KR101733611B1 - 연소가스의 내부재순환 및 연료다단운전을 통한 초저질소산화물 연소장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연소로 내부로의 효율적인 연료 다단 공급 및 연소에 의해 생성되는 연소가스를 효과적으로 재순환 시킴으로써 연소가스에 포함된 질소산화물을 저감하는 저질소산화물 연소장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 저질소산화물 연소장치는, 연소로 내부로 소정간격 침투하여 위치하는 연소기를 구비하는 연소장치에 있어서,상기 연소기는, 상기 연소로 내측에 위치하는 1차 연료공급부 및 상기 1차 연료 공급부의 상기 연소로 측에 위치하는 2차 연료공급부를 구비하는 연료공급부; 상기 연료공급부를 둘러싸도록 배치되며, 상기 연소로 측 일부의 직경이 확대되는 제1확대부 및 상기 제1확대부로부터 직경이 축소되는 제1축소부를 구비하는 공기분사부; 상기 연소로 측을 향하여 개구된 제1흡입구 및 외주면에서 상기 연소로 내측에 위치하는 제2흡입구를 구비하는 연소가스 흡입부; 및 상기 공기 분사부와 상기 연소가스 흡입부와의 사이에서 상기 연소가스 흡입부와 일측이 연통되도록 위치하는 재순환 유도부;를 포함하는 저질소산화물 연소장치를 제공한다.
Description
본 발명은 연소장치에 관한 것으로, 상세하게는, 연소로 내부로의 효율적인 연료 다단 공급 및 연소에 의해 생성되는 연소가스를 효과적으로 재순환 시킴으로써 연소가스에 포함된 질소산화물을 저감하는 저질소산화물 연소장치에 관한 것이다.
현재 인류의 주된 에너지원은 탄화수소계열의 화석 연료이다. 그러나 이러한 화석연료의 연소 후 생성물에 의한 환경오염 문제가 심각하게 제기되고 있다. 주된 환경 오염원으로는 질소 산화물(NOx), 이산화탄소(CO2) 외에 연료의 불완전 연소로(10) 인해 생기는 일산화탄소(CO)와 매연(soot) 등이 있다. 기존의 화석 연료를 사용하는 연소기는 연소시의 화학적 반응에 의해 NO 및 NO2 의 화학식을 갖는 질소 산화물(NOx)의 생성이 불가피하다. 이의 발생을 억제하기 위한 저NOx 연소기술은 연료와 공기의 혼합형태, 공연비 등 연소기의 구조 개선을 통해 이루어지도록 발전하고 있다. 연소과정에서 발생하는 질소 산화물은 대기 중의 다른 산소와 반응하여 스모그 및 대기의 오존 증가 등 환경문제를 발생시킨다. 특히 이러한 연소과정에서 발생하는 배출물(emission)의 경우 환경 및 인체의 건강에 해를 끼치므로 각국에서는 점점 더 엄격한 기준으로 규제를강화하고 있다.
질소산화물의 종류에는 발생 원인에 따라 열적 질소산화물(Thermal NOx), 급속 질소산화물(Prompt NOx), 및 연료 질소산화물(Fuel NOx)로 분류될 수 있다. 열적 질소산화물은 공기 중의 질소가 산소와 1600℃ 이상의 고온에서 반응하여 생성되는 것이고, 급속 질소산화물은 탄화수소계 연료의 연소시 연소 초기에 생성되는 것이며, 연료 질소산화물은 연료 중에 함유된 질소 성분의 반응에 의해 생성된다. 이와 같은 질소 산화물의 대책에 있어서도 천연가스와 같은 기체연료에는 연료 중에 질소성분이 함유되어 있지 않기 때문에 Thermal NOx 및 PromptNOx에 관련된 사항을 제어하는 것이 효과적일 수 있다.
질소산화물은 광화학 스모그 및 산성비의 원인이 되며 동식물에 심각한 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며,오랫동안 많은 연구자들은 NOx를 감소시키는 다양한 방법을 연구하였다. 이로 인해 현재 시도되고 있는 저 NOx 방법으로는 배기가스 재순환, 물 또는 스팀분사, 공기 및 연료의 다단 연소, 선택적 비촉매 환원반응(SNCR, selective non-catalytic reduction), 선택적 촉매 환원반응(SCR,selective catalytic reduction) 등이 있다. 최근 선진국에서는 후연소 영역에서 NOx를 제거하는 재연소 방법이 시도되고 있으며, NOx 저감율이나 경제성에 있어서 효율성이 높다고 알려져 있다.
그러나 기존 기술은 배기가스 재순환을 위한 요소로서 다수의 부가적인 장치가 필요하기 때문에 경제성, 공간확보의 문제점이 존재한다.
이러한 부가적인 장치에 의하지 않고 연소장치 내를 유동하는 연료 및 연소가스의 재순환을 위한 유체역학구조를 설치하여 연소가스 재순환을 적용하는 연소기로서, 본 출원인에 의해 제안된 한국등록특허 제1512352호에 개시된 저질소산화물 연소장치가 있다. 하지만 이러한 연소기는 연소로가 큰 연소시스템을 상정한 것으로 장치의 소형화에는 한계가 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 연소로 내부로 공급되는 연료 및 공기 혼합기의 유속 및 연소시 발생하는 연소가스의 유속을 효과적으로 제어 가능케 함으로써 연소가스에 포한된 질소산화물의 저감 및 소형화가 가능한 초저질소산화물 연소장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 연소로 내부로 소정간격 침투하여 위치하는 연소기를 구비하는 연소장치에 있어서,상기 연소기는, 상기 연소로 내측에 위치하는 1차 연료공급부 및 상기 1차 연료 공급부의 상기 연소로 측에 위치하는 2차 연료공급부를 구비하는 연료공급부; 상기 연료공급부를 둘러싸도록 배치되며, 상기 연소로 측 일부의 직경이 확대되는 제1확대부 및 상기 제1확대부로부터 직경이 축소되는 제1축소부를 구비하는 공기분사부; 상기 연소로 측을 향하여 개구된 제1흡입구 및 외주면에서 상기 연소로 내측에 위치하는 제2흡입구를 구비하는 연소가스 흡입부; 및 상기 공기 분사부와 상기 연소가스 흡입부와의 사이에서 상기 연소가스 흡입부와 일측이 연통되도록 위치하는 재순환 유도부;를 포함하는 저질소산화물 연소장치를 제공한다.
상기 제1흡입구 및 상기 제2흡입구는, 상기 연소로 내에서 발생하는 연소가스를 분배하여 상기 연소가스 흡입부로 유입되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 공기분사부로 공급되는 공기는 상기 확대부 및 축소부를 순차적으로 통과하면서 공급시보다 빠른 속도를 갖고, 상기 1차 연료공급부로 공급되는 연료가 상기 빠른 속도를 갖는 공기와 혼합되어 상기 연소로로 공급되는 것이 바람직하다.
상기 재순환 유도부는, 상기 연소가스 흡입부와 연통되는 측에서 연소로 측으로 폭이 좁아지는 제2축소부 및 상기 제2축소부로부터 점점 폭이 넓어지는 제2확대부를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 제2축소부는 상기 제1확대부에 의해 그 폭이 좁아지는 것이 바람직하다.
상기 재순환 유도부는, 상기 연소가스 흡입부와 연통되는 측에서 각각 소정간격 이격되어 위치하는 복수의 유도슬리브를 구비하고, 상기 소정간격은 상기 재순환 유도부 측을 향하여 점점 좁아지는 것이 바람직하다.
상기 연소기는, 상기 공기 분사부의 연소로 측 일단에 위치하는 보염판;을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 재순환 유도부의 직경을 A, 상기 제1확대부의 직경을 A', 상기 1차연료분사부의 길이를 B, 상기 제1축소부 및 상기 제1확대부의 총 길이를 B', 상기 제1축소부의 길이를 C, 상기 제1축소부의 직경을 C', 상기 연소기의 직경을 D, 상기 연소기의 상기 연소로로의 침투간격을 L, 확장계수를 X라 할 때, 상기 각 치수(A, A', B, B', C, C', D, L)는 정해진 식에 의하여 정하여지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 초저질소산화물 연소장치에 의하면, 종래의 저질소산화물 연소장치에 있어서, 작은 연소로 형태를 가진 연소시스템으로 적용 시 저질소산화물 연소장치의 성능이 크게 떨어지는 문제점을 공기 다단 연소기술, 연료 다단 연소기술, 연소가스 재순환 연소기술 등의 억제 연소기술을 적용하여, 좁은 형태의 화염을 형성함으로써 작은 형태의 연소실에 적합한 화염형태를 유지하며 연소가스 재순환기술의 동시적용을 통하여 질소산화물의 효과적인 저감이 가능하도록 하며, 연소가스 재순환 최적화를 위한 연소기 측면에서의 추가적인 연소가스 흡입구조를 설치함으로써 효율적인 재순환 유동구조를 유도할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저질소산화물 연소장치를 개략적으로 도시한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저질소산화물 연소장치를 개략적으로 도시한 도면으로, 각 구성의 치수를 나타낸다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 저질소산화물 연소장치의 작용을 개략적으로 도시한다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 저질소산화물 연소장치에 의한 연소가스 내의 질소산화물 농도를 종래의 연소장치와 비교한 그래프이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저질소산화물 연소장치를 개략적으로 도시한 도면으로, 각 구성의 치수를 나타낸다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 저질소산화물 연소장치의 작용을 개략적으로 도시한다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 저질소산화물 연소장치에 의한 연소가스 내의 질소산화물 농도를 종래의 연소장치와 비교한 그래프이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.
또한, 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 저질소산화물 연소장치를 이루는 각 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용이 가능하다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 저질소 산화물 연소장치의 구성을 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 저질소산화물 연소장치는 크게 연소로(10) 및 연소기(미부호)로 이루어질 수 있다.
연소로(10)는 그 내부에, 연소가 이루어질 수 있는 공간이 마련되는 중공 형태로 이루어지며, 연소기는 그 선단이 연소로(10)의 공간 내부로 소정간격 침투하여 위치한다.
연소기는 연료공급부(100), 공기분사부(200) 및 재순환 유도부(300)를 포함할 수 있다.
연료공급부(100)는 연소로(10) 내부 일측에 위치하는 1차연료분사부(110) 및 1차연료분사부(110)의 일측에서 연소로(10)의 내부로 더 침투하여 위치하는 2차연료분사부(120)를 구비한다.
1차연료분사부(110)는 그 외주면에 타공되는 공급공(미도시)을 통하여 연료공급부(100) 의 타측(도 1에서 보아 하측)으로부터 공급되는 연료가 1차연료분사부(110)의 외주면에서 방사상으로 분사되도록 하며, 바람직하게는 원활한 연료의 분사를 위하여 연소로(10) 측으로 갈수록 직경이 점점 넓어지는 형태일 수 있다.
2차연료분사부(120)는 그 외주면에 타공되는 공급공(미도시)을 통하여, 연료공급부(100)로부터 공급되는 연료를 연소로(10) 내부로 분사한다.
이렇게 공급되는 연료를 1, 2차연료분사부(120)를 통하여 다단으로 연소로(10) 내부로 공급되도록 한다.
공기분사부(200)는 연료공급부(100)와 소정간격을 두고 연료공급부(100)를 둘러싸는 형태로 위치하여 일측(도 1에서 보아 하측)에서 공급되는 공기가 상기 1, 2차 연료와 혼합되어 연소로(10) 내부로 공급되도록 하며, 여기서는 공기가 공급되는 것을 예로 드나, 연소를 발생시키기 위한 산화제 등이 공급될 수 있음은 물론이다.
공기분사부(200)는, 상기 연소로(10) 측, 즉 연소로(10) 내부에서 상기 1차 연료공급부(100) 및 2차 연료공급부(100)를 둘러싸도록 위치하는 제1확대부(210) 및 제1축소부(220)를 구비한다.
제1확대부(210)는 공기가 공급되는 측으로부터 연소로(10) 측을 향하여 그 직경이 점점 넓어지는 형태를 이루며, 제1축소부(220)는 제1확대부(210)를 지나 연소로(10) 측을 향하여 그 직경이 점점 좁아지는 형태를 이룬다.
즉, 공기분사부(200)는 연소로(10) 측 일부가 직경이 확대되었다가 좁아지는 형태를 이룬다. 따라서, 연소로(10) 측으로 공급되는 공기가, 제1확대부(210) 및 제1축소부(220)를 지나며 공급될 때의 유속에 비하여 고속의 유속을 갖고 연료와 혼합되어 고속으로 연소로(10) 내부로 공급된다.
연소가스 흡입부(400)는 공기분사부(200)와 소정간격을 공기분사부(200)를 둘러싸는 형태로 위치하며, 상기한 연소가스 흡입부(400)와 공기분사부(200)와의 소정간격은, 후술할 재순환 유도부(300)의 구성이 된다.
연소가스 흡입부(400)는 연소로(10) 측을 항하여 개구된 제1흡입구(410) 및 연소가스 흡입부(400)의 외주면에 다수개가 개구되어 위치하는 제2흡입구(420)를 구비한다.
이러한 제1 및 제2흡입구(420)의 구조로 인하여 연소로(10) 내에서 연소시 발생하는 연소가스가 제1 및 제2흡입구(420)로 분배되어 연소가스 흡입부(400)로 유입된다.
재순환 유도부(300)는 상기 공기분사부(200)와 연소가스 흡입부(400)의 사이에서, 공기분사부(200)를 둘러싸도록 위치하며, 그 일측(도 1에서 보아 하측)이 연소가스 흡입부(400)와 연통됨으로써, 연소가스 흡입부(400)로 유입된 연소가스가 연소로(10) 내부로 재순환 되도록 한다. 상기 연소가스 흡입부(400)로 유입된 연소가스가 원활하게 재순환 유도부(300)로 유입되도록 하기 위하여 연소가스 흡입부(400)와 재순환 유도부(300)가 연통되는 측에는 유도슬리브(331, 332, 440)가 각각 구비됨으로써 연소가스의 원활한 유동이 가능하며, 또한, 재순환 유도부(300) 측에 구비되는 유도슬리브(331, 332)는 그 이격된 간격이 재순환 유도부(300) 중심 측, 즉, 연소가스의 유입방향을 따라 점점 좁아지는 형태일 수 있다.
또한, 재순환 유도부(300)는 연소로(10) 측을 항하여 그 폭이 점점 좁아지는 제2축소부(310) 및 제2축소부(310)를 지난 그 폭이 점점 넓어지는 제2확대부(320)를 구비할 수 있다.
제2축소부(310)는 바람직하게는, 재순환 유도부(300)와 접한 공기분사부(200)의 제1확대부(210)의 직경이 확대됨으로써, 그 폭이 점점 좁아지는 형태일 수 있다. 따라서, 별개의 축소구조를 도입하지 않고 제2축소부(310)의 형성이 가능하다.
제2확대부(320)는 제2축소부(310)를 지나, 그 재순환 유도부(300)의 직경이 확대되도록 경사진 구조를 갖는 확대슬리브(333)가 위치함으로써 형성된다.
이로 인해 연소가스 흡입부(400)로 유입된 공기가 유도슬리브를 지나 재순환 유도부(300)로 유입되고, 제2축소부(310) 및 제2확대부(320)를 지남에 따라 그 유속이 빨라지고, 따라서 연소가스의 재순환이 고속으로 이루어짐으로써 재순환 효율을 높일 수 있게 된다.
구체적으로 본 발명에 따른 저질소산화물 연소장치와 종래의 연소장치와의 차이점은 다음과 같다.
우선, 연소가스 재순환구조를 최적화하기 위하여 종래의 연소가스 재순환 흡입구에 추가적으로 버너 측면에 추가적인 흡입구를 설치하여 소형 연소로(10)에 적합한 재순환 유동구조를 최적화 할 수 있다.
그리고, 공기분사부(200)의 형태가 공기의 출구위치에서 확장 후 축소를 하는 구조를 이루고, 이러한 구조 및 소형 연소로(10)에 최적화된 연소장치의 각 구성의 수치는 도 2 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 설계될 수 있음을 확인하였다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 상기 재순환 유도부(300)의 직경을 A, 상기 제1확대부(210)의 직경을 A', 상기 1차연료분사부(110)의 길이를 B, 상기 제1축소부(220) 및 상기 제1확대부(210)의 총 길이를 B', 상기 제1축소부(220)의 길이를 C, 상기 제1축소부(220)의 직경을 C', 상기 연소기의 직경을 D, 상기 연소기의 상기 연소로(10)로의 침투간격을 L, 확장계수를 X라 할 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 저질소산화물 연소장치의 각 구성의 치수는, 하기 식과 같이 정하여 질 수 있다.
구체적으로, 상기 식에서 나타낸 X는 확장계수로서 연소기 용량에 따라 조절해야 하며, 버너 용량이 작을수록 0.8에 가깝고, 버너용량이 클수록 1.2에 가깝다.
따라서 제1확대부(210)의 직경(확장치수, A')은 재순환 유도부(300)의 치수 (A')와 확장계수(X)의 곱으로 나타낸다.
또한 제1확대부(210) 및 제1축소부(220)의 길이(B')는 1차연료분사부(110) 길이(B)의 두배로 나타낼 수 있다.
연소기의 연소로(10) 내부 침투길이(L)에 대한 수식은 연소기의 직경과 관련있으며 상기한 제1확대부(210)의 직경(A')와 같이 버너용량이 클수록 2.0D에 가깝다.
이하, 첨부된 도 4를 더 참조하여 본 발명에 따른 저질소산화물 연소장치의 작용을 설명한다.
먼저, 연료공급부(100)를 통하여 공급되는 연료가 1차연료분사부(110) 및 2차 연료분사부를 통하여 다단으로 분사된다.
공기공급부를 통하여 공급되는 공기가 제1확대부(210) 및 제1축소부(220)를 통과하며 유속이 증가하고 유속이 증가한 공기와 상기 공급되는 연료와 혼합되어 고속으로 연소로(10) 내부로 공급되어 연소가 이루어진다. 이때 연료와 공기가 혼합되어 고속으로 연소로(10) 내부로 공급되기 때문에 연소되는 화염이 불안정하게 되는 경우가 발생할 수 있는데, 이를 안정화 시키키 위하여 공기분사부(200)의 연소로(10) 측 선단에 보염판(미도시)가 구비될 수 있다. 종래의 연소장치의 경우 연소시 고온영역(C1, 연료농후영역) 및 상대적으로 저온인 영역(C2, 연료희박영역)이 생성되는데, 상기와 같이 연료 및 공기를 혼합하여 고속으로 공급함으로써, 국부적인 고온영역(C1)을 해소함으로써 효율적인 연소가 가능하다.
이러한 고속의 연료 및 공기 공급에 따른 유체역학적 구조를 이용한 연소장치에 있어서, 상기와 같이 연료 및 공기의 유속의 제어도 중요하지만, 이에 따라 연소시 발생하는 연소가스가 고속으로 연소로(10) 내를 유동하게 되는데, 이의 재순환을 효과적으로 제어하는 것도 중요하다. 상기한 바와 같이 연소에 의해 발생한 연소가스는 연소로(10) 상부까지 유동하였다가 다시 하부로 하강하며 유동하게 되는데, 고속으로 유동하는 연소가스는 제1흡입구(410) 및 제2흡입구(420)로 분배되어 연소가스 흡입부(400)로 유입된다. 종래와 같이, 연소로(10) 측을 향하여 개구되는 흡입구만이 위치할 경우, 하강하는 연소가스 중 일부는 연소로(10) 하부의 내주연 부근에서 원활한 유동이 이루어지지 않게 되는데, 본 발명에 따른 저질소산화물 연소장치는 이러한 연소가스를 흡입하기 위한 제2흡입구(420)를 구비함으로써 연소가스의 흡입효율을 높일 수 있게 된다.
이렇게 제1 및 제2 흡입구를 통하여 연소가스 흡입부(400)로 유입된 연소가스는 재순환 유도부(300)로 유동하여 재순환 하게 되며, 이때 연소가스 흡입부(400) 및 재순환 유도부(300)에 구비되는 유도슬리브, 제2축소부(310) 및 제2확대부(320)를 지나며 유속이 증가하여 연소로(10) 내부로 재순환한다.
도 5에 나타낸 바와 같이 고속의 연료공급 및 연소가스의 재순환을 통한 연소가스의 재연소를 통하여 연소가스에 포함된 질소산화물의 농도가 크게 감소함을 확인하였다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 초저질소산화물 연소장치에 의하면, 종래의저질소산화물 연소장치에 있어서, 작은 연소로 형태를 가진 연소시스템으로 적용 시 저질소산화물 연소장치의 성능이 크게 떨어지는 문제점을 공기 다단 연소기술, 연료 다단 연소기술, 연소가스 재순환 연소기술 등의 억제 연소기술을 적용하여, 좁은 형태의 화염을 형성함으로써 작은 형태의 연소실에 적합한 화염형태를 유지하며 연소가스 재순환기술의 동시적용을 통하여 질소산화물의 효과적인 저감이 가능하도록 하며, 연소가스 재순환 최적화를 위한 연소기 측면에서의 추가적인 연소가스 흡입구조를 설치함으로써 효율적인 재순환 유동구조를 유도한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10: 연소로
100: 연료공급부
110: 1차연료분사부
120: 2차연료분사부
200: 공기분사부
210: 제1확대부
220: 제2확대부
300: 재순환 유도부
310: 제2축소부
320: 제2확대부
400: 연소가스 흡입부
410: 제1흡입구
420: 제2 흡입구
100: 연료공급부
110: 1차연료분사부
120: 2차연료분사부
200: 공기분사부
210: 제1확대부
220: 제2확대부
300: 재순환 유도부
310: 제2축소부
320: 제2확대부
400: 연소가스 흡입부
410: 제1흡입구
420: 제2 흡입구
Claims (8)
- 선단의 일부가 연소로(10) 내부로 소정길이 침투하여 위치하는 연소기를 구비하는 연소장치에 있어서,
상기 연소기는,
상기 연소로(10) 내측에 위치하는 1차연료분사부(110) 및 상기 1차 연료분사부의 상기 연소로(10) 측에 위치하는 2차연료분사부(120)를 구비하는 연료공급부(100);
상기 연료공급부(100)를 둘러싸도록 배치되며, 상기 연소로(10) 측 일부의 직경이 확대되는 제1확대부(210) 및 상기 제1확대부(210)로부터 직경이 축소되는 제1축소부(220)를 구비하는 공기분사부(200);
선단이 상기 연소로(10) 측을 향하여 개구된 제1흡입구(410) 및 상기 연소로(10) 내부로 소정길이 침투된 외주면의 일부가 개구된 제2흡입구(420)를 구비하는 연소가스 흡입부(400); 및
상기 공기분사부(200)와 상기 연소가스 흡입부(400)와의 사이에서 상기 연소가스 흡입부(400)와 일측이 연통되도록 위치하는 재순환 유도부(300);를 포함하며,
상기 연소로(10) 내에서 발생되어 상기 연소기 측으로 유동하는 연소가스가 상기 제1흡입구(410) 및 상기 제2흡입구(420)로 각각 유입되어 상기 재순환 유도부(300)를 통하여 상기 연소로(10) 내부로 재순환하는,
저질소산화물 연소장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 공기분사부(200)로 공급되는 공기는 상기 제1확대부(210) 및 상기 제1축소부(220)를 순차적으로 통과하면서 공급시보다 빠른 속도를 갖고,
상기 1차 연료공급부(100)로 공급되는 연료가 상기 빠른 속도를 갖는 공기와 혼합되어 상기 연소로(10)로 공급되는,
저질소산화물 연소장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 재순환 유도부(300)는,
상기 연소가스 흡입부(400)와 연통되는 측에서 연소로(10) 측으로 폭이 좁아지는 제2축소부(310) 및 상기 제2축소부(310)로부터 점점 폭이 넓어지는 제2확대부(320)를 구비하는,
저질소산화물 연소장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제2축소부(310)는 상기 제1확대부(210)에 의해 그 폭이 좁아지는,
저질소산화물 연소장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 재순환 유도부(300)는,
상기 연소가스 흡입부(400)와 연통되는 측에서 각각 소정간격 이격되어 위치하는 복수의 유도슬리브(331, 332)를 구비하고, 상기 소정간격은 상기 재순환 유도부(300) 측을 향하여 점점 좁아지는,
저질소산화물 연소장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 연소기는,
상기 공기 분사부의 연소로(10) 측 일단에 위치하는 보염판;을 더 구비하는,
저질소산화물 연소장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 재순환 유도부(300)의 직경을 A, 상기 제1확대부(210)의 직경을 A', 상기 1차연료분사부(110)의 길이를 B, 상기 제1축소부(220) 및 상기 제1확대부(210)의 총 길이를 B', 상기 제1축소부(220)의 길이를 C, 상기 제1축소부(220)의 직경을 C', 상기 연소기의 직경을 D, 상기 연소기의 상기 연소로(10)로의 침투간격을 L, 확장계수를 X라 할 때, 상기 각 치수(A, A', B, B', C, C', D, L)는 하기 식에 의하여 정하여지는,
저질소산화물 연소장치.
여기서, X는 0.8≤X≤1.2
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KR1020150140149A KR101733611B1 (ko) | 2015-10-06 | 2015-10-06 | 연소가스의 내부재순환 및 연료다단운전을 통한 초저질소산화물 연소장치 |
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Citations (3)
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JP2008116077A (ja) * | 2006-11-01 | 2008-05-22 | Takuma Co Ltd | ガスバーナ |
KR101443855B1 (ko) * | 2012-03-20 | 2014-09-23 | 주식회사 대열보일러 | 질소산화물 저감형 친환경 저녹스 버너 |
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