KR100224460B1 - 공랭식/산소 부화 버너 - Google Patents

공랭식/산소 부화 버너 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스 주입구, 공기 주입구, 그리고 주입 위치가 조정가능한 산소입구가 형성되게 함으로써, 순산소 또는 서로 혼합 부화된 산소와 공기(또는 수기)를 연료에 공급하여 연소시킬 수 있기 때문에, 고온의 단염인 화염을 소재의 종류에 따라 일정한 온도의 적절한 길이를 가진 장염 또는 단염으로 소재를 연소시키기 위해 지속적으로 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 제어가 용이하고 단순하게 제어할 수 있는 공랭식/산소 부화 버너에 관한 것으로서, 중심부에 있는 산소 공급관(10)과 공기 공급관(30) 사이에 가스 공급관(20)이 방사상으로 끼워지고, 상기 공기 공급관(30)상에 있는 보조공기 공급관(50) 사이에 슬러지 공급관(40)이 방사상으로 끼워져서 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

공랭식/산소 부화 버너
본 발명은 버너에 관한 것으로서, 특히 가스 주입구, 공기 주입구, 그리고 주입 위치가 조정가능한 산소 주입구가 형성되게 함으로써, 순산소 또는 서로 혼합부화(富化)된 산소와 공기(또는 수증기)를 연료에 공급하여 연소시킬 수 있기에, 고온의 단염(短炎)인 화염을 소재의 종류에 따라 일정한 온도의 적절한 길이를 가진 장염 또는 단염으로 소재를 연소시키기 위해 지속적으로 공급할 수 있을뿐만 아니라, 제어가 용이하고 단순하제 제작할 수 있는 공랭식/산소 부화 버너에 관한 것이다.
일반적으로 산소 버너는 노(爐)안에 화염을 공급하여 슬러지 등을 연소 소각시키는데 사용되는 화염 공급장치로서, 수냉식 버너가 이용되고 있다.
종래의 버너는 화염 발생원으로 주로 가스와 공기를 혼합하여 이용하는 수냉식 버너로서, 가스가 주입되는 가스 주입구와 공기가 주입되는 공기 주입구가 버너 본체의 일정한 위치에 형성되어 있다. 이 가스 주입구와 공기 주입구를 통해 가스와 공기만을 혼합하여 화염을 발생시킨다.
이와 같이 종래의 버너가 화염의 발생원으로 ,가스와 공기만을 혼합하여 사용함으로 인해서, 노내의 연소 환경을 고온 급속 연소 환경이 되게 하고 있다. 이러한 고온 급속 연소로 인해서, 종래의 버너는 고온 단염으로 형성된 화염만을 만들어 내고 있다.
따라서, 종래의 버너로부터 발생되는 화염은 고온 단염으로 인해서 노내의 온도를 불균일하게 조성할 뿐만 아니라, 소재의 국부가열, 즉 소각시켜야할 슬러지등이 국부적인 부분만이 가열되고 방사(FADIATION)율이 저조하여 소재에 전달되는 열량이 저조하기 때문에 소재의 완전 연소 내지 완전 소각을 달성할 수 없게 된다. 또한, 이러한 고온 단염으로 인한 국부 가열은 용해로 내부 또는 노벽 등의 인화물을 국소적으로 고온화시켜 손상 내지 변형을 초래하고 있다.
뿐만 아니라, 이러한 고온 단염의 화염을 이용하여 소재를 연소시킨 결과 발생되는 연소 배기가스량이 다량이기 때문에 노압(爐壓)이 불균일하여 쉽게 변동되고, 연소 배기가스의 편류의 발생과 함께 편열이 발생되는 문제가 있다.
또한, 이와 같은 종래의 버너로부터 발생되는 단염은 고온 환경(또는 고복사율)을 유지하기가 용이하지 않기 때문에 다이옥신 등의 공기 오염 물질의 연소가 불가능하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 사정 및 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 가스 주입구, 공기 주입구, 그리고 주입 위치가 조정가능한 산소 주입구가 형성되게 함으로써, 순산소 또는 서로 혼합 부화된 산소와 공기를 연료에 공급하여 연소시킬 수 잇기 때문에, 고온의 단염인 화염을 소재의 종류에 따라 일정한 온도의 적절한 길이를 가진 장염 또는 단염으로 소재를 연소시키기 위해 지속적으로 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 제어가 용이하고 단순하게 제작할 수 있는 공랭식/산소부화 버너를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공랭식/산소 부화 버너는 전방에 보염수단이 구비되고, 공기 주입부와 가스 주입부가 형성된 버너에 있어서, 본 발명에 따른 공랭식/산소 부화 버너의 버너본체(1)는 중심부에 있는 산소 공급관(10)과 공기 공급관(30) 사이에 가스 공급관(20)이 방사상으로 끼워지고, 상기 공기 공급관(30)상에 있는 보조공기 공급관(50) 사이에 슬러지 공급관(40)이 방사상으로 끼워져서 구성되며, 상기 보조공기 공급관(50)상에는 냉각공기 공급관(60)이 구비되며, 상기 산소 공급관(10), 가스 공급관(20), 공기 공급관(30), 슬러지 공급관(40), 보조공기 공급관(50) 및 냉각공기 공급관(60)의 일단에는 산소 주입구(11), 가스 주입구(21), 공기 주입구(31), 슬러지 주입구(41), 보조공기 주입구(51) 및 냉각공기 주입구(61)가 각각 형성되며, 각각의 타단에는 산소공급 노즐부(101), 가수공급 노즐부(102), 공기공급 노즐부(103), 슬러지공급 노즐부(104) 및 보조공기 공급 노즐부(105)로 이루어지는 노즐부(100)가 형성되며, 상기 산소 공급관(l0)은 상기 산소 주입구(11)로부터 중앙부를 연통하는 산소 공급통로(12)가 형성되며, 상기 산소 공급관(10)의 외주면과 상기 가스 공급관(20)의 내주면 사이에는 상기 가스 주입구(21)와 연통되는 가스 공급통로(22)가 형성되며, 상기 가스 고급관(20)의 외주면과 상기 공기 공급관(30)의 내주면 사이에는 상기 공급 주입구(31)와 연통되는 공기 공급통로(32)가 형성되며, 상기 공기 공급관(30)의 외주면과 상기 슬러지 공급관(40)의 내주면 사이에는 상기 슬러지 주입구(41)와 연통되는 슬러지 공급통로(42)가 형성되며, 상기 슬러지 공급관(40)의 외면과 상기 보조공기 공급관(50)의 내주면 사이에는 상기 보조공기 주입구(51)와 통되는 보조공기 공급통로(52)가 형성되며, 상기 보조공기 공급관(50)상에 있는 상기 냉각공기 공급관(60)에는 냉각공기 주입구(61)와 연통되는 냉각공기 공급통로(62)가 형성되어 구성되며, 외주면에 제 2 삽입홈(71)이 형성되고 중앙부에 관통구(72)가 형성되어 있는 위치 조정노브(70)가 상기 산소 공급관(10)의 외주면과 제 1 삽입홈(23)이 형성된 가스 공급관(20)의 단부 사이에 끼워지며, 상기 산소 공급관(10)이 상기 위치 조정노브(70)의 관통구(72)를 통해 삽입되어 나사결합되며, 상기 가스 공급관(20)의 제 1 삽입홈(23)과 상기 위치 조정노브(70)의 제 2 삽입홈(71)을 통해 스토퍼(73)가 삽입되어 구성되며, 상기와 같이 구성되는 버너본체(1)의 전방에 설치되고 다수의 염공(炎孔)(81)이 등간격으로 형성되어 있는 보염컵(80)상에 구비되는 플랜지(90)와 상기 냉각공기 공급관(60) 사이에는 감지봉(91)과 점화봉(92)이 설치되어 구성되며, 상기 점화봉(92)이 삽입되는 제 3 삽입홈(93)의 일측은 공기 주입구(94) 및 배기가스 분출구(95)와 연통되며, 상기 배기가스 분출구(95)에는 역화방지용 노즐(96)이 내설되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
제1도는 본 발명에 따른 버너의 개략도.
제2도는 본 발명에 따른 버너의 측단면도.
제3도는 본 발명에 따른 노즐부의 정면도.
제4도는 본 발명에 따른 위치 조정노브의 측단면도.
제5도는 공기중의 산소 농도와 단열화염온도의 비교 다이어그램.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 산소 공급관 20 : 가스 공급관
30 : 공기 공급관 40 : 슬러지 공급관
50:보조공기 공급관 60 : 냉각공기 공급관
70 : 위치 조정노브 80 : 보염컵
90 : 플랜지 100 : 노즐부
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 관련하여 상세히 설명하기로 한다.
제1도는 본 발명에 따른 공랭식/산소 부화 버너의 개략도이며, 제2도는 본 발명에 따른 공랭식/산소 부화 버너의 측단면도이고, 제3도는 본 발명에 따른 공랭식/산소 부화 버너의 노즐부의 정단면도이며, 제4도는 본 발명에 따른 공랭식/산소 부화 버너의 위치 조정노브의 측단면도이고, 제5도는 공기중의 산소농도와 단열화염온도의 비교 다이어그램이다.
상기 첨부 도면 중 제1도 및 제2도에 도시되어 있는 바와 같이, 전방에 보염수단이 구비되고, 공기 주입부와 가스 주입부가 형성된 버너에 있어서, 본 발명에 따른 공랭식/산소 부화 버너의 버너본체(1)는 중심부에 있는 산소 공급관(10)과 공기 공급관(30) 사이에 가수 공급관(20)이 방사상으로 끼워지고, 상기 공기 공급관(30)상에 있는 보조공기 공급관(50) 사이에 슬러지 공급관(40)이 방사상으로 끼워져서 구성되며, 상기 보조공기 공급관(50)상에는 냉각공기 공급관(60)이 구비되며, 상기 산소 공급관(10), 가스 공급관(20), 공기 공급관(30), 슬러지 공급관(40), 보조공기 공급관(50) 및 냉각공기 공급관(60)의 일단에는 산소 주입구(11), 가스 주입구(21), 공기 주입구(31), 슬러지 주입구(41), 보조공기 주입구(51) 및 냉각공기 주입구(61)가 각각 형성되며, 각각의 타단에는 산소공급 노즐부(101), 가스공급 노즐부(102), 공기공급 노즐부(103), 슬러지공급 노즐부(104) 및 보조공기공급 노즐부(105)로 이루어지는 노즐부(100)가 형성되며, 상기 산소 공급관(10)은 상기 산소 주입구(11)로부터 중앙부를 연통하는 산소 공급통로(12)가 형성되며, 상기 산소 공급관(10)의 외주면과 상기 가스 공급관(20)의 내주면 사이에는 상기 가스 주입구(21)와 연통되는 가스 공급통로(22)가 형성되며, 상기 가스 공급관(20)의 외주면과 상기 공기 공급관(30)의 내주면 사이에 상기 공기 주입구(31)와 연통되는 공기 공급통로(32)가 형성되며, 상기 공기 공급관(30)의 외주면과 상기 슬러지 공급관(40)의 내주면 사이에는 상기 슬러지 주입구(41)와 연통되는 슬러지 공급통로(42)가 형성되며, 상기 슬러지 공급관(40)의 외주면과 상기 보조공기 공급관(50)의 내주면 사이에는 상기 보공기 주입구(51)와 연통되는 보조공기 공급통로(52)가 형성되며, 상기 보조공기 공급관(50)상에 있는 상기 냉각공기 공급관(60)에는 냉각공기 주입구(61)와 연통되는 냉각공기 공급통로(62)가 형성되어 구성되며, 외주면에 제 2 삽입홈(71)이 형성되고 중앙부에 관통구(72)가 형성되어 있는 위치 조정노브(70)가 상기 산소 공급관(10)의 외주면과 제 1 삽입홈(23)이 형성된 가스 공급관(20)의 단부 사이에 끼워지며, 싱기 산소 공급관(10)이 상기 위치 조정노브(70)의 관통구(72)를 통해 삽입되어 나사결합되며, 상기 가스 공급관(20)의 제 1 삽입홈(23)과 상기 위치 조정노브(70)의 제 2 삽입홈(71)을 통해 스토퍼(73)가 삽입되어 구성되며, 상기와 같이 구성되는 버너본체(1)의 전방에 설치되고 다수의 염공(81)이 등간격으로 형성되어 있는 보염수단인 보염컵(80)상에 구비되는 플랜지(90)와 상기 냉각공기 공급관(60) 사이에는 감지봉(91)과 점화봉(92)이 설치되며, 상기 플랜지(90)는 상기 버너본체(1)와 결합되어 구성되며, 상기 점화봉(92)이 삽입되는 제 3 삽입홈(93)의 일측은 공기 주입구(94) 및 배기가스 분출구(95)와 연통되며, 상기 배기가스 분출구(95)에는 역화방지용 노즐(96)이 내설되어 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공랭식/산소 부화 버너를 작동하기 위하여, 산소 주입구(11)는 산소 저장탱크(도면상에 미도시됨)에 연결되고, 가스 주입구(21)는 LPG 저장탱크(도면상에 미도시됨)에 연결되며, 공기 주입구(31)는 냉각공기를 위한 콤프레셔(도면상에 미도시됨)에 연결되며, 슬러지 주입구(41)는 슬러지 저장탱크(도면상에 미도시됨)에 연결되며, 보조공기 주입구(51)는 링블로우어(RING BLOWER)(도면상에 미도시됨) 등에 연결된다. 상기와 같이 연결시키기 위하여 산소 주입구(11), 가스 주입구(21), 공기 주입구(31), 슬러지 주입구(41) 및 보조공기 주입구(51) 각각에는 나사부가 형성되어 있다(제2도 참조).
그리고, 제 3 삽입홈(93)의 일측에 형성되어 있는 공기 주입구(94) 및 배기 가스 분출구(95)에는 각각 공기 주입관 및 배기가스 분출관(도면상에 미도시됨)를 연결시키기 위하여 나사부가 형성되어 있다(제2도 참조).
또한, 상기 일련의 장치 내지 수단들을 동작시키기 위해 설치되는 중앙 통제부인 콘트롤 패널(도면상에 미도시됨)상에는 다양한 용도의 스위칭 수단이 장착되어 있는데, 이러한 다양한 용도의 스위칭 수단들은 감지봉(91), 점화봉(92), 배기가스 분출구(95), 링블로우어 및 콤프레셔 등과 접속되어 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공랭식/산소 부화 버너는 하기와 같이 작동된다.
먼저, 콘트롤 패널상에 장착되어 있는 다양한 용도의 스위치를 작동시키고, 산소 저장탱크상의 밸브를 개방하여 버너본체(1)에 내설되어 있는 산소 공급관(10)의 산소 주입구(11)를 통해 산소를 주입하면, 주입된 산소는 산소 공급통로(12)를 통해 유동된 후 산소공급 노즐부(101)를 통해 전방(또는 보염컵의 입구부)으로 토출된다. 또한, 중앙 통제부의 작동에 의해 LPG 저장탱크의 밸브를 개방하여 가스 공급관(20)의 가스 주입구(21)를 통해 가스(LPG 등과 같은 가스)를 주입하면, 주입된 가스는 가수 공급통로(22)를 통해 유동된 후에 가스공급 노즐부(102)를 통해 전방으로 토출된다. 그리고, 중앙 통제부의 제어에 의한 콤프레셔의 작동에 의해 공급관(30)의 공기 주입구(31)를 통해 공기를 주입하면, 주입된 공기는 공기 공급통로(32)를 통해 유동된 후에 공기공급 노즐부(103)를 통해 전방으로 토출되고, 공기 주입구(94)를 통해 공기를 주입하면 점화봉(92)의 전방(또는 노즐부의 측방)으로 토출된다. 슬러지 저장탱크상의 밸브를 개방하여 술러지 공급관(40)의 슬러지 주입구(41)를 통해 슬러지를 주입하면, 주입된 슬러지는 슬러지 공급통로(42)를 통해 유동된 후에 슬러지공급 노즐부(104)를 통해 전방으로 토출된다. 중앙 통제부의 제어에 의한 링블로우어의 작동에 의해 보조공기 공급관(50)의 보조공기 주입구(51)를 통해 보조공기를 주입하면, 주입된 보조공기는 보조공기 공급통로(52)를 통해 유동된 후에 보조공기공급 노즐부(102)를 통해 전방으로 토출된다.
이와 같이 버너본체(1)의 노즐부(100)의 전방 또는 점하봉(92)의 전방에 모여진 가스, 공기, 산소는 서로 혼합된 상태에서 점호봉(92)에 의해 점화시키면 화염이 발생되고, 이 화염과 함께 슬러지가 연소된다. 이와 같이 발생된 화염은 보염컵(80)의 염공(81) 또는 전방부를 통해 노안으로 토출하게 된다.
부가하여, 상기 버너에 산소의 공급이 불필요한 경우에는 산소 저장탱크상의 밸브를 폐쇄시켜 공기와 가스만으로 버너를 작동시킬 수 있다. 따라서, 공기와 가스만을 이용하여 버너를 사용할 수 있고, 또는 상기와 같이 공기와 가스에 산소를 첨가(산소 부화) 혼합하여 버너를 사용할 수 있다.
한편, 이와 같이 발생되는 화염은 소재, 즉 슬러지의 종류에 따라 화염의 길이가 장염 또는 단염일 것이 요구되는데, 제2도 및 제4도에 도시되어 있는 바와 같이, 화염을 장염 또는 단염으로 조절하기 위하여 본 발명에서는 위치 조정노브(70)가 장착된다. 상기 위치 조정노브(70)의 중앙에 형성되어 있는 관통구(72)의 내주면상에는 나사부가 형성되어 있고, 산소 공급관(10)의 외주면상에는 나사부가 형성되어 있기 때문에, 상기 산소 공급관(10)이 상기 위치 조정노브(70)의 관통구(72)를 통해 삽입되어 나사결합될 수 있다. 또한, 나사결합되어 있는 상기 위치 조정노브(70)의 회전 시에 위치 조정노브(70)의 좌우이동을 저지시키기 위하여 스토퍼(73)가 취부되는데, 상기 스토퍼(73)는 가스 공급관(20)의 단부에 형성되어 있는 제 1 삽입홈(23)을 통해 삽입된 후에, 상기 위치 조정노브(70)의 외주면상에 형성되어 있는 제 2 삽입홈(71)을 통해 삽입되어진다. 이와 같이 삽입홈(23, 71)을 통해 스토퍼(73)를 삽입시키면 고정되어 있는 가스 공급관(20)에 위치 조정노브(70)가 고정되는 상태(엄밀하게 말하면 좌우이동만을 고정시킴)가 된다. 이와 같이 스토퍼(73)가 취부된 상태에서 일정한 구동수단에 의해 위치 조정노브(70)를 회전시키면, 상기 위치 조정노브(70)와 나사결합되어 있는 산소 공급관(10)이 좌우로 이동된다.
(이 때, 스토퍼의 단부는 위치 조정노브의 제 2 삽입홈을 따라 슬라이딩된다).
이와 같은 산소 공급관(10)의 좌우이동 가능함이 산소 공급 위치를 조절할 수 있게 한다. 즉, 제2도에 도시되어 있는 바와 같이, 도면상에서 우측방향으로 산소 공급관(10)을 이동시키면, 산소가 토출되는 산소공급 노즐부(101)가 노즐부(100)로부터 멀지게 되며, 좌측방향으로 산소 공급관(10)을 이동시키면, 산소공급 노즐부(101)가 노즐부(100)와 가까워진다. 상기와 같이, 산소 공급 내지 혼합위치(즉, 산소공급 노즐부)를 조절할 수 있기 때문에, 화염을 장염 또는 단염으로 자유롭게 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 고온의 복열로 인한 버나 노즐부(100)의 손상 내지 변형을 방지할 수 있다.
상기 산소 주입구(11)와 산소 저장탱크를 서로 연결시키는 관로(13)상에는 산소 공급량을 조절하기 위한 체크 밸브(14)가 부설된다.
또한, 공기 공급관(30)을 통해 유입되는 공기는 콤프레셔에 의한 압축공기이기 때문에, 버너 노즐부(100)의 선단을 냉각시킬 수 있어 고온에 의한 손상으로부터 보호할 수 있다.
본 발명에 따른 버너의 보염컵(80)은 노즐부(100부터 분출되는 화염를 모아주기 때문에, 그 만큼 화염의 온도를 고온화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 화염의 안전성을 보장해 준다.
본 발명에 따른 버너의 점화봉(92)은 점화수단이며, 감지봉(91)은 착화 감지수단으로서 버너의 안전성을 보장해 준다. 또한, 불안정한 연소와 소화 및 실화를 방지하기 위하여 착화용 보조 버나를 취부할 수 있으며, 이에 따라 불연소성 물질이나 수분이 함유된 소재가 유입 분출되더라도 연속 운전을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 버너의 배기가스 분출구(95)상에 부설된 역화방지용 노즐(96)을 통하여 역화를 방지함과 동시에 연소가수를 고속 선회하도록하여 완전연소를 보장하여 준다.
본 발명에 따른 버너의 냉각공기 공급관(60)의 냉각공기 공급통로(62)를 통해 냉각공기, 즉 자연풍이 공급됨으로써 화염을 지속시킬 수 있을 뿐만 아니라, 노즐부(100)의 선단을 고온에 의한 손상으로부터 보호해 줄 수 있다.
제3도에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 버너의 노즐부(100)에 있어서, 보조공기공급 노즐부(105) 및 슬러지공급 노즐부(104)는 등간격의 다수의 천공부로 이루어지는데, 이러한 천공부는 버너의 종류에 따라 적절한 개수로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 공기 공급관(30)을 통해 압축 공기 대신에 수증기(또는 스팀), 즉 산소염의 고온 복사열에 의한 전달열에 의해 발생된 과열 증기를 공급하여, 가스와 산소를 혼합시켜 화염을 발생시켰다.
이와 같이 발생된 화염은 압측 공기에 의해 발생된 화염에 비해 소재를 연소시킨 결과 NOx를 저감시킬 수 있었으며, 발열량을 50% 이상 증가시킬 수 있었다. 또한, 소재에 대한 전달열량이 증가되었으며, 배기가스량의 감소로 인해 노안의 온도를 고온화 및 고복사화시킬 수 있었으며, 이에 따라 소재의 복사 전달열량이 증가되었으며, 이와 함께 수증기와 이산화탄소의 분압 증가로 고복사율을 얻을 수 있었다.
또한, 공기에 의한 버너는 ±8%의 온도 편차가 나타났으나, 수증기에 의한 버너는 ±5%의 온도 편차가 나타나 그 만큼 노내의 온도가 균온화됨을 볼 수 있었다.
본 발명의 실시를 위해 적용된 소형 산소 버너는 60,000kcal/Hr∼80,000kal/Hr의 연소량이 발생될 수 있도록 그 설비를 단순화시킬 수 있었다.
그리고, 제5도는 공기중의 산소농도(수평축)와 단열화염온도(수직축)의 비교 다이어그램으로서, 공기중의 산소 농도가 높을수록 단열화염의 온도가 상승하게 됨을 알 수 있다. 제5도상의 (I)은 수소(H2)에 적용한 결과이며, (Ⅱ)는 메탄(CH4)에 적용한 결과이다.
공기 중에는 약 21%의 산소가 함유되어 있는데, 이러한 공기에 산소의 공급량이 많으면 많을수록 화염의 온도가 상승하기 때문에, 본 발명에 따른 산소 주입구를 통해 산소의 공급량을 적절하게 조절함으로써, 소재에 따른 적절한 온도를 노내부에 공급할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 버너에 산소를 공급하여 온도를 높일수록 배기가스가 연소됨으로써 배기가스량을 그 만큼 감소시킬 수 있다.
또 다른 실시예로서 본 발명에 따른 버너는 소재의 종류에 따라 복수 또는 다수의 버너가 노에 장착되어 사용될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공랭식/산소 부화 버너는 공기와 가스만을 이용하여 화염을 발생시킬 수 있을 뿐만 아니라, 버너의 사용 용도에 따라 공기 및 가수에 산소를 부화(또는 첨가)하여 화염을 발생시킬 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 위치 조정노브(70)에 의하여 산소의 혼합위치를 조절할 수 있기 때문에 화염을 장염 또는 단염으로 자유롭게 조절하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 역화방지용 노즐(96)을 설치함으로써 혼합 가스의 분출 속도 및 연소 속도의 증감이 가능하며, 불연소성 슬러지 물질 등에 의한 소화 내지 실화를 예방할 수 있다.
본 발명에 따른 공랭식/산소 부화 버너는 산소를 부화할 수 있기 때문에 고온의 환경을 유지시킬 수 있어 무용의 질소계를 저감시킬 수 있고, 연소 시 발생하는 배기가스량을 소량으로 줄일 수 있다. 또한, 산소 공급량에 따라 온도 조절이 가능하기 때문에(상술한 바와 같이, 산소의 공급량이 많으면 많을수록 그 만큼 온도가 상승됨), 소재의 종류에 따라 산소 공급량을 조절하여 온도를 조절할 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 본 발명의 버너에 의한 고온 환경은 다이옥신 등의 공기 오염물질을 열분해 배출하여 공기 오염을 방지할 수 있으며, 이렇게 함으로써 고온에 의해 소각된 물질을 재사용 할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명에 따른 버너는 고온의 연소 가스와 고복사율을 발생시키고, 고내의 균온성을 유지시킬 수 있기 때문에, 소재에 전달 열량을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 국소 고온화에 의한 국부 손상을 방지할 수 있으며, 연소 배기가스가 CO2의 농도 및 H2O(슬러지 또는 수증기로부터 발생함)의 농도가 높기 때문에 CO2의 회수가 용이하다. 그리고, 공급되는 산소가 고농도이기 때문에 버너 본체의 연결을 단순 배관시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 공랭식/산소 부화 버너는 산소, 공기(또는 수증기), 연료(가스, 액체, 페유 등), 슬러지, 냉각공기(예열공기) 등을 버나 본체애 투입시켜 노즐 선단에서 분출 선회하여 고속으로 연소하도록 구성되었으며, 이에 따라 발생되는 고온의 확산 화염을 형성할 수 있어 그 화염의 충류에 슬러지 등의 소재의 입자가 유입되어 소각, 증발, 용융 및 열분해되고, 이렇게하여 발생된 고온의 배기가스가 냉각 또는 고온화되어 노안으로 투입되어 노의 효율을 상승시킬 수 있게 된다. 이와 함께 소각 처리된 소재 물질을 회수하여 재사용할 수 있도록 설비를 실용화할 수 있다.
산소 버너의 특성이 확산형 충류의 단염이기 때문에 유입되는 소재의 양적소각 분리 시에 복수의 버너를 설치하거나 수증기를 투입하여 장염인 화염을 발생시켜 노의 균온성을 유지함으로써 온도 편차를 저감시킬 수 있다.

Claims (2)

  1. 공기 주입구를 가진 공기 공급관과 가스 주입구를 가진 가스 공급관으로 이루어지는 버너본체를 구비하고, 버너본체의 전방에 보염수단이 구비된 버너에 있어서, 버너본체(1)는 중심부에 있는 산소 공급관(10)과 공기 공급관(30) 사이에 가스 공급관(20)이 방사상으로 끼워지고, 상기 공기 공급관(30)상에 있는 보조공기 공급관(50) 사이에 슬러지 공급관(40)이 방사상으로 끼워져서 구성되며, 상기 보조공기 공급관(50)상에는 냉각공기 공급관(60)이 구비되며, 상기 산소 공급관(10), 가스 공급관(20), 공기 공급관(30), 슬러지 공급관(40), 보조공기 공급관(50) 및 냉각공기 공급관(60)의 일단에는 산소 주입구(11), 가스 주입구(21), 공기 주입구(31), 슬러지 주입구(41), 보조공기 주입구(51) 및 냉각공기 주입구(61)가 각각 형성되며, 각각의 타단에는 산소공급 노즐부(101), 가스공급 노즐부(102), 공기공급 노즐부(103), 슬러지공급 노즐부(l04) 및 보조공기 공급 노즐부(105)로 이루어지는 노즐부(100)가 형성되며, 상기 산소 공급관(10)은 상기 산소 주입구(11)로부터 중앙부를 연통하는 산소 공급통로(12)가 형성되며, 상기 산소 공급관(10)의 외주면과 상기 가스 공급관(20)의 내주면 사이에는 상기 가스 주입구(21)와 연통되는 가스 공급통로(22)가 형성되며, 상기 가스 공급관(20)의 외주면과 상기 공기 공급관(30)의 내주면 사이에는 상기 공기 주입구(31)와 연통되는 공기 공급통로(32)가 형성되며, 상기 공기 공급관(30)의 외주면과 상기 슬러지 공급관(40)의 내주면 사이에는 상기 슬러지 주입구(41)와 연통되는 슬러지 공급통로(42)가 형성되며, 상기 슬러지 공급관(40)의 외주면과 상기 보조공기 공급관(50)의 내주면 사이에는 상기 보조공기 주입구(51)와 연통되는 보조공기 공급통로(52)가 형성되며, 상기 보조공기 공급관(50)상에 있는 상기 냉각공기 공급관(60)에는 냉각공기 주입구(61)와 연통되는 냉각공기 공급통로(62)가 형성되어 구성되며, 외주면에 제 2 삽입홈(71)이 형성되고 중앙부에 관통구(72)가 형성되어 있는 위치 조정노브(70)가 상기 산소 공급관(10)의 외주면과 제 1 삽입홈(23)이 형성된 가스 공급관(20)의 단부 사이에 끼워지며, 상기 산소 공급관(10)이 상기 위치 조정 노브(70)의 관통구(72)를 통해 삽입되어 나사결합되며, 상기 가스 공급관(20)의 제 1 삽입홈(23)과 상기 위치 조정노브(70)의 제 2 삽입홈(71)을 통해 스토퍼(73)가 삽입되어 구성되는 것을 특징으로 하는 공랭식/산소 부화 버너.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 버너본체(1)의 전방에 설치되고 다수의 염공(81)이 등간격으로 형성되어 있는 보염수단인 보염컵(80)상에 구비되는 플랜지(90)와 상기 냉각공기 공급관(60) 사이에는 감지봉(91)과 점화봉(92)이 설치되어 구성되며, 상기 점화봉(92)이 삽입되는 제 3 삽입홈(93)의 일측은 공기 주입구(94) 및 배기가스 분출구(95)와 연통되며, 상기 배기가스 분출구(95)에는 역화방지용 노즐(96)이 내설되어 구성되는 것을 특징으로 하는 공랭식/산소 부화 버너.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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