KR20090060194A

KR20090060194A - 제트버너

Info

Publication number: KR20090060194A
Application number: KR1020080123056A
Authority: KR
Inventors: 요시아끼 히라야마; 소오헤이 시마다
Original assignee: 요시아끼 히라야마; 소오헤이 시마다
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2009-06-11
Also published as: KR101153895B1; JP4766497B2; JP2009139032A

Abstract

본 발명은 연료 주입구 및 그 주변의 그을음 부착량이 저감되는 제트버너를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 제트버너(1)는, 내부에 연소실(13)을 갖는 내통(10)과, 내통(10)의 기단 쪽에 배치되는 기단 부재(40)와, 주입구(42b)를 선단에 가짐과 함께 주입구(42b)를 연소실(13) 안으로 돌출되게 하여 기단 부재(40)에 부착되는 인젝터(42)와, 기단 부재(40)에 부착되며, 주입구(42b)로부터 주입되는 연료를 점화시키는 점화 플러그(44)와, 내통(10)의 선단 쪽에 부착됨과 함께, 내통(10)의 내부에서 연소된 기체를 고압 분출하는 분출구(51)가 마련된 선단 부재(50)와, 주입구(42b)보다도 선단 쪽에서 연소실(13)에 연소용의 공기를 유입시킴과 함께, 연소된 기체를 선단 쪽으로 송출하는 제1 유입부(15)와, 주입구(42b)보다도 기단 쪽에서 인젝터(42)의 외주 쪽으로부터 인젝터(42) 쪽으로 공기를 유입시키는 제2 유입부(43)를 구비한다.

Description

제트버너{JET BURNER}

본 발명은 충격파를 생성하는 제트버너에 관한 것이다.

종래, 내부에 연소실을 가지며, 그 연소실의 한쪽에 부착된 연료 주입 부재의 연료 주입구로부터 액체 연료를 주입하여 가스화하고, 그 가스화된 연료를 점화시켜, 고온 고압 상태에서 분출구로부터 충격파로서 분출시키는 제트버너가 존재한다(예컨대, 비특허문헌 1 참조). 이러한 종래의 제트버너는 연소실의 한쪽이 기판으로 막히고, 그 기판으로부터 점화 플러그가 돌출되도록 배치되어 있다.

<비특허문헌 1>

시마다 쇼헤이 “프레임제트·엔지니어링입문”, 초판, 산교도쇼 주식회사 1995년 4월 3일 p.2-3

이 종래의 제트버너에 있어서는, 연소를 계속하면 기판의 내면 및 점화 플러그의 주위에 그을음이 다량으로 부착되게 된다. 그을음의 부착량이 증가하면, 재점화가 곤란하게 되고, 또한 연소에도 영향이 생긴다고 하는 문제가 있다.

본 발명의 과제는 연료 주입구 및 그 주변의 그을음 부착량을 저감시키는 것이다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 내부에 연소실을 갖는 통체와, 상기 통체의 기단 쪽에 배치되는 기단 부재와, 연료 주입구를 선단에 가짐과 함께 그 연료 주입구를 상기 연소실 안으로 돌출되게 하여 상기 기단 부재에 부착되는 연료 주입 부재와, 상기 기단 부재에 부착되며, 상기 연료 주입구로부터 주입되는 연료를 점화시키는 연료 점화 부재와, 상기 통체의 선단 쪽에 부착됨과 함께, 상기 통체의 내부에서 연소된 기체를 고압 분출하는 분출구가 마련된 선단 부재와, 상기 연료 주입구보다도 상기 선단 쪽에서 상기 연소실에 연소용의 공기를 유입시킴과 함께, 연소된 기체를 상기 선단 쪽으로 송출하는 제1 유입부와, 상기 연료 주입구보다도 상기 기단 쪽에서 상기 연료 주입 부재의 외주 쪽으로부터 상기 연료 주입 부재 쪽으로 공기를 유입시키는 제2 유입부를 구비하는 제트버너를 제공한다.

제2 유입부에 의하여, 연료 주입구보다도 기단 쪽에서 연료 주입 부재의 외주 쪽으로부터 연료 주입 부재 쪽으로 공기가 유입된다. 이 유입된 공기는 연료 주입 부재의 측면을 따라서 연료 주입구 쪽으로 흐르고, 이 흐름에 의해서 연료 주입 부재의 측면에 정체하고 있던 미연소 가스가 연료 주입구 쪽으로 흐른다. 그리고 제2 유입부로부터 유입된 공기가 스스로 연소 가스로 되어 미연소 가스가 연소된다. 이 때문에, 미연 가스에 의한 그을음의 발생이 저감되어, 연료 주입구 및 그 주변의 그을음 부착량을 저감시킬 수 있다.

상기 제트버너에 있어서, 상기 기단 부재는 원통부와 이 원통부의 기단 쪽을 덮는 원판부를 가지며, 상기 원통부는 그 내경이 상기 통체의 내경보다도 작으며 또한 상기 연료 주입 부재의 외경보다도 큰 제1 부분을 포함하고, 상기 연료 주입 부재는 상기 원통부의 상기 제1 부분에 있어서 상기 원통부의 내면과의 사이에 일정한 폭의 간극을 두도록 배치되어 있어도 좋다.

상기 제트버너에 의하면, 제2 유입부로부터 유입된 공기는 연료 주입 부재의 측면과 개구부의 내면 사이의 간극을 따라 흘러, 그 간극에 불연 가스를 정체시키는 일이 없다. 따라서, 연료 주입 부재의 측면에 부착되는 그을음의 양을 저감시킬 수 있다. 또한, 연소 주입 부재의 측면으로부터의 방열을 촉진할 수 있어, 연료 주입 부재의 내구성을 높일 수도 있다. 한편, 제2 유입부는 상기 원통부에 있어서의 상기 제1 부분에 마련된 구멍이어도 좋다.

상기 원통부는 상기 선단 쪽에 있어서, 그 내경이 상기 제1 부분으로부터 상기 통체 쪽을 향하여 점차 내경이 확대되도록 테이퍼형으로 형성된 제2 부분을 포함하여도 좋다. 이와 같이 내경을 테이퍼형으로 형성함으로써, 원통부의 선단 쪽에 있어서 공기가 정체되는 부분을 감소시킬 수 있어, 기단 부재의 선단 쪽에 있어서의 그을음 부착이 더욱 저감된다.

상기 제1 부분의 내경은, 상기 연료 주입구 부근에서 좁아지게 되어 있어도 좋다. 이와 같이 함으로써, 제1 부분의 연료 주입구 부근에 있어서 공기의 흐름이 보다 빨라져, 연료 주입구에 부착되는 그을음의 양을 보다 저감시킬 수 있다. 또한, 연료 주입구 부근에 있어서의 연료와 공기와의 공기의 교반이 촉진됨으로써, 연소 영역이 증가되어, 기단 부재의 연소실 쪽의 그을음 부착량이 더욱 저감된다.

본 발명에 따르면, 연소실의 기단 쪽에 부착된 연료 주입 부재의 연료 주입구로부터 액체 연료를 주입하여 가스화하고, 그 가스화된 연료에 점화하여, 고온 고압 상태에서 분출구로부터 충격파로서 분출시키는 제트버너에 있어서, 연소시에 있어서 연료 주입구와 그 주변에 부착되는 그을음의 양을 저감시킬 수 있다.

(제1 실시형태)

이하, 도면 등을 참조하여, 본 발명의 제트버너의 제1 실시형태에 관해서 설명한다. 한편, 본 명세서에서, 제트버너에 있어서의 연료 주입 쪽을 기단 쪽, 충격파를 분출하는 쪽을 선단 쪽이라고 한다.

도 1은 제1 실시형태의 제트버너(1)의 단면도이다. 도시하는 바와 같이, 제트버너(1)는 다통(多筒) 구조를 가지며, 가장 내측에 배치되는 내통(10)과, 가장 외측에 배치되는 외통(20)과, 내통(10)과 외통(20) 사이에 배치되는 중간통(30)을 구비한다.

제트버너(1)는 또한 내통(10)에 있어서의 기단 쪽에 부착됨과 함께, 축선 상에 인젝터용 개구부(41)가 마련된 기단 부재(40)와, 내통(10)의 내주면에 개구되어, 점화된 혼합 기체를 더욱 선회시켜 공기를 교반하면서 선단 쪽으로 보내는 제1 유입부(15)와, 내통(10)의 선단 쪽에 부착됨과 함께 내통(10) 내에서 연소된 연료를 고압 분출하는 분출구(51)가 마련된 선단 부재(50)를 구비한다.

도 2는 내통(10)의 측면도이다. 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 내통(10)은 그 외주면으로부터 지름 방향 바깥쪽으로 연장되는 소정 높이의 띠 형상 부재를 외주면에 있어서 나선형으로 휘감아 이루어지는 날개부(11)를 갖는다.

내통(10)의 기단 쪽에는 지름 방향으로 연장되어 있는 플랜지부(12)가 마련되어 있다. 또한, 제1 유입부(15)는 내통(10)에 있어서의 기단 쪽이면서 플랜지부(12)보다는 약간 선단쪽에 치우친 부분에 내통(10)을 관통하여 마련되어 있다. 제1 유입부(15)는 도 1 및 도 2(a)에 도시하는 바와 같이, 내통(10)의 길이 방향 단면에 있어서 내통(10)의 외주면으로부터 내주면을 향하는 방향으로 기단 쪽에서 선단 쪽으로 기울어 있다. 또한, 도 2(b)에 도시하는 바와 같이, 내통(10)의 축선에 대하여 수직인 단면에 있어서, 제1 유입부는 지름 방향에 대하여 일정 각도 기울어져 형성되어 있다. 이것은 내통(10) 내부를 통과하는 후술하는 혼합 기체를 선회시켜 공기를 교반하면서 선단 쪽으로 보내기 위해서이다.

도 1로 되돌아가서, 중간통(30)은 내통(10)의 외측에 내통(10)과 동축 형상으로 배치되는 통체이다. 중간통(30)의 지름은 그 내면이 상술한 날개부(11)의 선단과 접촉하지 않는 크기로 설정되어 있다. 또한, 중간통(30)의 기단 쪽에는 제1 플랜지부(31)와, 제1 플랜지부(31)보다도 약간 선단 쪽에 위치함과 함께 후술하는 주름상자 부재(60)에 접속되는 제2 플랜지부(32)가 마련되어 있다. 제1 플랜지부(31)는 내통(10)의 플랜지부(12)에 볼트에 의해 접속되어 있다.

제1 플랜지부(31)와 제2 플랜지부(32) 사이에는 압축 공기를 유입하기 위한 압축 공기 유입구(35)가 마련되고, 그 압축 공기 유입구(35)로부터 콤프레샤 배관 부(36)가 연장되어 있다. 또한, 제2 플랜지부(32)에 있어서의 중간통(30) 외주면 근방에는 콤프레샤에 의해 압축 공기 유입구(35)로부터 보내진 압축 공기를 외통(20)과 내통(10) 사이의 간극에 유입시키는 유입구(37)가 마련되어 있다.

외통(20)은 내통(10) 및 중간통(30)과 동축이면서 그 외측에 배치되는 통형상체이다. 그 선단 쪽에는 선단 부재(50)의 플랜지부(52)와 접속되는 원환 부재(21)가 내주 쪽을 향하여 마련되어 있다. 또한 외통(20)의 기단 쪽에는 후술하는 주름상자 부재(60)에 접속되는 외통 플랜지부(24)가 마련되어 있다. 또한, 외통(20)의 선단부는 중간통(30)의 선단부보다도 더욱 더 선단 쪽으로 연장되어 있고, 내통(10)의 선단 쪽의 외주에 있어서는, 중간통(30)이 존재하지 않고 외통(20)만 존재하는 부분이 마련되어 있다. 이 부분은 후술하는 냉각 공기가 방향 전환하는 전환부(23)로 된다.

중간통(30)의 제2 플랜지부(32)와, 외통(20)의 외통 플랜지부(24) 사이에는 외통(20)과 대략 동일한 지름의 주름상자 부재(60)가 배치되어 있다. 이 주름상자 부재(60)는 통형 주름상자체의 기단 쪽에 플랜지부(61a), 선단 쪽에 플랜지부(61b)가 부착된 부재이며, 플랜지부(61a)와 중간통(30)의 제2 플랜지부(32)는 볼트에 의해 접속되고, 플랜지부(61b)는 외통(20)의 외통 플랜지부(24)에 볼트에 의해 접속되어 있다.

선단 부재(50)는 원주형 부재이며, 그 중앙부에 내통(10)의 내경으로부터 점차 지름을 축소시킴으로써 형성되는 소정 지름의 분출구(51)가 마련되어 있다. 또한 선단 부재(50)의 외주에는 플랜지부(52)가 마련되어 있다. 플랜지부(52)와 원환 부재(21)는 볼트로 고정되어 있다. 더욱이 선단 부재(50)의 길이 방향으로 마련된 개구부(53)에는 볼트가 삽입되어 내통(10)에 고정되어 있다.

기단 부재(40)는 내통(10)의 기단 쪽에 부착되어 있고, 원통부(40a)와, 그 원통부(40a)의 기단부를 덮는 원판부(40b)와, 원통부(40a)의 선단에 마련된 플랜지부(40c)를 구비하며, 플랜지부(40c)와 전술한 내통(10)의 플랜지부(12)는 볼트에 의해서 접속되어 있다.

도 3은 기단 부재(40)의 단면도이다. 또한, 도 4는 기단 부재(40)를 기단 쪽에서 본 도면이다. 원판부(40b)에는 후술하는 인젝터(42)가 배치되는 인젝터용 개구부(41)와, 인젝터(42)로부터 분사되는 연료를 점화시키는 점화 플러그(44)가 배치되는 점화 플러그용 개구부(45)가 마련되어 있다. 또한, 원통부(40a)의 기단부 쪽, 즉 원판부(40b)쪽에 치우친 부분에는 인젝터(42)의 외주 쪽에서 인젝터(42) 쪽으로 공기를 유입시키는 제2 유입부(43)가 마련되어 있다. 제2 유입부(43)는 도 4에 도시하는 바와 같이 기단 부재(40)의 축선 방향에 대하여 수직인 단면에 있어서, 지름 방향에 대하여 기울어져 배치되어 있다. 이 제2 유입부(43)는 콤프레샤(도시하지 않음)에 접속되고, 소량의 고압 공기가 제2 유입부(43)로부터 기단 부재(40)의 내부로 유입된다.

더욱이 기단 부재(40)에는 길이 방향을 따라서 예컨대 울트라비전(49)(도 1에 도시)이 부착되는 제1 센서용 개구부(48a), 압력계가 삽입되는 제2 센서용 개구부(48b) 및 온도계가 부착되는 제3 센서용 개구부(48c)가 마련되어 있다.

이어서, 본 실시형태의 제트버너(1)의 동작에 관해서 설명한다. 우선, 액체 연료가 인젝터(42)로부터 기단 부재(40) 내의 제1 연소실(47) 안으로 고압 상태로 분출되어 분무화된다. 한편 연료는 등유, 석유 등의 액체 연료로 한정되지 않고, 프로판가스, 도시가스 등의 공기 연료이어도 좋다.

이 분무와 동시에, 제2 유입부(43)에 의해서 인젝터(42)의 주입구(42b)보다도 기단 쪽에 있어서, 인젝터(42)의 외주 쪽에서 인젝터(42)를 향하여 공기가 유입된다. 이 공기는 기단 부재(40)의 원판부(40b)의 내면 및 인젝터(42)의 측면을 따라서 주입구 쪽으로 흐른다. 이 때문에, 기단 부재(40)의 내면 근방에 정체되어 있던 미연소 가스의 주입구(42b) 쪽으로의 흐름이 확립된다.

그리고 분무화된 연료에 대하여, 제2 유입부(43)로부터 유입된 고압 공기가 혼입된다. 이 때, 제2 유입부(43)는 축선 방향에 대하여 수직인 단면에 있어서 지름 방향에 대하여 기울어져 배치되어 있기 때문에, 혼합된 기체는 제1 연소실(47)에 있어서 고속 와류로 된다. 이 고속 와류 상태의 혼합 기체는 점화 플러그(44)에 의하여 점화됨과 함께, 제1 유입부(15)로부터 토출되는 고온 고압 공기에 의해서 고속 교반되어 제2 연소실(13)로 보내어져, 제2 연소실(13)에 있어서 고열 화염이 생성된다. 이 때, 제2 유입부(43)로부터 유입된 공기는 스스로가 연소 가스로 되어 미연 가스를 더욱 연소시킨다.

내통(10) 내에 고열 화염이 생성되기 때문에, 내통(10)은 고온으로 된다. 이 내통(10)을 냉각시키기 위해서, 콤프레샤 배관부(36)에 접속된 콤프레샤로부터 상온 압축 공기를 압축 공기 유입구(35) 및 유입구(37)를 통해서 외통(20)과 중간통(30) 사이의 간극으로 보낸다. 상온 압축 공기는 외통(20)과 내통(10) 사이의 간 극을 따라 기단 쪽에서 선단 쪽을 향하여 흐른다. 그리고, 선단 쪽의 전환부(23)에 있어서 공기는 방향을 180도 전환하여, 중간통(30)과 내통(10) 사이의 날개부(11)가 마련되어 있는 공간 안을 흐른다. 이 경우, 공기는 나선형으로 마련된 날개부(11)에 의해서 흐름이 유도되며, 중간통(30)과 내통(10) 사이를 나선형으로 선회하면서 내통(10)의 열을 흡수하여, 내통(10)이 냉각된다.

한편, 중간통(30)과 내통(10) 사이를 흐르는 고압 공기는 내통(10)이 냉각됨에 따라 온도가 상승된다. 이 온도가 상승된 고온 고압 공기는 중간통(30)과 내통(10)의 기단부에서 제1 유입부(15)로부터 내통(10)의 내부로 토출되어, 상술한 바와 같이 연료 가스를 교반하는데 이용된다.

고열 화염은 제2 연소실(13) 내에서 폭발 팽창하여 선단 부재(50)의 분출구(51)로부터 외부로 분출된다. 그 때, 폭발에 의해 고속 화염의 속도는 음속을 초과하며, 음속을 초과하면 노즐로부터는 충격파로 되어 분출된다.

(제2 실시형태)

이하, 도면 등을 참조하여, 본 발명의 제2 실시형태의 제트버너(101)에 관해서 설명한다. 도 5는 제트버너(101)의 기단 부재(140)의 단면도이다. 또한, 도 6은 기단 부재(140)를 기단 쪽에서 본 도면이다. 제2 실시형태의 제트버너(101)는 제1 실시형태의 제트버너(1)와 비교하여 기단 부재(140) 이외의 구성은 동일하기 때문에 동일한 부분의 설명은 생략한다.

기단 부재(140)는 제1 실시형태와 마찬가지로, 원통부(140a)와, 그 원통부(140a)의 기단부를 덮는 원판부(140b)와, 원통부(140a)의 선단에 마련된 플랜지 부(140c)를 구비한다.

기단 부재(140)의 원판부(140b)에는 인젝터용 개구부(141)의 일부를 이루는 제1 개구부(141a) 및 제1 개구부(141a)보다도 지름이 작은 제2 개구부(141b)가 마련되어 있다. 또한 기단 부재(140)의 원통부(140a)는 그 내경이 내통(110)의 내경보다는 작고 또한 인젝터(42)의 외경보다는 큰 제3 개구 부분(141c)과, 제3 개구부분(141c)의 선단으로부터 내통(110) 쪽을 향함에 따라서 점차 내경이 확대되도록 테이퍼형의 내면을 갖는 제4 개구 부분(141d)을 구비한다.

인젝터용 개구부(141) 및 센서용 개구부(148a, 148b)는 기단 부재(140)의 원판부(140b)로부터 원통부(140a)를 관통하여 제4 개구부의 테이퍼형의 내면까지 연장되어 있다. 점화 플러그용 개구부(145)는 원통부(140a)의 측면으로부터 제4 개구 부분(141d)을 향하여 비스듬하게 형성되어 있다. 제2 유입부(143)는 원통부(140a)의 외주 쪽에서 제3 개구 부분(141c)의 내경 쪽으로 개구되어 있다.

이어서, 본 실시형태의 제트버너(101)의 동작에 관해서 설명한다. 한편, 동작의 설명에 있어서도 제1 실시형태와 동일한 부분의 설명은 생략한다. 액체 연료가 인젝터(42)로부터 제1 연소실(147) 안으로 고압 상태로 분출되어 분무화되고, 이 분무와 동시에, 제2 유입부(143)에 의해, 인젝터(142)의 주입구(142b)보다도 기단 쪽에 있어서, 제3 개구 부분(141c)에 있어서의 인젝터(142)의 외주 쪽에서 인젝터(42)를 향하여 공기가 유입된다.

제2 유입부(143)로부터 유입된 모든 공기는 인젝터(42)의 외주와 제3 개구 부분(141)의 내주 사이의 간극을 따라 흐른다. 따라서, 제1 실시형태와 비교하여 인젝터(42)의 측부의 유속 및 유량이 증가되어, 연료 주입 부재의 측부에 부착되는 그을음의 양을 더욱 저감시킬 수 있다. 또한, 인젝터(42) 측부로부터의 방열이 촉진되어, 인젝터(42)의 내구성을 높일 수 있다.

그리고 분무화된 연료에 대하여, 이 제2 유입부(143)를 통해 유입된 고압 공기가 혼입된다. 이 때, 제2 유입부(143)는 축선 방향에 대하여 수직인 단면에 있어서 지름 방향에 대하여 기울어져 배치되어 있기 때문에, 혼합된 기체는 제1 연소실(147)에 있어서 고속 와류로 된다. 이 고속 와류 상태의 혼합 기체는 점화 플러그(144)에 의하여 점화됨과 함께, 제1 유입부(15)로부터 토출되는 고온 고압 공기에 의해서 고속 교반되어 제2 연소실(13)로 보내지고, 제2 연소실(13)에서 고열 화염이 생성된다. 이 때, 제2 유입부(143)로부터 유입된 공기는 스스로가 연소 가스로 되어 미연 가스를 더욱 연소시킨다.

또한, 원통부(140a)의 선단 쪽은 테이퍼형으로 형성되어 있기 때문에, 원통부(140a)의 선단 쪽에서 공기의 흐름이 정체되는 부분이 감소되어, 기단 부재(140)의 그을음 부착이 더욱 저감된다.

(제3 실시형태)

이하, 도면 등을 참조하여, 본 발명의 제3 실시형태의 제트버너(201)에 관해서 설명한다. 도 7은 본 발명의 제3 실시형태의 기단 부재(240)의 단면도이다. 또한, 도 8은 기단 부재(240)를 기단 쪽에서 본 도면이다. 제3 실시형태의 제트버너(201)는 제2 실시형태의 제트버너(101)와, 제3 개구 부분(241c)에 있어서, 인젝터(42)의 연료 주입구 부근(241e)이 좁게 되어 있는 것 외에는 동일하기 때문에 동 일한 부분의 설명은 생략한다.

도시하는 바와 같이, 제3 개구 부분(241c)에 있어서, 인젝터(42)의 주입구 부근(241e)이 좁게 되어 있기 때문에, 인젝터(42)의 주입구 부근(241e)에 있어서, 제2 유입부(243)로부터 유입되어 인젝터(42)의 외주와 제3 개구 부분(241c)의 내주 사이의 간극을 따라 흐르는 공기의 흐름이 제2 실시형태보다 빨라진다. 따라서, 인젝터(42)의 주입구(42b)에 부착되는 그을음의 양을 보다 저감시킬 수 있다. 또한, 주입구(42b) 부근에 있어서의 연료와 공기와의 공기의 교반이 촉진됨으로써, 연소 영역이 증가되어, 기단 부재의 연소실 쪽의 그을음 부착량이 더욱 저감된다.

<실시예>

전술한 제2 및 제3 실시형태에서 설명한 제트버너에 있어서 실제로 연료를 연소시켜, 그을음의 부착 상태를 측정한 결과에 관해서 설명한다. 한편, 각 실시형태와 비교하기 위해, 제1 실시형태의 구성에 있어서 제3 유입부가 마련되어 있지 않은 비교예에 대하여 연소를 행한 결과에 대해서도 아울러 설명한다.

도 9의 (a), (b)는 제1 실시형태의 구성에 있어서 제3 유입부가 마련되어 있지 않은 비교예에 있어서, 착화 후 2시간 경과한 후의 기단부의 원판부와 인젝터의 사진이다. 사진으로 나타내는 바와 같이, 착화 후 2시간만에 원판부와 인젝터에는 그을음이 다량 부착되어, 그을음을 제거하지 않는 한 재부착이 되지 않았다.

도 9의 (c), (d)는 제2 실시형태의 제트버너에 있어서, 착화 후 12시간 경과한 후의 기단부의 원통부(140a)와 인젝터(42)의 주입구(42b)를 나타낸 사진이다. 사진으로 나타내는 바와 같이, 원통부(140a)의 제4 개구 부분(141d)의 내면에는 약 간 그을음이 부착되는데, 12시간 연소를 행하여도, 비교예에 있어서 2시간 연소를 한 경우만큼 그을음은 부착되지 않았다.

도 9의 (e), (f)는 제3 실시형태의 제트버너에 있어서, 착화 후 24시간 경과한 후의 기단부의 원통부(240a)와 인젝터(42)의 주입구(42b)를 나타낸 사진이다. 사진으로 나타내는 바와 같이, 24시간 연소를 행하여도, 원통부(240a)의 제4 개구 부분(241d)의 내면과 인젝터(42)의 주입구(42b)에는 거의 그을음이 부착되지 않았다.

상기 실시예에 나타내는 바와 같이, 본 발명 실시형태의 제트버너에 의하면, 제2 유입부에 의해 유입되는 공기에 의해서, 기단 부재의 내면 쪽에 정체되어 있던 미연소 가스의 인젝터 주입구 부근으로의 흐름이 확립된다. 또한, 제2 유입부로부터 유입된 공기는 스스로가 연소 가스로 되어 미연 가스를 연소시킨다. 이 때문에, 미연 가스에 의한 그을음의 발생이 저감되어, 연료 주입구 및 그 주변의 그을음 부착량을 저감시킬 수 있다.

상기 실시형태에 있어서는, 제트버너를 공냉식 구조로 하였다. 공냉식에서는 화염이 고속 마하 충격으로 변하여 선단 부재가 냉각되더라도, 선단 부재가 결로 온도까지 내려가는 일이 없다. 따라서 선단 부재에 있어서도 그을음이 잘 부착되지 않았다.

연료와 연소 공기와의 압력이 높기 때문에, 연소의 점화와 동시에 화염의 전파가 빨라져, 연소 화염이 짧아진다.

열전도 계수가 크기 때문에, 좁은 공간에서 다량의 연료를 연소시킬 수 있 어, 폐기물의 연소에 이용할 경우에 처리 능력이 높다. 따라서 소규모의 플랜트로 다량의 처리가 가능하여, 부지가 좁아도 된다.

이상, 본 발명의 적합한 실시형태에 관해서 설명했지만, 이들 실시형태로 한정되지 않고, 여러 가지 변형이나 변경이 가능하며, 그것도 본 발명의 범위 내이다. 예컨대 본 실시형태에서는 공냉식의 제트버너에 관해서 설명했지만, 이것으로 한정되지 않고, 수냉식의 제트버너이어도 좋다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 제트버너의 단면도이다.

도 2는 제1 실시형태의 내통의 측면도이다.

도 3은 제1 실시형태의 기단 부재의 단면도이다.

도 4는 제1 실시형태의 기단 부재를 기단 쪽에서 본 도면이다.

도 5는 제2 실시형태의 기단 부재의 단면도이다.

도 6은 제2 실시형태의 기단 부재를 기단 쪽에서 본 도면이다.

도 7은 제3 실시형태의 기단 부재의 단면도이다.

도 8은 제3 실시형태의 기단 부재를 기단 쪽에서 본 도면이다.

도 9는 본 발명 실시형태의 실험 결과를 나타내는 사진이다.

<부호의 설명>

1 : 제트버너10 : 내통

11 : 날개부13 : 연소실

15 : 제1 유입부20 : 외통

30 : 중간통40, 141, 241 : 기단 부재

40a, 140a, 240a : 원통부40b, 140b, 240b : 원판부

141c, 241c : 제3 개구 부분141d, 241d : 제4 개구 부분

42 : 인젝터43, 143, 243 : 제2 유입부

44 : 점화 플러그50 : 선단 부재

51 : 분출구

Claims

내부에 연소실을 갖는 통체와,

상기 통체의 기단 쪽에 배치되는 기단 부재와,

연료 주입구를 선단에 가짐과 함께 그 연료 주입구를 상기 연소실 내로 돌출되게 하여 상기 기단 부재에 부착되는 연료 주입 부재와,

상기 기단 부재에 부착되며, 상기 연료 주입구로부터 주입되는 연료를 점화시키는 연료 점화 부재와,

상기 통체의 선단 쪽에 부착됨과 함께, 상기 통체의 내부에서 연소된 기체를 고압 분출하는 분출구가 마련된 선단 부재와,

상기 연료 주입구보다도 상기 선단 쪽에서 상기 연소실에 연소용의 공기를 유입시킴과 함께, 연소된 기체를 상기 선단 쪽으로 송출하는 제1 유입부와,

상기 연료 주입구보다도 상기 기단 쪽에서 상기 연료 주입 부재의 외주 쪽으로부터 상기 연료 주입 부재 쪽으로 공기를 유입시키는 제2 유입부를 구비하는 것을 특징으로 하는 제트버너.
제1항에 있어서, 상기 기단 부재는 원통부와 이 원통부의 기단 쪽을 덮는 원판부를 가지며,

상기 원통부는 그 내경이 상기 통체의 내경보다도 작고 또한 상기 연료 주입 부재의 외경보다도 큰 제1 부분을 포함하며,

상기 연료 주입 부재는 상기 원통부의 상기 제1 부분에 있어서 상기 원통부의 내면과의 사이에 일정한 폭의 간극을 두도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 제트버너.
제2항에 있어서, 상기 제2 유입부는 상기 원통부의 상기 제1 부분에 마련된 구멍인 것을 특징으로 하는 제트버너.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 원통부는 상기 선단 쪽에 있어서, 그 내경이 상기 제1 부분에서 상기 통체 쪽을 향하여 점차 내경이 확대되도록 테이퍼형으로 형성된 제2 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 제트버너.
제2항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 부분의 내경이 상기 연료 주입구 부근에서 좁아지게 되어 있는 것을 특징으로 하는 제트버너.