KR102014828B1 - 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기 및 그 작동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기 및 그 작동방법에 대한 것으로 보다 구체적으로, 공업용 가스연소기에 있어서, 내부로 산화제가 공급되며 일측이 개방된 출력단이 구비된 산화제공급실; 상기 산화제공급실의 출력단이 감싸도록 구성되며, 내부 중앙부에 구비되어 연료가 공급되는 연료챔버와, 입구단으로 상기 산화제공급실의 산화제가 유입되어 연료와 산화제가 혼합되어 분사되는 복수의 분사채널을 갖는 분사블록; 및 상기 분사블록의 연료챔버와 각각의 상기 분사채널 사이에 구비되어 상기 연료챔버 내의 연료가 상기 분사채널로 분사되는 연료분사용 오리피스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기에 관한 것이다.

Description

연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기 및 그 작동방법{Partially Premixed Annular Rich-Lean Jet Oxygen-enriched Burner}

본 발명은 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기 및 그 작동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경제성과 효용성 측면에서 일정한 연소부하 및 공기비 운전조건시에도 연소특성(화염형상/저Nox)제어가 가능하고 구조의 단순성과 제어의 일관성을 갖는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기 및 그 작동방법에 관한 것이다.

종래, 일반적으로, 화력 발전소, 폐기물 처리 연소로, 가스화로, 연료전지용 개질기와 가열기 및 가스터빈(GasTurbine) 등과 같은 여러 분야에 걸쳐 연소기(Combustor)가 널리 사용되고 있다.

에너지 고갈 문제와 환경문제로 인해 최근 연소시스템인 고효율, 저공해 연소가 필수적이며 이를 구현하기 위해 버너의 성능 향상 연구와 운전방식의 개선을 위한 연소제어 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

기존의 대표적인 저공해 연소기법은 연료다단기술, 공기다단기술, 연소가스 재순환 기술, 연소가스내부재순환기술, 재연소기법, OFA기법 등이 있다. 그러나 이러한 연소기법은 추가 외부장치가 필요하거나 복잡한 구조의 주변장치의 구성이 필요하고, 저공해를 위한 한계가 존재한다는 단점이 있다. 따라서 최근 상기한 단점을 극복하기 위해 다수의 저공해 연소기법을 통합 최적화하는 연소기술이 연구/개발되고 있다.

종래 공개특허 10-2016-0144975는 버너(종래기술 1)에 대한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, MILD 연소가 일어나는 버너에 있어서, 조연제가 공급되는 방출기에 의해 연소실로부터 직접 재순환연도가스를 흡입하기 위한 시스템, 재순환연도가스와 조연제 사이의 열교환에 적합한 열교환시스템, 조연제를 포함하고 있거나 또는 포함하지 않은 재순환연도가스 속으로 연료를 직접 주입하기 위한 시스템, 및 조연제 방출기의 출구주위의 영역 내에서 연료-재순환연도가스-조연제의 혼합물의 형성 및 뒤이어 이 혼합물을 상기 연소실로 도입하는 것을 포함하는 버너에 대해 기재하고 있다.

또한, 공개특허 10-2017-0003052(종래기술 2)는 도 2에 도시된 바와 같이, 적어도 하나 이상의 연소 노즐, 상기 연소 노즐의 상단마다 마련되는 연소 노즐 가이드, 상기 연소 노즐 가이드 상단에 마련되는 엔드 커버, 상기 연소 노즐 각각이 삽입되는 프리믹스 노즐, 상기 프리믹스 노즐 개구를 포함하는 튜브 플레이트 및 상기 튜브 플레이트의 외주면을 감싸는 캡, 을 포함하고 상기 캡은 적어도 하나 이상의 홀을 포함하는 다공성 플레이트인 가스터빈 연소기에 대해 기재하고 있다.

그리고, 등록특허 10-1738946(종래기술 3)는 분할화염기술, 공기다단기술, 연료 부분예혼합기술 및 연료가스 재순환기술을 최적화하여 화염을 구성하므로, 고효율 저공해 연소에 대한 성능이 우수한 연소기에 대해 기재하고 있다. 이러한 종래 초저공해 연소기는, 도 3에 도시된 바와 같이, 혼합된 연료 및 공기가 연소되어 제1화염을 생성하는 화염생성부; 및 화염생성부의 일부위가 인입되고, 연소실 내 제2화염의 영역으로 연소가스 또는 공기를 공급하는 다단공기공급부를 포함하여 구성된다.

또한, 공개특허 10-2017-0047869 는 연소기(combustor)(종래기술 4)에 관한 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 다단 연소방식으로 구성되어 단일의 연소기에서 농후연소(rich burn)와 희박연소(lean burn)를 선택적으로 수행하는 것에 의해 혼합특성을 향상시켜 NOx를 포함하는 공해물질의 발생을 저감하고, 배기가스재순환(Flue Gas Recirculation ; FGR)을 위한 별도의 구성이 필요 없이 FGR과 같은 효과를 얻을 수 있도록 구성되어 기존의 연소방식에 비해 NOx와 같은 공해물질을 더욱 저감할 수 있는 동시에, 적어도 둘 이상의 연소실 중 하나의 연소실의 형상을 벤츄리 형태로 형성하고, 공기주입구에 선회를 주는 것에 의해 연소기 구조를 개선하여 혼합특성 및 적용의 용이성을 향상시킬 수 있도록 구성되는 다단연소를 이용한 초저 NOx 연소기에 대한 것이다.

그러나, 종래 연료 및 산화제용 독립 직분사 또는 동축 노즐 구조를 갖는 공업용 연소기의 경우는 운전 연소부하(연료량) 및 공기비(공기량)에 대하여 연료와 산화제의 혼합특성이 결정되기 때문에 연료와 산화제의 혼합 특성을 조절하기 위해서는 분사 노즐의 위치 또는 분사각도 또는 노즐별 분사 운동량 제어를 위한 별도의 제어장치가 요구되는 문제점이 존재한다.

또한, 화염안정성 확보를 위해 선회익(와류용 발생 날개)을 사용하는 공업용 가스연소기 역시, 운전 연소부하(연료량) 및 공기비(공기량)에 대하여 연료와 산화제의 혼합특성이 결정되기 때문에 연료와 산화제의 혼합특성을 제어하기 위해서는 선회익의 각도 또는 연료분사관의 축방향 위치(분사위치) 제어장치가 요구되게 된다. 따라서 종래의 공업용 연소기는 연소특성 제어 운전범위가 매우 제한적이라는 단점이 존재한다.

따라서 경제성과 효용성 측면에서 일정한 연소부하 및 공기비 운전 조건시에도 연소특성(화염형상/저 NOx)제어가 가능하고 구조의 단순성과 제어의 일관성을 갖는 공업용 가스연소기의 개발이 요구되었다.

대한민국 공개특허 10-2016-0144975 대한민국 공개특허 10-2017-0003052 대한민국 등록특허 10-1738946 대한민국 공개특허 10-2017-0047869

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 일정한 연소부하 및 공기비 운전 조건에서 연소특성(화염형상/배출물) 제어가 가능하고, 일정한 연소부하 및 공기비 운전 조건에서 연소기 출구 원주방향으로 연료 과농/희박 다단 예혼합 가스 형성이 가능한 공업용 가스연소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 산화제로서 산소를 추가 분사하여 공간적 산소농도를 조절함으로써 화염형상 및 화염온도를 조절할 수 있으며, 교축부를 갖는 산화제 공급실 및 복수개의 분사채널(직선형 또는 나선형)을 갖는 분사 블록과, 분사채널 내로 단수 또는 복수개의 연료분사용 오리피스 형성하여, 분사채널 별 연료분사용 오리피스 직경, 단면, 형태, 개수를 달리하여 연료분사량 차이에 따른 분사채널 별 연료 과농 또는 연료 희박 예혼합 분사로 분사블록 토출단에서 원주방향 다단 예혼합 효과 및 특성을 확보할 수 있는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명의 일실시예에 따르면, 교축부 및 분사채널 내 유속으로 연료 과농 및 희박 혼합가스의 연소기 내의 역화를 방지할 수 있으며, 혼합가스 분사 패턴 설계(연료-산화제 혼합비가 동일 또는 상이한 분사 블록의 분사채널의 분포 설계-Alternate/Group pattern)가 가능한 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 분사블록의 축방향 위치 조절로 교축부내 연료분사용 오리피스의 상대적 위치에 따른 연소기 축방향 및 원주방향으로 임의의 다양한 연료 과농-연료 희박 혼합 가스(공기비) 형성이 가능하고, 분사블록의 각 분사채널 토출단에서 임의로 결정된 서로 상이한 농도의 가연성 혼합기 또는 동일한 농도의 혼합기가 공급/분사(축방향 및 원주방향 다단 혼합 연소 또는 완전 예혼합 연소 효과)될 수 있는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 연소기 분사 운동량 유지(임의의 운전조건에서 산화제 및 연료량은 일정하므로 분사 채널을 통한 총 분사 운동량은 일정하게 유지됨)할 수 있으며, 임의의 연소부하, 공기비, 혼합도 조건에 대하여 적용 가열로 연소공간의 구조적 형태에 따라 최종 혼합특성이 상이하므로 혼합도 미세조정에 의한 적정 연소특성 구현이 가능한 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 저 NOx 성, 화염 형상(폭 및 길이)의 자유로운 제어로 다양한 형식의 공업로(가열로, 소성로, 반응로)에 적용 가능(매우 다양한 화염 및 연소 특성 구현)하고, 연소기 구조/설계를 표준화(연소기 구조 단순성 및 운전제어의 일관성)할 수 있는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1목적은, 공업용 가스연소기에 있어서, 내부로 산화제가 공급되며 일측이 개방된 출력단이 구비된 산화제공급실; 상기 산화제공급실의 출력단이 감싸도록 구성되며, 내부 중앙부에 구비되어 연료가 공급되는 연료챔버와, 입구단으로 상기 산화제공급실의 산화제가 유입되어 연료와 산화제가 혼합되어 분사되는 복수의 분사채널을 갖는 분사블록; 및 상기 분사블록의 연료챔버와 각각의 상기 분사채널 사이에 구비되어 상기 연료챔버 내의 연료가 상기 분사채널로 분사되는 연료분사용 오리피스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기로서 달성될 수 있다.

그리고, 상기 분사채널은, 상기 분사블록의 외측면에서 내측으로 오목한 홈형태로, 서로 원주방향으로 특정간격 이격되어 배치되며, 길이방향이 직선형 또는 나선형으로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 분사채널의 폭과 높이는 산화제 설계유량에 따라 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 연료분사용 오리피스는 상기 연료챔버와 상기 분사채널의 폭방향 중앙 사이에 형성되며, 단면형태는 원형, 타원형, 또는 사각형으로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 연료분사용 오리피스는, 각각의 분사채널에서 설계된 혼합 연료 농도에 기반하여, 각 분사채널 내의 개수, 단면적, 단면형태가 다르게 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제2목적은 공업용 가스연소기의 작동방법에 있어서, 산화제공급실의 내부로 산화제가 공급되고, 상기 산화제공급실의 출력단이 감싸도록 구성된 분사블록 내부 중앙부에 구비된 연료챔버로 연료가 공급되는 단계; 상기 분사블록의 외측면에서 내측으로 오목한 홈형태로, 서로 원주방향으로 특정간격 이격되어 배치되며, 길이방향이 직선형 또는 나선형으로 형성된 다수의 분사채널의 입구단으로 상기 산화제공급실의 산화제가 유입되는 단계; 상기 분사블록의 연료챔버와 각각의 상기 분사채널 사이에 구비된 다수의 연료분사용 오리피스를 통해 상기 연료챔버 내의 연료가 각각의 상기 분사채널로 분사되어 연료와 산화제가 혼합되는 단계; 및 각각의 분사채널의 출구단을 통해 연료와 산화제가 혼합 분사되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기의 작동방법으로서 달성될 수 있다.

그리고, 상기 연료분사용 오리피스는 상기 연료챔버와 상기 분사채널의 폭방향 중앙 사이에 형성되며, 단면형태는 원형, 타원형, 또는 사각형으로 구성되며, 각각의 분사채널 내에서 설계된 혼합 연료 농도로 혼합되도록 각 분사채널 내의 개수, 단면적, 단면형태가 다르게 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제3목적은, 공업용 가스연소기에 있어서, 내부로 산화제가 공급되는 산화제 챔버와, 일측이 개방되며 상기 챔버보다 작은 내경을 갖는 출력단과, 상기 산화제 챔버와 상기 출력단 사이에 점진적으로 직경이 축소되는 교축부가 구비된 산화제공급실; 상기 산화제공급실의 출력단이 감싸도록 구성되며, 내부 중앙부에 구비되어 연료가 공급되는 연료챔버와, 입구단으로 상기 산화제공급실의 산화제가 유입되어 연료와 산화제가 혼합되어 분사되도록 외측면에서 내측으로 오목한 홈형태로 서로 원주방향으로 특정간격 이격되어 배치되며 길이방향이 직선형 또는 나선형으로 형성되고 폭과 높이가 산화제 설계유량에 따라 서로 다르게 형성된 복수의 분사채널을 갖는 가스연소기의 분사블록; 상기 산화제 챔버의 타측면에 관통되며, 일측끝단이 상기 분사블록의 연료챔버와 탈부착 가능하도록 결합되는 연료공급관; 및 상기 분사블록의 연료챔버와 각각의 상기 분사채널 사이에 구비되어 상기 연료챔버 내의 연료가 상기 분사채널로 분사되는 가스연소기의 연료분사용 오리피스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기로서 달성될 수 있다.

그리고, 상기 교축부의 출구단의 위치는 유동방향 기준으로 분사블록 토출단으로부터 상류측으로 일정거리에 위치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 교축부의 길이 및 경사각도는 연료, 산화제의 혼합특성 설계 변동폭에 따라 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 연료분사용 오리피스는 상기 연료챔버와 상기 분사채널의 폭방향 중앙 사이에 형성되며, 단면형태는 원형, 타원형, 또는 사각형으로 구성되고, 각각의 분사채널에서 설계된 혼합 연료 농도에 기반하여, 각 분사채널 내의 개수, 단면적, 단면형태가 다르게 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 분사블록을 길이방향으로 이동시켜, 상기 교축부에서 상기 분사블록의 축방향 상대위치를 조절하는 이동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 이동수단에 의해 상기 분사블록의 축방향 상대위치를 조절하여 교축부 내에서 원주방향 연료, 산화제 혼합특성을 변경하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 연료공급관의 내부에 동축 상에 구비되며 상기 분사블록을 관통하여 산소를 분사하는 산소공급노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제4목적은 공업용 가스연소기의 작동방법에 있어서, 산화제공급실의 산화제 챔버 내부로 산화제가 공급되고, 상기 산화제공급실의 출력단이 감싸도록 구성된 분사블록 내부 중앙부에 구비된 연료챔버로 연료가 공급되는 단계; 상기 산화제 챔버와 상기 출력단 사이에 점진적으로 직경이 축소되는 교축부에서 상기 분사블록의 외측면에서 내측으로 오목한 홈형태로 서로 원주방향으로 특정간격 이격되어 배치되며 길이방향이 직선형 또는 나선형으로 형성된 다수의 분사채널의 입구단으로 산화제가 유입되는 단계; 상기 분사블록의 연료챔버와 각각의 상기 분사채널 사이에 구비된 다수의 연료분사용 오리피스를 통해 상기 연료챔버 내의 연료가 각각의 상기 분사채널로 분사되어 연료와 산화제가 혼합되는 단계; 및 각각의 분사채널의 출구단을 통해 연료와 산화제가 혼합 분사되는 단계;를 포함하고, 상기 연료분사용 오리피스는 상기 연료챔버와 상기 분사채널의 폭방향 중앙 사이에 형성되며, 단면형태는 원형, 타원형, 또는 사각형으로 구성되며, 각각의 분사채널 내에서 설계된 혼합 연료 농도로 혼합되도록 각 분사채널 내의 개수, 단면적, 단면형태가 다르게 구성되는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기의 작동방법으로서 달성될 수 있다.

그리고, 이동수단에 의해 상기 분사블록을 길이방향으로 이동시켜, 상기 교축부에서 상기 분사블록의 축방향 상대위치를 조절하여, 상기 교축부 내에서 원주방향 연료, 산화제 혼합특성을 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 연료공급관의 내부에 동축 상에 구비된 산소공급노즐에 의해 상기 분사블록을 관통하여 산소를 분사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 일정한 연소부하 및 공기비 운전 조건에서 연소특성(화염형상/배출물) 제어가 가능하고, 일정한 연소부하 및 공기비 운전 조건에서 연소기 출구 원주방향으로 연료 과농/희박 다단 예혼합 가스 형성이 가능한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 산화제로서 산소를 추가 분사하여 공간적 산소농도를 조절함으로써 화염형상 및 화염온도를 조절할 수 있으며, 교축부를 갖는 산화제 공급실 및 복수개의 분사채널(직선형 또는 나선형)을 갖는 분사 블록과, 분사채널 내로 단수 또는 복수개의 연료분사용 오리피스 형성하여, 분사채널 별 연료분사용 오리피스 직경, 단면, 형태, 개수를 달리하여 연료분사량 차이에 따른 분사채널 별 연료 과농 또는 연료 희박 예혼합 분사로 분사블록 토출단에서 원주방향 다단 예혼합 효과 및 특성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.

그리고 본 발명의 일실시예에 따르면, 교축부 및 분사채널 내 유속으로 연료 과농 및 희박 혼합가스의 연소기 내의 역화를 방지할 수 있으며, 혼합가스 분사 패턴 설계(연료-산화제 혼합비가 동일 또는 상이한 분사 블록의 분사채널의 분포 설계-Alternate/Group pattern)가 가능한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 분사블록의 축방향 위치 조절로 교축부내 연료분사용 오리피스의 상대적 위치에 따른 연소기 축방향 및 원주방향으로 임의의 다양한 연료 과농-연료 희박 혼합 가스(공기비) 형성이 가능하고, 분사블록의 각 분사채널 토출단에서 임의로 결정된 서로 상이한 농도의 가연성 혼합기 또는 동일한 농도의 혼합기가 공급/분사(축방향 및 원주방향 다단 혼합 연소 또는 완전 예혼합 연소 효과)될 수 있는 효과를 갖는다.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 연소기 분사 운동량 유지(임의의 운전조건에서 산화제 및 연료량은 일정하므로 분사 채널을 통한 총 분사 운동량은 일정하게 유지됨)할 수 있으며, 임의의 연소부하, 공기비, 혼합도 조건에 대하여 적용 가열로 연소공간의 구조적 형태에 따라 최종 혼합특성이 상이하므로 혼합도 미세조정에 의한 적정 연소특성 구현이 가능한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 저 NOx 성, 화염 형상(폭 및 길이)의 자유로운 제어로 다양한 형식의 공업로(가열로, 소성로, 반응로)에 적용 가능(매우 다양한 화염 및 연소 특성 구현)하고, 연소기 구조/설계를 표준화(연소기 구조 단순성 및 운전제어의 일관성)할 수 있는 장점을 갖는다.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래 기술 1에 따른 버너의 조연제 순환을 보여주는 사시도,
도 2는 종래기술 2에 따른 가스터빈의 연소기와, 연소기의 구성,
도 3은 종래기술 3에 따른 연소기의 측면에 대한 단면도,
도 4는 종래기술 4에 따른 다단연소를 이용한 초저 NOx 연소기의 구체적인 구성 및 내부에서의 유동 흐름을 개략적으로 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기의 단면도,
도 6은 도 5의 A-A 단면도,
도 7a 및 도 7b는 제1실시예에서 연료 과농(PR)­연료 희박(PL) 분사채널의 배치를 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기의 단면도,
도 9a 및 도 9b는 제2실시예에서 연료 과농(PR)­연료 희박(PL) 분사채널의 배치를 나타낸 도 8의 B-B 단면도,
도 10은 분사블록이 축방향으로 일정길이만큼 이동된 본 발명의 제2실시예에 따른 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기의 단면도,
도 11a 및 도 11b는 도 10의 C-C 단면도를 도시한 것이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이하에서는 본 발명에 따른 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기(100)의 구성, 기능 및 작동방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 본 발명의 제1실시예에 따른 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기(100)에 대해 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기(100)의 단면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 6은 도 5의 A-A 단면도를 도시한 것이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기(100)는 산화제공급실(10)과, 분사블록(20)과, 연료공급관(30)과, 연료공급용 오리피스(25) 등을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다.

산화제공급실(10)은 전체 공업용 가스연소기(100)의 하우징을 구성하며, 산화제챔버(11)와, 교축부(13)와, 출구단(12)을 포함하여 구성된다. 산화제공급단(14)을 통해 산화제 챔버(11) 내부로 산화제가 공급되며, 산화제 공급실(10)의 일측으로는 끝단이 개방된 관형태의 출력단이 구비된다.

또한, 산화제챔버(11)의 직경은 출구단(12)의 직경보다 크게 구성되며, 산화제챔버(11)와 출구단(12) 사이에는 도 5에 도시된 바와 같이, 일측방향으로 점진적으로 직경이 축소되는 즉 입구단(13-1)에서 출구단(13-2)측으로 직경이 점진적으로 감소되는 교축부(13)가 구비됨을 알 수 있다.

그리고 분사블록(20)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 일부가 산화제공급실(10)의 출력단에 감싸도록 구성되며 전체적으로 원통형의 형태를 가지고 있음을 알 수 있다.

그리고 분사블록(20)의 타측면 내부 중앙부에 연료챔버(21)가 구비되어 연료가 공급되고, 외측면에는 원주방향으로 서로 특정간격 이격되며 길이방향으로 형성된 다수의 분사채널(22)이 구비되게 된다. 이러한 분사채널(22)의 입구단(23)으로 산화제공급실(10)의 산화제가 유입되어 연료와 산화제가 혼합되어 분사채널(22)의 토출단(24)을 통해 분사되게 된다.

그리고 연료공급관(30)은 산화제 챔버(11)의 타측면에 관통되며, 일측끝단이 분사블록(20)의 연료챔버(21) 측과 장착단(31)을 통해 탈부착 가능하도록 결합되게 된다. 따라서 연료공급관(30)의 타측끝단으로 유입된 연료는 연료공급관(30)을 통해 분사블록(20)의 연료챔버(21)로 공급되게 된다.

또한, 이러한 분사블록(20)의 연료챔버(21)와 각각의 분사채널(22) 사이에 연료분사용 오리피스(25)가 구비되어 연료챔버(21) 내의 연료가 분사채널(22)로 분사되게 된다.

이러한 분사채널(22)은, 분사블록(20)의 외측면에서 내측으로 오목한 홈형태로, 서로 원주방향으로 특정간격 이격되어 배치되며, 길이방향이 직선형 또는 나선형으로 형성되게 된다.

또한, 이러한 복수의 분사채널(22) 각각의 폭과 높이는 산화제 설계유량에 따라 서로 다르게 형성될 수 있다.

그리고, 연료분사용 오리피스(25)는 연료챔버(21)과 분사채널(22)의 폭방향 중앙 사이에 형성되며, 단면형태는 원형, 타원형, 또는 사각형 등으로 구성될 수 있다.

이러한 연료분사용 오리피스(25)는, 각각의 분사채널(22)에서 설계된 혼합 연료 농도(연료 과농, 연료 희박)에 기반하여, 각 분사채널(22) 내에서의 개수, 단면적, 단면형태가 다르게 구성될 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 제1실시예에서 연료 과농(PR)­연료 희박(PL) 분사채널(22)의 배치를 나타낸 단면도를 도시한 것이다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 연료 과농의 분사채널(22)과 연료챔버(21) 사이의 연료분사용 오리피스(25)의 직경이 연료 희박의 분사채널(22)과 연료챔버(21) 사이의 연료분사용 오리피스(25)의 직경보다 크게 형성됨을 알 수 있다.

또한, 기 설계된 분사채널(22) 내의 연료 농도에 따라 그 직경, 단면적의 형태가 서로 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어 도 7a에 도시된 바와 같이, 8개의 분사채널(22)이 형성된 경우 4개의 연료희박 분사채널(22)이 연속적으로 배치되고 4개의 연료과농 분사채널(22)이 연속적으로 배치될 수도 있고, 도 7b에 도시된 바와 같이, 8개의 분사채널(22)에서 연료과농 분사채널(22)과, 연료희박 분사채널(22)이 서로 교차되어 배치될 수도 있음을 알 수 있다.

즉, 연료분사용 오리피스(25)의 구경, 기하학적 치수는 각 분사채널(22)에서의 설계 혼합기의 연료 농도에 따라 달리할 수 있다.

또한, 산화제 공급실(10)의 교축부(13)는 분사블록(20)의 길이방향 일정 위치에 형성되며, 교축부 출구단(13-2)의 위치는(유동방향 기준)은 분사블록(20)의 토출단(24)으로 부터 상류측으로 일정거리 위치되게 된다. 그리고 교축부(13)의 길이 및 각도는 연료-산화제의 혼합특성 설계 변동폭에 따라 결정되며, 교축부 출구단(13-2)의 내경은 분사블록(20)의 외경과 동일 또는 공차만큼 크게 구성된다.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기(100)의 단면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 9a 및 도 9b는 제2실시예에서 연료 과농(PR)­연료 희박(PL) 분사채널(22)의 배치를 나타낸 도 8의 B-B 단면도를 도시한 것이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기(100) 역시 앞서 언급한 제1실시예에서와 같이, 산화제공급실(10), 분사블록(20), 연료공급관(30), 연료분사용 오리피스(25)를 포함하여 구성된다.

앞서 언급한 바와 같이, 산화제공급실(10)은, 내부로 산화제가 공급되는 산화제 챔버(11)와, 일측이 개방되며 산화제 챔버(11)보다 작은 내경을 갖는 출력단과, 산화제 챔버(11)와 출력단 사이에 점진적으로 직경이 축소되는 교축부(13)를 포함하여 구성된다.

또한, 분사블록(20)은 산화제공급실(10)의 출력단이 일부 감싸도록 구성되며, 내부 중앙부에 연료챔버(21)가 구비되어 연료가 공급되고, 입구단(23)으로 산화제공급실(10)의 산화제가 유입되어 연료와 산화제가 혼합되어 토출단측으로 분사되도록 외측면에서 내측으로 오목한 홈형태로 서로 원주방향으로 특정간격 이격되어 배치되며 길이방향이 직선형 또는 나선형으로 형성되고 폭과 높이가 산화제 설계유량에 따라 서로 다르게 형성된 복수의 분사채널(22)을 포함하여 구성된다.

또한, 연료공급관(30)은 산화제 챔버(11)의 타측면에 관통되며, 일측끝단이 분사블록(20)의 연료챔버(21) 측과 탈부착 가능하도록 결합된다.

그리고, 분사블록(20)의 연료챔버(21)와 각각의 분사채널(22) 사이에 연료분사용 오리피스(25)가 구비되어 연료챔버(21) 내의 연료가 각각의 분사채널(22)로 분사된다.

앞서 언급한 바와 같이, 연료분사용 오리피스(25)는 연료챔버(21)과 분사채널(22)의 폭방향 중앙 사이에 형성되며, 단면형태는 원형, 타원형, 또는 사각형 등으로 구성되고, 각각의 분사채널(22)에서 설계된 혼합 연료 농도에 기반하여, 각 분사채널(22) 내의 개수, 단면적, 단면형태가 다르게 구성될 수 있다.

그리고 본 발명의 제2실시예에서는 도 8, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 연료공급관(30)의 내부 동축 상에 구비되며 분사블록(20)을 관통하여 토출단으로 산소를 분사하는 산소공급노즐(40)을 더 포함하여 구성될 수 이다.

또한, 산화제 공급실(10)의 교축부(13)는 분사블록(20)의 길이방향 일정 위치에 형성되며, 교축부 출구단(13-2)의 위치는(유동방향 기준)은 분사블록(20)의 토출단(24)으로 부터 상류측으로 일정거리 위치되게 된다. 그리고 교축부(13)의 길이 및 각도는 연료-산화제의 혼합특성 설계 변동폭에 따라 결정되며, 교축부 출구단(13-2)의 내경은 분사블록(20)의 외경과 동일 또는 공차만큼 크게 구성된다.

그리고 본 발명의 제2실시예에서는 분사블록(20)의 타단 외측에는 각 분사채널(22)로부터 분사되는 혼합가스의 확산을 위해 테이퍼가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 제2실시예에서는 분사블록(20)과 연료공급관(30)을 일체로 길이방향으로 이동시켜, 교축부(13)에서 분사블록(20)의 축방향 상대위치를 조절하는 이동수단을 포함하여 구성될 수 있다.

도 10은 분사블록(20)이 축방향으로 일정길이만큼 이동된 본 발명의 제2실시예에 따른 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기(100)의 단면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 11a 및 도 11b는 도 10의 C-C 단면도를 도시한 것이다.

본 발명의 제2실시예에서 연료 공급관(30)은 산화제 공급실(10)의 산화제 챔버(11) 타측면을 관통하고 산화제 챔버(11) 타측면 외부에 회전 노브(knob)(52)가 형성된 나사관(55)과 동축으로 결합되며, 산화제 챔버(11) 내부에 구성된 장력 스프링(54)과 체결되게 된다. 그리고 나사관(55)과 연료공급관(30) 사이에는 슬라이딩부재(51)가 구비될 수 있으며, 장력스프링(54)은 산화제챔버(11) 타측 내면과 연료공급관(30) 외면 일측에 구비된 걸림턱(53) 사이에 구비될 수 있다.

따라서 연소기(100) 외부 회전노브(52)를 회전시켜 산화제 챔버(11) 내측 교축부(13)에서 원통형 분사블록(20)의 축방향 상대위치 조절(연료분사용 오리피스(25)의 축방향 위치 조절) 할 수 있게 된다.

이러한 이동수단에 의해 원통형 분사블록(20)의 축방향 상대위치(연료분사용 오리피스(25)의 축방향 위치)에 따라 교축부(13) 내에서 원주방향 연료-산화제 혼합특성(혼합도)을 변동시킬 수 있게 된다.

즉, 이러한 구성을 통해 산화제공급실(10)의 교축부(13) 내에서 원주방향으로 연료 혼합농도를 달리하는 연료-산화제 혼합가스는 원통형 분사블록(20)에 형성된 분사채널(22) 내로 분할되고, 원통형 분사블록(20) 토출단의 원주방향으로 특정한 연료농도를 갖는 혼합가스가 분사채널(22)을 통해 분사되고, 착화 혼합 또는 서로 이웃한 분사채널(22)의 혼합가스 간의 혼합 및 착화를 통해 상이한 연소특성이 구현될 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

10:산화제공급실
11:산화제 챔버
12:출구단
13:교축부
13-1:입구단
13-2:출구단
20:분사블록
21:연료챔버
22:분사채널
23:분사채널 입구단
24:분사채널 토출단
25:연료분사용 오리피스
30:연료공급관
31:장착단
40:산소공급노즐
51:슬라이딩 부재
52:회전노브
53:결림턱
54:장력 스프링
55:나사관
100:연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기

Claims (17)

1. 공업용 가스연소기에 있어서,
   내부로 산화제가 공급되는 산화제 챔버와, 일측이 개방되며 상기 챔버보다 작은 내경을 갖는 출력단과, 상기 산화제 챔버와 상기 출력단 사이에 점진적으로 직경이 축소되는 교축부가 구비된 산화제공급실;
   상기 산화제공급실의 출력단이 감싸도록 구성되며, 내부 중앙부에 구비되어 연료가 공급되는 연료챔버와, 입구단으로 상기 산화제공급실의 산화제가 유입되어 연료와 산화제가 혼합되어 분사되는 복수의 분사채널을 갖는 분사블록;
   상기 분사블록의 연료챔버와 각각의 상기 분사채널 사이에 구비되어 상기 연료챔버 내의 연료가 상기 분사채널로 분사되는 연료분사용 오리피스; 및
   상기 분사블록을 길이방향으로 이동시켜, 상기 교축부에서 상기 분사블록의 축방향 상대위치를 조절하는 이동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 분사채널은, 상기 분사블록의 외측면에서 내측으로 오목한 홈형태로, 서로 원주방향으로 특정간격 이격되어 배치되며, 길이방향이 직선형 또는 나선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기.
   
3. ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

   제 2항에 있어서,
   상기 분사채널의 폭과 높이는 산화제 설계유량에 따라 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 연료분사용 오리피스는 상기 연료챔버와 상기 분사채널의 폭방향 중앙 사이에 형성되며, 단면형태는 원형, 타원형, 또는 사각형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기.
   
5. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

   제 4항에 있어서,
   상기 연료분사용 오리피스는, 각각의 분사채널에서 설계된 혼합 연료 농도에 기반하여, 각 분사채널 내의 개수, 단면적, 단면형태가 다르게 구성되는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기.
   
6. 공업용 가스연소기의 작동방법에 있어서,
   산화제공급실의 내부로 산화제가 공급되고, 상기 산화제공급실의 출력단이 감싸도록 구성된 분사블록 내부 중앙부에 구비된 연료챔버로 연료가 공급되는 단계;
   내부로 산화제가 공급되는 산화제 챔버와 상기 출력단 사이에 점진적으로 직경이 축소되는 교축부에서 다수의 분사채널의 입구단으로 상기 산화제공급실의 산화제가 유입되는 단계;
   상기 분사블록의 연료챔버와 각각의 상기 분사채널 사이에 구비된 다수의 연료분사용 오리피스를 통해 상기 연료챔버 내의 연료가 각각의 상기 분사채널로 분사되어 연료와 산화제가 혼합되는 단계; 및
   각각의 분사채널의 출구단을 통해 연료와 산화제가 혼합 분사되는 단계;를 포함하고,
   이동수단에 의해 상기 분사블록을 길이방향으로 이동시켜, 상기 교축부에서 상기 분사블록의 축방향 상대위치를 조절하여, 상기 교축부 내에서 원주방향 연료, 산화제 혼합특성을 변경하는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기의 작동방법.
   
7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

   제 6항에 있어서,
   상기 분사채널은 상기 분사블록의 외측면에서 내측으로 오목한 홈형태로, 서로 원주방향으로 특정간격 이격되어 배치되며, 길이방향이 직선형 또는 나선형으로 형성되며,
   상기 연료분사용 오리피스는 상기 연료챔버와 상기 분사채널의 폭방향 중앙 사이에 형성되며, 단면형태는 원형, 타원형, 또는 사각형으로 구성되며, 각각의 분사채널 내에서 설계된 혼합 연료 농도로 혼합되도록 각 분사채널 내의 개수, 단면적, 단면형태가 다르게 구성되는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기의 작동방법.
   
8. 공업용 가스연소기에 있어서,
   내부로 산화제가 공급되는 산화제 챔버와, 일측이 개방되며 상기 챔버보다 작은 내경을 갖는 출력단과, 상기 산화제 챔버와 상기 출력단 사이에 점진적으로 직경이 축소되는 교축부가 구비된 산화제공급실;
   상기 산화제공급실의 출력단이 감싸도록 구성되며, 내부 중앙부에 구비되어 연료가 공급되는 연료챔버와, 입구단으로 상기 산화제공급실의 산화제가 유입되어 연료와 산화제가 혼합되어 분사되도록 외측면에서 내측으로 오목한 홈형태로 서로 원주방향으로 특정간격 이격되어 배치되며 길이방향이 직선형 또는 나선형으로 형성되고 폭과 높이가 산화제 설계유량에 따라 서로 다르게 형성된 복수의 분사채널을 갖는 가스연소기의 분사블록;
   상기 산화제 챔버의 타측면에 관통되며, 일측끝단이 상기 분사블록의 연료챔버와 탈부착 가능하도록 결합되는 연료공급관;
   상기 분사블록의 연료챔버와 각각의 상기 분사채널 사이에 구비되어 상기 연료챔버 내의 연료가 상기 분사채널로 분사되는 가스연소기의 연료분사용 오리피스; 및
   상기 분사블록을 길이방향으로 이동시켜, 상기 교축부에서 상기 분사블록의 축방향 상대위치를 조절하는 이동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 교축부의 출구단의 위치는 유동방향 기준으로 분사블록 토출단으로부터 상류측으로 일정거리에 위치되는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기.
   
10. ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제 9항에 있어서,
    상기 교축부의 길이 및 경사각도는 연료, 산화제의 혼합특성 설계 변동폭에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기.
    
11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제 10항에 있어서,
    상기 연료분사용 오리피스는 상기 연료챔버와 상기 분사채널의 폭방향 중앙 사이에 형성되며, 단면형태는 원형, 타원형, 또는 사각형으로 구성되고, 각각의 분사채널에서 설계된 혼합 연료 농도에 기반하여, 각 분사채널 내의 개수, 단면적, 단면형태가 다르게 구성되는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기.
    
12. 삭제
13. 제 8항에 있어서,
    상기 이동수단에 의해 상기 분사블록의 축방향 상대위치를 조절하여 교축부 내에서 원주방향 연료, 산화제 혼합특성을 변경하는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기.
    
14. 제 8항에 있어서,
    상기 연료공급관의 내부에 동축 상에 구비되며 상기 분사블록을 관통하여 산소를 분사하는 산소공급노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기.
    
15. 공업용 가스연소기의 작동방법에 있어서,
    산화제공급실의 산화제 챔버 내부로 산화제가 공급되고, 상기 산화제공급실의 출력단이 감싸도록 구성된 분사블록 내부 중앙부에 구비된 연료챔버로 연료가 공급되는 단계;
    상기 산화제 챔버와 상기 출력단 사이에 점진적으로 직경이 축소되는 교축부에서 상기 분사블록의 외측면에서 내측으로 오목한 홈형태로 서로 원주방향으로 특정간격 이격되어 배치되며 길이방향이 직선형 또는 나선형으로 형성된 다수의 분사채널의 입구단으로 산화제가 유입되는 단계;
    상기 분사블록의 연료챔버와 각각의 상기 분사채널 사이에 구비된 다수의 연료분사용 오리피스를 통해 상기 연료챔버 내의 연료가 각각의 상기 분사채널로 분사되어 연료와 산화제가 혼합되는 단계; 및
    각각의 분사채널의 출구단을 통해 연료와 산화제가 혼합 분사되는 단계;를 포함하고,
    상기 연료분사용 오리피스는 상기 연료챔버와 상기 분사채널의 폭방향 중앙 사이에 형성되며, 단면형태는 원형, 타원형, 또는 사각형으로 구성되며, 각각의 분사채널 내에서 설계된 혼합 연료 농도로 혼합되도록 각 분사채널 내의 개수, 단면적, 단면형태가 다르게 구성되고,
    이동수단에 의해 상기 분사블록을 길이방향으로 이동시켜, 상기 교축부에서 상기 분사블록의 축방향 상대위치를 조절하여, 상기 교축부 내에서 원주방향 연료, 산화제 혼합특성을 변경하는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기의 작동방법.
    
16. 삭제
17. ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제 15항에 있어서,
    산화제 챔버의 타측면에 관통되며, 일측끝단이 상기 분사블록의 연료챔버와 탈부착 가능하도록 결합되는 연료공급관을 포함하며,
    상기 연료공급관의 내부에 동축 상에 구비된 산소공급노즐에 의해 상기 분사블록을 관통하여 산소를 분사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기의 작동방법.

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