KR20050095510A - 버너의 연료분사 노즐팁 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용해로나 킬른(Kiln) 등에 설치되어 고열을 발생시키는 버너용 연료분사 노즐에 관한 것으로서, 연료를 고압으로 분사하는 연료분사 노즐에 나선형의 와류홈이 형성된 노즐팁을 장착함으로서 고압상태로 분출되는 연료를 와류형태로 분사시켜 공기와의 혼합효율을 높혀 버너의 화력을 높이고 연료를 완전 연소시키는 한편 연료의 소모량을 대폭 절감하는 버너의 연료분사 노즐팁에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 특징은 분사공이 형성된 노즐캡의 내부에 분사유니트와 오일필터가 장착되며 분사유니트는 노즐캡의 분사공 쪽에 60°의 경사각을 갖는 원추구와 수개의 분사홈이 형성되고 오일필터 쪽에 나사부와 연료가 유입되는 절개홈이 양측으로 형성된 기존 버너의 연료분사 노즐에 있어서, 상기 노즐캡에서 분사공이 형성된 외주연으로 나사산을 형성시켜 체결부를 구성하고, 상기 체결부에 결합되는 나사부가 소정직경으로 관통된 분사홀의 한쪽에 형성되고 분사홀의 내주연에 나선형의 와류홈이 다수개 형성된 노즐팁을 설치하여 구성되는 것이다.

Description

버너의 연료분사 노즐팁{Nozzle tip fuel injection a burner}

본 발명은 용해로나 킬른(Kiln) 등에 설치되어 고열을 발생시키는 버너용 연료분사 노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 연료를 고압으로 분사하는 연료분사 노즐에 나선형의 와류홈이 형성된 노즐팁을 장착함으로서 고압상태로 분출되는 연료를 와류형태로 분사시켜 공기와의 혼합효율을 높혀 버너의 화력을 높이고 연료를 완전 연소시키는 한편 연료의 소모량을 대폭 절감하는 버너의 연료분사 노즐팁에 관한 것이다.

일반적으로 각종 합금의 용해 및 제강공정이나 또는 도자기와 타일 등의 소성공정에 사용되는 산업용 버너는 일반 난방용 보일러에 사용되는 버너와는 달리 고화력이 필요 함으로서 연료를 압축하여 노즐을 통해 고압(17~20㎏/㎠)으로 분사 시켜 고화력을 발생시킴으로서 용해로나 킬른(Kiln) 등의 내부온도를 고열(1200℃)로 높이게 된다.

기존 용해로나 킬른(Kiln)등에 사용되는 산업용 버너는 액체연료(경유)를 압축한 다음 노즐을 통해 고압으로 분사하여 미립자로 분무하고, 블로워(Blower)로 송풍되는 공기와 혼합시켜 연소가 이루어지는 분무연소(Spray Combustion)방식의 버너가 적용되고 있다.

기존의 용해로나 킬른(Kiln)에 버너의 설치구조를 살펴보면, 도면에 도시된 도 1 과 같이 노벽(1)의 소정위치에 버너의 버너슬리브(10)가 부착되고, 버너슬리브(10)의 내부에서 노벽(1)에 근접하게 출구가 좁은 캡형태의 공기커버(11)가 설치되며, 상기 공기커버(11)와 근접하도록 버너슬리브(10)의 내부에 노즐(20)이 장착된 연료관(12)이 설치된 구조로 이루어져 있다.

이러한 기존 분무연소 방식의 버너는 연료관을 통해 압축된 액체연료가 공급되어 노즐을 통해 고압으로 분사되고, 블로워로 압축된 공기가 버너슬리브를 통해 송풍되어 공기커버의 출구에서 고압으로 분무된 연료와 혼합됨으로서 연소가 이루어져 고화력을 발생시켜 노의 내부를 고열로 높이게 된다.

기존 분무연소 방식의 버너에서 압축된 연료가 고압으로 분사되는 노즐(20)의 구조는 도면에 도시된 도 2 와 도 3 과 같이 연료관(12)의 선단부에 연료가 분출되는 분사공(21)이 형성된 노즐캡(20a)이 나사 결합되고, 노즐캡(20a)의 내부에 분사유니트(30)와 오일필터(40)가 장착된 구조이며, 여기서 분사유니트(30)는 노즐캡(20a)의 분사공(21)쪽으로 60°의 경사각을 갖는 원추구(33)와 상기 원추구(33)에 수개의 분사홈(34)이 형성되고, 또한 오일필터(40)쪽으로 나사부(31)와 연료가 유입되는 절개홈(32)이 양측으로 절개되어 형성된 구조로 이루어진다.

이러한 구조의 연료분사 노즐(20)은 연료관(12)을 통해 공급되는 압축된 연료가 오일필터(40)로 유입되어 여과되고, 오일필터(40)를 통과한 연료는 분사유니트(30)의 나사부(31)에 형성된 양측 절개홈(32)을 통해 노즐캡(20a)의 내부로 유입되며, 다시 분사유니트(30)의 원추구(33)에 형성된 수개의 분사홈(34)을 통하여 노즐캡(20a)의 분사공(21)으로 분출됨으로서 고압상태로 분출되는 연료는 미립자로 분사되고 공기와 혼합되어 고화력으로 연소된다.

그러나, 이와 같은 기존의 연료분사 노즐은 압축된 상태로 공급되는 연료가 단지 고압으로 분사되어 미립자로 분무됨으로서 블로워를 통해 공급되는 공기와의 혼합효율이 떨어짐으로서 불완전 연소가 발생하여 화력이 저하될 뿐만 아니라 매연이 심하게 발생하므로 대기오염을 초래하고, 특히 화력에 비해 연료의 소모량이 증가하여 연료비가 과다하게 지출되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 기존의 산업용 버너에서 연료분사 노즐의 문제점들을 해소하고자 안출된 것으로서, 산업용 버너에서 연료를 고압으로 분사하는 연료분사 노즐에 나선형의 와류홈이 형성된 노즐팁을 장착함으로서 고압상태로 분출되는 연료를 와류형태로 분사시켜 공기와의 혼합효율을 높임으로 버너의 화력을 높이고 연료를 완전 연소시키는 한편 연료의 소모량을 대폭 절감하는 버너의 연료분사 노즐팁을 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 하는 것이다.

상기의 목적을 이루기 위한 본 발명의 특징은 분사공이 형성된 노즐캡의 내부에 분사유니트와 오일필터가 장착되며 분사유니트는 노즐캡의 분사공 쪽에 60°의 경사각을 갖는 원추구와 수개의 분사홈이 형성되고 오일필터 쪽에 나사부와 연료가 유입되는 절개홈이 양측으로 형성된 기존 버너의 연료분사 노즐에 있어서, 상기 노즐캡에서 분사공이 형성된 외주연으로 나사산을 형성시켜 체결부를 구성하고, 상기 체결부에 결합되는 나사부가 소정직경으로 관통된 분사홀의 한쪽에 형성되고 분사홀의 내주연에 나선형의 와류홈이 다수개 형성된 노즐팁을 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 산업용 버너에서 연료를 고압으로 분사하는 연료분사 노즐에 나선형의 와류홈이 형성된 노즐팁을 장착함으로서 연료를 와류형태로 분사시켜 공기와의 혼합효율을 높이고자 하는 것으로, 도면에 도시된 도 4 내지 도 7 에서 본 발명의 바람직한 실시예의 구성을 자세히 나타내고 있다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 구성은 분사공(21)이 형성된 노즐캡(20a)의 내부에 분사유니트(30)와 오일필터(40)가 장착되며 분사유니트(30)는 노즐캡(20a)의 분사공(21) 쪽에 60°의 경사각을 갖는 원추구(33)와 수개의 분사홈(34)이 형성되고 오일필터(40) 쪽에 나사부(31)와 연료가 유입되는 절개홈(32)이 양측으로 형성된 기존 버너의 연료분사 노즐(20)에 있어서,

노즐(20)의 노즐캡(20a)에서 분사공(21)이 형성된 외주연으로 나사산을 형성시켜 체결부(22)를 구성하고, 노즐캡(20a)의 체결부(22)에 결합되는 나사부(51)가 소정직경으로 관통된 분사홀(52)의 한쪽에 형성되고 분사홀(52)의 내주연에 소정의 경사각을 갖는 나선형의 와류홈(53)이 다수개 형성된 노즐팁(50)으로 구성되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 주된 요지는 압축된 연료가 고압으로 분출되는 분사공(21)이 형성된 노즐캡(20a)의 선단부에 나선형의 와류홈(53)이 다수로 형성된 노즐팁(50)을 설치하여 고압으로 분출되는 연료가 와류형태로 분사되게 함으로서 공기와의 혼합효율을 높혀 화력을 향상시키는 한편 매연을 줄이고 연료의 소모량을 대폭 줄이는 것이다.

본 발명은 분사공(21)이 형성된 노즐캡(20a)의 선단에 나선형의 와류홈(53)이 다수로 형성된 노즐팁(50)을 설치하여 분사공(21)을 통해 고압으로 분출되는 연료를 와류형태로 분사시키는 목적으로, 기존 분무연소 방식의 버너에서 압축된 연료가 고압으로 분사되는 노즐(20)의 구조에 있어서, 분사공(21)이 형성된 노즐캡(20a)의 선단부 외주연으로 나사산을 형성시켜 체결부(22)를 돌출 형성한다.

한편 상기 노즐캡(20a)의 체결부(22)에 결합되어 분사공(21)을 통해 분출되는 연료를 와류형태로 분사하는 노즐팁(50)의 구조는 소정의 직경으로 관통된 분사홀(52)의 한쪽에 노즐캡(20a)의 체결부(22) 나사산에 결합되는 나사부(51)가 형성되고, 분사홀(52)의 내주연에는 소정의 경사각을 갖는 나선형의 와류홈(53)이 다수로 형성된다.

상기에서 분사홀(52)은 노즐캡(20a)에 형성된 분사공(21)의 직경보다 큰 내경을 갖도록 형성되어 분사공(21)을 통해 분출되는 연료의 분사작용이 원활하게 이루어지도록 함이 바람직하고, 또한 분사홀(52)의 내주연에 다수로 형성되는 와류홈(53)은 대략 3~8°의 경사각을 갖도록 형성한다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명은 도면의 도 5 와 같이 노즐캡(20a)의 분사공(21)을 통하여 분출되는 연료가 노즐팁(50)의 분사홀(52)에 형성된 와류홈(53)을 타고 유도되어 와류형태로 분사됨으로서 블로워를 통해 송풍되는 공기와의 혼합비율이 높아지게 되는 것이다.

즉, 본 발명은 노즐캡(20a)의 분사공(21)을 통해 고압으로 분출되는 연료가 분사홀(52)의 내부공간에서 와류홈(53)을 타고 유도되어 분사됨에 따라 와류홈(53)의 경사각에 의해 소용돌이 형태로 분사됨으로서 블로워를 통해 버너슬리브(10)의 내부에서 공기커버(11)로 송풍되는 공기와 뒤섞이게 되므로 연료와 공기와의 혼합효율이 기존에 비하여 현저하게 높아지는 것이다.

따라서, 기존 분무연소 방식의 버너에 장착된 노즐은 단지 압축된 연료를 고압으로 분사하여 공기와 혼합시켜 연소가 이루어지는 것이나, 본 발명은 압축된 연료를 고압으로 분출시켜 와류형태로 분사하여 공기와 혼합시킴으로서 혼합효율이 높아짐에 따라 연료가 완전 연소되어 매연이 현저하게 감소되고, 고화력을 발생시키는 한편 화력에 비하여 연료의 소모량이 절감되는 것이다.

상기에서 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

본 발명은 용해로나 킬른(Kiln) 등에 설치되는 산업용 버너에서 연료를 고압으로 분사하는 연료분사 노즐에 나선형의 와류홈이 형성된 노즐팁을 장착함으로서 고압상태로 분출되는 연료를 와류형태로 분사시켜 공기와의 혼합효율을 높임으로 버너의 화력을 높이고 연료를 완전 연소시키는 한편 화력에 비하여 연료의 소모량을 대폭 절감하는 효과를 제공하는 것이다.

도 1 은 기존 버너의 연료분사 노즐의 설치상태를 도시한 단면도

도 2 와 도 3 은 기존 버너의 연료분사 노즐을 도시한 단면도

도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 버너의 연료분사 노즐의 설치상태도

도 5 는 본 발명에 따른 연료분사 노즐팁의 설치상태를 도시한 단면도

도 6 은 본 발명에 따른 연료분사 노즐팁의 단면도

도 7 은 본 발명에 따른 연료분사 노즐팁의 측단면도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1: 노벽 10: 버너슬리브

11: 공기커버 12: 연료관

20: 노즐 20a: 노즐캡

21: 분사공 22: 체결부

30: 분사유니트 31: 나사부

32: 절개홈 33: 원추구

34: 분사홈 40: 오일필터

50: 노즐팁 51: 나사부

52: 분사홀 53: 와류홈

Claims (2)

1. 분사공(21)이 형성된 노즐캡(20a)의 내부에 분사유니트(30)와 오일필터(40)가 장착되며 분사유니트(30)는 노즐캡(20a)의 분사공(21) 쪽에 60°의 경사각을 갖는 원추구(33)와 수개의 분사홈(34)이 형성되고 오일필터(40) 쪽에 나사부(31)와 연료가 유입되는 절개홈(32)이 양측으로 형성된 기존 버너의 연료분사 노즐(20)에 있어서,

   노즐캡(20a)에서 분사공(21)이 형성된 외주연으로 나사산을 형성시켜 체결부(22)를 구성하고, 노즐캡(20a)의 체결부(22)에 결합되는 나사부(51)가 소정직경으로 관통된 분사홀(52)의 한쪽에 형성되고, 분사홀(52)의 내주연에 소정의 경사각을 갖는 나선형의 와류홈(53)이 다수개 형성된 노즐팁(50)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 버너의 연료분사 노즐팁.
2. 제 1 항에 있어서,

   노즐팁(50)에 형성된 나선형의 와류홈(53)은 3~8°의 경사각으로 형성되고, 분사홀(52)은 노즐캡(20a)에 형성된 분사공(21)의 직경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 버너의 연료분사 노즐팁.