KR20210098795A - 버너장치 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 버너장치에 관한 것으로, 배기가스를 승온시키는 버너장치는 배기가스가 유입되며 내부가 중공으로 형성된 메인 바디와, 상기 메인 바디 내부에 배치된 서브 바디와, 상기 서브 바디의 길이방향과 교차하는 방향으로 배치되어 상기 서브 바디 내부에 연료를 분사하여 화염을 형성하는 버너, 그리고 상기 서브 바디로 연소용 공기의 공급을 안내하는 제1 배관을 포함한다.

Description

버너장치 및 이를 포함하는 선박{BURNER APPARATUS AND SHIP HAVING THE SAME}
본 발명의 실시예는 버너장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안정적 연소를 이루도록 하여 효율을 향상시킬 수 있는 버너장치에 관한 것이다.
일반적으로 버너장치는 연료를 연소시켜 생성된 화염의 열에너지를 이용하여 다른 대상물을 승온시킨다. 구체적으로, 배기가스를 승온시키는 종래의 버너장치는 액상의 연료를 사용하여 배기가스를 승온시키는데 활용하였다.
배기가스를 승온시키는 버너장치의 경우, 이의 설치위치에 따라 배기가스의 흐름을 방해하지 않도록 설치하는 것이 중요하다.
배기유로 상에 종래의 버너장치를 설치하는 경우 배기유로 내부의 압력을 증가시켜 전체적인 배기시스템 및 엔진의 성능에 악영향을 제공하는 문제점이 있다. 또한, 선박에 버너장치를 설치하는 경우, 이의 설치공간 확보 및 이와 결합되는 유로와의 체결을 위해 별도의 장치가 구비되어야 하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 액상의 연료를 사용하는 버너장치의 연료를 변경하는 경우 버너장치의 사용이 불가하여 이의 내부 구성 및 이의 설치위치의 변경이 필요하다.
따라서, 기체 상태의 연료를 사용하여도 안정적인 화염을 유지할 수 있고, 컴팩트하게 설치할 수 있는 버너장치가 요구된다.
본 발명의 실시예는 안정적인 화염을 형성하여 배기가스를 승온시킬 수 있는 버너장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 배기가스를 승온시키는 버너장치는 배기가스가 유입되며 내부가 중공으로 형성된 메인 바디와, 상기 메인 바디 내부에 배치된 서브 바디와, 상기 서브 바디의 길이방향과 교차하는 방향으로 배치되어 상기 서브 바디 내부에 연료를 분사하여 화염을 형성하는 버너, 그리고 상기 서브 바디로 연소용 공기의 공급을 안내하는 제1 배관을 포함한다.
또한, 상술한 버너장치는 상기 서브 바디 내에서 상기 버너와 이격 배치된 파일럿 버너와, 상기 버너로 기체 상태의 연료를 공급하는 메인 공급관, 그리고 상기 메인 공급관과 상기 파일럿 버너를 연결하여 상기 파일럿 버너로 기체 상태의 연료를 공급하는 서브 공급관을 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 버너장치는 상기 메인 공급관으로부터 공급되는 기체 상태의 연료에 공기를 공급하는 공기 공급부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 배관의 일측은 상기 서브 바디에 지지되며, 상기 서브 바디 내의 상기 제1 배관의 일단은 상기 버너의 전방을 향해 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 상술한 버너장치는 상기 버너의 전방에 배치되어 상기 버너로 이동되는 배기가스의 흐름을 균일화 시키는 다공판을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 다공판에는 복수의 통공이 형성되며, 상기 제1 배관과 상대적으로 먼 상기 다공판의 일영역에는 상기 제1 배관과 인접한 상기 다공판의 다른영역에 비해 상기 복수의 통공이 많이 형성될 수 있다.
또한, 상술한 버너장치는 상기 제1 배관에 설치되어 상기 버너에서 생성된 화염 상태를 확인할 수 있도록 하는 화염감지기를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 버너장치는 상기 버너 상에 복수개가 서로 이격되어 배치되며, 상기 버너의 외주면으로부터 10도 내지 30도 내의 범위의 각을 갖고 배치된 복수개의 노즐을 더 포함할 수 있다.
또는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 버너장치는 배기가스가 유입되며 내부가 중공으로 형성된 메인 바디와, 상기 메인 바디 내부에 배치된 서브 바디와, 상기 서브 바디의 길이방향과 교차하는 방향으로 배치되어 상기 서브 바디 내부에 기체 상태의 연료를 분사하여 화염을 형성하는 버너와, 상기 서브 바디로 연소용 공기의 공급을 안내하는 제1 배관과, 상기 제1 배관으로 연소용 공기를 공급하는 연소용 공기 공급부재와, 상기 버너로 기체 상태의 연료를 공급하는 메인 공급관과, 상기 제1 배관 내측에 적어도 일부가 배치되며 압축공기를 공급하여 상기 버너로 공급되는 기체 상태의 연료를 예혼합 시키는 압축 공기 공급배관, 그리고 상기 압축 공기 공급배관으로 압축공기를 공급하는 압축 공기 공급부재를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 버너장치는 상기 압축 공기 공급부재의 압축 공기량을 검출하는 압축 공기 검출부재 및 상기 압축 공기 검출부재가 검출한 정보에 따라 상기 연소용 공기 공급부재와 상기 압축 공기 공급부재를 선택적으로 동작시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 버너장치는 상기 메인 바디를 통과하는 배기가스의 차압을 검출하는 차압 검출부재 및 상기 압축 공기 검출부재가 검출한 정보에 따라 상기 연소용 공기 공급부재와 상기 압축 공기 공급부재를 선택적으로 동작시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또는, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 버너장치는 배기가스가 통과하는 배기유로 상에 탈착 가능하게 결합되며 내부가 중공으로 형성된 메인 바디와, 상기 메인 바디 내부에 배치된 서브 바디와, 상기 서브 바디의 길이방향과 교차하는 방향으로 배치되어 상기 서브 바디 내부에 연료를 분사하여 화염을 형성하는 버너와, 상기 서브 바디 내에서 상기 버너와 이격 배치된 파일럿 버너와, 상기 버너로 기체 상태의 연료를 공급하는 메인 공급관과, 상기 메인 공급관과 상기 파일럿 버너를 연결하여 상기 파일럿 버너로 기체 상태의 연료를 공급하는 서브 공급관, 그리고 상기 메인 공급관으로부터 공급되는 기체 상태의 연료에 공기를 공급하는 공기 공급부를 포함한다.
또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진에서 생성되는 동력에 의해 배출되는 배기가스를 후처리 하는 배기가스 후처리 장치가 설치된 선박은 내부가 중공으로 형성된 메인 바디와, 상기 메인 바디 내부에 배치된 서브 바디와, 상기 서브 바디의 길이방향과 교차하는 방향으로 배치되어 상기 서브 바디 내부에 기체 상태의 연료를 분사하여 화염을 형성하는 버너와, 상기 서브 바디로 연소용 공기를 공급하는 연소용 공기 공급부재, 그리고 상기 버너로 공급되는 기체 상태의 연료를 예혼합 시키는 압축 공기 공급배관을 포함하며 배기가스의 적어도 일부를 승온시키는 버너장치, 그리고 상기 엔진, 상기 배기가스 후처리 장치, 및 상기 압축 공기 공급배관 중 어느 하나 이상으로 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급부재를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 버너장치는 안정적인 화염을 형성할 수 있다. 또한, 버너장치는 배기유로 상에 내부의 차압을 증가시키지 않으며 컴팩트하게 설치될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기유로 상에 설치된 버너장치를 나타낸다.
도 2는 도 1의 다공판을 나타낸다.
도 3은 도 1의 버너에 설치된 노즐을 나타낸다.
도 4는 선박에 설치된 버너를 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)를 설명한다.
버너장치(101)는 배기가스를 승온시킨다. 버너장치(101)는 동력발생을 위해 엔진으로 공급된 연료를 연소시 생성되는 배기가스의 적어도 일부를 승온시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 메인 바디(100)와 서브 바디(200) 그리고 버너(300)를 포함할 수 있다.
메인 바디(100)는 내부가 중공으로 형성된다. 중공형의 메인 바디(100) 내부로 배기가스가 유입된다. 구체적으로, 메인 바디(100)는 배기가스가 통과하는 배기유로(10)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 이때, 배기유로(10)는 엔진으로부터 배출된 배기가스의 적어도 일부를 분기시는 분기유로 또는 엔진으로부터 배출된 배기가스가 통과하는 메인유로 중 어느 것일 수 있다.
서브 바디(200)는 메인 바디(100) 내부에 배치된다. 구체적으로, 서브 바디(200)는 메인 바디(100) 내부에서 메인 바디(100)의 길이방향과 나란하게 배치될 수 있다. 또한, 서브 바디(200) 역시 내부가 중공형으로 형성되어 배기가스가 유입되도록 할 수 있다.
일예로, 서브 바디(200)는 메인 바디(100)에 지지될 수 있다.
버너(300)는 서브 바디(200)의 길이방향과 교차하는 방향으로 배치된다. 또한, 버너(300)는 서브 바디(200) 내부에 연료를 분사하여 화염을 형성할 수 있다. 구체적으로, 버너(300)는 서브 바디(200)의 길이방향의 중심부를 향해 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)는 제1 배관(400)을 더 포함할 수 있다.
제1 배관(400)은 서브 바디(200)로 연소용 공기의 공급을 안내할 수 있다. 구체적으로, 제1 배관(400)은 연료를 분사하는 버너(300)의 연소시 활용되는 공기가 공급되도록 안내할 수 있다. 즉, 제1 배관(400)을 따라 공급된 연소용 공기가 버너(300)로부터 분사되는 화염의 연소시 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)는 파일럿 버너(500)와 메인 공급관(610) 그리고 서브 공급관(620)을 더 포함할 수 있다.
파일럿 버너(500)는 서브 바디(200) 내에 배치될 수 있다. 구체적으로, 파일럿 버너(500)는 버너(300)와 서브 바디(200) 내측에 서브 바디(200)의 길이방향을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 일예로, 메인 바디(100)로 유입되는 배기가스의 유입방향을 기준으로 파일럿 버너(500)는 버너(300)의 후방에 배치될 수 있다. 즉, 파일럿 버너(500)는 버너(300) 보다 서브 바디(200)의 배기가스가 유입되는 서브 바디(200)의 일측보다 상대적으로 멀게 배치될 수 있다. 그리고, 파일럿 버너(500)는 제1 배관(400) 보다 후방의 서브 바디(200) 내에 위치할 수 있다.
메인 공급관(610)은 버너(300)로 기체 상태의 연료를 공급할 수 있다. 구체적으로, 버너장치(101)는 연료 공급부재(630)를 더 포함할 수 있다. 연료 공급부재(630)에 저장된 기체 상태의 연료는 메인 공급관(610)을 통해 버너(300)로 공급되도록 안내할 수 있다. 즉, 연료 공급부재(630)에 저장된 기체 상태의 연료는 메인 공급관(610)을 통해 버너(300)로 공급되어 버너(300)가 화염을 형성하도록 할 수 있다.
서브 공급관(620)은 메인 공급관(610)과 파일럿 버너(500)를 연결할 수 있다. 또한, 서브 공급관(620)은 파일럿 버너(500)로 기체 상태의 연료를 공급할 수 있다. 구체적으로, 연료 공급부재(630)에 저장된 기체 상태의 연료는 메인 공급관(610)을 통해 버너(300)로 또는 서브 공급관(620)을 통해 파일럿 버너(500)로 공급될 수 있다.
즉, 연료 공급부재(630)에 저장된 기체 상태의 연료로 버너(300) 및 파일럿 버너(500)에 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)는 파일럿 버너(500) 및 버너(300)에 필요한 기체 상태의 연료를 효과적으로 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)는 공기 공급부(700)를 더 포함할 수 있다.
공기 공급부(700)는 메인 공급관(610)으로 공급되는 기체 상태의 연료에 공기를 공급할 수 있다. 구체적으로, 공기 공급부(700)는 기체 상태의 연료가 공기와 혼합되어 버너(300)로 공급되도록 할 수 있다. 즉, 공기 공급부(700)는 기체 상태의 연료와 예혼합된 공기가 버너(300)로 공급되도록 할 수 있다.
공기 공급부(700)는 압축 공기 공급배관(710)과 압축 공기 공급부재(720)를 포함할 수 있다.
압축 공기 공급배관(710)은 적어도 일부가 제1 배관(400) 내부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 압축 공기 공급배관(710)은 제1 배관(400)과 나란하게 배치되고, 일단이 버너(300)에 연결될 수 있다. 그리고, 압축 공기 공급배관(710)은 메인 공급관(610)과 연결되도록 할 수 있다. 즉, 메인 공급관(610)은 일단부가 압축 공기 공급배관(710)과 연결되고 타단부가 연료 공급부재(630)와 연결될 수 있다.
압축 공기 공급부재(720)는 압축 공기 공급배관(710)으로 압축 공기가 공급되도록 할 수 있다. 압축 공기 공급부재(720)에 의해 압축 공기 공급배관(710)으로 공급된 압축 공기는 버너(300)로 공급되는 기체 상태의 연료가 공급된 압축 공기에 의해 예혼합 되도록 할 수 있다.
일예로, 압축 공기 공급부재(720)는 압축기 또는 압축 공기가 저장된 저장부일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)는 공기 공급부(700)가 공급하는 압축 공기와 기체 상태의 연료가 예혼합된 상태로 버너(300)로 공급될 수 있어, 안정적인 연소가 이뤄지도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)의 제1 배관(400)의 일측은, 도 1에 도시한 바와 같이, 경사지게 형성될 수 있다.
제1 배관(400)의 일측은 서브 바디(200)에 지지될 수 있다. 또한, 제1 배관(400)의 서브 바디(200) 내에 배치된 일단은 버너(300)의 전방을 향해 경사지게 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 배관(400)의 일단은 경사부(410)가 형성될 수 있다. 경사부(410) 중 서브 바디(200)의 중심축과 가장 인접한 단부는 버너(300)의 전방에 위치할 수 있다.
제1 배관(400)의 중심부로부터 버너(300)가 서브 바디(200) 내부를 향해 돌출 배치될 수 있다. 경사부(410) 중 가장 서브 바디(200)의 중심부를 향해 돌출 배치된 일단은 버너(300)의 전방에 배치될 수 있다. 즉, 경사부(410)는 파일럿 버너(500)와 인접해지는 방향으로 갈수록 서브 바디(200)의 내주면과 인접해지는 방향으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 경사부(410) 중 서브 바디(200)의 내주면과 가장 인접한 일단은 버너(300)와 파일럿 버너 사이에 배치될 수 있다.
따라서, 제1 배관(400)의 경사부(410)에 의해 제1 배관(400)을 통해 공급되는 연소용 공기가 서브 바디(200)로 유입되는 배기가스에 의해 방해받지 않고 효과적으로 버너(300)로 공급될 수 있다. 또한, 제1 배관(400)의 경사부(410)에 의해 제1 배관(400)을 통해 공급되는 연소용 공기에 의해 형성된 화염이 서브 바디(200)로 유입되는 배기가스에 의해 방해 받지 않고 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 다공판(210)을 더 포함할 수 있다.
다공판(210)은 서브 바디(200)에 지지될 수 있다. 구체적으로, 다공판(210)은 서브 바디(200) 내에 배치된 버너(300) 보다 전방에 배치되어 서브 바디(200)에 지지될 수 있다.
또한, 다공판(210)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 통공(211)이 형성되어 있다. 그리고, 복수의 통공(211)은 다공판(210)의 하부보다 다공판(210)의 상부에 많이 형성되어 있을 수 있다. 다공판(210)의 상부는 서브 바디(200)에 배치된 버너(300)의 일단과 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 다공판(210)의 상부는 압축 공기 공급배관(710)과 상대적으로 멀게 위치한 버너(300)의 일단과 상대적으로 인접하게 배치될 수 있다.
구체적으로, 제1 배관(400)과 상대적으로 멀게 배치된 다공판(210)의 일영역에 형성된 복수의 통공(211) 수는 제1 배관(400)과 상대적으로 인접하게 배치된 다공판(210)의 다른영역의 복수의 통공(211) 수 보다 많이 형성될 수 있다.
일예로, 다공판(210)의 하부에는 통공(211)이 형성되지 않을 수 있다.
따라서, 복수의 통공(211)이 형성된 다공판(210)은 버너(300)에 화염이 형성에는 균일한 배기가스가 통과되도록 하고, 제1 배관(400)을 통한 연소용 공기의 공급이 배기가스의 흐름으로부터 방해받지 않고 효과적으로 이루어질 수 있다.
일예로, 복수의 통공(211) 중 일부에는 베플을 형성하여 통공(211)을 통과한 배기가스에 스월이 형성되도록 할 수 있다.
또한, 복수의 통공(211)이 형성된 다공판(210)은 서브 바디(200)에 지지되어, 서브 바디(200) 및 메인 바디(100) 내부를 통과하는 배기가스의 압력이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)는 화염감지기(450)를 더 포함할 수 있다.
화염감지기(450)는 제1 배관(400) 상에 설치될 수 있다. 화염감지기(450)는 일측이 메인 바디(100)의 측면에 관통 배치된 제1 배관(400) 중 메인 바디(100)의 외측에 배치된 제1 배관(400) 상에 배치될 수 있다.
또한, 화염감지기(450)는 버너(300)와 파일럿 버너(500)로부터 형성된 화염의 유무 및 상태를 검출할 수 있다. 이러한 화염감지기(450)는 제어부로 이러한 정보를 전달할 수 있다.
그리고, 화염감지기(450)는 연소용 공기가 공급되는 제1 배관(400) 상에 설치될 수 있어, 화염형성에 의한 고온으로부터 이를 효과적으로 보호할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)의 노즐(310)은 10도(°) 내지 30도(°) 범위의 변경 가능한 각(a)을 갖고 배치될 수 있다.
버너(300)에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 복수개의 노즐(310)이 서로 이격되어 환형의 버너(300)의 외주면에 배치될 수 있다. 노즐(310)은 버너(300)의 외주면에 복수개가 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이러한 노즐(310)을 통해 기체 상태의 연료가 분사될 수 있다. 구체적으로, 노즐(310)은 버너(300)로부터 외주방향으로 돌출 배치되어 기체 상태의 연료를 분사시킬 수 있다.
또한, 노즐(310)은 버너(300)의 외주면으로부터 10도 내지 30도 범위의 변경가능한 각(a)을 갖고 배치될 수 있다. 노즐(310)은 이러한 각 범위 내로 버너(300) 상에 배치되어 있어, 복수개의 노즐(310)로부터 분사된 기체 상태의 연료에 의해 형성되는 화염을 효과적으로 유지하고 안정적인 연소가 되도록 할 수 있다.
노즐(310)이 버너(300)의 외주면으로부터 10도 미만으로 배치되는 경우, 버너(300)에서 생성된 화염이 버너(300)의 중심 방향으로 집중하여 연소의 불안정이 발생되는 문제점이 있다.
또는, 노즐(310)의 버너(300)의 외주면으로부터 30도를 초과하는 범위로 배치되는 경우, 화염의 크기가 커져 서브 바디(200) 내주면과 화염이 접촉되어 버너장치(101) 자체가 가열되는 문제점이 있다. 이러한 경우, 버너장치(101) 자체의 효율이 저하되고, 버너장치(101)의 설치시 이러한 가열의 문제를 해결하기 위해 별도의 설비가 요구되는 문제점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)는, 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 압축 공기 검출부재(840)와 제어부(900)를 더 포함할 수 있다.
압축 공기 검출부재(840)는 압축 공기 공급부재(720)의 압축 공기량을 검출할 수 있다. 또한, 압축 공기 검출부재(840)는 이러한 검출된 정보를 제어부(900)에 전달할 수 있다.
제어부(900)는 압축 공기 검출부재(840)가 검출한 정보를 기초로 현재 압축 공기량으로 버너(300)로 공급되는 기체 상태의 연료를 연소시킬 수 있는지 판별할 수 있다.
제어부(900)는 압축 공기 검출부재(840)가 검출한 정보에 따라 현재 압축 공기 공급부재(720)의 압축 공기량만으로 버너(300)로 공급되는 기체 상태의 연료를 연소시킬 수 없다고 판단한 경우, 연소용 공기 및 압축 공기가 함께 버너(300)로 전달되도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(900)는 제1 배관(400)을 통해 연소용 공기를 공급하는 연소용 공기 공급부재(460) 및 압축 공기 공급부재(720)를 모두 동작시킬 수 있다. 연소용 공기 공급부재(460)는 제1 배관(400)으로 연소용 공기를 공급할 수 있다. 일예로, 연소용 공기 공급부재(460)는 블로워일 수 있다.
또는, 제어부(900)는 압축 공기 검출부재(840)가 검출한 정보에 따라 현재 압축 공기 공급부재(720)의 압축 공기량만으로 버너(300)로 공급되는 기체 상태의 연료를 연소시킬 수 있다고 판단한 경우, 압축 공기만이 버너(300)로 전달되도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(900)는 압축 공기 공급부재(720)를 동작 시키고 연소용 공기 공급부재(460)의 동작을 정지시켜, 압축 공기 공급배관(710)을 통해 압축 공기가 공급되어 기체 상태의 연료가 예혼합된 상태로 버너(300)로 공급되도록 할 수 있다.
즉, 제어부(900)는 압축 공기 검출부재(840)가 검출한 정보에 따라 연소용 공기 공급부재(460)와 압축 공기 공급부재(720)의 동작을 선택적으로 제어할 수 있다. 따라서, 제어부(900)는 버너(300)의 연소가 효율적으로 이뤄지도록 연소용 공기 공급부재(460)와 압축 공기 공급부재(720)를 효과적으로 제어할 수 있다.
또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)는, 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 차압 검출부재(830)와 제어부(900)를 더 포함할 수 있다.
차압 검출부재(830)는 메인 바디(100)를 통과하는 배기가스의 차압을 검출할 수 있다. 또한, 차압 검출부재(830)는 메인 바디(100)에 메인 바디(100)의 길이방향을 따라 복수개가 서로 이격 배치되어 배기가스의 압력을 검출할 수 있다.
또는, 메인 바디(100)를 통과하는 배기가스의 차압을 검출하기 위해, 차압 검출부재(830)는 메인 바디(100)가 탈착 가능하게 결합되는 배기유로(10) 상에 설치될 수 있다.
*제어부(900)는 차압 검출부재(830)가 검출한 정보에 따라 연소용 공기 공급부재(460)와 압축 공기 공급부재(720)를 선택적으로 동작시킬 수 있다.
제어부(900)는 차압 검출부재(830)가 검출한 압력정보와 현재 메인 바디(100) 내부의 차압이 설정된 기준압과 비교할 수 있다. 제어부(900)는 설정된 차압의 기준압이 차압 검출부재(830)가 검출한 차압 보다 큰 경우, 압축 공기 공급부재(720)를 동작 시키고 연소용 공기 공급부재(460)의 동작을 정지시켜, 압축 공기 공급배관(710)을 통해 압축 공기가 공급되어 기체 상태의 연료가 예혼합된 상태로 버너(300)로 공급되도록 할 수 있다.
또는, 제어부(900)는 설정된 차압의 기준압이 차압 검출부재(830)가 검출한 차압 보다 작은 경우, 압축 공기 공급부재(720)와 연소용 공기 공급부재(460)의 동작시켜, 압축 공기 공급배관(710)을 통해 압축 공기가 공급되고 연소용 공기 공급부재(460)를 통해 제1 배관(400)으로 연소용 공기가 버너(300)에 공급되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 선박(102)에 설치될 수 있다. 선박(102)은 엔진(910)과 배기가스 후처리 장치를 포함할 수 있다.
선박(102)의 엔진(910)은 공급된 연료를 연소시켜 동력을 생성한다. 이때, 엔진(910)으로부터 발생된 배기가스 중 적어도 일부는 배기유로(10)를 통해 이동될 수 있다. 버너장치(101)는 이러한 배기유로(10)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 구체적으로, 메인 바디(100)의 양단의 외주면에는 플랜지(110)가 형성되어 배기유로(10)에 결합될 수 있다.
배기가스 후처리 장치는 선택적 촉매 환원 시스템(920)과 스크러버(930)를 포함할 수 있다. 선택적 촉매 환원 시스템(920)은 배기가스에 포함된 질소화합물의 농도를 저감시키기 위해 환원제를 분사시킬 수 있다. 스크러버(930)는 배기가스에 포함된 황산화물의 농도를 저감시킬 수 있다.
선박(102)에 설치되는 버너장치(101)의 압축 공기 공급부재(720)는 엔진(910)의 가동 초기시 압축 공기를 공급시킬 수 있다. 또는, 압축 공기 공급부재(720)는 선택적 촉매 환원 시스템(920)과 스크러버(930)에도 압축 공기를 공급시킬 수 있다. 그리고, 압축 공기 공급부재(720)는 버너장치(101)의 압축 공기 공급부재(720)를 기체 상태의 연료가 예혼합된 상태로 버너(300)에 공급되도록 할 수 있다.
이에 따라, 선박(102)에 설치된 압축 공기 공급부재(720)는 엔진(910)과 배기가스 후처리 장치뿐만 아니라 버너장치(101)의 압축 공기 공급배관(710)에 압축 공기를 효과적으로 공급할 수 있다. 즉, 하나의 압축 공기 공급부재(720)는 엔진(910) 또는 배기가스 후처리 장치 또는 압축 공기 공급배관(710)에 압축 공기를 효과적으로 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)는 버너 밸브(820)와 파일럿 밸브(810)를 더 포함할 수 있다. 버너 밸브(820)는 메인 공급관(610) 상에 설치되어, 연료 공급부재(630)에 저장된 기체 상태의 연료가 버너(300)로 공급되는 것을 선택적으로 개폐할 수 있다. 버너 밸브(820)는 제어부(900)에 의해 제어될 수 있다.
파일럿 밸브(810)는 서브 공급관(620) 상에 설치되어, 연료 공급부재(630)에 저장된 기체 상태의 연료가 파일럿 버너(500)로 공급되는 것을 선택적으로 개폐할 수 있다. 파일럿 밸브(810)는 제어부(900)에 의해 제어될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)의 제어과정을 서술한다.
버너장치(101)의 동작이 이뤄지는 경우, 제어부(900)는 파일럿 버너(500) 및 버너(300)에 기체 상태의 연료가 공급되도록 버너 밸브(820)와 파일럿 밸브(810)를 개방시킬 수 있다. 이때, 제어부(900)는 압축 공기 검출부재(840) 또는 차압 검출부재(830)가 검출한 정보에 따라 압축 공기 공급부재(720) 만을 동작 시키거나 연소용 공기 공급부재(460)와 압축 공기 공급부재(720)를 함께 동작시킬 수 있다.
버너(300)에 점화가 이뤄진 이후, 제어부(900)는 파일럿 버너(500)로 기체 상태의 연료 공급이 중지되도록 파일럿 버너(500)각 닫히도록 제어할 수 있다. 이때, 제어부(900)에 의해 연료 공급부재(630)로부터 기체 상태의 연료는 버너(300)로만 공급될 수 있다.
버너장치(101)가 선박(102)에 설치된 경우, 압축 공기 공급부재(720)는 버너장치(101)가 사용되는 경우 필요에 따라 압축 공기 공급배관(710)으로 압축 공기를 공급할 수 있다.
또는, 버너장치(101)가 사용되지 않는 경우에도, 버너장치(101)가 선박(102)에 설치된 경우, 선택적 촉매 환원 시스템(920) 또는 스크러버(930)로 압축 공기를 공급할 수 있다. 또는, 버너장치(101)가 사용되지 않는 경우에도, 버너장치(101)가 선박(102)에 설치된 경우, 엔진(910)의 가동 초기시 압축 공기를 엔진(910)에 공급하여 엔진(910) 내부에 연소가 효과적으로 이뤄지도록 할 수 있다.
또한, 제어부(900)는 화염감지기(450)가 검출한 정보를 제공받아, 화염이 형성되지 않는 경우 버너(300) 또는 파일럿 버너(500)로 공급되는 기체 상태의 연료의 공급량을 증가시킬 수 있다.
또는, 제어부(900)는 화염감지기(450)가 검출한 정보를 제공받아, 연료의 공급량을 증가시켰음에도 화염이 형성되지 않는 경우 버너장치(101)의 오류로 판단하고 버너(300) 또는 파일럿 버너(500)로 공급되는 기체 상태의 연료 공급을 중단시키고 사용자가 인식할 수 있도록 이러한 정보를 전달할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 버너장치(101)는 배기유로(10)에 설치 및 유지보수를 용이하게 할 수 있다. 또한, 버너장치(101)는 연소성능 및 효율이 종래의 버너장치에 비해 향상될 수 있다. 그리고 버너장치(101)가 선박(102)에 설치되는 경우, 버너장치(101)에 공급되는 압축 공기는 별도의 장치를 따로 구비하지 않아도 엔진(910) 또는 배기가스 후처리 장치로 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급부재(720)로부터 버너(300)로 효과적으로 공급할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 배기유로 100: 메인 바디
101: 버너장치 102: 선박
200: 서브 바디 210: 다공판
211: 통공 300: 버너
310: 노즐 400: 제1 배관
410: 경사부 450: 화염감지기
460: 연소용 공기 공급부재 500: 파일럿 버너
610: 메인 공급관 620: 서브 공급관
630: 연소용 공기 공급부재 700: 공기 공급부
710: 압축 공기 공급배관 720: 압축 공기 공급부재
830: 차압 검출부재 840: 압축 공기 검출부재
900: 제어부
910: 엔진 920: 선택적 촉매 환원 시스템
930: 스크러버

Claims (13)

  1. 배기가스를 승온시키는 버너장치에 있어서,
    배기가스가 유입되며 내부가 중공으로 형성된 메인 바디;
    상기 메인 바디 내부에 배치된 서브 바디;
    상기 서브 바디의 길이방향과 교차하는 방향으로 배치되어 상기 서브 바디 내부에 연료를 분사하여 화염을 형성하는 버너; 및
    상기 서브 바디로 연소용 공기의 공급을 안내하는 제1 배관
    를 포함하는 버너장치.
  2. 제1항에서,
    상기 서브 바디 내에서 상기 버너와 이격 배치된 파일럿 버너;
    상기 버너로 기체 상태의 연료를 공급하는 메인 공급관; 및
    상기 메인 공급관과 상기 파일럿 버너를 연결하여 상기 파일럿 버너로 기체 상태의 연료를 공급하는 서브 공급관
    을 포함하는 버너장치.
  3. 제2항에서,
    상기 메인 공급관으로부터 공급되는 기체 상태의 연료에 공기를 공급하는 공기 공급부를 더 포함하는 버너장치.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 배관의 일측은 상기 서브 바디에 지지되며, 상기 서브 바디 내의 상기 제1 배관의 일단은 상기 버너의 전방을 향해 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 버너장치.
  5. 제1항에서,
    상기 버너의 전방에 배치되어 상기 버너로 이동되는 배기가스의 흐름을 균일화 시키는 다공판을 더 포함하는 버너장치.
  6. 제5항에서,
    상기 다공판에는 복수의 통공이 형성되며, 상기 제1 배관과 상대적으로 먼 상기 다공판의 일영역에는 상기 제1 배관과 인접한 상기 다공판의 다른영역에 비해 상기 복수의 통공이 많이 형성된 것을 특징으로 하는 버너장치.
  7. 제1항에서,
    상기 제1 배관에 설치되어 상기 버너에서 생성된 화염 상태를 확인할 수 있도록 하는 화염감지기를 더 포함하는 버너장치.
  8. 제1항에서,
    상기 버너 상에 복수개가 서로 이격되어 배치되며, 상기 버너의 외주면으로부터 10도 내지 30도 내의 범위의 각을 갖고 배치된 복수개의 노즐을 더 포함하는 버너장치.
  9. 배기가스가 유입되며 내부가 중공으로 형성된 메인 바디;
    상기 메인 바디 내부에 배치된 서브 바디;
    상기 서브 바디의 길이방향과 교차하는 방향으로 배치되어 상기 서브 바디 내부에 기체 상태의 연료를 분사하여 화염을 형성하는 버너;
    상기 서브 바디로 연소용 공기의 공급을 안내하는 제1 배관;
    상기 제1 배관으로 연소용 공기를 공급하는 연소용 공기 공급부재;
    상기 버너로 기체 상태의 연료를 공급하는 메인 공급관;
    상기 제1 배관 내측에 적어도 일부가 배치되며, 압축공기를 공급하여 상기 버너로 공급되는 기체 상태의 연료를 예혼합 시키는 압축 공기 공급배관; 및
    상기 압축 공기 공급배관으로 압축공기를 공급하는 압축 공기 공급부재
    를 포함하는 버너장치.
  10. 제9항에서,
    상기 압축 공기 공급부재의 압축 공기량을 검출하는 압축 공기 검출부재; 및
    상기 압축 공기 검출부재가 검출한 정보에 따라 상기 연소용 공기 공급부재와 상기 압축 공기 공급부재를 선택적으로 동작시키는 제어부
    를 더 포함하는 버너장치.
  11. 제10항에서,
    상기 메인 바디를 통과하는 배기가스의 차압을 검출하는 차압 검출부재; 및
    상기 압축 공기 검출부재가 검출한 정보에 따라 상기 연소용 공기 공급부재와 상기 압축 공기 공급부재를 선택적으로 동작시키는 제어부
    를 더 포함하는 버너장치.
  12. 배기가스가 통과하는 배기유로 상에 탈착 가능하게 결합되며, 내부가 중공으로 형성된 메인 바디;
    상기 메인 바디 내부에 배치된 서브 바디;
    상기 서브 바디의 길이방향과 교차하는 방향으로 배치되어 상기 서브 바디 내부에 연료를 분사하여 화염을 형성하는 버너;
    상기 서브 바디 내에서 상기 버너와 이격 배치된 파일럿 버너;
    상기 버너로 기체 상태의 연료를 공급하는 메인 공급관;
    상기 메인 공급관과 상기 파일럿 버너를 연결하여 상기 파일럿 버너로 기체 상태의 연료를 공급하는 서브 공급관; 및
    상기 메인 공급관으로부터 공급되는 기체 상태의 연료에 공기를 공급하는 공기 공급부
    를 포함하는 버너장치.
  13. 엔진에서 생성되는 동력에 의해 배출되는 배기가스를 후처리 하는 배기가스 후처리 장치가 설치된 선박에 있어서,
    내부가 중공으로 형성된 메인 바디와, 상기 메인 바디 내부에 배치된 서브 바디와, 상기 서브 바디의 길이방향과 교차하는 방향으로 배치되어 상기 서브 바디 내부에 기체 상태의 연료를 분사하여 화염을 형성하는 버너와, 상기 서브 바디로 연소용 공기를 공급하는 연소용 공기 공급부재, 그리고 상기 버너로 공급되는 기체 상태의 연료를 예혼합 시키는 압축 공기 공급배관을 포함하며 배기가스의 적어도 일부를 승온시키는 버너장치; 및
    상기 엔진, 상기 배기가스 후처리 장치, 및 상기 압축 공기 공급배관 중 어느 하나 이상으로 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급부재
    를 포함하는 선박.
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