KR102068037B1 - 예혼합 및 확산화염 형성을 통한 저질소산화물 연소장치 - Google Patents

예혼합 및 확산화염 형성을 통한 저질소산화물 연소장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102068037B1
KR102068037B1 KR1020180031452A KR20180031452A KR102068037B1 KR 102068037 B1 KR102068037 B1 KR 102068037B1 KR 1020180031452 A KR1020180031452 A KR 1020180031452A KR 20180031452 A KR20180031452 A KR 20180031452A KR 102068037 B1 KR102068037 B1 KR 102068037B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
supply pipe
fuel
primary
combustion furnace
supplied
Prior art date
Application number
KR1020180031452A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190109860A (ko
Inventor
김세원
김대해
권민준
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020180031452A priority Critical patent/KR102068037B1/ko
Publication of KR20190109860A publication Critical patent/KR20190109860A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102068037B1 publication Critical patent/KR102068037B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F23D14/04—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/26—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid with provision for a retention flame
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/70—Baffles or like flow-disturbing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2203/00—Gaseous fuel burners
    • F23D2203/007—Mixing tubes, air supply regulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

본 발명은 연소장치로서, 연료 및 공기의 예혼합과 확산화염 형성을 통하여 연소시 발생하는 질소산화물을 저감시킬 수 있는 연소장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 예혼합 화염과 확산화염의 다단으로 화염을 형성하여 질소산화물 생성을 억제하여 전체 질소산화물 생성을 최소화 할 수 있다.
상기 예혼합 화염의 형성을 위한 1차 연료 및 1차 공기의 비는, 1차 연료를 최소화 하고, 1차 연료에 비하여 1차 공기량을 늘려, 연소시 발생하는 배가스 내 산소 농도가 높은 연료희박연소(fuel lean) 상태로 화염을 형성하여 질소산화물 농도를 최소화한다.
상기 확산화염의 형성을 위한 2차 연료 및 2차 공기의 비는, 상기 예혼합 화염의 형성과는 반대로, 2차 연료량은 높이고 2차 공기량은 2차 연료량에 비하여 적은 상태, 즉, 연료농후연소(fuel rich) 상태로 확산화염(2F)을 형성하여 배기가스내 질소산화물을 최소화한다. 그리고, 배가스 재순환 및 재연소를 통하여 추가적인 질소산화물 배출을 최소화 할 수 있다.

Description

예혼합 및 확산화염 형성을 통한 저질소산화물 연소장치{Low NOx combustion device through premixing and diffusion flame formation}
본 발명은 연소장치로서, 연료 및 공기의 예혼합과 확산화염 형성을 통하여 연소시 발생하는 질소산화물을 저감시킬 수 있는 연소장치에 관한 것이다.
현재 사용되는 주된 에너지원은 탄화수소계열의 화석 연료이다. 그러나 이러한 화석연료의 연소 후 생성물에 의한 환경오염 문제가 심각하게 제기되고 있다.
상기한 연소 후 생성물에는 질소 산화물(질소산화물)，이산화탄소(C02) 외에 연료의 불완전 연소로 인해 생기는 일산화탄소(CO)와 매연(soot) 등이 있다.
기존의 화석 연료를 사용하는 연소기는 연소시의 화학적 반응에 의해 NO 및 N02의 화학식을 갖는 질소산화물(NOx)의 생성이 불가피하다.
이의 발생을 억제하기 위한 저질소산화물 연소기술은 연료와 공기의 혼합형태I 공연비 등 연소기의 구조 개선을 통해 이루어지도록 발전하고 있다. 연소과정에서 발생하는 질소 산화물은 대기 중의 다른 산소와 반응하여 스모그 및 대기의 오존 증가 등 환경문제를 발생시킨다.
특히 이러한 연소과정에서 발생하는 배출물(emission)의 경우 환경 및 인체의 건강에 해를 끼치므로 각국에서는 점점 더 엄격한 기준으로 규제를 강화하고 있다.
질소산화물의 종류에는 발생 원인에 따라 열적 질소산화물(Thermal NOx), 급속 질소산화물(Prompt NOx), 및 연료 질소산화물(Fuel NOx)로 분류될 수 있다. 열적 질소산화물은 공기 중의 질소가 산소와 16000℃℃ 이상의 고온에서 반응하여 생성되는 것이고，급속 질소산화물은 탄화수소계 연료의 연소시 연소 초기에 생성되는 것이며，연료 질소산화물은 연료 중에 함유된 질소 성분의 반응에 의해 생성된다.
이와 같은 질소 산화물의 대책에 있어서도 천연가스와 같은 기체연료에는 연료 중에 질소성분이 함유되어 있지 않기 때문에 열적 질소산화물 및 급속 질소산화물와 관련된 인자를 제어하는 것이 효과적일 수 있다.
질소산화물은 광화학 스모그 및 산성비의 원인이 되며 동식물에 심각한 영향을 미치는 것으로 알려져 있고, 오랫동안 많은 연구자들은 질소산화물을 감소시키는 다양한 방법을 연구되었다.
관련 선행기술을 살펴본다. 특허문헌 1 및 2는 본 출원의 발명자들에 의해 안출된 것으로, 질소산화물 발생을 억제하기 위한 연소장치를 개시한다.
특허문헌 1은 질소산화물 저감효과를 유도하기 위해 예혼합 연소기법 및 재가스 재순환 연소를 일부 도입하였으며, 이러한 예혼합 연소기법은 가스와 연료의 혼합기 버너 선단의 선회기를 사용하여 연소로로 공급하여 이루어진다.
그러나, 선회기만을 버너 선단에 적용하면 화염의 폭이 넓어져 화염의 선회유동에 의한 재순환영역에서 고온영역이 과도하게 형성되는 경우가 있고, 이 경우 질소산화물 저감효과가 일부 저하된다는 단점이 있다.
특허문헌 2에는 일정 설계비를 통하여 버너를 설계하므로써 향상된 질소산화물 저감 효과를 얻는 연소장치가 개시된다.
이러한 경우, 현저한 질소산화물 저감 효과를 가지나 일정 설계비를 통하여 버너를 설계하여야 하므로, 다양한 크기의 보일러 등에 적용하는 데에는 다소 한계가 있다.
특허문헌 1: KR 1,203,189 B1 특허문헌 2: KR 1,512,352 B1
이에, 본 발명은 상기한 종래의 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 예혼합 화염과 확산 화염을 효과적으로 형성하여 연소실 내에서 발생하는 화염 및 배가스의 유동을 최적화하는 연소장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 연소로; 상기 연소로 일측에 위치하며, 연료가 공급되는 1차 연료 공급관; 상기 1차 연료 공급관 주위에 위치하며, 1차 공기가 공급되는 1차 공기 공급관; 상기 1차 공기 공급관 주위에 위치하며, 2차 연료가 공급되는 2차 연료 공급관; 상기 1차 공기 공급관 주위를 둘러싸며, 2차 공기가 공급되는 2차 공기 공급관; 상기 1차 연료 공급관에 연통되도록 위치하며, 상기 1차 연료 공급관을 통하여 내부로 공급된 연료를 상기 1차 공기 공급관 측으로 유입되도록 하는 예혼합부; 상기 예혼합부 선단에 위치하는 선회기; 상기 2차 연료 공급관의 선단에서 반경방향 측으로 방사상으로 연장되는 다수의 2차 연료 분사부; 및 상기 선회기의 주위를 둘러싸도록 위치하는 보염판을 포함하는 연소장치를 제공한다.
또한, 연소로; 상기 연소로 일측에 위치하며, 연료가 공급되는 1차 연료 공급관; 상기 1차 연료 공급관 주위에 위치하며, 1차 공기가 공급되는 1차 공기 공급관; 상기 1차 공기 공급관 주위에 위치하며, 2차 연료가 공급되는 2차 연료 공급관; 상기 1차 공기 공급관 주위를 둘러싸며, 2차 공기가 공급되는 2차 공기 공급관; 상기 1차 연료 공급관에 연통되도록 위치하며, 상기 1차 연료 공급관을 통하여 내부로 공급된 연료를 상기 1차 공기 공급관 측으로 유입되도록 하는 예혼합부; 상기 예혼합부 선단에 위치하는 제1보염판; 상기 2차 연료 공급관의 선단에서 반경방향 측으로 방사상으로 연장되는 다수의 2차 연료 분사부; 및 상기 제1보염판의 주위를 둘러싸도록 위치하는 제2보염판을 포함하는 연소장치를 제공한다.
또한, 연소로; 상기 연소로 일측에 위치하며, 연료가 공급되는 1차 연료 공급관; 상기 1차 연료 공급관 주위에 위치하며, 1차 공기가 공급되는 1차 공기 공급관; 상기 1차 공기 공급관 주위에 위치하며, 2차 연료가 공급되는 2차 연료 공급관; 상기 1차 공기 공급관 주위를 둘러싸며, 2차 공기가 공급되는 2차 공기 공급관; 상기 1차 연료 공급관에 연통되도록 위치하며, 상기 1차 연료 공급관(10)을 통하여 내부로 공급된 연료를 상기 1차 공기 공급관 측으로 유입되도록 하는 예혼합부; 상기 예혼합부 선단에 위치하는 메탈 화이버 구조체; 상기 2차 연료 공급관의 선단에서 반경방향 측으로 방사상으로 연장되는 다수의 2차 연료 분사부; 및 상기 메탈 화이버 구조의 주위를 둘러싸도록 위치하는 보염판을 포함하는 연소장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 1차 및 2차의 다단으로 분할화염을 형성하여 질소산화물 생성을 억제하여 전체 질소산화물 생성을 최소화 할 수 있다.
그리고, 연소 시 적절한 1차 연료와 2차 연료의 분배비 조절이 본 발명의 주요 인자이며 운전조건에 따른 질소산화물 생성을 최소화 한다. 또한 배가스 재순환 및 재연소를 통하여 추가적인 질소산화물 배출을 최소화 할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1실시예에 따른 연소장치를 개략적으로 나타낸다.
도 2는, 본 발명의 제2실시예에 따른 연소장치를 개략적으로 나타낸다.
도 3은, 본 발명의 제3실시예에 따른 연소장치를 개략적으로 나타낸다.
도 4는, 본 발명의 제1실시예에 따른 연소장치와, 제3실시예에 따른 연소장치의 연소시 생성되는 질소산화물 및 일산화탄소 농도를 비교한 그래프이다.
도 5는, 본 발명의 제2실시예에 따른 연소장치와, 제3실시예에 따른 연소장치의 연소시 생성되는 질소산화물 및 일산화탄소 농도를 비교한 그래프이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.
또한, 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소장치를 상세히 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 연소장치를 상세히 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 연소장치는 연소로(100), 1차 연료 공급관(10), 1차 공기 공급관(20), 2차 연료 공급관(30), 2차 공기 공급관(40), 예혼합부(45), 2차 연료 분사부(80), 보염판(90) 및 선회기(52)를 포함한다.
1차 연료 공급관(10)은 연소로(100) 일측에 위치하며, 1차 연료 공급관(10)을 통하여 연소로(100) 내부로 연료가 공급될 수 있다.
1차 공기 공급관(20)은 1차 연료 공급관(10) 주위를 감싸도록 위치하며, 1차 공기 공급관(20)을 통하여 1차 공기가 연소로(100) 내부로 공급될 수 있다.
예혼합부(45)는 상기 1차 연료 공급관(10)에 연통되도록 위치하며, 1차 연료 공급관(10)을 통하여 예혼합부(45) 내부로 공급된 연료가, 예혼합부(45) 둘레에 위치한 통공을 통하여 1차 연료로서 1차 공기 공급관(20)으로 유입된다.
이로써, 1차 연료 공급관(10)과 예혼합부(45)를 통하여 1차 공기 공급관(20)으로 유입된 상기 연료와, 1차 공기 공급관(20)으로 공급되어 연소로(100) 측으로 유입되는 1차 공기가 상기 1차 공기 공급관(20) 내에서 예혼합된다.
즉, 예혼합부(45) 외측 주위의 1차 공기 공급관(20) 내부 선단 부근에서 1차 연료와 1차 공기의 예혼합이 이루어진다.
2차 연료 분사부(80)는 다수개의 관이 예혼합부(45)의 선단측과 연통되어 반경방향 측으로 방사상으로 연장되도록 위치한다. 이로써, 1차 연료 공급관(10)을 통하여 예혼합부(45)로 유입된 연료 일부가 2차 연료로서 2차 연료 분사부(80)을 통하여 반경방향으로 연소로(100) 내부로 공급된다.
보염판(90)은 다수의 구멍이 형성된 판 형태로서 예혼합부(45)의 주위를 둘러싸도록 위치하고, 상기 다수의 구멍은 서로 다른 직경을 가질 수 있다.
선회기(52)는 예혼합부(45) 선단부에 위치하며, 그 중심에서 1차 공기 공급관(20) 선단측으로 연장배치되며 축 방향에 대하여 일정 각도를 갖는 다수개의 선회날개를 구비한다.
이로써, 상기와 같이 예혼합부(45) 외측의 1차 공기 공급관(20) 선단 부근에서 예혼합된 1차 연료 및 1차 공기가 선회기(52)에 의해 확산되며 연소로(100) 내부로 공급된다.
2차 연료 공급관(30)은 1차 공기 공급관(20) 주위를 둘러싸도록 위치하며, 2차 연료 공급관(30)을 통하여 연소로 측으로 2차 연료가 공급된다.
2차 연료 공급관(30)의 선단부분에서 즉, 선회기(52)의 주위에서 방사상으로 연장되는 2차 연료 분사부(80)가 위치한다.
2차 연료 공급관(30)을 통하여 공급되는 2차 연료가 2차 연료 분사부(80)를 통하여 연소로 내 반경방향으로 분사된다.
2차 공기 공급관(40)은 1차 공기 공급관(20) 주위를 둘러싸도록 위치하며, 2차 공기 공급관(40)을 통하여 연소로(100) 내부로 2차 공기가 공급된다.
즉, 상기 1차 연료 공급관(10), 1차 공기 공급관(20), 2차 연료 공급관 (30) 및 2차 공기 공급관(40)은 동심 형태로서 순차로 직경이 커진다. 다시 말해, 2차 공기 공급관(40) 내에 2차 연료 공급관(30)이 위치하고, 2차 연료 공급관(30) 내에 1차 공기 공급관(20)이 위치하며, 1차 공기 공급관(20) 내에 1차 연료 공급관(10)이 위치한다.
또한, 1차 연료 공급관(10) 및 상기 1차 공기 공급관(20)은, 상기 연소로(100) 내로 삽입되는 길이가 조절 가능하도록 설치될 수 있다.
2차 공기 공급관(40) 일측, 구체적으로, 2차 공기 공급관(40)의 측면에는 그 일부가 개방된 배가스 유입부(60)가 위치하고, 배가스 유입부(60)로부터 1차 공기 공급관(20)측으로 연장형성되는 재순환 유도부(70)가 위치한다.
재순환 유도부(70)는 연소로(100) 측 중심 측을 향하여 경사진 형태로 연장형성될 수 있다.
이하, 도 1을 다시 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 연소장치의 연소 과정을 설명한다.
연료는 1차 연료 공급관(10)을 통하여 예혼합부(45)로 유입되어, 예혼합부(45) 둘레에 위치한 통공을 통하여 1차 연료로서 1차 공기 공급관(20)으로 유입되고, 1차 공기는 1차 공기 공급관(20)을 따라 선단측으로 유입된다.
이로써, 1차 연료 공급관(10)과 예혼합부(45)를 통하여, 1차 연료로서 1차 공기 공급관(20) 선단측으로 유입된 연료와, 1차 공기 공급관(20)으로 공급되어 연소로(100) 측으로 유입되는 1차 공기가 상기 1차 공기 공급관(20)의 선단 부근 즉, 예혼합부(45) 외측 주위에서 예혼합된다.
예혼합된 1차 연료 및 1차 공기는 예혼합부(45) 내부에서 예혼합부(45) 선단에 위치한 선회기(52)에 의해 확산되어 연소로(100) 내부로 공급되고, 혼합된 1차 연료 및 1차 공기가 연소되며 연소로(100) 내 중심부근에 예혼합 화염(1F)을 형성한다.
상기 예혼합 화염(1F)의 형성을 위한 1차 연료 및 1차 공기의 비는, 1차 연료를 최소화 하고, 1차 연료에 비하여 1차 공기량을 늘려, 연소시 발생하는 배가스 내 산소 농도가 높은 연료희박연소(fuel lean) 상태로 화염을 형성하여 질소산화물 농도를 최소화한다.
이와 같이, 1차 연료 및 1차 공기가 연소로(100) 내부로 공급되기 전에 예혼합부(45)에서 예혼합됨으로써 1차 연료와 1차 공기의 혼합을 촉진시고, 혼합된 1차 연료 및 1차 공기가 연소로(100) 내부로 공급되어 연소됨으로써, 연소시 형성되는 화염의 보염성 및 안정성이 향상된다.
한편, 2차 연료 공급관(30)을 통하여 연소로 (100) 측으로 공급되는 2차 연료는 2차 연료 분사부(80)를 통하여 연소로 내 반경방향으로 분사되고, 분사된 2차 연료와, 2차 공기 공급관(40)을 통하여 공급되는 2차 공기의 연소에 의해 예혼합 화염(1F)의 주위로 확산화염(2F)이 형성된다.
상기 확산화염(2F)의 형성을 위한 2차 연료 및 2차 공기의 비는, 상기 예혼합 화염의 형성과는 반대로, 2차 연료량은 높이고 2차 공기량은 2차 연료량에 비하여 적은 상태, 즉, 연료농후연소(fuel rich) 상태로 확산화염(2F)을 형성하여 배기가스내 질소산화물을 최소화한다.
그리고, 연소로(100) 내에서의 연소에 의해 발생하는 배가스는 연소로(100) 상부로부터 하부로 유동하게 되고 연소로(100) 하부 측면으로 유동하는 배가스는 배가스 유입부(60)로 유입된다.
여기서, 배가스는 2차 공기 공급관(40)을 통하여 연소로(100)로 공급되는 2차 공기의 유속에 의해 발생하는 부압에 의해 배가스 유입부(60)로 유입된다.
상기와 같이 1차 연료 공급관(10) 및 1차 공기 공급관(20)이 연소로(100)로 삽입되는 길이를 조절함으로써 2차 공기의 유속조절이 가능하게 된다.
따라서, 배가스를 재순환 시키기 위한 별도의 장치를 구비할 필요가 없다는 장점이 있다.
배가스 유입부(60)로 유입되는 배가스는 재순환 유도부(70)를 통하여 연소로(100) 내부의 주위 즉, 2차 연료가 공급되는 측과 보염판(90)의 구멍으로 공급되어 연소로(100) 내의 각 화염(1F, 2F)에 의해 재연소가 이루어진다.
선회기(52)를 통하여 배가스가 연소로(100) 내부로 확산 공급되면서, 공급되는 배가스에 의해 예혼합 화염(1F) 및 확산화염(2F)을 구획할 수 있다는 장점을 갖는다.
그리고, 재순환 유도부(70)가 선단의 연소로(100) 측 중앙을 향하여 경사지도록 형성됨으로써, 재순환된 배가스가 연소로(100) 측으로 공급시 화염의 폭이 넓어지는 것이 방지되고, 따라서, 화염의 안정성이 더욱 확보될 수 있다.
다음, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 연소장치를 상세히 설명한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 연소장치는 연소로(100), 1차 연료 공급관(10), 1차 공기 공급관(20), 2차 연료 공급관(30), 2차 공기 공급관(40), 예혼합부(45), 2차 연료 분사부(80), 제1보염판(51) 제2보염판(90)을 포함한다.
1차 연료 공급관(10)은 연소로(100) 일측에 위치하며, 1차 연료 공급관(10)을 통하여 연소로(100) 내부로 연료가 공급될 수 있다.
1차 공기 공급관(20)은 1차 연료 공급관(10) 주위를 감싸도록 위치하며, 1차 공기 공급관(20)을 통하여 1차 공기가 연소로(100) 내부로 공급될 수 있다.
예혼합부(45)는 상기 1차 연료 공급관(10)에 연통되도록 위치하며, 1차 연료 공급관(10)을 통하여 예혼합부(45) 내부로 공급된 연료가, 예혼합부(45) 둘레에 위치한 통공을 통하여 1차 연료로서 1차 공기 공급관(20)으로 유입된다.
이로써, 1차 연료 공급관(10)과 예혼합부(45)를 통하여 1차 공기 공급관(20)으로 유입된 상기 연료와, 1차 공기 공급관(20)으로 공급되어 연소로(100) 측으로 유입되는 1차 공기가 상기 1차 공기 공급관(20) 내에서 예혼합된다.
즉, 예혼합부(45) 외측 주위의 1차 공기 공급관(20) 내부 선단 부근에서 1차 연료와 1차 공기의 예혼합이 이루어진다.
2차 연료 분사부(80)는 다수개의 관이 예혼합부(45)의 선단측과 연통되어 반경방향 측으로 방사상으로 연장되도록 위치한다. 이로써, 1차 연료 공급관(10)을 통하여 예혼합부(45)로 유입된 연료 일부가 2차 연료로서 2차 연료 분사부(80)을 통하여 반경방향으로 연소로(100) 내부로 공급된다.
제1보염판(51)은 예혼합부(45) 선단부에 위치하며, 다수의 구멍이 형성된 판 형태로서, 상기 다수의 구멍은 서로 다른 직경을 가질 수 있다.
제2보염판(90)은 제1보염판(51)의 주위를 둘러싸도록 위치한다.
상기와 같이, 본 실시예에서는 예혼합부(45) 선단에 위치한 보염판을 제1보염판(51), 예혼합부(45) 둘레에 위치하는 보염판으로써, 상기 실시예와 같은 보염판(90)의 구성을 제2보염판(90)으로 칭한다.
예혼합부(45) 외측의 1차 공기 공급관(20) 선단 부근에서 예혼합된 1차 연료 및 1차 공기가 제1보염판(51)에 의해 확산되며 연소로(100) 내부로 공급된다.
2차 연료 공급관(30)은 1차 공기 공급관(20) 주위를 둘러싸도록 위치하며, 2차 연료 공급관(30)을 통하여 연소로 측으로 2차 연료가 공급된다.
2차 연료 공급관(30)의 선단부분에서 즉, 제1보염판(51)의 주위에서 방사상으로 연장되는 2차 연료 분사부(80)가 위치한다.
2차 연료 공급관(30)을 통하여 공급되는 2차 연료가 2차 연료 분사부(80)를 통하여 연소로 내 반경방향으로 분사된다.
2차 공기 공급관(40)은 1차 공기 공급관(20) 주위를 둘러싸도록 위치하며, 2차 공기 공급관(40)을 통하여 연소로(100) 내부로 2차 공기가 공급된다.
즉, 상기 1차 연료 공급관(10), 1차 공기 공급관(20), 2차 연료 공급관 (30) 및 2차 공기 공급관(40)은 동심 형태로서 순차로 직경이 커진다. 다시 말해, 2차 공기 공급관(40) 내에 2차 연료 공급관(30)이 위치하고, 2차 연료 공급관(30) 내에 1차 공기 공급관(20)이 위치하며, 1차 공기 공급관(20) 내에 1차 연료 공급관(10)이 위치한다.
또한, 상기 실시예에서와 마찬가지로, 1차 연료 공급관(10) 및 상기 1차 공기 공급관(20)은, 상기 연소로(100) 내로 삽입되는 길이가 조절 가능하도록 설치될 수 있다.
2차 공기 공급관(40) 일측, 구체적으로, 2차 공기 공급관(40)의 측면에는 그 일부가 개방된 배가스 유입부(60)가 위치하고, 배가스 유입부(60)로부터 1차 공기 공급관(20)측으로 연장형성되는 재순환 유도부(70)가 위치한다.
재순환 유도부(70)는 연소로(100) 측 중심 측을 향하여 경사진 형태로 연장형성될 수 있다.
이하, 도 2를 다시 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 연소장치의 연소 과정을 설명한다.
연료는 1차 연료 공급관(10)을 통하여 예혼합부(45)로 유입되어, 예혼합부(45) 둘레에 위치한 통공을 통하여 1차 연료로서 1차 공기 공급관(20)으로 유입되고, 1차 공기는 1차 공기 공급관(20)을 따라 선단측으로 유입된다.
이로써, 1차 연료 공급관(10)과 예혼합부(45)를 통하여, 1차 연료로서 1차 공기 공급관(20) 선단측으로 유입된 연료와, 1차 공기 공급관(20)으로 공급되어 연소로(100) 측으로 유입되는 1차 공기가 상기 1차 공기 공급관(20)의 선단 부근 즉, 예혼합부(45) 외측 주위에서 예혼합된다.
예혼합된 1차 연료 및 1차 공기는 예혼합부(45) 내부에서 예혼합부(45) 선단에 위치한 제1보염판(51)에 의해 확산되어 연소로(100) 내부로 공급되고, 혼합된 1차 연료 및 1차 공기가 연소되며 연소로(100) 내 중심부근에 예혼합 화염(1F)을 형성한다.이와 같이, 1차 연료 및 1차 공기가 연소로(100) 내부로 공급되기 전에 예혼합부(45)에서 예혼합됨으로써 1차 연료와 1차 공기의 혼합을 촉진시킨다.
상기 예혼합 화염(1F)의 형성을 위한 1차 연료 및 1차 공기의 비는, 1차 연료를 최소화 하고, 1차 연료에 비하여 1차 공기량을 늘려, 연소시 발생하는 배가스 내 산소 농도가 높은 연료희박연소(fuel lean) 상태로 화염을 형성하여 질소산화물 농도를 최소화한다.
또한, 혼합된 1차 연료 및 1차 공기가 연소로(100) 내부로 공급되어 연소됨으로써, 연소시 형성되는 화염의 보염성 및 안정성이 향상된다.
한편, 2차 연료 공급관(30)을 통하여 연소로 (100) 측으로 공급되는 2차 연료는 2차 연료 분사부(80)를 통하여 연소로 내 반경방향으로 분사되고, 분사된 2차 연료와, 2차 공기 공급관(40)을 통하여 공급되는 2차 공기의 연소에 의해 예혼합 화염(1F)의 주위로 확산화염(2F)이 형성된다.
상기 확산화염(2F)의 형성을 위한 2차 연료 및 2차 공기의 비는, 상기 예혼합 화염의 형성과는 반대로, 2차 연료량은 높이고 2차 공기량은 2차 연료량에 비하여 적은 상태, 즉, 연료농후연소(fuel rich) 상태로 확산화염(2F)을 형성하여 배기가스내 질소산화물을 최소화한다.
그리고, 연소로(100) 내에서의 연소에 의해 발생하는 배가스는 연소로(100) 상부로부터 하부로 유동하게 되고 연소로(100) 하부 측면으로 유동하는 배가스는 배가스 유입부(60)로 유입된다.
여기서, 배가스는 2차 공기 공급관(40)을 통하여 연소로(100)로 공급되는 2차 공기의 유속에 의해 발생하는 부압에 의해 배가스 유입부(60)로 유입된다.
상기와 같이 1차 연료 공급관(10) 및 1차 공기 공급관(20)이 연소로(100)로 삽입되는 길이를 조절함으로써 2차 공기의 유속조절이 가능하게 된다.
따라서, 배가스를 재순환 시키기 위한 별도의 장치를 구비할 필요가 없다는 장점이 있다.
배가스 유입부(60)로 유입되는 배가스는 재순환 유도부(70)를 통하여 연소로(100) 내부의 주위 즉, 2차 연료가 공급되는 측과 보염판(90)의 구멍으로 공급되어 연소로(100) 내의 각 확산화염(1F, 2F)에 의해 재연소가 이루어진다.
제1보염판(51)을 통하여 배가스가 연소로(100) 내부로 확산 공급되면서, 공급되는 배가스에 의해 예혼합 화염(1F) 및 확산화염(2F)을 구획할 수 있다는 장점을 갖는다.
그리고, 재순환 유도부(70)가 선단의 연소로(100) 측 중앙을 향하여 경사지도록 형성됨으로써, 재순환된 배가스가 연소로(100) 측으로 공급시 화염의 폭이 넓어지는 것이 방지되고, 따라서, 화염의 안정성이 더욱 확보될 수 있다.
다음, 도 3을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 연소장치를 상세히 설명한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 연소장치는 연소로(100), 1차 연료 공급관(10), 1차 공기 공급관(20), 2차 연료 공급관(30), 2차 공기 공급관(40), 예혼합부(45), 2차 연료 분사부(80), 메탈 화이버 구조체(50) 및 보염판(90)을 포함한다.
1차 연료 공급관(10)은 연소로(100) 일측에 위치하며, 1차 연료 공급관(10)을 통하여 연소로(100) 내부로 연료가 공급될 수 있다.
1차 공기 공급관(20)은 1차 연료 공급관(10) 주위를 감싸도록 위치하며, 1차 공기 공급관(20)을 통하여 1차 공기가 연소로(100) 내부로 공급될 수 있다.
예혼합부(45)는 상기 1차 연료 공급관(10)에 연통되도록 위치하며, 1차 연료 공급관(10)을 통하여 예혼합부(45) 내부로 공급된 연료가, 예혼합부(45) 둘레에 위치한 통공을 통하여 1차 연료로서 1차 공기 공급관(20)으로 유입된다.
이로써, 1차 연료 공급관(10)과 예혼합부(45)를 통하여 1차 공기 공급관(20)으로 유입된 상기 연료와, 1차 공기 공급관(20)으로 공급되어 연소로(100) 측으로 유입되는 1차 공기가 상기 1차 공기 공급관(20) 내에서 예혼합된다.
즉, 예혼합부(45) 외측 주위의 1차 공기 공급관(20) 내부 선단 부근에서 1차 연료와 1차 공기의 예혼합이 이루어진다.
2차 연료 분사부(80)는 다수개의 관이 예혼합부(45)의 선단측과 연통되어 반경방향 측으로 방사상으로 연장되도록 위치한다. 이로써, 1차 연료 공급관(10)을 통하여 예혼합부(45)로 유입된 연료 일부가 2차 연료로서 2차 연료 분사부(80)를 통하여 반경방향으로 연소로(100) 내부로 공급된다.
메탈 화이버 구조체(50)는 예혼합부(45) 선단부에 위치한다.
보염판(90)은 다수의 구멍이 형성된 판 형태로서 예혼합부(45)의 주위를 둘러싸도록 위치하고, 상기 다수의 구멍은 서로 다른 직경을 가질 수 있다.
이로써, 상기와 같이 예혼합부(45) 외측의 1차 공기 공급관(20) 선단 부근에서 예혼합된 1차 연료 및 1차 공기가 메탈 화이버 구조체(50)에 의해 확산되며 연소로(100) 내부로 공급된다.
2차 연료 공급관(30)은 1차 공기 공급관(20) 주위를 둘러싸도록 위치하며, 2차 연료 공급관(30)을 통하여 연소로 측으로 2차 연료가 공급된다.
2차 연료 공급관(30)의 선단부분에서 즉, 메탈 화이버 구조체(50)의 주위에서 방사상으로 연장되는 2차 연료 분사부(80)가 위치한다.
2차 연료 공급관(30)을 통하여 공급되는 2차 연료가 2차 연료 분사부(80)를 통하여 연소로 내 반경방향으로 분사된다.
2차 공기 공급관(40)은 1차 공기 공급관(20) 주위를 둘러싸도록 위치하며, 2차 공기 공급관(40)을 통하여 연소로(100) 내부로 2차 공기가 공급된다.
즉, 상기 1차 연료 공급관(10), 1차 공기 공급관(20), 2차 연료 공급관 (30) 및 2차 공기 공급관(40)은 동심 형태로서 순차로 직경이 커진다. 다시 말해, 2차 공기 공급관(40) 내에 2차 연료 공급관(30)이 위치하고, 2차 연료 공급관(30) 내에 1차 공기 공급관(20)이 위치하며, 1차 공기 공급관(20) 내에 1차 연료 공급관(10)이 위치한다.
또한, 상기 실시예에서와 마찬가지로, 1차 연료 공급관(10) 및 상기 1차 공기 공급관(20)은, 상기 연소로(100) 내로 삽입되는 길이가 조절 가능하도록 설치될 수 있다.
2차 공기 공급관(40) 일측, 구체적으로, 2차 공기 공급관(40)의 측면에는 그 일부가 개방된 배가스 유입부(60)가 위치하고, 배가스 유입부(60)로부터 1차 공기 공급관(20)측으로 연장형성되는 재순환 유도부(70)가 위치한다.
재순환 유도부(70)는 연소로(100) 측 중심 측을 향하여 경사진 형태로 연장형성될 수 있다.
이하, 도 3을 다시 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 연소장치의 연소 과정을 설명한다.
연료는 1차 연료 공급관(10)을 통하여 예혼합부(45)로 유입되어, 예혼합부(45) 둘레에 위치한 통공을 통하여 1차 연료로서 1차 공기 공급관(20)으로 유입되고, 1차 공기는 1차 공기 공급관(20)을 따라 선단측으로 유입된다.
이로써, 1차 연료 공급관(10)과 예혼합부(45)를 통하여, 1차 연료로서 1차 공기 공급관(20) 선단측으로 유입된 연료와, 1차 공기 공급관(20)으로 공급되어 연소로(100) 측으로 유입되는 1차 공기가 상기 1차 공기 공급관(20)의 선단 부근 즉, 예혼합부(45) 외측 주위에서 예혼합된다.
예혼합된 1차 연료 및 1차 공기는 예혼합부(45) 내부에서 예혼합부(45) 선단에 위치한 메탈 화이버 구조체(50)에 의해 확산되어 연소로(100) 내부로 공급되고, 혼합된 1차 연료 및 1차 공기가 연소되며 연소로(100) 내 중심부근에 예혼합 화염(1F)을 형성한다.
상기 예혼합 화염(1F)의 형성을 위한 1차 연료 및 1차 공기의 비는, 1차 연료를 최소화 하고, 1차 연료에 비하여 1차 공기량을 늘려, 연소시 발생하는 배가스 내 산소 농도가 높은 연료희박연소(fuel lean) 상태로 화염을 형성하여 질소산화물 농도를 최소화한다.
이와 같이, 1차 연료 및 1차 공기가 연소로(100) 내부로 공급되기 전에 예혼합부(45)에서 예혼합됨으로써 1차 연료와 1차 공기의 혼합을 촉진시킨다.
또한, 혼합된 1차 연료 및 1차 공기가 연소로(100) 내부로 공급되어 연소됨으로써, 연소시 형성되는 화염의 보염성 및 안정성이 향상된다.
한편, 2차 연료 공급관(30)을 통하여 연소로 (100) 측으로 공급되는 2차 연료는 2차 연료 분사부(80)를 통하여 연소로 내 반경방향으로 분사되고, 분사된 2차 연료와, 2차 공기 공급관(40)을 통하여 공급되는 2차 공기의 연소에 의해 예혼합 화염(1F)의 주위로 확산화염(2F)이 형성된다.
상기 확산화염(2F)의 형성을 위한 2차 연료 및 2차 공기의 비는, 상기 예혼합 화염의 형성과는 반대로, 2차 연료량은 높이고 2차 공기량은 2차 연료량에 비하여 적은 상태, 즉, 연료농후연소(fuel rich) 상태로 확산화염(2F)을 형성하여 배기가스내 질소산화물을 최소화한다.
그리고, 연소로(100) 내에서의 연소에 의해 발생하는 배가스는 연소로(100) 상부로부터 하부로 유동하게 되고 연소로(100) 하부 측면으로 유동하는 배가스는 배가스 유입부(60)로 유입된다.
여기서, 배가스는 2차 공기 공급관(40)을 통하여 연소로(100)로 공급되는 2차 공기의 유속에 의해 발생하는 부압에 의해 배가스 유입부(60)로 유입된다.
상기와 같이 1차 연료 공급관(10) 및 1차 공기 공급관(20)이 연소로(100)로 삽입되는 길이를 조절함으로써 2차 공기의 유속조절이 가능하게 된다.
따라서, 배가스를 재순환 시키기 위한 별도의 장치를 구비할 필요가 없다는 장점이 있다.
배가스 유입부(60)로 유입되는 배가스는 재순환 유도부(70)를 통하여 연소로(100) 내부의 주위 즉, 2차 연료가 공급되는 측과 보염판(90)의 구멍으로 공급되어 연소로(100) 내의 각 확산화염(1F, 2F)에 의해 재연소가 이루어진다.
메탈 화이버 구조체(50)을 통하여 배가스가 연소로(100) 내부로 확산 공급되면서, 공급되는 배가스에 의해 예혼합 화염(1F) 및 확산화염(2F)을 구획할 수 있다는 장점을 갖는다.
그리고, 재순환 유도부(70)가 선단의 연소로(100) 측 중앙을 향하여 경사지도록 형성됨으로써, 재순환된 배가스가 연소로(100) 측으로 공급시 화염의 폭이 넓어지는 것이 방지되고, 따라서, 화염의 안정성이 더욱 확보될 수 있다.
도 4 및 도 5는 각 상기 실시예에 따른 연소장치 연소시 발생하는 질소산화물(NOx) 및 일산화탄소(CO)의 농도를 나타낸 그래프로서,
모든 실시예에서 보염판(90)은 고정으로 설치되어 있으며 도 4는 도 1의 조건과 도 3의 조건 비교 결과이다. 즉 도 1의 조건은 1차 측 선회기(52)와 2차 측 보염판(90)이 설치 되어 있는 조건에서의 결과 그래프, 도 3의 조건은 1차 측 메탈 화이버 구조체(50)와 2차 측 보염판(90)이 설치 되어 있는 경우의 비교 그래프이다.
또한 도 5는 도 2의 조건과 도 3의 조건 비교 결과이다. 즉 도 2의 조건은 1차 측 보염판(51)과 2차 측 보염판(90)이 설치 되어 있는 조건에서의 결과 그래프, 도 3의 조건은 1차 측 메탈 화이버 구조체(50)와 2차 측 보염판(90)이 설치 되어 있는 경우의 비교 그래프로 적용된 각 조건에 따른 연소장치에서의 연소시 발생하는 질소산화물 및 일산화탄소의 농도를 나타낸다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100: 연소로
10: 연료 공급관
20: 1차 공기 공급관
30: 2차 연료 공급관
40: 2차 공기 공급관
45: 예혼합부
50: 메탈 화이버 구조체
51: 제1보염판
52: 선회기
60: 배가스 유입부
70: 재순환 유도부
80: 2차 연료 분사부
90: 보염판

Claims (22)

  1. 연소로(100);
    상기 연소로(100) 일측에 위치하며, 1차 연료가 공급되는 1차 연료 공급관(10);
    상기 1차 연료 공급관(10) 주위에 위치하며, 상기 1차 연료와의 이론공연비보다 많은 양의 1차 공기가 공급되는 1차 공기 공급관(20);
    상기 1차 공기 공급관(20) 주위에 위치하며, 2차 연료가 공급되는 2차 연료 공급관(30);
    상기 1차 공기 공급관(20) 주위를 둘러싸며, 상기 2차 연료와의 이론공연비보다 적은 양의 2차 공기가 공급되는 2차 공기 공급관(40);
    상기 1차 연료 공급관(10)에 연통되도록 위치하며, 상기 1차 연료 공급관(10)을 통하여 내부로 공급된 연료를 상기 1차 공기 공급관(20) 측으로 유입되도록 하는 예혼합부(45);
    상기 예혼합부(45) 선단에 위치하는 선회기(52);
    상기 2차 연료 공급관의 선단에서 반경방향 측으로 방사상으로 연장되는 다수의 2차 연료 분사부(80);
    상기 선회기(52)의 주위를 둘러싸도록 위치하는 보염판(90);
    상기 2차 공기 공급관(40) 일측에 위치하여 연소로(100) 내부에서 발생하는 배가스가 유입될 수 있는 배가스 유입부(60); 및
    상기 배가스 유입부(60)로부터 상기 1차 공기 공급관(20)측으로 경사지게 연장형성되는 재순환 유도부(70);를 포함하며,
    상기 예혼합부(45)를 통하여 상기 1차 공기 공급관(20)으로 유입된 상기 연료와, 상기 1차 공기가 상기 1차 공기 공급관(20) 내에서 혼합되고, 혼합된 상기 연료 및 상기 1차 공기가 상기 선회기(52)를 통하여 상기 연소로(100) 내부로 확산되며 공급되어 연소됨으로써 예혼합 화염(1F)이 형성되고,
    상기 2차 연료 분사부(80)를 통하여 연소로(100) 내부 반경방향으로 공급되는 상기 2차 연료 및 상기 2차 공기 공급관(40)을 통하여 상기 연소로(100)로 공급되는 상기 2차 공기가 연소됨으로써 확산화염(2F)이 형성되며,
    상기 연소로(100)에서 발생한 배가스는, 상기 2차 공기 공급관(40)을 통하여 상기 연소로(100)로 공급되는 상기 2차 공기의 유속에 의해 상기 배가스 유입부(60)로 유입되어 상기 재순환 유도부(70)와 상기 보염판(90)을 지나 상기 연소로(100) 내부로 다시 공급되고,
    상기 보염판(90)을 통하여 연소로(100) 내부로 다시 공급되는 배가스는 상기 선회기(52)에 의해 확산되어 상기 예혼합 화염(1F)과 상기 확산화염(2F) 사이를 구획하면서 상기 연소로(100) 내부에서 재연소 되며,
    상기 1차 연료 공급관(10) 및 상기 1차 공기 공급관(20)은, 상기 연소로(100) 내로 삽입되는 길이가 조절 가능한,
    연소장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 연소로(100);
    상기 연소로(100) 일측에 위치하며, 1차 연료가 공급되는 1차 연료 공급관(10);
    상기 1차 연료 공급관(10) 주위에 위치하며, 상기 1차 연료와의 이론공연비보다 많은 양의 1차 공기가 공급되는 1차 공기 공급관(20);
    상기 1차 공기 공급관(20) 주위에 위치하며, 2차 연료가 공급되는 2차 연료 공급관(30);
    상기 1차 공기 공급관(20) 주위를 둘러싸며, 상기 2차 연료와의 이론공연비보다 적은 양의 2차 공기가 공급되는 2차 공기 공급관(40);
    상기 1차 연료 공급관(10)에 연통되도록 위치하며, 상기 1차 연료 공급관(10)을 통하여 내부로 공급된 연료를 상기 1차 공기 공급관(20) 측으로 유입되도록 하는 예혼합부(45);
    상기 예혼합부(45) 선단에 위치하는 제1보염판(51);
    상기 2차 연료 공급관의 선단에서 반경방향 측으로 방사상으로 연장되는 다수의 2차 연료 분사부(80);
    상기 제1보염판(51)의 주위를 둘러싸도록 위치하는 제2보염판(90);
    상기 2차 공기 공급관(40) 일측에 위치하여 연소로(100) 내부에서 발생하는 배가스가 유입될 수 있는 배가스 유입부(60); 및
    상기 배가스 유입부(60)로부터 상기 1차 공기 공급관(20)측으로 경사지게 연장형성되는 재순환 유도부(70);를 포함하며,
    상기 예혼합부(45)를 통하여 상기 1차 공기 공급관(20)으로 유입된 상기 연료와, 상기 1차 공기가 상기 1차 공기 공급관(20) 내에서 혼합되고, 혼합된 상기 연료 및 상기 1차 공기가 상기 제1보염판(51)을 통하여 상기 연소로(100) 내부로 확산되며 공급되어 연소됨으로써 예혼합 화염(1F)이 형성되고,
    상기 2차 연료 분사부(80)를 통하여 연소로(100) 내부 반경방향으로 공급되는 상기 2차 연료 및 상기 2차 공기 공급관(40)을 통하여 상기 연소로(100)로 공급되는 상기 2차 공기가 연소됨으로써 확산화염(2F)이 형성되며,
    상기 연소로(100)에서 발생한 배가스는, 상기 2차 공기 공급관(40)을 통하여 상기 연소로(100)로 공급되는 상기 2차 공기의 유속에 의해 상기 배가스 유입부(60)로 유입되어 상기 재순환 유도부(70)와 상기 제2보염판(90)을 지나 상기 연소로(100) 내부로 다시 공급되고,
    상기 제2보염판(90)을 통하여 연소로(100) 내부로 다시 공급되는 배가스는 상기 제1보염판(51)에 의해 확산되어 상기 예혼합 화염(1F)과 상기 확산화염(2F) 사이를 구획하면서 상기 연소로(100) 내부에서 재연소 되며,
    상기 1차 연료 공급관(10) 및 상기 1차 공기 공급관(20)은, 상기 연소로(100) 내로 삽입되는 길이가 조절 가능한,
    연소장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 연소로(100);
    상기 연소로(100) 일측에 위치하며, 1차 연료가 공급되는 1차 연료 공급관(10);
    상기 1차 연료 공급관(10) 주위에 위치하며, 상기 1차 연료와의 이론공연비보다 많은 양의 1차 공기가 공급되는 1차 공기 공급관(20);
    상기 1차 공기 공급관(20) 주위에 위치하며, 2차 연료가 공급되는 2차 연료 공급관(30);
    상기 1차 공기 공급관(20) 주위를 둘러싸며, 상기 2차 연료와의 이론공연비보다 많은 양의 2차 공기가 공급되는 2차 공기 공급관(40);
    상기 1차 연료 공급관(10)에 연통되도록 위치하며, 상기 1차 연료 공급관(10)을 통하여 내부로 공급된 연료를 상기 1차 공기 공급관(20) 측으로 유입되도록 하는 예혼합부(45);
    상기 예혼합부(45) 선단에 위치하는 메탈 화이버 구조체(50);
    상기 2차 연료 공급관의 선단에서 반경방향 측으로 방사상으로 연장되는 다수의 2차 연료 분사부(80);
    상기 메탈 화이버 구조체(50)의 주위를 둘러싸도록 위치하는 보염판(90);
    상기 2차 공기 공급관(40) 일측에 위치하여 연소로(100) 내부에서 발생하는 배가스가 유입될 수 있는 배가스 유입부(60); 및
    상기 배가스 유입부(60)로부터 상기 1차 공기 공급관(20)측으로 경사지게 연장형성되는 재순환 유도부(70);를 포함하며,
    상기 예혼합부(45)를 통하여 상기 1차 공기 공급관(20)으로 유입된 상기 연료와, 상기 1차 공기가 상기 1차 공기 공급관(20) 내에서 혼합되고, 혼합된 상기 연료 및 상기 1차 공기가 상기 메탈 화이버 구조체(50)를 통하여 상기 연소로(100) 내부로 확산되며 공급되어 연소됨으로써 예혼합 화염(1F)이 형성되고,
    상기 2차 연료 분사부(80)를 통하여 연소로(100) 내부 반경방향으로 공급되는 상기 2차 연료 및 상기 2차 공기 공급관(40)을 통하여 상기 연소로(100)로 공급되는 상기 2차 공기가 연소됨으로써 확산화염(2F)이 형성되며,
    상기 연소로(100)에서 발생한 배가스는, 상기 2차 공기 공급관(40)을 통하여 상기 연소로(100)로 공급되는 상기 2차 공기의 유속에 의해 상기 배가스 유입부(60)로 유입되어 상기 재순환 유도부(70)와 상기 보염판(90)을 지나 상기 연소로(100) 내부로 다시 공급되고,
    상기 보염판(90)을 통하여 연소로(100) 내부로 다시 공급되는 배가스는 상기 메탈 화이버 구조체(50)에 의해 확산되어 상기 예혼합 화염(1F)과 상기 확산화염(2F) 사이를 구획하면서 상기 연소로(100) 내부에서 재연소 되며,
    상기 1차 연료 공급관(10) 및 상기 1차 공기 공급관(20)은, 상기 연소로(100) 내로 삽입되는 길이가 조절 가능한,
    연소장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
KR1020180031452A 2018-03-19 2018-03-19 예혼합 및 확산화염 형성을 통한 저질소산화물 연소장치 KR102068037B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180031452A KR102068037B1 (ko) 2018-03-19 2018-03-19 예혼합 및 확산화염 형성을 통한 저질소산화물 연소장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180031452A KR102068037B1 (ko) 2018-03-19 2018-03-19 예혼합 및 확산화염 형성을 통한 저질소산화물 연소장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190109860A KR20190109860A (ko) 2019-09-27
KR102068037B1 true KR102068037B1 (ko) 2020-01-20

Family

ID=68096925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180031452A KR102068037B1 (ko) 2018-03-19 2018-03-19 예혼합 및 확산화염 형성을 통한 저질소산화물 연소장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102068037B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102382599B1 (ko) * 2020-11-13 2022-04-05 한국생산기술연구원 초저질소산화물 연소장치 및 이를 포함하는 연소 시스템
KR102646199B1 (ko) * 2022-11-24 2024-03-13 한국생산기술연구원 연소가스의 내부재순환 유량 조절이 가능한 저공해 연소장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101254928B1 (ko) 2013-02-15 2013-04-19 주식회사 수국 저녹스형 버너
KR101287076B1 (ko) * 2013-03-04 2013-07-17 송금석 팬-메탈 화이버 가스버너
KR101508216B1 (ko) * 2014-12-23 2015-04-07 주식회사 수국 가스 및 오일 겸용 저녹스 버너

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3718820B2 (ja) * 1992-10-12 2005-11-24 バブコック日立株式会社 バーナ
JPH0861613A (ja) * 1994-08-24 1996-03-08 Ebara Boiler Kk 低ＮＯｘバーナ
KR101238301B1 (ko) * 2011-05-12 2013-02-28 한국에너지기술연구원 2단 부분예혼합 분리 분사 및 배가스 재순환 분사 기능을 갖는 저질소산화물 산소연소기
KR101203189B1 (ko) 2012-03-29 2012-11-21 한국생산기술연구원 연소가스의 내부 재순환을 통한 초저질소산화물 연소장치
KR101512352B1 (ko) 2013-11-12 2015-04-23 한국생산기술연구원 연소가스의 내부 재순환을 통한 초저질소산화물 연소장치 및 이의 운전방법
KR101992413B1 (ko) * 2016-06-03 2019-06-25 한국생산기술연구원 초저질소산화물 연소장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101254928B1 (ko) 2013-02-15 2013-04-19 주식회사 수국 저녹스형 버너
KR101287076B1 (ko) * 2013-03-04 2013-07-17 송금석 팬-메탈 화이버 가스버너
KR101508216B1 (ko) * 2014-12-23 2015-04-07 주식회사 수국 가스 및 오일 겸용 저녹스 버너

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190109860A (ko) 2019-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101512352B1 (ko) 연소가스의 내부 재순환을 통한 초저질소산화물 연소장치 및 이의 운전방법
US8276385B2 (en) Staged multi-tube premixing injector
KR101992413B1 (ko) 초저질소산화물 연소장치
US20070275337A1 (en) Premix burner and method for burning a low-calorie combustion gas
US20090249789A1 (en) Burner tube premixer and method for mixing air and gas in a gas turbine engine
US9920927B2 (en) Low NOx burner
KR101203189B1 (ko) 연소가스의 내부 재순환을 통한 초저질소산화물 연소장치
CN107477579B (zh) 低氮氧化物燃烧器
US6874323B2 (en) Low emissions hydrogen blended pilot
KR102068037B1 (ko) 예혼합 및 확산화염 형성을 통한 저질소산화물 연소장치
KR100810033B1 (ko) 배기 재순환 예혼합 연소장치
US5247797A (en) Head start partial premixing for reducing oxides of nitrogen emissions in gas turbine combustors
US9593848B2 (en) Non-symmetrical low NOx burner apparatus and method
CN112204307A (zh) 配备冲孔板型燃烧头的低氮氧化物燃烧器
KR102317704B1 (ko) 재순환 포트를 포함하는 초저질소산화물 연소장치
KR102261150B1 (ko) 버너 구조의 개선을 통한 벤츄리 효과를 이용하여 배가스의 내부 재순환이 가능한 저질소산화물 연소장치
KR101730545B1 (ko) 초저공해 연소장치
RU2768639C2 (ru) Радиационная стеновая горелка
KR102143032B1 (ko) 화염 복합형 저공해 연소기
JP7210119B2 (ja) 工業炉
KR102382600B1 (ko) 복합 선회 연소기
KR102298340B1 (ko) 질소산화물 배출저감용 버너장치
EP4253838A1 (en) Gas burner with low nox emission
US20240102649A1 (en) Fuel-air mixing and flame stabilization device for a low emission burner with internal flue gas recirculation
JP5057363B2 (ja) ガスタービン燃焼器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant