KR940005857Y1 - 가스버어너 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가스버어너

제1도 및 제2도는 본 고안의 실시예를 표시하며, 제1도는 단면도.

제2도는 정면도.

제3도 내지 제7도는 실험결과를 표시한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 가스노즐 4a, 4b : 공기구

7 : 가스연료분출구멍 11 : 연료공급관

12 : 소개구 P : 노즐중심

본 고안은, 가스연료분출흐름에 의한 연소가스의 말려들어가기 효과에 의해서 저 NOx화 할 수 있도록, 가스노즐의 선단부에 가스연료분출구멍을, 노즐둘레방향으로 배열한 상태로, 또한, 노즐중심에 대하여 경사하는 방향으로 가스연료가 분출되는 상태로 형성하고, 상기 가스노즐의 둘레부에 연소용공기를 공급하는 공기구를 형성한 가스버어너에 관한 것이다.

종래, 일본국 특개소 57-31711호 공보에 개시된 바와 같이, 3∼4개의 가스연료분출구멍을 거의 등간격으로 노즐둘레방향으로 병설하고 있었다.

그러나, O₂의 드로틀이 불충분하고 연소성능면에서 더한층의 개량의 여지가 있었다.

더 상세히 설명하면, 연소배기가스속의 CO를 300ppm이하로 하기 위하여 필요한 연소배기가스의 잔존 O₂농도는 일반적으로 3%정도이하일 것이 요구되나, 상기한 종래 기술에서는 6%정도 이상이나 높은 잔존 O₂농도가 필요하였다.

본 고안의 목적은, 저NOx화를 충분히 도모하면서 양호한 O₂의 드로틀특성을 얻을 수 있도록 하는 점에 있다.

본 고안의 특징구성은, 노즐중심에 대하여 경사하는 방향에서 형성한 가스연료 분출구의 개구가 6∼8개이고, 이들 6∼8개의 가스연료분출구멍의 모든 것을 거의 등간격으로 노즐둘레방향으로 병설하고, 상기 가스연료분출구멍의 둘레에 배치한 공기구중 가장 바깥쪽면에 위치하는 것의 개수가 상기 가스연료분사구멍과 동일개수이며, 그들 가장 바깥쪽의 공기구의 전부를 거의 등간격으로 노즐둘레방향으로 고리형상으로 병설하고, 상기 가스연료분출구멍과 상기 가장바깥쪽편의 공기구(4b)를 서로 노즐둘레방향에 있어서 위상이 겹쳐지는 상태로 상대배치한 것에 있으며, 그 작용효과는 다음과 같다.

어떠한 개량을 실시하면 충분한 저 NOx화를 도모하면서 O₂의 드로틀특성을 향상할 수 있는지에 대해서, 각종 실험에 의해 추구한 결과, 다음의 사실이 판명되었다.

즉, 노즐둘레방향으로 거의 등간격으로 배치하는 가스연료분출구멍의 개수가 NOx농도와 O₂의 드로틀의 양쪽에 대해서 큰영향을 미치고, 저 NOx화를 위해서는 가스연료분출구멍의 개수를 적게 하는 편이 좋으나, 반대로, O₂의 드로틀특성을 위해서는 가스연료분출구멍의 개수를 많게 하는 편이 좋으며, 가스연료분출구멍의 개수를 6∼8개로하면, 저 NOx화 및 O₂의 드로틀특성의 양쪽에 있어서 충분히 뛰어난 가스버어너를 얻게 되는 사실이 판명된 것이다.

실험예에 의해서 구체적으로 설명하면, 제3도에 실선으로 표시한 바와 같이, 연소배기가스의 NOx농도는, 가스연료분출구멍의 개수를 8개 이하로 하면, 실용상 바람직한 범위, 즉 50ppm정도이하로 억제할 수 있다.

또, O₂의 드로틀, 바꾸어말하면, 연소배기가스속의 CO를 300ppm 이하로 하기 위하여 필요한 연소배기가스의 잔존 O₂농도는, 제3도에 점선으로 표시한 바와 같이, 가스연료분출구멍의 개수를 6개이상으로하면, 실용상 바람직한 범위, 즉, 3%정도이하로 억제할 수 있다.

그리고, 공기구중 가장 바깥쪽에 위치하는 것을, 고리형상으로 연속되는 1개로하는 것보다, 가스연료분출구멍과 동일개수로해서 거의 등간격으로 노즐 둘레방향으로 고리형상으로 병성하는 쪽이, 보다 한층 저 NOx화와 O₂드로틀 특성향상을 도모할 수 있는 사실이 판명된 것이다.

실험예에 의해 구체적으로 설명하면, 제5도에 표시한 바와 같이, 연소배기가스의 NOx농도는, 1개의 고리형상 공기구를 가진 것(A타이프)보다도, 6∼8개의 공기구를 병설한 것(B타이프)의 쪽이 10ppm정도 낮다.

또 연소배기가스속의 CO를 300ppm 이하로 하기 위하여 필요한 연소배기가스잔존 O₂농도는, 제5도에 표시한 바와 같이, A 타이프 보다도 B 타이프쪽이 0.5% 정도 낮다.

또, 가장바깥쪽편의 공기구를 가스연료분출구멍에 대하여 노즐둘레방향에서의 위상이 서로 틀리도록 배치하는 것보다 중첩되도록 배치하는 쪽이, 가장 바깥쪽면의 공기구로부터의 분출흐름끼리의 틈새를 통과해서 버어너 바깥둘레쪽으로부터 노즐쪽을 향해서 연소배기가스가 순환하기 쉽게 되고, 연소배기가스의 말려들어가기가 한층더 효과적으로 발생해서, 보다 한층 저 NOx화와 O₂드로틀 특성향상을 도모할 수 있는 사실이 판명된 것이다.

실험예에 의해 구체적으로 설명하면, 제6도에 표시한 바와 같이, 연소배기가스의 NOx농도는, 위상이 서로 틀리는 것(C타이프)보다도, 위상이 중첩하는 것(D타이프)쪽이 5ppm 정도 낮다.

또, 연소배기가스속의 CO를 300ppm이하로 하기 위하여 필요한 연소배기가스잔존 O₂농도는, 제6도에 표시한 바와 같이, C타이프보다도 D타이프의 쪽이 3%정도 낮다.

이결과, 저 NOx화를 충분히 도모하면서, O₂의 드로틀특성을 충분히 향상시키고, 연소성능에 있어서 한층더 뛰어난 가스버어너를 제공할 수 있게 되었다.

다음에 제1도 및 제2도에 의해 실시예를 설명한다.

버어너본체(1)의 내부에, 블로우어(B)에 접속되는 연소용공기공급로(2)를 형성하고, 버어너본체(1)의 선단 원통부(1a)의 중심에 배치한 상태에서 가스노즐(3)을 버어너본체(1)에 장착하고, 가스노즐(3)의 선단부쪽에, 작은구멍 형상의 공기구 (4a)를 분산배치해서 형성하기 위한 다공원판(5)을 장착하고, 선단원통부(1a)와의 사이에 고리형상의 공기구를 형성하는 링(6)을 다공원판(5)에 장착하고, 그 고리형상의 공기구를 노즐둘레방향으로 분할하여 가장 바깥쪽편의 공기구(4b)를 형성하기 위한 베플판(10)을 링(6)에 장착하여, 가스노즐(3)의 선단부쪽에 형성한 가스연료분출구멍(7)로부터의 가스연료와, 공기구(4a),(4b)로부터의 연소용공기를 먼저 혼합해서 연소시키는 가스버어너를 형성하고 있다.

다공원판(5)에 대해서 가스노즐(3)의 선단부쪽 작은직경부분을 끼워 넣는 동시에 기단부쪽 큰직경부분을 당접시켜서, 다공원판(5)와 가스노즐(3)간의 공기누설을 방지하고 있다.

가스연료를 다공원판(5)의 파일러화염구(8)을 향해서 분출하는 파일러버어너 (9)를 설치하고, 가스연료를 2000mmH₂O정도의 압력으로 공급하는 압력조절밸브(V)에, 가스노즐(3)과 파일럿버어너(9)를 병렬접속하고 있다.

가스연료분출구멍(7)의 6∼8개를, 모두가 거의 등간격으로 노즐둘레방향으로 병설하고, 또한 노즐중심(P)에 대해서 경사하는 방향으로 가스연료가 60∼70m/sec의 고속으로 분출되는 상태로 형성하고, 노즐중심(P)와 가스연료분출축심(Q)와의 경사각 θ를 40∼50°로해서, 가스연료분출흐름의 말려들어가기효과로 연소배기가스를 화염에 혼입시켜, 저 NOx화할 수 있도록 되어 있다.

즉, 가스연료분출구멍(17)을 6∼8개로 하므로서, 제3도에 실선으로 표시한 바와 같이 연소배기가스속의 NO; 농도(O₂;0%환산)을 50ppm 정도이하로 억제할 수 있고, 또한, 제3도에 점선으로 표시한 바와 같이, O₂의 드로틀특성을 향상할 수 있도록 되어 있다.

또, 제4도에 표시한 바와 같이, 가스연료분출구멍(7)의 경사각 θ의 설정에 의해서도 연소배기가스속의 NOx농도(O₂:0%환산)을 50ppm 정도이하로 억제할 수 있도록 되어 있다.

가장 바깥쪽편의 공기구(4b)의 개수를 가스연료분출구멍(7)과 동일개수로 하고, 그들 공기구(4b)의 전부를 거의 등간격으로 노즐둘레방향으로 고리형상으로 병설하고, 가스연료분출구멍(7)과 가장 바깥쪽편의 공기구(4b)를 서로 노즐둘레방향에 있어서 위상이 중첩하는 상태로 상대배치하고, 가장 바깥쪽편의 공기구(4b)로부터의 분출 흐름끼리의 틈새를 통해서 버어너 바깥둘레쪽으로부터 노즐쪽으로 연소배기가스를 순환시켜서, 한층더 저 NOx화와 O₂드로틀특성향상을 도모할 수 있도록 되어 있다.

작은구멍형상의 공기구(4a)의 총면적 S₁과, 가장바깥쪽면의 공기구(4b)의 총면적 S₂와의 비 S₁/S₂를 7.5/92.5∼30/70의 범위로 하는 것이, 저 NOx화나 O₂드로틀특성향상을 도모하는데 바람직하다.

즉, 가장 바깥쪽편의 공기구(4b)의 개수를 가스연료분출구멍(7)과 동일개수로 하므로서 (B타이프참조), 배플판(10)이 없는 것(A타이프)보다도, 제5도에 표시한 바와 같이 NOx 농도를 10ppm 정도 낮게 할 수 있고, 또한, O₂의 드로틀특성을 향상할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 가장 바깥쪽편의 공기구(4b)와 가스연료분출구멍(7)을 서로 노즐둘레방향에 있어서 위상이 중첩하는 상태로 상대배치하므로서(D타이프참조), 위상이 서로 틀리는 것(C타이프)보다도, 제6도에 표시한 바와 같이, NOx농도를 낮게 할 수 있고, O₂의 드로틀특성을 충분히 향상할 수 있도록 되어 있다.

가스노즐(3)에 접속된 연료공급관(11)을 연소용공기공급로(2)의 내부에 배치하고, 연소용공기공급로(2)에 가스연료의 일부(예를 들면 20%정도)를 공급하기 위한 8개의 작은개구(12)를, 연료공급관(11)에 그 둘레방향으로 거의 등간격으로 분산배치해서 형성하여, 한층더 저 NOx화와 O₂의 드로틀특성향상을 도모할 수 있도록 되어 있다.

가스연료분출구멍(7)의 총면적 S₃과 작은개구(12)의 총면적 S₄의 상관을,가 되도록 설정하는 것이, 저 NOx화를 도모하는데 바람직하다.

즉, 작은개구(12)에 의해 연소용공기에 가스연료를 미리 혼합하면 (F타이프참조), 미리 혼합하지 않는 것(E타이프)보다도, 제7도에 표시한 바와 같이 NOx농도를 10ppm정도 낮게 할 수 있고, 또한, O₂의 드로틀특성을 향상할 수 있도록 되어 있다.

다음에 다른 실시예를 설명한다.

가스연료분출구멍(7)의 경사각 θ는, 상기한 바와 같이, 40∼50도로 하는 것이 저 NOx화의 면에서 바람직하나, 적당한 변경설정해도 된다.

가스연료분출구멍(7)의 형상·치수는 적당히 선정할 수 있다.

공기구(4a)의 형상, 개수, 배치, 치수등은 적당히 선정할 수 있다.

연소용공기에 가스연료를 미리 혼합하는 작은개구(12)의 형상, 개수, 배치, 치수등도 적당히 선정할 수 있고, 또, 작은개구(12)를 생략해도 된다.

가스연료의 종류는, 도시가스, 천연가스, 프로판, 기타 적당히 선정할 수 있고, 또, 가스버어너의 용도는 불문이다.

또한, 실용신안등록청구의 범위의 항에 도면과의 대조를 편리하게 하기 위하여 부호를 기입하나, 이 기입에 의해 본 고안은 첨부도면에 구조로 한정되는 것은 아니다.

Claims (6)

1. 가스노즐(3)의 선단부에 가스연료분출구멍(7)을, 노즐둘레방향으로 배열한 상태로, 또한, 노즐중심(P)에 대하여 경사하는 방향으로 가스연료가 분출되는 상태로 형성하고, 상기 가스노즐(3)의 둘레부에 연소용공기를 공급하는 공기구(4a), (4b)를 형성한 가스버어너로서, 상기 가스연료분출구멍(7)의 개수가 6∼8개이고, 이들 6∼8개의 가스연료분출구멍(7)의 모두를 등간격으로 노즐둘레방향으로 병설하고, 상기 공기구(4a),(4b)중 가장 바깥쪽편에 위치하는 것(4b)의 개수가 상기 가스연료 분출구멍(7)과 동일개수이고, 이들 가장 바깥쪽편의 공기구(4b)의 모두를 등간격으로 노즐둘레방향으로 고리형상으로 병설하고, 상기 가스연료분출구멍(7)과 상기 가장 바깥쪽편의 공기구(4b)를 서로 노즐둘레방향에 있어서 위상이 중첩하는 상태로 상대배치되어 있는 가스버어너.
2. 제1항에 있어서, 상기 공기구(4a),(4b)중 상기 가장 바깥쪽편의 공기구(4b)이외의 것 (4a)을, 상기 가스노즐(3)과 가장바깥쪽편의 공기구(4b)와의 사이에 분산배치한 작은 구멍 형상으로 형성하고, 상기 작은구멍형상의 공기구(4a)의 총면적 S₁과, 상기 가장 바깥쪽편의 공기구(4b)의 총면적 S₂와의 비 S₁/S₂가 7.5/92.5∼30/70의 범위로 되어 있는 가스버어너.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가스노즐(3)에 접속된 연료공급관(11)을 상기 공기구(4a),(4b)에 연통하는 연소용공기공급로(2)의 내부에 배치하고, 상기 연소용 공기공급로(2)에 가스연료의 일부를 공급하기 위한 작은개구(12)를, 상기 연료공급관(11)에 그 둘레방향으로 분산배치하여 형성되어 있는 가스버어너.
4. 제3항에 있어서, 상기 가스연료분출구멍(7)의 총면적 S₃과 상기 작은개구(12)의 총면적 S₄의 상관을,가 되도록 설정되어 있는 가스버어너.
5. 제1항, 제2항, 제4항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐중심(P)에 대한 가스연료분출구멍(7)의 경사각 θ가 40∼50°인 가스버어너.
6. 제3항에 있어서, 상기 노즐중심(P)에 대한 가스연료분출구멍(7)의 경사각 θ가 40∼50°인 가스버어너.