KR102505405B1 - Burner for boiler system - Google Patents

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신국호
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주식회사 대열보일러
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Abstract

A burner for a boiler system comprises a combustion cylinder installed on one side of a boiler body and a gas manifold fixedly assembled to the combustion cylinder, wherein the combustion cylinder and the gas manifold extend in the transverse direction so that jet film flame, which is long in the transverse direction and narrow in the thickness direction perpendicular to the transverse direction, is ejected from the burner. In addition, the combustion cylinder is composed of an outer cylinder and an inner cylinder, an ejection nozzle is formed at an outlet of the inner cylinder, and the gas manifold includes a supply duct for supplying fuel gas and a head for ejecting outward the supplied fuel gas toward an inclined surface of the inner cylinder.

Description

보일러용 버너{Burner for boiler system}Burner for boiler {Burner for boiler system}

본 발명은 보일러용 버너에 관한 것으로, 연료 가스와 연소용 공기를 2차례 혼합시켜 필름형 화염을 고속 분사하는 보일러용 버너에 관한 것이다.The present invention relates to a burner for a boiler, and relates to a burner for a boiler in which a film flame is sprayed at high speed by mixing fuel gas and air for combustion twice.

종래에 가스나 기름을 연료로 하는 보일러 등에 있어서는 대기오염 등의 문제에 의해 유해한 연소 폐기물로서 녹스(NOx), 일산화탄소(CO) 등의 배출 감소가 요구된다. 근래에는, 이산화탄소(CO2)의 온실효과가스에 의한 지구 온난화가 문제가 되어 있어 CO2의 배출 감소도 강하게 요구되고 있다. Conventionally, in boilers using gas or oil as fuel, reduction of emissions of NOx and carbon monoxide (CO) as harmful combustion wastes is required due to problems such as air pollution. In recent years, global warming due to the greenhouse effect of carbon dioxide (CO2) has become a problem, and reduction of CO2 emission is also strongly demanded.

따라서 CO2 전체 배출량의 상당 비율을 차지하는 소형 보일러 등의 소형 연소 기기에서도 CO2의 배출량을 절감함으로써 저 NOx화 및 저 CO화를 도모할 수 있도록 한 연소 기기가 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for a combustion device capable of reducing NOx and CO by reducing CO2 emissions even in small combustion devices such as small boilers, which account for a significant proportion of the total CO2 emissions.

일반적으로 소형 보일러(예를 들면 소형 다관식 관류보일러) 등에 있어서는 연소실이 매우 콤팩트하고 상대적으로 고부하의 연소 조건이 요구되지만, 낮은 공기비의 연소에서는 CO의 발생을 억제하기 어렵다.In general, in a small boiler (for example, a small multi-tube once-through boiler), the combustion chamber is very compact and a relatively high load combustion condition is required, but it is difficult to suppress the generation of CO in combustion with a low air ratio.

종래의 저 NOx화 기술로서는 분할 화염에 의한 확산 연소 방식이나 예혼합 연소 방식 등을 들 수 있다. 그런데 높은 공기비 영역에서는 예혼합 연소 방식은 확산 연소 방식보다 화염 냉각 효과가 우수하므로 NOx 발생을 억제할 수 있다. 그러나 낮은 공기비 영역에서는 예혼합 연소 방식은 확산 연소 방식보다 연소 속도가 증가해 화염 온도가 오르기 때문에 NOx 발생을 억제하기에는 한계가 있다.Conventional NOx reduction technologies include a diffusion combustion method using a split flame, a premixed combustion method, and the like. However, in the high air ratio region, the premixed combustion method has a better flame cooling effect than the diffusion combustion method, so NOx generation can be suppressed. However, in the low air ratio region, the premixed combustion method has a limitation in suppressing NOx generation because the combustion speed increases and the flame temperature rises compared to the diffusion combustion method.

따라서, 소형 보일러 등에 있어서는 상기한 바와 같이 고부하 연소 조건 하에서의 낮은 공기비 연소에서는 CO가 발생하므로 연료를 낮은 공기비로 연소시킬 수 없기 때문에 예혼합 연소 방식이 일반적으로 가장 우수한 저 NOx 연소 방식으로 알려져 있다.Therefore, in small boilers, as described above, the premixed combustion method is generally known as the best low NOx combustion method because CO is generated in low air ratio combustion under high load combustion conditions, and thus fuel cannot be burned at a low air ratio.

소형 보일러 등에 있어서 낮은 공기비 연소를 적용하면, 배가스열 손실을 억제해 보일러를 고효율화하고 연료 소비량을 억제할 수 있기 때문에 그 만큼 CO2 배출량의 감소가 가능해진다. 그러나, 고부하 연소 조건 하에서도 CO 및 NOx 발생을 최소화하는 것은 상대적으로 어려운 문제이다. By applying low air-combustion to small boilers, exhaust gas heat loss can be suppressed, boiler efficiency can be improved, and fuel consumption can be suppressed, thereby reducing CO2 emissions by that amount. However, minimizing CO and NOx generation even under high-load combustion conditions is a relatively difficult problem.

한국특허공보 제1243698호 (2013.3.8 등록)Korean Patent Publication No. 1243698 (registered on March 8, 2013)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 소형 보일러 등의 고부하 연소 조건 하에서 연료를 낮은 공기비로 연소시키더라도 NOx 및 CO 발생을 억제할 수 있는 보일러용 버너를 제공하고자 하는 것이다.A technical problem to be achieved by the present invention is to provide a burner for a boiler capable of suppressing NOx and CO generation even when fuel is burned at a low air ratio under high load combustion conditions such as a small boiler.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러용 버너는 보일러 본체의 일측에 설치된 연소통과 상기 연소통에 대해 고정 조립되는 가스 매니폴드를 포함하되, 상기 연소통 및 상기 가스 매니폴드는 횡방향을 따라 연장 형성되어, 상기 횡방향을 따라 길고 상기 횡방향에 수직인 두께 방향을 따라 좁은 형상의 제트 필름 화염이 상기 버너로부터 분사되며, 상기 연소통은 외통 및 내통으로 이루어지고 상기 내통의 출구에 분사 노즐이 형성되고, 상기 가스 매니폴드는 상기 연료가스가 공급되는 공급 덕트와 상기 공급되는 연료가스를 상기 연소통의 내통의 경사면을 향해 외향 분사하는 헤드를 포함한다.A burner for a boiler according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem includes a combustion cylinder installed on one side of a boiler body and a gas manifold fixedly assembled to the combustion cylinder, the combustion cylinder and the gas manifold. is formed extending along the transverse direction, and a jet film flame having a narrow shape along a thickness direction long along the transverse direction and perpendicular to the transverse direction is injected from the burner, and the combustion cylinder is composed of an outer cylinder and an inner cylinder, and the inner cylinder An injection nozzle is formed at an outlet of the gas manifold, and the gas manifold includes a supply duct through which the fuel gas is supplied and a head for outwardly injecting the supplied fuel gas toward an inclined surface of the inner cylinder of the combustion cylinder.

상기 외통에는 제1 기공이 형성되고, 상기 내통에는 제2 기공이 형성되며, 상기 헤드의 경사면에는 가스공이 형성되고, 상기 헤드의 경사면은 상기 내통의 경사면과 평행하게 이격된다.A first hole is formed in the outer cylinder, a second hole is formed in the inner cylinder, a gas hole is formed in an inclined surface of the head, and the inclined surface of the head is spaced parallel to the inclined surface of the inner cylinder.

상기 연소통에 상기 가스 매니폴드가 장착될 때, 상기 연소통과 상기 가스 매니폴드 사이에 이격 공간이 형성되고, 상기 이격 공간을 통해 1차 공기가 유입되고, 상기 제1 기공 및 상기 제2 기공을 통과하여 2차 공기가 유입됨으로써, 상기 가스 매니폴드의 내측으로 유입된 연료가스가 상기 가스 매니폴드의 헤드 형성된 가스공을 통해 외측으로 분출될 때, 상기 1차 공기와 1차 혼합이 이루어지고, 상기 1차 혼합된 연료가스가 상기 내통에 의해 구획되는 유로를 따라 이동하면서, 상기 제2 기공을 통과한 상기 2차 공기와 2차 혼합이 이루어진다.When the gas manifold is mounted in the combustion cylinder, a spaced space is formed between the combustion cylinder and the gas manifold, primary air is introduced through the spaced space, and the first pores and the second pores are formed. When the fuel gas introduced into the gas manifold is ejected outward through the gas hole formed in the head of the gas manifold by introducing secondary air through the gas manifold, primary mixing with the primary air is performed, While the primary mixed fuel gas moves along the flow path partitioned by the inner cylinder, secondary air and secondary air passing through the second pores are mixed.

상기 제2 기공은 상기 제1 기공에 비해 종방향으로 상기 분사 노즐에 가깝게 위치하되, 상기 종방향은 상기 횡방향 및 상기 두께 방향과 모두 수직인 방향이다.The second pores are located closer to the injection nozzle in a longitudinal direction than the first pores, and the longitudinal direction is a direction perpendicular to both the transverse direction and the thickness direction.

상기 제1 기공과 상기 가스공은 상기 종방향으로 동일한 위치에 배치된다.The first pore and the gas hole are disposed at the same position in the longitudinal direction.

상기 제1 기공 중에서, 상기 외통의 제1 측에 형성된 제1 기공의 개수는 상기 외통의 제2 측에 형성된 제1 기공의 개수에 비해 많고, 상기 제1 측에 형성된 제1 기공은 상기 제2 측에 형성된 제1 기공에 비해 상기 횡방향을 기준으로 가운데 쪽에 형성된다.Among the first pores, the number of first pores formed on the first side of the outer cylinder is greater than the number of first pores formed on the second side of the outer cylinder, and the first pores formed on the first side are larger than the number of first pores formed on the second side of the outer cylinder. Compared to the first pore formed on the side, it is formed on the center side with respect to the transverse direction.

상기 가스공 중에서, 상기 헤드의 상기 제1 측에 형성된 가스공의 개수는 상기 헤드의 상기 제2 측에 형성된 가스공의 개수보다 많다.Among the gas holes, the number of gas holes formed on the first side of the head is greater than the number of gas holes formed on the second side of the head.

상기 제트 필름 화염이 상기 버너의 노즐을 통해 분사될 때, 상기 제트 필름 화염은 상기 제1 측으로 편향된다.When the jet film flame is ejected through the nozzle of the burner, the jet film flame is deflected to the first side.

상기 가스 매니폴드는 상기 횡방향으로 양측 단부 근처에서 상기 연소통과 브라켓에 의해 체결된다.The gas manifold is fastened by brackets to the combustion cylinder near both ends in the transverse direction.

상기 가스 매니폴드는 상기 횡방향으로 이격되고 격벽에 의해 구획된 복수의 단위 섹션으로 이루어진다.The gas manifold is composed of a plurality of unit sections spaced apart in the transverse direction and partitioned by partition walls.

본 발명에 따른 보일러용 버너에 의하면, 필름형 화염을 편향(deflection)시켜 연소실 내에서 순환하게 함으로써 수관으로의 열전도가 균일하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.According to the boiler burner according to the present invention, there is an advantage in that heat conduction to the water pipe can be made uniform by deflecting the film flame and circulating it in the combustion chamber.

또한, 본 발명에 따른 보일러용 버너에 의하면, 화염 온도의 상승이 억제되어 NOx 발생을 감소시킬 수 있다는 장점도 있다.In addition, according to the burner for a boiler according to the present invention, there is also an advantage that the increase in flame temperature can be suppressed and NOx generation can be reduced.

또한, 본 발명에 따른 보일러용 버너에 의하면, 예혼합기의 고속 분사 흐름에 의해 난류도가 상승되고 연소 가스의 혼합이 촉진되어, CO에서 CO2로의 산화를 촉진할 수 있다는 장점도 있다.In addition, according to the boiler burner according to the present invention, the high-speed injection flow of the premixer increases the degree of turbulence and promotes the mixing of combustion gases, thereby promoting oxidation of CO into CO 2 .

도 1a 내지 도 1c는 수관, 연소실 및 버너를 포함하는 보일러 본체를 각각 다른 방향에서 바라본 도면들이다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1a의 버너의 분해된 모습을 각각 다른 방향에서 바라본 도면들이다.
도 3a 및 도 3b는 조립된 상태의 버너를 각각 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각, 도 3b에서 버너를 A-A' 방향으로 절취하여 얻어진 사시도 및 단면도이다.1A to 1C are views of a boiler body including a water pipe, a combustion chamber, and a burner viewed from different directions.
2A to 2D are views of an exploded view of the burner of FIG. 1A viewed from different directions.
3A and 3B are perspective views of an assembled burner viewed from different directions.
4A and 4B are perspective and cross-sectional views obtained by cutting the burner in the AA′ direction in FIG. 3B, respectively.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the recited elements. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1c는 수관(70), 연소실(80) 및 버너(100)를 포함하는 보일러 본체(200)를 각각 다른 방향에서 바라본 도면들이다. 설명의 편의를 위해, 본 발명에서의 3축 방향은 도 1a와 같이 정의된다. x축은 버너(100)의 분사 노즐이 향하는 방향, 내지 버너(100)의 종방향으로 정의될 수 있다. 또한, y축은 복수의 수관(70)이 배치된 방향, 내지 버너(100)가 동일한 단면 형상으로 연장되는 횡방향으로 정의될 수 있다. 그리고, z축은 상기 종방향 및 횡방향 모두에 대해 수직인 방향으로 분사 노즐의 두께 방향, 내지 화염의 두께 방향으로 정의될 수 있다.1A to 1C are views of a boiler body 200 including a water pipe 70, a combustion chamber 80, and a burner 100 viewed from different directions. For convenience of description, the three-axis direction in the present invention is defined as shown in FIG. 1A. The x-axis may be defined as a direction in which an injection nozzle of the burner 100 is directed or a longitudinal direction of the burner 100 . In addition, the y-axis may be defined as a direction in which the plurality of water pipes 70 are disposed or a transverse direction in which the burner 100 extends in the same cross-sectional shape. In addition, the z-axis may be defined as a thickness direction of a spray nozzle or a thickness direction of a flame in a direction perpendicular to both the longitudinal and transverse directions.

도시된 바와 같이, 버너(100)는 연소실(80) 입구에 인접하여 배치되고, 연소실(80) 내의 일부 공간은 복수의 수관(70)이 통과한다. 본 발명에서, 버너(100)에 포함된 연소통(110) 및 가스 매니폴드(120)는 모두 상기 횡방향(y축)을 따라 연장 형성되어, 상기 버너(100)는 상기 횡방향을 따라 길고 상기 횡방향에 수직인 두께 방향(z축)을 따라 좁은 형상의 제트 필름 화염을 분사할 수 있다.As shown, the burner 100 is disposed adjacent to the inlet of the combustion chamber 80, and a plurality of water pipes 70 pass through some space in the combustion chamber 80. In the present invention, both the combustion cylinder 110 and the gas manifold 120 included in the burner 100 extend along the transverse direction (y-axis), so that the burner 100 is long and A jet film flame having a narrow shape may be sprayed along a thickness direction (z-axis) perpendicular to the transverse direction.

도 1c를 참조하면, 연소실(80) 내의 공간 중에서 일부는 복수의 수관(70)이 통과하지만, 일부는 수관(70)이 없는 빈 공간으로 형성된다. 버너(100)에 의해 상기 빈 공간 내에 화염이 분사되면 복수의 수관(70) 내의 물 및/또는 수증기가 가열된다. 이 때, 상기 화염의 연소가 완전연소에 가까울수록 CO의 발생이 줄고, 상기 화염에 의한 수관(70)의 가열 효율을 높아질수록 동일한 출력 대비 NOx의 발생이 줄어들 것이다. 상기 복수의 수관(70)의 효율적인 가열을 위해, 본 발명에서 버너(100)에서 분사된 제트 필름 화염(90)은 종방향(x축)으로 나란하게 분사되는 것이 아니라 두께 방향(z축)의 일측으로 편향되어(기울어져) 분사된다. 이와 같이, 편향된 화염의 분사는 연소실(80) 내의 가스의 순환(대류)를 원활하게 하여 복수의 수관(70)의 균등한 가열에 기여할 수 있다.Referring to FIG. 1C, a plurality of water pipes 70 pass through some of the spaces in the combustion chamber 80, but some are formed as empty spaces without the water pipes 70. When flame is sprayed into the empty space by the burner 100, water and/or steam in the plurality of water pipes 70 are heated. At this time, as the combustion of the flame is closer to complete combustion, the generation of CO will be reduced, and as the heating efficiency of the water pipe 70 by the flame is increased, the generation of NOx will be reduced for the same output. For efficient heating of the plurality of water pipes 70, in the present invention, the jet film flame 90 sprayed from the burner 100 is not sprayed in parallel in the longitudinal direction (x-axis), but in the thickness direction (z-axis). It is deflected (tilted) to one side and sprayed. In this way, the injection of the deflected flame can contribute to uniform heating of the plurality of water pipes 70 by facilitating the circulation (convection) of the gas in the combustion chamber 80 .

도 2a 내지 도 2d는 도 1a의 버너(100)의 분해된 모습을 각각 다른 방향에서 바라본 도면들이다. 구체적으로, 도 2a 내지 도 2d는 순서대로 후방 사시도, 전방 사시도, 평면도 및 저면도를 각각 보여준다.2A to 2D are views of an exploded view of the burner 100 of FIG. 1A viewed from different directions. Specifically, FIGS. 2A to 2D respectively show a rear perspective view, a front perspective view, a top view and a bottom view in sequence.

구체적으로, 버너(100)는 상기 보일러 본체(200)의 일측에 설치된 연소통(110)과 상기 연소통(110)에 대해 고정 조립되는 가스 매니폴드(120)를 포함하여 구성된다. 이 때, 상기 연소통(110) 및 상기 가스 매니폴드(120)는 상기 복수의 수관(70)이 배치된 방향과 나란한 횡방향(y축)을 따라 연장 형성되어, 상기 제트 필름 화염이 상기 버너(100)로부터 분사될 수 있다.Specifically, the burner 100 includes a combustion cylinder 110 installed on one side of the boiler body 200 and a gas manifold 120 fixedly assembled to the combustion cylinder 110. At this time, the combustion cylinder 110 and the gas manifold 120 are formed extending along a transverse direction (y-axis) parallel to the direction in which the plurality of water pipes 70 are disposed, so that the jet film flame burns the burner It can be sprayed from (100).

특히, 상기 연소통(110)에 상기 가스 매니폴드(120)가 장착될 때, 상기 연소통(110)과 상기 가스 매니폴드(120) 사이에 이격 공간(도 4b의 130 참조)이 형성된다. 따라서, 도 2a에 도시된 연소통(110)의 후방 공간(135)의 높이는 가스 매니폴드(120)의 기본 두께 보다 더 크다. 예를 들어, 상기 후방 공간(135)의 높이는 가스 매니폴드(120)에서 격벽(125)까지 포함한 높이에 상응한다. 공기 공급로(미도시 됨)에서 공급된 공기는 상기 이격 공간(130)을 통해 1차로 공급될 수 있다.In particular, when the gas manifold 120 is mounted on the combustion cylinder 110, a separation space (see 130 in FIG. 4B) is formed between the combustion cylinder 110 and the gas manifold 120. Therefore, the height of the rear space 135 of the combustion cylinder 110 shown in FIG. 2A is greater than the basic thickness of the gas manifold 120. For example, the height of the rear space 135 corresponds to the height from the gas manifold 120 to the bulkhead 125 . Air supplied from an air supply path (not shown) may be primarily supplied through the separation space 130 .

상기 연소통(110)은 외통(111) 및 내통(116)의 2중 구조로 형성되어 있으며, 상기 내통(116)의 출구에 분사 노즐(113)이 형성된다. 이 때, 상기 외통(111)에는 제1 기공(112: 112a, 112b)이 형성되고, 상기 내통(116)에는 제2 기공(117: 117a, 117b)이 형성된다. 또한, 도 2c 및 도 2d에 도시된 바와 같이, 외통(111)의 제1 측에 형성된 제1 기공(112a)은 상기 제2 측에 형성된 제1 기공(112b)에 비해 상기 횡방향을 기준으로 가운데 쪽에 형성된다. 이와 같이 제1 측과 제2 측에서 제1 기공(112)을 횡방향을 기준으로 서로 다른 위치에 배치함으로써 제2차 공기 유입시 난류를 형성하여 가스 연료와의 혼합을 촉진하는 데에 기여한다.The combustion cylinder 110 has a double structure of an outer cylinder 111 and an inner cylinder 116, and an injection nozzle 113 is formed at an outlet of the inner cylinder 116. At this time, first pores 112 (112a, 112b) are formed in the outer cylinder 111, and second pores 117 (117a, 117b) are formed in the inner cylinder 116. In addition, as shown in FIGS. 2C and 2D, the first pores 112a formed on the first side of the outer cylinder 111 are larger than the first pores 112b formed on the second side in the transverse direction. formed in the middle In this way, by arranging the first pores 112 at different positions on the first side and the second side based on the transverse direction, turbulence is formed when the secondary air is introduced, contributing to promoting mixing with gas fuel. .

한편, 상기 가스 매니폴드(120)는 상기 연료가스가 공급되는 공급 덕트(126)와 상기 공급되는 연료가스를 상기 연소통(110)의 내통(116)의 경사면(도 6b의 116-1 참조)을 향해 외향 분사하는 헤드(121)를 포함한다. 이 때, 상기 헤드(121)의 경사면(121-1)에는 가스공(122: 122a, 122b)이 형성되고, 상기 헤드(121)의 경사면(121-1)은 상기 내통(116)의 경사면(116-1)과 평행하게 이격된다.Meanwhile, the gas manifold 120 connects the supply duct 126 through which the fuel gas is supplied and the supplied fuel gas to the inclined surface of the inner cylinder 116 of the combustion cylinder 110 (see 116-1 in FIG. 6B). It includes a head 121 for outwardly spraying toward. At this time, gas holes 122 (122a, 122b) are formed on the inclined surface 121-1 of the head 121, and the inclined surface 121-1 of the head 121 is the inclined surface of the inner cylinder 116 ( 116-1) and spaced apart in parallel.

도 1c에서 전술한 바와 같이, 본 발명에서 버너(100)에서 분사되는 제트 필름 화염은 두께 방향으로 편향될 필요가 있다. 이를 구현하기 위해, 연소통(110)에 형성된 상기 제1 기공(112) 중에서, 상기 외통(111)의 제1 측에 형성된 제1 기공(112a)의 개수는 상기 외통(111)의 제2 측에 형성된 제1 기공(112b)의 개수에 비해 많다. 또한, 가스 매니폴드(120)에 형성된 상기 가스공(122) 중에서, 상기 헤드(121)의 상기 제1 측에 형성된 가스공(122a)의 개수는 상기 헤드(121)의 상기 제2 측에 형성된 가스공(122b)의 개수보다 많다. 이러한 구성으로 인해, 분사 노즐(113)을 통해 분사되는 제트 필름 화염은 많은 수의 기공 및 가스공이 형성된 상기 제1 측으로 편향될 수 있는 것이다.As described above in FIG. 1C, in the present invention, the jet film flame ejected from the burner 100 needs to be deflected in the thickness direction. To realize this, among the first pores 112 formed in the combustion cylinder 110, the number of first pores 112a formed on the first side of the outer cylinder 111 is It is more than the number of the first pores 112b formed in. In addition, among the gas holes 122 formed in the gas manifold 120, the number of gas holes 122a formed on the first side of the head 121 is the number formed on the second side of the head 121. It is more than the number of gas holes 122b. Due to this configuration, the jet film flame sprayed through the spray nozzle 113 can be deflected to the first side where a large number of pores and gas holes are formed.

도 3a 및 도 3b는 조립된 상태의 버너(100)를 각각 다른 방향에서 바라본 사시도이다.3A and 3B are perspective views of the assembled burner 100 viewed from different directions.

도시된 바와 같이, 상기 가스 매니폴드(120)는 상기 횡방향으로 양측 단부 근처에서 상기 연소통(110)과 브라켓(115) 및 체결구에 의해 조립된다. 이와 같이 체결된 연소통(110)과 브라켓(115)은 다시 연소통(110)에서 확장된 브라켓(114) 및 체결구를 의해 보일러 본체(200)의 일측에 조립될 수 있다. 이와 같이, 브라켓(115)을 횡방향 단부 근처에 형성하는 것은, 연소통(110)과 가스 매니폴드(120) 사이의 이격 공간(130) 내로 공기가 유입되어야 하므로 이러한 공기 유입에 대한 방해를 최소화하기 위함이다.As shown, the gas manifold 120 is assembled by the combustion cylinder 110, the bracket 115, and fasteners near both ends in the transverse direction. The combustion cylinder 110 and the bracket 115 fastened in this way may be assembled to one side of the boiler body 200 by the bracket 114 extended from the combustion cylinder 110 and the fastener. In this way, forming the bracket 115 near the lateral end minimizes obstruction to the air inflow because air must be introduced into the separation space 130 between the combustion cylinder 110 and the gas manifold 120. is to do

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가스 매니폴드(120)는 상기 횡방향으로 이격되고 격벽(125)에 의해 구획된 복수의 단위 섹션으로 이루어질 수 있다. 상기 격벽(125)의 높이 및 형상은 상기 가스 매니폴드(120)가 상기 연소통(110)에 장착될 때 상기 연소통(110)의 후방 공간(135)에서 연소통(110)과 맞닿을 수 있도록 형성된다. 따라서, 상기 격벽(125)은 상기 단위 섹션을 구분하는 역할과 더불어, 상기 이격 공간(130)을 각각의 단위 섹션 별로 분리하여 공기가 공급될 수 있게 해 준다.In one embodiment of the present invention, the gas manifold 120 may be formed of a plurality of unit sections spaced apart in the transverse direction and partitioned by partition walls 125 . The height and shape of the partition wall 125 may contact the combustion cylinder 110 in the rear space 135 of the combustion cylinder 110 when the gas manifold 120 is mounted on the combustion cylinder 110. formed so that Accordingly, the barrier rib 125 serves to divide the unit sections and separates the separation space 130 for each unit section so that air can be supplied thereto.

본 발명의 실시예들에서는 상기 단위 섹션의 수가 5개이고, 분사 노즐(131)에 포함된 노즐공(131-1)의 수는 10개이다. 따라서, 단위 섹션 당 노즐공(131-1)은 2개씩 배치된다. 다만, 이러한 개수는 실시예에 불과하고 보일러 시스템(100)의 설계 용량에 따라 가변될 수 있다.In the embodiments of the present invention, the number of unit sections is 5, and the number of nozzle holes 131-1 included in the injection nozzle 131 is 10. Accordingly, two nozzle holes 131-1 per unit section are disposed. However, these numbers are merely examples and may vary depending on the design capacity of the boiler system 100.

예를 들어, 이러한 단위 섹션이 담당하는 단위 용량이 Co이고, 보일러 시스템(100)의 설계 용량이 Ct라고 하면, 상기 단위 섹션의 수는 "Ct/Co"의 정수 단위 올림 연산으로 계산될 수 있을 것이다.For example, if the unit capacity of this unit section is Co and the design capacity of the boiler system 100 is Ct, the number of unit sections can be calculated by rounding up an integer of "Ct/Co" will be.

도 4a 및 도 4b는 각각, 도 3b에서 버너(100)를 A-A' 방향으로 절취하여 얻어진 사시도 및 단면도이다.4A and 4B are perspective and cross-sectional views obtained by cutting the burner 100 in the direction A-A' in FIG. 3B, respectively.

전술한 바와 같이, 상기 연소통(110)에 상기 가스 매니폴드(120)가 장착될 때, 상기 연소통(110)과 상기 가스 매니폴드(120) 사이에 이격 공간(130)이 형성된다.As described above, when the gas manifold 120 is mounted on the combustion cylinder 110, a separation space 130 is formed between the combustion cylinder 110 and the gas manifold 120.

도 4b를 참조하면, 상기 이격 공간(130)을 통해 1차로 공기가 유입되고(A1), 상기 제1 기공(112: 112a, 112b) 및 상기 제2 기공(117: 117a, 117b)을 통과하여 2차로 공기가 유입된다(A2).Referring to FIG. 4B, air is primarily introduced through the separation space 130 (A1), and passes through the first pores 112: 112a, 112b and the second pores 117: 117a, 117b. Secondary air is introduced (A2).

상기 가스 매니폴드(120)의 공급 덕트(126)를 통해 내측으로 유입된 연료가스(F1)는 상기 가스 매니폴드(120)의 헤드(121) 형성된 가스공(122: 122a, 122b)을 통해 외측으로 분출된다(F2). The fuel gas F1 introduced to the inside through the supply duct 126 of the gas manifold 120 passes through the gas holes 122 (122a, 122b) formed in the head 121 of the gas manifold 120 to the outside. is ejected (F2).

상기 외측으로 분출된 연료가스(F2)는 상기 1차로 유입된 공기(A1)와 1차 혼합이 이루어진다. 이후, 또한, 상기 1차 혼합된 연료가스는 상기 내통(116)에 의해 구획되는 유로를 따라 이동한다. 상기 구획되는 유로는 내통(116)의 경사면(116-1)과 내통의 수평면(116)을 따라 이루어진다. 즉, 경사면(116-1)을 따라 응축된 연료가스는 수평면(116)을 따라 가속/이동된다.The fuel gas (F2) ejected to the outside is primarily mixed with the primarily introduced air (A1). Thereafter, the primary mixed fuel gas moves along the flow path partitioned by the inner cylinder 116 . The partitioned passage is formed along the inclined surface 116-1 of the inner cylinder 116 and the horizontal surface 116 of the inner cylinder. That is, the fuel gas condensed along the inclined surface 116-1 is accelerated/moved along the horizontal surface 116.

상기 이동된 연료가스는 상기 제2 기공(117)을 통과한 상기 2차 공기(A2)와 2차 혼합이 이루어진다. 상기 2차 혼합이 이루어진 연료가스(F3)는 최종적으로 분사 노즐(113)을 통해 분사된다. 이러한 연료가스와 공기와의 2차례의 혼합과 응축 과정을 거친 연료가스는 제트 필름 형태의 화염으로 변환되어 연소실(80) 내에 제공된다.The moved fuel gas is secondarily mixed with the secondary air A2 passing through the second pores 117 . The secondary mixed fuel gas (F3) is finally injected through the injection nozzle (113). The fuel gas, which has undergone two cycles of mixing and condensation of the fuel gas and air, is converted into a flame in the form of a jet film and supplied to the combustion chamber 80 .

여기서, 상기 제2 기공(117)은 상기 제1 기공(112)에 비해 종방향으로 상기 분사 노즐(113)에 가깝게 위치한다. 따라서, 제1 기공(112)을 통해 외통(111) 내로 유입된 공기는 내통(116)의 경사면(116-1)을 따라 전방으로 편향되어 제2 기공(117)을 통해 원활하게 유출될 수 있다.Here, the second pores 117 are located closer to the spray nozzle 113 in the longitudinal direction than the first pores 112 . Therefore, the air introduced into the outer cylinder 111 through the first hole 112 is deflected forward along the inclined surface 116-1 of the inner cylinder 116 and smoothly flows out through the second hole 117. .

또한, 상기 제1 기공(112)과 상기 가스공(122)은 상기 종방향으로 동일한 위치에 배치된다. 따라서, 상기 제1 기공(112)으로 유입되는 공기와 상기 가스공(122)을 통해 분출되는 연료가스가, 동일한 내통(116)의 경사면(116-1)의 내면 및 외면을 따라 전방으로 용이하게 안내될 수 있다.In addition, the first hole 112 and the gas hole 122 are disposed at the same position in the longitudinal direction. Therefore, the air introduced into the first pores 112 and the fuel gas ejected through the gas holes 122 can easily move forward along the inner and outer surfaces of the inclined surfaces 116-1 of the same inner cylinder 116. can be guided.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art can realize that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

70: 수관
80: 연소실
100: 버너
111: 외통
112, 112a, 112b: 제1 기공
113: 분사 노즐
113-1: 노즐공
114, 115: 브라켓
116: 내통
116-2: 수평면
116-1: 경사면
117, 117a, 117b: 제2 기공
120: 가스 매니폴드
121: 헤드
122, 122a, 122b: 가스공
125: 격벽
126: 공급 덕트
130: 이격 공간
200: 보일러 본체70: water pipe
80: combustion chamber
100: burner
111: external cylinder
112, 112a, 112b: first pore
113: injection nozzle
113-1: nozzle ball
114, 115: bracket
116: inner tube
116-2: horizontal plane
116-1: slope
117, 117a, 117b: second stomata
120: gas manifold
121: head
122, 122a, 122b: gas hole
125 bulkhead
126: supply duct
130: separation space
200: boiler body

Claims (10)

보일러 본체의 일측에 설치된 연소통과 상기 연소통에 대해 고정 조립되는 가스 매니폴드를 포함하는 보일러용 버너로서,
상기 연소통 및 상기 가스 매니폴드는 횡방향을 따라 연장 형성되어, 상기 횡방향을 따라 길고 상기 횡방향에 수직인 두께 방향을 따라 좁은 형상의 제트 필름 화염이 상기 버너로부터 분사되며,
상기 연소통은 외통 및 내통으로 이루어지고 상기 내통의 출구에 분사 노즐이 형성되고,
상기 가스 매니폴드는 연료가스가 공급되는 공급 덕트와 상기 공급되는 연료가스를 상기 연소통의 내통의 경사면을 향해 외향 분사하는 헤드를 포함하고,
상기 외통에는 제1 기공이 형성되고, 상기 내통에는 제2 기공이 형성되며,
상기 헤드의 경사면에는 가스공이 형성되고,
상기 헤드의 경사면은 상기 내통의 경사면과 평행하게 이격되며,
상기 제1 기공 중에서, 상기 외통의 제1 측에 형성된 제1 기공의 개수는 상기 외통의 제2 측에 형성된 제1 기공의 개수에 비해 많고,
상기 외통의 제1 측에 형성된 제1 기공은 상기 외통의 제2 측에 형성된 제1 기공에 비해 상기 횡방향을 기준으로 가운데 쪽에 형성되며,
상기 외통의 제1 측과 상기 외통의 제2 측은 상기 외통의 두께 방향을 기준으로 구분되는 일측과 타측을 의미하는, 보일러용 버너.A burner for a boiler comprising a combustion cylinder installed on one side of a boiler body and a gas manifold fixedly assembled to the combustion cylinder,
The combustion cylinder and the gas manifold are formed to extend along the transverse direction, and a jet film flame having a narrow shape along a thickness direction that is long along the transverse direction and perpendicular to the transverse direction is ejected from the burner,
The combustion cylinder is composed of an outer cylinder and an inner cylinder, and a spray nozzle is formed at the outlet of the inner cylinder.
The gas manifold includes a supply duct through which fuel gas is supplied and a head for outwardly injecting the supplied fuel gas toward an inclined surface of the inner cylinder of the combustion cylinder,
A first pore is formed in the outer cylinder, and a second pore is formed in the inner cylinder,
A gas hole is formed on the inclined surface of the head,
The inclined surface of the head is spaced apart in parallel with the inclined surface of the inner cylinder,
Among the first pores, the number of first pores formed on the first side of the outer cylinder is greater than the number of first pores formed on the second side of the outer cylinder,
The first pores formed on the first side of the outer cylinder are formed in the middle of the first pores formed on the second side of the outer cylinder based on the transverse direction,
The first side of the outer cylinder and the second side of the outer cylinder mean one side and the other side divided based on the thickness direction of the outer cylinder, a burner for a boiler. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 연소통에 상기 가스 매니폴드가 장착될 때, 상기 연소통과 상기 가스 매니폴드 사이에 이격 공간이 형성되고,
상기 이격 공간을 통해 1차 공기가 유입되고, 상기 제1 기공 및 상기 제2 기공을 통과하여 2차 공기가 유입됨으로써,
상기 가스 매니폴드의 내측으로 유입된 연료가스가 상기 가스 매니폴드의 헤드에 형성된 가스공을 통해 외측으로 분출될 때, 상기 1차 공기와 1차 혼합이 이루어지고,
상기 1차 혼합된 연료가스가 상기 내통에 의해 구획되는 유로를 따라 이동하면서, 상기 제2 기공을 통과한 상기 2차 공기와 2차 혼합이 이루어지는, 보일러용 버너.According to claim 1,
When the gas manifold is mounted in the combustion cylinder, a separation space is formed between the combustion cylinder and the gas manifold,
Primary air is introduced through the separation space, and secondary air is introduced through the first pores and the second pores,
When the fuel gas introduced into the gas manifold is ejected outward through a gas hole formed in the head of the gas manifold, primary mixing with the primary air is performed,
While the primary mixed fuel gas moves along the flow path partitioned by the inner cylinder, the secondary air and the secondary air passing through the second pores are made, a burner for a boiler. 제1항에 있어서,
상기 제2 기공은 상기 제1 기공에 비해 종방향으로 상기 분사 노즐에 가깝게 위치하되, 상기 종방향은 상기 횡방향 및 상기 두께 방향과 모두 수직인 방향인, 보일러용 버너.According to claim 1,
The second pores are located closer to the injection nozzle in a longitudinal direction than the first pores, and the longitudinal direction is a direction perpendicular to both the transverse direction and the thickness direction. 제4항에 있어서,
상기 제1 기공과 상기 가스공은 상기 종방향으로 동일한 위치에 배치되는, 보일러용 버너.According to claim 4,
The first pore and the gas hole are disposed at the same position in the longitudinal direction, a burner for a boiler. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 가스공 중에서,
상기 헤드의 제1 측에 형성된 가스공의 개수는 상기 헤드의 제2 측에 형성된 가스공의 개수보다 많으며,
상기 헤드의 제1 측과 상기 헤드의 제2 측은 상기 헤드의 두께 방향을 기준으로 구분되는 일측과 타측을 의미하는, 보일러용 버너.The method of claim 1, wherein in the gas hole,
The number of gas holes formed on the first side of the head is greater than the number of gas holes formed on the second side of the head,
The first side of the head and the second side of the head mean one side and the other side divided based on the thickness direction of the head, a burner for a boiler. 제7항에 있어서,
상기 제트 필름 화염이 상기 버너의 노즐을 통해 분사될 때, 상기 제트 필름 화염은 상기 노즐의 제1 측으로 편향되며,
상기 노즐의 제1 측은 상기 노즐의 두께 방향을 기준으로 구분되는 일측을 의미하는, 보일러용 버너.According to claim 7,
When the jet film flame is ejected through the nozzle of the burner, the jet film flame is deflected to a first side of the nozzle;
The first side of the nozzle means one side divided based on the thickness direction of the nozzle, a burner for a boiler. 제1항에 있어서,
상기 가스 매니폴드는 상기 횡방향으로 양측 단부 근처에서 상기 연소통과 브라켓에 의해 체결되는, 보일러용 버너.According to claim 1,
The burner for a boiler, wherein the gas manifold is fastened by brackets with the combustion cylinder near both ends in the transverse direction. 제9항에 있어서,
상기 가스 매니폴드는 상기 횡방향으로 이격되고 격벽에 의해 구획된 복수의 단위 섹션으로 이루어지는, 보일러용 버너.According to claim 9,
The burner for a boiler, wherein the gas manifold is composed of a plurality of unit sections spaced apart in the transverse direction and partitioned by partition walls.
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