KR200210396Y1 - 산업용 보일러의 연료분사장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 산업용 보일러의 연료분사장치에 관한 것으로서,

종래의 연료분사노즐은 그 구성요소가 매우 복잡하여 제품의 생산성이 현저히 하락하고, 제품의 전체적인 부피가 커져 보일러의 연소실에 연료분사장치를 취부하기가 용이하지 못하게되는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 연료를 무화상태로 분사하여 연소효율을 향상시키고 매연의 발생률을 감소시키는 연료분사장치의 구조를 단순화하여 생산성 향상의 효과를 기대할 수 있도록 한 산업용 보일러의 연료분사장치에 관한 것이다.

Description

산업용 보일러의 연료분사장치{Fuel injection device of boiler}

본 고안은 산업용 보일러의 연료분사장치에 관한 것으로서, 특히 연료를 무화상태로 분사하여 연소효율을 향상시키고 매연의 발생률을 감소시키는 연료분사장치의 구조를 단순화하여 생산성 향상의 효과를 기대할 수 있도록 한 산업용 보일러의 연료분사장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 보일러의 연료분사노즐은 연료를 고압으로 공급되는 공기와 함께 분사시키는 방법을 채택하고 있다.

이러한 연료분사노즐은 공급되는 연료와 공기를 잘 혼합시켜 연료가 미립자로서 무화된 상태로 보일러에 공급되어야만 보일러의 연소효율을 향상시킴과 동시에 매연 발생량을 줄일 수 있게된다.

본 출원인은 상기와 같이 연료분사노즐의 연료 무화효율을 향상시킬 수 있는 연료분사장치(특허 등록번호 160441호)를 선출원한 바 있다.

상기 선출원 된 종래의 연료분사노즐은 연료공급관과 공기공급관으로부터 공급되는 연료와 공기를 따로따로 분산시키는 분산노즐과, 상기 분산노즐을 통해 분리되어 공급되는 연료와 공기를 스월작동으로 혼합시키는 스월노즐과, 상기 스월노즐에서의 연료와 공기의 혼합 동작이 촉진되도록 하는 혼합촉진노즐과, 상기 스월노즐에서 혼합된 연료와 공기를 다시 확산시키는 확산노즐과, 확산노즐에 의해 확산된 연료와 공기가 확산되었다가 다시 중심부로 모이면서 이동하도록 안내하는 공간부와, 이동된 연료와 공기가 경사지게 분사되도록 하는 분사노즐로서 구성된 것이다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 연료분사노즐은 그 구성요소가 매우 복잡하여 제품의 생산성이 현저히 하락하고, 제품의 전체적인 부피가 커져 보일러의 연소실에 연료분사장치를 취부하기가 용이하지 못하게 되는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 연료를 무화상태로 분사하여 연소효율을 향상시키고 매연의 발생률을 감소시키는 연료분사장치의 구조를 단순화하여 생산성 향상의 효과를 기대할 수 있도록 한 산업용 보일러의 연료분사장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 고안은,

버너의 공기공급관과 연료공급관에 결합되기 위한 제 1 및 제 2 결합부가 형성되고, 공급되는 연료와 공기를 통과시키는 제 1 공기홀과 제 1 연료홀이 동심원상으로 다수 배열되며 중앙 상단으로는 혼합기를 확산시키기 위한 확산봉이 설치되는 노즐본체와;

상기 노즐본체의 상면에 장착되며, 상기 제 1 공기홀과 같은 수로 제 2 공기홀들이 형성되고, 상하면에는 제 1 및 제 2 공기홀을 통해 공급되는 공기를 중공을 향해 스월작동으로 배출시켜 중공에서 공기와 연료가 혼합되도록 하는 다수의 스월통로가 형성되어 있는 스월노즐과;

상기 스월노즐의 상면에 장착되고, 저면에는 스월노즐의 상면과 밀착되는 밀착면을 가지며, 중앙내부에는 확산봉의 확산헤드에 의해 확산된 연료와 공기가 확산되었다가 다시 중심부로 모이면서 상승하도록 안내하는 공간부가 형성되고, 상단에는 연료와 공기가 잘 혼합된 혼합기를 경사지게 확산되도록 분사하는 경사분사공이 다수개 형성되어 있는 분사노즐과;

분사노즐의 상측으로부터 끼워져 노즐본체의 상단에 형성되어 있는 제 3 결합부에 결합되어 상기 구조물들을 고정하는 커버; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 스월노즐의 상하면에 각각 형성되어 있는 스월통로는 연료가 중공을 향하도록 동일한 각도로 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.

도 1 은 본 고안의 연료분사장치를 보인 단면도.

도 2 는 본 고안의 연료분사장치를 보인 분해 단면도.

도 3 의 (a)(b)는 본 고안에 적용된 스월노즐의 상면과 하면을 보인 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 노즐본체 2 : 스월노즐

3 : 분사노즐 4 : 커버

5 : 공기 공급관 6 : 연료 공급관

11: 제 1 연료홀 12: 제 1 공기홀

13: 확산봉 14,15,16: 결합부

21: 제 2 공기홀 22: 중공

23: 스월통로 31: 공간부

32: 밀착면 33: 분사공

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 3 을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

상기 도면에 의하면, 본 고안은 노즐본체(1), 스월노즐(2), 분사노즐(3), 커버(4)로 대별 구성된다.

노즐본체(1)는 연료가 공급되는 연료공급관(6)과 공기가 공급되는 공기공급관(5)에 결합되는 것으로서, 노즐본체(1)의 일측에는 공기공급관(5)에 나사 결합되기 위한 제 1 결합부(14)가 형성되고, 노즐본체(1)의 일측 내부 중앙부분에는 연료공급관(6)에 나사결합되기 위한 제 2 결합부(15)가 형성된다.

노즐본체(1)의 중앙부에는 격판(17)이 형성되어 있는데, 이 격판(17)상에 공기공급관(5)을 통해 공급된 공기를 통과시키기 위한 다수의 제 1 공기홀(12)이 외각에 형성되고, 연료공급관(6)을 통해 공급된 공기를 통과시키기 위한 다수의 제 1 연료홀(11)이 내주연에 각각 형성되어 있다.

상기 격판(17)의 상면으로는 확산봉(13)이 결합되는데, 이 확산봉(13)은 후설하는 스월노즐(2)을 통과하면서 연료와 공기가 혼합된 혼합기가 경사분사공(33) 측으로 이동할때 한번 확산시켜주는 것이다.

확산봉(13)의 상단에는 일정각도 상향 확개된 확산헤드(131)가 형성되어 있으며, 노즐본체(1)의 외주면 상단에는 후설하는 커버(4)가 결합되기 위한 제 3 결합부(16)가 형성되어 있다.

상기 스월노즐(2)은 연료와 공기를 스월작동으로 잘 혼합시키기 위한 것으로서, 원판형으로 형성되어 노즐본체(1)의 상면에 장착되며, 중앙에는 노즐본체(1)에 형성되어 있는 제 1 연료홀(11)을 수용토록 일정크기의 중공(22)이 형성되어 있다.

스월노즐(2)의 외각에는 제 1 공기홀(12)과 같은 수의 제 2 공기홀(21)이 형성되고, 스월노즐(2)의 상면과 하면에는 각각 제 1 및 제 2 공기홀(12)(21)을 통해 공급된 공기를 스월작동으로 중공(22)을 향해 배출시키는 스월통로(23)가 일정각도 경사지게 형성된다.

상기 스월통로(23)는 도 3 에 도시된 바와같이 제 1 및 제 2 공기홀(12)(21)을 통해 공급된 공기가 중공(22)으로 공급되어 동일한 방향(도면상에는 시계방향)으로 회전할 수 있도록 일정각도 경사지게 형성되어 있다.

상기 스월통로(23)를 통해 중공(22)으로 공급된 공기는 중공(22) 내에서 강하게 회전하면서 제 1 연료홀(11)을 통해 공급된 연료와 잘 혼합되면서 연료가 무화되어 상승하게 된다.

한편, 상기 분사노즐(3)은 상기 스월노즐(2)의 상측으로 장착되는 것으로서, 이 분사노즐(3)의 저면에는 스월노즐(2)의 상면과 밀착되기 위한 밀착면(32)이 형성되어 있고, 분사노즐(3)의 중앙 내부에는 일정크기의 공간부(31)가 형성된다.

상기 공간부(31)에는 노즐본체(1)의 상면에 형성된 확산봉(13)이 일정높이 돌출되게 되므로, 스월노즐(2)을 통과하면서 연료와 공기가 잘 혼합된 혼합기가 공간부(31)를 따라 상승하다가 확산봉(13)의 확산헤드(131)에 부딪히면서 확산한 후 다시 공간부(31)의 내벽면에 부딪혀 다시 중심부로 모이면서 상승하게 되어 혼합기의 연료와 공기의 혼합률이 더욱 향상된다.

분사노즐(3)의 상측 끝부분에는 최종적으로 혼합기를 분사하기 위한 경사분사공(33)이 다수개 형성되는데, 이 경사분사공(33)은 혼합기가 경사지게 확산 분사되도록 하기위해 도면에 도시된 바와같이 일정각도 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.

커버(4)는 상기 구성된 노즐본체(1), 스월노즐(2), 분사노즐(3)을 고정 결합시키기 위한 것으로서, 분사노즐(3)의 상측으로부터 끼워져 노즐본체(1)의 외주면 상단에 형성되어있는 제 3 결합부(16)에 나사 결합되어 상기 구조물들이 고정되도록 한다.

이와같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

공기공급관(6)과 연료공급관(5)을 통해 고압의 공기와 연료가 공급되면, 공기공급관(5)으로 공급된 고압의 공기는 제 1 공기홀(12)을 통과하여 스월노즐(2) 측으로 공급되고, 연료공급관(6)으로 공급된 연료는 제 1 연료홀(11)을 통과하여 스월노즐(2)의 중공(22) 측으로 공급된다.

제 1 공기홀(12)을 통과한 공기의 일부분은 스월노즐(2)의 하면에 형성된 스월통로(23)를 통과하여 중공(22)측으로 공급되고, 공기의 나머지는 스월노즐(2)의 제 2 공기홀(21)을 통과하여 스월노즐(2)의 상면에 형성되어있는 스월통로(23)를 통해 중공(22) 측으로 공급되어 중공(22)으로 공급된 공기는 일방향으로 강하게 회전하면서 제 1 연료홀(11)을 통해 공급된 연료와 혼합된다.

중공(22) 내에서 잘 혼합된 연료와 공기가 혼합된 혼합기는 공간부(31) 내부를 상승하면서 확산봉(13)의 확산헤드(131)에 의해 확산되었다가 다시 공간부(31)의 내벽면에 부딪쳐 중앙으로 모였다가 상승하여 분사노즐(3)의 경사 분사공(33)을 통해 확산 분사되는 것이다.

이와같이 구성된 본 고안의 연료분사장치는 노즐본체(1), 스월노즐(2), 분사노즐(3), 커버(4)로 이루어지는 단순 구성으로서 구현되므로, 제품의 생산성이 월등히 향상되고, 구조의 단순화를 구현하여 불량율이 현저히 하락하며, 제품의 전체적인 크기를 줄일 수 있어서 보일러에 쉽게 장착할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 산업용 보일러의 연료분사장치를 구성함에 있어, 노즐본체, 스월노즐, 분사노즐, 커버 등으로 단순하게 구현하므로서, 제품의 생산성을 월등히 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 연료분사장치의 부피를 현저히 감소시킬 수 있으며, 구조의 단순화를 꾀하여 불량율을 감소시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (2)

1. 버너의 공기공급관(6)과 연료공급관(5)에 결합되기 위한 제 1 및 제 2 결합부(14)(15)가 형성되고, 공급되는 연료와 공기를 통과시키는 제 1 연료홀(11)과 제 1 공기홀(12)이 동심원상으로 다수 배열되며 중앙 상단으로는 혼합기를 확산시키기 위한 확산봉(13)이 설치되는 노즐본체(1)와;

   상기 노즐본체(1)의 상면에 장착되며, 상기 제 1 공기홀(12)과 같은 수로 제 2 공기홀(21)들이 형성되고, 상하면에는 제 1 및 제 2 공기홀(12)(21)을 통해 공급되는 공기를 중공(22)을 향해 스월작동으로 배출시켜 중공(22)에서 공기와 연료가 혼합되도록 하는 다수의 스월통로(23)가 형성되어 있는 스월노즐(2)과;

   상기 스월노즐(2)의 상면에 장착되고, 저면에는 스월노즐(2)의 상면과 밀착되는 밀착면(32)을 가지며, 중앙내부에는 확산봉(13)의 확산헤드(131)에 의해 확산된 연료와 공기가 확산되었다가 다시 중심부로 모이면서 상승하도록 안내하는 공간부(31)가 형성되고, 상단에는 연료와 공기가 잘 혼합된 혼합기를 경사지게 환산되도록 분사하는 경사분사공(33)이 다수개 형성되어 있는 분사노즐(3)과;

   분사노즐(3)의 상측으로부터 끼워져 노즐본체(1)의 상단에 형성되어 있는 제 3 결합부(16)에 결합되어 상기 구조물들을 고정하는 커버(4); 로 구성된 것을 특징으로 하는 산업용 보일러의 연료분사장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스월노즐(2)의 상하면에 각각 형성되어 있는 스월통로(23)는 공기가 중공(22)을 향하도록 동일한 각도로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 산업용 보일러의 연료분사장치.