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특허정보 상세정보 게시판
제목 분말연료 전환 시스템 및 방법
대등제목 POWDERED FUEL CONVERSION SYSTEMS AND METHODS
출원번호 1020107024902
출원일자 2010-11-05
공개번호 1020110091437
공개일자 2011-08-11
공고 일자 2015-08-27
특허권 우선주장 미국(US) | 61/074,244 | 2008.06.20
발명자 이름 맥나이트 제임스 케이 외 2명
발명자 주소 미국 ***** 뉴욕주 이타카 이스트 쇼어 드라이브 ****(맥 나이트 제임스 케이)
특허권자 이름 맥나이트 제임스 케이 외 2명
출원인 이름 맥나이트 제임스 케이 외 2명
출원인 주소 미국 ***** 뉴욕주 이타카 이스트 쇼어 드라이브 ****(맥 나이트 제임스 케이)
대리인 주소 유미특허법인
요약

* 버너는 바람직하게는 독점적으로 실질적으로 폭발성인 고체 연료를 태우고, 바람직하게는 즉각적 온-오프 온도 제어를 가지며, 인클로저 또는 외부 공기공급을 예열하는 에너지를 낭비하지 않고, 분말-공기 혼합물이 우리의 버너에서 점화된 순간 안정한 연소를 달성하며, 오일 버너 개조를 제외하고는 상방 수직 모드에서 사용되고, 고체 연료를 마치 기화된 액체 또는 가스인 것처럼 단일상 영역에서 타게 하며, 이를 공급하는 대형의 고온 퍼니스 인클로저에서이기보다는 버너 하우징 자체 내에서 연소를 완료시키도록 설계되고, 초단기 체류 시간 요건을 가지며, 초기에 타지 않은 입자의 자급적 관리를 가진 재활용 소비 버너이고, 훨씬 더 작고, 더 간단하며 더 저비용이고, 더 넓은 동적 범위/턴다운 비를 가지고, 연소 완전성과 열 효율에 있어 더 효율적이며, 대략 화염속도에서 공기-연료 혼합물로 작동한다.

대표청구항

* 캐리어 가스에서의 고체 입자를 위한 실질적으로 폭발성 크기 범위에 있는 크기 분포를 가진 복수의 고체 입자로 이루어진 폭발성 분말의 분산의 폭연(deflagration)에 의한 2단계 연소용 버너로서,

a) 폐쇄 유입단부(inlet end) 및 상기 폐쇄 유입단부의 반대편에 있는 개방 배출단부(exhaust end)를 가지고, 실질적으로 원통 형상을 가진 제1 인클로저를 형성하는 제1 인클로저 측벽으로서, 상기 제1 인클로저는 제1 연소 단계를 포함하는, 제1 인클로저 측벽;

b) 상기 제1 인클로저의 폐쇄 유입단부에 상기 제1 인클로저로의 출구를 가진 유입 노즐로서, 상기 캐리어 가스에서의 고체 입자의 이동 흐름을 상기 제1 인클로저로 전달하도록 상기 제1 인클로저 내로 가로막히지 않고 자유롭게 개방된, 유입 노즐;

c) 상기 유입 노즐로부터 하류방향으로 상기 제1 인클로저에 위치한 점화 공급원;

d) 상기 유입 노즐의 내경으로부터 상기 제1 인클로저 측벽의 내경으로의 제1 직경 단계 증가에 의해 형성된 제1 흐름-변화 불연속부로서, 상기 유입 노즐의 내경에 대한 상기 제1 인클로저 측벽의 내경의 제1 불연속부 비율은 4.67 내지 12의 범위에 있는, 제1 흐름-변화 불연속부;

e) 제1 반경방향 대칭 화염안정화 개구를 통한 상기 제1 인클로저 내로의 제1 제어된 2차 가스의 유동을 허용하고, 상기 제1 인클로저의 폐쇄 유입단부에 위치한, 하나 이상의 제1 반경방향 대칭 화염안정화 개구로서, 상기 분산의 유동 방향 축을 따라 그리고 유동 방향 축으로부터 외부로 상기 제1 제어된 2차 가스를 지향시키고, 상기 제1 인클로저 측벽을 따라 재순환시키도록 형성된, 하나 이상의 제1 반경방향 대칭 화염안정화 개구

를 포함하고,

상기 제1 흐름-변화 불연속부 및 상기 제1 반경방향 대칭 화염안정화 개구는 조합하여 상기 캐리어 가스, 상기 제1 제어된 2차 가스, 및 상기 고체 입자의 난류 혼합을 제공하여, 초기 입자 가열을 촉진시키고, 예열 구역의 길이를 단축하며, 상기 제1 제어된 2차 가스의 유동을 촉진시키고, 연소 화염 안정화를 제공하고,

상기 제1 인클로저는, 상기 캐리어 가스에서의 고체 입자의 이동 흐름이 상기 유입 노즐로부터 상기 제1 인클로저로 들어갈 때, 역류가 상기 이동 흐름이 발산하도록 하여, 대칭적인 버섯 형상을 가진 폭발성 분산을 형성하고, 또한 상기 제1 흐름-변화 불연속부 및 상기 제1 반경방향 대칭 화염안정화 개구로 인해 상기 폭발성 분산의 화염 속도로 감속되도록 설계되고, 관통 난류 재순환은 상기 제1 제어된 2차 가스와 혼합되어, 폭발성 범위에 있는 당량비로 폭발성 분산을 형성하며, 상기 점화 공급원은 상기 폭발성 분산을 초기 점화하고,

상기 이동 흐름의 흐름 유동은, 상기 폭발성 분산의 연소에 의해 순간적으로 안정한 정상 상태의 폭연 화염 파동 선단을 유지하도록 규제가능하고, 비방사성이며, 가스에서 입자로의, 전도성 열전달로 열적으로 유지되면서, 단일상 가스 연소의 유체 역학을 모방하며,

상기 버너는,

f) 유입단부 및 상기 유입단부 반대편에 있는 개방 배출단부를 가지는 제2 인클로저 측벽으로서, 상기 제1 인클로저 측벽의 개방 배출단부를 넘어서 하류방향으로 상기 제2 인클로저 측벽의 개방 배출단부까지 연장되고, 실질적으로 원통 형상을 가지며 제2 연소 단계를 포함하는 제2 인클로저를 형성하는, 제2 인클로저 측벽;

g) 상기 제1 인클로저 측벽의 내경으로부터 상기 제2 인클로저 측벽의 내경으로의 제2 직경 단계 증가에 의해 형성된 제2 흐름-변화 불연속부로서, 상기 제1 인클로저 측벽의 내경에 대한 상기 제2 인클로저 측벽의 내경의 제2 불연속부 비율은 상기 제1 인클로저 측벽의 개방 배출단부에서 1.14 내지 2.29의 범위에 있는, 제2 흐름-변화 불연속부; 및

h) 제2 제어된 2차 가스의 유동이 상기 제2 반경방향 대칭 화염안정화 개구를 통과하도록 허용하고, 상기 제1 인클로저 측벽의 배출단부의 하류에 위치한, 하나 이상의 제2 반경방향 대칭 화염안정화 개구로서, 상기 제2 반경방향 대칭 화염안정화 개구는, 상기 제2 제어된 2차 가스의 반경방향 대칭 흐름을 상기 제2 인클로저의 중심축에 비평행한 방향으로 상기 제2 인클로저에서 내부로 초기에 지향시키도록 형성되고, 상기 제2 제어된 2차 가스는 외적으로 예열되지 않고, 가압되고, 화염 속도의 10배까지의 속도로 능동적으로 공급되는, 하나 이상의 제2 반경방향 대칭 화염안정화 개구

를 더 포함하고,

상기 제2 흐름-변화 불연속부 및 상기 제2 반경방향 대칭 화염안정화 개구를 통해 들어가는 제2 제어된 2차 가스는 조합하여 유도된 역류 재순환을 공급하여, 모든 잔류 고체 입자를 추가 연소하고, 제2 연소 단계 내부의 난류 유동을 촉진시켜서, 상기 제1 인클로저로부터의 유출물을 상기 제2 제어된 2차 가스와 혼합하고, 상기 유출물에 의해 상기 제2 제어된 2차 가스의 가열률을 증가시키며, 최종 번아웃(burnout) 구역의 길이를 감소시키고, 화염 안정화를 지속시키며, 완전 연소를 보장하고,

상기 캐리어 가스, 상기 제1 제어된 2차 가스, 및 상기 제2 제어된 2차 가스는 조합하여 상기 고체 입자를 완전히 연소하기에 충분한 산화 가스를 포함하며,

상기 제1 단계에서 고체 입자의 가열은 가스에서 입자로의 전도에 의존하고, 상기 제2 단계에서 제2 제어된 2차 가스의 가열은 입자에서 가스로의 전도에 의존하며, 열 보유를 위한 어떠한 열 내화성 구조물 또는 복사 가열 또는 어떠한 외부 열에너지에도 의존하지 않고, 화염 안정화는 경로 길이 및 체류 시간을 증가시키기 위해 사이클로닉 및 볼텍스 유지 시스템에 공통된 능동 기계적 소용돌이 유도 장치에 의존하지 않는,

버너.

출처 http://kportal.kipris.or.kr
조회수 1344
등록번호 1015475830000
특허 등록일자 2015-08-20

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