KR101152001B1

KR101152001B1 - The nozzle set and burner of Dimethyl ether

Info

Publication number: KR101152001B1
Application number: KR1020100064738A
Authority: KR
Inventors: 동상근; 이은경; 김상기; 윤석만
Original assignee: 한국지역난방공사; 한국에너지기술연구원
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2012-06-01
Also published as: KR20120004077A

Abstract

본 발명은 인공적인 2차 합성연료인 DME(Dimethyl ether; DME)를 이용하여 화력을 발생시키도록 하는 DME 연료 연소용 버너 및 그를 위한 노즐셋에 관한 것이다. 특히, DME가 연료로서 갖는 우수한 물리적 화학적 성질 및 그 저장능력을 충분히 살리면서, 기존의 액상 연료에 비하여 액상으로 유입되어도 분출시 기체 상태로 변하하기 쉬운 성질을 살리면서 보다 안정적인 화염을 발생시킬 수 있도록 하는 DME 연료 연소용 버너 및 그를 위한 노즐셋에 관한 것이다.
나아가 본 발명은 종래 버너로 DME 연료를 사용할 경우 그 연료의 기화성으로 인하여 화염이 과대하게 확산되는 문제점을 해결하기 위해, 액상의 DME 분출을 위한 연료공급관의 내측에 분출되는 연료 DME에 와류를 형성시키기 위한 공기유입관을 2중관 구조로 설치하고, 그 노즐부 끝단에 DME와 공기의 흐름의 방향을 형성시키는 분무스월러를 장착하는 방식을 사용한 DME 연료 연소용 버너 및 그를 위한 노즐셋에 관한 것이다. The present invention relates to a DME fuel combustion burner and a nozzle set therefor for generating thermal power by using an artificial secondary synthetic fuel, DME (dimethyl ether; DME). In particular, while utilizing the excellent physical and chemical properties and storage capacity of the DME as a fuel, it is possible to generate a more stable flame while utilizing the property that tends to change to a gaseous state when ejected even when entering the liquid phase compared to the conventional liquid fuel DME fuel combustion burner and a nozzle set for the same.
Furthermore, in order to solve the problem that the flame is excessively spread due to the vaporization of the fuel when the DME fuel is used as a conventional burner, the vortex is formed in the fuel DME ejected inside the fuel supply pipe for ejecting the liquid DME. The present invention relates to a DME fuel combustion burner and a nozzle set therefor using an air inlet pipe for a double pipe structure and a spray swirler configured to form a direction of flow of DME and air at the nozzle end thereof.

Description

DME fuel combustion burner and nozzle set for the same {The nozzle set and burner of Dimethyl ether}

본 발명은 인공적인 2차 합성연료인 DME(Dimethyl ether; DME)를 이용하여 화력을 발생시키도록 하는 DME 연료 연소용 버너 및 그를 위한 노즐셋에 관한 것이다. 특히, DME가 연료로서 갖는 우수한 물리적 화학적 성질 및 그 저장능력을 충분히 살리면서, 기존의 액상 연료에 비하여 액상으로 유입되어도 분출시 기체 상태로 변화되기 쉬운 성질을 이용하면서 보다 안정적인 화염을 발생시킬 수 있도록 하는 DME 연료 연소용 버너 및 그를 위한 노즐셋에 관한 것이다.
The present invention relates to a DME fuel combustion burner and a nozzle set therefor for generating thermal power by using an artificial secondary synthetic fuel, DME (dimethyl ether; DME). In particular, while utilizing the excellent physical and chemical properties and storage capacity of the DME as a fuel, it is possible to generate a more stable flame while using a property that tends to change to a gaseous state when ejected into the liquid phase compared to the conventional liquid fuel DME fuel combustion burner and a nozzle set for the same.

나아가 본 발명은 종래 버너로 DME 연료를 사용할 경우 그 연료의 기화성으로 인하여 화염이 과대하게 확산되는 문제점을 해결하기 위해, 액상의 DME 분출을 위한 연료공급관의 내측에 분출되는 연료 DME에 와류를 형성시키기 위한 공기유입관을 2중관 구조로 설치하고, 그 노즐부 끝단에 DME와 공기의 흐름의 방향을 형성시키는 분무스월러를 장착하는 방식을 사용한 DME 연료 연소용 버너 및 그를 위한 노즐셋에 관한 것이다.
Furthermore, in order to solve the problem that the flame is excessively spread due to the vaporization of the fuel when the DME fuel is used as a conventional burner, the vortex is formed in the fuel DME ejected inside the fuel supply pipe for ejecting the liquid DME. The present invention relates to a DME fuel combustion burner and a nozzle set therefor using an air inlet pipe for a double pipe structure and a spray swirler configured to form a direction of flow of DME and air at the nozzle end thereof.

일반적으로 DME(Dimethyl ether; DME)는 천연적으로 존재하는 생산물이 아닌 인공적으로 생산된 2차의 합성 에너지원으로서 메탄올의 탈수화 또는 합성가스로부터 직접 합성 제조하고 있다. DME는 그 물질이 지니는 무독성과 상온에서의 용해도 및 증기압 등의 적합한 특징 때문에 상업적으로 이미 스프레이 캔의 추진제로서 생산되어 왔다. 현재는 세계적으로 연간 약 15만톤 정도의 시장이 형성되어 있다고 보고 있다.In general, DME (Dimethyl ether; DME) is a synthetically produced secondary synthetic energy source, not a naturally existing product, and is directly manufactured by dehydration of methanol or synthesis gas. DME has already been commercially produced as a propellant for spray cans due to its non-toxic properties and suitable features such as solubility and vapor pressure at room temperature. At present, it is estimated that there is a market of about 150,000 tons annually.

그러나 최근 천연가스, 석탄 또는 바이오매스로 생산되는 합성 가스로부터 일단계 반응으로 저비용의 대규모 DME 생산기술이 개발됨으로써 값싸게 공급할 수 있는 길이 열리고 있다. 특히, DME가 갖는 우수한 물리적 화학적 성질 및 저장능력 때문에 21세기의 에너지원으로서 현재 아주 매력적인 물질로 주목을 크게 받고 있다. 아시아 전역에서는 가정용과 수송용 모두를 만족시키는 공급 연료로서의 수요가 급증하고 있기 때문에 DME의 효용성이 커질 것으로 전망된다. 또한 DME는 우수한 자동점화 능력과 고성능, 청정성 등의 특징을 지닌 점에서 디젤유를 대체할 수 있는 후보로서 관심을 끌고 있다.
However, the development of low-cost, large-scale DME production technology in one step from synthetic gas produced from natural gas, coal or biomass has opened the way to supply cheaply. In particular, due to the excellent physical and chemical properties and storage capacity of the DME has attracted much attention as a very attractive material as an energy source of the 21st century. Throughout Asia, the demand for DME is expected to increase as demand for feedstock that satisfies both domestic and transportation needs increases. In addition, DME is attracting attention as a candidate to replace diesel oil because of its excellent autoignition capability, high performance, and cleanliness.

DME는 1개의 산소분자와 2개의 메탄기가 결합된 에테르(Ether) 화합물로서, DME의 대표적인 주요 연료특성을 항목별로 아래와 같이 나타낼 수 있고, 물리 화학적 성질은 [표 1]에 기재된 바와 같다.
DME is an ether compound in which one oxygen molecule and two methane groups are combined, and representative main fuel characteristics of DME can be expressed as follows, and the physicochemical properties are shown in [Table 1].

다음으로 DME의 연료특성을 설명한다. 연료 DME는 산소함유율(34.8 wt%)이 높은 함산소 연료이고, LPG와 마찬가지로 상온 상압하에서는 가스상으로 투명하며, 5기압 정도까지 가압하면 액체가 되며, 저위발열량(LHV : 28.8 MJ/kg)은 경유의 7할 정도이다.Next, the fuel characteristics of the DME will be described. Fuel DME is an oxygen-containing fuel with a high oxygen content (34.8 wt%). Like LPG, DME is a gaseous transparent material at room temperature and normal pressure, and becomes liquid when pressurized to about 5 atmospheres.LHV: 28.8 MJ / kg Of about seven.

이 연료 DME는 건강에 대한 악영향이 없고, 세탄가(약 60정도)가 높으며, 점도(0.15 kg/m)가 경유보다 낮다. 또한 탄성계수가 경유보다 작고 압축성이 높고, 부식성이 없다.
This fuel DME has no adverse health effects, has a high cetane number (about 60) and a lower viscosity (0.15 kg / m) than diesel. In addition, the modulus of elasticity is less than that of diesel, it has high compressibility and no corrosiveness.

DME가 에너지원으로서 전 세계적으로 주목받기 시작한 것은 대략 1999년도 국제DME협회(International DME Association)와 일본 DME포럼이 있은 직후부터 이다. 그 이전까지는 소량의 DME가 우크라이나와 중국에서 LPG대체용으로 사용되었다는 보고가 있다. 1980년대에 일본은 주도적으로 천연가스 및 석탄으로부터 가솔린을 생산하기 위한 중간물질로서 DME를 이용하려는 시도를 광범위하게 시도했다고 알려져 있다. 그 후 에너지원으로서의 DME의 생산을 목적으로 하는 기술개발은 1990년도 중반에 일본과 미국에서 시작되었고, 이때 타켓은 LPG대체 및 수송용 연료(디젤엔진용) 그리고 가스터빈용 연료였다고 한다. 오늘날 DME는 연료전지용 수소 생산을 하기 위한 주연료(feedstock)로 관심을 끌고 있다. 특히 연소과정에서 발생한 폐열을 이용하여 DME를 프리리포밍(prereforming, 사전개질) 함으로써 발전 효율을 실질적으로 향상시킬 수 있을 것으로 내다보고 있다. It was only after the International DME Association and the Japan DME Forum in 1999 that DME began to attract global attention as an energy source. Prior to that, a small amount of DME was reported to be used for LPG replacement in Ukraine and China. In the 1980s, Japan was known to have made extensive attempts to use DME as an intermediate for producing gasoline from natural gas and coal. Subsequently, technology development aimed at producing DME as an energy source began in Japan and the United States in the mid-1990s, with targets for LPG replacement and transportation fuels (for diesel engines) and gas turbines. Today, DME is drawing attention as a feedstock for producing hydrogen for fuel cells. In particular, it is expected that the generation efficiency can be substantially improved by preforming the DME using the waste heat generated during the combustion process.

또한, 앞으로 아시아 지역에서의 에너지 소비량이 지속적으로 증가될 것이 확실시되고 향후 에너지 공급 부족 및 환경문제에 대한 대안이 필요한 상황이므로, 이용가능한 청정연료인 DME를 이용한 연소기술의 개발이 긴요한 상황이다.
In addition, since it is certain that energy consumption in Asia will continue to increase in the future and that alternatives to energy shortages and environmental problems will be needed in the future, development of combustion technology using DME, which is available clean fuel, is critical.

전술된 이 DME를 연료로 사용하기 위해서 앞으로 중점적으로 해야될 일은 다음과 같다. 먼저 DME에 대한 대량 소비처가 개발되어야 DME 대형공장을 건설하여 DME를 다른 에너지와 경쟁할 수 있는 수준으로 생산원가를 낮출 수 있을 것이다. DME 대량 소비를 위해 적용이 가장 용이한 분야는 보일러 및 B-C발전소이다. 국내의 경우 SK의 가스화 실증시험결과 DME의 연소 기술적 타당성은 입증되었지만, 액상에서 그대로 연소한 경우는 전무하기에 개발을 위한 많은 노력이 필요했다.
In order to use the above-mentioned DME as a fuel, the main focus is as follows. First, large-scale consumer of DME should be developed to build large DME factory to lower production cost to the level that can compete with other energy. The easiest applications for high volume consumption of DME are boilers and BC power plants. In Korea, the gasification demonstration of SK gas proved the technical feasibility of the combustion of DME. However, there was no case of burning in the liquid phase, so much effort was needed for development.

그럼 간단하게 종래의 DME의 연소 방식과 동일한 기존의 오일(경유 및 중유) 연소의 방식을 설명한다. 종래 오일이나 본 발명의 DME 연소는 이류체 혼합 및 압력 분무식으로 연소한다. 이 중에서 DME는 고압화가 어렵기 때문에 이류체 혼합방식을 사용해야 한다. 따라서 기존의 이류체 혼합 방식의 오일(경유 및 중유) 버너를 도 1과 함께 설명한다. The following briefly describes the conventional oil (light oil and heavy oil) combustion as in the conventional DME combustion. Conventional oils or DME combustion of the present invention are combusted by two-fluid mixing and pressure spraying. Among them, the DME is difficult to pressurize, so it is necessary to use a mixture of two fluids. Therefore, the oil (light oil and heavy oil) burners of the conventional two-fluid mixing method will be described with reference to FIG. 1.

도 1에서처럼, 종래 이류체 혼합 노즐의 경우, 에어공급공(1)과 연료공급공(2)이 별도로 형성되고, 그 끝단 부분에 에어가 강한 공압을 통해서 분출공으로 분출될 때, 연료를 같이 실어 뿜어주는 구조이다. 그러나 이러한 구조로는 DME 연료에의 적용이 불가능하다. 즉, DME는 기화성이 오일에 비하여 높아 액상으로 투입된다 해도 노즐의 끝단에서 공기 중에 분출될 때에는 스스로 기화를 하여 기체화 되는 양이 많기에 종래의 방식을 사용하면 화염이 분산되어 화력을 얻기가 어렵다.
As shown in FIG. 1, in the case of the conventional two-fluid mixing nozzle, when the air supply hole 1 and the fuel supply hole 2 are formed separately and the air is ejected to the ejection hole through the strong pneumatic pressure at the end portion, the fuel is loaded together. It's a squirting structure. However, this structure is not applicable to DME fuel. That is, even if the DME has higher vaporization property than oil, it is difficult to obtain fire power by dispersing the flame by using the conventional method because the amount of vaporization by the vaporization by itself is large when it is injected into the liquid at the end of the nozzle. .

결국 연료 DME를 유용하게 사용하기 위해서는 노즐과 버너의 개발이 반드시 필요한 상황이다.
As a result, the development of nozzles and burners is essential for the fuel DME to be useful.

본 발명은 인공적인 2차 합성연료인 DME(Dimethyl ether; DME)를 이용하여 화력을 발생시키도록 하는 DME 연료 연소용 버너 및 그를 위한 노즐셋에 관한 것으로, DME가 연료로서 갖는 우수한 물리적 화학적 성질 및 그 저장능력을 충분히 살리면서, 기존의 액상 연료에 비하여 액상으로 유입되어도 분출시 기체 상태로 변화되기 쉬운 성질을 살리면서 보다 안정적인 화염을 발생시킬 수 있도록 하는 DME 연료 연소용 버너 및 그를 위한 노즐셋을 제공하는 것이다.
The present invention relates to a burner for DME fuel combustion and a nozzle set therefor for generating thermal power using dimethyl ether (DME), which is an artificial secondary synthetic fuel, and has excellent physical and chemical properties as a fuel. DME fuel combustion burner and nozzle set for it, which makes it possible to generate more stable flame while maintaining the property that is easy to change into gas state even when it flows into the liquid phase compared to the existing liquid fuel while utilizing its storage capacity sufficiently. To provide.

나아가 본 발명은 종래 버너로 DME 연료를 사용할 경우 그 연료의 기화성으로 인하여 화염이 과대하게 확산되는 문제점을 해결하기 위해, 액상의 DME 분출을 위한 연료공급관의 내측에 분출되는 연료 DME에 와류를 형성시키기 위한 공기유입관을 2중관 구조로 설치하고, 그 노즐부 끝단에 DME와 공기의 흐름의 방향을 형성시키는 분무스월러를 장착하는 방식을 사용한 DME 연료 연소용 버너 및 그를 위한 노즐셋을 제공하는 것이다.
Furthermore, in order to solve the problem that the flame is excessively spread due to the vaporization of the fuel when the DME fuel is used as a conventional burner, the vortex is formed in the fuel DME ejected inside the fuel supply pipe for ejecting the liquid DME. It is to provide a DME fuel combustion burner and a nozzle set for the same by installing the air inlet pipe for the double pipe structure, and the spray swirler to form the direction of the flow of DME and air at the nozzle end thereof. .

본 발명에 따른 DME 연료 연소용 버너 및 그를 위한 노즐셋은, 원통형의 형태로 일측단에 플렌지부(11)를 통해 바디패널(20)을 체결한 버너바디(10); 상기 버너바디(10)의 중심축을 관통하도록 일자형의 관으로 형성되고, 내부는 공기유입관(30), 외부는 연료공급관(40)의 2겹의 관으로 이루어지는 노즐셋(50); 상기 노즐셋(50)의 외주면으로 상기 버너바디(10)를 관통하도록 바디패널(20)에 장착된 파이롯버너셋(60); 상기 버너바디(10)의 외주면에 장착되어 공기유입공간(71)을 제공하고, 버너몸체를 형성하는 하우징(70); 상기 하우징(70)에 대응되는 노즐셋(50)의 전방 위치에 형성되는 관통공(72)에 체결되는, 원통형으로 전방으로 돌출되는 브라스트튜브(80); 및 상기 브라스트튜브(80)의 전방에 체결되어 노즐셋(50)에서 배출되는 화염을 분출시키는 다수의 화염공(91)이 형성된 화염패널(90);이 결합되어, 상기 노즐셋(50)의 연료공급관(40)으로 분출되는 DME를 공기유입관(30)의 끝단으로 분출되는 공압을 통해서 분무시키고, 상기 파이롯버너셋(60)에서 발생된 불꽃을 통해서 버너의 화염을 안정적으로 방사시킨다.
DME fuel combustion burner according to the present invention and a nozzle set for the burner body, the burner body 10 is fastened to the body panel 20 through the flange portion 11 on one side in the form of a cylinder; A nozzle set (50) formed of a straight tube to penetrate the central axis of the burner body (10), the inside of the air inlet pipe (30), and the outside of the fuel supply pipe (40); A pilot burner set 60 mounted to the body panel 20 to penetrate the burner body 10 to an outer circumferential surface of the nozzle set 50; A housing 70 mounted on an outer circumferential surface of the burner body 10 to provide an air inflow space 71 and forming a burner body; A blast tube (80) projecting forward in a cylindrical shape, fastened to a through hole (72) formed at a front position of the nozzle set (50) corresponding to the housing (70); And a flame panel 90 fastened to the front of the blast tube 80 and having a plurality of flame holes 91 formed therein to eject the flame discharged from the nozzle set 50. DME sprayed into the fuel supply pipe 40 of the spray through the pneumatic sprayed to the end of the air inlet pipe 30, and stably radiates the flame of the burner through the flame generated in the pilot burner set 60 .

또한 본 발명의 DME 연료 연소용 버너에 따른, 연료공급관(40)은, 외관인 연료공급관(40)의 외주면 일측으로 돌출되는 주입관(41)을 두고, 외주면을 둘레로 노즐위치고정너트(42)를 체결하고 : 노즐셋(50)을 이루는 공기유입관(30)의 끝단에는, 공기유입관(30) 끝단 외주면에 형성된 나사부(31)와 체결되도록 끝단에 대응하는 나사부(111)를 갖고, 외측의 연료공급관(40)과 소통되는 분무공(112)이 형성된 조인트커버관(110)과; 상기 조인트커버관(110)의 내주면에 끼워지고, 외주면에 일정간격을 두고 다수의 와류홈(121)을 형성시킨 분무스월러(120)가; 체결되어, 상기 와류홈(121)을 통해서 분사되는 고압의 공기가 분무공(112)을 통해서 분사되는 DME에 와류를 형성하여, 조인트커버관(110)의 전방에서 화염을 안정적으로 발생시키며 : 분무스월러(120)는, 그 외형상이 원형의 평면에 일정한 두께를 가진 동전형 분무스월러(125)이거나 또는 외주면이 두께폭으로 테이퍼지게 가공된 테이퍼형 분무스월러(126)이다.
Further, according to the DME fuel combustion burner of the present invention, the fuel supply pipe 40 has an injection pipe 41 protruding to one side of the outer circumferential surface of the fuel supply pipe 40, which is an outer appearance, and has a nozzle position fixing nut 42 around the outer circumferential surface thereof. And tightening): At the end of the air inlet pipe 30 constituting the nozzle set 50, it has a threaded portion 111 corresponding to the end to be fastened to the threaded portion 31 formed on the outer peripheral surface of the end of the air inlet pipe 30, A joint cover pipe 110 having a spray hole 112 communicating with an outer fuel supply pipe 40; A spray swirler 120 fitted to an inner circumferential surface of the joint cover tube 110 and having a plurality of vortex grooves 121 formed at regular intervals on an outer circumferential surface thereof; Is fastened, the high-pressure air injected through the vortex groove 121 forms a vortex in the DME is injected through the spray hole 112, generating a flame stably in front of the joint cover tube 110: min The mousse wall 120 is a coin-type spray swirler 125 having a constant thickness in a circular plane or a tapered spray swirler 126 whose outer peripheral surface is tapered to a thickness width.

또한 본 발명의 다른 실시형태에 따른 DME 연료 연소용 버너를 위한 노즐셋은, 외관과 내관인 이중관 구조로 이루어지되, 외관의 외주면 일측으로 돌출되는 주입관(41)을 두고, 장형의 원통 금속관으로 형성되는 연료공급관(40); 상기 연료공급관(40)의 내측에 일정한 간격을 두고 내장되는 원통 금속관 형태의 공기유입관(30); 상기 공기유입관(30)의 끝단에는, 공기유입관(30) 끝단 외주면에 형성된 나사부(31)와 체결되도록 끝단에 대응하는 나사부(111)를 갖고, 외측의 연료공급관(40)과 소통되는 분무공(112)이 형성된 조인트커버관(110)과; 상기 조인트커버관(110)의 내주면에 끼워지고, 외주면에 일정간격을 두고 다수의 와류홈(121)을 형성시킨 분무스월러(120); 및 일측단은 상기 연료공급관(40)의 끝단 외주면에 밀착 체결되고, 타측단은 상기 조인트커버관(110)의 끝단 외주면에 나사체결되도록 하는 원통형의 커버관(130);이 결합되어, 상기 분무스월러(120)의 와류홈(121)을 통해서 분사되는 고압의 공기가 조인트커버관(110)의 분무공(112)을 통해서 분사되는 DME에 와류를 형성하여, 조인트커버관(110)의 전방에서 화염을 안정적으로 발생시키도록 한다.
In addition, a nozzle set for a burner for DME fuel combustion according to another embodiment of the present invention is composed of a double tube structure, which is an outer tube and an inner tube, and has an injection tube 41 protruding to one side of the outer peripheral surface of the burner. A fuel supply pipe 40 formed; An air inlet pipe 30 having a cylindrical metal tube formed at a predetermined interval inside the fuel supply pipe 40; At the end of the air inlet pipe 30, the air inlet pipe 30 has a screw portion 111 corresponding to the end to be engaged with the threaded portion 31 formed on the outer peripheral surface of the end, and the person communicating with the fuel supply pipe 40 on the outside Joint cover tube 110 is formed with a hole 112; A spray swirler 120 fitted to an inner circumferential surface of the joint cover tube 110 and having a plurality of vortex grooves 121 formed at regular intervals on an outer circumferential surface thereof; And one side end is in close contact with the outer peripheral surface of the end of the fuel supply pipe 40, the other end of the cylindrical cover tube 130 to be screwed to the outer peripheral surface of the end of the joint cover tube 110; High pressure air injected through the vortex groove 121 of the mousse waller 120 forms a vortex in the DME injected through the spray hole 112 of the joint cover tube 110, and thus the front of the joint cover tube 110. Ensure a stable flame

또한 본 발명의 DME 연료 연소용 버너를 위한 노즐셋에 따른, 노즐셋(50)을 형성하는 공기유입관(30)과 연료공급관(40)의 첫 단에는, 이들 두 관이 일정한 간격을 형성하며 위치 고정될 수 있도록, 공기유입관(30) 외주면과 연료공급관(40) 내주면 사이에 끼워지도록 원형의 단면으로 형성된 삽입부(141)와, 타측방으로 공기유입공을 연장시키도록 돌출되어 외주면 둘레로 단턱부(142)가 형성된 원형의 도입부(143)로 이루어진 에어인렛(140)과; 상기 에어인렛(140)의 외주면에 끼워지되, 단턱부(142)를 밀착시키도록 내주면이 돌출된 대응단턱부(151)와 타측의 내주면에 형성된 나사부(152)를 통해서 연료공급관(40) 첫단 외주면에 나사체결되는 인렛체결너트(150); 및 상기 연료공급관(40)의 첫단과 에어인렛(140)의 단턱부(142) 사이에 끼워지는 금속의 패킹(160);이 결합되어 연료와 공기가 연속적으로 주입되면서도 공기유입관(30)과 연료공급관(40)과의 간격은 유지되고, 끝단의 노즐부를 통해서만 서로 소통될 수 있도록 봉합되도록 하고 : 조인트커버관(110)은, 커버관(130)의 내주면과 스크류 체결되는 일측단의 나사부(115)와, 상기 나사부(115)의 내측 유동공(113)에는 그 분무각도를 넓게 형성할 수 있도록 10-20도 각도로 확개시킨 테이퍼면(T), 분무공(112) 후방 내주면에 동전형 분무스월러(120)가 끼워지도록 하는 스윌러삽입부(114)와, 타측단의 내주면에 형성되어 공기유입관(30)의 외주면 나사부(31)와 스크류 결합되는 내주면 나사부(111)로 이루어지되, 내부는 관통되어 유체의 흐름을 허용하도록 하는 유동공(113)을 형성하며 : 조인트커버관(110)은, 커버관(130)의 내주면과 스크류 체결되는 일측단의 나사부(115)와, 상기 나사부(115)의 내측 유동공(113)에는 그 분무각도를 넓게 형성할 수 있도록 15-45도 각도로 확개시킨 테이퍼면(T), 분무공(112) 후방 내주면에 테이퍼 분무스월러(120)가 끼워지도록 하는 상기 테이퍼면(T)의 일부인 스윌러삽입부(114)와, 타측단의 내주면에 형성되어 공기유입관(30)의 외주면 나사부(31)와 스크류 결합되는 나사부(111)로 이루어지되, 내부는 관통되어 유체의 흐름을 허용하도록 하는 유동공(113)을 형성한다.
In addition, according to the nozzle set for the burner for DME fuel combustion of the present invention, at the first stage of the air inlet pipe 30 and the fuel supply pipe 40 forming the nozzle set 50, these two tubes form a constant interval In order to be fixed, the insertion portion 141 is formed in a circular cross section to be fitted between the outer circumferential surface of the air inlet pipe 30 and the inner circumferential surface of the fuel supply pipe 40, and protrudes to extend the air inlet hole to the other side. An air inlet 140 having a circular inlet 143 having a stepped portion 142 formed therein; It is fitted to the outer circumferential surface of the air inlet 140, the first end outer peripheral surface of the fuel supply pipe 40 through the threaded portion 152 formed on the inner circumferential surface of the other side and the corresponding stepped portion 151 protruding the inner circumferential surface to close the stepped portion 142 Inlet fastening nut 150 is screwed to; And a metal packing 160 inserted between the first end of the fuel supply pipe 40 and the stepped portion 142 of the air inlet 140. The air inlet pipe 30 and the fuel inlet pipe 30 are continuously coupled to each other. The gap with the fuel supply pipe 40 is maintained and sealed to communicate with each other only through the nozzle part of the end: The joint cover pipe 110 is a screw part of one end screwed to the inner circumferential surface of the cover pipe 130 ( 115) and a tapered surface (T) enlarged at an angle of 10-20 degrees in the inner flow hole (113) of the threaded portion (115) so as to form a wide spray angle, and a coin shape on the inner circumferential surface behind the spray hole (112). Swiler inserting portion 114 for the spray swirler 120 is fitted, and the inner circumferential surface screw portion 111 formed on the inner circumferential surface of the other end and screwed with the outer circumferential surface threaded portion 31 of the air inlet pipe 30 The inside is formed to form a flow hole 113 to allow the flow of fluid : Joint cover pipe 110, the screw portion 115 of the one side end that is screwed to the inner peripheral surface of the cover tube 130, and the inner flow hole 113 of the screw portion 115 can be formed with a wide spray angle Tapered surface (T) expanded at an angle of 15 to 45 degrees, Swivel insert portion 114 which is a part of the tapered surface (T) for fitting the tapered spray swirler 120 into the inner peripheral surface of the spray hole 112 and Is formed on the inner circumferential surface of the other end is composed of a screw portion 111 screwed to the outer circumferential surface screw portion 31 of the air inlet pipe 30, the inside is formed through the flow hole 113 to allow the flow of fluid do.

또한 본 발명의 DME 연료 연소용 버너를 위한 노즐셋에 따른, 분무공(112)은, 연료공급관(40)의 내측에서 조인트커버관(110)의 전방을 향하여 테이퍼지게 관통시키되, 수직의 방향을 기준으로 45도의 각도로 일정한 간격을 두고 다수 개 형성시키고 : 조인트커버관(110)에는, 그 외형상이 원형의 평면에 일정한 두께를 가진 동전형 몸체로 그 외주면을 둘레로 일정한 간격을 두고 다수의 와류홈(121)을 형성한 동전형 분무스월러(120)를 장착하여, 공압이 와류의 형태로 분출될 수 있도록 하며 : 조인트커버관(110)에는, 그 외주면이 두께폭으로 테이퍼지게 가공되고, 외주면을 둘레로 일정한 간격을 두고 다수의 와류홈(121)을 형성하여 공압이 와류의 형태로 분출될 수 있도록 한 테이퍼형 분무스월러(126)를 장착한다.
In addition, according to the nozzle set for the burner for DME fuel combustion of the present invention, the spray hole 112 is tapered through the front of the joint cover pipe 110 from the inside of the fuel supply pipe 40, but the vertical direction Form a plurality at regular intervals at an angle of 45 degrees as a reference: In the joint cover tube 110, the outer shape is a coin-shaped body having a certain thickness in a circular plane with a plurality of vortices at regular intervals around the outer peripheral surface Equipped with a coin-shaped spray swirler 120 having a groove 121, so that the pneumatic pressure can be ejected in the form of a vortex: the joint cover pipe 110, the outer peripheral surface is tapered to a thickness width, Tapered spray swirler 126 is formed to form a plurality of vortex grooves 121 at regular intervals around the outer circumferential surface so that pneumatic pressure can be ejected in the form of vortex.

또한 본 발명의 DME 연료 연소용 버너를 위한 노즐셋에 따른, 상기 동전형 분무스월러(125)의 와류홈(121)은 그 몸체의 두께 폭인 수평면을 기준으로 20-45도 각도의 경사를 가지도록 형성하여 공압 와류의 형성을 향상시키고 : 테이퍼형 분무스월러(126)의 상기 와류홈(121)은, 수평면을 기준으로 원주 방향으로 35˚의 선회 각을 갖고 축 방향으로 44˚의 각도로 회오리 형상으로 패인 직사각형의 홈이며 : 테이퍼형 분무스월러(126)에 대응하는 노즐셋(50)에는, 일측은 연료공급관(40) 외주면에 스크류 체결되는 내주면 나사부(183)와, 타측은 외주면에 형성된 나사부(182)를 통해서 커버관(130)의 내부면에 스크류 체결되도록 하되, 내측은 테이퍼지며 확개시키는 테이퍼면(184)을 형성한 관통 유동공(181)을 구성한 연결관(130)을 체결시킨다.
In addition, according to the nozzle set for the burner for DME fuel combustion of the present invention, the vortex groove 121 of the coin-type spray swirler 125 has an inclination of 20-45 degrees with respect to the horizontal plane of the thickness width of the body. The vortex groove 121 of the tapered spray swirler 126 has a turning angle of 35 ° in the circumferential direction with respect to the horizontal plane and at an angle of 44 ° in the axial direction. The groove is a rectangular groove in a tornado shape: in the nozzle set 50 corresponding to the tapered spray swirler 126, one side is screwed to the outer peripheral surface of the fuel supply pipe 40, and the other is connected to the outer peripheral surface. It is to be screw-fastened to the inner surface of the cover tube 130 through the formed screw portion 182, the inner side is fastened to the connecting tube 130 constituting the through-flow hole 181 formed tapered and enlarged tapered surface 184 Let's do it.

본 발명에 따라, 기존의 액상 연료에 사용하는 이류체 노즐로는 DME 를 연료로 하여 안정성이 높은 화염을 발생시킬 수 없었던 점을 문제점을 극복하여, DME연료를 이용하는 버너에서 보다 안정성이 높으며 저가로 고열을 발생시킬 수 있는 노즐이 제공된다. According to the present invention, the problem of the high-stability flame can not be generated by using the DME fuel as a conventional two-fluid nozzle used in the liquid fuel, over the problem, more stable and inexpensive in the burner using the DME fuel Nozzles are provided that can generate high heat.

또한 본 발명에 따라 간단한 구조로 이루어지며, 2중관 구조의 노즐셋을 형성하여, 보다 견고하면서도 높은 연소열을 안정적으로 발생시킬 수 있다는 장점이 있다. In addition, according to the present invention is made of a simple structure, by forming a nozzle set of a double pipe structure, there is an advantage that it can generate a more robust and high combustion heat stably.

또한 본 발명에 따라, 기화성이 다소 높은 DME 연료를 이용하더라도 화염이 지나치게 방사되는 문제점이 극복될 수 있으며, 또한 안정적인 각도로 방사되는 화염을 발생시킬 수 있다는 장점이 있다.
In addition, according to the present invention, even if the DME fuel having a slightly higher vaporization, the problem that the flame is excessively radiated can be overcome, and there is an advantage that can generate a flame radiated at a stable angle.

도 1은 종래 이류체 노즐을 통한 화염 발생의 방식을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 DME 연료 연소용 버너를 전체적으로 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 노즐셋을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제1실시예의 노즐셋 연료공급관을 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 제1실시예의 노즐셋 부품을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 분무스월러와 에어인렛을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 노즐셋을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 연료공급관과 공기유입관을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 연결관과 조인트커버관을 도시한 도면,
도 10은 본 발명 제2실시예에 따른 분무스월러와 커버관을 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 제2실시예에서 사용되는 다양한 부품을 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 분무스월러에 따른 효과를 도시한 도면,
도 13은 본 발명에 따라 연료의 연소시 발생되는 화염 안정성도를 측정한 도표,
도 14는 본 발명 노즐에 따라 발생되는 화염의 형상을 도시한 도면이다. 1 is a view showing the manner of flame generation through the conventional two-fluid nozzle,
Figure 2 is a cross-sectional view showing the burner for the DME fuel combustion of the present invention as a whole,
3 is a view showing a nozzle set according to a first embodiment of the present invention;
4 is a cross-sectional view showing a nozzle set fuel supply pipe of a first embodiment of the present invention;
5 shows a nozzle set component of a first embodiment of the present invention;
6 is a view showing a spray swirler and an air inlet according to the first embodiment of the present invention;
7 is a view showing a nozzle set according to a second embodiment of the present invention;
8 is a view showing a fuel supply pipe and an air inlet pipe according to a second embodiment of the present invention;
9 is a view showing a connection pipe and a joint cover pipe according to a second embodiment of the present invention;
10 is a view showing a spray swirler and a cover tube according to a second embodiment of the present invention;
11 is a view showing various parts used in the second embodiment of the present invention;
12 is a view showing the effect according to the spray swirler of the present invention,
13 is a chart measuring the degree of flame stability generated during combustion of a fuel according to the present invention;
14 is a view showing the shape of the flame generated according to the nozzle of the present invention.

본 발명은 연료 DME의 사용을 위한 버너와 그 버너 노즐셋에 관한 것이다. 따라서 본 발명의 구성과 그 작용을 도시된 도 2 내지 도 14와 함께 상세히 살펴본다.
The present invention relates to a burner for use of a fuel DME and a burner nozzle set thereof. Therefore, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 14.

도시된 도 2에서처럼, 본 발명의 버너는 원통형의 형태로 일측단에 플렌지부(11)를 통해 바디패널(20)을 체결한 버너바디(10)가 있고, 상기 버너바디(10)의 중심축을 관통하도록 일자형의 관으로 형성되고, 내부는 공기유입관(30), 외부는 연료공급관(40)의 2겹의 관으로 이루어지는 노즐셋(50)이 있으며, 상기 노즐셋(50)의 외주면으로 상기 버너바디(10)를 관통하도록 바디패널(20)에 장착된 파이롯버너셋(60)이 있다. 또한 상기 버너바디(10)의 외주면에 장착되어 공기유입공간(71)을 제공하고, 버너몸체를 형성하는 하우징(70)이 있고, 상기 하우징(70)에 대응되는 노즐셋(50)의 전방 위치에 형성되는 관통공(72)에 체결되는, 원통형으로 전방으로 돌출되는 브라스트튜브(80)가 있으며, 상기 브라스트튜브(80)의 전방에 체결되어 노즐셋(50)에서 배출되는 화염을 분출시키는 다수의 화염공(91)이 형성된 화염패널(90)이 있다. 따라서 이들이 결합하여, 상기 노즐셋(50)의 연료공급관(40)으로 분출되는 DME를 공기유입관(30)의 끝단으로 분출되는 공압을 통해서 분무시키고, 상기 파이롯버너셋(60)에서 발생된 불꽃을 통해서 버너의 화염을 안정적으로 형성하는 것이다.
As shown in Figure 2, the burner of the present invention has a burner body 10 is fastened to the body panel 20 through the flange portion 11 in a cylindrical shape, the central axis of the burner body 10 It is formed as a straight pipe to penetrate, the inside is an air inlet pipe 30, the outside is a nozzle set 50 consisting of a two-ply tube of the fuel supply pipe 40, the outer peripheral surface of the nozzle set 50 There is a pilot burner set 60 mounted to the body panel 20 to penetrate the burner body 10. In addition, there is a housing 70 mounted on an outer circumferential surface of the burner body 10 to provide an air inflow space 71 and forming a burner body, and a front position of the nozzle set 50 corresponding to the housing 70. Is fastened to the through-holes 72 formed in the, there is a blast tube 80 protruding forward in a cylindrical shape, the front of the blast tube 80 is fastened to eject the flame discharged from the nozzle set 50 There is a flame panel 90 in which a plurality of flame holes 91 are formed. Therefore, these are combined, the DME sprayed into the fuel supply pipe 40 of the nozzle set 50 is sprayed through the pneumatic sprayed to the end of the air inlet pipe 30, generated in the pilot burner set 60 The flame is to stably form the flame of the burner.

본 발명의 버너는 연료로 DME를 사용한다. 이 DME의 특징은 가스와 오일의 중간 정도의 물질로 보는 것이 바람직하다. 액상의 연료인 경유/중유와 비교를 하자면 DME는 이들 연료보다 가벼운 성질이 있으며, 가스에 비해서는 무겁다. 액상으로 투입되지만 상온에서는 빠른 속도로 기화되는 물리 화학적 성질에 의해서 기존의 버너에서는 사용이 불가능하다. 기존의 경유나 중유는 액상으로 존재하는 연료를 공기에 미립자의 형태로 분무시키는 방법으로 고압의 공기에 실어 날리는 방식을 사용하였으나, 본 발명의 DME는 이러한 방식을 사용하게 되면 기화 속도가 높기에 화염이 지나치게 퍼져 사실상 고온의 화염을 형성하는데 문제가 있다. 따라서 이러한 모든 문제점을 해결하기 위해서는 연료 DME만을 위한 버너와 그 노즐셋의 설계가 대단히 중요하다. 본 발명은 이러한 모든 문제점을 해결한 발명이다.
The burner of the present invention uses DME as fuel. It is desirable to see the characteristics of this DME as a medium between gas and oil. Compared to light fuel oil / heavy fuel, DME is lighter than these fuels and heavier than gas. It is added to the liquid phase, but due to the physico-chemical nature of rapidly evaporating at room temperature, it cannot be used in the existing burner. Conventional light oil or heavy oil is a method of spraying the fuel present in the liquid phase in the form of fine particles in the air to be blown in the high-pressure air, but the DME of the present invention is a high rate of vaporization if used in such a flame There is a problem in this excessive spreading that in fact forms a hot flame. Therefore, in order to solve all these problems, the design of the burner and the nozzle set exclusively for the fuel DME is very important. The present invention solves all these problems.

도시된 도 2에서처럼, 본 발명의 버너는 원통형의 버너바디(10)에 2중관 구조의 노즐셋(50)을 내장시키게 된다. 그리고 상기 노즐셋(50)의 외곽부로 파이롯버너셋(60)을 장착한다. 버너바디(10)의 내부는 빈 공간부로 형성되는데, 좌우 양단이 모두 폐쇄되는 형태이다. 첫 단의 버너바디(10)에는 도시된 바디패널(20)이 체결된 상태이고, 이 바디패널(20)과 버너바디(10)는 플렌지부(11)를 통해서 볼트 결합되는 방식이다. 상기 버너바디(10)에 노즐셋(50)이 장착되는 방식은 버너바디(10)의 중심부를 좌우 방향으로 2중관이 관통하는 방식으로 체결되고, 그 외주면 외측으로 상기 파이롯버너셋(60)이 장착되는 형태이다. 상기 노즐셋(50)의 전방으로 화염이 발산되며 온도를 상승시키게 되는데, 본 발명의 노즐셋(50)은 언급한 것처럼 이중관 구조이기에 공기와 연료인 DME를 동시에 분사하여 화염을 방사하게 된다.
As shown in FIG. 2, the burner of the present invention incorporates a nozzle set 50 having a double tube structure in a cylindrical burner body 10. The pilot burner set 60 is mounted to the outside of the nozzle set 50. The interior of the burner body 10 is formed of an empty space portion, both ends are closed form. The body panel 20 shown is fastened to the burner body 10 of the first stage, and the body panel 20 and the burner body 10 are bolted through the flange portion 11. The nozzle set 50 is mounted on the burner body 10 in such a manner that a double tube penetrates the center of the burner body 10 in a left and right direction, and the pilot burner set 60 is disposed on an outer circumferential surface thereof. This is the form in which it is mounted. The flame is released in front of the nozzle set 50 and the temperature is increased. Since the nozzle set 50 of the present invention has a double pipe structure as mentioned above, air and fuel DME are simultaneously injected to radiate the flame.

도시된 도 2를 통해 화염을 방사하는 방법을 살펴본다. 노즐부의 상부와 하부에서 송풍기나 별도의 공기 공급수단을 통해서 공기가 계속적으로 유입되고, 상기 노즐셋(50)의 전방으로 공기와 에어가 동시에 분출되면서 파이롯버너셋(60)의 전방 파이롯버너(61)에서 불꽃이 발생된다. 이 불꽃에 의해 DME는 불이 붙어 화염을 분출되게 된다. 버너바디(10)의 외주면에 장착되는 상기 하우징(70)과 그 내측의 공기유입공간(71)은 사실상 상기 화염이 분출되고, 그 화염이 유지될 수 있도록 연소용 주 공기를 제공하는 역할을 하는 것이다.
The method of radiating a flame will be described with reference to FIG. 2. Air continuously flows from the upper and lower parts of the nozzle unit through a blower or separate air supply means, and the air and air are simultaneously ejected to the front of the nozzle set 50, and the front pilot burner of the pilot burner set 60. Sparks are generated at 61. This flame causes the DME to ignite and eject the flame. The housing 70 mounted on the outer circumferential surface of the burner body 10 and the air inlet space 71 therein actually serve to provide the main air for combustion so that the flame is ejected and the flame is maintained. will be.

즉, 상기 파이롯버너(61)는 이중관구조를 통해 연료인 DME와 공기가 분출될 때, 그 연료인 DME에 불을 붙이는 역할을 하고, 하우징(70)과 공기유입관(71)의 내측으로 송풍기가 불어 넣는 공기는 상기 고압의 공기와 함께 분출되는 DME 연료가 계속적인 화염을 발생시킬 수 있도록 공기를 공급하는 것이다. 이때 중요한 점은 상기 이중관 구조의 노즐셋(60)이다.
That is, the pilot burner 61 serves to ignite the fuel DME when the fuel DME and air are ejected through the double pipe structure, and to the inside of the housing 70 and the air inlet pipe 71. The air blown by the blower is to supply air so that the DME fuel ejected together with the high pressure air generates a continuous flame. At this time, the important point is the nozzle set 60 of the double pipe structure.

외측의 관인 연료공급관(40)의 후방에서 연료 DME가 액상으로 공급되고, 전방으로 배출될 때에는 자체의 기화 특성에 따라 기체화하게 된다. 그런데 이러한 순간적으로 기체화되는 DME가 외부로 분출되게 되면 화염이 지나치게 퍼져서 버너로서의 역할을 수행하기 힘들다. 이를 위해서 본 발명에서는 상기 미립자 또는 기체 상태의 DME를 와류의 형태로 회동시켜 지나치게 퍼져나가는 현상을 방지하고 있다. 연료공급관(40) 내측에 형성되는 또 하나의 관인 공기유입관(30)으로 고압으로 공기가 공급되면, 공기유입관(30) 끝단에서 분무스월러(120)가 공기의 흐름을 와류의 형태로 전환시켜 주는 방식이다. 이렇게 와류성으로 회전하며 분출되는 DME는 불이 붙어 화염을 분출, 전방의 브라스트튜브(80)와 화염패널(90)의 외측에서 폭발하게 된다.
The fuel DME is supplied in the liquid phase from the rear of the fuel supply pipe 40, which is the outer pipe, and vaporized according to its vaporization characteristics when discharged to the front. However, when the momentarily vaporized DME is ejected to the outside, the flame spreads too much, making it difficult to perform a role as a burner. To this end, the present invention prevents the phenomenon of excessive spreading by rotating the particulate or gaseous DME in the form of a vortex. When air is supplied at high pressure to the air inlet pipe 30, which is another pipe formed inside the fuel supply pipe 40, the spray swirler 120 at the end of the air inlet pipe 30 forms a flow of air in the form of a vortex. It's a way to convert. In this way, the swirling and rotating DME is blown out and the flame is blown out, and the front of the blast tube 80 and the flame panel 90 to explode.

도시된 도 2의 도면에서 도면부호 74는 송풍기와 같이 공기의 량과 흐름을 제어할 수 있는 기구나 공기의 흐름에 방향성을 제공하는 스윌러와 같은 기구를 도시한 것이다.
In the figure of FIG. 2, reference numeral 74 denotes a mechanism such as a blower that can control the amount and flow of air, or a mechanism such as a slewer that provides directivity to the flow of air.

그럼 본 발명의 보다 상세한 실시형태를 살펴본다. 도시된 도 3과 4에서 도시된 연료공급관(40)은, 외관인 연료공급관(40)의 외주면 일측으로 돌출되는 주입관(41)을 두고, 외주면을 둘레로 노즐위치고정너트(42)로 체결된다.Next, a more detailed embodiment of the present invention will be described. 3 and 4, the fuel supply pipe 40 illustrated in FIG. 3 has an injection pipe 41 protruding to one side of the outer circumferential surface of the fuel supply tube 40, and is fastened to the nozzle position fixing nut 42 around the outer circumferential surface. do.

즉, 연료의 공급과 공기의 공급을 보다 용이하게 하고, 버너 설치를 용이하게 하기 위해서 상기 연료공급관(40)의 일측으로 돌출되는 주입관(41)을 더 형성하고, 이 주입관(41)에 연료탱크를 연결시키는 것이다. 물론 상기 연료공급관(40)의 외주면에는 도시된 것처럼 나사부가 형성된 노즐위치고정너트(42)를 체결하여, 바디패널(20)에 스크류체결될 수 있도록 한다.
That is, in order to more easily supply fuel and supply air, and to install a burner, an injection pipe 41 protruding to one side of the fuel supply pipe 40 is further formed. To connect the fuel tank. Of course, the outer circumferential surface of the fuel supply pipe 40 is fastened to a nozzle position fixing nut 42 having a threaded portion as shown, so that it can be screwed to the body panel 20.

또한 노즐셋(50)을 이루는 공기유입관(30)의 끝단에는, 공기유입관(30) 끝단 외주면에 형성된 나사부(31)와 체결되도록 끝단에 대응하는 나사부(111)를 갖고, 외측의 연료공급관(40)과 소통되는 분무공(112)이 형성된 조인트커버관(110)과, 상기 조인트커버관(110)의 내주면에 끼워지고 외주면에 일정간격을 두고 다수의 와류홈(121)을 형성시킨 분무스월러(120)를 체결한다. 따라서 이들이 결합되어, 상기 와류홈(121)을 통해서 분사되는 고압의 공기가 분무공(112)을 통해서 분사되는 DME에 와류를 형성하여, 조인트커버관(110)의 전방에서 화염을 안정적으로 발생시키도록 한다.
In addition, the end of the air inlet pipe 30 constituting the nozzle set 50, has a screw portion 111 corresponding to the end to be engaged with the screw portion 31 formed on the outer peripheral surface of the end of the air inlet pipe 30, the outer fuel supply pipe Joint cover tube 110 formed with a spray hole 112 in communication with the 40, and the plurality of vortex grooves 121 formed on the inner circumferential surface of the joint cover tube 110 with a predetermined interval on the outer circumferential surface To fasten the mousse wall 120. Therefore, these are combined, and the high-pressure air injected through the vortex groove 121 forms a vortex in the DME injected through the spray hole 112, thereby stably generating a flame in front of the joint cover pipe 110. To do that.

본 발명의 버너 작용의 주요한 핵심은 DME라는 연료의 물리, 화학적 특성을 고려하여 고온의 화염을 안정적으로 발생시키도록 하기 위한 것이다. 많이 사용되고 있던 경유/중유의 경우 액상의 물리상태를 고압의 공기로 미립자화시켜 불을 붙이지만, 본 발명의 DME는 노즐의 외부로 배출될 시에 빠른 속도로 기화를 이룬다. 이러한 기화된 DME에 고압의 공기를 부가하여 배출시키게 되면 그 화염은 지나치게 확대되어 실질적인 온도의 상승이 미미하다. 따라서 이러한 문제점을 해결하는 역할을 수행할 수 있도록 하는 조인트커버관(110)과 분무스월러(120)를 본 발명에서는 채택하였다.
The main core of the burner action of the present invention is to stably generate a high temperature flame in consideration of the physical and chemical properties of the fuel DME. In the case of diesel oil / heavy oil, which has been widely used, the physical state of the liquid is made into fine particles by high pressure air, and the fire is caused. However, the DME of the present invention vaporizes rapidly when discharged to the outside of the nozzle. When the high-pressure air is added to the vaporized DME and discharged, the flame is excessively enlarged and the increase in the actual temperature is insignificant. Therefore, in the present invention, the joint cover pipe 110 and the spray swirler 120 to perform the role of solving the problems are adopted.

2중관 구조로 이루어진 노즐셋(50)의 공기유입관(30)과 연료공급관(40)의 체결을 위해서 도시된 도 3과 5에서 도시된 조인트커버관(110)과 분무스월러(120)를 사용한 것이다. 공기유입관(30)의 끝단에 체결되는 조인트커버관(110)은 그 외측의 연료공급관(40)과의 간격을 유지시키며, 몸체를 둘레로 다수의 분무공(112)을 형성한다. 즉, 외측부의 연료공급관(40)에서 고압으로 연료 DME를 분출하면, 상기 분무공(112)으로 DME가 배출되면서 공기유입관(30)의 전방으로 분출되는 것이다. 이때 상기 공기유입관(30)의 전방에 위치한 상기 조인트커버관(110)의 내부에는 도시된 분무스월러(120)가 장착되어 있기에 고압공기의 흐름을 제어한다. 즉, 분무스월러(120)의 외주면에는 도시된 것처럼 와류홈(121)이 일정한 간격을 두고 형성된 상태이기에 고압의 공기가 와류홈(121)을 통해서 빠져나오며 와류의 형태로 회동을 하기에 분무스월러(120) 전방으로 분출되는 연료 DME도 동일한 와류 회동을 하는 것이다. 이러한 방식으로 인하여 본 발명의 버너에서 생성되는 화염은 기화성이 높은 DME를 사용하여도 지나치게 확대됨이 없이 아주 안정적인 화염을 발산하게 된다.
The joint cover pipe 110 and the spray swirler 120 shown in FIGS. 3 and 5 are illustrated for fastening the air inlet pipe 30 and the fuel supply pipe 40 of the nozzle set 50 having a double pipe structure. I used it. The joint cover pipe 110 which is fastened to the end of the air inlet pipe 30 maintains a gap with the fuel supply pipe 40 outside thereof, and forms a plurality of spray holes 112 around the body. That is, when the fuel DME is ejected at high pressure from the fuel supply pipe 40 at the outer portion, the DME is ejected to the spray hole 112 and is ejected to the front of the air inlet pipe 30. In this case, the spray swirler 120 shown in the inside of the joint cover pipe 110 located in front of the air inlet pipe 30 is mounted to control the flow of high pressure air. That is, since the vortex groove 121 is formed on the outer circumferential surface of the spray swirler 120 at regular intervals as shown, high-pressure air escapes through the vortex groove 121 and rotates in the form of a vortex. The fuel DME ejected in front of the wall 120 also performs the same vortex rotation. In this way, the flame generated in the burner of the present invention emits a very stable flame without being excessively expanded even when using a highly vaporizable DME.

본 발명에서 사용하는 상기 분무스월러(120)는, 그 외형상이 원형의 평면에 일정한 두께를 가진 동전형 분무스월러(125)이거나 또는 외주면이 두께폭으로 테이퍼지게 가공된 테이퍼형 분무스월러(126)인 것이 바람직하다.The spray swirler 120 used in the present invention is a coin spray swirler 125 having a constant thickness on a circular plane or a tapered spray swirler whose outer peripheral surface is tapered to a thickness width ( 126).

즉, 도시된 도 6(a)와 같이 동전형태이되 외주면을 둘레로 일정한 간격을 두고 다수의 와류홈(121)을 형성한 제1실시예와 10(a)에서와 같이 그 단면이 두께폭 방향으로 테이퍼진 형태로 절개를 한 제2실시예를 모두 사용할 수 있다. 이에 대한 상세한 기술적 설명은 후술한다.
That is, as shown in FIG. 6 (a), the cross section is formed in a coin-like shape but has a plurality of vortex grooves 121 formed at regular intervals around the outer circumferential surface thereof in the thickness width direction. As a second embodiment can be used to cut both in the tapered form. Detailed technical description thereof will be described later.

본 발명은 전술한 DME를 연료로 사용하는 버너에만 특징이 있는 것이 아니다. 이 버너에서 사용되는 노즐셋(50)에도 그 특징이 있다. 따라서 이러한 노즐셋(50)의 구성과 그 작용도 상세히 설명한다.
The present invention is not unique to burners using the aforementioned DME as fuel. The nozzle set 50 used in this burner also has its characteristics. Therefore, the configuration and operation of the nozzle set 50 will be described in detail.

본 발명의 노즐셋(50)은 도시된 도 2 내지 도 14에서처럼, 외관과 내관인 이중관 구조로 이루어지되, 외관의 외주면 일측으로 돌출되는 주입관(41)을 두고, 장형의 원통 금속관으로 형성되는 연료공급관(40)이 있고, 상기 연료공급관(40)의 내측에 일정한 간격을 두고 내장되는 원통 금속관 형태의 공기유입관(30)이 있으며, 상기 공기유입관(30)의 끝단에는 공기유입관(30) 끝단 외주면에 형성된 나사부(31)와 체결되도록 끝단에 대응하는 나사부(111)를 갖고 외측의 연료공급관(40)과 소통되는 분무공(112)이 형성된 조인트커버관(110)이 있다. 또한 상기 조인트커버관(110)의 내주면에 끼워지고, 외주면에 일정간격을 두고 다수의 와류홈(121)을 형성시킨 분무스월러(120)가 있고, 일측단은 상기 연료공급관(40)의 끝단 외주면에 밀착 체결되고, 타측단은 상기 조인트커버관(110)의 끝단 외주면에 나사체결되도록 하는 원통형의 커버관(130)이 있다. 따라서 이들이 결합하여, 상기 분무스월러(120)의 와류홈(121)을 통해서 분사되는 고압의 공기가 조인트커버관(110)의 분무공(112)을 통해서 분사되는 DME에 와류를 형성하여, 조인트커버관(110)의 전방에서 화염을 안정적으로 발생시키도록 하는 것이다.
The nozzle set 50 of the present invention, as shown in Figures 2 to 14, is made of a double tube structure, the outer tube and the inner tube, having an injection tube 41 protruding to one side of the outer peripheral surface of the outer tube is formed of a long cylindrical metal tube There is a fuel supply pipe 40, there is an air inlet pipe 30 in the form of a cylindrical metal tube that is embedded at a predetermined interval inside the fuel supply pipe 40, the end of the air inlet pipe (30) 30) There is a joint cover tube 110 having a threaded portion 111 corresponding to the end to be engaged with the threaded portion 31 formed on the outer peripheral surface of the end and having a spray hole 112 communicating with the fuel supply pipe 40 on the outside. In addition, there is a spray swirler 120 is fitted to the inner circumferential surface of the joint cover tube 110, and formed a plurality of vortex grooves 121 with a predetermined interval on the outer circumferential surface, one end is the end of the fuel supply pipe 40 Closely fastened to the outer circumferential surface, the other end has a cylindrical cover tube 130 to be screwed to the outer peripheral surface of the end of the joint cover tube 110. Therefore, by combining them, the high-pressure air injected through the vortex groove 121 of the spray swirler 120 forms a vortex in the DME injected through the spray hole 112 of the joint cover tube 110, the joint It is to generate a flame stably in front of the cover tube (110).

즉, 본 발명은 DME를 사용하여 안정성이 높은 화염을 발생시킬 수 있는 노즐셋(50)이다. 이 내용은 전술된 버너에서 이미 약간의 설명이 있었지만, 보다 상세히 설명한다.
That is, the present invention is a nozzle set 50 that can generate a high stability flame using the DME. This has already been described in detail in the above-described burner, but will be described in more detail.

본 발명의 노즐셋(50)은 이중관 구조로 외부를 감싸고 있는 연료공급관(40)의 내측에 별도의 공기유입관(30)을 형성한다. 상기 연료공급관(40)의 일측으로는 도시된 주입관(41)이 돌출된 상태이고, 상기 공기유입관(30) 전면에는 조인트커버관(110)이 체결된다. 상기 조인트커버관(110)의 내측에는 분무스월러(120)가 삽입되어 공기의 흐름을 와류의 형태로 변환시킬 수 있도록 한다. 여기서 중요한 사항은 상기 조인트커버관(110)과 공기유입관(30) 및 연료공급관(40)의 결합형태인데, 상기 공기유입관(30)의 끝단 외주면에 형성된 나사부(31)에 조인트커버관(110)의 내주 나사부(111)를 스크류 체결하는 방식으로 체결을 한다. 상기 조인트커버관(110)의 역할은 공기를 분출시키되, 외부에 위치하는 연료공급관(40)과의 일정한 간격을 유지시키는 역할도 한다. The nozzle set 50 of the present invention forms a separate air inlet pipe 30 inside the fuel supply pipe 40 surrounding the outside in a double pipe structure. One side of the fuel supply pipe 40 is a state in which the injection pipe 41 shown is protruded, the joint cover pipe 110 is fastened to the front of the air inlet pipe (30). The spray swirler 120 is inserted into the inside of the joint cover tube 110 to convert the flow of air into a vortex. An important point here is a joint form of the joint cover tube 110, the air inlet pipe 30 and the fuel supply pipe 40, the joint cover pipe (on the threaded portion 31 formed on the outer peripheral surface of the end of the air inlet pipe 30) Fastening is performed by screwing the inner circumferential threaded portion 111 of the 110. The joint cover pipe 110 serves to eject air, but also maintains a constant distance from the fuel supply pipe 40 located outside.

따라서 상기 내부가 관통된 조인트커버관(110)의 내주면은 상기 공기유입관(30)의 내주면과 관통된 상태를 유지하면서 타측단의 외주면에 형성된 나사부(115)에는 원통형의 커버관(130)이 스크류 체결되어 연료공급관(40)과의 연결도 담당하는 것이다. 즉, 이 조인트커버관(110)을 매개로 내측의 공기유입관(30)과 외측의 조인트커버관(110)이 구분되면서도 조인트커버관(110)의 외주면에 형성된 분무공(112)으로 서로 연통된 상태를 유지한다.
Therefore, the inner circumferential surface of the joint cover tube 110 through which the inner portion is penetrated with the inner circumferential surface of the air inlet pipe 30 is formed on the threaded portion 115 formed on the outer circumferential surface of the other end of the cylindrical cover tube 130. It is also responsible for the connection with the fuel supply pipe 40 is screwed. That is, the air inlet pipe 30 and the outer joint cover pipe 110 are separated from each other via the joint cover pipe 110, and the communication holes 112 communicate with each other through the spray holes 112 formed on the outer circumferential surface of the joint cover pipe 110. Stay intact.

상기 분무공(112)은 외측의 연료공급관(40)에서 분출되는 DME 연료를 공기유입관(30)의 전방 즉, 조인트커버관(110)의 전방으로 분출될 수 있도록 약간 테이퍼진 형태로 관통되어 있다. 따라서 분무공(112)을 통해서 상기 연료인 DME가 분출됨과 동시에, 조인트커버관(110)의 후방인 공기유입관(30)에서 분출되는 공기는 조인트커버관(110)의 내측에 삽입되어 설치된 분무스월러(120)의 외주면 와류홈(121)을 타고 배출되어 연료 DME를 와류 회동시키도록 하는 것이다.
The spray hole 112 is penetrated in a slightly tapered form so that the DME fuel ejected from the fuel supply pipe 40 on the outside may be ejected to the front of the air inlet pipe 30, that is, to the front of the joint cover pipe 110. have. Therefore, the DME which is the fuel is ejected through the spray hole 112, and the air ejected from the air inlet pipe 30, which is the rear of the joint cover pipe 110, is inserted into the joint cover pipe 110 and installed. The outer peripheral surface of the mousse wall 120 is discharged on the vortex groove 121 to vortex the fuel DME.

이 전술된 노즐셋(50)에서 언급된 것처럼, 조인트커버관(110)은 2중관인 연료공급관(40)과 공기유입관(30)의 간격을 유지시키고, 공기의 흐름을 와류의 형태로 전환시킬 수 있도록 하는 역할을 한다고 설명하였다. 그런데 이 조인트커버관(110)은 노즐셋(30)의 전방 즉, 노즐부의 간격을 유지시키는 역할을 한다. 이에 반하여 도시된 도 3을 기준으로 좌측단의 연료공급관(40)과 공기유입관(30)의 간격을 유지시키는 구성이 필요한데, 이 구성이 에어인렛(140)이다. 이를 설명하자면, 다음과 같다.
As mentioned in the above-described nozzle set 50, the joint cover pipe 110 maintains the gap between the fuel supply pipe 40 and the air inlet pipe 30, which is a double pipe, and converts the flow of air into the form of vortex It explained that it plays a role in making it possible. However, the joint cover tube 110 serves to maintain the front of the nozzle set 30, that is, the gap between the nozzle portions. On the contrary, based on FIG. 3, a configuration for maintaining a distance between the fuel supply pipe 40 and the air inlet pipe 30 at the left end is required, which is the air inlet 140. This is explained as follows.

본 발명의 노즐셋(50)을 형성하는 공기유입관(30)과 연료공급관(40)의 첫 단에는, 양자를 일정한 간격을 형성하며 위치 고정될 수 있도록, 공기유입관(30) 외주면과 연료공급관(40) 내주면 사이에 끼워지도록 원형의 단면으로 형성된 삽입부(141)와, 타측방으로 공기유입공을 연장시키도록 돌출되어 외주면 둘레로 단턱부(142)가 형성된 원형의 도입부(143)로 이루어진 에어인렛(140)이 있다. 또한 상기 에어인렛(140)의 외주면에 끼워지되, 단턱부(142)를 밀착시키도록 내주면이 돌출된 대응단턱부(151)와 타측의 내주면에 형성된 나사부(152)를 통해서 연료공급관(40) 첫단 외주면에 나사체결되는 인렛체결너트(150)이 있으며, 상기 연료공급관(40)의 첫단과 에어인렛(140)의 단턱부(142) 사이에 끼워지는 금속의 패킹(160)이 있다. 따라서 이들이 결합되어 연료와 공기가 연속적으로 주입되면서도 공기유입관(30)과 연료공급관(40)과의 간격은 유지되고, 끝단의 노즐부를 통해서만 서로 소통될 수 있도록 한 것이다.
At the first stage of the air inlet pipe 30 and the fuel supply pipe 40 forming the nozzle set 50 of the present invention, the outer circumferential surface and the fuel of the air inlet pipe 30 so as to be fixed at a predetermined interval therebetween Insertion portion 141 formed in a circular cross section to be fitted between the inner circumferential surface of the supply pipe 40, and protruded to extend the air inlet hole to the other side to the circular inlet portion 143 formed with a stepped portion 142 around the outer circumferential surface There is an air inlet 140 made up. In addition, the first end of the fuel supply pipe 40 is fitted to the outer circumferential surface of the air inlet 140, but the screw 152 formed on the inner circumferential surface of the other side and the corresponding stepped portion 151 protruding the inner circumferential surface to close the stepped portion 142 There is an inlet fastening nut 150 screwed to the outer circumferential surface, and there is a metal packing 160 fitted between the first end of the fuel supply pipe 40 and the stepped portion 142 of the air inlet 140. Therefore, even when the fuel and air are continuously combined with each other, the distance between the air inlet pipe 30 and the fuel supply pipe 40 is maintained, so that they can communicate with each other only through the nozzle part at the end.

외주면을 둘레로 단턱부(142)가 형성된 에어인렛(140)은 내주면에 형성된 나사부를 이용하여 공기유입관(30)의 외주면 나사부(31)와 스크류체결되는 삽입부(141)가 있는데, 이 삽입부(141)의 두께가 바로 공기유입관(30)과 연료공급관(40)의 간격을 제공한다. 양자는 서로 불필요한 장소에서 연료나 공기의 유입이 차단되어야 하기에 상기 에어인렛(140)이 공기유입관(30)에 끼워질 때 별도의 패킹(160)이 삽입된 상태로 체결되야 한다. 도시된 도 6(b)에서처럼 상기 에어인렛(140)의 외주면을 감싸며 끼워지는 인렛체결너트(150)는 내주면의 끝단에서 돌출되는 대응단턱부(151)가 형성되어 있어서 상기 에어인렛(140)의 단턱부(142)를 밀면서 체결될 수 있다. 인렛체결너트(150)가 그 내주면 나사부(152)를 통해서 연료공급관(40)의 외주면 나사부에 스크류 체결되며 전진을 하면, 상기 대응단턱부(151)는 에어인렛(140)의 단턱부(142)를 밀게 되고, 이 단턱부(142)는 후방에 끼워진 패킹(160)를 가압하여 연료공급관(40)과의 밀착을 달성한다. 연료공급관(40)에서 새어나오는 연료 DME의 유실을 차단한 것이다. 결국 이 에어인렛(140)과 그 체결구성물들은 연료공급관(40)과 공기유입관(30)의 간격을 유지시키고, 연료의 방출을 차단하는 역할을 하는 것이다.
The air inlet 140 having the stepped portion 142 formed around the outer circumferential surface has an insertion portion 141 which is screwed into the outer circumferential surface threaded portion 31 of the air inlet pipe 30 using a screw formed on the inner circumferential surface. The thickness of the part 141 immediately provides a gap between the air inlet pipe 30 and the fuel supply pipe 40. Both of the fuel intake of the air in the unnecessary place to be blocked because the inlet 140 is fitted to the air inlet tube 30, the separate packing 160 should be fastened with the inserted state. As shown in FIG. 6 (b), the inlet fastening nut 150 fitted to surround the outer circumferential surface of the air inlet 140 has a corresponding step portion 151 protruding from the end of the inner circumferential surface thereof so that the inlet fastening nut 150 of the air inlet 140 is formed. It can be fastened while pushing the step 142. When the inlet fastening nut 150 is screwed to the outer circumferential surface screw portion of the fuel supply pipe 40 through the inner circumferential surface screw portion 152 and moves forward, the corresponding stepped portion 151 is the stepped portion 142 of the air inlet 140. And the stepped part 142 presses the packing 160 fitted to the rear to achieve close contact with the fuel supply pipe (40). The loss of fuel DME leaking from the fuel supply pipe 40 is blocked. As a result, the air inlet 140 and its fastening components maintain the interval between the fuel supply pipe 40 and the air inlet pipe 30, and serve to block the discharge of fuel.

다음으로 본 발명에서 사용되는 상기의 보다 상세한 실시형태를 살펴본다.
Next, the above detailed embodiment used in the present invention will be described.

본 발명의 조인트커버관(110)은, 도시된 도 5와 도 9에 각각 별개의 실시예로 도시되어 있다. 도 5에 도시된 조인트커버관(110)은 내측에 삽입될 동전형 분무스월러(125)를 체결하기 위한 제1실시예의 조인트커버관(110)이고, 도 9에 도시된 것은 테이퍼형 분무스월러(126)가 장착될 조인트커버관(110)을 도시한 것이다. 따라서 이 순서를 따라 먼저 동전형을 설명하고, 다음으로 테이퍼형을 설명한다.
The joint cover tube 110 of the present invention is shown in separate embodiments in FIGS. 5 and 9, respectively. The joint cover tube 110 shown in FIG. 5 is a joint cover tube 110 of the first embodiment for fastening a coin-type spray swirler 125 to be inserted therein, and the tapered spray tube shown in FIG. The joint cover tube 110 to which the wall 126 is mounted is shown. Therefore, the coin type is described first in this order, and then the tapered type is explained.

본 발명에 따른 도 5에 도시된 제1실시예의 조인트커버관(110)은, 커버관(130)의 내주면과 스크류 체결되는 일측단의 나사부(115)가 있고, 상기 나사부(115)의 내측 유동공(113)에는 그 분무각도를 넓게 형성할 수 있도록 10-20도 각도로 확개시킨 테이퍼면(T)이 있으며, 상기 분무공(112) 후방 내주면에 동전형 분무스월러(120)가 끼워지도록 하는 스윌러삽입부(114)가 형성된다. 또한 타측단의 내주면에 형성되어 공기유입관(30)의 외주면 나사부(31)와 스크류 결합되는 내주면 나사부(111)로 이루어지되, 내부는 관통되어 유체의 흐름을 허용하도록 하는 유동공(113)을 형성한다.
The joint cover tube 110 of the first embodiment shown in FIG. 5 according to the present invention has a screw portion 115 at one end that is screwed into an inner circumferential surface of the cover tube 130, and flows inwardly of the screw portion 115. The ball 113 has a tapered surface (T) expanded at an angle of 10-20 degrees to widen the spray angle, so that the coin-shaped spray swirler 120 is fitted to the inner circumferential surface behind the spray hole 112. The swivel insert 114 is formed. In addition, the inner circumferential surface of the other end is formed of the inner circumferential surface threaded portion 111 is screwed with the outer circumferential surface threaded portion 31 of the air inlet pipe 30, the inside is a flow hole 113 to allow the flow of fluid through Form.

이에 반하여 도 9에 도시된 제2실시예의 조인트커버관(110)은, 커버관(130)의 내주면과 스크류 체결되는 일측단의 나사부(115)가 있고, 상기 나사부(115)의 내측 유동공(113)에는 그 분무각도를 넓게 형성할 수 있도록 15-45도 각도로 확개시킨 테이퍼면(T)이 있으며, 분무공(112) 후방 내주면에 테이퍼 분무스월러(120)가 끼워지도록 하는 상기 테이퍼면(T)의 일부인 스윌러삽입부(114)가 있다. 또한 타측단의 내주면에 형성되어 공기유입관(30)의 외주면 나사부(31)와 스크류 결합되는 나사부(111)로 이루어지되, 내부는 관통되어 유체의 흐름을 허용하도록 하는 유동공(113)을 형성한다.
On the contrary, the joint cover tube 110 of the second embodiment shown in FIG. 9 has a screw portion 115 at one end that is screwed into the inner circumferential surface of the cover tube 130, and has an inner flow hole of the screw portion 115. 113, there is a tapered surface (T) extended at an angle of 15-45 degrees to form a wide spray angle, and the tapered surface to the tapered spray swirler 120 is fitted to the inner circumferential surface behind the spray hole 112 There is a swivel insert 114 that is part of (T). Also formed on the inner circumferential surface of the other end is composed of a screw portion 111 screwed with the outer circumferential surface screw portion 31 of the air inlet pipe 30, the inside is formed through the flow hole 113 to allow the flow of fluid do.

양자 모두 공기유입관(30)과 스크류 체결되는 것이 동일하며, 공기유입관(30)과 연료공급관(40)과의 간격을 유지시키면서, 내장되는 분무스월러(125, 126)를 통해서 와류를 형성시킨다는 점에서 동일하다. 그 역할과 목적을 같이 하는 것이다. 다만 다른 점이 있다면, 전자인 제1실시예의 경우 도6(a)에 도시된 동전형의 분무스월러(125)가 내장되기 위해서 내주면이 수평된 스윌러삽입부(114)가 형성되고 후자인 테이퍼형 분무스월러(126)의 경우 도 10(a)에서처럼 단면이 테이퍼진 테이퍼형 분무스월러(126)가 삽입되기 위해서 내주면이 테이퍼진 테이퍼면(T)이 형성된다는 점이다. 또한 차이가 있다면 전자의 경우 조인트커버관의 나사부(115) 내측 유동공(113)에는 그 분무각도를 넓게 형성할 수 있도록 10-20도 각도로 확개시킨 테이퍼면(T)이 형성되는데 반하여, 후자인 제2실시예는 도시된 도 10에서처럼, 나사부(115)의 내측 유동공(113)에 그 분무각도를 넓게 형성할 수 있도록 15-45도 각도로 확개시킨 테이퍼면(T)이 있다. 그 형태에 있어서 확개되는 각도를 달리한다.
Both are the same as screw fastening with the air inlet pipe 30, while maintaining the distance between the air inlet pipe 30 and the fuel supply pipe 40, to form a vortex through the built-in spray swirlers (125, 126) The same is true. Its role and purpose are to be shared. However, if there is a difference, in the case of the first embodiment, which is the former, a swivel insert 114 having an inner circumferential surface is formed in order to embed the coin-shaped spray swirler 125 shown in FIG. In the case of the spray sprayer 126, as shown in FIG. 10 (a), in order to insert the tapered spray sprayer 126 having a tapered cross section, a tapered surface T having a tapered inner circumferential surface is formed. In addition, if there is a difference, in the former case, the tapered surface T, which is extended at an angle of 10 to 20 degrees, is formed in the flow hole 113 inside the threaded portion 115 of the joint cover tube so that the spray angle can be broadly formed. In the second embodiment, as shown in FIG. 10, the tapered surface T is extended at an angle of 15 to 45 degrees so that the spray angle can be broadly formed in the inner flow hole 113 of the threaded portion 115. The angle of expansion differs in the form.

이러한 상기 제1, 2실시예에 따른 조인트 커버관은 모두 도시된 분무공을 가지고 있다. 즉, 분무공(112)은, 연료공급관(40)의 내측에서 조인트커버관(110)의 전방을 향하여 테이퍼지게 관통시키되, 수직의 방향을 기준으로 45도의 각도로 일정한 간격을 두고 다수개 형성시킨 것이 바람직하다. The joint cover pipes according to the first and second embodiments all have spray holes shown. That is, the spray hole 112, while penetrating through the tapered toward the front of the joint cover tube 110 from the inside of the fuel supply pipe 40, a plurality of formed at regular intervals at an angle of 45 degrees relative to the vertical direction It is preferable.

도 5의 (a), (b), 및 (c)에 도시된 조인트커버관(110)을 살펴보면, 연료공급관(40)에서 DME가 분출될 때 약 45도의 입사각도로 조인트커버관(110)의 전방에 분출될 수 있도록 하기 위해서 분무공(112)의 테이퍼 각도도 약 45도로 테이퍼진 형태로 관통시키고 있다. 이는 도 9의 (b)에 도시된 제2실시예의 조인트커버관(110) 분무공(112)과 동일하다. 모두 분출되는 연료에 와류를 형성시키고자 약 45도의 각도로 분사시킬 수 있는 형성각을 유지한 것이다.
Referring to the joint cover tube 110 shown in (a), (b) and (c) of Figure 5, when the DME is ejected from the fuel supply pipe 40 of the joint cover tube 110 at an incidence angle of about 45 degrees In order to be ejected to the front, the taper angle of the spray hole 112 is also penetrated in a tapered form at about 45 degrees. This is the same as the joint cover tube 110, the spray hole 112 of the second embodiment shown in Figure 9 (b). In order to form a vortex in the ejected fuel, all of them maintain a formation angle that can be injected at an angle of about 45 degrees.

이러한 조인트커버관(110)에는, 언급한 것처럼 그 실시예의 형태에 따라서 각기 다른 형태의 분무스월러(125, 126)가 장착됨이 바람직하다. 그 구조상 서로 다른 필요한 공간을 확보하고 소기의 목적을 달성하고자 하기에 그러하다.
As described above, it is preferable that the joint cover pipe 110 is equipped with spray swirlers 125 and 126 of different types according to the form of the embodiment. This is because the structure is intended to secure different necessary spaces and achieve the desired purpose.

도시된 도 6 (a)에는 제1실시예의 조인트커버관(110)에 삽입되는 제1실시예의 동전형 분무스월러(125)가 도시되어 있고, 도 10 (a)에는 제2실시예의 조인트커버관(126)에 삽입되는 제2실시예의 테이퍼형 분무스월러(126)가 도시되어 있다. 이들은 그 외주면에 일정한 간격을 두고 형성된 와류홈(121)을 통해서 고압의 공기를 분출시키되 와류된 회전을 이룰 수 있도록 제작되어 있다.
6 (a) shows a coin spray swirler 125 of the first embodiment inserted into the joint cover tube 110 of the first embodiment, and FIG. 10 (a) shows the joint cover of the second embodiment. The tapered spray swirler 126 of the second embodiment is shown inserted into the tube 126. These are produced to blow out the high-pressure air through the vortex groove 121 formed at regular intervals on the outer circumferential surface to achieve the vortex rotation.

전자는 그 외형상이 원형의 평면에 일정한 두께를 가진 동전형 몸체로 그 외주면을 둘레로 일정한 간격을 두고 다수의 와류홈(121)을 형성하여, 공압이 와류의 형태로 분출될 수 있도록 하고, 후자는 그 외주면이 두께폭으로 테이퍼지게 가공되고, 외주면을 둘레로 일정한 간격을 두고 다수의 와류홈(121)을 형성하여 공압이 와류의 형태로 분출될 수 있도록 한다.
The former is a coin-shaped body having a uniform thickness in a circular plane, and forms a plurality of vortex grooves 121 at regular intervals around the outer circumference thereof, so that the pneumatic pressure can be ejected in the form of vortex. The outer circumferential surface is processed to be tapered in a thickness width, to form a plurality of vortex grooves 121 at regular intervals around the outer circumferential surface so that the pneumatic pressure can be ejected in the form of vortex.

또한 상기 전자인 동전형 분무스월러(125)에 형성된 상기 와류홈(121)은 그 몸체의 두께 폭인 수평면을 기준으로 20-45도 각도의 경사를 가지도록 형성하여 공압 와류의 형성을 향상시킨다.In addition, the vortex groove 121 formed in the electron coin spray swirler 125 is formed to have an inclination of an angle of 20-45 degrees with respect to the horizontal plane of the thickness width of the body to improve the formation of pneumatic vortex.

도 6(a)에 도시된 것처럼, 와류홈(121)을 형성하되, 수평면을 기준으로 약 20-45도의 테이퍼진 형태를 유지시켜 공압을 조인트커버관(110)의 전방에 분출시킬 때 스스로 와류된 상태로 회동할 수 있도록 형성한 것이다. 도시된 도면에는 보다 정확한 30도의 각도만을 표시하고 있지만, 이 각도만이 아니고 다소 연동의 폭을 가진다. 이 각도의 변화에 따라 화염의 안정성면에서 약간의 효과상 차이가 발생될 수 있는데 큰 차이는 아니며, 본 발명의 출원인에 의한 실험에서는 30도의 각도를 유지시키는 것이 가장 바람직했다.
As shown in FIG. 6 (a), the vortex groove 121 is formed, but when the air pressure is ejected to the front of the joint cover tube 110 by maintaining a tapered shape of about 20-45 degrees based on the horizontal plane, the vortex itself It is formed so that it can be rotated. In the figure shown only a more accurate angle of 30 degrees, but not only this angle, but rather the width of the linkage. According to the change of the angle, there may be a slight difference in effect in terms of the stability of the flame, which is not a large difference.

후자인 테이퍼형 분무스월러(126)에 형성된 상기 와류홈(121)은, 수평면을 기준으로 원주 방향으로 35˚의 선회 각을 갖고 축 방향으로 44˚의 각도로 회오리 형상으로 패인 직사각형의 홈이다. 도시된 도 10(a)에서처럼, 와류형의 형태로 홈이 돌려 파진 형태인데, 상기의 각도에서 약간의 연동폭을 가질 수 있다.
The vortex groove 121 formed in the latter tapered spray swirler 126 is a rectangular groove which has a turning angle of 35 ° in the circumferential direction with respect to the horizontal plane and is recessed in a whirlwind shape at an angle of 44 ° in the axial direction. . As shown in FIG. 10 (a), the grooves are swiveled in the shape of a vortex, and may have a slight linkage width at the angle.

다음으로 본 발명에서 사용되는 상기 테이퍼형 분무스월러(126)에 대응하는 노즐셋(50)에는, 일측은 연료공급관(40) 외주면에 스크류 체결되는 내주면 나사부(183)와, 타측은 외주면에 형성된 나사부(182)를 통해서 커버관(130)의 내부면에 스크류 체결되도록 하되, 내측은 테이퍼지며 확개시키는 테이퍼면(184)을 형성한 관통 유동공(181)을 구성한 연결관(130)을 체결시키는 것이 바람직하다. Next, in the nozzle set 50 corresponding to the tapered spray swirler 126 used in the present invention, one side of the inner peripheral surface screw portion 183 is screwed to the outer peripheral surface of the fuel supply pipe 40, and the other side is formed on the outer peripheral surface The screw 182 is screwed to the inner surface of the cover tube 130, the inner side of the taper and fastening the connecting tube 130 constituting the through-flow hole 181 forming a tapered surface 184 to expand It is preferable.

제2실시예인 테이퍼형 분무스월러(126)가 장착되기 위해서는 내측에 보다 확개된 테이퍼면(184)을 형성시켜야 한다. 테이퍼진 분무스월러(126)가 조인트커버관(110)의 내주면인 테이퍼면(184)에 수용되어 끼워 결합하기 위해서는 상기 분무스월러(126)의 테이퍼각도 만큼 테치퍼진 테이퍼면(184)이 형성되어야 하는 것이다. 따라서 전자인 동전형 분무스월러(125)에 비하여 넓은 지름이 요구된다. 이는 무작위적으로 외곽부를 형성하는 연료공급관(40)의 지름을 확대시켜야 하기에 활용되기 힘들다. 따라서 후자인 보다 큰 지름을 필요로 하는 테이퍼형 분무스월러(126)와 그 조인트커버관(110) 및 연료공급관(40)의 결합을 위해서 도 9 (a)에 도시된 연결관을 체결하는 것이다.
In order to mount the tapered spray swirler 126 of the second embodiment, the tapered surface 184 is further formed on the inner side. In order for the tapered spray swirler 126 to be received and fitted in the tapered surface 184, which is an inner circumferential surface of the joint cover tube 110, the tapered surface 184 tapered by the taper angle of the spray swirler 126 is formed. It should be. Therefore, a wider diameter is required as compared to the former coin spray swirler 125. This is difficult to utilize because it needs to enlarge the diameter of the fuel supply pipe 40 to form the outer portion at random. So the latter needs a larger diameter In order to couple the tapered spray swirler 126 and its joint cover pipe 110 and the fuel supply pipe 40, the connection pipe shown in FIG.

이 연결관(180)은 내주면 나사부(183)를 통해서 연료공급관(40)의 나사부(45)와 스크류체결하고, 외주면 나사부(182)를 통해서는 커버관(130)의 내주 나사부(134)와 스크류 체결하여 연료공급관(40)과 조인트커버관(110)을 결합시킨다. 특별히 연료공급관(40)의 지름을 확대시킬 필요없이 해결한 것이다.
The connecting pipe 180 is screwed with the screw 45 of the fuel supply pipe 40 through the inner peripheral surface screw 183, and the inner peripheral screw 134 and screw of the cover tube 130 through the outer peripheral screw 182 By coupling the fuel supply pipe 40 and the joint cover pipe 110 is coupled. In particular, it is solved without the need to enlarge the diameter of the fuel supply pipe (40).

전술된 것처럼, 본 발명의 노즐셋(50)은 2가지 형태로 실시하였다. 도 3에는 제1실시형태에 따른 노즐셋(50)을 전체적으로 도시하였고, 도 7에는 제2실시형태의 노즐셋(50)을 전체적으로 도시하였다. 이 실시예들은 다양한 실험을 통해서 그 효과를 확인하였는데, 그에 대한 상세한 설명은 후술한다.
As described above, the nozzle set 50 of the present invention was implemented in two forms. 3 shows the nozzle set 50 according to the first embodiment as a whole, and FIG. 7 shows the nozzle set 50 according to the second embodiment as a whole. These examples confirmed the effect through various experiments, a detailed description thereof will be described later.

그럼 이 실시예들에 따른 전체적인 작용의 형태를 설명한다.
The following describes the overall mode of action according to these embodiments.

[제1실시예 노즐셋의 설명]
Description of Nozzle Set 1st Embodiment

본 발명은 DME(Dimethyl Ether)연료를 연소하기 위한 노즐셋에 관한 것이다.
The present invention relates to a nozzle set for burning DME (Dimethyl Ether) fuel.

본 발명은 도 3에서처럼, 연료공급관(40)의 안쪽에 연료분무용 공기유입관(30)을 두어 연료와 연료분무용 공기 라인을 2중관의 형태로 구성하였으며, 연료분무용 공기유입관(30) 끝단에 조인트커버관(110)을 결합하고 그 내면에 연료분무용 공기 스트레이트 동전형 분무스월러(125)를 삽입하여 커버관(130)으로 연결 기밀을 유지한다.
In the present invention, as shown in FIG. 3, the fuel supply air inlet pipe 30 is provided inside the fuel supply pipe 40, and the fuel and fuel spray air lines are configured in the form of a double pipe, and the end of the fuel spray air inlet pipe 30 Coupling the joint cover pipe 110 and inserts the air spray coin straight swirl sprayer 125 for the fuel spray on the inner surface to maintain the airtight connection to the cover pipe (130).

연료공급관(40)과 연료분무용 공기유입관(30)의 반대 부분은 연료분무용 공기 라인 어댑터(에어인렛 등)를 두어 연료분무용 공기유입관(30)에 조인트커버관(110) 결합시 작업의 원할 함을 꾀하였다. 또한 연료분무용 공기 라인 어댑터 금속 패킹(160)을 이용 연료분무용 에어 인렛체결너트(150)로 고정 기밀을 유지하였다.Opposite parts of the fuel supply pipe 40 and the fuel spraying air inlet pipe 30 have a fuel spraying air line adapter (such as an air inlet) so that the joint cover pipe 110 may be connected to the fuel spraying air inlet pipe 30. I was trying to. In addition, a fixed airtightness was maintained with the air spraying inlet fastening nut 150 for fuel spraying using the air spray adapter metal packing 160 for fuel spraying.

연료공급관(40)의 외경에 노즐위치고정너트(42)를 두어 노즐의 위치를 변경 가능 한 구조로 형성되고, 도 5의 조인트커버관(110)은 원주방향으로 30˚의 등 간격으로 구멍 12개가 뚫어져 연료가 내원방향으로 중심축과 45˚의 분사 각을 가지고 분사되어지도록 구성된다. 도 3 내지 6에 도시된 연료분무용 공기 스트레이트 동전형 분무스월러(125)는 원주 방향으로 30˚(도면기준)의 선회 각을 갖는 직사각형의 홈이 30˚의 등 간격으로 12개 구성된다.
The nozzle position fixing nut 42 is provided on the outer diameter of the fuel supply pipe 40 so that the position of the nozzle can be changed. The joint cover pipe 110 of FIG. 5 has holes 12 at equal intervals of 30 ° in the circumferential direction. The dog is drilled so that the fuel is injected with a central axis and an injection angle of 45 DEG in the inward direction. The fuel spray air straight coin spray swirler 125 shown in FIGS. 3 to 6 has twelve rectangular grooves having a turning angle of 30 degrees (based on the drawing) in the circumferential direction at equal intervals of 30 degrees.

조인트커버관의 분무공(112)에서 연료가 내원방향으로 중심축과 45˚의 분사 각을 가지고 분사되어지면 연료분무용 공기 스트레이트 동전형 분무스월러(125)에서 그 와류홈(121)을 통해 분무되어지는 공기가 30˚의 선회 각으로 연료와 90˚로 부딪히며 연료를 미립화시켜 분사된다. 조인트커버관(110)의 내주면 선단을 18˚(도시된 도면에서는 10-20도로 표기)의 각을 주어 캡슐 형대로 구성하여 미립화 된 연료가 분무용 공기의 선회 각의 힘에 의하여 노즐 외주방향으로 급격하게 펴져 나감을 방지하고 연소시 주 연소용 공기에 의하여 노즐 선단에서 단락 형상이 생김을 방지하여 연소의 안정성을 꾀한다. 이는 DME는 노즐에서 분무될 때 어느 정도 기화되기 때문에 기존의 이류체 노즐을 사용하면 화염이 지나치기 넓게 퍼지게되고 불안정(unstable) 하게 되는 현상을 방지시킨다.
When the fuel is injected at the spray hole 112 of the joint cover tube with an injection angle of 45 ° to the central axis in the original direction, it is sprayed through the vortex groove 121 in the fuel spray air straight coin spray swirler 125. The air is blown by atomizing the fuel at 90 ° and hitting the fuel at 90 °. The tip of the inner circumferential surface of the joint cover tube 110 is formed in the shape of a capsule by giving an angle of 18 ° (indicated by 10-20 degrees in the drawing), so that the atomized fuel is suddenly turned in the nozzle circumferential direction by the force of the turning angle of the air for spraying. It prevents outward expansion and prevents short-circuit shape at the tip of the nozzle due to the main combustion air during combustion. This prevents the flame from spreading too far and becoming unstable when using conventional airflow nozzles because the DME vaporizes to some extent when sprayed from the nozzle.

즉 DME연료는 그 특성상 경유/중유와 비교하면 가볍고, 발열량이 적고, 기화가 잘된다. 따라서 기존의 오일과 가스 연소의 중간적인 특성을 갖기 때문에 연료가 내원방향으로 중심축과 45˚의 분사 각을 가지고 분사되어지도록 구성하여 안정되게 연소시키는 것이다,
In other words, DME fuel is lighter, generates less heat, and evaporates better than light oil / heavy fuel. Therefore, since it has an intermediate characteristic of the existing oil and gas combustion, the fuel is stably combusted by configuring the fuel to be injected with a central axis and an injection angle of 45 ° in the original direction.

[제2실시예 노즐셋의 설명]
Description of Nozzle Set 2nd Embodiment

도 7 내지 도 11에 도시된 제2실시예의 DME(Dimethyl Ether) 테이퍼형 분무스월러 노즐셋을 설명한다. 7 to 11, the DME (Dimethyl Ether) tapered spray swirler nozzle set of the second embodiment will be described.

그 구성은 전술된 제1실시예의 노즐셋과 거의 유사하며, 조인트커버관과 그 내주면에 내장되는 분무스월러의 형태에서 약간의 차이가 있다.
The configuration is almost similar to that of the nozzle set of the first embodiment described above, and there is a slight difference in the form of the spray swirler embedded in the joint cover tube and its inner circumferential surface.

도 9(b)의 조인트커버관(110)은 원주방향으로 30˚의 등 간격으로 분무공 12개가 뚫어져 연료가 내원방향으로 중심축과 45˚의 분사 각을 가지고 분사되어지도록 구성된다. 도면 연료분무용 공기 테이퍼형 분무스월러(126)는 원주 방향으로 35˚의 선회 각을 갖고 축 방향으로 45˚의 각을 갖는 직사각형의 와류홈(121)이 30˚의 등 간격으로 12개 구성된다.
The joint cover tube 110 of FIG. 9 (b) is configured such that 12 spray holes are drilled at equal intervals of 30 ° in the circumferential direction so that fuel is injected with a central axis and an injection angle of 45 ° in the inner circle direction. The air tapered spray swirler 126 for spraying fuel has twelve rectangular vortex grooves 121 each having an angle of rotation of 35 ° in the circumferential direction and an angle of 45 ° in the axial direction at equal intervals of 30 °. .

조인트커버관(110)에서 연료가 내원방향으로 중심축과 45˚의 분사 각을 가지고 분사되어지면 연료분무용 공기 테이퍼형 분무스월러(126)에서 분무되어지는 공기가 35˚의 선회 각으로 연료와 90˚로 부딪히며 연료를 미립화 시켜 35˚의 선회 각으로 45˚의 각도로 퍼져 분사된다. 조인트커버관(110)의 내주면 선단을 15-45˚의 각도를 주어 캡슐 형대로 구성하여 미립화 된 연료가 분무용 공기의 선회 각의 힘에 의하여 노즐 외주방향으로 급격하게 펴져 나감을 방지하고 연소시 주 연소용 공기에 의하여 노즐 선단에서 단락 형상이 생김을 방지하여 연소의 안정성이 높다. 본 발명에서 사용하는 DME 연료는 노즐에서 분무될 때 어느 정도 기화되기 때문에 기존의 이류체 노즐을 사용하면 화염이 지나치게 넓게 퍼지게 되고 불안정하게 되는 문제점을 방지한 것이다.
When the fuel is injected in the joint cover pipe 110 with the central axis and 45 ° injection angle in the original direction, the air sprayed from the air tapered spray swirler 126 for fuel spraying is rotated at a 35 ° turning angle. It hits at 90 ° and atomizes the fuel and spreads it at an angle of 45 ° with a turning angle of 35 °. The tip of the inner circumferential surface of the joint cover pipe 110 is configured in the shape of a capsule by giving an angle of 15-45 ° so that the atomized fuel is rapidly expanded in the nozzle outer circumferential direction by the force of the turning angle of the spraying air, and prevents burning. Combustion air prevents short-circuit formation at the tip of the nozzle, and high combustion stability. Since the DME fuel used in the present invention is vaporized to some extent when sprayed from the nozzle, the conventional double-fluid nozzle is used to prevent the problem of spreading the flame too widely and becoming unstable.

즉 DME연료 특성상 경유/중유와 비교하면 가볍고, 발열량이 적고, 기화가 잘된다. 따라서 연료가 내원방향으로 중심축과 45˚의 분사 각을 가지고 분사되도록 하여 안정되게 연소시키는 것이다.
That is, compared to light oil / heavy oil, DME fuel is lighter, generates less heat, and evaporates well. Therefore, the fuel is injected stably with the central axis and the injection angle of 45 degrees in the direction of the original combustion.

거듭 설명하자면, 동전형 분무스월러(125)에 비해 테이퍼형 분무스월러(126)는 원주 방향으로 35˚의 선회 각을 갖고 축 방향으로 44˚의 각을 갖는 직사각형의 홈이 30˚의 등 간격으로 12개 구성되어 있는데, 이에 따라 DME 연소 용량이 매우 클 때 테이퍼형 분무스월러(126)는 동전형 분무스월러(125)에 비해 유용한 연소 특성을 가지게 된다. 특히 겨울철인 경우 대기 온도가 낮아 DME 자연 기화가 잘 안될 때 테이퍼형 분무스월러(126)는 동전형 분무스월러(125)에 비해 유용하다.
In other words, the tapered spray swirler 126 has a turning angle of 35 degrees in the circumferential direction and a rectangular groove having an angle of 44 degrees in the axial direction compared to the coin spray swirl 125. There are 12 intervals, so that when the DME combustion capacity is very large, the tapered spray swirler 126 has useful combustion characteristics compared to the coin spray swirler 125. In particular, in winter, when the atmospheric temperature is low DME natural vaporization is not well tapered spray swirler 126 is useful compared to the coin spray swirler (125).

그럼 이러한 본 발명의 버너와 노즐셋을 활용하여 실험을 한 결과를 살펴본다. Then look at the results of the experiment using the burner and nozzle set of the present invention.

도 12와 13은 DME 용 버너에 노즐을 최종 장착하여 실험한 결과를 그래프로 도시한 것이다.
12 and 13 are graphs showing the results of experiments by finally mounting the nozzle to the burner for DME.

이 실험은, 가스 분석 및 온도, 보일러 내압은 ON-LINE으로 측정하며 화염 형상도 모니터링 하도록 구성하였다. 버너로 공급된 공기량은 덕트 내에서 피토튜브에 의한 속도 측정을 유동 단면에 따라 측정하여 계산하였다. 연료유량은 탱크 내 게이지를 이용하였다. 스팀 발생량은 수 유량계를 설치하여 측정하였고 스팀압력은 1기압 정도로 유지하였다. 연료는 DME, 경유, 중유 등 모두 연소 가능하도록 배관되었다. 보일러 효율도 on-line으로 계산 되도록 하였다. 각종 센서로부터의 값은 Yokokawa사의 DAQ 시스템을 통해 컴퓨터로 통신 저장되도록 하였다. 또한 분무용 공기의 온도 및 유량도 측정하여 그 영향도 볼 수 있게 하였다.
In this experiment, gas analysis, temperature and boiler internal pressure were measured on-line and the flame shape was monitored. The amount of air supplied to the burner was calculated by measuring the velocity measurement by the pitot tube in the duct according to the flow cross section. Fuel flow rate was used in the tank gauge. Steam generation was measured by installing a water flow meter and steam pressure was maintained at about 1 atm. Fuel was piped to burn all DME, diesel and heavy oil. Boiler efficiency was also calculated on-line. The values from the various sensors were communicated and stored on a computer via Yokokawa's DAQ system. In addition, the temperature and flow rate of the air for spraying were also measured to see the effect.

도 12의 그래프가 나타내는 의미를 설명하면 다음과 같다.
The meaning represented by the graph of FIG. 12 is as follows.

도 12는 제1실시예에 따른 동전형 분무스월러와 제2실시예에 따른 테이퍼형 분무스월러가 장착된 노즐셋의 실험결과 그래프이다. 그래프를 통해 테이퍼형 분무스월러가 장착된 노즐셋의 경우, 배가스 중의 O₂ 농도 3% 수준에서 배가스 중 NOx 농도는 45ppm. 배가스 중 CO 농도는 20ppm 이내로서 완전 연소에 가까운 연소율을 보인다는 것을 확인할 수 있었다. 이는 DME 연소 용량이 매우 클 때 동전형 분무스월러 장착 노즐셋에 비해 테이퍼형 분무스월러 장착 노즐셋이 유용한 연소 특성을 가짐을 나타낸다. 또한 겨울철인 경우 대기 온도가 낮아 DME 자연 기화가 잘 안될 때 테이퍼형 분무스월러 장착 노즐셋은 동전형 분무스월러 장착 노즐셋에 비하여 유용할 수 있다는 점을 확인할 수 있다.
12 is a graph showing the results of a nozzle set equipped with a coin spray swirler according to the first embodiment and a tapered spray swirler according to the second embodiment. The graph shows that the nozzle set with tapered spray swirler has a concentration of 45 ppm of NOx in the flue gas at a level of 3% O ₂ in the flue gas. The CO concentration in the flue gas was found to be less than 20 ppm, indicating a near combustion rate. This indicates that the tapered spray swirler equipped nozzle set has useful combustion characteristics compared to the coin spray sprayer mounted nozzle set when the DME combustion capacity is very large. In addition, in winter, when the atmospheric temperature is low and DME natural vaporization is not good, it can be seen that the tapered spray swirler equipped nozzle set may be useful compared to the coin spray swirler mounted nozzle set.

다음으로 첨부된 도 13은 제2실시예에 따른 테이퍼형 분무스월러 장착 노즐셋의 DME 연소시 화염의 안정성을 나타낸 그래프로서, x축은 연소부하(Combustion load)를 y축은 배가스 중 산소 농도를 나타낸 것이다. 그래프를 통해 안정화 영역이 넓게 나타나는 것을 확인할 수 있다.
Next, Figure 13 is a graph showing the stability of the flame during the DME combustion of the tapered spray swirler equipped nozzle set according to the second embodiment, the x-axis represents the combustion load (Combustion load), the y-axis represents the oxygen concentration in the exhaust gas will be. The graph shows that the stabilization area is wide.

마지막으로 도 14에 도시된 도면의 경우 상기 제2실시예에 따른 테이퍼형 분무스월러 장착 노즐셋으로 연소되는 DME의 연소 화염 형상을 촬영한 것이다. Finally, in the case illustrated in FIG. 14, the combustion flame shape of the DME burned by the tapered spray swirler mounting nozzle set according to the second embodiment is photographed.

(a)에서 (d)까지는 O₂의 변화량에 따른 화염의 형상을 구분하여 촬영한 것으로, (a)의 경우 O₂=1%, (b)의 경우 O₂=2%, (c)의 경우 O₂=3% 및 (d)의 경우 O₂=4%의 농도를 나타낸다.
(a) to (d) is taken by dividing the shape of the flame according to the amount of change of O ₂ , in the case of (a) O ₂ = 1%, (b) O ₂ = 2%, (c) Concentrations of O ₂ = 3% and (d) O ₂ = 4%.

10; 버너바디 11; 플렌지부
20; 바디패널 30; 공기유입관
31; 나사부 40; 연료공급관
41; 주입관 42; 노즐위치고정너트
50; 노즐셋 60; 파이롯버너셋
70; 하우징 71; 공기유입공간
72; 관통공 80; 브라스트튜브
90; 화염패널 91; 화염공
110; 조인트커버관 120; 분무스월러
130; 연결관 140; 에어인렛
150; 인렛체결너트 10; Burner body 11; Flange part
20; Body panel 30; Air inlet pipe
31; Threaded portion 40; Fuel supply pipe
41; Injection tube 42; Nozzle position fixing nut
50; Nozzle set 60; Pyro Burnerset
70; A housing 71; Air inlet space
72; Through hole 80; Blast tube
90; Flame panel 91; Fire Ball
110; Joint cover pipe 120; Spray sprayer
130; Connector 140; Air Inlet
150; Inlet Fastening Nut

Claims

Burner body 10 is fastened to the body panel 20 through the flange portion 11 at one end in the form of a cylinder;
A nozzle set 50 formed of a straight tube to penetrate the central axis of the burner body 10, and an inside of the air inlet pipe 30 formed of a two-ply pipe of the fuel supply pipe 40;
A pilot burner set 60 mounted to the body panel 20 to penetrate the burner body 10 to an outer circumferential surface of the nozzle set 50;
A housing 70 mounted on an outer circumferential surface of the burner body 10 to provide an air inflow space 71 and forming a burner body;
A blast tube (80) projecting forward in a cylindrical shape, fastened to a through hole (72) formed at a front position of the nozzle set (50) corresponding to the housing (70); And
A flame panel (90) having a plurality of flame holes (91) fastened in front of the blast tube (80) to eject the flame discharged from the nozzle set (50); Spraying the DME sprayed into the fuel supply pipe 40 through the pneumatic sprayed to the end of the air inlet pipe 30, and stably radiate the flame of the burner through the flame generated in the pilot burner set 60 DME fuel combustion burner characterized by the above-mentioned.

The method of claim 1,
The fuel supply pipe 40,
DME fuel combustion burner, characterized in that the injection pipe 41 protruding toward one side of the outer circumferential surface of the fuel supply pipe 40 which is an outer appearance, and fastening the nozzle position fixing nut 42 around the outer circumferential surface.

3. The method according to claim 1 or 2,
At the end of the air inlet pipe 30 forming the nozzle set 50,
Joint cover pipe 110 having a threaded portion 111 corresponding to the end to be engaged with the threaded portion 31 formed on the outer circumferential surface of the end of the air inlet pipe 30, and formed with a spray hole 112 communicating with the fuel supply pipe 40 on the outside. )and;
A spray swirler 120 fitted to an inner circumferential surface of the joint cover tube 110 and having a plurality of vortex grooves 121 formed at regular intervals on an outer circumferential surface thereof; Fastened, the high-pressure air injected through the vortex groove 121 forms a vortex in the DME is injected through the spray hole 112, to stably generate a flame in front of the joint cover tube 110 DME fuel combustion burner, characterized in that.

The method of claim 3,
Spray swirler 120,
DME fuel combustion burner, characterized in that the outer shape is a coin-type spray swirler (125) having a constant thickness in the circular plane or tapered spray swirler (126) whose outer peripheral surface is tapered to a thickness width.

It consists of a double tube structure, which is an outer tube and an inner tube,
A fuel supply pipe 40 having an injection pipe 41 protruding to one side of an outer circumferential surface of the exterior and formed of a long cylindrical metal pipe;
An air inlet pipe 30 having a cylindrical metal tube formed at a predetermined interval inside the fuel supply pipe 40;
At the end of the air inlet pipe 30, the air inlet pipe 30 has a screw portion 111 corresponding to the end to be engaged with the threaded portion 31 formed on the outer peripheral surface of the end, and the person communicating with the fuel supply pipe 40 on the outside Joint cover tube 110 is formed with a hole 112;
A spray swirler 120 fitted to an inner circumferential surface of the joint cover tube 110 and having a plurality of vortex grooves 121 formed at regular intervals on an outer circumferential surface thereof; And
One end is in close contact with the outer peripheral surface of the end of the fuel supply pipe 40, the other end of the cylindrical cover tube 130 to be screwed to the outer peripheral surface of the end of the joint cover pipe 110; is coupled, the spray The high pressure air injected through the vortex groove 121 of the waller 120 forms a vortex in the DME injected through the spray hole 112 of the joint cover tube 110, and thus, in front of the joint cover tube 110. Nozzle set for burner for DME fuel combustion, characterized in that to generate a stable flame.

The method of claim 5,
At the first ends of the air inlet pipe 30 and the fuel supply pipe 40 forming the nozzle set 50,
Insertion portion 141 formed in a circular cross section to be fitted between the outer circumferential surface of the air inlet pipe 30 and the inner circumferential surface of the fuel supply pipe 40 so as to be fixed at a predetermined interval therebetween, and the air inlet hole to the other side. An air inlet 140 formed of a circular introduction portion 143 protruding to extend so that a stepped portion 142 is formed around an outer circumferential surface thereof;
It is fitted to the outer circumferential surface of the air inlet 140, the first end outer peripheral surface of the fuel supply pipe 40 through the threaded portion 152 formed on the inner circumferential surface of the other side and the corresponding stepped portion 151 protruding the inner circumferential surface to close the stepped portion 142 Inlet fastening nut 150 is screwed to; And
A metal packing 160 inserted between the first end of the fuel supply pipe 40 and the stepped portion 142 of the air inlet 140; is coupled to the air inlet pipe 30 and the fuel while continuously injecting fuel and air; A nozzle set for the burner for DME fuel combustion, characterized in that the gap with the supply pipe (40) is maintained and sealed so that it can communicate with each other only through the nozzle part of the end.

The method of claim 5,
Joint cover pipe 110,
The screw portion 115 of one side end screwed to the inner circumferential surface of the cover tube 130 and the inner flow hole 113 of the screw portion 115 are expanded at an angle of 10-20 degrees to form a wide spray angle thereof. Tapered surface (T), the swivel insert portion 114 to insert the coin-shaped spray swirler 120 to the inner circumferential surface behind the spray hole 112 and the outer peripheral surface of the air inlet pipe 30 is formed on the inner circumferential surface of the other end The nozzle set for the burner for DME fuel combustion, characterized in that the screw portion 31 and the inner circumferential surface screw portion 111 is screwed to the coupling portion, the inner portion is formed through a flow hole 113 to allow the flow of fluid.

The method of claim 5,
Joint cover pipe 110,
The screw portion 115 of one side end screwed to the inner circumferential surface of the cover tube 130 and the inner flow hole 113 of the screw portion 115 is expanded at an angle of 15 to 45 degrees to form a wide spray angle thereof. Tapered surface (T), the swivel insert portion 114 which is a part of the tapered surface (T) for fitting the tapered spray swirler 120 to the inner peripheral surface behind the spray hole 112, and formed on the inner peripheral surface of the other end air DME fuel combustion, characterized in that it consists of a threaded portion 111 screwed to the outer peripheral surface threaded portion 31 of the inlet pipe 30, the inside is formed through the flow hole 113 to allow the flow of fluid Nozzle set for burners.

9. The method according to claim 7 or 8,
The spray hole 112 is tapered from the inside of the fuel supply pipe 40 toward the front of the joint cover pipe 110, but is formed in a plurality at regular intervals at an angle of 45 degrees relative to the vertical direction Nozzle set for burner for DME fuel combustion.

The method of claim 7, wherein
Joint cover pipe 110,
Its coin shape is a coin-shaped body with a constant thickness in a circular plane, and is equipped with a coin-type spray swirler 120 having a plurality of vortex grooves 121 at regular intervals around its outer circumference. Nozzle set for a burner for DME fuel combustion, characterized in that it can be ejected in the form.

The method of claim 7, wherein
Joint cover pipe 110,
The outer circumferential surface is tapered in thickness and width, and a plurality of vortex grooves 121 are formed at regular intervals around the outer circumferential surface to mount a tapered spray swirler 126 such that air pressure can be ejected in the form of vortex. Nozzle set for burner for DME fuel combustion, characterized in that.

The method of claim 10,
The vortex groove 121 is a nozzle set for the burner for DME fuel combustion, characterized in that formed to have an inclination of 20-45 degrees angle relative to the horizontal plane of the thickness width of the body to improve the formation of pneumatic vortex.

The method of claim 11,
The vortex groove 121 is
A nozzle set for a burner for DME fuel combustion, characterized in that the groove is a rectangular groove in the circumferential direction of the circumferential direction relative to the horizontal plane and is hollow in a whirlwind shape at an angle of 44 ° in the axial direction.

12. The method of claim 11,
In the nozzle set 50 corresponding to the tapered spray swirler 126,
One side is screwed to the inner surface of the cover pipe 130 through the screw 182 formed on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface screw 183 screwed to the outer peripheral surface of the fuel supply pipe 40, the inner side is tapered and expanded Nozzle set for the burner for DME fuel combustion, characterized in that for coupling the connecting pipe 130 constituting the through-flow hole 181 having a tapered surface 184.