KR890001295B1 - 버어너팁 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

버어너팁
제1도는 본 발명의 버어너팁의 정면도.
제2도는 제1도의 본 발명의 버어너팁의 종단면도.
제3도는 본 발명의 버어너팁 본체의 평면도.
제4도는 본 발명의 버어너팁의 일부를 절결한 일부단면도.
제5도는 본 발명의 버어너팁의 저면도.
제6도는 분류체(分流體)의 평면도.
제7도는 제6도의 분류체의 일부를 절결한 일부단면도.
제8도는 제6도의 분류체의 저면도.
제 9도는 액체연료 및 분무매체의 공급판(供給板)을 도시한 평면도.
제10도는 제9도의 액체연료 및 분무매체의 공급판의 일부를 절곁한 일부단면도.
제11도는 제9도의 액체연료 및 분무매체의 공급판을 도시한 저면도.
제12도는 버어너팁 본체의 분사구의 내부단(內部端)의 확대도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 버어너팁 본체 2, 13 : 요부
3 : 환상요구 4 : 분사구
5, 6 : 연통홈 7 : 분류체
8, 9, 14, 15 : 구멍 11 : 공급판
12 : 혼합실 16 : 연통홈
17,18 : 공급관
본 발명은 보일러, 가열로, 용해로 기타 연소장치에 사용하는 버어너팁에 관한 것으로서 좀더 상세히 설명하면 액체연료와 공기, 증기등의 분무매체와의 혼합 및 액체연료의 미립자화를 촉진함으로해서, 완전 연소를 기하여, 에너지를 절약하고 공해대책에 매우 유효하며 또한 경제적으로 유용한 버어너팁에 관한 것이다. 보일러, 가열로, 용해로 기타의 연소장치에서는 오늘날의 에너지 사정으로 연료 가격의 고가화와, 중질화의 경향을 나타내고 있어, 에너지절약 및 공해방지대책이 요망되고 있다.
그리고, 이를 위해서는 양호한 연소, 다시말해, O2, 매연분진 및 NOx의 저함유화를 달성하면 될 것이며, 이러한 기능을 달성하기 위해서는 통상연료의 분무특성과 연소용공기와의 혼합특성에 의존되는 것이 알려져 있다.
종래, 연소장치에서는 연료사용 뿐만아니라, 공기, 증기등의 분무체가 사용되어, 분사구로 부터 분사시, 즉, 상기 분무체가 고압쪽에서 저압쪽으로 분사될때의 팽창에너지에 의해서 혼합 및 미립자화를 도모하고있다.
그러나, 액체연료는 비압축성유체이고, 액체연료 자체에는 분산력이 거의 없어서, 액체연료의 미립자화를 촉진하기 위해서는 상기 분무메체의 혼합량을 증대하지 않으면 안되었기 때문에, 에너지절약에 역행되는 결점이 있었다.
또, 분무입자의 불균일이 발생하는 현상이 많았기 때문에 연소용공기와의 흔합율도 달라져서, 양호한 연소를 달성하기가 곤란했다. 이때문에, 종래, 버어너 주위의 윈드박스, 송풍기등의 개조에 거액을 투자하고 있었다.
또, 종래, 저 NOX을 달성하기 위해서는, 완만연소(배기가스 재순환, 2단연소, 분할화염 연소등) 및 물주입(물의 증발잠열에 의한 효율의 저하), 질화방지장치의 설치등이 행해지고 있으나, 이러한 일련의 장치모두는 에너지 절약에는 상반되는 결점이 있었다.
본 발명의 버어너팁은 상기한 바와같은 결점을 제거해서 이루어진 것으로서, 분사방법을 바꾸고, 액체연료와 공기, 증기등의 분무매체와의 혼합 및 액체연료의 미립자화를 촉진하여, 에너지절약 및 공해대책에 유효하며, 경제적인 연소를 가능케하는 것이다.
이하에 본 발명의 일실시예를 첨부한 도면에 의해서 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도면중 (1)을 버어터팁 본체로서, 원추형의 중공(中空)체로써, 테이퍼되어 구성되고, 그 선단의 내부 중앙에는 요부(凹部) (2)가 형성되고, 상기 요부(2)의 바깥쪽에는 적당한 간격을 두고 환상의 요구(凹溝) (3)가 형성되어 있으며, 상기 요부(2)의 환상요구(3)간에는 테이퍼된 외주면에 개구된 수개의 분사구(4)가 형성된다.
또한, 이 수개의 분사구(4)의 내부단의 한쪽과 상기 요부(2)간에는 각각 연통홈(5)이 형성되고, 또한, 상기 적당수의 분사구(4)의 내부단의 다른쪽과 상기 환상요구(3)간에는 각각 연통홈(6)이 형성된다.
상기 각 분사구(4)의 내부단에서의 연통홈 (5) (6)의 배치는 뒤에 상세히 설명하지만, 제12도에 도시한 바와같이 분사구(4)로 부터 분사되는 혼합기체를 선회시키기 위해서이다.
다음에, 상기 버어너팁 본체(1)에는 제6도, 제7도 및 제8도에 도시한 바와같은 분류체(7)가 중합된다. 즉, 이 분류체(7)는 제2도에 도시한 바와같이, 버어너팁 본체내부의 요부(2), 환상요구(3), 분사구(4) 및 연통홈(5) (6)이 원추형중공체 내부에 꼭 맞도록 테이퍼 된 현상으로 되어있고, 그 중앙부에는 상기 버어너팁 본체(1)의 요부(2)와 연통하고 있는 구멍 (8)이 형성된다. 그리고 분류체(7)의 외주면에는 상기 버어너팁 본체(1)와 중합시켰을때, 그 환상요구(3)에 외부단이 꼭 맞고, 내부단이 상기 구멍(8)과 합류하는 적당수의 구멍 (9) 이 형 성된다.
도면 실시예의 경우, 또한, 분류체(7)의 내부에는 구멍(8)과 연통하는 원통형혼합실(10)이 형성되고, 상기 원통형혼합실(10)을 둘러싸고 있는 분류체(7)의 한단에는 액체연료 및 분무매체를 위한 공급판(11)이 중합된다. 이 액체연료 및 분무매체의 공급판(11)에는, 제9도, 제10도 및 제11도에 도시한 바와같이 상기 분류체(7)의 원통형혼합실(10)에 꼭 맞고, 이 원통형혼합실(10)과 함께 혼합실(12)을 형성하는 요부(13)가 형성되고, 이 요부(13)에는 액체연료를 상기 혼합실(12)내에 공급하는 다수의 구멍 (14)이 형성되고, 또한, 상기 요부(13)의 주위에는 공기, 증기등의 분무매체를 공급하는 다수의 구멍(15)이 형성되어 있으며, 이 구멍(15)의 분류체(7)쪽과 상기요부(13)간에는 각각 나선방향으로 연통흠(16)이 각각 형성되어 있다. 그런데, 구멍(15) 및 연통홈(16)의 분류체(7)쪽은 분류체(7)에 의해서 폐쇄되도록 되어있다.
또한, 본 발명은 액체연료와 분무매체와의 혼합기체를 분류체(7)의 배면으로 부터 공급하면 되는 것이다.
따라서, 상기의 도면실시예와 같이, 반드시 분류체(7)의 배면에 액체연료 및 분무매체의 공급판(11)을 착설할 필요는 없는 것이다.
단지, 상기의 도면실시예의 경우에 있어서는, 액체연료 및 분무매체의 공급판 (11)올 착설해서 분무매체 흐름과 액체연료 흐름을 대략 직각으로 교차하도록 분출시킴과 동시에 분무매체를 선회시키므로해서 더욱 분무매체와 액체연료와의 혼합이 촉진되는 것이다.
그런데, 상기 버어너팁 본체(1)와, 분류체(7)와, 액체연료 및 분무매체의 공급판(11)과의 결합은 각각 적소에 나사부를 형성해서 나사박음으로 해도 되고, 용접으로해도 되는 것이다.
상기 구성의 본 발명에서는, 액체연료 공급관(17) 및 분무매체공급관(18)이 액체연료 및 분무매체의 공급판(11)에 연결된다.
그리고, 구멍(14)에 액체연료가 공급되고, 구멍(15)에 공기, 증기등의 분무매체가 공급된다.
그 결과, 제2도에 표시한 바와같이, 액체연료는 구멍(14)으로 부터 흔합실 (12)내에 수직으로 공급되고, 분무매체는 구멍(15)으로 부터 연통홈(16)을 개재해서 혼합실(12)내에 수평으로 또한 선회하면서 공급되고, 혼합실(12)내에서 상기 액체연료와 분무매체가 혼합되어, 혼합실(12)내에 혼합기체가 형성된다.
즉, 분무매체의 팽창에너지와, 연통홈(16)을 요부(13)에 대해서 나선방향으로 형성한 것으로 인해서 발생하는 분무매체 자체의 선희에 의해서 혼합실(12)내에 액체연료가 미립자화된 혼합기체가 형성되는 것이다. 그리고, 상기 혼합기체는 분류체(7)에 의해서 두 개의 흐름으로 갈라진다.
즉, 분류체(7)의 구멍(8)으로 부터 버어너팁 본체(1)의 요부(2)에 이르는 흐름과, 분류체(7)의 구멍(9)으로 부터 버어너팁 본체(1)의 환상요구(3)에 이르는 흐름이다.
그리고, 버어너팁 본체(1)의 요부(2)에 공급된 혼합기체는 각각의 연통홈(5)으로 부터 각각의 분사구(4)의 내부단의 한쪽에 공급되고, 버어너팁 본체(1)의 환상요구 (3)에 공급된 혼합기체는 각각의 연통홈(6)으로부터 각각의 분사구(4)의 내부단의 다른쪽에 공급되어, 제12도에 표시한 바와같이 선회하면서 분사구(4)로부터 분사되는 것이다.
이 결과, 더욱 혼합 및 액체연료의 미립자화가 촉진되고, 넓은 범위로 균일하게 확산된다. 따라서, 분무매체의 혼합량을 증대시키는 일이없이, 완전 연소에 가까운 양호한 연소가 달성된다.
즉, 저매연분진화, 저 O2화가되고, 더욱 저 O2화에 의해서 배기가스 열손실이 저감되어 열효율이 향상됨과 동시에, 더어멀 NOX가 저감되어 전체적으로는 저 NOX화가되고, 또, SO2에서 S03에의 변환율이 낮아져서 저온 부식의 예방이 된다.
이상과 같이, 본 발명의 에너지절약 및 공해대책에 유효하고, 경제적인 것이다.
또한, 이하에 본 발명의 버어너팁 장치에 의한 연소테스트의 결과예를 표시한다.
이하의 데이터는 매연농도(연소성)를 동일레벨에 놓고 비교한 것이다.
데이터1. 최대증발량:200t/hr보일러에 있어서의 데이터(시간당 최대 200t의 물을 증발시킬 수 있는 보일러)
Figure kpo00001
이상의 데이터와 같이 종래의 저 NOX버어너보다 본 발명 버어너팁에 의해서 NOX도 저하되고 에너지절약효과는 1.1%효율 ,상승하므로 대형 보일러에서는 막대한 경비의 절감이 된다.
또, 종래 버어너에 있어서는 분무매체로서의 어시스트 증기를 11.5kg/㎠G의 압력으로 사용하고 있었으나 본 발명 버어너팁은 9.0kg/㎠G의 압력으로 충분히 양호한 연소상태를 유지할 수 있었다.
데이터2. 최대증발량 : 30t/hr 보일러에 있어서의 데이터 (시간당 최대 30t의 물을 증발시킬 수 있는 보일러)
Figure kpo00002
이 보일러의 화로 부하(負荷)는 1,260,000kca1/㎥라고 하는 수치가 가르키는 바와같이 연소실이 좁고 연소 개선이 대단히 어려운 형태이지만 본 발명의 버어너팁에 의해서 연소가 개선되어 에너지절약의 효과가 달성되었다.
데이터3. 최대 증발량 : 12t/hr보일러에 있어서의 데이터 (시간당 최대 12t의 물을 증발시킬 수 있는 보일러)
Figure kpo00003
이상과 같이, 종래형의 보통 버어너와 비교하면 본 발명의 버어너팁은 NOX의 저감효과도 크다. 소형보일러의 경우, 본 발명 버어너팁은 단염화(短焰化)하기 위해서 고온부가 보일러 출구보다 로안쪽으로 이동하므로 배기가스온도의 저하가 커서 효율의 향상율도 높다.
이상 3가지예의 데스트 데이터를 표시했으나, 다른 데이터와의 평균을 보면 저 O2화율은 40% 전후의 효과를 발휘하는 것으로서, 본 발명에 의한 버어너팁은 보일러의 개조도 없고, 값싸며, 에너지절약대책, 공해방지대책상 넓게 산업사회에 공헌 하는 것이다.

Claims (1)

  1. 원추형의 중공형체로 구성되고, 그 선단내부 중앙에는 요부(2)가 형성되고 상기 요부(2)의 바깥쪽에는 적당한 간격을 두고 환상의 요구(3)가 형성되어있으며, 상기 요부(2)와 환상요구(3)간에는 테이퍼된 외주면에 개구된 수 개의 분사구(4)가 형성되고, 이 분사구(4)내부단의 다른쪽과 상기 환상요구(3)간에 각각 연통홈(5) (6)이 형성된 버어너팁 본체(1)와, 이 버어너팁 본체(1) 내부의 요부(2), 환상요구(3), 분사구(4) 및 연통홈(5)(6)부가 원추형 종공체 내부에 꼭 맞도록 테이퍼된 형상으로 되어서, 그 배면에 구성되는 혼합실(12)내에 혼합기체를 상기 버어너팁 본체(1)의 요부(2)와 환상요구(3)에 공급하는 각각의 구멍(14) (15)을 형성한 분류체(7)로 이루어진 것을 특징으로 하는 버어너팁.
KR1019840007735A 1983-12-09 1984-12-07 버어너팁 KR890001295B1 (ko)

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