KR102367741B1 - Low NOx burner - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a low-NOx burner and, more particularly, to a low-NOx burner capable of inhibiting prompt NOx generated rapidly when the fuel supplied to a combustion chamber is exposed to a high-temperature flame region of over 1,000℃ and thermal NOx generated by the reaction of nitrogen and oxygen in a high-temperature flame region of higher than 1,350℃. To this end, the low-NOx burner comprises: an air supply pipe for supplying air into a combustion chamber; a fuel supply pipe installed long in a front-rear direction in an inner central portion of the air supply pipe, and for supplying fuel; a plurality of fuel nozzles laterally protruding from a front portion of the fuel supply pipe in radial form to eject fuel so that the ejected fuel intersects the flow of the air supplied through the air supply pipe; a diffuser coupled to the tip of the fuel supply pipe while blocking the front portion of the air supply pipe, and having flame splitting holes respectively formed at positions corresponding to the portions where the respective fuel nozzles are formed; and splitting plates respectively formed between the fuel nozzles and the neighboring fuel nozzles to be laterally separated from the neighboring fuel nozzles.

Description

저녹스 버너{Low NOx burner}Low NOx burner

본 발명은 저녹스 버너에 관한 것으로, 특히 연소실로 공급되는 연료가 1000℃ 이상 화염의 고온 영역에 노출되었을 때 급격히 생성되는 Prompt NOx와 1350℃를 초과하는 고온의 화염 영역에서 질소와 산소가 반응하여 생성되는 Thermal NOx를 억제시킬 수 있도록 한 저녹스 버너에 관한 것이다.The present invention relates to a low-nox burner. In particular, when fuel supplied to a combustion chamber is exposed to a high-temperature region of a flame of 1000°C or higher, Prompt NOx is rapidly generated and nitrogen and oxygen react in a high-temperature flame region exceeding 1350°C. It relates to a low-nox burner capable of suppressing the generated thermal NOx.

일반적으로 질소산화물은 NO와 NO2를 뜻하며, 통상 NOx(녹스)라고 표기하는데, 화석 연료를 연소시킬 때 다량 발생된다.In general, nitrogen oxide means NO and NO2, and is usually denoted as NOx (nox), which is generated in large amounts when burning fossil fuels.

녹스의 생성은 화염온도, 산소농도 및 연료중의 질소성분 등에 의해 영향을 받지만, 이들은 운전조건과 연소방법의 변경 등에 의하여 변화시켜 녹스를 저감시킬 수 있다.The generation of rust is affected by flame temperature, oxygen concentration and nitrogen content in fuel, but these can be changed by changing operating conditions and combustion method to reduce rust.

녹스는 연료에 화학적으로 결합되어 존재하는 성분이 연소과정에서 산화되어 생성되는 Fuel 녹스(연료중의 NOx)와, 연소용 공기 중의 질소가 고온에서 산화하여 연소용 공기 중의 질소 분자를 산화 생성하는 Thermal 녹스(온도의 NOx), 및 탄화수소계열의 화석연료가 고농도상태로 고온에서 산화되어 연소용 공기 중의 질소 분자를 생성하거나 탄화수소계열의 화석연료가 고농도상태로 고온 영역에 노출되었을 때 급속히 생성되는 Prompt 녹스로 구분된다.Fuel rust (NOx in fuel) is generated by oxidizing components present by chemical bonding with fuel, and thermal rust, which oxidizes nitrogen molecules in combustion air by oxidizing nitrogen in combustion air at high temperature (temperature NOx), and hydrocarbon-based fossil fuels are oxidized at high temperature at high concentrations to generate nitrogen molecules in the combustion air, or when hydrocarbon-based fossil fuels are exposed to high-concentration high-temperature regions, they are rapidly generated Prompt Knox. are separated

상기 녹스 중 연료중의 녹스인 Fuel 녹스는 연소기술로는 제어할 수 없으므로, 업계에서는 Thermal 녹스와 Prompt 녹스를 제어할 수 있는 버너의 개발에 주력하고 있다.Among the rust, fuel rust, which is rust in fuel, cannot be controlled by combustion technology, so the industry is focusing on the development of burners that can control thermal rust and prompt rust.

이를 위하여 대한민국 특허등록 제10-0784880호(저녹스형 버너)는, 공기를 연소실 내로 안내하고, 그 일부가 일정 길이만큼 연소실 내로 인입되며, 선단부가 내경방향으로 절곡된 튜브; 상기 튜브의 선단 내경부에 배치되고, 상기 절곡된 선단부와 일정 간격으로 이격되어 연소실 내로 공기를 공급하는 급기통로를 형성하는 디퓨저; 및 상기 튜브 및 디퓨저 사이의 급기통로를 통해 공급되는 공기와 직교하는 방향으로 연료를 분출하는 하나 이상의 연료분출관을 포함하고, 상기 연료분출관은 상기 튜브를 관통하여 설치된 연료공급관으로부터 분기되어 상기 튜브 및 디퓨저 사이의 급기통로 상에 방사상으로 배치되고, 상기 연료분출관은 그 선단부에 다수의 연료노즐이 방사상으로 배치되도록 구성되어, 고속화염의 생성, 연료 및 공기의 급속한 혼합작용, 연소가스의 자기재순환 등을 구현함으로써 Thermal NOx와 Prompt NOx의 생성을 동시에 저감할 수 있도록 하였다.To this end, Republic of Korea Patent Registration No. 10-0784880 (low-nox burner), a tube that guides air into the combustion chamber, a part of which is introduced into the combustion chamber by a certain length, and the tip of which is bent in the inner diameter direction; a diffuser disposed on the inner diameter of the tip of the tube and spaced apart from the bent tip at a predetermined interval to form an air supply passage for supplying air into the combustion chamber; and one or more fuel ejection tubes for ejecting fuel in a direction perpendicular to the air supplied through the air supply passage between the tube and the diffuser, wherein the fuel ejection tube is branched from the fuel supply pipe installed through the tube and the tube and radially disposed on the air supply passage between the diffusers, and the fuel jet pipe is configured such that a plurality of fuel nozzles are radially disposed at the tip end thereof, so that a high-speed flame is generated, the fuel and air are rapidly mixed, and the combustion gas is magnetic. By implementing recirculation, etc., the generation of thermal NOx and prompt NOx can be reduced at the same time.

또한, 대한민국 특허등록 제0855719호(녹스 저감형 버너)는 연소실 내부로 공기를 공급하는 공기공급관과; 상기 공기공급관의 내부에 길이방향으로 설치되며, 선단이 상기 연소실에 인접하도록 연장형성되는 연료공급관과; 중공원통형상으로 형성되며 상기 연료공급관에 대응하는 직경으로 형성되어 상기 연료공급관의 선단에 연결되는 연결부와, 상기 연결부의 선단을 폐쇄하도록 형성되며 상기 연결부보다 큰 직경으로 형성되어 내부에 공간이 마련되는 확관부로 구성되는 연료확산부와; 상기 확관부의 외경둘레를 따라 상호 이격하여 배치되며, 상기 확관부의 내부공간과 연통되도록 돌출형성되는 복수의 연료노즐과; 상기 연료공급관의 선단과 상기 연료확산부의 사이에 형성되되 상기 확관부에 밀착되는 플레이트로, 외측이 상기 공기공급관의 선단 내측에 인접하도록 형성되어 상기 공기공급관과의 사이에 급기통로를 형성하는 디퓨저와; 상기 확관부를 관통하여 형성되는 복수의 보조공기공급관과; 상기 보조공기공급관이 형성된 위치에 대응되는 상기 디퓨저에 상기 보조공기공급관에 대응되는 크기로 천공되어 상기 보조공기공급관과 연통되는 보조공기공급공으로 구성되어 있어서, 상기 연료확산부의 직경을 조절함으로써 녹스의 발생을 저감시킬 수 있도록 하였다.In addition, Korean Patent Registration No. 0855719 (nox reduction burner) includes an air supply pipe for supplying air into the combustion chamber; a fuel supply pipe installed in the longitudinal direction inside the air supply pipe and extending so that a tip end thereof is adjacent to the combustion chamber; A connection part formed in a hollow cylindrical shape and having a diameter corresponding to the fuel supply pipe and connected to the tip of the fuel supply pipe, and formed to close the tip of the connection part and formed with a larger diameter than the connection part to provide a space therein a fuel diffusion unit composed of a pipe expansion unit; a plurality of fuel nozzles disposed to be spaced apart from each other along the outer diameter of the expanded pipe and protruded to communicate with the inner space of the expanded pipe; A diffuser formed between the front end of the fuel supply pipe and the fuel diffusion part and being in close contact with the expansion pipe, the outside being formed adjacent to the inside of the tip of the air supply pipe to form an air supply passage between the air supply pipe and the ; a plurality of auxiliary air supply pipes formed through the expansion pipe; The diffuser corresponding to the position where the auxiliary air supply pipe is formed is formed of an auxiliary air supply hole that is drilled to a size corresponding to the auxiliary air supply pipe and communicates with the auxiliary air supply pipe, so that rust is generated by adjusting the diameter of the fuel diffusion part was made to be reduced.

그러나 상기 종래 기술들은 연료노즐이 1000℃ 이상 고온의 연소실 내측으로 곧바로 노출되어 있게 됨으로써 Prompt NOx 발생을 억제시키는데 한계가 있으며, 또한 각 연료노즐에 의해 발생되는 화염이 이웃하는 연료노즐로부터 발생된 화염과 겹쳐지면서 큰 화염을 이루게 됨으로써 1350℃를 초과하여 화염온도가 증가하게 되므로, 이러한 고온의 화염영역에서 질소와 산소와 반응하여 발생하는 Thermal NOx를 크게 저감시킬 수 없는 문제점이 있었다. However, the prior art has a limitation in suppressing the generation of prompt NOx as the fuel nozzle is directly exposed to the inside of the combustion chamber at a high temperature of 1000° C. or higher, and the flame generated by each fuel nozzle is the flame generated from the neighboring fuel nozzle and Since the flame temperature is increased beyond 1350°C by forming a large flame while overlapping, there is a problem that thermal NOx generated by reacting with nitrogen and oxygen in such a high-temperature flame region cannot be greatly reduced.

또한, 연료노즐이 연소실의 내부까지 연장되는 구조를 가짐으로써 그만큼 연소실의 길이도 길어져야 하므로, 설치공간에 큰 제약이 뒤따른다.In addition, since the fuel nozzle has a structure extending to the inside of the combustion chamber, the length of the combustion chamber must be increased as much as the fuel nozzle, thereby greatly restricting the installation space.

<선행기술문헌><Prior art literature>

1. 특허등록 제10-0784880호1. Patent Registration No. 10-0784880

(저녹스형 버너) (Low Knox Burner)

2. 특허등록 제10-0855719호2. Patent Registration No. 10-0855719

(녹스 저감형 버너) (Nox reduction burner)

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 선단이 연소실로 진입되는 디퓨져의 후단에 연료노즐을 위치시켜 분출되는 연료가 곧바로 고온의 연소실 내부 고온 영역에 노출되지 않도록 함으로써 Prompt 녹스의 발생을 억제시키고, 또한 각 노즐들을 분할판에 의해 격리시킴으로써 화염이 서로 겹쳐지지 않도록 분할화염을 형성하도록 하여 화염온도를 크게 낮춤으로써 Thermal NOx의 발생을 낮추도록 한 저녹스 버너를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve this conventional problem, the present invention suppresses the occurrence of prompt rust by locating the fuel nozzle at the rear end of the diffuser, the tip of which enters the combustion chamber, so that the ejected fuel is not directly exposed to the high-temperature area inside the high-temperature combustion chamber, and Another object of the present invention is to provide a low-nox burner that lowers the generation of thermal NOx by significantly lowering the flame temperature by forming split flames so that the flames do not overlap each other by isolating each nozzle by a partition plate.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저녹스 버너는,A low-nox burner according to the present invention for achieving the above object,

공기를 연소실내로 공급하는 공기공급관; an air supply pipe for supplying air into the combustion chamber;

상기 공기공급관의 내측 중앙부위에서 전후방향으로 길게 설치되고, 연료를 공급하는 연료공급관; a fuel supply pipe which is installed long in the front-rear direction from the inner central portion of the air supply pipe and supplies fuel;

상기 공기공급관을 통해 공급되는 공기의 흐름에 직교하도록 상기 연료공급관의 전방부위로부터 측방향을 향해 방사형태로 돌출된 복수의 연료노즐;a plurality of fuel nozzles radially protruding from a front portion of the fuel supply pipe in a lateral direction so as to be orthogonal to a flow of air supplied through the air supply pipe;

상기 공기공급관의 전방부위를 막으면서 상기 연료공급관의 선단부위에 결합되며, 상기 각 연료노즐이 형성된 부위와 대응한 위치에 각각 화염분할구가 형성된 디퓨저;로 구성된 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it consists of; a diffuser coupled to the front end of the fuel supply pipe while blocking the front part of the air supply pipe, each having a flame splitting hole at a position corresponding to the part where each fuel nozzle is formed.

또한, 상기 연료노즐과 이웃하는 연료노즐의 사이에는 각각 분할판이 설치되어 이웃하는 연료노즐과 측방향이 격리되도록 구성된다,In addition, a partition plate is installed between the fuel nozzle and the adjacent fuel nozzle, respectively, so that the adjacent fuel nozzle and the adjacent fuel nozzle are separated from each other in the lateral direction.

그리고, 상기 연료노즐의 선단부위는 상기 화염분할구의 외측방향 끝단부위에 위치되도록 구성된다.And, the tip portion of the fuel nozzle is configured to be positioned at the outer end portion of the flame splitter.

이와 같이 구성된 본 발명의 저녹스 버너는, 분출되는 연료가 고온의 연소실 환경에 직접 노출되지 않도록 함으로써 Prompt 녹스의 발생을 억제시키고, 또한 각 노즐들로부터 발생되는 화염이 분할판에 의해 분할됨으로써 단일화염보다 화염표면적이 더 큰 상태가 되어 전열면에 복사열 흡수가 극대화된다.The low-nox burner of the present invention configured as described above suppresses the occurrence of prompt rust by preventing the ejected fuel from being directly exposed to the high-temperature combustion chamber environment, and the flame generated from each nozzle is divided by a partition plate to form a single flame. As the flame surface area becomes larger, radiant heat absorption is maximized on the heat transfer surface.

이로 인해, 화염온도가 크게 낮취져서 Thermal NOx의 발생이 크게 낮춰지는 장점이 있다.For this reason, the flame temperature is greatly lowered, and there is an advantage in that the generation of thermal NOx is greatly lowered.

또한, 연료노즐이 디퓨저의 후단이 위치함으로써 연소실 내부로 연료노즐이 진입하지 않게 되므로, 연소실의 길이가 짧고, 체적열부하율이 높은 관류형 보일러, 노통연관식 보일러, 냉온수기 등에 적용할 수 있게 되어 설치공간의 제약성을 극복할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the fuel nozzle does not enter the combustion chamber because the rear end of the diffuser is located, the length of the combustion chamber is short and it can be applied to a once-through boiler with a high volumetric heat load ratio, a furnace tube type boiler, cold and hot water machine, etc. It has the advantage of overcoming space constraints.

도1은 본 발명에 의한 저녹스 버너의 구조를 보인 도.
도2는 도1의 평면구조도.
도3은 도1의 좌측면 구조도.
도4는 도1의 우측면 구조도.1 is a view showing the structure of a low-nox burner according to the present invention.
Fig. 2 is a plan view of the structure of Fig. 1;
Fig. 3 is a structural diagram of the left side of Fig. 1;
Fig. 4 is a structural view of the right side of Fig. 1;

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. The above-described objects, features and advantages will be described below in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. The terms used in the present invention have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention.

따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. However, the embodiments of the present invention illustrated below may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.

도1은 본 발명에 의한 저녹스 버너의 구조를 보인 도이고, 도2는 도1의 평면구조도이며, 도3은 도1의 좌측면 구조도이다. 그리고, 도4는 도1의 우측면 구조도이다. 1 is a diagram showing the structure of a low-nox burner according to the present invention, FIG. 2 is a planar structural diagram of FIG. 1, and FIG. 3 is a left side structural diagram of FIG. And, FIG. 4 is a structural diagram of the right side of FIG. 1 .

본 발명의 저녹스 버너는, 공기를 연소실내로 공급하는 공기공급관(100)과, 상기 공기공급관(100)의 내측 중앙부위에서 전후방향으로 길게 설치되고, 연료를 공급하는 연료공급관(200)과, 상기 공기공급관(100)을 통해 공급되는 공기의 흐름에 직교하도록 연료공급관(200)의 전방부위로부터 측방향을 향해 방사형태로 돌출된 복수의 연료노즐(210)과, 상기 공기공급관(100)의 전방부위를 막으면서 상기 연료공급관(200)의 선단부위에 결합되며, 상기 각 연료노즐(210)이 형성된 부위와 대응한 위치에 각각 화염분할구(310)가 형성된 디퓨저(300)와, 상기 연료노즐(210)과 이웃하는 연료노즐의 사이에 각각 형성되어 이웃하는 연료노즐과 측방향이 격리되도록 하는 분할판(400)이 설치되며, The low-nox burner of the present invention includes an air supply pipe 100 for supplying air into the combustion chamber, and a fuel supply pipe 200 installed long in the front and rear directions from the inner central portion of the air supply pipe 100 and supplying fuel; A plurality of fuel nozzles 210 radially protruding from the front portion of the fuel supply pipe 200 in a lateral direction so as to be orthogonal to the flow of air supplied through the air supply pipe 100, and the air supply pipe 100 The diffuser 300 is coupled to the front end of the fuel supply pipe 200 while blocking the front part, and the flame splitter 310 is formed at a position corresponding to the portion where each fuel nozzle 210 is formed, and the fuel nozzle A dividing plate 400 is installed between the 210 and the neighboring fuel nozzles so that the lateral direction is isolated from the neighboring fuel nozzles, respectively.

상기 연료노즐(210)의 선단부위는 상기 화염분할구(310)의 외측방향 끝단부위에 위치되도록 구성된다.The front end of the fuel nozzle 210 is configured to be positioned at the outer end of the flame splitter 310 .

상기 공기공급관(100)은 전방과 후방이 개방된 원통의 관체로 되어 있고, 그 중심부에는 복수의 연료노즐(210)이 구비된 연료공급관(200)이 삽입되어 위치하게 되며, 상기 연료공급관(200)의 선단부위에는 원판 형태의 디퓨저(300)의 중앙부위가 직교하는 방향으로 결합되어 있다.The air supply pipe 100 is made of a cylindrical tube having an open front and a rear, and a fuel supply pipe 200 having a plurality of fuel nozzles 210 is inserted into the center thereof to be positioned, and the fuel supply pipe 200 ), the central portion of the disk-shaped diffuser 300 is coupled in a direction perpendicular to the tip portion.

상기 연료노즐(210)은 연료공급관(200)의 전방부위 둘레를 따라서 등간격으로 복수개가 돌출되어 형성되어 있는데, 이러한 연료노즐(210)은 직관 형태로서 상기 연료공급관(200)의 측방향으로 연장되어 돌출된다,A plurality of the fuel nozzles 210 are formed to protrude at equal intervals along the circumference of the front portion of the fuel supply pipe 200 . These fuel nozzles 210 are straight pipes and extend in the lateral direction of the fuel supply pipe 200 . and protrude,

즉, 상기 연료노즐(210)은 상기 연료공급관(200)과 직교하는 방향으로 방사형태로 돌출되어 형성됨으로써 공기공급관(100)을 통해 공급되는 공기의 흐름에 직교하도록 설치되는 것이다.That is, the fuel nozzle 210 is formed to protrude in a radial form in a direction perpendicular to the fuel supply pipe 200 , so that it is installed to be perpendicular to the flow of air supplied through the air supply pipe 100 .

또한, 상기 연료노즐(210)은 그 선단부위가 디퓨저(300)의 외측 둘레에 근접하도록 하는 길이를 가지게 된다.In addition, the fuel nozzle 210 has a length such that its tip portion approaches the outer circumference of the diffuser 300 .

그리고, 상기 디퓨저(300)는 상기 공기공급관(100)의 전방부위를 막도록 하는 직경을 가지게 되는데, 디퓨저(300)의 외경과 공기공급관(100)의 내경 사이에는 1~2mm의 간극(G)이 형성되어 있으며, 공기공급관(100)의 선단부위로부터 후방으로 일정한 거리를 두고 위치하게 된다.In addition, the diffuser 300 has a diameter that blocks the front portion of the air supply pipe 100 , and between the outer diameter of the diffuser 300 and the inner diameter of the air supply pipe 100 , a gap of 1 to 2 mm (G) is formed, and is positioned at a predetermined distance backward from the front end of the air supply pipe 100 .

즉, 공기공급관(100)의 선단부위가 디퓨저(300)보다 전방으로 더 연장되어 위치하는 구조인 것이다.That is, the tip portion of the air supply pipe 100 has a structure in which it extends further forward than the diffuser 300 .

또한, 상기 각 연료노즐(210)이 형성된 부위와 동일한 부위에 전후방으로 관통된 화염분할구(310)가 형성되어 있게 되는데, 상기 화염분할구(310)는 상기 연료노즐(210)의 끝부분에 해당하는 위치에 원형으로 형성되며, 그 직경이 연료노즐(210)의 외경보다 2~4배가 크게 형성된다.In addition, the flame splitting hole 310 that penetrates forward and backward is formed in the same area as the portion where each fuel nozzle 210 is formed. The flame splitter 310 is located at the end of the fuel nozzle 210 It is formed in a circular shape at the corresponding position, and its diameter is 2 to 4 times larger than the outer diameter of the fuel nozzle 210 .

또한, 연료노즐(210)의 선단부위는 화염분할구(310)의 외측방향 끝단부위 즉, 디퓨저(300)의 가장자리에 근접한 부위에 위치하게 된다.In addition, the front end of the fuel nozzle 210 is positioned at the outer end of the flame splitter 310 , that is, close to the edge of the diffuser 300 .

아울러, 상기 연료노즐(210)의 측방에는 평판 형태로 된 분할판(400)이 각각 설치되어 있어서, 이웃하는 연료노즐과 측방향이 격리되도록 하는데, 상기 분할판(400)의 전단부위는 디퓨저(300)와 직교하도록 용접 등에 의해 고정되고, 일측단부위는 상기 연료공급관(200)이 직교하도록 용접 등에 의해 고정되어 있다.In addition, the split plate 400 in the form of a flat plate is installed on the side of the fuel nozzle 210 so that the lateral direction is isolated from the adjacent fuel nozzle, and the front end of the split plate 400 is a diffuser ( 300) and is fixed by welding or the like, and one end portion is fixed by welding or the like so that the fuel supply pipe 200 is orthogonal to the fuel supply pipe 200 .

따라서, 이러한 분할판(400)도 상기 연료공급관(200)의 외측 둘레를 따라 일정간격으로 방사형태로 설치되며, 그 분할판들 사이에 연료노즐이 각각 위치하는 구조를 가지는 것이다.Accordingly, the partition plate 400 is also installed radially at regular intervals along the outer circumference of the fuel supply pipe 200, and has a structure in which fuel nozzles are respectively located between the partition plates.

그리고, 상기 분할판(400)의 외측부위 일측으로부터 후단부위 일측까지 경사부(410)가 형성되어 있어서, 연료노즐(210)로부터 분출되는 연료과 공기가 혼합되기 전에 상기 경사부(410)를 통하여 각 연료노즐(210)로 공기가 고르게 공급될 수 있도록 한다.In addition, an inclined portion 410 is formed from one side of the outer portion of the partition plate 400 to one side of the rear end portion, so that the fuel and air ejected from the fuel nozzle 210 are each mixed through the inclined portion 410 before mixing. It allows air to be uniformly supplied to the fuel nozzle 210 .

이를 위해서 상기 경사부(410)는 연료와 공기가 급속 혼합되는 것을 방해하지 않도록 형성되며, 그 경사부(410)의 시작부위는 상기 연료노즐(210)의 위치와 동일한 위치 또는 후방의 위치부터 시작되는 것이 바람직하다.To this end, the inclined portion 410 is formed so as not to prevent rapid mixing of fuel and air, and the starting portion of the inclined portion 410 starts from the same position as the position of the fuel nozzle 210 or from the rear position. It is preferable to be

이러한 본 발명의 구조에 의해 Prompt 녹스와 Thermal 녹스를 저감시키는 연소과정을 설명한다.A combustion process for reducing prompt rust and thermal rust by the structure of the present invention will be described.

공기공급관(100)을 통해 공급되는 공기를 분할판(400)에 의해 분할되어 화염분할구(310)를 통해 연소실로 공급되는데, 이때 공기는 분할판(400)과 화염분할구(310)를 통과하면서 흐름이 빨라지게 된다.The air supplied through the air supply pipe 100 is divided by the divider plate 400 and supplied to the combustion chamber through the flame divider 310, in which case the air passes through the divider plate 400 and the flame divider 310. while making the flow faster.

이 상태에서 연료공급관(200)을 통해 연료를 공급하게 되면, 방사형태로 설치되는 연료노즐(210)을 통해 연료가 분출되는데, 이때 분출되는 연료는 공기의 흐름과 직교하는 방향으로 분출되므로, 빨라진 공기의 흐름과 함께 급속하게 혼합되며, 또한 디퓨저(300)의 후단에서 프리 믹싱(Pre Mixing)이 행해진 후 화염분할구(310)를 통해 연소실의 내부로 공급된다.When fuel is supplied through the fuel supply pipe 200 in this state, fuel is ejected through the fuel nozzle 210 installed in a radial shape. At this time, the ejected fuel is ejected in a direction perpendicular to the air flow, It is rapidly mixed with the flow of air, and after pre-mixing is performed at the rear end of the diffuser 300 , it is supplied into the combustion chamber through the flame splitter 310 .

또한, 화염분할구(310)의 외측방향 끝단부위에서 연료과 공기가 혼합됨으로써 공기의 흐름이 가장 빠른 위치에서 연료가 급속 혼합되도록 한 후 연소실로 공급되도록 한다.In addition, the fuel and air are mixed at the outer end of the flame splitter 310 so that the fuel is rapidly mixed at the position where the air flow is fastest, and then supplied to the combustion chamber.

이는, 연료노즐(210)을 통해 분출되는 고농도의 연료가 연소실 내에 형성된 1000℃ 이상의 고온 영역에 직접 노출시키지 않도록 함은 물론, 공기와의 급속 혼합에 의해 Prompt NOx 발생을 크게 억제시키는 것이다.This is to not directly expose the high-concentration fuel ejected through the fuel nozzle 210 to a high temperature region of 1000° C. or higher formed in the combustion chamber, as well as greatly suppressing prompt NOx generation by rapid mixing with air.

또한, 분할판(400)에 의해 연료노즐(210)들을 격리시킨 상태에서 연료노즐(210)로부터 분출된 연료가 공기와 급속 혼합된 후 한정적인 크기를 갖는 화염분할구(310)를 통해 연소실로 공급됨으로써 연소 시작단계에서부터 디퓨저(300)의 전방부위에서 화염분할구(310)에 의해 각각의 화염으로 완전히 분리된 작은 분할화염이 형성되는 것이다.In addition, in a state in which the fuel nozzles 210 are isolated by the partition plate 400 , the fuel ejected from the fuel nozzle 210 is rapidly mixed with air, and then through the flame partition hole 310 having a limited size into the combustion chamber. By being supplied, small split flames are formed that are completely separated into each flame by the flame splitter 310 in the front portion of the diffuser 300 from the combustion start stage.

이는 곧, 기존과 같이 화염온도가 높으면서도 분할화염에 비해 전체 표면적이 상대적으로 작은 단일화염에 비해, 본 발명은 단순한 구조에 의해 분할화염을 형성함으로써 화염분할 최적화를 통해 화염 표면적을 상대적으로 크게 하여 연소실의 전열면에 복사열 흡수가 극대화되도록 한다.That is, as compared to a single flame with a high flame temperature and a relatively small total surface area compared to a split flame, the present invention forms a split flame with a simple structure, thereby increasing the flame surface area relatively through flame splitting optimization. Maximize radiant heat absorption on the heat transfer surface of the combustion chamber.

즉, 하나의 단일화염보다 다수의 분할화염을 형성하여 화염의 표면적을 크게 함으로써 연소실의 전열면에서 화염의 복사열 흡수를 극대화하도록 하는 것이다.That is, by forming a plurality of split flames rather than one single flame to increase the surface area of the flame, the radiation heat absorption of the flame from the heat transfer surface of the combustion chamber is maximized.

따라서, 복수열 흡수의 극대화에 의해 화염온도가 크게 낮춰질 수 있으므로, 전체 발생 녹스의 약 70~80%를 차지하는 Thermal 녹스의 발생이 최소화될 수 있는 것이다.Therefore, since the flame temperature can be significantly lowered by maximizing the absorption of multiple heat, the generation of thermal rust that accounts for about 70 to 80% of the total generated rust can be minimized.

그리고, 디퓨저(300)의 후방부위에 연료노즐(210)이 위치함으로써 종래와 같이 연소실의 내부로 연료노즐이 노출되지 않게 되어 연소실의 길이도 그만큼 줄어들 수 있는 것이다.And, since the fuel nozzle 210 is positioned at the rear portion of the diffuser 300, the fuel nozzle is not exposed to the inside of the combustion chamber as in the prior art, and the length of the combustion chamber can be reduced by that much.

아울러, 공기공급관(100)을 통해 공급되는 공기가 디퓨저(300)와 공기공급관(100) 사이의 간극(G)을 통해 빠르게 분사되고, 디퓨저(300)의 전방으로 더 돌출된 공기공급관(100)의 선단부위에 의해서 분사되는 공기가 직진성을 가지게 되므로, 연료노즐(210)에 의해 발생된 화염의 직경이 커지면서 연소실 벽에 부딪혀 불완전 연소되는 것을 방지하게 된다.In addition, the air supplied through the air supply pipe 100 is rapidly sprayed through the gap G between the diffuser 300 and the air supply pipe 100, and the air supply pipe 100 protrudes further to the front of the diffuser 300. Since the air injected by the tip portion of the has a straightness, the diameter of the flame generated by the fuel nozzle 210 increases, and prevents incomplete combustion by colliding with the wall of the combustion chamber.

즉, 간극(G)을 통해 빠르게 분사되는 빠른 공기에 의해 화염이 연소실 벽으로 퍼지는 것을 방지하게 되어 불완전 연소를 방지하는 것이다.That is, the flame is prevented from spreading to the walls of the combustion chamber by the fast air rapidly injected through the gap G to prevent incomplete combustion.

또한, 이러한 간극(G) 구조에 의해 직경 또는 폭이 작은 연소실 내에서도 화염이 연소실 벽에 부딪히는 것을 방지할 수 있어서, 본 발명의 저녹스 버너를 연소실의 크기에 큰 장애없이 용이하게 적용할 수 있는 장점이 있다.In addition, it is possible to prevent the flame from hitting the wall of the combustion chamber even in a combustion chamber having a small diameter or width due to this gap (G) structure, so that the low-nox burner of the present invention can be easily applied without a large obstacle to the size of the combustion chamber There is this.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 예일뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. As the specific part of the present invention has been described in detail above, for those of ordinary skill in the art, it is clear that this specific description is only a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereby. something to do.

따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Accordingly, it is intended that the substantial scope of the present invention be defined by the appended claims and their equivalents.

100 : 공기공급관
200 : 연료공급관
210 : 연료노즐
300 : 디퓨저
310 : 화염분할구
400 : 분할판
410 : 경사부
G : 간극100: air supply pipe
200: fuel supply pipe
210: fuel nozzle
300 : diffuser
310: Flame Splitter
400: divider
410: inclined part
G: Gap

Claims (4)

공기를 연소실내로 공급하는 공기공급관;
상기 공기공급관의 내측 중앙부위에서 전후방향으로 길게 설치되고, 연료를 공급하는 연료공급관;
상기 공기공급관을 통해 공급되는 공기의 흐름에 직교하도록 상기 연료공급관의 전방부위로부터 측방향을 향해 등간격을 가지면서 방사형태로 돌출되며, 선단부위가 화염분할구의 외측방향 끝단부위에 위치하는 복수의 연료노즐;
상기 공기공급관의 전방부위를 막으면서 상기 복수의 연료노즐이 후방부위에 위치하도록 상기 연료공급관의 선단부위에 결합되며, 상기 각 연료노즐이 형성된 부위와 대응한 위치에 원형으로 된 상기 화염분할구가 각각 형성된 디퓨저;로 구성되고,
상기 연료노즐과 이웃하는 연료노즐의 사이에는 각각 분할판이 설치되어 이웃하는 연료노즐과 측방향이 격리되도록 하고, 상기 분할판은 상기 연료공급관의 외측 둘레를 따라 일정간격으로 방사형태로 설치되며, 분할판의 외측부위 일측으로부터 후단부위 일측까지 경사부가 형성되되, 상기 경사부의 시작부위는 상기 연료노즐과 동일한 위치 또는 후방의 위치로부터 시작되도록 형성되고,
상기 공기공급관의 내경과 상기 디퓨저의 외경 사이에 간극이 형성되고, 상기 공기공급관의 선단부위는 상기 디퓨저의 전방으로 더 돌출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 저녹스 버너.an air supply pipe for supplying air into the combustion chamber;
a fuel supply pipe which is installed long in the front-rear direction from the inner central portion of the air supply pipe and supplies fuel;
A plurality of radially protruding from the front part of the fuel supply pipe at equal intervals in the lateral direction so as to be orthogonal to the flow of air supplied through the air supply pipe, the tip part of which is located at the outer end part of the flame splitter fuel nozzle;
The plurality of fuel nozzles are coupled to the tip of the fuel supply pipe so as to be positioned at the rear while blocking the front part of the air supply pipe, and the circular flame splitting holes are formed at positions corresponding to the parts where the fuel nozzles are formed, respectively. A diffuser formed; Consists of,
A divider plate is installed between the fuel nozzle and the neighboring fuel nozzles to be separated from the neighboring fuel nozzle in the lateral direction, and the divider plate is installed radially at regular intervals along the outer periphery of the fuel supply pipe in a radial form, An inclined portion is formed from one side of the outer side of the plate to one side of the rear end portion, and the starting portion of the inclined portion is formed to start from the same position or a rear position as the fuel nozzle,
A gap is formed between the inner diameter of the air supply pipe and the outer diameter of the diffuser, and the front end of the air supply pipe is configured to further protrude forward of the diffuser. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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KR100554389B1 (en) * 2003-11-19 2006-02-22 한국코로나 주식회사 Burning device
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