KR100964307B1 - 미분탄 버너 - Google Patents

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KR100964307B1
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김혁필
송시홍
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두산중공업 주식회사
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D1/00Burners for combustion of pulverulent fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L3/00Arrangements of valves or dampers before the fire

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Abstract

본 발명은 미분탄 버너에 관한 것으로, 연소용 공기를 버너 내부에서 분할하여 화로로 분사시키고, 공기 유입구의 유로 면적에 따라 유입되는 공기량이 선형적으로 변할 수 있는 미분탄 버너에 관한 것으로, 사다리꼴 형상을 갖는 복수의 슬롯으로 구성된 공기 유입구의 유로 면적에 따라 유입되는 공기량이 선형적으로 변화하여, 버너의 착화 기능 강화, 화염 안정화, 질소산화물 배출량 감소 등의 효과가 있다. 또한, 댐퍼가 공기 유입구 외측 혹은 내측에서 회전하도록 구성되어, 열 변형 또는 입자에 의한 고착을 방지할 수 있다.
미분탄, 버너, 연료, 공기, 댐퍼, 유입구, 사다리꼴

Description

미분탄 버너{Pulverized Coal Burner}
본 발명은 미분탄 버너에 관한 것으로, 연소용 공기를 버너 내부에서 분할하여 화로로 분사시키고, 공기 유입구의 유로 면적에 따라 유입되는 공기량이 선형적으로 변할 수 있는 미분탄 버너에 관한 것이다.
일반적으로 화력 발전소에서는 미분탄을 원료로 한 버너가 구비되는 바, 미분화된 석탄분을 보일러에서 공급 공기와 함께 연소시키셔 열교환기를 가열하게 된다.
입체형 석탄을 분쇄기로 200 메시(mesh) 정도(76㎛ 이하)의 미분탄으로 미세화한 뒤, 미분탄을 고압공기로 혼합 연소하여 보일러의 내부에 설치된 열교환기를 가열하게 된다.
이러한 미분탄을 이용한 보일러는 주로 화력발전소에 설치되어 보일러에 사용되는 바, 통상적으로 가정용, 일반 산업용 등과 같은 저용량의 보일러에 사용되지 않는 실정이다.
벽면 연소 방식의 버너는 버너 중앙부에서 미분탄 연료가 분사되고 미분탄 분사구 바깥쪽으로 2개 이상의 환형 유로를 통해 연소용 공기가 분사되는 구조를 가진다. 이러한 구조에 의해 버너 출구에서 연료와 공기를 상호 혼합, 연소 반응시켜 화염을 형성한다. 이때, 연소용 공기의 분할 비율에 따라 버너 출구의 각 유로를 통해 화로로 분사되는 공기량 및 분사속도가 달라진다. 이로 인해, 버너는 미분탄과 연소용 공기의 혼합 및 반응성 차이를 유발시키므로, 버너 내부의 연소용 공기의 분할 수단은 착화 특성, 화염 안정성 및 공해물질 배출량 등 버너 전체의 성능을 결정하는 핵심 장치이다.
도 1은 종래 미분탄 버너의 단면도이고, 도 2a 내지 도 2c는 종래 댐퍼의 조작에 따라 2차 공기 유입구의 유로 면적 변화 형태를 예시한 도면이다.
도 1에 보면, 1차 노즐(21)은 미분탄과 함께 1차 공기를 반송하는 미분탄 노즐이다.
3차 공기 윈드 박스(wind box)(7)로 유입되는 연소 공기의 일부는 2차 공기 유입구(9)를 통해 2차 공기 윈드 박스(8)로 유입된다. 2차 공기 윈드 박스(8)로 유입되는 2차 공기는 2차 공기 선회기(6)를 통과한 후 2차 노즐(22)을 통해 화로로 분사된다.
한편, 버너로 유입된 연소 공기 중 2차 공기를 제외한 3차 공기는 3차 공기 선회기(5)를 통과한 후 3차 노즐(23)을 통해 화로로 분사된다.
이때, 2차 공기 및 3차 공기의 유량 분배는 2차 공기 윈드 박스(8)로 유입되는 2차 공기에 의해 달라지고, 2차 공기는 2차 공기 유입구(9)의 개도량(면적 변화)에 따라 달라진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 2차 공기 유입구(9)는 복수의 직사각형 형상으로 구성되어 있다. 댐퍼(10)는 직사각형 슬롯을 갖는 원통형으로 구성되어 있으며, 연자축(11)과 조절핸들(12)을 축 방향(axial direction)으로 움직여서 2차 공기 유입구(9)의 유로 면적을 제어한다. 댐퍼(10)는 미분탄 버너의 작동 조건이나 공급되는 연료의 종류에 따라 최적의 연소가 될 수 있도록 2차 공기 유입구(9)의 유로 면적을 제어한다.
도 1의 "A"에서 보면, 도 2a는 댐퍼(10)가 2차 공기 유입구(9)를 전폐한 경우이고, 도 2b는 댐퍼(10)가 2차 공기 유입구(9)를 반개한 경우이고, 도 2c는 댐퍼(10)가 2차 공기 유입구(9)를 전개한 경우이다.
도 3은 종래 2차 공기 유입구의 유로 면적에 다른 2차 공기 유입량을 나타내는 그래프이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 2차 공기 유입구(9)가 직사각형 형상의 복수의 슬롯으로 구성되어 있어서, 2차 공기 유입구(9)의 유로 면적이 선형적으로 변할 경우 2차 공기 유입구(9)에 따른 2차 공기 유입량은 비선형적으로 변화한다. 즉, 댐퍼(10)를 조정하여 2차 공기 유입구(9)의 유로 면적을 증가시키는 초기에는 2차 공기 유입량이 유로 면적에 따라 증가한다. 그러나, 2차 공기 유입구의 유로 면적이 50% 이상 개방될 경우, 2차 공기 유입량의 변화율이 작아지는 비선형적인 유량 분배 특성이 나타난다.
따라서, 종래에는 2차 공기 유입구(9)의 직사각형 구조로 인해 2차 공기 유입구(9)의 유로 면적이 증가할수록 2차 공기 유입량이 비선형적으로 증가하여 최적 의 유량 조건을 맞추기가 어렵다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 공기 유입구의 유로 면적이 증가할수록 공기 유입량이 선형적으로 증가하는 미분탄 버너를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 연소용 공기가 분사되는 공기 통로가 구비되는 윈드박스를 포함하는 미분탄 버너가 제공된다. 이 미분탄 버너는, 상기 윈드박스의 입구에 위치하고, 사다리꼴 형상을 갖는 복수의 제1 슬롯으로 구성되는 공기 유입구, 상기 공기 유입구의 상부에 위치하고, 상기 복수의 제1 슬롯의 사다리꼴의 평행 변과 수직한 방향으로 슬라이딩 동작하여 상기 복수의 슬롯의 유로 면적을 제어하는 댐퍼를 포함한다. 이때, 상기 댐퍼가 상기 사다리꼴 평행 변 중 길이가 짧은 평행 변에서 길이가 긴 평행 변으로 슬라이딩 동작할수록 상기 유로 면적이 커진다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 연소용 공기가 분사되는 공기 통로가 구비되는 윈드박스를 포함하는 미분탄 버너가 제공된다. 이 미분탄 버너는, 상기 윈드박스의 입구에 위치하고, 사다리꼴 형상을 갖는 복수의 제1 슬롯이 원주 방향으로 순차적으로 배치되어 있는 공기 유입구, 상기 공기 유입구의 외측 혹은 내측에 위치하고, 상기 복수의 제1 슬롯 각각에 대응하는 복수의 제2 슬롯이 원주 방향으로 순차적으로 배치되어 있고, 회전에 의해 원주 방향으로 이동하면서 상기 복수의 제1 슬롯의 유로 면적을 제어하는 댐퍼를 포함한다. 이때, 상기 댐퍼는 상기 사다리꼴 평행 변 중 길이가 짧은 평행 변에서 길이가 긴 평행 변 방향으로 회전한다.
본 발명의 실시 예에서는 공기 유입구의 유로 면적에 따라 유입되는 공기량이 선형적으로 변화하여, 버너의 착화 기능 강화, 화염 안정화, 질소산화물 배출량 감소 등의 효과가 있다. 또한, 댐퍼가 공기 유입구 외측 혹은 내측에서 회전하도록 구성되어, 열 변형 또는 입자에 의한 고착을 방지할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이 는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 미분탄이 연료로 사용된 경우를 대표하여 설명하지만 미분탄 대신 기름, 가스 등이 사용되는 경우에도 본 발명이 적용될 수 있다.
아래에서는 본 발명의 실시 예에 따른 미분탄 버너에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 미분탄 버너의 단면도이고, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 댐퍼의 조작에 따라 2차 공기 유입구의 유로 면적 변화 형태를 예시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 2차 공기 유입구의 유로 면적에 따른 2차 공기 유입량을 나타내는 그래프이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 미분탄 버너는 1차 노즐(41), 2차 노즐(42) 및 3차 노즐(43)을 포함하는 3중 관 구조를 갖는다.
1차 노즐(41)은 상류 측에 반송 튜브(도시하지 않음)로 연결되어 1차 공기와 함께 미분탄을 반송하고 공급하는 미분탄 노즐을 나타낸다. 2차 노즐(42)은 미분탄 노즐의 외측에 설치되고, 2차 공기를 화로로 분사하기 위한 2차 공기 노즐을 나타낸다. 3차 노즐(43)은 3차 공기를 화로로 분사하기 위한 3차 공기 노즐을 나타내고, 2차 노즐(42)의 외주 주위에 형성되고 2차 노즐(42)과 동심인 원형 단면 형상의 유로를 갖는다. 1차 공기, 2차 공기 및 3차 공기 사이의 유속 비율 분포는 예컨대 1:1:2 내지 4이며, 유속 비율 분포는 1차 및 2차 공기에 의해 초기 연소된 미분탄이 3차 공기에 의해 완전 연소되도록 이루어진다. 선회기(53, 54)는 대개 레지스 터 베인(resister vanes)이라고 부르는 공기 선회 베인(air swirling vanes)을 채용하고 있다.
오일 건(51)은 1차 노즐(41)의 분출구 근방의 위치로 축 방향 연장되기 위해 1차 노즐(41) 내부에 배치되어 있다. 유동분리기(52)는 2차 노즐(42)과 3차 노즐(43)의 격벽에 연결되어 2차 공기와 3차 공기가 분리되어 화로로 유입되도록 하는 유로를 형성한다.
3차 공기 윈드 박스(wind box)(55)로 유입되는 연소 공기의 일부는 2차 공기 유입구(57)를 통해 2차 공기 윈드 박스(56)로 유입된다. 2차 공기 윈드 박스(56)로 유입된 연소용 공기를 2차 공기라 한다. 2차 공기는 2차 공기 선회기(54)를 통과한 후 2차 노즐(42)을 통해 화로로 분사된다.
한편, 버너로 유입된 연소 공기 중 2차 공기를 제외한 3차 공기는 3차 공기 선회기(53)를 통과한 후 3차 노즐(43)을 통해 화로로 분사된다.
이때, 2차 공기 및 3차 공기의 유량 분배는 2차 공기 윈드 박스(56)로 유입되는 2차 공기에 의해 달라지고, 2차 공기는 2차 공기 유입구(57)의 개도량(면적 변화)에 따라 달라진다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 2차 공기 유입구(57)는 직사각형 형상을 갖는 복수의 슬롯(57a)으로 구성되어 있다. 댐퍼(58)는 직사각형의 패널로 구성되어 있으며, 연자축(59)의 축 방향 움직임에 따라 슬라이딩 동작한다. 이때, 축 방향은 복수의 슬롯(57a)의 사다리꼴 평행 변에 수직한 방향으로, 댐퍼(58)의 슬라이딩 거리에 의해 2차 공기 유입구(57)의 유로 면적이 달 라진다. 댐퍼(58)는 미분탄 버너의 작동 조건이나 공급되는 미분탄의 종류에 따라 최적의 연소가 될 수 있도록 2차 공기 유입구(57)의 복수의 슬롯(57a)의 유로 면적을 제어한다.
도 4의 "B"에서 보면, 도 5a는 댐퍼(58)가 2차 공기 유입구(57)의 복수의 슬롯(57a)을 전폐한 경우이고, 도 5b는 댐퍼(58)가 2차 공기 유입구(57)의 복수의 슬롯(57a)을 반개한 경우이고, 도 2c는 댐퍼(10)가 2차 공기 유입구(9)를 전개한 경우이다.
도 5b에 도시한 바와 같이, 복수의 슬롯(57a)이 50%만 개도될 경우, 복수의슬롯(57a)의 평행 변 중에서 상대적으로 길이가 짧은 평행 변이 있는 쪽이 개도된다. 즉, 댐퍼(58)는 0에서부터 100%까지 복수의 슬롯(57a)을 점차적으로 개도할 경우, 복수의 슬롯(57a)의 평행 변 중에서 상대적으로 길이가 짧은 변이 있는 쪽이 먼저 개도되도록 평행 변에 수직으로 이동한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 2차 공기 유입구(57)는 사다리꼴 형상을 갖는 복수의 슬롯으로 구성되어 있으므로 2차 공기 유입구(57)의 유로 면적이 선형적으로 변화할 때 2차 공기 유입량 역시 선형적으로 변화한다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 댐퍼의 조작에 따라 2차 공기 유입구의 유로 면적 변화 형태를 예시한 도면이다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 미분탄 버너는 댐퍼에 복수의 슬롯이 형성되어 있는 것을 제외하고 본 발명의 제1 실시 예에 따른 미분탄 버너와 그 구성이 동일하다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 댐퍼(58-1)는 복수의 슬롯(58a)를 포함한다. 댐퍼(58-1)의 복수의 슬롯(58a)은 2차 공기 유입구(57)의 복수의 슬롯(57a)에 각각 대응되도록 형성되어 있으며, 직사각형 또는 사다리꼴 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 도 7에서는 댐퍼(58-1)의 복수의 슬롯(58a)이 직사각형인 경우를 예로써 도시하였다.
댐퍼(58-1)는 복수의 슬롯(57a)의 사다리꼴 평행 변에서 수직한 방향으로 움직이고, 이러한 슬라이딩 거리에 의해 2차 공기 유입구(57)의 유로 면적이 달라진다. 댐퍼(58-1)는 미분탄 버너의 작동 조건이나 공급되는 미분탄의 종류에 따라 최적의 연소가 될 수 있도록 2차 공기 유입구(57)의 복수의 슬롯(57a)의 유로 면적을 제어한다.
본 발명의 제2 실시 예에서는 제1 실시 예와 같이 2차 공기 유입구(57)의 복수의 슬롯(57a)이 사다리꼴 형상이므로, 도 6에 도시한 바와 같이, 2차 공기 유입구(57)의 유로 면적이 선형적으로 변화할 때 2차 공기 유입량 역시 선형적으로 변화하는 효과가 있다.
도 4의 "B"에서 보면, 도 7a는 댐퍼(58-1)의 복수의 슬롯(58a)과 2차 공기 유입구(57)의 복수의 슬롯(57a)이 겹쳐지는 영역이 없는 댐퍼(58-1)가 2차 공기 유입구(57)를 전폐한 경우이다. 도 5b는 댐퍼(58-1)의 복수의 슬롯(58a)과 2차 공기 유입구(57)의 복수의 슬롯(57a)이 일부 겹쳐지는 댐퍼(58-1)가 2차 공기 유입구(57)를 반개한 경우이다. 도 5c는 댐퍼(58-1)의 복수의 슬롯(58a)에 2차 공기 유입구(57)의 복수의 슬롯(57a)이 모두 겹쳐지는 댐퍼(58-1)가 2차 공기 유입구(57) 를 전개한 경우이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 댐퍼(58-1) 또한 0에서부터 100%까지 복수의 슬롯(57a)을 점차적으로 개도할 경우, 복수의 슬롯(57a)의 평행 변 중에서 상대적으로 길이가 짧은 변 쪽이 먼저 개도되도록 평행 변에 수직하게 슬라이딩 동작한다.
이와 같이, 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에서는 댐퍼(58, 58-1)가 2차 공기유입구(57)의 외면과 면접촉에 의한 슬라이딩 방식으로 구동된다. 따라서, 고온환경에서 열 변형 또는 연소 공기 중에 포함된 입자 등에 의해 2차 공기 유입구(57)와 댐퍼(58, 58-1) 사이에 고착이 종종 발생할 수 있다. 고착이 발생할 경우, 2차 공기 및 3차 공기의 유량 분배 조정이 불가능해지는 상황이 발생할 수도 있다. 아래에서는 이러한 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 문제점을 해결할 수 있는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 미분탄 버너에 대해서 설명한다.
도 8는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 미분탄 버너의 단면도이고, 도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 댐퍼의 조작에 따라 2차 공기 유입구의 유로 면적 변화 형태를 예시한 도면이다.
도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 미분탄 버너는 2차 공기 유입구(57-1), 댐퍼(58-2), 댐퍼(58-2)의 동작을 제어하는 내접 기어(61)와 피니언 기어(62)를 제외하고 본 발명의 제2 실시 예에 따른 미분탄 버너와 그 구성이 동일하다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 2차 공기 유입 구(57-1)는 사다리꼴 형상을 갖는 복수의 슬롯(57a)으로 구성되어 있고, 복수의 슬롯(57a)은 원주 방향으로 일정 간격으로 배치되어 있다.
2차 공기 유입구(57-1)의 외측에는 댐퍼(58-2)가 회전에 의해 2차 공기 유입구(57-1)의 유로 면적을 제어한다. 댐퍼(58-2)는 원주 방향으로 뚫린 사다리꼴 및 직사각형 형상의 복수의 슬롯(58a)을 갖는 원통형으로 구성되어 있으며, 회전에 의해 원주 방향으로 이동하면서 2차 공기 유입구(57-1)의 유로 면적을 제어한다. 댐퍼(58-2)는 2차 공기 유입구(57-1)의 사다리꼴의 평행 변 중 길이가 짧은 평행 변에서 길이가 긴 평행 변 방향으로 회전하고, 복수의 슬롯(58a)과 복수의 슬롯(57a)이 겹쳐지는 영역에 따라 복수의 슬롯(57a)의 유로 면적이 달라진다.
이때, 복수의 슬롯(58a)은 최소한 2차 공기 유입구(57-1)의 유로 면적을 0에서 100%까지 모두 조절 가능한 형상이다. 도 9에서는 댐퍼(58-2)의 복수의 슬롯(58a)이 직사각형인 경우를 예로써 도시하였다.
도 8의 "C"에서 보면, 도 9a는 댐퍼(58-2)가 2차 공기 유입구(57-1)를 전폐한 경우이고, 도 9b는 댐퍼(58-2)가 2차 공기 유입구(57-1)를 반개한 경우이고, 도 9c는 댐퍼(58-2)가 2차 공기 유입구(57-1)를 전개한 경우이다.
이때, 댐퍼(58-2)에는 슬롯(58a)이 일정한 간격으로 배치되어 있기 때문에, 댐퍼(58-2)의 회전에 따라 원주 방향으로 형성된 2차 공기 유입구(57-1)의 복수의 슬롯(57a)의 유로 면적이 동일하게 변할 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 예는 2차 공기 유입구(57-1)는 사다리꼴이므로 2차 공기 유입구(9a)의 유로 면적이 선형적으로 변화할 때 2차 공기 유입량 역시 선형적으로 변화한다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 댐퍼의 구동 방법을 나타내는 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 댐퍼(58-2)는 내접 기어(61)와 피니언 기어(62)에 의해 원주 방향으로 회전되도록 구성되어 있다. 이러한 기어 구동 방식은 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 축 방향 이동 방식에 비해 열 변형 또는 입자에 의한 고착이 덜 발생할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에 따른 2차 공기 유입구의 유로 면적에 따른 공기 유입량의 비율을 나타내는 그래프이다.
Y축은 2차 노즐(42)에서 화로로 분사되는 2차 공기의 유량과 3차 노즐(43)에서 화로로 분사되는 3차 공기의 유량을 측정하여 그 비율을 산출한 것으로, Q2는 2차 공기의 유입량이고, Q3는 3차 공기의 유입량이다.
도 11에 도시한 바와 같이, 2차 공기 유입구에 형성된 복수의 슬롯의 모양이 직사각형인 경우(종래기술)에 비해, 2차 공기 유입구에 형성된 복수의 슬롯의 모양이 사다리꼴인 경우(제1 내지 제3 실시 예)에는 유량 분배 및 분사속도를 선형적으로 조절할 수 있다.
이로 인해, 미분탄의 변화나 부하 변화에 따라 공기 유입량이 선형적으로 조절됨으로써, 버너의 조정성이 향상된다. 이로 인해, 버너의 착화 기능 강화, 화염 안정화, 질소산화물 배출량 감소 등의 효과가 발생할 수 있다. 또한, 비산회 등의 입자를 많이 함유한 고온의 연소 공기 유입 조건에서도 작동 불량을 최소화할 수 있다.
본 발명의 제1 내제 제3 실시 예에서는 2차 공기 유입구(57, 57-1) 및 2차 공기 유입구(57, 57-1)와 연결되는 댐퍼(58, 58-1, 58-2)에 대해서만 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 3차 공기 유입구 및 3차 공기 유입구와 연결된 댐퍼에도 적용 가능하다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 종래 미분탄 버너의 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 종래 댐퍼의 조작에 따라 2차 공기 유입구의 유로 면적 변화 형태를 예시한 도면이다.
도 3은 종래 2차 공기 유입구의 유로 면적에 다른 2차 공기 유입량을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 미분탄 버너의 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 댐퍼의 조작에 따라 2차 공기 유입구의 유로 면적 변화 형태를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제12 실시 예에 따른 2차 공기 유입구의 유로 면적에 따른 2차 공기 유입량을 나타내는 그래프이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 댐퍼의 조작에 따라 2차 공기 유입구의 유로 면적 변화 형태를 예시한 도면이다.
도 8는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 미분탄 버너의 단면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 댐퍼의 조작에 따라 2차 공기 유입구의 유로 면적 변화 형태를 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 댐퍼의 구동 방법을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에 따른 2차 공기 유입구의 유로 면적에 따른 공기 유입량의 비율을 나타내는 그래프이다.

Claims (8)

  1. 연소용 공기가 분사되는 공기 통로가 구비되는 윈드박스를 포함하는 미분탄 버너에 있어서,
    상기 윈드박스의 입구에 위치하고, 사다리꼴 형상을 갖는 복수의 제1 슬롯으로 구성되는 공기 유입구, 그리고
    상기 공기 유입구의 상부에 위치하고, 상기 복수의 제1 슬롯의 사다리꼴의 평행 변과 수직한 방향으로 슬라이딩 동작하여 상기 복수의 슬롯의 유로 면적을 제어하는 댐퍼를 포함하고,
    상기 댐퍼가 상기 사다리꼴 평행 변 중 길이가 짧은 평행 변에서 길이가 긴 평행 변으로 슬라이딩 동작할수록 상기 유로 면적이 커지는 것을 특징으로 하는 미분탄 버너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 댐퍼는 직사각형 패널로 구성되는 것을 특징으로 하는 미분탄 버너.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 댐퍼는 복수의 제1 슬롯 각각에 대응하는 복수의 제2 슬롯을 구비하고,
    상기 댐퍼가 상기 사다리꼴 평행 변 중 상기 짧은 평행 변에서 상기 긴 평행 변으로 슬라이딩 동작할수록 상기 복수의 제2 슬롯과 상기 복수의 제1 슬롯이 겹쳐 지는 영역이 증가하고 상기 유로 면적이 커지는 것을 특징으로 하는 미분탄 버너.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 제1 슬롯과 상기 복수의 제2 슬롯은 동일한 형상인 것을 특징으로 하는 미분탄 버너.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연소용 공기의 유입량은 상기 댐퍼의 슬라이딩 거리에 따라 선형적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 미분탄 버너.
  6. 연소용 공기가 분사되는 공기 통로가 구비되는 윈드박스를 포함하는 미분탄 버너에 있어서,
    상기 윈드박스의 입구에 위치하고, 사다리꼴 형상을 갖는 복수의 제1 슬롯이원주 방향으로 순차적으로 배치되어 있는 공기 유입구, 그리고
    상기 공기 유입구의 외측 혹은 내측에 위치하고, 상기 복수의 제1 슬롯 각각에 대응하는 복수의 제2 슬롯이 원주 방향으로 순차적으로 배치되어 있고, 회전에 의해 원주 방향으로 이동하면서 상기 복수의 제1 슬롯의 유로 면적을 제어하는 댐퍼를 포함하고,
    상기 댐퍼는 상기 사다리꼴 평행 변 중 길이가 짧은 평행 변에서 길이가 긴 평행 변 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 미분탄 버너.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 제1 슬롯과 상기 복수의 제2 슬롯은 동일한 형상인 것을 특징으로 하는 미분탄 버너.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 연소용 공기의 유입량은 상기 댐퍼의 슬라이딩 거리에 따라 선형적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 미분탄 버너.
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