KR20080024528A - 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 등유나 A중유 등의 액체 연료를 사용하여, 유해 물질의 저감화를 실현할 수 있는 버너를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명은, 복수개의 수관(water tube)을 사용하여 구성된 캔체(10) 내의 연소실(16)에 대하여 액체 연료를 분무하는 노즐부(22)를 포함한 버너(20)에 있어서, 상기 노즐부(22)의 주위에 공기 분출부(27)가 설치되어 있고, 상기 공기 분출부(27)는, 상기 버너(20)에 의해 생성된 가스가, 상기 캔체(10) 내에 설치된 가스 배출구로부터 숏패스 되지 않도록, 상기 공기 분출부(27)로부터 분출되는 공기의 흐름을 제어하도록 구성되어 있다.

Description

보일러{BOILER}

본 발명은 보일러에 관한 것이다. 상세하게는, 등유나 A중유 등의 액체 연료를 사용하여, 유해 물질의 저감화를 실현할 수 있는 보일러에 관한 것이다.

종래부터, 환형으로 배열된 수관(water tube)군을 가지는 캔(can)체를 구비한 보일러가 잘 알려져 있고, 이와 같은 보일러에 있어서는, 일반적으로, 그 수관군의 중앙부에 버너가 설치되어 있다. 즉, 이와 같은 구성의 보일러에 있어서는, 환형으로 배열된 수관군의 중앙부가, 버너로부터 공급된 연료를 연소시키기 위한 연소실로서 기능한다.

또한, 버너의 연료로서 가스 연료를 사용하는 경우에 있어서는, 연소성 향상 기술 및 유해 물질(NOx, CO, 그을음 등)의 저감화 기술에 관하여 많은 제안이 있고(예를 들면, 일본 특허 공개 공보 평8-61614호 참조), 그 중에는 실제로 효과를 얻고 있는 예도 있다.

그러나, 등유나 A중유 등의 액체 연료를 사용한 연소 장치를 구비한 보일러에 대하여는, 각종의 제안이 있지만, 가스 연료를 사용한 연소 장치일수록, 연소성 향상 기술 및 유해 물질(NOx, CO, 그을음 등)의 저감화 기술은 진행되어 있지 않다.

또한, 전술한 환형으로 배열된 수관군을 가지는 캔체를 사용하여 구성된 보일러에 있어서는, 캔체에 설치된 가스 배출구의 위치에 따라서, 버너에 의해 생성되는 가스가 특정한 방향(주로 가스 배출구가 설치되어 있는 방향)으로 끌려가는 경향이 있으므로, 이것이, 버너의 연소 성능에 악영향을 미칠 염려도 있다.

(발명이 해결하려고 하는 과제)

따라서, 본 발명은 상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 등유나 A중유 등의 액체 연료를 사용하여, 유해 물질의 저감화를 실현할 수 있는 버너를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 본 발명은 이와 같은 유해 물질의 저감화를 실현할 수 있는 보일러를 제공하는 것을 과제로 한다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 복수개의 수관(water tube)을 사용하여 구성된 캔체 내의 연소실에 대하여 액체 연료를 분무하는 노즐부를 포함한 버너에 있어서, 상기 노즐부의 주위에 공기 분출부가 설치되어 있고, 상기 공기 분출부는, 상기 버너에 의해 생성된 가스가, 상기 캔체 내에 설치된 가스 배출구로부터 숏패스 되지 않도록, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 흐름을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명에 관한 버너에 있어서, 상기 공기 분출부가, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 상기 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부와, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부를 포함하는 구성이 바람직하다.

또한, 본 발명에 관한 버너에 있어서, 상기 노즐부의 주위에 복수개의 공기 분출부가 설치되어 있고, 적어도 1개의 상기 공기 분출부가, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 상기 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부와, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부를 포함하는 구성이 바람직하다.

또한, 본 발명에 관한 버너에 있어서, 상기 노즐부의 주위에 복수개의 공기 분출부가 설치되어 있고, 상기 캔체 내에 설치된 가스 배출구 측에 위치되는 적어도 1개의 상기 공기 분출부가, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 상기 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부와, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부를 포함하는 구성이 바람직하다.

또한, 본 발명에 관한 버너에 있어서, 상기 노즐부의 주위에 복수개의 공기 분출부가 설치되어 있고, 상기 캔체 내에 설치된 가스 배출구 측에 위치되는 적어도 1개의 상기 공기 분출부가, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 상기 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부와, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부를 포함하고, 상기 가스 배출구의 반대측에 위치되는 상기 공기 분출부에는, 상기 가이드부가 설치되어 있지 않은 구성이 바람직하다.

또한, 본 발명에 관한 버너에 있어서, 상기 노즐부의 주위에 균등(60도 간격)하게 여섯 개의 공기 분출부가 설치되어 있고, 상기 캔체 내에 설치된 가스 배출구 측에 위치되는(근접되는) 3개의 상기 공기 분출부가, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 상기 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부와, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부를 포함하는 구성이 바람직하다.

또한, 본 발명에 관한 버너에 있어서, 상기 가이드부가, 상기 공기 분출부에서의 상기 가스 배출구 측에 설치된 판형 부재를 사용하여 구성되고, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 상기 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하도록, 상기 판형 부재가 경사지게 설치되어 있는 구성이 바람직하다.

또한, 본 발명에 관한 버너에 있어서, 상기 노즐부로부터 분무되는 상기 액체 연료가 접촉되지 않도록, 상기 가이드부의 높이가 설정되어 있는 구성이 바람직하다.

또한, 본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 복수개의 수관을 사용하여 구성된 캔체와, 상기 캔체 내의 연소실에 대하여 액체 연료를 분무하는 노즐부를 가지는 버너를 포함한 보일러에 있어서, 상기 노즐부의 주위에 공기 분출부가 설치되어 있고, 상기 공기 분출부는, 상기 버너에 의해 생성된 가스가, 상기 캔체 내에 설치된 가스 배출구로부터 숏패스 되지 않도록, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 흐름을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명에 관한 보일러에 있어서, 상기 공기 분출부가, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 상기 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부와, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부를 포함하는 구성이 바람직하다.

또한, 본 발명은, 복수개의 수관을 사용하여 구성된 캔체와, 상기 캔체 내의 연소실에 대하여 액체 연료를 분무하는 노즐부를 가지는 버너를 포함한 보일러에 있어서, 상기 노즐부의 주위에 공기 분출부가 설치되어 있고, 상기 공기 분출부가, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부와, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부를 가지는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명에 관한 보일러에 있어서, 상기 가이드부가, 상기 공기 분출부에서의 상기 가스 배출구 측에 설치된 판형 부재를 사용하여 구성되어 있고, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 상기 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하도록, 상기 판형 부재가 경사지게 설치되어 있는 구성이 바람직하다.

또한, 본 발명에 관한 보일러에 있어서, 상기 노즐부로부터 분무되는 상기 액체 연료가 접촉되지 않도록, 상기 가이드부의 높이가 설정되어 있는 구성이 바람직하다.

또한, 본 발명에 관한 보일러에 있어서, 상기 캔체 내에 설치된 가스 배출구가, 상기 수관의 장축 방향을 따라 개구되어 있는 구성이 바람직하다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 등유나 A중유 등의 액체 연료를 사용하여, 유해 물질의 저감화를 실현할 수 있는 버너를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 유해 물질의 저감화를 실현할 수 있는 보일러를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 보일러의 종단면의 설명도를 나타낸 것이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 횡단면의 설명도를 나타낸 것이다.

도 3은 본 실시예에 관한 버너의 종단면의 설명도를 나타낸 것이다.

도 4는 도 3에 나타낸 버너의 저면도를 나타낸 것이다.

도 5는 저연소시에서의 가스의 흐름을 나타내는 개략도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 관한 제2 버너(버너)의 종단면의 설명도를 나타낸 것이다.

도 7은 도 6에 나타낸 제2 버너(버너)의 저면도를 나타낸 것이다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 관한 제3 버너(버너)의 종단면의 설명도를 나타낸 것이다.

도 9는 도 8에 나타낸 제3 버너(버너)의 저면도를 나타낸 것이다.

* 도면의 주요 부호의 설명

1: 보일러 10: 캔체

11: 상부 헤더 12: 하부 헤더

13: 내측 수관군 13a: 내측 수관

13b: 내측 핀부 14: 외측 수관군

14a: 외측 수관 14b: 외측 핀부

16: 연소실 17: 가스 배출구

18: 환형 가스 유로 19: 외측 개구부

20: 제1 버너(버너) 21: 장착판

22: 노즐부 22a: 제1 노즐부

22b: 제2 노즐부 23: 착화기

24: 제1 공기 공급 경로 25: 제2 공기 공급 경로

26: 중앙 공기 분출부 27: 주위 공기 분출부

27a ~ 27f: 제1 주위 공기 분출부 ~ 제6 주위 공기 분출부

31: 관통구멍부

31a ~ 31f: 제1 관통구멍부 ~ 제6 관통구멍부

34: 제1 통부재 35: 제2 통부재

35A: 개구 확대부 36: 제1 공기 공급판

37: 제2 공기 공급판 38: 가이드부

38a ~ 38f: 제1 가이드부 ~ 제6 가이드부

39: 확산부

39a ~ 39f: 제1 확산부 ~ 제6 확산부

41: 격벽 60: 제2 버너(버너)

61: 연소통 62: 접속수단

63: 순환부 80: 제3 버너(버너)

87: 주위 공기 분출부

87a ~ 87f: 제1 주위 공기 분출부 ~ 제6 주위 공기 분출부

91: 관통구멍부

91a ~ 91f: 제1 관통구멍부 ~ 제6 관통구멍부

98: 가이드부

98a, 98b, 98f: 제1 가이드부, 제2 가이드부, 제6 가이드부

99: 확산부

99a, 99b, 99f: 제1 확산부, 제2 확산부, 제6 확산부

본 발명의 실시예를 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용하는 용어에 대하여 설명한다.

본 명세서에서, 단순히 "가스"라고 지칭하는 경우, 가스란, 연소 반응 중의 가스 및 연소 반응이 완료된 가스 중 적어도 한쪽을 포함하는 개념이며, 연소 가스 라고 지칭할 수 있다. 즉, 가스란, 연소 반응 중의 가스 및 연소 반응이 완료된 가스의 양쪽을 가지는 경우, 연소 반응 중의 가스만을 가지는 경우, 또는 연소 반응이 완료된 가스만을 가지는 경우 모두를 포함하는 개념이다. 이하, 특별히 설명하지 않는 경우에도 마찬가지의 개념이다.

또한, 배기 가스란, 연소 반응이 완료 또는 대략 완료된 가스를 의미한다. 또한, 특별히 설명하지 않는 경우에는, 배기 가스란, 보일러의 캔체 내를 통과하여 굴뚝부에 이른 가스, 및 캔체 내에서 순환하는 가스의 양쪽 또는 어느 하나를 의미하는 것으로 한다.

또한, 가스 온도는, 특히 설명하지 않는 한, 연소 반응 중의 가스의 온도를 의미하고, 연소 온도 또는 연소 화염 온도와 같은 의미이다. 또한, 가스 온도의 억제란, 가스(연소 화염) 온도의 최고치를 낮게 억제하는 것을 의미한다. 그리고, 통상, 연소 반응은, 전술한 "연소 반응이 완료된 가스" 중에서도 극 미량이지만 계속되고 있으므로, "연소 반응의 완료"란 연소 반응의 100% 완결을 의미하는 것은 아니다.

이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

먼저, 본 실시예의 제1 태양에 관한 버너는, 복수개의 수관을 사용하여 구성된 캔체 내의 연소실에 대하여 액체 연료를 분무하는 노즐부를 구비한 버너에 있어서, 노즐부의 주위에 공기 분출부가 설치되어 있고, 이 공기 분출부는, 버너에 의해 생성된 가스가, 캔체 내에 설치된 가스 배출구로부터 숏패스 되지 않도록, 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 흐름을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 여기서, "숏패스"란, 버너에 의해 생성된 가스가, 캔체 내의 연소실 저부를 향해 흐르지 않고, 캔체 내에 설치된 가스 배출구의 상부로부터 캔체 밖으로 유출되는 것을 의미한다.

이와 같은 구성에 의하면, 버너에 의해 생성된 가스가, 캔체 내에 설치된 가스 배출구로부터 숏패스 되지 않도록, 공기 분출부가 구성되어 있으므로, 버너의 연소 성능을 향상시키고, 유해 물질의 저감화를 실현할 수 있다. 구체적으로는, 이와 같은 구성에 의하면, 가스가 가스 배출구에 숏패스 되지 않기 때문에(끌려가지 않기 때문에), 버너에 의해 생성된 가스(화염도 포함함)를 캔체 내에서 충분히 확대시킬 수 있다. 즉, 이 가스의 확대에 의해 가스 온도가 저하되므로, NOx 값을 저감시킬 수 있다.

또한, 가스 배출구 측에 가스가 끌려가지 않기 때문에, 캔체 내에서의 배기 가스 순환류가 적절히 형성되게 된다. 그러면, 이 캔체 내에서의 배기 가스 순환류(자기 EGR)에 의해, 가스 온도가 저하되고, NOx 값을 저감시킬 수 있다.

본 실시예의 제2 태양에 관한 버너는, 전술한 공기 분출부가, 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부와, 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부를 갖도록 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 가이드부뿐만 아니라 확산부를 가지므로, 버너의 바로 옆에서는, 노즐부로부터 분무되는 액체 연료와 공기의 믹싱 상태를 일부분 불균일하게 할 수 있다. 즉, 이와 같은 구성의 버너에 의하면, 단지 믹싱 상태를 양호하게 할 뿐만 아니라, 확산부에 의해 일부 의도적으로 불균일한 믹싱 상태를 형성함으로써, 가스 온도의 저하를 도모하고, NOx 값을 저감시킬 수 있다.

본 실시예의 제3 태양에 관한 버너는, 노즐부의 주위에 복수개의 공기 분출부가 설치되어 있고, 적어도 1개의 공기 분출부가, 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부와, 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부를 갖도록 구성되어 있 다.

본 실시예의 제4 태양에 관한 버너는, 노즐부의 주위에 복수개의 공기 분출부가 설치되어 있고, 캔체 내에 설치된 가스 배출구 측에 위치되는 적어도 1개의 공기 분출부가, 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부와, 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부를 갖도록 구성되어 있다.

본 실시예의 제5 태양에 관한 버너는, 노즐부의 주위에 복수개의 공기 분출부가 설치되어 있고, 캔체 내에 설치된 가스 배출구 측에 위치되는 적어도 1개의 공기 분출부가, 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부와, 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부를 가지고, 가스 배출구의 반대측에 위치되는 상기 공기 분출부에는, 가이드부가 설치되어 있지 않은 구성을 가진다.

본 실시예의 제6 태양에 관한 버너는, 노즐부의 주위에 균등(60도 간격)하게 여섯 개의 공기 분출부가 설치되어 있고, 캔체 내에 설치된 가스 배출구 측에 위치되는(근접되는) 3개의 공기 분출부가, 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부와, 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부를 갖도록 구성되어 있다.

본 실시예의 제7 태양에 관한 버너는, 가이드부가, 공기 분출부에서의 가스 배출구 측에 설치된 판형 부재를 사용하여 구성되어 있고, 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하도록, 판 형 부재가 경사지게 설치되어 있다. 즉, 이와 같은 구성의 버너는, 공기 분출부와 가스 배출구 사이를 일부 차폐하도록 판형 부재에 의한 가이드부가 설치되고, 이 판형 부재가, 가스 배출구의 반대측에 경사지게 설치되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 비교적 간단하게 가이드부를 구성할 수 있다. 또한, 이 판형 부재의 크기나 장착 위치 등을 조정함으로써, 가이드부뿐만 아니라, 전술한 확산부도 간단하게 구성할 수 있다. 즉, 판형 부재가 설치되어 있는 부분을 가이드부로서 기능하게 하고, 가이드부가 설치되어 있지 않은 공기 분출부의 일부를 확산부로서 기능하게 할 수 있다.

본 실시예의 제8 태양에 관한 버너는, 노즐부로부터 분무되는 액체 연료가 접촉되지 않도록, 가이드부의 높이가 설정되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 액체 연료가 가이드부에 접촉되지 않으므로, 버너 바로 옆에서의 부적합한 불완전 연소를 없애고, C0나 매진의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.

다음에, 본 실시예의 제9 태양에 관한 보일러는, 복수개의 수관을 사용하여 구성된 캔체와, 캔체 내의 연소실에 대하여 액체 연료를 분무하는 노즐부를 가지는 버너를 포함한 보일러에 있어서, 노즐부의 주위에 공기 분출부가 설치되어 있고, 공기 분출부는, 버너에 의해 생성된 가스가, 캔체 내에 설치된 가스 배출구로부터 숏패스 되지 않도록, 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 흐름을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 버너에 의해 생성된 가스가, 캔체 내에 설치된 가 스 배출구로부터 숏패스 되지 않도록, 공기 제어부가 설치되어 있으므로, 버너의 연소 성능을 향상시키고, 유해 물질의 저감화를 실현할 수 있는 보일러를 얻을 수 있다.

본 실시예의 제10 태양에 관한 보일러는, 공기 분출부가, 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부와, 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부를 갖도록 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 버너가 확산부를 가지므로, 버너의 바로 옆에서는, 노즐부로부터 분무되는 액체 연료와 공기의 믹싱 상태를 일부분 불균일하게 할 수 있다. 즉, 이와 같은 구성의 버너는, 단지 믹싱 상태를 양호하게 할뿐만 아니라, 확산부에 의해 일부 의도적으로 불균일한 믹싱 상태를 형성하기 때문에, 이러한 버너를 사용하여 구성된 보일러는, 캔체 내의 가스 온도를 저하시키고, NOx 값의 저감화를 도모할 수 있다.

본 실시예의 제11 태양에 관한 보일러는, 복수개의 수관을 사용하여 구성된 캔체와, 캔체 내의 연소실에 대하여 액체 연료를 분무하는 노즐부를 가지는 버너를 포함한 보일러에 있어서, 노즐부의 주위에 공기 분출부가 설치되어 있고, 공기 분출부가, 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부와, 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부를 갖도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 실시예의 제12 태양에 관한 보일러는, 버너를 구성하는 가이드부가, 공기 분출부에서의 가스 배출구 측에 설치된 판형 부재를 사용하여 구성되어 있고, 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하도록, 판형 부재가 경사지게 설치되어 있다.

본 실시예의 제13 태양에 관한 보일러는, 버너를 구성하는 노즐부로부터 분무되는 액체 연료가 접촉되지 않도록, 가이드부의 높이가 설정되어 있다.

본 실시예의 제14 태양에 관한 보일러는, 캔체 내에 설치된 가스 배출구가, 수관의 장축 방향을 따라 개구되어 있다.

이하에서, 도면에 따라 본 발명의 실시예에 관한 버너 및 보일러에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 보일러의 개략도를 나타낸 것이다. 여기서, 도 1은 본 실시예에 관한 보일러의 종단면의 설명도를 나타내고 있다. 또, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 횡단면의 설명도를 나타내고 있다. 또, 도 3 및 도 4는 본 실시예에 관한 보일러에 설치된 버너의 개략도를 나타낸 것이다. 여기서, 도 3은 본 실시예에 관한 버너의 종단면의 설명도를 나타내고, 도 4는 도 3에 나타낸 버너의 저면도를 나타내고 있다. 또한, 도 5는 본 실시예에 관한 보일러의 연소 상태(가스의 흐름)의 개략도를 나타낸 것이다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 관한 보일러(1)는, 환형으로 배열된 수관군을 가지는 캔체(10)와, 이들 수관군의 중앙부에 설치된 버너(20)(이하, "제1 버너(20)"라고 함)(본 발명의 "버너"에 상당)를 사용하여 구성되어 있고, 제1 버너(20) 상방 위치에는, 연소용 공기를 제1 버너(20)에 공급하는, 윈드 박 스(40)가 설치되어 있다.

캔체(10)는, 상부 헤더(11)와 하부 헤더(12) 사이에 복수개의 수관군(내측 수관군(13), 외측 수관군(14))을 수직으로 설치하여 구성되어 있다. 각각의 수관군(13, 14)은, 대략 동심원 상의 환형으로 배열되어 있고, 내측 수관군(13)으로부터 소정 간격을 두고 외측 수관군(14)이 설치되고, 내측 수관군(13)과 외측 수관군(14) 사이에 환형 가스 유로(18)가 형성된다. 또한, 본 실시예에서는, 이들 환형으로 설치된 수관군(13, 14)의 내측이, 연소실(16)로서 기능하고, 이 연소실(16)의 위쪽 위치에, 전술한 제1 버너(20)가 설치되어 있다.

또한, 본 실시예에서는, 내측 수관군(13)은, 각 내측 수관(13a)끼리를 밀접시킨 상태, 또는 인접하는 내측 수관(13a) 사이를 내측 핀부(13b)로 연접한 상태로 환형으로 구성되어 있고, 그 일부에 가스 배출구(17)가 설치되어 있다. 이 가스 배출구(17)는, 수관의 장축 방향을 따라 개구되어 있고, 내측 수관군(13) 내부의 연소실(16)에서 생성된 가스를 환형 가스 유로(18)로 안내하도록 기능한다.

또한, 외측 수관군(14)은, 각 외측 수관(14a) 사이에 대략 균등한 소정 간격을 가진 상태로 환형으로 구성되어 있고, 각 외측 수관(14a) 사이에는, 인접하는 외측 수관(14a) 사이의 간극을 없앨 수 있도록 연접된 외측 핀부(14b)가 설치되어 있다. 이 외측 수관군(14)의 일부에는, 외측 개구부(19)가 형성되어 있고, 이 외측 개구부(19)는, 연소 반응이 대부분 완료된 가스를 캔체 외부로 배출하기 위한 배출부로서 기능한다. 즉, 제1 버너(20)에 의해 생성된 가스는, 외측 개구부(19)에 모아진 후, 캔체의 하방 위치에 설치된 배기통(도시하지 않음)을 통하여 캔 체(10) 외부에 배출된다.

도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 관한 보일러(1)를 구성하는 제1 버너(20)는, 이 제1 버너(20)에 대하여 연소용 공기를 공급하는 공기 공급 수단인 윈드 박스(40) 내의 격벽(4l)에 설치되어 있다. 구체적으로는, 제1 버너(20)를 구성하는 장착판(21)을 격벽(41)에 위쪽으로부터 장착하여, 볼트 등의 체결 수단(도시하지 않음)에 의해 장착판(21)을 격벽(41)에 체결함으로써, 제1 버너(20)를 윈드 박스(40) 내의 격벽(41)에 설치하고 있다. 그리고, 본 실시예에 있어서는, 윈드 박스(4O) 내에 공기를 공급하는 송풍기의 구성은, 주지의 기술이므로 생략하고 있다.

본 실시예에 관한 제1 버너(20)는, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 액체 연료를 분무하는 노즐부(22)(제1 노즐부(22a), 제2 노즐부(22b))와, 제1 노즐부(22a) 근처에 그 선단이 위치되도록 설치된 착화기(23)와, 윈드 박스(40)로부터 공급되는 공기를 노즐부(22)로부터 분무시키는 액체 연료에 혼합시키기 위해 설치된 공기 공급 경로(1차 공기 공급용 제1 공기 공급 경로(24), 2차 공기 공급용 제2 공기 공급 경로(25))와, 제1 공기 공급 경로(24)로부터 공급된 공기를 연소실(16) 측에 분출시키는 중앙 공기 분출부(26)와, 제2 공기 공급 경로(25)로부터 공급된 공기를 연소실(16) 측에 분출시키는 복수개의 주위 공기 분출부(27)(본 발명의 "공기 분출부(노즐부의 주위에 설치된 공기 분출부"에 상당)(제1 주위 공기 분출부(27a) ~ 제6 주위 공기 분출부(27f))를 사용하여 구성되어 있다.

본 실시예에 관한 노즐부(22)로서는, 저연소시 및 고연소시에 액체 연료를 분무하는 제1 노즐부(22a)와, 고연소 시에만 액체 연료를 분무하는 제2 노즐부(22b)가 설치되어 있다. 즉, 노즐부(22)는, 저연소시(및 고연소시)에 연료 공급 상태로 되는 제1 노즐부(22a)와, 고연소시에 제1 노즐부(22a)와 함께 연료 공급 상태로 되는 제2 노즐부(22b)를 가지고, 보일러의 연소 부하에 따라 각각의 노즐부(22)에서의 연료 공급 상태가 적당히 전환된다. 즉, 각각의 노즐부(22a, 22b)는 필요에 따라 온,오프 제어된다.

제1 버너(20)를 구성하는 제1 공기 공급 경로(24)는, 노즐부(22)의 외측에 설치된 제1 통부재(34)를 사용하여 구성되어 있고, 제2 공기 공급 경로(25)는, 제1 통부재(34)를 사용하여 구성되어 있다. 즉, 제1 통부재(34)의 내측 영역이 제1 공기 공급 경로(24)로서 기능하고, 제1 통부재(34)와 제2 통부재(35)의 사이에 형성되는 영역이 제2 공기 공급 경로(25)로서 기능한다. 제2 통부재(35)의 상단부에는, 위쪽으로 갈수록 외측으로 벌어지는 개구 확대부(35A)가 형성되어 있다. 이와 같은 형상을 가지는 개구 확대부(35A)가 형성되어 있는 것은, 윈드 박스(40)로부터 공급된 공기가, 제2 공기 공급 경로(25) 내의 횡단면 방향으로 균일하게 흐르도록 하기 위해서이다. 만일, 이 개구 확대부(35A)를 형성하지 않으면, 공기류가 제2 통부재(35)의 내벽에 부착되어 흐르기 쉬워져, 제2 공기 공급 경로(25) 내의 횡단면 방향으로 균일하게 흐르지 않는다.

제1 통부재(34)의 선단부(보일러(1)의 연소실(16) 측단부)에는, 중앙 공기 분출부(26)가 천공된 제1 공기 공급판(36)이 설치되어 있고, 윈드 박스(40)로부터 공급된 공기는, 이 중앙 공기 분출부(26)를 통하여, 연소실(16) 측으로 분출된다. 또한, 제2 통부재(37)의 선단부(보일러(1)의 연소실(16) 측단부)에는, 복수개의 주위 공기 분출부(27)가 설치된 제2 공기 공급판(37)이 설치되어 있고, 윈드 박스(40)로부터 공급된 공기는, 중앙 공기 분출부(26)뿐만 아니라, 이들 복수개의 주위 공기 분출부(27)를 통해도 연소실(16) 측으로 분출된다.

주위 공기 분출부(27)(본 발명의 "공기 분출부"에 상당)는, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 노즐부(22)의 주위에 설치되어 있다. 그리고, 이 주위 공기 분출부(27)는, 제1 버너(20)에 의해 생성된 가스가, 캔체(10) 내에 설치된 가스 배출구(17)로부터 숏패스 되지 않도록, 주위 공기 분출부(27)로부터 분출되는 공기의 흐름을 제어하도록 구성되어 있다.

본 실시예에 관한 주위 공기 분출부(27)는, 각각의 주위 공기 분출부(27)(제1 주위 공기 분출부(27a) ~ 제6 주위 공기 분출부(27f))로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 가스 배출구(17)로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부(38)(제1 가이드부(38a) ~ 제6 가이드부(38f))와, 각각의 주위 공기 분출부(27)(제1 주위 공기 분출부(27a) ~ 제6 주위 공기 분출부(27f))로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부(39)(제1 확산부(39a) ~ 제6 확산부(39f))를 가지고 있다.

보다 구체적으로는, 본 실시예에서는, 제2 공기 공급판(37)에 6개의 대략 사다리꼴 형상의 관통구멍부(31)(제1 관통구멍부(31a) ~ 제6 관통구멍부(31f))가 천공되어 있고, 각각의 관통구멍부(31)에서의 가스 배출구(17)측(본 실시예의 각 도면에서는 "좌측"에 판형 부재를 사용하여 가이드부(38)(제1 가이드부(38a) ~ 제6 가이드부(38f))가 구성되어 있다. 이 가이드부(38)는, 각각의 관통구멍부(31)의 일부를 덮도록 구성되어 있고, 본 실시예에서는, 이 가이드부(38)에 의해 덮혀 있지 않은 부분이, 주위 공기 분출부(27)로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부(39)(제1 확산부(39a) ~ 제6 확산부(39f))로서 기능한다.

각각의 가이드부(38)는, 각 주위 공기 분출부(27)로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부(주로 관통구멍부(31)의 가이드부(38)에 의해 덮혀져 있는 영역의 공기)를 가스 배출구(17)로부터 멀어지는 방향으로 안내하도록, 판형 부재를 경사지게 하여(가스 배출구(17)의 반대 방향(도 3에서는 "우측")으로 경사지게 하여) 구성되어 있다. 이 때의 경사 각도(θ)(장착 각도)는 20°~ 60° 정도인 것이 바람직하다.

또한, 각각의 가이드부(38)는, 노즐부(22)로부터 콘 형상(노즐부(22)를 정점으로 한 삼각뿔형)에 분무되는 액체 연료가 접촉되지 않도록, 각 가이드부(38)의 높이가 설정되어 있다. 본 실시예에서는, 도 3의 우측에 도시된 제4 가이드부(38d)가, 좌측에 도시된 제1 가이드부(38a)보다 액체 연료에 접촉하기 쉬운 위치에 설치되어 있으므로, 제4 가이드부(38d) 쪽이 제1 가이드부(38a)보다 낮게 설치되어 있다.

확산부(39)(제1 확산부(39a) ~ 제6 확산부(39f))는, 전술한 바와 같이, 관통구멍부(31) 중 가이드부(38)에 의해 덮혀 있지 않은 부분(도 3 및 도 4에서 점선으로 둘러싼 영역)이다. 이 부분(확산부(39))에는, 가이드부(38) 등과 같은 제2 공기 공급 경로(25)를 통하여 공급된 공기를 정류하기 위한 요소가 설치되어 있지 않으므로, 확산부(39)로부터 분출된 공기는 급히 확대된다.

따라서, 본 실시예에 관한 제1 버너(20)에서는, 주위 공기 분출부(27)로부터 분출되는 공기는, 가이드부(38)에 의해 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내되는 동시에, 그 일부가 확산부(39)에 의해 확산 촉진되게 된다.

본 실시예에 관한 보일러(1)는, 상기와 같이 구성되어 있고, 그 구성에 따라 다음과 같은 작용 효과를 가진다. 이하에서, 도 1 내지 도 4에 더하여, 도 5를 사용하여, 그 작용 효과를 구체적으로 설명한다. 그리고, 도 5는 저연소시에서의 캔체 내의 가스의 흐름을 나타내는 개략도이다. 이 도 5에서, 2점 쇄선으로 나타낸 가스 흐름 상태도(가스(F0))는, 버너 구조가 본 실시예와는 상이하고, 버너로부터의 공기가 대략 수직 방법으로 분출되는 경우의 가스 형상(화염 형상)을 나타내고, 실선으로 나타낸 가스 흐름 상태도(가스(F1))가, 본 실시예에 관한 제1 버너(20)에 의해 형성되는 가스 형상(화염 형상)을 나타내고 있다.

본 실시예에 관한 제1 버너(20)를 저연소 상태로 작동시키는 경우에는, 먼저, 송풍기(도시하지 않음)를 구동시켜, 윈드 박스(40)를 통하여 제1 공기 공급 경로(24) 및 제2 공기 공급 경로(25)에 공기가 공급된다. 이어서, 제1 노즐부(22a)로부터 액체 연료가 분무되는 타이밍에 맞추어, 착화기(23)에 전류를 통하게 한다.

즉, 본 실시예에서는, 제1 공기 공급 경로(24) 및 제2 공기 공급 경로(25)를 통하여, 중앙 공기 분출부(26) 및 주위 공기 분출부(27)로부터 공기가 분출되고, 이 공기와 제1 노즐부(22a)로부터 분무되는 액체 연료의 믹싱이 행해진다. 그리고, 제1 노즐부(22a)의 근처에 설치된, 전류를 통하게 함으로써 전기 불꽃을 형성하는 착화기(23)에 의해, 공기와 믹싱된 액체 연료에 대하여 착화가 행해진다. 이 착화에 의해, 제1 노즐부(22a)로부터 분무된 액체 연료가 연소되고, 제1 노즐부(22a)로부터 액체 연료가 계속 분무되는 한 저연소 상태가 유지되게 된다. 또한, 제1 노즐부(22a)와 함께 제2 노즐부(22b)로부터도 액체 연료가 공급되면, 제1 버너(20)는 고연소 상태로 된다.

본 실시예에 관한 제1 버너(20)에서는, 노즐부(22)에서의 연료 공급 상태를 적당히 전환함(온,오프 제어함)에 의해, 정지 상태, 저연소 상태, 및 고연소 상태 중 어느 하나로의 전환이 가능하다. 즉, 연소 상태 계속시에서는, 저연소로부터 고연소, 또는 고연소로부터 저연소로의 전환이 가능하다.

제1 버너(20)에 대한 공기의 공급량은, 일반적으로 윈드 박스(40)와 송풍기 사이의 덕트 내에 설치된 댐퍼(도시하지 않음)나, 송풍기의 회전수를 제어하는 인버터 등(도시하지 않음)을 사용하여 조정된다. 그리고, 이 공기는, 액체 연료의 공급량에 대응하여 공급된다. 예를 들면, 마찬가지의 연료 공급 성능을 가지는 2개의 노즐 칩을 사용하여 구성된 버너에서, 어느 한쪽의 노즐 칩으로부터 액체 연료를 분무시킬 때(저연소시)에 공급되는 공기량을 「1」이라 하면, 양쪽의 노즐 칩으로부터 액체 연료를 분무시킬 때(고연소시)에 공급되는 공기량을 「2」라고 한다. 이와 같은 공기량의 조정을 댐퍼나 인버터를 사용하여 행하고 있다.

그런데, 이상과 같이 구성되고 기능하는 보일러(1)에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 버너(20)의 저연소시, 캔체(10) 내에서 연소실(16)의 중앙부를 대략 중심으로 하여 균일하게 퍼진 가스(F1)(실선)가 형성된다. 이와 같은 형상의 가스(F1)가 형성되는 것은, 노즐부(22)의 주위에 설치된 주위 공기 분출부(27)가, 캔 체(10) 내에 설치된 가스 배출구(17)로부터 제1 버너(20)에 의해 생성된 가스가 숏패스 되지 않도록, 주위 공기 분출부(27)로부터 분출되는 공기의 흐름을 제어 가능하게 구성되어 있기 때문이다. 보다 구체적으로는, 앞에서도 설명한 바와 같이, 각각의 주위 공기 분출부(27)가, 공기 중 적어도 일부를 가스 배출구(17)로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부(38)를 가지기 때문이다.

만일, 본 실시예와 같은 가이드부(38)를 가지고 있지 않은 것으로 하면, 버너에 의해 생성되는 가스는, 가스 배출구(17) 측에 끌려가는 것에 의해, 캔체(10) 내에 형성되는 가스는, 도 5의 점선에 의해 나타낸 가스(F0)와 같이 된다. 즉, 종래부터 알려져 있는 버너에는, 본 실시예에 나타낸 바와 같은 가이드부(38)는 설치되어 있지 않으므로, 캔체 내에서는 이와 같은 형상의 가스(F0)가 형성되어 있다고 고려된다. 이와 같은 경우에는, 캔체 내에서, 가스가 가스 배출구 측으로 끌려가므로, 연소실 내에서 가스를 충분히 확대할 수 없고, 연소실 내에서의 배기 가스 순환류가 저해되는 등의 문제가 발생한다.

그러나, 본 실시예에서는, 전술한 바와 같이, 가이드부(38)를 설치함으로써, 연소실(16) 내에서 균일하게 퍼진 가스(F1)를 형성할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

먼저, 본 실시예에서는, 가스(F1)가 가스 배출구(17)에 숏패스 되지 않으므로(끌려가지 않기 때문에), 제1 버너(20)에 의해 생성된 가스(F1)(화염도 포함함)를 캔체(10)의 연소실(16) 내에서 충분히 확대시킬 수 있다. 즉, 이 가스(F1)의 확대에 의해 가스 온도가 저하되므로, NOx 값을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 가스 배출구(17) 측으로 가스(F1)가 끌려가지 않기 때문에, 캔체(10) 내에서의 배기 가스 순환류가 적절히 형성되게 된다. 그러면, 이 캔체(10) 내에서의 배기 가스 순환류(자기 EGR)에 의해, 가스 온도가 저하되고, NOx 값을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 노즐부(22)의 주위에 복수개의 주위 공기 분출부(27)가 설치되고, 이들로부터 분할된 상태로 공기가 공급되므로, 제1 버너(20)에서는 분할 화염이 형성되게 된다. 종래부터도 분할 화염을 형성하는 기술은 알려져 있지만, 앞에서도 설명한 바와 같이, 종래 기술에서는, 가스가 가스 배출구 측으로 끌려가므로, 적절한 분할 화염은 형성되지 않았던 것으로 생각된다. 이에 대하여, 본 실시예에 따르면, 각각의 주위 공기 분출부(27)로부터의 공기가, 가스 배출구(17)의 반대측으로 경사지게 분출되므로, 가스(F1)가 가스 배출구(17) 측으로 끌려가지 않고, 제1 버너(20)에서는, 적절한 분할 화염이 형성되게 된다. 이와 같이 적절한 분할 화염이 형성되면, 가스(F1)의 표면적이 커져 가스 온도가 저하되므로, NOx 값을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에 관한 제1 버너(20)를 구성하는 주위 공기 분출부(27)는, 전술한 각종의 효과를 발휘하는 가이드부(38)와 함께, 확산부(39)도 가지고 있다. 이 확산부(39)는, 앞에서도 설명한 바와 같이, 관통구멍부(31) 중, 가이드부(38)에 의해 덮혀 있지 않은 부분이다(도 3 및 도 4 참조). 즉, 이 확산부(39)에는, 가이드부(38) 등과 같은 공기를 정류하기 위한 요소가 설치되어 있지 않으므로, 확산부(39)로부터 분출된 공기는, 확산부(39)의 에지 부분(관통구멍부(31)의 에지 부 분)에 의해 급히 확대되게 된다. 그러면, 제1 버너(20) 바로 옆에서는, 공기에 작은 난류가 발생되고, 노즐부(22)로부터 분무되는 액체 연료와 공기의 믹싱 상태를 일부 불균일하게 할 수 있다. 본 실시예에 관한 제1 버너(20)는, 이와 같은 확산부(39)를 가지므로, 단지 믹싱 상태를 양호하게 할 뿐만 아니라, 일부 의도적으로 불균일한 믹싱 상태를 형성할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는, 확산부(39)를 설치함으로써, 제1 버너(20) 근처에서 농담(濃淡) 연소적인 연소 상태를 형성할 수 있으므로, 가스 온도의 저하를 도모하고, NOx 값을 저감시킬 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 관한 보일러(1)는, 캔체(10)의 연소실(16) 내에서 가스(F1)를 충분히 확대시키는 것에 의한 가스 온도의 저하, 캔체(10) 내에서 형성되는 적절한 배기 가스 순환류에 의한 가스 온도의 저하, 적절한 분할 화염이 형성되는 것에 의한 가스 온도의 저하, 및 확산부(39)에 의해 형성되는 농담 연소에 의한 가스 온도의 저하의 상승 효과에 의해, NOx의 저감을 도모할 수 있다.

그리고, 본 발명은, 상기 실시 태양 및 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 취지에 적합한 범위에서 필요에 따라 각종의 변경을 행할 수도 있으며, 이들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

예를 들면, 본 발명에 관한 버너는, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 제1 버너(20)에 한정되지 않고, 필요에 따라 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같은 구성으로 해도 된다. 여기서, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 관한 버너(60)(이하, "제2 버너(60)"라고 함)(본 발명의 "버너"에 상당)의 종단면의 설명도를 나타낸 것이 다. 또한, 도 7은 도 6에 나타낸 제2 버너(60)의 저면도를 나타낸 것이다. 이 도 6 및 도 7에 나타낸 제2 버너(60)는, 기본적으로 도 3 및 도 4 등을 사용하여 설명한 제1 버너(20)와 동일한 구성을 가지므로, 동일한 구성 요소에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략하고, 이하에서는, 이 다른 실시예에 관한 제2 버너(60)의 특징 부분에 대하여 주로 설명한다.

먼저 설명한 제1 버너(20)(도 3 등 참조)와, 이 도 6 및 도 7에 나타낸 제2 버너(60)의 차이는, 연소통(61)의 유무이다. 즉, 이 다른 실시예에 관한 제2 버너(60)는, 주위 공기 분출부(27)를 구성하는 제2 공기 공급 경로(25)의 외측에, 연소통(61)을 가지는 점에서, 앞의 실시예에 관한 제1 버너(20)와 그 구성이 상이하다.

이 연소통(61)은, 볼트 등의 접속 수단(62)을 사용하여, 제2 통부재(35)의 외측에 설치되어 있고, 제2 통부재(35)와 연소통(61)의 사이에는 소정 공간(후술하는 순환부(63))이 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 균등한 간격으로 설치된 6개의 접속 수단(62)을 사용하여, 연소통(61)이 제2 통부재(35)의 외측에 고착되어 있다.

이 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이 구성된 제2 버너(60)에 의하면, 캔체(10) 내를 순환하고 있는 배기 가스가 순환부(63)를 통하여 연소통(61) 내에 혼입되게 되어, NOx 값을 저감시킬 수도 있다. 또한, 이 연소통(61)을 설치함으로써, 가스의 확대를 억제하여 제2 버너(60) 근처에서의 연소성을 촉진시킬 수 있으 므로, 저 O₂(배기 가스 중의 잔존 산소 농도가 2% ~ 3% 정도) 측에서의 CO의 상승을 억제할 수 있다. 단, 이들 효과는, 버너에서의 공기의 분출 상황, 보일러의 연소량, 캔체(10) 내에서의 가스 형상, 캔체(10)를 구성하는 수관 배열 등, 각종의 조건에 따라 상이하고, 필요에 따라 이 연소통(61)을 설치할 것인가 여부를 판단할 필요가 있다.

또한, 이 도 6 및 도 7에서는, 연소통(61)이 수직으로 설치된 경우에 대하여 도시되어 있지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 따라서, 예를 들면, 연소통 자체도 가이드부(37)와 마찬가지로, 경사지게 설치해도 된다.

또한, 전술한 각 실시예에서는, 각각의 주위 공기 분출부(27)에 설치된 가이드부(37)가 동일한 방향으로 동일한 각도로 경사지게 설치되는 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 따라서, 예를 들면, 각각의 가이드부(37)의 설치 경사 각도를 적당히 상이하도록 구성해도 된다.

또한, 전술한 실시예에서는, 가이드부(37)가, 단면 ㄷ자 형상의 판형 부재(삽형)를 사용하여 구성된 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않고, 주위 공기 분출부(27)로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 가스 배출구(17)로부터 멀어지는 방향으로 안내할 수 있으면, 어떠한 구성이라도 된다. 따라서, 예를 들면, 1개의 평판형의 판형 부재를 사용하여 가이드부를 구성해도 된다. 구체적으로는, 각각의 주위 공기 분출부(27)를 이루는 관통구멍부(3)의 가스 배출구(17)에 가장 근접하는 "1변"에, 평판형의 판형 부재를 경사지게 하여 설치해 도 된다. 이와 같은 구성이라도, 주위 공기 분출부(27)로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 가스 배출구(17)로부터 멀어지는 방향으로 안내할 수 있으므로, 전술한 각종의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 전술한 실시예에서는, 고연소용 제2 노즐(22b)을 제1 통부재(34)의 중심축 상에 배치하고, 저연소(및 고연소)용 제1 노즐(22a)을 상기 중심축에 대하여 가스 배출구(17)로부터 멀어지는 측으로 이격시켜 배치하고 있지만, 본 발명은 이 배치에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제2 노즐(22b) 및 제1 노즐(22a) 사이의 중심이 상기 제1 통부재(34)의 중심축과 겹쳐지도록 배치될 수 있다. 또한, 단일의 노즐(도시하지 않음)에 의해 저연소량과 고연소량으로 전환하여 공급하는 버너에도 본 발명은 적용할 수 있다.

또한, 상기 각 실시예(도 1 내지 도 7을 사용하여 설명한 각 실시예)에서는, 주위 공기 분출부(27)의 모두에 가이드부(37)가 설치된 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 버너에 의해 생성된 가스가 캔체 내에 설치된 가스 배출구(17)로부터 숏패스 되지 않도록, 공기(연소용 공기)의 흐름을 제어하는 것을 목적으로 하므로, 주위 공기 분출부의 모두에 가이드부를 설치하는 구성 외에, 주위 공기 분출부의 일부에 가이드부를 설치하는 구성도 포함하는 개념이다.

따라서, 예를 들면, 본 발명의 다른 실시예에 관한 버너로서 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같은 구성을 채용해도 된다. 여기서, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 관한 버너(80)(이하, "제3 버너(80)"라고 함)(본 발명의 "버너"에 상당)의 종단 면의 설명도를 나타낸 것이며, 도 9는 도 8에 나타낸 제3 버너(80)의 저면도를 나타낸 것이다. 이 도 8 및 도 9에 나타낸 제3 버너(80)는, 기본적으로 도 3 및 도 4 등을 사용하여 설명한 제1 버너(20)와 동일한 구성을 가지므로, 제3 버너(80)의 구성 요소 중, 제1 버너(20)와 동일한 구성 요소에 대하여는, 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략하고, 이하에서는, 이 제3 버너(80)의 특징 부분에 대하여 주로 설명한다.

먼저 설명한 제1 버너(20)(도 3 등 참조)와, 이 도 8 및 도 9에 나타낸 제3 버너(80)의 차이는, 노즐부(22)의 주위에 설치된 주위 공기 분출부(87)(본 발명의 "공기 분출부"에 상당)의 구조이다. 즉, 이 다른 실시예에 관한 제3 버너(80)는, 6개의 주위 공기 분출부(87a ~ 87f)의 일부가 상이한 구조를 가지는 점에서, 상기한 실시예에 관한 제1 버너(20)와 그 구성이 상이하다.

구체적으로는, 제1 버너(20)와 달리, 도 8 및 도 9에 나타낸 제3 버너(80)는, 노즐부(22)의 주위에 설치된 6개의 주위 공기 분출부(87) 중, 제1 주위 공기 분출부(87a), 제2 주위 공기 분출부(87b), 및 제6 주위 공기 분출부(87f)는, 가이드부(98)(제1 가이드부(98a, 제2 가이드부(98b), 및 제6 가이드부(98f))를 가지고, 다른 제3 주위 공기 분출부(87c), 제4 주위 공기 분출부(87d), 및 제5 주위 공기 분출부(87e)는 가이드부를 가지고 있지 않다.

즉, 제1 주위 공기 분출부(87a), 제2 주위 공기 분출부(87b), 및 제6 주위 공기 분출부(87f)에 대하여는, 제1 버너(20)와 마찬가지로, 제2 공기 공급판(37)에 천공된 관통구멍부(91)(제1 관통구멍부(91a), 제2 관통구멍부(91b), 및 제6 관통구 멍부(91f))의 가스 배출구(17)측(본 실시예의 각 도면에 있어서는 "좌측")에, 판형 부재를 사용하여 가이드부(98)(제1 가이드부(98a), 제2 가이드부(98b), 및 제6 가이드부(98f))가 구성되어 있고, 이 가이드부(98)에 의해 덮혀 있지 않은 부분이, 주위 공기 분출부(87a, 87b, 87f)로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부(99)(제1 확산부(99a), 제2 확산부(99b), 및 제6 확산부(99f))로서 기능한다.

한편, 제3 주위 공기 분출부(87c), 제4 주위 공기 분출부(87d), 및 제5 주위 공기 분출부(87e)는 가이드부를 가지지 않고, 제2 공기 공급판(37)에 단지 관통구멍부(91)(제3 관통구멍부(91c), 제4 관통구멍부(91d), 및 제5 관통구멍부(91e))가 천공되어 있을 뿐이다.

이와 같이 구성된 본 실시예에 관한 제3 버너(80)에 의하면, 제1 주위 공기 분출부(87a), 제2 주위 공기 분출부(87b), 및 제6 주위 공기 분출부(87f)로부터 분출되는 연소용 공기가, 가이드부(98)(제1 가이드부(98a), 제2 가이드부(98b), 및 제6 가이드부(98f))에 의해 가스 배출구(17)의 반대측으로 흐르도록 제어되고, 이 제어된 연소용 공기의 흐름에 따라 가이드부를 가지고 있지 않은 제3 주위 공기 분출부(87c), 제4 주위 공기 분출부(87d), 및 제5 주위 공기 분출부(87e)로부터의 연소용 공기도, 가스 배출구(17)의 반대측으로 기울어 분출되게 된다.

즉, 본 실시예에 있어서는, 주위 공기 분출부(87)의 일부가 가이드부(98)를 가지고 있지 않은 구성이라도, 제3 버너(80)로부터 분출되는 연소용 공기의 흐름은 상기한 바와 같이 제어된다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 전술한 다른 실시예와 마찬가지로, 제3 버너(80)에 의해 생성된 가스가 캔체 내에 설치된 가스 배출 구(17)로부터 숏패스 되지 않고, 제3 버너(80)에 의해 생성된 가스(화염도 포함함)를 캔체(10)의 연소실(16) 내에서 충분히 확대시킬 수 있다. 이와 같이 가스를 충분히 확대시킬 수 있으면, 가스 온도가 저하되므로, NOx 값을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서도 다른 실시예와 마찬가지로, 가스 배출구(17) 측으로 가스가 끌려가지 않기 때문에, 캔체(10) 내에서의 배기 가스 순환류가 적절히 형성되게 된다. 그러면, 이 캔체(10) 내에서의 배기 가스 순환류(자기 EGR)에 의해, 가스 온도가 저하되고, NOx 값을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서도, 전술한 다른 실시예와 마찬가지로, 분할 화염이 형성되는 것에 의한 NOx 값 저감 효과, 및 확산부(99)를 가지는 것에 의한 양호한 믹싱 효과 등의 각종의 효과(상승 효과를 포함함)를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 제3 버너(80)를 구성하는 제3 주위 공기 분출부(87c), 제4 주위 공기 분출부(87d), 및 제5 주위 공기 분출부(87e)에 가이드부(98)를 설치하고 있지 않다. 즉, 본 실시예에 관한 제3 버너(80)는, 연소용 공기의 흐름이 제어되어 형성되는 가스가 접근하는 측(가스 배출구(17)의 반대측)에 위치되는 주위 공기 분출부(87c, 87d, 87e)에, 가이드부(98)가 설치되어 있지 않다.

이와 같은 구성에 의하면, 제3 주위 공기 분출부(87c), 제4 주위 공기 분출부(87d), 및 제5 주위 공기 분출부(87e)에 가스가 접근해도, 이들 주위 공기 분출부(87c, 87d, 87e)에는, 다른 주위 공기 분출부(87a, 87b, 87f)와 달리, 제2 공기 공급판(37)으로부터 연소실(16) 측으로 돌출된 가이드부(98)가 설치되어 있지 않으 므로, 제3 버너(80)의 선단부가 열적 영향을 쉽게 받지 않는다. 즉, 본 실시예에 따르면, 가스 근접 측에 가이드부(98)가 설치되어 있지 않고, 제3 버너(80) 전체적으로 열적 영향을 쉽게 받지 않으므로, 버너의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 각 실시예에서는, 액체 연료의 종류에 대하여는 특히 설명하지 않았지만, 본 발명은 어떠한 액체 연료로 한정되지 않고, 등유, A중유, B중유, C중유 등의 액체 연료에 대하여 적용할 수 있다.

본 발명은 보일러에 이용될 수 있다.

Claims (6)

1. 복수개의 수관(water tube)을 사용하여 구성된 캔체와, 상기 캔체 내의 연소실에 대하여 액체 연료를 분무하는 노즐부를 가지는 버너를 포함한 보일러에 있어서,

   상기 노즐부의 주위에 공기 분출부가 설치되어 있고,

   상기 공기 분출부는, 상기 버너에 의해 생성된 가스가, 상기 캔체 내에 설치된 가스 배출구로부터 숏패스 되지 않도록, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 흐름을 제어하도록 구성되어 있는, 보일러.
2. 제1항에 있어서,

   상기 공기 분출부가, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 상기 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부와, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부를 포함하는, 보일러.
3. 복수개의 수관을 사용하여 구성된 캔체와, 상기 캔체 내의 연소실에 대하여 액체 연료를 분무하는 노즐부를 가지는 버너를 포함한 보일러에 있어서,

   상기 노즐부의 주위에 공기 분출부가 설치되어 있고,

   상기 공기 분출부가, 상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 상기 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 가이드부와, 상기 공기 분 출부로부터 분출되는 공기의 확산을 촉진하는 확산부를 포함하는, 보일러.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 가이드부가, 상기 공기 분출부에서의 상기 가스 배출구 측에 설치된 판형 부재를 사용하여 구성되어 있고,

   상기 공기 분출부로부터 분출되는 공기 중 적어도 일부를 상기 가스 배출구로부터 멀어지는 방향으로 안내하도록, 상기 판형 부재가 경사지게 설치되어 있는, 보일러.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 노즐부로부터 분무되는 상기 액체 연료가 접촉되지 않도록, 상기 가이드부의 높이가 설정되어 있는, 보일러.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 캔체 내에 설치된 가스 배출구가, 상기 수관의 장축 방향을 따라 개구되어 있는, 보일러.

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