KR0128817Y1

KR0128817Y1 - Premix combustor for high loading gas burner

Info

Publication number: KR0128817Y1
Application number: KR2019950001224U
Authority: KR
Inventors: 우영식
Original assignee: 우영식
Priority date: 1995-01-26
Filing date: 1995-01-26
Publication date: 1998-11-02
Also published as: KR960027497U

Abstract

본 고안은 가스버너용 예혼합 연소장치에 관한 것으로, 종래에는 일정한 크기의 염공을 갖는 연소판 하부에 분배기판을 두고 혼합부에서 송풍기에서 공급되는 공기와 측면에서 공급되는 가스와 혼합시켜 연소판에 분사시키므로서 분사속도가 크게되어 화염이 부상하는 결점등이 있었으나, 본 고안은 송풍기(6) 상측에 버너본체(15)를 설치하고 버너본체(15)에는 혼합기유로판(3)(3') 설치한 것과 그위에 분배기판(2)(2') 그위에 연소판(1)을 설치하되 연소판(1)에는 단면적비가 4:1.7:1로된 주염공(9)과 제1보조염공(10) 및 제2보조염공(11)을 형성시키고 주염공(9) 주위에 제2보조염공(11)을 원형으로 배열하고 주염공(9) 상단에 환요홈부(16)를 형성하여 제2보조염공(11) 8개가 상이 환요홈부(16)에 ½면적이 걸치는 상태가 되도록 한 고부하 가스버너용 예혼합 연소장치이다.The present invention relates to a premixed combustion device for a gas burner, and conventionally has a distribution plate under a combustion plate having a constant size of salt holes and mixes the air supplied from the blower and the gas supplied from the side to the combustion plate. Although there were some drawbacks such that the flame speed was increased due to the injection speed, the burner main body 15 was installed on the upper side of the blower 6, and the burner main body 15 had the mixing base flow path 3 and 3 '. The combustion plate 1 is installed on the distribution board 2 and 2 ', and the combustion plate 1 has a main salt hole 9 and a first auxiliary salt hole having a cross sectional area ratio of 4: 1.7: 1. 10) and the second auxiliary salt hole 11 is formed, and the second auxiliary salt hole 11 is arranged in a circle around the main salt hole 9 and the annular groove 16 is formed on the top of the main salt hole 9 to form the second auxiliary salt hole. Premixed combustion device for high-load gas burner with eight flame holes (11) in a state that ½ area is spread over the annular groove (16) The.

Description

Premixed Combustion Device for High Load Gas Burners

제1도는 종래 연소장치의 설치상태를 보인 예시도.1 is an exemplary view showing an installation state of a conventional combustion device.

제2도는 본 고안에 따른 예혼합 연소장치의 설치상태 예시도.2 is an exemplary view illustrating an installation state of a premixed combustion apparatus according to the present invention.

제3도는 본 고안의 연소판을 보인 평면예시도.3 is a plan view showing a combustion plate of the present invention.

제4도는 제3도에서 A부의 확대 평면도.4 is an enlarged plan view of a portion A in FIG.

제5도는 제4도의 종단면도.5 is a longitudinal cross-sectional view of FIG.

제6도는 본 고안의 분배기판을 보인 평면도.Figure 6 is a plan view showing a distribution substrate of the present invention.

제7도는 본 고안에 따른 예혼합 연소장치를 보인 평면 예시도.7 is a plan view showing a premixed combustion apparatus according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 연소판 2, 2-1 : 분배기관1: Combustion Plate 2, 2-1: Distribution Engine

3, 3-1 : 혼합기유로판 4 : 가스공급관3, 3-1: Mixer flow path plate 4: Gas supply pipe

5 : 혼합부(기) 6 : 송풍기5 mixing unit 6 blower

7 : 가스노즐 8 : 고정부7: gas nozzle 8: fixed part

9 : 주염공(9a 주염공입구, 9b 주염공출구) 9-1 : 주화염9: main flame hole (9a main injection hole, 9b main injection port) 9-1: main flame

10 : 제1보조염공 10-1 : 제1보조화염10: first auxiliary flame 10-1: first auxiliary flame

11 : 제2보조염공 11-1 : 제2보조화염11: 2nd auxiliary flame 11-1: 2nd auxiliary flame

12, 12-1 : 단턱부 13 : 혼합화염12, 12-1: step portion 13: mixed flame

14, 14-1 : 분배공 15 : 버너본체14, 14-1: distribution hole 15: burner body

16 : 환상요홈부16: annular groove groove

본 고안은 가스버너용 연소장치에 관한 것으로서, 특히 희박예혼합 연소장치를 형성하여 질소산화물(NOx)의 저감효과를 가져오고, 고부하 연소시에 화염의 부상(Lifting)을 방지하면서, 최대 연소량과 최소연소량 변화(고 TDR : Turn Down Ratio)에 화염의 안정화를 유지하고 연소량이 감소되어도 역화되기 어렵도록 하며 정상 연소시에 최적의 연료와 공기비가 실현될 수 있도록 된 희박예혼합 연소장치에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion device for a gas burner, and in particular, to form a lean premixed combustion device to reduce nitrogen oxides (NOx), and to prevent the rise of flame during high load combustion, The present invention relates to a lean premixed combustion device that maintains flame stabilization at a minimum combustion change (high TDR) and makes it difficult to backfire even when the combustion amount is reduced, and that an optimum fuel and air ratio can be realized during normal combustion. .

종래에는 가스연료에 의한 연소기는 가스노즐에서 분사되는 속도에 의하여 연소에 필요한 공기를 1차흡입하여 연료와 공기를 혼합되게 하고 연소시 필요한 2차공기는 분젠연소방법(공기유로를 사이드에 형성시킨 것)으로 널리 사용되어 왔다.Conventionally, a combustor based on gas fuel inhales air necessary for combustion by the speed injected from a gas nozzle to mix fuel and air, and the secondary air required for combustion is a Bunsen combustion method (an air flow path is formed on the side). It has been widely used.

이러한 분젠연소장치에서는 버너염공판의 온도상승으로 고농도의 질소산화물(Nox)이 생성되고 2차공기를 흡입하는 공간이 크게 필요하므로 고부하 실시가 어려웠다.In such a Bunsen combustion apparatus, high load was difficult because a high concentration of nitrogen oxides (Nox) were generated due to a rise in the temperature of the burner salt plate and a large space for suctioning secondary air was required.

또한 종래의 희박예혼합 연소기는 제1도에 도시한 바와 같이 일정한 염공(21)을 갖는 연소판(20)의 하부에 분배기판(2)을 두고 송풍기(6)에서의 연소용공기와 가스공급관(4)에서의 연료를 혼합부(5)에서 혼합한후, 예혼합기체를 분배기판(2)과 염공(21)을 통해 연소판(20)에 분사시켜 상부에 감속 화염이 형성되어지도록 되어 있다. 그러나, 균등한 소형염공으로 인하여 분사속도가 크게되어 화염이 부상하는 결점이 있고 화염의 안정 때문에 최대 연소량이 제한되는 단점이 있으며 예혼합가스의 분사속도를 적게하기 위하여 연소판의 각염공을 크게하면 즉 염공종단면적을 증대하면 연소량을 급변시킬 때 역화가 생기기 쉬운 문제점이 있었다.In addition, the conventional lean premixed combustor has a distribution board 2 under the combustion plate 20 having a constant flame hole 21, as shown in FIG. After the fuel in (4) is mixed in the mixing section 5, the premixed gas is injected into the combustion plate 20 through the distribution board 2 and the salt hole 21 so that a deceleration flame is formed at the top. have. However, there is a drawback that the injection speed is increased due to the uniform small flame hole and the flame rises, and the maximum combustion amount is limited due to the stability of the flame. When the square hole in the combustion plate is increased to reduce the injection speed of the premixed gas, In other words, if the flame hole cross-sectional area is increased, there is a problem that backfire easily occurs when the combustion amount is changed rapidly.

본 고안은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해소코자 예혼합 연소장치의 연소판에 각 주염공을 제2보조염공과 함께 환상형의 형상으로 형성하고, 입구면적은 적고 출구면적이 커지도록 주염공 상단부측에 큰환상의 염공(입구면적 출구면적 1:4)으로 형성하며, 제2보조염공 주변은 제1보조염공과 주염공을 배열시키고 분사시 감속된 유속에 의한 안정된 화염이 형성되게 하고 고부하 연소시 화염의 부상이 억제되어 안정된 고부하 연소가 실현되도록 하며, 연소량이 급변할때도 입구면적이 적어 역화가 방지되어 화염안전영역(고 TDR)이 증대되고 화염은 깨끗한 원추상이 되며, 미연가스의 발생을 방지하고 소음도 줄일 수 있도록 된 예혼합연소장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention is to form an annular shape with each secondary flame hole in the combustion plate of the premixed combustion device, and the upper portion of the main flame hole so that the inlet area is small and the exit area is large. It is formed in a large annular salt hole (inlet area outlet area 1: 4) on the side, and the second auxiliary salt hole is arranged around the first auxiliary salt hole and the main salt hole so that a stable flame is formed by the decelerated flow rate during spraying and high load combustion Injury of flames is suppressed to realize stable high load combustion, and even when the amount of combustion changes rapidly, the inlet area is prevented to prevent backfire, increasing the flame safety zone (high TDR), and the flame becomes a clean cone, and unburned gas is generated. The purpose of the present invention is to provide a premixed combustion device which can prevent the noise and reduce the noise.

이러한 목적을 가진 본고안의 구성을 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration of the present invention for this purpose in detail based on the accompanying drawings as follows.

DC모터의 회전수를 조절하여 공급되는 공기량을 조절할 수 있도록 된 송풍기(6)의 상측에 버너본체(15)를 고정부(8)에 의해 고정 설치하되, 송풍기(6) 상부와 버너본체(15)사이의 혼합부(5)내에 가스공급관(4)을 유입시켜 선단의 가스노즐이 하측을 향하도록 절곡시켜 주고, 버너본체(15)의 내부 하측에는 일정간격으로 유지되면서 선단이 중첩되는 혼합기유로판(3)(3-1)을 설치하고 그위에 대소의 분배공(14)(14-1)이 뚫어진 분배기판(2)(2-1)과 연소판(1)을 차례로 설치하며 양단부측에 단턱부(12)를 형성시킨 연소판(1)에는 단면적비가 4:1.7:1로된 주염공(9)과 제1보조염공(10) 및 제2보조염공(11)을 형성하되, 주염공(9)의 주위에 환상의 제2보조염공(11)을 원형상으로 배열하고 그 외측에 종횡직선 상태로 2개의 제1보조염공(10)과 하나의 주염공(9)을 반복적으로 배열형성하여 염공수가 1:8:8이 되도록 하며, 주염공(9)의 주염공출구(9b)측과 제2보조염공(11)에는 상측방향으로 점진적으로 커지는 환상요홈부(16)를 형성하되 주염공(9)의 둘레에 형성된 8개의 제2보조염공(11)은 상기 환상요홈부(16)에 면적의 반이 걸치는 상태가 되도록 형성한 것을 특징으로 한 고부하 가스버너용 예혼합 연소장치이다.The burner body 15 is fixedly installed by the fixing unit 8 on the upper side of the blower 6 to control the amount of air supplied by adjusting the rotational speed of the DC motor, but the upper part of the blower 6 and the burner body 15 The gas supply pipe (4) is introduced into the mixing section (5) between the bent so that the gas nozzle of the front end to the lower side, while the inner end of the burner body (15) is maintained at a predetermined interval while the mixed base oil flow path Plate (3) (3-1) is installed, and the distribution board (2) (2-1) and the combustion plate (1) in which the large and small distribution holes (14) and (14-1) are drilled are installed in this order. In the combustion plate 1 having the stepped portion 12 formed therein, the main salt holes 9, the first auxiliary salt holes 10 and the second auxiliary salt holes 11 having a cross sectional area ratio of 4: 1.7: 1 are formed. The annular second auxiliary salt holes 11 are arranged in a circular shape around the salt holes 9, and the two first auxiliary salt holes 10 and one main salt holes 9 are repeatedly arranged in a vertical and horizontal state on the outside thereof. formation The number of salts is 1: 8: 8, and the annular groove 16 is gradually formed in the main salt discharge port 9b side and the second auxiliary salt hole 11 of the main flame hole 9 gradually increasing upward. The eight second auxiliary salt holes 11 formed around the main flame hole 9 are premixed combustion apparatuses for the high-load gas burner, which are formed so as to cover half of the area of the annular groove 16. .

이와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the present invention configured as described above are as follows.

가스가 가스공급관(4)를 통하여 가스노즐(7)에서 하향분사되면 송풍기(6)에서 공급되는 공기와 상기 가스가 혼합부(5)에서 예혼합되면서 위로 상승하여 혼합기유로판(3)(3-1)을 따라 흐르게 되므로 혼합되는 과정이 길어져 충분히 혼합된 상태로 되고 연소판(1)과 구멍위치가 다른 분배기관(2)(2-1)에 먼저 접촉 통과되므로 재차 혼합되어진 후연소판(1)의 주염공(9)등을 통하여 분사되는데, 분사되는 혼합가스는 면적이 적은 주염공(9)의 입구(9a)에서 면적이 큰 출구(9b)로 이동되므로 유속이 감소되어 주염공(9)의 출구(9b)에서 분사될때는 감속된 유속에 의하여 안정된 화염을 형성하게 된다.When the gas is injected downward from the gas nozzle 7 through the gas supply pipe 4, the air supplied from the blower 6 and the gas are premixed in the mixing unit 5, and are upwardly raised to mix gas passage plates 3 and 3. -1), so that the mixing process is long, so that the mixing process is long enough, and the combustion plate 1 and the hole position are first passed through the other distribution engines 2 and 2-1. ) Is injected through the main flame hole (9), etc., the mixed gas is moved from the inlet (9a) of the small area of the main flame hole (9) to the outlet (9b) having a large area so that the flow rate is reduced to the main flame hole (9) When injected from the outlet (9b) of the) to form a stable flame by the reduced flow rate.

또한 고부하 연소시에는 혼합상태가 고르고 유속이 감소되어 화염의 부상이 억제되므로 고부하 연소가 가능하게 된다.In addition, during high load combustion, the mixed state is even and the flow rate is reduced, so that the rise of flame is suppressed, so that the high load combustion is possible.

특히, 주염공(9)은 입구(9a)의 면적이 출구(9b)의 면적보다 작게 형성되어 있으므로 혼합가스가 주염공(9)의 출구(9b)를 통과할 때의 유속은 입구(9a)측에서의 유속보다 분출속도보다 크게 감소되므로 최소연소등 연소량이 급변할대도 역화현상이 생기지 않게 되며 이로인해 화염안전영역(고 TDR : Turn Down Ratio)증대가 이뤄지게 된다.In particular, since the area of the inlet 9a is smaller than the area of the outlet 9b in the main flame hole 9, the flow rate when the mixed gas passes through the outlet 9b of the main flame hole 9 is 9 in the inlet 9a. As the flow rate on the side is significantly lower than the ejection speed, the flashback does not occur even when the combustion amount such as the minimum combustion changes suddenly, thereby increasing the flame safety zone (TDR: Turn Down Ratio).

또한 연소판(1)의 상부에서 주염공(9)에 형성되는 환상요홈부(16)에는 ½정도의 제2보조염공(11)들이 걸쳐지도록 형성되어 있으므로 평균분출속도가 종래 보다 크게 저하(종래의 ¼이하)되어 화염이 안정되고, 화염부상이 억제되므로 연소실의 높이가 짧아지고 고부하연소가 가능하게 된다.In addition, since the second auxiliary salt holes 11 of about ½ are formed in the annular groove 16 formed in the main flame hole 9 at the upper portion of the combustion plate 1, the average ejection speed is significantly lower than that of the related art. Less than or equal to) so that the flame is stabilized and the flame injury is suppressed, so that the height of the combustion chamber is shortened and high load combustion is possible.

즉, 주염공(9)에서 분출되는 주화염(9-1)과 제2보조염공(11)을 통하여 분출되는 보조화염(11-1)이 환상요홈부(16)에서 혼합되어 혼합화염(13)으로 형성되면서 완전한 원추형상으로 형성되어지므로 미연소가스가 발생되는 것이 방지되어 질소산화물(NOx)의 저감효과를 가져오게 된다.That is, the main flame 9-1 ejected from the main flame hole 9 and the auxiliary flame 11-1 ejected through the second auxiliary flame hole 11 are mixed in the annular groove 16 and mixed flame 13 It is formed in the form of a) and is formed in a complete cone shape to prevent the generation of unburned gas, resulting in a reduction effect of NOx.

이상과 같이 본 고안은 각 주염공의 입구면적을 적게하고 분출되는 출구면적을 큰환상과 8개의 제2보조염공으로 확개 분출되게 하여 연소량을 증가시켜도 염공에서 분출하는 속도를 대폭 감소시켜 화염의 부상을 억제하고 안정된 화염 형성을 유지하여 고부하 연소를 실현시킬 수 있게 되고 연소소음을 줄일 수 있으며 연소량이 급변하여도 역화가 생기지 않게 되므로 고 TDR을 실현할 수 있게 되고 8개의 보조염공이 구성되어 있으므로 연소판 내에 온도재순환 역할 증대로 예혼합기체의 온도를 상승시켜 저질소산화물(NOx)이 발생되는 희박예혼합연소를 실현시킬 수 있는 유용한 고안인 것이다.As described above, the present invention reduces the inlet area of each main flame hole and expands the exit area to be ejected into a large annular and eight secondary auxiliary salt holes to increase the amount of combustion. It is possible to realize high load combustion by maintaining the stable flame formation and to reduce the combustion noise and to prevent backfire even when the amount of combustion changes rapidly. Therefore, high TDR can be realized and the combustion plate is composed of eight auxiliary flame holes. It is a useful design that can realize lean premixed combustion in which low nitrogen oxides (NOx) are generated by increasing the temperature of the premixed gas by increasing the temperature recycling role therein.

Claims

In the combustion apparatus for the gas burner, a burner main body 15 is installed above the blower 6, and the gas supply pipe 4 is inserted into the mixing section 5 between the upper part of the blower 6 and the burner main body 15. The gas nozzle 7 is installed at the tip of the gas inlet by bending it downward, and the mixing gas flow plates 3 and 3-1 are installed on the lower side of the burner main body 15 so as to alternate with each other. A premixed combustion apparatus for a high load gas burner, characterized in that the distribution boards (2) (2-1) and the separate combustion plate (1) in which the distribution holes (14) (14-1) are drilled are sequentially spaced apart.

According to claim 1, wherein the combustion plate (1) is formed with a main salt hole (9), the first auxiliary salt hole 10 and the second auxiliary salt hole (11) having a cross-sectional area ratio of 4: 1.7: 1, The second auxiliary salt holes 11 are arranged in a circle around the circle), and two first auxiliary salt holes 10 and one main salt holes 9 are repeatedly arranged in a vertical and horizontal state around each of them. 1: 8: 8, and the annular recesses 16 which gradually increase in the upward direction are formed in the main spray hole 9b side and the second auxiliary salt hole 11 of the main flame hole 9, The second auxiliary flame hole (11) formed around the plurality of pre-mixed combustion apparatus for a high-load gas burner, characterized in that half of the area to the annular groove 16.