KR890000131B1 - 관형의 난방장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

관형의 난방장치

제1도는 본 발명의 관형의 난방장치를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징 2 : 밀폐된 끝

3 : 공기용입구 4 : 연소가스용출구

5 : 버너어셈블리 7 : 튜브

8 : 연료공급덕트 9 : 연료공급노즐

10 : 터널 11 : 중앙부분

12 : 외부덕트 14, 15, 16, 17, 19, 20 : 플랜지

18 : 슬리브 21 : 파이프

22, 49 : 디스크 23 : 파이롯트 연료투브

24 : 점화전극 25 : 화염검지침

27 ; 화염검사튜브 28 : 검사유리

33, 34 : 챔버 35, 36 : 환형통로

38 : 포트 41 : 터널출구

42 : 파이프 43 : 플랜지

44 : 소음기 51, 63, 64, 65 : 황형통로

60, 61, 62 : 튜브 66, 67, 68, 69 : 핀

본 발명은 열을 전도 전달하기 위해 용융금속, 염(Salt) 또는 고체 입자로 된 유체가 담긴 베드(bed)등에 잠겨지는 가열튜브(tube)로 사용하든지, 방사 및 대류하는 열을 공급하기 위해 완전히 둘러싸여 있는 혹은 부분적으로 둘러싸여있는 챔버에 사용하는 것으로서 연료로 가열하는 관형(tubulat)의 난방 장치에 관한 것이다.

본 발명의 연료로 가열하는 관형의 난방장치에는 한쪽끝이 밀폐되어 있고 연소가스를 배출시키는 출구용 오프닝(opening)이 있는 관형의 하우징(housing), 하우징의 출구와 밀폐된 끝 사이에 환형통로로가 형성되게 배치도어 있으며 하우징의 밀폐된 끝쪽으로 연소 가스를 보내도록 배치되어 있는 버너 어셈블리(burnet assembly)와, 하우징내에 환형통로가 형성되게 배치되어 있으며 버너 어셈블리에서 나온 연소가스를 하우징의 밀폐된 끝으로 향하는 중앙유출대(stream) 및 튜브와 하우징 사이의 환형 통로내에서 중앙 유출대와 반대 방향인 버너 어셈블리쪽으로 향하는 인접한 외부 유출대로 전달하기 위한것으로서, 하우징의 밀폐된 끝으로부터 일정하게 떨어져 있는 튜브가 구성되어 있다.

튜브에 의해 중앙유출대가 하우징의 밀폐된 끝에 도달하기 전에 중앙유출대의 일부가 외부유출대의 흐름에 맞대어 그 속으로 흘러 들어가게 된다.

본 발명을 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 난방장치는 밀폐된 끝(2)을 가진 관형의 하우징(1), 공기용 입구(3), 하우징(1)내에 환형통로가 형성되게 설치되어 있는 버너 어셈블리(6), 밀폐된끝(5)쪽에 있는 연소 가스용 출구(4)로 구성되어 있다.

하우징(1)은 끝"2"에서 밀폐되어 있으며 세라믹 또는 급금속으로된 긴 덕트, 즉 튜브(tube)(7)로 되어 있다. 버너 어셈블리(6)는 끝(5)을 통해 튜브(7)속으로 뻗어 있다. 버너 어셈블리(6)에는 터널(tunnel)(10)벽과의 사이에 환형통로를 형성하도록 배치된, 연료 즉 이 경우에 있어서는 가스를 공급하는, 연료 공급덕트(8)와 연료공급 덕트(8)의 앞끝에 설치된 연료 공급노즐89)이 구성되어 있다.

터널(10)은 연료와 공기를 혼합하여 연소실이 있는 중앙부분(11)과 환형의 앞면벽(13)에 의해 중앙부분811)에 연결되어 있는 외부 덕트(12)로 구성되어 있으며, 외부덕트(12)는 플랜지(flange)(14)까지 뻗어 있다.

더트(15)는 터널(10)의 중앙부분(11)와 외부 덕트(12)사이에 환형의 틈 사이로 뻗어 있으며, 그것의 한끝은 앞면벽(13)과 일정간격 떨어져 있고, 다른 끝은 외부덕트(12)의 플랜지(14)보다 뒤에 위치한 플랜지(16)까지 뻗어있다.

플랜지(16)(17)에 각각 붙어 있는 플랜지(19)(20)가 있는 짧은 슬리브(18)는 튜브(7)의 외부벽에 설치된 플랜지(17)와 플랜지(16)사이 고정되어 있으며 이들과 함께 용접되어 있다.

짧은 슬리브(18)의 내부벽은 플랜지(14)에 용접되어 있다.

플랜지(14) 왼쪽의 슬리브(18)에는 슬리브(18)에 용접되어 있는 파이프(21)로 통하는 오프닝(20)이 있다.

덕트(15)의 플랜지(16)의 구멍을 막기 위해 사용된 구멍이 있는 디스크(disc)(22)는 플랜지(16)에 고정되어 있다.

연료공급덕트(8), 파이로트(pilot)연료 튜브(23), 파이로트 연료튜브(23)용 점화전극(24)와 전기에 의해 작동되는 화염검지침(25)이 디스크(22)에 있는 여러구멍 및 덕트(15)를 통해 뻗어 있다.

디스크에 연결되어 있으며 적당한 색깔로 된 검사유리(28)가 있는 화염검사튜브(27)는 디스크(22)에 있는 구멍(26)으로부터 외부로 향해 뻗어 있다.

제1도에서 끝단(29)을 볼 수 있는 접화전극(24)과 파이로트 연료튜브(23)는 터널내에 있는 연료공급노즐(9)위의 앞끝에 설치되어 있다.

화염검지침(25)은 연료공급노즐(9)의 바디(body)에 있는 구멍(도시되지 않았음)을 통해 뻗어있으므로 그것의 끝단(30)은 터널(10)의 중앙부분(11)내에 있다.

점화전극(24)와 화염검지침(25)의 각 단자(31)(32)는 덕트(15)의 외부에 설치되어 있다.

파이프(21)는 플랜지(14)(16), 덕트(15)와 슬리브(18)사이에 형성되어 있는 환형의 챔버(33)에 공기를 공급하는 입구를 형성한다.

덕트(15)는 디스크(22)와 함께 터널(10)의 중앙부분(11)에다 공기를 공급하기 위해 환형의챔버(34)을 연료공급덕트(8) 주변에다 형성한다. 챔버(33)와 챔버(34)는 외부덕트(12)와 덕트(15)사이에 형성된 환형 통로(35)와, 환형통로(35)에 연결되어 있던 덕트(15)와 터널(10)의 중앙부분(11)의 외부벽 사이에 형성되어있는 또다른 환형 통로(36)에 의해 상호 연결되어 있다.

연료공급덕트(8)의 앞쪽끝에는 연료공급노즐(9)과 터널(10)의 중앙부분(11)사이의 환형 틈과 연결하기 위해 연료 공급노즐(9)의 바디에 원주 방향으로 일정간격 덜어져 있고 방사형으로 형성되어 있는 여러개의 포트(port)(38)와 같은 수의 구멍(37)이 있다.

터널(10)의 중앙부분(11)은 연료공급노즐(9)과 연료공급 덕트(8)가 틈이 있게 배치되는 뒷부분의 원통형 부분(39)과 원통형 부분(39)으로부터 터널출구(41)를 통해 분출하는 연료 및 공기의 연소 가스를 촉진시키기 위한 앞부분의 원추형 부분(40)으로 구성되어 있다.

필요하다면 원추형부분(40)은 원통형으로 만들 수도 있다. 버너 어셈블리에 관한 설명은 영구특허 출원번호 제822784호에 기재되어 있다.

플랜지(14)의 오른쪽에는 반지름 방향으로 벋어있는 일체로된 파이프(42)를 가진 슬리브(18)가 있다. 파이프(42)에는 소음기(44)가 연결되어 있는 원형의 플랜지(43)가 있다.

파이프(42)에는 소음기(44)가 연결되어 있는 원형의 플랜지(43)가 있다.

파이프(42)는 연소가스용 출구를 형성하며 소음기(44)는 배기에 의해 발생되는 소음을 감소시키는 장치이다.

소음기(44)에는 한쪽끝이 환형의 플랜지(46)에 느슨하게 연결되어 있는 파이프(45)가 구성되어 있다.

용접에 의해 플랜지(46)에 연결된 관형벽(48)과 파이(45)에 끼워져 그 파이프(45)에 용접되어 있는 환형디스크(49)를 가진 관현 하우징(47)이 구성되어 있다.

관형 하우징(47)내에는 열을 절연시키고 소음을 제거하는 물질(50)이 있다.

파이프(42)는 파이프(42)를 통해 하우징(1)의 외부로 연소가스가 나가도록 튜브(7)가 외부덕트(12)사이에 형성되어 있는 환형통로(51)와 연결되어 있다.

축선방향으로 배치된 3개의 파이프, 즉 튜브(60)(61)(62)는 하우징(1)내에 설치되었으며, 또 인접하는 환형통로(63)(64)(65)를 각각 형성하도록 튜브(7)과의 사이에 틈이 있게 배치되어 있다.

각 튜브(60)(61)(62)에는 환형 통로를 형성할 수 있게 튜브(7)로 부터 일정하게 떨어지도록 하기 위하여 한 세트(set)의 핀(fin)(66)(67)(68)이 용접되어 있다.

도시하지 않았지만 각 세트의 핀은 원주 방향으로 등거리로 배치된 3개의 핀으로 구성되어 있다.

튜브(60)는 그 끝에 용접되어 있고 원주방향으로 등거리로 배치된 하나 이상의 핀(69)에 의해 터널출구(41)로 부터 일정하게 떨어져 있다.

튜브(60)의 내부 지름이 터널출구(41)의 지름보다 상당히 크기 때문에 터널출구(41)에서 나오는 연소 가스가 모두 중앙유출대로서 튜브(60)에 들어갈 수 있다.

튜브(60)의 내부 지름이 튜브(61)의 외부 지름보다 크기 때문에 환형 오프닝(70)이 튜브(60)와 튜브(61)사이에 형성되어진다.

그래서 튜브(60)을 따라 이동하는 연소가스의 중앙유출대중에서 일부분이 환형통로(64)로 들어가며 나머지가 다음 튜브(62)로 들어가게 된다.

마찬가지로 튜브(61)의 내부지름이 튜브(62)의 외부지름보다 크기 때문에 환형오프닝(71)이 튜브(61)와 튜브(62)사이에 형성되어진다.

그래서 튜브(61)를 따라 이동하는 연소가스의 중앙유출대중에서 일부분이 환형통로(65)로 들어가며 나머지가 다음 튜브(62)로 들어가게된다.

튜브(62)는 그 끝에 용접되어 있고 원주방향을 따라 등거리로 배치되어 있는 3개 이상의 핀(72)에 의해 밀폐디스크(53)로 부터 일정하게 떨어져 있다.

도시된 장치를 사용할때 연소용 공기는 파이프(21)를 경유하여 챔버(33)에 들어간다.

이때 공기는 터널(10)의 앞면벽(13)을 향해 환형 통로(35)를 따라 흐르게 된다.

동시에 뜨거운 연소 가스가 환형통로(51)를 따라 연소가스용 출구(4)를 행해 반대방향으로 흐르기 때문에 통로(35)(51)의 사이에서 외부덕트(12)를 가로질러 연소가스로 부터 공급되는 공기에 열이 전달된다.

터널(10)의 앞면벽(13)에 도달한 후 더 뜨거우진 공기는 챔버(34)을 향해 환형통로(36)를 따라 흐르도록 방향이 역정되어진다.

동시에 연료와 공기의 연소에 의해 생성된 연소가스는 공기가 환형통로(36)에서 흐르는 방향과 반대방향으로 터널(10)을 떠나게 된다. 그러므로 터널벽을 가로질러 환형통로(36)를 흐르는 공기와 터널(10) 내의 연소실에 있는 연소가스 사이에서 열여 전달되어서, 공기는 점점 뜨거워지고 연소 가스는 냉각 되어 진다.

먼저 가열된 공기는 환형통로(36)를 통과한후 챔버(34)로 들어가게 된다.

챔버(34)에서 미리 가열된 공기가 연료공급노즐(9)을 향해 연료공급노즐(9)과 중앙부분(11)의 원통형부분(39)사이에 있는 틈을 경유하여 터널(10)속으로 들어 가도록 힘을 받게 된다.

한편, 연료 가스탱크속에 있는 연료는 연료공급덕트(8)를 따라 연료공급 노즐(9)을 향해 전달되고 방사형의 포트(38)를 경유하여 몇개의 유출대로서 연료공급노즐(9)과 중앙부분(11)사이의 환형 틈으로 전달되어진다.

연료 가스의 유출대는 틈에서 공기를 만나 그 공기와 혼합되며 혼합된 연료가스와 공기는 터널(10)로 들어간다.

이 혼합물은 파이로트 연료튜브(23)로부터 나온 가스에 의해 점화되어진다.

가스 그 자체는 점과전극(24)에 의해 먼저 점화되어져 있는 것이다.

점화되면 혼합가스는 터널(10)의 원통형 부분(39)내에서 연소된다.

미합중국 특허 제4,518,348호에 기술된 방법으로 점화가 되는지 어떤지를 검사하기 위해 화염검지침(250을 사용할 수 있다.

연료 공급노즐(9)의 바디를 통해 뻗어있는 구멍(도시되지 않았음)에 따라 설치되어있는 검사유리를 통해 화염을 볼 수도 있다.

터널(10)에서 나온 연소가스는 중앙유출대로서 튜브(60)에 들어가기전에 원추형 부분(40)에서 가속되어진다. 중앙유출대는 튜브(60)를 따라 전달되며 그 유출대의 일부분이 튜브(60)에서 환형 오프닝(70)을 경유하여 환형 통로(64)속으로 들어가게 된다.

연소가스의 중앙유출대중에서 나머지는 다음 튜브(61)로 들어가 그 튜브(61)를 따라 전달된다.

이 유출대 중에서도 역시 일부분은 환형 오프닝(71)을 경유하여 환형통로(65)속으로 들어가게 된다.

연소가스의 중앙유출대의 나머지는 밀폐 디스크(53)을 향해 튜브(62)를 따라 전달되고 충돌한 후에는 외부 유출대로서 반대방향으로 환형통로(65)를 따라 흐르고 뒤이어 환형통로(64)(63)를 따라서 이동하도록 힘을 받게 된다.

환형통로(64)에 들어가자 마자 외부 유출대는 그 흐름에 맞대어 직접 환형 오프닝(71)을 통해 나온 중앙유출대의 일부분에 혼합된다.

이렇게 혼합된것과 함께 그 유출대는 환형통로(64)를 따라 전달된다.

환형 통로(63)에 들어가자 마자 그 외부 유출대는 그 흐름에 맞대어 직접 환형 오프닝(70)을 통해 나온 중앙 유출대의 일부분에 혼합된다. 이렇게 혼합된 외부유출대는 환형통로(63)를 따라 전달된다.

환형 통로(63)의 끝에 도달할때 완전히 증가된 연소가스의 외부 유출대중에서 일부분이 터널출구(41)에서 나온 연소가스의 고속의 중앙유출대에 혼합되어 다시 튜브(60)로 들어가게 된다.

이러한 부가적인 가스가 터널에서 나온 초기의 가스 유출대와 혼합하기 때문에 보다 차가운 가스의 흐름율이 크게 증가도어진다.

이것에 의해 튜브(60)(61)(62)를 가로질러 환형통로(63)(64)(65)에 있는 연소가스에서 부터 튜브(60)(61)(62)를 따라 흐르는 연소 가스로 의 열전도율이 증가되어진다.

튜브(61)(62)를 가로질러 발생되는 열 전도율은 환형 오프닝 (71)(70)을 각각 경유하여 환형통로(64)(63)에 들어가는 가스와 환형통로(65)(64)를 따라 이동하는 가스의 초기 유출대 사이에서 일어나는 가스의 혼합에 의해 추가적으로 증가되어진다.

그러므로 보다 차가운 가스의 흐름율이 또 부가적으로 증가되어진다.

이때 연소가스의 나머지는 환형통로(64)에서 나와 튜브(7)와 외부 덕트(12) 사이의 환형통로(65)(64)를 따라 이동하는 가스의 초기 유출대 사이에서 일어나는 가스의 혼합에 의해 추가적으로 증가되어진다.

그러므로 보다 차가운 가스의 흐름율이 또 부가적으로 증가 되어진다.

이때 연소가스의 나머지는 환형통로(64)에서 나와 튜브(7)와 외부 덕트(12)사이의 환형 통로(51)로 들어가 소음기(44)쪽으로 향해 이동한다.

Claims (8)

1. 한쪽끝이 밀폐되어있고 출구인 오프닝이 형성되어 있는 관형의 하우징, 하우징의 출구와 밀폐된 끝 사이에 환형통로를 형성하여 설치되어 있으며 연소가스를 하우징의 밀폐된 끝쪽으로 전달하도록 배치되어 있는 버너 어셈블리와, 하우징의 밀폐된 끝으로 향하는 중앙유출대 및 튜브와 하우징 사이의 환형통로내에서 반대방향인 버너 어셈블리쪽으로 향하는 인접한 외부 유출대로 버너 어셈블리에서 나온 연소가스를 전달하기 위해 하우징의 밀폐된 끝으로 부터 일정하게 떨어져 하우징내에 환형 통로를 형성하면서 배치되어 있는 튜브로 구성되어 있으며, 상기 튜브가 중앙유출대가 하우징의 밀폐된 끝에 도달하기전에 중앙유출대의 일부분이 외부유출대의 흐름에 맞대어 그 속으로 직접 혼합하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료로 가열하는 관형의 난방장치.
2. 상기튜브가 축선 방향으로 배치되어 있는 다수의 튜브로 구성되어 있과, 각 튜브가 인접한 튜브와 다른 지름을 갖고 있으며, 연소 가스의 중앙유출대의 일부분이 튜브들 사이의 환형 오프닝을 통해 외부 유출대의 흐름에 맞대어 직접 그 속으로 흐를 수 있도록 중앙유출대의 상류튜브의 내부 지름이 인접한 하류 튜브의 외부 지름보다 더 크게되어 있는 것을 특징으로 하는 관형의 난방장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 외부유출대가 하우징의 출구로 나오기전에 버너 어셈블리와 튜브 사이의 공간 사이에서 외부 유출대의 일부분이 중앙유출대 속에 다시 들어갈 수 있도록 버너 어셈블리와 가장 인접한 튜브 사이에 일정한 간격이 있는 것을 특징으로 하는 관형의 난방장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하우징이 버너 어셈블레에 공기를 공급하기 위한 공기용 입구를 제공하기 위한 오프닝을 가지며, 공기용 입구로 부터 버너 어셈블리로 공기를 전달하기 위하여 환형통로를 형성하며 배치된 외부덕트를 포함하며, 연소가스를 연소가스용 출구로 전달하기 위하여 버너 어셈블리의 전단으로부터 하우징의 출구까지의 통로를 제공하는 환형통로를 포함하고 있기 때문에 버너 어셈블리에 도달하기전의 공급공기와 하우징의 출구에 도달하기전의 나가는 연소 가스 사이에서 외부덕트의 벽을 통해 열의 전달이 행해지도록 된 것을 특징으로 하는 관형의 난방장치.
5. 제4항에 있어서, 버너 어셈블리가 연료와 공기가 연소를 위해 공급되는 연소실을 가지고 있고, 공기를 버너 어셈블리에 전달하는 환형통로가 연소실의 터널벽주위에 형성하도록 구성되어 있기 때문에, 열의 전달이 연소실을 떠나기 전의 연소가스와 연소실에 들어가기전의 공기 사이에서 터널의 벽을 통해 행해지도록 된 것을 특징으로 하는 관형의 난방장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하우징의 출구가 하우징으로부터 연소가스의 배출에 의해 생기는 소음을 흡수하도록 되어있는 슬리브내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 관형의 난방장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 버너 어셈블리가 터널 출구쪽으로 갈수록 점점 가늘어지는 원추형 부분을 가진 터널을 구성하고 있어서 고속제트(jet)의 형태로 연소가스를 가속시키도록된 것을 특징으로 하는 관형의 난방장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하우징의 용융금속에 대해 저항을 갖는 물질로 만들어져 있는 것을 특징으로 하는 관형의 난방장치.

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