KR0151641B1 - Catalyst combustion burner - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가스연료를 연소용 촉매에서 전2차공기식(완전확산식)으로 연소시킬때에 촉매층내로 연소용 공기의 확산을 원활하게 하여 연소성능을 향상시키며 촉매버너로부터의 열전달을 증가시키기 위하여 촉매버너표면에 연소용 공기를 공급할 수 있도록 촉매버너 본체에 팬을 설치하고 이를 제어할 수 있는 것으로서, 연소용 공기를 전2차공기식 촉매연소버너 표면에 강제적으로 공급하여 연소성능를 향상시켜 촉매버너를 수직, 상향, 하향의 어떠한 방식으로 설치하든지 완전요소가 가능케하고, 촉매층의 온도가 촉매의 내구성 온도 이상으로 올라가지 않도록 촉매층에 설치된 열전대(5)의 온도를 감지하여 제어기(8)에 의해서 팬(6)의 풍량을 제어하는 것이다.The present invention facilitates the diffusion of combustion air into the catalyst layer when the gas fuel is burned from the catalyst for combustion in a full secondary air type (complete diffusion type) to improve combustion performance and increase heat transfer from the catalyst burner. The fan is installed on the main body of the catalyst burner so as to supply the combustion air to the surface of the catalyst burner, and the fan can be controlled by forcibly supplying the combustion air to the surface of the catalytic air burner to improve combustion performance. Can be installed in any of the vertical, upward, and downward directions, allowing the complete element and sensing the temperature of the thermocouple 5 installed in the catalyst bed so that the temperature of the catalyst bed does not rise above the catalyst endurance temperature. 6) to control the air volume.
Description
제1도는 횡류형팬을 설치한 촉매버너의 단면도.1 is a cross-sectional view of a catalytic burner provided with a cross flow fan.
제2도는 촉매버너의 외형도.2 is an external view of the catalyst burner.
제3도는 촉매버너의 설치방법에 따른 연소효율의 변화.3 is a change in combustion efficiency according to the installation method of the catalyst burner.
제4도는 공기 공급량에 따른 연소효율과 촉매층의 온도변화.4 is the combustion efficiency and the temperature change of the catalyst bed according to the air supply amount.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 촉매버너 몸체 2 : 보온재매트1: catalyst burner body 2: thermal insulation mat
3 : 촉매 4 : 가스노즐3: catalyst 4: gas nozzle
5 : 열전대 6 : 팬5: thermocouple 6: fan
7 : 전열선 8 : 제어기7: heating wire 8: controller
본 발명은 가스연료를 연소용 촉매에서 전2차공기식(완전 확산식)으로 연소시킬때에 촉매층내로 연소용 공기의 확산을 원활하게 하여 연소성능을 향상시키며 촉매버너로부터의 열전달을 증가시키기 위하여 촉매버너표면에 연소용 공기를 공급할 수 있도록 촉매버너 본체에 팬을 설치하고 이를 제어할 수 있는 촉매연소버너이다.The present invention facilitates the diffusion of combustion air into the catalyst layer when the gas fuel is burned from the catalyst for combustion in a full secondary air type (full diffusion type) to improve combustion performance and to increase heat transfer from the catalyst burner. It is a catalytic combustion burner that can install and control a fan in the catalytic burner main body to supply combustion air to the surface of the catalytic burner.
종래의 전2차공기식 촉매연소버너는 수직이나 혹은 상향(촉매표면이 위로 향함)으로 설치하는 경우에는 별도의 연소용 공기를 공급하는 장치가 없이 완전 자연확산에 의하였다. 이때의 열전달은 복사전열이 지배적이다. 반면에 촉매버너를 하향(촉매표면이 아래로 향함)으로 설치하는 경우에는 연소용 공기의 확산이 원활하지 못해 연소성능이 떨어지게 된다.Conventional all-air air catalytic combustion burners are installed by vertically or upwardly (catalyst face upwards), by means of completely natural diffusion, without a separate device for supplying combustion air. Radiation heat is dominant at this time. On the other hand, when the catalyst burner is installed downward (catalyst surface is downward), combustion performance is poor because diffusion of combustion air is not smooth.
본 발명에서는 전2차공기식 촉매연소버너를 수직, 하향, 상향, 등 어느 조건에서 사용하여도 완전연소가 이루어지며 촉매버너로 부터의 열전달이 효과적으로 이루어질 수 있도록 촉매연소버너를 개발하였다.In the present invention, the catalytic combustion burner has been developed so that the entire combustion can be achieved by using all-air catalytic combustion burner vertically, downwardly, upwardly, and in such a manner that heat transfer from the catalyst burner can be effectively performed.
이와같이된 본 발명의 요지를 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail in conjunction with the accompanying drawings the gist of the present invention as follows.
전2차공기식 촉매연소버너는 일반적으로 연소부하가 낮고 촉매층의 온도가 최고600℃ 정도 이어서 주로 실내나 공장 등의 난방이나 혹은 산업공정중의 저온 건조나 저온가열분야에서 이용되고 있다. 이 촉매버너는 제1도와 같이 버너몸체(1)안에 세라믹파이버을 사용한 보온재매트(2), 촉매층(3), 촉매층의 온도를 감지하는 열전대(5),예열장치인 전열선(7)으로 구성된다. 가스연료는 노즐(4)을 통하여 공급하고 연소용 공기는 촉매버너의 표면으로부터 확산에 의해 공급된다. 여기에 사용되는 촉매는 주로 무기질 섬유상 물질에 귀금속 혹은 금속산화물 촉매를 담지한 것이다. 이러한 촉매의 내구온도는 무기질 섬유상물질의 비표면적을 높게 유지할 수 있도록 일반적으로 최고 600℃이내가 된다.Since all secondary air type catalytic combustion burners have low combustion load and the temperature of catalyst bed is up to 600 ℃, they are mainly used in indoor or factory heating or low temperature drying or low temperature heating in industrial process. The catalyst burner is composed of a heat insulating material mat (2) using ceramic fibers in the burner body (1), a catalyst layer (3), a thermocouple (5) for sensing the temperature of the catalyst layer, and a heating wire (7) as a preheating device. Gas fuel is supplied through the nozzle 4 and combustion air is supplied by diffusion from the surface of the catalyst burner. The catalyst used here mainly carries a noble metal or metal oxide catalyst on an inorganic fibrous material. The endurance temperature of these catalysts is generally up to 600 ° C. to keep the specific surface area of the inorganic fibrous material high.
전2차공기식 촉매연소버너는 연소용 공기의 공급이 전적으로 자연확산에 의해 이루어지기 때문에 이로 인하여 촉매버너를 설치하는 방법에 따라서 연소용 공기의 확산이 원활하지 않아 완전연소가 이루어지지 못하는 경우가 많다. 예로써 촉매연소버너를 수직과 상향으로 설치할 경우에는 연소용 공기의 확산이 별도의 장치가 없이 자연확산만으로도 충분하지만, 만약 촉매연소버너를 하향으로 설치할 경우에는 연소용 공기가 촉매층으로 확산이 어려워지기 때문에 연소성능이 급격히 떨어진다.Since the supply of combustion air is entirely made by natural diffusion, all secondary air-type catalytic combustion burners cannot be completely burned because the diffusion of combustion air is not smooth depending on the method of installing the catalyst burner. many. For example, when the catalytic combustion burner is installed vertically and upwardly, the diffusion of combustion air is sufficient without a separate device. However, when the catalytic combustion burner is installed downward, the combustion air becomes difficult to diffuse into the catalyst layer. As a result, combustion performance drops sharply.
이러한 문제를 해결하기 위하여 촉매버너표면에 연소용 공기를 강제로 공급할 수 있는 팬(6)을 촉매버너의 몸체와 일체형으로 설치하였다. 특별히 여기에 사용하는 팬은 회전수변환에 의한 풍량조절이 가능하고 촉매버너의 구조에 적합한 횡류(橫流)형팬을 설치하였다. 원심송풍기는 일반적으로 축방향으로 공기를 흡입하여 이것에 직각이 되는 블레이드의 반경방향으로 토출하는 구조이다. 그러나 본 장치에서 사용한 횡류형 팬은 공기를 블레이드의 반경방향에서 흡입하고 동시에 블레이드의 반경방향으로 토출한다. 횡류형팬의 이러한 구조적 특성을 이용하여 이것을 본 장치에 응용하게 되면 제2도와 같은 구조로 설치가 가능하게 된다. 이렇게 함으로써 촉매연소버너의 몸체와 팬을 일체형으로 제작하여 그 크기를 최소화할 수 있으며 또한 횡류형팬의 흡입측을 촉매버너 본체의 뒷면 전체를 감싸게 함으로서 촉매버너 본체의 뒷면을 통하여 방열되는 손실열을 회수할 수 있다. 그리고 연소용 공기를 촉매표면에 강제적으로 공급함으로 촉매버너 표면에서 발생하는 고온의 연소가스를 강제적으로 배기시켜서 대류 열전달을 증가시킬 수 있다.In order to solve this problem, a fan 6 capable of forcibly supplying combustion air to the surface of the catalyst burner was integrally installed with the body of the catalyst burner. In particular, the fan used here is equipped with a crossflow fan which can control the air volume by the rotation speed conversion and is suitable for the structure of the catalyst burner. Centrifugal blowers generally have a structure in which air is sucked in the axial direction and discharged in a radial direction of a blade perpendicular to the blade. However, the cross-flow fan used in this apparatus sucks air in the radial direction of the blade and simultaneously discharges it in the radial direction of the blade. By applying this structural feature of the crossflow fan to the device, it is possible to install the structure as shown in FIG. By doing so, the body and the fan of the catalytic combustion burner can be manufactured in one piece to minimize the size. Also, the suction side of the cross flow fan can cover the entire back of the catalyst burner body, thereby recovering the heat lost through the back of the catalyst burner body. can do. By forcibly supplying combustion air to the catalyst surface, convective heat transfer can be increased by forcibly evacuating the high temperature combustion gas generated from the surface of the catalyst burner.
일반적으로 팬에 의한 연소용 공기의 공급량이 증가하면 촉매층에서의 연소가 촉진되어 촉매층의 온도가 올라간다. 확산공기의 공급이 과도하게 되면 촉매층의온도가 촉매의 내구온도 보다 더 높게되어 촉매가 손상되고, 반대로 공기량이 부족하게 되면 연소가 불량하여 촉매층의 온도가 낮아지게 된다. 따라서 촉매의 내구성르 확보하고 연소성능을 최고로 유지하기 위해서 열전대(5)를 통하여 감지한 촉매층의 온도가 촉매의 최고사용온도 가까이되도록 제어기(8)를 통하여 팬(6)의 회전속도를 조절하여 연소용 공기량을 조절하도록 한다. 이로써 촉매버너의 가스량을 임의로 조절하여도 촉매버너를 최적의 연소상태로 운전하는 것이 가능하게 된다.In general, when the supply amount of combustion air by the fan is increased, combustion in the catalyst layer is promoted, and the temperature of the catalyst layer is increased. When the supply of diffusion air is excessive, the temperature of the catalyst layer is higher than the endurance temperature of the catalyst, and the catalyst is damaged. On the contrary, when the air volume is insufficient, combustion is poor and the temperature of the catalyst layer is lowered. Therefore, in order to ensure the durability of the catalyst and to maintain the best combustion performance, the rotation speed of the fan 6 is controlled through the controller 8 so that the temperature of the catalyst layer detected through the thermocouple 5 is close to the maximum operating temperature of the catalyst. Adjust the air volume. This makes it possible to operate the catalyst burner in an optimal combustion state even if the amount of gas in the catalyst burner is arbitrarily adjusted.
다음에 본 발명의 실시예를 설명한다.Next, an embodiment of the present invention will be described.
제3도는 다공성 무기질 섬유상물질에 백금을 0.8% 담지한 백금촉매를 가지고 순수 프로판(C3H8)가스를 이용하여 촉매연소버너를 수직, 상향, 하향상태에서의 각각 연소효율을 측정한 결과이다. 수직과 상향으로 설치한 경우에는 열량이 0.6-2.0Kcal/hr.cm2일때 100%의 연소효율이 달성되지만 하향으로 설치한 경우에는 열량이 증가할수록 연소효율이 급격히 감소하며 완전연소에 이르지 못한다.3 is a result of measuring the combustion efficiency of the catalytic combustion burners in the vertical, upward and downward states using pure propane (C 3 H 8 ) gas with platinum catalyst loaded with 0.8% platinum on the porous inorganic fibrous material. . When installed vertically and upwardly, 100% combustion efficiency is achieved when the heat quantity is 0.6-2.0Kcal / hr.cm 2, but when installed downwardly, the combustion efficiency decreases rapidly as the heat quantity increases and does not reach full combustion.
촉매연소버너를 하향으로 설치한 상태에서 연소용 공기를 강제적으로 촉매표면에 공급하였을 때의 연소효율의 결과는 제4도와 같고, 연소용 공기의 공급량이 증가할수록 연소효율은 증가하여 이론공기량의 3배 이상일 때는 연소효율이 100%가 되어 완전연소가 이루어졌다. 그리고 촉매층에서의 온도는 연소용 공기의 공급량이 증가하면 함께 증가하여 이론공기량의 6배 이상으로 증가하면 600℃ 이상으로 되었다. 본 발명에 사용한 촉매의 내구온도는 600℃ 이므로 촉매층의 온도가 600℃ 이상으로 올라가면 제어기(8)에 의해서 팬의 회전속도를 조절하여 연소용 공기의 공급량을 제어하여 촉매의 온도가 600℃를 넘지 않도록 하였다.The result of combustion efficiency when forcibly supplying combustion air to the catalyst surface with the catalytic combustion burner installed downward is as shown in FIG. 4, and the combustion efficiency increases as the supply of combustion air increases, increasing the theoretical air volume by 3%. When more than twice, the combustion efficiency became 100% and complete combustion was achieved. In addition, the temperature in the catalyst bed increased with increasing supply of combustion air, and became 600 ° C. or higher when it increased to six times or more the theoretical air amount. Since the endurance temperature of the catalyst used in the present invention is 600 ° C, when the temperature of the catalyst bed rises above 600 ° C, the controller 8 controls the rotational speed of the fan to control the supply amount of combustion air so that the temperature of the catalyst does not exceed 600 ° C. It was not.
Claims (4)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019950025874A KR0151641B1 (en) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | Catalyst combustion burner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019950025874A KR0151641B1 (en) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | Catalyst combustion burner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR970011559A KR970011559A (en) | 1997-03-27 |
| KR0151641B1 true KR0151641B1 (en) | 1998-10-01 |
Family
ID=19424033
Family Applications (1)
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| KR1019950025874A KR0151641B1 (en) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | Catalyst combustion burner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR0151641B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018030604A1 (en) | 2016-08-08 | 2018-02-15 | 주식회사 지엔티엔에스 | Burner using high-temperature combustion catalyst |
-
1995
- 1995-08-22 KR KR1019950025874A patent/KR0151641B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018030604A1 (en) | 2016-08-08 | 2018-02-15 | 주식회사 지엔티엔에스 | Burner using high-temperature combustion catalyst |
| US11015802B2 (en) | 2016-08-08 | 2021-05-25 | Sunggwang E&Tech Co., Ltd. | Burner using high-temperature combustion catalyst |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970011559A (en) | 1997-03-27 |
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