KR200262036Y1 - 버너의 노즐장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 오일과 스팀이 믹싱 공간에서 충분히 시간을 두고 혼합되어진 후 분사시킴으로써 연소효율을 향상시키고 질소산화물을 억제시킬 수 있는 버너의 노즐장치에 관한 것으로, 버너의 노즐장치는 오일 통로를 갖는 중공형의 오일공급관, 바디의 내부에 삽입되는 그리고 스팀 통로를 갖는 스팀공급관, 오일공급관의 끝단에 설치되는 그리고 오일과 스팀이 소용돌이치며 혼합되는 믹싱공간을 갖는 혼합노즐, 혼합노즐의 선단에 설치되고 혼합된 연료가 분사되는 다수의 분사구를 갖는 노즐팁 및 노즐팁과 혼합노즐을 오일공급관에 고정시키기 위한 고정캡을 구비한다.

Description

버너의 노즐장치{NOZZLE APPARATUS FOR BURN}

본 고안은 버너의 노즐장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 오일과 스팀이 믹싱 공간에서 충분히 시간을 두고 혼합되어진 후 분사시킴으로써 연소효율을 향상시키고 질소산화물을 억제시킬 수 있는 버너의 노즐장치에 관한 것이다.

산업기술의 급속한 발달과 더불어 유해성 각종 물질의 다량 배출로 인한 지구의 환경오염 문제는 점차 심각해지고 있고 이러한 공해물질 제거에 관한 연구의 중요성이 그 어느 때보다도 절실히 요구되고 있다.

특히, 화석연료를 사용하고 있는 산업용 보일러는 화로로부터 다량의 질소산화물이 발생하는데 이러한 연소 과정 중에 형성되는 질소산화물은 광학적 스모그를 일으키는 주원인으로 밝혀짐에 따라 현재는 이의 배출량이 엄격히 규제되고 있다.

따라서, 연소에 의해 화학에너지를 열에너지로 변환하는 과정에 있어서 완전연소는 상기 산업용 보일러의 기본적인 요건으로 되었다. 이에 덧붙여 배기 가스속의 미연분의 종래 최대함유량의 기준에서 벗어나지 않으면서 어느 정도 질소산화물을 줄일 수 있는지가 산업용 보일러의 성능을 좌우하는 매우 중요한 항목으로 부각되고 있다.

버너의 노즐장치(연료분사장치)에는 고압의 스팀과 오일을 혼합하여 미세한 분사형태로 분사하는 혼합방식이 사용되고 있으며, 이러한 혼합방식의 노즐장치에서는 충분한 혼합으로 인한 완전연소를 위해 다양한 노즐구조가 개발되고 있는 실정이다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 오일과 스팀이 연소실내로 분사되기 직전 노즐 내부에서 충분히 혼합될 수 있는 혼합구조는 갖는 새로운 형태의 버너의 노즐장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 버너의 노즐장치의 정단면도;

도 2는 도 1에 도시된 버너의 노즐장치의 분해 사시도;

도 3은 도 1에 표시된 a-a선 단면도;

도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 버너의 노즐장치에서의 스팀과 오일의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 오일 공급관

112 : 오일통로

114 : 나사부

120 : 스팀 공급관

122 : 스팀통로

130 : 혼합노즐

132 : 유입구

134 : 관통공

136 : 믹싱공간

138 : 유출구

140 : 노즐팁

142 : 분사구

150 : 고정캡

170 : 피스톤관

180 : 가스킷

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 의하면, 버너의 노즐장치는 오일 통로를 갖는 중공형의 오일공급관; 상기 바디의 내부에 삽입되는 그리고 스팀 통로를 갖는 스팀공급관과; 상기 오일공급관의 끝단에 설치되는 그리고 상기 오일과 스팀이 소용돌이 치며 혼합되는 믹싱공간을 갖는 혼합노즐과; 상기 혼합노즐의 선단에 설치되고 상기 혼합된 연료가 분사되는 다수의 분사구를 갖는 노즐팁 및; 상기 노즐팁과 상기 혼합노즐을 상기 오일공급관에 고정시키기 위한 고정캡을 갖는다.

이와 같은 본 고안에서 혼합 노즐은 상기 오일통로로 흐르는 오일이 상기 믹스 공간으로 와류를 형성하며 분사되도록 하는 복수의 관통공들을 가질 수 있다.

이와 같은 본 고안에서 상기 혼합 노즐은 스팀이 유입되는 유입구와, 상기 오일이 유입되는 복수의 관통공들과, 상기 믹싱공간에서 혼합된 혼합연료가 상기 노즐팁으로 제공되어지는 유출구를 포함할 수 있다.

이와 같은 본 고안에서 상기 유출구는 점진적으로 직경이 넓어질 수 있다.

이와 같은 본 고안에서 상기 믹싱공간은 네측면들에 의해 제공되어지며, 이들 측면들에는 관통공들이 형성될 수 있다.

이와 같은 본 고안에서 상기 관통공들은 오일이 상기 믹싱공간의 가장자리로만 분사되도록 상기 측면의 일측에 치우쳐 형성될 수 있다.

예컨대, 본 고안의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 고안의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 고안을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 4를 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 상기 도면들에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호가 병기되어 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 버너의 노즐장치의 정단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 버너의 노즐장치의 분해 사시도이다. 도 3은 도 1에 표시된 a-a선 단면도이다. 도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 버너의 노즐장치에서의 스팀과 오일의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 버너의 노즐장치(100)는 내부 혼합식 2유체 노즐로써, 그 구성을 살펴보면 오일 공급관(외부관;110), 스팀 공급관(내부관;120), 혼합노즐(130), 노즐팁(140) 그리고 고정캡(150)으로 크게 이루어진다.

상기 오일 공급관(110)은 내부가 빈 중공형의 원통관으로, 끝단 외주면에는 나사부(114)가 형성된다.

상기 스팀 공급관(120)은 상기 오일 공급관(110)보다 직경이 작은 중공형의 원통관으로, 내부에 스팀 통로(122)를 갖으며, 상기 오일 공급관(110)에 삽입된다. 상기 오일 공급관(110)과 스팀 공급관(120)의 외주면과의 사이에는 오일 통로(112)가 형성된다.

상기 혼합노즐(130)은 상기 오일 공급관(110)의 끝단부에 설치된다. 이 혼합노즐(130)은 상기 스팀 통로(122)로부터 스팀이 유입되는 유입구(132)와, 상기 오일 통로(112)로부터 오일이 유입되는 관통공(134)들, 그리고 유입구(132)로 유입되는 스팀과 상기 관통공(134)들을 통해 유입되는 오일이 만나 혼합되는 믹싱공간(136) 그리고 이 믹싱공간(136)에서 혼합된 연료가 상기 노즐팁(140)으로 제공되어지는 유출구(138)로 크게 이루어진다.

도 3을 참고하면, 상기 믹싱공간(136)은 네측면(130a)들에 의해 제공되어지며, 이들 측면(130a)들에는 상기 관통공(134)들이 믹싱공간(136)의 가장자리로 오일이 분사되도록 측면 일측에 치우쳐 형성되는 구조적인 특징을 갖는다. 이처럼, 측면 일측으로 치우쳐 형성된 관통공(134)들을 통해 상기 믹싱공간(136)으로 분사되는 오일은 도 3에 도시된 바와 같이 화살표방향으로 분사됨으로써, 상기 믹싱공간(136)에 와류(소용돌이)를 형성시키게 된다. 한편, 상기 유출구(138)는 점진적으로 직경이 넓어지는 것이 바람직하다.

예컨대, 노즐장치(100)의 분사량 조절 및 화염형상은 상기 혼합노즐(130)의 관통공(134) 크기 및 단면적 변화를 통하여 변경 가능하다.

한편, 상기 스팀 공급관(120)과 상기 혼합노즐(130) 사이에는 피스톤관(170)이 위치된다.

상기 노즐팁(140)은 상기 혼합노즐(130)의 선단에 설치되며, 상기 믹싱공간(136)에서 혼합된 연료를 연소실로 분사하기 위한 다수의 분사구(142)를 갖는다. 여기서 상기 분사구(142)는 노즐의 중심선을 기준으로 45도 경사지게 형성된다.

한편, 상기 고정캡(150)은 상기 오일 공급관(110)의 나사부(114)에 나사결합됨으로, 상기 혼합노즐(130)과 노즐팁(140)을 고정시킨다.

상기 혼합노즐(130)과 상기 스팀 공급관(120) 그리고 상기 노즐팁(140)과 고정캡(150) 그리고 고정캡(150)과 오일 공급관(1100 사이에는 각각 기밀유지를 위한 가스킷(180)이 삽입되는 것이 바람직하다.

여기서 본 발명의 구조적인 특징은 믹싱공간(136)으로 분사되는 오일이 와류를 형성할 수 있도록 일측에 치우쳐 형성되는 관통공들을 갖는데 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 버너의 노즐장치에서의 연료 분사과정을 도 4 내지 도 3을 참고하면서 설명하면, 오일과 스팀은 각각 오일통로와 스팀통로를 통해 혼합 노즐쪽으로 제공된다. 스팀은 상기 혼합 노즐의 유입구를 통해 믹싱공간으로 유입되고, 오일은 상기 관통공들을 통해 상기 믹싱 공간으로 유입된다. 여기서, 상기 믹싱 공간으로 제공되는 오일과 스팀은 와류현상에 의해 충분한 시간을 가지고 골고루 혼합되어진 후, 혼합 노즐의 유출구를 거쳐 노즐팁의 분사구들을 통해 연소실로 분사된다.

이와 같이 본 고안의 노즐장치가 장착된 버너는 오일과 스팀이 소용돌이(와류) 현상에 의해서 충분한 시간을 두고 혼합되기 때문에, 연소효율이 높은 이점이 있다.

이상에서, 본 고안에 따른 버너의 노즐장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 일 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 구성 및 기능을 갖는 본 고안은 오일과 스팀이 연소실로 분사되기 직전 노즐 내부에서 충분한 시간을 두고 혼합되기 때문에, 연소 효율이 뛰어나고, 따라서 질소산화물의 발생율을 줄일 수 있는 효과를 얻는다.

Claims (6)

1. 오일 통로를 갖는 중공형의 오일공급관;

   상기 바디의 내부에 삽입되는 그리고 스팀 통로를 갖는 스팀공급관과;

   상기 오일공급관의 끝단에 설치되는 그리고 상기 오일과 스팀이 소용돌이 치며 혼합되는 믹싱공간을 갖는 혼합노즐과;

   상기 혼합노즐의 선단에 설치되고 상기 혼합된 연료가 분사되는 다수의 분사구를 갖는 노즐팁 및;

   상기 노즐팁과 상기 혼합노즐을 상기 오일공급관에 고정시키기 위한 고정캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 버너의 노즐장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 혼합 노즐은 상기 오일통로로 흐르는 오일이 상기 믹스 공간으로 와류를 형성하며 분사되도록 하는 복수의 관통공들을 포함하는 것을 특징으로 하는 버너의 노즐장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 혼합 노즐은 스팀이 유입되는 유입구와, 상기 오일이 유입되는 복수의 관통공들과, 상기 믹싱공간에서 혼합된 혼합연료가 상기 노즐팁으로 제공되어지는 유출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 버너의 노즐장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 유출구는 점진적으로 직경이 넓어지는 것을 특징으로 하는 버너의 노즐장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 믹싱공간은 네측면들에 의해 제공되어지며, 이들 측면들에는 관통공들이 형성되는 것을 특징으로 하는 버너의 노즐 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 관통공들은 오일이 상기 믹싱공간의 가장자리로만 분사되도록 상기 측면의 일측에 치우쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 버너의 노즐장치.