KR200432045Y1 - 산업용 버너의 연소용 공기 조절 장치 - Google Patents

산업용 버너의 연소용 공기 조절 장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 산업용 버너의 연소용 공기 조절 장치에 관한 것으로, 원통형의 윈드 박스: 상기 윈드 박스에 내부로 공급되는 연소용 공기량을 조절하는 에어 뎀퍼; 상기 윈드 박스 내부에 설치되는 1차 공기 공급통; 1차 공기 공급통의 외주면에 이격 설치되는 에어레지스터 날개; 연소실 내부로 공기를 유도하는 버너 스로트; 1차 공기 선회용 스월러 및 아토마이징건을 구비한 산업용 버너에 있어서, 상기 1차 공기 공급통은 후단부가 윈드 박스 후판 내면에 접합되어 전방으로 연장됨으로써 상기 윈드 박스 내부에서 상기 1차 공기 공급통의 내부가 분리된 공간으로 형성되고, 상기 1차 공기 공급통에는 상기 에어 뎀퍼를 통해 유입된 공기 중에서 상기 1차 공기 공급통 내부로 유입될 1차 공기량을 조절하는 1차 공기 뎀퍼가 설치된 구성을 구비한다.
버너, 공기 조절 장치

Description

산업용 버너의 연소용 공기 조절 장치{COMBUSTION AIR REGULATION APPARATUS FOR BURNER}
도 1은 종래의 산업용 버너의 종단면도이다.
도 2는 종래의 산업용 버너의 횡단면도이다.
도 3은 본 고안에 따른 산업용 버너의 횡단면도이다.
도 4는 본 고안에 따른 산업용 버너의 정면도이다.
도 5는 본 고안에 따른 산업용 버너의 우측면도이다.
도 6 은 도 3의 a-a 선에 따른 종단면도이다.
도 7 은 도 3의 b-b 선에 따른 종단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
30 윈드 박스 32 에어 뎀퍼 케이싱
34 에어 뎀퍼 35 에어 뎀퍼 샤프트
36 에어 뎀퍼 날개 40 1차 공기 공급통
42 1차 공기 뎀퍼 44 1차 공기 뎀퍼 날개
45 1차 공기 뎀퍼 샤프트 46 아토마이징건
48 1차 공기 선회용 스월러 50 버너 스로트
52 에어레스트터 날개 56 에어레지스터 날개구동용 기어박스
57 에어레스터 날개 구동용 샤프트
58 에어레스터 날개 조정용 샤프트
60 콘트롤 모터 61 부하발신기
62,63,64 링케이지 66 메인 샤프트
본 고안은 산업용 버너에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전체 연소용 공기량에 대하여 1차 공기와 2차 공기로 나누어 공기량을 조절하는 것이 가능한 산업용 버너의 연소용 공기 조절 장치에 관한 것이다.
도 1 및 도 2는 일반적인 산업용 버너의 종단면도 및 횡단면도로서, 윈드 박스(1)의 한쪽으로 연소용 공기가 유입되는 에어 뎀퍼 케이싱(3)이 연결되며, 에어 뎀퍼 케이싱(3)에는 에어 뎀퍼 샤프트(6)에 의해 회동하여 공기량을 조절하는 에어 뎀퍼 날개(5)가 설치되어 있다. 1차 공기 공급통(10) 내부로 연료분무기기인 아토마이징 건(12)이 연장되며 그 단부에는 스월러(14)가 설치되어 있다. 1차 공기 공급통(10)의 외주면으로 버너 전단부에는 버너 스로트(15)가 설치되며, 버너 스로트(15) 후방으로 에어레지스터 날개(18) 및 에어레지스터 날개 구동용 기어박스(20)가 설치되어 연소용 공기 중 일부의 공기가 2차 공기로서 에어레지스터 날개(18)를 통과하여 버너 스로틀(15)을 통해 연소실 내로 유입되도록 구성되어 있다.
도 1 에는 에어 뎀퍼 케이싱(3)을 통해 유입된 연소용 공기 중 1차 공기의 흐름(점선)과 2차 공기의 흐름(실선)이 화살표로 구분되어 나타나 있는 데, 연소용 공기는 에어 뎀퍼 날개(5)를 지나 윈드 박스(1) 내부로 유입된 후, 일부는 1차 공기로서 1차 공기 공급통(10) 내부로 유입되어 아토마이징건(12)에 의해 적당한 운동량으로 분사되는 연료 입자와 혼합되어 혼합가스를 이루며, 연소용 공기의 나머지 일부는 2차 공기로서 에어레지스터 날개(18)를 통해 1차 공기 공급통(10) 외면을 따라 선회 유동하여 버너 스로트(15)를 통해 연소실 내부로 공급된다.
그러나 이와 같은 종래의 산업용 버너에서는 연소용 공기의 유량을 에어 뎀퍼 날개(5)를 통해 조절가능 하지만, 1차 공기 및 2차 공기량의 분배 조절이 어려우며 1차 공기의 풍량을 수동으로 조절해야 되는 단점이 있었다. 또한 에어 뎀퍼 날개(5)의 설치 위치가 버너의 정면에서 볼 때 좌우 대칭으로 중앙에 수직방향 또는 수평방향으로 설치되어 연소용 공기가 좌우 흐름으로 분기되면서 윈드 박스(1) 내부의 벽 등에 부딪혀 난류를 발생시킴으로 연소용 공기의 흐름이 원활하지 못한 단점이 있었다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 에어 뎀퍼를 통해 공급되는 전체 공기량에 대하여 1차 공기량을 버너 부하 변동에 비례하여 자동조절이 가능하게 함으로써 화염을 안정시키고 연소 효율을 향상시킬 수 있는 산업용 버너의 연소용 공기 조절 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 고안은 1차 공기 및 2차 공기의 흐름이 안정된 상태로 내부로 유입 되도록 함으로써 화염의 안정과 연료 입자와 공기의 안정적 혼합이 가능한 산업용 버너의 연소용 공기 조절 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 따른 산업용 버너의 연소용 공기 조절 장치는 원통형의 윈드 박스; 상기 윈드 박스에 내부로 공급되는 연소용 공기량을 조절하는 에어 뎀퍼; 상기 윈드 박스 내부에 설치되는 1차 공기 공급통; 1차 공기 공급통의 외주면에 이격되어 설치되는 에어레지스터 날개; 연소실 내부로 공기를 유도하는 버너 스로트; 1차 공기 선회용 스월러; 및 아토마이징건을 구비한 산업용 버너에 있어서, 상기 1차 공기 공급통은 후단부가 윈드 박스의 후판 내면에 접합되어 전방으로 연장됨으로써 상기 윈드 박스 내부에서 상기 1차 공기 공급통의 내부가 분리된 공간으로 형성되고, 상기 1차 공기 공급통에는 상기 에어 뎀퍼를 통해 유입된 공기 중에서 상기 1차 공기 공급통 내부로 유입될 1차 공기량을 조절하는 1차 공기 뎀퍼가 설치된 것을 특징으로 한다.
본 고안에 의하면, 상기 에어 뎀퍼가 설치되며 연소용 공기의 유입 통로가 되는 에어 뎀퍼 케이싱은, 상기 윈드 박스의 정면에서 볼때 한쪽으로 치우치게 설치되어, 상기 에어 뎀퍼 케이싱의 한쪽 면이 상기 윈드 박스 내주면과 접선방향으로 일치하고, 반대쪽면은 버너의 중심부 수직면에 인접하에 위치하여, 상기 에어 뎀퍼 케이싱에 설치된 상기 에어 뎀퍼를 통해 공급된 연소용 공기가 상기 윈드 박스 내주면을 따라 한쪽 방향의 선회 흐름을 만들도록 구성한다.
또한, 상기 1차 공기 뎀퍼의 1차 공기 뎀퍼 날개를 회동시키는 1차 공기 뎀퍼 샤프트와, 상기 에어 뎀퍼의 에어 뎀퍼 날개를 회동시키는 에어 뎀퍼 샤프트 및 상기 에어레지스터 날개가 상기 1차 공기 공급통에 대하여 이루는 각을 조절할 수 있게 구동력을 전달하는 에어레지스터날개 조정용 샤프트 각각은, 상기 윈드 박스 외부에 설치된 콘트롤 모터의 메인 샤프트에 각각의 링케이지를 통해 연결되어 있다.
따라서 메인 샤프트가 회전하면, 1차 공기 뎀퍼 샤프트, 에어 뎀퍼 샤프트 및, 에어레지스터날개 조정용 샤프트 각각이, 메인 샤프트의 회전을 각각의 링케이지를 통해 전달받아 회전한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 3 은 본 고안에 따른 산업용 버너의 횡단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 윈드 박스(30) 내부에서 1차 공기 공급통(40)이 별개의 챔버로 형성되고, 1차 공기 뎀퍼(42)에 의해 1차 공기 공급통(40) 내부로의 공기 유입이 조절 가능하게 구성된다. 1차 공기 뎀퍼(42)는 1차 공기 뎀퍼 샤프트(45) 및 1차 공기 뎀퍼 날개(44)로 구성된다.
윈드 박스(30)는 원통형으로 형성되어 외형을 구성하며, 연소용 공기가 유입되는 에어 뎀퍼 케이싱(32)이 연결되며, 에어 뎀퍼 케이싱(32) 입구에는 윈드 박스(30) 내부로 유입되는 연소 공기량을 조절하는 에어 뎀퍼(34)가 설치되어 있다. 에어 뎀퍼(34)는 에어 뎀퍼 샤프트(35)와, 에어 뎀퍼 샤프트(35)를 중심으로 회동하는 에어 뎀퍼 날개(36)로 구성되며, 에어 뎀퍼 날개(36)의 회동각에 따라 유로면적이 결정되면서 연소용 공기의 유입량이 조절된다.
본 고안에 의하면, 에어 뎀퍼 케이싱(32)는 윈드 박스(30)의 정면에서 볼때 중심부에 대하여 한쪽으로 치우치게 설치되어 한쪽 면이 윈드 박스(30) 내주면과 접선 방향을 이루고, 반대쪽 면은 버너 중심부 수직면에 인접하게 위치하여 에어 뎀퍼 케이싱(32)을 통해 유입된 공기가 윈드 박스(30) 내주면을 따라 한쪽으로 자연스럽게 선회하는 흐름을 이루면서 유입될 수 있도록 구성된다. 이에 따라 연소용 공기가 윈드 박스(30) 내주면을 따라 한쪽 방향으로 선회하므로 공기 흐름이 안정화된다. 아토마이징건(46)이 내부로 연장되는 1차 공기 공급통(40)은 후단부가 윈드 박스(30) 후판(31) 내면에 접하여 윈드 박스(30) 내부에서 별개로 구분되는 챔버를 구성하고, 1차 공기 공급통(40)으로의 공기 유입은 1차 공기 뎀퍼(42)에 의해 조절되도록 구성되어 있다.
1차 공기 뎀퍼(42)는 1차 공기 뎀퍼 샤프트(45)와 1차 공기 뎀퍼 날개(44)로 구성되어 1차 공기 뎀퍼 날개(44)의 회동각에 따라 유로면적이 결정되면서 1차 공기 공급통(40)으로 유입되는 1차 공기량이 조절되므로, 연료량 또는 버너 부하량에 따라 1차 공기량을 콘트롤하는 것이 가능하게 된다.
1차 공기 공급통(40)의 후단부가 윈드 박스(30) 후판(31) 내면에 접하여 내외부가 분리된 공간으로 형성되므로 상기 1차 공기 공급통(40)의 내부는 1차 공기 공급통(40) 외부이면서 윈드 박스(30) 내부인 공간과 분리되어 있고, 1차 공기 공급통(40)을 관통하여 연장되어 연료가 분무형태로 공급되는 아토마이징건(46)의 단부에는 1차 공기 선회용 스월러(48)가 설치되어 있으며, 1차 공기 공급통(40)의 외주면으로 버너의 전단부에는 버너 스로트(50)가 설치된다. 버너 스로트(50) 후측으로 2차 공기를 유입 방향을 결정하는 에어레지스터 날개(52)를 포함하는 에어레지스터가 설치되는 데, 에어레지스터 날개(52)는 회전축(54)(도 7 참조)을 중심축으로 회동가능하게 설치되어 있다. 에어레지스터 날개(52)의 회전축(54)은 에어레지스터 날개 구동용 기어 박스(56)에 의해, 더욱 구체적으로는 에어레지스터 날개 구동용 기어 박스(56)의 기어기구에 연결되어 회동하는 데, 에어레지스터 날개 구동용 기어 박스(56)의 기어기구는 에어레지스터 날개 구동용 샤프트(57)에 의해 동작한다. 따라서 에어레지스터 날개 구동용 샤프트(57)의 구동에 의해 에어레지스터 날개(52)의 회동각이 조절되는 것이 가능하다, 콘트롤 모터(60)의 동력을 링케이지(65)를 통해 전달받는 에어레지스터 날개 조정용 샤프트(58)의 단부에는 축방향 전환용 베벨기어(59)가 설치되어 콘트롤 모터(60)의 동력을 에어레지스터 날개 구동용 샤프트(57)에 전달하고, 이어서 에어레지스터 날개 구동용 기어 박스(56), 회전축(54)으로 전달된다. 따라서 에어레지스터 날개 조정용 샤프트(58)를 통해 전달된 구동력은 베벨기어(59), 에어레지스터 날개 구동용 샤프트(57), 에어레지스터 날개 구동용 기어 박스(56), 회전축의 순으로 전달되어 에어레지스터 날개(52)를 회전시킨다.
본 고안에 따르면, 연소에 필요한 공기의 전소요량은 콘트롤 모터(60)에의하여 에어 뎀퍼(34)의 에어 뎀퍼 날개(36)에 의하여 조절되고, 1차 공기량은 1차 공기 뎀퍼(42)의 1차 공기 뎀퍼 날개(44)에 의하여 조절되며, 2차 공기량은 에어 뎀퍼(34)를 통과한 공기량에서 1차 공기 뎀퍼(42)를 통과한 나머지 공기량이 되며, 에어레지스터 날개(52)는 2차 공기의 선회량을 조절하도록 구성된다.
도 4 및 도 5 는 본 고안에 따른 산업용 버너의 정면도 및 우측면도를 도시하고 있는데, 각 뎀퍼 날개(36,44) 및 에어레지스터 날개(52)를 구동하는 구동 기구를 보여주고 있다.
도면을 참조하면, 버너 프레임에 지지되어 윈드 박스(30) 외측에 콘트롤 모터(60)가 설치되며, 콘트롤 모터(60)는 버너 부하 변동의 신호를 발생하는 부하 발신기(61)의 신호를 받아서 동작된다. 콘트롤 모터(60)와 부하 발신기(61)는 전기신호 케이블(62)에 의해 연결되어 있다.
콘트롤 모터(60)에 연결된 메인 샤프트(66)에 에어 뎀퍼(34)의 에어 뎀퍼 샤 프트(35)와, 1차 공기 뎀퍼(42)의 1차 공기 뎀퍼 샤프트(45)와, 에어레지스터 날개 조정용 샤프트(58)가 각각의 링케이지(63,64,65)에 의해 연결되어 있다.
도 6 및 도 7을 참조하여 본 고안에 따른 산업용 버너의 동작을 설명한다.
도 6 은 도 3에서 a-a 선에 따른 종단면도이고, 도 7 은 도 3 에서도 b-b 선에 따른 종단면도이다.
먼저 도 6을 참조하면, 에어 뎀퍼 케이싱(32)에서 에어 뎀퍼(34)를 통해 윈드 박스(30) 내부로 유입된 공기는 윈드 박스(30)의 내주면을 따라 한쪽 방향으로 선회하면서 공기 흐름이 안정화되어 연소용 공기 흐름의 충돌이 없는 자연스런 선회 흐름이 만들어진다. 에어 뎀퍼(34)를 통과한 공기 중 일부는 1차 공기 뎀퍼(42)를 통해 1차 공기 공급통(40) 내부로 유입되게 되며, 1차 공기 선회용 스월러(48)를 통과하면서 공기가 선회하면서 연료 입자와 혼합되어 혼합가스를 이룬다.
연소용 공기 중 1차 공기를 이루는 공기를 제외한 공기는 에어레지스터 날개(52)을 거친 후 버너 스로트(50)를 통해 2차 공기로 연소실로 공급된다. 이때 도 7 에 도시된 바와 같이, 2차 공기는 에어레지스터 날개(52)가 이루는 각에 의해 선회 유동을 하면서 버너 스로트(50)를 통해 연소실 내부로 공급된다. 이때 선회 강도가 공기량에 따라 에어레지스터 날개(52)에 의해 조절되도록 구성됨으로써 공기량에 맞는 에어레지스터 날개(52)의 각도 조절이 이루어질 수 있다.
본 고안에 따르면, 버너 부하의 변동에 따라 전체 연소 공기량 및 전체 공기량 중 1차 공기량을 조절할 수 있도록 구성된다. 1차 공기량과 2차 공기량의 비를 적절히 버너 부하에 따라 자동 조절하여 화염 온도를 낮추는 것이 가능하게 되며, 선회 강도를 조절하여 연소가스가 재순환하여 배기 가스 중 NOx 를 줄이는 것이 가능하다.
또한, 본 고안에 의하면 1차 공기 및 2차 공기가 순조로운 선회 운동을 하면서 내부로 유입되므로 화염이 안정화되면서 NOx 를 감소시키는 것이 가능하다.

Claims (3)

  1. 원통형의 윈드 박스(30); 상기 윈드 박스(30)에 내부로 공급되는 연소용 공기량을 조절하는 에어 뎀퍼(34); 상기 윈드 박스(30)의 내부에 설치되는 1차 공기 공급통(40); 상기 1차 공기 공급통(40)의 외주면에 이격되어 설치되는 에어레지스터 날개(52); 연소실 내부로 공기를 유도하는 버너 스로트(50); 1차 공기 선회용 스월러(48) 및 아토마이징건(46)을 구비한 산업용 버너에 있어서,
    상기 1차 공기 공급통(40)은 후단부가 윈드 박스(30)의 후판(31) 내면에 접합되어 전방으로 연장됨으로써 상기 윈드 박스(30) 내부에서 상기 1차 공기 공급통(40)의 내부가 분리된 공간으로 형성되고,
    상기 1차 공기 공급통(40)에는 상기 에어 뎀퍼(34)를 통해 유입된 공기 중에서 상기 1차 공기 공급통(40) 내부로 유입될 1차 공기량을 조절하는 1차 공기 뎀퍼(42)가 설치된 것을 특징으로 하는 산업용 버너의 연소용 공기 조절 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에어 뎀퍼(34)가 설치되며 연소용 공기의 유입 통로가 되는 에어 뎀퍼 케이싱(32)은, 상기 윈드 박스(30)의 정면에서 볼 때 한쪽으로 치우치게 설치되어, 상기 에어 뎀퍼 케이싱(32)의 한쪽 면이 상기 윈드 박스(30)의 내주면과 접선방향으로 일치하고, 반대쪽 면은 버너의 중심부 수직면에 인접하게 위치하여, 상기 에어 뎀퍼 케이싱(32)에 설치된 상기 에어 뎀퍼(34)를 통해 공급된 연소용 공기가 상기 윈드 박스(30)의 내주면을 따라 한쪽 방향의 선회 흐름을 만들도록 구성한 것을 특징으로 하는 산업용 버너의 연소용 공기 조절 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 1차 공기 뎀퍼(42)의 1차 공기 뎀퍼 날개(44)를 회동시키는 1차 공기 뎀퍼 샤프트(45)와, 상기 에어 뎀퍼(34)의 에어 뎀퍼 날개(36)를 회동시키는 에어 뎀퍼 샤프트(35)와, 상기 에어레지스터 날개(52)가 상기 1차 공기 공급통(44)에 대하여 이루는 각을 조절할 수 있게 구동력을 전달하는 에어레지스터 날개 조정용 샤프트(58) 각각은,
    상기 윈드 박스(30)의 외부에 설치된 콘트롤 모터(60)의 메인 샤프트(66)에 각각의 링케이지(63,64,65)를 통해 연결된 것을 특징으로 하는 산업용 버너의 연소용 공기 조절 장치.
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KR (1) KR200432045Y1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109654489A (zh) * 2018-12-11 2019-04-19 大唐淮北发电厂 一种提高燃烧效率且降低nox排放的低氮燃烧器

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CN109654489A (zh) * 2018-12-11 2019-04-19 大唐淮北发电厂 一种提高燃烧效率且降低nox排放的低氮燃烧器

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