KR20060007145A

KR20060007145A - 버너의 연료 분사장치

Info

Publication number: KR20060007145A
Application number: KR1020040055898A
Authority: KR
Inventors: 장한용
Original assignee: 장한용
Priority date: 2004-07-19
Filing date: 2004-07-19
Publication date: 2006-01-24
Also published as: KR100554658B1

Abstract

본 발명은 산업용 킬른(Kiln)이나 보일러 등에 설치되는 버너에 관한 것으로서, 연료펌프에서 고압상으로 연료를 압축하여 공급하는 한편 노즐과 분사캡에서 고압상으로 공급되는 연료를 초미립자로 분사하여 연소시킴으로서 고화력을 제공하고 연료를 완전 연소시켜 매연을 줄이는 한편 연료의 소모량을 대폭 절감하는 버너의 연료 분사장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명에 따른 특징은 송풍케이싱이 고정대위에 설치되고 송풍케이싱의 한쪽에 연료공급관이 장착된 모터가 부착되며 송풍케이싱에서 공기가 강제 송풍되는 모터의 반대쪽 중앙부에 출구가 좁은 원추형태의 노즐커버가 설치되는 한편 노즐커버에서 화구의 내주면에 수개의 와류날개가 형성되고 내부에 위치한 연료공급관에 분사캡이 설치된 버너에 있어서, 연료를 고압상으로 압축시켜 공급호스를 통하여 연료공급관으로 제공하며 송풍케이싱의 한쪽에 설치되는 연료펌프와; 상기 노즐커버의 내부에서 연료공급관의 끝단부에 결합되고 외부에 노즐캡이 끼워져 장착된 노즐과; 상기 노즐의 외부를 감싸게 연료공급관에 결합되고 화구의 안쪽에 위치하는 선단부에 분사헤드가 가로질러 부착 설치된 분사캡;으로 구성되는 것이다.

버너, 연료, 분사, 노즐, 펌프

Description

버너의 연료 분사장치{fuel injection device a burner}

도 1 은 기존 버너의 연료 분사방식을 도시한 설치상태 단면도

도 2 는 본 발명의 실시예를 도시한 사시도

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 설치상태 단면도

도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 버너의 연료 분사방식을 도시한 단면도

도 5 는 본 발명에 따른 작동상태를 도시한 요부 단면도

도 6 은 본 발명에 따른 버너의 화구를 도시한 요부 측면도

도 7 은 본 발명에 따른 버너의 연료 분사캡을 도시한 분해 사시도

도 8 은 본 발명에 따른 연료 분사노즐의 단면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10: 송풍케이싱 12: 모터

13: 연료펌프 15: 연료공급관

20: 노즐커버 21: 화구

22: 와류날개 30: 노즐

31: 노즐캡 40: 분사캡

41: 분사헤드

본 발명은 산업용 킬른(Kiln)이나 보일러 등에 설치되는 버너에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 연료펌프에서 고압상으로 연료를 압축하여 공급하는 한편 노즐과 분사캡에서 고압상으로 공급되는 연료를 초미립자로 분사하여 연소시킴으로서 고화력을 제공하고 연료를 완전 연소시켜 매연을 줄이는 한편 연료의 소모량을 대폭 절감하는 버너의 연료 분사장치에 관한 것이다.

일반적으로 대용량의 보일러나 또는 도자기와 타일 등의 소성공정을 위한 킬른(Kiln) 등에 설치되는 버너는 일반 가정용 난방 보일러의 버너와는 달리 고화력이 요구됨으로서 연료를 미세하게 분사하여 연소시키는 한편 강한 송풍력을 제공하여 고화력을 발생시킴으로서 보일러를 고온으로 가열하고 킬른의 내부온도를 고온(1200℃)으로 높이게 된다.

기존 대용량의 보일러나 또는 도자기와 타일 등의 소성공정에 사용되는 산업용 버너는 연료공급관을 통해 액체연료(경유)를 공급하여 미립자로 분무하고, 블로워(Blower)로 외부공기를 강제 송풍하여 미립자로 분무되는 연료와 혼합시켜 연소가 이루어지는 분무연소(Spray Combustion)방식의 버너가 적용되고 있다.

기존의 산업용 킬른(Kiln)이나 보일러 등에 설치되는 버너의 구조를 살펴보면, 도면에 도시된 도 1 과 같이 버너의 송풍케이싱에서 공기가 송풍되는 중앙부에 출구가 좁은 원추형태의 노즐커버(1)가 부착되고, 여기서 노즐커버(1)는 원추형태로 좁게 구성된 선단부의 화구(2) 내주면에 방사상으로 수개의 와류날개(3)가 형성 되며, 노즐커버(1)의 내부에는 분사캡(4)과 연료공급관(5)이 설치되고, 상기 분사캡(4)은 연료공급관(5)의 선단에 체결볼트(6)로 결합되며, 연료공급관(5)은 송풍기의 모터축에 장착되어 고속 회전하면서 연료가 공급된다.

이러한 구조의 기존 산업용 버너는 고속 회전하는 연료공급관(5)과 분사캡(4)으로 연료가 공급되고, 여기서 분사캡(4)으로 공급된 연료는 분사캡(4)의 고속 회전으로 원심력을 받아 분사캡(4)의 내주면을 타고 화구(2)쪽으로 미세하게 분출되며, 송풍기에서 강제 송풍되는 공기는 출구가 좁은 화구(2)에서 공기압이 높아지면서 와류날개(3)에 의해 와류형태로 송풍됨으로서 미세입자로 분출되는 연료와 혼합되어 연소가 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 기존의 산업용 버너는 연료공급관을 통해 공급되는 연료를 분사캡의 고속 회전으로 원심력에 의해 미세한 입자로 분무하여 공기와 혼합시켜 연소가 이루어지나, 이와 같은 연료의 분사방식은 분사캡의 회전속도에 한계가 있으므로 연료를 더욱 미립자로 분무하지 못하는 문제점이 있으며, 또한 연료가 더욱 미립자로 분무되지 못함으로서 공기와의 혼합효율이 떨어짐에 따라 상대적으로 화력이 약하고 불완전 연소가 이루어지는 한편 연료의 소모량이 증가하는 문제점들이 있었다.

따라서, 종래의 산업용 버너는 연료를 미립자로 분무하는데 한계가 있으므로 연료와 공기와의 혼합효율이 떨어짐으로서 불완전 연소를 초래하여 매연을 발생시키고 화력에 비하여 연료의 소모량이 높아짐에 따라 버너의 운전비용이 많이드는 문제점들이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 산업용 버너의 연료 분사방식에 따른 문제점들을 해소하고자 안출된 것으로서, 연료펌프에서 고압상으로 연료를 압축하여 공급하는 한편 노즐과 분사캡에서 고압상으로 공급되는 연료를 초미립자로 분사시켜 공기와 혼합하여 연소시킴으로서 고화력을 제공하고 연료를 완전 연소시켜 매연을 줄이는 한편 연료의 소모량을 대폭 절감하는 버너의 연료 분사장치를 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 특징은 공기를 강제 송풍하는 송풍케이싱이 고정대위에 설치되고 송풍케이싱의 한쪽에 연료공급관이 장착된 모터가 부착되며 송풍케이싱에서 공기가 강제 송풍되는 모터의 반대쪽 중앙부에 출구가 좁은 원추형태의 노즐커버가 설치되는 한편 노즐커버에서 선단부의 화구 내주면에 수개의 와류날개가 형성되고 노즐커버의 내부에 위치한 연료공급관에 분사캡이 설치된 기존 버너에 있어서, 연료를 고압상으로 압축시켜 공급호스를 통하여 연료공급관으로 제공하며 송풍케이싱의 한쪽에 설치되는 연료펌프와; 상기 노즐커버의 내부에서 연료공급관의 끝단부에 결합되고 외부에 노즐캡이 끼워져 장착된 노즐과; 상기 노즐의 외부를 감싸게 연료공급관에 결합되고 화구의 안쪽에 위치하는 선단부에 분사헤드가 가로질러 부착 설치된 분사캡;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 연료펌프에서 연료를 고압상으로 압축하여 공급하고 노즐과 분사 캡에서 연료를 초미립자로 분사하여 완전 연소시킴으로서 고화력을 제공하는 버너로서, 도면에 도시하고 있는 도 2 내지 도 8 에서 본 발명의 실시예에 따른 구성을 자세히 나타내고 있다.

본 발명의 실시예에 따른 구성은 공기를 강제 송풍하는 송풍케이싱(10)이 고정대(11)위에 설치되고 송풍케이싱(10)의 한쪽에 연료공급관(15)이 장착된 모터(12)가 부착되며 송풍케이싱(10)에서 공기가 강제 송풍되는 모터(12)의 반대쪽 중앙부에 출구가 좁은 원추형태의 노즐커버(20)가 설치되는 한편 노즐커버(20)에서 선단부의 화구(21) 내주면에 방사상으로 수개의 와류날개(22)가 형성되고 내부에 위치한 연료공급관(15)에 원통형태의 분사캡(40)이 설치된 기존 버너에 있어서,

연료를 고압상으로 압축시켜 공급호스(14)를 통하여 연료공급관(15)으로 제공하며 송풍케이싱(10)의 한쪽에 설치되는 연료펌프(13)와; 상기 노즐커버(20)의 내부에서 연료공급관(15)의 끝단부에 결합되고 외부에 노즐캡(31)이 끼워져 장착된 노즐(30)과; 상기 노즐(30)의 외부를 감싸게 연료공급관(15)에 결합되고 화구(21)의 안쪽에 위치하는 선단부에 분사헤드(41)가 가로질러 부착 설치된 분사캡(40);으로 구성되는 것이다.

본 발명에서 주된 요지는 연료를 고압상으로 압축시켜 연료공급관(15)에 제공하는 한편 노즐(30)과 분사캡(40)에서 고압상으로 공급되는 연료를 초미립자로 분사시켜 공기와 혼합하여 연소시킴으로서 연료를 완전 연소시켜 고화력을 제공하고 매연을 줄이는 한편 연료의 소모량을 대폭 절감하는 버너의 연료 분사장치를 제공하는 것이다.

이러한 요지의 본 발명에서 버너의 기본적인 구조는 연소에 필요한 공기를 강제 송풍하는 송풍기의 송풍케이싱(10)이 고정대(11)위에 일체로 부착 설치되고, 상기 송풍케이싱(10)의 한쪽에 연료가 공급되는 연료공급관(15)이 장착된 모터(12)가 부착되며, 상기 송풍케이싱(10)에서 공기가 강제 송풍되는 모터(12)의 반대쪽 중앙부에 출구가 좁은 원추형태의 노즐커버(20)가 부착 설치된 한편 노즐커버(20)에서 출구가 좁은 선단부의 화구(21) 내주면에 방사상으로 수개의 와류날개(22)가 형성된다.

또한 모터(12)에서 노즐커버(20)의 내부로 연료공급관(15)이 설치되고, 상기 연료공급관(15)에 끼워져 체결볼트(42)로 장착되며 선단부가 노즐커버(20)의 화구(21) 내부에 위치하도록 원통형태의 분사캡(40)이 설치된 기존의 구조를 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 버너의 기존 구조에서 송풍케이싱(10)의 한쪽에 연료펌프(13)를 설치하고, 노즐커버(20)의 내부에 위치한 연료공급관(15)에 노즐캡(31)이 장착된 노즐(30)을 설치하며, 원통형태를 갖는 분사캡(40)의 선단부에 분사헤드(41)를 형성하는 것이다.

여기서, 연료펌프(13)는 연료를 고압상으로 압축시켜 압축된 연료를 연료공급관(15)에 제공하는 기능으로서, 모터(12)의 한쪽에 설치될 수도 있으나, 가능한 송풍케이싱(10)의 한쪽에 부착 설치됨이 바람직하고, 상기 연료펌프(13)에서 공급호스(14)를 통하여 고압상으로 압축된 연료가 연료공급관(15)으로 제공되며, 연료공급관(15)은 기존 버너의 구조와 같이 모터(12)의 모터축을 통해 노즐커버(20)의 내부로 설치된다.

상기에서 노즐커버(20)의 내부로 위치한 연료공급관(15)의 끝단부에 노즐(30)이 결합되어 설치되는 것으로, 여기서 노즐(30)은 도면에 도시된 도 8 과 같이 연료공급관(15)의 끝단부에 나사 결합되고, 노즐커버(20)의 화구(21)쪽으로 선단부에 수개의 분사공(30a)이 형성되며, 분사공(30a)이 형성된 외주연에 노즐캡(31)이 끼워져 장착된다.

노즐캡(31)은 원통형태로 노즐(30)에서 분사공(30a)이 형성된 방향의 외주연에 나사 결합되고, 화구(21)쪽의 선단부 중앙에 분사공(31a)이 형성되며, 상기 노즐(30)의 분사공(30a)과 노즐캡(31)의 분사공(31a)사이에 소정공간이 구비되게 설치된다.

따라서, 상기와 같은 구조로 설치되는 노즐(30)과 노즐캡(31)은 연료공급관(15)을 통해 공급되는 압축된 연료가 노즐(30)의 분사공(30a)을 통하여 더욱 압축된 상태로 1차 분사되고, 또한 노즐캡(31)의 분사공(31a)에서 더욱 압축된 상태로 2차 분사됨으로서 초미립자로 분사되는 것이다.

한편 노즐(30)과 노즐캡(31)의 외부를 감싸게 연료공급관(15)에 분사캡(40)이 결합되어 설치되는 것으로, 분사캡(40)은 도면의 도 6 및 도 7 과 같이 원통형태로 노즐(30)과 노즐캡(31)을 감싸는 구조로 연료공급관(15)에 끼워져 복수개의 체결볼트(42)로 장착되고, 노즐커버(20)에서 화구(21)의 안쪽에 선단부가 위치하며, 이 선단부에 분사헤드(41)가 형성된다.

상기에서 분사헤드(41)는 분사캡(40)의 선단부 가장자리를 가로질러 대각상 으로 형성되고, 화구(21)쪽으로 중앙부가 불룩한 호형상으로 형성될 수 있으며, 연료의 분사효율에 따라 분사캡(40)의 선단부에 방사상으로 다수개를 설치할 수 있는 것이다.

이와 같이 선단부에 대각상으로 분사헤드(41)가 형성된 분사캡(40)은 모터(12)에 의해 연료공급관(15)과 노즐(30) 및 노즐캡(31)과 고속 회전하며, 노즐(30)과 노즐캡(31)에서 미립자로 분사되는 연료가 고속 회전하는 상태의 분사헤드(41)에 부딪쳐 비산됨으로서 더욱 미세하게 초미립자로 분사되는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예는 연료가 연료공급관(15)으로 자연 공급되어 고속 회전하는 분사캡(40)에 의해 원심력의 작용으로 연료를 미립자로 분사하는 기존의 연료 분사방식과는 달리 연료펌프(13)에서 고압상으로 연료를 압축시켜 연료공급관(15)으로 공급하고 노즐(30)과 노즐캡(31)에서 고압상의 연료를 1차 및 2차 분사하여 초미립자로 분사하는 한편 미립자로 분사되는 연료가 고속 회전하는 분사헤드(41)에 부딪쳐 비산됨에 따라 연료를 더욱 미세한 입자로 분사하게 되는 것이다.

따라서, 이러한 본 발명의 실시예는 송풍케이싱(10)에서 강제 송풍되어 와류날개(22)가 형성된 노즐커버(20)의 화구(21)에서 와류형태로 송풍되는 공기와의 혼합비를 높여 연료의 혼합효율을 증가시킴으로서 연료의 완전연소가 가능하고 화력을 한층 높이게 되며, 버너의 고화력에 비하여 연료를 대폭 절감할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정 되지 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 연료펌프에서 고압상으로 연료를 압축시켜 연료공급관에 제공하고 노즐과 노즐캡에서 고압상으로 공급되는 연료를 초미립자로 분사하는 한편 미립자로 분사되는 연료가 고속 회전하는 분사캡의 분사헤드에 부딪쳐 비산됨으로서 연료를 더욱 미세한 입자로 분사시켜 공기와의 혼합비를 높여 연료의 혼합효율을 증가시킴에 따라 연료를 완전 연소시켜 화력을 한층 높이고 매연을 현저하게 줄이는 한편 버너의 고화력에 비해 연료를 대폭 절감하여 버너의 운전비용을 줄이는 효과를 제공하는 것이다.

Claims

공기를 강제 송풍하는 송풍케이싱(10)이 고정대(11)위에 설치되고 송풍케이싱(10)의 한쪽에 연료공급관(15)이 장착된 모터(12)가 부착되며 송풍케이싱(10)에서 공기가 강제 송풍되는 모터(12)의 반대쪽 중앙부에 출구가 좁은 원추형태의 노즐커버(20)가 설치되는 한편 노즐커버(20)에서 선단부의 화구(21) 내주면에 방사상으로 수개의 와류날개(22)가 형성되고 내부에 위치한 연료공급관(15)에 원통형태의 분사캡(40)이 설치된 기존 버너에 있어서,

연료를 고압상으로 압축시켜 공급호스(14)를 통하여 연료공급관(15)으로 제공하며 송풍케이싱(10)의 한쪽에 설치되는 연료펌프(13)와; 상기 노즐커버(20)의 내부에서 연료공급관(15)의 끝단부에 결합되고 외부에 노즐캡(31)이 끼워져 장착된 노즐(30)과; 상기 노즐(30)의 외부를 감싸게 연료공급관(15)에 결합되고 화구(21)의 안쪽에 위치하는 선단부에 분사헤드(41)가 가로질러 부착 설치된 분사캡(40);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 버너의 연료 분사장치.
제 1 항에 있어서,

노즐(30)은 연료공급관(15)의 끝단부에 나사 결합되고, 화구(21)쪽으로 선단부에 수개의 분사공(30a)이 형성되며, 분사공(30a)이 형성된 외주연에 노즐캡(31)이 끼워져 장착된 것을 특징으로 하는 버너의 연료 분사장치.
제 1 항에 있어서,

분사헤드(41)는 분사캡(40)의 선단부 가장자리를 가로질러 대각상으로 형성되고, 중앙부가 불룩한 호형상으로 형성되며, 분사캡(40)의 선단부에 방사상으로 다수개가 설치된 것을 특징으로 하는 버너의 연료 분사장치.