KR0126904B1 - 저질소산화물 버너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발열량을 감소시킨 저부하연소시에도 가스리치혼합기체측 버너의 화염에 역화가 생기게 되어도 화염이 화구의 근처에 보유될 수 있도록 하여 버너의 내부에 인입되거나 연료가스와 1차공기의 흡입구까지 도달하는 역화를 방지할 수 있는 저질소산화물 버너에 관한 것으로, 제1버너(1)의 화구(11)의 측방에 화구를 갖춘 제2버너(2)를 구비하고 이 제2버너(2)는 상기 제1버너(1)와 독립해서 연료가스를 흡입하는 흡입구를 갖춘 버너에서, 제1버너(1)와 제2버너(2)의 어느 일측에 착화한계이상의 연료과잉혼합기체를 공급하고 다른측에 공기과잉의 혼합기체를 공급함과 더불어, 제2버너(2)의 화구(21)에 근접되게 공기과잉혼합기체를 연료과잉혼합기체의 버너내에 도입되도록 하는 연통로(3)가 형성된 것이다.

Description

저질소산화물 버너

제1도는 본 발명의 저질소산화물 버너를 이용한 가스급탕기의 연소부의 사시도,

제2도는 본 발명의 저질소산화 버너의 단면도,

제3도는 본 발명의 저질소산화물 버너를 장착한 가스급탕기의 개략도.

제4도는 본 발명의 저질소산화물 버너의 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1:주버너(제1버너)2:수화버너(제2버너)

3:연통로4:주버너의 연료가스공급관

5:수화버너의 연료가스공급관11:주화구(화구)

12:흡입구21:수화구(화구)

22:공통흡입구100:저질소산화물 버너

본 발명은 가스급탕기등의 가열원으로 사용되는 저질소산화물 버너에 관한 것이다.

편평한 주버너의 주화구의 양측에 상기 주화구가 개재된 슬릿형 수화구(袖火口)가 형성된 수화버너를 설치하고, 주버너와 수화버너의 어느일측에 공기과잉의 연료공기혼합기체(이하, 에어리치(air rich) 혼합기체라 함)를 공급하고 다른 측에 연료과잉의 연료공기혼합기체(연료만도 포함; 이하, 가스리치혼합기체라 함)를 공급하는 저질소산화물 버너가 제안되어 있다.

또, 일본국 특개평 3-263503호 공보에는 일측 버너의 공기과잉율을 1.4 보다 크게 설정하고, 다른측 버너의 공기과잉율을 0.8보다 작게 설정하여 전체를 일정한 공연비(空燃比)로 연소시키는 경우 120ppm 정도 배출되는 질소산화물(NOx)을 40-60ppm으로 저감시킬 수 있는 저질소산화물(저 NOx)버너가 개시되어 있다.

그런데, 이러한 버너는 가스리치혼합기체측에서는 공기의 혼합량이 적고 혼합기체의 양이 적으므로 혼합기의 유속이 작아지게 된다. 이 결과, 급탕기 등과 같이 출탕조건에 따라서 발열량을 크게 변화시키는 것이 필요한 가열원으로서 상기한 형식의 저질소산화물 버너를 사용하면 가스리치혼합기체측의 버너에서는 저부하연소시에 혼합기체의 유속이 화염전파속도 보다 작아지게 되어 화염이 화구로부터 버너내로 흡입되는 역화(逆火)가 발생하기 쉽다.

이와 같이 역화가 발생되어 버너내부에 화염이 흡입된 상태로 연소가 지속되면 버너를 구성하는 부품의 과열, 버너내부로의 매연부착, 실화(失火), 소음발생부 등의 문제가 발생된다.

본 발명의 목적은 발열량을 감소시킨 저부하연소시에도 가스리치혼합기체측 버너의 화염이 화구의 근처에 보유될 수 있도록 하여 버너의 내부에 인입되거나 연료가스와 1차공기의 흡입구까지 도달하는 역화를 방지할 수 있는 저질소산화물 버너를 제공하는데 있다.

본 발명의 저질소산화물 버너는, 제1버너의 화구의 측방에 화구가 형성된 제2버너를 구비하고, 이 제2버너는 상기 제1버너와 독립해서 연료가스를 흡입하는 흡입구를 갖춘 버너에 있어서, 제1버너와 제2버너의 어느 일측에는 착화한계 이상의 연료과잉혼합기체를 공급하고 다른 측에는 공기과잉의 혼합기체를 공급함과 더불어 제2버너의 화구에 근접하게 공기과잉혼합기체를 연료과잉혼합기의 버너내에 도입되도록 하는 연통로가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 가스리치혼합기체측 버너에 착화한계이상의 가스리치혼합기체가 공급되고, 이 버너의 화구 근처에 연통로가 설치되어 그 연통로를 매개하여 에어리치혼합기체측 버너의 혼합기체를 가스리치혼합기체측 버너에 공급해서 가연공연비(可燃空然比)로 희석시키게 되므로 저부하 연소시에 가스리치혼합기체측 버너의 혼합기의 유속이 저하되기 시작하더라도 가연이 혼합기체가 존재하는 상기 연통로까지만 화염이 흡입된다. 이 때문에, 버너를 구성하는 부품의 과열, 버너내부로의 매연부착, 실화, 소음발생등의 문제를 방지할 수 있어 안정성이 높아지게 된다.

이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 저질소산화물 버너(100)를 도시되지 않은 프레임에 고정하고 소정간격으로 열설(列設)한 급탕기의 연소부를 나타낸 도면으로, 저질소산화물 버너(100)는 제1도와 제2(A)도에 도시된 바와 같이 상단에 병설된 슬릿(slit)으로 이루어진 가늘고 긴 주화구(11)를 갖추고 그 측부에는 혼합기체의 흡기구(12)가 설치되어진 편평한 주버너(1)(제1버너)가 구비되어 있다.

상기 주버너(1)에는 제1도와 제2(B)도에 도시된 바와 같이 주화구(11)의 양측에 편평한 슬릿형 수화구(21,21)를 형성함과 동시에 측부에 공통흡입구(22) 설치되어진 수화버너(2)(제2버너)가 부가적으로 설치되어 있다.

수화구(21,21)의 근방에는 주버너(1)내의 유로와 수화버너(2)의 수화구(21,21)를 연통하는 슬릿열로 이루어진 연통로(3)가 형성되어 있다.

제3도는 본 발명이 적용된 급탕기를 나타낸 도면으로, 저질소산화물 버너(100)에서의 주버너(1)의 흡입구(12)와 수화버너(2)의 공통흡입구(22)에 대응되게 연료가스공급관(4,5)이 병설되어 있는 바, 각 공급관(4,5)에는 연료가스의 유량을 제어하는 비례밸브(41,51)가 설치됨과 더불어 노즐(42,52)이 열설되어 있다.

예를 들면, 주버너(1)에서는 수화버너(2)의 2배의 연소량으로 되도록 노즐(42)에서 분출된 대량의 연료가스는 다량의 1차 공기를 유입하는 흡입구(12)로부터 주버너(1)내에 큰 유속으로 흐르게 된다. 이에 따라 주버너(1)의 내압은 수화버너(2)의 내압보다 고압으로 되어 제4도에 도시된 바와 같이 주화구(11)에 의해 연소된다.

노즐(52)에서 분사된 소량의 연료가스는 소량의 1차 공기를 유입하는 흡입구(22)로부터 수화버너(2)에 작은 유속으로 흐르게 되어, 상기 주버너(1)의 내압보다고 저압으로 된 상태에서 양측으로 분산되어 수화구(21,21)에 의해 연소된다. 또, 수화버너(2)의 수화구(21) 근방에서의 저압의 유지는 수화구(21)의 면적을 주화구(1)의 면적보다 크게 사정함에 의해서도 달성될 수 있다.

주버너(1)의 연소조건으로서의 공기과잉율은 예컨대 1.4의 희박공연비가 되도록 설정되고, 수화구(2)에서의 공기과잉율은 가연한계외의 연료리치인 공연비(예컨대, 연료가스가 메탄인 경우 공기과잉율이 0.6 이하)로 설정된다. 상기 수화버너(2)에서는 가연한계외로 인해 계속적인 착화연소가 되지는 않지만, 주버너(1)와 수화버너(2)에서는 상대적인 내압력의 상위가 발생되므로 연통로(3,3)로부터 주버너(1)내의 에어리치혼합기체가 공급되기 때문에 수화버너(2)의 연통로(3,3)의 상측에서는 착화, 연소가능한 공연비로 된다. 이에 따라, 수화버너(2)의 화염이 노즐(52)까지 역화되는 것을 방지할 수 있다.

급탕기의 급탕온도의 설정에 대응해서, 예컨대 최대 30000kcal에서 최저 3000kcal까지 연소량이 증감되는 바, 이 연소부하의 저감으로 인해 제3도에 도시된 바와 같이 주버너(1)와 수화버너(2)내의 혼합기의 유속은 각각 저하되게 된다.

이 경우, 수화버너(2)에 의해 연통로(3)보다 수화구(21)측에서의 가스리치혼합기체의 유속은 화염전파속도 이상으로 될 수가 있다.

이때, 화염(F)은 슬릿형 수화구(21)로부터 수화버너(2)의 내부에 침입되지만, 연통로(3,3)보다 내측이 착화 불가능한 공연비로 되어 있기 때문에 수화버너(2)의 내면에 화염이 전파되는 것이 저지된다. 연소부하의 증대시 수화버너(2)내에서의 혼합기체의 유속이 커지면 화염(F)은 수화구(21)로 복귀된다.

또, 연통로(3,3)의 개구면적은 폭 0.5mm 이하, 길이 3-4mm로 작게 설정되어 있기 때문에 화염(F)이 연통로(3,3)로부터 버너(1)로 인입되는 것이 방지된다.

상기 실시예에서는 수화버너(2)가 가스리치혼합기체의 버너, 주버너(1)가 에어리치혼합기체의 저질소산화물버너(100)인 경우에 대해 설명되었지만, 혼합기체의 공연비는 그 반대로 해도 좋고, 또 가스리치혼합기체측의 버너에 1차 공기를 포함하지 않는 연료가스를 공급하는 것도 좋다.

또, 연통로(3)는 슬릿지외의 개구열(穴列)로 구성되어도 좋고, 버너의 구조도 다른 형태의 것으로도 좋다. 또 저질소산화물 버너의 구조는 1개의 주버너(1)가 각각 독립된 흡입구를 갖춘 2개의 수화버너에 개재되는 구조로도 좋다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 발열량이 저감된 저부하 연소시에도 가스리치혼합기체측 버너의 화염이 화구근방에 유지되어 버너의 내부에 인입되거나 연소가스와 1차공기의 흡입구까지 도달되는 역화를 방지하게 되므로 버너를 구성하는 부품의 과열, 버너내부로의 매연의 부착, 실화, 소음이 발생등이 방지되는 저질소산화물 버너가 제공된다.

Claims (1)

1. 제1버너(1)의 화구(1)의 측방에는 화구(21,21)가 형성된 제2버너(2)가 구비되고, 이 제2버너(2)는 상기 제1버너(1)와 독립해서 연료가스를 흡입하는 흡입구(22)를 갖춘 가스급탕기의 버너에 있어서, 상기 화구(21,21)의 근방에는 상기 제1버너(1)내의 유로와 상기 제2버너(2)의 화구(21,21)를 연통하는 슬릿열로 이루어진 연통로(3,3)가 더 갖추어져 구성되고, 상기 연통로(3)를 통해 공기과잉혼합기체가 연료과잉혼합기체를 연소하는 상기 제1버너(1) 또는 상기 제2버너(2)내에 도입되도록 하는 것을 특징으로 하는 저질소산화물 버너.