KR102591090B1 - 고턴다운비 연소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 높은 턴다운비(TDR, Turn Down Ratio)를 갖는 연소기에 관한 것으로, 공기가 공급되는 공기 공급부; 상기 공기 공급부 중앙에 위치하며, 연료가 공급되는 연료 공급관; 상기 연료 공급관의 선단으로부터 직경이 넓어지면서 연장되어 상기 공기 공급부 선단에 위치하는 경사면을 가지며 내부에 소정 공간이 형성되는 역원추 형태로 배치되는 보염판; 상기 연료 공급관의 선단으로부터 연장되며, 상기 보염판의 내측 경사면을 따라 위치하는 연료 분사관; 상기 공기 공급부의 선단이 상기 보염판의 중심축을 항하여 개구되는 주공기 공급구; 상기 보염판의 상기 경사면에 형성되는 다수의 보조공기 공급구; 상기 연료 분사관의 선단에 위치하는 주연료 분사구; 및 상기 연료 분사관의 내측에 위치하는 다수의 보조연료 분사구;를 포함하는 연소기를 제공한다.

Description

고턴다운비 연소기{High Turn Down Ratio combustor}

본 발명은 높은 턴다운비(TDR, Turn Down Ratio)를 갖는 연소기에 관한 것이다.

연소기의 성능을 평가하는 기준에는 여러가지가 있으나, 주요 성능 요소 중 하나는 연소기가 안정적으로 운전 가능한 최대/최소부하의 비(TDR:Turn Down Ratio)이다.

일반적인 연소기는 턴다운비 3:1~5:1의 성능을 보이나, 건조기 등에 적용되는 것으로 열풍 생성에 사용되는 연소기는 특히 턴다운비가 중요한 성능 요소로서 광범위한 부하 및 공연비 조건에서 안정적으로 운전되어야 하며, 보통 일반적인 연소기보다 2배이상 높은 턴다운비 운전이 필수적이다.

특허문헌 1에는 턴다운비를 향상시킨 연소기가 개시된다.

특허문헌 1의 연소기는 연료인 가스와 산화제인 공기의 양을 밸브와 개폐수단을 통해 제어하도록 구성되고, 연소기의 출력에 따라 가스와 공기의 양을 제어하여 턴다운비를 늘리는 연소기가 개시된다.

즉, 특허문헌 1의 연소기는 연소기 자체의 구조를 통한 턴다운비의 향상이 아닌, 기존의 연소기에서 가스와 공기의 유량을 별도의 수단을 이용하여 제어함으로써 턴다운비를 향상시키므로, 상기한 별도의 제어수단 등이 필요하다는 단점이 있다.

KR 10-1308936 B1

이에, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연소기 자체의 구조 개선을 통하여 턴다운비를 향상시키는 연소기를 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 공기가 공급되는 공기 공급부; 상기 공기 공급부 중앙에 위치하며, 연료가 공급되는 연료 공급관; 상기 연료 공급관의 선단으로부터 직경이 넓어지면서 연장되어 상기 공기 공급부 선단에 위치하는 경사면을 가지며 내부에 소정 공간이 형성되는 역원추 형태로 배치되는 보염판; 상기 연료 공급관의 선단으로부터 연장되며, 상기 보염판의 내측 경사면을 따라 위치하는 연료 분사관; 상기 공기 공급부의 선단이 상기 보염판의 중심축을 항하여 개구되는 주공기 공급구; 상기 보염판의 상기 경사면에 형성되는 다수의 보조공기 공급구; 상기 연료 분사관의 선단에 위치하는 주연료 분사구; 및 상기 연료 분사관의 내측에 위치하는 다수의 보조연료 분사구;를 포함하는 연소기를 제공한다.

또한, 공기가 공급되는 공기 공급부; 상기 공기 공급부 중앙에 위치하며, 연료가 공급되는 연료 공급관; 상기 연료 공급관의 선단으로부터 직경이 넓어지면서 연장되어 상기 공기 공급부 선단에 위치하는 경사면을 가지며 내부에 소정 공간이 형성되는 역원추 형태로 배치되는 보염판; 상기 연료 공급관의 선단으로부터 연장되며, 상기 보염판의 외측 경사면을 따라 위치하는 연료 분사관; 상기 공기 공급부의 선단이 상기 보염판의 중심축을 항하여 개구되는 주공기 공급구; 상기 보염판의 상기 경사면에 형성되는 다수의 보조공기 공급구; 상기 연료 분사관의 선단에 위치하는 주연료 분사구; 및 상기 연료 분사관의 내측에 위치하는 다수의 보조연료 분사구;를 포함하는 연소기를 제공한다.

그리고, 공기가 공급되는 공기 공급부; 상기 공기 공급부 중앙에 위치하며, 연료가 공급되는 연료 공급관; 상기 연료 공급관의 선단으로부터 직경이 넓어지면서 연장되어 상기 공기 공급부 선단에 위치하는 경사면을 가지며 내부에 소정 공간이 형성되는 역원추 형태로 배치되는 보염판; 상기 공기 공급부의 선단이 상기 보염판의 중심축을 항하여 개구되는 주공기 공급구; 상기 보염판의 상기 경사면에 형성되는 다수의 보조공기 공급구; 상기 연료 공급관의 선단 중앙에 위치하여 상기 보염판의 중심축을 따라 연료가 분사되도록 하는 주연료 분사구; 및 상기 연료 공급관의 선단에서 상기 주연료 분사구의 둘레 측에 위치하며, 상기 보염판의 경사면을 따라 연료가 분사되도록 하는 보조연료 분사구;를 포함하는 연소기를 제공한다.

상기 보조연료 분사구로 분사되는 연료와 상기 보조공기 공급구로 공급되는 공기는 상기 보염판 내부의 상기 소정 공간 내에서 연소되고, 상기 주연료 분사구로 분사되는 연료와 상기 주공기 공급구로 공급되는 공기는 상기 보염판의 상기 소정 공간 상부에서 연소되는 것이 바람직하다.

상기 보염판의 외측벽에서 소정간격을 두고 돌출 형성되는 외격벽을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 보염판의 내측벽에서 소정간격을 두고 돌출 형성되는 내격벽을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 외격벽과 상기 내격벽은 서로 어긋나게 위치하는 것이 바람직하다.

상기 공기 공급부의 둘레 측에 위치하며 상기 공기 공급부의 선단을 향하여 개구된 재순환 포트를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 공기 공급부 내부에서 길이 방향을 따라 배치되는 구획벽을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 본 발명에 따른 연소기에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

역원추형(컵 형태)의 보염판을 통하여 보염을 위한 보조화염을 보염판 내부의 공간에서 형성하고, 보염판의 상부에서 주화염을 형성하여 화염의 안정화를 도모함으로써 연소기의 턴다운비를 향상시킨다.

그리고, 연소에 필요한 공기와 연료를 단계적으로 공급하여 다단 연소를 행함으로써, 광범위한 공연비와 부하범위에서의 연소가 가능하다.

또한, 연소에 의해 발생하는 질소산화물의 발생을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 연소기의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 연소기의 개략도로서, 재순환 포트와 구획벽이 추가된 형태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 연소기의 연소과정을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 연소기의 재순환 포트와 구획벽이 추가된 형태에서의 연소과정을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 연소기의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 연소기의 개략도로서, 재순환 포트와 구획벽이 추가된 형태를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 연소기의 연소과정을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 연소기의 재순환 포트와 구획벽이 추가된 형태에서의 연소과정을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 연소기의 개략도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 연소기의 개략도로서, 재순환 포트와 구획벽이 추가된 형태를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 연소기의 연소과정을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 연소기의 재순환 포트와 구획벽이 추가된 형태에서의 연소과정을 나타낸다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.

또한, 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 각 실시예에 따른 연소기를 상세히 설명한다.

이하의 설명에서, 각 도면에서 보아 상측을 '선단', 하측을 '후단'이라 칭한다.

제1실시예

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 연소기의 구성을 상세히 설명한다.

연소기는 선단측으로부터 연소로(1), 연소실과 같은 연소 공간에 삽입 설치되어 사용된다.

공기 공급부(100)는 관 형태로서 후단에서 선단 측을 향하여 공기가 공급된다.

연료 공급관(200)은 공기 공급부(100)보다 직경이 작은 관 형태로서 공기 공급부(100)의 내부 중앙에 배치된다.

연료 공급관(200)은 그 후단에서 선단 측을 향하여 연료가 공급된다.

보염판(300)은 연료 공급관(200)과 공기 공급부(100)의 선단에 걸쳐서 위치한다. 구체적으로, 연료 공급관(200)의 선단으로부터 직경이 넓어지면서 연장되는 경사면(310)을 이루며 위치한다.

즉, 보염판(300)의 중심에는 연료 공급관(200)이 위치하고, 연료 공급관(200)으로부터 연장되는 경사면(310)은 연료 공급관(200)의 선단 측에서 경사를 이루며 연장되어, 대략, 역원추형 또는 컵 형태를 이루며 위치한다.

이에 따라 보염판(300)의 내부에는 소정 공간이 형성되며, 보염판(300)의 경사면(310)에는 다수의 보조공기 공급구(311)가 타공되어, 공기 공급부(100)로부터 공급되는 공기 일부는 보조공기 공급구(311)를 통하여 보염판(300) 내부의 소정 공간 내로 공급된다.

또한, 공기 공급부(100)의 선단에는 상기 보염판(300)의 중심축을 향하여 개구된 주공기 공급구(120)가 위치한다. 따라서, 공기 공급부(100)로부터 공급되는 공기 중 나머지 일부는 주공기 공급구(120)를 통하여 보염판(300)의 상부 중심측으로 공급된다.

연료 분사관(210)은 연료 공급관(200)의 선단으로부터 연장되어, 연료 공급관(200)으로부터 공급되는 연료가 연료 분사관(210)으로 유입된다.

연료 분사관(210)은 연료 공급관(200)의 선단으로부터 보염판(300)의 경사면(310)을 따라 보염판(300) 내측에 배치된다.

연료 분사관(210)의 내측, 즉 보염판(300)의 내측을 향한 둘레부분에는, 연료 분사관(210)의 길이방향을 따라 다수의 보조연료 분사구(211)가 위치한다.

그리고, 연료 분사관(210)의 선단 부분에는 주연료 분사구(212)가 위치한다.

연료 공급관(200)에서 연료 분사관(210)으로 공급되는 연료의 일부는 연료 분사관(210)의 보조연료 분사구(211)를 통하여 보염판(300) 내부로 분사되고, 나머지 일부는 주연료 분사구(212)를 통하여 보염판(300)의 선단측으로 분사된다.

즉, 보조연료 분사구(211)로 분사되는 연료는 보조공기 공급구(311)로 공급되는 공기와 함께 보염판(300) 내부의 소정 공간 내에서 연소가 이루어지고, 주연료 분사구(212)로 분사되는 연료는 주공기 공급구(120)로 공급되는 공기와 함께 보염판(300)의 상부에서 연소가 이루어진다.

또한, 보염판(300)에는 외격벽(312) 및 내격벽(313)이 설치된다.

외격벽(312)은 보염판(300)의 외측 벽 즉, 경사면(310)의 외측면에서 다수개가 상하 방향으로 소정 간격을 두고 돌출 헝성된다.

구체적으로, 외격벽(312)은 보염판(300)의 경사면(310) 외측에서 공기 공급부(100)의 선단 내측으로 돌출 형성된다.

이로써, 공기 공급부(100)로 공급되는 공기가 외격벽(312)에 의해 다단으로 나뉘면서 보조공기 공급구(311)를 통하여 보염판(300) 내의 소정 간격으로 공급된다.

내격벽(313)은 보염판(300)의 내측 벽 즉, 경사면(310)의 내측면에서 다수개가 상하방향으로 소정 간격을 두고 돌출 형성된다.

구체적으로, 내격벽(313)은 보염판(300)의 경사면(310) 내측에서 보염판(300)의 중심 측을 향하여 돌출 형성된다.

이로써, 보조연료 분사구(211)로 분사되는 연료가 내격벽(313)에 의해 다단으로 나뉘면서 보염판(300) 내부로 분사될 수 있다.

그리고, 상기 외격벽(312) 및 내격벽(313)은 서로 어긋나게 위치할 수 있다. 구체적으로, 외격벽(312)이 이격된 각 소정 간격 내에 내격벽(313)이 위치하도록 배치된다.

이로써, 외격벽(312)에 의해 다단으로 나위어 보염판(300) 내부로 공급되는 공기가 외격벽(312)을 지나면서 다시 다단으로 나뉘어 보염판(300) 내부로 공급되어 연료와 함께 연소된다.

이와 같이, 외격벽(312) 및 내격벽(313)에 의해 연료와 공기가 보염판(300) 내부로 다단으로 공급되어 연소되게 된다.

그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 연소기는 재순환 포트(110) 및 구획벽(120)을 더 포함할 수 있다.

재순환 포트(110)는 공기 공급부(100)의 둘레 측에 위치한다. 재순환 포트(110)는 공기 공급부(100)의 둘레 측에서 공기 공급부(100)의 선단을 향하여 개구되어 위치한다.

이로써, 연소기가 연소로(1)에 삽입된 상태에서 연소로(1) 내부에서 발생하는 배가스가 공기 공급부(100)의 선단측으로 공급되는 공기의 유속에 의해 재순환 포트(110)를 통하여 공기 공급부(100)로 다시 유입되어 연소된다.

구획벽(120)은 공기 공급부(100) 내부에서 공기 공급부(100)의 길이 방향으로 따라 배치된다. 구체적으로 구획벽(120)은 재순환 포트(110)에 근접하도록 위치하여, 구획벽(120)과 공기 공급부(100)의 외벽 사이에 좁은 공기 유로를 형성하여, 공기 공급부(100) 외벽 측의 공기 유속을 증가 시키게 되며, 이로써 연소로(1) 내부에서 발생하는 배가스가 재순환 포트(110)로 원활하게 유입될 수 있다.

다음, 도 3을 더 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 연소기의 연소과정을 설명한다.

공기 공급부(100) 및 연료 공급관(200)을 통하여 각각 공기와 연료가 연소기의 선단 측으로 공급된다.

공기 공급부(100)로 공급되는 공기 중 일부는 보염판(300)의 외격벽(312)을 통하여 다단으로 나뉘어 보조공기 공급구(311)를 통해 보염판(300)의 내부로 공급되면서 내격벽(313)을 지나 다시 다단으로 나뉜다.

연료 공급부로 공급되는 연료는 연료 분사관(210)으로 유입된다.

연료 분사관(210)으로 공급되는 연료 중 일부는 보조연료 분사구(211)를 통하여 보염판(300)의 내부로 공급되면서 내격벽(313)을 지나 다단으로 나뉘어 공급된다.

이와 같이, 보조연료 분사구(211)로 분사되는 보조연료와 보조공기 공급구(311)로 공급되는 보조공기가 보염판(300) 내부의 공간에서 보조화염(10)을 형성하면서 다단 연소된다.

한편, 공기 공급부(100)로 공급되는 공기 중 나머지는 공기 공급부(100)의 선단까지 유동하여 주공기 공급구(120)를 통하여 보염판(300)의 상부로 공급된다.

그리고, 연료 분사관(210)으로 유입되는 연료 중 나머지 일부는 연료 분사관(210)의 선단까지 유동하여 주연료 분사구(212)에서 분사된다.

이와 같이, 주연료 분사구(212)로 분사되는 주연료와 주공기 공급구(120)로 공급되는 주공기는 보염판(300) 상부에서 주화염(20)을 형성하면서 연소된다.

다단 연소를 통하여 보염판(300) 내부의 공간에 형성되는 보조화염(10)은 광범위한 공연비와 부하범위에서 지속적으로 유지될 수 있고, 이와 같은 보조화염(10)의 상부에서 주화염(20)을 형성함으로써 안정적인 운전이 가능하다.

이로써, 기존의 연소기에 비해 높은 턴다운비의 성능을 나타내며, 이를 통해 다양한 열풍 활용 시스템에 적용이 가능하다.

그리고, 도 4에 나타낸 바와 같이, 재순환 포트(110)와 구획벽(120)이 더 구비되는 경우, 연소에 의해 발생하는 배가스는 공기 공급부(100)이 구획벽(120) 외측과 재순환 포트(110) 사이로 유동하는 공기의 유속에 의해 재순환 포트(110)를 통하여 공기 공급부(100) 내로 다시 유입되고 상기와 같이 재공급되어 연소된다.

이로써, 연소에 의해 발생하는 열적 질소산화물의 발생을 억제할 수 있다.

제2실시예

다음, 도 5를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 연소기의 구성을 상세히 설명한다.

본 실시예의 설명에서는 상기 제1실시예와의 차이점을 중심으로 설명하고, 대응하는 구성에는 동일한 도면부호를 사용하며, 상기 제1실시예와 동일한 구성 및 특징에 대하여는 그 설명을 생략하거나 간략히 한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는 제1실시예와는 달리 연료 분사관(210)이 보염판(300)의 외측에 위치한다.

구체적으로, 연료 분사관(210)은 연료 공급관(200)의 선단으로부터 보염판(300)의 외측 경사면(310)을 따라 위치하게 된다.

따라서, 연료 분사관(210)에서 보조연료 분사구(211)로 분사되는 연료는 보염판(300)의 외측으로 분사되게 되고, 보염판(300)의 보조공기 공급구(311)를 통하여 보염판(300)의 내부로 유입되어 연소된다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 연소기도 제1실시예와 같이 재순환 포트(110) 및 구획벽(120)을 더 포함할 수 있다.

다음, 도 7을 더 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 연소기의 연소과정을 설명한다.

공기 공급부(100) 및 연료 공급관(200)을 통하여 각각 공기와 연료가 연소기의 선단 측으로 공급된다.

공기 공급부(100)로 공급되는 공기 중 일부는 보염판(300)의 외격벽(312)을 통하여 다단으로 나뉜다.

연료 분사관(210)으로 공급되는 연료 중 일부는 보조연료 분사구(211)를 통하여 보염판(300)의 외측으로 분사된다.

보조연료 분사구(211)로 분사되는 연료는, 상기와 같이 공기 공급부(100)로 공급되어 외격벽(312)에 의해 다단으로 나뉜 공기와 함께 보염판(300)의 경사면(310) 외측에서 예혼합이 이루어져 연료와 공기의 혼합기를 이루고, 혼합기는 보조공기 공급구(311)를 통하여 내격벽(313)을 지나며 보염판(300) 내부의 공간으로 유입되어 보조화염(10)을 형성하면서 다단 연소된다.

한편, 공기 공급부(100)로 공급되는 공기 중 나머지는 공기 공급부(100)의 선단까지 유동하여 주공기 공급구(120)를 통하여 보염판(300)의 상부로 공급된다.

그리고, 연료 분사관(210)으로 유입되는 연료 중 나머지 일부는 연료 분사관(210)의 선단까지 유동하여 주연료 분사구(212)에서 분사된다.

이와 같이, 주연료 분사구(212)로 분사되는 주연료와 주공기 공급구(120)로 공급되는 주공기는 보염판(300) 상부에서 주화염(20)을 형성하면서 연소되며, 이는 상기 제1실시예에서와 동일하며, 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서도 연소시 발생하는 배가스가 재순환 포트(110)와 구획벽(120)에 의한 재순환 및 재연소가 이루어진다

다단 연소를 통하여 보염판(300) 내부의 공간에 형성되는 보조화염(10)은 광범위한 공연비와 부하범위에서 지속적으로 유지될 수 있고, 이와 같은 보조화염(10)의 상부에서 주화염(20)을 형성함으로써 안정적인 운전이 가능하다.

이로써, 기존의 연소기에 비해 높은 턴다운비의 성능을 나타내며, 이를 통해 다양한 열풍 활용 시스템에 적용이 가능하다.

제3실시예

다음, 도 9를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 연소기의 구성을 상세히 설명한다.

마찬가지로, 본 실시예의 설명에서도 상기 제1 및 제2실시예와의 차이점을 중심으로 설명하고, 대응하는 구성에는 동일한 도면부호를 사용하며, 상기 제1실시예 및 제2실시예와 동일한 구성 및 특징에 대하여는 그 설명을 생략하거나 간략히 한다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는 제1 및 제2실시예와는 달리 연료 분사관(210)은 구비되지 않고, 연료 공급관(200)의 선단에 주연료 분사구(212) 및 보조연료 분사구(211)가 위치한다.

주연료 분사구(212)는 연료 공급관(200)의 선단 중앙에 위치한다. 연료 공급관(200)을 통하여 공급되는 연료 중 일부는 주연료 분사구(212)를 통하여 보염판(300)의 중심축을 따라 분사된다.

보조연료 분사구(211)는 연료 공급관(200)의 선단에서 주연료 분사구(212)의 둘레 측에 위치한다. 연료 공급관(200)을 통하여 공급되는 연료 중 나머지 일부는 보조연료 분사구(211)를 통하여 보염판(300)의 경사면(310) 내측을 따라 분사된다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 연소기도 제1실시예 및 제2실시예와 같이 재순환 포트(110) 및 구획벽(120)을 더 포함할 수 있다.

다음, 도 11을 더 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 연소기의 연소과정을 상세히 설명한다.

공기 공급부(100) 및 연료 공급관(200)을 통하여 각각 공기와 연료가 연소기의 선단 측으로 공급된다.

공기 공급부(100) 및 연료 공급관(200)을 통하여 각각 공기와 연료가 연소기의 선단 측으로 공급된다.

공기 공급부(100)로 공급되는 공기 중 일부는 보염판(300)의 외격벽(312)을 통하여 다단으로 나뉘어 보조공기 공급구(311)를 통해 보염판(300)의 내부로 공급되면서 내격벽(313)을 지나 다시 다단으로 나뉜다.

연료 공급관(200)으로 공급되는 연료 중 일부는 보조연료 분사구(211)를 통하여 보염판(300)의 경사면(310) 내측을 따라 분사된다.

보조연료 분사구(211)로부터 보염판(300)의 경사면(310) 내측을 따라 분사되는 보조연료와 보조공기 공급구(311)로 공급되는 보조공기가 보염판(300) 내부의 공간에서 보조화염(10)을 형성하면서 다단 연소된다.

한편, 공기 공급부(100)로 공급되는 공기 중 나머지는 공기 공급부(100)의 선단까지 유동하여 주공기 공급구(120)를 통하여 보염판(300)의 상부로 공급된다.

그리고, 연료 공급관(200)으로 공급되는 연료 중 나머지 일부는 주연료 분사구(212)를 통하여 보염판(300)의 중심축을 따라 보염판(300)의 상부까지 분사되어 주공기 공급구(120)로 공급되는 공기와 보염판(300) 상부에서 주화염(20)을 형성하면서 연소된다.

다단 연소를 통하여 보염판(300) 내부의 공간에 형성되는 보조화염(10)은 광범위한 공연비와 부하범위에서 지속적으로 유지될 수 있고, 이와 같은 보조화염(10)의 상부에서 주화염(20)을 형성함으로써 안정적인 운전이 가능하다.

이로써, 기존의 연소기에 비해 높은 턴다운비의 성능을 나타내며, 이를 통해 다양한 열풍 활용 시스템에 적용이 가능하다.

그리고, 도 12에 나타낸 바와 같이, 재순환 포트(110) 및 구획벽(120)에 의한 배가스의 재순환 및 재연소는 상기 제1실시예 및 제2실시예와 동일하다.

상기와 같이 본 발명에 따른 연소기에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

역원추형(컵 형태)의 보염판을 통하여 보염을 위한 보조화염을 보염판 내부의 공간에서 형성하고, 보염판의 상부에서 주화염을 형성하여 화염의 안정화를 도모함으로써 연소기의 턴다운비를 향상시킨다.

그리고, 연소에 필요한 공기와 연료를 단계적으로 공급하여 다단 연소를 행함으로써, 광범위한 공연비와 부하범위에서의 연소가 가능하다.

또한, 연소시 발생하는 배가스를 재순환시켜 재연소 함으로써, 연소에 의해 발생하는 질소산화물의 발생을 억제할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

1: 연소로
100: 공기 공급부
110: 재순환 포트
120: 구획벽
200: 연료 공급관
210: 연료 분사관
211: 보조연료 분사구
212: 주연료 분사구
300: 보염판
310: 경사면
311: 보조공기 공급구
312: 외격벽
313: 내격벽

Claims (9)

1. 공기가 공급되는 공기 공급부(100);
   상기 공기 공급부(100) 중앙에 위치하며, 연료가 공급되는 연료 공급관(200);
   상기 연료 공급관(200)의 선단으로부터 직경이 넓어지면서 연장되어 상기 공기 공급부(100) 선단에 위치하는 경사면(310)을 가지며 내부에 소정 공간이 형성되는 역원추 형태로 배치되는 보염판(300);
   상기 연료 공급관(200)의 선단으로부터 연장되며, 상기 보염판(300)의 내측 경사면(310)을 따라 위치하는 연료 분사관(210);
   상기 공기 공급부(100)의 선단이 상기 보염판(300)의 중심축을 항하여 개구되는 주공기 공급구(120);
   상기 보염판(300)의 상기 경사면(310)에 형성되는 다수의 보조공기 공급구(311);
   상기 연료 분사관(210)의 선단에 위치하는 주연료 분사구(212);
   상기 연료 분사관(210)의 내측에 위치하는 다수의 보조연료 분사구(211); 및
   상기 보염판(300)의 외측벽에서 소정간격을 두고 돌출 형성되는 외격벽(312);을 포함하는,
   연소기.
   
2. 공기가 공급되는 공기 공급부(100);
   상기 공기 공급부(100) 중앙에 위치하며, 연료가 공급되는 연료 공급관(200);
   상기 연료 공급관(200)의 선단으로부터 직경이 넓어지면서 연장되어 상기 공기 공급부(100) 선단에 위치하는 경사면(310)을 가지며 내부에 소정 공간이 형성되는 역원추 형태로 배치되는 보염판(300);
   상기 연료 공급관(200)의 선단으로부터 연장되며, 상기 보염판(300)의 외측 경사면(310)을 따라 위치하는 연료 분사관(210);
   상기 공기 공급부(100)의 선단이 상기 보염판(300)의 중심축을 항하여 개구되는 주공기 공급구(120);
   상기 보염판(300)의 상기 경사면(310)에 형성되는 다수의 보조공기 공급구(311);
   상기 연료 분사관(210)의 선단에 위치하는 주연료 분사구(212);
   상기 연료 분사관(210)의 내측에 위치하는 다수의 보조연료 분사구(211); 및
   상기 보염판(300)의 외측벽에서 소정간격을 두고 돌출 형성되는 외격벽(312);을 포함하는,
   연소기.
   
3. 공기가 공급되는 공기 공급부(100);
   상기 공기 공급부(100) 중앙에 위치하며, 연료가 공급되는 연료 공급관(200);
   상기 연료 공급관(200)의 선단으로부터 직경이 넓어지면서 연장되어 상기 공기 공급부(100) 선단에 위치하는 경사면(310)을 가지며 내부에 소정 공간이 형성되는 역원추 형태로 배치되는 보염판(300);
   상기 공기 공급부(100)의 선단이 상기 보염판(300)의 중심축을 항하여 개구되는 주공기 공급구(120);
   상기 보염판(300)의 상기 경사면(310)에 형성되는 다수의 보조공기 공급구(311);
   상기 연료 공급관(200)의 선단 중앙에 위치하여 상기 보염판(300)의 중심축을 따라 연료가 분사되도록 하는 주연료 분사구(212);
   상기 연료 공급관(200)의 선단에서 상기 주연료 분사구(212)의 둘레 측에 위치하며, 상기 보염판(300)의 경사면(310)을 따라 연료가 분사되도록 하는 보조연료 분사구(211); 및
   상기 보염판(300)의 외측벽에서 소정간격을 두고 돌출 형성되는 외격벽(312);을 포함하는,
   연소기.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보조연료 분사구(211)로 분사되는 연료와 상기 보조공기 공급구(311)로 공급되는 공기는 상기 보염판(300) 내부의 상기 소정 공간 내에서 연소되고,
   상기 주연료 분사구(212)로 분사되는 연료와 상기 주공기 공급구(120)로 공급되는 공기는 상기 보염판(300)의 상기 소정 공간 상부에서 연소되는,
   연소기.
   
5. 삭제
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보염판(300)의 내측벽에서 소정간격을 두고 돌출 형성되는 내격벽(313)을 더 포함하는,
   연소기.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 외격벽(312)과 상기 내격벽(313)은 서로 어긋나게 위치하는,
   연소기.
   
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 공기 공급부(100)의 둘레 측에 위치하며 상기 공기 공급부(100)의 선단을 향하여 개구된 재순환 포트(110)를 더 포함하는,
   연소기.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 공기 공급부(100) 내부에서 길이 방향을 따라 배치되는 구획벽(120)을 더 포함하는,
   연소기.
   

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