KR20070089232A - 축열식 연소 버너용 축열체 - Google Patents

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KR20070089232A
KR20070089232A KR1020077016171A KR20077016171A KR20070089232A KR 20070089232 A KR20070089232 A KR 20070089232A KR 1020077016171 A KR1020077016171 A KR 1020077016171A KR 20077016171 A KR20077016171 A KR 20077016171A KR 20070089232 A KR20070089232 A KR 20070089232A
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KR
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exhaust gas
combustion
combustion exhaust
heat storage
alumina
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KR1020077016171A
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이사오 모리
유타카 스즈카와
준 스도
요시유키 가사이
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제이에프이 엔지니어링 가부시키가이샤
닛뽕훠어네스고오교오가부시기가이샤
닛폰 가이시 가부시키가이샤
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Abstract

어느 일정 시간의 고온 연소 배기 가스의 통과에 의한 축열과, 그 다음 일정 시간의 연소 공기의 통과에 의한 상기 연소 공기의 가열을 번갈아 반복하면서 연소하는 축열식 연소 버너의, 알루미나를 주성분으로 하는 재료로 이루어진 축열체에 있어서, 상기 연소 배기 가스에 금속 분진이 포함되어 있는 경우, 고온부, 중온부 및 저온부의 알루미나 순도를 이 순서대로 낮게 한다.
축열체, 알루미나, 코지라이트, 분진, 기공율, 연소 버너

Description

축열식 연소 버너용 축열체{REGENERATIVE HEAT RESERVOIR FOR COMBUSTION BURNER}
본 발명은 축열식 연소 버너용 축열체, 특히 사용 수명이 길고 장기간 안정적으로 높은 열 회수가 가능하며, 또한 저압력 손실을 구현할 수 있는 축열식 연소 버너용 축열체에 관한 것이다.
여기서, 축열식 연소 버너에 대해 설명하고자 하는데, 먼저 축열식 연소 버너를 가열로에 설치한 양태에 대해 도면을 참조하며 예를 들어 설명한다. 도 1은 축열식 버너가 설치된 가열로를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 1에 있어서, 1은 가열로, 2a, 2b는 각각 가열로(1)의 노벽에 대향되게 설치된 한 쌍의 축열식 버너, 3a, 3b는 축열식 버너(2a, 2b)내에 형성된 축열체이다. 축열체(3a, 3b)는 비표면적이 큰 것이 좋으며, 통상 복수개의 하니컴(honeycomb) 구조체에 의해 구성되어 있다. 4a, 4b는 연료 차단 밸브이며, 이 밸브가 열려있는 동안에는 연료 공급원(미도시)으로부터 가압된 연료가 소정 유량으로 버너(2a, 2b)에 공급된다. 5a, 5b는 연소 공기 밸브이며, 이 밸브가 열려있는 동안에는 공기 공급원(미도시)으로부터 가압된 공기가 소정 유량으로 버너(2a, 2b)에 공급된다. 6a, 6b는 연소 배기 가스 밸브이며, 이 밸브가 열려 있는 동안에는 배기 송풍기(미도시)에 의해 축열체(3a, 3b)를 통과한 연소 배기 가스(이하, '노내 가스'라 한다)가 소정 유량으로 흡입되어 대기로 방출된다.
도 1에 있어서, 예를 들면, 한 쪽 버너(2a)가 연소 상태에 있는 경우에는 연료 차단 밸브(4a)가 열려 연료가 공급된다. 또한, 연소 공기 밸브(5a)가 열리고 연소 배기 가스 밸브(6a)가 닫혀 한쪽 축열체(3a)에 공기가 밀려들어가게 된다. 축열체(3a)를 통과한 공기는 축열체(3a)로부터 열을 빼앗아 고온의 예열 공기가 되어 버너(2a)로 공급된다.
한편, 이 때 다른 쪽 버너(2b)에서는 연료 차단 밸브(4b) 및 연소 공기 밸브(5b)가 함께 닫히고 연소 배기 가스 밸브(6b)가 열려 있어, 노내 가스는 버너(2b)로부터 흡입되어 축열체(3b)를 거쳐 축열된 후 배기 송풍기에 의해 배출된다.
상기 축열식 버너(2a, 2b)를 이용한 가열로(1)에서 축열 연소를 할 경우에는 일정 시간마다 버너 (2a)와 (2b)와의 연소를 번갈아 전환하는 교번 연소가 이루어진다.
그리고, 연소가 전환되어, 다른 쪽 버너(2b)가 연소 상태가 된 경우에는 연료 차단 밸브(4b) 및 연소 공기 밸브(5b)가 함께 열리고, 연소 배기 가스 밸브(6b)가 닫혀 다른 쪽 축열체(3b)에 공기가 공급된다. 고온의 축열체(3b)를 통과한 공기는 축열체(3b)로부터 열을 빼앗아 고온의 예열 공기가 되어 버너(2b)에 공급된다.
한편, 이 때 한쪽 버너(2a)에서는 연료 차단 밸브(4a) 및 연소 공기 밸브(5a)가 함께 닫히고 연소 배기 가스 밸브(6a)가 열려 있어 노내 가스는 버너(2a)로부터 흡입되어 축열체(3a)를 거쳐 축열된 후 배기 송풍기에 의해 배출된다.
노의 길이 방향에 인접하는 별도의 한 쌍의 버너(2a1, 2b1)에서도, 상술한 바와 같이 연소가 교대로 이루어진다. 단, 연소 타이밍은 다르다. 즉, 버너(2a)의 연소 시에는 인접하는 다른 버너(2a1)는 축열 상태에 있다.
일반적으로 축열체의 재질로서는 알루미나 및 코지라이트 등의 세라믹이 사용되고 있는데, 연소 배기 가스의 온도나 연소 배기 가스내 금속 분진의 유무 등 그 사용 환경에 따라 그 수명이 크게 달라진다. 이 때문에, 축열체의 재질에 부적절한 것을 선택하면, 축열체의 용손, 균열 발생이나 클로깅(clogging)을 초래하여 축열체의 수명이 대폭 줄어들 뿐만 아니라, 열 회수의 반감, 압력 손실의 급증으로 인해 운전 불가능한 상태가 되는 경우가 있다.
특히, 알루미나의 경우, 통상 사용되고 있는 것이 알루미나 순도가 97%정도이고 기공율이 30%이상인 것으로, 고온 배기 가스가 고온이면서 금속 분진을 가지고 있는 경우, 그 온도에 따라서는 금속 분진과의 반응에 의해 용손이 발생하여 사용 불가능한 상태가 되는 문제가 있었다. 또한, 알루미나 순도나 기공율에 따라서도 축열체의 수명이 크게 다르다. 또한, 기공율이란 그 재료중의 공기구멍의 체적비율을 나타낸 것이다.
일반적으로 알루미나와 코지라이트를 비교하면, 알루미나 쪽이 코지라이트보다 가격이 비싸며, 알루미나 중에서도 순도가 높을수록 또 기공율이 낮을수록 가격 이 높아지는 경향이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 알루미나에서는 알루미나 순도, 기공율과 분위기 온도, 금속 분진의 유무에 따른 내구성, 코지라이트에서는 분위기 온도, 금속 분진의 유무에 따른 사용 조건을 명확히 하고, 낮은 비용을 유지하면서 최적의 구성으로 함으로써, 장기간 안정적으로 열 회수 및 저압력 손실을 유지할 수 있는 축열식 연소 버너용 축열체를 제공하는 것에 있다.
제 1 발명은 어느 일정 시간의 고온 연소 배기 가스의 통과에 의한 축열과, 그 다음 일정 시간의 연소 공기의 통과에 의한 상기 연소 공기의 가열을 번갈아 반복하면서 연소하는 축열식 연소 버너의, 알루미나를 주성분으로 하는 축열체에 있어서, 상기 연소 배기 가스에 금속 분진이 포함되어 있는 경우, 고온부, 중온부 및 저온부의 알루미나 순도를 이 순서대로 낮게 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
제 2 발명은 상기 고온부의 기공율을 상기 중온부의 기공율에 비해 작게 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
제 3 발명은 어느 일정 시간의 고온 연소 배기 가스의 통과에 의한 축열과, 그 다음 일정 시간의 연소 공기의 통과에 의한 상기 연소 공기의 가열을 번갈아 반복하면서 연소하는 축열식 연소 버너의, 알루미나를 주성분으로 하는 재료로 이루어진 축열체에 있어서, 상기 연소 배기 가스에 금속 분진이 포함되어 있는 경우, 상기 연소 배기 가스 온도가 1200℃를 넘는 고온부의 알루미나 순도를 98%이상으로 하고, 1100℃ 초과부터 1200℃ 이하인 중온부의 알루미나 순도를 95%로 하고, 1100℃이하인 저온부를 코지라이트로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
제 4 발명은 상기 고온부의 기공율을 20%이하로 하고, 상기 중온부의 기공율을 50%이하로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
제 5 발명은 어느 일정 시간의 고온 연소 배기 가스의 통과에 의한 축열과, 그 다음 일정 시간의 연소 공기의 통과에 의한 상기 연소 공기의 가열을 번갈아 반복하면서 연소하는 축열식 연소 버너의, 알루미나를 주성분으로 하는 재료로 이루어진 축열체에 있어서, 상기 연소 배기 가스에 금속 분진이 포함되어 있지 않을 경우, 상기 연소 배기 가스 온도가 1300℃를 초과하는 고온부의 알루미나 순도를 95%이상으로 하고, 1300℃이하의 저온부를 코지라이트로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
제 6 발명은 상기 고온부의 기공율을 20%이하로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
어느 일정 시간의 고온 연소 배기 가스의 통과에 의한 축열과, 그 다음 일정 시간의 연소 공기의 통과에 의한 상기 연소 공기의 가열을 번갈아 반복하면서 연소하는 축열식 연소 버너의, 알루미나를 주성분으로 하는 재료로 이루어진 축열체에 있어서, 그 재료로서, 일반적으로는 세라믹이 사용되고 있는데, 그 사용되는 온도 조건, 분위기에 따라 그 수명이 크게 달라진다. 따라서, 알루미나인 경우에는 알루미나 순도, 기공율과 분위기 온도, 연소 배기 가스내 금속 분진의 유무에 따른 내구성, 코지라이트인 경우에는 분위기 온도, 연소 배기 가스내 금속 분진의 유무에 따른 사용 조건을 명확히 하고 최적의 구성으로 함으로써, 종래의 축열체에 비해, 사용 수명을 길게 할 수 있으며 장기간 안정적으로 높은 열 회수를 할 수 있고, 또 저압력 손실을 구현할 수 있게 된다.
먼저, 본 발명의 원리를 설명하면 다음과 같다.
표 1은 코지라이트에 있어서, 연소 배기 가스내의, 철, 나트륨 또는 칼슘 등 금속 분진의 유무에 따라, 1kg/cm2의 하중을 가한 경우의 코지라이트가 연화되는 연소 배기 가스 온도를 조사한 결과이다.
[표 1]
금속 분진의 유무 금속 분진 없음 금속 분진 있음
분진 종류 - 철 나트륨 칼슘 강
연화점 온도 1300℃ 1120∼1150℃
표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 금속 분진이 없는 경우라면 1300℃의 온도 영역에서도 사용상 문제가 없지만, 금속 분진이 있는 경우에는 1120∼1150℃로 연화되는 온도가 현저하게 저하되며, 금속 분진이 있을 경우, 20℃정도 여유를 두면 코지라이트의 사용 가능한 온도 영역은 1100℃이하이다.
도 3, 도 4 및 도 5는 기공율 10%의 알루미나에 있어서, 알루미나 순도 및 연소 배기 가스내 철, 나트륨, 칼슘 등 금속 분진의 유무 조건과 연소 배기 가스 온도와의 관계를 폐색율의 변화로 정리한 그래프이다.
또한, 폐색율이란 축열시에 연소 배기 가스가 통과하는 유로 면적에 대해, 폐색부가 형성되었을 때의 폐색 비율을 말하며, 도 2와 같이 신품일 때의 연소 배기 가스 유로 면적을 A1로 하고, 연소 배기 가스를 통과시켜 일정 기간 경과한 뒤에, 폐색부를 제외한 유로 면적을 A2로 한 경우에, 하기 (1)식,
(A1-A2)/A1×100 ..........(1)
으로 정의한 것이다.
도 3은 연소 배기 가스 중에 금속 분진을 가지며 연소 배기 가스 온도가 1350℃인 조건에서, 알루미나 순도가 95%, 98% 및 99%인 경우의 폐색율의 시간 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 알루미나 순도가 98%이상이면, 약 9000시간 경과후에도 폐색율이 20%이하이며 폐색율의 변화가 작아지고 있음을 알 수 있다. 한편, 알루미나 순도가 95%인 경우에는 폐색율이 70%정도로 완전 폐색에 가까운 상태가 되어 있음을 알 수 있다.
도 4는 연소 배기 가스 중에 금속 분진을 가지며 연소 배기 가스 온도가 약 1200℃인 조건에서 알루미나 순도가 95%, 98% 및 99%일 때의 폐색율의 시간 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 어떠한 알루미나 순도에서도, 약 9000시간 경과후에 폐색율이 15%이하이고 폐색율의 변화가 작아지고 있음을 알 수 있다.
이로부터, 금속 분진이 있는 경우, 연소 배기 가스 온도에 의해 그 폐색율이 크게 변화하는 것을 알 수 있다.
도 5는 연소 배기 가스내에 금속 분진이 없고 연소 배기 가스 온도가 1350℃인 조건에서, 알루미나 순도가 95%, 98% 및 99%일 때의 폐색율의 시간 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 어떠한 알루미나 순도에서도 약 9000시간 경과후에 폐색율이 10%이하이고 신품일 때와 거의 동일한 상황임을 알 수 있다. 금속 분진이 없는 경우, 연소 배기 가스 온도가 1350℃로 높을 때에도 폐색율이 커지는 일은 없음을 알 수 있다.
이어, 연소 배기 가스내 철, 나트륨 및 칼슘 등 금속 분진의 유무 조건과 연소 배기 가스 가스 온도와 기공율과의 관계를 균열수의 시간변화로 정리하였다. 균열수는 도 6와 같이 높이 50mm, 폭 50mm인 평판부에서의 균열 수를 계측한 것이다.
도 7은 순도 98%의 알루미나에 있어서, 연소 배기 가스내에 금속 분진이 있으며 연소 배기 가스 온도가 1350℃인 조건에서, 기공율이 10%, 20% 및 30%일 때의 균열수의 시간 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 기공율이 20%이하이면, 약 9000시간 경과후에도 균열수가 10개 이하이고 평판부의 탈락이나 붕괴는 볼 수 없었다. 한편, 기공율이 30%인 경우, 약 8000시간 경과 후에 평판부의 탈락이나 붕괴를 약간 볼 수 있었지만, 사용에 지장을 초래하는 정도는 아니었다. 그러나, 다음 번 보수때까지 사용을 계속할 수 있다는 보증은 없었다.
이로부터, 연소 배기 가스에 금속 분진이 포함되어 있는 경우, 연소 배기 가스 온도가 1200℃를 초과하는 고온부의 알루미나 순도를 98%이상으로 한 경우에, 알루미나의 기공율을 20%이하로 하면, 훨씬 축열체의 수명연장을 도모할 수 있음을 알 수 있었다.
도 8a는 알루미나 순도 98%의 알루미나에 있어서, 연소 배기 가스내에 금속 분진이 없고 연소 배기 가스 온도가 1350℃인 조건에서 기공율이 10%, 20% 및 30%일 때의 균열수의 시간 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8a에서 알 수 있는 바와 같이, 기공율이 20%이하이면, 약 9000시간 경과후에도 균열수가 10개 이하이며, 평판부의 탈락이나 붕괴는 볼 수 없었다. 한편, 기공율이 30%인 경우, 약 8500시간 경과후에 평판부의 붕괴 및 탈락을 약간 볼 수 있었지만, 사용에 지장을 초래하는 정도는 아니었다. 그러나, 다음 번 보수때까지 사용을 계속할 수 있다는 보증은 없었다.
도 8b는 알루미나 순도 95%의 알루미나에 있어서, 연소 배기 가스내에 금속 분진이 없고 또한 연소 배기 가스 온도가 1350℃인 조건에서 기공율이 10%, 20% 및 30%일 때의 균열수의 시간 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8b에서 알 수 있는 바와 같이, 알루미나 순도 98%의 알루미나와 마찬가지로, 기공율이 20%이하이면, 9000시간 경과후에도 균열수가 10개 이하이며, 평판부의 탈락이나 붕괴는 볼 수 없었다. 한편, 기공율이 30%인 경우, 약 8500시간 경과후에 평판부의 붕괴 및 탈락을 약간 볼 수 있었지만, 사용에 지장을 초래하는 정도는 아니었다. 그러나, 다음 번 보수때까지 사용을 계속할 수 있다는 보증은 없었 다.
이로부터, 연소 배기 가스에 금속 분진이 포함되어 있지 않을 경우, 연소 배기 가스 온도가 1300℃를 초과하는 고온부의 알루미나 순도를 95%이상으로 한 경우에, 알루미나의 기공율을 20%이하로 하면, 훨씬 축열체의 수명연장을 도모할 수 있음을 알 수 있었다.
도 9는 알루미나 순도 98%의 알루미나에 있어서, 연소 배기 가스내에 금속 분진이 있고 연소 배기 가스 온도가 1200℃인 조건에서 기공율이 10%, 20%, 50%일 때의 균열수의 시간 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 10%, 20% 및 50%의 어느 기공율에서나 9000시간 경과후의 균열수가 10개 이하였고, 평판부의 탈락이나 붕괴는 볼 수 없었다.
도 10은 알루미나 순도 98%의 알루미나에 있어서, 연소 배기 가스내에 금속 분진이 없고 연소 배기 가스 온도가 1200℃인 조건에서 기공율이 10%, 20% 및 50%일 때의 균열수의 시간변화를 나타낸 그래프이다.
도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 10%, 20% 및 50%의 어느 기공율에서나 약 9000시간 경과후의 균열수가 10개 이하였고, 평판부의 탈락이나 붕괴는 볼 수 없었다.
이상의 결과로부터, 연소 배기 가스에 금속 분진이 포함되어 있는 경우, 축열체에 사용하는 재료는 도 11과 같은 구성으로 하는 것이 가장 바람직하다. 즉, 연소 배기 가스 온도가 1200℃를 초과하는 고온부에서는 알루미나 순도가 98%이상이고 기공율이 20%이하인 재료를 사용하며, 1100℃ 초과에서 1200℃이하인 중온부 에서는 알루미나 순도가 95%이상이고 기공율이 50%이하인 재료를 사용하고, 1100℃이하인 저온부에서는 코지라이트를 사용하는 것이 가장 적합하다.
한편, 연소 배기 가스에 금속 분진이 포함되어 있지 않을 경우, 축열체에 사용하는 재료는 도 12와 같은 구성으로 하는 것이 가장 바람직하다. 즉, 연소 배기 가스 온도가 1300℃를 초과하는 고온부에서는 알루미나 순도가 95%이상이고 기공율이 20%이하인 재료를 사용하고, 1300℃이하인 저온부에서는 코지라이트를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다.
도 14는 연소 배기 가스내에 금속 분진이 포함되어 있고 연소 배기 가스 온도가 1350℃인 조건에서, 도 11에 나타낸 본 발명의 축열체의 경우와, 도 13에 나타낸 종래의 축열체 양자에 있어서 장기간 축열 연소를 하여, 정기적으로 축열체의 열효율을 측정한 결과를 나타낸 그래프이며, 도 15는 그 때의 압력 손실을 나타낸 그래프이다.
도 14에서 알 수 있는 바와 같이, 도 11에 나타낸 본 발명의 축열체에서는 약 9000시간 경과후에도 90%이상의 높은 열 회수율을 안정적으로 얻을 수 있는 데 반해, 도 13에 나타낸 종래의 축열체에서는 사용 직후부터 서서히 열효율이 떨어져 약 5000시간 경과후부터는 현저하게 저하되고, 약 9000시간 경과후에는 열효율이 60% 정도까지 저하되었다. 사용 직후부터 발생된 코지라이트의 용손이나, 특히 고온부에 위치하는 알루미나 순도 97%, 기공율 30%인 축열체에 균열이 다수 발생하였고, 그 결과 열전달 면적이 감소하여 열효율의 저하를 초래하였다.
도 15는 사용 당초의 압력 손실을 베이스 1.0으로 하고, 각각 일정 기간 경과후에 사용 당초와 완전히 동일한 운전 조건에서 압력손실을 측정한 결과를 비교한 것이다.
도 15에서 알 수 있는 바와 같이, 도 11에 나타낸 본 발명의 축열체에서는 약 9000시간 경과후에도 압력 손실이 사용 당초와 변함이 없는 것에 반해, 도 13에 나타낸 종래의 축열체에서는 사용 당초부터 압력 손실이 증대되는 경향을 보였으며, 약 5000시간 경과후에는 사용 당초의 25배 정도의 압력 손실이 발생하였고, 약 9000시간 경과후에도 거의 동일한 레벨의 압력 손실이 발생하였다. 이것은 사용 개시 직후부터 코지라이트의 용손이 발생하여, 연소 배기 가스 통과부가 크게 폐색되었기 때문이다.
또한, 약 5000시간 경과한 시점부터, 고온부에 위치하는 알루미나 순도 97%, 기공율 30%의 축열체에 있어서도 폐색이 발생하는 경향을 볼 수 있었다. 고온의 연소 배기 가스에 금속 분진이 포함되어 있는 경우, 본 발명의 축열체를 사용하면, 종래의 축열체에 비해, 높은 열 회수 및 낮은 압력 손실이라는 조건하에서 안정된 사용을 할 수 있게 된다.
도 17은 연소 배기 가스에 금속 분진이 포함되어 있지 않고, 연소 배기 가스 온도가 1350℃인 조건에서, 도 12에 나타낸 본 발명의 축열체의 경우와, 도 16에 나타내 종래의 축열체 양자에 있어서, 장기간 축열 연소를 하여 정기적으로 축열체의 열효율을 측정한 결과를 나타낸 그래프이며, 도 18은 그 때의 압력 손실을 나타낸 그래프이다.
도 17에서 알 수 있는 바와 같이, 도 12에 나타낸 본 발명의 축열체에서는 약 9000시간 경과후에도 90%이상으로 높은 열 회수율을 안정적으로 나타내는 것에 반해, 도 16에 나타낸 종래의 축열체에서는 사용 직후부터 열효율이 서서히 떨어져 약 9000시간 경과후에는 열효율이 70% 정도까지 저하되었다. 이것은 사용 직후부터 코지라이트가 서서히 연화되기 시작해서 특히 고온부에 위치하는 코지라이트의 변형이 현저해지게 되어 축열체에 균일하게 연소 배기 가스가 흐르지 않게 되고, 그 결과 축열체의 열교환이 원활하게 이루어지지 않아 열효율의 저하를 초래한 것이다.
도 18은 사용 당초의 압력 손실을 베이스 1.0으로 하고, 각각 일정 기간 경과후에 사용 당초와 완전히 동일한 운전 조건에서 압력손실을 측정한 결과를 비교한 것이다.
도 18에서 알 수 있는 바와 같이, 도 12에 나타낸 본 발명의 축열체에서는 약 9000시간 경과후에도 압력 손실이 사용 당초와 변함이 없는 것에 비해, 도 18에 나타낸 종래의 축열체에서는 사용 당초부터 압력 손실은 증대되는 경향을 보였으며, 약 9000시간 경과후에는 15배정도의 압력 손실이 발생하였다. 이것은 사용 개시 직후부터 코지라이트의 변형이 발생하여 연소 배기 가스 통과부가 서서히 폐색되었기 때문이다. 연소 배기 가스에 금속 분진이 포함되어 있는 경우와 마찬가지로, 본 발명의 축열체를 사용하면, 종래의 축열체에 비해 높은 열 회수 및 낮은 압력 손실이라는 조건하에서 안정된 사용을 할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 축열식 버너를 채택한 가열로를 나타낸 개략적인 평면도.
도 2는 폐색율의 정의를 나타낸 설명도.
도 3은 연소 배기 가스(온도 1350℃)내에 금속 분진을 포함할 경우의 알루미나 폐색율의 시간 변화를 나타낸 그래프.
도 4는 연소 배기 가스(온도 1200℃)내에 금속 분진을 포함할 경우의 알루미나 폐색율의 시간 변화를 나타낸 그래프.
도 5는 연소 배기 가스(온도 1350℃)내에 금속 분진을 포함하지 않을 경우의 알루미나 폐색율의 시간 변화를 나타낸 그래프.
도 6은 균열수 계측의 정의를 나타낸 설명도.
도 7은 연소 배기 가스(온도 1350℃)내에 금속 분진을 포함할 경우의 균열수의 시간 변화를 나타낸 그래프.
도 8은 균열수의 시간 변화를 나타낸 그래프로, 도 8a는 연소 배기 가스(온도 1350℃)내에 금속 분진을 포함하지 않고, 알루미나 순도 98%인 경우의 균열수의 시간 변화를 나타낸 그래프, 도 8b는 연소 배기 가스(온도 1350℃)내에 금속 분진을 포함하지 않고, 알루미나 순도 95%인 경우의 균열수의 시간 변화를 나타낸 그래프.
도 9는 연소 배기 가스(온도 1200℃)내에 금속 분진을 포함할 경우의 균열수의 시간 변화를 나타낸 그래프.
도 10은 연소 배기 가스(온도 1200℃)내에 금속 분진을 포함하지 않는 경우 의 균열수의 시간 변화를 나타낸 그래프.
도 11은 연소 배기 가스내에 금속 분진을 포함할 경우 본 발명의 축열체의 일 예를 나타낸 구성도.
도 12는 연소 배기 가스내에 금속 분진을 포함하지 않을 경우 본 발명의 축열체의 일 예를 나타낸 구성도.
도 13은 종래의 축열체를 나타낸 구성도.
도 14는 연소 배기 가스내에 금속 분진을 포함할 경우의 열 효율의 시간 변화를 나타낸 그래프.
도 15는 연소 배기 가스내에 금속 분진을 포함할 경우의 압력 손실의 시간 변화를 나타낸 그래프.
도 16은 종래의 축열체를 나타낸 구성도.
도 17은 연소 배기 가스내에 금속 분진을 포함하지 않을 경우의 열 효율의 시간 변화를 나타낸 그래프.
도 18은 연소 배기 가스내에 금속 분진을 포함하지 않을 경우의 압력 손실의 시간 변화를 나타낸 그래프.

Claims (1)

  1. 어느 일정 시간의 고온 연소 배기 가스의 통과에 의한 축열과, 그 다음 일정 시간의 연소 공기의 통과에 의한 상기 연소 공기의 가열을 번갈아 반복하면서 연소하는 축열식 연소 버너의, 알루미늄을 주성분으로 하는 재료로 이루어진 축열체에 있어서,
    상기 연소 배기 가스에 금속 분진이 포함되어 있지 않을 경우, 상기 연소 배기 가스 온도가 1300℃를 초과하는 고온부의 알루미나 순도를 95%이상으로 하고, 1300℃이하인 저온부를 코지라이트로 하며, 상기 고온부의 기공율을 20%이하로 하는 것을 특징으로 하는 축열식 연소 버너용 축열체.
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