KR100796768B1 - A burner for low nox - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명 버너를 개략적으로 보여주는 구성도.1 is a schematic view showing a burner of the present invention.
도 2는 도 1의 요부 발췌도.Figure 2 is an excerpt of the main portion of Figure 1;
도 3은 본 발명 분할 화염판을 보여주는 정면도.Figure 3 is a front view showing a split flame plate of the present invention.
도 4는 본 발명 버너의 사용상태를 보여주는 구성도.Figure 4 is a block diagram showing a state of use of the burner of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings
10: 프레임 20: 연료공급관10: frame 20: fuel supply pipe
30: 공기공급관 31,35: 전후 공기공급관30:
34: 유입공간부 32: 단턱부34: inflow space 32: stepped portion
40: 노즐 45; 화염판40:
50: 화실 55: 공간부50: firebox 55: space part
본 발명은 가스 연료를 연소공기와 함께 분사하면서 화염을 발생하는 가스버 너에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 공급되는 연소공기에 화실내부의 연소가스를 흡입 재 순환하면서 혼합 분사하는 과정을 반복하므로 연소온도를 낮추어 질소산화물(NOx)의 배출을 저감하고 연소 안전성을 제공하는 연소온도 저감에 의한 저 질소산화물 발생용 가스버너에 관한 것이다.The present invention relates to a gas burner that generates flame while injecting gaseous fuel together with combustion air, and more particularly, combustion by repeating the process of repeatedly injecting and recirculating combustion gas in the combustion chamber to the supplied combustion air. The present invention relates to a gas burner for generating low nitrogen oxides by reducing the combustion temperature which lowers the temperature to reduce the emission of nitrogen oxides (NOx) and provides combustion safety.
산업기술의 급속한 발전에 함께 각종 유해 물질에 의한 환경오염의 문제가 점차 심각하게 대두되고 있다.With the rapid development of industrial technology, the problem of environmental pollution caused by various harmful substances is gradually increasing.
특히 각종 산업설비 등에 사용되는 있는 버너에 있어, 연소과정에서 발생되는 질소산화물(NOx)이 대기중에 방출되어 산성비와 광화학적 스모그를 일으키는 주 원인으로 밝혀지고, 이러한 질소산화물(NOx)에 의한 폐해가 가장 크게 나타나고 있다.In particular, in the burners used in various industrial facilities, nitrogen oxides (NOx) generated during the combustion process are released into the atmosphere and are found to be the main cause of acid rain and photochemical smog. It is the largest.
따라서, 상기한 질소산화물(NOx)의 배출을 최소화하기 위한 다양한 연소방법들이 개시되고 있다.Accordingly, various combustion methods have been disclosed to minimize the emission of nitrogen oxides (NOx).
주로 종래의 저 질소산화물 발생방법은 고온의 노즐부위에서 산소가 부족하도록 '연료과잉-공기부족'을 발생하므로 연소온도를 800~1000℃ 이하로 저감시켜 질소의 반응을 억제하고, 온도가 낮아지는 화실 후측에서 불완전 연소물을 완전연소시키는 방법 등이 사용되고 있다.The conventional low nitrogen oxide generation method generates 'excess fuel-lack of air' so that oxygen is deficient at a high temperature nozzle part, so the combustion temperature is reduced to 800 to 1000 ° C. or lower to suppress the reaction of nitrogen and the temperature is lowered. In the combustion chamber, a method of completely burning incomplete combustion products is used.
상기 '연료과잉-공기부족' 을 발생하기 위한 방법으로 배기가스 재순환법이 많이 사용되고 있는데, 이는 화실 내부에서 연소된 배기가스의 일부를 연소용 공기와 혼합하여 버너로 유입시켜 연소하는 방법이다.Exhaust gas recirculation is widely used as a method for generating the 'fuel excess-lack of air', which is a method of mixing a part of the exhaust gas combusted in the firebox with combustion air and injecting it into a burner.
그러나 종래의 버너는 상기한 화실 내부에서 연소된 배기가스를 연소공기와 혼합하여 재 순환하는 효율이 저하되기 때문에 버너의 온도저감을 효과적으로 제공하지 못함으로 인해 질소산화물의 발생 억제를 효과적으로 제공함에 문제점이 있었다.However, the conventional burner has a problem that effectively suppresses the generation of nitrogen oxides because it does not effectively reduce the temperature of the burner because the efficiency of recirculating by mixing the exhaust gas burned in the fire chamber with combustion air is reduced. there was.
또한, 버너의 사용온도에 따라 배기가스를 연소공기와 혼합하여 재 순환하는 정도를 조절할 수 없기 때문에 버너의 사용 효율이 저하됨은 물론 이로 인해 버너의 에너지 효율 또한 효과적으로 제공하지 못하게 되는 문제점이 있었다.In addition, since it is impossible to control the degree of recirculation by mixing the exhaust gas with combustion air according to the use temperature of the burner, there is a problem in that the use efficiency of the burner is lowered, and thus, the energy efficiency of the burner cannot be effectively provided.
본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 연소공기에 화실 내부의 연소가스를 냉각 상태로 흡입하여 재 순환하면서 혼합 분사하는 과정을 반복하므로 효과적으로 연소온도를 낮추어 질소산화물(NOx)의 배출을 저감하고 연소 안전성을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, it is repeated by the process of injecting the combustion gas in the combustion chamber inside the combustion chamber in the cooling state to recirculate and re-mixing, effectively reducing the combustion temperature nitrogen oxides ( The purpose is to reduce the emissions of NOx) and to provide combustion safety.
본 발명은 상기 연소공기의 공급정도에 따라 비례적으로 연소가스를 흡입 혼합하도록 함은 물론 상기 연소가스의 흡입 정도를 조절하도록 하므로서 버너의 저 질소산화물 발생 효율 및 버너 사용 효율을 우수하게 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to provide a low nitrogen oxide generation efficiency and burner use efficiency of the burner by adjusting the suction degree of the combustion gas as well as to adjust the suction degree of the combustion gas in proportion to the supply of the combustion air proportionally. There is a purpose.
이러한 본 발명의 목적은The purpose of this invention is
연료공급관과 공기공급관을 이중관 형태로 형성하여 선단의 노즐을 통해 화실 내부로 화염을 발생하되, The fuel supply pipe and the air supply pipe are formed in the form of a double pipe to generate flame through the nozzle at the tip,
상기 노즐은 화실 내측으로 돌출되어 외측으로 연소가스 냉각존을 형성하고,The nozzle protrudes into the firebox to form a combustion gas cooling zone to the outside,
상기 공기공급관은 전,후 공기공급관을 분할하여 중앙으로 연소가스 유입을 위한 유입공간부를 형성하도록 구비함과, 상기 후방 공기공급관은 직경을 점차 협지되게 형성하여 공기의 유속 증대에 의한 운동에너지에 다른 흡입력 발생으로 화실 내부의 연소가스를 흡입하여 재 순환하면서 연소 공기와 혼합 분사하는 과정을 반복하도록 함에 의해 달성된다.The air supply pipe is provided to divide the before and after air supply pipe to form an inlet space for the combustion gas inlet to the center, and the rear air supply pipe is formed to narrow the diameter gradually different from the kinetic energy by increasing the flow rate of air This is achieved by repeating the process of mixing and injecting combustion air while inhaling and recirculating combustion gas in the firebox by the suction force generation.
또한, 상기 전방 공기공급관의 유입공간부측 단부에는 외측으로 경사지게 벌어지는 형태의 단턱부를 형성함에 그 특징이 있다.In addition, the inlet space side end portion of the front air supply pipe is characterized in that the stepped portion is formed to be inclined outwardly.
또한, 상기 후방 공기공급관은 전후 이동 조절하여 전방 공기공급관과의 사이로 형성되는 유입공간부의 간격을 조절하도록 구성함에 그 특징이 있다.In addition, the rear air supply pipe is characterized in that it is configured to adjust the distance between the inlet space formed between the front and rear air supply pipe by adjusting the movement.
이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
즉, 본 발명의 가스버너는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같다.That is, the gas burner of the present invention is as shown in Figs.
프레임(10) 상에 연료가 공급되는 연료공급관(20)과 연소 공기를 공급하는 공기공급관(30)을 이중관 형태로 형성하여 선단의 노즐(40)을 통해 화실(50) 내부로 화염을 발생하되 상기 연소 공기에는 화실 내부의 연소 가스를 혼합 공급하면서 화염 온도 저감하는 것에 있어서,The
상기 노즐(40)은 화실(50) 내측으로 돌출되게 형성하여 노즐 외측으로 연소속가스 냉각존(52)을 형성하고,The
상기 공기공급관(30)은 화실(50)과 개방 연통된 공간부(55)상에서 전,후 공기공급관(31)(35)을 분할하여 중앙으로 연소가스 유입을 위한 유입공간부(34)를 형성하도록 상호 이격되게 구비하되,The
상기 후방 공기공급관(35)은 유입부(36)에서 공급부(37)측으로 직경을 점차 협지되게 형성하여 공기의 유속 증대에 의한 흡입력 발생으로 화실 내부의 연소가스를 흡입하여 재 순환하면서 연소 공기와 혼합 분사하는 과정을 반복하도록 이루어진다.The rear
이때, 후방 공기공급관(35)의 공급부(37)의 직경은 전방 공기공급관(31)의 직경보다 작게 형성하므로 연소 공기가 후방 공기공급관(35)을 통해 전방 공기공급관(31)으로 원활히 공급되도록 구성된다.At this time, the diameter of the
또한, 상기 전방 공기공급관(31)의 유입공간부(34)측 단부에는 외측으로 경사지게 벌어지는 형태의 단턱부(32)를 형성하여 구성된다.In addition, the
그리고, 상기 후방 공기공급관(35)은 프레임(10)의 삽입공(12)에 삽입 지지된 상태로 전후 이동 조절하여 전방 공기공급관(31)과의 사이로 형성되는 유입공간부(34)의 간격을 조절하도록 구성된다.In addition, the rear
또한, 본 발명의 상기 노즐(40)은 원주상으로 큰 직경의 노즐공(46)과 작은 직경의 노즐공(47)이 등간 분할 형성되어 분할 화염을 발생하는 분할 화염판(45)을 적용함이 바람직하다.In addition, the
미설명부호로서, 33은 전방 공기공급관(31)을 지지하는 지지간, 38은 후방 공기공급관(35)을 전후 이동 조절하도록 연결 설치되는 조절바를 나타내는 것이다.As the
다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.Next will be described the operation and action of the present invention configured as described above.
본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 프레임(10)상의 연료공급관(20)을 통해 연료를 공급하고, 공기공급관(30)을 통해 연소공기를 공급하여 노즐(40) 부위에서 화염을 발생하여 화실(50) 내에서 열 교환을 행하도록 사용하게 된다.As shown in FIG. 3, the fuel is supplied through the
이를 좀더 구체적으로 설명하면, 상기 연소공기는 1차적으로 후방 공기공급관(35)을 통해 공급된다.In more detail, the combustion air is primarily supplied through the rear
이때, 상기 후방 공기공급관(35)은 유입부(36)에서 공급부(37)측으로 직경을 점차 협지되게 형성하고 있기 때문에 연소공기는 유속이 증대되는 상태로 전방 공기 공급관(31)으로 공급된다.At this time, since the rear
상기와 같이 연소공기 후방 공기공급관(35)을 통해 유속이 증대되면서 흡입력을 발생하므로 화실(50) 내부에서 연소가스를 흡입하게 된다.As the flow rate is increased through the
상기 연소가스는 본 발명의 노즐(40)이 화실(50) 내측으로 돌출되게 형성되어 있기 때문에 연소가스 냉각존(52)에서 충분한 열교환으로 냉각된 상태에서 흡입되게 된다.Since the combustion gas is formed so that the
즉, 상기 연소가스 냉각존(52)의 연소가스는 공간부(55)를 통해 전,후 공기공급관(31)(35) 사이로 형성된 유입공간부(34)를 통해 흡입되게 되는 것이다.That is, the combustion gas of the combustion
이때, 상기 연소가스는 유입공간부(34)로 직접 유입되는 것이 아니라 전방 공기공급관(351)의 단부에 형성된 단턱부(32)에 의해 외측으로 안내되어 유입공간부의 측후방에서 안내 공급되기 때문에 연소공기의 흐름을 방해하지 않게 된다.At this time, the combustion gas is not directly introduced into the
또한, 상기 전방 공기공급관(31)은 후방 공기공급관(35)의 공급부(37) 직경보다 크게 형성되어 있기 때문에 상기 연소공기와 연소가스가 효과적으로 유입되어 혼합된 상태로 분사되어 노즐(40)에서 연소되게 되는 것이다.In addition, since the front
즉, 상기 노즐(40)에서는 연소공기에 연소가스가 혼합 공급되면서 연료에 불완전연소를 유발하여 연소온도를 저감하므로 상기 질소와의 반응을 억제하여 질소산화물(NOx)의 발생을 최소화하게 되는 것이다.That is, in the
특히, 상기 노즐(40)의 화염판(45)은 원주상으로 큰 직경의 노즐공(46)과 작은 직경의 노즐공(47)이 등간 분할 형성되어 분할 화염을 발생하면서 연소온도를 저감하기 때문에 상기 질소산화물(NOx)의 발생 억제를 더욱 최소화하게 되는 것이다.In particular, since the
또한, 본 발명은 상기 후방 공기공급관(35)을 통해 공급되는 연소공기의 유속증대에 의한 운동에너지에 따른 흡입력에 비례하여 연소가스를 냉각 상태로 흡입하여 재 순환하면서 혼합 분사하게 되기 때문에 연소가스의 재 순환을 더욱 효과적으로 행하여 불완전연소에 따른 연소온도를 적절히 저감하고, 이에 따라 질소산화물(NOx)의 발생을 효과적으로 억제하여 최소화하면서 버너 사용효율을 극대화하게 되는 것이다.In addition, the present invention is because the intake of the combustion gas in the cooling state in proportion to the suction force according to the kinetic energy due to the increase in the flow rate of the combustion air supplied through the rear
또한, 본 발명은 상기 후방 공기공급관(35)을 프레임(10)의 삽입공(12)에 서 전후로 이동 조절하므로서 상기 후방 공기공급관(35)과 전방 공기공급관(31) 사이로 형성되는 유입공간부(34)의 간격을 조절하므로서 연소가스를 흡입 정도를 조절하기 때문에 불완전연소에 따른 연소온도를 적절히 제어하고, 이에 따라 질소산화 물(NOx)의 발생을 효과적으로 억제하여 최소화하면서 버너 사용효율을 또한 극대화할 수 있게 되는 것이다.In addition, the present invention by moving the rear
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은, 연소공기에 화실 내부의 연소가스를 냉각 상태로 흡입하여 재 순환하면서 혼합 분사하는 과정을 반복하므로 효과적으로 연소온도를 낮추어 질소산화물(NOx)의 배출을 저감하되, 특히 상기 연소공기의 공급정도에 따라 비례적으로 연소가스를 흡입 혼합하도록 함은 물론 상기 연소가스의 흡입 정도를 조절하도록 하므로서 연소온도를 적절히 절감함에 따른 버너의 저 질소산화물 발생 효율 및 버너 사용 효율을 더욱 우수하게 제공하게 되는 효과를 갖는 것이다.As described above, the present invention repeats the process of mixing and injecting the combustion gas inside the combustion chamber in the combustion chamber in a cooled state and recirculating it, effectively reducing the combustion temperature to reduce the emission of nitrogen oxides (NOx), in particular, In addition to inhaling and mixing the combustion gas in proportion to the supply of the combustion air as well as to adjust the degree of intake of the combustion gas to further reduce the burner low nitrogen oxide generation efficiency and burner use efficiency according to the appropriately reduced combustion temperature It is to have an effect to provide excellent.
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