KR19990028890U - 개선된 연료 혼합을 가지는 소둔로 주 점화장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 파일로트 버너와 메인버너를 가지는 소둔로 주 점화장치에 있어서 상기 파일로트 버너와 메인 버너를 감싸는 1차 공기 유입 통로를 가지는 연소통과 상기 연소통의 내경에 접하여 설치되는 1차 공기유입 정류판과 상기 연소통과 방열판의 사이에서 상기 방열판의 내경 및 상기 연소통의 외경에 접하여 설치되는 2차 공기유입 정류판을 더욱 포함하여 이루어지는 소둔로의 주 점화장치를 제공한다. 이때 상기 1차 공기 정류판은 그 하부반경의 개구의 직경이 상부의 것보다 작다. 또한 상기의 메인 버너의 연료분사기는 그 노즐이 상하로 분리된다.

Description

개선된 연료 혼합을 가지는 소둔로 주 점화장치

본 고안은 소둔로의 주 점화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 연료의 혼합을 증가시켜 연소 효율을 높이며 질소 산화물(NOx)을 감소시키고 방열관의 수명을 연장시키는 소둔로의 주 점화장치에 관한 것이다.

소둔로는 파일로트 버너(pilot burner)가 점화완료된후 상기 파일로트 버너의 불씨에 의하여 메인 버너(main burner)의 점화가 행하여진 후 방열관을 이용하여 간접가열을 하고 있다. 즉 도 1을 참고로 파일로트 버너(1)의 점화에 의하여 메인 버너(2)의 점화가 행하여지고 메인 버너의 화염이 방열관(3)내부로 미치며 방열관(3)안에서 연소가 이루어지면서 이때 발생하는 열이 열이 튜브(tube)(3)를 통하여 복사됨으로써 철판을 가열하여 소둔을 행한다.

도 1 및 2를 참고로, 파일로트 버너(1)의 연소용 공기 및 연료는 방열관 외부에서 공급되고 메인 버너(2)에 공급되는 공기는 방열관(3)내 연소시 발생되는 배가스를 방출하는 배가스팬(6)의 흡입 압력에 의하여 대기중 공기가 열교환기(4)를 통하여 유입되면서 공급되어진다. 공급되어진 공기는 연소후 배출되는 배가스의 폐열로 열교환이 행하여진후 400℃정도로 예열이 되고 이후 예열공기 파이프(7)를 통하여 방열관(3)내부로 진입되어 확산이 이루어지고 연료가 메인 버너(2)의 연료 분사기(3)를 통하여 분사되면서 연소가 행하여진다.

이러한 방열관(3)내에서의 연소과정중에는 메인 버너(2)의 노즐 선단(8)측에서 집중적으로 연소가 이루어진다. 또한 예열 공기 파이프(7)를 통하여 유입되는 공기는 메인 버너의 하부에서 유입되므로 연료와 공기의 균일한 혼합이 충분하지 않게 된다.

노즐선단(8)에서의 급격한 연소로 인하여 온도가 급격히 상승하며 이는 질소 산화물(NOx)의 증가의 요인이 된다. 또한 이러한 집중 연소로 인하여 방열관(3)의 디플랙션(deflection)이 발생하며 이는 방열관의 수명을 감축시키는 요인으로 등장한다. 나아가서 공기와 연료의 혼합이 충분히 이루어지지 않아 방열관 내에서의 연소가 배가스 덕트(5)까지 길게 이루어지고 방열관내에서의 연소도 충분하지 않아 그 연소 효율이 떨어지는 문제가 있다. 또한 그 연소가 길게 이어져 배가스 덕트(5)까지 이어지는 경우 배가스 덕트(5)내에서 2차 연소가 유발되어 배가스덕트가 그 열에 의하여 쳐지거나 파공이되는 경우가 있으며 또한 이로 인하여 파공부위로 대기중의 공기가 유입되어 열교환기(4) 전단부의 공기 흡입량이 줄어들어 결국 메인버너(2)로 공급될 공기의 량을 줄여 더욱더 불완전 연소를 일으키게된다. 만일 이를 해소하기 위하여 배가스 흡입 압력을 증가시킬 경우에는 방열관내의 화염이 더욱 길어져 방열관이 좌굴되는 경우까지 발생한다.

본 고안은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 공기와 연료의 충분한 혼합이 이루어지며 또한 단계적으로 연소가 이루어져 연소에 의한 온도 분포를 균일하게 하여 질소 산화물의 생성을 줄이고 방열관의 수명을 연장할 수 있는 소둔로의 주점화 장치를 제공하는 것이다.

이러한 본 고안의 목적은 파일로트 버너와 메인버너를 가지는 소둔로 주 점화장치에 있어서 상기 파일로트 버너와 메인 버너를 감싸는 1차 공기 유입 통로를 가지는 연소통과 상기 연소통의 내경에 접하여 설치되는 1차 공기유입 정류판과 상기 연소통과 방열판의 사이에서 상기 방열판의 내경 및 상기 연소통의 외경에 접하여 설치되는 2차 공기유입 정류판을 더욱 포함하여 이루어지는 소둔로의 주 점화장치를 제공함으로써 달성된다. 이때 상기 1차 공기 정류판은 그 하부반경의 개구의 직경이 상부의 것보다 작다. 또한 상기의 메인 버너의 연료분사기는 그 노즐이 상하로 분리된다. 나아가서 상기 연소통의 선단측은 그 직경이 감소되는 것이 바람직하다.

도 1은 연소제어 플로우를 보이는 도면;

도 2는 종래의 소둔로 점화장치를 보이는 도면;

도 3은 본 고안에 의한 소둔로의 점화장치의 단면도;

도 4는 2 차공기 정류판의 단면도;

도 5는 1차 공기 정류판의 단면도;

도 6은 본 고안에 의한 메인 버너의 단면도; 그리고

도 7은 본 고안에 의한 연소통의 체결도.

이하 첨부된 도면을 참고로 하여 본 고안을 설명한다.

도 3은 본 고안에 의한 소둔로의 점화장치를 도시한다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 소둔로의 점화장치는 종래의 파일로트 버너(1) 및 메인 버너(2)에 대하여 이들을 감싸는 연소통(16)이 형성된다. 상기 연소통(16)에는 예열 공기 파이프(7)를 통하여 유입된 공기를 상기 연소통으로 유도하는 1차 공기 유입 통로(15)가 형성된다. 이러한 1 차공기 유입 통로(15)는 도 7을 참고로 연소통(16)의 상하와 그리고 연소통의 중단 부분에서 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 바람직하게는 총 4개의 1차 공기 유입 통로가 형성된다. 이때, 공기가 유입되는 예열 공기 파이프(7)를 기준으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 그 좌우측에 중단부의 1차 공기 공기 유입 통로(15-1)와 상하부의 1차 공기 유입 통로(15-2)가 형성되는 것이 또한 바람직하다.

상기 연소통(16)의 내부에는, 도시된 바와 같이, 상기 연소통의 내경에 접하는 1 차공기 정류판(9)이 설치되며 연소통의 외경에는 2 차공기 정류판(10)이 상기 예열관(3)의 내경에 접하면서 설치된다. 나아아서 본 고안에서는, 메인 버너의 연료 분사 노즐(8)은 종래의 하나인 것에 대하여, 도시된 바와 같이, 상하로 분리시켜 놓고 있다. 참조 부호 14는 파일로트 버너(1)의 지지대를 도시하는 것이다.

상기 연소통(16)의 직경은 그 선단측으로 갈수록 그 직경이 축소되는 것이 바람직하다.

도 4는 2차 공기 정류판(10)의 구조를 도시한다. 도시한 바와 같이 2차공기 정류판(10)은 그 지름의 증가를 따라 복수개의 개구(11)가 형성되는 구조이며 이를 통하여 2 차공기가 확산된다.

도 5는 1차 공기 정류판(9)의 구조를 도시하는 도면으로서, 그 지름의 증가를 따라 복수개의 개구(12, 13)가 형성되며, 도시된 바와 같이, 하부측의 개구(13)보다 상부 측의 개구(12)의 지름이 더 크다.

도 6은 본 고안에 의한 메인 버너(2)의 구조로서 그 연소 분사기의 노즐이 상하로 분리되어 있다.

도 7은 연소통의 체결도를 도시한다.

이러한 본 고안의 작용을 설명한다.

도 1을 참고로 배가스팬(6)의 부압으로 열교환기(4)를 통하여 유입된 공기는 예열 공기 파이프(7)를 통하여 에열관(3)으로 유입된다. 도 3을 참고로, 종래와는 달리 상기 예열 공기 파이프(7)를 통하여 에열관(3)으로 유입된 유입 공기는 바로 분사 노즐(8)측으로 확산되지 않고 먼저 상기 연소통(16)의 1 차공기 유입통로(15)를 통하고 다시 상기 연소통의 내경에 설치된 1 차공기 정류판(9)을 통하여 확산된다. 이때 만일 전술한 바와 같이 에열공기 파이프(7)를 기준으로 좌측의 1차공기 유입 통로(15-1)와 그 우측의 1차 공기 유입통로(15-2)의 총 4개의 1차공기 유입 통로를 통하여 1차공기가 유입되는 경우, 예열공기 파이프(7)를 통하여 유입된 전체 공기의 57%정도가 연소통(16)으로 유입된다. 이렇게 유입된 1차공기는 메인 버너(2)의 노즐에서 분사되는 연료와 혼합을 이루며 1차 연소를 이룬다. 이러한 1차 연소에 있어서, 상측의 1 차공기 정류판의 개구(12)는 하부측(13)보다 크므로 상부측의 공기는 농하고 하부측의 공기는 담한 결과를 일으키고 이에 따라 그 연소에 있어서 하부쪽의 화염이 길게 형성된다. 또한 동시에 연소통 선단측의 직경을 감소시키는 경우 연소통 선단측에서 압력의 증가가 있으며 이는 1차 연소에 따른 화염의 길이를 더욱 길게한다. 이것은 종래에 비하여 연소구간을 길게하는 것을 의미하며 또한 종래의 노즐측(8)에서의 집중적 연소를 해소한 것을 의미한다.

이러한 상태에서 연소통(16)의 외부에서는 2차 공기 정류판을 통하여 유입된 공기에 의하여 2차 연소가 진행된다. 이때 방열관의 하부측의 예열 공기 파이프(7)로부터 바로 공기가 유입되는 종래의 경우와는 달리 공기가 연소통 상하부에 걸쳐 설치된 2차공기 유입판(10)을 통하여 유입되므로 균일하게 공기가 혼합되어 연소가 진행된다.

본 고안에 의하여, 소둔로 점화장치 내에서의 연소는, 연소통 내에서의 1차 연소와 연소통 외부에서의 2 차연소로 다단으로 연소가 진행된다. 이때 전술한 바와 같이 노즐 선단에서의 집중적 연소를 막으면서 연소 구간을 길게하므로서 질소 산화물(NOx)의 생성을 줄일 수 있고 또한 방열관의 디플랙션(deflection)을 방지할 수 있게된다. 또한 2 차연소에 있어서, 2 차공기 정류판을 통하여 균일하게 공기와 연료가 혼합을 이루므로서 그 연소는 좀더 완전 연소에 근접을 하게되고 연소 효율을 증가시키게 된다.

이와 같이 본 고안에 의하여, 질소 산화물의 생성을 억제하고 또한 방열관의 수명을 연장하며 연소효율을 증가시키는 소둔로의 점화장치를 제공하게 된다.

Claims (4)

1. 파일로트 버너와 메인버너를 가지는 소둔로 버너 점화장치에 있어서 상기 파일로트 버너와 메인 버너를 감싸는 1차 공기 유입 통로를 가지는 연소통과 상기 연소통의 내경에 접하여 설치되는 1차 공기유입 정류판과 상기 연소통과 방열판의 사이에서 상기 방열판의 내경 및 상기 연소통의 외경에 접하여 설치되는 2차 공기유입 정류판을 더욱 포함하여 이루어지는 소둔로의 점화장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 1차 공기 정류판은 그 하부반경의 개구의 직경이 작은 것을 특징으로 하는 소둔로의 점화장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 메인 버너의 연료분사기는 그 노즐이 상하로 분리되는 것을 특징으로하는 소둔로의 점화장치.
4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 연소통의 선단측 직경은 감소함을 특징으로하는 소둔로의 점호장치.