JP2019509451A - Combined low NOx burner - Google Patents
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Abstract
本発明は、ガス・ステージング(Gas staging)燃焼技術とIFGR(Internal Flue Gas Recirculation)燃焼技術を一つのバーナーに具現することによって、ノックス(NOx)の発生量を低減する複合型低NOxバーナーに関する。本発明に係る複合型低NOxバーナーは、燃焼室のバーナー装着孔に設置される複合型低NOxバーナーであって、バーナー装着孔に挿入されて先端が燃焼室に露出し、燃焼室に空気を案内するチューブと、チューブの端部に少なくとも一つ設けられ、燃焼室に燃料を噴射して分割火炎を形成するパイプ形状であり、外周縁の一領域には燃焼ガスの流入のための第1ガス流入口が形成される燃料スパッド、とを含み、第1ガス流入口から燃焼室の外側方向の後方には、チューブ内部の空気と混合される燃焼ガスの流入のための第2ガス流入口が、チューブの外周縁に形成される。本発明によれば、燃焼ガスの自己再循環が効果的に行われる、改良されたIFGR技術によるバーナーに、ガス・ステージング技術を融合させることによって、既存のIFGR技術が適用された低NOxバーナーよりもノックス(NOx)の発生量をさらに低減することができるという効果がある。The present invention relates to a combined low-NOx burner that reduces the amount of NOx generated by implementing a gas staging combustion technique and an IFGR (Internal Free Gas Recycling) combustion technique in one burner. A composite low NOx burner according to the present invention is a composite low NOx burner installed in a burner mounting hole of a combustion chamber, and is inserted into the burner mounting hole so that a tip is exposed to the combustion chamber and air is supplied to the combustion chamber. A tube to be guided and provided at least one at an end portion of the tube, and has a pipe shape for injecting fuel into the combustion chamber to form a divided flame. A fuel spud in which a gas inlet is formed, and a second gas inlet for inflow of combustion gas mixed with air inside the tube from the first gas inlet to the rear of the combustion chamber in the outer direction Is formed on the outer periphery of the tube. According to the present invention, by combining the gas staging technology with the improved IFGR technology burner that effectively performs the self-recirculation of the combustion gas, the present invention is more effective than the low NOx burner to which the existing IFGR technology is applied. Has the effect of further reducing the amount of NOx generated.
Description
本発明は、低NOxバーナーに関し、より詳細には、ガス・ステージング(Gas staging)燃焼技術とIFGR(Internal Flue Gas Recirculation)燃焼技術を一つのバーナーに具現することによって、ノックス(NOx)の発生量を低減する複合型低NOxバーナーに関する。 The present invention relates to a low NOx burner, and more specifically, the amount of NOx generated by implementing a gas staging combustion technique and an IFGR (Internal Fluid Gas Recycling) combustion technique in one burner. The present invention relates to a composite-type low NOx burner that reduces the above.
一般的に、窒素酸化物(NOx)は、燃料に化学的に結合された形の窒素成分が燃焼過程で酸化されて生成されるフューエルノックス(Fuel NOx)、燃焼用空気中に含まれる窒素が高温で遊離して生成されるサーマルノックス(Thermal NOx)、そして、炭化水素系の化石燃料が高濃度の状態で高温にさらされたときに急速に生成されるプロンプトノックス(Prompt NOx)に大別できる。
窒素酸化物(NOx)は、大気環境や人間の暮らしに良くない影響を及ぼすため、以前から低NOxバーナー技術が開発されてきた。それを世代分けすると以下の通りである。
Generally, nitrogen oxide (NOx) is fuel NOx produced by oxidation of a nitrogen component chemically bonded to fuel during the combustion process, and nitrogen contained in combustion air. Thermal NOx generated by liberation at high temperatures and Prompt NOx generated rapidly when hydrocarbon-based fossil fuels are exposed to high temperatures at high concentrations it can.
Nitrogen oxides (NOx) have a negative impact on the atmospheric environment and human life, so low NOx burner technology has been developed for some time. The generations are as follows.
(1)第1世代 : 第1世代低NOx技術は、エア・ステージング(Air staging)技術がその代表的なもので、燃焼炉内に供給する空気を段階的に供給することにより、燃焼炉内の燃料による急速な酸化反応を防止して火炎温度を下げ、これを通じてサーマルノックス(Thermal NOx)を低減する。 (1) First generation: The first generation low NOx technology is the air staging technology, which is representative of air staging. The rapid oxidation reaction by the fuel of the fuel is prevented and the flame temperature is lowered, thereby reducing the thermal NOx.
(2)第2世代 : 第2世代低NOx技術は、ガス・ステージング(Gas staging)技術がその代表的なもので、中心部(約5%〜25%)と外郭部(75%〜95%)に分けてガスを噴出し、中心部は空気過剰、外郭部は空気不足の状態にすることによって、火炎のほとんどを占める外郭部の酸化反応を抑制し、火炎温度が高くならないようにすることによって、サーマルノックス(Thermal NOx)の発生が減少するという特徴がある。外郭部火炎の空気不足状態により、プロンプトノックス(Prompt NOx)が発生する恐れがあるが、火炎温度が1000℃以下になるよう周辺に噴出することによって、火炎の保炎機能とプロンプトノックス(Prompt NOx)の発生抑制機能を同時に具現することができる。 (2) Second generation: The second generation low NOx technology is representative of gas staging technology, with a central part (about 5% to 25%) and an outer part (75% to 95%). ) In order to suppress the oxidation reaction of the outer part, which occupies most of the flame, so that the flame temperature does not increase Therefore, the generation of thermal NOx is reduced. Prompt NOx may be generated due to the air shortage of the outer flame, but the flame holding function and prompt NOx (Prompt NOx) can be generated by spraying to the periphery so that the flame temperature is 1000 ° C. or less. ) Can be implemented at the same time.
(3)第3世代 : 第3世代低NOx技術は、IFGR(Internal Flue Gas Recirculation)がその代表的なもので、燃焼室内で一次燃焼した燃焼ガスが燃焼室内で自己再循環(Recirculation)を行うようにすることによって、燃焼ガスが火炎と混合されて火炎温度を下げ、サーマルノックス(Thermal NOx)を低減できるようにする。 (3) Third generation: The third generation low NOx technology is IFGR (Internal Free Gas Recirculation), and the combustion gas that has been primarily burned in the combustion chamber performs self-recirculation (Recirculation) in the combustion chamber. By doing so, the combustion gas is mixed with the flame so that the flame temperature can be lowered and thermal NOx can be reduced.
このような第3世代低NOx技術であって、本出願人は、韓国登録特許第10−1466809号の高効率低NOx型燃焼ヘッド及びそれを用いたバーナーを提案したことがある。韓国登録特許第10−1466809号は、燃焼ヘッドから渦流を誘発し、燃料と空気の混合特性を向上させて燃料を燃焼し、燃焼ガスが自己再循環を行うようにすることによって、ノックス(NOx)の発生を大幅に減少させた。 In such third generation low NOx technology, the present applicant has proposed a high-efficiency low NOx type combustion head and a burner using the same of Korean Patent No. 10-1466809. Korean Registered Patent No. 10-1466809 introduces Knox (NOx) by inducing eddy currents from the combustion head, improving fuel and air mixing characteristics, burning the fuel, and allowing the combustion gas to self-recirculate. ) Is greatly reduced.
また、ガス・ステージング(Gas staging)燃焼技術をIFGR技術に適用することによって、世代別に分けられる低NOx技術を連携させてノックス(NOx)の発生量をさらに低減する複合型低NOxバーナーを韓国登録特許第10−1569455号にて提案したことがある。 In addition, by applying gas staging combustion technology to IFGR technology, a low NOx burner that can further reduce the amount of NOx generated by linking low NOx technology divided by generation is registered in Korea. It has been proposed in Japanese Patent No. 10-1569455.
本発明の目的は、従来の複合型低NOxバーナーを改良したもので、ガス・ステージング(Gas staging)燃焼技術を、改良されたIFGR技術に適用することによって、ノックス(NOx)の発生量をさらに低減する複合型低NOxバーナーを提供することにある。 It is an object of the present invention to improve a conventional combined low NOx burner, and to apply a gas staging combustion technique to the improved IFGR technique to further increase the amount of NOx generated. It is to provide a composite low NOx burner that reduces.
上記の目的を達成するため、本発明に係る複合型低NOxバーナーは、燃焼室のバーナー装着孔に設置される複合型低NOxバーナーであって、バーナー装着孔に挿入されて先端が燃焼室に露出し、燃焼室に空気を案内するチューブと、チューブの端部に少なくとも一つ設けられ、燃焼室に燃料を噴射して分割火炎を形成するパイプ形状であり、外周縁の一領域には燃焼ガスの流入のための第1ガス流入口が形成される燃料スパッド、とを含み、第1ガス流入口から燃焼室の外側方向の後方には、チューブ内部の空気と混合される燃焼ガスの流入のための第2ガス流入口が、チューブの外周縁に形成される。 In order to achieve the above object, a composite low NOx burner according to the present invention is a composite low NOx burner installed in a burner mounting hole of a combustion chamber, and is inserted into the burner mounting hole and the tip thereof is in the combustion chamber. A tube that is exposed and guides air to the combustion chamber, and at least one tube is provided at the end of the tube to form a split flame by injecting fuel into the combustion chamber. A fuel spud in which a first gas inlet for gas inflow is formed, and an inflow of combustion gas mixed with air inside the tube from the first gas inlet to the rear side of the combustion chamber A second gas inlet for is formed at the outer periphery of the tube.
第2ガス流入口には、空気の流れ方向に沿って斜めに燃焼ガス案内部が形成される。 At the second gas inlet, a combustion gas guide is formed obliquely along the air flow direction.
燃料スパッドは、燃料供給管から分岐され、チューブの外側に延長された第1スパッド管と、第1スパッド管と間隔を置いて配置され、第1ガス流入口を形成し、チューブの内側に挿入されて配置され、分割火炎を形成する第2スパッド管とを含む。 The fuel spud is branched from the fuel supply pipe and is arranged at a distance from the first spud pipe extending outside the tube, and forms a first gas inlet and is inserted inside the tube. And a second spud tube that is disposed and forms a split flame.
燃料スパッドは、燃料供給管から分岐され、チューブの外側に延長された第1スパッド管と、第1スパッド管と間隔を置いて配置され、第1ガス流入口を形成し、チューブの外側に配置され、分割火炎を形成する第2スパッド管とを含むこともできる。 The fuel spud is branched from the fuel supply pipe and is disposed outside the tube, and is spaced from the first spud pipe and forms a first gas inlet, and is disposed outside the tube. And a second spud tube that forms a split flame.
第1スパッド管の端部には、第2スパッド管に向けて燃料を噴射するために、直径が縮小された噴射連結部が備えられる。第2スパッド管において、第1ガス流入口側の端部は、第1スパッド管に向かって直径が拡張された直径拡張部が形成される。 An end of the first spud pipe is provided with an injection connecting portion having a reduced diameter in order to inject fuel toward the second spud pipe. In the second spud pipe, an end portion on the first gas inflow side is formed with a diameter expansion portion whose diameter is expanded toward the first spud pipe.
本発明によれば、燃焼ガスの自己再循環が効果的に行われる、改良されたIFGR技術によるバーナーに、ガス・ステージング技術を融合させることによって、既存のIFGR技術が適用された低NOxバーナーよりもノックス(NOx)の発生量をさらに低減することができるという効果がある。 According to the present invention, by combining the gas staging technology with the improved IFGR technology burner that effectively performs the self-recirculation of the combustion gas, the present invention is more effective than the low NOx burner to which the existing IFGR technology is applied. Has the effect of further reducing the amount of NOx generated.
以下、添付された図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。このとき、添付された図面において、同一の構成要素にはできるだけ同一の符号を付していることに留意しなければならない。また、本発明の要旨を不明にすると判断される公知の機能及び構成に関する詳細な説明は省略する。同様の理由から、添付図面において、一部構成要素は誇張されたり、省略されたり、または概略的に図示されている。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. At this time, in the attached drawings, it should be noted that the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible. Further, detailed descriptions of known functions and configurations that are determined to obscure the subject matter of the present invention are omitted. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated in the accompanying drawings.
本明細書に記載される燃焼室の一側にはチューブが挿入され、燃料と空気の供給を受け、燃焼室の他側には排気管が形成され、燃焼した燃焼ガスが排出されるようにすることができる。しかし、排気管及びその周辺構造物は、本発明の核心的部分ではないので、それに関する図示や説明は省略する。 A tube is inserted on one side of the combustion chamber described in this specification, and is supplied with fuel and air, and an exhaust pipe is formed on the other side of the combustion chamber so that the burned combustion gas is discharged. can do. However, the exhaust pipe and its surrounding structures are not the core part of the present invention, and illustration and explanation thereof are omitted.
本明細書に記載されるチューブ及びバーナーは、付加される構成要素の図示や説明が省略され、概念的な断面図で表現され得る。しかし、それは本発明に関する説明と理解の便宜上省略されたものであり、実施例に係るチューブ、及びバーナーの構造や連結関係が示された図面と説明によって限定されるものではない。 The tube and the burner described in the present specification can be expressed by a conceptual cross-sectional view, omitting illustration and description of added components. However, it is omitted for the sake of explanation and understanding regarding the present invention, and is not limited to the drawings and explanations showing the structure and connection relationship of the tube and the burner according to the embodiment.
図1は、本発明の第1実施例に係る複合型低NOxバーナーが燃焼室に設置された状態を示す側断面図であり、図2は、図1のチューブの端部の一部を切断して示す斜視図である。図示したように、本発明の第1実施例に係る複合型低NOxバーナー100は、燃焼室(FR)のバーナー装着孔(HL)に挿入されてマウンティングプレート(MP)によって固定して設置され、壁(WL)によって囲まれた燃焼室(FR)に空気を案内するチューブ110、チューブ110の直径よりも小さい直径を有し、チューブ110の先端に形成された側径部111、チューブ110の内部に配置されて燃料を供給する燃料供給管120、外周がチューブ110の内壁から離れて配置されるよう、燃料供給管120の先端に結合され、チューブ110によって案内される空気を拡散させるディフューザー130、及び燃料供給管120の先端に放射状に結合され、燃料供給管120によって供給される燃料をチューブ110内壁とディフューザー130外周との間を通過する空気に向けて噴射する複数の燃料噴射管140を含む。
FIG. 1 is a side sectional view showing a state in which a composite low NOx burner according to a first embodiment of the present invention is installed in a combustion chamber, and FIG. 2 is a partial cut of the end of the tube of FIG. It is a perspective view shown. As illustrated, the composite
また、チューブ110の端部に少なくとも一つ設けられ、燃焼室に燃料を噴射して分割火炎を形成するパイプ形状であり、外周縁の一領域には燃焼ガスの流入のための第1ガス流入口151が形成される燃料スパッド150が備えられる。第1ガス流入口151から燃焼室の外側方向の後方には、チューブ110内部の空気と混合される燃焼ガスの流入のための第2ガス流入口112が、チューブの外周縁に形成される。そして、チューブ110に結合されて、外部の空気をチューブ110の内部に強制的に供給する送風機115をさらに含む。
In addition, at least one
側径部111は、ディフューザー130から突出した燃料供給管120の突出部124に向かって緩やかな傾斜をなして屈曲形成される。これにより、ディフューザー130の外周縁と側径部111との間の間隔(d1)に形成された給気通路161からディフューザー130に向かう空気の通路が狭くなることによって、空気の流動速度を増加させることができる。給気通路161を通してディフューザー130に空気が給気されるが、このとき、燃料噴射管140を通して燃料が噴射されて火炎を形成する。
The
チューブ110の端部は、燃料スパッド150の後述する第1スパッド管が配置される中間部分114よりも直径が拡張された直径拡張部116をなしている。第2ガス流入口112には、空気の流れ方向に沿って斜めに燃焼ガス案内部113が形成され、燃焼室の燃焼ガスがチューブ110の中間部分114の内側に再循環される。燃焼ガス案内部113は、入口側の直径よりも出口側の直径の方が小さいノズル形状に形成され、チューブ110の内部に燃焼ガスが流入することが好ましい。
The end portion of the
燃料供給管120の内部には、外部の空気を燃料供給管120の先端から燃料供給管120の軸方向(S)に噴射する中央空気噴射管121が配置される。このような中央空気噴射管121により、噴射される空気によって火炎の直径が大きくなり、火炎の中心部に火炎が集中することが防止される。これにより、火炎の中心部の温度が過度に上昇することが防止され、サーマルノックス(Thermal NOx)の生成量が減少する。中央空気噴射管121を通した空気は、ディフューザー130の中央に形成された空気噴射口を通して燃焼室(FR)の内部に噴射されるが、空気噴射口は中央空気噴射管121の内径よりも小さく形成されることが好ましい。図5の流動概念図に示されているように、中央空気噴射管121は除去することができる。
Inside the
ディフューザー130は、円板形状(ディスクタイプ)であって、給気通路161を通して給気される空気を燃焼室(FR)に噴射する複数の空気穴131を含む。空気穴131は、火炎の中心部に空気を供給したり、バーナー容量の増加に応じてディフューザー130の直径が増加する場合、ディフューザー130から形成される火炎の保炎性を向上させるための補助火炎を形成するために設けられる。空気穴131と燃料噴射管140のノズルが一定の角度をなして配列されることにより、空気穴131から吐出される空気の量と圧力がディフューザー130の板全体の端に対して均一性を有することができ、ノズルから噴射される燃料と混合される時、燃料と空気の混合比も均一であることが期待できる。
The
燃料噴射管140は、燃料供給管120の終端から放射状に配置され、給気通路161を通して供給される空気と直交する方向に燃料を噴出するための燃料ノズル141を備える。燃料ノズル141から噴射される燃料は、給気通路161を通して吐出される空気と略90度に近い角度で交差する。これにより、燃料は噴射されて給気通路161を通して供給される空気と急速に混合された後、火炎を形成し、側径部111を通じて燃焼室FRの半径方向の中心部に誘導される空気によって、中心部に集中する火炎を形成することができる。このとき、火炎は中心部に集中した後、分散されて鼓形状の領域を形成し、領域の幅が狭く圧力が下がることによって、燃焼ガスが鼓形状の領域に誘導され、燃焼ガスが自己再循環を行うようになる。
The
第1実施例において、燃料噴射管140の半径方向の終端とディフューザー130の外周縁は、図4aに示すように同じ位置にあるが、図4bに示すように、燃料噴射管140から噴射される燃料が給気通路161を通して供給される空気と急速に混合されるようにするために、燃料噴射管140の終端とディフューザー130板の縁との間にはギャップ(gap、d2)を形成することができる。ギャップ(gap、d2)の長さは、燃料噴射管140のノズルの径対比0.1%〜50%に設定することができる。
In the first embodiment, the end of the
燃料噴射管140の終端がディフューザー130の外周端よりも小さく形成されれば、給気通路161を通して吐出される空気がディフューザー130の外周端で渦流を起こすことができ、渦流によって空気と燃料がさらに急速に混合されることが可能になる。これを図4a及び図4bを参照し、より詳しく説明する。
If the end of the
図4aは、燃料噴射管140の長さがディフューザー130の外周端と同一である場合を示し、図4bは、燃料噴射管140の長さがディフューザー130の外周端に及ばない場合を示す。図4aで、給気通路161から燃焼室に吐出される空気は直進性を有するため、燃料噴射管140の終端には渦流が形成されず、直進性のある気流が流れる。一方、図4bを見ると、ディフューザー130の外周端と燃料噴射管140の終端が段差(d2)を形成し、給気通路161から燃焼室に向かっていた空気は、段差が生じる領域に拡散することによって、渦流を形成することができる。これにより、燃料噴射管140から噴射される燃料は、給気通路161を通して供給される空気と急速に混合されることが可能になる。図4bのディフューザー130の構造は、渦流を利用して燃料と空気を急速に混合することによって、燃料の燃焼性を向上させる。
FIG. 4 a shows a case where the length of the
前述した過程によって、燃料と空気が急速に混合して燃焼し、鼓形状の火炎を形成し、鼓形状の領域(S1)に燃焼ガス(S3)が誘導され、燃焼ガス(S3)が第1ガス流入口151及び第2ガス流入口112を通じて再循環(P1、P2)されることにより、燃焼ガスの温度を下げると同時に、燃料過剰状態の領域(S2)に供給され、サーマルノックス(Thermal NOx)及びプロンプトノックス(Prompt NOx)を制御する(図5参照)。
Through the above-described process, the fuel and air are rapidly mixed and burned to form a drum-shaped flame, the combustion gas (S3) is induced in the drum-shaped region (S1), and the combustion gas (S3) is the first. By recirculation (P1, P2) through the
燃料スパッド150は、燃料供給管120から分岐され、チューブ110の中間部分114から外側を貫通して延長された第1スパッド管152と、第1スパッド管152と間隔を置いて配置され、第1ガス流入口151を形成し、直径拡張部116からチューブ110の内側を貫通して挿入されて配置され、分割火炎を形成する第2スパッド管153とを含む。第1スパッド管152の端部には、第2スパッド管153に向けて燃料を噴射するために、直径が縮小された噴射連結部154が備えられる。第2スパッド管153において、第1ガス流入口151側の端部は、第1スパッド管152に向かって直径が拡張された直径拡張部(153a)が形成される。
The fuel spud 150 is branched from the
本発明の第1実施例では、第1ガス流入口151と第2ガス流入口112を通じて、ガス・ステージング方式を適用し、燃焼ヘッドから生成される主火炎の温度が下がるようにすることによって、主火炎と分割火炎の温度、すなわち全体の“火炎群(Flame group)”の温度を下げて、サーマルノックス(Thermal NOx)を制御することができる。以下、ガス・ステージング方式をIFGRに結び付けて火炎群の温度を下げることについて説明する。
In the first embodiment of the present invention, the gas staging method is applied through the
図3は、本発明の第1実施例に係る複合型低NOxバーナーにおいて、空気と燃料ガス及び燃焼ガスの流れを示す作用状態図であり、図5は本発明の第1実施例に係る複合型低NOxバーナーに関する流動概念図として、ディフューザーにおいて燃料スパッドが位置する部分から長さ方向の流動概念図を示す。 FIG. 3 is an operational state diagram showing the flow of air, fuel gas, and combustion gas in the composite low NOx burner according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a composite state according to the first embodiment of the present invention. As a flow conceptual diagram regarding the type low NOx burner, a flow conceptual diagram in the length direction from the portion where the fuel spud is located in the diffuser is shown.
図3に示すように、中央空気噴射管121を通じて空気の流れ(A1)が形成され、燃焼室(FR)の中心部に向かい、燃料供給管120を通じて燃料ガスの流れ(B1)が形成され、これが燃料噴射管140から噴射されて主火炎を形成する。一方、燃料供給管120から分岐された燃料スパッド150を通じて補助的に燃料ガスの流れ(B2)が形成され、これが噴射されて分割火炎を形成する。
As shown in FIG. 3, an air flow (A1) is formed through the central
このとき、送風機115の作動により、チューブ110内に空気の流れ(C1)が形成され、また、燃焼室(FR)の燃焼ガスが循環して形成された燃焼ガスの流れ(P2)が第2ガス流入口112を通じてチューブ110内部に流入する。チューブ110内部に流入した空気の流れ及び燃焼ガスの流れ(C1+P2)は主火炎を生成する。
At this time, an air flow (C1) is formed in the
燃焼室(FR)の燃焼ガスが循環して形成された燃焼ガスの流れ(P1)が第1ガス流入口151を通じて燃料スパッド150の第2スパッド管153に流入し、燃焼ガスの流れ(P1)と燃料スパッド150の第1スパッド管152を通じた燃料ガスの流れ(B2)が分割火炎を生成する。
A combustion gas flow (P1) formed by circulating the combustion gas in the combustion chamber (FR) flows into the
ディフューザー130を通じて形成される主火炎と、燃料スパッド150から生成される分割火炎は、一つの“火炎群”を形成することができる。ディフューザー130と燃料スパッド150が形成する火炎群は、燃焼室(FR)内部での火炎の表面積を増加させ、燃焼室(FR)の伝熱面に輻射熱の吸収を促進することによって、火炎群の温度を下げることができる。また、燃料スパッド150から高速で噴射される燃料によって分割火炎周辺の圧力は下がることが可能になる。これにより、燃焼室(FR)で一次燃焼した燃焼ガス(S3)が、圧力の低いディフューザー130及び燃料スパッド150の周辺に誘引され、これは燃焼室(FR)内部で燃焼ガス(S3)の自己再循環を誘導することができる。燃焼ガス(S3)が燃焼室(FR)内で燃料スパッド150の方向に自己再循環する際、燃料スパッド150は、燃焼ガス(S3)の一部を燃料スパッド150の内部に流入し、燃料スパッド150から噴射される燃料の発熱量を下げることができる。これは、火炎群全体の温度を下げる効果が期待できる。
The main flame formed through the
燃料スパッド150は、第1スパッド管152と第2スパッド管153に分けられているが、第1スパッド管152から第2スパッド管153に燃料が噴射される時の噴射圧力により、第1ガス流入口151周辺の圧力は下がり、燃焼ガス(S3)は低い圧力を有する第1ガス流入口151に誘引されて流入する。すなわち、第2スパッド管の燃料噴射口から高圧の燃料が噴射される時、燃料噴射口の周辺、例えば、第1ガス流入口151やその周辺は、燃料噴射口の噴射圧力対比で低い圧力を有することができ、このような圧力の差により、燃焼室(FR)内部において、燃焼ガス(S3)が第1ガス流入口151に向かって移動し、燃焼ガス(S3)の移動によって、燃焼ガス(S3)は燃焼室(FR)内部で自己再循環(Self−Recirculation)を行うことができる。
The fuel spud 150 is divided into a first spud pipe 152 and a
燃焼ガス(S3)が第1ガス流入口151に誘引されることによって、第2スパッド管153の燃料噴射口から噴射される燃料は、“燃料+燃焼ガス(S3)”の混合物となり、空気の代わりに燃焼ガスが第2スパッド管153に流入することによって、空気と燃料が接触する時に比べて燃料の燃焼性が低下し、これは燃料スパッド150から生成される分割火炎の温度を下げる効果がある。分割火炎の温度が下がると、ディフューザー130と燃料スパッド150から噴射される火炎群の温度が下がり、これは、火炎群から生成されるサーマルノックス(Thermal NOx)を低減させることができる。
As the combustion gas (S3) is attracted to the
また、ディフューザー130を通じて噴射される燃料及び空気は、第2ガス流入口112を通じて流入する燃焼ガスによっても燃焼室(FR)内部での火炎の表面積を増加させ、燃焼室(FR)の伝熱面に輻射熱の吸収を促進することによって、火炎群の温度を下げることができる。すなわち、燃焼室(FR)で一次燃焼した燃焼ガス(S3)が、圧力の低いディフューザー130及び燃料スパッド150の周辺に誘引された後、第2ガス流入口112を通じてチューブ110内部に流入し、燃焼ガス(S3)の自己再循環を誘導することができる。燃焼ガス(S3)が燃焼室(FR)内で燃料スパッド150の方向に自己再循環する際、燃焼ガス(S3)の一部が第2ガス流入口112を通じてチューブ110内部に流入し、空気量を相対的に下げることによって、火炎群全体の温度を下げる効果が期待できる。
In addition, the fuel and air injected through the
送風機115から供給される空気がチューブ110の燃焼ガス案内部113に流動する時、流動空気圧で第2ガス流入口112周辺の圧力は下がり、燃焼ガス(S3)は低い圧力を有する第2ガス流入口112に誘引されて流入し、燃焼ガス(S3)の移動によって燃焼ガス(S3)は、燃焼室(FR)内部での自己再循環(Self−Recirculation)力を高めることになる。
When the air supplied from the
燃焼ガス(S3)が第2ガス流入口112に誘引されることによって、チューブ110内の空気は“空気+燃焼ガス(S3)”の混合物となり、空気量が減って燃料の燃焼性が低下し、これは燃料スパッド150から生成される主火炎の温度を下げる効果がある。主火炎の温度が下がると、ディフューザー130と燃料スパッド150から噴射される火炎群の温度が下がり、これは火炎群から生成されるサーマルノックス(Thermal NOx)をさらに低減させることができる。
When the combustion gas (S3) is attracted to the second gas inlet 112, the air in the
図6は、本発明の第2実施例に係る複合型低NOxバーナー200が燃焼室に設置された状態を示す側断面図であり、図7は図6のチューブの端部の一部を切断して示す斜視図であり、図8は本発明の第2実施例に係る複合型低NOxバーナーに関する流動概念図である。
FIG. 6 is a side sectional view showing a state in which the composite
第2実施例の複合型低NOxバーナー200において、燃料スパッド250は、燃料供給管220から分岐され、チューブ210の外側に延長された第1スパッド管252と、第1スパッド管252と間隔を置いて配置され再循環される、燃焼ガスの流れ(P1)を形成する第1ガス流入口251を形成し、チューブ210の外側に配置され、分割火炎を形成する第2スパッド管253とを含む。
In the composite
第1ガス流入口251から燃焼室の外側方向の後方には、チューブ210内部の空気と混合される燃焼ガスの流入のために再循環される、燃焼ガスの流れ(P2)を形成する第2ガス流入口212が、チューブの外周縁に形成される。
From the first gas inlet 251 to the rear in the outer direction of the combustion chamber, a second flow that forms a combustion gas flow (P2) that is recirculated for the inflow of the combustion gas mixed with the air inside the
第2実施例のチューブ210、送風機215、燃料供給管220、中央空気噴射管221、ディフューザー230、燃料噴射管240などの残りの構成とその作用及び効果は、第1実施例と同一あるいは類似しているので、詳細な説明は省略する。
The remaining configurations, operations, and effects of the
一方、本明細書と図面に開示される本発明の実施例は、本発明の技術内容を分かりやすく説明し、本発明の理解を助けるために特定の例を提示しただけであり、本発明の範囲を限定するものではない。ここに開示される実施例の他にも、本発明の技術的思想に基づいた他の変形例を実施することができるということは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとって明らかである。 On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and the drawings merely explain specific examples in order to explain the technical contents of the present invention in an easy-to-understand manner and to help understand the present invention. It does not limit the range. It will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains that other modified examples based on the technical idea of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein. It is.
100、200 : 複合型低NOxバーナー
110 : チューブ
111 : 側径部
112 : 第2ガス流入口
113 : 燃焼ガス案内部
120 : 燃料供給管
121 : 中央空気噴射管
140 : 燃料噴射管
141 : 燃料ノズル
150 : 燃料スパッド
151 : 第1ガス流入口
152 : 第1スパッド管
153 : 第2スパッド管
161 : 給気通路
FR : 燃焼室
HL : バーナー装着孔
MP : マウンティングプレート
100, 200: Composite type low NOx burner 110: Tube 111: Side diameter portion 112: Second gas inlet 113: Combustion gas guide portion 120: Fuel supply pipe 121: Central air injection pipe 140: Fuel injection pipe 141: Fuel nozzle 150: fuel spud 151: first gas inlet 152: first spud pipe 153: second spud pipe 161: air supply passage FR: combustion chamber HL: burner mounting hole MP: mounting plate
Claims (6)
前記バーナー装着孔に挿入されて先端が燃焼室に露出し、前記燃焼室に空気を案内するチューブと、
前記チューブの端部に少なくとも一つ設けられ、前記燃焼室に燃料を噴射して分割火炎を形成するパイプ形状であり、外周縁の一領域には燃焼ガスの流入のための第1ガス流入口が形成される燃料スパッド、とを含み、
前記第1ガス流入口から前記燃焼室の外側方向の後方には、前記チューブ内部の空気と混合される燃焼ガスの流入のための第2ガス流入口が、前記チューブの外周縁に形成されることを特徴とする複合型低NOxバーナー。 A combined low NOx burner installed in the burner mounting hole of the combustion chamber,
A tube that is inserted into the burner mounting hole and the tip is exposed to the combustion chamber, and guides air to the combustion chamber;
At least one end provided on the end of the tube is a pipe shape that injects fuel into the combustion chamber to form a divided flame, and a first gas inlet for inflow of combustion gas in a region of the outer periphery Formed with a fuel spud, and
A second gas inlet for inflow of combustion gas mixed with the air inside the tube is formed at the outer peripheral edge of the tube at the rear side of the combustion chamber from the first gas inlet. A combined low NOx burner characterized by the above.
燃料供給管から分岐され、前記チューブの外側に延長された第1スパッド管と、
前記第1スパッド管と間隔を置いて配置され、前記第1ガス流入口を形成し、前記チューブの内側に挿入されて配置され、分割火炎を形成する第2スパッド管とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の複合型低NOxバーナー。 The fuel spud is
A first spud pipe branched from the fuel supply pipe and extended outside the tube;
And a second spud tube disposed at a distance from the first spud tube, forming the first gas inlet, and being inserted and disposed inside the tube, and forming a divided flame. The composite low NOx burner according to claim 1.
燃料供給管から分岐され、前記チューブの外側に延長された第1スパッド管と、
前記第1スパッド管と間隔を置いて配置され、前記第1ガス流入口を形成し、前記チューブの外側に配置され、分割火炎を形成する第2スパッド管とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の複合型低NOxバーナー。 The fuel spud is
A first spud pipe branched from the fuel supply pipe and extended outside the tube;
And a second spud tube disposed at a distance from the first spud tube, forming the first gas inlet, and disposed outside the tube to form a divided flame. Item 4. A combined low NOx burner according to Item 1.
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Cited By (2)
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