KR101285447B1

KR101285447B1 - 버너, 버너를 구비한 연소장치 및 보일러

Info

Publication number: KR101285447B1
Application number: KR1020097008407A
Authority: KR
Inventors: 겐지 기야마; 아키라 바바; 다카노리 야노; 오사무 오카다; 히로후미 오카자키; 고지 구라마시
Original assignee: 바브콕-히다찌 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2013-07-12
Also published as: CN101542202B; JP4896143B2; CA2664769A1; JPWO2008038426A1; WO2008038426A1; KR20090080506A; CN101542202A; EP2068077A1; CA2664769C; EP2068077A4; AU2007301377A1; US20100064986A1; AU2007301377B2; US20140116359A1

Abstract

연료와 상기 연료 반송용 매체를 포함하는 연료 함유 유체를 반송하는 유체 반송유로(10)의 접속부로부터 화로(4)벽에 설치한 출구부를 향하여 연료 함유 유체를 공급하는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)로서 유체 반송유로(10)의 접속부(10a)로부터 화로(4)의 벽면에 설치한 출구부를 향하여 유체의 흐름방향과 직교하는 단면이 긴 지름부와 짧은 지름부를 갖는 직사각형 형상, 타원 형상 또는 대략 타원 형상으로 하고, 또한 유체 반송유로(10)의 접속부로부터 출구부를 향하여 유체의 폭방향에 직교하는 단면적을 점차 확대시키고, 상기 노즐(12)의 바깥둘레부에 1 이상의 연소용 공기를 공급하는 공기 공급 노즐(15)을 설치한 버너이며, 용량을 종래보다 증가시키면서, 미착화(未着火) 영역의 확대를 억제하여, 연소가스중의 NOx 농도의 증가 방지와 연소 효율의 저하 방지를 도모한 고체연료용 버너, 상기 버너를 구비한 연소장치 및 보일러를 제공할 수 있다.

Description

버너, 버너를 구비한 연소장치 및 보일러{BURNER, AND COMBUSTION EQUIPMENT AND BOILER COMPRISING BURNER}

본 발명은, 버너, 상기 버너를 구비한 연소장치, 및 보일러에 관한 것으로, 특히, 효율이 좋은 저질소산화물(NOx) 연소가 가능한 상기 버너에 관한 것이다.

도 28에 종래 기술로 이루어진 고체연료(미분탄, 바이오매스 연료 등) 용 버너의 예를 도시한다. 도 28(a)은 버너의 측단면도, 도 28(b)은 상기 버너를 화로 (4)측에서 본 정면도이다. 이 고체연료용 버너는 고체연료와 반송용 1차 공기를 포함한 연료 함유 유체(11)가 화로(4)를 향하여 흐르는 연료 함유 유체 유로를 획정(劃定)하고 있는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)과, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐 (12)의 바깥둘레에 설치된 연소용 공기 슬리브(15)를 구비하고, 윈드박스(wind box)(3)내의 공기가 상기 슬리브(15)에 의해 획정된 연소용 공기유로를 통하여, 2차 공기(13) 및 3차 공기(14)로서 공급된다. 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 선단에는 보염기(flame stabilizer)(17)가 설치되어 있고, 그 후류(後流)에 형성되는 순환소용돌이(circular vortex)의 작용으로 버너 근방으로부터의 연료의 착화(着火)를 가능하게 하고 있다.

연소용 공기 슬리브(15)의 선단은, 화로 벽면에 설치된 버너 스로트(burner throat)(16)와 마주 보는 위치에 있고, 상기 슬리브(15)의 선단에는 버너의 바깥쪽으로 펼쳐지는 연소용 공기 안내판(15a)이 설치되어 있고, 3차 공기(14)는 상기 연소용 공기 안내판(15a)에 의해 바깥쪽으로 퍼져, 화염 중심부로의 공기의 혼합을 늦추어, 공기 부족의 환원 분위기 조건하에서의 연소 촉진에 의해, 연소가스중의 질소산화물(NOx)의 생성을 억제하고 있다.

도 1(c)에 상기 종래 기술의 버너에 있어서의 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 연료 함유 유체(11)의 분출류를 따른 방향의 단면도를 도시하고, 도 1(d)에 도 1(c)의 버너의 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시하는 바와 같이, 종래 기술의 버너에서는, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구부의 단면은 원형에 가까운 형상을 가지고 있다. 연료 함유 유체(11)가 화로(4) 내에 투입되면, 화로(4)내의 복사(輻射)에 의한 가열이나 보염기(17)의 후류의 순환소용돌이의 작용으로 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구 근방에서 연료에 착화된다.

도 29(a)에 종래 기술의 버너에 있어서의 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 연료 함유 유체(11)의 분출류를 따른 방향의 단면도를 도시하고, 도 29(b)에 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시하는 바와 같이, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)로부터 화로(4) 내에 분출하는 연료 함유 유체중의 연료의 착화 위치(33)가 형성된다. 연료 함유 유체(11)의 분출류의 표면에서 연료가 착화한 후, 형성되는 화염은 점차 연료 함유 유체(11)의 분출류의 중심부를 향하여 전파된다. 도 30은 종래 기술의 버너에 있어서의 연료 함유 유체 공 급 노즐(12)의 연료 함유 유체(11)의 분출류를 따른 단면 방향의 화로(4) 내의 화염 전파의 거동을 모식적으로 도시한 것이다. 원추 형상의 미착화 영역(31)의 주위에 착화 영역(32)이 형성된다.

상기 도 28 내지 도 30에 도시하는 단면 원형의 버너는, 대향하는 한 쌍의 화로벽에 각각 배치되는, 이른바 대향 연소 방식으로 이용되는 것이 많다. 한편, 화로 벽면을 따라서 복수의 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구로부터 화로(4) 내에 선회를 부여하는 방향으로 상기 연료 함유 유체를 분출시키면서 연료를 연소시키는, 이른바 탄젠셜 연소(tangential firing)에 있어서는, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 횡단면(연료 함유 유체 흐름에 직교하는 단면)의 출구 형상을 정방형 또는 정방형에 가까운 직사각형으로 하는 것이 많다.

또한, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 횡단면(연료 함유 유체 흐름에 직교하는 단면)의 출구 형상을 긴 지름부와 짧은 지름부를 갖는 직사각형 형상, 타원 형상 또는 대략 타원 형상으로 하는 버너는 하기 특허문헌 1∼3에 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특표공보 소화 59-500981호

특허문헌 2: 일본 공개특허공보 평성8-226615호

특허문헌 3: 일본 공개특허공보 평성11-281009호

일반적으로 버너의 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구부의 단면은 원형 또는 정방형에 가까운 형상을 하고 있고, 도 30에 도시하는 바와 같이, 화로(4) 내에 있어서 연료 함유 유체 분출류의 바깥쪽에서 착화한 화염이 연료 함유 유체 분출류의 중심부까지 전파하기 위해서는 상당한 거리를 필요로 하는 경우가 있다. 연료 함유 유체 공급 노즐(12)로부터의 연료 함유 유체(11)의 분출류방향에 있어서의 착화한 화염이 연료 분출류의 중심부까지 전파하는 거리, 즉, 도 30에 도시하는 미착화 거리(L1')는, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 지름 또는 주변부가 커질수록 길어져, 미착화 영역(31)이 확대된다. 버너 근방의 환원 영역에서 연소를 촉진하는 것이, 연소가스중에서의 NOx 발생을 억제하는데 있어서 중요하지만, 미착화 영역(31)의 확대는, 이 NOx 농도의 억제의 특성을 저해하게 된다. 또한, 미착화 영역(31)의 확대는 착화 후의 연소시간이 짧아지는 것을 의미하여, 연소 효율 저하의 요인으로도 된다.

버너 용량의 증가(버너 개수의 저감)는 비용 저감과 운용성 향상을 위해서 유효한 수법이지만, 종래 기술에 있어서는, 버너 용량이 증가하면 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 지름 또는 바깥지름부의 길이가 길어져, 미착화 영역(31)이 확대되고, NOx의 증가와 연소 효율의 저하의 원인이 되는 문제점이 있었다. 이 문제는, 연료 함유 유체 분출류 표면의 착화 영역(32)으로부터 연료 함유 유체 분출류의 중심부까지의 거리가 큰 것이 원인이었다. 또한, 상기 특허문헌 1∼3 기재의 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 횡단면(연료 함유 유체 흐름에 직교하는 단면)의 출구 형상을 긴 지름부와 짧은 지름부의 조합으로 이루어지는 직사각형 형상 등으로 한 발명에서는, 버너 용량의 증가에 의해 미착화 영역(31)이 확대되고, NOx의 증가와 연소 효율의 저하가 생기는 것에 대한 대책에 대해서는 아무런 언급이 되어 있지 않다.

본 발명의 과제는 용량을 종래보다 증가시키면서, 미착화 영역의 확대를 억제하여, 연소가스중의 NOx 농도의 증가 방지와 연소 효율 저하 방지를 도모한 고체연료용 버너, 상기 버너를 구비한 연소장치 및 보일러를 제공하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 본 발명의 과제는 다음의 해결 수단으로 해결된다.

청구항 1 기재의 발명은, 고체연료와 상기 연료 반송용 매체의 연료 함유 유체(11)를 반송하는 연료 함유 유체 반송 유로(10)의 접속부(10a)로부터 화로(4) 벽면에 설치한 출구부를 향하여 상기 유체(11)를 공급하는 연료 함유 유체 공급 노즐 (12)과, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 바깥둘레부에 1이상의 연소용 공기를 공급하는 공기 공급 노즐(15)을 갖는 버너에 있어서, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)은, 상기 유체 반송 유로(10)의 접속부(10a)로부터 화로(4)의 벽면에 설치한 출구부를 향하여 유체(11)의 흐름에 직교하는 단면을 긴 지름부와 짧은 지름부를 갖는 직사각형 형상, 타원 형상 또는 대략 타원 형상으로 하고, 상기 유체 반송 유로(10)의 접속부(10a)로부터 출구부를 향하여 유체(11)의 흐름에 직교하는 단면의 긴 지름부의 크기가 유체(11)의 흐름 방향을 따라서 점차 확대되고, 짧은 지름부의 크기가 불변인 구성을 가지는 버너이다.

삭제

청구항 4 기재의 발명은, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)이, 그 내부에 연료 함유 유체(11)의 흐름을 복수로 분할하는 연료 함유 유체 안내판(19)을 갖는 청구항 1 기재의 버너이다.

청구항 5 기재의 발명은, 상기 연료 함유 유체 안내판(19)이, 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 내의 유체(11)의 흐름 방향의 중심축을 화로(4) 내에 연장한 선상을 통과하며, 상기 노즐(12)의 짧은 지름부의 최단지름을 지나는 평면에 평행한 평면에 대해서 복수의 다른 경사 각도로 배치한 청구항 4 기재의 버너이다.

청구항 6 기재의 발명은, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)이, 그 출구 내부에 연료 함유 유체(11)의 분출 흐름 방향을 강제적으로 변경하는 연료 함유 유체 방향 변경용 안내판(21)을 갖는 청구항 1, 4, 5 중의 어느 한 항에 기재된 버너이다.

청구항 7 기재의 발명은, 상기 연료 함유 유체 방향 변경용 안내판(21)이, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 중심축을 화로(4) 내로 연장한 선상을 통과하며, 상기 노즐(12)의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 평면에 대해서, 서로 다른 복수의 방향으로 배치되는 청구항 6 기재의 버너이다.

청구항 8 기재의 발명은, 상기 연료 함유 유체 방향 변경용 안내판(21)이, 일부의 연료 함유 유체(11)에 대해서는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 중심축을 화로(4) 내로 연장한 선상을 통과하며, 상기 노즐(12)의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 평면에 대해서 평행하게 배치되고, 그 외의 연료 함유 유체(11)에 대해서는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 중심축을 화로(4) 내에 연장한 선상을 통과하며 상기 노즐(12)의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 평면에 대해서 경사 각도를 갖게 하여 배치되는 청구항 6 기재의 버너이다.

청구항 9 기재의 발명은, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)이, 상기 연료 함유 유체 안내판(19)으로 복수개의 유로로 칸막이되고, 상기 각 유로의 중심축이 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 중심축을 화로(4) 내로 연장한 선상을 통과하며, 상기 노즐(12) 출구의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 평면에 대해서 서로 다른 경사 각도로 화로(4)의 벽면에 설치되어 있는 청구항 4 기재의 버너이다.

청구항 10 기재의 발명은, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구부에, 상기 출구부를 복수로 분할 가능한 연료 함유 유체 분할판(22)을 설치한 청구항 1, 4 내지 9 중의 어느 한 항에 기재의 버너이다.

청구항 11 기재의 발명은, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구부에 단면 L자형의 보염기(17)를 설치한 청구항 1, 4 내지 10 중의 어느 한 항에 기재의 버너이다.

청구항 12 기재의 발명은, 상기 L자형의 보염기(17)의 선단에, 상기 보염기(17) 주위의 연소용 공기의 분출 방향을 바깥쪽으로 바꾸는 안내판(17a)을 설치한 청구항 11 기재의 버너이다.

청구항 13 기재의 발명은, 상기 노즐(12)의 바깥둘레부에 배치되는 1 이상의 연소용 공기 공급 노즐(15)의 바깥쪽의 연소용 공기의 분출 방향을 연료 분출 방향에 대해서 바깥쪽으로 퍼지게 하는 연소용 공기 안내판(15a)을 상기 연소용 공기 공급 노즐(15)의 선단에 설치한 청구항 1, 4 내지 12 중의 어느 한 항에 기재된 버너이다.

청구항 14 기재의 발명은, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 내부에, 연료 함유 유체(11)의 유로를 일단 좁힌 후, 다시 유로를 확대하는 농축기(23)를 설치한 청구항 1, 4 내지 13 중의 어느 한 항에 기재의 버너이다.

청구항 15 기재의 발명은, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 입구부에, 상기 노즐(12) 내에서 연료를 균등하게 분배하는 유체 분배판(24)을 설치한 청구항 1, 4 내지 14 중의 어느 한 항에 기재의 버너이다.

청구항 16 기재의 발명은, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)로부터 분출하는 유체(11)의 근방에 보조 연료인 액체 연료 또는 기체 연료를 분출하는 노즐 (41,44)을 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 근방에 설치한 청구항 1, 4 내지 15 중의 어느 한 항에 기재의 버너이다.

청구항 17 기재의 발명은, 청구항 1, 4 내지 16 기재의 버너를 대향하는 2개의 화로벽에 각각 상하 방향으로 복수단 배치하고, 각 단에 설치되는 복수의 버너는 동일 화로벽의 수평 방향의 폭의 중앙부에서 2분한 벽면 영역에 각각 대칭적으로 배치하는 연소장치이다.

청구항 18 기재의 발명은, 청구항 1, 4 내지 16 기재의 버너를 대향하는 2개의 화로벽에 각각 상하 방향으로 복수단 배치하고, 동일 화로벽의 각 단에 설치되는 복수의 버너 중에서 수평 방향의 인접하는 버너끼리는 동일 구조의 버너로 하는 연소장치이다.

청구항 19 기재의 발명은, 수평에 대해서 기울어진 방향의 수벽관(25)을 스파이럴 형상으로 감아 구성되는 화로벽을 구비한 보일러에 있어서, 상기 수벽관 (25)의 길이방향을 따라서 직사각형 형상, 타원 형상 또는 대략 타원 형상의 개구부(26)를 화로벽에 설치하고, 청구항 1, 4 내지 16 중의 어느 한 항에 기재의 버너를 상기 개구부(26)에 부착하는 보일러이다.

청구항 20 기재의 발명은, 연직 방향으로 연장되는 수벽관(25) 군으로 구성되는 화로벽을 구비한 보일러에 있어서, 상기 수벽관(25)의 길이방향을 따라서 직사각형 형상, 타원 형상 또는 대략 타원 형상의 개구부(26)를 화로벽에 설치하고, 청구항 1, 4 내지 16 중의 어느 한 항에 기재의 버너를 상기 개구부(26)에 부착하는 보일러이다.

[발명의 효과]

청구항 1 기재의 발명에 의하면, 버너 용량이 증가해도 미착화 영역의 확대를 억제하는 것이 가능하게 되어, 연료 함유 유체(11)가 화로(4) 내에 투입된 후에도 연료 함유 유체(11)는 폭방향으로 퍼져, 연료 함유 유체(11)의 분출류의 단면적이 확대되고 유속이 저하하므로, 미착화 거리를 종래 기술과 비교하여 축소시키는데 유효하고, 또한, 연료 함유 유체(11)가 화로(4) 내에서 퍼지기 때문에, 연소 공간을 유효하게 활용할 수 있는 것과 동시에, 실질적인 노(爐)내 체류 시간이 길어져, 연소가스중의 NOx 농도의 저감과 연소 효율 향상의 효과가 있다. 또한, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 상기 짧은 지름부의 크기가 불변이기 때문에, 구조의 간소화에 유효하다. 또한, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 상류측 유속을 높게 할 수 있으므로, 착화하기 쉬운 연료의 경우 등에 있어서, 역화(逆火: backfiring) 방지에도 유효하다.

삭제

청구항 4, 5 기재의 발명에 의하면, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 내부의 연료 함유 유체 안내판(19)에 의해 연료 함유 유체(11)의 흐름이 복수로 분할되므로, 연료 함유 유체 접속부(10a)로부터 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구부를 향하여 연료 함유 유체(11)가 노즐(12)이 확대되는 방향으로 균등하게 공급되어, NOx의 저감, 연소 효율의 향상, 유속 증가의 억제, 압력 손실의 최소화, 및 구성부품의 마모 억제 효과가 청구항 1기재의 발명보다, 한층 좋아진다.

청구항 6 기재의 발명에 의하면, 연료 함유 유체 분출류(20)의 화로(4) 내에서의 분산이 촉진되어, 화로(4) 후류부에서의 연소가 촉진되는 효과를 갖는다.

청구항 7 기재의 발명에 의하면, 연료 함유 유체 안내판(19)은, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 중심축을 화로(4) 내로 연장한 선상을 지나며 상기 노즐(12)의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 평면에 대해서 서로 상반되는 방향으로 각각 배치되어 있으므로, 2 이상의 그룹으로 나누어 연료 함유 유체(11)를 화로(4) 내에 분출시킬 수 있어, 간소한 구조로 연료 함유 유체 분출류(20)의 그룹 나누기를 행하여, 연료 함유 유체 분출류(20)의 화로(4) 내에서의 분산이 촉진되어, 화로(4)의 후류부에서의 연소가 촉진되는 효과를 갖는다.

청구항 8 기재의 발명에 의하면, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)과 연료 함유 유체 안내판(19)으로 형성된 4개의 연료 함유 유체 분출류(20)를 2개의 그룹 (20a,20b)으로 나누고, 예를 들면, 화로 측벽 가까이의 연료 함유 유체 분출류 (20a)를 직진류로 하고, 화로 측벽 가까이가 아닌 연료 함유 유체 분출류(20b)를 수평 방향으로 경사를 주어 분출시킴으로써, 연료의 분산에 의한 화로 후류부에서의 연소 촉진을 유지하면서, 화로 측벽 근방에의 화염 유입을 억제하여 재(ash)의 부착을 방지하는 효과가 있다.

청구항 9 기재의 발명에 의하면, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)로부터 수평 방향 또는 연직 방향에 대해서 서로 다른 경사 각도를 갖고 연료 함유 유체(11)를 화로(4) 내에 분출시킬 수 있어, 미분탄 등의 고체 연료가 직접 충돌하는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)내의 부품을 이용하는 일 없이 연료 함유 유체 분출류(20)의 방향을 변화시킬 수 있으므로, 부품의 마모 억제에 유효하다.

청구항 10 기재의 발명에 의하면, 연료 함유 유체 분할판(22)에 의해서 연료 함유 유체 분출류(20)가 분할되고, 표면적이 확대되어 화로(4) 내의 복사 수열 (radiant heat)이 증대되는 것과 함께, 유체 분할판(22)의 후류측에 부압영역이 형성되어 주위의 고온 가스가 부압영역으로 흘러들어, 연료에의 조기 착화에 기여하고, 버너 근방의 환원 영역에서의 연소가 촉진되어, 연소가스의 NOx 농도의 저감과 연소 효율 향상에 유효하게 작용한다.

청구항 11 기재의 발명에 의하면, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구부에 단면 L자형의 보염기(17)를 설치한 것에 의해, 보염기(17)의 후류에는 순환소용돌이가 형성되어 고온의 연소가스를 보염기(17)의 근방으로 끌어당겨 되돌리기 때문에, 연료에의 조기 착화에 기여하여, 버너 근방의 환원 영역에서의 연소가 촉진되고, 연소가스의 NOx 농도의 저감과 연소 효율 향상에 유효하게 작용한다.

청구항 12 기재의 발명에 의하면, 단면 L자형의 보염기(17)의 선단의 2차 공기 안내판(17a)에 의해, 2차 공기가 바깥쪽으로 퍼져, 보염기(17)의 후류의 순환소용돌이가 커지고, 고온의 연소가스의 재순환량이 증가하고, 청구항 11 기재의 발명과 비교하여 연료에의 착화를 더 앞당겨서, 버너 근방의 환원 영역에서의 연소가 촉진되고, 연소가스의 NOx 농도의 저감과 연소 효율 향상에 유효하게 작용한다.

청구항 13 기재의 발명에 의하면, 연소용 공기 공급 노즐(15)의 바깥쪽의 연소용 공기 분출 방향을 연료 함유 유체 분출 방향에 대해서 바깥쪽으로 퍼지게 하는 연소용 공기 안내판(15a)을 설치한 것에 의해서 연소용 공기가 바깥쪽으로 퍼져, 화염 중심부의 환원 영역이 확대되고, 연소가스의 NOx 농도의 저감과 연소 효율 향상에 유효하게 작용한다.

청구항 14 기재의 발명에 의하면, 농축기(23)에 의해 보염기(17) 근방의 연료가 농축되어, 연료에의 조기 착화에 기여하고, 버너 근방의 환원 영역에서의 연소가 촉진되고, 연소가스의 NOx 농도의 저감과 연소 효율 향상에 유효하게 작용한다.

청구항 15 기재의 발명에 의하면, 유체 분배판(24)에 의해 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 입구부에서의 연료 농도가 균일하게 되어, 연료 함유 유체 안내판 (19)으로 칸막이된 각 유로에 유입하는 연료 농도의 언밸런스를 억제하여 NOx 저감과 연소 효율 향상을 촉진하는데 효과적이다.

청구항 16 기재의 발명에 의하면, 액체 연료 또는 기체 연료를 버너 출구에 분출하므로, 고체연료를 포함한 연료 함유 유체(11)의 착화를 확실히 행할 수 있다.

청구항 17 기재의 발명에 의하면, 대향 연소 방식의 화로(4)의 대향하는 화로벽에 각각 상하 방향으로 청구항 1, 4 내지 16 기재의 버너를 복수단 배치하고, 각 단의 복수의 버너는 동일 화로벽의 수평 방향의 폭의 중앙부에서 2분한 벽면 영역에 각각 대칭적으로 배치하는 것에 의해, 유체 분출류(20a,20b)의 방향을 하나의 화로 벽면에서 좌우 대칭적으로 배치할 수 있어, 화로(4) 내의 유동 및 연소 상태의 좌우 밸런스를 양호하게 유지할 수 있다.

청구항 18 기재의 발명에 의하면, 대향 연소 방식의 화로(4)의 대향하는 2개의 화로벽에 청구항 1, 14 내지 16 기재의 버너를 각각 상하 방향으로 복수단 배치하고, 동일 화로벽의 각 단에 설치되는 복수의 버너 중에서 수평 방향의 인접하는 버너끼리는 동일 구조의 버너로 하는 것에 의해, 특히 용적이 작은 화로(4)에 있어서, 연료 함유 유체 분출류(20a,20b)의 충돌을 피함으로써, 연료의 국소적 집중을 억제하고, 연소가스중의 NOx 농도의 저감 및 연소 효율 향상 효과가 있다.

청구항 19 기재의 발명에 의하면, 수벽관(25)의 길이방향과 개구부(26)의 긴 지름부의 길이방향을 가지런히 하여 배치하는 것에 의해, 개구부(26)를 형성하기 위해서 필요한 스파이럴 형상의 수벽관(25)의 개수를 줄이고, 또한 수벽관(25)의 가공, 구부림부를 줄인 보일러를 구축할 수 있어 경제적이다. 개구부(26)를 형성하기 위해서 필요한 스파이럴 형상의 수벽관(25)의 개수를 최소한으로 하는 것이 가능하게 되어, 경제성이 향상된다. 또한, 화로(4)의 수평(폭) 방향으로 연료 함유 유체(11)가 퍼지기 때문에, 화로 수평(폭) 방향으로 연료 함유 유체(11)의 분포가 균일화되어, 실질적인 노내 체류 시간이 더 길어져, 연소가스중의 NOx 농도의 저감과 연소 효율 향상 효과가 있다.

청구항 20 기재의 발명에 의하면, 화로벽에 수직 방향의 수벽관(25)의 배열 (arrangement)을 따라서 직사각형 형상의 개구부(26)가 설치되어 있으므로, 수벽관 (25)의 길이방향과 개구부(26)의 긴 지름부의 길이방향을 가지런히 하여 배치하는 것에 의해, 수벽관(25)의 가공, 구부림부를 줄인 보일러를 구축할 수 있어 경제적이다.

도 1은 본 발명과 종래 기술의 버너 출구의 착화 영역의 설명도이다.

도 2는 본 발명과 종래 기술의 버너 출구의 미착화 영역의 설명도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다{도 3(a)은 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 도시하고, 도 3(b)에 도 3(a)의 A-A선에 따른 단면도를 도시하고, 도 3(c)은 버너의 출구부를 화로측에서 본 정면도를 도시한다.}.

도 4는 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다{도 4(a)는 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 도시하고, 도 4(b)에 도 4(a)의 A-A선에 따른 단면도를 도시하고, 도 4(c)는 버너의 출구부를 화로측에서 본 정면도를 도시한다

도 5는 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다{도 5(a)는 버너의 중심축을 통과하며 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 도시하고, 도 5(b)에 도 5(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 5(c)는 버너의 출구부를 화로측에서 본 정면도를 도시한다.}.

도 6은 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다{도 6(a)은 버너의 중심축을 통과하며 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 도시하고, 도 6(b)에 도 6(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 6(c)은 버너의 출구부를 화로측에서 본 정면도를 도시한다.}.

도 7은 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다{도 7(a)은 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 도시하고, 도 7(b)에 도 7(a)의 B-B선 단면도를 도시하고, 도 7(c)에 도 7(a)의 A-A선 단면도를 도시한다.}.

도 8은 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다{도 8(a)은 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 도시하고, 도 8(b)에 도 8(a)의 B-B선 단면도를 도시하고, 도 8(c)에 도 8(a)의 A-A선 단면도를 도시한다.}.

도 9는 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다{도 9(a)는 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 도시하고, 도 9(b)에 버너의 사시도를 도시하고, 도 9(c)에 도 9(a)의 B-B선 단면도를 도시하고, 도 9(d)에 도 9(a)의 A-A선 단면도를 도시한다.}.

도 10은 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다{도 10(a)은 버너의 중심축을 통과하여, 화로를 향하여 연장한 선상의 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 나타내고, 도 10(b)에 도 10(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 10(c)에 버너의 출구부를 화로측에서 본 정면도를 도시한다.}.

도 11은 도 10에 기재된 발명에 의한 효과의 설명도를 도시한다.

도 12는 도 10에 도시하는 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다{도 12(a)는 버너의 중심축을 통과하여, 화로를 향하여 연장한 선상의 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 도시하고, 도 12(b)에 도 12(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 12(c)에 버너의 출구부를 화로측에서 본 정면도 도시한다.}.

도 13은 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다{도 13(a)은 버너의 중심축을 통과하며, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 도시하고, 도 13(b)에 도 1 3(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 13 (c)은 버너의 출구부를 화로측에서 본 정면도를 도시한다.}.

도 14는 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다{도 14(a)는 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 도시하고, 도 14(b)에 도 14(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 14(c)는 버너의 출구부를 화로측에서 본 정면도를 도시한다.}.

도 15는 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다{도 15(a)는 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 도시하고, 도 15(b)에 도 15(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 15(c)는 버너의 출구부를 화로측에서 본 정면도를 도시한다.}.

도 16은 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다{도 16(a)은 버너의 중심축을 통과하며, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 도시하고, 도 16(b)에 도 16(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 16(c)은 버너의 출구부를 화로측에서 본 정면도를 도시한다.}.

도 17은 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다{도 17(a)은 버너의 중심축을 통과하며, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 도시하고, 도 17(b)에 도 17(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 17(c)은 버너의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시한다.}.

도 18은 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다{도 18(a)은, 출구부의 긴 변을 통과하여 형성되는 연료 함유 유체 공급 노즐면에 평행한 단면도{도 18(b)의 B-B선단면}을 도시하고, 도 18(b)에 도 18(a)의 A-A선 단면도를, 도 18(c)은 버너의 출구부를 화로측에서 정면도를 도시한다.}.

도 19는 연료 함유 유체 공급 노즐의 중심부에 기름 공급 노즐을 설치한 예를 도시한다.

도 20은 보염기의 주위에 가스 공급 노즐을 설치한 예를 도시한다.

도 21은 연료 함유 유체 공급 노즐의 정면도{도 21(a))과 평면도{도 21(b)}를 도시한다.

도 22는 다른 구성에 대한 연료 함유 유체 공급 노즐의 정면도{도 22(a)}와 평면도{도 22(b)}를 도시한다.

도 23은 도 21에 도시하는 연료 함유 유체 공급 노즐의 다수가 하나의 화로 벽면에 상하 방향으로 3단과 수평 방향으로 4열 배치된 예를 도시한다.

도 24는 도 21및 도 22에 도시하는 연료 함유 유체 공급 노즐의 다수가 하나의 화로 벽면에 상하 방향으로 3단과 수평 방향으로 4열 배치된 예를 도시한다.

도 25는 도 21에 도시하는 연료 함유 유체 공급 노즐의 다수가 하나의 화로 벽면에 상하 방향으로 3단과 수평 방향으로 4열 배치된 다른 실시예를 도시한다.

도 26은 본 발명의 일실시예의 버너를 배치한 보일러의 화로벽의 평면도를 도시한다.

도 27은 본 발명의 일실시예의 버너를 배치한 보일러의 화로벽의 평면도를 도시한다.

도 28은 종래 기술로 이루어지는 고체연료용 버너의 예를 도시한다{도 28(a)은 버너의 측단면도, 도 28(b)은 상기 버너를 화로내에서 본 정면도이다.}.

도 29는 도 29(a)에 종래 기술의 버너의 연료 함유 유체 공급 노즐의 연료 함유 유체의 분출류를 따른 방향의 단면도를 도시하고, 도 29(b)에 연료 함유 유체 공급 노즐의 출구부를 화로측에서 본 정면도를 도시한다.

도 30은 종래 기술의 버너의 연료 함유 유체 공급 노즐의 연료 함유 유체의 분출류를 따른 단면 방향의 화로내의 화염 전파의 거동을 모식적으로 도시한다.

[부호의 설명]

3 : 윈드박스

4 : 화로

10 : 연료 함유 유체 유로

10a : 연료 함유 유체 접속부

11 : 연료 함유 유체

12 : 연료 함유 유체 공급 노즐

13 : 2차 공기

14 : 3차 공기

15 : 연소용 공기 슬리브

15a : 3차 공기 안내판

16 : 버너 스로트

17 : 보염기

17a : 2차 공기 안내판

19 : 연료 함유 유체 안내판

20,20a,20b,20c,20d : 연료 함유 유체 분출류

21a,21b : 연료 함유 유체 방향 변경용 안내판

22 : 연료 함유 유체 분할판

22a : 부압영역

23,23' : 농축기

24 : 유체 분배판

25 : 수벽관

26 : 개구부

31 : 미착화 영역

32 : 착화 영역

33 : 착화 위치

41 : 기름 공급 노즐

42 : 가스 도입관

43 : 수평관

44 : 가스 공급 노즐

L1 : 미착화 거리

L2 : 착화 위치로부터 혼합 유체 분출류 중심부까지의 거리

본 발명의 실시예를 도면과 함께 설명한다.

도 1 및 도 2를 이용하여, 본 발명의 기본적 개념을 설명한다. 도 1은, 도 1(a), 도 1(b)에 도시하는 본 실시예에 의한 버너의 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 을 이용한 경우의 화로(4) 내에서의 착화 위치(33)를 도 1(c), 도 1(d)에 도시하는 종래 기술과 비교하여 도시한 것이다. 한편, 도 1(a)에 본 실시예의 버너의 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 연료 함유 유체(11)의 분출류방향의 단면도를 도시하고, 도 1(b)에 도 1(a)의 버너의 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구부를 화로 (4)측에서 본 정면도를 도시하고, 도 1(c)에 종래 기술의 버너의 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 연료 함유 유체의 분출류방향의 단면도를 도시하고, 도 1(d)에 종래 기술의 버너의 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시한다.

도 1(d)에 도시하는 바와 같이, 종래 기술에서는 버너의 연료 함유 유체 공급 노즐(12)로부터 분출하는 연료 함유 유체(11)의 단면 원형 분출류의 주위에 링형상의 착화 위치(33)가 존재한다. 이것에 대해, 본 실시예에 있어서는 도 1(b)에 도시하는 바와 같이, 버너의 연료 함유 유체 공급 노즐(12)로부터 분출하는 연료 함유 유체(11)의 단면 직사각형 분출류의 주위에 착화 위치(33)가 존재한다.

본 실시예에 있어서는, 버너의 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구부의 형상을 직사각형 형상으로 하고 짧은 변의 길이를 축소한 것에 의해, 연료 함유 유체(11)의 화로(4) 내의 분출류 중심부까지의 연료 함유 유체(11)의 단면 직사각형 분출류에 직교하는 방향의 착화 위치(33)로부터의 거리(L2){도 1(b)}는, 종래 기술의 연료 함유 유체(11)의 분출류 중심부까지의 연료 함유 유체(11)의 단면 원형 분출류에 직교하는 방향의 착화 위치(33)로부터의 거리(L2'){도 1(d)}와 비교하여 큰 폭으로 축소된다.

도 2는 본 실시예에 있어서의 연료 함유 유체 공급 노즐(12)로부터의 연료 함유 유체(11)의 분출류방향에 있어서의 착화 위치(33)로부터 화염이 연료 분출류의 중심부까지 전파되는 거리(미착화 거리)(L1){도 2 (a)}가 종래 기술의 미착화 거리(L1'){도 2(b)}와 비교하여 축소된 것을 도시하는 버너의 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 각 단면도이다. 본 실시예에서는 연료 함유 유체(11)의 분출류 중심부까지의 연료 함유 유체(11)의 단면 직사각형 분출류에 직교하는 방향의 착화 위치 (33)로부터의 거리(L2)가 종래 기술의 거리(L2')와 비교하여 축소되었던 것에 따라, 상기 미착화 거리(L1)는 종래 기술의 미착화 거리(L1') 와 비교하여 큰 폭으로 축소된다.

도 3에는 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다. 도 3 (a)은 버너의 중심축을 통과하며 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도{도 3(b)의 B-B선 단면도} 도시하고, 도 3(b)에 도 3(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 3(c)은 버너의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시한다.

원통형상의 연료 함유 유체 유로(10)는 직사각형 단면을 갖는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)에 단면 원형 접속부(10a)를 통하여 접속되고, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)로부터 화로(4) 내에 단면 직사각형 형상의 분출류를 형성하는데 충분한 구성이 되고 있다. 연료 함유 유체(11)가 화로(4) 내에 투입된 후에도 연료 함유 유체(11)는 분출 흐름 방향을 따라서 퍼져, 연료 함유 유체(11)의 분출류의 단면적이 확대되어 유속이 저하하므로, 도 2에 도시하는 미착화 거리(L1)를 더 축소시키는데 유효하게 작용한다. 또한, 연료 함유 유체(11)가 화로(4) 내에서 퍼지기 때문에, 연소 공간을 유효하게 활용할 수 있는 것과 함께, 실질적인 노내 체류시간이 길어져, 연소가스중의 NOx 농도의 저감과 연소 효율 향상에 유효하게 작용한다. 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 주위에는 단면 직사각형 형상의 연소용 공기 슬리브(15) 및 단면 직사각형 형상의 버너 스로트(16)가 배치되어 있다.

도 4에는 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다. 도 4(a)는 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도{도 4(b)의 B-B선 단면도}를 도시하고, 도 4(b)에 도 4(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 4(c)는 버너의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시한다.

도 4에 도시하는 버너는, 버너의 연료 함유 유체(11)의 분출류에 직교하는 방향의 단면 형상을 타원 형상으로 한 것으로, 그 외의 구성은 도 3에 도시하는 버너와 같다.

버너의 연직방향{연료 함유 유체(11)의 분출류에 직교하는 방향}의 단면 형상으로서 도 3에서는 직사각형 형상, 도 4에서는 타원 형상의 대표적인 형상을 도시하였지만, 직사각형의 짧은 변이 원호형상의 것이나, 폭이 넓은 마름모 형상 등의 유사한 형상을 채용해도, 상술한 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.

도 5에 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다. 도 5(a)는 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도{도 5(b)의 B-B선 단면도}를 도시하고, 도 5(b)에 도 5(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 5(c)는 버너의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시한다.

도 5에 도시하는 버너는, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)이 연료 함유 유체 접속부(10a)로부터 출구부를 향하여 긴 지름부의 크기가 연료 함유 유체(11)의 흐름 방향을 따라서 점차 확대되지만, 짧은 지름부의 크기는 연료 함유 유체(11)의, 흐름 방향을 따라서 점차 축소되는 것이고, 그 외의 구성은 도 3에 도시하는 버너와 같다.

도 5에 도시하는 버너 구조의 특징은, 연료 함유 유체 접속부(10a)로부터 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구부를 향한 연료 함유 유체(11)의 유속의 증가를 억제할 수 있어, 압력 손실의 최소화 및 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 내의 구성부품의 마모 억제가 도모된다.

도 6에 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다. 도 6(a)은 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도{도 6(b)의 B-B선 단면도}를 도시하고, 도 6(b)에 도 6(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 6(c)은 버너의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시한다.

도 6에 도시하는 버너는, 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 내를 흐르는 연료 함유 유체(11)가 분출 흐름 방향을 따라서 연료 함유 유체 공급 노즐(12)이 확대되는 방향으로 균등하게 공급되도록 연료 함유 유체 안내판(19)을 배치한 것으로, 그 외의 구성은 도 5에 도시하는 버너와 같다. 본 예에서는 연료 함유 유체 안내판 (19)은 3매 설치되어 있고, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 확대에 따라서 연료 함유 유체(11)도 똑같이 확대되어 펼쳐지기 때문에, 중앙의 안내판(19)은 중심축상에, 이것을 사이에 두는 양측의 안내판(19)은 중심축을 통과하는 연직 단면에 대해서 각도 α, β를 갖고 배치되어 있다.

연료 함유 유체 안내판(19)에 의해 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 내를 흐르는 연료 함유 유체(11)의 흐름이 복수로 분할되므로, 연료 함유 유체 접속부(10a)로부터 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구부를 향한 연료 함유 유체 공급 노즐 (12)의 확대에 따라 연료 함유 유체(11)가 똑같이 확대되어, 언밸런스 없이 연소시킬 수 있다. 또한, 연료 함유 유체(11)가 똑같이 확대되는 것에 의해, 유속의 국소적인 증가의 억제, 압력 손실의 최소화 및 구성부품의 마모 억제 효과가 도 5에 도시하는 구성보다, 한층 좋아진다.

도 7에 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다. 도 7(a)은 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 도시하고, 도 7(b)에 도 7(a)의 B-B선 단면도를, 도 7(c)에 도 7(a)의 A-A선 단면도를 도시한다.

도 7에 도시하는 버너는, 도 6에 도시하는 버너와 같이 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 내를 흐르는 연료 함유 유체(11)가, 흐름 방향을 따라서 연료 함유 유체 공급 노즐(12)이 확대되는 방향으로 균등하게 공급되도록 연료 함유 유체 안내판 (19)을 배치하고, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 중심축을 통과하며 화로(4)를 향하여 연장한 선상의 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 평면에 대해서, 도 7(a)의 A-A선 단면에 있어서는 유체(11)의 흐름을 하향으로 바꾸는 연료 함유 유체 방향 변경용 안내판(21a)을, 도 7(a)의 B-B선 단면에 있어서는 유체(11)의 흐름을 상향으로 바꾸는 연료 함유 유체 방향 변경용 안내판(21b)을 버너 출구부에 설치하고 있다. 연료 함유 유체 공급 노즐(12)과 연료 함유 유체 안내판(19)으로 형성된 4개의 연료 함유 유체 분출류{20(20a,20b)}는, 상기 연료 함유 유체 방향 변경용 안내판(21a,21b)에 의해서, 아래로 기울어진 방향의 연료 함유 유체 분출류(20a)와, 위로 기울어진 방향의 연료 함유 유체 분출류(20b)가 형성된다. 도 7에 도시하는 버너 구성에 의해, 연료 함유 유체 분출류(20)의 화로(4) 내에서의 분산이 촉진되어, 화로(4) 후류부에서의 연소가 촉진되는 효과를 갖는다.

도 8에 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다. 도 8(a)은 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 도시하고, 도 8(b)에 도 8(a)의 B-B선 단면도를, 도 8(c)에 도 8(a)의 A-A선 단면도를 도시한다.

도 8에 도시하는 버너는, 도 7에 도시하는 버너와 같이 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 내를 흐르는 연료 함유 유체(11)가, 흐름 방향을 따라서 연료 함유 유체 공급 노즐(12)이 확대되는 방향으로 균등하게 공급되도록 연료 함유 유체 안내판 (19)을 배치하고, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 중심축을 지나며 화로(4)를 향하여 연장한 선상의 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 단면에 대해서, A-A선 단면에 있어서는 유체(11)의 흐름의 방향을 정류(整流)하여 직진시키는 연료 함유 유체 방향 변경용 안내판(21a)을 설치하고, B-B선 단면에 있어서는 유체(11)의 흐름을 상향으로 바꾸는 연료 함유 유체 방향 변경용 안내판(21b)을 설치하고 있다. 연료 함유 유체 공급 노즐(12)과 연료 함유 유체 안내판(19)으로 형성된 4개의 연료 함유 유체 분출류(20a,20b)는, 상기 연료 함유 유체방향 변경용 안내판 (21a,21b)의 설치에 의해서, 연료 함유 유체 분출류(20a)는 직진 방향, 연료 함유 유체 분출류(20b)는 상향의 분출류가 된다.

정류하여 직진시키는 연료 함유 유체 방향 변경용 안내판(21a)을 설치하지 않고, 방향을 바꾸는 상기 안내판(21b)만을 설치한 경우도 마찬가지의 연료 함유 유체 분출류(20a,20b)가 형성된다.

도 8에 도시하는 버너 구성에 의해, 예를 들면, 화로(4)의 측벽측의 수벽(水壁) 가까이의 연료 함유 유체 분출류를 직진류로 하고, 화로(4)의 측벽측의 수벽 가까이가 아닌 연료 함유 유체 분출류를 화로 중심측에 대해서 기울어진 방향의 흐름으로 함으로써, 연료 함유 유체 분출류(20)의 화로(4) 내에서의 분산을 촉진하여 화로(4) 후류부에서의 연소가 촉진되는 효과를 유지하고, 한편 화로(4) 측벽 근방으로의 화염 유입을 억제하여 재(ash)의 부착을 방지하는 효과가 있다.

도 9에 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다. 도 9(a)는 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도를 도시하고, 도 9(b)에 버너의 사시도를 도시하고, 도 9(c)에 도 9 (a)의 B-B선 단면도를 도시하고, 도 9(d)에 도 9(a)의 A-A선 단면도를 도시한다.

도 9에 도시하는 버너는, 도 7에 도시하는 버너와 같이 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 내를 흐르는 연료 함유 유체(11)가 흐름 방향을 따라서 연료 함유 유체 공급 노즐(12)이 확대되는 방향으로 균등하게 공급되도록 연료 함유 유체 안내판 (19)을 배치하고 있다. 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 입구부 정면의 형상은 평행 사변형이며, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 한쪽의 측면(12a)은 흐름 방향을 따라서 비스듬히 아래로 향하고, 다른쪽의 측면(12b)은 흐름 방향을 따라서 비스듬 히 위로 향하여 배치되어, 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 출구에 이르고 있다.

본 구성에 의해, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 측면(12a)에 가까운 부분에서는 도 9(d)에 도시하는 바와 같이 비스듬히 아래로 향한 연료 함유 유체 분출류(20a)를 형성하고, 측면(12b)에 가까운 부분에서는 도 9(c)에 도시하는 바와 같이 비스듬히 위로 향한 연료 함유 유체 분출류(20d)를 형성한다. 연료 함유 유체 공급 노즐(12)이 연료 함유 유체 안내판(19)으로 칸막이된 중앙 2개의 유로로부터는, 연료 함유 유체 분출류(20a)와 중심선의 중간으로 분출 방향을 갖는 연료 함유 유체 분출류(20b)와, 연료 함유 유체 분출류(20d)와 중심선의 중간으로 분출방향을 갖는 연료 함유 유체 분출류(20c)를 형성한다.

도 9의 버너 구성의 효과는 도 7에 도시하는 버너와 동등하지만, 연료 함유 유체(11)의 분출 방향을 변화시키는데 연료 함유 유체 방향 변경용 안내판(21)을 이용하지 않기 때문에, 상기 안내판(21)에서 염려되는 마모의 문제가 발생하지 않는다.

도 10에는 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다. 도 10(a)은 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도{도 10(b)의 B-B선 단면도}를 도시하고, 도 10(b)에 도 10(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 10(c)은 버너의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시한다.

연료 함유 유체 노즐(12)의 출구부에 연료 함유 유체(11)의 흐름에 직교하여 부분적으로 흐름을 차폐하는 연료 함유 유체 분할판(22)이 설치되어 있다. 연료 함유 유체 분할판(22)에 의해서 연료 함유 유체 분출류(20)는 도 11에 도시하는 바와 같이 4개로 분할된다. 분할에 의해서, 연료 함유 유체 분출류(20)의 표면적이 확대되어 화로(4) 내의 복사 수열이 증대되는 것과 함께, 연료 함유 유체 분할판(22)의 후류측에 부압영역(22a)이 형성되어 도면 중 화살표로 도시되어 있는 바와 같이 주위의 고온 가스가 부압영역으로 흘러든다. 복사 수열의 증가와 부압영역에의 고온 가스의 유입은, 함께 연료에의 조기 착화에 기여하여, 버너 근방의 환원 영역에서의 연소가 촉진되고, 연소가스의 NOx 농도의 저감과 연소 효율 향상에 유효하게 작용한다.

도 12에는 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다. 도 12(a)는 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도{도 12(b)의 B-B선 단면도}를 도시하고, 도 12(b)에 도 12(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 12(c)는 버너의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시한다.

연료 함유 유체 노즐(12)의 출구부로서 연료 함유 유체 안내판(19)의 출구부에 연료 함유 유체(11)의 흐름에 직교하여 부분적으로 흐름을 차폐하는 연료 함유 유체 분할판(22)이 설치되어 있다. 연료 함유 유체 안내판(19)에 의해서, 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 내에서 연료 함유 유체(11)가 균등하게 공급되므로, 보다 효과적으로 NOx의 저감과 연소 효율의 향상이 실현된다.

도 13에는 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다. 도 13(a)은 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도{도 13(b)의 B-B선 단면도}를 도시하고, 도 13(b)에 도 13(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 13(c)은 버너의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시한다.

연료 함유 유체 노즐(12)의 출구부에 단면 L자형의 보염기(17)가 설치되어 있다. 보염기(17)의 후류에는 순환소용돌이(도시하지 않음)가 형성되어 고온의 연소가스를 보염기 (17)의 근방에 되돌리기 때문에, 연료에의 조기 착화에 기여하여, 버너 근방의 환원 영역에서의 연소가 촉진되고, 연소가스의 NOx 농도의 저감과 연소 효율 향상에 유효하게 작용한다.

도 14에는 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다. 도 14(a)는 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도{도 14(b)의 B-B 선 단면도}를 도시하고, 도 14(b)에 도 14(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 14(c)는 버너의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시한다.

도 14에 도시하는 단면 L자형의 보염기(17)의 선단에 2차 공기의 분출 방향을 바깥쪽으로 퍼지게 하는 2차 공기 안내판(17a)이 설치되어 있다. 안내판(17a)에 의해서 2차 공기가 바깥쪽으로 퍼지는 것에 의해 보염기(17)의 후류의 순환소용돌이(도시하지 않음)가 커져, 고온의 연소가스의 재순환량이 증가해, 연료에의 착화를 한층 더 앞당기고, 버너 근방의 환원 영역에서의 연소가 촉진되어 연소가스의 NOx 농도의 저감과 연소 효율 향상에 유효하게 작용한다.

도 15에는 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다. 도 15(a)는 버너의 중심축을 지나며 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도{도 15(b)의 B-B선 단면도}를 도시하고, 도 15(b)에 도 15(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 15(c)는 버너의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시한다.

도 15에 도시하는 버너에서는, 2차 공기용 슬리브(15)의 선단에 3차 공기의 분출 방향을 바깥쪽으로 퍼지게 하는 3차 공기 안내판(15a)이 설치되어 있다. 3차 공기가 바깥쪽으로 퍼지는 것에 의해 화염 중심부의 환원 영역이 확대되어, NOx 농도의 저감과 연소 효율 향상에 유효하게 작용한다.

도 16에는 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다. 도 16(a)은 버너의 중심축을 통과하며 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도{도 16(b)의 B-B선 단면도}를 도시하고, 도 16(b)에 도 16(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 16(c)은 버너의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시한다.

도 16에 도시하는 버너는, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 내부에 상류측으로부터 단면적이 점차 넓어지는 삼각기둥 형상이고 하류측에서는 단면적이 점차 좁아지는 역방향의 삼각기둥 형상을 조합한 연료 함유 유체 농축기(23)가 설치되어 있다. 연료 함유 유체 농축기(23)에 의해 보염기(17) 근방의 연료가 농축되어, 연료에의 조기 착화에 기여하고, 버너 근방의 환원 영역에서의 연소가 촉진되어, 연소가스의 NOx 농도의 저감과 연소 효율 향상에 유효하게 작용한다.

도 17에는 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다. 도 17(a)은 버너의 중심축을 통과하며, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도{도 17(b)의 B-B선 단면도}를 도시하고, 도 17(b)에 도 17(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 17(c)은 버너의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시한다.

연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 내부에 상류측은 단면이 점차 넓어지는 삼각기둥 형상이고, 중간에 사각기둥 형상, 하류측은 단면적이 점차 좁아지는 역방향의 삼각기둥 형상을 조합한 연료 함유 유체 농축기(23')가 설치되어 있다. 본 구성 에서는, 농축기(23') 주위의 각도 변화를 작게 함으로써 박리가 억제되어, 연료의 농축 효과가 증진되고, NOx저감 효과가 높아짐과 함께 연소 효율이 향상한다.

도 16, 도 17에는 농축기(23,23')의 효과적인 구성예를 도시하고 있지만, 예를 들면 삼각기둥 등에 유사한 구조를 갖는 농축기를 이용해도, 같은 효과를 얻을 수 있다.

도 18에는 본 발명의 일실시예의 버너의 구조예를 도시한다. 도 18(a)은, 노즐(12)의 출구부의 긴 변을 통과하여 형성되는 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 면에 평행한 단면도{도 18(b)의 B-B선 단면}을 도시하고, 도 18(b)에 도 18(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 18(c)은 버너의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시한다.

도 18에는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 입구부에 댐(dam) 형상의 유체 분배판(24)이 설치되어 있다. 연료 함유 유체(11)는 댐 형상의 유체 분배판(24)의 상류측에 일단 충돌하고, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 긴 변 방향으로 균등하게 분산된 후, 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 내의 연료 함유 유체 안내판(19)으로 칸막이된 4개의 유로로 균등하게 안내되어, 균등한 상태를 유지하여 화로(4)에 공급된다.

도 19는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 중심부에 기름 공급 노즐(41)을 설치한 예를 도시한다. 도 19(a)는 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도{도 19(b)의 B-B선 단면도}를 도시하고, 도 19(b)에 도 19(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 19(c)는 버너의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시한다.

도 20은 보염기(17)의 주위에 가스 도입관(42)으로부터 수평관(43)을 경유하여 가스 공급 노즐(44)에 연결되는 가스 분출부를 설치한 예를 도시한다.

도 20(a)은 버너의 중심축을 통과하여, 출구부의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 방향의 단면도{도 20(b)의 B-B선 단면도}를 도시하고, 도 20(b)에 도 20(a)의 A-A선 단면도를 도시하고, 도 20(c)은 버너의 출구부를 화로(4)측에서 본 정면도를 도시한다.

도 21에 도시하는 버너 구조는 상기 버너의 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 내를 흐르는 연료 함유 유체(11)의 흐름에 직교하는 단면 형상이 직사각형인 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 긴 변측을 상하 방향을 향하여 배치한 경우의 화로(4)측에서 본 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 정면도{도 21(a)}와 평면도{도 21(b)}를 도시한다.

화로(4) 정면측에서 보아 도 21에 도시하는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)로부터는, 상기 노즐(12)의 긴 변측의 위방향과 아래방향으로 화로 벽면에 직교하는 평면에 대해서 좌우 서로 수평 방향의 반대측으로 경사져서 연료 함유 유체 분출류 (20a,20b)가 형성된다. 본 연료 함유 유체 분출류의 형성은 도 7 또는 도 9의 버너 구조를 적용함으로써 달성된다.

도 22에 도시하는 버너 구조는 상기 버너의 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 내를 흐르는 연료 함유 유체(11)의 흐름에 직교하는 단면 형상이 직사각형인 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 긴 변측을 상하 방향을 향하여 배치한 경우의 화로(4) 측에서 본 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 정면도{도 22(a)}와 평면도{도 22(b)}를 도시한다.

화로(4) 정면측에서 보아 도 22에 도시하는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)로부터는, 상기 노즐(12)의 긴 변측의 위방향과 아래방향으로 화로 벽면에 직교하는 평면에 대해서 한쪽은 수평 방향으로 경사져서 연료 함유 유체 분출류(20b)를 형성하고, 다른쪽은 화로 벽면에 직교하여 연료 함유 유체 분출류(20c)를 형성한다. 본 연료 함유 유체 분출류의 형성은 도 8의 버너 구조를 적용함으로써 달성된다.

도 23에는, 도 21에 도시하는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)이 하나의 화로 벽면에 상하 방향으로 3단과 수평 방향으로 4열로 다수 배치된 예를 도시한다. 하나의 화로벽의 오른쪽 절반에는 도 21에 도시하는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)과 같은 방향으로 분출류(20a,20b)를 형성하는 노즐(12)을 배치하고, 화로벽의 왼쪽 절반에는 도 21에 도시하는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)과 경면 대상 위치(mirror symmetric positions)에 분출류(20a,20b)를 형성하는 노즐(12)을 배치하고 있다. 연료 함유 유체 분출류(20a,20b)의 방향을 하나의 화로 벽면에서 좌우 대칭적으로 배치하는 것에 의해, 화로(4) 내의 유동 및 연소 상태의 좌우 밸런스를 양호하게 유지할 수 있는 특징이 있다.

한편, 하나의 화로벽의 좌우 반으로 나누어서 배치되는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)로부터의 분출류(20a,20b)가 경면 대상 위치에 형성되는 구성이면, 노즐 (12)로부터의 연료 함유 유체 분출류(20a,20b)의 방향이 도시하는 바와 같을 필요는 없다.

도 24에는, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)이 하나의 화로 벽면에 상하 방향으로 3단과 수평 방향으로 4열 배치되어 있지만, 좌우의 양단 열에는 도 22에 도시하는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)이 경면 대상으로 배치되고, 중앙 2열에는 도 21에 도시하는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)이 경면 대상으로 배치된 예를 도시한다. 화로(4) 측벽의 수벽 가까이에는 직진하는 연료 함유 유체 분출류(20c)와 경사진 연료 함유 유체 분출류(20b)를 갖는 버너를 배열하고, 중앙 가까이에는 양측으로 경사진 연료 함유 유체 분출류(20a,20b)를 배열하는 것에 의해, 연료 함유 유체 분출류(20a,20b)의 화로(4) 내에서의 분산을 촉진하여 화로(4) 후류부에서의 연소가 촉진되는 효과를 유지하고, 또한 화로(4) 측벽 근방에의 화염 유입을 억제하여 재의 부착을 방지하는 효과가 있다.

도 25에는 하나의 화로벽의 전체 버너의 연료 함유 유체 노즐(12)로서 전부가 동일한 도 21에 도시하는 연료 함유 유체 분출류(20a,20b)를 형성하는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)을 배치하고 있는 예를 도시하고 있다. 본 실시예는, 특히 용적이 작은 화로(4)에 있어서, 연료 함유 유체 분출류(20a,20b)의 충돌을 피함으로써, 연료의 국소적 집중을 억제하여, 연소가스중의 NOx 농도의 저감 및 연소 효율 향상에 유효한 배치이다.

상기 도 21 내지 도 25의 버너 구조는 화로의 치수나 버너 배치 등의 조건에 따라 적정하게 선택하는 것에 의해, 최적인 연소 특성을 실현할 수 있다.

도 26에는 본 발명의 일실시예의 버너를 배치한 보일러의 화로벽의 평면도를 도시한다. 도 26에는 화로벽에 스파이럴 형상의 수벽관(25)을 갖는 보일러에 있어 서, 수평에 대해서 기울어진 수벽관(25)의 배열을 따라서 직사각형 형상의 개구부 (26)가 설치되어 있고, 본 발명의 상기 각 실시예에서 설명한 각종의 버너가 부착된다. 스파이럴 형상의 수벽관(25)을 따라서 개구부(26)를 설치하는 것에 의해, 상기 개구부(26)를 형성하기 위해서 필요한 수벽관(25)의 개수를 최소한으로 하는 것이 가능하게 되어, 경제성이 향상된다.

상술한 것과 같이, 본 발명의 각 실시예로 이루어지는 연소장치는, 연료 함유 유체 분출류(20)가 화로(4) 내에서 퍼지기 때문에, 연소 공간을 유효하게 활용할 수 있는 특징을 갖지만, 도 26의 구성으로 하는 것에 의해, 화로(4)의 수평(폭) 방향으로 연료 함유 유체 분출류(20a,20b)가 퍼지기 때문에, 화로 수평(폭) 방향으로 연료 함유 유체(11)의 분포가 균일화되어, 실질적인 노내 체류시간이 더 길어져, 연소가스중의 NOx 농도의 저감과 연소 효율 향상에 유효하게 작용한다.

도 27에 본 발명의 일실시예의 버너를 배치한 보일러의 화로벽의 평면도를 도시한다.

도 27에는 화로벽에 연직 방향으로 연장되는 수벽관(25)을 갖는 보일러에 있어서, 수벽관(25)의 배열을 따라서 직사각형 형상의 개구부(26)가 설치되어 있고, 본 발명으로 이루어지는 상기 각 실시예의 버너가 부착된다. 수벽관(25)을 따라서 개구부(26)를 설치하는 것에 의해, 개구부(26)를 형성하기 위해서 필요한 수벽관 (25)의 개수를 최소한으로 하는 것이 가능하게 되어, 경제성이 향상된다.

본 구성에 있어서, 화로 수평(폭) 방향으로도 혼합 유체의 분산을 촉진하기 위해서, 도 7 내지 도 9에 도시하는 버너에서 연료 함유 유체 분출류(20a,20b)의 방향이 서로 다른 방향을 향하도록 한 구성으로 함으로써, 화로(4) 내의 전체의 연료 함유 유체(11)의 분산이 촉진되어, NOx 저감과 연소 효율 향상에 유효하게 작용한다.

일반적으로 버너에서는 보조 연료로서 기름이나 가스가 이용되지만, 본 발명의 실시예의 버너의 일부에 이들 연료의 공급 노즐을 설치해도, 본 발명의 실시예의 버너의 특징이나 효과는 유지된다.

버너 대용량화의 경향에도 비용 저감을 도모하면서 연소성능을 저하시키지 않고 대응 가능한 버너 구조로서 장래 산업상의 이용 가능성이 높다.

Claims

고체 연료와 상기 고체연료 반송용의 매체를 포함한 연료 함유 유체(11)를 반송하는 연료 함유 유체 반송 유로(10)의 접속부(10a)로부터 화로(火爐:4)의 벽면에 설치한 출구부를 향하여 상기 유체(11)를 공급하는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)과, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 바깥둘레부에 1 이상의 연소용 공기를 공급하는 공기 공급 노즐(15)을 갖는 버너에 있어서,

상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)은, 상기 유체 반송 유로(10)의 접속부 (10a)로부터 화로(4)의 벽면에 설치한 출구부를 향하여 유체(11)의 흐름에 직교하는 단면을 긴 지름부(major axis part)와 짧은 지름부(minor axis part)를 갖는 직사각형 형상, 타원 형상으로 하고, 상기 유체 반송 유로 (10)의 접속부(10a)로부터 출구부를 향하여 유체(11)의 흐름에 직교하는 단면의 긴 지름부의 크기를 유체(11)의 흐름 방향을 따라서 점차 확대시킨 것을 특징으로 하는 버너.
제 1 항에 있어서, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)은, 상기 유체 반송 유로(10)의 접속부(10a)로부터 출구부를 향하여 유체(11)의 흐름에 직교하는 단면의 긴 지름부의 크기가 유체(11)의 흐름 방향을 따라서 점차 확대하고, 짧은 지름부의 크기가 불변인 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 버너.
제 1 항에 있어서, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)이, 그 내부에 연료 함유 유체(11)의 흐름을 복수로 분할하는 연료 함유 유체 안내판(19)을 갖는 것을 특징으로 하는 버너.
제 3 항에 있어서, 상기 연료 함유 유체 안내판(19)이, 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 내의 유체(11)의 흐름 방향의 중심축을 화로(4) 내로 연장한 선상을 지나며, 상기 노즐(12)의 짧은 지름부의 최단지름을 지나는 평면에 평행한 평면에 대해서 복수의 다른 경사 각도로 배치된 것을 특징으로 하는 버너.
제 1 항에 있어서, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)이, 그 출구 내부에 연료 함유 유체(11)의 분출 흐름 방향을 강제적으로 변경하는 연료 함유 유체 방향 변경용 안내판(21)을 갖는 것을 특징으로 하는 버너.
제 5 항에 있어서, 상기 연료 함유 유체 방향 변경용 안내판(21)이, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 중심축을 화로(4) 내로 연장한 선상을 지나며, 상기 노즐(12)의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 평면에 대해서, 서로 다른 복수의 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 버너.
제 5 항에 있어서, 상기 연료 함유 유체 방향 변경용 안내판(21)이, 일부의 연료 함유 유체(11)에 대해서는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 중심축을 화로(4) 내로 연장한 선상을 지나며, 상기 노즐(12)의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 평면에 대해서 평행하게 배치되고, 그 외의 연료 함유 유체(11)에 대해서는 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 중심축을 화로(4) 내로 연장한 선상을 지나며 상기 노즐(12)의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 평면에 대해서 경사 각도를 갖게 하여 배치되는 것을 특징으로 하는 버너.
제 3 항에 있어서, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)이, 상기 연료 함유 유체 안내판(19)으로 복수개의 유로로 칸막이되고, 상기 각 유로의 중심축이, 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 중심축을 화로(4) 내로 연장한 선상을 지나며, 상기 노즐(12) 출구의 긴 지름부의 최장지름을 지나는 평면에 평행한 평면에 대해서 서로 다른 경사 각도로 화로(4)의 벽면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 버너.
제 1 항에 있어서, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구부에, 상기 출구부를 복수로 분할 가능한 연료 함유 유체 분할판 (22)을 설치한 것을 특징으로 하는 버너.
제 1 항에 있어서, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 출구부에 단면 L자형의 보염기(17)를 설치한 것을 특징으로 하는 버너.
제 10 항에 있어서, 상기 L자형의 보염기(17)의 선단에, 상기 보염기(17) 주위의 연소용 공기의 분출 방향을 바깥쪽으로 바꾸는 안내판(17a)을 설치한 것을 특징으로 하는 버너.
제 1 항에 있어서, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 바깥둘레부에 배치되는 1 이상의 연소용 공기 공급 노즐(15)의 바깥쪽의 연소용 공기의 분출 방향을 연료 분출 방향에 대해서 바깥쪽으로 퍼지게 하는 연소용 공기 안내판(15a)을 상기 연소용 공기 공급 노즐(15)의 선단에 설치한 것을 특징으로 하는 버너.
제 1 항에 있어서, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 내부에, 연료 함유 유체(11)의 유로를 일단 좁힌 후, 다시 유로를 확대하는 농축기(23)를 설치한 것을 특징으로 하는 버너.
제 1 항에 있어서, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)의 입구부에, 상기 노즐(12) 내에서 연료를 균등하게 분배하는 유체 분배판(24)을 설치한 것을 특징으로 하는 버너.
제 1 항에 있어서, 상기 연료 함유 유체 공급 노즐(12)로부터 분출하는 유체(11)의 근방에 보조 연료인 액체 연료 또는 기체 연료를 분출하기 위한 노즐(41,44)을 연료 함유 유체 공급 노즐(12) 근방에 설치한 것을 특징으로 하는 버너.
제 1 항 ~ 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 버너를 대향하는 2개의 화로벽에 각각 상하 방향으로 복수단 배치하고, 각 단에 설치되는 복수의 버너는 동일 화로벽의 수평방향의 폭의 중앙부에서 2분한 벽면 영역에 각각 대칭적으로 배치하는 것을 특징으로 하는 연소장치.
제 1 항 ~ 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 버너를 대향하는 2개의 화로벽에 각각 상하 방향으로 복수단 배치하고, 동일 화로벽의 각 단에 설치되는 복수의 버너 중에서 수평 방향의 인접하는 버너끼리는 동일 구조의 버너로 하는 것을 특징으로 하는 연소장치.
수평에 대해서 기울어진 방향의 수벽관(water wall tubes:25)을 스파이럴 형상으로 감아 구성되는 화로벽을 구비한 보일러에 있어서,

상기 수벽관(25)의 길이방향을 따라서 직사각형 형상, 타원 형상의 개구부(26)를 화로벽에 설치하고, 제 1 항 ~ 제 15 항 중의 어느 한 항에 기재된 버너를 상기 개구부(26)에 부착하는 것을 특징으로 하는 보일러.
연직 방향으로 연장되는 수벽관(25)군으로 구성되는 화로벽을 구비한 보일러에 있어서,

상기 수벽관(25)의 길이방향을 따라서 직사각형 형상, 타원 형상의 개구부(26)를 화로벽에 설치하고, 제 1 항 ~ 제 15 항 중의 어느 한 항에 기재된 버너를 상기 개구부(26)에 부착하는 것을 특징으로 하는 보일러.
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