KR20210034334A - 버너 구조의 개선을 통한 벤츄리 효과를 이용하여 배가스의 내부 재순환이 가능한 저질소산화물 연소장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 버너 구조의 개선을 통한 벤츄리 효과를 이용하여 연소로 내부에서 발생하는 배가스의 재순환이 가능한 연소장치에 관한 것으로, 연소로; 및 선단부가 상기 연소로 내부로 삽입되어 위치하는 버너;를 포함하며, 상기 버너는, 중앙부에 배치되며, 연료와 1차 공기가 혼합되어 상기 연소로 내부로 공급되도록 하는 1차 공기 공급관; 상기 1차 공기 공급관를 둘러싸도록 위치하며, 2차 공기가 연소로 상기 연소로 내부로 공급되도록 하는 2차 공기 공급관; 상기 2차 공기 공급관을 둘러싸도록 위치하며, 3차 공기가 연소로 상기 연소로 내부로 공급되도록 하는 3차 공기 공급관; 및 상기 3차 공기 공급관의 연소로 내부측의 둘레를 따라 다수개 형성되는 배가스 재순환관을 포함하는 연소장치를 제공한다.

Description

버너 구조의 개선을 통한 벤츄리 효과를 이용하여 배가스의 내부 재순환이 가능한 저질소산화물 연소장치{A Low-NOx combustor capable of internal recirculation of flue gas by using venturi effect through improvement of burner structure}
본 발명은 버너 구조의 개선을 통한 벤츄리 효과를 이용하여 연소로 내부에서 발생하는 배가스의 재순환이 가능한 연소장치에 관한 것이다.
화석연료를 연소시켜서 에너지를 얻는 대표적인 설비로서 화력발전소가 있다.
화석연료를 연소할 때는 연소를 위해 공기를 산화제로 이용하는데, 이때, 공기 중의 질소와 산소가 고온의 화염대에서 반응을 하여 유해한 질소산화물이 발생한다.
최근 정부의 환경 정책으로 인해 화력 발전소의 환경 규제가 엄격해지고 있으며, 특히, 미세먼지와 관련된 질소산화물과 황산화물 저감에 대한 국민적, 국가적 관심이 높아지고 있다.
이와 같이 2차 미세먼지의 전구 물질에 해당하는 질소산화물을 저감하는 기술 개발이 필요하다.
기존에는 이러한 질소산화물을 저감하기 위하여 화력발전소에는 촉매를 이용한 탈질설비가 설치된다.
화력발전소의 탈질설비는 초기설치비용이 상당히 크며 운전비용과 교체비용 등이 적지 않게 투입되어야 한다.
화석연료의 연소 시에 발생하는 질소산화물의 양을 탈질설비나 장치에 의한 처리 전에 연소장치 내에서 저감시킬 수 있다면 설치비용과 운전비용을 줄일 수 있다고 할 것이다.
배가스에 포함된 질소산화물은, 연료에 들어있는 질소성분이 산화되어 발생되는 질소산화물(Fuel NOx), 공기 중의 질소가 고온의 연소온도에 의해 산화되어 발생하는 질소산화물(Thermal NOx), 그리고 탄화수소계 연소시에 발생하는 질소산화물(Prompt NOx) 등으로 구분할 수 있다.
가스 및 액체 연료, 예를 들면 탄화수소계 연료에는 질소가 거의 포함되지 않으므로, 이러한 연소 시스템에서는 대부분의 질소산화물이 공기에서 기인한다.
반면, 석탄 등의 고체연료의 경우에는 질소가 포함되어 있어, 공기에 포함된 질소의 고온반응에 기인한 질소산화물이 30%, 연료에 기인한 질소산화물이 70% 가량을 차지한다.
공기에서 기인하는 질소산화물을 줄이기 위하여는 연소로 내의 연소온도를 낮추어야 하고, 연료에서 기인하는 질소산화물을 줄이기 위하여는 연소로 내의 산소농도를 낮추어야 한다.
즉, 질소산화물을 줄이기 위한 최선의 방법은 연소실 내부의 연소온도를 낮추거나 산소의 농도를 줄이는 것이다.
이를 구현하는 방법에는 지연연소를 통한 연소반응 분산, 배가스 재순환 등이 연구되고 있으며, 최근에 가장 많이 쓰이는 방법 중 하나인 배가스 재순환법은 연소로에서 배출되는 배가스를 공기 공급관으로 재유입시켜 질소산화물의 발생을 억제하는 방법이다.
그러나, 상기와 같은 배가스 재순환 방법은, 연소로에서 외부로 배출되는 배가스를 연소로 내부로 재순환 시킴으로써, 온도가 저하된 배가스에 의해 연소실 내부가 필요 이상으로 냉각되어, 연소화염의 불안정 및 연소효율의 저하를 야기한다.
KR 10-1512352 B1 KR 10-1799227 B1 KR 10-2011-0026333 A
본 발명은 상기한 종래의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 버너 구조을 개선하여 발생하는 벤츄리 효과를 이용하여 연소장치 내에서 배가스를 효과적으로 재순환시킴으로써, 연소로 내의 산소 농도를 낮추고 고온영역을 해소하며, 화염 안정성을 확보하여 질소산화물을 저감할 수 있는 연소장치를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 연소로; 및 선단부가 상기 연소로 내부로 삽입되어 위치하는 버너;를 포함하며,
상기 버너는, 중앙부에 배치되며, 연료와 1차 공기가 혼합되어 상기 연소로 내부로 공급되도록 하는 1차 공기 공급관; 상기 1차 공기 공급관를 둘러싸도록 위치하며, 2차 공기가 연소로 상기 연소로 내부로 공급되도록 하는 2차 공기 공급관; 상기 2차 공기 공급관을 둘러싸도록 위치하며, 3차 공기가 연소로 상기 연소로 내부로 공급되도록 하는 3차 공기 공급관; 및 상기 3차 공기 공급관의 연소로 내부측의 둘레를 따라 다수개 형성되는 배가스 재순환관을 포함하는 연소장치를 제공한다.
상기 연소로 내부로 공급되는 3차 공기에 의해 상기 3차 공기 공급관 내부에 읍압이 형성됨으로써 상기 연소로 내부의 배가스가 상기 3차 공기 공급관으로 유입되는 것이 바람직하다.
상기 배가스 재순환관의 주위를 감싸도록 상기 3차 공기 공급관의 내주면에서 상기 버너의 중심측을 향하여 돌출형성되는 돌기부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 돌기부는 상기 버너의 중심측을 향하여 직경이 좁아지는 유선형을 이루도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 1차 공기 공급관의 선단측 내경이 유선형이 아닌 형태로 좁아지는 축경부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 축경부 내에서 상기 1차 공기 공급관의 선단부 중심방향으로 경사진 경사면이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 축경부를 지나 상기 연소로 내부로 공급되는 상기 1차 공기 및 연료에 의해 상기 연소로 내부에 배가스 재순환 유동 영역이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 2차 공기 공급관 및 상기 3차 공급관 내에 각각 위치하는 선회기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 연소장치에 의하면, 연소로로 투입되는 공기의 유속과 공기 공급관의 구조에 의한 유체역학 원리를 이용하여, 연소로 내의 고온의 배가스를 버너 측으로 유입시켜 연소로 내부로 다시 공급함으로써 화염 안정화를 도모하고, 질소산화물 발생을 저감할 수 있다.
연소로 내부에서 배가스 순환 유동 영역을 형성하여 질소산화물 환원영역을 형성함으로써 공기에 포함된 질소에 의한 질소산화물 발생을 저감할 수 있다.
배가스 재순환관을 통하여 배가스를 연소로 내부로 공급함으로써, 화염 고온 영역을 해소하여 질소산화물 발생을 저감할 수 있다.
또한, 연소로 내부로 공급되는 연료 및 공기가 조기 착화되도록 하여 연료에 의한 질소산화물 발생을 저감할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소장치의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2는, 1차 공기 공급관의 선단부분을 확대하여 개략적으로 나타낸다.
도 3은, 도 1에 나타낸 연소장치의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소장치의 개략도로서, 연소장치에 의한 연소과정 및 작용을 나타낸다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 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 발명에 따른 연소장치를 이루는 각 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용이 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소장치를 상세히 설명한다
<연소장치의 구성>
이하, 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소장치의 각 구성을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소장치의 구성을 개략적으로 나타내고, 도 2는 1차 공기 공급관(210)의 선단부분을 확대하여 개략적으로 나타내며, 도 3은 도 1에 나타낸 연소장치의 A-A선에 따른 단면도이다. 도 3은 1차 공기 공급관(210)의 선단부분을 확대하여 개략적으로 나타낸다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소장치는, 연소로(100) 및 배가스 재순환관(240)이 설치되는 버너(200)를 포함한다.
연소로(100)는 연료와 공기가 공급되어 연소가 일어나는 구성으로서, 그 내부로 공급되는 연료와 공기의 연소가 일어나기 위한 공간이 마련된다.
따라서, 연소로(100)는 연소에 의한 고압 및 고온을 견딜 수 있는 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
연소로(100)의 형상은 한정되지는 않으나, 대략 중공의 원통형 또는 사각통 형상으로 구성될 수 있다.
버너(200)는 그 선단부(도 1에서 보아 상측)가 연소로(100) 하부에 삽입되어, 선단부 일부가 상기 연소로(100) 내부에 위치한다.
버너(200)는 연소로(100)에서의 연소를 위한 연료 및 공기를 공급하는 구성으로서, 본 실시예에서는 연소로(100) 내부에서의 연소에 의해 발생하는 배가스를 연소로(100) 내부로 재순환시키기 위한 배가스 재순환관(240)이 구비된다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 버너(200)의 구성을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 버너(200)는 1차 공기 공급관(210), 2차 공기 공급관(220), 3차 공기 공급관(230) 및 배가스 재순환관(240)을 포함한다.
1차 공기 공급관(210)은 버너(200)의 중앙부분에 위치한다.
1차 공기 공급관(210)의 후단으로부터 공기와 연료가 혼합된 유체(이하, '연료 혼합기'라 칭할 수 있다)가 투입되고, 투입된 공기는 1차 공기 공급관(210)을 통하여 연소로(100) 내부로 공급되어 연소가 이루어진다.
도 2를 참조하여, 1차 공기 공급관(210)의 구성을 구체적으로 설명한다.
1차 공기 공급관(210)의 선단부, 즉, 연소로(100) 내부에 위치하는 부분에는 축경부(231)가 위치한다.
축경부(231)의 형태는 한정되는 것은 아니나, 유선형이 아닌 형태로 1차 공기 공급관(210) 내주면에 형성된다.
구체적으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 축경부(231)의 형태는 1차 공기 공급관(210)의 선단부의 내경이 좁아지도록, 1차 공기 공급관(210)의 내주면에서 선단 및 버너(200)의 중심측을 향하여 경사진 경사면(211a)으로 구성될 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 1차 공기 공급관(210)으로 공급되어 축경부(231)를 지나는 혼합기가 연소로(100) 내부로 유입되면서 전단층(shear layer)을 형성하게 된다.
1차 공기 공급관(210)을 통하여 연소로(100) 내부로 공급되는 혼합기가 유선형이 아닌 축경부(231) 부딪히면서 축경부(231)의 주변 영역과 주위의 흐름 사이에 전단층이 형성된다.
형성된 전단층의 내측(버너(200) 중심측)을 따라서 연소 화염이 형성되고, 전단층의 외측에서는 버너(200)의 외측을 향하여 와류(vortex)가 발생하게 된다.
이로써, 연소로(100) 내에서의 연소에 의해 발생하는 배가스가 상기 와류를 따라 유동하는 배가스 재순환 유동 영역이 형성된다.
2차 공기 공급관(220)은 1차 공기 공급관(210)을 둘러싸는 관 형태를 이룬다, 즉, 2차 공기 공급관(220)의 내부에 1차 공기 공급관(210)이 위치한다.
도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 2차 공기 공급관(220)의 직경은 1차 공기 공급관(210)보다 크고, 2차 공기 공급관(220)의 내주면과 1차 공기 공급관(210)의 외주면 사이가 소정간격 이격되도록 배치되어, 상기 소정간격을 통하여 2차 공기가 연소로(100) 내부로 공급된다.
마찬가지로, 3차 공기 공급관(230)은 2차 공기 공급관(220)을 둘러싸는 관 형태를 이룬다, 즉, 3차 공기 공급관(230)의 내부에 2차 공기 공급관(220)이 위치한다.
도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 3차 공기 공급관(230)의 직경은 2차 공기 공급관(220)보다 크고, 3차 공기 공급관(230)의 내주면과 2차 공기 공급관(220)의 외주면 사이가 소정간격 이격되도록 배치되어, 상기 소정간격을 통하여 3차 공기가 연소로(100) 내부로 공급된다.
즉, 도 3에 나타낸 바와 같이, 1차 공기 공급관(210), 2차 공기 공급관(220), 및 3차 공기 공급관(230)은, 버너(200)의 중심에서 외측을 향하여 동심을 이루며 순차로 배치된다.
배가스 재순환관(240)은 연소로(100) 내부에서의 연소에 의해 발생하는 배가스를 버너(200) 측으로 유입시켜 연소로(100) 내부로 다시 공급되도록 하기 위한 구성이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 배가스 재순환관(240)은 3차 공기 공급의 둘레를 따라 위치한다. 구체적으로, 배가스 재순환관(240)은, 버너(200)의 선단부가 연소로(100) 내부에 삽입되어 배치됨에 따라, 연소로(100) 내부에 위치하는 3차 공기 공급관(230)의 둘레를 따라 방사상으로 다수개 위치한다.
배가스 재순환관(240)은 연소로(100) 내부와 3차 공기 공급관(230) 내부가 유체소통 가능하도록, 3차 공기 공급관(230)의 둘레를 관통하도록 구성될 수 있다.
관 형태의 구조물 내부를 흐르는 유체에 의해 관 내부 압력이 낮아지게 되는 것이 벤츄리 효과이다.
따라서, 3차 공기 공급관(230)을 통하여 연소로(100) 내부로 유입되는 3차 공기에 의해, 3차 공기 공급관(230) 내부에는 읍압이 형성된다.
이로 인해, 연소로(100) 내부에서 발생하는 배가스가 배가스 재순환관(240)을 통하여 3차 공기 공급관(230)으로 유입된다.
배가스 재순환관(240)을 통하여 3차 공기 공급관(230)으로 유입된 배가스는 3차 공기 공급관(230)을 통하여 공급되는 3차 공기와 혼합된다.
이와 같이 혼합된 유체(이하, '배가스 혼합기'라 칭할 수 있다)는 3차 공기 공급관(230)을 따라 연소로(100) 내부로 다시 공급된다.
돌기부(241)는 3차 공기 공급관(230)의 내주면에 돌출형성된다.
구체적으로, 돌기부(241)는 배가스 재순환관(240)의 주위를 둘러싸면서 버너(200)의 중심을 향하여 폭이 좁아지는 유선형으로 형성된다.
따라서, 3차 공기 공급관(230)의 돌기부(241)가 형성된 부분은 3차 공기가 통과하는 부분의 폭(단면적)이 좁아지게 된다.
벤츄리 효과에 따라, 돌기부(41)가 형성되어 폭이 좁아진 부분을 지나는 3차 공기의 유속은 빨라지며, 이에 따라 음압이 더욱 크게 형성되어, 연소로(100) 내부에서 발생하는 배가스의 유속 및 유량을 증가시킬 수 있다.
돌기부(241)가 유선형으로 형성됨에 따라, 3차 공기 공급관(230)의 폭이 좁아지는 부분에서도 상기 축경부(231)와는 달리 3차 공기 공급관(230)을 지나는 3차 공기의 유동의 박리 등이 일어나지 않고 원활한 유동이 가능하다.
그리고, 상기 2차 공기 공급관(220) 및 3차 공급관의 내부에는 각각 선회기(swirler, 221, 231)가 설치될 수 있다.
이로써, 2차 공기 공급관(220) 및 3차 공기 공급관(230)으로 각각 공급되는 2차 공기 및 3차 공기가 선회기(221, 231)를 지나 선회하며 연소로(100)로 공급되어, 연소로(100) 내의 버너(200) 중심부 측(혼합기가 공급되는 측)에 착화가 가능한 저속의 고온 순환영역을 수평방향으로 형성한다
<연소장치의 연소과정 및 작용의 설명>
이하, 도 4를 더 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소장치에 의한 연소과정 및 그 작용을 상세히 설명한다.
도 4는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소장치의 개략도로서, 연소장치에 의한 연소과정 및 작용을 나타낸다.
연료와 공기가 혼합된 혼합기가 1차 공기 공급관(210)을 통하여 연소로(100) 내부로 공급된다.
이와 함께, 2차 공기 및 3차 공기도 각각 2차 공기 공급관(220)과 3차 공기 공급관(230)을 통하여 연소로(100) 내부로 공급된다.
1차 공기 공급관(210)을 통하여 연소로(100) 내부로 공급되는 혼합기가 축경부(231)를 지나면서 버너(200) 선단에서 수직방향으로의 와류가 형성된다.
형성되는 와류에 의해 1차 공기 공급관(210)으로 공급되는 연료와 공기의 혼합이 활발하게 이루어짐으로써, 버너(200) 선단에서의 조기 착화가 이루어진다.
또한, 2차 공기 공급관(220)과 3차 공기 공급관(230)을 통하여 연소로(100) 내부로 공급되는 공기가 각 선회기를 통과하면서 연소로(100) 내부에서 수평방향으로의 선회류를 형성함으로써, 연료 및 공기의 조기 착화를 도울 수 있다.
이와 같이, 연소로(100)로 공급되는 연료 및 공기의 조기 착화가 이루어짐으로써, 연료의 탈휘발 활성화가 이루어져 연료에 의한 질소산화물의 생성을 저감할 수 있다.
한편, 연소로(100) 내부에서 연소되는 연료 및 공기는 상기한 와류 및 선회류에 의해 연소로(100) 내부에 고온의 화염 유동과 배가스 재순환 유동 영역(10)을 형성한다.
이로써, 화염 내에서 질소산화물의 환원이 활성화 됨으로써 질소산화물이 저감될 수 있다.
한편, 3차 공기 공급관(230)의 돌기부(241)가 형성된 지점을 지나는 3차 공기의 유속에 의하여 3차 공기 공급관(230) 내에 음압이 형성된다.
따라서, 연소로(100) 내부에서 발생하는 배가스 일부가 3차 공기 공급관(230)에 형성되는 음압에 의하여 배가스 재순환관(240)을 통하여 3차 공기 공급관(230) 내부로 유입되게 된다.
3차 공기 공급관(230)으로 유입된 배가스는, 3차 공기 공급관(230)으로 공급되는 3차공기와 혼합되어 연소로(100) 내부로 다시 공급된다.
이와 같이, 연소로(100) 내부로 공급되는 배가스 혼합기에 의해 연소로(100) 내의 화염길이가 증가하여 열이 분산되면서 고온 영역이 해소됨으로써, 공기에 포함된 질소가 고온에서 반응하여 발생하는 질소산화물의 생성을 억제하게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 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.
100: 연소로
200: 버너
210: 1차 공기 공급관
211: 축경부
211a: 경사면
220: 2차 공기 공급관
221: 선회기
230: 3차 공기 공급관
231: 선회기
240: 배가스 재순환관
241: 돌기부

Claims (8)

  1. 연소로(100); 및
    선단부가 상기 연소로(100) 내부로 삽입되어 위치하는 버너(200);를 포함하며.
    상기 버너(200)는,
    중앙부에 배치되며, 연료와 1차 공기가 혼합되어 상기 연소로(100) 내부로 공급되도록 하는 1차 공기 공급관(210);
    상기 1차 공기 공급관(210)을 둘러싸도록 위치하며, 2차 공기가 연소로(100) 상기 연소로(100) 내부로 공급되도록 하는 2차 공기 공급관(220);
    상기 2차 공기 공급관(220)을 둘러싸도록 위치하며, 3차 공기가 연소로(100) 상기 연소로(100) 내부로 공급되도록 하는 3차 공기 공급관(230); 및
    상기 3차 공기 공급관(230)의 연소로(100) 내부측의 둘레를 따라 다수개 형성되는 배가스 재순환관(240)을 포함하는,
    연소장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연소로(100) 내부로 공급되는 3차 공기에 의해 상기 3차 공기 공급관(230) 내부에 읍압이 형성됨으로써 상기 연소로(100) 내부의 배가스가 상기 3차 공기 공급관(230)으로 유입되는,
    연소장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 배가스 재순환관(240)의 주위를 감싸도록 상기 3차 공기 공급관(230)의 내주면에서 상기 버너(200)의 중심측을 향하여 돌출형성되는 돌기부(241)를 더 포함하는,
    연소장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 돌기부(241)는 상기 버너(200)의 중심측을 향하여 폭이 좁아지는 유선형을 이루도록 형성되는,
    연소장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 공기 공급관(210)의 선단측 내경이 유선형이 아닌 형태로 좁아지는 축경부(231)를 더 포함하는,
    연소장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 축경부(231) 내에서 상기 1차 공기 공급관(210)의 선단부 중심방향으로 경사진 경사면(211a)이 형성되는,
    연소장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 축경부(231)를 지나 상기 연소로(100) 내부로 공급되는 상기 1차 공기 및 연료에 의해 상기 연소로(100) 내부에 배가스 재순환 유동 영역이 형성되는,
    연소장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 공기 공급관(220) 및 상기 3차 공기 공급관(230) 내에 각각 위치하는 선회기(221, 231)를 더 포함하는,
    연소장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114484436A (zh) * 2022-01-27 2022-05-13 北京交通大学 一种亚音速多循环协同超混合超净燃气锅炉

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100481431B1 (ko) * 2003-10-27 2005-04-07 한국생산기술연구원 배기가스 연료 혼합형 3단 연소 저질소 산화물 버너를이용한 연소 시스템
KR20110026333A (ko) 2009-09-07 2011-03-15 호서대학교 산학협력단 배기가스 재순환 유닛
KR101512352B1 (ko) 2013-11-12 2015-04-23 한국생산기술연구원 연소가스의 내부 재순환을 통한 초저질소산화물 연소장치 및 이의 운전방법
KR20170041299A (ko) * 2015-10-06 2017-04-17 한국생산기술연구원 연소가스의 내부재순환 및 연료다단운전을 통한 초저질소산화물 연소장치
KR101799227B1 (ko) 2017-02-23 2017-11-17 신국호 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러 및 그 연소 제어 방법
KR20170138042A (ko) * 2016-06-03 2017-12-14 한국생산기술연구원 초저질소산화물 연소장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100481431B1 (ko) * 2003-10-27 2005-04-07 한국생산기술연구원 배기가스 연료 혼합형 3단 연소 저질소 산화물 버너를이용한 연소 시스템
KR20110026333A (ko) 2009-09-07 2011-03-15 호서대학교 산학협력단 배기가스 재순환 유닛
KR101512352B1 (ko) 2013-11-12 2015-04-23 한국생산기술연구원 연소가스의 내부 재순환을 통한 초저질소산화물 연소장치 및 이의 운전방법
KR20170041299A (ko) * 2015-10-06 2017-04-17 한국생산기술연구원 연소가스의 내부재순환 및 연료다단운전을 통한 초저질소산화물 연소장치
KR20170138042A (ko) * 2016-06-03 2017-12-14 한국생산기술연구원 초저질소산화물 연소장치
KR101799227B1 (ko) 2017-02-23 2017-11-17 신국호 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러 및 그 연소 제어 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114484436A (zh) * 2022-01-27 2022-05-13 北京交通大学 一种亚音速多循环协同超混合超净燃气锅炉
CN114484436B (zh) * 2022-01-27 2023-09-08 北京交通大学 一种亚音速多循环协同超混合超净燃气锅炉

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