KR100824483B1 - 액체 및 가스 연료 연소용 저 질소산화물 장치 및 방법 - Google Patents

액체 및 가스 연료 연소용 저 질소산화물 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의해 액체 및 가스 연료 연소용 저 NOx 장치 및 방법이 제공된다. 본 발명의 장치는 기본적으로, 노 공간에 부착된 개방 배출 단부를 갖춘 하우징; 하우징 중으로 및 노 공간 중으로 조절된 양의 공기를 도입하는 수단; 하우징 중으로 도입되는 공기의 일부를 수용하는 개방 주입 단부 및 개방 배출 단부를 갖춘 1차 연소 지역을 제공하기 위해 하우징 안에 배치된 연소 구획; 액체 연료를 1차 연소 지역 중으로 배출하기 위해 하우징에 부착된 액체 연료 노즐; 1차 가스 연료를 1차 연소 지역 중으로 배출하기 위한 적어도 하나의 1차 가스 연료 노즐; 및 2차 가스 연료를 노 공간 중으로 배출하기 위한 적어도 하나의 2차 가스 연료 노즐로 구성된다.
NOx, 버너, 액체 연료, 고체 연료

Description

액체 및 가스 연료 연소용 저 질소산화물 장치 및 방법{LOW NOx APPARATUS AND METHODS FOR BURNING LIQUID AND GASEOUS FUELS}
도 1은 본 발명 버너 장치의 상면도.
도 2는 도 1의 2-2 라인을 따라 취하고 노 공간의 벽에 부착된 버너 장치를 도시하는 도 1 버너 장치의 측면도.
도 3은 3-3 라인을 따라 취한 도 1 버너 장치의 측면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명〉
10: 버너 30: 연소 구획
12: 하우징 32: 개방 주입 단부
14: 개방 단부 34: 개방 배출 단부
16: 폐쇄 단부 36: 타일
18; 노벽 46: 환상 공간
24: 노 공간 50: 분무 건
26: 에어 레지스터 54,56,62: 노즐
1. 발명의 분야
본 발명은 저(低) NOx 생성 버너 장치 및 방법, 좀더 구체적으로는 액체 연료와 가스 연료의 별도 또는 동시 연소용의 그러한 장치 및 방법에 관한 것이다.
2. 종래 기술의 설명
정부 관계당국 및 부처에 의해 채택된 엄격한 환경 방출 표준을 이유로, 연료-공기 혼합물의 연소에 의해 생성된 연도가스 내의 질소 산화물(NOx) 형성을 억제하는 버너 장치 및 방법이 지금까지 개발되어 왔다. 예를 들면, 액체 또는 가스 연료를 화염 온도를 낮추기 위해 공기의 화학량론적 농도 이하에서 연소시켜 열적 NOx를 감소시키는 버너 장치 및 방법이 개발되었다. 즉, 액체 또는 가스 연료를 제 1 연소 지역에서 공기 부족 상태에서 연소시킴으로써 NOx 형성을 억제하는 환원 환경이 생성되고, 제 1 지역 하류에 위치한 비연소 잔류 연료가 연소되는 제 2 지역 중으로 공기의 잔부를 도입시키는 단계식 공기 버너 장치 및 방법이 개발되었다.
또한, 공기의 전부와 연료의 일부를 제 1 지역에서 연소시키고 나머지 연료를 제 2 하류 지역에서 연소시키는 단계식 액체 또는 가스 연료 버너 장치도 개발되었다. 이러한 단계식 연료 버너 장치 및 방법에서, 제 1 지역내 과량의 공기는 연소 가스의 온도를 낮추는 희석제로서 기능하여 NOx의 형성을 감소시킨다.
단계식 공기 버너 장치 및 방법은 액체 연료 연소에 가장 일반적으로 사용되 어 왔고 반면에 단계식 연료 버너 장치 및 방법은 가스 연료 연소에 가장 일반적으로 사용되어 왔다. 그러나, 지금까지 개발되었던 액체 연료나 가스 연료의 연소에 선택적으로 사용되거나 액체 연료와 가스 연료 모두의 동시 연소에 사용될 수 있는 버너 장치 및 방법은 NOx 방출 감소에 그다지 성공적이지 못했다.
따라서, NOx 함량이 낮은 연도가스를 생성하는 액체 및 가스 연료의 선택적 또는 동시 연소용의 개량된 버너 장치 및 방법이 요구된다.
발명의 요약
본 발명에 의해, 전술한 요구사항을 충족하고 종래기술의 결점을 극복하는 액체 및 고체 연료의 별도 또는 동시 연소용 저 NOx 생성 버너 장치 및 방법이 제공된다. 즉, 본 발명에 따라, 노 공간에 연결되도록 적용된 액체 및 가스 연료 연소용 저 NOx 형성 버너 장치가 제공된다. 버너 장치는 노 공간에 부착된 개방 배출 단부와 폐쇄 대향 단부를 갖춘 하우징을 포함한다. 하우징 중으로 및 노 공간 중으로 조절된 공기량 도입수단이 하우징에 부착된다. 1차 공기로서 하우징 중으로 도입되는 공기 부분을 수용하기 위한 개방 주입 단부 및 하우징의 개방 단부에 인접한 개방 배출 단부를 갖춘 1차 연소 지역을 제공하기 위하여 하우징 안에 연소 구획이 배치된다. 연소 구획은 하우징보다 작아서, 하우징 중으로 도입되는 공기 중 일부는 구획 외부와 하우징 내부 사이의 환상 공간을 통과하여 하우징의 배출 단부와 연소 구획에서 환상 공간으로부터 2차 공기로 배출된다. 액체 연료원과 연결하고 연소 구획 내 1차 연소 지역 중으로 액체 연료를 배출하여 그 안에서 액체 연료가 1차 공기와 혼합되어, 그 안에서 연소되고 노 공간으로 배출되어 노 공간에 배출된 2차 공기와 혼합되고 그 안에서 추가 연소되게 하기 위해 하우징에 액체 연료 노즐이 부착된다. 가스 연료원과 연결하고 1차 가스 연료를 연소 구획 내 1차 연소 지역에 배출하여 가스 연료가 그 안에서 1차 공기와 혼합되고, 그 안에서 연소된 다음 노 공간으로 배출되도록 하기 위해 하우징에 적어도 하나의 1차 가스 연료 노즐이 부착된다. 가스 연료원과 연결하고 2차 가스 연료를 노 공간으로 배출하여 그 안에서 공기와 혼합되고, 그 안에서 연소되도록 하기 위해 하우징에 적어도 하나의 2차 가스 연료 노즐이 부착된다.
본 발명의 방법은 기본적으로 하기의 단계를 포함한다. 1차 공기의 제 1 부분을 버너 안의 1차 연소 지역에서 액체 연료와 혼합시켜 연료-풍부 혼합물을 형성시킨다. 연료-풍부 혼합물을 1차 연소 지역에서 연소시켜 그로부터 NOx 함량이 낮은 연도가스를 형성시키고 연도가스와 비-연소 액체 연료를 노 공간 중으로 배출시킨다. 1차 공기의 제 2 부분을 버너 안의 1차 연소 지역에서 가스 연료의 제 1 부분과 혼합하고 생성되는 공기-가스 연료 혼합물을 1차 연소 지역에서 연소시켜 그로부터 NOx 함량이 낮은 연도가스를 형성시키고 노 공간 중으로 배출시킨다. 가스 연료의 제 2 부분을 노 공간 중으로 배출시키고 2차 공기를 노 공간 중으로 배출시켜 2차 공기를 노 공간 안의 연도가스, 그 안에 배출된 가스 연료 및 그 안에 배출된 비-연소 액체 연료와 혼합시키고 생성되는 혼합물을 노 공간 안의 2차 연소 지역에서 연소시켜 NOx 함량이 낮은 추가의 연도가스를 형성시킨다.
따라서, 본 발명의 제 목적은 액체 및 가스 연료 연소용의 개량된 저 NOx 장 치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적과 추가 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면과 연계하여 하기의 바람직한 양태의 설명을 정독함으로써 당업자에게 자명해질 것이다.
도면에서, 본 발명의 저 NOx 버너 장치가 도해되고 기호 (10)으로 표시된다. 전술한 바와 같이, 버너 장치(10)는 NOx를 적게 방출하면서 액체 및 가스 연료를 별도로 또는 동시에 연소시킬 수 있다. 버너(10)는 개방 배출 단부(14)와 페쇄 대향 단부(16)를 갖춘 하우징(12)을 포함한다. 도 2에 도해된 바와 같이, 하우징(12)의 개방 단부(14)는 노벽(20)의 개구(18)에 연결되도록 적용된다(대시 라인으로 표시). 당업자가 이해하게 되듯이, 노벽(18)은 일반적으로 단열재(22) 내층을 포함하고 벽(20)과 단열재(22)는 연료와 공기가 연소되어 고온 연도가스를 형성하는 노 공간(24)을 규정한다.
도 1과 3에 도시된 바와 같이, 하우징(12) 중으로 및 노 공간(24) 중으로 공기의 조절된 양을 도입하기 위해 하우징(12) 측부의 개구(27) 위에 에어 레지스터(26)가 밀봉 연결된다. 에어 레지스터(26)는 루버(28) 등을 포함하며 이를 통해 및 하우징(12) 중으로 유동하는 공기량을 제어하도록 조정될 수 있다.
원통형 연소 구획(30)이 1차 연소 지역(31)을 제공하기 위해 하우징(12) 안에 배치된다. 구획(30)은 개방 주입 단부(32) 및 하우징(12)의 개방 단부(14)에 인접한 개방 배출 단부(34)를 포함한다. 벤튜리 쓰롯(38) 중으로 형성되는 하부 개방 단부(37), 분기 측부(40) 및 개방 상부 단부(42)를 구비하는 세라믹 타일(36)이 구 획(30) 안에 연결된다. 도 2와 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 버너 타일(36)은 구획(30) 안에 1차 연소 지역(31)을 형성한다.
연소 구획(30)의 외부는 하우징(12)의 내부보다 작아서, 환상 배출 공간(46)이 연소 구획(30)과 하우징(12) 사이에 제공된다. 결과적으로, 에어 레지스터(26)를 경유하여 하우징(12)의 내부 중으로 도입되는 공기의 일부가 이의 개방 주입 단부(32)를 경유하여 연소 구획(30)의 내부에 1차 공기로 유입된다. 공기의 잔부는 연소 구획(30)의 외부와 하우징(12)의 내부 사이의 환상 공간(46)에 유입되고 이로부터 환상 공간(46)을 경유하여 2차 공기로서 배출된다. 연소 구획(30) 안에 타일(36)에 의해 형성된 1차 연소 지역(31)에 공기를 적절히 분포시키기 위하여, 에어 레지스터(26)로부터 반대쪽 연소 구획(30)의 바닥 개방 단부(32)의 측부에 반-원통형 공기 전향장치(48)가 일체로 부착된다. 전향장치(48)는 도 2와 3에 가장 잘 도시되어 있고, 연소 구획(30)과 그 안의 타일(36)에서 공기를 균일하게 분포시키는 기능을 한다.
액체 연료 노즐(54)을 갖춘 통상적인 액체 연료 분무 건(50)은 연소 구획(30)에 장착된 하우징(12)과 브래킷(52)을 통해 타일(36)의 벤튜리 쓰롯(38) 중앙으로 연장한다. 액체 연료 분무 건(50)은 노즐(54)을 경유하여 타일(36)내 연소 지역(31) 중으로 분무 액체 연료를 배출한다. 액체 연료 분무 건(50)은 도관(44)을 경유하여 액체 연료원에 연결된다. 1차 연소 지역(31) 중으로 배출된 액체 연료는 지역내 1차 공기의 일부와 혼합되어 그 안에서 연소된다.
도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 한 쌍의 1차 가스 연료 노즐(56)이 액체 연료 노즐(54)의 대향측 상 타일(36)의 벤튜리 쓰롯(38) 안에 배치된다. 가스 연료 노즐(56)은 도관(58)에 의해 버너 하우징(12)의 하부, 외측에 위치한 가스 연료 주입구 헤더(60)에 연결된다. 가스 연료 노즐(56)은 연소 구획(30) 안의 1차 연소 지역(31) 중으로 1차 가스 연료를 배출하고 이에 따라 가스 연료는 분무 건(50)의 노즐(54)에 의해 배출된 액체 연료와 함께 그 안에서 1차 공기와 배합되고 연소되어 노 공간(24) 중으로 배출된다.
도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 2차 가스 연료를 노 공간(24) 중으로 배출하기 위한 4개의 2차 가스 연료 노즐(62)이, 연소 구획(30)의 외부와 하우징(12)의 내부 사이의 환상 공간(46) 안에서 하우징(12)의 배출 단부에 부착되고 그 주위에 일정 간격으로 이격된다. 노즐(62)은 도관(64)에 연결되고, 이는 다시 가스 연료 헤더(60)에 연결된다. 연료 노즐(62)을 차단하고 환상 공간(46)을 통해 유동하는 2차 공기가 배플 부재(66) 사이에 형성된 일정 간격으로 이격된 개구(67)를 경유하여 노 공간(24) 중으로 배출되도록 하기 위하여 2차 가스 연료 노즐(62)에 인접한 환상 공간(46)에 4개의 이격된 에어 배플 부재(66)가 위치된다. 개구(67) 및 노 공간(24) 중으로 2차 공기 배출의 이러한 스태거링 배치는 2차 공기가 연도가스를 비말동반하게 하고 연소 지역으로 운반함으로써 열적 NOx를 감소시킨다. 노즐(62)에 의해 배출되는 2차 가스 연료는 또한 노 공간(24) 중의 연도가스, 1차 연소 지역(31)으로부터 공간(24) 중으로 배출된 비-연소 액체 연료(액체 연료가 가스 연료와 동시 연소될 때) 및 배플(66) 사이의 공간(67)으로부터 배출된 2차 공기와 혼합된다. 생성되는 혼합물은 1차 연소 지역(31)의 하류에 있는 노 공간(24) 내의 2차 연소 지역에서 연소된다.
도 1과 3에 도시된 바와 같이, 파일롯 화염 버너(68)는 하우징(12)에 부착되어 그 안에 위치되어, 이에 의해 생성된 파일롯 화염은 타일(36) 내 벤튜리 쓰롯(38)에 인접한 연소 구획(30) 안에 위치된다. 파일롯 화염 버너(68)는 도관(70)에 의해 가스 연료 주입구 헤더(60)에 연결된다.
액체 및 가스 연료를 실질적인 화학량론적 양의 공기로 동시 연소시키기 위한 버너 장치(10)의 작동시, 하우징(12)에 도입되는 1차 공기는 1차 연소 지역(31) 내 액체 연료 노즐(54)로부터 배출된 액체 연료와 혼합되어 연료-풍부 혼합물을 형성한다. 연료-풍부 혼합물은 1차 연소 지역(31)에서 연소되어, 그로부터 NOx 함량이 낮은 연도가스가 형성되고 연도가스와 비-연소 액체 연료는 노 공간(24) 중으로 배출된다. 1차 공기는 또한, 1차 연소 지역(31) 내 1차 가스 연료 노즐(56)에 의해 배출된 가스 연료의 1차 부분과 혼합된다. 1차 공기-1차 가스 연료 혼합물은 1차 연소 지역(31)에서 연소되어, 그로부터 NOx 함량이 낮은 연도가스가 형성되고 노 공간(24) 중으로 배출된다. 가스 연료의 2차 부분은 2차 가스 연료 노즐(62)을 경유하여 노 공간(24) 중으로 배출된다. 하우징(12) 중으로 도입되는 2차 공기는 환상 공간(46) 및 배플(66) 간의 개구(67)를 경유하여 노 공간 중으로 배출된다. 배출된 2차 공기는 노 공간(24) 내 연도가스, 노즐(62)에 의해 노 공간(24) 중으로 배출된 2차 가스 연료 및 1차 연소 지역(31)으로부터 노 공간 중으로 배출된 비-연소 액체 연료와 혼합되고 생성되는 혼합물은 노 공간(24) 내 2차 연소 지역에서 연소되어 NOx 함량이 낮은 추가의 연도가스가 형성된다.
액체 연료만이 버너 장치(10)에서 연소될 때 및 액체 연료와 가스 연료가 동시에 연소될 때, 액체 연료는 NOx 형성을 억제하는 환원 환경을 생성하는 1차 연소 지역(31)에서 공기의 부족상태에서 연소된다. 가스 연료만이 연소될 때, 가스 연료의 1차 부분은 공기의 결핍상태에서 또는 공기의 과잉상태에서 1차 연소 지역(31)에서 연소된다. 즉, 열적 NOx는 화학량론적 연소를 피함으로써 감소되고 1차 지역에서의 연소는 연료-풍부 또는 연료-부족일 수 있고 2차 지역에서의 연소는 연료-부족이다. 1차 지역에서의 연소가 연료-풍부일 때, 가스 연료의 분배는 1차 지역에서는 약 16 내지 약 35 용적%이고 2차 지역에서는 약 65 내지 약 84 용적%이다. 1차 지역에서의 연소가 연료-부족일 때, 분배는 1차 지역에서 약 14 내지 약 25 용적%이고 2차 지역에서는 약 75 내지 86 용적%이다. 노 공간(24) 중으로 도입되는 2차 가스 연료는 연도가스로 희석되고 NOx 함량이 낮은 추가의 연도가스를 생성하는 2차 공기로 연소된다.
따라서, 독립적으로 또는 동시에 액체 및 가스 연료를 연소시키기 위한 노 공간에 연결되도록 적용되는 본 발명의 저 NOx 형성 버너 장치는 기본적으로 하기 요소로 구성된다: 개방 배출 단부와 폐쇄 대향 단부를 갖춘 하우징; 하우징 중으로 및 하우징에 부착된 노 공간 중으로 조절된 양의 공기를 도입하는 수단; 1차 공기로서 하우징 중으로 도입되는 공기의 일부를 수용하는 개방 주입 단부 및 하우징의 개방 배출 단부에 인접한 개방 배출 단부를 갖춘 1차 연소 지역을 제공하기 위해 하우징 안에 배치된 연소 구획(상기 연소 구획은 하우징보다 작아서, 하우징에 도입되는 공기의 일부는 연소 구획의 외부와 하우징의 내부 사이의 환상 공간을 통과하고 하우징의 배출 단부 및 연소 구획에서 환상 공간으로부터 배출된다); 액체 연료원과 연결하고 액체 연료를 연소 구획 안의 1차 연소 지역 중으로 배출하여 그 안에서 액체 연료를 1차 공기와 혼합시키고, 그 안에서 연소시켜 노 공간 중으로 배출되도록 하기 위해 하우징에 부착된 액체 연료 노즐; 가스 연료원과 연결하고 1차 가스 연료를 연소 구획 안의 1차 연소 지역 중으로 배출하여 그 안에서 가스 연료를 1차 공기와 혼합시키고 그 안에서 연소시켜 노 공간 중으로 배출시키기 위해 하우징에 부착된 적어도 하나의 1차 가스 연료 노즐; 및 가스 연료원과 연결하고 2차 가스 연료를 연도가스 및 2차 공기와 그 안에서 혼합되어 그 안에서 연소되는 노 공간 중으로 배출하기 위해 하우징에 부착된 적어도 하나의 2차 가스 연료 노즐.
전술한 장치의 연소 구획은 안에 1차 연소 지역의 주입구에 벤튜리 쓰롯을 포함하고, 액체 연료 노즐은 하우징에 위치되어 액체 연료는 벤튜리 쓰롯의 중앙에서 1차 연소 지역 중으로 배출된다. 2개의 1차 가스 연료 노즐이 바람직하게는 1차 가스 연료를 1차 연소 지역 중으로 배출하기 위해 하우징에 부착되어 사용된다. 2개의 1차 가스 연료 노즐은 바람직하게는 액체 연료 노즐의 반대쪽에 위치되고 1차 가스 연료를 1차 연소 지역의 벤튜리 쓰롯 중으로 배출한다. 하우징의 배출 단부와 연소 구획에서 환상 공간 안에서, 그 주위에 등간격으로 이격되어 있는 4개의 2차 가스 연료 노즐은 바람직하게는 2차 연료를 노 공간 중으로 배출하는 데 바람직하게 사용된다. 또한, 4개의 이격된 에어 배플은 연료 노즐을 차단하고 2차 공기가 배플 부재 간의 개구를 경유하여 환상 공간으로부터 배출되도록 2차 가스 연료 노즐에 인접한 환상 공간에 위치된다. 또한, 장치는 바람직하게는 개방 주입 단부로부터 하우징의 폐쇄 단부쪽으로 연장하고 공기를 하우징 중으로 도입하기 위한 수단 맞은 편에 위치되는 연소 구획에 부착된 공기 전향장치를 포함한다. 최종적으로, 주입 단부에 벤튜리 쓰롯을 포함하는 연소 지역은 바람직하게는 연소 구획 안에 부착된 세라믹 타일에 의해 형성되고, 파일롯 화염 버너는 바람직하게는 하우징에 부착되고 그 안에 위치되어, 생성된 파일롯 화염은 세라믹 타일 내 벤튜리 쓰롯에 인접한 연소 구획 안에 위치됨으로써 파일롯 화염은 파일롯 화염을 안정시키는 고온 타일 표면을 가열한다.
버너 및 버너가 부착되는 노 공간에서 액체 및 가스 연료를 실질적인 화학량론적 양의 공기로 연소시킴으로써 연도가스가 낮은 NOx 함량을 갖는 본 발명의 방법은 기본적으로 하기의 단계: (a)1차 공기를 버너 안의 1차 연소 지역에서 액체 연료와 혼합하여 연료-풍부 혼합물을 형성시키고; (b)단계 (a)의 연료-풍부 혼합물을 1차 연소 지역에서 연소시켜 그로부터 NOx 함량이 낮은 연도가스를 형성시키고 연도가스와 비-연소 액체 연료를 노 공간 중으로 배출시키며; (c)1차 공기를 버너 안의 1차 연소 지역에서 가스 연료의 1차 부분과 혼합시키며; (d) 단계(c)의 1차 공기-1차 가스 연료 혼합물을 버너 안의 1차 연소 지역에서 연소시켜 그로부터 NOx 함량이 낮은 연도가스를 형성시켜 노 공간 중으로 배출시키며; (e)가스 연료의 2차 부분을 노 공간 중으로 배출시킨 다음; (f)2차 공기를 노 공간 중으로 배출시켜, 2차 공기가 노 공간 내 연도가스, 단계 (e)에 따라 그 안에 배출된 2차 가스 연료 및 단계(b)에 따라 그 안에 배출된 비-연소 액체 연료와 혼합시키는 단계로 구성되며, 생성되는 혼합물은 노 공간 내의 2차 연소 지역에서 연소되어 NOx 함량이 낮은 추가의 연도가스가 형성된다.
단계 (a) 및 (c)에 따라 액체 연료와 혼합된 1차 공기 및 가스 연료와 혼합된 1차 공기는 바람직하게는, 버너와 노 공간 중으로 도입되는 전체 공기의 체적이 약 15% 내지 약 30%의 범위에서 병합되는 공기의 양을 포함한다. 또한, 단계 (c)에 따라 1차 공기와 혼합된 가스 연료의 제 1 부분은 바람직하게는, 버너 및 노 공간에서 연소되는 전체 가스 연료의 체적이 약 16% 내지 약 35% 범위의 양이다.
따라서, 본 발명은 목적을 수행하고 언급된 결과와 장점 및 거기에 내재하는 것들을 달성하는 데 잘 적용된다. 본 발명의 현재 바람직한 양태가 본 명세서의 목적상 기술되었지만, 부품 및 단계의 제작과 배치에 있어서 다양한 변화가 첨부된 특허청구범위로 규정되는 본 발명의 취지 안에 포함됨이 당업자에게 암시될 것이다.
본 발명은 액체 및 가스 연료 연소용의 개량된 저 NOx 장치 및 방법을 제공한다.

Claims (20)

  1. 노 공간에 부착된 개방 배출 단부 및 폐쇄 대향 단부를 갖춘 하우징;
    하우징 및 상기 하우징에 부착된 노 공간 안으로 공기를 도입하는 에어 레지스터;
    1차 공기로서 상기 하우징 중으로 도입되는 공기의 일부를 수용하는 개방 주입 단부 및 상기 하우징의 개방 배출 단부에 인접한 개방 배출 단부를 갖춘 1차 연소 지역을 제공하기 위해 상기 하우징 안에 배치된 연소 구획;
    액체 연료원과 연결하고 액체 연료를 연소 구획 안의 1차 연소 지역 중으로 배출하여 그 안에서 액체 연료를 1차 공기와 혼합시키고 그 안에서 연소시켜 노 공간 중으로 배출시키기 위해 하우징에 부착된 액체 연료 노즐;
    가스 연료원과 연결하고 1차 가스 연료를 연소 구획 안의 1차 연소 지역 중으로 배출하여 그 안에서 가스 연료를 1차 공기와 혼합시키고 그 안에서 연소시켜 노 공간 중으로 배출시키기 위해 하우징에 부착된 적어도 하나의 1차 가스 연료 노즐; 및
    가스 연료원과 연결하고 2차 가스 연료를 연도가스 및 2차 공기와 그 안에서 혼합되어 그 안에서 연소되는 노 공간 중으로 배출하기 위해 상기 하우징에 부착된 적어도 하나의 2차 가스 연료 노즐을 포함하며, 상기 연소 구획은 상기 하우징보다 작아서, 상기 하우징에 도입되는 공기의 일부는 연소 구획의 외부와 상기 하우징의 내부 사이의 환상 공간을 통과하고 상기 하우징의 배출 단부 및 연소 구획에서 환상 공간으로부터 2차 공기로 배출되는 것을 특징으로 하는 노 공간에 연결되도록 적용되는 액체 및 가스 연료 연소용 저 NOx 형성 버너 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연소 구획은 1차 연소 지역의 주입구에서 벤튜리 쓰롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료 연소용 저 NOx 형성 버너 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    액체 연료 노즐이 하우징에 위치되어, 액체 연료가 연소 구획 안의 벤튜리 쓰롯 중앙에서 연소 구획 및 연소 구획안의 1차 연소 지역 안으로 배출되는 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료 연소용 저 NOx 형성 버너 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    2개의 1차 가스 연료 노즐이 연소 구획 안의 1차 연소 지역 중으로 1차 가스 연료를 배출하기 위해 하우징에 연결되는 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료 연소용 저 NOx 형성 버너 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    1차 가스 연료 노즐이 액체 연료 노즐의 반대쪽에 위치되고 1차 가스 연료를 벤튜리 쓰롯 중으로 배출하는 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료 연소용 저 NOx 형성 버너 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    4개의 2차 가스 연료 노즐이 노 공간 중으로 2차 연료를 배출하기 위해 하우징에 부착되는 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료 연소용 저 NOx 형성 버너 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    4개의 2차 가스 연료 노즐이 하우징의 배출 단부 및 연소 구획에서의 환형 공간 안에서 및 그 주변에 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료 연소용 저 NOx 형성 버너 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    연료 노즐을 차단하고 2차 공기가 배플 부재 간의 개구를 경유하여 환상 공간으로부터 배출되도록 하기 위하여 2차 가스 연료 노즐에 인접한 환상 공간에 위치된 4개의 이격된 에어 배플 부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료 연소용 저 NOx 형성 버너 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    개방 주입 단부에서 하우징의 폐쇄 단부쪽으로 연장하고 하우징 중으로 공기를 도입하기 위한 상기 에어 레지스터 반대쪽에 위치되는 연소 구획에 부착된 공기 전향장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료 연소용 저 NOx 형성 버너 장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    1차 연소 지역 및 연소실 내의 벤튜리 쓰롯이 버너 타일에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료 연소용 저 NOx 형성 버너 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    하우징에 부착되어 그 안에 위치됨으로써, 생성된 파일롯 화염이 그 안의 버너 타일 안의 벤튜리 쓰롯에 인접한 연소 구획 안에 위치되는 파일롯 화염 버너를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료 연소용 저 NOx 형성 버너 장치.
  12. 버너 및 버너가 부착되는 노 공간에서 액체 및 가스 연료를 화학량론적 양의 공기로 연소시킴으로써 NOx 함량이 낮은 연도가스를 형성시키는 방법에 있어서,
    (a) 혼합물을 형성하기 위해 버너 안의 1차 연소 지역에서 제1차 공기를 액체 연료와 혼합하는 단계;
    (b) NOx 함량이 낮은 연도가스를 형성하며, 상기 연도 가스 및 비-연소된 액체 연료는 상기 노 공간으로 배출되도록 하는 상기 1차 연소 지역에서 (a)단계의 혼합물을 연소하는 단계;
    (c)1차 공기를 버너 안의 1차 연소 지역에서 가스 연료의 1차 부분과 혼합시키는 단계;
    (d) NOx 함량이 낮은 연도가스를 형성시켜 노 공간 중으로 배출시키는 버너 안의 1차 연소 지역에서 단계(c)의 1차 공기-1차 가스 연료 혼합물을 연소시키는 단계;
    (e) 가스 연료의 2차 부분을 상기 노 공간 중으로 배출시키는 단계;
    (f) 2차 공기가 노 공간 내 연도가스와 혼합하고, 단계(e)에 따라 상기 노 공간에 배출된 상기 2차 가스 연료, 단계 (b)에 따라 상기 노 공간에 배출된 비-연소 액체 연료와 이로 인하여 생성되는 혼합물이 상기 노 공간의 제2연소 지역에서 연소되어 NOx 함량이 낮은 추가의 연도가스가 형성되도록 제2공기를 상기 노 공간으로 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료를 연소하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    단계 (a)의 혼합물이 연료-풍부한 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료를 연소하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    단계 (c)의 혼합물이 연료-부족한 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료를 연소하는 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    단계 (c)의 혼합물이 연료-풍부한 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료를 연소하는 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    1차 공기를 1차 연소 지역 중으로 공급하여 그 안에서 액체 연료와 혼합시키는 1차 연소 지역에 형성된 벤튜리 쓰롯 중으로 액체 연료 노즐로부터 액체 연료를 배출시킴으로써 1차 공기가 단계 (a)에 따라 액체 연료와 혼합되는 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료를 연소하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    1차 공기를 1차 연소 지역 중으로 공급하여 그 안에서 가스 연료와 혼합시키는 벤튜리 쓰롯 중으로 2개의 1차 가스 연료 노즐로부터 가스 연료의 제 1 부분을 배출시킴으로써 상기 1차 공기가 단계 (c)에 따라 가스 연료의 제 1 부분과 혼합되는 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료를 연소하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    단계 (e)에 따라 노 공간 중으로 배출된 2차 가스 연료가 그 안에서 4개의 2차 가스 연료 배출 노즐에 의해 배출되는 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료를 연소하는 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    단계 (a) 및 (c)에 따라 액체 연료와 혼합된 1차 공기 및 가스 연료와 혼합된 1차 공기가 버너와 노 공간 중으로 도입되는 전체 공기의 체적이 15% 내지 30%의 범위에서 병합되는 공기의 양을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료를 연소하는 방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    단계 (c)에 따라 공기와 혼합된 가스 연료의 제 1 부분이 버너와 노 공간에서 연소되는 전체 가스 연료의 체적이 14% 내지 30%의 범위의 양인 것을 특징으로 하는 액체 및 가스 연료를 연소하는 방법.
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