KR102537965B1

KR102537965B1 - 혼합연료가스 예혼합장치

Info

Publication number: KR102537965B1
Application number: KR1020210038072A
Authority: KR
Inventors: 소병완; 윤여천
Original assignee: 우성씨엔에스(주)
Priority date: 2021-03-24
Filing date: 2021-03-24
Publication date: 2023-06-01
Also published as: KR20220133365A

Abstract

본 발명에 따른 혼합연료가스 예혼합장치는, 연소실과 연결되어 상기 연소실 측으로 연소공기가 통과하는 박스바디의 내부에 설치되며, 상기 연소공기를 선회시키도록 구성되는 공기선회부; 및 상기 공기선회부에서 연료가스가 분출되도록 구성되는 가스공급부;를 포함한다.

Description

혼합연료가스 예혼합장치{ARRARATUS FOR PREMIXING COMBUSTION AIR AND FUEL GAS}

본 발명은 혼합연료가스 예혼합장치로서, 연소공기와 연료가스가 예혼합되는 혼합연료가스 예혼합장치에 관한 것이다.

보일러 연소에 있어서 연소공기와 연료의 비율, 즉 공연비를 적절하게 제어하는 기술이 요구된다.

보일러 특성에 따른 적절한 공연비가 이루어진다면 보일러의 효율이 높아짐과 동시에 에너지의 절약 효과도 이뤄낼 수 있으며, 배출가스의 유해물질 발생 억제에도 상당한 효과를 볼 수 있다.

나아가, 위의 효과를 이루기 위해서는 적절한 공연비에 더하여, 연소실 내부에서 공기와 연료의 혼합이 제대로 이뤄지는 것이 필요하다.

일례로서, 보일러에서 사용되는 메탈화이버 버너의 연소시 공기와 연료의 원활한 혼합이 이뤄지지 않을 경우, 메탈화이버 표면에서 형성되는 화염의 불균형을 초래할 수 있다.

연소실 내부의 화염 불균형으로 인한 문제는 아래와 같이 요약할 수 있다.

먼저, 공기량의 불균형으로 인하여 버너 화염 리프팅(Lifting)이 발생할 수 있다. 이는 혼합기체의 공기량이 너무 많을 경우 발생한다.

또한, 보일러 부하 상승시 화염의 길이가 길어짐에 따른 질소산화물(NOx) 발생 증가할 수 있다. 즉, 연소용적이 길어져 가스의 체류시간이 늘어날수록 열적 질소산화물(Thermal NOx)의 발생이 증가한다.

아울러, 공기량의 불균형으로 인한 버너 역화(Flash Back) 현상이 발생하는데, 이는 혼합기체의 공기량이 적을 경우 발생하게 된다.

그리고, 연료의 불완전 연소에 의한 적염(Red Flame)이 발생하여 일산화탄소(CO)가 증가할 수 있다. 다시 말해 연소 시 산소공급이 부족하면 화염 온도가 낮아지며, CO 및 그을음 발생이 증가하게 된다.

마지막으로, 화염 불균형에 의한 연소실 내부 열손실 발생(보일러 효율 하락)하게 된다.

대한민국 공개특허공보 제2017-0134957호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 버너의 화염 안정화를 통해 불환전 연소를 예방하여 배출가스의 유해물질을 억제하고, 보일러의 효율을 증대시키는 혼합연료가스 예혼합장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 혼합연료가스 예혼합장치는, 연소실과 연결되어 상기 연소실 측으로 연소공기가 통과하는 박스바디의 내부에 설치되며, 상기 연소공기를 선회시키도록 구성되는 공기선회부; 및 상기 공기선회부에서 연료가스가 분출되도록 구성되는 가스공급부;를 포함한다.

여기에서, 상기 공기선회부는, 상기 박스바디에 설치된 고정프레임; 및 상기 고정프레임에 설치되며, 상기 연소공기가 통과되면서 선회되는 선회기;를 포함하며, 상기 가스공급부는, 가스공급원과 연결되는 가스공급채널; 및 상기 가스공급채널과 연통되며, 상기 선회기에 형성된 가스노즐;을 포함할 수 있다.

이때, 상기 고정프레임은 상기 연소실 측으로 연장되게 배치되며, 상기 가스공급채널은 상기 고정프레임에 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 선회기는, 상기 고정프레임에 장착되며, 복수 개가 상기 고정프레임의 둘레를 따라 경사지게 배치된 블레이드; 및 복수 개의 상기 블레이드 둘레에 배치되어 복수 개의 상기 블레이드를 연결하는 연결프레임;을 포함하며, 상기 블레이드와 상기 연결프레임 중 적어도 하나에 상기 가스노즐이 형성될 수 있다.

더욱 구체적으로, 상기 가스노즐은 상기 선회기에 복수 개가 형성되며, 상기 가스노즐은 이웃하는 가스노즐과 다른 방향으로 상기 연료가스를 분출하도록 구성될 수 있다.

여기에서, 상기 가스노즐은 가스분출구와, 상기 가스분출구의 출구에 장착되어 상기 연료가스의 분출방향을 결정하는 방향결정커버를 포함할 수 있다.

한편, 상기 선회기는 복수 개가 상기 연소실 방향으로 다단으로 배치될 수 있다.

구체적으로, 복수 개의 상기 선회기 중 서로 인접한 두 개는, 서로 마주보는 부분에 상기 가스노즐이 형성될 수 있다.

또한, 복수 개의 상기 선회기 중 서로 인접한 두 개는, 통과하는 상기 연소공기 각각의 선회방향이 서로 반대가 되는 구조로 이루어질 수 있다.

아울러, 복수 개의 상기 선회기는 상기 연소실 측으로 갈수록 크기가 작아질 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 연소실 측의 상기 박스바디의 내부에 상기 연소공기와 상기 연료가스의 혼합공간으로서 혼합챔버가 형성되도록, 상기 선회기가 상기 연소실 측 상기 박스바디의 부분과 이격배치될 수 있다.

나아가, 상기 박스바디는 윈드박스의 바디이며, 상기 연소실의 반대 측 상기 박스바디의 부분에 상기 연소공기가 유입되는 공기유입구가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 혼합연료가스 예혼합장치는, 본 발명은 연소실과 연결된 박스바디의 내부에 연소공기를 선회시키는 공기선회부가 구성되고, 공기선회부에 연료가스가 분출되는 가스공급부가 구성됨으로써, 연료가스와 연소공기가 연소실에 인입되기 직전인 박스바디 내부에서 미리 혼합(예혼합)됨에 따라, 버너의 화염 안정화를 통해 불환전 연소를 예방하여 배출가스의 유해물질을 억제하고, 보일러의 효율을 극대화할 수 있는 효과를 가진다.

즉, 본 발명은 선회기가 연소실의 전측에 배치된 박스바디에 내장됨으로써 연소공기가 박스바디 내에서 선회기를 통과하면서 선회되며, 선회기에 가스노즐이 형성됨으로써 선회기에서 연료가스가 분출됨에 따라, 연소실에 연소공기와 연료가스가 인입되기 전단계에서 예혼합되어 보일러의 불완전 연소를 예방하여 배출가스의 유해물질을 억제하고 보일러의 효율을 극대화할 수 있는 효과를 가진다.

나아가, 본 발명은 복수 개의 선회기 중 서로 인접한 두 개가 서로 마주보는 부분에 가스노즐이 형성됨으로써, 서로를 향해 연료가스를 분출하여 연료가스가 서로 더욱더 잘 섞이면서 아울러 확산도 더욱더 균일하게 이루어짐에 따라, 연소공기와 연료가스의 혼합효과를 더욱더 극대화시킬 수 있는 장점을 지닌다.

아울러, 본 발명은 복수 개의 선회기 중 서로 인접한 두 개가 통과하는 연소공기의 선회방향이 서로 반대가 되는 구조로 이루어짐으로써, 연소공기가 선회기를 하나씩 통과하면서 서로 다른 방향으로 선회되어 확산작용과 난류유동이 더욱더 커짐에 따라, 연소공기와 연료가스의 혼합효과를 더욱더 극대화시킬 수 있는 이점을 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 혼합연료가스 예혼합장치가 적용된 보일러설비를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 보일러설비에서 혼합연료가스 예혼합장치가 내장된 윈드박스를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 윈드박스의 내부에서 혼합연료가스 예혼합장치에 의하여 연소공기와 연료가스가 혼합되는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 혼합연료가스 예혼합장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 혼합연료가스 예혼합장치에서 선회기를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 또한, 본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 구성요소가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명에 따른 혼합연료가스 예혼합장치가 적용된 보일러설비를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 보일러설비에서 혼합연료가스 예혼합장치가 내장된 윈드박스를 나타낸 도면이다.

또한, 도 3은 도 2의 윈드박스의 내부에서 혼합연료가스 예혼합장치에 의하여 연소공기와 연료가스가 혼합되는 것을 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 혼합연료가스 예혼합장치(1000)는 연료가스(G)와 연소공기(A)를 연소실(15a)에 인입되기 직전에 미리 혼합(예혼합)시키도록 구성된다.

참고로, 예혼합 연소(Premixed Combustion)란 기체연료 연소방식 중 한가지로서 연료가스(G)와 연소에 필요한 연소공기(A)를 혼합한 후 버너(16)로 공급하여 연소시키는 방식을 말한다.

보일러(15)의 효율을 높이기 위해서는 연소공기(A)와 연료가스(G)의 비율(공연비)가 적절해야 되고, 아울러 연소실(15a) 내에서 연소공기(A)와 연료가스(G)의 혼합이 제대로 이루어져야 한다.

이에 따라 산업용 대형보일러(15)에서, 윈드박스(14) 내부로 유입되는 연소공기(A)와 연료가스(G)의 예혼합(Premixed)은, 보일러(15)의 불완전 연소를 예방하여 배출가스의 유해물질을 억제하고, 보일러(15)의 효율을 극대화할 수 있다.(도면부호 10은 보일러설비를 나타냄)

종래기술에서는 일례로서, 연소실(15a)과 윈드박스(14) 사이에 팬이 배치되고 연소실(15a)과 윈드박스(14) 사이에 연료가스(G)가 공급되는 구조가 활용되는 경우가 있는데, 이러한 경우 연소실(15a) 이전단계가 아닌 연소단계에서, 즉 연소공기(A)와 연료가스(G)의 혼합이 연소실(15a) 내에서 처음 이루어지면서 연소가 이루어짐에 따라 보일러(15)의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

이를 방지하기 위해 종래기술의 다른 일례로서, 연소실(15a)과 멀리 떨어진 공기공급팬(F.D.FAN)(11)에서 연소공기(A)와 혼합시키기 위해 연료가스(G)가 공급되는 구조가 활용될 수도 있는데, 이러한 경우 공기공급팬(11)으로부터 연소실(15a)까지 이르는 긴 길이의 공기공급덕트(12)에서 혼합연료가스의 누출이 발생하면 이를 잡기가 어렵고 가스폭발을 방지하는 방폭구조를 마련해야 하는 등 공기공급덕트(12)에서의 관리가 상당히 어려운 한계점이 있다.

(위의 종래기술 설명에서 구성요소의 도면부호는, 본 발명이 적용된 도 1의 보일러설비에서 대응되는 구성요소의 도면부호와 동일하게 사용되었는데, 이는 본 명세서에서 종래기술의 구성요소 위치에 대한 이해를 돕기 위한 것임에 불과함)

이에 따라, 본 발명은 상술된 문제점과 한계점을 극복하기 위해 연료가스(G)와 연소공기(A)가 연소실(15a)에 인입되기 직전인 윈드박스(14) 내부에서 미리 혼합(예혼합)되도록 구성된다.

즉, 본 발명은 연소실(15a)에서 연소공기(A)와 연료가스(G)가 혼합되어 형성되는 혼합연료가스를 연소실(15a)이 아닌 이전단계인 윈드박스(14)에서 미리 혼합시켜 형성시키도록 한다. 참고로, 혼합연료가스란 연소공기(A)와 연료가스(G)가 혼합된 것을 지칭한다.

도 4는 도 3의 혼합연료가스 예혼합장치(1000)를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 혼합연료가스 예혼합장치(1000)에서 선회기(120)를 나타낸 도면이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명은 공기선회부(100)와, 가스공급부(200)를 포함한다.

상기 공기선회부(100)는 연소실(15a)과 연결된 박스바디(B)의 내부에 설치되는데, 이러한 박스바디(B) 내에서 연소실(15a) 측으로 통과되는 연소공기(A)를 선회시키도록 구성된다.

이때 박스바디(B)는 일례로서 보일러(15)에서 윈드박스(14)의 바디일 수 있으며, 나아가 이에 한정되지 않고 연소실(15a)과 연결된 박스형태의 구조물이라면 어떠한 설비에서도 적용될 수 있다. 아울러, 상기 연소실(15a)의 반대 측 박스바디(B)의 부분에 연소공기(A)가 유입되는 공기유입구(Ba)가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 가스공급부(200)는 공기선회부(100)에서 연료가스(G)가 분출되도록 구성된다.

구체적으로, 상기 공기선회부(100)는 고정프레임(110), 선회기(120)를 포함할 수 있다.

상기 고정프레임(110)은 박스바디(B) 설치되며, 일례로서 연소실(15a) 측으로 연장되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 선회기(120)는 고정프레임(110)에 설치되며, 연소공기(A)가 통과되면서 선회되도록 하는 구조를 가진다.

그리고, 상기 가스공급부(200)는 가스공급채널(210)과, 가스노즐(220)을 포함할 수 있다.

상기 가스공급채널(210)은 가스공급원인 연료탱크(13)와 연결되며, 일례로서 고정프레임(110)의 내부에 형성될 수 있다.

또한, 상기 가스노즐(220)은 가스공급채널(210)과 연통되며, 선회기(120)에 형성된다.

더욱 구체적으로, 상기 선회기(120)는 블레이드(121)와, 연결프레임(122)을 포함할 수 있다.

상기 블레이드(121)는 고정프레임(110)에 장착되며, 복수 개가 고정프레임(110)의 둘레를 따라 경사지게 배치된다.

또한, 상기 연결프레임(122)은 복수 개 블레이드(121)의 둘레에 배치되어 복수 개의 블레이드(121)를 연결한다.

아울러, 이러한 블레이드(121)와 연결프레임(122) 중 적어도 하나에는 가스노즐(220)이 형성된다.

이와 같이 본 발명은 선회기(120)가 연소실(15a)의 전측에 배치된 박스바디(B)에 내장됨으로써 연소공기(A)가 박스바디(B) 내에서 선회기(120)를 통과하면서 선회되며, 선회기(120)에 가스노즐(220)이 형성됨으로써 선회기(120)에서 연료가스(G)가 분출됨에 따라, 연소실(15a)에 연소공기(A)와 연료가스(G)가 인입되기 전단계에서 연소공기(A)가 선회되면서 연료가스(G)와 혼합될 수 있다.

나아가, 이러한 혼합연료가스(MG)의 예혼합으로 인하여 보일러(15)의 불완전 연소를 예방하여 배출가스의 유해물질을 억제하고 보일러(15)의 효율을 극대화할 수 있다.

그리고, 상기 가스노즐(220)은 선회기(120)에 복수 개가 형성될 수 있다.

상기 가스노즐(220)은 이웃하는 가스노즐(220)과 다른 방향으로 연료가스(G)를 분출하도록 구성될 수 있다.

일례로서, 상기 가스노즐(220)은 가스분출구(220a)와, 상기 가스분출구(220a)의 출구에 장착되어 연료가스(G)의 분출방향을 결정하는 방향결정커버(220b)를 포함할 수 있다.

상기 방향결정커버(220b)는 가스분출구(220a)의 출구를 일정방향 및 일정각도로 부분적으로 덮도록 구성됨에 따라, 가스분출구(220a)에서 연료가스(G)가 방향결정커버(220b)의 경사방향 및 경사각도를 따라 가이드유동되면서 분출하게 된다.

이때, 복수 개의 가스노즐(220) 각각에 장착된 방향결정커버(220b)의 경사방향과 경사각도가 서로 다르게 형성됨으로써, 복수 개의 가스노즐(220) 각각에서 연료가스(G)가 서로 다른 방향으로 분출됨에 따라, 연료가스(G)가 넓은 범위로 균일하게 확산되면서 분출되고 서로 섞이면서 난류유동을 하게 된다.

이와 같은 연료가스(G)의 확산 및 난류유동에 의하여, 연료가스(G)와 연소공기(A)의 혼합이 더욱더 잘 이루어지게 된다.

나아가, 본 발명에서 연료가스(G)의 확산을 위해 연료가스(G)를 서로 다른 방향으로 분출시키는 구성의 일례로서 방향결정커버(220b)가 활용되는데, 다른 예로서 비록 본 발명에 도시되지는 않았지만 가스분출구(220a) 자체가 서로 다른 방향으로 경사지게 형성된 구조가 선택될 수도 있으며, 나아가 이에 한정되지 않고 연료가스(G)가 서로 다른 방향으로 분출되는 어떠한 구조도 활용될 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 선회기(120)는 복수 개가 연소실(15a) 방향으로 다단으로 배치될 수 있다.

이와 같은 선회기(120)의 다단배치는, 연소공기(A)의 선회와 연료가스(G)의 확산 분출이 각 선회기(120)에서 발생시켜, 연소공기(A)의 선회와 연료가스(G)의 확산 분출을 다단으로 가중되게 하여, 혼합효과를 증대시킨다.

일례로서, 상기 선회기(120)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 3개가 활용될 수 있으며, 본 명세서에서는 연소공기(A)의 흐름순서에 따라 제일 우측부터 제1 선회기(120A), 제2 선회기(120B), 제3 선회기(120C)로 명명된다.

구체적으로, 복수 개의 선회기(120) 중 서로 인접한 두 개는, 서로 마주보는 부분에 가스노즐(220)이 형성될 수 있다.

일례로서 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 인접한 제2 선회기(120B)와 제3 선회기(120C)는 서로 마주보는 부분에 가스노즐(220)이 형성될 수 있다.

즉, 제2 선회기(120B)의 가스노즐(220)과 제3 선회기(120C)의 가스노즐(220)이 서로 마주보는 배치구조를 이룰 수 있다.

이러한 경우 도 3에 도시된 바와 같이 제2 선회기(120B)의 가스노즐(220)과 제3 선회기(120C)의 가스노즐(220)이 서로를 향해 연료가스(G)를 분출함으로써, 제2 선회기(120B)의 가스노즐(220)을 통해 분출된 연료가스(G)와 제3 선회기(120C)의 가스노즐(220)을 통해 분출된 연료가스(G)가 서로 더욱더 잘 섞이면서 아울러 확산도 더욱더 균일하게 이루어짐에 따라, 연소공기(A)와 연료가스(G)의 혼합효과를 더욱더 극대화시킬 수 있다.

참고로, 도 4에는 제3 선회기(120C)의 후면이 보이도록 제3 선회기(120C)의 앞뒤가 바뀐 상태가 추가로 도시되었으며, 도 5에서는 방향결정커버(220b)가 잘 보이도록 제2 선회기(120B)와 함께 앞뒤가 바뀐 제3 선회기(120C)가 확대되어 도시되었다.

또한, 복수 개의 선회기(120) 중 서로 인접한 두 개는, 통과하는 연소공기(A)의 선회방향이 서로 반대가 되는 구조로 이루어질 수 있다.

일례로서 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 인접한 제1 선회기(120A)와 제2 선회기(120B)의 블레이드(121)는 서로 반대방향으로 경사지게 배치된 구조이고, 서로 인접한 제2 선회기(120B)와 제3 선회기(120C)의 블레이드(121)는 서로 반대방향으로 경사지게 배치된 구조를 취할 수 있다. 이때, 제1 선회기(120A)와 제3 선회기(120C)는 서로 같은 방향으로 경사진 배치구조를 이룬다.

이러한 경우 연소공기(A)가 다단 배치된 선회기(120)를 하나씩 통과하면서 서로 다른 방향으로 선회됨으로써, 확산작용과 난류유동이 더욱더 커짐에 따라, 연소공기(A)와 연료가스(G)의 혼합효과를 더욱더 극대화시킬 수 있다.

그리고, 복수 개의 선회기(120)는 연소실(15a) 측으로 갈수록 크기가 작아질 수 있다.

다단으로 배치된 선회기(120)에 의하여 연소실(15a) 측으로 갈수록 연소공기(A)의 선회효과가 커짐으로써 확산효과도 커지는데, 이와 같이 확산되는 연소공기(A)와 연료가스(G)의 혼합공간을 상술된 바와 같이 점차 크기가 축소되는 선회기(120)의 배치구조를 통해 점차적으로 더 크게 확보할 수 있다.

나아가, 본 발명은 선회기(120)가 연소실(15a) 측 박스바디(B)의 부분과 이격배치된 구조를 취할 수 있다.

즉, 연소실(15a) 측에 위치된 박스바디(B)의 전측부로부터 선회기(120)가 적정간격 후측으로 이격되어 배치된 구조를 지닐 수 있다.

이로 인하여 형성된 이격공간은, 박스바디(B)의 내부에서 연소실(15a) 측 부분에 연소공기(A)와 연료가스(G)의 혼합공간으로서 혼합챔버(C)를 형성시킨다.

이러한 혼합챔버(C)는 도 3에 도시된 바와 같이, 연소실(15a) 측으로 유입되기 전에 연소공기(A)와 연료가스(G)가 충분히 혼합될 수 있도록, 즉 충분히 혼합된 혼합연료가스(MG)가 될 수 있도록 적정한 공간과 시간을 제공하는 역할을 수행한다.

결과적으로, 본 발명은 연소실(15a)과 연결된 박스바디(B)의 내부에 연소공기(A)를 선회시키는 공기선회부(100)가 구성되고, 공기선회부(100)에 연료가스(G)가 분출되는 가스공급부(200)가 구성됨으로써, 연료가스(G)와 연소공기(A)가 연소실(15a)에 인입되기 직전인 박스바디(B) 내부에서 미리 혼합(예혼합)됨에 따라, 버너의 화염 안정화를 통해 불환전 연소를 예방하여 배출가스의 유해물질을 억제하고, 보일러(15)의 효율을 극대화할 수 있다.

즉, 본 발명은 선회기(120)가 연소실(15a)의 전측에 배치된 박스바디(B)에 내장됨으로써 연소공기(A)가 박스바디(B) 내에서 선회기(120)를 통과하면서 선회되며, 선회기(120)에 가스노즐(220)이 형성됨으로써 선회기(120)에서 연료가스(G)가 분출됨에 따라, 연소실(15a)에 연소공기(A)와 연료가스(G)가 인입되기 전단계에서 예혼합되어 보일러(15)의 불완전 연소를 예방하여 배출가스의 유해물질을 억제하고, 보일러(15)의 효율을 극대화할 수 있다.

나아가, 본 발명은 복수 개의 선회기(120) 중 서로 인접한 두 개가 서로 마주보는 부분에 가스노즐(220)이 형성됨으로써, 서로를 향해 연료가스(G)를 분출하여 연료가스(G)가 서로 더욱더 잘 섞이면서 아울러 확산도 더욱더 균일하게 이루어짐에 따라, 연소공기(A)와 연료가스(G)의 혼합효과를 더욱더 극대화시킬 수 있다.

아울러, 본 발명은 복수 개의 선회기(120) 중 서로 인접한 두 개가 통과하는 연소공기(A)의 선회방향이 서로 반대가 되는 구조로 이루어짐으로써, 연소공기(A)가 선회기(120)를 하나씩 통과하면서 서로 다른 방향으로 선회되어 확산작용과 난류유동이 더욱더 커짐에 따라, 연소공기(A)와 연료가스(G)의 혼합효과를 더욱더 극대화시킬 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

A : 연소공기 G : 연료가스
MG : 혼합연료가스 B : 박스바디
Ba : 공기유입구 C : 혼합챔버
100 : 공기선회부 110 : 고정프레임
120 : 선회기 120A : 제1 선회기
120B : 제2 선회기 120C : 제3 선회기
121 : 블레이드 122 : 연결프레임
200 : 가스공급부 210 : 가스공급채널
220 : 가스노즐 220a : 가스분출구
220b : 방향결정커버

Claims

연소실과 연결되어 상기 연소실 측으로 연소공기가 통과하는 박스바디의 내부에 설치되며, 상기 연소공기를 선회시키도록 구성되는 공기선회부; 및 상기 공기선회부에서 연료가스가 분출되도록 구성되는 가스공급부;를 포함하며,
상기 공기선회부는, 상기 박스바디에 설치된 고정프레임; 및 상기 고정프레임에 설치되며, 상기 연소공기가 통과되면서 선회되는 선회기;를 포함하며, 상기 가스공급부는, 가스공급원과 연결되는 가스공급채널; 및 상기 가스공급채널과 연통되며, 상기 선회기에 형성된 가스노즐;을 포함하며,
상기 가스노즐은 상기 선회기에 복수 개가 형성되며, 상기 가스노즐은 이웃하는 가스노즐과 다른 방향으로 상기 연료가스를 분출하도록 구성되며,
상기 가스노즐은 가스분출구와, 상기 가스분출구의 출구에 장착되어 상기 연료가스의 분출방향을 결정하는 방향결정커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합연료가스 예혼합장치.
연소실과 연결되어 상기 연소실 측으로 연소공기가 통과하는 박스바디의 내부에 설치되며, 상기 연소공기를 선회시키도록 구성되는 공기선회부; 및 상기 공기선회부에서 연료가스가 분출되도록 구성되는 가스공급부;를 포함하며,
상기 공기선회부는, 상기 박스바디에 설치된 고정프레임; 및 상기 고정프레임에 설치되며, 상기 연소공기가 통과되면서 선회되는 선회기;를 포함하며, 상기 가스공급부는, 가스공급원과 연결되는 가스공급채널; 및 상기 가스공급채널과 연통되며, 상기 선회기에 형성된 가스노즐;을 포함하며,
상기 선회기는 복수 개가 상기 연소실 방향으로 다단으로 배치되며,
복수 개의 상기 선회기 중 서로 인접한 두 개는, 서로 마주보는 부분에 상기 가스노즐이 형성된 것을 특징으로 하는 혼합연료가스 예혼합장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고정프레임은 상기 연소실 측으로 연장되게 배치되며,
상기 가스공급채널은 상기 고정프레임에 형성된 것을 특징으로 하는 혼합연료가스 예혼합장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 선회기는,
상기 고정프레임에 장착되며, 복수 개가 상기 고정프레임의 둘레를 따라 경사지게 배치된 블레이드; 및
복수 개의 상기 블레이드 둘레에 배치되어 복수 개의 상기 블레이드를 연결하는 연결프레임;을 포함하며,
상기 블레이드와 상기 연결프레임 중 적어도 하나에 상기 가스노즐이 형성된 것을 특징으로 하는 혼합연료가스 예혼합장치.
제2항에 있어서,
상기 가스노즐은 상기 선회기에 복수 개가 형성되며,
상기 가스노즐은 이웃하는 가스노즐과 다른 방향으로 상기 연료가스를 분출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 혼합연료가스 예혼합장치.
제5항에 있어서,
상기 가스노즐은 가스분출구와, 상기 가스분출구의 출구에 장착되어 상기 연료가스의 분출방향을 결정하는 방향결정커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합연료가스 예혼합장치.
제1항에 있어서,
상기 선회기는 복수 개가 상기 연소실 방향으로 다단으로 배치된 것을 특징으로 하는 혼합연료가스 예혼합장치.
삭제
제2항 또는 제7항에 있어서,
복수 개의 상기 선회기 중 서로 인접한 두 개는, 통과하는 상기 연소공기 각각의 선회방향이 서로 반대가 되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 혼합연료가스 예혼합장치.
제2항 또는 제7항에 있어서,
복수 개의 상기 선회기는 상기 연소실 측으로 갈수록 크기가 작아지는 것을 특징으로 하는 혼합연료가스 예혼합장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 연소실 측의 상기 박스바디의 내부에 상기 연소공기와 상기 연료가스의 혼합공간으로서 혼합챔버가 형성되도록, 상기 선회기가 상기 연소실 측 상기 박스바디의 부분과 이격배치된 것을 특징으로 하는 혼합연료가스 예혼합장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 박스바디는 윈드박스의 바디이며,
상기 연소실의 반대 측 상기 박스바디의 부분에 상기 연소공기가 유입되는 공기유입구가 형성된 것을 특징으로 하는 혼합연료가스 예혼합장치.