KR100551984B1

KR100551984B1 - LOW NOx BURNER

Info

Publication number: KR100551984B1
Application number: KR1020030008427A
Authority: KR
Inventors: 고동완
Original assignee: 주식회사 부-스타
Priority date: 2003-02-11
Filing date: 2003-02-11
Publication date: 2006-02-20
Also published as: KR20030017601A

Abstract

본 발명은 산업용 저녹스 버너에 관한 것으로, 그 목적은 다단으로 급기하면서 화염 표면적을 극대화하여 복사 열전달을 촉진 질소산화물(NO_X)의 생성을 방지하는 것이다.The present invention relates to an industrial low-nox burner, the object of which is to maximize the flame surface area while supplying in multiple stages to prevent the generation of nitrogen oxides (NO _X ) to promote radiant heat transfer.

이를 위해 본 발명에 따른 산업용 저녹스 버너에 의하면, 디퓨저(40)의 메인-급기구(42)와 서브-급기구(43)들을 통해 공기를 다단으로 공급함과 동시에 다수개의 1차 노즐(31)과 2차 노즐(32)을 통해 분할화염이 발생된다. 이에 따라 연료가 보다 완전하게 연소되는 것은 물론이며 화염 표면적이 극대화되면서 이들의 복사열 전달의 촉진으로 화염온도가 저하되어 녹스(NO_X) 발생이 방지되는 작용효과가 있다. 또한, 하향 경사진 2차 노즐(32)들의 화염에 의해 화실(F.R)내에서는 배기가스 내부 재순환이 이루어지며, 이것에 의해 녹스 발생을 보다 효과적으로 방지하는 작용효과가 있다. To this end, according to the industrial low-nox burner according to the present invention, a plurality of primary nozzles (31) while simultaneously supplying air in multiple stages through the main-supply (42) and sub-supply (43) of the diffuser (40). And the split flame is generated through the secondary nozzle 32. This is done in accordance with the fuel is more complete combustion as well as a maximum surface area of the flame is a flame temperature reduction in the promotion of these radiant heat transfer there are advantageous effects that the generation Knox (NO _X) prevented. In addition, internal combustion of the exhaust gas is performed in the flame chamber FR by the flames of the downwardly inclined secondary nozzles 32, and thus, there is an effect of more effectively preventing the generation of rust.

Description

Low NOx BURNER for Industrial Use

도 1은 본 발명에 따른 산업용 저녹스 버너의 전체적인 구조를 보인 것이다.Figure 1 shows the overall structure of an industrial low knox burner according to the present invention.

도 2는 도 1의 Ⅱ 부위를 발췌하여 보인 것이다.FIG. 2 is an excerpt of the II site of FIG. 1.

도 3은 본 발명에 따른 연료공급관의 선단 구조를 발췌하여 보인 사시도이다.3 is a perspective view showing the front end structure of the fuel supply pipe according to the present invention.

도 4는 도 2의 화살표 Ⅳ 방향에서 본 저면도로, 디퓨져 및 노즐수단의 구조를 보인 것이다.Figure 4 is a bottom view as seen from the arrow IV direction of Figure 2, showing the structure of the diffuser and the nozzle means.

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 산업용 저녹스 버너의 연소상태를 개략적으로 보인 것이다.5 and 6 schematically show the combustion state of the industrial low-nox burner according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *

10..프레임판넬 20..연료공급관 10. Frame panel 20. Fuel supply pipe

30..노즐수단 31..1차 노즐 30. Nozzle means 31 .. Primary nozzle

32..2차 노즐 40..디퓨저 32..2nd Nozzle 40..Diffuser

42..메인-급기구 43..서브-급기구 42..Main-grade mechanism 43..Sub-grade mechanism

본 발명은 산업용 저녹스 버너에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다단 급기 및 연료의 다단 공급에 의한 분할 화염방식을 통해 화염 표면적을 극대화하여 복사 열전달을 촉진 질소산화물(NO_X)의 발생을 억제할 수 있는 저녹스 연소기술을 복합 적용한 산업용 저녹스 버너에 관한 것이다. The present invention relates to an industrial low-nox burner, and more particularly, it is possible to suppress the generation of nitrogen oxides (NO _X ) by maximizing the flame surface area through a split flame method by a multi-stage air supply and a multi-stage supply of fuel. The present invention relates to an industrial low knox burner using a combination of low knox combustion technology.

일반적으로 질소산화물은 NO와 NO₂ 를 뜻하며 통상 NO_X 라고 표기하는데, 화석 연료 연소 시 다량 발생된다. 이러한 질소산화물, 즉 녹스(NO_X)는 연소용 공기 중의 질소가 고온에서 유리되어 연소용 공기중의 질소 분자를 산화시켜 생성하는 Thermal NO_X 와, 연료에 존재하는 화학적으로 결합된 질소 성분이 연소 과정에서 산화되어 생성되는 Fuel NO_X 와, 연소시 연료에서 발생되는 탄화수소기가 연소용 공기중의 질소와 반응하여 생성되는 Prompt NO_X 등으로 구별된다.In general, nitrogen oxides refer to NO and NO _{2 and} are usually labeled NO _X , which is generated in large amounts when burning fossil fuels. The nitrogen oxide, NO _x , is composed of thermal NO _X , which is produced by oxidizing nitrogen molecules in combustion air by releasing nitrogen in combustion air at a high temperature, and chemically bonded nitrogen components present in the fuel are burned. is oxidized in the process are distinguished by generation fuel NO _X and, Prompt NO _X, such as a hydrocarbon that is generated in the combustion fuel produced by reacting with nitrogen in the air for combustion.

이 질소산화물 중에서 NO는 무색, 무취의 기체로 독성이 있으며, NO₂ 는 가시광선의 흡수체로 보라색 내지 청색 같은 단파를 잘 흡수하기 때문에 갈색을 띠며 부식성이 있고 강한 질식성 악취를 가지는 유독성 기체이다.Among these nitrogen oxides, NO is a colorless and odorless gas, and NO ₂ is a toxic gas that is brown, corrosive, and strong asphyxiating odor because it absorbs short waves such as purple to blue as an absorber of visible light.

특히, 질소산화물의 가장 큰 피해는 광화학적 스모그 생성에 관여하는 것으로, 햇빛의 존재하에 탄화수소와 반응하여 광화학적 산화물과 오존을 생성한다. 또한, 오존 이외에 PAN(Peroxyacetylnitrate)과 같은 스모그 공해물질은 기침, 눈의 자극, 두통과 목에 심한 자극을 일으킨다. In particular, the biggest damage to nitrogen oxides is involved in photochemical smog production, which reacts with hydrocarbons in the presence of sunlight to produce photochemical oxides and ozone. In addition to ozone, smog pollutants, such as peroxyacetylnitrate (PAN), can cause coughing, eye irritation, headache and severe throat irritation.

이러한 질소산화물은 공기 중의 산소와 질소가 반응하여 생성되는데, 산소와 질소는 상온에서 서로 반응성이 매우 낮으나 고온(1700℃ 이상)에서는 반응을 해서 NO를 발생시킨다. 따라서 대부분의 버너 화실의 최고 온도지역인 화염 표면지역은 통상 1200 ~ 1750℃의 온도에 도달하므로, 이 반응은 NO 생성에 중요한 생성원이 되는데, 그 반응식은 다음과 같다.These nitrogen oxides are produced by the reaction of oxygen and nitrogen in the air, the oxygen and nitrogen is very low reactivity with each other at room temperature, but reacts at high temperature (1700 ℃ or more) to generate NO. Therefore, since the flame surface area, which is the highest temperature area of most burner fireboxes, typically reaches a temperature of 1200 to 1750 ° C, this reaction is an important source of generation of NO. The reaction equation is as follows.

N₂ + O₂ = 2NO N ₂ + O ₂ = ₂ NO

이와 같이, NO가 생성되면, 분해반응속도가 느려 N₂ 와 O₂ 로 다시 분해되지 않고, 산소와 다시 반응하여 NO₂ 를 생성한다.As such, when NO is generated, the decomposition reaction rate is slow and does not decompose into N ₂ and O ₂ again, but reacts with oxygen again to generate NO ₂ .

즉, 2NO + O₂ = 2NO₂ 가 된다. 이 반응은 온도가 상승함에 따라 반응속도가 느려지는 반응이다. 따라서 고온에서는 NO 생성이 활발하며, 기체의 온도가 서서히 내려가면, 고온의 NO는 N₂ 와 O₂ 로 분해된다. 그러나 갑자기 냉각되면, NO의 대부분은 NO 형태 그대로 존재한다. 대부분의 연소로에서는 배기가스가 급격하게 냉각되므로 질소산화물은 NO의 형태 그대로 대부분 배출된다. 또한, 대부분의 NO₂ 는 연소로 내에서 생성된 것이 아니라, 연돌에서 배출된 후 대기 중에서 생성되는 것이다. 이에 따라 질소산화물의 생성을 줄이기 위해서는 연소로에서 버너의 화염온도를 최대한 낮추는 것이 바람직하다. That is, 2NO + O ₂ = 2NO ₂ . This reaction is a reaction that slows down as the temperature rises. Therefore, NO formation is active at high temperatures, and when the temperature of the gas gradually decreases, high temperature NO is decomposed into N ₂ and O ₂ . But when suddenly cooled, most of the NO remains in the NO form. In most combustion furnaces, the exhaust gas is rapidly cooled, so most of the nitrogen oxides are emitted in the form of NO. In addition, most of the NO ₂ is not produced in the furnace, but is produced in the atmosphere after being discharged from the stack. Accordingly, in order to reduce the generation of nitrogen oxides, it is desirable to lower the flame temperature of the burner as much as possible in the combustion furnace.

그러나 종래 산업용 버너 구조에서는 연소로 내에서의 화염온도를 낮추기 위한 별다른 구성이 구비되어 있지 않다. 특히, 폐열회수를 증가시키고 연소효율 개선을 위해 종래 버너에서는 연소용 공기를 배기가스에 의해 예열하는데, 이러한 공 기의 예열은 화염온도를 상승시켜 Thermal NO_X 생성을 증가시키는 단점이 있다.However, in the conventional industrial burner structure, there is no special configuration for lowering the flame temperature in the combustion furnace. In particular, in order to increase the waste heat recovery and improve the combustion efficiency, the conventional burner preheats the combustion air by the exhaust gas, and the preheating of the air increases the flame temperature, thereby increasing the thermal NO _x generation.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 버너의 노즐 구조 및 급기구조를 개선하여 다단으로 급기함과 동시에 연료의 다단 공급, 배기가스 내부 재순환 등을 이용 화염 온도를 저하시켜, 질소산화물(NO_X)의 생성을 방지하며 완전연소를 실현할 수 있는 산업용 저녹스 버너를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve this problem, and an object thereof is to improve the nozzle structure and the air supply structure of the burner to supply air in multiple stages, and to reduce the flame temperature by using a multi-stage supply of fuel, internal recycling of exhaust gas, and the like. It is to provide an industrial low-nox burner that prevents generation of (NO _X ) and realizes complete combustion.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은;The present invention for achieving this object is;

연소공기를 화실로 안내하는 통 형상의 프레임판넬과, 이 프레임판넬내에 길이방향으로 설치되며 선단이 프레임판넬 하류를 관통하여 화실까지 연장된 연료공급관과, 연료공급관의 선단에 마련되어 연료를 분출시키는 노즐수단과, 노즐수단측으로 연소공기가 확산 공급되도록 프레임판넬의 하류측에 배치되며 급기구멍이 천공된 원판상의 디퓨저와, 노즐수단을 통해 분출되는 연료에 불꽃을 발생시켜 점화하는 파일럿버너를 갖춘 산업용 버너에 있어서,A cylindrical frame panel for guiding combustion air to the firebox, a fuel supply pipe extending longitudinally in the frame panel and extending to the firebox downstream of the frame panel, and a nozzle provided at the tip of the fuel supply pipe to eject fuel. An industrial burner having a means, a downstream diffuser on the frame panel for supplying the combustion air to the nozzle means, and a pilot burner for generating a spark in the fuel ejected through the nozzle means and igniting a spark. To

노즐수단은 연료공급관의 선단 외주에 일정한 간격을 유지하면서 반경방향으로 배치되며 내부에는 길이방향으로 분출홀이 천공되어 파일럿버너에 의해 연료가 점화되는 다수개의 1차 노즐과, 이 1차 노즐들 보다 하류측인 연료공급관의 선단 외주에 일정한 간격을 유지하면서 반경방향으로 배치되되 화실을 향해 소정각도인 8 ~ 12도 하향 경사진 다수개의 2차 노즐을 구비하는 것을 특징으로 한다.The nozzle means is radially arranged at regular intervals on the outer periphery of the end of the fuel supply pipe and has a plurality of primary nozzles in which the ejection holes are drilled in the longitudinal direction to ignite the fuel by the pilot burner, and more than the primary nozzles. It is characterized by having a plurality of secondary nozzles arranged radially in the radial direction while maintaining a constant interval on the outer periphery of the distal end of the fuel supply pipe on the downstream side.

또한, 디퓨저의 급기구멍은 디퓨저의 가장자리를 따라 일정한 간격으로 형성되되 2차 노즐들의 끝단과 상호 어긋나도록 형성된 다수개의 메인-급기구와, 디퓨저의 중앙부위에 원주방향으로 일정한 간격을 유지하면서 천공되되 메인-급기구들의 위치와 어긋나게 천공된 다수개의 서브-급기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the air supply hole of the diffuser is formed at regular intervals along the edge of the diffuser and a plurality of main-air supply formed to deviate from the ends of the secondary nozzles, and perforated while maintaining a constant interval in the circumferential direction at the center of the diffuser And a plurality of sub-charge mechanisms drilled out of position of the main-charge mechanisms.

또한, 1차 노즐들과 2차 노즐들은 서브-급기구와 일치되는 선상으로 배치되며, 2차 노즐들의 길이는 1차 노즐보다 더 길게 마련된 것을 특징으로 한다.
1차 노즐(31)의 분사 구경은 분사압력을 높여 긴 화염을 형성하여 균일한 연소실 온도 상승을 하도록 분사구 방향이 축소된 구경으로 형성한 것을 특징으로 한다.In addition, the primary nozzles and the secondary nozzles are arranged in line with the sub-air supply, the length of the secondary nozzles is characterized in that it is provided longer than the primary nozzle.
The injection aperture of the primary nozzle 31 is characterized by being formed in a diameter that the injection port direction is reduced so as to increase the injection pressure to form a long flame to achieve a uniform combustion chamber temperature rise.

또한, 1차 노즐들의 끝단에는 분출홀의 길이방향과 직교하는 방향으로 보조홀이 천공된 것을 특징으로 한다.In addition, the end of the primary nozzle is characterized in that the auxiliary hole is bored in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the ejection hole.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, one preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 산업용 저녹스 버너는 도 1에 도시한 바와 같이, 화실(F.R火室)로 연소공기를 안내하는 통 형상의 프레임판넬(10)과, 이 프레임판넬(10)내에 길이방향으로 배치되며 선단이 프레임판넬(10)을 관통하여 화실(F.R)까지 연장된 연료공급관(20)과, 이 연료공급관(20)의 선단에 마련되어 연료를 분출하는 노즐수단(30)과, 이 노즐수단(30)측으로 연소공기를 확산 공급하는 원판상의 디퓨저(40)와, 노즐수단(30)을 통해 분출되는 연료에 불꽃을 발생시켜 점화하는 파일럿버너(50)를 갖추고 있다.As shown in FIG. 1, an industrial low-nox burner according to the present invention has a cylindrical frame panel 10 for guiding combustion air to a firebox and a longitudinal arrangement within the frame panel 10. And a fuel supply pipe 20 whose tip extends through the frame panel 10 to the firebox FR, nozzle means 30 provided at the tip of the fuel supply pipe 20 to eject fuel, and the nozzle means ( 30 is provided with a diffuser 40 in the form of a disk for supplying the combustion air to the side, and a pilot burner 50 for generating and igniting a spark in fuel ejected through the nozzle means 30.

프레임판넬(10)은 저녹스 버너의 외형을 이루는 것으로, 연소공기의 공급이 보다 원활하게 이루어지도록 통 형상으로 구성되어 있다. 또한, 프레임판넬(10)의 상류측에는 송풍기(11)로부터 연소공기가 공급되도록 윈드 박스(12;WIND BOX)가 배 치되며, 프레임판넬(10)의 하류측은 화실(F.R)까지 연장되어 있다. The frame panel 10 constitutes an outer shape of a low-nox burner, and is configured in a cylindrical shape so that the supply of combustion air is made more smoothly. In addition, a wind box 12 (wind box) 12 is disposed on the upstream side of the frame panel 10 so that combustion air is supplied from the blower 11, and the downstream side of the frame panel 10 extends to the firebox F.R.

연료공급관(20)은 소정의 직경을 갖는 금속파이프로, 통 형상의 프레임판넬(10) 내부에 길이방향으로 관통하여 배치된다. 즉, 연료공급관(20)의 일단은 가스연료 공급원과 연결되며, 연료공급관(20)의 타단은 프레임판넬(10) 하류를 관통하여 화실(F.R)까지 연장되어 있다. The fuel supply pipe 20 is a metal pipe having a predetermined diameter and is disposed to penetrate in the longitudinal direction inside the cylindrical frame panel 10. That is, one end of the fuel supply pipe 20 is connected to the gas fuel supply source, and the other end of the fuel supply pipe 20 extends through the downstream of the frame panel 10 to the firebox F.R.

그리고 도 2 내지 도 4를 참조하면, 노즐수단(30)은 씨불 역할 및 화염을 분할시키는 다수개의 1차 노즐(31)과, 화염의 표면적이 증대되도록 분할화염을 생성하는 다수개의 2차 노즐(32)로 구별된다.2 to 4, the nozzle means 30 includes a plurality of primary nozzles 31 for dividing a flame and a flame, and a plurality of secondary nozzles for generating a split flame such that the surface area of the flame is increased. 32).

1차 노즐(31)들은 화실(F.R)내에 위치한 연료공급관(20)의 선단 외주에 일정한 간격을 유지하면서 반경방향으로 배치되며, 이의 내부에는 길이방향으로 분출홀(31a)이 천공되어 이를 통해 연료공급관(20) 내부와 연통된다. 본 발명의 실시 예에서 1차 노즐(31)들은 이웃하는 것들과 45도 각도를 유지하도록 8개로 구성하였다. 또한, 1차 노즐(31)의 끝단에는 분출홀(31a)의 길이방향과 직교하는 방향으로 보조홀(31b)이 천공되어 있는데, 이것은 화염을 보다 효과적으로 분할시키기 위함이다. 또한, 1차 노즐(31)들 중의 하나는 파일럿버너(50)의 끝단과 인접하게 배치되어 있어서, 씨불 역할을 하게 된다. 이 때, 파일럿버너(50)는 점화봉(51;도 4참조)에서 실제로 발생되는 불꽃에 의해 점화가 된다.
1차 노즐의 형상은 일정한 구경이 아닌 축소된 구경을 가진 노즐이며, 도 1, 2, 3, 5에 도시되어있는 바와 같이 1차 노즐의 구경은 토출 부분에 구경이 작게 형성되어 있는 것을 볼 수 있고, 이러한 구성은 보다 멀리 연료를 분사하여 화염을 길게 형성하여 연소실 내부의 균일한 온도 상승을 얻기 위한 것이다. The primary nozzles 31 are radially arranged at regular intervals on the outer periphery of the distal end of the fuel supply pipe 20 located in the fire chamber FR, and the ejection hole 31a is drilled in the longitudinal direction thereof to allow fuel to flow therethrough. It communicates with the inside of the supply pipe 20. In the embodiment of the present invention, the primary nozzles 31 are configured in eight to maintain a 45 degree angle with the neighbors. In addition, the auxiliary hole 31b is drilled at the end of the primary nozzle 31 in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the ejection hole 31a, in order to divide the flame more effectively. In addition, one of the primary nozzles 31 is disposed adjacent to the end of the pilot burner 50, thereby acting as a fire. At this time, the pilot burner 50 is ignited by the spark actually generated by the ignition rod 51 (refer to FIG. 4).
The shape of the primary nozzle is a nozzle having a reduced aperture rather than a constant aperture, and as shown in FIGS. 1, 2, 3, and 5, the aperture of the primary nozzle is small in the discharge portion. This configuration is for forming a long flame by injecting fuel farther to obtain a uniform temperature rise inside the combustion chamber.

2차 노즐(32)들 역시 8개가 연료공급관(20)의 선단 외주에 일정한 간격으로 배치된다. 즉, 8개의 2차 노즐(32)은 1차 노즐(31)들보다 하류측인 연료공급관(20)의 선단에 45도 간격이 유지되도록 마련되며, 2차 노즐(32) 각각은 1차 노즐(31)들과 일치되는 선상으로 배치된다(실제로 1차 노즐(31)들과 2차 노즐(32) 각각은 후술하는 디퓨저(40)의 서브-급기구(43)와 일치되는 선상으로 배치된다). Eight secondary nozzles 32 are also arranged at regular intervals on the outer periphery of the tip of the fuel supply pipe 20. That is, the eight secondary nozzles 32 are provided to maintain a 45 degree interval at the front end of the fuel supply pipe 20 downstream from the primary nozzles 31, and each of the secondary nozzles 32 is a primary nozzle. Are arranged in line with (31) (actually, each of the primary nozzles 31 and the secondary nozzles 32 is arranged in line with the sub-air supply 43 of the diffuser 40, which will be described later). ).

또한, 2차 노즐(32)들의 길이(L2;도 3참조)는 1차 노즐(31)의 길이(L1;도 3참조)보다 상대적으로 더 길게 마련되어 있어서(L2 > L1), 1차 노즐(31)들에서 발생된 화염이 2차 노즐(32)에서의 화염 불안정을 보상하게 된다. Further, the length L2 of the secondary nozzles 32 (see FIG. 3) is provided relatively longer than the length L1 of the primary nozzle 31 (see FIG. 3) (L2> L1), so that the primary nozzle ( The flame generated at 31) compensates for flame instability at the secondary nozzle 32.

이러한 2차 노즐(32)들은 단부가 화실(F.R) 내부를 향해 소정각도 하향 경사지게 배치되는데, 이것은 배기가스를 화실(F.R)내에서 내부 재순환시키기 위함이다. 이를 위해 2차 노즐(32)들의 경사각(θ;도 2참조)은 8 ~ 12도 정도로 구성함이 바람직한데, 본 발명의 실시 예에서 2차 노즐(32)들은 연료공급관(20)의 반경방향을 기준으로 10도 하향 경사지게 구성하였다.The secondary nozzles 32 are disposed at an end inclined downward by an angle toward the inside of the firebox F.R, in order to recycle the exhaust gas inside the firebox F.R. To this end, the inclination angle θ of the secondary nozzles 32 is preferably about 8 to 12 degrees. In the embodiment of the present invention, the secondary nozzles 32 are radial in the fuel supply pipe 20. It was configured to be inclined downward by 10 degrees.

한편, 도 3과 도 4를 참조하면, 원판상의 디퓨저(40)는 버너의 핵심구성요소중의 하나로 공기 통로인 원통상의 프레임판넬(10) 하류를 막도록 설치되며, 여기에는 연료공급관(20)이 관통하는 관통공(41)과, 가스연료와 혼합되는 공기를 다단으로 공급하여 저녹스를 실현할 수 있도록 급기구멍(42)(43)이 천공되어 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 3 and 4, the disk-shaped diffuser 40 is installed to block downstream of the cylindrical frame panel 10, which is an air passage, as one of the core components of the burner, and includes a fuel supply pipe 20 The through-hole 41 through which the through) and the air mixed with the gas fuel are supplied in multiple stages, so that the air supply holes 42 and 43 are perforated to realize low rust.

관통공(41)은 연료공급관(20)의 선단이 관통하는 것으로, 디퓨저(40)의 중앙에 천공되어 있다. The through hole 41 penetrates the front end of the fuel supply pipe 20 and is drilled in the center of the diffuser 40.

그리고 급기구멍(42)(43)은 디퓨저(40)의 가장자리를 따라 일정한 간격으로 형성된 다수개의 메인-급기구(42)와, 디퓨저(40)의 중앙부위 즉 관통공(41) 주변을 따라 원주방향으로 천공된 다수개의 서브-급기구(43)로 이루어져 있다. 메인-급기 구(42)는 2차 노즐(32)들의 끝단과 상호 어긋나도록 형성되는데, 본 발명의 실시 예에서는 45도 각도를 이루면서 8개가 마련되어 있다. 또한, 서브-급기구(43)들은 디퓨저(40)의 중앙부위를 따라 세장형으로 형성되는데, 메인-급기구(42)들의 위치와 상호 어긋남으로써, 연소 공기가 다단으로 공급되게 된다. In addition, the air supply holes 42 and 43 are circumferentially arranged along the edges of the diffuser 40 and the main-air supply 42 formed at regular intervals and around the central portion of the diffuser 40, that is, the through hole 41. It consists of a plurality of sub-charge mechanisms 43 drilled in the direction. The main-supply sphere 42 is formed to deviate from the ends of the secondary nozzles 32. In the embodiment of the present invention, eight are provided at a 45 degree angle. In addition, the sub-air supply 43 is formed in an elongate form along the central portion of the diffuser 40, by deviating from the position of the main-air supply 42, the combustion air is supplied in multiple stages.

다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 산업용 저녹스 버너의 작동 및 이에 따른 효과를 설명한다.Next, the operation of the industrial low-nox burner according to the present invention configured as described above and the effects thereof will be described.

먼저, 송풍기(11)가 작동함에 따라 연소공기는 윈드박스(12) →원통상의 프레임판넬(10) →디퓨저(40)의 메인-급기구(42) 및 서브-급기구(43)들을 통해 화실(F.R)내로 강제 공급된다(도 1의 화살표 A 방향 참조). First, as the blower 11 is operated, combustion air passes through the main-air supply port 42 and the sub-air supply port 43 of the wind box 12 → cylindrical frame panel 10 → diffuser 40. It is forcibly supplied into the firebox FR (see arrow A direction in FIG. 1).

그리고 연료공급관(20)을 통해 공급되는 가스연료는 1차 노즐(31)들과 2차 노즐(32)들을 통해 분사되어 강제 공급되는 공기와 혼합되면서 연소된다(도 1의 화살표 B 방향 참조). In addition, the gas fuel supplied through the fuel supply pipe 20 is combusted while being mixed with the air injected by being injected through the primary nozzles 31 and the secondary nozzles 32 (see arrow B direction in FIG. 1).

즉, 파일럿버너(50)를 통해 1차 노즐(31)중의 하나가 먼저 점화되면, 이것이 씨불 역할을 수행하면서 다른 1차 노즐(31)들 및 2차 노즐(32)들 역시 점화된다. 이 때, 파일럿버너(50)는 불꽃을 발생시켜 점화되면, 자동으로 소멸된다. In other words, if one of the primary nozzles 31 is first ignited through the pilot burner 50, the other primary nozzles 31 and the secondary nozzles 32 are also ignited while this serves as a fire. At this time, the pilot burner 50 automatically extinguishes when sparks are generated by ignition.

이 때, 연소공기는 디퓨저(40)의 서브-급기구(43)들과 메인-급기구(42)들을 통해 화실(F.R)내에 다단으로 분할 공급됨과 동시에 1차 노즐(31) 및 2차 노즐(32) 첨단에서 혼합된다. 이에 따라 강제 공급되는 연소공기와 가스연료가 고르게 혼합된다. At this time, the combustion air is dividedly supplied into the fire chamber FR through the sub-supply holes 43 and the main-supply holes 42 of the diffuser 40, and at the same time, the primary nozzles 31 and the secondary nozzles. 32 are mixed at the tip. As a result, the forcedly supplied combustion air and the gas fuel are evenly mixed.

한편, 도 5와 도 6을 참조하면, 1차 노즐(31)은 점화 초기에 씨불 역할을 수 행하는 것은 물론이며 화실(F.R)의 상류측에서 화염을 분할시키는 역할도 병행한다. 이에 따라 연소 중에 2차 노즐(32)의 화염 불안정을 보상한다. 실제, 1차 노즐(31)에서 발생되는 화염(F1)은 크게 8개로 분할되면서 2차 노즐(32)의 화염 불안정을 보상하는데, 이러한 현상은 1차 노즐(31) 끝단의 보조홀(31b)을 통해 분출되는 가스가 연소되면서 발생되는 화염(F2)에 의해 보다 폭넓게 분할되기 때문이다.Meanwhile, referring to FIGS. 5 and 6, the primary nozzle 31 not only plays a role of a seed fire at the initial stage of ignition but also divides a flame upstream of the fire chamber F.R. This compensates for the flame instability of the secondary nozzle 32 during combustion. In fact, the flame F1 generated from the primary nozzle 31 is largely divided into eight to compensate for the flame instability of the secondary nozzle 32. This phenomenon is caused by the auxiliary hole 31b at the end of the primary nozzle 31. This is because the gas ejected through the gas is more widely divided by the flame (F2) generated while burning.

또한, 2차 노즐(32)들에서의 화염(F3) 역시 8개로 폭넓게 분할되면서 발생된다. 이 때, 2차 노즐(32)들의 화염(F3)은 상류측에서 발생된 1차 노즐(31)들의 화염(F1)(F2)에 직접적인 영향을 받으면서 안정화되어 완전연소가 이루어지고, 아울러 화염 표면적이 극대화된다. In addition, the flame F3 in the secondary nozzles 32 is also generated by dividing into eight broadly. At this time, the flame F3 of the secondary nozzles 32 is stabilized while being directly affected by the flames F1 (F2) of the primary nozzles 31 generated upstream, thereby achieving complete combustion, and at the same time the flame surface area. This is maximized.

이에 따라 표면적이 극대화된 화염에 의해 화실(F.R)내에서의 복사 열전달이 촉진되며 화염온도가 저하된다. 실제로 화실(F.R)내에서의 화염온도가 종래에 비해 상당하게 떨어져, 질소산화물 즉 녹스의 생성이 월등하게 줄어든다. As a result, the flame with the maximum surface area promotes radiant heat transfer in the fire chamber (F.R) and lowers the flame temperature. In fact, the flame temperature in the fire chamber (F.R) is considerably lower than in the prior art, and the production of nitrogen oxides or rusts is greatly reduced.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 2차 노즐(32)의 화염(F3)들은 화실(F.R)내에서 하향되기 때문에, 실제 화실(F.R) 내부에는 배기가스가 내부 재순환하는 기류가 생성된다(화살표 C 방향). 이에 따라 화실(F.R)내에서 배기가스가 재차 선회하면서 연소되기 때문에, 녹스 발생을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 5, since the flames F3 of the secondary nozzle 32 are downward in the firebox FR, an air stream in which the exhaust gas is recycled inside is actually generated inside the firebox FR ( Arrow C direction). As a result, the exhaust gas is burned while turning again in the fire chamber F. R, whereby the generation of rust can be prevented more effectively.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 산업용 저녹스 버너에 의하면, 디퓨저의 메인-급기구와 서브-급기구들을 통해 공기를 다단으로 공급함과 동시에 다수개의 1차 노즐과 2차 노즐을 통해 분할화염이 발생된다. 이에 따라 연 료가 보다 완전하게 연소되는 것은 물론이며 화염 표면적이 극대화되면서 이들의 복사열 전달의 촉진으로 화염온도가 저하되어 녹스(NO_x) 발생이 방지되는 작용효과가 있다. 또한, 하향 경사진 2차 노즐들의 화염에 의해 화실내에서는 배기가스 내부 재순환이 이루어지며, 이것에 의해 녹스 발생을 보다 효과적으로 방지하는 작용효과가 있다. As described in detail above, according to the industrial low-nox burner according to the present invention, the air is divided into a plurality of primary nozzles and secondary nozzles while simultaneously supplying air through the main-supply and sub-supplies of the diffuser. A flame is generated. Thus it is that the fuel is completely burned than along a course as the flame surface area to maximize the flame temperature is lowered to promote their radiant heat transfer there are advantageous effects that Knox (NO _x) generation is prevented. In addition, internal combustion of the exhaust gas is performed in the fire chamber by the flames of the downwardly inclined secondary nozzles, and thus there is an effect of more effectively preventing the generation of rust.

Claims

Cylindrical frame panel 10 for guiding the combustion air to the fire chamber (FR), and is installed in the frame panel 10 in the longitudinal direction, the front end through the frame panel 10 downstream to the fire chamber (FR) An extended fuel supply pipe 20, a nozzle means 30 is provided at the tip of the fuel supply pipe 20 to eject the fuel, and the frame panel 10 so that combustion air is diffusely supplied to the nozzle means 30 side In the industrial burner having a disk-shaped diffuser 40 disposed on the downstream side and perforated air supply holes, and a pilot burner 50 for generating sparks and igniting the fuel ejected through the nozzle means 30,

The nozzle means 30 is disposed in the radial direction while maintaining a constant interval on the outer periphery of the front end of the fuel supply pipe 20 and the injection hole 31a is drilled in the longitudinal direction therein to be fueled by the pilot burner 50. A plurality of primary nozzles 31 to be ignited and radially arranged at regular intervals on the outer periphery of the distal end of the fuel supply pipe 20 downstream from the primary nozzles 31 are arranged in the firebox FR. It consists of a plurality of secondary nozzles 32 inclined downward to a predetermined angle (θ) toward 8 to 12,

The air supply holes of the diffuser 40 are formed at regular intervals along the edge of the diffuser 40, but a plurality of main-air supply mechanisms 42 are formed to deviate from the ends of the secondary nozzles 32, In the central portion of the diffuser 40 is drilled while maintaining a constant interval in the circumferential direction, but includes a plurality of sub-charger (43) perforated against the position of the main-charger 42,

The primary nozzles 31 and the secondary nozzles 32 are arranged in line with the sub-air supply 43,

The length L2 of the secondary nozzles 32 is provided longer than the length L1 of the primary nozzle 31,

The injection aperture of the primary nozzle 31 is formed as a diameter of the injection hole is reduced to increase the injection pressure to form a long flame to achieve a uniform combustion chamber temperature rise,

Industrial auxiliary low-burner burner, characterized in that the perforated hole (31b) in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the ejection hole (31a) at the end of the primary nozzle (31).

delete