KR200309303Y1 - 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너에 관한 것으로, 특히, 일측면이 막힌 원통형상으로, 연소공기와, 연료가스를 혼합할 수 있도록 제 1 선회베인(14)을 통해 약선회시켜 혼합할 수 있는 공간을 가지는 제 1 연소용 공기덕트(15)가 형성되어 연소공기와 연료가스를 원료로 하여 점화기를 통해 확산화염을 발생시키는 제 1 연소수단(1); 및 제 1 연소용 공기덕트(15)의 외주면 일부를 감싸고 일측면이 막힌 원통형상으로, 외주면을 따라 일측에 형성된 베인(21)으로부터 강선회되어 내부로 공급되는 연소공기와, 막힌면 일측을 관통하여 내부까지 연장되어 형성된 다수개의 제 2 연료노즐(22)을 통해 연료공급기로부터 유입되는 연료가스를 혼합할 수 있는 공간을 가지는 제 2 연소용 공기덕트(23)가 형성되어 연소공기와 가스연료가 혼합된 예혼합가스를 공급하고 확산화염에 의해 예혼합화염을 발생시키는 제 2 연소수단(2)으로 구성된 것을 특징으로 하며, 이러한 본 고안은 연료가스를 1차와 2차로 분리하여 공급함으로써 연료다단 연소가 가능해지고 20 ~ 40%의 질소산화물을 저감시킬 수 있는 뛰어난 효과가 있다.
Description
본 고안은 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1차 공기와 연료에 의해 확산화염을 형성시킴과 동시에 2차 공기와 연료를 통해 예혼합화염을 형성하여 상기 두 화염을 합쳐 연소시킴으로써 질소산화물의 저감효과를 얻을 수 있는 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너에 관한 것이다.
종래의 산업용 버너의 질소산화물 감소기법 및 장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 연료를 공급하기 위한 연료공급기(30)에 연결되어 연료를 분사하는 제 1 연료노즐(12)과, 상기 제 1 연료노즐(12)에 1차 연소용 공기를 공급하는 제 1 연소용 공기덕트(14)와, 2차 연소용 공기를 공급하는 2차 공기덕트(16)로 구성되어 있었으나, 연소용 공기 중에 함유된 질소가 고온의 연소분위기에서 과잉산소와 반응하면서 생성되는 열적 질소산화물을 감소시키기 위해 버너에서 연소공기를 분할 공급하여 연소용 공기와 연료의 혼합특성으로 제어하는 공기다단 방식으로 질소산화물의 생성을 제어하였으나, 최근 질소산화물의 배출 규제치가 점점 강화되고 있으므로 보다 더 효율적인 신 버너의 기술이 필요한 문제점이 있었다.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 고안의 목적은 연소공기를 단별 유입시킴과 동시에 연료가스를 단별 유입시켜 연소시 질소산화물을 저감할 수 있도록 해주기 위한 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너는 점화기, 연료공급기를 구비한 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너에 있어서,
일측면이 막힌 원통형상으로 외주면의 일측에 형성된 공기공급부를 통해 내부로 공급되는 연소공기와 막힌면 일측을 관통하여 내부까지 연장되어 형성된 다수개의 제 1 연료노즐을 통해 상기 연료공급기로부터 유입되는 연료가스를 혼합시킬 수 있도록 막힌면 중앙을 관통하여 입구까지 연장되는 지지대의 종단에 형성되어연소공기를 약선회시켜 연료가스와 혼합시키는 제 1 선회베인을 형성할 수 있는 공간을 가지는 제 1 연소용 공기덕트를 구비하여, 점화기를 통해 확산화염을 발생시키는 제 1 연소수단; 및
상기 제 1 연소수단의 제 1 연소용 공기덕트의 외주면 일부를 감싸고 일측면이 막힌 원통형상으로 외주면을 따라 일측에 형성된 베인으로부터 강선회되어 내부로 공급되는 연소공기와 막힌면 일측을 관통하여 내부까지 연장되어 형성된 다수개의 제 2 연료노즐을 통해 상기 연료공급기로부터 유입되는 연료가스를 혼합할 수 있는 공간을 가지는 제 2 연소용 공기덕트를 구비하여, 연소공기와 가스연료가 혼합된 예혼합가스를 공급하고 상기 확산화염에 의해 예혼합화염을 발생시키는 제 2 연소수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 질소산화물 저감용 공기다단 가스버너의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너의 세부 구성을 나타낸 도면,
도 3은 도 2에 따른 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너의 원리를 나타낸 도면,
도 4는 도 2에 따른 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너 중 제 1 연료노즐을 나타낸 도면,
도 5는 도 2에 따른 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너 중 제 2 연료노즐을 나타낸 도면,
도 6은 도 2에 따른 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너의 질소산화물 배출치 비교 도면,
도 7은 도 2에 따른 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너의 종래 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너와의 질소산화물 배출치 비교 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 제 1 연소수단 2 : 제 2 연소수단
11 : 공기공급부 12 : 제 1 연료노즐
13 : 지지대 14 : 제 1 선회베인
15 : 제 1 연소용 공기덕트
21 : 베인 22 : 제 2 연료노즐
23 : 제 2 연소용 공기덕트
30 : 연료공급기
이하, 본 고안의 일 실시예에 의한 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 의한 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너의 세부 구성을 나타낸 도면으로써, 본 고안의 일 실시예에 의한 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너는 공기공급부(11), 제 1 연료노즐(12), 지지대(13), 제 1 선회베인(14), 제 1 연소용 공기덕트(15)를 구비한 제 1 연소수단(1)과 베인(21), 제 2 연료노즐(22), 제 2 연소용 공기덕트(23)를 구비한 제 2 연소수단(2)으로 구성되어 있으며, 연료공급기(30), 및 점화기를 추가로 포함하고 있다.
상기 제 1 연소수단(1)은 일측면이 막힌 원통형상으로 외주면의 일측에 형성된 공기공급부(11)를 통해 내부로 공급되는 연소공기와, 막힌면 일측을 관통하여 내부까지 연장되어 형성된 다수개의 제 1 연료노즐(12)을 통해 상기 연료공급기(30)로부터 유입되는 연료가스를 혼합할 수 있도록 막힌면 중앙을 관통하여 입구까지 연장되는 지지대(13)의 종단에 형성되어 연소공기를 약선회시켜 연료가스와 혼합시키는 제 1 선회베인(14)을 형성할 수 있는 공간을 가지는 제 1 연소용 공기덕트(15)를 구비하여, 상기 점화기를 통해 확산화염을 발생시키는 역할을 한다. 이 때, 상기 제 1 연소수단(1)은 상기 제 1 연소용 공기덕트(15) 종단에 확산화염과 예혼합화염을 분리시키기 위한 유동분배기(24)가 추가로 형성되어 있다.
또한, 상기 제 1 연소수단(1)의 제 1 연료노즐(12)은 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 연료노즐 종단의 끝부분을 경사지게 절단하고 그 경사면(20~70°)에 수직하도록 다수개의 제 1 연료공(121)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 제 2 연소수단(2)은 상기 제 1 연소수단(1)의 제 1 연소용 공기덕트(15)의 외주면 일부를 감싸고 일측면이 막힌 원통형상으로, 외주면을 따라 일측에 형성된 베인(21)으로부터 강선회되어 내부로 공급되는 연소공기와, 막힌면 일측을 관통하여 내부까지 연장되어 형성된 다수개의 제 2 연료노즐(22)을 통해 상기 연료공급기(30)로부터 유입되는 연료가스를 혼합할 수 있는 공간을 가지는 제 2 연소용 공기덕트(23)가 형성되어 연소공기와 가스연료가 혼합된 예혼합가스를 공급하고 상기 확산화염에 의해 예혼합화염을 발생시키는 역할을 한다.
또한, 상기 제 2 연소수단(2)의 제 2 연료노즐(22)은 도 5에 도시된 바와 같이 제 2 연료노즐(22)의 종단 부분이 막히고 노즐(22)의 옆면에 다수개의 제 2 연료공(221)이 형성되어 상기 베인(21)에 형성된 유동 방향과 반대 방향으로 연료가스가 분사될 수 있도록 설치되며, 연료가스의 분사방향은 조정 가능하다.
그러면, 상기와 같은 구성을 가지는 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너의 동작과정에 대해 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 상기 제 1 연료노즐(12)을 통해 상기 연료공급기(30)로부터 유입된 연료가스가 상기 제 1 연소용 공기덕트(15) 내부에 유입된다.
이와 함께, 상기 공기공급부(11)를 통해 외부의 연소공기가 상기 제 1 연소용 공기덕트(15) 내부에 유입된다.
이 때, 상기 제 1 연소용 공기덕트(15)는 유입된 연소공기와 연료가스가 혼합되며, 상기 제 1 선회베인(14)을 통해 혼합된 연소공기와 연료가스는 약선회된다.
그리고, 상기 제 1 연소수단(1)에 형성된 혼합된 연소공기와 연료가스는 상기 점화기를 통해 발화된다.
한편, 상기 베인(21)을 통해 외부의 공기가 상기 제 2 연소용 공기덕트(23) 내부로 유입 된다. 이때, 상기 베인(21)을 통해 유입된 연소공기는 강선회 되어 공급된다.
또한, 제 2 연소용 공기덕트(23)으로 공급되는 연소공기량은 전체 공기량의70%~80%가 공급되고, 나머지 20%~30%는 제 1 연소용 공기덕트(15)로 공급된다.
이와 함께, 상기 제 2 연료노즐(22)을 통해 상기 연료공급기(30)로부터 유입된 연료가스가 상기 제 2 연소용 공기덕트(23) 내부에 유입된다.
이때, 상기 제 1 연료노즐(12)와 제 2 연료노즐(22)에서 분사되는 연료가스량은 서로 일정한 비율로 조절 가능하는데, 본 고안에서는 제 2 연료노즐(22)에서 분사되는 연료가스량은 전체 공급되는 연료가스량의 30%~50%이며, 도 6에 도시된 바와 같은 특성을 갖는다.
이렇게 되면, 상기 제 1 연소수단(1)과 제 2 연소수단(2)은 다음과 같이 형성된다. 제 1 연소수단(1)은 제 1 공기덕트에서 공급되는 연소공기와 제 1 연료노즐에서 공급되는 연료가스에 의해 형성되는 연료농도 높은 확산화염이 된다.
또한, 제 2 연소수단(2)은 제 2 공기덕트에서 공급되는 연소공기와 제 2 연료노즐에서 공급되는 연료가스가 서로 혼합되어 연료농도가 낮은 예혼합 연료가스로 되고, 이 후, 먼저 연소된 확산화염에 의해 발화되어 예혼합 화염이 형성된다. 이때, 예혼합화염은 연료농도가 낮으므로 역화가 발생되지 않는다.
그리고, 전체의 연소공기와 연료가스의 비율을 1.05 ~ 1.1로 유지되도록 한다.
이 때, 상기 제 1 연소수단(1)의 제 1 연소용 공기덕트(15) 종단에 형성된 유동분배기(24)에 의해 확산화염과 예혼합화염을 분리시키기 위한 추가로 형성되며, 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같은 특성을 갖는다. 즉, 종래에서와 같이 질소를 함유한 공기가 연소될 경유 고온의 연소분위기에서 과잉산소와 반응하여 생성되는 "열적 질소산화물"을 발생시킬 수 있는 환경을 줄임으로써 종래의 질소산화물 감소기법에 비해 20% ~ 40%의 열적 질소산화물을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 고안에 의한 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너에 의하면, 연료가스를 1차와 2차로 분리하여 공급함으로써 연료다단 연소가 가능해지고 20 ~ 40%의 질소산화물을 저감시킬 수 있는 뛰어난 효과가 있다.
또한, 2차 공기의 강선회로 인해 화염의 길이는 짧아졌으나, 화염의 폭을 넓게 되어 종래의 질소산화물 저감형 버너의 단점인 화염의 길이가 길어짐으로써 발생하는 고온의 연소분위기 현상을 방지할 수 있는 또 다른 뛰어난 효과가 있다.
Claims (6)
- 점화기, 연료공급기를 구비한 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너에 있어서,일측면이 막힌 원통형상으로 외주면의 일측에 형성된 공기공급부를 통해 내부로 공급되는 연소공기와 막힌면 일측을 관통하여 내부까지 연장되어 형성된 다수개의 제 1 연료노즐을 통해 상기 연료공급기로부터 유입되는 연료가스를 혼합시킬 수 있도록 막힌면 중앙을 관통하여 입구까지 연장되는 지지대의 종단에 형성되어 연소공기를 약선회시켜 연료가스와 혼합시키는 제 1 선회베인을 형성할 수 있는 공간을 가지는 제 1 연소용 공기덕트를 구비하여, 점화기를 통해 확산화염을 발생시키는 제 1 연소수단; 및상기 제 1 연소수단의 제 1 연소용 공기덕트의 외주면 일부를 감싸고 일측면이 막힌 원통형상으로 외주면을 따라 일측에 형성된 베인으로부터 강선회되어 내부로 공급되는 연소공기와 막힌면 일측을 관통하여 내부까지 연장되어 형성된 다수개의 제 2 연료노즐을 통해 상기 연료공급기로부터 유입되는 연료가스를 혼합할 수 있는 공간을 가지는 제 2 연소용 공기덕트를 구비하여, 연소공기와 가스연료가 혼합된 예혼합가스를 공급하고 상기 확산화염에 의해 예혼합화염을 발생시키는 제 2 연소수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 연소용 공기덕트는, 확산화염과 예혼합화염을 분리시킬 수 있도록 종단으로부터 역사다리꼴 원통형상으로 형성된 유동분배기를 추가로 포함시킴을 특징으로 하는 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 연료노즐은, 종단의 끝부분을 경사지게 절단하고 그 경사면(20~70°)에 수직하도록 다수개의 제 1 연료공이 형성된 것을 특징으로 하는 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2 연료노즐은, 종단 부분이 막히고 노즐의 옆면에 다수개의 제 2 연료공이 형성되어 상기 베인에 형성된 유동 방향과 동일한 방향으로 연료가스가 분사될 수 있도록 설치된 것을 특징으로 하는 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너.
- 제 1항 또는 제 4항에 있어서,상기 제 2 연료노즐은, 다수개의 제 2 연료공의 설치각도의 조정이 가능한것을 특징으로 하는 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2 연료노즐로부터 공급되는 연료가스는, 전체 공급 연료가스량의 30% ~ 50%인 것을 특징으로 하는 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20-2002-0039053U KR200309303Y1 (ko) | 2002-12-30 | 2002-12-30 | 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR20-2002-0039053U KR200309303Y1 (ko) | 2002-12-30 | 2002-12-30 | 질소산화물 저감용 연료다단 가스버너 |
Publications (1)
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|---|---|
| KR200309303Y1 true KR200309303Y1 (ko) | 2003-03-29 |
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ID=49404083
Family Applications (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR200309303Y1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114110580A (zh) * | 2018-04-25 | 2022-03-01 | 北京兴达奇热工控制设备有限公司 | 一种低氮燃烧器 |
-
2002
- 2002-12-30 KR KR20-2002-0039053U patent/KR200309303Y1/ko not_active IP Right Cessation
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| CN114110580A (zh) * | 2018-04-25 | 2022-03-01 | 北京兴达奇热工控制设备有限公司 | 一种低氮燃烧器 |
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