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KR930004606Y1 - 맥동연소식 공기가열기 - Google Patents

맥동연소식 공기가열기 Download PDF

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KR930004606Y1
KR930004606Y1 KR2019900021048U KR900021048U KR930004606Y1 KR 930004606 Y1 KR930004606 Y1 KR 930004606Y1 KR 2019900021048 U KR2019900021048 U KR 2019900021048U KR 900021048 U KR900021048 U KR 900021048U KR 930004606 Y1 KR930004606 Y1 KR 930004606Y1
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hot air
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김성현
김종기
민병무
조항대
최원길
이형근
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재단법인 한국동력자원연구소
김지동
한국가스공사
문희성
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    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

내용 없음.

Description

맥동연소식 공기가열기
제1도는 본 고안의 좌측면도.
제2도는 본 고안의 정면구조도.
제3도는 본 고안의 우측면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 연료완충기 2 : 떨림밸브
3 : 연료공급관 4 : 공기흡입구
5 : 소음기 6 : 공기송풍기
7 : 공기완충기 8 : 떨림밸브
9 : 혼합실 10 : 연소실
11 : 공명관 12 : 배가스완충기
13 : 소음기 14 : 연들
15 : 열풍용 송풍기 16 : 열풍출구
본 고안은 건조기, 열풍기, 온충기 등으로 쓰이는 맥동연소식 공기가 열기에 관한 것이다.
공기가열기는 사용하는 열원에 따라 크게 증기식, 전기식, 연소식으로 구분할 수 있으며, 연소식 공기가열기는 주로 경유 등 석유류를 연료로 사용하고 있다. 본 고안에서는 가스연료의 보급확대에 대비하여 NOx 등 연소공해물질의 배출이 낮고, 열효율이 높은 고부하 연소장치인 맥동연소를 이용한 맥동연소식 공기가열기에 관한 것이다.
맥동연소란 연료가 자연 불꽃 점화(self-spark ignition)되어 폭발연소되며 압력파를 생성시키는 연소방법으로서, 연소과정은 점화, 팽창(혹은 폭발), 배기, 흡입(혹은 압축)의 4단계로 이루어진다. 연소실내의 연료가 고온의 잔류화염 및 연소가스 등에 의해 자연점화되어 폭발하게 되면 팽창하면서 압력이 급상승한다. 이 압력에 의해 흡입밸브들이 차단되어 연소가스는 배기관으로 배출된다. 연소가스가 빠져나감에 따라 관성에 의해 연소실내의 압력이 대기압 이하로 떨어져서 부압이 형성된다. 이 부압으로 인해 흡입 밸브들이 다시 열리며 연료와 연소공기가 흡입된다. 따라서 흡입 밸브들은 연소과정중에 계속 떨림작동을 하게 된다. 이와 같이 압력진동(소위 맥동)에 의해 연소과정은 별도의 동력이 없이 일정한 주기를 갖고 자발적으로 진행되므로, 맥동파에 의해 열전달막이 파괴되어서 열전달속도가 급증하여 열효율이 증가하게 될뿐만 아니라 정상연소(steady combustion)에 비하여 고부하연소가 가능하며 NOx등 공해물질의 발생이 작고, 송풍기를 작동시키는 동력이 절감된다.
이하 본 고안의 요지를 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
즉 열풍용 공기의 공급장치인 송풍기와 열풍의 출구사이에 맥동연소장치를 설치하여 공기를 가열하는 방법으로, 연료가스는 연료완충기(1)(압력파가 외부연료공급계통에 미치는 영향을 방지하는 역할을 함)로 공급되면 연료용 떨림밸브(2)를 통해 연료공급관(3)을 거쳐 혼합실(9)로 들어간다. 동시에 연소공기는 공기흡입구(4)와 소음기(5)(맥동에 의해 발생되는 소음을 방지하는 역할을 함)를 거쳐 공기완충기(7)에 들어온 후 연소공기용 떨림밸브(8)을 통핸 혼합실(9)로 공급된다. 연료가스와 연소공기는 혼합실에서 혼합되어 연소실에서 자연폭발 연소되고, 배가스는 맥동을 형성하며 공명관(11)을 통과한 후 배가스완충기(12)와 소음기(13)을 거쳐 연들(14)로 배출된다.
연소초기에는 맥동이 생성되어 있지 않으므로 연소공기흡입력이 없기 때문에 연소용 공기송풍기(6)는 연소 초기 착화시에는 작동시키고 폭발연소가 일어나면 작동을 중지시킨다.
한편, 송풍기(15)에 의해 열풍용 공기는 공명관(11)과 연소실(10)의 외벽을 통과하면서 열과환되어 가열된 후 열풍출구(16)로 나간다. 이때 열교환성능을 향상시키기 위하여 연소실과 공명관의 외벽에 핀(fin)을 설치할 수 있다.
또 용도에 따라 열풍용 송풍기(15)를 상방에, 열풍출구(16)는 하방에 설치할 수도 있으며 그런 경우에는 맥동연소시스템을 거꾸로 설치하면 된다.
그러므로 본 고안은 가스연료의 보급에 따라 가스연소식 공기가열기의 필요성이 대두되고 있으므로 열효율이 높으며, 동력소모가 거의 없으며, 가스연소시 공해문제가 되고 있는 NOx의 배출이 적으며, 고부하연소장치인 맥동연소방법을 이용한 공기가열기를 실용화 시킬 수 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 연료계통은 연료완충기(1)에서 연료공급관(3)을 경유 혼합실(9)로 배관하고, 연소공기 계통은 공기흡입구(4), 소음기(5), 공기완충기(7)를 경유 혼합실(9)로 배관하며, 혼합실(9)와 이어진 연소실(10) 후단에 공명관(11), 배가스완충기(12) 및 소음기(13)를 경유 연돌(14)에 연결시킨 일연의 맥동연소시스템을 열풍기의 입구와 출구 사이에 설치하여 열풍용 송풍기(15)를 공명관(11)과 연소실(10)의 외벽을 경유 열풍출구(16)로 연동시킨 것을 특징으로 하는 “맥동연소식 공기가열기”.
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