KR100632081B1 - Structure of premixed surface combustion burner - Google Patents
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Abstract
본 발명은 예혼합 표면 연소버너의 구조에 관한 것으로, 보다 자세하게는 공급부와 다공판 사이에 순차적으로 크기가 작아지는 복수의 균일유동부재가 장착되어 혼합가스가 외통 내부에 골고루 분배되도록 함으로서, 혼합가스가 균일한 속도로 유동하여 연소효율을 향상시키는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a structure of a premixed surface combustion burner, and more particularly, a plurality of uniform flow members which are sequentially reduced in size between a supply part and a porous plate are disposed so that the mixed gas is evenly distributed in the outer cylinder. Is characterized by improving the combustion efficiency by flowing at a uniform speed.
예혼합, 혼합가스, 다공판, 표면연소판, 표면연소버너Premixed, Mixed Gas, Perforated Plate, Surface Burner, Surface Burner
Description
도 1은 종래 예혼합 표면 연소버너를 나타내는 도면.1 is a view showing a conventional premixed surface combustion burner.
도 2a는 종래 예혼합 표면 연소버너의 내부 유동 횡단면도.2A is a cross-sectional internal flow diagram of a conventional premixed surface burner.
도 2b는 종래 예혼합 표면 연소버너에서 차단판이 없는 경우의 내부 유동 횡단면도.Figure 2b is a cross-sectional view of the internal flow in the absence of a barrier plate in a conventional premixed surface burner.
도 3은 본 발명에 따른 예혼합 표면 연소버너를 나타내는 도면.3 is a view showing a premixed surface combustion burner according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 균일유동부재를 나타내는 도면.4 is a view showing a uniform flow member according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 예혼합 표면 연소버너의 내부 유동을 나타내는 횡단면도.Figure 5 is a cross-sectional view showing the internal flow of the premixed surface combustion burner according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
31 : 공급부 32 : 외통31: supply part 32: outer cylinder
33 : 다공판 34 : 표면연소판33: porous plate 34: surface burned plate
40 : 균일유동부재 41 : 입구부40: uniform flow member 41: inlet
42 : 출구부 43 : 연결대42: outlet 43: connecting rod
본 발명은 예혼합 표면 연소버너의 구조에 관한 것으로, 보다 자세하게는 공급부와 다공판 사이에 순차적으로 크기가 작아지는 복수의 균일유동부재가 장착되어 혼합가스가 외통 내부에 골고루 분배되도록 함으로서, 혼합가스가 균일한 속도로 유동하여 연소효율을 향상시키는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a structure of a premixed surface combustion burner, and more particularly, a plurality of uniform flow members which are sequentially reduced in size between a supply part and a porous plate are disposed so that the mixed gas is evenly distributed in the outer cylinder. Is characterized by improving the combustion efficiency by flowing at a uniform speed.
일반적으로 예혼합 표면연소버너는 공급되는 공기와 연료를 적절히 혼합하여 연소실을 향해 점화시켜주는 장치로서, 도 1은 종래 예혼합 표면 연소버너를 나타내는 도면이다.In general, the premixed surface combustion burner is a device for properly igniting the air and fuel supplied to ignite the combustion chamber, Figure 1 is a view showing a conventional premixed surface burner.
도시된 바와 같이, 종래의 예혼합 표면연소버너(11)는 연료와 공기가 유입되는 공급관(12), 공급된 공기와 연료(혼합가스)의 속도를 제어하는 차단판(14), 다수의 구멍이 형성되는 다공판(15), 버너의 끝단에 형성되어 혼합가스를 연소시키는 표면연소판(16), 그리고 상기한 구성부품을 커버하고 외부형상을 담당하는 외통(13)으로 이루어진다.As shown, the conventional premixed
이때, 공급되는 공기와 연료를 혼합하여 분배하는 구성, 즉 차단판(14), 다공판(15) 그리고 이를 포함하고 있는 외통(13)을 예혼합 표면연소버너(11)의 분배기라고 부른다.At this time, the configuration for distributing the mixture of air and fuel supplied, that is, the
상기한 구성을 갖는 종래 예혼합 표면연소버너의 작동을 도 2a를 통해 살펴 보면 다음과 같다.Looking at the operation of the conventional pre-mixed surface combustion burner having the above configuration as shown in Figure 2a.
이때, 상기 도면에서 화살표는 혼합가스의 유동 방향을 나타낸 것이고, 상하 및 중앙의 폐곡선은 유동이 정체하는 구간을 나타낸 것이다.At this time, the arrow in the figure shows the flow direction of the mixed gas, the upper and lower closed curves indicate the section of the flow stagnation.
공급관(12)을 통해 들어온 혼합가스는 상기 차단판(14)에 부딪쳐서, 속도가 줄면서 차단판(14)과 외통(13)의 틈새 공간을 통하여 다공판(15)의 전단으로 이동하게 된다.The mixed gas introduced through the
그리고, 다공판(15)의 전단에서는 다공판 전체에 분포하는 고른 구멍에 의하여 다공판(15) 후단으로 혼합가스가 이동한 후, 표면연소판(16)을 통과해서 연소하게 되는데, 다공판은 전단의 불균일한 혼합가스를 균일하게 하는 역할을 한다.At the front end of the
한편, 차단판(14)이 존재하지 않으면 도 2b와 같이 공급관(12)에서 들어오는 속도의 영향으로 다공판(15)의 일부 영역으로만 혼합가스가 빠른 속도로 통과하게 된다.On the other hand, if the
그러나, 종래의 예혼합 표면연소버너의 분배기는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the distributor of the conventional premixed surface combustion burner has the following problems.
첫째, 공급관에서 들어온 혼합가스를 정면에서 가로막는 차단판이 분배기에서 많은 차압 손실을 야기하고, 이를 해결하기 위해서는 혼합가스를 공급하는 송풍기의 용량이 커져야만 한다.First, the blocking plate that blocks the mixed gas from the supply pipe in front causes a large differential pressure loss in the distributor, and in order to solve this problem, the capacity of the blower to supply the mixed gas must be increased.
둘째, 차단판을 지나온 혼합가스는 다공판에서 균일한 유동으로 분배되어야 하지만, 기존의 분배기에서는 이 과정이 완전하지 않아서 차단판 후단에 정체 구간이 형성되고, 다공판 이후에서도 불균일한 속도 분포가 존재하게 된다.Second, the mixed gas passing through the blocking plate should be distributed in a uniform flow in the perforated plate, but this process is not complete in the existing distributor, so a stagnation section is formed at the rear end of the blocking plate, and there is an uneven velocity distribution even after the perforated plate. Done.
상기의 문제로 인하여, 송풍기 비용 및 운전 전기료의 상승과, 불균일한 유동의 속도 분포에 의한 불안정한 연소로 가스연료의 낭비를 초래하였다. Due to the above problems, an increase in blower costs and operating electric charges, and unstable combustion due to uneven flow rate distribution resulted in waste of gas fuel.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명은 차단판 대신에 다수의 균일유동부재를 장착하여 차압손실을 방지하고, 정체 구간의 발생을 억제하여 송풍기 비용 및 전기료를 절약하하도록 하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the present invention is equipped with a plurality of homogeneous flow member instead of the blocking plate to prevent the differential pressure loss, to suppress the occurrence of stagnation section to reduce the blower cost and electric charges The purpose is to save.
또한, 다수의 균일유동부재가 혼합연료의 균일한 유동 속도분포를 가능케 하여 안정된 연소로 가스연료를 절약하도록 하는 것을 목적으로 한다.
It is also an object of the present invention to provide a uniform flow rate distribution of the mixed fuel by a plurality of homogeneous flow members to save gas fuel by stable combustion.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연료 및 공기가 공급되는 공급부와 연결되는 외통 내부에 다공판 및 표면연소판이 장착되는 예혼합 표면 연소버너의 구조에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a structure of a premixed surface combustion burner in which a porous plate and a surface combustion plate are mounted in an outer cylinder connected to a supply unit for supplying fuel and air,
상기 공급부와 다공판 사이에 순차적으로 크기가 작아지는 복수의 균일유동부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 예혼합 표면 연소버너의 구조를 제공한다.It provides a structure of the pre-mixed surface combustion burner, characterized in that a plurality of uniform flow members are sequentially reduced in size between the supply and the porous plate.
상기한 구성을 통해 연소버너를 통과하는 공기와 연료가스는 보다 균일하게 혼합되며, 균일 유속으로 이동하게 된다.Through the above configuration, the air passing through the combustion burner and the fuel gas are more uniformly mixed and moved at a uniform flow rate.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시된 것이며, 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 또는 명칭을 사용한다.In addition, this embodiment is presented by way of example only, not limiting the scope of the present invention, the same parts as the conventional configuration uses the same reference numerals or names.
도 3은 본 발명에 따른 예혼합 표면 연소버너를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 균일유동부재를 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 예혼합 표면 연소버너의 내부 유동을 나타내는 횡단면도이다.3 is a view showing a premixed surface combustion burner according to the present invention, FIG. 4 is a view showing a uniform flow member according to the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing an internal flow of the premixed surface combustion burner according to the present invention. to be.
도시한 바와 같이, 본 발명은 종래 예혼합 표면 연소버너와 같이 연료 및 공기가 공급되는 공급부(31)와 연결된 외통(32) 내부에 다공판(33) 및 표면연소판(34)이 장착된다.As shown, the present invention is equipped with a
그리고, 상기 공급부(31)와 다공판(33) 사이에는 복수의 균일유동부재(40)가 장착되는데, 이러한 균일유동부재(40)는 혼합연료의 일부가 들어가는 입구부(41) 및 상기 입구부(41)와 연결되고 점차 면적이 넓어지는 출구부(42)로 이루어지며, 상기 출구부(42)의 측단에는 외통(32)의 내측과 연결되는 다수의 연결대(43)가 구비된다.In addition, a plurality of
이때, 상기 복수의 균일유동부재(40)는 크기가 순차적으로 작아지도록 한다.At this time, the plurality of
한편, 도 3은 제1,제2균일유동부재(40a,40b)가 장착된 실시예를 보여 주는 것으로서, 이러한 복수의 균일유동부재는 균일한 유동분포를 위해서 아래와 같은 면적비를 갖도록 하는 것이 바람직한데, 이해를 돕기 위해 제1균일유동부재는 a를 붙이고 제2균일유동부재는 b를 붙인다.Meanwhile, FIG. 3 shows an embodiment in which the first and second
즉, 외통(32)과 제1균일유동부재(40a)의 출구부(42a) 끝단 사이의 면적, 상기 출구부(42a) 끝단과 이의 후방에 배치되는 제2균일유동부재(40b)의 출구부(42b) 끝단 사이의 면적, 후방에 배치되는 출구부(42b) 끝단의 면적비는 제1균일유동부재(40a)의 입구부(41a)와 이의 전방에 배치되는 균일유동부재의 입구부(또는 공급부(31)) 사이의 면적, 상기 제1균일유동부재(41a)의 입구부(41a)와 이의 후방에 배치되는 제2균일유동부재(40b)의 입구부(41b) 사이의 면적, 후방에 배치되는 입구부(41b) 면적비와 동일하도록 한다.That is, the area between the
이때, 원활한 유동 분포를 위해 상기 면적비는 3:2:1 또는 5:3:1이 되도록 하는 것이 바람직하다.In this case, the area ratio is preferably 3: 2: 1 or 5: 3: 1 for smooth flow distribution.
그리고, 실시예에서 상기 균일유동부재(40)는 입구부(41)가 원통형상이고, 출구부(42)가 피라미드 형상이지만, 상기한 면적비만 일치시키면 다양한 형상을 적용시킬 수 있다.In addition, in the embodiment, the
이하, 본 발명에 따른 예혼합 표면 연소버너의 작동을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the premixed surface combustion burner according to the present invention will be described.
예혼합기(미도시)에 의해 균일한 속도 분포를 갖고 공급관(31)을 통과한 혼합가스는 외통(32) 내부로 들어와 다수의 균일유동부재(41a,41b)에 의해 일정유량의 혼합가스로 나뉜다.The mixed gas having a uniform velocity distribution by the premixer (not shown) and passing through the
즉, 공급관(31)을 통과한 혼합가스는 제1균일유동부재(40a)의 입구부(41a)로 일부가 들어가고, 나머지는 경사진 출구부(42a)를 따라 차압손실을 최소로 하여 유동하게 된다.That is, a portion of the mixed gas passing through the
그리고, 상기 제1균일유동부재(40a)의 입구부(41a)로 유입된 혼합가스 중 일부는 제2균일유동부재(40b)의 입구부(41b)로 들어가고, 나머지는 경사진 출구부(42b)를 따라 차압손실을 최소로 하여 유동하게 된다.Then, a part of the mixed gas introduced into the
따라서, 도 5와 같이 상기 균일유동부재(40)를 통과한 혼합가스는 외통(32) 내부에 골고루 퍼지면서 균일한 속도를 가지게 되고, 이렇게 균일한 속도를 갖는 혼합가스는 다공판(33)을 거치면서 속도가 더 균일해진 상태에서 표면연소판(34)을 통과하여 연소하게 된다.Therefore, as shown in FIG. 5, the mixed gas having passed through the
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 예혼합 표면 연소버너의 구조는 혼합가스를 공급하는 공급부와 다공판 사이에 복수의 균일유동부재가 장착되어 보다 균일한 유속이 가능하도록 함으로써, 균일한 혼합가스의 유동에 따라 연소효율을 향상시키는 이점이 있다.As described above, the structure of the premixed surface combustion burner according to the present invention has a plurality of uniform flow members mounted between the supply unit and the porous plate for supplying the mixed gas, thereby enabling a more uniform flow rate, thereby allowing a uniform flow of the mixed gas. As a result, there is an advantage of improving combustion efficiency.
특히, 상기한 복수의 균일유동부재는 유입되는 혼합가스가 외통의 내부에 골고루 분배되어 다공판을 통과함으로서, 정체구간이 형성되지 않아 차압손실을 줄여주는 효과가 있다.In particular, the plural uniform flow members have an effect of reducing the differential pressure loss because the mixed gas is evenly distributed in the interior of the outer cylinder and passes through the porous plate so that no stagnation section is formed.
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