KR860000565B1

KR860000565B1 - 중유(重油) 보일러의 고효율 연소장치

Info

Publication number: KR860000565B1
Application number: KR1019830005217A
Authority: KR
Inventors: 정인태
Original assignee: 정인태
Priority date: 1983-11-03
Filing date: 1983-11-03
Publication date: 1986-05-14
Also published as: KR850003585A

Abstract

내용 없음.

Description

중유(重油) 보일러의 고효율 연소장치

제1도는 본 발명의 전체 구성도.

제2도는 본 발명의 보일러 화구틀(

) 사시도.

제3도는 본 발명의 버어너 사시도.

제4도는 제3도 버어너의 분해 사시도.

제5도는 제3도 버어너의 확대 사시도.

제6도는 제2도 화구틀의 단면도.

제7도는 제5도 버어너의 일부 확대도.

제8도는 제4도, 제5도, 제7도에 있어서의 2차 혼합기(混合氣 : 공기+기름)노즐 분사면 구성도.

제9도는 동 1차 혼합기 노즐 분사면 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 보일러 2 : 열교환기

3 : 분사용 공기 압축기 4 : 조절판(Deflector Plate)

5 : 급유관 6 : 압축 열기 급기관

7 : 압축 공기 송기관 8 : 통풍 조절변

9 : 팬(fan) 10 : 배가스 환류 덕트(DUCT)

11 : 개페기 12 : 연도

13 : 단열재 20 : 버어너

21 : 공급관 22 : 노즐 홀더

23 : 임펠러(Impeller) 24 : 내관(內管)

25 : 스프링 26 : 1차 혼합기(混合氣) 노즐

27 : 링 28 : 2차 혼합기 노즐

29 : 노즐 캡 30 : 화구틀

31 : 내틀 32 : 외틀

33 : 격벽판 34 : 개구부

35 : 전면 밀폐판 36 : 버어너 지지를 제착용 보울트

37 : 환류 덕트 지지를 체착용 보울트

38 : 금강사(今剛砂)를요철상으로 표면에 피착 내화벽

본 발명은 중유(重油) 특히, 벙커C 유용에 최적한 소, 중형의 보일러 고효율 연소 장치에 관한 것이다.

구체적으로는, 보일러 연소실의 화구면에 배가스의 일부를 환류 급기가 가능하도록 한 화구틀을 착설하고, 이 화구틀에는 기름 연료를 1차 및 2차로 와류 분해하여 압출되는 것을, 예열 분사공기와 2단으로 격돌케하여 공기와 연료의 혼합기(混合氣)를 이루게 하면서 무화(霧化)확산시킬 수 있는 버어너를 취착하므로서 고점성 연료의 착화를 신속 용이하게 행할 수 있음은 물론, 매연이나 그을음 등, 특히 질소산화물(NO_x) 발생의 사래가 거의 없이 고연소 효율을 얻을 수 있게 한 보일러의 연소장치에 관한 것이다.

원래, 중유(重油)는 석유의 원유에서 휘발유, 등유, 경유를 분류(分留)한 후 300℃ 이상에서 얻는 검은 빛의 점성유(粘性油)로서 연료로 허용할 경우, 발열량이 커서, 공장, 선박 등의 연료로 많이 쓰여지고 있음은 기지한 사실이나, 중유 특히 벙커C유는 그 성질상 고화(固化)의 속성이 높기 때문에 일반 가정이나 소규모 공장 등에서는 그 사용에 세심한 배려를 하여야 할 뿐 아니라, 공해가 심한 결점이 있다.

즉, 연료로서의 중유는 통상 무화도(霧化度)를 갖기 위한 목적으로 예열해서 점도를 낮추어 사용하게 되나, 수송성(輸送性)과 무화성 때문에 점도는 제한을 받게 되고, 뿐만 아니라 그에 함유되어 있는 0.01-0.5% 정도의 고 형성분등으로 버어너의 노즐이 막힌다던가, 또는 여름철 등의 비교적 장기간 방치시에 오는 고화현상 때문에 효율적으로 사용할 수 없는 애로가 있었으며, 연소시에 있어서도, 질소산화물(No_X), 분진, 미연소로 인한CO, 매연 등의 대기 공해 발생이 불가피 하였다.

이런 점을 고려하여, 다른 조건하에서 연소 효율을 상승시킨다 하더라도, 상대적으로 질소산화물 발생율도 상승하게 되고, 따라서 이를 제거하기 위한 별도의 스크러빙(Scrubbin) 시설 및 물+오일에말존을 사용하는 후속 공해 처리 시설을 요하게 되며, 이 스크러빙 시설에는 수질 공해 억제를 위한 2차적 부대시설 및 중화 시설들이 필수적으로 따라야 되는 결점이 있다.

또, 이들은 특히 최상의 열을 필요로 할 혹한기에 동파 방지를 위한 시설이 부대적으로 요구되며 물+오일에말존 등의 후속시설을 사용하는 경우에 있어서도 비교적 효율성은 높으나 물의 증발량에 따라 열효율이 저감되고, 한편 배기온도를 낮추어서 효율을 얻고저 할 경우에는 연소 가스중의 유황산화물(SO_x)과의 결합으로 인한 황산염의 발생과, 이로 인한 보일러의 부식 등 보일러의수명을 단축시키게 되고, 아울러 분진과 함께 엉키는 매연(예 : Soot)의 방출등, 공해의 요인을 제거하기에는 많은 문제점들이 있었다.

일반적으로 연료의 무화장하로서는, 공기(또는 수증기) 분사식의 경우, 저압 공기 분무식(0.01-1.5kg/㎠)과, 고압공기(또는 수증기) 분무식(2-10kg/㎠)이 있고, 압력 분사식의 경우에는, 소용돌이 분무식(3-40kg/㎠), 충돌 분류식(衝突噴流式 : 1-7kg/㎠), 고압간힐식(高壓間

式 : 50-400kg/㎠) 회전식(回轉式 : 주속-1cm/s) 등이 알려진 바 있으며 액체 연료 버어너의 경우에는 유압 분무식 버어너, 회전식 버어너, 저압 분무식 버어너, 고압 분무식 버어너, 내부 혼합식 버어너 등의 기술이 알려져 있다.

유압 분무식 버어너의 형식은, 펌프 동력이 최소이지만, 분무 조작이, 유압 때문에 최적 조건의 주위가 안정한 조작 범위가 좁다. 즉, 유량(油量)의 변화가 부자유하며 또 정지했을 때에 로(爐) 내에서의 복사열 때문에 노즐의 폐색(閉塞)이 일어나기 쉽다.

회전식 버어너는 매분(每分) 3,500-10,000rpm 정도의 회전컵중에 기름을 유하(流下)시켜, 그 원심력에 의해 미립으로 하는 방식이며, 일차 공기는 축을 같이 하는 팬에 의해 흡인된다. 이 버어너에서는 그름이 0.3kg/㎠ 정도 가압으로 되고, 유량은 1.5로 꽤 넓게 조절할 수 있으나 본 발명에서와 같은 점성유의 중유 연료에는 적당치 않다.

저압 분무식 버어너는 보통 50-150cmAq 정도의 저압 공기를 분부 매체로 하는 것이며, 기름은 0.3-0.5kg/㎠ 정도 가압하는 방식으로서 비교적 소, 중형 보일러에 알맞기는 하나, 매연, 그을음 발생의 공해 요소가 많은 결점이 있다.

고압분무식 버어너에 있어서는 2-10kg/㎠ 정도의 공기 또는 증기의 고속류(高速流)에 의해 기름을 무화하는 형식이며, 분무에 필요한 공기 또는 증기량은 이론 공기량(Stoichiomatric :理論空氣量)의 2-10% 정도로 적기 때문에 균일하게 가까운 연소화염을 만들 수가 있으나 중량성이고, 구조적 복잡성으로 인하여 소, 중형의 보일러에는 적용시킬 수 없을 뿐더러, 1kg 기름 연소에 0.2kg의 수증기 소모(보일러의 구조, 용량에 따라 차이가 있다)가 뒤따르는 비 경제성과, 일정치 못한 수증기 압력상태에서의 화염의 불균형 및 착화가 더딘 결점들이 있다.

또, 내부 혼합식 버어너의 경우에 있어서는 유입구(油入口)로 들어가는 기름이, 공기구로 들어가는 분무용의 유체(流體)와 혼합실에서 혼합한 뒤에, 분사공에서 무화되게 하는 것으로 이 형식은, 연료유의 점도(粘度)가 크고, 무화(霧化)할 수 있는 것, 분무 각도가 작은 것, 유량조절 범위는 1 : 10으로 꽤 넓은 것 등의 장점이 있으나 소음(騷音)으로 인한 보일러의 과진동 및 이로 인한 불균형 연소의 돌풍현상을 자초하는 등의 결점은 물론 제작 및 사용에 까다로운 문제점이 있다.

상기 공지 기술들은, 그의 의도하는 바의 목적에 알맞기는 하지만, 상기 열거된 결점 이외에도, 베이퍼 바인딩(Vapor Binding) 현상이나, 노입구의 드래프트(Draft) 상승 방열로 인한 열손실(연통 흡입력) 및 착화시의 과부화(過負

) 현상 등의 여러 가지 문제점이 있으며, 특히 질소 산화률(NO_x)의 발생억제 수단이 결여되어 있다.

즉, 이들 공지 기술들은 각자의 특성에 알맞게 보일러 연소실 내부의 형태와, 연관, 수관식 등, 온수나, 증기보일러 기타 요구되는 증기 압력 등에 따라서 버어너의 형태를 달리하여 사용한다 하더라도 연소실내에서의 연소화염은 대체로 연료의 분자 확산 또는 와동(渦動) 분산에 의한 불투명한 휘염(輝炎)의 확산 화염이므로, 연소 과정에서 화염중에 형성하는 부유 탄소 입자(浮遊炭素粒子)로 인한 매연, 질소 산화물 등의 공해 용인을 배제할 수는 없었다.

이는 액체 연료의 연소가 보통, 기상(氣相)에 있어서만 가능하며, 액면(液面) 가까이 생긴 자연 혼합기층(可燃混合氣層)에서 착화되고, 화염에서의 열에 의한 증기 및 공기와의 확산 혼합으로 혼합기(混合氣)를 생성하면서, 그것의 연소라는 2개의 관련된 과정에 의해서 연소가 계속된는 한편, 연료 가스를 분출시킨 경우에 생기는 확산화염의 경우 반응체(연료와 산화제)는 처음에 분리되어 있다가 점화하면, 연료와 산화제의 경계에 화염이 생긴다는 사실과, 아직까지 특성을 띈 연소 화학반응에 대한 메카니즘을 정량적으로 해명한 이론이 제시된 바 없으나 "젤도빗치"의 질소 산화물(NO_x) 생성 이론과 수식에 의하면, 대체적으로 NO_x생성은 연소 온도가 높을수록, 또 연소 역(Zone)에서의 공기 농도가 높을수록, 그리고 고온역에서 연소가스의 체류시간이 길수록 NO_x발생량은 크게 증가한다고 밝히고 있는 위의 2가지 사실에서 기인된 것이 아닌가 생각되고 있다.

본 발명은 이같은 공지 기술들과는 전혀 달리 이른바, 예혼합화염(豫混合火炎) 성질에 가가운 연소화염을 얻게 하여 열효율을 높힐 수 있을 뿐 아니라 매연 등의 발생을 최소한으로 줄이고, 화염 온도를 억제하여 NO_x생성 억제를 기할 수 있는 중유 특히 벙커C유용에 최적한 중, 소형 보일러의 연소장치를 얻고자 함에 주요 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 공지 기술들에서 열거한 버어너 중 저압분무식, 고압분무식 및 내부 혼합식 버어너의 형을 절충하여 충돌분류식(衝突噴流式)과 흡사한, 연료 무화가 가능한 중유용 버어너(1kg/㎠-10kg/㎠)를 얻고자 함에 있다.

본 발명의 특정적인 요소로서는 보일러 연소실의 화구면에, 배가스의 일부를 환류 급기할 수 있는 화구틀과, 여기에 기름을 와류상으로 1차, 2차로 분해시키면서 압출되는 것을, 예열 분사 공기와 1,2단계로 격돌케 하면서 거의 무상(霧狀)의 혼합기(混合氣)로 조성하고 다시 이것을 노즐 분사각차(差)에 의한 분사격돌로 혼합기를 초 미쇄의 소립자로 분사시킬 수 있는 버어너를 취착하므로서 고점성 연료의 착화성 및 연소 효율성을 극대화하고 매연이나 그을음 및 NO_x발생이 거의 없이 연료 절감을 상승 효과로 나타낼 수 있게 한 것이다.

이를 첨부 도면에 의하여 상술하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 실시예를 나타낸 전체 구성도로서 부호 1은 보일러를 표시한 것이다.

보일러(1)의 화구방향 상방에는 배가스 출구(1a)가 천공되어 기지한 연도(12)를 입설하고 있고, 이 연도(12)의 하단부에는 일부 배가스의 환류 덕트(10)를 마련하여 후술하는 화구틀 (30) 상방의 개구부(34)에 연통되게 설치하고 이 덕트(10) 중간의 적절한 위치에는 핸들(도시 없음)의 연간(11a)에 의해 개폐 조절되는 개폐기(11)를 내설한다.

이 덕트(10)의 배가스 유입구(10a) 직상면부 연도면에는 공지한 열교환기(2)를 환설하여 분사용 공기 압축기(3)의 압축 공기 송기관(7)과 연통시키고 이로부터 급기되는 압축공기를 연도의 배가스 폐열로 예열시키면서 이것을 후술하는 버어너(30)의 공급관(21)에 송기되도록 압축 열기 급기관(6)을 연설한다. 도면 중 미설명부호 4는 조절판(Deflector Plate), 5는 급유관, 8은 통풍조절변(Draft Damper) 9는 팬, 9a는 풀리, 13은 버어너(20)를 감싸고 있는 단열재를 표시한다.

제2도는 제1도에 있어서의 보일러(1)의 화구면에 고착되는 화구틀(30)의 사시도로서 화구틀(30)의 몸체는, 원형의 내틀(31)과 외틀(32)로 구성되고, 이들 사이에는 저면 밀폐판(35)과 격벽판(33)을 연설하여, 격벽판(33)에는 다수 개의 통공(33a)을 뚫어서 된다.

내틀(31)의 전면쪽에는 연료 분사구(30a)가 형성되게 링형의 격판(30b)을 일체로 환설하여, 이 격판(30b)의 전면쪽에는 내, 외틀의 중공부와 연통하는 다수개의 통공(31a)을 뚫고, 후면쪽에는 표면에 금강사(金剛砂)를 요철상으로 피착시킨 내화벽(38)을 전협후광상으로 형성하고 외틀(32)의 상부면에는 전술한, 배가스 환류 덕트(10)의 출구(10b)에 연접하는 개구부(34)를 마련하여 출구(10b) 단부와 보울트(37)로 긴밀하게 나착시킨다.

도면중 미설명 부호 36은 버어너(20) 보호 지지틀(부호 없음)에 긴밀하게 나착시키는 보울트이다.

제3도는 제1도에 있어서의 화구틀(30) 연료 분사구(30a)에 설치하는 버어너(20)의 사시도로서 21은 공급관, 22는 노즐 홀더, 28은 2차 혼합기 노즐, 29는 노즐 캡이다.

제4도는 제3도의 분해 사시도로서 공급관(21)의 중앙에는 급유관(5)과 상통하는 기름관로(21a)가 통공되고, 이 기름관로(21a)의 외주연에는 전술한 압축 열기 급기관(21a)과 상통하여 여러갈레로 분리, 급기되는 열기 급기공(21b)이 다수개 뚫려 있다.

이 공급관(21)의 앞쪽으로 나착되는 노즐 홀더(22)에는, 상기 열기 급기공(21b)과 상통하는 통공(22b)들과, 기름관로(21a)와 상통하는 유로(22a)를 마련하되 유로(22a)의 뒤쪽에는 공실(空室)을 형성하며 여기에, 공지한 임펠러(23)을 내설하고, 유로(22a)의 앞쪽에는 내관(24)을 비교적 길게 돌설하여서 된다.

이 내관(24)에는, 선단면을 호상으로 융출 성형하며, 여기에 방사상의 분사료면(26f)과 돌면(26e)를 형성한 1차 혼합기 노즐(26)이 내관(24)의 외경면과 거의 밀접하게 씌워져서, 이후 설명할 스프링(25)에 의해 탄동되게 형성되고 이 노즐(26)의 몸체면에는, 내부 선단쪽에 호상의 분류면(噴流面 : 26g)을 형성하고 상기 내관(內管(24)의 선단면과 거의 일치하는 위치에는 세공(26d)을 뚫어서 기름 연료가 분출되게 한다.

이 세공(26d)이 뚫린 노즐(26)의 몸체 바깥쪽에는, 세공(26d) 사이마다 격돌조(26c)를 돌설하고, 바로 이 뒷면에는 세공(26d)에서 분출되는 연료 입자들의 역진을 방지하며 압력평형유지를 위한 링(27)을 환설한다.

이 링(27)의 뒷쪽으로는 기로(氣路 : 26a)가 형성되게 다수의 돌조(26b)들을 상기 격돌조(26c)와 등고(等高)상으로 돌설하고 이 뒷쪽에는 스프링(25)을 탄설한다. 이 스프링(25)은 이후 설명할 2차혼합기 노즐(28)의 선단 내면에 1차 혼합기 노즐(26)의 선단돌면 (26e)이 긴밀하게 접촉되게 탄설하므로서 통공(22b)에서 압축되는 연기와 세공(26d)에서 분출되는 연료와의 혼합기 분사에 정확성을 부여하는 한편 과부하시는 1차혼합기 노즐(26)이 뒤로 밀려, 스프링(25)를 탄축시킴과 동시에 뒤로 밀리는 순간 세공(26d)은 내관(24) 선단면에 의해 폐쇄작용으로 과밀압을 조절되게 한다.

다시 이 노즐(26)의 몸체 바깥쪽으로는 2차 혼합기 노즐(28)을 씌우는 상태로 노즐 홀더(22) 선단에 나착한다.

이 2차 혼합기 노즐(28)은 내경면이 1차 혼합기 노즐 홀더(22)의 통공(22b)에 상통하는 분사공(28b)을, 노즐 홀더의 통공(22b) 보다는 구경이 작은 미세공으로 천공하고 이 분사공(28b)의 앞쪽에는 환요구(28e)가 형성되게 노즐부를 형서하며, 이 노즐부에는 중아통공(28a)의 주연 선단면에 다수의 돌조(28d)들을 방사상으로 돌설하고, 미세분사공(28b)들에서 분출하는 예열공기가 돌조(28d)들 사이의 감각요로(凹路, 28c)로 분사되게 구성되어 있다.

이어서 이 2차 혼합기 노즐(28)에 나착되는 노즐 캡(29)은 중아에, 노즐(28)의 중앙통공(28a)보다 구경이 큰 확산공(29a)을 천공하여, 대체로 2차 혼합기 노즐(28)의 선단면, 즉 중앙통공(28a)연부면이 외측으로 약간 돌출되게 씌워지고 이 노즐캡(29)의 선단 내면부는 2차 혼합기 노즐(28)의 돌조(28d)들에 거의 맞닿는 상태로 부착되게 구성한 것이다.

제5도 및 제6도는 전술한 버어너(20)및 화구틀(30)의 단면도이고, 제7도는 버어너(20)에 있어서 임펠러(23)에 의하여 1차 와류 분해된 기름연료가 1차 혼합기 노즐(26)의내부 선단의 분류면(26g)에서 격돌하여 재차 분해와류(swirling)되면서 세공(26d)으로 분출함과 동시 기로(26a)로 압출되는 예열공기들과 합세하여 1차로, 기름과 예열압축공기와의 혼합기(混合氣)를 조성하고 이어 선단의 분사로면(26f)으로 분출하는 순간, 2차 혼합기 노즐(28)의 선단 삼각요로(28c)에서 분출하는 예열 압출공기와 재합세하면서 2차 혼합기를 조성하는 상태를 나타내기위한 확대 단면도이다.

미설명 부호A는 2차 혼합기 노즐(28)의 삼각요로(28c)로부터 분사되는 연료의 분사방향을 나타낸 것이고 B는 1차 혼합기 노즐(26)의 분사로면(26f)으로부터 분사되는 연료의 분사방향을 나타낸 것이다.

제8도 및 제9도는 전술한 2차 혼합기 노즐(28) 및 제1차 혼합기 노즐(26)들의 분사로면 구성상태를 나타낸 평면도이다.

이와같이 구성된 본 발명은 먼저, 버어너(20)에 있어서, 기름연료는 급유관(5)을 지나 버어너 몸체 후면의 공급관(21) 중앙부의 기름관로(21a)로 유입되는 것을 시작으로하여, 버어너(20) 몸체 선단의 중앙통공(28a)로 분사되는데 이의 경로는, 급유관(5)→공급관(21)의 기름관로(21a)→펠러(23)에 의한 1차 와류분해→유로(22a)→내관(24)→분류면(26g)→에서 재차 와류분해→세공(26d)→기로(26a)의 압출공기들과 격돌하면서 1차 혼합기 조성→분사로면(26f)→2차 혼합기 노즐(28)의 선단 삼각요로(28c)에서 분출하는 예열 압출공기와 재격돌하면서 2차 혼합기를 조성한다. 병행하여, 분사용 공기압축기(3)로부터 급기되는 예열압축공기의 흐름은 분사용 공기압축기(3)→밸브(7a) 조작→ 송기관(7)→열교환기(2)→급기관(6)→밸브(6a)조작→버어너(20)의 공급관(21)에 형성된 급기공(21b)→노즐홀더(22)의 통공(22b)→스프링(25) 장설부의 공간부에서 공기압증가→

의 두갈래로 송기되고, 기로(26a)→세공(26d)에서 분출되는 기름연료와 격돌하면서 1차 혼합기를 조성하여 상기와 같이 분사되는 한편, 분사공(28b)→환요구(28e)에서 와류 순환→2차 혼합기 노즐(28)의 선단 삼각요로(28c)로 분출하여 1차 혼합기와 격돌하면서 2차 혼합기를 조성하게된다. 이와같이 분사되는 연료(2차 혼합기)는 노즐 선단의 분사각(화살표 A,B)방향으로 확산되면서 화구틀(30) 내면의 금강사를 피착한 내화벽(38)에 다시 부딪혀 연료는 초미쇄의 소립자로 분해되고, 따라서 점화초기에 있어서도 화염대(연료와 산화제와의 경계화염역)가 거의없이 신속 용이하게 착화되면서 균일한 연소 화염을 행하게 되므로 과부하(過負荷)현상은 거의 일어나지 않음을 알 수 있었다.

즉, 본 발명에 의한 중유(벙커C유)연료의 연소는 기름과 공기와의 수차레에 걸친 와류 및 격돌에 의한 혼합기가 율속(律速)으로 무화(霧化)되므로 가연 혼합기층(加燃混合氣層)이 별도로 존재하지 않고 착호즉시 거의 예혼합화염(豫混合火炎)에 가까운 성질을 나타내면서 연소가 이루어진다. 실재의 실험에 으해서도 육안으로 확인해본, 본 발명에 의한 중유 연류의 연소화염은 거의 투명한 불휘염(不輝炎)을 나내내고 있었는데 이것은 이른바, 기화성이 좋은 액체를 미리 증발시킨 뒤에 연소 시킬 경우와 거의 같다는 사실로보아, 본 발명에 의한 연료입자는 그 입경이 충분히 작을때에 나타나는 예혼합화염에 가까운 성질의 화염으로 짐작된다.

또, 불휘염의 균일한 연속화염을 얻을 수 있었던 것은 버어너(20) 후면의 팬(9)에 의한 외기 급기가 조절판(Deflector plate : 4)을 통하여 연소실내에 급기됨에 있어서 비교적 공기 농도가 한정되어 있는 한편, 화구틀(30)에는 배가스의 일부를 환류덕트(10)를 통하여 순환케하므로 연소가스의 체류시간이 대체로 짧고, 또 화구틀(30)선단의 통공(31a)으로 공급되는 환류 덕트(10)의 일부 고온의 배가스들은, 버어너(20)로부터 무화분사되는 연료 혼합기와 가세하면서 고온영역을 형성함과 동시 나화벽의 금강사 피막층에 부딪칠 때 분쇄 촉진 및 연소성을 항상 시키므로서 화염온도를 NO_x생성의 임계온도인 1,100-1,200℃이하의 정상화염으로 형서하게하는 점들에서 기인한 것으로 생각된다.

따라서 본 발명에 있어서는 버어너(20)에 의한 공기+연료로 되는 혼합기의 분사조건과 화구틀(30)에 공급되는 일부 배가스 및 금강사 분쇄조건하에서 연소 효율이 뛰어나고 공해 발생요인을 극소화 시킬 수 있으며, 고점성 중질유를, 기화성이 좋은 액체와 거의 손색이 없을 정도로 착화 및 연소성을 향상시킬 수 있겠으나, 버어너(20)의 단독 조건하에서도 비교적 우수한 효과를 달성할 수 있다.

실제의 실험에 있어서도 1kg/㎠-10kg/㎠의 100℃이상으로 가열된 압축공기와 벙커C유(JIS K 2205-1958 : No.6 )의 연료를 본 발명의 버어너(20)에 공급시켜 분사각 15-45°범위에서 연소실내의 금강사 피막층에 분사시켜 본 결과, 전술과 같이 착화초기에 있어서는 투명한 불휘염의 균일한 연속화염을 얻을 수 있었고, 이때의 화염온도는 대략 1,000-1,100℃를 수분간 유지하다가 1,100-1,200℃에서 화염이 악제된 상태에서 지속적으로 연소됨을 발견할 수 있었는데, 이는 환류덕트(10)의 일부 배가스들이 버어너(20)로부터 무화분사는 연료 온합기와 가세하면서 고온영역을 형성하는 데에서 기인한것으로 생각된다.

상술한 바의 본 발명에 의한 보일러 연소장치는, 중유 특히 벙커C유르 연료로함에 있어서, 착화성 및 연소 효율성이 뛰어날뿐 아니라 매연이나 그을음 및 NOx발생을 최소한으로 줄일 수 있으며, 또 소. 중형 보일러에 최적하므로 소규모 공장용으로는 물론 일반 가정용으로도 사용할 수 있는 편리한 점이 있고, 특히 경제적으로 뛰어난 효과가 있다.

Claims

보일러 연소실(1)의 화구면에, 배가스의 일부를 환류 급기할 수 있는 화구틀(30)을 착설하고, 여기에 1차 온합기, 2차 혼합기 순으로 예연공기와 중유 연류를 혼합하여 무화분사 되게한 버어너(20)를 설치하고, 분사용 공기 압축기(3)의 압축공기가 연도(12)에 설치된 열교환기(2)를 통하여 버어너(20)에 공급되는 예연공기원으로 한것을 특징으로한 중유 보일러의 고효율 연소장치.
제1항의 화구틀(30)에 있어서, 내틀(31)과 외틀(32)로 몸체에, 상면 개구부(34)와 통공(33a)이 천공된 격벽판(33)과 내, 외틀간의 중공부와 상통하는 통공(31a)을 형성하고 내틀(31)내면에는 연료 분사구(30a)로부터 전형후광상으로 형상하여, 표면에 금강사를 요철상으로 피착시킨 내화벽(38)을 형성한 것을 특징으로 하는 중유 보일러의 고효율 연소장치.
제1항의 버어너(20)에 있어서, 기름관로(21a)가 형성된 고급관(21)주연부에 열기급기공(21b)을 형성하고, 여기에 노즐 홀더(22)를 나착 고정하되 이 노즐 홀더에는 유로(22a)와 통공(22b)을 형성하여 유로(22a)후면에는 공지한 임펠러(23)을 장설하고 이 선단에 긴밀하게 설치되는 1차 혼합기 노즐()에는 기로(26a), 돌조(26b), 격돌조(26c), 세공(26d), 돌면(26e), 분사로면(26f), 분류면(26g)를 형성하고, 여기에 중앙통공(28a), 분사공(28b), 삼각요로(28c), 환요구(28e), 돌조(28d)를 형성하여서 된 2차 혼합기 노즐(28)을 씌워서 되는것을 특징으로하는 증유 보일러의 고효율 연소장치.