KR101160290B1 - Pulse burner with supplying fuel fluctuation by periods - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너에 관한 것으로, 버너가 고정되는 복사관의 중앙에 길이방향으로 배관된 제1연료공급관과; 상기 복사관의 내부에 위치된 상기 제1연료공급관의 단부에 반경방향으로 형성된 반경방향 노즐과; 상기 제1연료공급관 내부에 설치되어 전체적으로 이중관 형태를 이루는 제2연료공급관과; 상기 반경방향 노즐 위치의 제2연료공급관 단부에 형성된 축방향 노즐과; 상기 제1연료공급관을 전체적으로 감싸면서 상기 복사관 내부로 산화제를 공급하는 관형태의 산화제공급구와; 상기 산화제공급구와 연통되고 상기 복사관 내부에서 상기 제1연료공급관이 관통되게 지지하면서 반경방향으로 다수의 공기분사공이 형성된 격판을 포함하여 구성되는 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너를 제공한다.The present invention relates to a pulsating combustion burner that gives periodic flow fluctuations to fuel, comprising: a first fuel supply pipe that is longitudinally piped to a center of a radiation tube to which the burner is fixed; A radial nozzle radially formed at an end of the first fuel supply pipe positioned inside the radiation pipe; A second fuel supply pipe installed inside the first fuel supply pipe to form a double pipe as a whole; An axial nozzle formed at an end of the second fuel supply pipe at the radial nozzle position; An oxidant supply port of a tube type for supplying an oxidant into the radiation tube while completely enclosing the first fuel supply pipe; Provides a pulsating combustion burner that communicates with the oxidant supply port and provides periodic flow fluctuations to the fuel including a diaphragm having a plurality of air injection holes formed in a radial direction while supporting the first fuel supply pipe through the radiant pipe. do.

본 발명에 따르면, 맥동 개념의 접목에 따라 연소특성이 향상됨으로써 불완전연소가 줄어 드는 것은 물론 NOx 발생을 저감시켜 환경오염을 예방하고, 연소효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, as the combustion characteristics are improved according to the pulsation concept, the incomplete combustion is reduced, as well as the generation of NOx, thereby preventing environmental pollution and improving the combustion efficiency.

버너, 맥동, 불완전연소, NOx, 연소효율 Burner, Pulsating, Incomplete Combustion, NOx, Combustion Efficiency

Description

연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너{PULSE BURNER WITH SUPPLYING FUEL FLUCTUATION BY PERIODS}PULSE BURNER WITH SUPPLYING FUEL FLUCTUATION BY PERIODS

본 발명은 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소버너에 맥동 개념을 접목시켜 불완전연소를 줄이고, NOx 발생을 저감시킬 수 있도록 개선된 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너에 관한 것이다.The present invention relates to a pulsating combustion burner that gives periodic flow fluctuations to fuel, and more particularly, to a pulsation concept that incorporates a pulsation concept into the combustion burner to reduce incomplete combustion and to reduce NOx generation. To a pulsating combustion burner.

일반적으로, 버너형상은 연료/산화제의 종류, 사용하고자 하는 연소로의 구조와 운전조건 등에 의해 지배된다.In general, the burner shape is governed by the type of fuel / oxidant, the structure and operating conditions of the combustion furnace to be used.

이때, 버너의 연료로는 고체, 액체, 기체연료가 통상적으로 이용되며, 각각의 열분해 특성과 연소반응률에 적합한 분사속도의 노즐을 구성하게 된다.In this case, as the fuel of the burner, solids, liquids, and gaseous fuels are generally used, and nozzles having an injection speed suitable for respective pyrolysis characteristics and combustion reaction rates are configured.

그리고, 산화제로는 통상 공기가 이용되나, 용융로와 같이 고온이 요구되는 조건에서는 산소를 첨가한 산소부화된 공기나 순산소를 산화제로 이용하게 된다.In general, air is used as the oxidizing agent, but oxygen-enriched air or pure oxygen to which oxygen is added is used as the oxidizing agent under conditions requiring high temperature such as a melting furnace.

아울러, 사용하고자 하는 연소로의 운용패턴(장단기 사용여부, 가동/중단 빈도수), 운용온도, 공기비 등의 조건에 따라 선택하는 버너 형상을 바뀌어야 한다.In addition, the burner shape to be selected should be changed according to the conditions of the combustion furnace to be used (short and long term use, start / stop frequency), operating temperature, air ratio.

이 경우, 연소로는 소재가 화염에 직접 노출되어 닿을 수도 있는 직접가열방 식과, 소재가 화염에 직접 노출되지 않고 간접적으로 가열되도록 하는 간접가열방식이 있다.In this case, there are a direct heating method in which the material may be directly exposed to the flame, and an indirect heating method in which the material is heated indirectly without being directly exposed to the flame.

간접가열방식은 소둔로, 침탄로 등으로 대별되는데, 주로 직경 20cm보다 작은 복사관(radiant tube)내에서 화염이 형성되고 가열된 복사관의 복사열로 소재가 가열된다.Indirect heating method is roughly divided into annealing furnace, carburizing furnace, etc., mainly a flame is formed in a radiant tube smaller than 20cm in diameter and the material is heated by radiant heat of the heated radiant tube.

이러한 간접가열방식은 가열이 느리지만, 로내 분위기 가스조성을 마음대로 변경이 가능하기 때문에 특별한 가스조성내에 소재를 노출시켜야 하는 경우에 이용된다.This indirect heating method is used when the material is exposed to a special gas composition because the heating is slow but the atmosphere gas composition in the furnace can be freely changed.

아울러, 이와 같은 복사관 버너의 통상적 구조는 도 1과 같다.In addition, the conventional structure of such a radiation tube burner is as shown in FIG.

즉, 가스연료(1)는 공급파이프(2)를 거쳐 축방향 노즐(3)과 반경방향 노즐(4)를 통해 분사된다.That is, the gaseous fuel 1 is injected through the supply pipe 2 through the axial nozzle 3 and the radial nozzle 4.

이때, 상기 축방향 노즐(3)과 반경방향 노즐(4)의 숫자는 다양하며, 축방향 노즐(3)과 반경방향 노즐(4)을 단독으로 구성하는 경우도 있다.At this time, the number of the axial nozzle (3) and the radial nozzle (4) is varied, in some cases the axial nozzle (3) and the radial nozzle (4) may be configured alone.

그리고, 공기(5)는 다양한 형태의 공기노즐(6)을 거쳐 공급된다.The air 5 is supplied via the air nozzle 6 in various forms.

또한, 버너는 플랜지(7)를 통해 복사관에 체결되며, 긴 버너외피(8)을 갖고 있으며, 공기노즐(6)은 선회(swirl)를 줄 수도 있다.The burner is also fastened to the radiation pipe via a flange 7, has a long burner shell 8, and the air nozzle 6 may give a swirl.

이러한 복사관 버너시스템에서는 좁은 반경을 갖는 복사관 내에서 연소가 완료되기 때문에 고부하연소가 이루어지며, 이에 따라 NOx가 직접 가열방식의 연소시스템에 비해 높게 배출된다.In such a radiant tube burner system, combustion is completed in a radiant tube having a narrow radius, so that high load combustion is performed, and thus, NOx is discharged higher than that of the direct heating type combustion system.

특히, 현재까지의 복사관 버너에서는 연료분사노즐(축방향 노즐, 반경방향 노즐)의 개수 변화를 통해 연료와 공기의 혼합방식을 제어하였는 바, 연료분사노즐이 축방향으로 되어 있으면 확산화염 형태가 되고, 연료분사노즐이 반경방향으로 되어 있으면 예혼합형 화염 형태가 되는데, 이때 확산화염형에서는 혼합이 부진하여 CO 등이 배출될 수 있고, 예혼합형 화염 형태에서는 높은 화염온도에 의해 NOx가 다소 증가하게 된다.In particular, the radiation tube burners to date have controlled the mixing method of fuel and air by changing the number of fuel injection nozzles (axial nozzles, radial nozzles). If the fuel injection nozzle is in the radial direction, it becomes a premixed flame type. In this case, in the diffusion flame type, the mixing may be poor, and CO may be discharged. In the premixed flame type, the NOx increases slightly due to the high flame temperature. do.

따라서, 좁은 영역에서 연소되는 특성상 저 NOx 연소기술을 접목하는데 한계가 있고 적용하여도 큰 효과를 기대하기 어렵다.Therefore, there is a limit to incorporating low NOx combustion technology due to the characteristics of combustion in a narrow area and it is difficult to expect a great effect even if applied.

최근에는 저 NOx 연소기술중 맥동연소기술이 개발되고 있는데, 이는 NOx를 최대 50%까지 저감할 수 있는 기술로 연료나 산화제에 밸브를 설치하여 밸브를 열고 닫기를 주기적으로 함으로써 압력변동을 주어 유량변동이 이루어지는 상황에서 연료를 연소시키는 연소기술이다.Recently, pulsating combustion technology has been developed among low NOx combustion technologies, which can reduce NOx by up to 50%, and install a valve on fuel or oxidant to open and close the valve periodically to change the flow rate It is a combustion technique for burning fuel in this situation.

이러한 기술은 유량이 적은 연료에 주기적인 압력변동을 주는 것이 일반적이며, 통상 수십 Hz이내의 맥동상황에서 운전되고, 연소기에 부착된 플랩밸브(flapper valve)에 의해 발생하는 자발적인 맥동에 의한 방식과 피스톤이나 별도의 전동 밸브를 이용하여 희망하는 주기적인 압력변동을 주는 방식이 있다. These techniques typically induce periodic pressure fluctuations on low flow fuels, and are usually driven by pulsation conditions of several tens of Hz and are driven by spontaneous pulsations generated by flapper valves attached to the combustor. However, there is a way to give the desired periodic pressure change by using a separate electric valve.

도 2는 밸브를 통해 구현되는 맥동주기특성을 도시한 것으로, 밸브가 개방되는 시간과 막히는 시간동안은 유량변동이 발생하게 되는데, 하나의 주기를 tf 라 하고, 가스가 공급되는 시간을 tg 라 하면, 하나의 주기내 가스공급시간 비를 듀티 비(duty ratio)라 하는데 이는 tg/tf 로 정의할 수 있다.Figure 2 shows the pulsation cycle characteristics implemented through the valve, the flow rate fluctuation occurs during the time the valve is opened and clogged, one cycle is called t f , the time the gas is supplied t g In other words, the gas supply time ratio in one cycle is called a duty ratio, which can be defined as t g / t f .

따라서, 듀티비가 크면 하나의 주기내 가스공급시간이 상대적으로 커지면서 맥동의 효과가 적어지고, 듀티비가 크면 가스공급시간이 줄어들면서 맥동의 효과는 증가할 수 있다.Therefore, if the duty ratio is large, the effect of pulsation is reduced while the gas supply time in one cycle is relatively large. If the duty ratio is large, the effect of pulsation can be increased as the gas supply time is reduced.

또하나 고려해야 할 점은 듀티비가 적은 경우에는 맥동없이 지속적으로 공급하는 평균 유량을 짧은 가스공급시간에 모두 공급해야 하므로 순간적으로 공급하는 유량을 매우 높아질 수 있다.Another consideration is that when the duty ratio is low, the average flow rate continuously supplied without pulsation must be supplied in a short gas supply time, so that the flow rate can be extremely high.

예를 들어, 듀티비가 0.5이면 가스공급시간동안에는 평균유량의 2배, 0.2인 경우에는 평균유량의 5배가 순간적으로 공급되어야 한다.For example, if the duty ratio is 0.5, twice the average flow rate during the gas supply time, and if 0.2, five times the average flow rate should be instantaneously supplied.

즉, 순간적으로 공급유량을 증대시키기 위해서는 가스 공급압력이 상대적으로 높아져야 한다는 의미이며, 이러한 맥동류는 버너노즐부근에 가서는 사인파의 형태가 될 것이다.In other words, the gas supply pressure must be relatively high to increase the supply flow rate instantaneously, and the pulsation flow will be in the form of a sine wave near the burner nozzle.

다시 말해, 연료와 산화제가 혼합되어 연소될 때 당량비 1.0부근에서 가장 높은 연소온도를 갖고 높은 수준의 NOx가 발생되는데, 연소온도는 당량비 1.0을 벗어나면서 급격히 하락되고 NOx 생성률은 화염온도와 산소농도에 매우 민감하여 연료과잉이나 연료희박상황에서 급격히 저하된다.In other words, when a mixture of fuel and oxidant is combusted, it has the highest combustion temperature and high level of NOx is generated near the equivalence ratio of 1.0, and the combustion temperature drops sharply beyond the equivalence ratio of 1.0, and the NOx production rate is reduced to the flame temperature and the oxygen concentration. It is very sensitive and rapidly drops in fuel surplus or lean fuel situations.

결국, 맥동연소에서는 이러한 연소특성을 이용하여 양론조건(당량비 1.0)이 아닌 연료과잉과 연료희박상태에서 주기적으로 연소반응이 이루어지도록 유동이 제공되는데, 이러한 점을 감안한 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너는 아직까지 개시된 바 없었다.In the end, pulsating combustion uses these combustion characteristics to provide a flow for periodic combustion reactions under fuel surplus and lean fuel conditions, rather than on stoichiometric conditions (equivalent ratio 1.0). Pulsating combustion burners have not yet been disclosed.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 맥동연소의 연소특성을 이용하되, 양론조건이 아닌 유동조건을 개선하여 불완전연소를 줄이고, NOx 발생을 저감시킬 수 있도록 한 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너를 제공함에 그 주된 해결 과제가 있다.The present invention was created in view of the above-described problems in the prior art, and uses the combustion characteristics of pulsating combustion, but improves the flow conditions rather than the stoichiometric conditions to reduce incomplete combustion and reduce NOx generation. The main challenge is to provide a pulsating combustion burner that provides periodic flow fluctuations to one fuel.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 버너가 고정되는 복사관의 중앙에 길이방향으로 배관된 제1연료공급관과; 상기 복사관의 내부에 위치된 상기 제1연료공급관의 단부에 반경방향으로 형성된 반경방향 노즐과; 상기 제1연료공급관 내부에 설치되어 전체적으로 이중관 형태를 이루는 제2연료공급관과; 상기 반경방향 노즐 위치의 제2연료공급관 단부에 형성된 축방향 노즐과; 상기 제1연료공급관을 전체적으로 감싸면서 상기 복사관 내부로 산화제를 공급하는 관형태의 산화제공급구와; 상기 산화제공급구와 연통되고 상기 복사관 내부에서 상기 제1연료공급관이 관통되게 지지하면서 반경방향으로 다수의 공기분사공이 형성된 격판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너를 제공한다.The present invention is a means for achieving the above object, the first fuel supply pipe piped in the longitudinal direction in the center of the radiator pipe to which the burner is fixed; A radial nozzle radially formed at an end of the first fuel supply pipe positioned inside the radiation pipe; A second fuel supply pipe installed inside the first fuel supply pipe to form a double pipe as a whole; An axial nozzle formed at an end of the second fuel supply pipe at the radial nozzle position; An oxidant supply port of a tube type for supplying an oxidant into the radiation tube while completely enclosing the first fuel supply pipe; A pulsation giving periodic flow fluctuations to the fuel, characterized in that it comprises a diaphragm communicating with the oxidant supply port and having a plurality of air injection holes formed in a radial direction while supporting the first fuel supply pipe therethrough. Provide a combustion burner.

이때, 상기 반경반향 노즐은 일정한 각도를 갖고 제1연료공급관을 통해 공급된 제1연료를 복사관 내벽 쪽으로 분산시키도록 형성된 것에도 그 특징이 있다.In this case, the radial nozzle is also characterized in that it is formed to disperse the first fuel supplied through the first fuel supply pipe at a predetermined angle toward the inner wall of the radiation pipe.

또한, 상기 산화제공급구를 통해 공급되는 산화제는 공기인 것에도 그 특징이 있다.In addition, the oxidant supplied through the oxidant supply port is characterized in that the air.

뿐만 아니라, 상기 격판에 형성된 공기분사공은 공기를 선회시키도록 반경방향으로 각도를 갖고 형성되거나 혹은 여러단으로 구분 제작된 것에도 그 특징이 있다.In addition, the air injection hole formed in the diaphragm is characterized in that it is formed with an angle in the radial direction or to be divided into several stages to rotate the air.

아울러, 상기 제1연료공급관 또는 제2연료공급관중 어느 하나에는 주기적으로 유량변동을 갖는 연료가 공급되는 것에도 그 특징이 있다.In addition, one of the first fuel supply pipe or the second fuel supply pipe is characterized in that the fuel having a flow rate change is periodically supplied.

그리고, 상기 제2연료공급관을 통해서는 주기적인 유량변동을 갖는 제2연료를 공급할 경우에는 반경방향으로 입사각을 갖는 반경방향 노즐에서 분사된 동일 유량의 제1연료가 외곽의 공기분사공에서 분사된 공기와 혼합되어 연소되도록 공급되는 것에도 그 특징이 있다.In the case of supplying the second fuel having the periodic flow rate fluctuation through the second fuel supply pipe, the first fuel of the same flow rate injected from the radial nozzle having the incident angle in the radial direction is injected from the outer air injection hole. It is also characterized by being supplied to be mixed with air and combusted.

나아가, 상기 제1연료공급관을 통해 주기적인 유량변동을 갖는 제1연료를 공급할 경우에는 반경방향으로 입사각을 갖는 반경방향 노즐에서 분사된 제1연료를 버너 내부 벽면을 치게 하여 급격히 변화되는 화염을 형성하도록 공급하는 것에도 그 특징이 있다.Furthermore, when supplying the first fuel having a periodic flow rate fluctuation through the first fuel supply pipe, the first fuel injected from the radial nozzle having the incident angle in the radial direction hits the inner wall of the burner to form a flame which is rapidly changed. It also has its characteristics.

뿐만 아니라, 본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 버너가 고정되는 복사관의 중앙에 길이방향으로 배관된 제1연료공급관과; 상기 복사관의 내부에 위치된 상기 제1연료공급관의 단부에 축방향으로 형성된 축방향 노즐과; 상기 제1연료공급관 이외 지역에 형성된 제2연료공급관과; 상기 반경방향 노즐 위치의 제2연료공급관 단부에 형성된 축방향 노즐과; 상기 제1연료공급관을 전체적으 로 감싸면서 상기 복사관 내부로 산화제를 공급하는 관형태의 산화제공급구와; 상기 산화제공급구와 연통되고 상기 복사관 내부에서 상기 제1연료공급관이 관통되게 지지하면서 반경방향으로 다수의 공기분사공이 형성된 격판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너를 제공한다.In addition, the present invention as a means for achieving the above object, and the first fuel supply pipe piped in the longitudinal direction in the center of the radiator pipe is fixed burner; An axial nozzle axially formed at an end of the first fuel supply pipe positioned inside the radiation pipe; A second fuel supply pipe formed in a region other than the first fuel supply pipe; An axial nozzle formed at an end of the second fuel supply pipe at the radial nozzle position; An oxidant supply port of a tube type for supplying an oxidant into the radiation pipe while completely enclosing the first fuel supply pipe; A pulsation giving periodic flow fluctuations to the fuel, characterized in that it comprises a diaphragm communicating with the oxidant supply port and having a plurality of air injection holes formed in a radial direction while supporting the first fuel supply pipe therethrough. Provide a combustion burner.

본 발명에 따르면, 맥동 개념의 접목에 따라 연소특성이 향상됨으로써 불완전연소가 줄어 드는 것은 물론 NOx 발생을 저감시켜 환경오염을 예방하고, 연소효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, as the combustion characteristics are improved according to the pulsation concept, the incomplete combustion is reduced, as well as the generation of NOx, thereby preventing environmental pollution and improving the combustion efficiency.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너의 개념적인 단면도이다.3 is a conceptual cross-sectional view of a pulsating combustion burner giving periodic flow fluctuations to a fuel according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너는 제1연료공급관(200)과 제2연료공급관(210)을 갖고 복사관(100)의 중앙에 고정되는 형태를 갖는데, 복사관(100)을 이루는 버너외피(110)의 일단에는 플랜지(120)가 형성되고, 이 플랜지(120)를 통해 상기 복사관(100)이 설치개소의 피고정체(미도시)에 고정됨으로써 맥동 연소버너도 고정되게 된다.As shown in FIG. 3, the pulsating combustion burner giving periodic flow fluctuations to the fuel according to the present invention has a first fuel supply pipe 200 and a second fuel supply pipe 210 and is fixed to the center of the radiation pipe 100. It has a form that is, one end of the burner shell 110 constituting the radiation tube 100, the flange 120 is formed, through which the radiation tube 100 is fixed to the installation place (not shown) ), The pulsating combustion burner is also fixed.

그리고, 상기 복사관(100)의 중앙에는 이중관 형태로 제1연료공급관(200)과, 제2연료공급관(210)이 배관된다.In addition, the first fuel supply pipe 200 and the second fuel supply pipe 210 are piped in the form of a double pipe at the center of the radiation pipe 100.

이때, 상기 제2연료공급관(210)은 상기 제1연료공급관(200)의 내부에 설치된 다.In this case, the second fuel supply pipe 210 is installed inside the first fuel supply pipe 200.

아울러, 상기 제1연료공급관(200)의 단부, 즉 상기 복사관(100) 내부에 위치된 단부에는 반경방향 노즐(202)이 형성되고, 상기 제2연료공급관(210)의 단부에는 축방향 노즐(212)이 다수 형성된다.In addition, a radial nozzle 202 is formed at an end of the first fuel supply pipe 200, that is, an end located inside the radiation pipe 100, and an axial nozzle at an end of the second fuel supply pipe 210. A large number 212 is formed.

이 경우, 상기 반경방향 노즐(202)은 일정각도를 가지고 분사방향이 결정되게 설치될 수 있는 바, 이는 주기적인 유량변동을 줄 수 있도록 하기 위함이다.In this case, the radial nozzle 202 may be installed to have a predetermined angle to determine the injection direction, so as to give a periodic flow fluctuation.

그리고, 상기 제1연료공급관(200)으로는 제1연료(A)가 공급되고, 제2연료공급관(210)으로는 제2연료(B)가 공급된다.The first fuel A is supplied to the first fuel supply pipe 200, and the second fuel B is supplied to the second fuel supply pipe 210.

또한, 상기 제1연료공급관(200)을 감싸는 관형태로 산화제공급구(300)가 설치되는데, 상기 산화제공급구(300)를 통해 공급되는 산화제는 공기가 바람직하다.In addition, the oxidant supply port 300 is installed in the form of a tube surrounding the first fuel supply pipe 200, the oxidant supplied through the oxidant supply port 300 is preferably air.

아울러, 상기 복사관(100) 내부에는 상기 제1연료공급관(200)을 감싸면서 다수의 공기분사공(410)을 갖는 격판(400)이 설치고정된다.In addition, the partition 400 having a plurality of air injection holes 410 is installed and fixed inside the radiation pipe 100 while surrounding the first fuel supply pipe 200.

이때, 상기 공기분사공(410)은 통과되는 공기를 선회(Swirl)시킬 수 있도록 배열될 수도 있다.At this time, the air injection hole 410 may be arranged to swirl the air passing through (Swirl).

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너는 다음과 같은 작동관계를 갖는다.The pulsating combustion burner giving periodic flow fluctuations to the fuel according to the present invention having such a configuration has the following operating relationship.

본 발명에서는 기존과 달리 연료를 제1연료(A), 제2연료(B)와 같이 2개이상으로 분할하여 공급하게 된다.In the present invention, unlike the conventional fuel is divided into two or more, such as the first fuel (A), the second fuel (B) to supply.

즉, 제1연료(A)는 제1연료공급관(200)을 통해 공급된 후 반경방향 노즐(202)을 거쳐 분사된다.That is, the first fuel A is supplied through the first fuel supply pipe 200 and then injected through the radial nozzle 202.

그리고, 산화제인 공기는 산화제공급구(300)를 통해 유입된 후 격판(400)에 형성된 공기분사공(410)을 거쳐 복사관(100) 내부로 공급된다.Then, the air as the oxidant is introduced into the radiation pipe 100 through the air injection hole 410 formed in the diaphragm 400 is introduced through the oxidant supply port 300.

아울러, 또다른 연료인 제2연료(B)는 제2연료공급관(210)을 통해 복사관(100)의 중심부로 공급되게 되는데, 축방향 노즐(212)을 통해 공급된다.In addition, the second fuel B, which is another fuel, is supplied to the center of the radiation pipe 100 through the second fuel supply pipe 210, and is supplied through the axial nozzle 212.

이때, 버너에 공급되는 연료는 제1연료(A)와 제2연료(B)가 분리된 상태로 독립공급되기 때문에 이들중 어느 하나를 주기적인 유량변동을 갖는 맥동류로 공급할 수 있다.At this time, since the fuel supplied to the burner is independently supplied with the first fuel A and the second fuel B separated, any one of them may be supplied to the pulsating flow having a periodic flow rate variation.

예컨대, 제2연료(B)에 주기적인 유량변동을 주게 되는 경우에는 반경방향으로 입사각을 갖는 반경방향 노즐(202)에서 분사된 동일 유량의 제1연료(A)가 그 외곽의 공기분사공(410)에서 분사된 산화제, 즉 공기와 혼합되어 안정적으로 연소하게 된다.For example, when a periodic flow rate fluctuation is applied to the second fuel B, the first fuel A of the same flow rate injected from the radial nozzle 202 having an incident angle in the radial direction is the air injection hole ( The oxidant injected from 410, that is, mixed with air is stably combusted.

반면에, 제1연료(A)에 주기적인 유량변동을 주게 되는 경우에는 반경방향으로 입사각을 갖는 반경방향 노즐(202)에서 분사된 제1연료(A)가 버너 내부 벽면을 치면서 급격히 변화되는 화염을 형성하게 된다.On the other hand, when a periodic flow rate fluctuation is applied to the first fuel A, the first fuel A injected from the radial nozzle 202 having an incident angle in the radial direction rapidly changes while hitting the inner wall of the burner. Will form.

그리고, 상기 공기분사공(410)은 다양한 모양을 갖게 되며, 여러 단으로 구분되어 제작할 수도 있다.In addition, the air injection hole 410 may have various shapes and may be manufactured by being divided into several stages.

뿐만 아니라, 제2연료(B)에 주기적인 유량변동을 주게 되는 경우에는 동일하게 공급되는 제1연료(A)에 의해 안정적으로 높은 연료희박조건의 화염이 형성된다.In addition, when a periodic flow rate fluctuation is applied to the second fuel B, a flame having a high fuel lean condition is stably formed by the first fuel A supplied in the same manner.

여기에서, 중심부의 연료노즐, 즉 축방향 노즐(212)을 통해 맥동류(pulsating flow)의 연료를 공급하게 되면 높은 연료희박조건으로 형성된 화염에 연료가 많이 추가될 때는 길게 화염이 형성되고, 연료가 적게 공급될 때에는 제1연료(A)에 의한 화염만 형성된다.Here, when fuel is supplied through the pulsating flow through the central fuel nozzle, ie, the axial nozzle 212, when a large amount of fuel is added to a flame formed under high fuel lean conditions, a long flame is formed. When less is supplied, only the flame by the first fuel A is formed.

즉, 연료의 다단연소개념과 맥동연소 개념이 들어가기 때문에 NOx 저감효과가 높다.That is, NOx reduction effect is high because the multi-stage introduction of fuel and the concept of pulsating combustion are included.

뿐만 아니라, 제1연료(A)에 의해 안정적으로 화염을 지지하기 때문에 맥동연소의 부정적 요소인 불완전연소 가능성을 감소시킬 수 있다.In addition, since the flame is stably supported by the first fuel A, the possibility of incomplete combustion, which is a negative element of pulsating combustion, can be reduced.

또한, 중심부에 맥동 연료를 공급하기 때문에 긴 화염을 얻을 수 있다.In addition, since a pulsating fuel is supplied to the center portion, a long flame can be obtained.

도 1은 종래 연소식 버너의 예시적인 단면도,1 is an exemplary cross-sectional view of a conventional combustion burner,

도 2는 종래 연소식 버너의 밸브를 통해 구현되는 맥동주기특성을 도시한 그래프,Figure 2 is a graph showing the pulsation period characteristics implemented through the valve of the conventional combustion burner,

도 3은 본 발명에 따른 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너의 개념적인 단면도.3 is a conceptual cross-sectional view of a pulsating combustion burner giving periodic flow fluctuations to a fuel according to the present invention.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧♧ description of the symbols for the main parts of the drawing ♧

100....복사관 110....버너외피100 .... Committer 110 ... Burner jacket

120....플랜지 200....제1연료공급관120 .. Flange 200 .... 1st fuel supply pipe

202....반경방향 노즐 210....제2연료공급관202 .... radial nozzle 210 .... 2nd fuel supply pipe

212....축방향 노즐 300....산화제공급구Axial nozzle 300 oxidant supply port

400....격판 410....공기분사공400 .... plate 410 .... air sprayer

A....제1연료 B....제2연료A .... First Fuel B ...... Second Fuel

Claims (9)

버너가 고정되는 복사관의 중앙에 길이방향으로 배관된 제1연료공급관과;A first fuel supply pipe that is longitudinally piped to the center of the radiation pipe to which the burner is fixed; 상기 복사관의 내부에 위치된 상기 제1연료공급관의 단부에 반경방향으로 형성된 반경방향 노즐과;A radial nozzle radially formed at an end of the first fuel supply pipe positioned inside the radiation pipe; 상기 제1연료공급관 내부에 설치되어 전체적으로 이중관 형태를 이루는 제2연료공급관과;A second fuel supply pipe installed inside the first fuel supply pipe to form a double pipe as a whole; 상기 반경방향 노즐 위치의 제2연료공급관 단부에 형성된 축방향 노즐과;An axial nozzle formed at an end of the second fuel supply pipe at the radial nozzle position; 상기 제1연료공급관을 전체적으로 감싸면서 상기 복사관 내부로 산화제를 공급하는 관형태의 산화제공급구와;An oxidant supply port of a tube type for supplying an oxidant into the radiation tube while completely enclosing the first fuel supply pipe; 상기 산화제공급구와 연통되고 상기 복사관 내부에서 상기 제1연료공급관이 관통되게 지지하면서 반경방향으로 다수의 공기분사공이 형성된 격판을 포함하여 구성되어;And a diaphragm in communication with the oxidant supply port and having a plurality of air injection holes formed in a radial direction while supporting the first fuel supply pipe through the radiant pipe. 제1연료공급관으로 공급되는 제1연료 또는 제2공급관으로 공급되는 제2연료 중 어느 하나를 맥동류로 공급하여 맥동연소가 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너.Pulsational combustion burner that provides pulsating combustion by supplying any one of the first fuel supplied to the first fuel supply pipe or the second fuel supplied to the second supply pipe to the pulsating flow to perform pulsating combustion. . 제1항에 있어서;The method of claim 1, further comprising: 상기 반경반향 노즐은 일정한 각도를 갖고 제1연료공급관을 통해 공급된 제1연료를 복사관 내벽 쪽으로 분산시키도록 형성된 것을 특징으로 하는 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너.The radial nozzle has a constant angle and pulsating combustion burner giving a periodic flow fluctuation to the fuel, characterized in that formed to disperse the first fuel supplied through the first fuel supply pipe toward the inner wall of the radiation pipe. 제1항에 있어서;The method of claim 1, further comprising: 상기 산화제공급구를 통해 공급되는 산화제는 공기인 것을 특징으로 하는 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너.Pulsating combustion burner to give a periodic flow fluctuation to the fuel, characterized in that the oxidant supplied through the oxidant supply port is air. 제1항에 있어서;The method of claim 1, further comprising: 상기 격판에 형성된 공기분사공은 공기를 선회시키도록 반경방향으로 각도를 갖고 형성되거나 혹은 여러단으로 구분 제작된 것을 특징으로 하는 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너.The air injection hole formed in the diaphragm is a pulsation combustion burner that gives a periodic flow rate fluctuations to the fuel, characterized in that formed or formed in multiple stages with an angle in the radial direction to turn the air. 삭제delete 제1항에 있어서;The method of claim 1, further comprising: 상기 제2연료공급관을 통해 주기적인 유량변동을 갖는 제2연료를 공급할 경우에는 반경방향으로 입사각을 갖는 반경방향 노즐에서 분사된 동일 유량의 제1연료가 외곽의 공기분사공에서 분사된 공기와 혼합되어 연소되도록 공급되는 것을 특징으로 하는 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너.In the case of supplying the second fuel having periodic flow rate fluctuation through the second fuel supply pipe, the first fuel of the same flow rate injected from the radial nozzle having the incident angle in the radial direction is mixed with the air injected from the outer air injection hole. And a pulsation combustion burner which periodically changes the flow rate of the fuel, which is supplied to be combusted. 제1항에 있어서;The method of claim 1, further comprising: 상기 제1연료공급관을 통해 주기적인 유량변동을 갖는 제1연료를 공급할 경우에는 반경방향으로 입사각을 갖는 반경방향 노즐에서 분사된 제1연료가 버너 내부 벽면을 치게 하여 급격히 변화되는 화염을 형성하도록 공급하는 것을 특징으로 하는 연료에 주기적인 유량변동을 주는 맥동 연소버너.In the case of supplying the first fuel having periodic flow rate fluctuation through the first fuel supply pipe, the first fuel injected from the radial nozzle having the incident angle in the radial direction hits the inner wall of the burner to form a rapidly changing flame. Pulsating combustion burner to give a periodic flow fluctuation to the fuel, characterized in that. 삭제delete 삭제delete
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