KR890004927Y1 - 2단 연소용가스버너 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

2단 연소용가스버너

제1도는 본 고안의 일실시예단면구조도.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도.

제3도는 종래의 2단 연소용 가스버너의 개략구조도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

8 : 본체 9 : 역지밸브

10 : 공기제어밸브 14 : 가스관

15 : 공기관 16 : 2차공기구

17 : 3차공기구 18 : 선회기

19 : 1차화염구 20 : 방열벽

21 : 1차연소부 22 : 2차연소부

23 : 3차연소부 24 : 2차화염구

25 : 예혼합실

본 고안은 보일러및 가열로등의 연소장치에 이용되는 가스 버어너에 관한것으로, 특히 2단연소에 의하여 질소산화물(NOx)의 발생을 저감시키는 가스버너에 관한것이다.

일반적으로 연소지역에 분사된 가스연료와 연소용공기는 서로 혼합된 다음 주위로부터 열을 받아 연소하게된다. 연료와 공기의 비율을 적절히 조절하여 연소시키면, 연소속도가 빨라지고, 화염온도가 상승하게되어 연소가 원할하게된다. 그러나 이결과 질소산화물(NOx)의 발생농도는 증가하게되어 대기오염을 일으키게 된다.

일예로, 연소지역내에서의 질소산화물의 발생량을 다음과 같이 나타낼수 있다.

따라서 질소산화믈의 발생을 억제하기위해서는 (i)화염의 온도를 낮추거나 (ii)반응역에서의 산소, 질소 농도를 낮추거나 (iii)화염과 같은 고온지역에서의 가스성분의 체류시간을 단축시켜야한다.

이와같이 보통의 연소기술로는 질소산화물의 발생을 줄일 수 없기 때문에, 2단연소방법등의 특별한 연소기술을 도입하지 않으면 안된다.

즉, 2단연소란 연료를 불완전 연소시키는 1차연소지역과 과잉공기에 의하여 1차연소시 생성된 미연분을 연소시키는 2차연소지역으로 구분하여 연소시키는 방법이다. 1차 연소역은 공기비가 0.8정도로 부족하기 때문에 연소온도가 낮고, 2차연소역은 공기비가 1.5정도로 높고, 연료가스의 농도가 희박하기때문에 연소온도가 낮아지게 된다. 이와같이 2단 연소란 연소역에서 온도가 낮기때문에 NOx의 발생이 줄어들게된다.

이러한 이유로해서 종래의 알려진 선행기술은 제3도와 같이, 공기와 연료를 예혼합실(1)에서 혼하시켜 가스배출구(2)를 통하여 혼합가스를 1차연소실(3)에서 연소시키고, 예혼합된 일부의 혼합가스는 2차연소용 공기와 함께 2차연소실(4)에서 연소하도록 되어 있다. 그러나, 이는 연소용공기의 조절장치가 없어 1,2차 공기량의 조절이 어렵고, 1차와2차의 연소역에 동일한 가스의 배출구를 사용하므로서 1,2차 연소역에 연소시 불균일한 압력차가 발생하여 화염이 일정한 분포를 이루지 못하고 안쪽으로 치우치는 현상이 생기므로 2단연소의 효과가 없어지며, 화염의 길이가 증가하게되는 것이어서 바람직하지가 못하였다.

본 고안의 목적은 이러한 2단 연소장치에 있어서 1,2,3차의 공기조절제어수단을 포함하여 연소역에서의 이종 화염배출구 및 선회기를 이용토록한 배치구성에 의하여 이러한 연소기에서의 양호한 연소조건을 제공함에 의해 질화산물등의 발생을 효율적으로 저감시킬 수 있도록한 것이다.

이하에서 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 제1도는 본 고안의 2단 연소용 가스버너의 구조를 나타낸 일실시예 단면구조도이다.

이는 본체(8)의 중앙에 예혼합실(25)이 구비되어있고, 여기서는 본체(8)측하방의 측벽으로부터 연결된 1차 공기유입용공기관(15) 및 가스관(14)이 연결되어 있다.

상기, 공기관(15)과 가스관(14)에는 각기 공기제어밸브(10) 및 역화방지용의 역지밸브(9)가 설치되어 있다.

또 본체(8)의 저부에는 통상의 모터(6) 및 송풍팬(7)이 설치되고, 이로부터의 공급된 공기는 제1공기실(28)에서 중앙의 제1격벽(27)에 의해 구성되는 2차연소부(22)로 중간의 선회기(18)를 통하여 가해지도록한 2차공기구(16)와 본체 상부의 2차연소부(22)상면의 방열턱(20)근방에 형성한 3차공기구(16)를 배출되도록 구성한다.

또, 예혼합실(25)로부터는 그 상부에 1차연소부(21)를 가진 화염분출벽(26)이 형성되며, 이는 제2도와 같이 화염을 수직으로 유출하기위한 1차 화염구(19)가 정상에 천설되고, 그 측방으로는 경사지게 2차화염구(24)가 형성되어 상기 2차연소부(22)로 통하도록 선회기(18)상방에 위치되어 구성된다.

미설명부호 11은 점화기, 12는 로벽, 23은 3차연소부이다.

이러한 구성의 본 고안은 우선, 예혼합실(25)에서 연료관(14) 및 공기관(15)을 통하여 가스연료 및 1차공기가 혼합되는데 이때는 1차연소용 공기량을 이론치의 연소용 공기량의 80-95%로하열 공급한다.

이러한 상태에서는 예혼합실(25)의 연료가 공기부족상태로되고 이는 1차연소부(21)롤 화염을 배출하게되는데 이때는 1차 화염구(19)로 연소하게된다.

이 예혼합실(25)의 혼합가스는 공기부족상태로 연소하므로 탄산가스등의 미연분이 조재하게되는 농염연소지역이 되어 화염온도는 낮아 지게 된다.

또, 송풍기(7)로부터 제1공기실(28)로 유입된 연소공기는 2차공기구(16)와 3차공기구 (17)를 통해 제2,3연소부(22, 23)로 도달하게 된다.

여기서는 제1격벽(27)과 화염분출벽(26)사이의 2차공기구(16)를 통한 공기는 선회기(18)에 의해 회전하면서 제2차연소부(22)에서 선회하게되고, 이에 의해 예혼합실(25)에서의 일부혼합가스가 2차염화구(24)로부터 유도되어 분출되므로서 2차 연소부(22)에서는 화염을 촉진시키게 된다.

또, 2차 연소부(22)에서의 화염온도를 상기 과잉공기와 1차연소부(21)에서 발생한 연소성분의 희박한 연소 가스로 인해 연소온도가 낮아진다.

그리고, 상기 2차 연소부(22)에서의 공기량은 여기서 소요되는 량의 150%정도로 공급되어 혼합가스를 연소하므로 화염이 불안정하게된다. 그러나, 이는 방열벽(20)에 의하여 화염이 차단되면서 일정온도를 유지하게되고 화염의 흐름이 안정된다.

그러나, 2차연소부(22)에서의 연소가스는 대부분 이를 통과할때 완전히 연소된 상태로 존재하나 일부 연소되지않은 탄산가스등의 미연분이 존재할 수 있다.

그리고, 이는 3차공기구(17)로부터 배출되는 연소공기에 의해, 미연분이 존재한다면 3차연소부(23)를 통과하므로 완전히 연소된다.

또, 예혼합실(25)에 공급되는 1차연소공기량을 조절하기위해서는 공기 제어밸브(10)가 장치되어 이를 적절히 제어할 수 있고, 예혼합실(25)로부터 가스관(14)으로 가스가 역화됨을 방지하기위해 역지밸브(9)가 설치되어 있으므로 연소기를 안전히 사용할 수 있다. 상기 선회기(18)는 예혼합실(25)로부터의 가스연료와 연소공기가 잘 혼합되도록하는 역활을 한다.

이러한 본 고안은 가스연료를 3차의 적당한 공기조절 및 제어로 재연소시키는 구성에 의해 화염의 온도를 750°- 950°정도로 낮출수 있고 이로인한 질소산화물의 발생을 저감시키게되며, 상기 공급되는 공기량을 조절하여 공기비와 화여기길를 줄여 화염을 안정화시킬수도 있는 유익한 특징이있는 것이다.

Claims (1)

1차연소용 공기량을 제어조절하는 수단을 구비한 공기관(15)과 역화 방지기능을 부여한 가스연료공급관(14)을 중앙의 예혼합실(25)에 연결하고, 이 예혼합실(25)을 구성하는 화염분출벽(26) 및 2차연소부(22)를 구성하는 제1격벽(27)사이에 형성시킨 2차공기구(16)와, 이 제1격벽(27)에 연한 상단에 형성시킨 방열벽(20) 윗부에 3차공기구(17)를 형성하며, 상기 화염분출벽(26)은 그 중앙에 1차연소부(21) 및 1차화염화구(19)와 측벽의 2차화염구(24)를 형성하고, 이 2차화염화구(24)와 연한 2차공기구(16) 상단에 선회기(18)를 부착시켜서 구성된 것을 특징으로 하는 2단 연소용 가스버너.