KR101982996B1

KR101982996B1 - 축열식 연소 설비

Info

Publication number: KR101982996B1
Application number: KR1020187015454A
Authority: KR
Inventors: 노리유키 요코이
Original assignee: 쥬가이로 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2016-08-02
Publication date: 2019-05-27
Also published as: WO2017115489A1; JP2017120142A; JP6385332B2; KR20180064559A; CN108431500B; CN108431500A

Abstract

축열식 연소 장치가 쌍으로 설치된 축열식 연소 설비에 있어서, 공기 공급 경로로부터 축열부로 안내되는 연소용 공기 중에 있어서의 질소를 흡착하는 질소 흡착재를 수용하게 한 질소 처리부를 설치하고, 연소용 공기 중에 있어서의 질소를이 질소 처리부에 있어서의 질소 흡착재에 흡착하게 하는 한편, 축열부를 통해 연소 배기 가스를 배기 가스 배기 경로로 안내하는 경우에, 질소 처리부에 수용된 질소 흡착재에 흡착된 질소를 이탈하게 하고, 연소 배기 가스와 함께 배기 가스 배기 경로를 통해 배출하게 한다.

Description

축열식 연소 설비

본 발명은, 공기 공급 경로로부터 축열재가 수용된 축열부를 통해 안내된 연소용 공기와 연료 공급부로부터 공급된 연료를 노 내에 있어서 연소하게 하는 한편, 노 내에 있어서의 연소 배기 가스를 축열재가 수용된 축열부를 통해 배기 가스 배기 경로로 안내하여 배출하게 하는 축열식 연소 장치가 쌍으로 설치된 축열식 연소 설비에 관한 것이다. 특히, 상기의 축열식 연소 설비에 있어서, 연소용 공기 중에 있어서의 질소를 질소 처리부에 수용된 질소 흡착재에 흡착해서 감소하게 하고, 연소용 공기 중에 있어서의 산소 농도를 높여서 고온에서의 연소를 실시하는 동시에, 상기의 질소 흡착재에 흡착된 질소를 이탈하게 할 때, 이러한 조작이 간단한 설비에 의해 효율적으로 실시할 수 있도록 한 점에 특징을 갖는 것이다.

종래부터, 가열로 등에 있어서는, 연소 배기 가스의 열을 이용해 효율적인 연소를 실시하기 위해, 노 내에 있어서 연소된 연소 배기 가스의 열을 축열부에 수용한 축열재에 축열하게 하고, 공기 공급 경로로부터 연소용 공기를 상기의 축열부로 안내하여, 상기의 축열재에 축열된 열에 의해 연소용 공기를 가열하게 하고, 이와 같이 가열된 연소용 공기와 연료 공급부로부터 공급된 연료를 노 내에 있어서 연소하게 하는 한편, 노 내에 있어서의 연소 배기 가스를 축열재가 수용된 축열부로 안내하여, 연소 배기 가스의 열을 축열부에 수용된 축열재에 축열하게 한 후, 배기 가스 배기 경로로 안내하여 배출하게 하는 축열식 연소 장치가 쌍으로 설치된 축열식 연소 설비가 이용되고 있다.

또한, 최근에 있어서는, 연소 배기 가스 중에 포함된 불활성 가스 성분을 감소하게 하는 동시에, 열 효율이 높은 연소를 실시할 수 있도록 하기 위해, 특허문헌 1에 도시한 바와 같이, 공기 공급 경로로부터 축열재 수용된 축열부를 통해 공급하는 연소용 공기로서, 산소 농도가 높아진 산소 부화 공기를 사용하는 것이 제안되고 있다.

여기에서, 이 특허문헌 1에 있어서는, 산소 농도가 높아진 산소 부화 공기를 얻기 위해, 축심을 중심으로서 회전 가능한 원통형 용기와, 해당 원통형 용기에 배치된 질소 흡수용 흡착재와, 해당 질소 흡수용 흡착재를 끼워서 상기 원통형 용기에 상대적으로 배치된 한 쌍의 수분 흡수용 흡착재와, 상기 원통형 용기에 대해 각각 반대측의 방향으로부터, 수분 흡수용 흡착재, 질소 흡수용 흡착재, 수분 흡수용 흡착재의 순으로 통과하는 공기를 공급하기 위한 공기 공급 유로와, 해당 공기 공급 유로에 의해 공급되고, 상기 원통형 용기를 통과한 공기를 받기 위한 공기 배출 유로를 구비한 회전식 산소 부화 공기 제조 장치를 이용하는 것이 제안되고 있다.

그리고, 이 특허문헌 1에 있어서는, 제1의 공기 공급 유로로부터 연소용 공기를 회전 가능한 원통형 용기 내의 편측의 부분으로 안내하고, 연소용 공기 중에 있어서의 질소를 질소 흡수용 흡착재에 흡착하게 하고, 산소 농도가 높아진 산소 부화 공기를 제1의 공기 배출 유로로부터 배출하게 하여 연소에 사용하는 한편, 제2의 공기 공급 유로로부터 공기를 회전 가능한 원통형 용기 내의 반대측의 부분으로 안내하고, 질소 흡수용 흡착재에 흡착된 질소를 질소 흡수용 흡착재로부터 이탈하게 하여 상기의 공기와 함께 제2의 공기 배출 유로로부터 배출하도록 하여, 상기의 원통형 용기를 회전하고, 질소 흡수용 흡착재에 연소용 공기 중에 있어서의 질소를 흡착하게 하는 한편, 질소 흡수용 흡착재에 흡착된 질소를 이탈하도록 하고 있다.

그러나, 이와 같은 회전식 산소 부화 공기 제조 장치를 각 축열식 연소 장치에 개별적으로 설치하는 경우, 비용이 매우 비싸지는 동시에 장치도 대형화하고, 또한, 상기와 같이 원통형 용기를 적당한 시기에 적절하게 회전하게 하여, 질소 흡수용 흡착재에 연소용 공기 중에 있어서의 질소를 흡착하게 하는 한편, 질소 흡수용 흡착재에 흡착된 질소를 이탈하게 하는 것이 필요하게 되어, 작업이 매우 어려우면서도 번잡스럽게 되는 등의 다양한 문제가 있었다.

일본국 특개 2009-186101호 공보

본 발명은, 공기 공급 경로로부터 축열재가 수용된 축열부를 통해 안내된 연소용 공기와 연료 공급부로부터 공급된 연료를 노 내에 있어서 연소하게 하는 한편, 노 내에 있어서의 연소 배기 가스를 축열재가 수용된 축열부를 통해 배기 가스 배기 경로로 안내하여 배출하게 하는 축열식 연소 장치가 쌍으로 설치된 축열식 연소 설비에 있어서의 상기와 같은 문제를 해결하는 것을 과제로 하는 것이다.

즉, 본 발명은, 상기와 같은 축열식 연소 설비에 있어서, 연소용 공기 중에 있어서의 질소를 질소 처리부에 수용된 질소 흡착재에 흡착하여 감소하게 하고, 연소용 공기 중에 있어서의 산소 농도를 높여 고온에서의 연소를 실시하는 동시에, 상기의 질소 흡착재에 흡착된 질소를 이탈하게 할 때, 이러한 조작이 간단한 설비에 의해 효율적으로 실시할 수 있도록 하는 것을 과제로 하는 것이다.

본 발명의 축열식 연소 설비에 있어서는, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 공기 공급 경로로부터 축열재가 수용된 축열부를 통해 안내된 연소용 공기와 연료 공급부로부터 공급된 연료를 노 내에 있어서 연소하게 하는 한편, 노 내에 있어서의 연소 배기 가스를 축열재가 수용된 축열부를 통해 배기 가스 배기 경로로 안내하여 배출하게 하는 축열식 연소 장치가 쌍으로 설치된 축열식 연소 설비에 있어서, 상기의 공기 공급 경로로부터 축열부로 안내된 연소용 공기 중에 있어서의 질소를 흡착하게 하는 질소 흡착재를 수용한 질소 처리부를 설치하고, 연소용 공기 중에 있어서의 질소를 이 질소 처리부에 있어서의 질소 흡착재에 흡착하게 하는 한편, 상기의 축열부를 통해 연소 배기 가스를 배기 가스 배기 경로로 안내하는 경우에, 상기의 질소 처리부에 수용된 질소 흡착재에 흡착된 질소를 이탈하게 하고, 상기의 연소 배기 가스와 함께 배기 가스 배기 경로를 통해 배출하도록 했다.

본 발명의 축열식 연소 설비와 같이, 공기 공급 경로로부터 축열부로 안내된 연소용 공기 중에 있어서의 질소를 흡착하는 질소 흡착재를 수용하게 한 질소 처리부를 설치하고, 연소용 공기 중에 있어서의 질소를, 질소 처리부에 수용된 질소 흡착재에 흡착하게 하는 한편, 축열부를 통해 연소 배기 가스를 배기 가스 배기 경로로 안내하는 경우에, 상기의 질소 처리부에 수용된 질소 흡착재에 흡착된 질소를 이탈하게 하고, 연소 배기 가스와 함께 배기 가스 배기 경로를 통해 배출하도록 하면, 쌍으로 된 축열식 연소 장치에 있어서 연소 동작과 축열 동작을 반복하여 실시할 뿐, 연소용 공기 중에 있어서의 산소 농도를 높여서 고온에서의 연소를 실시하는 한편, 연소 배기 가스를 배기하게 할 때, 상기의 질소 흡착재에 흡착된 질소를 이탈하는 것이 가능하게 된다.

여기서, 본 발명의 축열식 연소 설비에 있어서는, 상기의 질소 처리부를 설치하면서, 상기의 공기 공급 경로와 배기 가스 배기 경로가 합류하여 상기의 축열부와 연통되는 합류 경로에 상기의 질소 처리부를 설치하는 동시에, 상기의 공기 공급 경로와 배기 가스 배기 경로에 각각 개폐 밸브를 설치하고, 공기 공급 경로에 설치한 상기의 개폐 밸브를 열어서, 연소용 공기를 공기 공급 경로로부터 질소 처리부로 안내하는 한편, 배기 가스 배기 경로에 설치한 개폐 밸브를 열어서, 연소 배기 가스를 축열부로부터 질소 처리부를 통해 배기 가스 배기 경로로 안내하도록 할 수 있다.

또한, 이와 같은 질소 처리부를 공기 공급 경로와 배기 가스 배기 경로가 합류하여 축열부와 연통되는 합류 경로에 설치하는 경우, 이 합류 경로에 상기의 질소 처리부를 우회하는 바이 패스 경로를 설치하는 동시에, 상기의 바이 패스 경로를 통해 흐르는 연소용 공기 및 / 또는 연소 배기 가스의 양을 조정하는 유량 조정 수단을 설치할 수 있다. 그리고, 상기의 유량 조정 수단에 의해 바이 패스 경로를 통해 흐르는 연소용 공기의 유량을 조정하면, 축열부를 통해 안내된 연소용 공기 중에 있어서의 산소 농도의 조정을 간단하게 실시할 수 있게 되는 동시에, 질소 처리부에 있어서의 질소 흡착재에 질소가 많이 흡착되어, 연소용 공기가 질소 처리부를 흐르기 어렵게 된 경우에 있어서도, 유량 조정 수단에 의해 바이 패스 경로를 통해 흐르는 연소용 공기의 유량을 조정함으로써, 적당량의 연소용 공기를 축열부로 안내하여 연소에 이용할 수 있게 된다.

또한, 상기와 같이 질소 처리부를 공기 공급 경로와 배기 가스 배기 경로가 합류하여 축열부와 연통되는 합류 경로에 설치하고, 이 합류 경로에 질소 처리부를 우회하는 바이 패스 경로를 설치한 경우, 상기의 바이 패스 경로를 통해 연소 배기 가스를 흘리고, 상기의 질소 처리부 내를 감압하게 하여, 상기의 질소 흡착재에 흡착된 질소를 이탈하게 하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 축열식 연소 설비에 있어서는, 상기와 같이 공기 공급 경로로부터 축열부로 안내된 연소용 공기 중에 있어서의 질소를 흡착하는 질소 흡착재를 수용하게 한 질소 처리부를 설치하면서, 축열재가 수용된 상기의 축열부 내에, 질소 흡착재를 수용한 질소 처리부를 설치하도록 하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명의 축열식 연소 설비에 있어서는, 상기의 배기 가스 배기 경로에 연소 배기 가스를 흡인하는 배기 장치를 설치하도록 할 수 있다. 이와 같이, 배기 가스 배기 경로에 배기 장치를 설치하고, 이 배기 장치에 의해 연소 배기 가스를 흡인하게 하면, 질소 처리부 내가 감압하여, 질소 흡착재에 흡착된 질소를 적절하게 이탈하게 하는 것이 간단하게 실시할 수 있게 된다.

본 발명의 축열식 연소 설비에 있어서는, 상기와 같이 연소용 공기 중에 있어서의 질소를, 질소 처리부에 수용된 질소 흡착재에 흡착하게 하는 한편, 질소 흡착재에 흡착된 질소를, 축열부를 통해 배기 가스 배기 경로로 안내된 연소 배기 가스 중에 이탈하게 하여 배출하게 했기 때문에, 쌍으로 된 축열식 연소 장치에 있어서 연소 동작과 축열 동작을 반복해 실시할 뿐, 연소용 공기 중에 있어서의 산소 농도를 높여서 고온에서의 연소를 실시 할 수 있는 동시에, 연소 배기 가스를 배기하게 할 때, 상기의 질소 흡착재에 흡착된 질소를 적절하게 이탈하게 하는 것이 가능하게 된다.

이 결과, 본 발명의 축열식 연소 설비에 있어서는, 종래와 같은 회전식 산소 부화 공기 제조 장치를 설치하지 않더라도, 연소용 공기 중에 있어서의 질소를 질소 처리부에 수용된 질소 흡착재에 흡착해 감소하게 하고, 연소용 공기 중에 있어서의 산소 농도를 높여서 고온에서의 연소를 실시하는 동시에, 상기의 질소 흡착재에 흡착된 질소를 이탈하게 하는 조작을 간단한 설비에 의해 효율적으로 실시 할 수 있게 된다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 축열식 연소 설비를 이용한 가열로를 나타낸 개략 설명도이다.
도 2는, 본 발명의 실시 형태에 관한 축열식 연소 설비에 있어서, 공기 공급 경로와 배기 가스 배기 경로가 합류하여 축열부에 연통되는 합류 경로에, 질소 처리부를 우회하는 바이 패스 경로를 설치하는 동시에, 이 바이 패스 경로를 통해 흐르는 연소용 공기 및 / 또는 연소 배기 가스의 양을 조정하는 유량 조절 수단을 설치한 제1의 변경예의 축열식 연소 설비를 나타낸 부분 개략 설명도이다.
도 3은, 상기의 제1의 변경예의 축열식 연소 설비에 있어서, 상기의 합류 경로에 설치된 질소 처리부에 있어서, 바이 패스 경로에 둘러싸인 부분에 있어서의 연소용 공기의 이송 방향 하류측의 위치에, 질소 처리부로부터 축열부를 향한 연소용 공기를 통과하게 하는 한편, 축열부로부터 연소 배기 가스가 질소 처리부로 안내되는 것을 정지하게 하는 체크 밸브를 설치한 제2의 변경예의 축열식 연소 설비를 나타내고, (A)는 축열식 연소 장치에 있어서 연소 동작을 실시하는 상태를 나타낸 부분 개략 설명도, (B)는 축열식 연소 장치에 있어서 축열 동작을 실시하는 상태를 나타낸 부분 개략 설명도이다.
도 4는, 상기의 제2의 변경예의 축열식 연소 설비에 있어서, 바이 패스 경로에 있어서의 유량 조정 수단을 대신하여, 바이 패스 경로에, 공기 공급 경로로부터 축열부를 향한 연소용 공기를 정지하게 하는 한편, 축열부로부터 배기 가스 배기 경로로 안내된 연소 배기 가스를 통과하게 하는 체크 밸브를 설치한 제3의 변경예의 축열식 연소 설비를 나타내고, (A)는 축열식 연소 장치에 있어서 연소 동작을 실시하는 상태를 나타낸 부분 개략 설명도, (B)는 축열식 연소 장치에 있어서 축열 동작을 실시하는 상태를 나타낸 부분 개략 설명도이다.
도 5는, 본 발명의 실시 형태에 관한 축열식 연소 설비에 있어서, 축열재가 수용된 축열부 내에, 질소 흡착재를 수용하게 한 질소 처리부를 설치한 제4의 변경예의 축열식 연소 설비를 나타낸 부분 개략 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 관한 축열식 연소 설비를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명에 관한 축열식 연소 설비는, 하기의 실시 형태에 나타낸 것에 한정되지 않고, 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에 있어서, 적절히 변경하여 실시 할 수 있는 것이다.

이 실시 형태의 축열식 연소 설비에 있어서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 쌍으로 된 축열식 연소 장치(10a, 10b)를 가열로(노)(1)의 내부를 향해 대향하도록 설치하고, 쌍으로 각 축열식 연소 장치(10a, 10b)에 있어서는, 각각 연료를 공급하는 연료 공급부(11a 및 11b)를 설치하는 동시에, 축열재(x)를 수용하게 한 축열부(12a, 12b)를 설치하고 있다.

여기서, 상기의 각 축열식 연소 장치(10a, 10b)에 있어서, 연소 동작을 실시할 경우에는, 연소용 공기를 급기 장치(2)에 의해 공기 공급 경로(3)를 통해 축열부(12a, 12b)로 안내하고, 축열부(12a, 12b)에 수용된 축열재(x)에 축열된 열에 의해 상기의 연소용 공기를 가열하게 하고, 이와 같이 가열된 연소용 공기와 상기의 연료 공급부(11a, 11b)로부터 공급된 연료를 가열로(1) 내에 있어서서 연소하게 하도록 하고 있다. 한편, 축열 동작을 실시할 경우에는, 가열로(1) 내에 있어서 상기와 같이 연소된 후의 연소 배기 가스를 축열부(12a, 12b)로 안내하고, 축열부(12a, 12b)에 수용된 축열재(x)에 연소 배기 가스의 열을 축열하게 한 후, 이 연소 배기 가스를 배기 장치(4)에 의해 배기 가스 배기 경로(5)를 통해 흡인하여, 연도(煙道)(6)를 통해 이 연소 배기 가스를 배출하도록 하고 있다.

그리고, 상기와 같은 연소 동작과 축열 동작을, 상기의 쌍으로 된 축열식 연소 장치(10a, 10b)에 있어서 교대로 전환하여 실시하도록 하고 있다.

여기서, 이 실시 형태의 축열식 연소 설비에 있어서는, 상기의 각 축열식 연소 장치(10a, 10b)의 각 축열부(12a, 12b)에 연소용 공기를 안내하는 공기 공급 경로(3)의 부분에 각각 개폐 밸브(3a, 3b)를 설치하고, 이러한 개폐 밸브(3a, 3b)를 개폐하게 하고, 각 축열부(12a, 12b)에 연소용 공기가 안내되는 것을 제어하도록 하고 있다. 또한, 각 축열부(12a, 12b)로부터 연소 배기 가스가 안내되는 상기의 배기 가스 배기 경로(5)의 부분에도 각각 개폐 밸브(5a, 5b)를 설치하여, 이러한 개폐 밸브(5a, 5b)를 개폐하게 하고, 각 축열부(12a, 12b)를 통해 연소 배기 가스가 배기 가스 배기 경로(5)로 안내되는 것을 제어하도록 하고 있다.

또한, 이 실시 형태의 축열식 연소 설비에 있어서는, 각 축열부(12a, 12b)에 대해 공기 공급 경로(3)와 배기 가스 배기 경로(5)를 접속하게 할 때, 상기의 각 개폐 밸브(3a, 3b, 5a, 5b)와 각 축열부(12a, 12b)와의 사이에, 공기 공급 경로(3)와 배기 가스 배기 경로(5)를 합류하게 한 합류 경로(21a, 21b)를 설치하는 동시에, 각 합류 경로(21a, 21b)에, 각각 질소 흡착재(y)를 수용하게 한 질소 처리부(20a, 20b)를 설치하고 있다.

여기서, 이 실시 형태의 축열식 연소 설비에 있어서, 도 1에 도시한 바와 같이, 연소 동작을 실시하는 한편의 축열식 연소 장치(10a)에 있어서는, 그 축열부 (12a)로부터 연소 배기 가스가 안내되는 배기 가스 배기 경로(5)에 설치한 개폐 밸브(5a)를 닫은 상태에서, 연소용 공기를 축열부(12a)로 안내하는 공기 공급 경로(3)에 설치한 개폐 밸브(3a)를 열고, 연소용 공기를 질소 흡착재(y)가 수용된 질소 처리부(20a)로 안내하고, 이 질소 처리부(20a)에 있어서의 질소 흡착재(y)에 연소용 공기 중에 있어서의 질소를 흡착하게 하고, 연소용 공기 중에 있어서의 산소 농도를 높여서, 이와 같이 산소 농도가 높아진 연소용 공기를 상기의 축열부(12a)로 안내하도록 한다.

그리고, 이와 같이 산소 농도가 높아진 연소용 공기를 상기의 축열부(12a)에 있어서의 축열재(x)에 축열된 열에 의해 가열하게 하고, 이와 같이 산소 농도가 높은 상태에서 가열된 연소용 공기와 상기의 연료 공급부(11a)로부터 공급된 연료를 가열로(1) 내에 있어서 연소하게 한다.

이렇게 하면, 연소용 공기 중에 있어서의 산소 농도를 높여서 고온에서, 열 효율이 높은 연소를 실시할 수 있게 된다.

한편, 축열 동작을 실시하는 타방의 축열식 연소 장치(10b)에 있어서는, 연소용 공기를 축열부(12b)로 안내하는 공기 공급 경로(3)에 설치한 개폐 밸브(3b)를 닫은 상태에서, 축열부(12b)로부터 연소 배기 가스가 안내되는 배기 가스 배기 경로(5)에 설치한 개폐 밸브(5b)를 열고, 상기와 같이 연소된 가열로(1) 내에 있어서의 연소 배기 가스를 축열부(12b)로 안내하고, 연소 배기 가스의 열을 축열부(12b)에 수용된 축열재(x)에 축열하게 한 후, 이 연소 배기 가스를 상기의 배기 장치(4)에 의해 질소 흡착재(y)가 수용된 질소 처리부(20b)를 통해 배기 가스 배기 경로(5)에 흡인하여, 질소 처리부(20b)에 있어서의 질소 흡착재(y)에 흡착된 질소를 이탈하게 하고, 이탈된 질소를 연소 배기 가스와 함께 배기 가스 배기 경로(5)를 통해 연도(6)로 안내하여 배출하도록 하고 있다.

이렇게 하면, 종래와 같은 회전식 산소 부화 공기 제조 장치를 설치하지 않더라도, 질소 처리부(20b)에 있어서의 질소 흡착재(y)에 흡착된 질소를, 질소 흡착재(y)로부터 간단하게 이탈하게 하여 연소 배기 가스와 함께 배출할 수 있게 된다.

그리고, 상기와 같은 연소 동작과 축열 동작을 상기의 쌍으로 된 축열식 연소 장치(10a, 10b)에 있어서 교대로 전환하여 실시하면, 연소 동작 시에는, 연소용 공기 중에 있어서의 질소를 질소 흡착재(y)에 흡착하게 하여 연소용 공기 중에 있어서의 산소 농도를 높여서, 고온에서 열 효율이 높은 연소를 실시할 수 있게 되는 동시에, 축열 동작 시에는, 질소 흡착재(y)에 흡착된 질소를 간단하게 이탈하게 하고, 연소 배기 가스와 함께 배출할 수 있게 된다.

또한, 상기의 실시 형태에 있어서의 축열식 연소 설비와 같이, 공기 공급 경로(3)와 배기 가스 배기 경로(5)가 합류하여 축열부(12a, 12b)와 연통되는 합류 경로(21a, 21b)에 상기의 질소 처리부(20a, 20b)를 설치할 때, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기의 합류 경로(21a, 21b)에 질소 처리부(20a, 20b)를 우회하는 바이 패스 경로(22a, 22b)를 설치하는 동시에, 이 바이 패스 경로(22a, 22b)를 통해 흐르는 연소용 공기 및 / 또는 연소 배기 가스의 양을 조정하는 유량 조정 수단(23a, 23b)을 설치할 수 있다.

그리고, 도 2에 도시한 바와 같이, 배기 가스 배기 경로(5)에 설치한 개폐 밸브(5a, 5b)를 닫는 한편, 공기 공급 경로(3)에 설치한 개폐 밸브(3a, 3b)를 연 상태에서, 상기의 유량 조정 수단(23a, 23b)에 의해, 상기의 질소 처리부(20a, 20b)를 통해 흐르는 연소용 공기의 유량과 바이 패스 경로(22a, 22b)를 통해 흐르는 연소용 공기의 유량을 조정하면, 축열부(12a, 12b)를 통해 안내되는 연소용 공기 중에 있어서의 산소 농도를 적절하게 조정하고, 적절한 연소를 실시할 수 있게 되는 동시에, 질소 처리부(20a, 20b)에 있어서의 질소 흡착재(y)의 공기 저항이 크고, 연소용 공기가 질소 처리부(20a, 20b)를 흐르기 어려운 경우에 있어서도, 유량 조정 수단(23a, 23b)에 의해 바이 패스 경로(22a, 22b)를 통해 흐르는 연소용 공기의 유량을 조정함으로써, 적당량의 연소용 공기를 축열부(12a, 12b)로 안내하여 연소에 이용하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기의 도 2에 도시한 축열식 연소 설비와 같이, 상기의 합류 경로(21a, 21b)에 질소 처리부(20a, 20b)를 우회하는 바이 패스 경로(22a, 22b)를 설치하는 동시에, 이 바이 패스 경로(22a, 22b)를 통해 흐르는 연소용 공기 및 / 또는 연소 배기 가스의 양을 조정하는 유량 조정 수단(23a, 23b)을 설치한 경우에 있어서, 도 3 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 합류 경로(21a, 21b)에 설치된 질소 처리부(20a, 20b)에 있어서, 바이 패스 경로(22a, 22b)에 둘러싸인 부분에 있어서의 연소용 공기의 이송 방향 하류측의 위치에, 질소 처리부(20a, 20b)로부터 축열부(12a, 12b)를 향하는 연소용 공기를 통과하도록 하는 한편, 축열부(12a, 12b)로부터 연소 배기 가스가 질소 처리부(20a, 20b)로 안내되지 않도록 하는 체크 밸브(24a, 24b)를 설치하도록 할 수 있다.

이와 같이, 질소 처리부(20a, 20b)보다 연소용 공기의 이송 방향 하류측의 위치에 있어서, 질소 처리부(20a, 20b)로부터 축열부(12a, 12b)를 향하는 연소용 공기를 통과하게 하는 한편, 축열부(12a, 12b)로부터 연소 배기 가스가 질소 처리부(20a, 20b)로 안내되는 것을 정지하게 하는 체크 밸브(24a, 24b)를 설치한 경우에 있어서, 도 3(A)에 도시한 바와 같이, 배기 가스 배기 경로(5)에 설치한 개폐 밸브(5a, 5b)를 닫는 한편, 공기 공급 경로(3)에 설치한 개폐 밸브(3a, 3b)를 열고, 질소 처리부(20a, 20b)를 통해 연소용 공기를 축열부(12a, 12b)로 안내할 때, 상기와 같이 유량 조정 수단(23a, 23b)에 의해, 상기의 질소 처리부(20a, 20b) 및 체크 밸브(24a, 24b)를 통해 흐르는 연소용 공기의 유량과 바이 패스 경로(22a, 22b)를 통해 흐르는 연소용 공기의 유량을 조정하면, 축열부(12a, 12b)를 통해 안내되는 연소용 공기 중에 있어서의 산소 농도를 적절하게 조정하여, 적절한 연소를 실시할 수 있게 되는 동시에, 질소 처리부(20a, 20b)에 있어서의 질소 흡착재(y)의 공기 저항이 크고, 연소용 공기가 질소 처리부(20a, 20b)를 흐르기 어려운 경우에 있어서도, 유량 조정 수단(23a, 23b)에 의해 바이 패스 경로(22a, 22b)를 통해 흐르는 연소용 공기의 유량을 조정함으로써, 적당량의 연소용 공기를 축열부(12a, 12b)로 안내하여 연소에 사용할 수 있게 된다.

한편, 도 3(B)에 도시한 바와 같이, 공기 공급 경로(3)에 설치한 개폐 밸브(3a, 3b)를 닫는 한편, 배기 가스 배기 경로(5)에 설치한 개폐 밸브(5a, 5b)를 연 상태에서, 가열로(1) 내에 있어서의 연소 배기 가스를 축열부(12a, 12b)로 안내하고, 연소 배기 가스의 열을 축열부(12a, 12b)에 수용된 축열재(x)에 축열하게 한 후, 이 연소 배기 가스를 상기의 배기 장치(4)에 의해 배기 가스 배기 경로(5)에 흡인하도록 한 경우, 연소 배기 가스는 상기의 체크 밸브(24a, 24b)에 의해 제지되어 질소 처리부(20a, 20b)로 안내되지 않고, 상기의 유량 조정 수단(23a, 23b)이 설치된 바이 패스 경로(22a, 22b)만을 통해 배기 가스 배기 경로(5)로 안내되게 된다.

그리고, 이와 같이 바이 패스 경로(22a, 22b)를 통해 배기 가스 배기 경로(5)로 안내되는 연소 배기 가스의 흐름에 의해, 상기의 질소 처리부(20a, 20b) 내가 부압이 되어 흡인되면, 이 감압에 의해 질소 흡착재(y)에 흡착되어 있는 질소가 이탈되고, 상기의 연소 배기 가스와 함께 배기 가스 배기 경로(5)를 통해 연도(6)로 안내되어 배출되게 된다. 또한, 이와 같이 바이 패스 경로(22a, 22b)를 통해 배기 가스 배기 경로(5)로 안내되는 연소 배기 가스의 흐름에 의해, 상기의 질소 처리부(20a, 20b) 내를 흡인하게 하고, 질소 흡착재(y)에 흡착되어 있는 질소를 충분히 이탈하게 하기 위해서는, 축열식 연소 장치(10a, 10b)가 축열 동작의 경우에만, 바이 패스 경로(22a, 22b)에 설치한 유량 조정 수단(23a, 23b)을 충분히 개방하게 하여, 바이 패스 경로(22a, 22b)를 통해 배기 가스 배기 경로(5)로 안내하는 연소 배기 가스의 유량을 크게 하는 것이 바람직하다.

또한,도 4 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 상기의 합류 경로(21a, 21b)에 질소 처리부(20a, 20b)를 우회하는 바이 패스 경로(22a, 22b)를 설치하는 동시에, 이 바이 패스 경로(22a, 22b)에, 공기 공급 경로(3)로부터 축열부(12a, 12b)를 향하는 연소용 공기를 정지하게 하는 한편, 축열부(12a, 12b)로부터 연소 배기 가스가 배기 가스 배기 경로(5)로 안내되도록 하는 체크 밸브(25a, 25b)를 설치하는 동시에, 상기의 도 3(A), (B)와 마찬가지로, 합류 경로(21a, 21b)에 설치된 질소 처리부(20a, 20b)에 있어서, 바이 패스 경로(22a, 22b)에 둘러싸인 부분에 있어서의 연소용 공기의 이송 방향 하류측의 위치에, 질소 처리부(20a, 20b)로부터 축열부(12a, 12b)를 향하는 연소용 공기를 통과하게 하는 한편, 축열부(2a, 12b)로부터 연소 배기 가스가 질소 처리부(20a, 20b)로 안내되는 것을 정지하게 하는 체크 밸브(24a, 24b)를 설치하도록 할 수 있다.

이렇게 한 경우, 도 4 (A)에 도시한 바와 같이, 배기 가스 배기 경로(5)에 설치한 개폐 밸브(5a, 5b)를 닫는 한편, 공기 공급 경로(3)에 설치한 개폐 밸브(3a, 3b)를 열면, 공기 공급 경로(3)로부터 축열부(12a, 12b)를 향하는 연소용 공기는, 바이 패스 경로(22a, 22b)를 통하지 않고, 상기의 질소 처리부(20a, 20b)을 통해 축열부(12a, 12b)로 안내되고, 연소용 공기 중에 있어서의 질소가 질소 처리부(20a, 20b)에 있어서의 질소 흡착재(y)에 흡착되어, 산소 농도가 높아진 연소용 공기가 축열부(12a, 12b)로 안내되게 된다.

한편, 도 4 (B)에 도시한 바와 같이, 배기 가스 배기 경로(5)에 설치한 개폐 밸브(5a, 5b)를 여는 한편, 공기 공급 경로(3)에 설치한 개폐 밸브(3a, 3b)를 닫은 상태에서, 가열로(1) 내에 있어서의 연소 배기 가스를 축열부(12a, 12b)로 안내하고, 연소 배기 가스의 열을 축열부(12a, 12b)에 수용된 축열재(x)에 축열하게 한 후, 이 연소 배기 가스를 상기의 배기 장치(4)에 의해 배기 가스 배기 경로(5)에 흡입하게 한 경우, 연소 배기 가스는 상기의 체크 밸브(24a, 24b)에 의해 제지되어 질소 처리부(20a, 20b)로 안내되지 않고, 상기의 바이 패스 경로(22a, 22b)에 설치된 체크 밸브(25a, 25b)만을 통해 배기 가스 배기 경로(5)로 안내되게 된다.

그리고, 이렇게 한 경우에도, 상기와 같이 바이 패스 경로(22a, 22b)를 통해 배기 가스 배기 경로(5)로 안내되는 연소 배기 가스의 흐름에 따라, 상기의 질소 처리부(20a, 20b) 내에 부압이 되어 흡입되고, 이 감압에 의해 질소 흡착재(y)에 흡착되어 있는 질소가 이탈되고, 상기의 연소 배기 가스와 함께 배기 가스 배기 경로(5)를 통해 연도(6)로 안내해 배출하게 된된다.

또한, 상기의 각 축열식 연소 설비에 있어서는, 질소 흡착재(y)가 수용된 질소 처리부(20a, 20b)를, 공기 공급 경로(3) 및 배기 가스 배기 경로(5)와 축열부(12a, 12b)와의 사이에 설치하도록 했지만, 도 5에 도시한 바와 같이, 축열재(x)가 수용된 축열부(12a, 12b) 내에, 질소 흡착재(y)가 수용된 질소 처리부(20a, 20b)를 설치하게 하는 것도 가능하다.

또한, 상기의 각 축열식 연소 설비에 있어서는, 질소 흡착재(y)에 흡착되어 있는 질소가 적절하게 이탈되게 하는 동시에, 연소 배기 가스가 배기 가스 배기 경로(5)를 통해 배출되도록 하기 위해, 배기 장치(4)에 의해 연소 배기 가스를 배기 가스 배기 경로(5)에 흡입하게 했지만, 연도(6)의 굴뚝 효과에 따른 흡인력이 배기 가스 배기 경로(5)에 작용해서 질소 흡착재(y)에 흡착되어 있는 질소가 적절하게 이탈되고, 연소 배기 가스가 배기 가스 배기 경로(5)를 통해 적절하게 배출되는 경우에는, 배기 장치(4)를 반드시 설치할 필요는 없다.

또한, 이 실시 형태에서는, 축열식 연소 장치(10a, 10b)를 대향하도록 설치했지만, 나란히 배치하는 등, 다른 배치라도 괜찮다.

1 : 가열로 (노)
2 : 급기 장치
3 : 공기 공급 경로
3a, 3b : 개폐 밸브
4 : 배기 장치
5 : 배기 가스 배기 경로
5a, 5b : 개폐 밸브
6 : 연도
10a, 10b : 축열식 연소 장치
11a, 11b : 연료 공급부
12a, 12b : 축열부
20a, 20b : 질소 처리부
21a, 21b : 합류 경로
22a, 22b : 바이 패스 경로
23a, 23b : 유량 조정 수단
24a, 24b : 체크 밸브
25a, 25b : 체크 밸브
x : 축열재
y : 질소 흡착재

Claims

공기 공급 경로로부터 축열재가 수용된 축열부를 통해 안내된 연소용 공기와 연료 공급부로부터 공급된 연료를 노 내에 있어서 연소하게 하는 한편, 노 내에 있어서의 연소 배기 가스를 축열재가 수용된 축열부를 통해 배기 가스 배기 경로로 안내하여 배출하게 하는 축열식 연소 장치가 쌍으로 되어 설치된 축열식 연소 설비에 있어서, 상기의 쌍으로 된 각 축열식 연소 장치에 있어서 각각, 상기의 공기 공급 경로 및 배기 가스 배기 경로와, 상기의 축열부에 있어서의 축열재와의 사이에, 질소 흡착재를 수용하게 한 질소 처리부를 설치하고, 상기의 공기 공급 경로를 통해 축열부로 안내되는 연소용 공기 중에 있어서의 질소를 이 질소 처리부에 있어서의 질소 흡착재에 흡착하게 하는 한편, 상기의 축열부를 통해 연소 배기 가스를 배기 가스 배기 경로로 안내하는 경우에, 상기의 질소 처리부에 수용된 질소 흡착재에 흡착된 질소를 이탈하게 하고, 상기의 연소 배기 가스와 함께 배기 가스 배기 경로를 통해 배출하게 하는데 있어서, 상기의 공기 공급 경로와 배기 가스 배기 경로가 합류하여 상기의 축열부와 연통되는 합류 경로에 상기의 질소 처리부를 설치하는 동시에, 상기의 공기 공급 경로와 배기 가스 배기 경로에 각각 개폐 밸브를 설치하여, 공기 공급 경로에 설치한 상기의 개폐 밸브를 열고, 연소용 공기를 공기 공급 경로로부터 질소 처리부로 안내하는 한편, 배기 가스 배기 경로에 설치한 개폐 밸브를 열고, 연소 배기 가스를 축열부로부터 질소 처리부로 안내하도록 하여, 상기의 합류 경로에 상기의 질소 처리부를 우회하는 바이 패스 경로를 설치하는 동시에, 상기의 바이 패스 경로를 통해 흐르는 연소용 공기 및/또는 연소 배기 가스의 양을 조정하는 유량 조정 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 축열식 연소 설비.
청구항 1의 기재에 있어서,
상기의 바이 패스 경로를 통해 상기의 연소 배기 가스를 흘리고, 상기의 질소 처리부 내를 감압하게 하여, 상기의 질소 흡착재에 흡착된 질소를 이탈하게 하는 것을 특징으로 하는 축열식 연소 설비.
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