KR102236937B1 - Stage Combustion Firing Burner for Gas - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보일러등 연소기기에 사용되는 버너의 배기가스 중 질소산화물의 생성을 억제함과 아울러 완전연소를 도모할 수 있도록 하여서 된 단계 연소형 저녹스(低NOx) 연소버너를 개시한다.
본 발명은 이를 위하여 연료와 연소공기가 신속히 균일하게 혼합된 상태로 버너에 공급되도록 함과 아울러, 제1연소버너에 의하여 분출되는 화염의 둘레 및 길이 전체 표면을 제2연소버너에 의한 화염이 감싼 상태로 형성되도록 함으로써 화염의 전체 길이에 걸쳐 표면 온도를 효과적으로 저하시킬 수 있게 하여 Thermal NOx의 발생을 억제하고 완전연소를 도모할 수 있도록 한다.
이에 따라, 본 발명은 균일하게 분산되어 혼합된 혼합가스가 제1,2연소버너에 공급됨에 따라 화염상태가 안정되고 불안정한 연소로 인한 일산화탄소등 유해가스 발생이 방지될 뿐만 아니라, 화염 표면 온도를 낮추어 Thermal NOx 발생을 억제함과 아울러 완전연소에 의하여 열효율의 향상과 공해 물질을 배출하지 않는 이상적인 연소 상태가 확보되는 효과가 있다.
The present invention discloses a stage combustion type low-nox combustion burner that suppresses the generation of nitrogen oxides in the exhaust gas of a burner used in a combustion apparatus such as a boiler and enables complete combustion.
In the present invention, fuel and combustion air are supplied to the burner in a state where fuel and combustion air are rapidly and uniformly mixed for this purpose, and the flame by the second combustion burner covers the entire surface of the circumference and length of the flame ejected by the first combustion burner. By forming in a state, it is possible to effectively lower the surface temperature over the entire length of the flame, thereby suppressing the generation of thermal NOx and achieving complete combustion.
Accordingly, in the present invention, as the mixed gas uniformly dispersed and mixed is supplied to the first and second combustion burners, the flame state is stabilized and the generation of harmful gases such as carbon monoxide due to unstable combustion is prevented, as well as lowering the flame surface temperature. In addition to suppressing the generation of thermal NOx, there is an effect of improving thermal efficiency and ensuring an ideal combustion state that does not emit pollutants through complete combustion.

Description

단계 연소형 저녹스 연소버너{Stage Combustion Firing Burner for Gas}Stage Combustion Firing Burner for Gas

본 발명은 보일러 등 연소기기에 사용되는 버너의 배기가스 중 질소산화물의 생성을 억제함과 아울러 완전연소를 도모할 수 있도록 하여서 된 단계 연소형 저녹스(低NOx) 연소버너에 관한 것이다.The present invention relates to a stage combustion type low-nox combustion burner that suppresses the generation of nitrogen oxides in exhaust gas of a burner used in a combustion device such as a boiler and achieves complete combustion.

주지하는 바와 같이 공해를 유발하는 대표적인 오염물질인 NOx는 연소 반응에 따른 화염의 열적 특성에 따라서 발생되는 양이 결정된다. 즉, 연소 과정에서 공기 중의 질소가 고온에서 산화되면서 질소 산화물이 발생하는 것이며, 산업용 보일러, 소각로 등이 주요한 질소 산화물의 배출원으로 지목되어 있다.As is well known, the amount of NOx, which is a representative pollutant causing pollution, is determined according to the thermal characteristics of the flame according to the combustion reaction. That is, nitrogen oxides are generated as nitrogen in the air is oxidized at high temperatures during the combustion process, and industrial boilers and incinerators have been pointed out as major sources of nitrogen oxides.

이러한 질소 산화물은 기관지염증, 천식, 만성기관지염을 일으키며 산성비의 원인으로 식물을 고사시키는 등 주요 대기오염물질로 규제되고 있는 것이다.These nitrogen oxides cause bronchitis, asthma, and chronic bronchitis, and are regulated as major air pollutants such as plant death due to acid rain.

그러므로, 배기가스 중의 질소산화물 발생량을 줄이기 위한 많은 시도가 있었으며, 이러한 저녹스 버너는 일반버너와 달리 불꽃 양 옆에 보조 불꽃을 태워 완전연소를 도모하여 열효율을 높이고 환경을 파괴하는 질소산화물(NOx)의 배출을 감소시키도록 하는 것이다. 이를 설명하기 위하여 일반버너 및 저녹스 버너의 화염 사진을 도1로 도시하였다.Therefore, many attempts have been made to reduce the amount of nitrogen oxide generated in exhaust gas, and unlike general burners, these low-nox burners burn auxiliary flames on both sides of the flame to promote complete combustion, thereby increasing thermal efficiency and destroying the environment. It is to reduce the emission of. To illustrate this, a picture of a flame of a general burner and a low-nox burner is shown in FIG. 1.

또한, 최근에 제안된 저녹스버너의 대표적인 예를 대한민국 등록특허 10-1569455(발명의 명칭: 복합형 저녹스 버너; 이하 '인용발명'이라 함)에서 살펴 볼 수 있다. 이러한 인용발명은 도2로 도시한 바와 같이 공기를 연소실로 안내하며, 연소실 내측 방향 종단에는 연소 헤드가 배치되고, 내부에는 연료 공급관이 마련되어 연소 헤드로 연결되는 튜브 및 튜브의 외주연 일측에 적어도 하나 마련되고, 연소실로 연료를 분사하여 분할 화염을 형성하는 파이프 형상이며, 외주연 일 영역에는 연소 가스 유입을 위한 가스 유입구가 형성되는 연료 스퍼드를 포함하고, 연료 스퍼드에서 연료를 분사할 때, 발생하는 압력 차를 이용하여 연소 가스를 유인하여 상기 연소실 내에서 상기 연소 가스를 연소시킴으로써 공기를 연소실로 안내하며, 연소실 내측 방향 종단에는 연소 헤드가 배치되고, 내부에는 연료 공급관이 마련되어 연소 헤드로 연결되는 튜브 및 파이프 형상이며, 튜브의 외주연 일측에 적어도 하나가 설치되고, 연소 헤드에서 생성되는 주 화염과 이격되는 분할 화염을 형성하며, 1000℃ 이상의 온도에서 생성되는 프롬프트 녹스의 억제를 위해, 주 화염의 외주연 중 1000℃ 이하인 영역을 향해 연료를 분사하는 연료 스퍼드를 포함하여서 된 것이다.In addition, a representative example of the recently proposed low-nox burner can be found in Korean Patent Registration No. 10-1569455 (name of the invention: hybrid low-nox burner; hereinafter referred to as'cited invention'). This cited invention guides air into the combustion chamber as shown in Fig. 2, and the combustion head is disposed at the end of the combustion chamber in the inner direction, and a fuel supply pipe is provided inside the tube connected to the combustion head and at least one on one side of the outer periphery of the tube. It is provided and has a pipe shape for injecting fuel into the combustion chamber to form a divided flame, and includes a fuel spud in which a gas inlet for inflow of combustion gas is formed in one region of the outer periphery, and when fuel is injected from the fuel spud, Using the generated pressure difference, the combustion gas is guided to the combustion chamber by inducing the combustion gas and combusting the combustion gas in the combustion chamber, and a combustion head is arranged at the end of the combustion chamber in the inner direction, and a fuel supply pipe is provided inside and connected to the combustion head. It is shaped like a tube and a pipe, and at least one is installed on one side of the outer periphery of the tube, and forms a split flame that is spaced apart from the main flame generated from the combustion head. It includes a fuel spud that injects fuel toward a region below 1000℃ in the outer periphery of the flame.

이에 따라, 인용발명은 연료 스퍼드와 연소 헤드의 이격거리 만큼 주 화염과 분할 화염이 이격되고, 주 화염과 분할 화염이 이루는 화염 군의 표면적 증대를 통해 연소실의 전열면의 복사열 흡수를 촉진하여 녹스 발생량을 낮추며, 연료 스퍼드가 연료를 분사할 때 발생하는 압력 차를 이용하여 연소실 내 연소 가스를 유인함으로써, 분사되는 연료의 발열량을 낮추는 복합형 저녹스 버너에 의해 달성하여 IFGR 기술에 따른 버너에 가스 스테이징 기술을 융합하여 기존의 IFGR 기술이 단독 적용된 저녹스 버너보다 녹스 발생량을 더욱 낮출 수 있을 것으로 기대된다.Accordingly, in the cited invention, the main flame and the split flame are separated by the separation distance between the fuel spud and the combustion head, and by promoting the absorption of radiant heat on the heat transfer surface of the combustion chamber by increasing the surface area of the flame group formed by the main flame and the split flame, It is achieved by a composite low-nox burner that lowers the amount of generation and lowers the calorific value of the injected fuel by inducing the combustion gas in the combustion chamber by using the pressure difference generated when the fuel spud injects the fuel. By fusion of staging technology, it is expected that the generation of Knox can be further lowered than that of the low-nox burner to which the existing IFGR technology is applied alone.

반면에 이러한 인용발명은 연료와 연소공기가 직교하면서 혼합됨과 동시에 연소되도록 점화되는 구조이므로 연료와 연소공기의 혼합 과정이 불충분하여 연소상태가 불안정을 야기하게 될 가능성이 높게 된다.On the other hand, since the cited invention has a structure in which fuel and combustion air are orthogonally mixed and ignited so that they are burned at the same time, there is a high possibility that the combustion state may cause instability due to insufficient mixing of the fuel and combustion air.

뿐만 아니라, 상기한 연료스퍼드에서 연소 가스를 유인하여 주 화염과 이격되는 분할 화염을 형성함으로써 주 화염과 분할 화염이 이루는 화염 군의 표면적 증대를 통해 연소실의 전열면의 복사열 흡수를 촉진하여 녹스발생량 저감을 기대하고 있으나, 이러한 연료스퍼드와 연소헤드는 모두 거의 동일한 수직면상으로 배치되어 있으며, 버너 가동 시간이 경과함에 따라 주 화염의 화염온도가 가장 매우 높게 되어 부피가 팽창되면서 연료스퍼드에 의한 분할화염의 진행을 차단될 우려가 높을 뿐만 아니라 분할화염은 연소버너 둘레에 설치된 제한된 수의 연료관 선단에서 형성되는 것이므로 연소버너의 주화염 둘레 전체와 접촉되는 것이 아니어서 화염의 온도를 충분히 낮추기에 부족하므로 Thermal NOx의 충분한 저감 효과를 기대하기 어렵게 되는 문제점과 함께 연소버너 둘레에 설치된 연료스퍼드가 선단에 구비된 연료관으로 역화될 위험성이 상존하는 문제점이 있다.In addition, by attracting combustion gas from the above-described fuel spud to form a divided flame separated from the main flame, the amount of rust generated by promoting the absorption of radiant heat on the heat transfer surface of the combustion chamber by increasing the surface area of the flame group formed by the main flame and the divided flame. Although it is expected to reduce, these fuel spuds and combustion heads are all arranged on almost the same vertical plane, and as the burner operation time elapses, the flame temperature of the main flame becomes the highest and the volume expands, resulting in the expansion of the fuel spud. Not only is there a high risk of blocking the progress of split flames, but since split flames are formed at the ends of a limited number of fuel pipes installed around the combustion burner, it does not come into contact with the entire circumference of the main flame of the combustion burner, so the flame temperature is sufficiently lowered Since it is insufficient, there is a problem that it is difficult to expect a sufficient reduction effect of thermal NOx, and there is a problem that there is a risk that the fuel spud installed around the combustion burner will backfire to the fuel pipe provided at the tip.

1. 대한민국 등록특허 10-1569455(발명의 명칭: 복합형 저녹스 버너)1. Republic of Korea Patent Registration 10-1569455 (Name of invention: complex low-nox burner)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 연료와 연소공기가 신속히 고르게 혼합, 균등화된 상태로 버너에 공급되도록 하며, 제1연소버너에 의하여 분출되는 화염의 둘레 및 길이 전체 표면을 제2연소버너에 의한 화염이 감싼 상태로 형성되도록 함으로써 화염의 전체 길이에 걸쳐 표면 온도를 효과적으로 저하시킬 수 있도록 하여서 된 단계 연소형 저녹스 연소 버너를 제공함을 목적으로 하는 것이다.In order to solve this problem, the present invention allows fuel and combustion air to be quickly and evenly mixed and supplied to the burner in an equalized state, and the entire surface of the circumference and length of the flame ejected by the first combustion burner is formed by the second combustion burner. It is an object of the present invention to provide a stage combustion type low-nox combustion burner by allowing the flame to be formed in an enclosed state, thereby effectively lowering the surface temperature over the entire length of the flame.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 송풍기와 연결되며 별도의 배관에서 공급되는 가스 연료가 주입되는 플렌지바디와, 상기 플렌지바디의 내측에 설치되며 동심원상으로 배열된 경사가이드와 반원공을 구비하여서 된 원추형판체로 된 배플과, 상기 배플을 통과하면서 균일하게 혼합된 연료와 연소공기로 된 혼합기체의 압력이 분산되도록 하기 위한 분배공을 구비하여서 된 압력분배판과, 상기 압력분배판을 통과한 혼합기체가 연소를 위한 제1연소버너로 공급됨과 아울러, 상기 압력분배판 외곽에 위치하는 통로를 경유하여 제2연소버너로 공급되도록 통로를 제공하기 위한 본체와,
상기 본체에 체결되며 상기 압력분배판을 경유한 혼합기체가 유입되며, 수직면상으로 형성된 제1화염공을 구비하여서 된 기립구조의 제1연소버너와,
상기 제1연소버너의 둘레에 연결되어 직교하는 화염 분출 방향으로 고정된 관상체에 형성된 제2화염공을 구비하여서 된 제2연소버너와,
상기 제1,2연소버너의 제1,2화염공에 혼합기체를 공급하기 위한 제1,2유입공이 구비되어 혼합기체가 공급되도록 함과 아울러,
상기 제1,2화염공과 제1,2유입공 사이 공간에 제1버퍼와 제2버퍼를 구비하여서 된 단계 연소형 저녹스 연소버너를 제공한다.
The present invention is provided with a flange body connected to a blower and into which gas fuel supplied from a separate pipe is injected, and an inclined guide arranged concentrically and a semi-circular hole installed inside the flange body to achieve this purpose. A pressure distribution plate provided with a baffle made of a conical plate body, and a distribution hole for distributing the pressure of the mixed gas of fuel and combustion air uniformly mixed while passing through the baffle, and the mixing through the pressure distribution plate A body for providing a passage so that gas is supplied to the first combustion burner for combustion and is supplied to the second combustion burner through a passage located outside the pressure distribution plate,
A first combustion burner of a standing structure, which is fastened to the main body and into which the mixed gas flows through the pressure distribution plate, and has a first flame hole formed on a vertical surface,
A second combustion burner connected to the periphery of the first combustion burner and having a second flame hole formed in a tubular body fixed in an orthogonal flame ejection direction;
The first and second inlet holes for supplying the mixed gas to the first and second flame holes of the first and second combustion burners are provided so that the mixed gas is supplied,
A stage combustion type low-nox combustion burner is provided by providing a first buffer and a second buffer in a space between the first and second flame holes and the first and second inlet holes.

이와 같이 하여 본 발명은 연료가 연소공기에 균일하게 분산되어 혼합된 혼합가스가 제1,2연소버너에 공급됨에 따라 화염상태가 안정되어 연소량 제어가 용이하게 되는 효과가 있다.In this way, according to the present invention, since the fuel is uniformly dispersed in the combustion air and the mixed gas is supplied to the first and second combustion burners, the flame state is stabilized and the combustion amount can be easily controlled.

이에 더하여 본 발명은 제1연소버너에서 혼합가스가 점화되어 분출되는 온도가 높은 중심화염의 전체 길이와 둘레를 감싸면서 매우 넓은 표면적에 걸쳐 제2연소버너에 의한 화염과 접촉되며 이러한 제2연소버너에 의한 화염은 넓은 면적으로 분산, 배치되어 있으므로 화염온도가 낮아 제1연소버너의 화염 표면 온도를 낮추어 Thermal NOx 발생을 억제함과 아울러 상기 제2연소버너의 화염은 제1연소버너의 화염 길이 및 둘레 전체에 걸쳐 접촉되면서 연소되는 것이므로 완전연소에 의하여 공해 물질을 배출하지 않는 이상적인 연소 상태가 확보되는 효과가 있다.In addition, the present invention covers the entire length and circumference of the high-temperature central flame from which the mixed gas is ignited in the first combustion burner and is in contact with the flame by the second combustion burner over a very large surface area. Since the flame is dispersed and arranged over a wide area, the flame temperature is low and the flame surface temperature of the first combustion burner is lowered to suppress the generation of thermal NOx, and the flame of the second combustion burner is the flame length of the first combustion burner and Since it is burned while in contact with the entire circumference, there is an effect of securing an ideal combustion state that does not discharge pollutants by complete combustion.

뿐만 아니라, 본 발명은 제1,2연소버너의 화염공으로 혼합기체를 공급하기 위한 유입공과, 상기 화염공과 유입공 사이에 공간을 구비함으로써 예열공간의 확보와 함께 압력 분산 효과를 얻을 수 있게 되어 역화를 방지할 수 있게 되므로 안전하게 운용할 수 있게 되는 효과가 있다.In addition, the present invention provides an inlet hole for supplying mixed gas to the flame holes of the first and second combustion burners, and a space between the flame hole and the inlet hole, thereby securing a preheating space and obtaining a pressure dispersion effect. Since it can be prevented, there is an effect that it can be safely operated.

도1은 일반버너와 저녹스 버너의 화염을 대비한 사진.
도2는 종래의 복합형 저녹스 버너 화염 상태를 보인 설명도.
도3은 본 발명에 의한 단계 연소형 저녹스 연소버너의 외관을 보인 사시도.
도4는 본 발명에 의한 단계 연소형 저녹스 연소버너의 구조를 보인 종단면도.
도5는 본 발명에서 균일 분산된 혼합기체 생성을 위한 배플을 보인 측면도.
도6는 본 발명에서 사용되는 배플을 측면에서 관찰한 사시도.
도7은 본 발명에서 제1,2연소버너의 구조를 예시한 도4의 일부 종단면도.
도8은 본 발명에 의한 단계 연소형 저녹스 연소버너의 화염 생성 상태를 보인 설명도.
도9는 본 발명에 의한 단계 연소형 저녹스 연소버너를 장착한 보일러를 보인 예시도.
Figure 1 is a picture of a contrast between a normal burner and a low-nox burner flame.
Figure 2 is an explanatory view showing a conventional composite low-nox burner flame state.
Figure 3 is a perspective view showing the appearance of a stage combustion type low-nox combustion burner according to the present invention.
Figure 4 is a longitudinal sectional view showing the structure of a stage combustion type low-nox combustion burner according to the present invention.
Figure 5 is a side view showing a baffle for generating uniformly dispersed mixed gas in the present invention.
Figure 6 is a perspective view of the baffle used in the present invention observed from the side.
Fig. 7 is a partial longitudinal sectional view of Fig. 4 illustrating the structure of the first and second combustion burners in the present invention.
Figure 8 is an explanatory view showing a flame generation state of the stage combustion type low-nox combustion burner according to the present invention.
9 is an exemplary view showing a boiler equipped with a stage combustion type low-nox combustion burner according to the present invention.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 단계 연소형 저녹스 연소버너의 외관을 도3으로 도시하였으며, 구체적인 실시예의 전체적인 구성을 도 4에 도시하였다. The appearance of the stage combustion type low-nox combustion burner according to the present invention is shown in Fig. 3, and the overall configuration of a specific embodiment is shown in Fig. 4.

이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 송풍기(100)와 연결되며 별도의 배관에서 공급되는 가스 연료가 주입되는 플렌지바디(200)와,As can be seen from this, the present invention is connected to the blower 100 and the flange body 200 into which gaseous fuel supplied from a separate pipe is injected,

상기 플렌지바디(200)의 내측에 설치되며 방사상으로 배열된 경사가이드(301)와 반원공(302)을 구비하여서 된 원추형판체로 된 배플(300)과,A baffle 300 made of a conical plate body installed on the inside of the flange body 200 and provided with an inclined guide 301 and a semi-circular hole 302 arranged radially,

상기 배플(300)을 통과하면서 균일하게 혼합된 연료와 연소공기로 된 혼합기체의 압력이 분산되도록 하기 위한 분배공(402)을 구비하여서 된 압력분배판(401)과,A pressure distribution plate 401 provided with a distribution hole 402 for dispersing the pressure of the mixed gas composed of the fuel and combustion air uniformly mixed while passing through the baffle 300,

상기 압력분배판(401)을 통과한 혼합기체가 연소를 위한 제1연소버너(500)로 공급됨과 아울러, 상기 압력분배판(401) 외곽에 위치하는 통로(403)를 경유하여 제2연소버너(600)로 공급되도록 통로(403)를 제공하기 위한 본체(400)와,The mixed gas passing through the pressure distribution plate 401 is supplied to the first combustion burner 500 for combustion, and the second combustion burner is passed through a passage 403 located outside the pressure distribution plate 401 The main body 400 for providing a passage 403 so as to be supplied to the 600,

상기 본체(400)에 체결되어 상기 압력분배판(401)을 경유한 혼합기체가 유입되며, 수직면상으로 형성된 제1화염공(501)을 구비하여서 된 기립구조의 제1연소버너(500)와,A first combustion burner 500 having a standing structure, which is fastened to the main body 400 to allow the gas mixture through the pressure distribution plate 401 to flow in, and has a first flame hole 501 formed on a vertical surface. ,

상기 제1연소버너(500)의 둘레에 연결되어 직교하는 화염 분출 방향으로 고정된 관상체에 형성된 제2화염공(601)을 구비하여서 된 제2연소버너(600)를 구비하여서 된 것이다.The second combustion burner 600 is provided with a second flame hole 601 formed in a tubular body connected to the periphery of the first combustion burner 500 and fixed in an orthogonal flame ejection direction.

이와 같이 된 본 발명은 도면상 플렌지본체(400) 좌측에 장착되는 송풍기(100)에서 연소공기가 압송되어 플렌지본체(400)로 유입되면 플렌지본체(400)의 측부에서 유입되는 연료와 함께 혼합된 혼합기체가 배플(300)을 통과하게 된다. 이러한 배플(300)은 도5,6으로 도시한 바와 같이, 원추형 판체로 된 것으로 원추형태의 중심점을 기준으로 경사가이드(301) 및 반원공(302)이 방사상으로 다수 형성된 것이며, 혼합기체가 상기 다수개의 경사가이드(301)를 동시에 통과하게 된다.In the present invention as described above, when combustion air is pumped from the blower 100 mounted on the left side of the flange body 400 and flows into the flange body 400, the mixture is mixed with the fuel flowing from the side of the flange body 400. The mixed gas passes through the baffle 300. As shown in Figs. 5 and 6, the baffle 300 is made of a conical plate, and a plurality of inclined guides 301 and semi-circular holes 302 are formed radially based on the center point of the conical shape, and the mixed gas is It passes through a plurality of inclined guides 301 at the same time.

이러한 과정에서 배플(300)의 경사가이드(301)는 연소공기와 연료를 진입방향과는 달리 직각으로 굴절시켜 경사방향으로 내보내게 되며, 혼합기체는 다수의 경사가이드(301)를 거쳐서 반원공(302)으로 동시에 진입되고, 이와 같이 경로가 굴절된 연소공기와 연료는 도4,8의 화살표로 보인 바와 같이 배플(300)의 도면상 우측의 공간에서 회전하면서 강제 교반되는 것이다. 이에 따라 혼합된 연소공기와 연료는 고르게 섞인 균일하게 혼합된 혼합기체가 되는 것이다.In this process, the inclination guide 301 of the baffle 300 refracts the combustion air and fuel at a right angle different from the entry direction and discharges it in an inclined direction. Combustion air and fuel, which are simultaneously entered into 302 and whose path is refracted in this way, are forcibly stirred while rotating in the space on the right side of the drawing of the baffle 300 as shown by arrows in FIGS. 4 and 8. Accordingly, the mixed combustion air and fuel become a uniformly mixed gas mixture that is evenly mixed.

이와 같이 하여 생성된 균일화된 혼합기체는 본체(400)로 유입되어 다수의 분배공(402)을 구비한 압력분배판(401)을 거치면서 많은 양의 혼합기체가 제1연소버너(500)의 화염공으로 배출되는 것이어서 풍부한 연료가 공지된 점화장치(700)에 의하여 점화, 연소되면서 연소온도가 높아 화염팽창부(a)를 형성하면서 배출된다The homogenized mixed gas generated in this way flows into the main body 400 and passes through the pressure distribution plate 401 having a plurality of distribution holes 402, while a large amount of the mixed gas is transferred to the first combustion burner 500. Since it is discharged to the flame hole, the abundant fuel is ignited and burned by the known ignition device 700 while the combustion temperature is high and the flame expansion part (a) is formed.

아울러 제1연소버너(500)의 둘레에서 도면상 우측으로 분출되는 화염의 전체 길이와 둘레에 상응하는 길이로 형성된 제2연소버너(600)가 설치되어 있으므로, 제2연소버너(600)에 구비된 제2화염공(601)에서 형성되는 화염이 제1연소버너(500)의 화염 길이 및 둘레 전체에 걸쳐서 감싸는 형태로 연소하게 되는 바, 이러한 제2연소버너(600)의 화염은 도8로 보인 바와 같이 제1연소버너(500)에 비하여 그 표면적이 수배 더 넓은 반면 혼합기체가 제한된 공간인 통로(403)를 통하여 공급되므로 제1연소버너(500)에 비하여 혼합기체의 공급 압력이 저하되어 혼합기체의 연소량도 적게 됨에 따라 제2연소버너(600)의 화염과 제1연소버너(500)의 화염이 접하게 되는 화염접촉부(b)의 온도는 상기 화염팽창부(a)에 비하여 월등히 낮게 된다.In addition, since the second combustion burner 600 formed with a length corresponding to the total length and the circumference of the flame ejected from the circumference of the first combustion burner 500 to the right in the drawing is installed, it is provided in the second combustion burner 600 The flame formed in the second flame hole 601 is burned in a form that surrounds the entire length and circumference of the first combustion burner 500, and the flame of the second combustion burner 600 is shown in FIG. As can be seen, the surface area is several times larger than that of the first combustion burner 500, whereas the mixed gas is supplied through the passage 403, which is a limited space, so the supply pressure of the mixed gas is lowered compared to the first combustion burner 500. As the amount of combustion of the mixed gas is also reduced, the temperature of the flame contact portion (b) at which the flame of the second combustion burner 600 and the flame of the first combustion burner 500 come into contact is significantly lower than that of the flame expansion portion (a). .

그 결과, 제2연소버너(600)에 의한 화염은 제1연소버너(500)의 화염 중심보다 화염 둘레의 온도가 낮게 되어 Thermal NOx의 발생을 억제하게 되는 것이다.As a result, the flame generated by the second combustion burner 600 has a lower temperature around the flame than the center of the flame of the first combustion burner 500, thereby suppressing the generation of thermal NOx.

이와 함께 제2연소버너(600)의 제2화염공(601)에서는 도면상 하방 또는 상방으로 분사되는 화염기류가 형성되는 한편 제1연소버너(500)의 제1화염공(501)에서는 도면상 우측으로 진행하는 기류가 형성되어 이들이 직각으로 교차하므로 도면상 우측 상방과 도면상 우측 하방으로 맴돌며 진행하는 와류화염부(c)가 형성된다. 그 결과, 와류 화염부(c)는 이동경로가 길게 되어 도면상 우측 방향 진행 속도가 늦으므로 미연소 가스를 완전 연소시킴으로써 일산화탄소 배출을 방지하여 유해가스 배출을 억제하며 연소 효율을 크게 향상시킬 수 있게 되는 것이다.In addition, in the second flame hole 601 of the second combustion burner 600, a flame airflow that is injected downward or upward is formed in the drawing, while the first flame hole 501 of the first combustion burner 500 is shown in the drawing. Since the airflow proceeding to the right is formed and they intersect at a right angle, a vortex flame portion (c) is formed that circulates in the upper right side of the drawing and the lower right side of the drawing. As a result, since the moving path of the vortex flame part (c) is long and the speed of progress in the right direction is slow, the unburned gas is completely burned to prevent the emission of carbon monoxide, thereby suppressing the emission of harmful gases and greatly improving the combustion efficiency. It becomes.

이에 더하여 본 발명은 도4 및 도8의 부분 확대도인 도7로 명시한 바와 같이 상기 제1,2연소버너(500, 600)의 제1,2화염공(501,601)에 혼합기체를 공급하기 위한 제1,2유입공(502,602)이 구비되어 혼합기체가 공급되도록 함과 아울러, 상기 제1,2화염공(501,601)과 제1,2유입공(502,602) 사이 공간에 제1버퍼(503)와 제2버퍼(603)를 구비하여서 된 것이다. In addition to this, the present invention is for supplying mixed gas to the first and second flame holes 501 and 601 of the first and second combustion burners 500 and 600, as indicated by Fig. 7, which is a partially enlarged view of Figs. The first and second inlet holes 502 and 602 are provided to supply the mixed gas, and a first buffer 503 is provided in the space between the first and second flame holes 501 and 601 and the first and second inlet holes 502 and 602. And a second buffer 603.

이에 따라 본 발명은 상기한 바와 같이 배플(300)에 의하여 균일하게 혼합된 혼합기체가 압력분배판(401)의 분배공(402)을 경유하여 일부는 상기 제1연소버너(500)의 제1유입공(502), 제1버퍼(503)를 거쳐 제1화염공(501)으로 분출되면서 점화, 연소되는 것이고,Accordingly, in the present invention, the mixed gas uniformly mixed by the baffle 300 as described above passes through the distribution hole 402 of the pressure distribution plate 401, and part of the first combustion burner 500 It is ignited and burned while being ejected into the first flame hole 501 through the inlet hole 502 and the first buffer 503,

나머지는 압력분배판(401)에 의한 유체저항에 의하여 압력분배판(401)의 외곽으로 우회하여 제2유입공(602), 제2버퍼(603)를 거쳐 제2연소버너(600)의 제2화염공(601)으로 분출되면서 점화, 연소되는 것인바,The remainder is bypassed to the outside of the pressure distribution plate 401 by fluid resistance by the pressure distribution plate 401 and passes through the second inlet hole 602 and the second buffer 603 to the second combustion burner 600. 2 Bar that is ignited and burned while being ejected into the flame hole 601,

특히, 이러한 과정에서 도7로 명시한 바와 같이 제1버퍼(503) 및 제2버퍼(603)에 의한 공간에 혼합기체가 채워져 있어서 제1,2유입공(502,602)과 제1,2화염공(501,601) 사이에 압력변화가 발생할 경우 제1,2버퍼(503,603)에서 정체되어 압력 변화의 완충 역할을 하게 되어 안정된 점화 상태를 얻을 수 있고 역화를 방지할 수도 있게 되는 것이다.In particular, in this process, as indicated in FIG. 7, the mixed gas is filled in the space by the first buffer 503 and the second buffer 603, so that the first and second inflow holes 502 and 602 and the first and second flame holes ( When a pressure change occurs between 501 and 601, it is stagnated in the first and second buffers 503 and 603 and acts as a buffer for the pressure change, so that a stable ignition state can be obtained and backfire can be prevented.

아울러, 본 발명은 상기한 도7에서 확인되는 바와 같이 제1,2연소버너(500,600)의 제1,2유입공(502,602)과 제1,2화염공(501,601)의 위치가 서로 엇갈리도록 형성함으로써, 제1,2버퍼(503,603)에 의한 압력분산 가능을 강화하여 역화를 방지하고 화염이 더욱 안정화되도록 할 수 있게 된다.In addition, the present invention is formed so that the positions of the first and second inlet holes (502, 602) and the first and second flame holes (501, 601) of the first and second combustion burners 500 and 600 are alternately as shown in FIG. By doing so, it is possible to prevent backfire and to further stabilize the flame by reinforcing the possibility of dispersing the pressure by the first and second buffers 503 and 603.

또한, 본 발명에 의한 단계 연소형 저녹스 연소버너는 여러 형태로 된 보일러 등 연소 설비에 장착하여 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예를 도9로 보였다. 이에서 볼 수 있는 바와 같이 도9로 보인 적용예에서는 하방에 본 발명에 의한 버너를 장착하고 그 상방에 냉각수 유입 및 배출구를 갖는코일을 배치하여서 된 열교환부와 배기가스 열회수를 위한 열교환기등이 설치될 수 있으며 기타 다양한 형태의 연소기기에 장착하여 널리 활용할 수 있다. In addition, the stage combustion type low-nox combustion burner according to the present invention can be installed and used in combustion facilities such as boilers of various types, and a representative example thereof is shown in FIG. 9. As can be seen from this, in the application example shown in Fig. 9, a heat exchange unit and a heat exchanger for heat recovery of exhaust gas by mounting the burner according to the present invention at the lower side and arranging a coil having a cooling water inlet and outlet at the upper side thereof. It can be installed, and it can be widely used by attaching it to various types of combustion equipment.

이상에서, 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것이 아니고, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.In the above, the technical idea of the present invention has been described together with the accompanying drawings, but this is an illustrative description of the best embodiment of the present invention, not limiting the present invention, and those of ordinary skill in the art It is obvious that anyone can modify and imitate the dimensions, shapes, and structures within the scope not departing from the scope of the technical idea of the present invention, and such modifications and imitations are included in the scope of the technical idea of the present invention.

100 : 송풍기 200 : 플렌지바디 300 : 배플
301 : 경사가이드 302 : 반원공 400 : 본체
401 : 압력분배판 402 : 분배공 403 : 통로
500 : 제1연소버너 501 : 제1화염공 502 : 제1유입공
503 : 제1버퍼 600 : 제2연소버너 601 : 제2화염공
602 : 제2유입공 603 : 제2버퍼 700 : 점화장치
a : 화염팽창부 b : 화염접촉부 c : 와류화염부
100: blower 200: flange body 300: baffle
301: inclined guide 302: semi-circular hole 400: main body
401: pressure distribution plate 402: distribution hole 403: passage
500: first combustion burner 501: first flame hole 502: first inflow hole
503: first buffer 600: second combustion burner 601: second flame hole
602: second inflow hole 603: second buffer 700: ignition device
a: flame expansion part b: flame contact part c: vortex flame part

Claims (3)

송풍기와 연결되며 별도의 배관에서 공급되는 가스 연료가 주입되는 플렌지바디와, 상기 플렌지바디의 내측에 설치되며 동심원상으로 배열된 경사가이드와 반원공을 구비하여서 된 원추형판체로 된 배플과, 상기 배플을 통과하면서 균일하게 혼합된 연료와 연소공기로 된 혼합기체의 압력이 분산되도록 하기 위한 분배공을 구비하여서 된 압력분배판과, 상기 압력분배판을 통과한 혼합기체가 연소를 위한 제1연소버너로 공급됨과 아울러, 상기 압력분배판 외곽에 위치하는 통로를 경유하여 제2연소버너로 공급되도록 통로를 제공하기 위한 본체와,
상기 본체에 체결되며 상기 압력분배판을 경유한 혼합기체가 유입되며, 수직면상으로 형성된 제1화염공을 구비하여서 된 기립구조의 제1연소버너와,
상기 제1연소버너의 둘레에 연결되어 직교하는 화염 분출 방향으로 고정된 관상체에 형성된 제2화염공을 구비하여서 된 제2연소버너와,
상기 제1,2연소버너의 제1,2화염공에 혼합기체를 공급하기 위한 제1,2유입공이 구비되어 혼합기체가 공급되도록 함과 아울러,
상기 제1,2화염공과 제1,2유입공 사이 공간에 제1버퍼와 제2버퍼를 구비하여서 됨을 특징으로 하는 단계 연소형 저녹스 연소버너.
A flange body connected to a blower and into which gas fuel supplied from a separate pipe is injected, a baffle made of a conical plate having a concentric inclined guide and a semi-circular hole installed inside the flange body, and the baffle A pressure distribution plate provided with a distribution hole for dispersing the pressure of the mixed gas, which is uniformly mixed fuel and combustion air while passing through, and the first combustion burner for combustion of the mixed gas passing through the pressure distribution plate. In addition to being supplied to the main body for providing a passage to be supplied to the second combustion burner via a passage located outside the pressure distribution plate,
A first combustion burner of a standing structure, which is fastened to the main body and into which the mixed gas flows through the pressure distribution plate, and has a first flame hole formed on a vertical surface,
A second combustion burner connected to the periphery of the first combustion burner and having a second flame hole formed in a tubular body fixed in an orthogonal flame ejection direction;
The first and second inlet holes for supplying the mixed gas to the first and second flame holes of the first and second combustion burners are provided so that the mixed gas is supplied,
A stage combustion type low-nox combustion burner, characterized in that having a first buffer and a second buffer in a space between the first and second flame holes and the first and second inlet holes.
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