KR0128817Y1 - 고부하 가스버너용 예혼합 연소장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가스버너용 예혼합 연소장치에 관한 것으로, 종래에는 일정한 크기의 염공을 갖는 연소판 하부에 분배기판을 두고 혼합부에서 송풍기에서 공급되는 공기와 측면에서 공급되는 가스와 혼합시켜 연소판에 분사시키므로서 분사속도가 크게되어 화염이 부상하는 결점등이 있었으나, 본 고안은 송풍기(6) 상측에 버너본체(15)를 설치하고 버너본체(15)에는 혼합기유로판(3)(3') 설치한 것과 그위에 분배기판(2)(2') 그위에 연소판(1)을 설치하되 연소판(1)에는 단면적비가 4:1.7:1로된 주염공(9)과 제1보조염공(10) 및 제2보조염공(11)을 형성시키고 주염공(9) 주위에 제2보조염공(11)을 원형으로 배열하고 주염공(9) 상단에 환요홈부(16)를 형성하여 제2보조염공(11) 8개가 상이 환요홈부(16)에 ½면적이 걸치는 상태가 되도록 한 고부하 가스버너용 예혼합 연소장치이다.

Description

고부하 가스버너용 예혼합 연소장치

제1도는 종래 연소장치의 설치상태를 보인 예시도.

제2도는 본 고안에 따른 예혼합 연소장치의 설치상태 예시도.

제3도는 본 고안의 연소판을 보인 평면예시도.

제4도는 제3도에서 A부의 확대 평면도.

제5도는 제4도의 종단면도.

제6도는 본 고안의 분배기판을 보인 평면도.

제7도는 본 고안에 따른 예혼합 연소장치를 보인 평면 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연소판 2, 2-1 : 분배기관

3, 3-1 : 혼합기유로판 4 : 가스공급관

5 : 혼합부(기) 6 : 송풍기

7 : 가스노즐 8 : 고정부

9 : 주염공(9a 주염공입구, 9b 주염공출구) 9-1 : 주화염

10 : 제1보조염공 10-1 : 제1보조화염

11 : 제2보조염공 11-1 : 제2보조화염

12, 12-1 : 단턱부 13 : 혼합화염

14, 14-1 : 분배공 15 : 버너본체

16 : 환상요홈부

본 고안은 가스버너용 연소장치에 관한 것으로서, 특히 희박예혼합 연소장치를 형성하여 질소산화물(NOx)의 저감효과를 가져오고, 고부하 연소시에 화염의 부상(Lifting)을 방지하면서, 최대 연소량과 최소연소량 변화(고 TDR : Turn Down Ratio)에 화염의 안정화를 유지하고 연소량이 감소되어도 역화되기 어렵도록 하며 정상 연소시에 최적의 연료와 공기비가 실현될 수 있도록 된 희박예혼합 연소장치에 관한 것이다.

종래에는 가스연료에 의한 연소기는 가스노즐에서 분사되는 속도에 의하여 연소에 필요한 공기를 1차흡입하여 연료와 공기를 혼합되게 하고 연소시 필요한 2차공기는 분젠연소방법(공기유로를 사이드에 형성시킨 것)으로 널리 사용되어 왔다.

이러한 분젠연소장치에서는 버너염공판의 온도상승으로 고농도의 질소산화물(Nox)이 생성되고 2차공기를 흡입하는 공간이 크게 필요하므로 고부하 실시가 어려웠다.

또한 종래의 희박예혼합 연소기는 제1도에 도시한 바와 같이 일정한 염공(21)을 갖는 연소판(20)의 하부에 분배기판(2)을 두고 송풍기(6)에서의 연소용공기와 가스공급관(4)에서의 연료를 혼합부(5)에서 혼합한후, 예혼합기체를 분배기판(2)과 염공(21)을 통해 연소판(20)에 분사시켜 상부에 감속 화염이 형성되어지도록 되어 있다. 그러나, 균등한 소형염공으로 인하여 분사속도가 크게되어 화염이 부상하는 결점이 있고 화염의 안정 때문에 최대 연소량이 제한되는 단점이 있으며 예혼합가스의 분사속도를 적게하기 위하여 연소판의 각염공을 크게하면 즉 염공종단면적을 증대하면 연소량을 급변시킬 때 역화가 생기기 쉬운 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해소코자 예혼합 연소장치의 연소판에 각 주염공을 제2보조염공과 함께 환상형의 형상으로 형성하고, 입구면적은 적고 출구면적이 커지도록 주염공 상단부측에 큰환상의 염공(입구면적 출구면적 1:4)으로 형성하며, 제2보조염공 주변은 제1보조염공과 주염공을 배열시키고 분사시 감속된 유속에 의한 안정된 화염이 형성되게 하고 고부하 연소시 화염의 부상이 억제되어 안정된 고부하 연소가 실현되도록 하며, 연소량이 급변할때도 입구면적이 적어 역화가 방지되어 화염안전영역(고 TDR)이 증대되고 화염은 깨끗한 원추상이 되며, 미연가스의 발생을 방지하고 소음도 줄일 수 있도록 된 예혼합연소장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 가진 본고안의 구성을 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

DC모터의 회전수를 조절하여 공급되는 공기량을 조절할 수 있도록 된 송풍기(6)의 상측에 버너본체(15)를 고정부(8)에 의해 고정 설치하되, 송풍기(6) 상부와 버너본체(15)사이의 혼합부(5)내에 가스공급관(4)을 유입시켜 선단의 가스노즐이 하측을 향하도록 절곡시켜 주고, 버너본체(15)의 내부 하측에는 일정간격으로 유지되면서 선단이 중첩되는 혼합기유로판(3)(3-1)을 설치하고 그위에 대소의 분배공(14)(14-1)이 뚫어진 분배기판(2)(2-1)과 연소판(1)을 차례로 설치하며 양단부측에 단턱부(12)를 형성시킨 연소판(1)에는 단면적비가 4:1.7:1로된 주염공(9)과 제1보조염공(10) 및 제2보조염공(11)을 형성하되, 주염공(9)의 주위에 환상의 제2보조염공(11)을 원형상으로 배열하고 그 외측에 종횡직선 상태로 2개의 제1보조염공(10)과 하나의 주염공(9)을 반복적으로 배열형성하여 염공수가 1:8:8이 되도록 하며, 주염공(9)의 주염공출구(9b)측과 제2보조염공(11)에는 상측방향으로 점진적으로 커지는 환상요홈부(16)를 형성하되 주염공(9)의 둘레에 형성된 8개의 제2보조염공(11)은 상기 환상요홈부(16)에 면적의 반이 걸치는 상태가 되도록 형성한 것을 특징으로 한 고부하 가스버너용 예혼합 연소장치이다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

가스가 가스공급관(4)를 통하여 가스노즐(7)에서 하향분사되면 송풍기(6)에서 공급되는 공기와 상기 가스가 혼합부(5)에서 예혼합되면서 위로 상승하여 혼합기유로판(3)(3-1)을 따라 흐르게 되므로 혼합되는 과정이 길어져 충분히 혼합된 상태로 되고 연소판(1)과 구멍위치가 다른 분배기관(2)(2-1)에 먼저 접촉 통과되므로 재차 혼합되어진 후연소판(1)의 주염공(9)등을 통하여 분사되는데, 분사되는 혼합가스는 면적이 적은 주염공(9)의 입구(9a)에서 면적이 큰 출구(9b)로 이동되므로 유속이 감소되어 주염공(9)의 출구(9b)에서 분사될때는 감속된 유속에 의하여 안정된 화염을 형성하게 된다.

또한 고부하 연소시에는 혼합상태가 고르고 유속이 감소되어 화염의 부상이 억제되므로 고부하 연소가 가능하게 된다.

특히, 주염공(9)은 입구(9a)의 면적이 출구(9b)의 면적보다 작게 형성되어 있으므로 혼합가스가 주염공(9)의 출구(9b)를 통과할 때의 유속은 입구(9a)측에서의 유속보다 분출속도보다 크게 감소되므로 최소연소등 연소량이 급변할대도 역화현상이 생기지 않게 되며 이로인해 화염안전영역(고 TDR : Turn Down Ratio)증대가 이뤄지게 된다.

또한 연소판(1)의 상부에서 주염공(9)에 형성되는 환상요홈부(16)에는 ½정도의 제2보조염공(11)들이 걸쳐지도록 형성되어 있으므로 평균분출속도가 종래 보다 크게 저하(종래의 ¼이하)되어 화염이 안정되고, 화염부상이 억제되므로 연소실의 높이가 짧아지고 고부하연소가 가능하게 된다.

즉, 주염공(9)에서 분출되는 주화염(9-1)과 제2보조염공(11)을 통하여 분출되는 보조화염(11-1)이 환상요홈부(16)에서 혼합되어 혼합화염(13)으로 형성되면서 완전한 원추형상으로 형성되어지므로 미연소가스가 발생되는 것이 방지되어 질소산화물(NOx)의 저감효과를 가져오게 된다.

이상과 같이 본 고안은 각 주염공의 입구면적을 적게하고 분출되는 출구면적을 큰환상과 8개의 제2보조염공으로 확개 분출되게 하여 연소량을 증가시켜도 염공에서 분출하는 속도를 대폭 감소시켜 화염의 부상을 억제하고 안정된 화염 형성을 유지하여 고부하 연소를 실현시킬 수 있게 되고 연소소음을 줄일 수 있으며 연소량이 급변하여도 역화가 생기지 않게 되므로 고 TDR을 실현할 수 있게 되고 8개의 보조염공이 구성되어 있으므로 연소판 내에 온도재순환 역할 증대로 예혼합기체의 온도를 상승시켜 저질소산화물(NOx)이 발생되는 희박예혼합연소를 실현시킬 수 있는 유용한 고안인 것이다.

Claims (2)

1. 가스버너용 연소장치에 있어서, 송풍기(6)의 상측에 버너본체(15)를 설치하되, 송풍기(6)의 상부와 버너본체(15)사이의 혼합부(5)내로 가스공급관(4)를 유입시켜 하향절곡하여 그 선단에 가스노즐(7)을 장착시키고 버너본체(15)의 하부측에는 일정간격을 유지하고 서로 어긋나게 혼합기유로판(3)(3-1)을 설치하며, 그 상측에 대소의 분배공(14)(14-1)이 뚫어진 분배기판(2)(2-1)과 별도의 연소판(1)을 차례로 이격고정시켜서 된 것을 특징으로 하는 고부하 가스버너용 예혼합 연소장치.
2. 제1항에 있어서, 연소판(1)에는 단면적비가 4:1.7:1로 되는 주염공(9)과 제1보조염공(10) 및 제2보조염공(11)을 형성하되, 주염공(9)의 주위에 제2보조염공(11)을 원형으로 배열하고 그 주위에 종횡직선 상태로 2개의 제1보조염공(10)과 하나의 주염공(9)을 반복적으로 배열형성하여 각 염공수는 1:8:8이 되도록 하며, 주염공(9)의 주염공출구(9b)측과 제2보조염공(11)에는 상측방향으로 점진적으로 커지는 환상요홈부(16)를 형성하되 주염공(9)의 둘레에 형성된 다수개의 제2보조염공(11)은 상기 환상요홈부(16)에 면적의 반이 걸쳐지도록 된 것을 특징으로 하는 고부하 가스버너용 예혼합 연소장치.