KR20200060842A - Flame Piloting Baffle and Gas Heater and Natural Gas Supply Apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 천연가스 공급설비인 가스히터의 가스버너 보염판에서, 연소 시 그을음이 생성되는 것을 억제할 수 있는 보염판을 포함하는 가스히터에 관한 것이다. The present invention relates to a gas heater including a flame-retardant plate capable of suppressing generation of soot during combustion in a gas burner flame-retardant plate of a gas heater which is a natural gas supply facility.
천연가스는 LNG(Liquefied Natural Gas) 운반선에 의해 운반되어 육상의 인수기지에 저장되고, 배관망을 통하여 지역별 관리소에 약 70kg/cm2의 압력으로 공급된다. Natural gas is transported by LNG (Liquefied Natural Gas) carriers and stored at an on-board take-off base, and is supplied to local management stations at a pressure of about 70 kg/cm 2 through a piping network.
이와 같이 생산기지에서 지역별 공급 관리소로 공급된 천연가스는 고압이므로, 이를 가스 수요처로 공급할 때에는 감압하여 공급한다. 가스필터와 정압설비를 통과하면서 약 8.5 내지 20kg/cm2의 압력으로 감압되어 계량설비를 통해 가스 수요처인 도시가스와 발전소로 공급된다. The natural gas supplied from the production base to the regional supply control station is high pressure, so when supplying it to the gas demand, it is supplied under reduced pressure. As it passes through the gas filter and the static pressure equipment, it is decompressed to a pressure of about 8.5 to 20 kg/cm 2 and is supplied to the city gas and power plants, which are the gas demands, through the metering equipment.
이때, 줄-톰슨 밸브를 이용하여 적절한 압력으로 감압하여 공급하는데, 이 감압과정에서는 줄-톰슨 효과에 의해 1kg/cm2 감압시마다, 약 0.5℃의 온도 강하가 발생한다. 따라서, 배관, 정압기 및 하류 측 계기류에 저온 취성으로 인한 결빙 현상이 일어나 가스 공급라인의 가스공급 안정성 및 안전성이 저하되는 문제가 발생한다. At this time, it is supplied under reduced pressure using a Joule-Thomson valve at an appropriate pressure. In this decompression process, a temperature drop of about 0.5°C occurs every 1 kg/cm 2 decompression by the Joule-Thomson effect. Therefore, freezing occurs due to low temperature embrittlement in the piping, the constant pressure machine, and the downstream instrument, resulting in a problem that gas supply stability and safety of the gas supply line are deteriorated.
이를 방지하지 위하여, 고압의 천연가스를 감압하기 전에, 가스히터를 이용하여 감압 후에도 천연가스의 온도가 0℃ 이하로 떨어지지 않도록 예열을 실시한다.In order to prevent this, before decompressing the high pressure natural gas, preheating is performed so that the temperature of the natural gas does not drop below 0°C even after decompression using a gas heater.
일반적으로 가스히터의 연소실은 원통관 형상으로 이루어지고, 일측에는 연소장치(burner)가 설치된다. 연소실의 반경 방향을 중심으로 삽입되어 있는 연료 공급관(40)의 끝 부분에는 분사노즐이 설치된다. 연료 공급관에서 분사노즐의 후방에는 원추형 보염판이 설치된다. 연료 공급관을 통해 LNG 연료가 유입되고, 분사노즐을 통해 배출될 때, 분사노즐 내부에 구비되는 점화장치를 점화하여 연소가 이루어지도록 구성된다. 이때 발생하는 연소열에 의해 LNG를 예열시킬 수 있다. In general, the combustion chamber of the gas heater is formed in a cylindrical tube shape, and a combustion device is installed on one side. An injection nozzle is installed at the end of the
이때, 더욱 활발한 연소를 통해 발열량을 증가시킬 수 있도록 송풍기를 설치하여 강제로 연소용 공기를 불어넣어 준다. 송풍기에 의해 화염이 고속 기류 속에 놓이게 되므로, 분사노즐에 화염이 안정적인 정착상태를 유지할 수 있도록, 고속 기류의 영향을 보염판이 차단해주는 역할을 한다.At this time, a blower is installed to force the combustion air to increase the amount of heat generated through more active combustion. Since the flame is placed in the high-speed air stream by the blower, the flame-retardant plate blocks the effect of the high-speed air flow so that the flame can be maintained in a stable settling state.
상술한 가스히터는, 불완전 연소량이 많이 연소효율이 저하될 뿐 아니라, 미연소 연료량도 많아서 연료 소모량이 증가하는 문제점이 있다. The above-described gas heater has a problem that not only the incomplete combustion amount is largely lowered in combustion efficiency, but also the unburned fuel amount is increased, thereby increasing the fuel consumption amount.
또한, 상술한 보염판은 고속기류의 영향을 차단하여 단순히 화염 정착상태 유지 기능만을 할 뿐이라는 점에서 장치의 구성 효율이 떨어지는 문제점도 있다. In addition, the above-mentioned flame-retardant plate has a problem in that the configuration efficiency of the device is deteriorated in that it blocks the influence of the high-speed airflow and simply functions to maintain the flame-fixing state.
이를 해결하기 위하여, 화염이 연소실의 넓은 영역에 걸쳐 형성되도록, 보염판의 내부에 방사상으로 직선형 슬릿을 형성하여 난류를 형성함으로써 연소의 활성화를 도모하고, 연소용 공기의 직진성을 향상시켜 화염의 길이를 증가시킴으로써, 기존에 화염이 닿지 않는 안쪽 부분까지 직접 화염의 접촉에 의한 가열이 이루어질 수 있도록 하는 방법이 제안된 바 있다. In order to solve this, the flame is formed over a wide area of the combustion chamber, radially forming a slit in the inside of the flame plate to form turbulence to promote combustion, and improve the straightness of the combustion air to improve the length of the flame By increasing the, it has been proposed a method that allows heating by direct contact of the flame to the inner portion that does not reach the existing flame.
그러나, 이와 같이, 연소용 공기가 난류를 형성하도록 할 경우, 소용돌이 형태로 연료와 연소용 공기를 혼합하는 과정에서, 와류현상이 분사노즐에까지 영향을 미쳐 분사노즐에 연소 잔재물인 그을음이 축적되는 문제가 발견되었다. However, in this way, when the air for combustion forms a turbulent flow, in the process of mixing the fuel and the combustion air in a vortex form, the vortex phenomenon affects the injection nozzle, so that the combustion residue soot accumulates in the injection nozzle. Was found.
분사노즐에 그을음이 축적되면, 점화를 위한 초기 불꽃 착화가 원활하지 않고, 오히려 불완전 연소가 일어나 유해가스가 생성되며, 연소 효율이 저하된다. 또한, 가스히터는 천연가스 공급설비의 주요 설비로서, 가스히터가 바르게 작동하지 않으면 천연가스 공급운영의 안정화에 지장을 주게 된다. When soot accumulates in the injection nozzle, initial spark ignition for ignition is not smooth, but rather incomplete combustion occurs, harmful gases are generated, and combustion efficiency is lowered. In addition, the gas heater is a main facility of the natural gas supply facility, and if the gas heater is not properly operated, it will interfere with the stabilization of the natural gas supply operation.
따라서, 본 발명은, 상술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 연소 시 가스버너에서 발생하는 와류현상이 연료 공급부 끝단에 영향을 주지 않도록 공기 흐름 형태의 일부를 개선시킨 보염판을 포함하는 가스히터 및 천연가스 공급설비를 제공하고자 한다. Therefore, the present invention is intended to solve the above-described problems, and a gas heater including a flame-retaining plate which improves a part of the air flow type so that a vortex phenomenon occurring in a gas burner during combustion does not affect an end portion of a fuel supply unit is natural. We want to provide gas supply facilities.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 연소열에 의해 천연가스를 가열하는 가스히터에 있어서, 가스 연료를 연소시켜 화염을 생성하는 연소실; 상기 연소실로 가스 연료를 공급하는 연료 공급관; 상기 연료 공급관의 단부에 설치되며, 가스 연료를 분사하는 분사노즐; 및 상기 연료 공급관이 통과하고 상기 분사노즐의 후방에 설치되며 상기 생성된 화염을 보호하는 보염판;을 포함하되, 상기 보염판에는, 상기 연소실로 연소용 공기가 와류를 형성하면서 유입되도록 설치되는 디퓨저 홀; 및 상기 연소실로 연소용 공기가 층류를 형성하면서 유입되도록 설치되는 오리피스 홀;이 구비되는, 보염판을 포함하는 가스히터가 제공된다. According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the gas heater for heating the natural gas by the heat of combustion, Combustion chamber for generating a flame by burning gas fuel; A fuel supply pipe supplying gas fuel to the combustion chamber; An injection nozzle installed at an end of the fuel supply pipe to inject gas fuel; And the fuel supply pipe is passed through and is installed on the rear of the injection nozzle and the flame-retardant plate to protect the generated flame; Including, but, the flame-retardant plate, the diffuser is installed so that the combustion air flows into the combustion chamber while forming a vortex hall; And an orifice hole installed so that the combustion air flows into the combustion chamber while forming a laminar flow. A gas heater including a flame plate is provided.
바람직하게는, 상기 오리피스 홀은, 상기 연료 공급관을 향해서 기울어져 있을 수 있다.Preferably, the orifice hole may be inclined toward the fuel supply pipe.
바람직하게는, 상기 오리피스 홀은 상기 디퓨저 홀보다 상기 연료 공급관에 가까이 위치할 수 있다.Preferably, the orifice hole may be located closer to the fuel supply pipe than the diffuser hole.
바람직하게는, 상기 오리피스 홀은 상기 연료 공급관의 외경보다 큰 원주 방향으로 등간격으로 설치될 수 있다.Preferably, the orifice hole may be installed at equal intervals in a circumferential direction larger than the outer diameter of the fuel supply pipe.
바람직하게는, 상기 연소실 내로 유입되는 공기는, 상기 연료 공급관에 가까울수록 층류를 형성하고, 상기 연료 공급관에서 멀어질수록 와류를 형성할 수 있다.Preferably, the air flowing into the combustion chamber may form a laminar flow as it approaches the fuel supply pipe, and may form a vortex as it moves away from the fuel supply pipe.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 연소장치에 설치되며 연소실의 단면을 차단하여 화염을 보호하는 보염판에 있어서, 중앙부에는 연료 공급관이 관통하도록 설치되는 연료 공급관 홀; 상기 연료 공급관 홀이 설치되는 위치보다 원주 방향으로 먼 위치에 설치되며 공기를 층류로 통과시키는 오리피스 홀; 및 상기 오리피스 홀이 설치되는 위치보다 원주 방향으로 먼 위치에 설치되며 공기가 선회하면서 통과되도록 하는 디퓨저 홀;을 포함하는, 보염판이 제공된다. According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the flame retardant plate is installed in the combustion device to protect the flame by blocking the cross-section of the combustion chamber, the central portion of the fuel supply pipe hole is installed to pass through the fuel supply pipe; An orifice hole installed at a position farther away from the fuel supply pipe hole in a circumferential direction and passing air through laminar flow; And a diffuser hole installed at a position distal to the circumferential direction than the position where the orifice hole is installed and allowing air to pass through while turning.
바람직하게는, 상기 오리피스 홀은, 통과하는 공기가 상기 연료 공급관 홀 측을 향하도록 분사각도가 기울어져 있는, 보염판.Preferably, the orifice hole, the spray plate is inclined injection angle so that the air passing through toward the fuel supply pipe hole side.
바람직하게는, 상기 오리피스 홀은, 연료 공급관 홀 측으로 5° 기울어지도록 설치될 수 있다. Preferably, the orifice hole may be installed to be inclined 5° toward the fuel supply pipe hole side.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 의하면, 고압의 천연가스를 가스 수요처에서 요구하는 압력으로 감압하는 감압밸브; 및 상기 감압밸브의 상류에 설치되며, 감압 후의 천연가스가 저온 취성을 갖지 않도록, 감압 전의 상기 고압의 천연가스를 예열하는 가스히터;를 포함하되, 상기 가스히터는, 천연가스를 연료로 하여 화염을 생성하고, 상기 감압시킬 천연가스로 공급할 연소열을 발생시키는 연소실; 상기 연소실 내로 천연가스 연료를 공급하는 연료 공급관; 및 상기 연료 공급관이 관통하는 연료 공급관 홀과, 상기 연소실 내로 연소용 공기를 공급하는 관통홀이 형성되는 보염판;을 포함하고, 상기 관통홀은, 상기 연소용 공기가 상기 연료 공급관의 외벽을 따라 상기 연소실로 직진으로 유입되도록 하는 오리피스 홀; 및 상기 연소용 공기가 상기 연소실로 선회하면서 유입되도록 하는 디퓨저 홀;을 포함하여, 상기 연소실 내 불완전 연소를 방지하는, 천연가스 공급설비가 제공된다. According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a pressure reducing valve for reducing the high pressure of natural gas to a pressure required by the gas demand; And a gas heater installed upstream of the pressure reducing valve and preheating the high pressure natural gas before decompression so that the natural gas after decompression does not have low temperature embrittlement, wherein the gas heater is flamed using natural gas as a fuel. And a combustion chamber generating combustion heat to be supplied to the natural gas to be reduced. A fuel supply pipe supplying natural gas fuel into the combustion chamber; And a fuel supply pipe hole through which the fuel supply pipe passes, and a flame plate through which a through hole for supplying air for combustion into the combustion chamber is formed, wherein the through hole includes the combustion air along the outer wall of the fuel supply pipe. An orifice hole to be introduced straight into the combustion chamber; And a diffuser hole that allows the combustion air to flow into the combustion chamber while flowing, to prevent incomplete combustion in the combustion chamber.
바람직하게는, 상기 오리피스 홀은 상기 연료 공급관 측으로 기울어지도록 형성되고, 상기 오리피스 홀을 통해 연료 공급관을 향해 직진으로 유입되는 공기에 의해 상기 연료 공급관의 그을음을 제거할 수 있다. Preferably, the orifice hole is formed to be inclined toward the fuel supply pipe, and the soot of the fuel supply pipe can be removed by air flowing straight toward the fuel supply pipe through the orifice hole.
본 발명에 따른 보염판을 포함하는 가스히터는, 보염판에 연료 공급부의 외경보다 큰 원주 방향으로 다수개의 오리피스 홀을 설치함으로써, 보염판에 그을음이 발생하는 것을 방지하고, 그을음을 제거할 수 있다.The gas heater including the stain plate according to the present invention, by installing a plurality of orifice holes in the circumferential direction larger than the outer diameter of the fuel supply portion to the stain plate, it is possible to prevent the generation of soot on the stain plate and remove soot .
이와 같이, 보염판의 그을음을 제거함으로써, 발암 물질 흡입 방지 등 작업자의 건강을 확보할 수 있고, 가스히터의 주기적인 점검 횟수를 획기적으로 줄일 수 있다.In this way, by removing the soot of the flame retardant plate, it is possible to secure the health of the worker, such as preventing the inhalation of carcinogens, and to significantly reduce the number of periodic inspections of the gas heater.
또한, 오리피스 홀을 연료 공급부 안쪽으로 약간 기울여서 설치함으로써, 오리피스 홀을 통과한 가스의 층류화로, 그을음을 제거할 수 있을 뿐 아니라, 보염기능을 향상시킬 수 있다. In addition, by installing the orifice hole at a slight inclination inside the fuel supply portion, laminarization of gas passing through the orifice hole can not only remove soot, but also improve the flame retardant function.
또한, 연료 공급부의 와류를 제거함으로써 연소용 공기와 연료의 혼합가스를 방해하는 요인을 제거하여 불완전 연소를 개선할 수 있고 연소 효율을 향상시킬 수 있다. In addition, by removing the vortex of the fuel supply unit, it is possible to improve incomplete combustion and improve combustion efficiency by removing factors that interfere with the mixed gas of combustion air and fuel.
또한, 점화를 위한 초기 불꽃 착화를 원활히 할 수 있고, 천연가스 공급설비를 안정적으로 운영할 수 있다. In addition, it is possible to smoothly ignite the initial flame for ignition and to stably operate the natural gas supply facility.
도 1은 가스히터를 간략하게 도시한 일부 투시 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 가스히터의 열교환부를 간략하게 도시한 일부 투시 개략도이다.
도 3은 도 1에 도시된 가스히터의 버너 헤드(burner head)를 간략하게 도시한 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보염판을 간략하게 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보염판이 설치된 버너 헤드를 간략하게 도시한 측면도이다.1 is a partially sectional view schematically showing a gas heater.
FIG. 2 is a partial perspective schematic diagram briefly showing a heat exchanger of the gas heater illustrated in FIG. 1.
FIG. 3 is a schematic view showing a burner head of the gas heater illustrated in FIG. 1.
4 is a front view schematically showing a stain plate according to an embodiment of the present invention.
5 is a side view schematically showing a burner head provided with a stain plate according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, which illustrate preferred embodiments of the present invention.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, when adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예들에 따른 보염판을 포함하는 가스히터 및 천연가스 공급설비를 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 5, a gas heater and a natural gas supply facility including a flame retardant plate according to embodiments of the present invention will be described.
본 실시예의 가스히터(1)는, 천연가스 공급설비로서, 고압의 천연가스를 LNG 운반선 등으로부터 이송받고, 고압의 천연가스를 가스 수요처에서 요구하는 압력으로 감압하기 전에, 감압 후의 천연가스의 온도가 저온 취성에 의해 후단의 배관이나 장치, 계기류 등에 파손을 일으키지 않을 정도, 예를 들어 0℃ 이상의 온도가 되도록 예열하는 수단일 수 있다.The
천연가스 공급설비는, 가스히터(1); 가스히터(1)의 하류에 설치되며, 가스히터(1)에 의해 예열된 고압의 천연가스를 가스 수요처에서 요구하는 압력으로 감압시키는 감압밸브(미도시); 및 천연가스를 각 도시가스 등 각 가스 수요처로 공급하는 정압설비(미도시);를 포함할 수 있다.Natural gas supply equipment, the gas heater (1); A pressure-reducing valve (not shown) installed downstream of the
감압밸브는, 줄-톰슨 밸브일 수 있으며, 고압의 천연가스를 단열팽창시킬 수 있고, 줄-톰슨 밸브를 통과하면서 고압의 천연가스는 줄-톰슨 효과에 의해 압력이 낮아짐과 동시에 온도도 낮아질 수 있다. The pressure-reducing valve may be a Joule-Thomson valve, adiabaticly expand high-pressure natural gas, and while passing through the Joule-Thomson valve, the high-pressure natural gas may have a lower pressure and a lower temperature due to the Joule-Thomson effect. have.
가스히터(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부공간을 형성하는 몸체;를 포함하고, 몸체 내부에는 상부에 열교환부(10);가, 하부에는 연소실(20);이 설치되며, 열교환수(물, bath water)가 수용될 수 있다. The
열교환부(10)는 천연가스를 가열하는 수단이고, 연소실(20)은 연소장치(가스버너)를 갖추어 가스 연료, 본 실시예에서 LNG 연료를 연소시켜 화염을 형성함으로써, 연소열을 열교환부(10)로 제공하는 수단이다. The
열교환부(10)는, 가스필터를 경유한 천연가스가 분배부(distributor)에 의해 분배되어 유입되고, 감압밸브로 공급시키는 튜브번들(11);을 포함한다.The
연소실(20)은, 열교환수를 가열시키는 연소관(fire tube, smoke tube);과 연소관 내에 화염을 발생시키는 가스버너(60);와 가스버너(60)에 공기를 공급하는 송풍기(30);를 포함한다. The
연소관은, 화염(F)이 생성되는 파이어 튜브(fire tube);와 연소에 의해 생성된 연소가스가 유동하는 스모크 튜브(smoke tube);로 구성된다. The combustion tube is composed of a fire tube in which a flame F is generated and a smoke tube through which combustion gas generated by combustion flows.
즉, 열교환수는 파이어 튜브를 통해 열을 얻고, 스모크 튜브를 통해 이송되는 연소가스에 의해서도 열을 얻을 수 있다. That is, the heat exchange water can obtain heat through the fire tube and heat by the combustion gas transferred through the smoke tube.
또한, 가스버너(60)는, 가스연료를 공급하는 연료 공급관(40); 연료 공급관(40)의 단부에 설치되며 가스연료를 파이어 튜브로 분사하는 분사노즐(45); 분사노즐(45)의 후방에 설치되며 화염(F)의 생성을 유지시키는 보염판(50);을 포함한다. In addition, the
연료 공급관(40)을 통해 연소실(20)로 연소를 공급하고, 분사노즐(45)을 통해 분사될 때, 분사노즐(45)의 내부에 구비된 점화장치를 점화하여 연소가 이루어지도록 한다. Combustion is supplied to the
도 3을 참조하면, 연료 공급관(40)은 보염판(50)을 관통하여 연소실(20) 내주면 쪽에 위치될 수 있다. Referring to FIG. 3, the
분사노즐(45)은, 연료 공급관(40)의 단부에 연소실(20)의 내부면에 인접하여 원주방향으로 등간격마다 다수개 설치될 수 있다. A plurality of
보염판(50)은 연소실(20)의 내경보다 작은 직경으로 형성되어, 연소실(20)의 내부에 설치될 수 있으며, 연소실(20)의 단면을 차단한다. The
단, 보염판(50)의 몸체에 형성된 다수개의 홀(hole)들을 통해 연소에 충분한 공기량은 통과시킨다. However, an amount of air sufficient for combustion passes through a plurality of holes formed in the body of the
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 실시예에 따른 보염판(50)을 설명하기로 한다. 본 실시예에 따른 보염판(50)은, 상술한 가스히터(1)에 적용될 수 있다. Hereinafter, the stabilizing
보염판(50)에는, 연료 공급관(40)이 관통하는 연료 공급관 홀(41)을 중심으로 하는 인접 부분에 원주방향으로 구비되며, 공기가 통과하는 다수개의 디퓨저 홀(52);과 다수개의 오리피스 홀(51);이 형성된다. The
도 4를 참조하면, 본 실시예의 디퓨저 홀(52)은, 절개라인이 보염판이 형성하는 평면에 대해 상방, 즉 연소실 측으로 들려져 형성되어 있을 수 있다. 절개라인이 상방으로 들려있으므로, 보염판(50)의 몸체와의 사이에 홀이 형성된다. Referring to FIG. 4, the
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 디퓨저 홀(52)은 슬릿형태로 형성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 4, the
송풍기(30)로부터 송풍된 공기는 디퓨저 홀(52)을 통해 보염판(50)을 통과하여 연소실(20)로 유입된다. The air blown from the
이때, 공기는 디퓨저 홀(52)을 통과할 때, 상방 들림부의 저면을 따라 이동하면서 원주방향으로 선회력이 부여된다. At this time, when the air passes through the
또한, 디퓨저 홀(52)은, 다수개의 상방 들림부의 좌우 방향을 다르게 함으로써 보염판(50)을 지나면서 공기 유동이 와류를 형성할 수 있도록 구비된다. In addition, the
따라서, 분사노즐(45)을 통해 분사되는 연료 입자가 연소실(20) 공간 전체적으로 균일하게 혼합될 수 있게 되므로, 더욱 활발한 연소가 가능하여 연소효율이 향상될 수 있다. Accordingly, since fuel particles injected through the
다수개의 디퓨저 홀(52)을 통해 통과한 공기는 와류를 형성하고, 분사노즐(45)을 통해 유입된 연료 가스와 함께 소용돌이 현상에 의해 혼합되도록 함으로써, 화염(F)이 연소실(20) 내 반경 방향 면적 전체에 걸쳐 형성될 수 있다. The air passing through the plurality of diffuser holes 52 forms a vortex, and is mixed with the fuel gas introduced through the
또한, 본 실시예의 오리피스 홀(51)은, 도 5를 참조하면, 디퓨저 홀(52)보다 연료 공급관(40)에 가까운 위치에 형성되는 다수개의 관통 홀일 수 있다.In addition, referring to FIG. 5, the
오리피스 홀(51)은 도 5에 도시된 바와 같이, 원형일 수 있다.The
또한, 디퓨저 홀(52)의 단면적이 오리피스 홀(51)의 단면적보다 크고, 디퓨저 홀(52)을 통해 와류를 형성하면서 유입되는 공기의 양이 오리피스 홀(51)을 통해 직진성을 가지며 층류를 형성하면서 유입되는 공기의 양보다 많다. In addition, the cross-sectional area of the
또한, 다수개의 오리피스 홀(51)은 연료 공급관(40)의 외경보다 약간 큰 원주방향이면서도 디퓨저 홀(52)이 형성되는 원주방향보다는 연료 공급관(40) 측에 형성될 수 있다. Further, the plurality of orifice holes 51 may be formed on the
오리피스 홀(51)이 형성되는 위치는, 연료 공급관(40)의 외경의 약 110%에 해당하는 위치일 수 있다. The position where the
또한, 오리피스 홀(51)은 도 5에 도시된 바와 같이, 연료 공급관(40) 측을 향해서 기울어진 형태, 즉, 분사 각도가 분사노즐(45) 측을 향하도록 형성될 수 있다.In addition, the
즉, 오리피스 홀(51)을 통해 유입되는 공기는, 연료 공급관(40)의 외벽을 따라 흐르며 층류를 형성할 수 있다. That is, the air flowing through the
따라서, 오리피스 홀(51) 및 디퓨저 홀(52)을 통해 연소실(20) 내로 유입되는 공기는, 연료 공급관(40) 측에서는 층류를 형성하고, 나머지 공간에서는 난류 또는 와류를 형성한다. Therefore, the air flowing into the
도 5에 도시한 바와 같이, 연소실(20) 내에서 연료 공급관(40) 측에 가까울 수록 공기의 흐름은 층류이고, 연료 공급관(40)에서 멀어질수록 공기의 흐름은 와류이다. As shown in FIG. 5, the closer the
본 실시예에 따르면, 오리피스 홀(51)은 분사노즐(45) 방향으로 약 5° 기울어져 있을 수 있다. According to this embodiment, the
공기의 흐름을 와류로 형성시키는 디퓨저 홀(52)만이 형성된다면, 디퓨저 홀(52)을 통해 유입된 공기가 형성하는 와류가 연료 공급관(4)의 끝단, 즉 분사노즐(45) 부근까지 영향을 주어, 분사노즐(45)에 그을음이 형성되고, 그을음이 누적되어 착화가 일어나지 않는다거나 불완전 연소가 일어나는 등의 문제가 발생한다.If only the
그러나 본 실시예에 따르면, 디퓨저 홀(52) 보다 연료 공급관(40)에 가까운 위치에, 연료 공급관(40) 측을 향해서 기울어진 다수개의 관통 홀, 즉, 오리피스 홀(51)을 설치하여, 연료 공급관(40)의 끝단인 분사노즐(45) 측에서는 소용돌이 현상에 의한 연료와 공기의 혼합이 일어나지 않고, 오리피스 홀(51)을 통해 유입된 공기가 연료 공급관(40)을 따라 층류를 형성하도록 함으로써, 연료 공급관(40) 및 분사노즐(45) 측에서 불완전 연소가 일어나 그을음이 발생하는 것을 방지하고, 보염기능이 향상된다. However, according to the present embodiment, a plurality of through holes inclined toward the
이상과 같이 본 발명에 따른 실시 예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고, 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, the embodiments according to the present invention have been reviewed, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the embodiments described above are those with ordinary knowledge in the art. It is self-evident. Therefore, the above-described embodiments are to be regarded as illustrative rather than restrictive, and accordingly, the present invention is not limited to the above description and may be changed within the scope of the appended claims and their equivalents.
1 : 가스 히터
10 : 열교환부
11 : 튜브번들
20 : 연소실
30 : 송풍기
40 : 연료 공급관
45 : 분사노즐
50 : 보염판
41 : 연료 공급관 홀
51 : 오리피스 홀
52 : 디퓨저 홀
60 : 가스버너
F : 화염1: gas heater
10: heat exchanger
11: tube bundle
20: combustion chamber
30: blower
40: fuel supply pipe
45: spray nozzle
50: stain plate
41: fuel supply pipe hall
51: Orifice Hall
52: diffuser hole
60: gas burner
F: Flame
Claims (10)
가스 연료를 연소시켜 화염을 생성하는 연소실;
상기 연소실로 가스 연료를 공급하는 연료 공급관;
상기 연료 공급관의 단부에 설치되며, 가스 연료를 분사하는 분사노즐; 및
상기 연료 공급관이 통과하고 상기 분사노즐의 후방에 설치되며 상기 생성된 화염을 보호하는 보염판;을 포함하되,
상기 보염판에는,
상기 연소실로 연소용 공기가 와류를 형성하면서 유입되도록 설치되는 디퓨저 홀; 및
상기 연소실로 연소용 공기가 층류를 형성하면서 유입되도록 설치되는 오리피스 홀;이 구비되는, 보염판을 포함하는 가스히터.In the gas heater for heating the natural gas by the heat of combustion,
A combustion chamber that burns gaseous fuel to produce a flame;
A fuel supply pipe supplying gas fuel to the combustion chamber;
An injection nozzle installed at an end of the fuel supply pipe to inject gas fuel; And
The fuel supply pipe passes and is installed on the rear side of the injection nozzle and the flame plate to protect the generated flame;
In the stain plate,
A diffuser hole installed so that combustion air flows into the combustion chamber while forming a vortex; And
The orifice hole is installed so that the combustion air flows into the combustion chamber while forming a laminar flow.
상기 오리피스 홀은, 상기 연료 공급관을 향해서 기울어져 있는, 보염판을 포함하는 가스히터.The method according to claim 1,
The orifice hole, the gas heater including a flame plate, inclined toward the fuel supply pipe.
상기 오리피스 홀은 상기 디퓨저 홀보다 상기 연료 공급관에 가까이 위치하는, 보염판을 포함하는 가스히터. The method according to claim 1 or 2,
The orifice hole is located closer to the fuel supply pipe than the diffuser hole, the gas heater including a flame plate.
상기 오리피스 홀은 상기 연료 공급관의 외경보다 큰 원주 방향으로 등간격으로 설치되는, 보염판을 포함하는 가스히터.The method according to claim 1 or 2,
The orifice hole is installed at equal intervals in a circumferential direction larger than the outer diameter of the fuel supply pipe, the gas heater including a flame plate.
상기 연소실 내로 유입되는 공기는,
상기 연료 공급관에 가까울수록 층류를 형성하고,
상기 연료 공급관에서 멀어질수록 와류를 형성하는, 보염판을 포함하는 가스히터.The method according to claim 1,
The air flowing into the combustion chamber,
Laminar flow is formed closer to the fuel supply pipe,
A gas heater including a retainer plate that forms a vortex as it moves away from the fuel supply pipe.
중앙부에는 연료 공급관이 관통하도록 설치되는 연료 공급관 홀;
상기 연료 공급관 홀이 설치되는 위치보다 원주 방향으로 먼 위치에 설치되며 공기를 층류로 통과시키는 오리피스 홀; 및
상기 오리피스 홀이 설치되는 위치보다 원주 방향으로 먼 위치에 설치되며 공기가 선회하면서 통과되도록 하는 디퓨저 홀;을 포함하는, 보염판. In the flame retardant plate installed in the combustion device to protect the flame by blocking the cross section of the combustion chamber,
A fuel supply pipe hole installed through the fuel supply pipe to the central portion;
An orifice hole installed at a position farther away from the fuel supply pipe hole in a circumferential direction and passing air through laminar flow; And
It is installed in a position farther away from the orifice hole is installed in the circumferential direction and the diffuser hole to allow the air to pass through the turning; including, stain plate.
상기 오리피스 홀은, 통과하는 공기가 상기 연료 공급관 홀 측을 향하도록 분사각도가 기울어져 있는, 보염판. The method according to claim 6,
The orifice hole, the spray plate is inclined injection angle so that the air passing through toward the fuel supply pipe hole side.
상기 오리피스 홀은, 연료 공급관 홀 측으로 5° 기울어지도록 설치되는, 보염판. The method according to claim 7,
The orifice hole is installed so as to be inclined 5° toward the fuel supply pipe hole.
상기 감압밸브의 상류에 설치되며, 감압 후의 천연가스가 저온 취성을 갖지 않도록, 감압 전의 상기 고압의 천연가스를 예열하는 가스히터;를 포함하되,
상기 가스히터는,
천연가스를 연료로 하여 화염을 생성하고, 상기 감압시킬 천연가스로 공급할 연소열을 발생시키는 연소실;
상기 연소실 내로 천연가스 연료를 공급하는 연료 공급관; 및
상기 연료 공급관이 관통하는 연료 공급관 홀과, 상기 연소실 내로 연소용 공기를 공급하는 관통홀이 형성되는 보염판;을 포함하고,
상기 관통홀은,
상기 연소용 공기가 상기 연료 공급관의 외벽을 따라 상기 연소실로 직진으로 유입되도록 하는 오리피스 홀; 및
상기 연소용 공기가 상기 연소실로 선회하면서 유입되도록 하는 디퓨저 홀;을 포함하여,
상기 연소실 내 불완전 연소를 방지하는, 천연가스 공급설비. A pressure reducing valve for reducing the high pressure natural gas to a pressure required by a gas demand source; And
It is installed upstream of the pressure-reducing valve, the gas heater to preheat the high-pressure natural gas before decompression, so that the natural gas after decompression does not have low temperature embrittlement;
The gas heater,
A combustion chamber generating a flame using natural gas as fuel, and generating combustion heat to supply the natural gas to be reduced;
A fuel supply pipe supplying natural gas fuel into the combustion chamber; And
It includes; a fuel supply pipe hole through which the fuel supply pipe passes, and a stain plate through which a through hole for supplying air for combustion into the combustion chamber is formed;
The through hole,
An orifice hole through which the combustion air flows straight into the combustion chamber along the outer wall of the fuel supply pipe; And
Diffuser hole to allow the combustion air to flow into the combustion chamber while turning; including,
Natural gas supply facility to prevent incomplete combustion in the combustion chamber.
상기 오리피스 홀은 상기 연료 공급관 측으로 기울어지도록 형성되고,
상기 오리피스 홀을 통해 연료 공급관을 향해 직진으로 유입되는 공기에 의해 상기 연료 공급관의 그을음을 제거하는, 천연가스 공급설비.The method according to claim 9,
The orifice hole is formed to be inclined toward the fuel supply pipe,
Natural gas supply facility for removing the soot of the fuel supply pipe by air flowing straight toward the fuel supply pipe through the orifice hole.
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