KR102478997B1 - Boiler with low-nox burner - Google Patents

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KR102478997B1
KR102478997B1 KR1020220035818A KR20220035818A KR102478997B1 KR 102478997 B1 KR102478997 B1 KR 102478997B1 KR 1020220035818 A KR1020220035818 A KR 1020220035818A KR 20220035818 A KR20220035818 A KR 20220035818A KR 102478997 B1 KR102478997 B1 KR 102478997B1
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이병주
오정희
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이병주
오정희
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Abstract

The present invention relates to a boiler with a low-NO_x burner. The boiler comprises: a boiler body (110) having a heat exchanger (111) in which heat is exchanged according to combustion of fuel supplied to a burner member (130), and an exhaust port (112) installed therein to discharge exhaust gas generated due to combustion of the fuel; the burner member (130) having a burner body (131) for generating heat by burning the supplied fuel, and installed on the heat exchanger (111) to adjust the length of a flame ejected from the burner body (131); a blower (150) installed therein to supply air resulting from combustion of the burner member (130); and a low-temperature air supplier (170) for supplying air, supplied to the burner member (130), at a low temperature of up to -20℃ or less. Therefore, the boiler can mix outdoor air, supplied from the blower, with the low-temperature air from the low-temperature air supplier and supply the mixture, thereby reducing nitrogen oxides caused by the combustion, can supply the air, supplied from the low-temperature air supplier, at up to -20℃, thus reducing the flame temperature of the burner member, thereby reducing generation of nitrogen oxides, and can move a second flame case of a flame ejection control unit of the burner member, thereby reducing generation of nitrogen oxides due to a change in a flame angle.

Description

저녹스 버너가 구비된 보일러{Boiler with low-nox burner}Boiler with low-nox burner {Boiler with low-nox burner}

본 발명은 저녹스 버너가 구비된 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료의 연소에 필요한 공기를 저온으로 공급하여 줌으로써, 연로의 연소에 따라 발생되는 질소산화물(Nox)의 발생을 저감시키는 저녹스 버너가 구비된 보일러에 관한 것이다.The present invention relates to a boiler equipped with a low NOx burner, and more particularly, by supplying air necessary for combustion of fuel at a low temperature, thereby reducing the generation of nitrogen oxides (Nox) generated by combustion of fuel. It relates to a boiler equipped with a burner.

일반적으로 질소산화물(NOx)은 연료에 존재하는 화학적으로 결합된 질소 성분이 연소과정에서 산화되어 생성되는 Fuel NOx와, 연소용 공기중의 질소가 고온에서 유리되어 연소용 공기중의 질소 분자를 산화시켜 생성하는 Thermal NOx와, 탄화수소계열의 화석 연료가 고농도 상태로 고온 영역에 노출되었을 때 급속히 생성되는 Prompt NOx 등으로 구분된다.In general, nitrogen oxides (NOx) are fuel NOx, which is produced by oxidation of chemically bonded nitrogen components present in fuel during combustion, and nitrogen molecules in the air for combustion that are released at high temperatures to oxidize nitrogen molecules in the air for combustion. It is divided into Thermal NOx, which is generated by the process, and Prompt NOx, which is rapidly generated when hydrocarbon-based fossil fuel is exposed to a high-temperature area in a high-concentration state.

이러한 질소 산화물 중에서 특히, Fuel NOx는 연소기술에 의해 제어될 수 없고, 이에 따라 저녹스형 버너는 Thermal NOx와 Prompt NOx의 두 가지 질소산화물의 생성을 저감하는데 그 기술적 과제를 가지고 있다.Among these nitrogen oxides, fuel NOx, in particular, cannot be controlled by combustion technology, and accordingly, the low NOx burner has a technical problem in reducing the generation of two types of nitrogen oxides, thermal NOx and prompt NOx.

이러한 종래의 저녹스형 버너는 산소 포함비율도 매우 낮고, 화염온도보다 상대적으로 낮은 온도를 가져서 일종의 불활성 기체라 할 수 있는 배기가스를 연도와 연결한 공급관을 통하여 회수하여 화염에 혼입하는 장치가 고안된 배기가스 재순환방식(Flue Gas Recirculation)의 저녹스형 버너, 화염을 분할하여 화염 표면적을 극대화시켜 복사전열의 증대를 노린 분할화염버너, 화염 표면적을 증가시키기 위한 방법으로 화염을 막 형태로 만든 박막화염버너 등이 있으며, 이러한 종래의 저녹스형 버너는 화염 온도 저감에 의해 Thermal NOx의 생성을 감소시키는 기술을 도모하여 왔다.This conventional low-NOx burner has a very low oxygen content rate and a relatively lower temperature than the flame temperature, so a device for recovering exhaust gas, which can be called a kind of inert gas, through a supply pipe connected to the flue and mixing it into the flame has been devised. Low NOx type burner of flue gas recirculation method, divided flame burner aimed at increasing radiant heat transfer by dividing the flame to maximize the surface area of the flame, and thin-film flame made into a film to increase the surface area of the flame There is a burner, etc., and such a conventional low NOx burner has been promoted a technique for reducing the generation of thermal NOx by reducing the flame temperature.

하지만 상기의 연소가스 재순환방식의 저녹스 버너는 충분한 연소공간을 확보하기 위해서 외부에서 인입된 배기가스량 만큼 연소실의 부피를 늘려줘야 하므로 보일러 제조원가를 낮추거나 설치공간을 최소화하여 총비용을 줄이려는 보일러 콤팩트화 설계와 같은 최근의 설계 경향과 역행되는 결과를 초래하고 있다.However, the low NOx burner of the combustion gas recirculation method needs to increase the volume of the combustion chamber by the amount of exhaust gas introduced from the outside in order to secure sufficient combustion space. Therefore, boiler compaction to reduce the total cost by lowering the boiler manufacturing cost or minimizing the installation space It is leading to results that go against the recent design trend such as design.

그 외에도 종래의 저녹스형 버너는 화염온도를 저하시킬수록 Thermal NOx생성을 저감하기는 하지만, 연료 중의 탄소가 공기 중의 산소와 반응하여 일산화탄소를 일차적으로 생성한 후 다시 공기중의 산소와 반응하여 이산화탄소가 생성되는 연소과정의 특성상 1200

Figure 112022031164632-pat00001
이하의 낮은 화염온도 조건에서는 일산화탄소가 이산화탄소로 변환하는 비율이 급격히 떨어져서 일산화탄소 생성이 증가하게 된다.In addition, although the conventional low NOx burner reduces the generation of thermal NOx as the flame temperature is lowered, the carbon in the fuel reacts with the oxygen in the air to primarily generate carbon monoxide, and then reacts with the oxygen in the air again to produce carbon dioxide. 1200 due to the nature of the combustion process in which
Figure 112022031164632-pat00001
In the following low flame temperature conditions, the rate of conversion of carbon monoxide to carbon dioxide is rapidly reduced, resulting in increased production of carbon monoxide.

이러한 일산화탄소는 가연성 기체로서 연도 및 연돌을 지나 대기 중으로 배출되는 과정에서 폭발이 발생할 수 있는 위험성을 내포하고 있는 단점이 있다.Such carbon monoxide is a flammable gas, and has a disadvantage in that it poses a risk of explosion in the process of being discharged into the atmosphere through a flue and a chimney.

이에 따라 종래의 저녹스형 버너는 적극적으로 Prompt NOx의 생성 저감 대책을 고려하지 않고 Thermal NOx 생성 저감 대책만 고려함에 따라 전체적인 질소산화물(NOx) 저감 효과가 낮은 단점이 있다.Accordingly, the conventional low NOx type burner does not actively consider measures for reducing generation of prompt NOx and only considers measures for reducing generation of thermal NOx, thus having a low overall nitrogen oxide (NOx) reduction effect.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 '오토 저녹스 컨트롤 시스템이 구성된 보일러'가 개시되어 있다.For example, Patent Document 1 below discloses a 'boiler configured with an automatic low NOX control system'.

하기 특허문헌 1에 따른 오토 저녹스 컨트롤 시스템이 구성된 보일러는 연료를 공급하는 연료관과, 상기 연료관에 연결되어 전방으로 화염을 분사하는 버너와, 상기 버너에 공기를 공급하는 송풍기와, 상기 버너가 장착되어 열을 공급받는 열교환기와, 상기 열교환기에 연결되어 배기가스를 배출시키는 배기관과, 상기 배기관에 장착되어 배기가스에 포함된 산소량을 감지하는 산소센서와, 상기 산소센서에 연계되어 상기 송풍기를 컨트롤하는 제어부를 포함하는 보일러에 있어서, 상기 보일러에 녹스량을 감소시키도록 오토 저녹스 컨트롤 시스템이 구성되고, 상기 오토 저녹스 컨트롤 시스템은 상기 배기관에 장착되어 배기가스에 포함된 녹스(Nox: 질소산화물)량을 감지하여 데이터를 전송하는 녹스센서와, 상기 녹스센서에 연계되어 상기 버너의 화염각(a)을 컨트롤하도록 구성된 상기 제어부(107)를 포함한다.A boiler configured with an auto low NOx control system according to Patent Document 1 includes a fuel pipe for supplying fuel, a burner connected to the fuel pipe to spray flame forward, a blower for supplying air to the burner, and the burner. A heat exchanger equipped with a heat exchanger to receive heat, an exhaust pipe connected to the heat exchanger to discharge exhaust gas, an oxygen sensor mounted in the exhaust pipe to detect the amount of oxygen contained in the exhaust gas, and a blower connected to the oxygen sensor In a boiler including a control unit for controlling, an auto low NOx control system is configured to reduce the amount of NOX in the boiler, and the automatic low NOx control system is installed in the exhaust pipe to reduce NOX (nitrogen) contained in the exhaust gas. oxide) and the control unit 107 configured to control the flame angle (a) of the burner in connection with the Knox sensor and transmitting data by detecting the amount of oxide).

상기 버너는 상기 연료관에 연결되어 연료를 안내하는 안내관과, 상기 안내관의 전방으로 씌워지는 캡과, 상기 캡의 외측면에서 내측방으로 연결되어 연료를 외부로 배출시키는 배출관과, 상기 캡에 연결되어 후방으로 연장되는 로드와, 상기 로드에 연결되고 상기 제어부에 의해서 컨트롤되는 리니어 액튜에이터와, 상기 캡과 로드를 수용하고 상기 열교환기에 고정되는 파이프(Air tube)를 포함한다.The burner includes a guide pipe connected to the fuel pipe to guide fuel, a cap covered in front of the guide pipe, a discharge pipe connected inwardly from an outer surface of the cap to discharge fuel to the outside, and the cap It includes a rod connected to and extending rearward, a linear actuator connected to the rod and controlled by the control unit, and an air tube accommodating the cap and the rod and fixed to the heat exchanger.

상기 파이프의 후방부가 상기 송풍기와 연결되어 구성되고, 상기 캡의 외측면 둘레를 따라 형성되고 상기 배출관의 전방에 배치되는 판상의 커버와, 상기 커버를 관통하는 관통구를 포함하고, 상기 캡의 전방단부에 부착되는 판상의 전방커버와, 상기 전방커버를 관통하는 관통구를 포함한다.The rear portion of the pipe is configured to be connected to the blower, and includes a plate-shaped cover formed along an outer circumference of the cap and disposed in front of the discharge pipe, and a through hole penetrating the cover, and a front side of the cap. It includes a plate-shaped front cover attached to an end and a through hole penetrating the front cover.

하기 특허문헌 2에는 '질소산화물 저감형 친환경 저녹스 버너'가 개시되어 있다.Patent Document 2 below discloses a 'nitrogen oxide reduction type eco-friendly low NOx burner'.

하기 특허문헌 2에 따른 질소산화물 저감형 친환경 저녹스 버너는 공기가 공급되어지는 튜브와 상기 튜브의 내측으로 위치하여 연료공급관이 설치되어져 있으며, 상기 연료공급관에 노즐부재가 설치되어 있는 것으로써, 연소시 화염온도 및 산소농도를 낮추고, 연소가스 체류시간 단축 등을 통하여 질소산화물(NOx) 등 오염물질 발생량을 저감하고 연료를 절감하는 저녹스버너(Low NOx Burner)에 있어서, 선단에 테이퍼져 협관이 형성되어 있는 공기조절관이 연장 형성되어 있는 튜브의 내측 중심에 연료가 공급되는 연료공급관이 설치된다.The nitrogen oxide reduction type eco-friendly low NOx burner according to Patent Document 2 below has a tube to which air is supplied and a fuel supply pipe located inside the tube, and a nozzle member is installed in the fuel supply pipe, In a low NOx burner that reduces the generation of pollutants such as nitrogen oxides (NOx) and saves fuel by lowering the flame temperature and oxygen concentration and shortening the residence time of combustion gases, A fuel supply pipe through which fuel is supplied is installed at the inner center of the tube in which the formed air conditioning pipe is extended.

상기 연료공급관의 선단에는 연료점화에 사용되어지는 파일럿버너가 설치됨과 더불어 연결관에 버너의 후측으로 핸들이 노출되도록 설치되어진 노즐부재조절레버의 연결봉이 일측면으로 연결되어 있고, 타측면에는 연료공급관에 형성된 안내핀에 안내되어지는 슬롯홀이 형성되어 있어 상기 노즐부재조절레버의 회전운동에 의해 상기 노즐부재가 전후진 되어져 상기 노즐부재의 보염판이 공기공급관의 협관에 대하여 간격 조절되어져 화염의 외염을 자유롭게 조절 가능하도록 형성된다.A pilot burner used for fuel ignition is installed at the front end of the fuel supply pipe, and a connecting rod of a nozzle member control lever installed so that a handle is exposed to the rear side of the burner is connected to one side of the connection pipe, and the fuel supply pipe is connected to the other side. There is a slot hole guided by the guide pin formed in the nozzle member, so that the nozzle member is moved forward and backward by the rotational movement of the nozzle member control lever, and the interval between the nozzle member's flame-retaining plate is adjusted with respect to the narrow pipe of the air supply pipe, thereby reducing the external flame of the flame. It is formed to be freely adjustable.

상기 노즐부재는 연결관과 관통하는 원반형태의 노즐헤드를 구비하며, 상기 노즐헤드의 외주면에는 다수의 화염분사노즐이 등간격을 이루며 방사상으로 형성되어 있고, 상기 화염분사노즐로부터 토출된 화염을 분할염이 되게 하는 분할염생성용에어홀과 중심염 발생을 억제하는 중심염방지용 에어홀을 포함하는 보염판이 상기 노즐헤드의 후측에 형성된다.The nozzle member has a disk-shaped nozzle head penetrating the connection pipe, and a plurality of flame jetting nozzles are formed radially at equal intervals on an outer circumferential surface of the nozzle head, and the flame discharged from the flame jetting nozzles is divided. A salt-retaining plate including an air hole for generating split salt and an air hole for preventing central inflammation to suppress the occurrence of central inflammation is formed on the rear side of the nozzle head.

대한민국 특허 등록번호 제10-1460775호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1460775 대한민국 특허 공개번호 제10-2013-0106778호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-0106778 대한민국 특허 등록번호 제10-2243080호Korean Patent Registration No. 10-2243080

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연료의 연소가 이루어지도록 공급되는 공기의 온도를 저온으로 공급하여 줌으로써 연료가 연소되면서 발생되는 질소산화물을 저감시킬 수 있도록 하는 저녹스 버너가 구비된 보일러를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the above problems, and low NOx burner that can reduce nitrogen oxides generated while burning fuel by supplying the temperature of air supplied to burn fuel at a low temperature. To provide a boiler equipped with.

본 발명의 다른 목적은 연료의 연소가 이루어지도록 공급되는 공기의 온도를 상온보다 낮은 온도로 조절하여 공급되게 하는 저녹스 버너가 구비된 보일러를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a boiler equipped with a low NOx burner that is supplied by adjusting the temperature of air supplied to burn fuel to a temperature lower than room temperature.

본 발명의 또 다른 목적은 보일러에 설치된 버너에서 분출되는 화염의 길이, 화염폭, 화염각도를 조절하여 줌으로써 질소산화물의 발생을 저감시킬 수 있도록 하는 저녹스 버너가 구비된 보일러를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a boiler equipped with a low NOx burner capable of reducing the generation of nitrogen oxides by adjusting the length, flame width, and flame angle of a flame ejected from a burner installed in the boiler.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 저녹스 버너가 구비된 보일러는 버너부재(130)에 공급되는 연료의 연소에 따라 열교환이 이루어지는 열교환기(111)와, 연료의 연소에 따라 발생되는 배기가스가 배출되게 설치되는 배기구(112)가 구비된 보일러본체(110); 공급되는 연료를 연소시켜 열을 발생시키는 버너본체(131)와, 상기 버너본체(131)에서 분출되는 화염의 길이를 조절할 수 있도록 상기 열교환기(111)에 설치되는 버너부재(130); 상기 버너부재(130)의 연소에 따른 공기를 공급하도록 설치되는 송풍기(150); 상기 버너부재(130)에 공급되는 공기를 -20℃ 이하의 저온으로 공급하는 저온공기공급기(170);를 포함하며,In order to achieve the above object, a boiler equipped with a low NOx burner according to the present invention includes a heat exchanger 111 in which heat is exchanged according to the combustion of fuel supplied to the burner member 130, and according to the combustion of the fuel Boiler body 110 equipped with an exhaust port 112 through which the generated exhaust gas is discharged; A burner body 131 generating heat by burning supplied fuel, and a burner member 130 installed in the heat exchanger 111 so as to adjust the length of a flame ejected from the burner body 131; a blower 150 installed to supply air according to the combustion of the burner member 130; A low-temperature air supplier 170 supplying air supplied to the burner member 130 at a low temperature of -20 ° C or less;

상기 버너부재(130)의 화염은 상기 열교환기(111)의 위에서 아래로의 수직 방향으로 분출되게 설치되는 것을 특징으로 한다.The flame of the burner member 130 is characterized in that it is installed to eject in a vertical direction from top to bottom of the heat exchanger 111.

상기 버너부재(130)는 상기 송풍기(150)에서 공급되는 공기와, 상기 저온공기공급기(170)에서 공급되는 저온의 공기와, 연료공급관(132)에서 공급되는 연료를 혼합시켜 연소시키는 버너본체(131); 상기 연료의 연소에 의해 발생되는 화염의 분사 길이를 조절할 수 있도록 상기 버너본체(131)의 일측에 설치되는 화염분사조절유닛(135);을 포함하는 것을 특징으로 한다.The burner member 130 is a burner body that mixes and burns air supplied from the blower 150, low-temperature air supplied from the low-temperature air supplier 170, and fuel supplied from the fuel supply pipe 132 ( 131); and a flame injection control unit 135 installed on one side of the burner body 131 so as to adjust the injection length of the flame generated by the combustion of the fuel.

상기 버너본체(131)는 연소가 이루어지도록 연료가 공급되는 연료공급관(132); 상기 버너본체(131)가 상기 열교환기(111)에 설치될 수 있게 상기 버너본체(131)의 일측에 형성되는 제1 플랜지(133); 상기 송풍기(150)와 상기 저온공기공급기(170)로부터 공기와 저온의 냉기가 혼합 유입될 수 있도록 상기 버너본체(131)의 타측에 형성되는 제2 플랜지(134);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The burner body 131 includes a fuel supply pipe 132 through which fuel is supplied for combustion; a first flange 133 formed on one side of the burner body 131 so that the burner body 131 can be installed in the heat exchanger 111; and a second flange 134 formed on the other side of the burner body 131 so that air and low-temperature cold air can be mixed and introduced from the blower 150 and the low-temperature air supplier 170. .

상기 화염분사조절유닛(135)은 상기 제1 플랜지(133)에 고정되는 제1 화염케이스(136); 상기 제1 화염케이스(136)에 형성되는 슬라이딩구멍(137); 상기 제1 화염케이스(136)의 외면에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2 화염케이스(138); 상기 제1 화염케이스(136)의 일측에 설치되는 화염분사구(139); 상기 제2 화염케이스(138)를 이동시키도록 상기 제1 화염케이스(136)의 내측에 설치되는 이동로드유닛(141);을 포함하며,The flame injection control unit 135 includes a first flame case 136 fixed to the first flange 133; a sliding hole 137 formed in the first flame case 136; A second flame case 138 slidably coupled to the outer surface of the first flame case 136; A flame nozzle 139 installed on one side of the first flame case 136; A moving rod unit 141 installed inside the first flame case 136 to move the second flame case 138; includes,

상기 이동로드유닛(141)은 소정의 길이로 형성되는 한 쌍의 제1 고정로드(142); 상기 한 쌍의 제1 고정로드(142)의 양측에 각각 고정되며, 상기 제2 화염케이스(138)의 내면에 고정되고, 상기 슬라이딩구멍(137)을 따라 이동 가능하게 설치되는 케이스고정로드(143); 상기 한 쌍의 제1 고정로드(142) 사이에 고정되는 제2 고정로드(144); 상기 제2 고정로드(144)에 고정되는 제3 고정로드(145);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The moving rod unit 141 includes a pair of first fixed rods 142 formed to a predetermined length; Case fixing rod 143 fixed to both sides of the pair of first fixing rods 142, fixed to the inner surface of the second flame case 138, and movably installed along the sliding hole 137 ); a second fixing rod 144 fixed between the pair of first fixing rods 142; A third fixing rod 145 fixed to the second fixing rod 144; characterized in that it includes.

상기 보일러본체(110)에는 상기 열교환기(111)에서 분출된 연료가스가 상기 버너부재(130)로 유입될 수 있게 연료가스순환라인(113)이 설치되고, 상기 배기구(112)를 통해 배출되는 배기가스가 상기 버너부재(130)로 재유입될 수 있게 상기 배기구(112)와 상기 저온공기공급기(150) 사이에 바이패스라인(114)이 설치되며, 상기 연료가스순환라인(113)의 연료가스와 상기 바이패스라인(114)의 배기가스의 온도를 냉각시키는 냉각기(171)가 설치되는 것을 특징으로 한다.A fuel gas circulation line 113 is installed in the boiler body 110 so that fuel gas ejected from the heat exchanger 111 can flow into the burner member 130, and discharged through the exhaust port 112. A bypass line 114 is installed between the exhaust port 112 and the low-temperature air supplier 150 so that exhaust gas can be re-introduced into the burner member 130, and the fuel gas circulation line 113 It is characterized in that a cooler 171 for cooling the temperature of the gas and the exhaust gas of the bypass line 114 is installed.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 저녹스 버너가 구비된 보일러에 의하면, 송풍기에서 공급되는 외기와 저온공기공급기에서 저온의 공기를 혼합하여 공급함으로써, 연소에 따른 질소산화물을 줄일 수 있고, 저온공기공급기에서 공급되는 공기를 최대 ~20℃로 공급하여 버너부재의 화염 온도를 낮출 수 있으며, 이로 인해 질소산화물의 발생을 저감시킬 수 있고, 버너부재의 화염분사조절유닛의 제2 화염케이스를 이동시켜 화염각의 변화로 인해 질소산화물의 발생을 줄일 수 있다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the boiler equipped with a low-NOx burner according to the present invention, by supplying a mixture of outdoor air supplied from the blower and low-temperature air from the low-temperature air supplier, nitrogen oxides due to combustion can be reduced, and low-temperature air The flame temperature of the burner member can be lowered by supplying the air supplied from the supplier at a maximum of ~20 ° C, thereby reducing the generation of nitrogen oxides, and by moving the second flame case of the flame injection control unit of the burner member. The effect of reducing the generation of nitrogen oxides is obtained due to the change in the flame angle.

본 발명에 따른 저녹스 버너가 구비된 보일러에 의하면, 저온공기공급기에서 저온의 공기 공급에 의해 화염온도를 낮춤으로써 질소산화물을 대략 4~6ppm 낮출 수 있고, 버너부재의 화염케이스를 슬라이딩 이동시켜 줌으로써 질소산화물을 대략 3~4ppm 낮출 수 있으며, 연료가스순환라인에 의해 질소산화물을 대략 2~3ppm 낮출 수 있다는 효과가 얻어진다.According to the boiler equipped with a low-NOX burner according to the present invention, by lowering the flame temperature by supplying low-temperature air from the low-temperature air supplier, nitrogen oxides can be lowered by approximately 4 to 6 ppm, and by sliding the flame case of the burner member, It is possible to lower nitrogen oxides by approximately 3 to 4 ppm, and the effect of lowering nitrogen oxides by approximately 2 to 3 ppm is obtained by the fuel gas circulation line.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저녹스 버너가 구비된 보일러를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저녹스 연소버너를 도시한 입체도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저녹스 연소버너를 도시한 구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저녹스 연소버너를 도시한 분해 입체도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저녹스 연소버너를 도시한 입체도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저녹스 연소버너에서 분출되는 화염각을 도시한 단면도.
1 is a configuration diagram showing a boiler equipped with a low NOx burner according to a preferred embodiment of the present invention;
2 is a three-dimensional view showing a low NOx combustion burner according to a preferred embodiment of the present invention;
3 is a configuration diagram showing a low NOx combustion burner according to a preferred embodiment of the present invention;
4 is an exploded three-dimensional view showing a low NOx combustion burner according to a preferred embodiment of the present invention;
5 is a three-dimensional view showing a low NOx combustion burner according to a preferred embodiment of the present invention;
Figure 6 is a cross-sectional view showing the flame angle ejected from the low NOX combustion burner according to a preferred embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.However, since the description of the present invention is only an embodiment for structural or functional description, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text.

예컨대, 실시 예들은 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있기 때문에 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.For example, since the embodiments can be changed and have various forms, it should be understood that the scope of the present invention includes equivalents capable of realizing the technical idea.

또한 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니기 때문에 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.In addition, since the object or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment should include all of them or only such effects, the scope of the present invention should not be construed as being limited thereto.

본 명세서에서, 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.In this specification, this embodiment is provided to complete the disclosure of the present invention and to completely inform those skilled in the art of the scope of the invention to which the present invention belongs. And the invention is only defined by the scope of the claims.

따라서 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.Thus, in some embodiments, well-known components, well-known operations and well-known techniques have not been described in detail in order to avoid obscuring the interpretation of the present invention.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 사전적 의미에 제한되지 않으며, 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.On the other hand, the meaning of the terms described in the present invention is not limited to the dictionary meaning, and should be understood as follows.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless defined otherwise.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as consistent with meanings in the context of related art, and cannot be interpreted as having ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저녹스 버너가 구비된 보일러를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a boiler equipped with a low NOx burner according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저녹스 버너가 구비된 보일러는 버너부재(130)에 공급되는 연료의 연소에 따라 열교환이 이루어지는 열교환기(111)와, 연료의 연소에 따라 발생되는 배기가스가 배출되게 설치되는 배기구(112)가 구비된 보일러본체(110)와, 공급되는 연료를 연소시켜 열을 발생시키는 버너본체(131)와, 상기 버너본체(131)에서 분출되는 화염의 길이를 조절할 수 있도록 상기 열교환기(111)에 설치되는 버너부재(130)와, 상기 버너부재(130)의 연소에 따른 공기를 공급하도록 설치되는 송풍기(150)와, 상기 버너부재(130)에 공급되는 공기를 최대 -20℃ 이하의 저온으로 공급하는 저온공기공급기(170)를 포함한다.A boiler equipped with a low NOx burner according to a preferred embodiment of the present invention has a heat exchanger 111 in which heat is exchanged according to the combustion of fuel supplied to the burner member 130, and exhaust gas generated according to the combustion of the fuel is discharged. A boiler body 110 equipped with an exhaust port 112 installed to be installed, a burner body 131 generating heat by burning supplied fuel, and the length of the flame ejected from the burner body 131 can be adjusted. The burner member 130 installed in the heat exchanger 111, the blower 150 installed to supply air according to the combustion of the burner member 130, and the air supplied to the burner member 130 It includes a low-temperature air supplier 170 supplying low-temperature air below -20 ° C.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저녹스 버너가 구비된 보일러를 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a boiler equipped with a low NOx burner according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 저녹스 버너가 구비된 보일러는 열교환기(111)와 배기구(112)가 구비된 보일러본체(110)와, 연소가 이루어지도록 상기 보일러본체(110)에 설치되는 버너부재(130)와, 연소가 이루어지도록 공기를 공급하는 송풍기(150)와, 상기 송풍기(150)에서 공급되는 공기와 함께 혼합되어 저온의 공기가 공급되게 설치되는 저온공기공급기(170)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the boiler with a low NOx burner according to an embodiment of the present invention includes a boiler body 110 equipped with a heat exchanger 111 and an exhaust port 112, and the boiler body so that combustion is made. A burner member 130 installed at 110, a blower 150 for supplying air for combustion, and low-temperature air mixed with the air supplied from the blower 150 to supply low-temperature air It consists of a feeder (170).

상기 보일러본체(110)에는 연료의 연소가 이루어지는 버너부재(130)의 열원으로부터 열교환이 이루어지도록 열교환기(111)가 구비되고, 상기 보일러본체(110)에는 연료의 연소에 의해 발생되는 배기가스가 배출되는 배기구(112)가 설치된다.The boiler body 110 is provided with a heat exchanger 111 to exchange heat from the heat source of the burner member 130 in which fuel is burned, and exhaust gas generated by the combustion of fuel is provided in the boiler body 110. An exhaust outlet 112 is installed.

아울러 상기 보일러본체(110)에는 연료가스 중 미연소가 이루어진 연료가스를 상기 버너부재(130)로 순환 공급하는 연료가스순환라인(113)이 설치된다.In addition, a fuel gas circulation line 113 for circulating and supplying unburned fuel gas among fuel gases to the burner member 130 is installed in the boiler body 110 .

또 상기 배기구(112)에는 배기가스 중 일부가 저온공기공급기(170)로 공급될 수 있게 바이패스라인(114)이 설치된다.In addition, a bypass line 114 is installed in the exhaust port 112 so that some of the exhaust gas can be supplied to the low-temperature air supplier 170 .

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저녹스 연소버너를 도시한 입체도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저녹스 연소버너를 도시한 구성도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저녹스 연소버너를 도시한 분해 입체도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저녹스 연소버너를 도시한 입체도이다.Figure 2 is a three-dimensional view showing a low NOx combustion burner according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a configuration diagram showing a low NOx combustion burner according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 4 is a block diagram of the present invention It is an exploded three-dimensional view showing a low NOx combustion burner according to a preferred embodiment, and FIG. 5 is a three-dimensional view showing a low NOx combustion burner according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 버너부재(130)를 도시한 것으로, 도 3(a)는 제1 화염케이스(136)와 제2 화염케이스(138)가 동일한 위치에 위치된 상태를 도시한 것이고, 도 3(b)는 제2 화염케이스(138)가 제1 화염케이스(136)의 외측으로 슬라이딩된 상태를 도시한 것이다.3 shows the burner member 130, FIG. 3 (a) shows a state in which the first flame case 136 and the second flame case 138 are located at the same position, FIG. 3 (b) ) shows a state in which the second flame case 138 is slid to the outside of the first flame case 136.

상기 버너부재(130)는 상기 송풍기(150)에서 공급되는 공기와, 상기 저온공기공급기(170)에서 공급되는 저온의 공기와, 연료공급관(132)에서 공급되는 연료를 혼합시켜 연소시키는 버너본체(131)와, 상기 연료의 연소에 의해 발생되는 화염의 분사 길이를 조절할 수 있도록 상기 버너본체(131)의 일측에 설치되는 화염분사조절유닛(135)를 포함한다.The burner member 130 is a burner body that mixes and burns air supplied from the blower 150, low-temperature air supplied from the low-temperature air supplier 170, and fuel supplied from the fuel supply pipe 132 ( 131) and a flame injection control unit 135 installed on one side of the burner body 131 to adjust the injection length of the flame generated by the combustion of the fuel.

상기 버너본체(131)는 연소가 이루어지도록 연료가 공급되는 연료공급관(132)과, 상기 버너본체(131)가 상기 열교환기(111)에 설치될 수 있게 상기 버너본체(131)의 일측에 형성되는 제1 플랜지(133)와, 상기 송풍기(150)와 상기 저온공기공급기(170)로부터 공기와 저온의 냉기가 혼합 유입될 수 있도록 상기 버너본체(131)의 타측에 형성되는 제2 플랜지(134)를 구비한다.The burner body 131 is formed on one side of the burner body 131 so that the fuel supply pipe 132 through which fuel is supplied for combustion and the burner body 131 can be installed in the heat exchanger 111. a first flange 133, and a second flange 134 formed on the other side of the burner body 131 so that air and low-temperature cold air can be mixed and introduced from the blower 150 and the low-temperature air supplier 170. ) is provided.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 버너부재(130)는 연료가 연소되는 것으로, 상기 버너본체(131)에는 가스 연료 등을 공급하는 연료공급관(132)이 구비된다.As shown in FIGS. 2 to 5 , the burner member 130 burns fuel, and the burner body 131 is provided with a fuel supply pipe 132 for supplying gas fuel.

아울러 상기 버너본체(131)의 일측에는 보일러본체(110)에 설치될 수 있게 제1 플랜지(133)가 설치되고, 상기 버너본체(131)의 타측에는 송풍기(150)와 저온공기공급기(170) 등이 설치될 수 있게 제2 플랜지(134)가 설치된다.In addition, a first flange 133 is installed on one side of the burner body 131 to be installed on the boiler body 110, and a blower 150 and a low-temperature air supplier 170 are installed on the other side of the burner body 131. A second flange 134 is installed so that the lamp can be installed.

상기 화염분사조절유닛(135)은 화염분사구(139)를 통해 분출되는 화염 길이, 화염폭 및 화염각을 조절하는 것으로, 상기 화염분사조절유닛(135)은 원통형으로 형성된 제1 화염케이스(136)와, 제2 화염케이스(138) 및 이동로드유닛(141)으로 이루어진다.The flame injection control unit 135 controls the flame length, flame width and flame angle ejected through the flame injection hole 139, and the flame injection control unit 135 is a first flame case 136 formed in a cylindrical shape. And, it consists of a second flame case 138 and a moving rod unit 141.

상기 제1 화염케이스(136)는 일정 길이를 갖는 중공의 원통체로 형성되고, 상기 제1 화염케이스(136)에는 이동로드유닛(141)이 슬라이딩 될 수 있게 일정 길이를 갖는 슬라이딩구멍(137)이 형성된다.The first flame case 136 is formed as a hollow cylindrical body having a certain length, and the first flame case 136 has a sliding hole 137 having a certain length so that the moving rod unit 141 can slide. is formed

아울러 상기 제2 화염케이스(138)는 제1 화염케이스(136)의 외면에 이동 가능하게 설치되며, 상기 제2 화염케이스(138)는 화염의 길이, 화염폭 및 화염각을 조절할 수 있도록 제1 화염케이스(136)의 길이 방향으로 이동 가능하게 설치된다.In addition, the second flame case 138 is movably installed on the outer surface of the first flame case 136, and the second flame case 138 has a first flame length, flame width and flame angle to be adjustable. It is installed to be movable in the longitudinal direction of the flame case 136.

또한 상기 제1 화염케이스(136)의 선단에는 화염이 고르게 분출될 수 있게 화염분사구(139)가 설치되며, 상기 화염분사구(139)에는 방사상으로 다수의 노치(139a)와 화염분출구멍(139b)이 형성된다.In addition, a flame nozzle 139 is installed at the front end of the first flame case 136 so that the flame can be evenly ejected, and a plurality of notches 139a and a flame ejection hole 139b radially are installed in the flame nozzle 139. is formed

상기 화염분사조절유닛(135)은 상기 제1 플랜지(133)에 고정되는 제1 화염케이스(136)와, 상기 제1 화염케이스(136)에 형성되는 슬라이딩구멍(137)과, 상기 제1 화염케이스(136)의 외면에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2 화염케이스(138)와, 상기 제1 화염케이스(136)의 일측에 설치되는 화염분사구(139)와, 상기 제2 화염케이스(138)를 이동시키도록 상기 제1 화염케이스(136)의 내측에 설치되는 이동로드유닛(141)을 포함한다.The flame injection control unit 135 includes a first flame case 136 fixed to the first flange 133, a sliding hole 137 formed in the first flame case 136, and the first flame A second flame case 138 slidably coupled to the outer surface of the case 136, a flame nozzle 139 installed on one side of the first flame case 136, and the second flame case 138 It includes a moving rod unit 141 installed inside the first flame case 136 to move.

상기 이동로드유닛(141)은 소정의 길이로 형성되는 한 쌍의 제1 고정로드(142)와, 상기 한 쌍의 제1 고정로드(142)의 양측에 각각 고정되며, 상기 제2 화염케이스(138)의 내면에 고정되고, 상기 슬라이딩구멍(137)을 따라 이동 가능하게 설치되는 케이스고정로드(143)와, 상기 한 쌍의 제1 고정로드(142) 사이에 고정되는 제2 고정로드(144)와, 상기 제2 고정로드(144)에 고정되는 제3 고정로드(145)를 구비한다.The moving rod unit 141 is fixed to both sides of a pair of first fixed rods 142 formed to a predetermined length and the pair of first fixed rods 142, respectively, and the second flame case ( 138) and a case fixing rod 143 movably installed along the sliding hole 137 and a second fixing rod 144 fixed between the pair of first fixing rods 142 ) and a third fixing rod 145 fixed to the second fixing rod 144.

상기 이동로드유닛(141)은 제2 화염케이스(138)를 이동시키는 것으로, 상기 이동로드유닛(141)의 제1 고정로드(141)는 한 쌍으로 이루어지며, 소정의 길이로 형성된다.The movable rod unit 141 moves the second flame case 138, and the first fixed rod 141 of the movable rod unit 141 is formed as a pair and has a predetermined length.

상기 제1 고정로드(141)의 일면에는 제2 화염케이스(138)의 내면에 고정되는 케이스고정로드(143)가 고정된다. 상기 케이스고정로드(143)의 일단은 제1 고정로드(142)에 고정되고, 상기 케이스고정로드(143)의 타단은 제2 화염케이스(138)에 고정된다.A case fixing rod 143 fixed to the inner surface of the second flame case 138 is fixed to one surface of the first fixing rod 141 . One end of the case fixing rod 143 is fixed to the first fixing rod 142, and the other end of the case fixing rod 143 is fixed to the second flame case 138.

상기 한 쌍의 제1 고정로드(142) 사이에는 제2 고정로드(144)가 고정되고, 상기 제2 고정로드(144)에는 소정의 길이를 갖는 제3 고정로드(145)가 고정된다.A second fixing rod 144 is fixed between the pair of first fixing rods 142, and a third fixing rod 145 having a predetermined length is fixed to the second fixing rod 144.

상기 제3 고정로드(145)는 이동로드유닛(141)을 이동시킬 수 있게 구동수단(미도시)과 연결 설치된다.The third fixed rod 145 is installed connected to a driving means (not shown) to move the movable rod unit 141 .

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저녹스 연소버너에서 분출되는 화염각을 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a flame angle ejected from a low NOx combustion burner according to a preferred embodiment of the present invention.

도 6은 버너부재(130)에서 분출되는 화염각(a1, b1)을 도시한 것으로, 도 6(a)는 제1 화염케이스(136)와 제2 화염케이스(138)가 동일한 위치에 있는 상태를 도시한 것이고, 도 6(b)는 제2 화염케이스(138)가 제1 화염케이스(136)의 외측으로 돌출된 상태를 도시한 것이다.6 shows flame angles a1 and b1 ejected from the burner member 130, and FIG. 6 (a) shows a state in which the first flame case 136 and the second flame case 138 are at the same position. 6 (b) shows a state in which the second flame case 138 protrudes to the outside of the first flame case 136.

즉, 도 6(a)는 제1 화염케이스(136)와 제2 화염케이스(138)가 동일한 위치에 설치된 상태에서 분출되는 화염각(a1)을 도시한 것이고, 도 6(b)는 제2 화염케이스(138)가 제1 화염케이스(136)로부터 이동되어 돌출된 상태에서 분출되는 화염각(b1)을 도시한 것이다.That is, Figure 6 (a) shows the flame angle (a1) ejected in the state where the first flame case 136 and the second flame case 138 are installed in the same position, Figure 6 (b) shows the second flame case 138 It shows the flame angle (b1) ejected in the state where the flame case 138 moves from the first flame case 136 and protrudes.

도 6(a)의 상기 화염각(a1)은 제1 화염케이스(136)와 제2 화염케이스(138)의 끝단이 동일한 위치이므로, 도 6(b)의 화염각(b1) 보다 넓게 분출된다.The flame angle (a1) of FIG. 6 (a) is wider than the flame angle (b1) of FIG. 6 (b) because the ends of the first flame case 136 and the second flame case 138 are at the same position. .

도 6(b)의 상기 화염각(b1)은 제2 화염케이스(138)가 제1 화염케이스(136)의 외측으로 이동되어 돌출된 상태이므로, 도 6(b)의 화염각(b1)은 화염각(a1)이 좁게 분출될 뿐만 아니라 버너부재(130)로부터 길게 분출된다.Since the flame angle b1 of FIG. 6 (b) is a state in which the second flame case 138 is moved to the outside of the first flame case 136 and protrudes, the flame angle b1 of FIG. 6 (b) is The flame angle a1 is not only narrowly ejected but also ejected long from the burner member 130 .

한편 상기 버너부재(130)에는 연료공급관(132)을 통해 공급된 연료와 연소 시 필요한 공기를 공급되게 송풍기(150)가 구비되고, 상기 송풍기(150)에 공급되는 공기의 온도를 저하시키도록 저온공기공급기(170)가 구비된다.On the other hand, the burner member 130 is provided with a blower 150 to supply fuel supplied through the fuel supply pipe 132 and air necessary for combustion, and to lower the temperature of the air supplied to the blower 150 at a low temperature. An air supplier 170 is provided.

상기 저온공기공급기(170)는 송풍기(150)에서 공급되는 공기의 온도보다 낮은 온도의 공기를 공급한다.The low-temperature air supplier 170 supplies air having a temperature lower than that of the air supplied from the blower 150.

상기 저온공기공급기(170)는 최대 -20℃ 이하의 저온 공기를 공급함은 물론 연료가스순환라인(113)과 바이패스라인(114)을 통해 이동되는 연료가스와 배기가스의 온도를 저온으로 저하시킨다.The low-temperature air supplier 170 not only supplies low-temperature air of up to -20°C or lower, but also lowers the temperature of the fuel gas and exhaust gas moving through the fuel gas circulation line 113 and the bypass line 114 to a low temperature. .

또한 상기 저온공기공급기(170)에는 연료가스순환라인(113)과 바이패스라인(114)을 통해 이동되는 연료가스와 배기가스의 온도를 저하시키는 냉각기(171)가 구비될 수 있다.In addition, the low-temperature air supplier 170 may be provided with a cooler 171 that lowers the temperature of the fuel gas and exhaust gas moving through the fuel gas circulation line 113 and the bypass line 114 .

다음 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저녹스 버너가 구비된 보일러의 작동방법을 설명한다.Next, a method of operating a boiler equipped with a low NOx burner according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 저녹스 버너가 구비된 보일러는 연료공급관(132)을 통해 연료가 버너부재(130)로 공급되고, 이와 함께 송풍기(150)에서 상온의 공기가 공급됨과 함께 저온공기공급기(170)에서 저온의 공기가 유입된다.As shown in FIGS. 1 to 6, in the boiler equipped with a low NOx burner according to an embodiment of the present invention, fuel is supplied to the burner member 130 through the fuel supply pipe 132, and the blower 150 Air at room temperature is supplied from and low-temperature air is introduced from the low-temperature air supplier 170 .

상기 송풍기(150)에서는 상온의 공기를 공급하게 되고, 상기 저온공기공급기(170)에서는 최대 -20℃의 저온의 공기를 공급하게 된다.The blower 150 supplies room temperature air, and the low temperature air supplier 170 supplies low temperature air at a maximum of -20°C.

이에 상기 송풍기(150)에서 공급된 공기와 저온공기공급기(170)에서 공급된 공기는 서로 혼합된 상태로 버너부재(130)로 공급된다.Accordingly, the air supplied from the blower 150 and the air supplied from the low-temperature air supplier 170 are supplied to the burner member 130 in a mixed state.

이는 저온의 공기를 버너부재(130)에 공급하여 줌으로써, 연소에 따라 발생되는 질소산화물(Nox)을 감소시키게 된다.This supplies low-temperature air to the burner member 130, thereby reducing nitrogen oxides (Nox) generated during combustion.

즉, 상기 버너부재(130)에 공급되는 공기의 온도를 저하시킴으로써, 질소산화물의 발생을 감소시키게 된다.That is, by lowering the temperature of the air supplied to the burner member 130, the generation of nitrogen oxides is reduced.

이와 같이 버너부재(130)에 공급되는 공기의 온도에 따른 화염온도와 질소산화물(Nox)의 생성량은 다음의 식에 의해 산정될 수 있다.In this way, the flame temperature according to the temperature of the air supplied to the burner member 130 and the generation amount of nitrogen oxides (Nox) can be calculated by the following equation.

<수식 1><Equation 1>

Figure 112022031164632-pat00002
Figure 112022031164632-pat00002

위의 수식에 따른 질소산화물 생성량은 온도의 지수(Exponential) 증가 관계를 파악할 수 있는 것으로, 보일러본체(110)에 설치된 버너부재(130)에서 외기 온도가 50℃ 증가하게 되면 보일러본체(110)의 내의 화염온도 또한 약 50℃ 정도 증가하게 된다.The amount of nitrogen oxides generated according to the above formula can grasp the exponential increase relationship of temperature, and when the outside air temperature increases by 50 ° C. The flame temperature in the inside is also increased by about 50 ° C.

예를 들어 버너부재(130)에 공급되는 외기 온도가 40℃일 때 화염온도가 1,600℃이면, 버너부재(130)로 공급되는 외기 온도가 20℃가 되면 화염온도는 약 1,580℃ 정도 될 수 있다.For example, if the flame temperature is 1,600°C when the outdoor air temperature supplied to the burner member 130 is 40°C, the flame temperature may be about 1,580°C when the outdoor air temperature supplied to the burner member 130 is 20°C. .

상기 보일러본체(110)에서 외기온도가 40℃(T1)일 때 배기가스 중 질소산화물(NOx1)가 40ppm이 발생되는 것으로 측정되었다고 할 때 외기온도가 5℃(T2)로 35℃ 정도 낮아지게 되면, 발생되는 질소산화물(NOx)를 수식 1에 예측하게 되면 다음과 같다.When it is measured that 40 ppm of nitrogen oxides (NOx1) in the exhaust gas is generated when the outside air temperature is 40 ° C (T1) in the boiler body 110, when the outside air temperature is lowered by about 35 ° C to 5 ° C (T2) , when the generated nitrogen oxide (NOx) is predicted in Equation 1, it is as follows.

이들 온도를 수식 1에 대입하여 보면, NOx2 = NOx1 * exp(8.28*10-3)(T2-T1) = 40 * exp(8.28*10-3)(40-5) = 29.9 이다.Substituting these temperatures into Equation 1, NOx2 = NOx1 * exp(8.28*10 -3 )(T2-T1) = 40 * exp(8.28*10 -3 )(40-5) = 29.9.

즉, 상기 버너부재(130)에 공급되는 외기 온도를 5℃로 낮추어 공급하게 되면, 보일러본체(110)에서 발생되는 질소산화물은 29.9ppm이 발생하게 된다.That is, when the outside air temperature supplied to the burner member 130 is lowered to 5° C., 29.9 ppm of nitrogen oxides generated in the boiler body 110 is generated.

이를 각 온도에 대응시켜 살펴보면 다음의 [표 1]과 같다.Looking at this corresponding to each temperature, the following [Table 1] is shown.

외기 온도outside temperature 예측된 NOxpredicted NOx 비고note 5℃5℃ 29.929.9 수식 1로 산출된 NOxNOx calculated by Equation 1 10℃10℃ 31.231.2 수식 1로 산출된 NOxNOx calculated by Equation 1 15℃15℃ 32.532.5 수식 1로 산출된 NOxNOx calculated by Equation 1 20℃20℃ 33.933.9 수식 1로 산출된 NOxNOx calculated by Equation 1 25℃25℃ 35.335.3 수식 1로 산출된 NOxNOx calculated by Equation 1 30℃30℃ 36.836.8 수식 1로 산출된 NOxNOx calculated by Equation 1 35℃35℃ 38.438.4 수식 1로 산출된 NOxNOx calculated by Equation 1 40℃40℃ 40.040.0 측정된 NOxMeasured NOx

이와 같이 상기 버너부재(130)에 공급되는 급기온도를 낮추게 되면, 연료의 연소에 의해 발생되는 질소산화물을 대폭 줄일 수 있게 된다.In this way, when the supply air temperature supplied to the burner member 130 is lowered, nitrogen oxides generated by combustion of fuel can be significantly reduced.

즉, 상기 저온공기공급기(170)에서 최대 -20℃의 저온 공기가 공급되고, 송풍기(150)에서 상온의 공기가 혼합되어 버너부재(130)에 공급된다.That is, low-temperature air of up to -20° C. is supplied from the low-temperature air supplier 170, and room-temperature air is mixed and supplied to the burner member 130 from the blower 150.

이와 같이 상기 저온공기공급기(170)에서 저온의 공기 공급에 의해 연소에 따른 질소산화물은 대략 4~6ppm을 낮출 수 있게 되고, 화염분사조절유닛(135)의 제2 화염케이스(138)를 제1 화염케이스(136)의 외측으로 이동시켜 화염의 길이를 증가시킴에 따라 질소산화물을 대략 3~4ppm 낮출 수 있게 된다.In this way, by supplying low-temperature air from the low-temperature air supplier 170, nitrogen oxides resulting from combustion can be lowered by approximately 4 to 6 ppm, and the second flame case 138 of the flame injection control unit 135 is set to the first As the length of the flame is increased by moving to the outside of the flame case 136, nitrogen oxides can be lowered by approximately 3 to 4 ppm.

또한 상기 연료가스순환라인(113)에 의해 연료가스를 재순환시킴에 따라 질소산화물을 대략 2~3ppm 정도 낮출 수 있게 된다.In addition, as the fuel gas is recirculated through the fuel gas circulation line 113, nitrogen oxides can be reduced by approximately 2 to 3 ppm.

이와 같이 상기 버너부재(130)에 공급되는 공기의 온도를 낮추게 됨에 따라 질소산화물(NOx)의 발생을 대략 10~15ppm 정도 낮출 수 있게 된다.In this way, as the temperature of the air supplied to the burner member 130 is lowered, generation of nitrogen oxides (NOx) can be reduced by approximately 10 to 15 ppm.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the invention made by the present inventors has been specifically described according to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments and can be changed in various ways without departing from the gist of the invention.

110: 보일러본체 111: 열교환기
112: 배기구 113: 연료가스순환라인
114: 바이패스라인
130: 버너부재 131: 버너본체
132: 연료공급관 133: 제1 플랜지
134: 제2 플랜지 135: 화염분사조절유닛
136: 제1 화염케이스 137: 슬라이딩구멍
138: 제2 화염케이스 139: 화염분사구
141: 이동로드유닛 142: 제1 고정로드
143: 케이스고정로드 144: 제2 고정로드
145: 제3 고정로드
150: 송풍기
170: 저온공기공급기 171: 냉각기
110: boiler body 111: heat exchanger
112: exhaust port 113: fuel gas circulation line
114: bypass line
130: burner member 131: burner body
132: fuel supply pipe 133: first flange
134: second flange 135: flame spray control unit
136: first flame case 137: sliding hole
138: second flame case 139: flame nozzle
141: moving rod unit 142: first fixed rod
143: case fixing rod 144: second fixing rod
145: third fixed rod
150: blower
170: low-temperature air supply 171: cooler

Claims (5)

버너부재(130)에 공급되는 연료의 연소에 따라 열교환이 이루어지는 열교환기(111)와, 연료의 연소에 따라 발생되는 배기가스가 배출되게 설치되는 배기구(112)가 구비된 보일러본체(110); 공급되는 연료를 연소시켜 열을 발생시키는 버너본체(131)와, 상기 버너본체(131)에서 분출되는 화염의 길이를 조절할 수 있도록 상기 열교환기(111)에 설치되는 버너부재(130); 상기 버너부재(130)의 연소에 따른 공기를 공급하도록 설치되는 송풍기(150); 및 상기 버너부재(130)에 공급되는 공기를 최대 -20℃ 이하의 저온으로 공급하는 저온공기공급기(170)를 포함하되,
상기 버너부재(130)는 상기 송풍기(150)에서 공급되는 공기와, 상기 저온공기공급기(170)에서 공급되는 저온의 공기와, 연료공급관(132)에서 공급되는 연료를 혼합시켜 연소시키는 버너본체(131); 및 상기 연료의 연소에 의해 발생되는 화염의 분사 길이, 화염폭 및 화염 각도를 조절할 수 있도록 상기 버너본체(131)의 일측에 설치되는 화염분사조절유닛(135)을 포함하고,
상기 버너본체(131)는 연소가 이루어지도록 연료가 공급되는 연료공급관(132); 상기 버너본체(131)가 상기 열교환기(111)에 설치될 수 있게 상기 버너본체(131)의 일측에 형성되는 제1 플랜지(133); 및 상기 송풍기(150)와 상기 저온공기공급기(170)로부터 공기와 저온의 냉기가 혼합 유입될 수 있도록 상기 버너본체(131)의 타측에 형성되는 제2 플랜지(134)를 포함하며,
상기 화염분사조절유닛(135)은 상기 제1 플랜지(133)에 고정되는 제1 화염케이스(136); 상기 제1 화염케이스(136)에 형성되는 슬라이딩구멍(137); 상기 제1 화염케이스(136)의 외면에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2 화염케이스(138); 상기 제1 화염케이스(136)의 일측에 설치되는 화염분사구(139); 상기 제2 화염케이스(138)를 이동시키도록 상기 제1 화염케이스(136)의 내측에 설치되는 이동로드유닛(141)을 포함하되,
상기 이동로드유닛(141)은 소정의 길이로 형성되는 한 쌍의 제1 고정로드(142); 상기 한 쌍의 제1 고정로드(142)의 양측에 각각 고정되며, 상기 제2 화염케이스(138)의 내면에 고정되고, 상기 슬라이딩구멍(137)을 따라 이동 가능하게 설치되는 케이스고정로드(143); 상기 한 쌍의 제1 고정로드(142) 사이에 고정되는 제2 고정로드(144); 및 상기 제2 고정로드(144)에 고정되는 제3 고정로드(145)를 포함하고,
상기 버너부재(130)의 화염은 상기 열교환기(111)의 위에서 아래로의 수직 방향으로 분출되게 설치되며,
상기 화염분사구(139)에는 방사상으로 다수의 노치(139a)와 화염분출구멍(139b)이 형성되는 것을 특징으로 하는 저녹스 버너가 구비된 보일러.
A boiler body 110 equipped with a heat exchanger 111 in which heat is exchanged according to the combustion of fuel supplied to the burner member 130 and an exhaust port 112 through which exhaust gas generated according to the combustion of the fuel is discharged; A burner body 131 generating heat by burning supplied fuel, and a burner member 130 installed in the heat exchanger 111 so as to adjust the length of a flame ejected from the burner body 131; a blower 150 installed to supply air according to the combustion of the burner member 130; And a low-temperature air supplier 170 for supplying air supplied to the burner member 130 at a low temperature of up to -20 ° C or less,
The burner member 130 is a burner body that mixes and burns air supplied from the blower 150, low-temperature air supplied from the low-temperature air supplier 170, and fuel supplied from the fuel supply pipe 132 ( 131); And a flame injection control unit 135 installed on one side of the burner body 131 to adjust the injection length, flame width and flame angle of the flame generated by the combustion of the fuel,
The burner body 131 includes a fuel supply pipe 132 through which fuel is supplied for combustion; a first flange 133 formed on one side of the burner body 131 so that the burner body 131 can be installed in the heat exchanger 111; And a second flange 134 formed on the other side of the burner body 131 so that air and low-temperature cold air can be mixed and introduced from the blower 150 and the low-temperature air supplier 170,
The flame injection control unit 135 includes a first flame case 136 fixed to the first flange 133; a sliding hole 137 formed in the first flame case 136; A second flame case 138 slidably coupled to the outer surface of the first flame case 136; A flame nozzle 139 installed on one side of the first flame case 136; Including a moving rod unit 141 installed inside the first flame case 136 to move the second flame case 138,
The moving rod unit 141 includes a pair of first fixed rods 142 formed to a predetermined length; Case fixing rod 143 fixed to both sides of the pair of first fixing rods 142, fixed to the inner surface of the second flame case 138, and movably installed along the sliding hole 137 ); a second fixing rod 144 fixed between the pair of first fixing rods 142; And a third fixing rod 145 fixed to the second fixing rod 144,
The flame of the burner member 130 is installed to be ejected in a vertical direction from top to bottom of the heat exchanger 111,
A boiler equipped with a low NOx burner, characterized in that a plurality of notches 139a and flame ejection holes 139b are formed radially in the flame ejection hole 139.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 보일러본체(110)에는 상기 열교환기(111)에서 분출된 연료가스가 상기 버너부재(130)로 유입될 수 있게 연료가스순환라인(113)이 설치되고,
상기 배기구(112)를 통해 배출되는 배기가스가 상기 버너부재(130)로 재유입될 수 있게 상기 배기구(112)와 상기 저온공기공급기(150) 사이에 바이패스라인(114)이 설치되며,
상기 연료가스순환라인(113)의 연료가스와 상기 바이패스라인(114)의 배기가스의 온도를 냉각시키는 냉각기(171)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저녹스 버너가 구비된 보일러.
According to claim 1,
A fuel gas circulation line 113 is installed in the boiler body 110 so that the fuel gas ejected from the heat exchanger 111 can flow into the burner member 130,
A bypass line 114 is installed between the exhaust port 112 and the low-temperature air supplier 150 so that the exhaust gas discharged through the exhaust port 112 can be re-introduced into the burner member 130,
A boiler with a low NOx burner, characterized in that a cooler (171) is installed to cool the temperature of the fuel gas of the fuel gas circulation line (113) and the exhaust gas of the bypass line (114).
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