KR20050023213A - 가스－가열된 열 교환기에 의해 실행된 재순환 공기가열을 갖는 섬유 기계 - Google Patents

Abstract

흡입 공간에서 흡입 공간의 기류에 교차하게, 서로에 평행하게 배열된 화염 또는 곡류 관과 그들보다 앞서 전환된 버너를 갖는, 가스-가열된 열 교환기에 의해 순환 공기 가열을 갖는 섬유 기계가 기술된다. 높은 열 생산량이 요구되는 경우에 두개의 버너로 작동할 수 있고 그럼에도 불구하고 열 교환기에 의해 끌어낸 기류를 동일하게 가열할 수 있게 하기 위해, 간접적인 순환 공기 가열의 경우에, 스트림 단면적 어디서나, 각각 이어지는 관 열 교환기를 갖는 두개의 버너가 흡입 공간의 한쪽 절반에 각각 할당되고, 그로인해 두개의 열 교환기의 가열 관은 전체 흡입 공간 폭에 달하지만, 각각의 경우, 흡입 공간에서 적어도 순환 기류 경로의 세그먼트에서, 오직 버너에 할당된 흡입 공간 절반에 걸쳐서만 연장된다.

Description

가스－가열된 열 교환기에 의해 실행된 재순환 공기 가열을 갖는 섬유 기계{TEXTILE MACHINE WITH RECIRCULATING AIR HEATING EFFECTED BY GAS－HEATED HEAT EXCHANGERS}

본 발명은 흡입 공간의 기류에 교차하게, 흡입 공간에서 서로에 평행하게 배열된 화염관, 특히 곡류 관과 그들보다 앞서 전환된 버너를 갖는, 가스-가열된 열 교환기에 의한 순환 공기 가열을 갖는 섬유 기계에 관한 것이다. 바람직하게는, 인접 화염관을 통한 흐름은 반대-평행 방식으로 일어나야 한다. 섬유 기계는 바람직하게는 본 발명에 의해 구성된 교차-역-흐름(cross-counter-current) 열회수장치의 하우징에서, 처리 가스의 간접 가열을 위한 디바이스를 갖는다.

순환 공기 가열은 대류 건조 기계 및/또는 고정 기계의 경우에, 재료의 텍스타일 웹의 열 처리를 위해 제공된다. 그러한 기계의 예는 스텐터링 프레임과 고온 연통이다(Koch, Satlow, Grosses Textil-Lexikon [Big Textile Encyclopedia], Deutsche Verlags-Anstalt Stuttgart, 1996에서의 이들 키 워드를 참조). 본 발명의 응용의 영역에 속하는 DE-PS 27 54 438에 따른, 재료의 텍스타일 웹의 연속 수축 처리를 위한 디바이스 및 단섬유 날실 또는 코팅된 카펫을 건조하기 위한 기계.

DE 100 47 834 A1은 하우징에 배치된 교차-역-흐름 열회수장치를 포함하는, 처리 가스의 간접 가열을 위한 디바이스를 갖는 섬유 기계를 기술한다. 열회수장치는 순환 기류 방향으로 직선 위에서 측정되는 온도 값의 총합이, 각각의 경우에, 직선이 치는 화염관 부품에서 (순환 기류에 수직으로 놓이는) 열 교환기의 단면 어디서나 동일한 방식으로 구성된다. 열 교환기에서 전달되는 에너지는 버너에 의해 가해진다.

상기한 타입의 종래의 섬유 기계의 경우, 가열이 목적인 연소 가스는 직접적으로 순환 공기와 혼합되고, 그러면 이것을 직접 가열이라고 말한다. 가스나 오일을 태움으로써 일반적으로 제조되는 연소 가스는 그후 재료의 텍스타일 웹과 직접 접촉하게 된다. 만일 이것을 피해야 한다면, 앞서 언급한 간접 가열이 사용될 수 있다.

간접 가열의 경우, 오일 순환 또는 증기 가열을 갖는 열 교환기가 일반적으로 사용된다. 이들 열 교환기들은 (공급되는 제트 시스템에서 소비에 의해 결정되는) 부피와 단면적이 비교적 큰, 가열될 순환 기류에 스트림 단면적의 어느곳에서나 동일한 온도가 주어지도록 보장한다. 이것은 예를 들어 제트 박스에서 순환 기류에 의해 형성된 처리제 스트림이 재료의 텍스타일 웹의 처리된 표면의 어디서나 동일한 온도를 가진다는 사실을 위한 필요조건이다. 그러나, 만일 순환하는 오일 또는 증기에 의해 가열된 열 교환기의 작동을 위한 가열 시스템이 사용자의 설비에 존재하지 않는다면, 이러한 이점은 큰 비용으로 달성되고 다시 말하면, 비록 간접 가열을 갖는 응용 경우가 오로지 가끔만 발생한다해도 상당한 추가적인 투자가 요구된다.

만일 예를 들어, 고온 연통에서 가열되는 문제의 섬유 기계에서 매우 큰 생산량이 요구된다면, 오직 단일의 큰 버너에 의해 요구량의 에너지를 가한다는 것이 어렵다. 대신에, 실제로, 2개의 더 작은 버너를 사용하는 것이 보다 유리하다는 것이 입증되었다. 그러나, 그것의 표면 특히, 수송 방향과 교차하는 모든 선상에서, 어디에서나 균일하게 처리될 재료의 텍스타일 웹의 가열의 일반적인 요구조건은 두개의 버너를 사용할 때도 또한 충족되어야 한다.

만약 하나의 큰 버너 대신에 두개의 더 작은 버너가 제공된다면, 직접적으로 가열된 기계의 경우에, 만일 각각의 두개의 버너가 고유한 온도 조절 회선을 가진다면, 순환 기류에 교차하는 재료의 웹의 표면에서 순환 공기 온도의 균일한 분포가 달성될 수 있다. 이러한 연결에 있어서, 한쪽 면(예를 들어 오른쪽)에 위치한 버너용 온도 센서는 동일한 쪽, 즉 재료의 웹의 오른쪽에 할당되는 팬 아우징에 배열되는 반면, 다른쪽(왼쪽) 위의 버너용 온도 센서는 거기에(즉, 왼쪽) 위치하는 팬 하우징에 배열된다. 두개의 부분적인 스트림은 복잡한 순환 공기 혼합기를 사용하여, 다양한 흡입 및 압력 공간에서 서로 혼합되어, 모든 경우에, 그것이 재료와 밀착할때, 재료의 웹의 폭에 걸쳐서 균일한 온도 분포가 달성되도록 한다. 단일 조절장치로부터 완전히 동일한 방식으로 버너 둘다를 제어하기가 거의 불가능하기 때문에 개별적인 온도 조절이 필요하다. 이는 에너지 공급, 예를 들어 가스 공급을 위한 조절 밸브의 허용오차 및 이력현상에 기인한다.

본 발명이 기반하는 인식에 따르면, 처리 가스의 간접 가열의 경우, 각각의 (더 작은) 버너에 대해 별도의 열 교환기를 제공하는 것이 필요한 것으로 보인다. 그럼에도 불구하고, 앞서 언급한 DE 100 47 834 A1의 요점에서, 단면적 전체에서 어디서나 동일하게 조절되는 기류를 달성하기 위하여, 복잡한 순환 공기 혼합장치를 제거하는 것이 바람직하다. 대신에, 순환 기류에 평행한 각각의 선상에서 측정되는 온도 값의 총합이 화염관에서 화염관까지, 통상적으로 버너에 할당된 전체 열 교환기 채널의(순환 기류에 수직으로 놓이는) 단면적의 어디서나 동일하게 되는 방식으로 화염관을 배치하고 구성하는 것이 가능해야 한다.

첨부된 도면은 순환 기류(1)에 평행하게 절단된 열 교환기 채널(2)을 보여준다. 열 교환기 채널(2)은 투입부(3)와 배출부(4) 그리고 서로 마주보고 있는 길이방향 벽(5)과 (6)을 갖는다. 채널(2)은 오른쪽 절반(7)과 왼쪽 절반(8)을 포함한다. 절반(7)과 (8)은 각각 그들에 할당된 버너(9)와 (10)를 갖는다. 두개의 화염관(11)과 (13)은 각각, 각각의 버너에 의해 제공된다. 화염관은 바람직하게는 서로에 반대로-평행하게 흐르는 곡류(15,16)에서 열 교환기 채널(2)을 통해 유도된다. 도면에서 곡류 관(11)과 (13)은 순환 기류(1)에 교차하게 흐르고 순환 기류(1)의 방향으로 굽이쳐 흐른다.

곡류(15),(16)의 주요 부분(17)에서, 화염관(13)은 물론이고 화염관(11)은 열 교환기 채널(2) 전체에 걸쳐 앞뒤로 교차하여 즉, 길이방향 벽(5)로부터 길이방향 벽(6)까지 지나간다. 순환 기류 방향으로 채널(2)의 말단부에 위치하는 세그먼트(18) 또는 (19) 각각에서, 예시 구체예에서, 대조적으로, 화염관(11)은 오직 열 교환기 채널(2)의 오른쪽 절반(7)에서 굽이쳐 흐르고 화염관(13)는 왼쪽 절반(8)에서만 굽이쳐 흐른다. 이들 세그먼트(18),(19)는 각각 그들에 할당된 온도 센서(20),(21)를 가지고, 그것은 배출부(4)에서 나가는 순환 기류(1)가 길이방향 벽(5)으로부터 길이방향 벽(6)까지 (그리고 이 방향에 교차하게) 전체 순환 기류 단면적에 걸쳐 어디서나 동일한 온도를 가지는 방식으로, 각각 조절장치(22) 또는 (23)를 경유하여, (도면에 도시한 바와 같이 영향의 선을 따라) 각각 관련된 버너(9) 또는 (10)를 제어한다. 열 교환기 뒤에, 연소 가스는 가열 출구(24),(25)를 경유하여 수집기 안으로 전달되고 거기로부터 기계 바깥으로 빼내질 수 있다.

다음의 실시예는 본 발명에 따라 온도 규제가 어떻게 작동할 수 있는지를 보여줄 것이다. 오른쪽 버너(9)의 연소 가스는 왼쪽 버너(10)의 연소 가스보다 20℃ 더 뜨겁다고 가정한다(780℃에 비해 800℃). 간단함을 위하여, 이것은 입구에서 각각, 관(11)과 (13)의 표면 온도라고 더욱 가정된다. 연소 가스는 도면에서 보여준 온도 정보에 의해 지시된 방식으로, 순환 공기로의 열 이동의 결과로서 냉각된다. 만일 순환 공기의 이들 스트림 경로의 표면 온도가 각각의 경우에, 오른쪽과 왼쪽 절반(7),(8)에서 이제 따르고 만일 각각의 경우, 순환 기류 경로의 표면 온도가 추가되면, 연소 가스가 약간 더 높은 온도에서 관 다발안으로 흘러들어간 오른쪽 절반(7)에서 왼쪽 절반(8)에서보다 더 높은 온도 총합이 또한 얻어진다는 것을 발견하였다(오른쪽 스트림 경로에서의 표면 온도의 총합 5,700/5,680/5,660℃; 왼쪽 스트림 상에서 표면 온도의 총합 5,600/5,620/5,640℃). 오른쪽 버너(9)의 센서(20)는 그 버너에 왼쪽 버너(10)의 실제 값에 도달할때까지 에너지의 공급을 조절하는 신호를 준다.

참조 기호 리스트:

1=순환 기류

2=열 교환기 채널

3=투입부

4=배출부

5=왼쪽 길이방향 벽

6=오른쪽 길이방향 벽

7=오른쪽 절반

8=왼쪽 절반

9=오른쪽 버너

10=왼쪽 버너

11=화염관(28)

13=화염관(29)

15=곡류(28)

16=곡류(29)

17=주요 부분

18=오른쪽 분할된 관 세그먼트

19=왼쪽 분할된 관 세그먼트

20=오른쪽 온도 센서

21=왼쪽 온도 센서

22=오른쪽 조절장치

23=왼쪽 조절장치

24=오른쪽 가열 가스 출구

25=왼쪽 가열 가스 출구

본 발명은 교차-역-흐름 열회수장치로 처리 가스의 간접 가열을 위한 두개의 버너에 대한 이들 목표를 달성하는 과제에 기반하며, 그로인해 두개의 버너의 각각은 그것의 고유의 온도 센서 및 (에너지 공급을 위한) 고유의 조절 밸브를 갖는 고유의 온도 조절 회선을 함유해야 한다.

초기에 기술한 섬유 기계에 있어서, 본 발명에 따른 해결책은 각각 이어지는 관 열 교환기를 갖는 두개의 버너가 각각 흡입 공간의 한쪽 절반(오른쪽과 왼쪽 절반 각각)으로 할당되고, 두개의 열 교환기의 화염관은 흡입 공간의 주요 부분에서, 그것의 기류에 교차하게, 전체 흡입 공간 폭에 달하지만, 각각의 경우에 흡입 공간에서 적어도 순환 기류 경로의 세그먼트에서, 단지 버너에 할당된 흡입 공간 절반만을 걸쳐 연장된다는 사실에 존재한다. 다시 말하면: 높은 열 생산량이 요구되는 경우에 두개의 버너로 작동할 수 있고 그럼에도 불구하고 열 교환기에 의해 빼낸 기류를 동일하게 가열할 수 있게 하기 위해서, 간접적인 순환 공기 가열의 경우에, 스트림 단면적 어디서나, 각각 이어지는 관 열 교환기를 갖는 버너들은 흡입 공간의 한 부분에 각각 할당되고, 그로인해 두개의 열 교환기의 가열 관은 기류에 교차하게, 흡입 공간의 주요 부분에서 전체 흡입 공간 폭에 달하지만, 각각의 경우에, 흡입 공간에서 기류 경로의 적어도 한 부분에서, 단지 버너에 할당된 흡입 공간 부분만에 걸쳐서 연장된다. 본 발명의 일부 개선점 및 추가적인 구체예는 청구항의 독립항에서 지시된다.

본 발명에 따르면, 두개의 열 교환기 부분의 관은 열 교환기의 주요 부분에서, 각각의 경우에, 제 1 열 교환기의 하나의 관 층이 제 2 열 교환기중 하나와 교대로 엇갈리는 방식으로 배치된다. 이러한 연결에서, 연소 가스는 화염관내에서 흐르는 반면, 재료의 텍스타일 웹으로 수송되고 가열되는 순환 공기는 관 주변으로 지나간다. 열 교환은 관의 표면에서 일어나고, 연소 공기의 열은 거기서 순환 공기로 넘어간다.

본 발명에 따르면, 두개의 열 교환기의 화염관은 그들의 주요 부분에서 바람직하게는 곡류 형태로, 흡입 공간의 전체 폭을 넘어 지나간다. 흡입 공간을 통한 순환 공기 경로상의, 적어도 하나의 세그먼트, 바람직하게는 첫번째 및/또는 마지막 세그먼트에서, 한 버너 예를 들어 오른쪽 버너의 연소 가스가 흐르는 화염관은 오직 흡입 공간의 오른쪽 절반을 통해서만 지나가는 반면, 나머지 버너 즉 왼쪽 버너의 화염관은 오직 흡입 공간의 왼쪽 절반에만 존재한다. 근본적으로, 수반된 것은 흡입 공간의 일부다. 열 교환기에 이어서, 연소 가스는 수집기안으로 전달되고 거기로부터 기계밖으로 뽑아낸다.

화염관이 열 교환기를 통한 순환 공기 통로의 세그먼트에서, 버너중 하나에 속하는 흡입 공간의 오로지 절반에만 위치하기 때문에, 이러한 절반에서 순환 공기의 개별적인 온도 조절 및 따라서 관련 버너의 조절이 가능하게 된다.

본 발명에 따르면, 열 교환기의 부분적인 분할은 바람직하게는 흡입 공간에서 순환 공기 통로의 시작부 및/또는 말단부에 제공될 수 있다. 그러나, 열 교환기의 분할된 세그먼트는 근본적으로 열 교환기의 어떠한 위치 예를 들어, 또한 순환 공기 통로의 중앙의 어딘가에 배열될 수 있다.

본 발명에 의해, 간접적인 순환 공기 가열을 위해, 두개의 버너에 의해 공급된 열 교환기가 만들어지고, 그것은 두개의 버너의 정확하고, 개별적인 규제를 허용하지만, 만일 각각의 버너가 그것에 할당된 별도의 열 교환기를 가질때보다 전체적으로 상당히 적은 노력으로 제조될 수 있다. 분할되지 않은 열 교환기는 대부분은 본 발명에 따라, (완전한 분할에 비교할때) 용접 작업의 오직 절반만이 열 교환기의 분할되지 않은 부분에서 수행되어야 하기 때문에, 예를 들어 두개의 각각의 열 교환기보다 좀더 저렴하게 제조될 수 있다.

두개의 버너의 정확한 규제를 위해, 만일 본 발명의 의미에서 10% 미만이(일반적으로, 두개의 곡류 루프 또는 바람직하게는 단일 곡류 루프가 충분하다) 분할되면, 충분하다는 것이 입증되었다. 본 발명에 따르는 교차-역-흐름 열회수장치는 처리 가스의 간접 가열을 위해, 각각의 버너에 의해 공급되는 순환 기류에 교차하게, 전체 폭에 걸쳐서 연장되는 4개의 화염관 루프를 가졌고 게다가, 각각의 버너에 대해 순환 공기 단면적의 절반에 걸쳐 연장되는 한개의 화염관 루프를 가졌다.

본 발명의 세부사항은 개략적인 예시 구체예를 사용하여 설명될 것이다.

Claims (3)

1. 흡입 공간에서 흡입 공간의 기류(1)에 교차하게, 서로에 평행하게 배열된 화염관(11 및 13)과 그들보다 앞서 전환된 버너(9,10)를 갖는, 가스-가열된 열 교환기에 의한 순환 공기 가열을 갖는 섬유 기계에 있어서,

   각각 이어지는 관 열 교환기를 갖는 두개의 버너(9,10)는 각각 흡입 공간의 한쪽 절반(7,8)(각각 오른쪽과 왼쪽 절반)에 할당되고, 두개의 열 교환기의 화염관(11및 13)은 흡입 공간의 주요 부분(17)에서, 그것의 기류(1)에 교차하게, 전체 흡입 공간 폭에 달하지만, 각각의 경우, 흡입 공간에서 적어도 순환 기류 경로(1)의 세그먼트(18, 19)에서, 오직 버너(9,10)에 할당된 흡입 공간 절반(7,8)에 걸쳐서만 연장되는 것을 특징으로 하는 섬유 기계.
2. 제 1항에 있어서, 화염관(11 및 13)의 분할된 세그먼트(18, 19)는 기류 경로(1)의 투입부 영역 또는 배출부 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 섬유 기계.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 화염관의 분할된 세그먼트(18, 19) 각각은 그들에 할당된 적어도 하나의 온도 센서(20, 21)를 가지고, 온도 센서는 각각의 경우에, 조절장치(22,23)를 경유하여 관련 버너(9,10)로 전환되는 것을 특징으로 하는 섬유 기계.