KR890000342B1 - 연소과정중 연도에 존재하는 가연성물질과 산소의 조절시스템 - Google Patents
연소과정중 연도에 존재하는 가연성물질과 산소의 조절시스템 Download PDFInfo
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명의 한 실시예를 나타낸 블록 다이아그램이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 연소 시스템 12, 14 : 배관
16 : 비율 조절기 18 : 연료 조절기
20 : 공기 조절기 22 : 연도
24 : 가연성 내용물 감지기 26 : 산소 내용물 감지기
28 : 산소 조절기 30 : 유니트
32 : 유니트 34 : 가연성 물질 조절기
36 : 유니트 38 : 프로세스 로우드 인댁스 유니트
40 : 유니트 41 : 유니트
본 발명은 연소시스템에 관한 것으로, 특히 연료/공기 혼합물이 공급되는 연소과정의 연도가스중 가연성물질, 특히 일산화탄소와 산소를 조절하도록 한 시스템에 관한 것이다.
종래까지 연소과정에서 발생되는 연소가스의 조성을 분석하여 연소율을 조절하기 위한 장치, 즉 산소조절 루프 또는 일산화탄소조절루프를 이용하여 연료/공기비율을 조절하는 것은 여러가지가 알려져 있다.
산소조절루프를 이용한 연소효율의 조절은 연료와 공기가 연소되면 산화지르코늄 산소감지기가 측정할 수 없는 결점이 있다. 실제의 연료/공기비율은 측정되며, 이것은 완전연소가 일어나는 경우에만(정상적으로는 그러하지 않음) 연소효율의 측정인 것이다.
만약, 일산화탄소 또는 기타의 가연성물질이 연소과정을 조절할 목적으로 감지된다면 연료/공기비율이 결정되지 않고 실제로 연소효율을 상승시키는 것도 아니다. 가연성물질의 감지는 다만 연소후에 남은 연소되지 않은 연료의 양을 감지한다는 것을 뜻한다. 일산화탄소를 이용한 조절이나 가연성물질의 측정은 단독적으로 많은 공기의 주입으로 연소상태를 개량하거나 연도 가스를 희석시켜 연도가스중의 일산화탄소함량을 낮춘다고는 말할 수 없다. 연소가 개량된다면 필요한 공기의 증가량은 극히 적지만 추가된 공기로 연소가 개량되지 않을때 일산화탄소를 설정점이하로 희석하기 위하여 많은 양의 공기가 필요하다. 따라서 연도 가스중에서 일산화탄소의 양이 감소됨이 감지된때라도 점차적으로 비효율적인 연소가 일어난다.
미국특허 제4,231,733호(발명자 Hickman외)에 연료/공기비율을 조절하는데 사용하기 위한 산소 및 가연성 물질을 측정하는 방법이 기술되어 있지만 이 발명 역시 상술한 산소조절과 같은 결점이 있고, 산소와 가연성 물질을 동시에 측정할 수 없다는 문제점이 있다. 상기 미국특허에는 설정점에서 산소감지로부터 가연성물질감지로 전환시키는 장치가 기술되어 있다. 그러나, 실제로는 산소와 가연성물질은 양자 모두 가장 효율적인 연소점에서 연소과정이 진행될때 거의 항상 함께 발견된다. 연소가 50psig 보다 높은 압력하에서 수행되는 아주 드문 경우에만 가연성물질을 함유하지 않은 약간의 과잉산소를 갖는 것이 가능하다.
미국 특허 제4,162,889호(발명자 Shigemura)에는 산소와 가연성물질이 연소가스에서 감지되는 경우 연소효율을 조절하기 위한 방법과 장치가 기술되어 있다. 그러나, 역시 조절기능을 다하기 위하여서는 유동측정과 정확한 연료 측정을 하여여 한다.
미국 특허 제4,330,260호(발명자 Jorgensen)에는 조절기능을 달성하기 위해서 임의의 이산화탄소감지기 뿐만 아니라, 산소감지기를 이용하는 로(爐)속에서 연료를 일정하게 하기 위한 방법과 장치가 기술되어 있다. 이 경우 송풍기의 속도가 이 특허의 장치에 따라 조정되어서 최적의 연소효율을 갖게 한다. 그러나, 가연성 물질의 감지 특히 연도가스중에 남는 일산화탄소의 양에 대해서는 언급이 되어 있지 않다.
이에 본 발명에서는 상기한 제문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 주목적은 연소시스템에 공급되어져 가연성내용물과 산소내용물을 가진 연도가스를 발생하는 연료/산소혼합물의 연료/산소비율을 조절하기 위한 장치와 방법을 포함한 조절시스템을 제공하는데 있고, 여기서 일반적으로 연도가스중의 일산화탄소의 형태인 가연성 물질과 산소량은 측정되어져 연료/공기의 혼합비를 조절하기 위하여 이용되어진다.
본 발명의 유익한 특징중 하나에 따르면 가연성 내용물을 위한 낮은 설정점이 선택되고 최초에 선택된 산소량 설정점을 조정하는데 이용된다. 산소량 설정점은 연료/공기의 비율을 조정하는 조절기와 결합하여 사용된다.
이와 달리, 가연성물질 및 산소감지기는 연료/공기혼합물을 위한 비율조절에 영향을 주는 개개의 조절기를 통하여 이용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 하나의 목적은 가연성내용물과 산소내용물을 가진 연도가스를 발생하는 연소과정을 위한 연료/공기혼합물의 연료/공기비율을 조정하는 방법을 제공하는 것으로서, 본 발명의 방법은 연도가스중 가연성물질의 원하는 수준에 해당하는 낮은 가연성내용물양의 설정치를 선택하고 ; 연도가스중 산소내용물의 원하는 수준에 해당하는 산소내용물양의 설정치를 선택하며 ; 연도가스의 가연성내용물을 감지하여 연도가스중 실제 가연성내용물의 양에 해당하는 제1신호를 발생하고 ; 이와 동시에 연도가스의 산소내용물을 감지하여 연도가스중 실제 산소내용물에 해당하는 제2신호를 발생하며 ; 상술한 제1 및 제2신호의 기능으로서 연료/공기비율을 조절하는 것으로 구성되어 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 산소설정점이 연소효율을 증가시키기 위하여 연도가스중 실제 가연성내용물에 해당하는 제1신호에 의해 조절되어지는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 연료시스템에 공급되는 연료/공기혼합물로부터 발생되는 연도가스중 가연성내용물, 특히 일산화탄소뿐 아니라 산소내용물을 동시에 감지하여서 감지기로부터의 가연성 내용물과 산소내용물에만 반응하는 비율조절기를 이용하여 연료/공기비율을 조정함으로써 연료/공기비율을 조정하는 장치를 제공하는데 있다.
이외에 본 발명의 또 다른 하나의 목적은 디자인이 간단하고 구조가 까다롭지 않으며 제작하는데 경제적인 연소시스템에 공급되는 연료/공기혼합물의 연료/공기비율을 조절하는 방법과 장치를 제공하는데 있다.
본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
예시도면에 표시된 바와 같이, 본 발명은 배관(12,=14)을 거쳐 연소시스템(10)에 공급되는 연료와 공기의 연료/공기비율을 조절하기 위한 장치로 구성되어 있다.
비율조절기(16)는 연료조절기(18)와 공기조절기(20)에 연결되고, 연료조절기(18)는 연소시스템(20)에 공급되는 연료의 양을 조절하기 위한 배관(12)에 연결되며, 공기조절기(20)는 연소시스템(10)에 공급되는 공기의 양을 조절하기 위한 배관(12)에 연결되며, 공기조절기(20)는 연소시스템(10)에 공급되는 공기의 양을 조절하기 위한 배관(14)에 연결된다. 공기와 연료중의 하나 또는 양자 모두 조절기(16)에 의해 조절되거나 기타의 다른 장치는 어느 것이나 연소장치에 공급되는 연료/공기혼합물의 연료/공기혼합비율을 조정하기 위해 제공될 수 있다. 연소의 결과 발생되는 배기가스는 연도(22)를 통하여 배출되고 여기에서 배기가스가 이용되어진다.
본 발명에 따라 일산화탄소 감지기의 형태인 가연성 내용물 감지기(24)는 연도가스중에 있는 일산화탄소의 내용물을 감지하기 위해 연도(22)에 연관되어 있다. 산소내용물 감지기(26) 또한 연도가스중에 있는 산소내용물을 감지하기 위하여 연도(22)와 연관되어 설치된다.
감지기(24, 26)의 각각은 조절기(16)에 의해 적당한 연료/공기비율의 선택에 영향을 줄 수 있다.
도시된 특정한 실시예에 따르면, 산소감지기(26)는 비율조절기(16)를 조절하여 유니트(32)로부터 공급되는 산소내용물 설정치와 감지기(26)에 의해 공급되는 실제 내용물 사이의 차이를 감지하여 비율을 조정하는 산소조절기(28)에 연결된다. 유니트(30)는 연소장치(10)에 대한 총BTU입력을 기준으로한 산소설정치를 변경시키는 방법을 구체화할 수 있다. 이 수치는 유니트(32)를 거쳐서 산소조절기(28)에 이용되고, 조절기(16)는 실제 산소내용물이 유니트(30)에서 원하거나 선택된 산소내용물설정치를 충족할때까지 조정된다. 유니트(30)의 산소내용물은 최대연소효율을 위해 선택된다.
본 발명에 따르면 연도가스중에 남아 있는 가연성물질의 양은 역시 연소효율의 측정할 수 있는 수단이 되므로 가연성물질 또는 일산화탄소 감지기(24)는 유니트(32)의 산소내용물 설정치를 변경하거나 조정하도록 가연성물질조절기(34)를 통해서 유니트(32)에 연결되어 실제로 감지기(24)의 영향에 반응하는 새로운 설정치가 제공된다. 원하는 낮은 가연성내용물은 원하는 낮은 가연성물질에 해당되고 특히 효율적인 연소에 역시 해당하는 연도가스를 위한 일산화탄소 내용물에 해당되게 유니트(36)에 의해 설정된다.
따라서, 본 발명에 따르면 산소와 가연성내용물은 양자 모두 동시에 연속적으로 측정되며 원하는 효율의 연소를 달성하는 연료/산소비율의 선택에 영향을 주는데 이용된다.
알려진 방식대로 비율조절기(16)는 자체가 유니트(40)로부터의 BTU요구신호에 의해 조정되는 프로세스로우드 인댁스유니트(38)을 통해서 작동한다. 유니트(38)의 출력은 연소장치(10)에 각 BTU입력에서 가능한 최대의 효율적인 연소를 달성하는 한편 낮은 일산화탄소설정점을 예컨대 유지하도록 만들어 질 수 있다. 유니트(41)경보기는 최적의 산소설정치를 실제치와 비교하여 차이가 원하는 수준 이상일때 경보신호를 발생한다.
Claims (7)
- 연도가스중 가연성내용물의 원하는 수준에 해당하는 낮은 연소내용물 설정치를 선택하고, 연도가스중 산소내용물의 원하는 수준에 해당하는 산소내용물 설정치를 선택하며, 연도가스중 실제 가연성내용물에 해당하는 제1신호를 발생하도록 연도가스중의 가연성내용물을 감지하고, 이와 동시에 감지하여 연도가스중 실제 산소내용물에 해당하는 제2신호를 발생하도록 연도가스중의 산소내용물을 감지하며, 상기의 제1 및 제2신호의 기능으로서 연료/공기비율을 조절함을 특징으로 하는 가연성내용물과 산소내용물을 함유하는 연도가스를 발생하는 연소시스템의 연료/공기혼합물의 혼합비를 조절하는 방법.
- 제1항에 있어서, 선택된 낮은 가연성내용물 설정치 및 선택된 산소내용물 설정치가 연소과정을 위한 최대효율을 나타내는 연도가스를 위해 실제연소 및 산소내용물에 해당되게 선택됨을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 연도가스중 실제 가연성내용물에 해당하는 제1신호가 선택된 산소내용물 설정치를 조정하는데 사용됨을 특징으로 하는 방법.
- 제2항에 있어서, 연도가스중 실제 가연성내용물에 해당하는 제1신호가 선택된 산소내용물 설정치를 조정하는데 사용됨을 특징으로 하는 방법.
- 연도가스중 가연성내용물을 감지하기 위하여 연도에 연결설치된 가연성내용물 감지기, 연도의 연도가스중 산소내용물을 감지하기 위해 연도와 연결설치된 산소내용물 감지기, 연소과정에 공급되는 연료/공기혼합물중 연료와 공기비율을 조절하기 위해 연소시스템에 연결된 연료/공기비율조절기, 가연성내용물 감지기와 비율조절수단 사이에 연결되어 비율조절수단에 영향을 주어 연료/공기혼합물을 조정하기 위한 가연성내용물 설정치를 채택하도록된 가연성내용물 조절기 및 산소내용물 감지기와 비율조절기 사이에 연결되어 비율조절기에 영향을 주어 연료/공기혼합물을 조정하기 위한 산소내용물설정치를 산소조절기로 구성됨을 특징으로 하는 가연성내용물과 산소내용물을 함유한 연도가스를 연소장치에서 연소과정의 생성물을 수용하는 연도를 가진 연소장치용의 연료/공기혼합물중 연료/공기비율의 조절장치.
- 제5항에 있어서, 산소조절기 및 비율조절기가 선택된 요구로 조정하기 위한 요구수단을 가진 조절루우프를 함유하고, 가연성내용물조절기가 산소내용물설정치를 조정하기 위하여 상기의 조절루우프에 연결됨을 특징으로 하는 장치.
- 제6항에 있어서, 연소시스템에 대한 각각의 총 BTU입력으로 최대의 효율적인 산소설정치를 실제 산소설정치와 비교하기 위한 비교유니트를 함유하고, 상기의 비교유니트가 실제의 산소설정치와 최대의 효율적인 산소설정치 사이의 차이가 선택된 수준이상일때 경보를 발생함을 특징으로 하는 장치.
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