KR20060055332A

KR20060055332A - 선형 코안다 플레어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20060055332A
Application number: KR1020050106887A
Authority: KR
Inventors: 제임스 윌킨스; 로저 엘 포우
Original assignee: 존 징크 컴파니 엘엘씨
Priority date: 2004-11-16
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2006-05-23
Also published as: AU2005234612A1; US20060105276A1; MXPA05011474A; EP1657490A2; CN1776298A; AR051672A1; TW200624720A; JP2006145197A; CA2523116A1; BRPI0505277A

Abstract

본 발명은 가압된 가연성 폐가스를 연소시키기 위한 선형 코안다 플레어 장치를 개시한다. 상기 플레어 장치는 기본적으로 가연성 폐가스 공급 파이프에 연결되고 내부에 긴 선형 개구가 마련되어 있는 긴 단부 폐쇄 파이프와, 단부 폐쇄 파이프에 마련된 긴 선형 개구에 인접하게 위치된 가연성 가스 분배기 홈통(trough)을 포함하며, 상기 분배기 홈통의 측부는 단부 폐쇄 파이프의 외부 곡면에 인접하게 위치되어, 가압된 가연성 폐가스를 단부 폐쇄 파이프의 내측으로부터 단부 폐쇄 파이프의 외부 곡면을 지나게 배출하는 슬롯을 형성한다.

Description

선형 코안다 플레어 방법 및 장치{LINEAR COANDA FLARE METHODS AND APPARATUS}

도 1은 종래 기술의 코안다 플레어(Coanda flare)의 부분 측단면도이고,

도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 취한 횡단면도이고,

도 3은 본 발명의 선형 코안다 플레어 장치의 한 가지 형태의 측면도이고,

도 4는 도 3의 선 4-4를 따라 취한 횡단면도이고,

도 5는 본 발명의 선형 코안다 플레어 장치의 다른 형태의 측면 절단도이고,

도 6은 도 5의 선 6-6을 따라 취한 횡단면도로서, 분배기 홈통의 바닥과 단부 폐쇄 파이프에 부착된 스프링 조립체를 보여주고 있고,

도 7은 도 6과 유사하지만, 스프링 조립체가 플레어 장치의 내측과 분배기 홈통에 부착되어 있는 것을 보여주는 횡단면도이고,

도 8은 도 6과 유사하지만, 스프링 조립체가 단부 폐쇄 파이프의 상부와 분배기 홈통에 부착되어 있는 것을 보여주는 횡단면도이고,

도 9는 도 4와 유사하지만, 긴 단부 폐쇄 파이프와 분배기 홈통이 소정 각도로 위치 결정되어 있는 것을 보여주는 선형 코안다 플레어 장치의 횡단면도이고,

도 10은 도 5와 유사하지만, 단부 폐쇄 파이프와 분배기 홈통이 소정 각도로 위치 결정되어 있는 것을 보여주는 선형 코안다 플레어 장치의 측면도이고,

도 11은 횡단면이 눈물 모양(tear drop)으로 형성된 긴 단부 폐쇄 파이프를 구비하며 서로 인접하게 위치된 2개의 선형 코안다 플레어 장치의 횡단면도이고,

도 12는 긴 단부 폐쇄 파이프를 통하여 흐르는 가스 스트림 내로 물을 분사하는 수단을 구비하는 본 발명의 선형 코안다 플레어 장치의 측면도이고,

도 13은 플레어 장치에 의해 발생된 화염에 물을 분사하는 수단을 구비하는 본 발명의 선형 코안다 플레어 장치의 측면도이고,

도 14는 단일의 단부 폐쇄 파이프와, 가연성 폐가스 공급 파이프에 연결된 분배기로 이루어지는 본 발명의 선형 코안다 플레어 장치의 사시도이고,

도 15는 도 14와 유사하지만, 가연성 폐가스 공급 파이프에 부착된 분배기와 2개의 단부 폐쇄 파이프를 구비하는 사시도이고,

도 16은 가연성 폐가스 공급 파이프에 연결된 분배기와 4개의 단부 폐쇄 파이프의 사시도이고,

도 17은 가연성 폐가스 공급 파이프에 연결된 분배기와 6개의 단부 폐쇄 파이프의 사시도이고,

도 18은 가연성 폐가스 공급 파이프에 연결된 분배기와 4개의 단부 폐쇄 파이프의 변형 구조의 사시도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

18 : 선형 코안다 플레어 장치

20 : 단부 폐쇄 파이프

22 : 가연성 폐가스 공급 파이프

24 : 선형 개구

26 : 분배기 홈통

27 : 슬롯

본 발명은 선형 코안다 플레어 장치와, 이 장치에서 가연성 폐가스를 연소시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.

수년 동안 오일, 가스 및 석유화학 산업에 고압의 코안다 플레어가 활용되어 왔다. 플레어는 확장된 둥근 바닥과 작은 원형 상부를 갖는 포트(pot)와 유사한 표면 형상을 갖는 코안다 바디를 구비한다. 따라서, 사용된 코안다 바디는 주조 또는 단조로 형성되어 왔다.

종래 기술의 코안다 플레어는 수직 파이프의 상부에 결합된 코안다 바디를 구비하여, 파이프의 상부와 코안다 바디의 바닥 사이에 원형 슬롯이 형성되어 있다. 가압된 가연성 폐가스는 가스 스트림의 경계에 저압 형성을 형성하는 소정의 속도로 슬롯을 나간다. 코안다 바디와 가스 스트림 사이의 공간은 저압에 의해 빠르게 배기되며, 이로 인하여 폐가스가 코안다 표면에 강제 밀착되고, 가스 스트림이 약 90°로 전향할 때까지 코안다 표면의 형태를 따르게 된다.

통상의 작동 범위는 음속이고, 많은 작은 와류가 형성되어, 가스 스트림 내의 임의의 지점에서의 속도가 전체 스트림의 선속도보다 크다. 또한, 선속도는 가 스 출구로부터 동일 지점에서 종래의 제트보다 크다. 이는 막 경계에서 저압 영역을 증가시키고, 이로써 공기 포집 효율이 증가한다. 가스 및 공기가 최대 직경의 코안다 바디 표면에 도달함에 따라, 고유의 난류는 가스와 공기를 효율적으로 혼합하여, 매우 안정적이고 효율적인 플레어 장치를 형성한다.

코안다 슬롯에서의 연료 압력이 약 11 psig 인 때에, 슬롯에서의 연료 속도는 음속으로 된다. 가스 유량과 코안다 슬롯의 출구 압력 사이의 관계는 음속의 유출 속도에 도달하면 선형으로 되며, 용량을 증가시키는 유일한 방법은 가스 압력을 높이거나 코안다 슬롯 면적을 증가시키는 것이다. 그 결과, 보다 높은 용량을 달성하기 위해서는, 큰 코안다 바디와, 슬롯 및 표면을 갖는 큰 직경의 플레어가 필요하며, 이는 매우 무겁고 비용이 많이 소요된다.

경우에 따라서는, 코안다 플레어에서의 가연성 폐가스의 압력은 수반되는 공정 및 플레어의 기하형상에 의해 제한된다. 일단 소정의 압력에 도달하면, 질량 유량은 임계 레벨을 달성하고, 이로써 코안다 표면을 지나가는 가스 막에는, 화염을 코안다 표면으로부터 떨어지게 하고 코안다 효과의 손실을 발생시키는 운동량이 있게 된다.

따라서, 전술한 단점을 갖지 않고, 대신에 견고하고 수명이 긴 구조, 낮은 복사, 저중량, 높은 무연 하강(smokeless turndown), 넓은 작동 범위, 낮은 퍼지율 요건, 그리고 모든 조건에서의 안정적 화염의 이점을 갖도록 코안다 효과를 활용하는 개선된 고압 플레어가 필요하다.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 극복하고 전술한 필요를 만족시키는 가압된 가연성 폐가스를 연소하기 위한 선형 코안다 플레어 장치를 제공한다. 가압된 가연성 폐가스를 연소시키기 위한 본 발명의 선형 코안다 플레어 장치는 이하의 요소들을 포함한다. 긴 단부 폐쇄 파이프가 가연성 폐가스 공급 파이프에 연결되어 있다. 긴 단부 폐쇄 파이프는 내부에 선형 개구가 마련되어 있고, 이 선형 개구에 인접해서 긴 가연성 가스 분배기 홈통이 위치되어 있다. 분배기 홈통의 측부는 단부 폐쇄 파이프의 외부 곡면에 인접하게 위치되어, 가압된 가연성 폐가스를 단부 폐쇄 파이프의 내측으로부터 단부 폐쇄 파이프의 외부 곡면을 지나게 배출하는 슬롯을 형성한다.

본 발명의 가연성 폐가스 연소 방법은 이하의 단계를 포함한다. 내부에 긴 선형 개구가 마련된 긴 단부 폐쇄 파이프에 연결된 가연성 폐가스 공급 파이프를 포함하는 선형 코안다 플레어 장치에 가연성 폐가스를 안내한다. 가연성 폐가스를 긴 선형 개구를 통하여 긴 선형 개구에 인접하게 위치된 긴 가연성 폐가스 분배기 홈통으로 배출한다. 분배기 홈통의 측부를 단부 폐쇄 파이프의 외부 곡면에 인접하게 배치하여 긴 배출 슬롯을 형성한다. 긴 배출 슬롯을 통하여 단부 폐쇄 파이프의 곡면을 지나게 가연성 폐가스를 배출한다. 가연성 폐가스를 단부 폐쇄 파이프에 인접하게 위치된 파일럿 라이트에 의해 점화한다.

본 발명의 특징 및 이점은 첨부 도면을 참고로 하는 이하의 바람직한 실시예의 상세한 설명을 읽는 당업자에게 보다 명확하게 될 것이다.

이제 도면, 특히 도 1 및 도 2를 참조하면, 직립의 가연성 폐가스 공급 파이프(12)와 이 공급 파이프(12)의 상부에 부착된 코안다 바디(14)를 구비하는 종래 기술의 코안다 플레어(10)가 도시되어 있다. 공급 파이프(12)의 상부와 코안다 바디(14)의 바닥 사이에 원형 슬롯(16)이 마련되어 있으며, 이 원형 슬롯을 통하여 가압된 가연성 폐가스가 고속으로 흐른다. 가스는 약 90°로 회전할 때까지 코안다 표면을 따르며, 이로써 매우 안정적이고 효율적인 플레어 장치를 형성한다. 그러나, 보다 큰 용량을 얻기 위해서는, 보다 큰 직경의 가연성 폐가스 공급 파이프, 보다 큰 코안다 슬롯, 보다 큰 코안다 바디가 필요한데, 이들은 무겁고 비용이 많이 든다.

이제 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 선형 코안다 플레어 장치의 한 가지 형태가 도시되어 있고, 도면 부호 18로 지시되어 있다. 선형 코안다 플레어 장치(18)는 가연성 폐가스 공급 파이프(22)에 연결된 긴 단부 폐쇄 파이프(20)를 구비한다. 공급 파이프(22)의 상부 개방단은 도 4에 잘 도시되어 있는 바와 같이 단부 폐쇄 파이프(20) 내에 배치되어 있다. 공급 파이프(22)의 양측에서 연장되는 긴 선형 개구(24)가 단부 폐쇄 파이프(20)의 바닥에 마련되어 있다.

선형 개구(24)에 인접해서 긴 단부 폐쇄 파이프(20)의 바닥에는 긴 가연성 가스 분배기 홈통(26)이 부착되어 있다. 분배기 홈통(26)의 긴 측부는 단부 폐쇄 파이프(20)의 외부 곡면에 인접하게 배치되어 있어서, 가압된 가연성 폐가스를 단부 폐쇄 파이프(20)의 내측으로부터 단부 폐쇄 파이프(20)의 외부 곡면을 지나게 배출하는 슬롯(27)을 형성한다. 가압된 가연성 폐가스는 파이프의 표면에 밀착되 어, 약 90° 회전할 때까지 파이프 표면의 형태를 따른다. 가스는 단부 폐쇄 파이프에 인접하게 배치된 파일럿 라이트(28)에 의해 점화된다.

전술한 선형 코안다 플레어 장치(18)는 다음의 이점을 갖는다. 단부 폐쇄 파이프(20)와 가연성 폐가스 공급 파이프(22)는 경량의 강으로 형성되고, 특별히 고비용의 주조 또는 단조 공정이 필요하지 않으므로, 비용 및 중량을 줄일 수 있다. 선형 코안다 플레어 장치(18)의 용량은 단부 폐쇄 파이프(20), 선형 개구(24) 및 분배기 홈통(26)의 길이를 간단하게 연장시킴으로써 증가할 수 있다.

본 발명의 선형 코안다 플레어 장치의 성능은 단부 폐쇄 파이프(20)와 분배기 홈통(26)의 측면 사이의 슬롯을 협소하게 유지함으로써 개선되며, 이는 공기 포집, 혼합 및 최대 작동 압력을 개선한다. 공급 파이프(22)를 통하여 공급된 가연성 폐가스가 단부 폐쇄 파이프(20)를 통하여 흘러서, 플레어 장치(18)를 냉각한다. 가연성 폐가스의 경로는 플레어 장치(18)로 들어가는 공기의 능력을 제한하여, 내부 연소의 위험을 경감하고 퍼지 가스 요구량을 감소시킨다. 가연성 폐가스 공급 파이프(22)는 도면에 도시된 바와 같이 중앙에 배치될 수도 있고, 긴 단부 폐쇄 파이프(20)의 단부 또는 이들 사이의 임의의 위치에 배치될 수도 있다. 연료 유출 슬롯(27)을 형성하는 긴 가연성 가스 분배기 홈통(26)은 외측으로 경사진 측면을 갖는 평탄한 바닥의 홈통, 반원형 홈통, 부분 원형 홈통, V 형상 홈통 등과 같이 다양한 형상일 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 가스 분배기 홈통은 한 위치에 고정되게 배치될 수도 있고, 압력을 설정 최대값으로 증가시키지 않으면서 개방되는 가변 연료 유출 슬롯을 형성하도록 스프링 하중식일 수도 있는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.

선형 코안다 플레어 장치(18)는 긴 선형 개구(24)를 수용하는 단부 폐쇄 파이프와 긴 가연성 가스 분배기 홈통(26)을 회전시킴으로써 소정 각도로 연소를 행하도록 배치될 수 있다. 많은 경우에, 플레어에 인접한 민감한 영역에서 또는 공간 요구치에 기인하여 복사 및 소음이 줄어들어야 한다. 즉, 플레어는 특정 방향으로 이동하거나 경사져야 한다. 도 4, 도 5, 도 9, 및 도 10을 참고하면, 이것은 긴 단부 폐쇄 파이프(20 또는 32)와 분배기 홈통(26 또는 38)을 소정 각도로 간단하게 회전시킴으로써 본 발명의 수평 플레어(18 또는 30)에서 달성될 수 있으며, 이로써 화염은 도 9에 도시된 바와 같이 민감한 영역으로부터 멀어지게 지향된다. 필요에 따라, 긴 단부 폐쇄 파이프(32)는 도 10에 도시된 바와 같이 직립으로 이동할 수도 있다.

이제 도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 선형 코안다 플레어 장치의 변형 구조가 도시되어 있으며, 일반적으로 도면 부호 30으로 지시되어 있다. 선형 코안다 플레어 장치(30)는 바닥에 긴 선형 개구 또는 일련의 선형 개구(34)가 마련된 단부 폐쇄 파이프(32)를 포함한다. 가연성 폐가스 공급 파이프(36)는 용접 또는 다른 수단에 의해 단부 폐쇄 파이프(32)의 일단에 연결되어 있다. 긴 가연성 폐가스 분배기 홈통(38)은 단부 폐쇄 파이프(32)의 바닥의 긴 선형 개구 또는 개구들(34)에 인접하게 마련되어 있다. 분배기 홈통(38)은 긴 볼트 또는 로드(42)에 의해 가연성 가스 분배기 홈통(38)의 바닥과 단부 폐쇄 파이프(32)에 부착된 스프링 조립체(40)에 의해 선형 개구 또는 개구들(34)의 아래에서 적소에 유지되어 있 다. 또한, 스프링 하중식의 시일 플레이트 조립체(45)가 긴 단부 폐쇄 파이프(32)에 부착되어 있고, 이 조립체는 분배기 홈통(38)의 단부에 압력을 가하여 가연성 폐가스가 분배기 홈통(38)의 단부를 통하여 빠져나가는 것을 방지한다. 배출된 가연성 폐가스를 점화하도록 파일럿 라이트(41)가 마련되어 있다.

선형 코안다 플레어 장치(30)의 동작 시에, 가연성 폐가스는 가연성 폐가스 공급 파이프(32)를 매개로 플레어 장치(30)로 들어가서, 긴 단부 폐쇄 파이프(32)로 흐른다. 단부 폐쇄 파이프(32)로부터, 가스는 슬롯 또는 슬롯들(34)을 통과하여 긴 가연성 가스 분배기 홈통(38)으로 흐른다. 분배기 홈통(38)으로부터, 가스는 분배기 홈통(38)의 측부와 단부 폐쇄 파이프(32) 사이에 형성된 측부 슬롯(43)을 통과한 후, 단부 폐쇄 파이프(32)의 곡면에 인접하게 흐르며, 여기서 가스는 주위 공기를 동반하고, 무연 및 낮은 복사의 화염을 발생시키도록 동반된 공기와 비례적으로 혼합된다.

가스가 긴 가연성 가스 분배기 홈통(38)을 통하여 흐름에 따라, 가스는 분배기 홈통(38)에 대하여 압력을 가하거나 그 홈통에 대한 압력을 감소시키며, 이는 스프링 조립체(40)에 하중을 가하거나 그 스프링 조립체에 대한 하중을 경감시키며, 이로써 스프링 조립체의 스프링을 압축하거나 압축 해제시켜, 분배기 홈통(38)을 단부 폐쇄 파이프(32)로부터 멀어지게 또는 그 파이프에 근접하게 이동시킨다. 단부 폐쇄 파이프(32)로부터 멀어지게 또는 그 파이프에 인접하게 이동함에 따라, 단부 폐쇄 파이프(32)와 분배기 홈통(38) 사이의 가스 유출 슬롯(43)의 폭이 증가하거나 감소하고, 이로써 단부 폐쇄 파이프(32)의 표면으로의 가스 유동을 더 증가 시키거나 더 감소시킬 수 있다.

슬롯(43) 폭의 변경은 가스 유량 및 압력을 조정할 뿐 아니라, 가스 슬롯에서의 고속을 연속적으로 유지하는 역할도 하며, 이것은 높은 풍압에 의해 분배기 홈통 내로 침투할 수 있는 공기의 양을 제한한다. 낮은 가스 유량 및 압력에서의 협소한 슬롯으로 인하여, 슬롯을 따라 가스의 균일한 분배가 유도되고, 이로써 국부적 연소를 보장하고 열점을 방지할 수 있다.

단부 폐쇄 파이프(32)의 확대 측면도인 도 6을 참조하면, 분배기 홈통(38)과 스프링 조립체(40)가 도시되어 있다. 스프링 조립체(40)는, 단부 폐쇄 파이프(32)와 분배기 홈통(38)에 부착되고 단부 폐쇄 파이프와 분배기 홈통을 통하여 아래로 연장되는 긴 나사형성 로드(42)를 구비한다. 분배기 홈통(38)의 바닥과, 로드(42)에 나사 체결된 너트(46)에 의해 적소에 유지되는 가동 원형 플레이트(44) 사이에 스프링(47)이 배치되어 있다. 너트(46)는 스프링(47)의 압축을 조정하도록 상향 또는 하향 이동할 수 있다. 로드(42)에 제2 원형 플레이트(48)가 배치되어 있고, 플레이트(48) 아래에서 나사형성 로드(42)에 제2 너트(50)가 배치되어 있다. 제2 너트(50)는 단부 폐쇄 파이프(32)의 바닥과 분배기 홈통(38)의 측부 사이의 거리, 즉 슬롯(43)을 조정하는 데에 사용된다.

도 7은 스프링 조립체(52)를 단부 폐쇄 파이프(32) 내에 장착하여, 분배기 홈통(38)의 위치를 조정하는 데 사용하는 변형 구조를 도시하고 있다.

도 8은 스프링 조립체(54)를 단부 폐쇄 파이프(32)의 상부에 장착하여, 분배기 홈통(38)의 스프링 장력 및 위치를 조정하는 데 사용하는 변형 구조를 도시하고 있다.

도 6 내지 도 8에 도시된 모든 스프링 조립체 구조를 사용할 수도 있지만, 단부 폐쇄 파이프 내에 위치된 스프링 조립체가 파이프를 통하여 흐르는 차가운 가연성 가스의 유동에 의해 냉각되고, 항상 화염 영역의 밖에 있다는 이유로 도 7에 도시된 스프링 구조가 일반적으로 바람직하다. 당업자는 이해할 수 있듯이, 전술한 구조 이외의 다양한 스프링 조립체 구조를 활용할 수도 있다.

많은 정유 플랜트 또는 다른 산업 플랜트에서는, 넓은 범위의 가스 조성물 및 용량을 취급해야 하는 플레어 시스템이 요구되며, 이러한 플레어 시스템은 다단 플레어 및 시스템을 필요로 한다. 복수의 플레어 및 시스템은 플레어의 작동 범위에 걸쳐 최대 성능을 보장하기 위하여 복수의 플레어를 스위치 온 및 스위치 오프시키는, 비용이 소요되는 배관 및 밸브를 필요로 한다.

본 발명의 선형 코안다 플레어 장치는 가연성 폐가스 공급 파이프에 연결된 다수의 파이프 또는 긴 파이프를 구비할 수 있다. 다수의 파이프 또는 긴 파이프는 내부에 복수의 선형 개구가 마련될 수 있고, 상이한 압력에서 작동하도록 설정된 스프링 조립체를 갖춘 복수의 가스 분배기 홈통을 구비할 수 있다. 가스 압력이 증가함에 따라, 여러 가스 분배기 홈통이 순서대로 개방된다. 이로 인하여, 플레어 장치의 각 부분이 모든 유량에서 임계 압력 이상에서 작동하여, 항상 최적의 성능을 보장한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 선형 코안다 플레어 장치는 긴 선형 개구가 마련되어 있는 긴 단부 폐쇄 파이프로서 통상의 원통형 파이프를 활용한다. 원통형 파이프와 분배기 홈통의 측부에 의해 형성된 슬롯을 통하여 배출되는 가압된 가연성 폐가스는 단부 폐쇄 파이프의 외부 곡면을 지나서 흐르고, 약 90°로 전향될 때까지, 즉 단부 폐쇄 파이프의 곡면이 "코안다 효과(Coanda effect)"를 발생시킬 때까지 곡면을 따른다. 원통형 파이프는 이전까지 사용된 코안다 바디에 비교하여 저렴하며, 파이프는 임의의 원하는 플레어 길이 또는 위치에서 활용될 수 있다.

이제 도 11을 참조하면, 2개 이상의 선형 코안다 플레어 장치가 서로 매우 근접하게 위치되어 있는 경우와 같은 특정의 용례에서는, 공기역학적 형상의 단부 폐쇄 파이프(56)를 활용하여 보다 양호한 공기 분배 및 플레어 성능을 제공할 수 있다. 필요에 따라, 다른 형상의 단부 폐쇄 파이프를 사용할 수도 있다. 그러나, 원통형의 단부 폐쇄 파이프를 사용하는 것이 바람직하다.

종종 소음 및/또는 복사를 줄이기 위하여 폐가스 스트림 또는 본 발명의 플레어 장치에 의해 발생된 화염에 물을 도입할 필요가 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 소음을 줄이기 위하여 단부 폐쇄 파이프에 물을 도입할 수 있고, 도 13에 도시된 바와 같이, 복사를 불이기 위하여 단부 폐쇄 파이프 위의 화염에 물을 도입할 수 있다.

이제 도 14 내지 도 18을 참조하면, 폐가스 공급 파이프에 연결된 본 발명의 선형 코안다 플레어 장치의 다양한 구조가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 6개 또는 그 이상의 단부 폐쇄 파이프(32)가 단일의 가연성 폐가스 공급 파이프에 연결될 수 있다.

그라운드 플레어 용례에서는, 바닥 대신에 일단부로부터 연료가 공급되는 상태에서 비교적 작은 직경의 하나의 연속 런(continuous run)으로 40 내지 50 피트 정도로 길 수 있다는 점에서 본 발명의 선형 코안다 플레어 장치가 이상적이다.

본 발명의 선형 코안다 플레어 장치를 활용하는 특정의 용례에 상관없이, 플레어 장치는 비교적 작은 플레어 팁으로부터 매우 많은 열을 방출할 것이다.

가압 가연성 폐가스를 연소시키기 위한 본 발명의 바람직한 선형 코안다 플레어 장치는, 가연성 폐가스 공급 파이프에 연결되고 내부에 긴 선형 개구가 마련되어 있는 긴 단부 폐쇄 파이프와, 단부 폐쇄 파이프에 마련된 긴 선형 개구에 인접하게 위치되는 긴 가연성 가스 분배기 홈통을 포함하며, 상기 홈통의 측부는 단부 폐쇄 파이프의 외부 곡면에 인접하게 배치되어, 가압 가연성 폐가스를 단부 폐쇄 파이프의 내측으로부터 단부 폐쇄 파이프의 외부 곡면을 지나서 배출하는 슬롯을 형성한다.

가연성 폐가스를 연소하는 본 발명의 바람직한 방법은, (a) 내부에 긴 선형 개구가 마련되어 있는 긴 단부 폐쇄 파이프에 연결된 가연성 폐가스 공급 파이프를 구비하는 코안다 플레어 장치로 가연성 폐가스를 안내하는 단계와, (b) 가연성 폐가스를 상기 긴 선형 개구를 통하여 긴 선형 개구에 인접하게 위치된 긴 가연성 가스 분배기 홈통으로 배출하는 단계로서, 상기 분배기 홈통의 긴 측부가 단부 폐쇄 파이프의 외부 곡면에 인접하게 위치되어 긴 배출 슬롯을 형성하는 것인 단계와, (c) 가연성 폐가스를 상기 긴 배출 슬롯을 통하여 단부 폐쇄 파이프의 곡면을 지나게 배출하는 단계와, (d) 가연성 폐가스를 점화하는 단계를 포함한다.

따라서, 본 발명은 전술한 목적을 실행하고, 본 명세서에 설명한 목적 및 이점을 얻기에 매우 적합하다. 발명을 개시할 목적으로 본 발명의 현재의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 당업자에게는 부품의 구조 및 구성에 많은 변형이 있을 수 있으며, 이러한 변형은 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 사상 내에 포괄되는 것이다.

본 발명에 따르면, 수명이 길고, 복사량이 작으며, 중량이 가볍고, 무연 하강이 많고, 작동 범위가 넓으며, 퍼지율 요건이 낮으며, 모든 조건에서 안정적인 화염 등의 이점을 갖는 개선된 고압 플레어가 제공된다.

Claims

가압된 가연성 폐가스를 연소시키기 위한 선형 코안다 플레어 장치로서,

가연성 폐가스 공급 파이프에 연결되어 있고, 내부에 긴 선형 개구가 마련되어 있는 긴 단부 폐쇄 파이프와,

상기 단부 폐쇄 파이프에 마련된 긴 선형 개구에 인접하게 위치된 가연성 가스 분배기 홈통(trough)을 포함하며,

상기 분배기 홈통의 측부는 단부 폐쇄 파이프의 외부 곡면에 인접하게 위치되어, 가압된 가연성 폐가스를 단부 폐쇄 파이프의 내측으로부터 단부 폐쇄 파이프의 외부 곡면을 지나게 배출하는 슬롯을 형성하는 것인 선형 코안다 플레어 장치.
제1항에 있어서, 상기 가연성 가스를 점화하기 위한 점화 수단을 더 포함하는 선형 코안다 플레어 장치.
제1항에 있어서, 상기 가연성 가스를 점화하기 위한 파일럿 라이트(pilot light)를 더 포함하는 선형 코안다 플레어 장치.
제1항에 있어서, 상기 긴 단부 폐쇄 파이프와 분배기 홈통은 실질적으로 수평으로 배치되어 있는 것인 선형 코안다 플레어 장치.
제1항에 있어서, 상기 긴 단부 폐쇄 파이프와 분배기 홈통은 소정 각도로 배치되어 있는 것인 선형 코안다 플레어 장치.
제1항에 있어서, 상기 분배기 홈통과 함께 2개 이상의 긴 단부 폐쇄 파이프가 가연성 폐가스 공급 파이프에 연결되어 있는 것인 선형 코안다 플레어 장치.
제1항에 있어서, 상기 가연성 가스 분배기 홈통은 하나 이상의 스프링 조립체에 의해 단부 폐쇄 파이프에 부착되어, 가연성 폐가스의 압력이 증가하거나 감소할 때에 가연성 폐가스를 방출하는 슬롯의 폭이 증가하거나 감소하는 것인 선형 코안다 플레어 장치.
제7항에 있어서, 상기 스프링 조립체는 가연성 가스 분배기 홈통의 바닥과 단부 폐쇄 파이프에 부착되어 있는 것인 선형 코안다 플레어 장치.
제7항에 있어서, 상기 스프링 조립체는 단부 폐쇄 파이프의 내측과 가연성 가스 분배기 홈통에 부착되어 있는 것인 선형 코안다 플레어 장치.
제7항에 있어서, 상기 스프링 조립체는 단부 폐쇄 파이프의 상부와 가연성 가스 분배기 홈통에 부착되어 있는 것인 선형 코안다 플레어 장치.
제7항에 있어서, 상기 긴 가연성 가스 분배기 홈통의 단부에 압력을 가하여 분배기 홈통의 단부를 통한 가압된 가연성 폐가스의 손실을 방지하도록 단부 폐쇄 파이프에 부착되어 있는 추가의 스프링 조립체를 더 포함하는 것인 선형 코안다 플레어 장치.
(a) 내부에 긴 선형 개구가 마련되어 있는 긴 단부 폐쇄 파이프에 연결된 가연성 폐가스 공급 파이프를 포함하는 코안다 플레어 장치로 가연성 폐가스를 안내하는 단계와,

(b) 가연성 폐가스를 상기 긴 선형 개구를 통하여 긴 선형 개구에 인접하게 위치된 긴 가연성 가스 분배기 홈통으로 배출하는 단계로서, 상기 분배기 홈통의 긴 측부가 단부 폐쇄 파이프의 외부 곡면에 인접하게 위치되어 긴 배출 슬롯을 형성하는 것인 단계와,

(c) 가연성 폐가스를 상기 긴 배출 슬롯을 통하여 단부 폐쇄 파이프의 곡면을 지나게 배출하는 단계와,

(d) 가연성 폐가스를 점화하는 단계

를 포함하는 가연성 폐가스 연소 방법.
제12항에 있어서, 상기 긴 단부 폐쇄 파이프와 긴 가연성 가스 분배기 홈통은 실질적으로 수평으로 위치되어 있는 것인 가연성 폐가스 연소 방법.
제12항에 있어서, 상기 긴 단부 폐쇄 파이프와 분배기 홈통은 소정의 각도로 배치되어 있는 것인 가연성 폐가스 연소 방법.
제12항에 있어서, 상기 가연성 폐가스를 내부에 긴 선형 개구가 마련되어 있는 2개 이상의 긴 단부 폐쇄 파이프로 안내하고, 이 단부 폐쇄 파이프에 긴 가연성 가스 분배기 홈통이 부착되어 긴 배출 슬롯을 형성하는 것인 가연성 폐가스 연소 방법.
제12항에 있어서, 상기 가연성 가스 분배기 홈통은 하나 이상의 스프링 조립체에 의해 단부 폐쇄 파이프에 부착되어, 가연성 폐가스의 압력이 증가하거나 감소할 때에 가연성 폐가스를 배출하는 슬롯의 폭이 증가하거나 감소하는 것인 가연성 폐가스 연소 방법.
제16항에 있어서, 상기 스프링 조립체는 상기 가연성 가스 분배기 홈통의 바닥과 단부 폐쇄 파이프에 부착되어 있는 것인 가연성 폐가스 연소 방법.
제16항에 있어서, 상기 스프링 조립체는 단부 폐쇄 파이프의 내측과 가연성 가스 분배기 홈통에 부착되어 있는 것인 가연성 폐가스 연소 방법.
제16항에 있어서, 상기 스프링 조립체는 단부 폐쇄 파이프의 상측과 가연성 가스 분배기 홈통에 부착되어 있는 것인 가연성 폐가스 연소 방법.
제12항에 있어서, 긴 가연성 가스 분배기 홈통의 단부에 압력을 가하여 분배기 홈통의 단부를 통한 가압된 가연성 폐가스의 손실을 방지하도록 단부 폐쇄 파이프에 부착된 추가의 스프링 조립체를 더 포함하는 가연성 폐가스 연소 방법.
제12항에 있어서, 공기가 플레어 장치의 내부로 들어가는 것을 방지하도록 가연성 폐가스가 플레어되지 않은 때에 소량의 퍼지 가스가 플레어 장치를 통하여 흐르는 것인 가연성 폐가스 연소 방법.