KR200448947Y1 - 저녹스형 버너 - Google Patents

Abstract

본 고안은 저녹스형 버너에 관한 것으로서, 공기를 연소실 내로 안내하며, 선단부가 내경방향으로 절곡된 튜브와; 상기 튜브의 중심부에 배치되어 연료를 공급하는 연료공급관과; 상기 연료공급관에 마련되어, 상기 튜브의 절곡된 선단부와의 사이에 상기 연소실 내로 공기를 공급하는 급기통로를 형성하는 디퓨저와; 상기 연소실을 향하며 상기 연료공급관의 축선에 대해 경사지게 형성되어 상기 급기통로를 통해 공급되는 공기를 향해 연료를 분출하는 연료분사구를 가지며, 상기 연료공급관의 선단부에 방사상으로 배치되는 복수의 연료분출관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 본 고안에 따른 저녹스형 버너는 고속화염의 생성, 연료 및 공기의 급속한 혼합작용, 연소가스의 자기재순환(Self Recirculation) 등을 구현함으로써 Thermal NOx와 Prompt NOx 의 생성을 동시에 저감할 수 있으며, 버너를 통해 배출되는 연료와 공기의 혼합시 공기의 압력에 방해받지 않고 연료를 충분히 분출하여 연료와 공기의 혼합효율을 높일 수 있어 저압의 연료 공급 압력으로도 저녹스 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 고안은 보다 컴팩한 연소실 구조를 구현할 수 있게 함으로써 그 생성되는 화염의 컴팩트화를 도모할 수 있고, 이러한 컴팩트한 화염에 의해 그 연소효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

저녹스, 버너, 튜브, 연료공급관, 연료분사구

Description

저녹스형 버너{LOW NITROGEN OXIDE BURNER}

본 고안은 저녹스형 버너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 질소산화물(NO_X)의 생성을 저감할 수 있는 저녹스형 버너에 관한 것이다.

일반적으로 질소산화물(NOx)은 연료에 존재하는 화학적으로 결합된 질소 성분이 연소과정에서 산화되어 생성되는 Fuel NOx와, 연소용 공기중의 질소가 고온에서 유리되어 연소용 공기중의 질소 분자를 산화시켜 생성하는 Thermal NOx와, 탄화수소계열의 화석 연료가 고농도 상태로 고온 영역에 노출되었을 때 급속히 생성되는 Prompt NOx 등으로 구분된다.

이러한 질소 산화물 중에서 특히, Fuel NOx는 연소기술에 의해 제어될 수 없고, 이에 따라 저녹스형 버너는 Thermal NOx와 Prompt NOx 의 두 가지 질소산화물의 생성을 저감하는데 그 기술적 과제를 가지고 있다.

이러한 종래의 저녹스형 버너는 산소 포함비율도 매우 낮고, 화염온도보다 상대적으로 낮은 온도를 가져서 일종의 불활성 기체라 할 수 있는 배기가스를 연도와 연결한 공급관을 통하여 회수하여 화염에 혼입하는 장치가 고안된 배기가스 재 순환방식(Flue Gas Recirculation)의 저녹스형 버너, 화염을 분할하여 화면 표면적을 극대화시켜 복사전열의 증대를 노린 분할화염버너, 화염 표면적을 증가시키기 위한 방법으로 화염을 막 형태로 만든 박막화염버너 등이 있으며, 이러한 종래의 저녹스형 버너는 화염 온도 저감에 의해 Thermal NOx의 생성을 감소시키는 기술을 도모하여 왔다.

하지만, 상기의 연소가스 재순환방식의 저녹스 버너는, 충분한 연소공간을 확보하기 위해서 외부에서 인입된 배기가스량 만큼 연소실의 부피를 늘려줘야 하므로 보일러 제조원가를 낮추거나 설치공간을 최소화하여 총비용을 줄이려는 보일러 콤팩트화 설계와 같은 최근의 설계 경향과 역행되는 결과를 초래하였다.

그외에도 종래의 저녹스형 버너는, 화염온도를 저하시킬수록 Thermal NOx생성을 저감하기는 하지만, 연료중의 탄소가 공기중의 산소와 반응하여 일산화탄소를 일차적으로 생성한 후 다시 공기중의 산소와 반응하여 이산화탄소가 생성되는 연소과정의 특성상 1200 ℃ 이하의 낮은 화염온도 조건에서는 일산화탄소가 이산화탄소로 변환하는 비율이 급격히 떨어져서 일산화탄소 생성이 증가하게 되는데, 이러한 일산화탄소는 가연성 기체로서 연도 및 연돌을 지나 대기 중으로 배출되는 과정에서 폭발이 발생할 수 있는 위험성을 내포하고 있는 단점이 있었다.

이에 따라, 종래의 저녹스형 버너는 적극적으로 Prompt NOx의 생성 저감 대책을 고려하지 않고 Thermal NOx 생성 저감 대책만 고려함에 따라 전체적인 질소산화물(NOx) 저감 효과가 낮은 단점이 있다.

따라서, 본 출원인은 이러한 문제점을 해결하기 위해 Thermal NOx와 Prompt NOx 의 생성을 동시에 저감할 수 있는 저녹스형 버너를 출원한 바 있으며, 이러한 저녹스형 버너는 한국등록특허 10-0784881의 "저녹스형 버너"에 제시되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 저녹스형 버너는 연료공급관의 선단에 방사상으로 배치되는 연료공급관의 연료노즐이 연소실을 향하지 않고 급기통로를 통해 공급되는 공기와 직교하는 방향으로 마련되어, 급기통로를 통하여 공급되는 공기와 연료노즐을 통하여 분출되는 연료가 교차됨으로써, 공기와 연료의 혼합이 최대한 빠른 시간 내에 이루어져 Prompt NOx(공기와 가스연료가 공기비 0.6이상의 조건으로 완전하게 혼합되지 않을 때 연료과농상태가 존재하게 되고 이것이 화염온도 900℃~1000℃영역에서 만들어지는 NOx)를 근원적으로 저감할 수 있지만 공기의 흐름이 연료분출을 방해하기 때문에 연료분출량을 확보하기 위해 연료 공급압력을 공기의 압력만큼 높여야 하는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고속화염의 생성, 연료 및 공기의 급속한 혼합작용, 연소가스의 자기재순환(Self Recirculation) 등을 구현함으로써 Thermal NOx와 Prompt NOx 의 생성을 동시에 저감할 수 있으며, 버너를 통해 배출되는 연료와 공기의 혼합시 공기의 압력에 방해받지 않고 연료를 충분히 분출하여 연료와 공기의 혼합효율을 높일 수 있어 저압의 연료 공급 압력으로도 저녹스 효과를 얻을 수 있는 저녹스형 버너를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 고안은 보다 컴팩한 연소실 구조를 구현할 수 있게 함으로써 그 생성되는 화염의 컴팩트화를 도모할 수 있고, 이러한 컴팩트한 화염에 의해 그 연소효율을 향상시킬 수 있는 저녹스형 버너를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 공기를 연소실 내로 안내하며, 선단부가 내경방향으로 절곡된 튜브와; 상기 튜브의 중심부에 배치되어 연료를 공급하는 연료공급관과; 상기 연료공급관에 마련되어, 상기 튜브의 절곡된 선단부와의 사이에 상기 연소실 내로 공기를 공급하는 급기통로를 형성하는 디퓨저와; 상기 연소실을 향하며 상기 연료공급관의 축선에 대해 경사지게 형성되어 상기 급기통로를 통해 공급되는 공기를 향해 연료를 분출하는 연료분사구를 가지며, 상기 연료공급관의 선단부에 방사상으로 배치되는 복수의 연료분출관을 포함하는 것을 특 징으로 한다.

또한, 상기 연료분출관에는 상기 튜브 내부를 따라 유동하는 공기가 상기 연료분출관 내로 유입되도록 관통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연료분출관에 관통 결합되어, 상기 튜브 내부를 따라 유동하는 공기를 상기 연소실로 공급하는 공기유입관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연료공급관의 중심부에 관통 결합되어 상기 연소실 내로 공기를 분출하는 공기분출관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 디퓨저의 판면에는, 상기 튜브 내부를 따라 유동하는 공기를 상기 연소실로 공급하는 복수의 공기분출공이 관통 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연료공급관의 선단부와 상기 연료분출관 사이의 상기 연료공급관에 관통 형성되어 상기 연료공급관을 유동하는 연료를 상기 연소실에 공급하는 보조 연료분사구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 고안은, 고속화염의 생성, 연료 및 공기의 급속한 혼합작용, 연소가스의 자기재순환(Self Recirculation) 등을 구현함으로써 Thermal NOx와 Prompt NOx 의 생성을 동시에 저감할 수 있으며, 버너를 통해 배출되는 연료와 공기의 혼합시 공기의 압력에 방해받지 않고 연료를 충분히 분출하여 연료와 공기를 혼합효율을 높일 수 있어 저압의 연료 공급 압력으로도 저녹스 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 고안은 보다 컴팩한 연소실 구조를 구현할 수 있게 함으로써 그 생성되는 화염의 컴팩트화를 도모할 수 있고, 이러한 컴팩트한 화염에 의해 그 연소효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 고안의 실시 예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 고안은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시 예에 한정되지 않는다.

설명에 앞서, 여러 실시 예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시 예를 설명하고, 그 이외의 실시 예에서는 제1 실시 예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 제1 실시 예에 따른 저녹스형 버너의 구조를 보여주는 단면도이고, 도 2는 본 고안의 제1 실시 예에 따른 저녹스형 버너의 구조를 보여주는 사시도이고, 도 3은 본 고안의 제1 실시 예에 따른 저녹스형 버너가 연소실에 장착된 상태를 보여주는 도면이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 본 고안의 제1 실시 예에 따른 저녹스형 버너는, 공기를 연소실 내로 안내하는 튜브(10)와, 튜브(10)의 중심부에 배치되어 연료를 공급하는 연료공급관(20)과, 연료공급관(20)에 마련되어 튜브(10)의 선단부와의 사이에 급기통로(32)를 형성하는 디퓨저(30)와, 연료공급관(20)의 선단부에 방사상으로 배치되는 복수의 연료분출관(40)을 포함한다.

튜브(10)는 일부가 연소실(50) 내로 일정길이만큼 인입되어, 송풍기(14)를 통해 유입되는 공기를 연소실(50) 내로 안내한다. 튜브(10)의 선단부에는 둘레를 따라 내경방향으로 절곡된 절곡부(12)가 형성되어 있으며, 절곡부(12)를 형성함으로 인해 후술되는 디퓨저(30)의 외측 가장자리와 튜브(10)의 선단부 사이에 형성되는 급기통로(34)의 폭을 좁게 함으로써 공기의 급기속도를 높일 수 있게 된다.

연료공급관(20)은 튜브(10)의 중심부를 관통하도록 배치되어 연소실(50) 내부로 불꽃이 점화되도록 연료를 공급하는 역할을 한다. 연료공급관(20)의 선단부에는 연료분출관(40)이 방사상으로 돌출되어 있으며, 각각의 연료분출관(40)의 선단부에는 외부로 연료를 분출하는 연료분사구(42)가 형성된다. 따라서, 방사형으로 배치된 각각의 연료분사구(42)가 연료를 분출하므로 연료의 분출작용이 균일하게 이루어질 수 있다.

더욱이, 연료공급관(20)의 선단부와 연료분출관(40) 사이의 연료공급관(20)에 관통 형성되어 연료공급관(20)을 유동하는 연료를 연소실(50)에 공급하는 보조 연료분사구(22)가 형성될 수 있다.

디퓨저(30)는 튜브(10)의 선단 내경부에 배치되도록 연료공급관(20)에 마련되며, 튜브(10)의 절곡부(12)와의 사이에 연소실(50) 내로 공기를 공급하는 급기통로(34)를 형성한다. 급기통로(34)는 튜브의 절곡부(12)에 의해 공기가 유동하는 공간이 좁아짐으로써 공기의 급기속도를 극대화할 수 있고, 이에 의해 고속화염을 보다 용이하게 생성할 수 있다.

또한, 디퓨저(30)의 판면에는, 공기를 연소실(50)로 공급하는 복수의 공기분출공(32)이 관통 형성된다. 복수의 공기분출공(32)을 통해 급기되는 공기는 다수의 고속기류를 형성하고, 이러한 다수의 고속기류에 의해 그 주변에 와류가 생성되며, 와류에 의해 연료와 공기의 보다 균일한 혼합을 도모할 수 있다.

상기 디퓨저(30)는 튜브(10)의 형상에 대응하는 형상으로 이루어지며, 튜브(10)가 원형의 관 형태일 경우 디퓨저(30)는 원형으로 형성될 수 있고, 튜브(10)가 다각형의 관 형태일 경우 디퓨저(30)는 다각형으로 형성될 수 있다.

연료분출관(40)에는 연료공급관(20)의 축선에 대해 경사지게 형성되어 급기통로(34)를 통해 공급되는 공기를 향해 연료를 분출하는 연료분사구(42)가 형성된다.

즉, 방사형으로 배열된 연료분출관(40)에 각각 마련된 연료분사구(42)를 연소실(50)을 향해 경사지게 형성하면, 급기통로(34)를 통해 고속으로 공급되는 공기의 흐름에 방해받지 않고 연료를 분출할 수 있다. 따라서, 저녹스형 버너의 정격용량을 발휘하기 위하여 공기압력이 가해진 만큼 연료 공급압력을 높이지 않아도 되므로 저압용 저녹스형 버너를 구현할 수 있다.

다음에는 상기와 같이 구성된 본 고안의 제1 실시 예에 따른 저녹스형 버너의 작용에 대해 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 고안은 연료공급관(20)의 선단부에 마련된 복수의 연료분사구(42) 및 복수의 보조 연료분사구(22)를 통해 연료가 고속으로 분출되고, 급기통로(34)를 통해 공기가 고속으로 분출되어, 공기 및 연료가 예각을 이루면서 혼합되고, 이 혼합된 기체가 점화플러그(미도시)에 의해 점화되어 축소된 후에 확대되는 장구꼴 형태의 화염을 형성한다.

즉, 튜브(10)의 절곡부(12)에 의해 화염의 속도가 매우 빠른 고속화염이 형성되고, 이에 따라 화염은 그 폭이 점점 축소된 후에 화염의 다시 점점 확대되는 형태로 형성되는 것이다.

이를 구체적으로 설명하면, 송풍기(14)로부터 공급되는 공기가 디퓨저(30) 및 튜브(10)의 절곡부(12) 사이의 급기통로(34)를 통과함에 따라 그 진행방향으로 단면적이 축소되어 공기의 급기속도가 증가되고, 이러한 튜브(10)의 절곡부(12) 구조에 의해 화염의 시작부분이 내경방향으로 모아져 축소영역(63)을 형성하고, 그런 다음 화염의 흐름방향을 따라 연소가 진행되면 화염온도가 급격히 상승하여 부피가 급격히 팽창하여 일정거리 이후부터는 화염이 확장되는 확장영역(65)을 형성한다.

그리고, 튜브(10)는 그 일부가 연소실(50) 내로 일정길이(61)만큼 인입된 구조로 인해, 고속화염과 화염의 최소직경부(51)에 의한 낮은 압력의 영향이 화염 끝부분에 가깝도록 전진 배치한 효과로 화염의 후단부(53) 깊숙이 영향을 미치도록 된다.

화염의 최소직경부(51)에서는 그 화염의 전파속도가 매우 빠르고, 화염의 후단부(53)에서 온도가 낮은 연소가스가 화염의 최소직경부(51)측으로 유도되고, 이에 따라 연소가스는 재순환영역(55)에서 재순환되며, 이 재순환영역(55)에서 연소가스는 화염의 최소직경부(51)에서 빠른 속도로 흡인되었다가 화염의 확장영역(65)에서 갑자기 느린 속도로 진행됨에 따라 화염과의 보다 균일한 혼합을 달성할 수 있다.

즉, 본 고안은 연소반응으로 산소가 소진되어 산소농도가 낮을 뿐만 아니라 연소실과의 복사전열에 의한 열손실 때문에 화염온도에 비해 그 온도가 상대적으로 낮아져 있는 배기가스(연소가스)를 화염측으로 흡인을 유도하여 화염온도를 저하시킬 수 있고, 특히 화염의 속도가 높을수록 순환되는 배기가스의 양이 많아져 화염의 온도도 그에 대응하여 낮아지기 때문에 Thermal NOx 생성을 저감할 수 있고, 또한 본 고안은 연소가스 및 화염의 균일한 혼합을 도모함으로써 국부적으로 온도가 낮아진 영역에서 불완전연소로 인해 일산화탄소가 생성됨을 최소화할 수 있다.

이와 같이, 본 고안은 화염의 형태가 축소된 후에 다시 확대되는 형태로 생성됨에 따라, 연소가스를 화염측에 자기재순환(Self Recirculation)시켜 혼합함으로써 연소효율을 저하시키지 않으면서도 화염의 온도를 저하시킬 수 있으며, 이러한 화염 온도의 저하작용에 의해 Thermal NOx 생성을 저감함과 더불어 일산화탄소의 생성을 저감할 수 있다.

이러한 연소가스의 자기재순환에 동반하는 고온의 흐름에 의해 튜브(10)가 열화될 위험이 있으므로, 디퓨저(30)를 지탱하는 관과 튜브(10) 사이의 공기속도가 극대화되도록 하면 속도가 빠를수록 열전달 계수가 높아지는 효과에 의하여 튜브(10)의 냉각효과를 극대화시킬 수 있으므로 관의 내경을 적정한 직경으로 설정하여 튜브(10)의 열화를 피할 수 있는 특징이 있다.

또한, 본 고안의 제1 실시 예에서와 같이 방사형으로 배열된 연료분출관(40)에 각각 마련된 연료분사구(42)를 연소실(50)을 향해 경사지게 형성함으로써, 급기통로(34)를 통해 고속으로 공급되는 공기의 흐름에 방해받지 않고 연료를 충분히 분출할 수 있으며, 이로 인해 연료와 공기를 혼합효율을 높일 수 있어 저압의 연료 공급 압력으로도 저녹스 효과를 얻을 수 있다.

도 4는 본 고안의 제2 실시 예에 따른 저녹스형 버너의 구조를 보여주는 도면이다.

도 4를 참조하면, 제2 실시 예에 따른 저녹스형 버너는 제1 실시 예의 저녹스형 버너에 대하여 동일한 구성 및 작용을 가지며, 연료공급관(20)의 선단부에 방사형으로 배치된 연료분출관(40)에 공기가 유입되는 관통공(44)이 형성된다. 관통공(44)은 디퓨저(30)를 거쳐 튜브(10) 내부와 연통하도록 연료공급관(40)에 관통 형성되어 있다.

이러한 구조는 연소량을 조절하는 버너에 적용되어 녹스 발생을 억제할 수 있는 구조로서, 저압의 연료공급압력으로도 최대연소량(정격연료량)을 달성할 수 있다.

즉, 연소량을 조절하는 저녹스형의 버너의 경우, 저연소 운전시 연료분출 속도가 낮아지게 되고 이 낮아진 분출속도와 연료분사구의 형상 때문에 공기의 흐름과 연료의 흐름이 같은 방향으로 흐르는 현상이 발생되어 혼합효율이 급격히 저하되는데, 이는 Prompt NOx 발생의 증가를 가져오게 되므로 이를 방지하기 위한 고안으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 공기의 흐름 중 일부가 연료분출관(40)의 내부로 유입될 수 있는 관통공(44)을 형성하게 되면 연료분출관(40)의 내부에서 연료와 공기가 어느 정도 미리 혼합된 상태로 연료분사구(42)를 통하여 방사형으로 분출되고, 일부는 공기의 흐름 방향으로 관통공(44)을 통해 분출되어 연료과농상태의 영역에 제트기류처럼 뿜어지면서 연소과농상태의 영역이 900℃~1000℃온도 영역으로 진입하기 전에 완전 혼합시키기 때문에 저연소 운전상태에서도 Prompt NOx 발생을 억제할 수 있다.

도 5는 본 고안의 제3 실시 예에 따른 저녹스형 버너의 구조를 보여주는 도면이다.

도 5를 참조하면, 제3 실시 예에 따른 저녹스형 버너는 제1 실시 예의 저녹스형 버너에 대하여 동일한 구성 및 작용을 가지며, 연료공급관(20)의 선단부에 방사형으로 배치된 연료분출관(40)에 관통 결합되어 연소실(50,도 3 참조)로 공기를 공급하는 공기유입관(46)을 더 포함한다.

즉, 연료분사구(42)의 끝 부분의 각이 직각이 아니므로 연료분사구(42)에서 분출된 연료가 급기통로(34)를 통해 공급되는 공기의 흐름방향과 같은 방향으로 흐르게 되는데, 이러한 현상은 공기와 연료의 혼합효율이 낮아진다. 연소량을 조절하는 버너의 경우 최소연소량 운전시 혼합효율이 매우 낮아지므로 이를 방지하는 고안으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 연료분출관(40)에 공기통로를 위한 공기유입관(46)을 추가하면, 저연소 운전시 공기유입관(46)을 통하여 분출되는 공기가 연료과농상태의 영역에 제트기류처럼 뿜어지면서 연료과농상태 없이 완전 혼합되어 저연소에서도 Prompt NOx 발생을 억제할 수 있다.

도 6은 본 고안의 제4 실시 예에 따른 저녹스형 버너의 구조를 보여주는 도면이다.

도 6을 참조하면, 제4 실시 예에 따른 저녹스형 버너는 제1 실시 예의 저녹 스형 버너에 대하여 동일한 구성 및 작용을 갖지만, 연료공급관(20)의 선단부에 방사형으로 배치된 연료분출관(70)이 연소실(50,도 3 참조)을 향해 경사지게 절곡되어 있고, 이에 따라 연료분출관(70)을 통하여 연료를 분출하는 연료분사구(72)도 경사지게 형성된다.

이러한 구조는 반전 연소식 보일러에 적용될 수 있다.

즉, 900℃~1000℃되는 화염온도영역에서 연료과농상태가 존재하면 발생되는 Prompt NOx 발생을 억제하려면 공기와 연료가 연소영역에 진입하기 전에 완전히 혼합시켜야 한다. 이를 위하여 공기와 연료가 직각으로 교차하도록 하면 공기와 연료의 완전한 혼합을 달성할 수 있지만, 화염의 열류가 연소실 후부로 빠져나가는 일반적인 보일러와 달리 반전 연소식 보일러의 경우에는 연소실에서 반전되어오는 열류가 연관을 빠져나가기 위해서 튜브의 선단부에 가까이 지나가게 되는데, 연료공급관에 방사형으로 배치된 연료분출관의 연료분사구에서 분출된 연료 중 일부가 이 열류의 흐름에 유인되어 미쳐 연소되기 전에 연관으로 빠져나가는 현상이 발생하게 된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 연료분출관(70)을 절곡하여 연료분사구(72)의 분출방향을 경사지게 하는 구조로 형성하면 연료분사구(72)에서 분출된 연료가 연소실에서 반전되어 되돌아오는 열류에 유인되어 미처 연소되기 전에 연관(미도시)으로 빠져나가는 미연소 손실 현상을 방지할 수 있어 반전 연소식 보일러에도 저녹스 효과를 발휘할 수 있다.

도 7 내지 도 10은 본 고안의 제1 실시 예 내지 제4 실시 예에 따른 저녹스 형 버너에 공기분출관을 추가한 구조를 보여주는 도면이다.

도 7 내지 도 10을 참조하면, 제1 실시 예 내지 제4 실시 예에 따른 저녹스형 버너는 각각 연료공급관(20)의 중심부를 관통하여 연소실 내로 공기를 분출하는 공기분출관(80)을 더 포함할 수 있다.

즉, 직경이 큰 튜브의 경우에는 튜브(10)의 급기통로(34) 및 연료분사구(42,72)를 통해 생성되는 화염의 직경 또한 커지므로 화염 중심부의 온도가 고온으로 올라갈 수 있다. 따라서 화염의 중심부로 공기를 개별적으로 공급하도록 공기분출관(80)이 마련되며, 공기분출관(80)을 통해 공기가 급기됨에 따라 화염의 중심부는 그 온도를 적절히 낮출 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 저녹스형 버너는, 고속화염의 생성, 연료 및 공기의 급속한 혼합작용, 연소가스의 자기재순환(Self Recirculation) 등을 구현함으로써 Thermal NOx와 Prompt NOx 의 생성을 동시에 저감할 수 있으며, 버너를 통해 배출되는 연료와 공기의 혼합시 공기의 압력에 방해받지 않고 연료를 충분히 분출하여 연료와 공기의 혼합효율을 높일 수 있어 저압의 연료 공급 압력으로도 저녹스 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 고안은 보다 컴팩한 연소실 구조를 구현할 수 있게 함으로써 그 생성되는 화염의 컴팩트화를 도모할 수 있고, 이러한 컴팩트한 화염에 의해 그 연소효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

본 고안은, 본 고안에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 고안의 제1 실시 예에 따른 저녹스형 버너의 구조를 보여주는 단면도

도 2는 본 고안의 제1 실시 예에 따른 저녹스형 버너의 구조를 보여주는 사시도

도 3은 본 고안의 제1 실시 예에 따른 저녹스형 버너의 작용을 보여주는 도면

도 4는 본 고안의 제2 실시 예에 따른 저녹스형 버너의 구조를 보여주는 도면

도 5는 본 고안의 제3 실시 예에 따른 저녹스형 버너의 구조를 보여주는 도면

도 6은 본 고안의 제4 실시 예에 따른 저녹스형 버너의 구조를 보여주는 도면

도 7 내지 도 10은 본 고안의 제1 실시 예 내지 제4 실시 예에 따른 저녹스형 버너에 공기분출관을 추가한 구조를 보여주는 도면

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 튜브 12: 절곡부

20: 연료공급관 22: 보조 연료분사구

30: 디퓨저 32: 공기분출공

34: 급기통로 40,70: 연료분출관

42,72: 연료분사구 44: 관통공

46: 공기유입관 50: 연소실

80: 공기분출관

Claims (6)

1. 삭제
2. 공기를 연소실 내로 안내하며, 선단부가 내경방향으로 절곡된 튜브와;

   상기 튜브의 중심부에 배치되어 연료를 공급하는 연료공급관과;

   상기 연료공급관에 마련되어, 상기 튜브의 절곡된 선단부와의 사이에 상기 연소실 내로 공기를 공급하는 급기통로를 형성하는 디퓨저와;

   상기 연소실을 향하며 상기 연료공급관의 축선에 대해 경사지게 형성되어 상기 급기통로를 통해 공급되는 공기를 향해 연료를 분출하는 연료분사구를 가지며, 상기 연료공급관의 선단부에 방사상으로 배치되는 복수의 연료분출관을 포함하며,

   상기 연료분출관에는 상기 튜브 내부를 따라 유동하는 공기가 상기 연료분출관 내로 유입되도록 상기 튜브 내부와 연통하게 관통된 관통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 저녹스형 버너.
3. 공기를 연소실 내로 안내하며, 선단부가 내경방향으로 절곡된 튜브와;

   상기 튜브의 중심부에 배치되어 연료를 공급하는 연료공급관과;

   상기 연료공급관에 마련되어, 상기 튜브의 절곡된 선단부와의 사이에 상기 연소실 내로 공기를 공급하는 급기통로를 형성하는 디퓨저와;

   상기 연소실을 향하며 상기 연료공급관의 축선에 대해 경사지게 형성되어 상기 급기통로를 통해 공급되는 공기를 향해 연료를 분출하는 연료분사구를 가지며, 상기 연료공급관의 선단부에 방사상으로 배치되는 복수의 연료분출관과;

   상기 연료분출관에 관통 결합되어, 상기 튜브 내부를 따라 유동하는 공기를 상기 연소실로 공급하는 공기유입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 저녹스형 버너.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 연료공급관의 중심부에 관통 결합되어 상기 연소실 내로 공기를 분출하는 공기분출관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저녹스형 버너.
5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 디퓨저의 판면에는, 상기 튜브 내부를 따라 유동하는 공기를 상기 연소실로 공급하는 복수의 공기분출공이 관통 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 저녹스형 버너.
6. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 연료공급관의 선단부와 상기 연료분출관 사이의 상기 연료공급관에 관통 형성되어 상기 연료공급관을 유동하는 연료를 상기 연소실에 공급하는 보조 연료분사구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 저녹스형 버너.

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