KR960002794B1 - 유류 버너용 연료 이단연소 노즐 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유류 버너용 연료 이단연소 노즐

제1도는 본 발명의 연료 이단연소 노즐로서, (a)는 정면도, (b)는 개략단면도, (c)는 배면도이다.

제2a도는 본 발명이 적용된 유류 번너의 연소에 따른 화염형상이며, (b)는 화실내 온도분포를 나타낸 것이다.

제3도는 질소산화물 배출특성을 나타낸 그래프도이다.

제4도는 종래의 질소산화물 감소용 분할 노즐로서 (a)는 반단면도이고 (b)는 주화염용 분출공이 보이는 정면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연료 이단연소 노즐 2 : 주 화염용 연료분출공

3 : 주 화염용 연료유입공 4 : 주 화염용 증기유입공

5 : 보조화염용 연료분출공 6 : 보조화염용 연료유입공

7 : 보조화염용 증기유입공 가 : 1차 연소지역

나 : 2차 연소지역 다 : 완전 연소지역

본 발명은 유류 버너에 사용되는 노즐에 관한 것이로 액체연료 연소로 발생되는 공해물질의 일종인 질소산화물을 감소시키기 위해 발명된 것이다.

현재 산업용으로 사용되고 있는 유류 버너에 있어서 연소후 발생되는 질소산화물은 대기중에서 공화학 스모그를 일으키는 주 원인이므로 국제적으로 규제폭이 강화되고 있다. 따라서 질소산화물의 배출량을 감소시키는 것이 유류 버너의 성능을 좌우하는 매우 중요한 사항으로 부각되고 있으며 이의 실현을 위해 버너 노즐에서의 이단연소를 실현함으로써 연료과잉 연소가 가능한 새로운 개념의 노즐을 고안한 것이다.

종래에 사용되고 있는 유류 버너의 질소산화물 감소기법은 연소용 공기중에 함유된 질소가 고온의 연소분위기에서 과잉산소와 반응하면서 생성되는 '열적 질소산화물을 감소시키기 위해 고온의 연소지역에서는 과잉산소가 부족하도록 연료과잉-공기부족 상태로 유지하면서 질소의 반응을 억제하고 공기부족에 의해 발생되는 불완전 연소물을 노내온도가 상대적으로 낮아지는 화로 뒤쪽에서 충분한 연소용 공기를 주입하여 완전연소시키는 방법이 주로 사용되고 있다. 즉 버너 앞에서 연료 과잉-공기부족 상태를 형성하기 위한 방법으로 현재 실용화되어 있는 기법은 배기가스 재순환법(연소된 배기가스의 일부를 연소용 공기와 혼합하여 버너로 유입시켜 연소하는 방법), 화로내 이단연소(연소공기의 일부분을 버너위에 설치된 구멍으로 직접보내어 버너지역에서 불완전 연소된 연소가스를 완전연소시키는 기법)등의 설비추가에 의한 질소산화물 감소기법과 버너에서 연소용 공기와 연료의 혼합특성을 제어함으로써 질소산화물의 생성을 감소시키는 제4도에 도시한 바와같은 노즐(1')을 사용하는 '저 질소산화물 버너'로 구분할 수 있다. 전자는 질소산화물 감소효과가 높으나 기존설비에 질소산화물 감소용 추가설비가 요구되므로 경제적인 부담이 크며 보수.유지에 지속적인 노력이 요구된다. 후자는 버너 내부에서의 질소산화물 기법이 응용되므로 전자에 비해 추가설비가 필요없이 선호도가 높아지는 추세이다.

따라서 본 발명은 저 질소산화물 버너를 실현할 수 있도록 연료분무 노즐을 분활화염이 형성되면서 보조적인 연료과잉 분위기를 형성할 수 있는 버너의 제공을 그 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기존의 질소산화물 감소의 효과를 극대화하기 위해 형성되는 화염이 '주 화염'과 '보조 화염'으로 분리되도록 발명된 것으로 주화염용 구멍을 갖는 노즐에 분사각이 상이한 보조화염용 구멍을 동일 반경방향선상에 형성한 것으로, 첨부된 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 본 발명의 실시예에 의하여 명백히 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 유류버너용 연료 이단연소 노즐(1)은, 일정각도로 경사지며 주 화염용 연료유입공(3) 및 주 화염용 증기유입공(4)이 통하는 주화염용 연료분출공(2)이 다수가 형성된 제 4 도에 도시한 종래의 노즐(1')에 있어서, 보조화염용 연료유입공(6) 및 보조화염용 증기유입공(7)이 통하며 상기 주 화염용 연료분출공(2)과는 상이한 경사각도, 더욱 구체적으로는 작은 경사각도를 가지도록 보조화염용 연료분출공(5)이 다수가 형성된 구조이다.

본 발명의 실시예에서는 제1도에 도시한 바와같이 보조화염용 연료유입공(6)은 주화염용 연료유입공(3)의 동일반경상의 조금옆의 반경방향에 위치하도록 형성하고 보조화염용 증기유입공(7)은 주화염용 증기유입공(4)과 동심원을 갖도록 동일 반경방향상에 형성하여 보조화염의 연료와 증기가 노즐의 중간에서 혼합될 수 있도록 하였으며, 보조화염용 연료분출공(5)은 주화염용 연료분출공(2)보다 분사각이 작게 하여 주화염보다 화실 뒤쪽에 보조화염이 형성되도록 하였다.

제2도에 본 발명 노즐의 형성되는 연소지역을 표시하였으며 (가) 연소지역은 주 화염이 형성되는 지역이고 (나) 연소지역은 주 화염보다 화실안쪽으로 좁고 길게 형성되는 보조 화염지역으로 연료과잉으로 불완전 연소된 연소가스는 주 화염과 보조 화염이 만나면서 시작되는 (다) 연소지역에서 완전연소된다. 즉 화실내 온도분포와 비교해보면 연소용 공기의 선회에 의해 주 화염에 유입되는 연소용 공기를 주 화염 하단에 보조화염을 형성시킴으로써 주 화염 및 보조 화염을 과농연료 상태로 1차 연소하면서 1차 질소산화물 생성을 억제하고 연소 분위기 온도가 1000℃ 이하로 유지되는 (다) 연소지역에서의 2차 연소로 2차 질소산화물 생성을 억제할 수 있게 된다.

본 발명의 효과로는 질소산화물 감소용 버너에 종래의 노즐과 본 고안의 노즐을 사용한 결과를 그래프로 나타낸 제 3 도에서 알 수 있듯이 종래의 노즐에서 생성되는 질소산화물을 약 20% 더 감소시킬 수 있다.

이와같이 본 발명을 유류버너에 사용하게 되면 연료중에 함유된 질소량이 0.5wt% 이상의 고 질소 연료의 연소에 질소산화물 감소목적의 추가설비 부담없이 공해배출 허용기준을 만족시킬 수 있다. 또한 대도시에 먼저 강화되는 배출 허용기준이 국제적으로도 강화될 것으로 예상되므로 기존설비의 개.보수가 필요하며 이런 경우 연료유로나 증기유로등의 변경이나 추가설비없이 본 발명의 변경된 노즐만 사용하여도 질소산화물 배출 허용기준을 만족시킬 수 있으므로 설치.유지가 무척 간편하고 추가설비의 부담이 없는 매우 경제적인 발명이다.

Claims (1)

1. 일정각도로 경사지며 주화염용 연료유입공(3) 및 주화염용 증기유입공(4)이 통하는 주화염용 연료분출공(2)이 다수가 형성된 노즐(1')에 있어서, 보조화염용 연료유입공(6) 및 보조화염용 증기유입공(7)이 통하며 상기 주화염용 연료분출공(3)과는 상이한 경사각도와 크기를 가지도록 보조화염용 연료분출공(5)이 다수가 형성되며 상기 보조화염용 연료유입공(6)은 주화염용 연료유입공(4)의 동일반경상의 조금옆의 반경방향에 형성된 것을 특징으로 하는 유류 버너용 연료 이단연소 노즐.