KR960706622A

KR960706622A - 축열형 버너와 이것에 이용가능한 축열형 열교환 시스템

Info

Publication number: KR960706622A
Application number: KR1019960702902A
Authority: KR
Inventors: 료이찌 다나까; 마모루 마쯔오; 야스다 즈토무
Original assignee: 료이찌 다나까; 닛뽄 훠네스 고교 가부시기가이샤
Priority date: 1993-12-03
Filing date: 1994-12-01
Publication date: 1996-12-09
Also published as: WO1995015462A1; CA2177352C; EP0732542A1; EP0732542A4; KR100254128B1; US5848885A; CA2177352A1

Abstract

본 발명은 고온유체로서의 연소배기가스와 저온유체로서의 연소공기를 고정식 축열기를 교대로 통과시킴으로써 열교환을 수행하는 축열형 열교환 시스템과, 축열형 열교환 시스템에 의해 얻어진 높은 온도를 갖는 예열된 공기를 이용하여 연소를 수행하는 축열형 버너는 제공한다. 축열형 열교환 시스템은, 원주방향으로 3개 또는 그 이상의 챔버로 분할된 침투성 축열기(1) ; 공급챔버(6a)와 배기침버(6b)로 분할된 이중 파이프 출구/입구 수단(6) ; 및 축열기(1)를 출구/입구 수단(6)으로부터 격리하는 전환수단(3)을 구비하며, 이것에 의해 축열기(1)는 공급연통호울(5)과 배기연통호울(4)이 축열기(1)의 분할된 챔버(9,10,11)의 어느 것에서도 동시에 존재하지 않고, 유체가 흐르지 않는 빈 챔버(10)가 배기가스가 흐르는 챔버와 공기가 흐르는 챔버(12)와의 사이의 적어도 하나의 위치에 형성되는 그러한 위치관계로 제공된 공급연통호울(5)과 배기연통호울(4)에 의해 출구/입구 수단(6)과 선택적으로 연통한다. 또한, 축열형 버너는 연료가 연속적으로 분사되도록 그의 중심을 관통하는 연료노즐(31)을 축열형 열교환 시스템에 제공함으로써 구성되며, 고온 연소공기는 축열기로부터 연료의 주위에 분사된다. 또한, 유체의 흐름방향이 변하지 않는 열교환 시스템은 연료노즐(31)을 사용하지 않고 축열기(1)의 전방 및 후방에(후방에)서 출구/입구 수단(6)과 전환수단을 제공함으로써 실현될 수 있다.

Description

축열형 버너와 이것에 이용가능한 축열형 열교환 시스템

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

제1도는 본 발명에 따른 축열형 버너의 기본 구조를 도시하는 사시도이다. 제2도는 본 발명에 따른 축열형 버너의 실시예를 도시하는 단면도이다.

Claims

축열형 버너에 있어서, 그의 원주방향으로 3개 또는 그 이상의 챔버안으로 분할되고 유체가 그의 축방향으로 각각의 챔버를 통과할 수 있는 축열기; 연료를 분사하기 위해 축열기의 중심을 관통하는 연료노즐; 연소 공기 공급시스템에 연결된 공급챔버와 연소가스 배기시스템에 연결된 배기챔버 안으로 환상의 격벽에 의해 분할된 이중-파이프형 입구/출구 수단; 및 축열기를 출구/입구 수단으로부터 격리시키기 위해 축열기와 출구/입구 수단 사이에 제공된 전환수단을 구비하며, 상기 전환수단은 축열기가 공급챔버와 연통하는 공급연통호울과 축열기가 배기챔버와 연통하는 배기연통호울이 축열기의 같은 챔버에 동시에 존재하지 않으며 연료가 그곳을 통해 흐르지 않는 적어도 하나의 챔버는 배기연통호울과 공급연통호울이 각각 위치되는 축열기의 챔버들 중에 형성되는 그러한 위치관계로 제공되며, 전환수단은 출구/입구 수단의 배기챔버와 공급챔버가 축열기의 어느 하나의 챔버와 계속적으로 연통하도록 연속적으로 또는 간헐적으로 회전되며, 이것에 의해 연속적으로 분사된 연료제트의 주위에서 높은 온도의 연소공기를 축열기로부터 분사하는 것을 특징으로 하는 축열형 버너.
제1항에 있어서, 축열기는 그의 원주방향에서 실제로 균일하게 N챔버(N=n+1, 여기서 n은 2와 같거나 또는 그 이상의 양(+)의 짝수이며 유체가 일정하게 흐르는 챔버의 수를 나타낸다)로 분할되며, 여기서 전환수단의 n/2 공급연통호울과 n/2 배기연통호울이 교대로 배열되며, 각각의 배기연통호울과 각각의 공급연통호울은 그 사이에 다음의 공식 1에 의해 나타낸 각도 α로 배치되며:

여기서, β₁은 전환부의 회전중심 0으로부터 고온유체 연통호울에 의해 외접된 중심각도를 나타내며, β₂는 전환부의 회전중심 0으로부터 저온유체 연통호울에 의해 외접된 중심각도를 나타내며, 또한, 공급연통호울과 배기연통호울의 치수들을 다음의 공식 2에 의해 나타낸 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 축열형 버너.
제1항에 있어서, 축열기는 그의 원주방향으로 실제로 균일하게 다수의 유니트들로 분할하는데 이 유니트들의 각각은 N챔버(N=n+1, 여기서 n은 2와 같거나 또는 그 이상의 양(+)의 짝수이며 유체가 일정하게 흐르는 다수의 챔버를 나타낸다)로 이루어지며, 따라서 챔버의 총 수는 Z(여기서 Z=a·N이고, a는 0을 제외한 유니트들의 수를 나타내는 양(+)의 정수이다)이고, 여기서 Z챔버들의 총 수중에서 어떤 유체도 그곳을 통해 항상 흐르지 않는 빈 챔버들이 하나의 유니트를 구성하는 N챔버들과 다른 유니트를 형성하는 N챔버들 사이에 제공되며, 여기서 배기연통호울과 공급연통호울 사이에 제공된 각도 α는 다음 공식 3에 의해 나타낸 관계를 가지며:

여기서 배기연통호울과 공급연통호울의 치수들은 다음 공식 4에 의해 타나낸 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 축역형 버너.
제1항에 있어서, 축열기는 N(N=n+2, 여기서 n은 2와 같거나 또는 그 이상의 양(+)의 정수이며 유체가 일정하게 흐르는 챔버들의 수를 나타낸다) 챔버로 그의 원주방향으로 실제로 균일하게 분할되며, 전환수단의 공급연통호울과 배기연통호울은 그 사이에 다음 공식 5에 의해 나타낸 각도 C로 배치되는 것을 특징으로 하는 축열형 버너.
제1항에 있어서, 축열기는 다수의 유니트안으로 그의 원주방향으로 실제로 균일하게 분할되며, 유니트의 각각은 N(N=n+2, 여기서 n은 2와 같거나 또는 그 이상의 양(+)의 정수이며 유체가 일정하게 흐르는 다수의 챔버를 나타낸다) 챔버로 이루어지며, 챔버의 총 수는 Z(여기서 Z=a+N이고, a는 0을 제외한 유니트의 수를 나타내는 양(+)의 정수)이고, 다음 공식 6에 의해 나타낸 각도 C는 배기연통호울과 공급연통호울 사이에서 설정되는 것을 특징으로 하는 축열형 버너.
제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 연료노즐로부터의 연료와 축열기로부터의 연소공기는 서로 실제로 평행한 것을 특징으로 하는 축열형 버너.
제1항 재기 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 연료노즐은 연료가 축열기로부터 분사된 연소공기제트를 향하여 측면으로부터 분사되도록 전환수단과 동시에 회전하는 것을 특징으로 하는 축열형 버너.
제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 로 측면상에 있는 축열기의 축구에 축열기의 각각의 분할된 챔버와 연통하는 독립적인 노즐들이 제공되는 것을 특징으로 하는 축열형 버너.
제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 통로 횡단면이 그의 선단부를 향해 좁아지는 버너 스로트는 축열기 및 연료노즐의 전방에 형성되고, 로내의 배기가스를 버너 스로트의 내부로 직접 안내하며 로의 내측이 버너 스로트와 연통하는 바이패스 호울을 가지는 버너타일이 제공되는 것을 특징으로 하는 축열형 버너.
제1항내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 축열기의 각각의 분할된 챔버와 연통하는 독립적인 노즐들은 로 측면상의 축열기의 출구에 제공되고, 단일 버너 스로트는 이들 노즐들과 연료노즐의 전방에 형성되면, 로의 내측이 버너 스로트와 연통하는 로 내의 배기가스를 버너 스로트의 내부로 직접 안내하는 다수의 바이패스 호울을 그 주위에 갖는 버너타일이 제공되는 것을 특징으로 하는 축열형 버너.
제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 연소배기가스를 통과시키기 위해 배기챔버와 연통하는 챔버의 수는 연소공기를 통과시키기 위해 공급챔버와 연통하는 챔버의 수 보다 더 많은 것을 특징으로 하는 축열형 버너.
제 1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서 축열기는 축열기와 각각의 전환수단 사이에 그의 원주방향에서 a·N챔버로 분할되는 분할수단을 제공함으로써 a·N(a는 유니트의 수) 챔버로 분할되고 축방향으로 유체를 통과시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 축열형 버너.
제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 축열기는 그의 축방향으로 연통하는 다수의 셀 호울을 가지는 벌집형상을 가지는 것을 특징으로 하는 축열형 버너.
제 1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 축열기는 그의 축방향으로 유체를 통과시키도록 다수의 파이프형 축열 부재를 그의 방사방향으로 배열함으로써 구성되는 것을 특징으로 하는 축열형 버너.
제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 축열기는 다수의 평판형 또는 파형판 형상의 축열 부재를 방사상으로 배열함으로써 구성되는 것을 특징으로 하는 축열형 버너.
제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 축열기는 a·N챔버로 독립적으로 분할되며 그의 축방향으로 유체를 통과시킬 수 있는 케이싱에 축열 부재의 블록 또는 작은 피스를 채움으로써 구성되는 것을 특징으로 하는 축열형 버너.
축열형 열교환 시스템에 있어서, 유체가 각각의 챔버를 통과할 수 있는 그러한 방식으로 그의 원주방향에서 3개 또는 그 이상의 챔버로 분할되는 축열기; 축열기의 양쪽 개방단부에 연결되며 그의 각각은 다른 온도를 갖는 두 형태의 유체가 흐르는 두 형태의 통로들 중 저온유체 시스템에 연결된 저온유체 챔버와 상기 두 형태의 통로들 중 고온유체 시스템에 연결된 고온유체 챔버로 환상 격벽에 의해 분할되는 이중-파이프 출구/입구 수단; 및 축열기를 각각의 출구/입구 수단으로부터 격리하기 위해 축열기의 전방 또는 후방에 배치된 각각의 출구/입구 수단과 축열기와의 사이에 제공된 전환수단을 구비하며, 상기 전환수단은 축열기가 저온유체 챔버와 연통항는 저온유체 연통호울과 축열기가 고온유체 챔버와 연통하는 고온유체 연통호울이 축열기의 같은 챔버내에서 동시에 존재하지 않는 그러한 위치관계로 제공되며, 유체가 흐르지 않는 적어도 하나의 챔버는 고온유체 연통호울과 저온유체 연통호울이 각각 위치된 축열기의 챔버들 중에 형성되고, 전환수단은 축열기의 전방 또는 후방에 제공된 각각의 출구/입고 수단의 저온유체 챔버와 고온유체 챔버가 축열기의 어느 하나와 챔버와 계속적으로 연통하도록 연속적으로 또는 간헐적으로 회전되는 것을 특징으로 하는 축열형 열교환 시스템.
제 17항에 있어서, 축열기는 그의 원주방향에서 실제로 균일하게 N챔버(N=n+1, 여기서 n은 2와 같거나 또는 그 이상의 양(+)의 짝수이며 유체가 일정하게 흐르는 챔버의 수를 나타낸다)로 분할되며, 여기서 축열기의 전방 및 후방에 제공된 전환수단의 각각의 n/2 저온연통호울과 n/2 고온연통호울이 교대로 배열되며, 각각의 고온연통호울과 각각의 저온연통호울은 그 사이에 다음의 공식 1에 의해 나타낸 각도 α로 배치되며 :

여기서, β₁은 전환수단의 회전중심 0으로부터 고온유체 연통호울에 의해 외접된 중심각도를 나타내며, β₂는 전호나부의 회전중심 0으로부터 저온유체 연통호울에 의해 외접된 중심각도를 나타내며, 또한, 각각의 저온연통호울과 각각의 고온연통호울의 치수들은 다음의 공식 2를 만족시키는 것을 특징으로 하는 축열형 열교환 시스템.
제17항에 있어서, 축열기는 그의 원주방향으로 실제로 균일하게 다수의 유니트들로 분할하는 이 유니트들의 각각은 N(N=n+1이고, n은 2와 같거나 또는 그 이상의 양(+)의 짝수이며 유체가 일정하게 흐르는 챔버의 수를 나타낸다)챔버로 이루어지며, 따라서 챔버의 총 수는 Z(여기서 Z=a+N이고, a는 0을 제외한 유니트들의 수를 나타내는 양(+)의 정수이다)이고, 여기서 Z 챔버들의 총 수중에서 어떤 유체도 그곳을 통해 항상 흐르지 않는 빈 챔버들이 하나의 유니트를 구성하는 N챔버들과 다른 유니트를 형성하는 N챔버들 사이에 제공되며, 여기서 고온연통호울과 저온연통호울 사이에 제공된 각도 α는 다음 공식 3에 의해 나타낸 관계를 가지며:

여기서 고온연통호울과 저온연통호울의 치수들은 다음 공식 4에 의해 나타낸 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 축열형 열교환 시스템.
제17항에 있어서, 축열기는 N(N=n+2, 여기서 n은 2와 같거나 또는 그 이상의 양(+)의 정수이며 유체가 일정하게 흐르는 챔버들의 수를 나타낸다) 챔버로 그의 원주방향으로 실제로 균일하게 분할되며, 저온연통호울과 고온연통호울은 그 사이에 다음의 공식 5에 의해 나타낸 각도 C로 배치되는 것을 특징으로 하는 축열형 열교환 시스템.
제17항에 있어서, 축열기는 다수의 유니트로 그의 원주방향으로 실제로 균일하게 분할되며, 유니트의 각각은 N(N=n+1, 여기서 n은 2와 같거나 또는 그 이상의 양(+)의 정수이며 유체가 일정하게 흐르는 다수의 챔버를 나타낸다) 챔버로 이루어지며, 챔버의 총 수는 Z(Z=a·N이고, a는 0을 제외한 유니트의 수를 나타내는 양(+)의 정수)이고, 다음 공식 6에 의해 나타낸 각도 C는 고온연통호울과 저온연통호울 사이에서 설정되는 것을 특징으로 하는 축열형 열교환 시스템.
제17항 내지 제21항 중의 어느 한 항에 있어서, 축열기는 축열기와 그의 원주방향에서 a·N챔버로 분할되는 축열기 분할 수단의 전방 또는 후방에 배치된 각각의 전환수단과의 사이에 제공함으로써 a·N(a는 유니트의 수) 챔버로 분할되고 그의 축방향으로 유체를 통과시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 축열형 열교환 시스템.
제17항 내지 제21항 중의 어느 한 항에 있어서, 축열기는 그의 축방향으로 연통하는 다수의 셀 호울을 가지는 벌집형상을 가지는 것을 특징으로 하는 축열형 열교환 시스템.
제17항 내지 제21항 중의 어느 한 항에 있어서, 축열기는 유체가 그의 축방향으로 흐를 수 있는 그러한 방식으로 다수의 파이프형 축열 부재를 그의 방사방향으로 배열함으로써 구성되는 것을 특징으로 하는 축열형 열교환 시스템.
제17항 내지 제21항 중의 어느 한 항에 있어서, 축열기는 다수의 평판형 또는 파형판 형상의 축열 부재를 방사상으로 배열함으로써 구성되는 것을 특징으로 하는 축열형 열교환 시스템.
제17항 내지 제21항 중의 어느 한 한에 있어서, 축열기는 a·N챔버로 독립적으로 분할되며 그의 축방향으로 유체를 통과시킬 수 있는 케이싱에 축열 부재의 블록 또는 작은 피스를 채움으로써 구성되는 것을 특징으로 하는 축열형 열교환 시스템.
축열형 버너에 있어서, 제17항 내지 제26항 주으이 어느 한 항에서 한정된 축열형 열교환기는 버너 시스템의 연소배기가스 시스템과 연소공기 시스템에 연결되며, 버너는 축열형 열교환 시스템을 통해 공급된 연소공기에 의해 연소를 수행하며, 연소배기가스는 축열형 열교환 시스템을 통해 배기되며, 연소공기는 연소배기가스의 폐열을 이용하여 연소배기가스의 온도에 가까운 높은 온도로 예열되는 것을 특징으로 하는 축열형 버너.

※참고사항:최초 출원 내용에 의하여 공개하는 것임.