CN114543091A - 低氮氧化物燃烧器 - Google Patents

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CN114543091A CN202111319019.9A CN202111319019A CN114543091A CN 114543091 A CN114543091 A CN 114543091A CN 202111319019 A CN202111319019 A CN 202111319019A CN 114543091 A CN114543091 A CN 114543091A
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河道容
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李镇宇
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Abstract

公开一种低氮氧化物燃烧器。所公开的低氮氧化物燃烧器通过使用火焰分割技术、混合促进技术、多级燃烧技术以及内部再循环技术，降低火焰的温度，从而可以显著地减少氮氧化物的产生量。具体而言，根据本发明的一实施例的低氮氧化物燃烧器通过应用火焰分割技术和内部再循环技术，可以降低火焰的温度，从而减少氮氧化物的产生量。这里，火焰分割对应于单独产生基于内部燃料管的内部火焰和基于外部燃料管的外部火焰，内部再循环技术能够基于旋流器的使用以及分别向内部燃料管和外部燃料管供应的空气的流速差来实现。

Description

低氮氧化物燃烧器
技术领域
本发明涉及一种减少氮氧化物(NOX)产生的燃烧器。
背景技术
氮氧化物一般指一氧化氮(NO)和一氧化二氮(NO2)，通常称为NOX。NO是一种无色无味的有毒气体。NO2是可见光的吸收剂，由于吸收紫色到蓝色等短波而呈棕色，是一种有毒气体，具有腐蚀性和强烈的刺激性气味。
燃烧化石燃料时会产生大量的氮氧化物。氮氧化物分为：燃烧空气中的氮在高温下游离时氧化燃烧空气中的氮分子而产生的热氮氧化物(Thermal NOX)、燃料中存在的氮成分在燃烧过程中氧化而生成的燃料型氮氧化物(Fuel NOX)以及燃料燃烧时产生的碳氢化合物气体与燃烧空气中的氮反应而生成的快速型氮氧化物(Prompt NOX)等。
氮氧化物最大的危害在于其参与了光化学烟雾的形成，在阳光下与碳氢化合物发生反应，产生光化学氧化物和臭氧。另外，除了臭氧之外，PAN(Peroxyacetylnitrate：过氧乙酰硝酸盐)等烟雾污染物还会引起咳嗽、对眼睛的刺激、头痛和对喉咙的严重刺激等。
因此，研究和开发了用于减少氮氧化物的减排技术。
另一方面，传统的大功率吸收式冷热水器称为工业冷水机(chiller)，是指将水控制在一定温度，并通过使被控制了温度的水循环来冷却热源或调节温度的装置。尤其，为了控制水的温度而使用燃烧器(burner)。由于燃烧器也燃烧化石燃料，因此必须减少氮氧化物。
传统的大功率吸收式冷热水器中使用到燃烧器是湍流扩散火焰式的燃烧器。由于大气环境规制，使用410RT以上的燃烧器的大功率吸收式冷热水器必须满足“40ppm@O24％”的规定。
燃烧器中的低氮氧化物燃烧器是将燃料和氧气结合的燃烧器形式改进以抑制氮氧化物产生的燃烧器。作为与低氮氧化物燃烧器相关的在先专利有韩国登记专利第10-1697123号(发明名称：低氮氧化物燃烧器)。
然而，在先专利是使用扩散火焰的燃烧器，该燃烧器使用了磁再循环技术以降低火焰温度。然而，燃烧室的容量大时，火焰的温度升高，从而存在氮氧化物的产生量增加的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够显著减少氮氧化物的产生量的低氮氧化物燃烧器。
另外，本发明的目的是提供一种能够有效地降低火焰的温度的低氮氧化物燃烧器。
此外，本发明的目的是提供一种通过调节燃烧过程中使用的空气流速或使用旋流器来有效地产生内部再循环的低氮氧化物燃烧器。
本发明的目的并不限于上述目的，能够通过以下说明来理解未提及的本发明的其他目的和优点，并且能够借助本发明的实施例来更清楚地理解未提及的本发明的其他目的和优点。
根据本发明的一实施例的低氮氧化物燃烧器通过使用火焰分割技术、混合促进技术、多级燃烧技术以及内部再循环技术，可以显著减少氮氧化物的产生量。
具体而言，根据本发明的一实施例的低氮氧化物燃烧器通过应用火焰分割技术和内部再循环技术，可以降低火焰的温度，从而减少氮氧化物的产生量。这里，火焰分割对应于单独产生基于内部燃料管的内部火焰和基于外部燃料管的外部火焰，内部再循环技术可以基于旋流器的使用以及分别向内部燃料管和外部燃料管供应的空气的流速差来实现。
此外，根据本发明的一实施例的低氮氧化物燃烧器可以使内部火焰产生得过浓，使外部火焰产生得稀薄，从而可以减少氮氧化物的产生量。
另外，根据本发明的一实施例的低氮氧化物燃烧器使用旋流器，并且使从燃料口喷射的燃料与空气垂直相交，以促进燃料与空气的混合，从而可以减少氮氧化物的产生量。
根据本发明的一实施例的低氮氧化物燃烧器包括：管，一端暴露于燃烧室并引导空气；内部燃料管，配置在所述管的内部并在所述内部燃料管的一端形成有产生内部火焰的内部燃料口；外部燃料管，配置在所述管的内部并在所述外部燃料管的一端形成有产生外部火焰的外部燃料口；引导部，配置在所述内部燃料管和所述外部燃料管之间并向所述内部燃料口供应所述空气；第一扩散器，安置所述引导部的一端和所述外部燃料管的一端并向所述外部燃料口供应所述空气；以及旋流器，设置在所述引导部的一端的内部并在所述旋流器的中心部安置有所述内部燃料管的一端。
此外，根据本发明的另一实施例的低氮氧化物燃烧器包括：管，一端暴露于燃烧室并引导空气；内部燃料管，配置在所述管的内部并在所述内部燃料管的一端形成有产生内部火焰的内部燃料口；外部燃料管，配置在所述管的内部并在所述外部燃料管的一端形成有产生外部火焰的外部燃料口；引导部，配置在所述内部燃料管和所述外部燃料管之间并形成有向所述内部燃料管供应所述空气的复数个第二空气孔；以及扩散器，安置有所述外部燃料管并形成有向所述外部燃料管供应所述空气的复数个第一空气孔，基于复数个所述第二空气孔的尺寸和复数个所述第一空气孔的尺寸，使所述内部火焰以预设浓度以上的过浓的浓度燃烧，使所述外部火焰以预设浓度以下的稀薄的浓度燃烧。
根据本发明，通过使用产生过浓的内部火焰和稀薄的外部火焰的多级燃烧技术，可以降低火焰的温度，最终，可以降低氮氧化物的产生量。
根据本发明，通过单独地产生基于内部燃料管的内部火焰以及基于外部燃料管的外部火焰，可以降低火焰的温度，最终，可以降低氮氧化物的产生量。
根据本发明，通过使用旋流器并使向内部燃料管和外部燃料管供应的空气的流速不同，可以降低火焰的温度，最终，可以降低氮氧化物的产生量。
根据本发明，通过使空气与从燃料口喷射的燃料垂直相交并使用旋流器，可以局部降低火焰的温度，最终，可以降低氮氧化物的产生量。
以下对用于实施本发明的具体方式进行说明的同时一并叙述上述效果以及本发明的具体效果。
附图说明
图1是示出根据本发明的一实施例的低氮氧化物燃烧器的立体图的图。
图2是示出根据本发明的一实施例的燃烧器燃烧头的立体图的图。
图3是示出根据本发明的一实施例的燃烧器燃烧头的分解立体图的图。
图4是示出根据本发明的一实施例的燃烧器燃烧头的立体剖视图的图。
图5是示出根据本发明的一实施例的引导部的立体图的图。
图6至图8是用于说明根据本发明的一实施例的火焰分割、混合促进、多级燃烧和内部再循环的概念的图。
附图标记说明
100：低氮氧化物燃烧器 110：燃烧器外壳
120：燃烧器燃烧头 201：送风管
210：主燃料管 211：通孔
220：燃料室 221：第一燃料室
221a：第一本体部 221b：第一连接部
221c：连接孔 222：第二燃料室
222a：第二本体部 222b：第二连接部
230：内部燃料管 231：内部燃料口
240：外部燃料管 241：外部燃料口
250：引导部 251：内部扩散器
252：台阶部 251a：第二空气孔
260：外部扩散器 261：安置孔
262：第一空气孔 270：旋流器
271：翼部 280：位置移动部
291：点火器 292：火焰检测杆
293：第一保持器 294：第二保持器
810：第一内部再循环 820：第二内部再循环
830：燃烧室
具体实施方式
参照附图详细说明前述的目的、特征以及优点，由此，本领域技术人员能够容易实施本发明的技术思想。在对本发明进行说明的过程中，当判断为针对与本发明相关的公知技术的具体说明会模糊本发明的主旨时，省略其详细说明。下面，将参照附图详细说明本发明的优选实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同或类似的构成要素。
尽管为了说明多个构成要素使用了第一、第二等术语，然而这些构成要素不受限于这些术语。这些术语仅为了区别一个构成要素与另一个构成要素而使用，除非另有说明，否则第一构成要素当然也可以是第二构成要素。
在下文中，任意构成在构成要素的“上部(或下部)”或“上(或下)”的布置，不仅可以是指将任意构成配置为与所述构成要素的顶面(或底面)接触，还可以是指可以将其他构成夹设在所述构成要素和配置在该构成要素之上(或之下)的任意构成之间。
另外，当记载为某一构成要素“连结”、“结合”或“连接”于其它构成要素时，应该理解为上述构成要素之间可以彼此直接连结或连接，并且，也可以在各构成要素之间“夹设”另一构成要素，或者各个构成要素也可以利用其他构成要素“连结”、“结合”或“连接”。
在整个说明书中，除非另有说明，否则每个构成要素可以是单数或复数。
此外，除非上下文另有明确规定，否则本说明书中使用的单数的表达包括复数的表达。在本申请中，术语“由…构成”或“包括”等不应解释为必须包括说明书中描述的所有各种构成要素或步骤，应解释为可以不包括一些构成要素或步骤，或者可以进一步包括其他构成要素或步骤。
在下文中，将说明根据本发明的一些实施例的低氮氧化物燃烧器。
图1是示出根据本发明的一实施例的低氮氧化物燃烧器的立体图的图。
参照图1，根据本发明的一实施例的低氮氧化物燃烧器包括燃烧器外壳110和燃烧器燃烧头120。
燃烧器外壳110构成低氮氧化物燃烧器的主体。在燃烧器外壳110的内部可以配置有送风机(未示出)，以向燃烧器燃烧头120供应外部空气。此外，在燃烧器外壳110的内部可以配置有用于供应燃料的构成要素。
燃烧器燃烧头120与燃烧器外壳110结合，并产生火焰。燃烧器燃烧头120的一端配置于燃烧室(未示出)以向燃烧室内部产生火焰。
燃烧器燃烧头120包括管或送风管201。送风管201的一端暴露于燃烧室，以将从送风机提供的空气引导至燃烧室。在送风管201内配置有用于产生火焰的构成要素，火焰的最终形状基于送风管201的形状来确定。
图2是根据本发明的一实施例的燃烧器燃烧头120的立体图的图。图3是示出根据本发明的一实施例的燃烧器燃烧头120的分解立体图的图。图4是示出根据本发明的一实施例的燃烧器燃烧头120的立体剖视图的图。为了便于说明，图2和图3中未示出送风管201。
参照图2至图4，根据本发明的一实施例的燃烧器燃烧头120包括：主燃料管210、燃料室220、内部燃料管230、外部燃料管240、引导部250、外部扩散器260、旋流器270、位置移动部280、点火器291、火焰检测杆292。此时，图2至图4所示的所述构成要素配置在图1所示的送风管201的内部空间。
主燃料管210向燃烧器燃烧头120供应燃料。主燃料管210的内部是空的，燃料可以流入空的内部空间。燃料可以是气态燃料。
参照图2至图4，主燃料管210可以是L形。主燃料管210的至少一部分可以配置在送风管201内部。主燃料管210的一端可以与燃料室220的另一端连接，并且燃料可以从主燃料管210的另一端供应。
另一方面，主燃料管210的一端和另一端之间可以形成有通孔211。位置移动部280可以插入到通孔211的内部。对此将在下面更详细地说明。
燃料室220可以将从主燃料管210供应的燃料输送到或供应到内部燃料管230和外部燃料管240。可以从燃料室220的一端分支出内部燃料管230和外部燃料管240，燃料室220的另一端可以与主燃料管210的一端相结合。例如，燃料室220的另一端可以插入到主燃料管210的一端的内部。
燃料室220包括第一燃料室221和第二燃料室222。第一燃料室221和第二燃料室222可以彼此结合。第一燃料室221可以对应于燃料室220的另一端，第二燃料室222可以对应于燃料室220的一端。
第一燃料室221包括第一本体部221a和第一连接部221b。第一连接部221b与第一本体部221a的一端连接。第一本体部221a可以插入到主燃料管210的一端的内部。例如，主燃料管210的一端和第一本体部221a均可以具有内部为空的圆柱体形状。在这种情况下，与主燃料管210的一端对应的圆柱体的直径大于与第一本体部221a对应的圆柱体的直径，最终，第一本体部221a可以插入到主燃料管210的内部。第一连接部221b可以是环形状，与下面要说明的第二连接部222b结合。
另一方面，在第一本体部221a的侧面可以形成有至少一个连接孔221c。连接孔221c可以用于连接下面将要说明的位置移动部280和第一本体部221a。对此将在下面进一步详细说明。
第二燃料室222包括第二本体部222a和第二连接部222b。第二连接部222b与第二本体部222a的另一端结合。第二连接部222b与第一连接部221b连接。因此，燃料从第一燃料室221输送到或供应到第二燃料室222。
第二连接部222b可以类似于第一连接部221b而具有环形状。第二本体部222a与第二连接部222b结合，并且是分支内部燃料管230和外部燃料管240的构成要素。外部燃料管240可以从第二本体部222a的侧面分支出，内部燃料管230可以从第二本体部222a的一端分支出。
内部燃料管230和外部燃料管240用于将从燃料室220供应的燃料分别输送到各自的燃料口231、241。内部燃料管230可以配置在送风管201的中心部，外部燃料管240可以配置在送风管201的边缘部。
内部燃料管230包括用于产生内部火焰的复数个内部燃料口231。燃料可以从复数个内部燃料口231中的每一个喷射。内部燃料口231可以形成在内部燃料管230的一端的侧面。内部燃料口231的燃料喷射方向可以是垂直于内部燃料管230的轴的方向。参照图2至图4，八个内部燃料口231可以形成在内部燃料管230的一端的侧面。
另一方面，内部燃料管230的侧面可以包括用于设置引导部250、点火器291以及火焰检测杆292的结合部。
外部燃料管240可以是复数个。参照图2至图4，四个外部燃料管240可以以放射状配置在送风管201的边缘部。但是，本发明不限于此，也可以是四个以上的外部燃料管240或两至三个外部燃料管240配置在送风管201内。
复数个外部燃料管240均包括用于产生外部火焰的复数个外部燃料口241。燃料从复数个外部燃料口241中的每一个喷射。对于复数个外部燃料管240中的每一个而言，外部燃料口241可以形成在外部燃料管240的一端的侧面，外部燃料口241的燃料喷射方向可以是垂直于外部燃料管240的轴的方向。例如，两个外部燃料口241相对，并且可以形成在复数个外部燃料管240中每一个的一端的侧面，当外部燃料管240的数量为四个时，可以存在八个外部燃料口241。
引导部250配置在内部燃料管230和外部燃料管240之间。即，内部燃料管230配置在引导部250的内部，外部燃料管240配置在引导部250的外部(即，引导部250和送风管201之间)。
引导部250执行将通过送风管201引导的空气输送到或供应到内部燃料管230的功能。此外，引导部250用于区分配置有内部燃料管230的空间和配置有外部燃料管240的空间。因此，内部火焰和外部火焰可以通过引导部250在不同的空间中产生。
引导到引导部250的内部的空气被供应到内部燃料管230的一端，从内部燃料口231喷射的燃料与空气相遇并混合，混合的燃料/空气被点燃而形成内部火焰，即扩散火焰。
图5是示出根据本发明的一实施例的引导部250的立体图的图。
参照图5，例如，引导部250可以是内部为空的圆柱体形状。
空气从引导部250的另一端流入。引导部250的一端被穿孔，在引导部250的另一端配置有内部扩散器251(即，第二扩散器)。内部扩散器251将空气扩散到引导部250的内部。内部扩散器251整体可以是环形状。
根据本发明的一实施例，引导部250的一端的尺寸可以大于引导部250的另一端的尺寸。此时，连接引导部250的一端和引导部250的另一端的台阶部252可以形成于引导部250。台阶部252执行在引导部250的内部支撑旋流器270的功能。
根据本发明的一实施例，内部扩散器251也可以与引导部250一体地形成，也可以与引导部250分开制造并设置在引导部250的另一端。内部扩散器251的中心部被穿孔，在边缘部形成有复数个第二空气孔251a。例如，复数个第二空气孔251a可以放射状形成在边缘部。
内部燃料管230可以安置或插入到内部扩散器251的中心部。复数个第二空气孔251a可以允许空气通过并输送到引导部250的内部。即，复数个第二空气孔251a将空气扩散到引导部250的内部。内部扩散器251的中心部的直径可以略大于内部燃料管230的直径。复数个第二空气孔251a均可以具有相同的尺寸(直径)。
根据本发明的一实施例，引导部250可以是可更换的，更换后的引导部250的第二空气孔251a的尺寸与更换前的引导部250的第二空气孔251a的尺寸可以是不同的。通过更换引导部250，可以调节供应到引导部250的内部的空气量。
根据本发明的一实施例，内部火焰可以基于第二空气孔251a的尺寸以预设浓度以上的过浓的浓度燃烧。即，当第二空气孔251a的尺寸为预设的尺寸以下时，通过第二空气孔251a的空气量减少，由此，内部火焰可能燃烧得过浓。
根据本发明的一实施例，复数个第二空气孔251a的尺寸总和可以是引导部250的另一端的尺寸的25％以下，在这种情况下，内部火焰可能以过浓的浓度燃烧。
外部扩散器260(即，第一扩散器)配置在送风管201的内部，并安置引导部250的一端和外部燃料管240的一端，用于扩散被引导到送风管201的内部的空气。扩散的空气输送到或供应到形成在外部燃料管240的外部燃料口241。
外部扩散器260整体可以是环形状。外部扩散器260的中心部被穿孔，引导部250的一端可以安置或插入到外部扩散器260的中心部。在外部扩散器260的边缘部可以形成有用于安置外部燃料管240的复数个安置孔261以及用于使空气通过的复数个第一空气孔262。
更详细地，参照图3和图4，复数个外部燃料管240可以安置到复数个安置孔261各自的内部。因此，形成有外部燃料口241的外部燃料管240的一端可以配置为向外部扩散器260的外部凸出，外部燃料口241可以配置在外部扩散器260的外部。这里，外部扩散器260的外部是与相对于外部扩散器260的配置有燃料室220的方向相反的方向。
复数个第一空气孔262使由送风管201引导的空气通过。即，复数个第一空气孔262扩散空气并将其提供给复数个外部燃料管240。复数个第一空气孔262可以从外部扩散器260的边缘部以放射状形成。此时，复数个第一空气孔262可以形成在复数个安置孔261之间。
从复数个外部燃料管240中的每一个的外部燃料口241喷射的燃料与通过了复数个第一空气孔262的空气相遇并混合，空气和燃料的混合气体被点燃以产生外部火焰，即扩散火焰。即，外部火焰是在引导部250的一端的外部利用从外部燃料口241喷射的燃料和通过了第一空气孔262的空气而产生的。
此时，外部燃料口241配置在外部燃料管240的侧面，第一空气孔262形成在外部燃料管240的轴向上。因此，从外部燃料口241喷射的燃料和通过了第一空气孔262的空气垂直相交并快速形成空气和燃料的混合气体。
另一方面，根据本发明的一实施例，外部火焰可以基于第一空气孔262的尺寸以预设浓度以下的稀薄的浓度燃烧。即，当第一空气孔262的尺寸为预设的尺寸以上时，通过了第一空气孔262的空气的量增加，外部火焰可能会以稀薄的浓度燃烧。
旋流器270通过使空气和燃料快速且均匀地混合来执行促进空气和燃料的混合气体的燃烧反应的功能。旋流器270设置在引导部250的一端的内部，可以决定内部火焰的形状。
此时，如上所述，插入到引导部250的一端的内部的旋流器270与台阶部252接触并被支撑。因此，旋流器270可以稳定地安装到引导部250的内部。
旋流器270的中心部被穿孔，内部燃料管230的一端安置到旋流器270的中心部。在旋流器270的边缘部形成有用于使空气旋转的复数个翼部271。
更详细地，形成有内部燃料口231的内部燃料管230的一端配置为向旋流器270的外部凸出。此时，根据翼部271的形状，对流入到旋流器270的空气产生角动量，因此，空气在引导部250的一端以内部燃料管230的轴为基准旋转。因此，从内部燃料口231喷射的燃料与旋转的空气垂直相交，并且燃料和空气可以快速混合。另外，空气和燃料的混合气体被点燃，从而可以在引导部250的一端的内部产生内部火焰。
位置移动部280执行改变外部扩散器260在送风管201中的位置的功能。即，位置移动部280可以使外部扩散器260向送风管201的前端和后端移动。
更详细地，位置移动部280包括移动轴281和凸起部282。移动轴281在长度方向上延伸形成。凸起部282形成在移动轴281的一端。凸起部282可以具有至少一个，并且可以与形成在第一本体部221a的侧面的至少一个连接孔221c结合。
移动轴281的一部分插入到形成在主燃料管210的一端和另一端之间的通孔211以与燃料室220即第一燃料室221连接。此时，当使用者的外力施加到移动轴281时(即位置移动部280动作时)，燃料室220的位置改变。即，第一燃料室221在施加到移动轴281的外力的作用下在主燃料管的一端的内部移动。外部扩散器260的位置可以随着燃料室220的位置的改变而改变。
点火器(igniter)291执行点燃混合气体的功能。点火器291与第一保持器293结合，与点火器291结合的第一保持器293可以结合到形成于内部燃料管230的结合部。
火焰检测杆292通过根据内部火焰的强度改变自身电阻值来改变电流速。可以根据已改变的电流来掌握内部火焰的状态，从而控制低氮氧化物燃烧器。火焰检测杆292与第二保持器294结合，与火焰检测杆292结合的第二保持器294可以结合到形成于内部燃料管230的结合部。
参照上述内容，低氮氧化物燃烧器的火焰产生动作的说明如下。燃料通过主燃料管210和燃料室220供应到内部燃料管230和外部燃料管240。空气引导到送风管201并供应到引导部250的内部和外部。从外部燃料口241喷射的燃料与通过了形成在外部扩散器260的第一空气孔262的空气相遇。通过了形成在引导部250的第二空气孔251a的空气经过旋流器270与从内部燃料口231喷射的燃料相遇。点火器291基于流入到第一空气孔262的空气点燃从外部燃料口241喷射的燃料，由此产生外部火焰。基于产生的外部火焰和流入到旋流器270的空气，内部燃料口231中产生内部火焰。
在下文中，详细说明根据本发明的一实施例的低氮氧化物燃烧器的一部分特征，即火焰分割、混合促进、多级燃烧以及内部再循环。
1.火焰分割
图6是用于说明根据本发明的一实施例的火焰分割的概念的图。
参照图6，从燃料室220分支出内部燃料管230和外部燃料管240。此时，内部燃料管230在低氮氧化物燃烧器的内部产生内部火焰，外部燃料管240在低氮氧化物燃烧器的外部产生外部火焰。因此，火焰不会集中发生在一处，而是分开发生。即，火焰分割对应于单独生成基于内部燃料管230的内部火焰以及基于外部燃料管240的外部火焰。尤其，内部火焰和外部火焰通过引导部250可以准确地区分产生。由此，火焰的温度降低，氮氧化物的产生量由于火焰的温度降低而减少。
2.混合促进
图7是用于说明根据本发明的一实施例的混合促进的概念的图。
参照图7，在内部火焰和外部火焰的产生条件中，燃料的喷射方向与空气的流动方向相互垂直。即，内部燃料口231形成在内部燃料管230的侧面，外部燃料口241形成在外部燃料管240的侧面，空气沿内部燃料管230和外部燃料管240的轴向流动，由此喷射的燃料与空气垂直相遇。因此，形成使燃料和空气快速混合的混合促进。尤其，空气通过旋流器270以内部燃料管230的轴为基准旋转，因而用于产生内部火焰的燃料和空气更快速地混合。通过快速混合，减少未燃烧的气体的产生，火焰的温度降低，从而可以减少氮氧化物的产生量。
3.多级燃烧
内部火焰基于从设置在引导部250的内部的内部扩散器251的第二空气孔251a供应的空气而产生，外部火焰基于从设置在引导部250的外部的外部扩散器260的第一空气孔262供应的空气而产生。此时，通过利用第二空气孔251a和第一空气孔262的尺寸和引导部250的布置，可以控制为，使内部火焰燃烧得过浓，使外部火焰燃烧得稀薄。因此，可以产生燃烧反应延迟效果，从而可以使大部分燃料燃烧，火焰的温度降低，最终，可以降低氮氧化物的产生量。
4.内部再循环
图8是用于说明根据本发明的一实施例的内部再循环的概念的图。
参照图2至图4、图6，以送风管201的一端为基准，内部燃料管230的一端配置得比外部燃料管240的一端的位置更远。另外，内部扩散器251的第二空气孔251a的尺寸与外部扩散器260的第一空气孔262的尺寸彼此不同。
因此，参照图8，基于供应到内部燃料管230的空气流速和供应到外部燃料管240的空气流速之间的差以及内部燃料管230的一端和外部燃料管240的一端的布局方式中的至少一种，在与旋流器270相邻的外部空间中产生第一内部再循环810。尤其，通过外部扩散器260和旋流器270相邻布置(即，在外部扩散器260的内部配置有旋流器270)，第一内部再循环810的发生更明显。基于第一内部再循环810，内部火焰燃烧时产生的未燃烧的气体用于外部火焰的燃烧，从而使火焰的温度降低，最终，可以降低氮氧化物的产生量。
另外，参照图8，利用位置移动部280可以移动外部扩散器260在送风管201内的位置。此时，通过了第一空气孔262的空气流速随着外部扩散器260的位置变化而变化，基于变化的流速在燃烧室830的一端形成逆流，并且根据逆流产生第二内部再循环820。这里，燃烧室830的一端配置在燃烧室830的另一端的相反侧，送风管201的一端安置在燃烧室830的另一端。
火焰的温度根据这种第一内部再循环820和第二内部再循环820而降低，最终，可以降低氮氧化物的产生量。
如上所述，尽管根据具体的构成要素等特定事项、有限的实施例和附图对本发明进行了说明，但这仅是为了帮助对本发明的整体理解而提供的，本发明并不限于上述实施例，本发明所属领域的普通技术人员可以根据这些描述进行各种修改和变形。因此，本发明的精神不应由所说明的实施例来限定，所附的权利要求书以及与权利要求具有等同或等效的变形都应被认为属于本发明的精神范围内。

Claims (10)

1.一种低氮氧化物燃烧器，其特征在于，包括：
管，一端暴露于燃烧室并引导空气；
内部燃料管，配置在所述管的内部并在所述内部燃料管的一端形成有产生内部火焰的内部燃料口；
外部燃料管，配置在所述管的内部并在所述外部燃料管的一端形成有产生外部火焰的外部燃料口；
引导部，配置在所述内部燃料管和所述外部燃料管之间并向所述内部燃料口供应所述空气；
第一扩散器，安置所述引导部的一端和所述外部燃料管的一端，并向所述外部燃料口供应所述空气；以及
旋流器，设置在所述引导部的一端的内部并在所述旋流器的中心部安置有所述内部燃料管的一端。
2.根据权利要求1所述的低氮氧化物燃烧器，其特征在于，
所述内部燃料口形成在所述内部燃料管的一端的侧面，
所述内部燃料管的形成有所述内部燃料口的一端配置为向所述旋流器的外部凸出，
通过所述引导部流入到所述旋流器的空气以所述内部燃料管的轴为基准在所述引导部的一端旋转，从所述内部燃料口喷射的燃料与旋转的所述空气垂直相交，
在从所述内部燃料口喷射的燃料和旋转的所述空气的作用下在所述引导部的一端的内部产生所述内部火焰。
3.根据权利要求1所述的低氮氧化物燃烧器，其特征在于，
在所述引导部的另一端配置有第二扩散器，
所述第二扩散器的中心部被穿孔，在所述第二扩散器的边缘部形成有复数个第二空气孔，
在所述第二扩散器的中心部安置有所述内部燃料管，所述空气通过复数个所述第二空气孔。
4.根据权利要求1所述的低氮氧化物燃烧器，其特征在于，
所述第一扩散器的中心部被穿孔，在所述第一扩散器的中心部安置有所述引导部的一端，
在所述第一扩散器的边缘部形成有用于安置所述外部燃料管的安置孔以及允许所述空气通过的复数个第一空气孔。
5.根据权利要求4所述的低氮氧化物燃烧器，其特征在于，
所述外部燃料口形成在所述外部燃料管的一端的侧面，
所述外部燃料管的形成有所述外部燃料口的一端配置为从所述第一扩散器凸出，
从所述外部燃料口喷射的燃料与通过了所述第一空气孔的空气垂直相交，
在从所述外部燃料口喷射的燃料和通过了所述第一空气孔的空气的作用下在所述引导部的一端的外部产生所述外部火焰。
6.根据权利要求5所述的低氮氧化物燃烧器，其特征在于，
所述外部燃料管具有复数个，复数个所述外部燃料管在所述管的内部以放射状配置，复数个所述外部燃料管中的每一个外部燃料管的一端的侧面形成有至少一个外部燃料口，
所述安置孔具有复数个，复数个所述外部燃料管安置到复数个所述安置孔中的每一个的内部，
复数个所述第一空气孔在所述第一扩散器的边缘部以放射状形成。
7.根据权利要求1所述的低氮氧化物燃烧器，其特征在于，
以所述管的一端为基准，所述内部燃料管的一端配置得比所述外部燃料管的一端更远，
基于向所述内部燃料管供应的空气与向所述外部燃料管供应的空气之间的流速差以及所述内部燃料管的一端和所述外部燃料管的一端的布局方式中的任一种，在与所述旋流器相邻的外部空间产生第一内部再循环，
基于所述第一内部再循环，所述内部火焰的燃烧过程中产生的未燃烧的气体用于所述外部火焰的燃烧中。
8.根据权利要求4所述的低氮氧化物燃烧器，其特征在于，
还包括用于改变所述第一扩散器在所述管内的位置的位置移动部，
通过所述第一空气孔的空气的流速根据所述第一扩散器的位置变化而变化，基于变化的所述流速，在所述燃烧室的一端产生逆流，随着所述逆流而产生第二内部再循环，
所述燃烧室的一端配置在所述燃烧室的另一端的相反侧，所述管的一端安置在所述燃烧室的另一端。
9.根据权利要求8所述的低氮氧化物燃烧器，其特征在于，还包括：
主燃料管，供应所述燃料，并且至少一部分配置在所述管的内部；以及
燃料室，配置在所述管的内部，从所述燃料室的一端分支出所述内部燃料管和所述外部燃料管，所述燃料室的另一端与所述主燃料管的一端连接，
在所述主燃料管的一端和另一端之间形成有通孔，所述位置移动部的一部分插入到所述通孔以与所述燃料室连接，所述燃料室的位置根据所述位置移动部的动作而变化，所述第一扩散器的位置随着所述燃料室的位置变化而变化。
10.一种低氮氧化物燃烧器，其特征在于，包括：
管，一端暴露于燃烧室并引导空气；
内部燃料管，配置在所述管的内部并在所述内部燃料管的一端形成有产生内部火焰的内部燃料口；
外部燃料管，配置在所述管的内部并在所述外部燃料管的一端形成有产生外部火焰的外部燃料口；
引导部，配置在所述内部燃料管和所述外部燃料管之间并形成有向所述内部燃料管供应所述空气的复数个第二空气孔；以及
扩散器，安置有所述外部燃料管，并形成有向所述外部燃料管供应所述空气的复数个第一空气孔，
基于复数个所述第二空气孔的尺寸和复数个所述第一空气孔的尺寸，使所述内部火焰以预设浓度以上的过浓的浓度燃烧，使所述外部火焰以预设浓度以下的稀薄的浓度燃烧。
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