KR102226636B1

KR102226636B1 - 저녹스 잉여가스 연소 설비

Info

Publication number: KR102226636B1
Application number: KR1020200082703A
Authority: KR
Inventors: 신광섭; 윤재종
Original assignee: 주식회사 성진엠텍
Priority date: 2020-07-06
Filing date: 2020-07-06
Publication date: 2021-03-11

Abstract

본 발명은 저녹스 연소, 완전 연소, 설비의 내구성 향상, 환경 부하 경감 등의 효과를 얻을 수 있는 저녹스 잉여가스 연소 설비에 관한 것이다.
본 발명이 제안하는 저녹스 잉여가스 연소 설비는, 설치면 상에 구축되는 일정 높이의 프레임과, 설치면으로부터 일정 간격을 두고 프레임에 결합되는 일정 규격의 연소 반응로와, 연소 반응로의 연소영역 내에 가연성 가스와 조연성 기체의 혼합가스가 공급될 수 있도록 연소 반응로의 하부측에 배치되는 혼합가스 공급유닛과, 혼합가스 공급유닛에 의해 공급되는 혼합가스가 연소영역 내에서 확산하면서 와류를 형성할 수 있도록 혼합가스 공급유닛의 가스공급측 단부에 근접하여 배치되는 디퓨저와, 혼합가스의 연소시에 연소영역 내에 공기가 추가적으로 공급될 수 있도록 연소 반응로의 둘레벽에 부설되는 공기주입라인을 포함하여 이루어지며, 잉여가스 처리장치 또는 바이오가스, 천연가스, 매립가스, 유증기, 악취가스 등의 연소처리시설 등에 적용 가능하다.

Description

저녹스 잉여가스 연소 설비{Low-NOx flare stack}

본 발명은 저녹스 잉여가스 연소 설비에 관한 것이다.

더 구체적으로는, (ⅰ) 가연성 가스와 조연성 기체의 혼합가스가 연소영역 내에 체류하는 시간이 증가하고, (ⅱ) 혼합가스의 연소시에, 조연성 기체가 적절한 타이밍에 보충되며, (ⅲ) 연소 설비의 가동시에, 지속적으로 공급되는 혼합가스의 기류(氣流)에 밀려 화염이 어느 한쪽으로 편향되는 일없이 연소영역의 중앙부분에 형성될 수 있고, (ⅳ) 혼합가스나 연소가스가 디퓨저의 주변에서 맴돌이(eddy)를 형성하는 것에 의해 혼합가스의 완전 연소가 도모됨과 함께 대기로 방출되는 배기가스 중의 녹스(NOx)를 감소시킬 수 있는 저녹스 잉여가스 연소 설비에 관한 것이다.

여기서, 잉여가스란, 바이오가스, 천연가스, 매립가스, 유증기, 악취가스 등의 프로세스에 활용하고 남은 가스를 의미한다.

본 발명의 배경이 되는 선행기술로서, 예를 들면, 특허문헌 1에 개시된 잉여가스 처리장치가 제안되어 있다.

이 특허문헌 1은 본 출원인이 이전에 제안한 것으로서, 바닥에 수직으로 설치된 지지프레임에 고정되는 원통형 연소로와, 잉여가스가 원통형 연소로 내에서 연소되어 생성된 배기가스가 대기 중으로 배출되도록 원통형 연소로의 상부에 설치되는 원통형 굴뚝과, 원통형 연소로 내에 잉여가스가 공급될 수 있도록 원통형 연소로의 하부에 설치되는 가스공급관과, 원통형 연소로 내에 위치되는 가스공급관의 단부에 방사상으로 설치되는 다수의 다공형 노즐관과, 다공형 노즐관의 근방에 배치되는 점화용 가스관 및 착화용 전극봉과, 원통형 연소로 내에 공급되는 잉여가스가 다수의 익편을 통과하면서 와류를 형성하고 확산하도록 다수의 다공형 노즐관의 위쪽에 배치되는 디퓨저와, 정류판이 내장된 형태로 가스공급관의 주위를 포위하는 공기 챔버를 가진 구성으로 이루어지는 것에 의해, 화염이 한쪽으로 편향되는 일없이 안정적으로 유지되고 또 잉여가스의 완전 연소를 도모할 수 있는 작용효과가 발휘되는 것이었다.

특허문헌 1에 따른 잉여가스 처리장치가 종래 구성의 다른 장치에 비해 성능이 뛰어난 것은 사실이지만, 예를 들면, 대기 중에 방출하는 배기가스의 온도를 낮추고, 배기가스 중의 NOx의 양이나 비율을 저감하며, 설비의 내구수명을 증가시키는 등, 현행보다 성능을 한층 더 향상시킬 수 있는 여지가 있다.

본 발명은 이러한 관점에 입각하여, 연구를 거듭하여 완성된 것이다.

특허문헌 1 : 등록특허공보 등록번호 10-1981215

본 발명의 제1 과제는 가연성 가스와 조연성 기체의 혼합 특성을 제어하거나, 연소영역 내의 산소량이나 산소 농도 및 화염 온도를 제어하는 등의 방법에 의해서, 연소 온도를 조절하고 또한 질소산화물(NOx)의 생성을 억제할 수 있는 연소 기술을 제공하는 것이다(저녹스 연소).

본 발명의 제2 과제는 가연성 가스와 조연성 기체의 혼합가스가 연소영역 내에 체류하는 시간을 증가시키고, 혼합가스의 연소시에 조연성 기체가 적절한 타이밍에 보충되도록 하며, 혼합가스나 혼합가스의 연소가스가 디퓨저의 주변에서 맴돌이를 형성하는 것에 의해, 혼합가스의 완전 연소를 도모할 수 있는 연소 기술을 제공하는 것이다(완전 연소).

본 발명의 제3 과제는 화염이 어느 한쪽으로 편향되는 일없이 연소영역의 중앙부분에 형성되도록 하는 것에 의해, 안정적인 연소가 이루어지게 함과 아울러 설비의 내구성을 향상시킬 수 있는 연소 기술을 제공하는 것이다(설비 보호).

본 발명의 제4 과제는 대기 중으로 방출되는 배기가스의 온도를 낮추고 배기가스 중의 녹스(NOx)의 양이나 비율을 저감할 수 있는 연소 기술을 제공하는 것이다(환경 부하 감소).

그 밖의 과제는 후술하는 실시예의 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 본 발명의 과제들은, 다음과 같은 구성에 의해 달성될 수 있다.

[1] 설치면 상에 구축되는 일정 높이의 프레임과, 상기 설치면으로부터 일정 간격을 두고 상기 프레임에 결합되는 일정 규격의 연소 반응로와, 상기 연소 반응로의 연소영역 내에 가연성 가스와 조연성 기체의 혼합가스가 공급될 수 있도록 상기 연소 반응로의 하부측에 배치되는 혼합가스 공급유닛과, 상기 혼합가스 공급유닛에 의해 공급되는 혼합가스가 상기 연소영역 내에서 확산하면서 와류를 형성할 수 있도록 상기 혼합가스 공급유닛의 가스공급측 단부에 근접하여 배치되는 디퓨저와, 혼합가스의 연소시에 상기 연소영역 내에 공기가 추가적으로 공급될 수 있도록 상기 연소 반응로의 둘레벽에 부설되는 공기주입라인을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저녹스 잉여가스 연소 설비.

[2] 상기 [1]에서, 상기 혼합가스 공급유닛은 조연성 기체의 흐름을 정류하기 위한 정류판이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 저녹스 잉여가스 연소 설비.

[3] 상기 [1] 또는 [2]에서, 상기 디퓨저는 상기 혼합가스 공급유닛을 구성하는 다공형 노즐관의 위쪽에 배치되며, 상기 다공형 노즐관을 통해 공급되는 혼합가스가 상기 연소영역 내에서 시계방향 또는 반시계방향으로 선회하게 하는 방향유도편이 상기 디퓨저의 각각의 혼합가스 유로마다 구비된 것을 특징으로 하는 저녹스 잉여가스 연소 설비.

[4] 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에서, 상기 공기주입라인은 상기 연소 반응로의 높이방향을 상하방향이라고 할 때, 상기 연소 반응로의 연소영역의 하측에 공기를 주입하는 하측 공기주입라인과 상기 연소영역의 상측에 공기를 주입하는 상측 공기주입라인으로 구성되며, 상기 공기주입라인을 통해 공급되는 공기는 상기 연소 반응로의 둘레벽을 따라 선회하면서 상승하도록 상기 연소 반응로의 중심으로부터 연소 반응로의 둘레벽에 수직한 가상의 방사선에 대해서 일정 각도만큼 비켜 상향 기류의 형태로 공급되는 것을 특징으로 하는 저녹스 잉여가스 연소 설비.

[5] 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에서, 상기 연소 반응로의 상단부에, 자연 급기에 의해, 대기로 방출되는 배기가스의 온도를 저하시키는 자연 냉각 방식의 온도저감장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 저녹스 잉여가스 연소 설비.

본 발명이 제안하는 저녹스 잉여가스 연소 설비에 따르면, 가연성 가스와 조연성 기체의 혼합가스가 연소 반응로의 연소영역 내에서 연소될 때, 연소영역의 상측과 하측 중 적어도 한쪽을 통해서 조연성 기체가 지속적으로 또는 간헐적으로 보충(공급)될 수 있으므로, 혼합가스가 완전 연소되거나 완전 연소에 가까운 형태로 연소될 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 저녹스 잉여가스 연소 설비에서는, 연소영역의 상측과 하측으로 공급되는 조연성 기체가 연소 반응로의 둘레벽의 내면을 따라 상승하면 선회하는 공기층을 형성하므로, 이 공기층의 냉각 효과 및 열기나 화염의 차단 효과에 의해 연소 반응로의 대미지(damage)가 억제되어 설비의 내구성이 향상되는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 저녹스 잉여가스 연소 설비에서는, 혼합가스가 연소영역의 대략 중앙부에 배치된 디퓨저를 통과하는 과정에서, 디퓨저의 혼합가스 유로 부근에 마련된 방향유도편에 의해 연소영역의 전체 범위로 확산하면서 와류를 형성하므로, 연소영역 내에서의 혼합가스의 체류시간이 증가함과 아울러 혼합가스가 방향유도편 부근에서 맴돌이(eddy)를 형성하게 되어, 혼합가스나 불완전 연소가스가 화염의 영향권 내에 머무는 시간이 늘어나, 더 완전하게 연소될 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 저녹스 잉여가스 연소 설비에서, 공기주입라인을 통해 공급되는 조연성 기체는 연소 반응로의 내벽면(둘레벽의 내면)을 따라 상승하면 선회하는 공기층을 형성하고, 디퓨저를 통해 공급되는 혼합가스는 연소영역 내에서 시계방향 또는 반시계방향으로 선회하는 기류를 형성하므로, 상기 기류와 공기층의 보염(保炎) 효과에 의해, 화염이 어느 한쪽으로 편향되는 일없이, 연소영역의 중앙부분에 안정적으로 유지되어, 완전 연소에 한층 더 일조할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 저녹스 잉여가스 연소 설비는, 고온의 배기가스가 대기 중에 그대로 배출되는 것이 아니라, 연소 반응로의 상단부와 온도저감장치 사이의 자연 급기구(공기통로)를 통해 유입된 외기와 혼합되어 배출되므로, 환경 부하를 경감할 수 있는 이점이 있다.

그리고 상술한 각 이점들의 동반 상승작용에 의해, 배기가스 중의 녹스(NOx)가 현저히 감소되는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 기술 사상(발명 컨셉)이 잉여가스 처리장치에 적용된 예를 나타낸 것으로서, 더 구체적으로는 특허문헌 1(본 출원인의 선등록 특허 제1981215호)의 잉여가스 처리장치에 대해 구조 변경과 성능 개선이 행해진 상태를 나타내는 설명도이다.
도 2는 도 1에서의 공기주입라인의 배치 구조를 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합가스 공급유닛과 디퓨저의 배치 구성을 도시한 것으로서, 특허문헌 1의 도 2를 차용하여 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합가스 공급유닛과 디퓨저의 배치 구성을 도시한 것으로서, 특허문헌 1의 도 4를 차용하여 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 첨부도면에 근거하여 설명된다.

여기서, 후술하는 실시예는 본 발명의 기술 사상을 특허문헌 1의 잉여가스 처리장치에 적용한 예로서, 특허문헌 1의 개시 내용으로부터 파악 가능한 구성요소 중 일부에 대해서는 구체적인 설명을 생략하는 것으로 한다.

또한, 후술하는 실시예에서는 가연성 가스로서 잉여가스가 사용되고, 조연성 기체로서 통상의 공기가 사용되지만, 잉여가스와는 다른 가스상 물질, 예를 들면 바이오가스나 천연가스, 유증기와 같은 이른바 연료가스가 가연성 가스로 사용되는 연소 설비라면, 산소부화공기가 조연성 기체로 사용되어도 된다. 산소부화공기는, 막분리법이나 심냉법 또는 그 외 방법에 의해 제조 가능하다.

본 발명의 일 실시예를 설명하기에 앞서, 설명의 편의상, 이 기술분야에서 공지되어 있는 저녹스 연소 기술에 대해 간략히 소개한다.

<녹스(NOx)의 개요>

⊙ NO

1) 무색무취로 물에 녹지 않는다.

2) 1,500℃ 이상의 고온 연소시에 발생한다.

⊙ NO₂

1) 적황색의 색상을 가지며, 매캐한 냄새가 난다.

2) 높은 부식성과 자극성이 있다.

- 10ppm : 수분 간 노출시, 코와 눈의 점막을 손상시킬 수 있다.

- 150ppm : 수분 간 노출시, 기관지염 발생의 원인이 된다.

- 500ppm : 수분 간 노출시, 폐부종을 일으킬 수 있다.

⊙ 대기 중에 함유되어 있는 NO는 산화작용(연소)에 의하여 질소산화물(NOx)로 변한다.

⊙ 녹스(NOx)는 발생 메커니즘에 따라, 아래의 표 1과 같이, 통상적으로, 3종류로 구분된다.

서멀 녹스(Thermal NOx)	● 연소용 공기에 함유되어 있는 NO가 1,500℃ 이상의 고온에서 연소(산화반응)할 때에 발생 ● 서멀 녹스가 전체 녹스 발생량의 70∼80%를 차지
프롬프트 녹스(Prompt NOx)	● 화염의 가장자리에서 미연소 탄화수소가 대기 중의 질소와 결합하여 순간적으로 발생했다가 소멸 ● 전체 녹스 발생량의 25% 정도를 차지 ● 메탄(CH₄), 프로판(C₃H₈) 등의 탄화수소 계열에서 다량 생성되며, H₂ 계열은 소량 생성
연료 녹스(Fuel NOx)	● 연료에 함유된 질소 성분에 의해 발생 ● 산소 농도 3% 이상의 과잉공기(산소부화공기)가 화염 중심부에 유입했을 때에 발생

<저녹스 연소기의 개념>

⊙ 연료 및 공기의 혼합 특성을 조절하거나, 연소영역의 산소 농도와 화염 온도를 조절하는 등의 방법으로, 연소 온도 및 연료에 의한 질소산화물의 생성을 억제시키는 기능과 저감 효율을 가진 연소기이다.

⊙ 녹스(NOx) 저감 방식별 제거효율

1) 단계적 연소형 : 40∼50% 저감

2) 혼합촉진형 : 20∼40% 저감

3) 분할 화염형 : 18∼40% 저감

4) 자체순환형 : 10∼20% 저감

⊙ 저녹스 연소기의 유형

저녹스 연소기는, 연소용 공기의 주입 방식 및 연료-연소용 공기의 혼합 방식에 따라, 아래의 표 2 및 표 3에 나타나 있는 유형으로 구분하기도 한다.

자연 급기 방식	벤츄리관으로 가스 압력에 의하여 연소용 공기가 유입되는 방식 - 벤츄리관을 통해 50% 미만의 연소용 공기가 공급 - 나머지 공기의 전량은 연소실에 공급
유도 급기 방식	연소실에 설치된 별도의 송풍기로 연소용 공기를 공급하는 방식
강제 급기 방식	연료량에 맞춰서 연소용 공기의 공급량을 조정할 수 있는 방식 - 가장 효율적인 연소가 행해지는 혼합비로 연료와 공기를 혼합 - 연소가스는 배기관을 통해서 강제 배출 - 가스/오일 겸용인 경우가 대다수

선혼합 50%	가스와 연소용 공기를 사전에 50% 혼합하여 디퓨저(또는 서포터)로 공급하는 방식의 연소기
선혼합 100%	가스와 연소용 공기를 사전에 100% 혼합하여 디퓨저로 공급하는 방식의 연소기
확산화염	가스와 연소용 공기를 서로 다른 라인을 통해 공급하고 화염확산기에서 혼합하는 방식의 연소기

실시예

첨부도면은 본 발명의 기술 사상이 잉여가스 처리장치에 적용된 일 실시예를 도시한 것으로서, 도 1과 도 2를 제외하고, 특허문헌 1의 첨부도면 중 일부를 차용한 것이다.

본 실시예는 특허문헌 1에 개시된 잉여가스 처리장치의 구조 개량을 통해 가스상 물질의 연소 특성을 개선한 것으로서, 완전 연소 또는 그에 버금가는 연소에 의해 녹스(NOx) 생성량을 현저히 저감할 수 있는 효과뿐 아니라, 설비의 내구성 향상 및 환경 부하 경감과 같은 효과도 얻을 수 있다.

첨부도면으로부터 확인되는 바와 같이, 본 실시예에 따른 잉여가스 처리장치는, 설치면(G) 상에 수직으로 세워지는 일정 높이의 프레임(100)과, 설치면(G)으로부터 일정 간격을 두고 프레임(100)의 상부측에 설치되는 일정 규격의 연소 반응로(200)와, 연소 반응로(200)의 연소영역 내에 가연성 가스와 조연성 기체의 혼합가스가 공급될 수 있도록 연소 반응로(200)의 하부측에 설치되는 혼합가스 공급유닛(300)과, 혼합가스 공급유닛(300)에 의해 공급되는 혼합가스가 연소 반응로(200)의 연소영역 내에서 확산하면서 와류를 형성할 수 있도록 혼합가스 공급유닛(300)의 가스공급측 단부에 근접하여 배치되는 디퓨저(400)와, 혼합가스의 연소시에 연소 반응로(200)의 연소영역 내에 보충 공기가 공급될 수 있도록 연소 반응로(200)의 둘레벽(210)에 부설되는 공기주입라인(500)과, 연소 반응로(200)의 상단부에 배치되는 온도저감장치(600)를 구비한 형태로 이루어져 있다.

설치면(G)은, 지면(地面)이나 건물 바닥면 또는 지면 위에 콘크리트 등을 타설하여 형성한 포장면일 수 있다.

프레임(100)은, 형강이나 강관 등의 철제 구조물이거나, 벽돌 등의 건자재로 구축한 건조물일 수 있으며, 설치면(G)에 고정된다.

연소 반응로(200)는, 원통형으로 제작하는 것이 일반적이지만, 그 외 형태로 제작하는 경우도 고려할 수 있다.

연소 반응로(200)의 연소영역을 규정하는 둘레벽(210)은, 내화재 또는 단열재로 구성될 수 있다.

혼합가스 공급유닛(300)은, 도 1과 도 3 및 도 4로부터 파악되는 바와 같이, 연소 반응로(200)의 연소영역 안으로 잉여가스를 공급하는 잉여가스 공급라인(340)이 연소 반응로(200)의 하부측에 설치되고, 잉여가스 공급라인(340)의 출구측 가까이에는 다수의 다공형 노즐관(350)이 방사상으로 배치되어 있으며, 통 모양의 급기 챔버(320)가 다수의 다공형 노즐관(350)과 잉여가스 공급라인(340)의 출구측 단부를 둘러싸는 형태로 설치되고, 급기 챔버(320)의 일측(예를 들면, 하면측)에는 송풍기(330)의 출구단이 직접 연결되거나 덕트를 개재하여 접속되며, 송풍기(330)를 통해서 급기 챔버(320) 안으로 송풍된 공기가 연소 반응로(200)의 연소영역 안으로 도입되기 직전에 공기 흐름을 정숙하게 하는 정류판(310)이 급기 챔버(320)의 내부에 설치된 구조로 이루어져 있다.

정류판(310)으로서, 다수의 구멍이 천공된 다공판(또는 타공판)을 사용하는 것이 보통이지만, 다공판 이외의 구조라도, 정류 작용이 있는 것이라면, 사용 가능하다.

디퓨저(400)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 혼합가스 유로(420)가 형성된 원판 형태로서, 혼합가스 유로(420)를 통과한 혼합가스가 시계방향이나 반시계방향으로 선회하게 하는 방향유도편(410)이 각각의 혼합가스 유로(420)마다 구비되어 있다. 이 방향유도편(410)은, 특허문헌 1의 익편에 해당한다.

다음으로, 공기주입라인(500)은, 도 1 및 도 2에 잘 나타나 있는 바와 같이, 연소 반응로(200)의 높이방향을 상하방향이라고 할 때, 연소 반응로(200)의 연소영역의 하측으로 공기를 주입하는 하측 공기주입라인(510)과, 연소 반응로(200)의 연소영역의 상측으로 공기를 주입하는 상측 공기주입라인(520)으로 구성되어 있다.

도시된 예에서, 하측 공기주입라인(510)은 연소 반응로(200)의 둘레를 따라, 일정 간격으로(예를 들면, 30° 간격마다), 단위파이프가 연소 반응로(200)의 하면을 관입한 구조로 되어 있으며, 연소 반응로(200)의 외측으로 노출되는 단위파이프의 단부에는, 레버 조작에 의해 외기의 통과량을 조절할 수 있는 밸브가 설치되어 있다. 하측 공기주입라인(510)의 변형예로서, 각각의 단위파이프가 하나의 공통라인에 접속되고, 이 공통라인의 일측 단부에, 혼합가스 공급유닛(300)의 송풍기(330)와는 별개의 송풍기가 설치되어 있는 구성도 가능할 것이다. 또한, 하측 공기주입라인(510)을 통해 보충하는 외기의 온도를 조절할 필요가 있는 경우라면, 송풍기 대신, 열풍기가 사용되어도 된다.

상측 공기주입라인(520)은, 연소 반응로(200)의 중심으로부터 둘레벽(210)에 수직한 가상의 방사선에 대해 일정 각도만큼 비켜나 있는 위치에서 보충 공기가 방출되는 형태로, 다수 개가 설치되어 있다. 따라서, 보충 공기는 연소 반응로(200)의 둘레벽(210)을 따라 선회하면서 상승하는 기류를 형성하게 된다. 도 1에서, 이들 8개의 상측 공기주입라인(520)은 송풍기(330)의 출구단에 연결된 덕트로부터 분기된 하나의 공통라인에 접속된 구조로 되어 있다. 상측 공기주입라인(520)의 변형예로서, 상기 공통라인에 공급되는 보충 공기는 혼합가스 공급유닛(300)의 송풍기(330)와는 별개의 송풍기로부터 제공되어도 된다.

온도저감장치(600)는 연소 반응로(200)의 상단부 표면과의 사이에 자연 급기구(공기통로)(610)가 형성될 수 있는 상태로 설치된다.

이러한 구성에 따르면, 대부분의 혼합가스는 디퓨저(400)의 근방에서 연소하고, 일부 미연소 혼합가스와 불완전 연소가스는 하측 공기주입라인(510)과 상측 공기주입라인(520)의 근방에서 연소하므로, 이러한 다단 연소를 통해, 배기가스 중의 녹스(NOx)를 현저히 저감시킬 수 있다.

한편, 본 명세서에 언급되지 않았지만, 특허문헌 1의 모든 구성요소는, 필요에 따라, 본 발명에 도입될 수 있다.

이상으로, 본 발명에 따른 실시예가 설명되었으나, 이 실시예는 예시에 불과하다. 그래서 이 기술분야의 통상의 기술자라면, 통상의 창작 능력을 발휘하여, 상기 실시예로부터 다양한 변형예를 용이하게 구현할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의해 정해져야 하며, 균등 범위의 변형예는 본 발명의 보호 범위에 포함되는 것으로 이해해야 할 것이다.

G…설치면
100…프레임
200…연소 반응로
210…둘레벽
300…혼합가스 공급유닛
310…정류판
320…급기 챔버
330…송풍기
340…잉여가스 공급라인
350…다공형 노즐관
400…디퓨저
410…방향유도편
420…혼합가스 유로
500…공기주입라인
510…하측 공기주입라인
520…상측 공기주입라인
600…온도저감장치
610…자연 급기구(給氣口)

Claims

설치면 상에 구축되는 일정 높이의 프레임과, 상기 설치면으로부터 일정 간격을 두고 상기 프레임에 결합되는 일정 규격의 연소 반응로와, 상기 연소 반응로의 연소영역 내에 가연성 가스와 조연성 기체의 혼합가스가 공급될 수 있도록 상기 연소 반응로의 하부측에 배치되는 혼합가스 공급유닛과, 상기 혼합가스 공급유닛에 의해 공급되는 혼합가스가 상기 연소영역 내에서 확산하면서 와류를 형성할 수 있도록 상기 혼합가스 공급유닛의 가스공급측 단부에 근접하여 배치되는 디퓨저와, 혼합가스의 연소시에 상기 연소영역 내에 공기가 추가적으로 공급될 수 있도록 상기 연소 반응로에 부설되는 공기주입라인을 포함하여 이루어지는 저녹스 잉여가스 연소 설비로서,
상기 연소 반응로의 높이방향을 상하방향이라고 할 때, 상기 공기주입라인은 상기 연소 반응로의 연소영역의 하측에 공기를 주입하는 하측 공기주입라인과 상기 연소영역의 상측에 공기를 주입하는 상측 공기주입라인으로 구성되며,
상기 하측 공기주입라인은 상기 연소 반응로의 둘레방향으로의 일정 간격마다 상기 연소 반응로의 하면에 다수의 파이프를 관입시켜 구성되고, 상기 상측 공기주입라인은 상기 연소 반응로의 중심으로부터 상기 연소 반응로의 둘레벽에 수직한 가상의 방사선에 대해 일정 각도만큼 비켜서 상기 둘레벽에 다수의 파이프를 관입시켜 구성되는 것에 의해,
상기 하측 공기주입라인을 통해 주입되는 공기에 의해서는 상기 연소 반응로의 둘레벽을 따라 상승하는 기류가 형성되고, 상기 상측 공기주입라인을 통해 주입되는 공기에 의해서는 상기 연소 반응로의 둘레벽을 따라 선회하면서 상승하는 기류가 형성되는 것을 특징으로 하는 저녹스 잉여가스 연소 설비.
청구항 1에 있어서,
상기 혼합가스 공급유닛은 조연성 기체의 흐름을 정류하기 위한 정류판이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 저녹스 잉여가스 연소 설비.
청구항 2에 있어서,
상기 디퓨저는 다수의 혼합가스 유로를 가진 다공판으로서, 상기 혼합가스 유로를 통과한 혼합가스가 상기 연소영역 내에서 시계방향 또는 반시계방향으로 선회하게 하는 방향유도편이 각각의 혼합가스 유로마다 구비된 것을 특징으로 하는 저녹스 잉여가스 연소 설비.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연소 반응로의 상단부에, 자연 급기에 의해, 대기로 방출되는 배기가스의 온도를 저하시키는 자연 냉각 방식의 온도저감장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 저녹스 잉여가스 연소 설비.
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