KR200213936Y1

KR200213936Y1 - Device for Formation of Stable Flame of Regenerative Burner

Info

Publication number: KR200213936Y1
Application number: KR2020000025106U
Authority: KR
Inventors: 김기홍; 강덕홍
Original assignee: 포항종합제철주식회사; 주식회사케너텍; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2000-09-04
Publication date: 2001-02-15

Abstract

본 고안은 공업용 가열로에 사용되는 축열버너에 있어서, 버너내부의 연소용공기의 흐름을 균일하게 할 수 있도록 연소용공기 분배판이 내장되어 버너 선단부의 화염형상을 상하부 균일하게 유지할 수 있도록 한 축열버너에 관한 것이다.The present invention is a heat storage burner used in an industrial heating furnace, built-in combustion air distribution plate to uniformize the flow of combustion air in the burner to keep the flame shape of the burner front end up and down uniformly It is about.

이를 위해 본 고안은 연소용공기가 유입되는 유입관(18)이 하부에 연통되고 내부에 축열체(16)가 내장되어 연소용공기가 열교환되는 축열기(14)와; 중심부에 연료투입노즐(10)이 외부에서 내부로 관통되어 설치되고 선단부에 1,2차의 연소용공기노즐(24,28)이 형성되며, 내부에는 상기 연료투입노즐(10) 축상에 분배판(26)이 구비된 버너(22)를 포함하는 것을 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성된 축열버너는 외부로 화염방사시, 버너 선단 상하부의 화염형상을 균일하게 유지할 수 있기 때문에 가열 대상물을 균일하게 가열할 수 있는 효과가 있다.To this end, the present invention has a heat accumulator 14 through which the inlet pipe 18 into which the combustion air flows is connected to the lower part, and the heat accumulator 16 is built therein so that the combustion air heat exchanges; The fuel injection nozzle 10 is installed at the center through the outside and the first and second combustion air nozzles 24 and 28 are formed at the front end, and inside the distribution plate on the shaft of the fuel injection nozzle 10. It characterized in that it comprises a burner (22) provided with (26). The regenerative burner configured as described above can maintain the flame shape of the upper and lower ends of the burner uniformly when the flame is radiated to the outside, so that the heating target can be uniformly heated.

Description

Device for Formation of Stable Flame of Regenerative Burner

본 고안은 공업용 가열로에 사용되는 축열식 버너에 있어서, 버너의 내부 연료투입노즐 축상에 연소용공기 분배판을 장착하여 상기 버너 내의 상하부 연소용공기의 흐름을 균일하게 함으로써, 외부로 화염방사시 버너 선단부에 형성되는 화염의 형상을 상하부 균일하게 해주는 것을 목적으로 한다.The present invention is a regenerative burner for use in an industrial furnace, by mounting a combustion air distribution plate on the shaft of the internal fuel injection nozzle of the burner to equalize the flow of the upper and lower combustion air in the burner, the flame burner to the outside It aims at making the shape of the flame formed in the front-end | tip uniformly up and down.

일반적으로, 가열로 및 기타 공업용가열로에는 연소가스에 포함된 폐열을 회수하여 연소용공기의 온도를 상승시키는 축열식 버너가 널리 사용되고 있다.In general, regenerative burners are widely used in heating furnaces and other industrial heating furnaces to recover waste heat contained in combustion gases to raise the temperature of combustion air.

근래에 널리 사용되고 있는 축열버너의 구성은 실용공개1999-003671에서도 그 작용 및 구조가 예시되어 있는바, 통상의 버너와 연소용공기를 예열시켜주는 축열기가 하나의 시스템으로 통합되어 있고 상기 버너는 2개가 한쌍의 형태를 취하고 있다.In recent years, the construction and construction of a heat storage burner widely used has been illustrated in the practical publication 1999-003671. A conventional burner and a heat storage for preheating combustion air are integrated into one system. The dog is in the form of a pair.

이와 같이 구성되는 이유는 예컨대, 어느 한편의 버너가 연소시 다른 한편의 버너로는 앞서 연소된 버너의 연소후 배기가스가 빠져나가도록 되어있으며, 이때 축열기 내에 있는 축열체에 배기가스 현열이 축적되고 이후 배기가스는 낮은 온도로 외부로 배출된다.The reason for this configuration is, for example, that when one burner is burned, the other burner causes exhaust gas to escape after the combustion of the burner previously burned, and the sensible exhaust gas accumulates in the heat accumulator in the heat accumulator. The exhaust gas is then discharged to the outside at a low temperature.

이상과 같은 과정은, 일정 시간 후 연소상태가 바뀌어 다른 한쪽의 버너로부터 연소용공기 투입관을 통해 유입된 상온의 공기는 축열기내부에 내장된 축열체를 통과하면서, 전단계로부터 축열체에 축적되어 있던 열을 빼았아 고온의 상태로 변화되어 버너에 유입되고, 마지막으로 연소용공기노즐을 통해 가열로 내부에 분사된다.In the above process, the combustion state changes after a certain time, and the air at room temperature introduced through the combustion air inlet pipe from the other burner is accumulated in the heat storage body from the previous stage while passing through the heat storage body built in the heat storage device. The existing heat is removed, changed to a high temperature, flows into the burner, and is finally injected into the furnace through the combustion air nozzle.

한편, 전술한 과정에 따라 작용하는 축열식 버너는, 버너와 축열기가 조합된 형태에 따라 내부조합형과 외부조합형으로 분리되어 진다. 여기서 내부조합형은 축열기와 버너가 하나로 결합되어 있고, 외부조합형인 경우에는 버너와 축열기가 분리되어 있는 형태를 취하고 있다.On the other hand, the regenerative burner acting according to the above-described process is divided into an inner combined type and an outer combined type according to the combined form of the burner and the heat accumulator. Here, the internal combination type has a form in which the heat accumulator and the burner are combined into one, and in the case of the external combination type, the burner and the heat accumulator are separated.

도1은 종래의 외부조합형 축열식 버너의 개략적인 구조를 나타내고 있다.Figure 1 shows a schematic structure of a conventional external combination regenerative burner.

축열기(4)에는 그 하부에 연소용공기가 유입되는 유입관(6)이 연통되어 있고 내부에는 유입된 연소용공기가 열교환되는 축열체(5)가 내장되어 있다. 또한 상기 축열기(4) 상부에는 상기 축열기(4)를 통과한 연소용공기가 유입되는 버너(12)가 연통되어 있다.The heat accumulator 4 has an inlet pipe 6 through which combustion air flows in communication with a lower portion thereof, and a heat storage body 5 through which the introduced combustion air is heat-exchanged. In addition, a burner 12 into which the combustion air passing through the heat accumulator 4 flows is communicated with the heat accumulator 4.

한편, 상기 버너(12)에는 그 중심부에 외부에서 내부로 관통하여 형성된 연료투입노즐(1)이 내설되고, 상기 내설된 연료투입노즐(1)을 중심으로 상기 버너(12)의 선단부에는 제1차연소용공기노즐(2)과 제2차연소용공기노즐(3)이 형성되어 있다.On the other hand, the burner 12 has a fuel injection nozzle 1 formed therein penetrating from the outside to the inside of the central portion thereof, and the first end of the burner 12 around the fuel injection nozzle 1 built in the first The air combustion nozzle 2 for secondary combustion and the air nozzle 3 for secondary combustion are formed.

이와 같은 종래의 외부조합형 축열버너는 연료투입노즐(1)이 개방된 상태에서 연소용공기가 유입관(6)을 통해 축열기(4) 내부로 유입하게 되면 상기 축열기(4)에 내장된 축열체(5)에 의해 고온의 가스로 열교환이 이루어지고, 여기서 열교환된 연소용공기는 연통된 통로를 따라 버너(12) 내부로 유입하게 된다. 이때, 버너(12) 내부로 유입된 연소용공기는 상하부 공기의 흐름을 형성하면서 버너(12) 선단부의 제 1및2차연소용공기노즐(2,3)을 통해 외부로 배출된다. 여기서, 버너(12) 선단부로 배출되는 연소용공기는 연료투입노즐(1)에서 분사되는 연료와 혼합하게 되고, 상기 버너(12)에 장착된 점화장치(미도시)에 의해 연소용공기와 혼합된 연료가 점화되어 화염(7,7')을 발생시키게 된다.Such a conventional external combination type heat storage burner is built in the heat storage device 4 when the combustion air flows into the heat storage device 4 through the inlet pipe 6 while the fuel injection nozzle 1 is opened. Heat exchange is performed by the heat accumulator 5 with the hot gas, and the heat exchanged combustion air flows into the burner 12 along the communicating passage. At this time, the combustion air introduced into the burner 12 is discharged to the outside through the first and secondary combustion air nozzles 2 and 3 at the tip of the burner 12 while forming a flow of upper and lower air. Here, the combustion air discharged to the tip of the burner 12 is mixed with the fuel injected from the fuel injection nozzle 1, and mixed with the combustion air by an ignition device (not shown) mounted to the burner 12. The fuel is ignited to generate flames (7,7 ').

그러나, 이러한 종래의 축열버너에 있어서, 축열기(4)로부터 열교환이 이루어진 고온의 연소용공기가 버너(12)내부로 유입되어 그 흐름을 형성할 때에, 버너하부(8') 보다는 버너상부(8)에 그 흐름이 과다하게 형성되어 결과적으로 축열버너 내의 연소용공기량이 불균일하게 형성됨으로써, 연소시 상부화염(7)과 하부화염(7')이 균형을 이루지 못하는 화염형상 불균일을 초래하게 되고, 따라서 가열로 내에서 피가열물 가열시 온도분포의 불균일을 초래하는 문제점이 있었다.However, in such a conventional heat storage burner, when the high temperature combustion air that has undergone heat exchange from the heat storage 4 flows into the burner 12 to form a flow, the burner upper portion (rather than the burner lower portion 8 ') 8) The flow is excessively formed, resulting in an uneven amount of combustion air in the regenerative burner, resulting in a flame shape irregularity in which the upper flame 7 and the lower flame 7 'are unbalanced during combustion. Therefore, there is a problem that causes a non-uniformity of the temperature distribution during heating of the heated object in the furnace.

이와 같은 축열식 버너의 효율향상과 피가열물의 균일한 가열을 위하여 일정한 화염을 발생시킬 수 있는 장치가 절실히 요구되는 실정이다.In order to improve the efficiency of such regenerative burners and to uniformly heat the heated object, a device that can generate a constant flame is urgently needed.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 버너내부에 연소용공기 분배판을 설치하여 버너내부에서 연소용공기가 균일하게 분포될 수 있도록 한 축열식 버너를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to provide a regenerative burner that allows the distribution of combustion air in the burner by installing a combustion air distribution plate inside the burner. will be.

도 1은 종래기술에 따른 외부조합형 축열버너의 개략적인 구조를 나타낸 단면도1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of an external combined heat storage burner according to the prior art

도 2는 본 고안에 따른 연소용공기 분배판을 장착한 축열버너의 구조를 도시한 단면도2 is a cross-sectional view showing the structure of a heat storage burner equipped with a combustion air distribution plate according to the present invention;

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 연료투입노즐 14 : 축열기10: fuel injection nozzle 14: heat storage

16 : 축열체 18 : 연소용공기 유입관16: heat storage body 18: combustion air inlet pipe

22 : 버너 24 : 1차 연소용공기노즐22: burner 24: primary combustion air nozzle

26 : 연소용공기 분배판 28 : 2차 연소용공기노즐26: combustion air distribution plate 28: secondary combustion air nozzle

32,32' : 상,하부 화염 35 : 슬릿32,32 ': upper and lower flame 35: slit

36 : 홀(Hole) 37 : 체결구36 hole 37 fastener

본 고안은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 다음과 같이 구성된다. 즉, 본 고안은 연소용공기가 유입되는 유입관이 하부에 연통되고 내부에 축열체가 내장되어 연소용공기가 열교환되는 축열기와; 중심부에 연료투입노즐이 외부에서 내부로 관통되어 설치되고 선단부에 1,2차 연소용공기노즐이 형성되며, 내부에는 상기 연료투입노즐 축상에 분배판이 구비된 버너를 포함하는 것을 것을 특징으로 한다.The present invention is configured as follows to achieve the above object. That is, the present invention is a heat accumulator in which the inlet pipe into which the combustion air flows is communicated to the lower part and the heat accumulator is built-in to heat exchange the combustion air; The fuel injection nozzle is installed in the center and penetrated from the outside to the inside, and the first and second combustion air nozzles are formed at the front end, and characterized in that it comprises a burner having a distribution plate on the fuel injection nozzle shaft.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 고안에 의한 외부조합형 축열식 버너는 도2에 도시된 바와 같이 연소용공기가 유입되는 유입관(18)이 축열기(14) 하부에 연통되어 있고 상기 축열기(14) 내부에는 축열체(16)가 내장되어 유입된 연소용공기의 열교환이 이루어진다.In the combined heat storage type burner according to the present invention, as shown in FIG. 2, an inflow pipe 18 into which combustion air is introduced is connected to the bottom of the heat storage unit 14, and the heat storage body 16 is stored in the heat storage unit 14. ) Is built-in heat exchange of the introduced combustion air.

한편, 버너(22)에는 그 중심부에 외부에서 내부로 관통하여 연료투입노즐(10)이 형성되고 버너(22)내부의 연료투입노즐(10) 축상에는 축열기(14)로부터 배출된 연소용공기가 버너 상하부(38,38')에 고르게 분포될 수 있도록 연소용공기 분배판(26)이 내장되어 있다. 이때 상기 분배판(26)은 일정한 두께를 가진 원판형으로 되어있고 그 중심부에는 상기 연료투입노즐(10) 외주면과의 착탈이 가능하도록 일정한 직경의 체결구(37)이 형성되어 있다. 여기서, 예컨대 상기 분배판(26)은 그 평면의 형상이 도면에서 보는 바와 같이, 체결구(37)를 중심으로 하부는 넓게, 상부는 좁게 형성된 슬릿(35) 또는 홀(Hole)(36)을 구비하고 있다. 여기서, 상기 분배판(26)의 구조는, 바람직하게는 하부에서 상부로 갈수록 그 평면에 형성된 홈의 크기가 점차로 작아지는 구조로도 형성될 수 있다. 이와 같이 상기 분배판(26)에 형성된 홈의 형상은 슬릿 또는 원형타입이 아니더라도 그 하부와 상부의 구조가 앞서 언급된 형식이라면 다양한 모양으로 형성될 수 있다.On the other hand, the burner 22 has the fuel injection nozzle 10 penetrating from the outside to the inside at the center thereof, and the combustion air discharged from the heat storage 14 on the fuel injection nozzle 10 inside the burner 22. Combustion air distribution plate 26 is built in so that it is evenly distributed in the upper and lower burners 38 and 38 '. At this time, the distribution plate 26 has a disc shape having a predetermined thickness, and a fastener 37 having a constant diameter is formed at the center thereof so as to be detachable from the outer circumferential surface of the fuel injection nozzle 10. For example, as shown in the drawing, the distribution plate 26 has a slit 35 or a hole 36 formed with a wider lower portion and a narrower upper portion with respect to the fastener 37. Equipped. Here, the structure of the distribution plate 26 may be formed in a structure in which the size of the groove formed in the plane gradually decreases from the bottom to the top. As such, the shape of the groove formed in the distribution plate 26 may be formed in various shapes as long as the lower and upper structures thereof are not the slit or circular type.

한편, 연소용공기 분배판(26)의 후방 즉, 버너(22)의 선단부에는 버너(22)의 중심축과 가까운 방향으로부터 1차 연소용공기노즐(24)이 중심축에 대해 일정한 경사를 이루며 설치되고, 2차 연소용공기노즐(28)이 바깥 외주상에 평행으로 설치되어 있다.On the other hand, at the rear of the combustion air distribution plate 26, that is, at the tip of the burner 22, the primary combustion air nozzle 24 forms a constant inclination with respect to the central axis from a direction close to the central axis of the burner 22. The secondary combustion air nozzles 28 are provided in parallel on the outer circumference.

이와 같이 구성된 외부조합형 축열식 버너는 먼저, 연료투입노즐(10)이 개방된 상태에서 연소용공기가 유입관(18)으로 유입하게 되면 축열기(14)내의 축열체(16)에 의해 고온의 가스로 열교환이 이루어지고, 여기서 열교환이 이루어진 연소용공기는 버너(22) 내부로 유입된다.The externally combined regenerative burner configured as described above has a high temperature gas by means of the heat accumulator 16 in the heat accumulator 14 when the combustion air flows into the inlet pipe 18 while the fuel injection nozzle 10 is opened. Furnace heat exchange is made, where the combustion air heat exchange is introduced into the burner (22).

한편, 상기 버너(22)내부로 유입된 고온의 연소용공기는 초기에는 버너(22)의 내부에서 그 흐름이 상하부(38,38') 불균일하게 형성되어 1,2차 연소용공기노즐(24,28)로 이동하게 되는데, 이때 연소용공기 분배판(26)에 의해서 상부에 형성되어 있는 좁은 홈에 의해 연소용공기의 흐름이 어느정도 차단되어지고 이와 반대로 하부에 형성된 큰 홈으로 상부보다는 상대적으로 많은 공기의 흐름이 유도되어 진다. 결과적으로 버너(22) 선단부의 1,2차 연소용공기노즐(24,28)에 상하부 균일하게 연소용공기를 공급하면서 상기 1,2차 연소용공기노즐(24,28)을 통해 버너(22) 외부로 배출 되어진다. 이때, 연료투입노즐(10)에서 배출된 연료와 연소용공기가 혼합되고 여기서, 버너(22)에 장착된 점화장치(미도시)가 작동되면 연소용공기와 혼합된 연료가 점화되어 화염(32,32')을 발생시키게 된다. 이로써, 버너(22) 선단부에는 상하부 균일한 화염(32,33')이 형성되어 피가열물을 균일하게 가열할 수 있는 것이다.On the other hand, the high temperature combustion air introduced into the burner 22 initially has a non-uniform flow in the upper and lower parts 38 and 38 'inside the burner 22, so that the primary and secondary combustion air nozzles 24 , 28), in which the flow of the combustion air is blocked to some extent by the narrow groove formed at the top by the combustion air distribution plate 26, and conversely, the large groove formed at the bottom is relatively larger than the top. Much air flow is induced. As a result, while the combustion air is uniformly supplied to the primary and secondary combustion air nozzles 24 and 28 at the tip of the burner 22, the burner 22 is supplied through the primary and secondary combustion air nozzles 24 and 28. ) It is discharged to the outside. At this time, the fuel discharged from the fuel injection nozzle 10 and the combustion air is mixed, and when the ignition device (not shown) mounted on the burner 22 is operated, the fuel mixed with the combustion air is ignited and flames 32 , 32 '). As a result, uniform flames 32 and 33 'are formed at the tip of the burner 22, so that the heated object can be uniformly heated.

본 고안은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 고안의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.

상기와 같은 본 고안에 따르면 연소용공기 분배판에 의해 버너내부의 상하부 연소용공기의 흐름이 균일하게 유도되어 버너 선단의 화염형상을 균일하게 유지할 수 있기 때문에 피가열물을 균일하게 가열할 수 있고, 이로 인한 피가열물의 안정연소를 구현할 수 있다.According to the present invention as described above, since the flow of combustion air in the upper and lower parts of the burner is uniformly guided by the combustion air distribution plate, the flame shape at the tip of the burner can be maintained uniformly, and thus the heated object can be heated evenly. As a result, stable combustion of the heated object can be realized.

또한 가열로내 온도분포를 균일하게 하는 효과를 도모할 수 있다.Moreover, the effect which makes the temperature distribution in a heating furnace uniform can be aimed at.

Claims

In the external combination type heat storage burner formed by separating the heat storage device from the outside,

A heat accumulator 14 through which an inlet pipe 18 into which combustion air is introduced communicates with a lower portion thereof, and a heat accumulator 16 is embedded therein so that combustion air is heat-exchanged;

The fuel injection nozzle 10 is penetrated from the outside to the inside at the center, and the first and second combustion air nozzles 24 and 28 are formed at the tip, and the combustion is carried out on the axis of the fuel injection nozzle 10 inside. Apparatus for forming a uniform flame of the heat storage burner, characterized in that it comprises a burner (22) having an air distribution plate (26).

The combustion air distribution plate (26) according to claim 1, wherein the combustion air distribution plate (26) has a disk shape having a constant thickness, and a fastener (37) having a constant diameter so as to be coupled to an outer circumferential surface of the fuel injection nozzle (10) on its central axis. And a plurality of slits (35) or holes (36) are formed in the plane, the lower portion of which is wider and the upper portion thereof narrower on the plane thereof.