KR900007723B1 - 축열식 가열 시스템용 축열장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

축열식 가열 시스템용 축열장치

제l도는 본 발명에 따른 축열장치의 측단면도이다.

제2도는 제1도에 도시된 축열장치의 하부에 대한 확대 측단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 축열장치 2 : 내부챔버

3 : 외부챔버 9 : 플랫폼

12 : 커버 13 : 돌출구

15, 39 : 개구 16, 32 : 주입구

33 : 배출구 17 : 검사유리창

l9 : 철골구조 21 : 금속링

22 : 플랜지 23 : 금속막대

25, 27 : 금속테 30 : 금속다리

36 : 버너

본 발명은 축열식 가열 시스템용 축열장치에 관한 것이다.

고온 공정들에서 사용되는 연료가스의 약 50% 정도는 더러운 폐가스를 생산하는 플랜트에서 소비되어지게 된다.

이러한 공정들에는 유리용해와 비철금속의 용해등이 포함된다.

이러한 폐가스에는 폐가스가 냉각되어짐에 따라 응축하는 증기상의 화합물의 형태의 다른 오염물질들 또는 공정진행중에 포함되어지는 고체상의 미반응 오염물질등이 포함되어 있다.

비록 이러한 폐가스가 연료가스용의 연소공기를 예열하기 위한 회수 가능한 열의 이상적인 자원(ideal source)이라고는 할 수 없으나 종래의 축열식 가열 시스템들을 이용하는 연소공기의 예열을 위하여 이들 폐가스의 잠재력을 이용하려는 시도가 있었다.

종래의 복열 버너와 같은 소규모의 열 회수 시스템은 일반적으로 축열을 위한 열회수 시스템으로서는 부적당했으며 그 이유는 이러한 복열 버너에서는 연도(폐)가스 통로가 연도가스에 혼합되어 운반되어진 오염물질에 의해 차단되려는 경향이 있기 때문이다.

더우기 많은 오염물질들은 복열 버너를 만드는 재료인 금속에 강한 부식을 일으킨다.

다른 한편으로, 종래의 축열장치를 이용한 축열식 가열 시스템이 폐가스로부터 페열을 추출하기 위하여 사용되는 경우 폐가스가 통과하게 되는 열저장 베드는 이들이 폐가스에 포함된 오염물질에 의해 오염되고 차단되기 때문에 사용한 후 광범위한 청소 및 보수를 필요로 하게 되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와같은 문제점들을 해결한 축열식 가열 시스템용의 축열장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라서 축열식 가열시스템을 위한 축열장치가 설치되어 있고 이 축열장치는 입자들 형태의 열저장 베드를 저장하기 위한 챔버, 오염된 입자들을 교체하기 위하여 깨끗한 입자를 챔버안으로 도입시키기 위한 밀폐 가능한 입구 및 깨끗한 열저장 베드입자들이 도입되어질 수 있도록 챔버로 부터 오염된 입자들을 제거하기 위한 밀폐 가능한 출구로 되어 있다.

본 발명에 따른 하나의 구체적 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

제1도에서 축열장치(1)는 열저장 베드를 저장하기 위한 내부 챔버(2) 및 내부 챔버(2)를 둘러싸고 있는 외부챔버(3)로 되어 있다.

내부 챔버(2)는 내화물질 또는 세라믹 파이버의 절연 물질로 형성된 원통형 동체(4)내에 형성되어 있고 이 동체 자체는 원통형 금속동체(5)에 의해 소정간격으로 떨어진 상태로 둘러싸여져 있으며 금속동체(5)에 대해 절연 라이닝으로서의 기능을 한다.

이 절연 라이닝(원통형동체)은 도면에 나타나 있는 바와같이 원통형 금속동체(5)의 하부끝에 고정 설치되어 있는 안쪽으로 뻗은 환상(annular)의 금속부재(6)위에 놓여 있다.

외부 챔버(3)는 금속동체(5)와 외부의 원통형 금속동체(7)사이에 있는 여유 공간으로써 형성되어져 있다. 외부의 금속동체(7)는 가장 하부에 위치해 있는 플랫폼(9)위에 놓여지고 금속동체(7)에 부착 설치되어 있는 내부로 향한 환상의 금속부재(8)로써 결합 설치되어진다.

플랫폼(9)은 지면에서 떨어져 있는 축열장치(1)를 지지하고 있다.

외부의 금속동체(7)의 상부는 역시 금속동체(7)에 부작 설치되어있고 내부 금속동체(5)를 위해 지지체로서 작용하는 내부로 향한 환상의 금속부재(10)로써 결합 설치되어 있다.

이를 위해 내부 금속동체(5)의 상부는 내부 금속동체(5)에 부착되고 금속부재(10)에 놓여있는 바깥으로 향한 환상 금속부재(11)로써 결합 설치되어 있다.

따라서 절연 라이닝으로써의 기능을 하는 원통형 동체(4)는 내부 금속동체(5)에 지지된다. 이것은 또한 차례로 플랫폼(9)에 지지되어 있는 외부의 금속동체(7)에 지지되어 있다.

축열장치(1)의 상부는 금속부재(11)와 절연 라이닝 기능의 원통형 동체(4)의 상부 가장자리에 놓여져 설치된 커버(12)로 구성되어 있으며 이 커버(12)는 상기 부재들에 의해 안정하게 고정되어진다.

일반적으로 커버(12)는 원형의 모양이고 그의 내부에는 금속 원통형 동체(14)에 내장된 것과 같은 세라믹 또는 내화 물질 파이버의 절연물질(13)이 배치되어 있다.

커버(12)에는 축열장치에서 예열된 연소공기를 방출하기 위한 출구로서의 축열장치(1)의 한 작동모드와 축열장치(1)를 가열하기 위한 폐가스 도입을 위한 입구로서의 다른 작동모드로서 작용하는 수직으로 뻗어있는 첫번째 개구(15)가 설치되어 있다.

또한 커버(12)에는 내부 원통형동체(4)내에 형성된 내부 챔버(2)안으로 열저장 베드 입자들을 도입하기 위한 입구로서 작용하는 다른 주입구(16)가 설치되어 있다.

개구(15) 및 주입구(16)는 내부챔버(2)로 직접 연결되어 있음을 알 수 있다.

주입구(16)는 보강물질과 내열성 물질로된 분리 가능한 검사 유리창(17)에 의해 밀폐되어 있다.

또한 내부 챔버(2)에는 폐가스가 내측챔버로부터 방출될 수 있도록 하는 기능 및 예열되어질 공기가 내부 챔버안으로 유입될 수 있도록 하는 기능을 갖는 두번째 개구(6A)가 형성되어 있다.

내부챔버(2)의 하부는 제2도에 나타내져 있으며 열저장 베드의 하부를 지지하는데 도움이 되는 밀폐 어셈블리(l8)에 의해 밀폐되어 있다.

이 밀폐 어셈블리(18)는 금속 철골구조(19) 형태의 상부와 금속 철골구조(19)의 하부 가장자리에 고정되어 있는 원통형 금속링(21)으로된 하부(20)로 되어있고 하부에 원형 플랜지(22)가 설치되어 있다.

금속 철골구조(19)는 샴폐인 유리형태로 구조물을 형성하는 다수의 공간을 이룬 금속막대(23)로 형성되어 있다.

금속 철골구조(19)의 축(24)을 형성하는 막대(23)들의 부분은 두개의 간격이 떨어져 배치된 금속테(25)들에 의해 서로 지지되고 있으며 한편으로 금속 철골구조의 세로로 홈이 난 상부(26)를 형성하는 막대(23)들의 부분은 적당한 모양을 한 금속테(27)에 의해 서로 지지되고 있다.

금속 철골구조(19)의 세로로 홈이난 상부(26)는 내부 챔버(2)의 하부에서 내부로 향하여 뻗어 있으며 원통형 동체(4)의 내벽 가까이까지 도달되어 있다.

환상의 플레이트(28)는 철골구조(19)와 원통형동체(4)사이에 있는 열저장 베드 입자들이 이탈되는 것을 방지하기 위한 장벽으로 철골구조(19)의 세로로 홈이 난 상부(26)의 모서리에 고정되어진다.

플랫폼(9)은 각을 이룬 부분의 네개의 금속다리(30)(도면에는 두개만 나타나 있음)에 의해 지지되어 있는 구멍이 있는 금속판(29)의 형태로 된 발판으로 되어 있다.

밀폐 어셈블리(18)의 금속링(21)의 상부는 금속판(29)에 있는 구멍내에 위치하게 되고 금속판(29)에 고정되어 있어서 실제로 밀폐 어셈블리(l8)는 플랫폼(9)에서 지지된다.

금속링(21)의 하부는 플랜지(22)에 분리 가능한 볼트(도면에 나타나 있지 않음)에 의해 조여져 있는 분리가능한 원형판(31)에 의해 밀폐되어 있다.

철골구조(19)내의 금속막대(23)사이의 공간은 연소 공기를 내부챔버(2)로 들어가게 하고 폐가스를 종래와같이 내부 챔버를 떠나게 한다.

제1도에서 외부 금속동체(7)에는 각각 내부챔버(2)내에서 예열시키기 위한 연소공기를 공급하는 입구로 작용하는 주입구(32) 및 열저장 베드를 재가열하거나 고온으로 가열하기 위하여 내부 챔버(2)를 통과시킨후 축열장치로부터 폐가스를 방출하기 위한 출구로 작용하는 배출구(33)가 설치되어 있다.

연소공기 공급용 주입구(32)를 통해 연소공기가 공급될때 폐가스 방출용 배출구(33)는 밀폐되고 반대로 폐가스 방출용 배출구(33)를 통해 폐가스가 방출될때에는 연소공기 공급용 주입구(32)가 밀폐된다.

연소공기 공급용 주입구(32)와 폐가스 방출용 배출구(33)는 각각 외부의 금속동체(7)에 부착 설치되고 외부 나사가 형성되어 있는 두개의 짧은 파이프(34)(35)로써 형성되어 있다.

연소공기공급용 입구 파이프(34)는 연소공기의 적당한 소오스(source)에 연결되는 한편 폐가스 방출용 출구파이프(35)는 연도에 연결된다.

커버(12)내의 개구(15)는 영국 특허출원 제8306795호에 기술되어 있는 형태의 축열식 버너(36)와 연결되어 있다.

이 목적을 위해 커버(12)에는 금속판(37)에 있는 구멍을 통하여 돌출된 돌출구(13)를 형성하는 커버(12)의 부분이 있는 구멍이 난 금속판(37)이 설치된다.

이 구멍이 나 있는 금속판(37)은 축열식 버너(36)에 있는 해당 개구(39)부분에 플랜지를 형성하는 플레이트(38)에 고정된다.

축열식 버너(36)에 있는 개구(39)는 로 또는 이와 유사한 것(도면에 나타나 있지 않음)으로부터 그의 전단부(40)를 통하여 축열식 버너(36)로 들어간 폐가스를 방출하기 위한 출구로서의 축열장치(1)의 한 작동모드와, 축열장치(1)에서 예열된 연소공기를 축열장치(1)로부터 받아들이기 위한 입구로서의 반대 작동모드로 작용한다.

축열식 버너(36)에는 연료가스가 축열식 버너(36)의 전단부(40)으로부터 축열식 버너와 연결된 로 또는밀폐공간안으로 연소되어진 가스로서 방출되기 전에 축열식 버너(36)내에서 예열된 연소공기와 혼합되도록 축열식 버너(36)안으로 도입되어질 수 있도록 하는 연료가스 유입구(41)가 형성되어 있다.

축열식 버너(36)에는 또한 점화목적의 점화 탐침(43) 및 불꽂 탐지 사이트 포트(44)와 함께 영국 특허출원 제8306795호에 자세하게 설명되어 있는 목적을 위한 파일럿 공기유입구(42)가 설치되어 있다.

열저장 베드 그 자제는 적당한 모양과 절연 물질로 이루어진 작은 입자들로 이루어져 있다.

제1도에서 열저장 베드 입자들은 작은 세라믹구(spheres)(45)들의 형태이다.

이러한 열저장 베드 입자들은 축열장치(1)의 상부에서 주입구(16)를 통하여 내부챔버(2)내로 도입되는데 이때에 검사유리창(17)이 제거되고 그 다음 충분히 열저장 베드 입자들이 도입되고 난 후에 검사유리창(17)이 다시 설치되어 진다.

오염된 열저장 베드 입자들은 원형판(31)을 제거함으로써 축열장치(1)의 바닥부분을 통해 밀폐 어셈블리(18)를 통해서 빠져 나와 제거되어지게 되고 깨끗한 열저장 베드 입자들이 도입되어지기 전에 원형판(31)은 다시 설치된다.

이러한 방법에 따라 열저장 베드 입자들이 폐가스에 의해 운반되어 함유된 오염물질이 쌓여져 막히게 되면 이러한 오염된 열저장 베드 입자들은 제거되어 깨끗한 열저장 베드 입자들로 용이하게 교체될 수 있다.

폐가스에 운반되어 함유된 오염 물질의 형태와 양에 따라 오염되어진 열저장 베드 입자들의 교체 작업은 간헐적으로 또는 연속적으로 실시될 수 있다.

오염되어진 열저장 베드 입자를 자체 또한 때에 따라서는 깨끗하게 세정하여 다시 사용할 수 있다.

이러한 열저장 베드입자들의 방출/충전 공정을 자동화함으로써 종래의 축열장치를 사용할때 요구되는 바와 같이 축열장치를 수동식으로 청소할 필요가 없게 된다.

또한 방출/충전 공정을 열저장베드 입자들이 가열되는 동안에도 실시할 수 있어서 장치의 보수를 위한 작동중단시간이 줄어들게 된다.

내부 금속동체(5)와 원통형동체(4)는 공기 예열주기(cycle)동안에 공기 냉각되며 이것은 원통형동체(4)의 전체 수명을 연장하는데 잇점이 있다.

Claims (3)

1. 별개의 입자들 형태의 열저장 베드를 저장하기 위한 내부 챔버, 내부챔버안으로 깨끗한 열저장 베드입자들을 도입하도록된 폐쇄 가능한 입구 역할의 주입구(16), 내부챔버로부터 오염되어진 열저장 베드입자들을 제거시키기 위한 폐쇄 가능한 출구 역할의 배출구가 형성되어 있는 밀폐 어셈블리(18) 및 내부 챔버를 둘러싸고 있는 내부챔버를 통과한 폐가스를 받아들이며 내부챔버로 예열시키기 위한 공기를 공급하는 외부챔버로 구성되어 있고, 상기 내부 챔버에는 폐가스가 내부 챔버안으로 유입될 수도 있고 예열된 공기가 상기 내부챔버로부터 유출될 수 있도록 된 첫번째 개구(15)가 설치되어 있는 첫번째 끝부분과, 폐가스가 내부챔버로부터 방출되도록 하고 예열되어질 공기를 상기 내부챔버안으로 유입시키도록 된 두번째 개구(6A)가 형성되어 있는 두번째 끝부분을 가지고 있으며, 상기 두번째 개구(6A)는 외부 챔버의 밑부분쪽으로 개방되어져 있고, 또한 상기 첫번째 개구(15)로부터 상기 두번째 개구(6A)쪽으로 뻗어있는 방향에 대하여 개방되어져 있으며, 상기 외부챔버의 밑부분이 상기 두번째 끝부분밑에 배치되어지고, 외부챔버가 축열장치로부터 폐가스를 방출하고, 축열장치내에서 예열시키기 위한 공기를 받아들이게 되어 있는 것을 특징으로 하는 축열식 가열 시스템용 축열장치.
2. 제1항에 있어서, 외부챔버에는 폐가스를 방출시키기 위한 배출구(33) 및 예열시키기 위한 공기를 받아들이는 주입구(32)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 축열식 가열 시스템용 축열장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 주입구(32) 및 상기 첫번째 개구(15)가 축열장치의 동일한 한쪽 끝부분에 설치된 것을 특징으로 하는 축열식 가열 시스템용 축열장치.

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