별 열화 및 부식현상으로 파이롯 버너의 기능 상실을 방지할 수 있도록 한 초기점화용 파이롯 버너에 관한 것이다.

본 고안은 COG 연료홀(30a)과 에어홀(30b)을 갖춘 하우징(30)과, 이 하우징(30)을 수평으로 관통하여 고정되고 전류를 공급하는 플러그(34)와, 내부에서 COG 연료가스와 에어를 혼합하면서 공급하는 버너 튜브(32)와, 그리고 상기 플러그(34)의 단부에 연결되고 그 말단부에서 스파크를 이루게 하는 팁(40a)을 포함하는 전극체(40)와, 상기 하우징(30) 부분으로부터 전극체(40)의 단부에 이르기까지 감싸고 있는 절연용 애자인 절연체(42)와, 상기 버너 튜브(32)의 단부에 지지링(36)으로 감싸여진 상태로 연결되고 혼합연료가스가 분사되는 연료 가스 노즐(38)과, 이 연료 가스 노즐(38)을 통해 상기 전극체(40)측 말단부의 팁(40a)과 스파크를 이루게 하는 통전부재인 지지링(36)과, 상기 연료 가스 노즐(38)의 단부에 연결되고 외주면에 수개의 보염구멍(44a)이 형성되어 있는 보염통(44)으로 구성된 초기점화용 파이롯 버너를 제공함에 있다.

Description

초기점화용 파이롯 버너{Pilot burner for initial iqnition}

일반적으로, 주점화장치인 메인 버너는 소둔로(Annealing Furnace)의 가열공정에 사용되는 버너 연소설비중, 복사관 튜브내에 설치되어 연소열로써 가열 대상물인 철판을 복사열에 의해 간접 가열시키는 것이며, 초기점화용 파이롯 버너는 주점화장치인 메인 버너에 초기 점화를 시키기 위한 것으로 COG(Cocks Oven Gas) 연료를 에어와의 혼합에 의해 연소가 이루어진다.

이러한 기술과 관련된 종래의 초기점화용 파이롯 버너는 도 1에 나타낸 바와 같이 전류를 공급하는 플러그(10)와, 이 플러그(10)가 수평으로 관통 설치되고 COG 연료가스 및 에어 유입구를 갖춘 하우징(12)과, 상기 하우징(12)에서 플러그(10)의 외부측에 설치되고 가스연료 공급튜브인 COG 튜브(14), 이 COG 튜브(14)보다 길게 그 외측에 씌워지는 에어 튜브(16), 그리고 플러그(10)에 연결되고 그 말단부에서 스파크를 이루게 하는 전극체(18)와, 이 전극체(18)를 감싸고 있는 절연용 애자인 절연체(20), 상기 절연체(20) 단부위치의 전극체(18)에 설치되고 상기 COG 튜브(14)에서 나온 COG 연료와 에어 튜브(16)에서 나온 에어를 혼합하는 와류기(22), 상기 전극체(18)의 말단부와 스파크를 이루게 하는 스파크 접점부인 지지링(24)으로 구성되어져 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 초기점화용 파이롯 버너를 도 2에서와 같이 소둔로에 설치하여 사용하는 상태를 설명하고자 한다.

먼저 플러그(10) 전단부위에 설치된 증폭기능을 갖춘 트랜스포머(도시되지않았음)에 의해서 플러그(10)로 7000 볼트의 전류가 공급된다. 상기 플러그(10)에 연결된 전극체(18) 단부와 그 끝단 팁 부근의 지지링(24)과의 스파크 간극 형성에 의해 스파크를 생성시키게 된다. 이때 지지링(24)의 "+" 전류와 전극체(18) 팁의 "-" 전류가 이루어져 스파크가 발생되게 된다. 이때 전류를 공급하는 플러그(10)에 연결된 말단부에서의 스파크를 이루게 하는 전극체(18)의 말단부 팁 부근이 스파크 접점부인 지지링(24)과 스파크 형성 간극이 2∼3㎜로 유지되어야 한다.

이와같이 스파크가 형성됨과 동시에 COG 튜브(14)와 에어 튜브(16)를 통해 지속적으로 에어와 COG 연료가스가 공급되고 전극체(18) 후단부측의 와류기(22)에 혼합된 상태로 공급됨에 의해 착화가 이루어지게 되며, 이렇게 착화됨에 따라 전극체(18)의 복사열이 미세전류로써 화염감지여부를 메인버너(26)에 전달되게 된다. 따라서, 파이롯 버너의 전극체(18)의 화염감지는 메인버너(26)의 연료가스를 공급시키는 전기적 밸브를 오픈시키므로 메인버너(26)에 초기 착화되게 된다.

그러나 이러한 종래의 초기점화용 파이롯 버너에 있어서는 COG 튜브(14)에서 나온 COG 연료와 외부의 에어 튜브(16)에서 나온 에어를 혼합시키는 와류기(22)의 바로 후단에서 전극체(18)의 말단부 팁과 지지링(24)과의 사이에서 스파크 형성후 연소가 이루어지게 되므로 전극체(18)의 말단부 팁 부근과 스파크 접점부인 지지링(24)이 직접적인 화염을 받아 치우치거나 열화에 의한 단락 현상이 잦아 정상적인 파이롯 버너의 기능을 상실하게 되는 문제점이 있었다.

그러므로 메인 버너(26)의 초기연소를 일으키지 못하게 되었으며 이로 인하여 소둔로 가열공정에서의 열효율이 저하되고 파이롯 버너의 부품별 조기 손상을가져와 원가 상승의 요인으로 대두되는 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 상기와 같은 종래의 제반 페단 및 문제점을 해결하기 위하여 연구 개발한 것으로서, 소둔로의 가열공정에 사용되는 버너 연소설비 중, 복사관 튜브내에 설치되어 연소열로써 가열 대상물인 철판을 복사열에 의해 간접 가열시키는 주 점화장치인 메인 버너를 초기 점화시키기 위한 파이롯트 버너에서 전극체의 스파크를 이루는 지점과 화염형성에 따른 부품별 열화 및 부식현상으로 파이롯 버너의 기능 상실을 방지할 수 있도록 한 초기점화용 파이롯 버너를 제공하는데 있다.

또 본 고안은 COG 연료가스의 노즐 분사형식과, 노즐 팁 내부에서 스파크 간극을 이루게 함으로써 화염 형성시의 전극체의 부품 손상을 방지할 수 있도록 한 초기점화용 파이롯 버너를 제공하는데 있다.

본 고안은 상기와 같은 목적을 구현할 수 있도록, COG 연료홀과 에어홀을 갖춘 하우징과, 이 하우징을 수평으로 관통하여 고정되고 전류를 공급하는 플러그와, 내부에서 COG 연료가스와 에어를 혼합하여 혼합연료가스를 공급하는 버너 튜브와, 그리고 상기 플러그의 단부에 연결되고 그 말단부에서 스파크를 이루게 하는 팁을 포함하는 전극체와, 상기 하우징 부분으로부터 전극체의 단부에 이르기까지 감싸고 있는 절연용 애자인 절연체를 포함하고, 소둔로의 가열공정에 사용되는 버너 연소설비 중 복사관 튜브 내에 설치되어 연소열로 가열 대상물인 철판을 복사열에 의해 간접 가열시키는 주 점화장치인 메인 버너를 초기 점화시키기 위한 파이롯트 버너에 있어서,

상기 버너 튜브의 단부에는 통전부재인 지지링을 통하여 나사식으로 연결되고 혼합연료가스가 분사되는 홀을 중간부분에 다수개 형성한 연료 가스 노즐이 장착되고, 상기 연료 가스 노즐은 그 선단 내경이 상기 전극체측 말단부의 팁에 2∼3㎜의 스파크 형성 간극을 이루며, 상기 연료 가스 노즐의 외주부에는 보염통이 나사식으로 연결되고 그 외주면에 수개의 보염구멍이 형성되어 상기 연료 가스 노즐의 홀을 통과한 혼합연료가스는 전극체의 말단부 팁과 연료 가스 노즐의 선단에서 지속적으로 발생되고 있는 스파크에 직접 충돌하기 않고, 이를 감싸면서 보염통측으로 흐르게 되어 스파크 접점부가 직접적인 혼합연료가스의 화염을 받아 치우치거나 열화에 의한 단락 현상이 방지되도록 구성됨을 특징으로 하는 초기점화용 파이롯 버너에 그 특징이 있다.

도 1은 종래의 초기 점화용 파이롯 버너를 나타낸 단면도,

도 2는 도 1의 파이롯 버너를 소둔로에 적용시킨 사용상태도,

도 3은 본 고안에 따른 초기점화용 파이롯 버너를 나타낸 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

30: 하우징 30a: 연료홀

30b: 에어홀 32: 버너 튜브

34: 플러그 36: 지지링

38: 연료 가스 노즐 38a: 홀

40: 전극체 40a: 팁(tip)

42: 절연체 44: 보염통

44a: 보염구멍

이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이 하우징(30)은 COG 연료가스와 에어를 제각기 버너튜브(32) 내부로 공급하기 위한 연료홀(30a)과 에어홀(30b)가 형성되어 있고 이 하우징(30)에는 전류를 공급하는 플러그(34)가 수평으로 관통 고정되어 있다.

버너 튜브(32)는 하우징(30)의 연료홀(30a)과 에어홀(30b)을 통해 주입된 COG 연료가스와 에어를 혼합하면서 공급하는 튜브이며, 상기 하우징(30)에 근접된 위치의 버너 튜브(32) 외주면에는 파이롯 버너를 취부하기 위한 너트(33)와 테이퍼링(35)이 설치되어 있다.

상기 버너 튜브(32)의 단부에는 연료 가스 노즐(38)의 지지링(36)이 나사식으로 결합되어 있고 이 연료 가스 노즐(38)은 후단면에 등각으로 분할된 위치에 혼합연료가스가 분사되는 다수개의 홀(38a)이 형성되어 있다.

전극체(40)는 하우징(30)에 관통 설치된 플러그(34)의 단부에 연결되고 그 말단부에서 스파크를 이루게 하는 팁(40a)을 포함하고 있다. 상기 전극체(40) 단부의 팁(40a)은 연료 가스 노즐(38)의 내경에 위치되어 스파크 접점형태가 내부에서 이루어지도록 하고, 그 외면으로 연료 가스 노즐(38)의 홀(38a)들을 통과한 COG 연료가스와 에어의 분사압에 의해 연료 가스 노즐(38)의 후단부에서 연소가 이루어지게 조립되어 있다.

상기 전극체(40)의 외부에는 하우징(30) 부분으로 전극체(40)의 단부에 이르기까지 절연용 애자인 절연체(42)가 감싸고 있고 이는 그 중간부위에서의 방전이나 접점을 방지하기 위함이다.

상기 연료 가스 노즐(38)의 지지링(36)은 연료 가스 노즐(38)을 통해 상기 전극체(40)의 말단부와 통전시켜 스파크를 이루게 하는 원통의 통전부재이다.

보염통(44)은 상기 연료 가스 노즐(38)의 홀(38a)이 내부측에 위치되도록 그 후단부가 연료 가스 노즐(38)에 나사식으로 결합되어 있고 그 외주면에는 수개의 홀(44a)이 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 초기점화용 버너는 플러그(34) 전단부위에 설치된 증폭기능을 갖춘 트랜스포머(도시되지 않았음)에 의해서 플러그(34)로 7000볼트의 전류가 공급되게 되면 플러그(34)에서 전류를 받아 전극체(40) 단부의 팁(40a) 말단부와 연료 가스 노즐(38) 내경과의 간극형성(스파크 접점)에 의해 스파크를 형성하게 된다. 이때 지지링(36)으로부터 제공되는 "+" 전류와 전극체(40)측 팁(40a)의 "-" 전류가 이루어져 스파크가 발생되게 된다. 이때 전류를 공급하는 플러그(34)에 연결된 말단부에서의 스파크를 이루게 하는 전극체(40)의 말단부 팁(40a) 부근이 스파크 접점부인 연료 가스 노즐(38)의 선단 내경과의 스파크 형성 간극이 2∼3㎜로 유지되어 있다.

이러한 상태에서 스파크가 형성됨과 동시에 하우징(30)의 연료홀(30a)과 에어홀(30b)을 통해 주입되어 버너 튜브(32)의 내부로 공급되어 혼합되면서 지속적으로 공급되는 혼합연료가스는 연료 가스 노즐(38)의 홀(38a)을 통과하게 된다.

이때 혼합연료가스는 전극체(40)의 말단부 팁(40a) 부근과 스파크 접점부인 연료 가스 노즐(38)의 내경에서 지속적으로 발생되고 있는 스파크에 의해 착화가 이루어지게 되고, 이러한 과정에서 상기 연료 가스 노즐(38)의 홀(38a)을 통과한 혼합연료가스는 전극체(40)의 말단부 팁(40a)과 연료 가스 노즐(38)의 선단에서 지속적으로 발생되고 있는 스파크를 외부에서 감싸면서 착화되어 흐르게 됨으로서 전극체(40)의 말단부 팁(40a)과 연료 가스 노즐(38)의 선단에 직접적으로 충돌되지 않고 흐르게 된다.

또한, 이렇게 연소열에 따른 복사열이 전극체(40)를 통해 미세전류로써 화염감지여부를 메인버너에 전달되게 된다. 따라서, 파이롯 버너의 전극체(40)의 화염감지는 메인버너의 연료가스를 공급시키는 전기적 밸브(E/V)를 오픈시키므로 메인버너에 초기 착화되게 된다.

이상에서 설명한 바와같은 본 고안의 초기점화용 파이롯 버너에 의하면 전극체 말단부의 팁과 지지링의 스파크 접점부가 직접적인 화염을 받아 치우치거나 열화에 의한 단락 현상이 잦은 종래의 파이롯 버너와는 달리 전극체 말단부의 팁과 연료 가스 노즐의 내경에서 스파크 접점이 형성되고, 상기 연료 가스 노즐(38)의 홀(38a)을 통과한 혼합연료가스는 전극체(40)의 말단부 팁(40a)과 연료 가스 노즐(38)의 선단에서 지속적으로 발생되고 있는 스파크에 직접 충돌하기 않고 이를 감싸면서 보염통(44)측으로 흐르게 되어 스파크 접점부가 직접적인 화염을 받아 치우치거나 열화에 의한 단락 현상이 방지된다.

따라서, 항상 스파크 접점이 양호한 상태로 유지되어 정상적인 파이롯 버너의 기능 상실을 방지할 수 있으며, 이로 인하여 메인버너의 초기 연소를 일으키지 못해 소둔로 가열공정에서의 열효율 저하와 파이롯 버너의 부품별 조기 손상을 방지할 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims

COG 연료홀(30a)과 에어홀(30b)을 갖춘 하우징(30)과, 이 하우징(30)을 수평으로 관통하여 고정되고 전류를 공급하는 플러그(34)와, 내부에서 COG 연료가스와 에어를 혼합하여 혼합연료가스를 공급하는 버너 튜브(32)와, 그리고 상기 플러그(34)의 단부에 연결되고 그 말단부에서 스파크를 이루게 하는 팁(40a)을 포함하는 전극체(40)와, 상기 하우징(30) 부분으로부터 전극체(40)의 단부에 이르기까지 감싸고 있는 절연용 애자인 절연체(42)를 포함하고, 소둔로의 가열공정에 사용되는 버너 연소설비 중 복사관 튜브 내에 설치되어 연소열로 가열 대상물인 철판을 복사열에 의해 간접 가열시키는 주 점화장치인 메인 버너를 초기 점화시키기 위한 파이롯트 버너에 있어서,

상기 버너 튜브(32)의 단부에는 통전부재인 지지링(36)을 통하여 나사식으로 연결되고 혼합연료가스가 분사되는 홀(38a)을 중간부분에 다수개 형성한 연료 가스 노즐(38)이 장착되고, 상기 연료 가스 노즐(38)은 그 선단 내경이 상기 전극체(40)측 말단부의 팁(40a)에 2∼3㎜의 스파크 형성 간극을 이루며, 상기 연료 가스 노즐(38)의 외주부에는 보염통(44)이 나사식으로 연결되고 그 외주면에 수개의 보염구멍(44a)이 형성되어 상기 연료 가스 노즐(38)의 홀(38a)을 통과한 혼합연료가스는 전극체(40)의 말단부 팁(40a)과 연료 가스 노즐(38)의 선단에서 지속적으로 발생되고 있는 스파크에 직접 충돌하기 않고, 이를 감싸면서 보염통(44)측으로 흐르게 되어 스파크 접점부가 직접적인 혼합연료가스의 화염을 받아 치우치거나 열화에 의한 단락 현상이 방지되도록 구성됨을 특징으로 하는 초기점화용 파이롯 버너.