KR20050032457A - 라디안터 튜버(radiant tube) 및 사방형 절환 벨브에 의한간접 가열식 연소 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가열로 혹은 열 교환기, 소둔로 등에 쓰이는 가스및오일 버너의 열효률 증강을 위하여 축열체를 사용하는 축열식 버너에서 나오는 연소열의 이용 방법에 대한 것으로, 기존의 내장형 축열식 버너에서 생성되는 고온의 연소 가스를 별도의 장치를 거치지 않고 직접 열을 이용하여 로 내를 가열시키는 방법을 사용하였으나, 본 발명에서는 4 방향 절환 벨브에 의하여 일정시간 동안 교대로 연소와 축열을 하는 축열 버너에서 발생하는 연소가스를 축열을 하고있는 버너 사이에 로내를 충분히 통과하는 라디안터 튜브 내에 고온의 연소가스를 통과함으로서 로내의 기류가 상승하는 효과를 얻을 수 있는 것의 특징을 가지는 불순물이 포함되지 않는 고온의 공기를 얻을 수 있는 장치를 제공한다.

Description

라디안터 튜버(radiant tube) 및 사방형 절환 벨브에 의한 간접 가열식 연소 방법{omitted}

본 발명은 가열로 혹은 열 교환기, 또는 소둔로 등에 쓰이는 가스및오일 버너의 열효률 증강을 위하여 축열체가 장착된 축열식 버너에 대한 것으로 라디안터 튜버(radiant tube)를 이용하여 가열하려는 목적 물체에직접 가열하지 않고 간접적으로 가열하는 방법에 대한 것이다.

지금까지의 일반적인 연소 방법은 버너에서 연소한 연소 가스가 직접 가열 목적물에 접촉하는 것에 의해 가열 작업이 이루어졌으며, 이러한 연소 가스에는 불완전 연소에 의한 각종 불순물인 그으름, 잔류연료, 등이 혼입하는 것과 국부적인 가열로 인하여 가열로 내의 온도 편차가 심하였다. 따라서 기술 추세가 발달함에 따라 고 정밀과 고순도가 요구되는 연속 코팅 라인의 도장건조에는 부적합하여, 불량의 원인과 원가의 상승으로 경쟁력이 떨어지는 등, 많은 문제점을 내포하고 있었다. 그리고 최근에는 일부에는 라디안터 튜버(radiant tube)를 이용하여 간접 가열하는 방법이 채택되어 사용하여 불순물의 제거의 효과는 있으나, 이 또한 일정 위치에서 가열 작업이 이루어짐으로 연도 역활을하는 라디안터 튜브의 수명이 저하되는 원인과, 국부적인 가열에 의한 온도의 불균일 등 부가적인 문제점 등으로 이 또한 문제가 해결하지 못하였다.

본 발명은 상기에 기술한 바와같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 방법으로 버너의 구성이 모드의 변환이 가능한 쌍들으로 구성되어 있으며, 각각 한쌍의 버너가 일정시간 간격으로 사방형 절환 벨브에 의해 교대로 절환 연소함으로 라디안터 튜버가 교대로 일정한 시간 간격으로 균일한 가열이 이루어지고, 절환연소로 배기가스와 연소공기를 직접 열교환 함으로 배열회수가 극대화 되는 구조와, 연소가스가 라디안터 튜버의 내부로 통과하여 튜버를 가열시키고, 이 가열된 튜브를 공기의 순환으로 열 전달하여 분위기 온도의 상승을 이루는 것을 목적으로한다.

본발명은 상기에 기술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 축열기가 장착된 두 개의 버너가 한쌍으로 구성된 버너로 장치되어 있으며 한쪽의 버너가 축열기를 통해 예열된 고온공기로 연소하는 동안, 다른 한쪽 버너는 연소가스를 배기하여 배열을 축열기에 저장하게 되고, 일정시간이 경과하면, 유로 절환변이 작동하여 연소와 배기가 서로 바뀌어 운전하며, 연소가스와 배기가스의 통로는 라디안터 튜브를 통과함으로서 외부와 차단되어 튜버의 가열에 의한 간접 가열을 이루는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 기준으로 설명하면 다음과 같다.

도1은 1번 버너가 연소시의 축열식 연소 사스템인 A모드이며, 도2는 2번 버너가 연소시의 축열식 연소 시스템인 B 모드이고, 도3은 이 A모드와, B모드가 각각 1쌍씩 작동 운영하기 위하여 가열로내에 축열식 버너 시스템을 배치한 개념을 표시한 것이다,

상기에 약술한 바와같이 구성된, 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

먼저 1번 버너가 연소할 시(A모드)는 연소용 압축 공기(6)가 케이스내에 있는 로타의 회전에 의하여 입·출구의 방향이 변경되는 4방향 절환 밸브(5)에 의해 규정된 방향으로 흡입되어 이전의 모드인 B모드 즉 2번버너(2)가 연소할시에 발생한 배기가스 열원에 의하여 축열체에 축열되어진 1번버너의 축열재(3) 내를 통과함으로서 연소용 압축공기가 예열이 되어 1번 버너(1)에 투입이되어 연소하게된다.

이 연소시 발생한 고온의 화염불꽃의 연소가스는 라디안터 튜버(8)내를 통과하여 휴지하고 있는 2번 버너의 공기 노즐을 통하여 2번 버너의 축열체(4)에 축열을 하고 난 후 연소배기가스 동로(7)를 통하여 외부로 배기되어진다. 그리고 연소열에의하여 고온으로 되어있는 라디안터 튜버(8)의 외부에 건조로의 분위기 공기가 순환되어지면서 분위기온도가 상승된다.

이것이 A모드 시의 자동 설명이며, 수십초 이내의 일정 시간 경과시에는 도2에서 보인 바와 같이 2번 버너가 연소 작동을 하는 B모드로 4 방향 절환 벨브(5)에 의하여 절환을 하게된다.

이때에는 1번버너의 역할과 2번 버너의 역할이 A모드와는 정반대의 작동과 역할을 하게되고 이러한 A, B모드는 연속적으로 절환 운전을 함으로서 배열회수에 의한 방법으로 열효률을 최대로 높임과 동시에 라디안터 튜버의 온도를 균일화를 기할 수 있어 튜버의 수명을 연장함과 동시에 간접적인 가열을 할 수 있게 된다.

상기의 구성에 의한 실재 적용 결과를 제시하면 다음과 같다.

따라서 상기 설명한 바와 같이 본 발명에서는 절환연소에 의한 배기가스와 연소공기를 직접 열교환 함으로 배열회수의 극대화로 연료절감율을 기존의 설비에 비해 20％-50％의 절감효과를 거둘수 있게된다.

또 연료 사용량 감소에 따라 CO2 저감으로 환경 공해 물질 배출억제에 기여함과 여러대의 쌍으로된 버너가 교대로 연소함으로 건조로의 경우 노내 온도 분포가 균일하여 제품의 품질 향상을 이룰 수 있어며, 각각의 절환 벨브 사용으로 대구경의 고온 연도 및 별도의 예열 공기의 배관이 축소 혹은 생략될수 있고, 각 각의 버너에 축열장치를 할 수 있어 추가적인 열 교환기를 필요하지 않는 등과, 라디안터 튜버를 통한 간접 가열로 청정한 건조 표면과 균일한 온도 분포에 의한 고품질의 제품을 생산할 수 있는 등의 효과가 있다.

도1은 A모드시의 축열식 연소 시스템

도2는 B모드시의 축열식 연소 시스템

도3은 본 발명에 의한 고성능 축열버너를 장착한 가열로 구조

도4는 종래의 가열로 구조

도5는 고성능 버너 단면도(1번 버너기준)

도6은 고성능 버너의 기기 구성도

도7은 고성능버너의 시스템 구성도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1a : 버너본체 1b : 코너 플랜지 1c : 연료 노즐 조립체

1d : 화염 로드 1e : 스파크 로드 1f : 1차 공기 노즐

1g : 축열체 1h : 공기 노즐 1i : 2차 공기

1n : 1차 연소공기 1m : 2차 공기

1 : 1번 버너 2 : 2번 버너

3 : 1번 버너의 축열 재 4 : 2번 버너의 축열 재

5 : 4 방향 절환 밸브 6 : 연소용 압축 공기 통로

7 : 연소 배기 가스 통로 8 : 라디안터 튜버(radiant tube)

Claims (1)

1. 버너의 연소 배기 열을 이용하여 고온의 공기를 생성시키는 축열 버너 장치에 있어서, 2개의 버너가 한쌍을 이루고 반복적인 연소 작업이 이루어지도록 4 방향 절환 벨브를 중간에 장치하고 일정한 시간 동안 한쌍인 2개의 버너중 1개의 버너가 연소를 하여 열원을 공급하는 동안 다른 1개의 버너는 내장된 축열체에 의하여 축열을 하는 구조와, 일정시간 후에는 4 방향 절환 벨브 장치에 의하여 그 반대로 작동을 하도록 하고, 이 연소된 고온 가스가 한쌍의 두개의 축열 버너 사이의 라디안터 튜버를 통과하는 특징을 가지는 라디안터 튜버(radiant tube) 및 사방형 절환 벨브에 의한 간접 가열식 연소 방법