KR102382600B1 - Combined swirl combustor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연소시 발생하는 질소산화물의 저감과 화염 안정성을 향상시키는 복합 선회 연소기에 관한 것이다.The present invention relates to a combined vortex combustor that reduces nitrogen oxides generated during combustion and improves flame stability.
기존의 화석 연료를 사용하는 연소기는 연소시의 화학적 반응에 의한 질소산화물(NOx)의 생성이 불가피하다. In combustors using conventional fossil fuels, the generation of nitrogen oxides (NOx) is inevitable due to a chemical reaction during combustion.
이와 같이, 연소과정에서 발생하는 질소산화물은 대기 중의 다른 물질과 반응하여 스모그 및 대기의 오존 증가 등 환경문제를 발생시키고, 또한, 미세먼지의 전구물질로 알려져 각 국가에서 점점 더 엄격한 기준으로 규제를 강화하고 있다.In this way, nitrogen oxides generated in the combustion process react with other substances in the atmosphere, causing environmental problems such as smog and ozone increase in the atmosphere. are strengthening
질소산화물의 발생을 억제하기 위한 저질소산화물 연소기술은 연료와 공기의 혼합형태 개선, 공연비 개선 등 연소기의 구조 개선을 통해 이루어지도록 발전하고 있다. Low nitrogen oxide combustion technology to suppress the generation of nitrogen oxides is being developed through improvement of the structure of the combustor, such as improving the fuel-air mixture and air-fuel ratio.
질소산화물의 종류에는 발생 원인에 따라 열적 질소산화물(Thermal NOx), 급속 질소산화물(Prompt NOx), 및 연료 질소산화물(Fuel NOx)로 분류될 수 있다. 급속 질소산화물은 탄화수소계 연료 연소 초기의 낮은 온도, 공기 희박 상태에서 생성되는 것이며,연료 질소산화물은 연료 중에 함유된 질소 성분의 반응에 의해 생성된다.Nitrogen oxides may be classified into thermal NOx, prompt NOx, and fuel NOx depending on the cause. Rapid nitrogen oxides are produced at a low temperature and lean air condition at the beginning of combustion of hydrocarbon-based fuels, and fuel nitrogen oxides are produced by the reaction of nitrogen components contained in fuel.
그리고, 열적 질소산화물은 공기 중의 질소가 산소와 고온에서 반응하여 생성되는 것으로서, 생성속도가 온도에 매우 민감하여 온도가 증가할수록 생성속도는 급격히 증가한다.In addition, thermal nitrogen oxide is produced by reacting nitrogen in the air with oxygen at a high temperature, and the formation rate is very sensitive to temperature, and the formation rate rapidly increases as the temperature increases.
열적 질소산화물을 감소시키기 위하여 가장 중요한 요소는 화염의 구조이며, 화염구조는 다양한 방법을 통해 형성할 수 있다. 이중 많이 사용되는 방법으로 연소기에 공급되는 유체의 선회력을 조절하여 화염에서의 국부적인 고온영역을 해소함으로써, 질소산화물 발생을 저감하는 화염구조를 형성하는 기술이 사용되고 있다.The most important element to reduce thermal nitrogen oxide is the flame structure, and the flame structure can be formed through various methods. Among these methods, a technique for forming a flame structure that reduces nitrogen oxide generation is used by resolving a local high-temperature region in the flame by controlling the swirling force of the fluid supplied to the combustor as a widely used method.
특허문헌 1에는 실시간으로 유압 실린더를 사용하여 실시간으로 선회 베인을 구동하여 화염을 조절하는 연소장치가 개시되며, 특허문헌 2에는 가변 연료 노즐이 설치된 선회날개를 구동시켜 연료 및 공기를 유동시키는 연소장치가 개시된다.Patent Document 1 discloses a combustion device that controls a flame by driving a slewing vane in real time using a hydraulic cylinder in real time, and Patent Document 2 discloses a combustion device that drives a slewing blade equipped with a variable fuel nozzle to flow fuel and air is initiated
상기와 같은 종래 기술은 선회 화염의 형성을 정밀하게 제어하여 화염의 고온영역을 해소함으로써 열적 질소산화물을 저감할 수는 있으나, 이를 위하여 유압 실린더 등의 구동부가 구비됨에 따라 구조가 복잡하기 때문에, 현실적으로 상용화하여 실제 연소 시스템에 적용하는 데에 많은 어려움이 있다.In the prior art as described above, it is possible to reduce thermal nitrogen oxide by precisely controlling the formation of a swirling flame to eliminate a high-temperature region of the flame, but for this purpose, since a driving unit such as a hydraulic cylinder is provided, the structure is complicated, and, in reality, There are many difficulties in commercializing it and applying it to an actual combustion system.
또한, 연소장치의 구조가 복잡함에 따라 운전 신뢰성 및 내구성이 떨어지는 문제도 있다.In addition, as the structure of the combustion device is complicated, there is a problem in that operation reliability and durability are deteriorated.
연소를 위하여 공급되는 연료 및 유체를 축방향과 접선방향의 모멘텀을 갖도록 조절하여 화염의 선회력을 최적화하며, 구조가 간단하여 제작 및 운전이 용이한 연소기를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a combustor that optimizes the turning force of the flame by controlling the fuel and fluid supplied for combustion to have momentum in the axial and tangential directions, and has a simple structure and is easy to manufacture and operate.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 1차 공기 및 1차 연료가 혼합 공급되는 1차 공급관; 상기 1차 공급관의 주위를 감싸도록 위치하고, 그 선단이 상기 1차 공급관의 선단보다 연장되어 형성되며, 2차 공기 및 2차 연료가 혼합 공급되는 2차 공급관; 상기 1차 공급관의 선단에 위치하며, 다수의 제1통공이 형성되는 제1타공판; 및 상기 2차 공급관의 선단측 내주면에서 상기 제1타공판 측을 경사지게 둘러싸도록 위치하며, 상기 제1타공판의 접선 방향을 따라서 개방된 제2통공이 형성되는 제2타공판;을 포함하는 연소기를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a primary supply pipe in which primary air and primary fuel are mixed; a secondary supply pipe positioned to surround the primary supply pipe, the tip of which extends from the tip of the primary supply pipe, and through which secondary air and secondary fuel are mixed and supplied; a first perforated plate positioned at the tip of the primary supply pipe and having a plurality of first through holes formed therein; and a second perforated plate positioned to obliquely surround the side of the first perforated plate on the inner circumferential surface of the distal end of the secondary supply pipe, the second perforated plate having an open second through hole along the tangential direction of the first perforated plate; provides a combustor comprising a .
상기 2차 공급관의 선단에서 상기 제2타공판의 주위를 둘러싸도록 위치하며, 다수의 제3통공이 형성되는 제3타공판;을 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include; a third perforated plate positioned to surround the periphery of the second perforated plate at the tip of the secondary supply pipe, and having a plurality of third through-holes formed therein.
1차 연료가 공급되는 1차 연료 공급관, 및 상기 1차 연료 공급관 주위를 둘러싸며, 1차 공기가 공급되는 1차 공기 공급관을 구비하는 1차 공급관; 상기 1차 공기 공급관의 주위를 감싸도록 위치하고, 그 선단이 상기 1차 연료 연료 공급관 및 1차 공기 공급관의 선단보다 연장되어 형성되며, 2차 공기 및 2차 연료가 혼합 공급되는 2차 공급관; 상기 1차 공기 공급관의 선단에서 상기 1차 연료 공급관의 둘레를 감싸도록 위치하며, 다수의 제1통공이 형성되는 제1타공판; 및 상기 2차 공급관 선단측의 내주면에서 상기 제1타공판 측을 경사지게 둘러싸도록 위치하며, 상기 제1타공판의 접선 방향을 따라서 개방된 제2통공이 형성되는 제2타공판;을 포함하는 연소기를 제공한다.a primary fuel supply pipe to which primary fuel is supplied, and a primary supply pipe surrounding the primary fuel supply pipe and having a primary air supply pipe to which primary air is supplied; a secondary supply pipe positioned to surround the primary air supply pipe, the ends of which extend from the ends of the primary fuel fuel supply pipe and the primary air supply pipe, and through which secondary air and secondary fuel are mixed and supplied; a first perforated plate positioned to surround the circumference of the primary fuel supply pipe at the front end of the primary air supply pipe and having a plurality of first through holes formed therein; and a second perforated plate positioned so as to obliquely surround the side of the first perforated plate on the inner circumferential surface of the tip side of the secondary supply pipe, and having a second through hole opened along the tangential direction of the first perforated plate; provides a combustor comprising a .
상기 1차 공기 공급관으로 1차 공기 및 상기 1차 연료 공급관으로 공급되는 연료와 다른 성상의 연료가 공급되는 것이 바람직하다. It is preferable that primary air and a fuel having a different property from the fuel supplied to the primary fuel supply pipe are supplied to the primary air supply pipe.
1차 공기 및 1차 연료가 혼합 공급되는 1차 공급관; 상기 1차 공급관의 주위를 감싸도록 위치하고, 그 선단이 상기 1차 공급관의 선단보다 연장되어 형성되며, 2차 공기 및 2차 연료가 혼합 공급되는 2차 공급관; 상기 1차 공급관 선단의 둘레방향을 따라 소정간격의 슬릿을 두고 경사지게 배치되는 다수의 블레이드를 구비하는 선회기; 및 상기 2차 공급관의 선단측의 내주면에서 상기 선회기 측을 경사지게 둘러싸도록 위치하며, 상기 선회기의 접선 방향 및 상기 슬릿의 방향을 따라서 개방된 통공이 형성되는 타공판;을 포함하는 연소기를 제공한다. a primary supply pipe in which primary air and primary fuel are mixed; a secondary supply pipe positioned to surround the primary supply pipe, the tip of which extends from the tip of the primary supply pipe, and through which secondary air and secondary fuel are mixed and supplied; a slewing machine having a plurality of blades inclinedly disposed with slits at predetermined intervals along the circumferential direction of the tip of the primary supply pipe; and a perforated plate positioned to obliquely surround the swirler on the inner circumferential surface of the tip side of the secondary supply pipe, and having an open through hole formed along the tangential direction of the swirler and the direction of the slit. .
1차 공기 및 1차 연료가 혼합 공급되는 1차 공급관; 상기 1차 공급관의 주위를 감싸도록 위치하고, 그 선단이 상기 1차 공급관의 선단보다 연장되어 형성되며, 2차 공기 및 2차 연료가 혼합 공급되는 2차 공급관; 상기 1차 공급관 상기 1차 공급관 선단의 둘레방향을 따라 소정간격의 슬릿을 두고 경사지게 배치되는 다수의 블레이드를 구비하는 선회기; 및 상기 2차 공급관의 선단측의 내주면에서 상기 선회기 측을 경사지게 둘러싸도록 위치하며, 상기 선회기의 직경방향으로 개방된 통공이 형성되는 타공판;을 포함하는 연소기를 제공한다.a primary supply pipe in which primary air and primary fuel are mixed; a secondary supply pipe positioned to surround the primary supply pipe, the tip of which extends from the tip of the primary supply pipe, and through which secondary air and secondary fuel are mixed and supplied; a slewing machine having a plurality of blades inclined with slits at predetermined intervals along the circumferential direction of the front end of the primary supply pipe; and a perforated plate positioned to obliquely surround the swirler on the inner circumferential surface of the front end of the secondary supply pipe and having a through hole open in the radial direction of the swirler.
상기 1차 공급관의 선단과 상기 2차 공급관의 선단의 내주면 사이에 소정의 선회 화염 공간이 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that a predetermined orbiting flame space is formed between the tip of the primary supply pipe and the inner peripheral surface of the tip of the secondary supply pipe.
공급되는 상기 각 연료 및 공기의 양을 조절하는 댐퍼(101)를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include a
본 발명에 따른 복합 선회 연소기에 의하면, 연료 및 공기를 연소기의 축 방향과 접선방향의 모멘텀을 갖도록 나누어 공급하도록 구조를 개선하여, 연료 및 공기의 유량조절을 통해 화염 구조를 최적화 함으로써, 연소로 내부에 형성되는 화염의 안정성을 높이고, 화염 내의 국부적인 고온영역을 해소함으로써, 열적 질소산화물의 발생을 최소한으로 억제하여 저공해 연소를 유도할 수 있다.According to the combined vortex combustor according to the present invention, the structure is improved to divide and supply fuel and air so as to have momentum in the axial and tangential directions of the combustor, and by optimizing the flame structure by controlling the flow rate of fuel and air, the inside of the combustion furnace By improving the stability of the flame formed in the flame and eliminating the local high-temperature region in the flame, it is possible to induce low-emission combustion by minimizing the generation of thermal nitrogen oxides.
또한, 구조가 간단하여 현실적인 적용이 가능하고 제작 용이성의 향상과 제작 비용의 절감효과는 물론, 연소기 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있다.In addition, since the structure is simple, practical application is possible, and it is possible to improve the easiness of manufacture and reduce the manufacturing cost, as well as improve the durability and lifespan of the combustor.
도 1은, 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 선회 연소기를 개략적으로 나타낸다.
도 2는, 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 선회 연소기의 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 선회 연소기의 평면도이다.
도 4는, 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 선회 연소기의 연소과정을 개략적으로 나타낸다.
도 5는, 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 선회 연소기를 개략적으로 나타낸다.
도 6은, 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 선회 연소기의 사시도이다.
도 7은, 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 선회 연소기의 평면도이다.
도 8은, 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 선회 연소기의 연소과정을 개략적으로 나타낸다.
도 9는, 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 선회 연소기를 개략적으로 나타낸다.
도 10은, 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 선회 연소기의 사시도이다.
도 11은, 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 선회 연소기의 평면도이다.
도 12는, 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 선회 연소기의 연소과정을 개략적으로 나타낸다.
도 13은, 본 발명의 제4실시예에 따른 복합 선회 연소기를 개략적으로 나타낸다.
도 14는, 본 발명의 제4실시예에 따른 복합 선회 연소기의 사시도이다.
도 15는, 본 발명의 제4실시예에 따른 복합 선회 연소기의 평면도이다.
도 16은, 본 발명의 제4실시예에 따른 복합 선회 연소기의 연소과정을 개략적으로 나타낸다.
도 17은, 본 발명의 제5실시예에 따른 복합 선회 연소기를 개략적으로 나타낸다.
도 18은, 본 발명의 제5실시예에 따른 복합 선회 연소기의 사시도이다.
도 19는, 본 발명의 제5실시예에 따른 복합 선회 연소기의 평면도이다.
도 20은, 본 발명의 제5실시예에 따른 복합 선회 연소기의 연소과정을 개략적으로 나타낸다.1 schematically shows a combined swirl combustor according to a first embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a combined swirl combustor according to a first embodiment of the present invention.
3 is a plan view of a combined vortex combustor according to a first embodiment of the present invention.
4 schematically shows the combustion process of the combined swirl combustor according to the first embodiment of the present invention.
5 schematically shows a combined swirl combustor according to a second embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of a combined swirl combustor according to a second embodiment of the present invention.
7 is a plan view of a combined vortex combustor according to a second embodiment of the present invention.
8 schematically shows the combustion process of the combined swirl combustor according to the second embodiment of the present invention.
9 schematically shows a combined swirl combustor according to a third embodiment of the present invention.
10 is a perspective view of a combined swirl combustor according to a third embodiment of the present invention.
11 is a plan view of a combined vortex combustor according to a third embodiment of the present invention.
12 schematically shows the combustion process of the combined swirl combustor according to the third embodiment of the present invention.
13 schematically shows a combined swirl combustor according to a fourth embodiment of the present invention.
14 is a perspective view of a combined vortex combustor according to a fourth embodiment of the present invention.
15 is a plan view of a combined vortex combustor according to a fourth embodiment of the present invention.
16 schematically shows the combustion process of the combined swirl combustor according to the fourth embodiment of the present invention.
17 schematically shows a combined swirl combustor according to a fifth embodiment of the present invention.
18 is a perspective view of a combined swirl combustor according to a fifth embodiment of the present invention.
19 is a plan view of a combined vortex combustor according to a fifth embodiment of the present invention.
20 schematically shows the combustion process of the combined swirl combustor according to the fifth embodiment of the present invention.
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.The above objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent by describing preferred embodiments of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be described based on the content throughout this specification.
또한, 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.In addition, the described embodiments are provided by way of example for the description of the invention, and do not limit the technical scope of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 선회 연소기(100)를 상세히 설명한다.Hereinafter, the combined
본 발명에 따른 복합 선회 연소기(100)의 각 실시예의 설명에서, 각 실시예끼리 서로 동일한 구성에는 동일한 도면부호를 사용하며, 그 설명을 생략하거나 또는 간략히 할 수 있다.In the description of each embodiment of the combined
본 발명에 따른 복합 선회 연소기(100)는 내부에 소정의 연소공간이 마련된 연소로(10)에 설치된다.The combined
도 1에 나타낸 바와 같이, 복합 선회 연소기(100)의 선단부가 연소로(10)의 일측에 삽입되어 설치된다.As shown in FIG. 1 , the front end of the combined
이하 각 실시예의 설명에서 복합 선회 연소기(100)가 연소로(10)에 설치된 상태에서 연소로(10) 내부 측을 선단측, 그 반대측을 후단측이라 칭한다.Hereinafter, in the description of each embodiment, the inner side of the
<제1실시예><First embodiment>
먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 선회 연소기(100)의 구성을 설명한다.First, the configuration of the combined
도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 선회 연소기(100)는, 1차 공급관(110), 2차 공급관(120), 제1타공판(130), 제2타공판(140)을 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 3 , the combined orbiting
1차 공급관(110)은 연소기의 중앙부에 위치한다. 1차 공급관(110)은 중공의 관 형태로 구성되며, 1차 공급관(110)의 후단 측으로부터 1차 공기와 1차 연료가 혼합된 혼합기(이하, '1차 혼합기'라 칭할 수 있음)가 공급된다.The
1차 연료는 한정되지 않으나, 바람직하게는 액체 또는 기체 연료일 수 있다.The primary fuel is not limited, but may preferably be a liquid or gaseous fuel.
1차 공급관(110)의 후단으로 공급되는 1차 혼합기는 1차 공급관(110)의 선단측을 통하여 연소로(10) 내부로 투입된다.The primary mixer supplied to the rear end of the
1차 공급관(110)을 통하여 연소로(10)로 공급되는 1차 공기 및 1차 연료는 미리 혼합되어 1차 공급관(110)으로 공급되거나, 1차 공급관(110)을 지나면서 혼합되며, 이와 같이 1차 공기 및 1차 연료가 혼합된 1차 혼합기가 연소로(10)로 투입된다.Primary air and primary fuel supplied to the
2차 공급관(120)은 1차 공급관(110)의 주위를 감싸도록 위치한다.The
구체적으로, 2차 공급관(120)은 1차 공급관(110) 보다 직경이 큰 중공의 관 형태로 구성되며, 1차 공급관(110)이 2차 공급관(120) 내부에 위치하며, 1차 공급관(110)과 2차 공급관(120)은 동심원 형태로 위치하게 된다.Specifically, the
도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 2차 공급관(120)의 선단은 1차 공급관(110)보다 연소로(10) 내측으로 연장되어 위치하며, 그 내주면이 개구된 상태로 구성된다.1 to 3 , the tip of the
2차 공급관(120)의 후단 측으로부터 2차 공기 및 2차 연료가 공급된다.Secondary air and secondary fuel are supplied from the rear end side of the
2차 연료는 한정되지 않으나, 바람직하게는 1차 연료와 마찬가지로 액체 또는 기체 연료일 수 있다.The secondary fuel is not limited, but may preferably be a liquid or gaseous fuel like the primary fuel.
2차 공급관(120)의 후단으로 공급되는 2차 공기 및 2차 연료는 2차 공급관(120)의 선단의 내측면을 통하여 연소로(10) 내부로 투입된다.The secondary air and secondary fuel supplied to the rear end of the
2차 공급관(120)을 통하여 연소로(10)로 공급되는 2차 공기 및 2차 연료도 1차 연료 및 1차 공기와 마찬가지로, 미리 혼합되어 2차 공급관(120)으로 공급되거나, 2차 공급관(120)을 지나면서 혼합되며, 이와 같이 2차 공기 및 2차 연료가 혼합된 혼합기(이하, '2차 혼합기'라 칭할 수 있다)가 연소로(10)로 투입된다.The secondary air and secondary fuel supplied to the
제1타공판(130)은 1차 공급관(110)의 선단에 위치한다. 제1타공판(130)은 판 형태로서, 다수의 제1통공(131)이 위치한다.The first
제1통공(131)은 1차 공급관(110)에서 1차 혼합기가 공급되는 축 방향으로 형성되며, 1차 공급관(110)으로 공급되는 1차 혼합기가 제1통공(131)을 통하여 연소기 축방향 직선으로 연소로(10) 내부로 공급되어 연소된다.The first through
제2타공판(140)은 2차 공급관(120)의 선단측 내주면에 위치한다. 구체적으로 상기한 2차 공급관(120)의 내주면의 개구된 부분에 위치한다.The second
제2타공판(140)에는 다수의 제2통공(141)이 위치한다. 제2통공(141)은 제2타공판(140) 상에서 제1타공판(130)의 선단 측 상부를 둘러싸도록 형성된다.A plurality of second through-
구체적으로, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 제2통공(141)은 제2타공판(140) 상에서 제1타공판(130)의 둘레에 접하는 접선방향을 향하여 개방된 구멍 형태로 형성된다.Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2 , the second through
보다 쉽게 설명하면, 소위 채칼과 대략 유사한 형태로 형성될 수 있다.More easily, it may be formed in a shape substantially similar to a so-called chasing knife.
이로써, 2차 공급관(120)의 2차 혼합기는 제2타공판(140)의 제2통공(141)을 통과하면서 연소로(10)로 공급된다. 즉, 2차 혼합기는 제1타공판(130) 둘레의 접선 방향으로 선회 유동하면서 연소로(10) 내부로 공급되면서 연소가 이루어진다.Accordingly, the secondary mixer of the
다음, 도 4를 더 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 선회 연소기(100)의 연소과정을 설명한다.Next, a combustion process of the combined
도 4에 나타낸 바와 같이, 1차 공급관(110)의 선단에 위치한 제1타공판(130) 및 2차 공급관(120)의 선단에 위치하는 제2타공판(140) 사이에는 대략 컵 형태를 이루는 선회 화염 공간(S)이 형성된다.4, between the first
1차 공급관(110)을 통하여 연소로(10) 내부로 공급되는 1차 혼합기는 제1타공판(130)의 제1통공(131)을 통하여 유동방향 즉, 제1통공(131)의 타공방향을 따라 축방향의 모멘텀을 갖고 공급되면서 선회 화염 공간(S)에서 1차 화염을 형성한다.The primary mixer supplied into the
한편, 2차 공급관(120)을 통하여 연소로(10) 내부로 공급되는 2차 혼합기는 2차 공급관(120) 선단 내주면에 위치하는 제2타공판(140)에 형성된 제2통공(141)의 타공방향을 따라 제1타공판(130) 둘레 상부에서 접선방향의 모멘텀을 가지고 공급된다.On the other hand, the secondary mixer supplied into the
즉, 2차 혼합기는 제2통공(141)을 통하여, 제1타공판(130)과 제2타공판(140) 내주면 사이에 형성된 선회 화염 공간(S) 둘레 방향으로 공급되면서 2차 화염을 형성한다.That is, the secondary mixer forms a secondary flame while being supplied in the circumferential direction of the swirling flame space S formed between the inner peripheral surface of the first
이로써, 2차 공급관(120)의 접선방향 모멘텀을 이용하여 보염구조를 형성하며, 과도한 재순환으로 인한 열점 해소를 위해 1차 공급부를 통하여 축방향 모멘텀의 화염을 추가 형성함으로써 열적 질소산화물 발생을 억제한다. Thereby, a flame retardant structure is formed using the tangential momentum of the
<제2실시예><Second embodiment>
다음, 도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 선회 연소기(100)를 상세히 설명한다. Next, with reference to Figs. 5 to 8, the combined
도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 선회 연소기(100)는, 1차 공급관(110), 2차 공급관(120), 제1타공판(130), 제2타공판(140) 및 제3타공판(150)을 포함한다.As shown in FIGS. 5 to 7 , the combined
1차 공급관(110)은 연소기의 중앙부에 위치한다. 1차 공급관(110)은 중공의 관 형태로 구성되며, 1차 공급관(110)의 후단 측으로부터 1차 혼합기가 공급된다.The
1차 공급관(110)의 후단으로 공급되는 1차 혼합기는 1차 공급관(110)의 선단측을 통하여 연소로(10) 내부로 투입된다.The primary mixer supplied to the rear end of the
2차 공급관(120)은 1차 공급관(110)의 주위를 감싸도록 위치한다.The
구체적으로, 2차 공급관(120)은 1차 공급관(110) 보다 직경이 큰 중공의 관 형태로 구성되며, 1차 공급관(110)이 2차 공급관(120) 내부에 위치하며, 1차 공급관(110)과 2차 공급관(120)은 동심원 형태로 위치하게 된다.Specifically, the
도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 2차 공급관(120)의 선단은 1차 공급관(110)보다 연소로(10) 내측으로 연장되어 위치하며, 그 내주면이 개구된 상태로 구성된다.As shown in FIGS. 5 to 7 , the tip of the
2차 공급관(120)의 후단 측으로부터 2차 혼합기가 공급된다.The secondary mixer is supplied from the rear end side of the
2차 공급관(120)의 후단으로 공급되는 2차 혼합기는 2차 공급관(120)의 선단의 내측면을 통하여 연소로(10) 내부로 투입된다.The secondary mixer supplied to the rear end of the
제1타공판(130)은 1차 공급관(110)의 선단에 위치한다. 제1타공판(130)은 판 형태로서, 다수의 제1통공(131)이 위치한다.The first
제1통공(131)은 1차 공급관(110)에서 1차 혼합기가 공급되는 축 방향으로 형성되며, 1차 공급관(110)으로 공급되는 1차 혼합기가 제1통공(131)을 통하여 연소기 축방향 직선으로 연소로(10) 내부로 공급되어 연소된다.The first through
제2타공판(140)은 2차 공급관(120)의 선단측 내주면에 위치한다. 구체적으로 상기한 2차 공급관(120)의 내주면의 개구된 부분에 위치한다.The second
제2타공판(140)에는 다수의 제2통공(141)이 위치한다. 제2통공(141)은 제2타공판(140) 상에서 제1타공판(130)의 선단 측 상부를 둘러싸도록 형성된다.A plurality of second through-
구체적으로, 도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 제2통공(141)은 제2타공판(140) 상에서 제1타공판(130)의 둘레에 접하는 접선방향을 향하여 개방된 구멍 형태로 형성된다. Specifically, as shown in FIGS. 5 to 7 , the second through
이로써, 2차 공급관(120)의 2차 혼합기는 제2타공판(140)의 제2통공(141)을 통과하면서 연소로(10)로 공급된다. 즉, 2차 혼합기는 제1타공판(130) 둘레의 접선 방향으로 선회 유동하면서 연소로(10) 내부로 공급되면서 연소가 이루어진다.Accordingly, the secondary mixer of the
제3타공판(150)은 2차 공급관(120)의 선단에서 제2타공판(140)의 주위를 둘러싸도록 위치한다.The third
제2타공판(140)은 2차 공급관(120) 선단 측의 내주면에 위치하나, 제3타공판(150)은 2차 공급관(120)의 선단에 바로 위치한다.The second
제3타공판(150)에는 다수의 제3통공(151)이 형성되며, 제3통공(151)은 2차 공급관(120)에서 2차 혼합기가 공급되는 축 방향으로 형성된다.A plurality of third through-
2차 공급관(120)으로 공급되는 2차 혼합기 일부는 제2타공판(140)의 제2통공(141)을 통하여 연소로(10) 내부로 공급되고, 나머지 일부는 제3타공판(150)의 제3통공(151)을 통하여 2차 공급관(120)의 선단 측에서 연소기 축방향 직선으로 연소로(10) 내부로 공급되어 연소된다.A part of the secondary mixer supplied to the
다음, 도 8을 더 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 선회 연소기(100)의 연소과정을 설명한다.Next, a combustion process of the combined
도 8에 나타낸 바와 같이, 1차 공급관(110)의 선단에 위치한 제1타공판(130) 및 2차 공급관(120)의 선단에 위치하는 제2타공판(140) 사이에는 대략 컵 형태를 이루는 선회 화염 공간(S)이 형성된다.As shown in FIG. 8 , between the first
1차 공급관(110)을 통하여 연소로(10) 내부로 공급되는 1차 혼합기는 제1타공판(130)의 제1통공(131)을 통하여 유동방향 즉, 제1통공(131)의 타공방향을 따라 축방향의 모멘텀을 갖고 공급되면서 선회 화염 공간(S)에서 1차 화염을 형성한다. 한편, 2차 공급관(120)을 통하여 연소로(10) 내부로 공급되는 2차 혼합기는 2차 공급관(120) 선단 내주면에 위치하는 제2타공판(140)에 형성된 제2통공(141)의 타공방향을 따라 제1타공판(130) 둘레 상부에서 접선방향의 모멘텀을 가지고 공급된다.The primary mixer supplied into the
즉, 2차 혼합기는 제2통공(141)을 통하여, 제1타공판(130)과 제2타공판(140) 내주면 사이에 형성된 선회 화염 공간(S) 둘레 방향으로 공급되면서 2차 화염을 형성한다. 그리고, 2차 공급관(120)으로 공급되는 2차 혼합기의 나머지 일부는 제3타공판(150)에 형성된 제3통공(151)을 통하여 공급되는 방향 즉, 제3통공(151)의 타공방향을 따라 축방향의 모멘텀을 갖고 공급되면서 선회 화염 공간(S)의 둘레측에 3차 화염을 형성한다. That is, the secondary mixer forms a secondary flame while being supplied in the circumferential direction of the swirling flame space S formed between the inner peripheral surface of the first
이로써, 2차 공급관(120)의 접선방향 모멘텀을 이용하여 보염구조를 형성하며, 과도한 재순환으로 인한 열점 해소를 위해 1차 공급부를 통하여 축방향 모멘텀의 화염을 추가 형성함으로써 열적 질소산화물 발생을 억제하고, 또한 3차 화염을 형성함으로써 화염을 보다 넓게 형성할 수 있다.In this way, a flame retardant structure is formed using the tangential momentum of the
<제3실시예><Third embodiment>
다음, 도 9 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 화염 연소기를 설명한다.Next, a composite flame combustor according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 12 .
도 9 내지 도 11에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 선회 연소기(100)는, 1차 공급관(110), 2차 공급관(120), 선회기(160), 타공판(140)(상기, 제1 및 제2실시예의 '제2타공판(140)'에 대응)을 포함한다.9 to 11 , the combined
본 발명은 상기 실시예와 달리 1차 공급관(110) 선단에 선회기(160)가 구비된다.In the present invention, the
1차 공급관(110)은 연소기의 중앙부에 위치한다. 1차 공급관(110)은 중공의 관 형태로 구성되며, 1차 공급관(110)의 후단 측으로부터 1차 혼합기가 공급된다.The
1차 공급관(110)의 후단으로 공급되는 1차 혼합기는 1차 공급관(110)의 선단측을 통하여 연소로(10) 내부로 투입된다.The primary mixer supplied to the rear end of the
2차 공급관(120)은 1차 공급관(110)의 주위를 감싸도록 위치한다.The
구체적으로, 2차 공급관(120)은 1차 공급관(110) 보다 직경이 큰 중공의 관 형태로 구성되며, 1차 공급관(110)이 2차 공급관(120) 내부에 위치하며, 1차 공급관(110)과 2차 공급관(120)은 동심원 형태로 위치하게 된다.Specifically, the
도 9 내지 도 11에 나타낸 바와 같이, 2차 공급관(120)의 선단은 1차 공급관(110)보다 연소로(10) 내측으로 연장되어 위치하며, 그 내주면이 개구된 상태로 구성된다.As shown in FIGS. 9 to 11 , the tip of the
2차 공급관(120)의 후단 측으로부터 2차 혼합기가 공급된다.The secondary mixer is supplied from the rear end side of the
2차 공급관(120)의 후단으로 공급되는 2차 혼합기는 2차 공급관(120)의 선단의 내측면을 통하여 연소로(10) 내부로 투입된다.The secondary mixer supplied to the rear end of the
선회기(160)는 1차 공급관(110)의 선단에 위치하며, 다수의 블레이드(161)를 포함한다.The
블레이드(161)는 상기 1차 공급관(110) 선단에 위치한다. 블레이드(161)는 1차 공급관(110) 선단의 둘레방향을 따라 경사지게 배치된다.The
각 블레이드(161)는 서로 소정간격을 두고 경사지게 배치됨으로써, 각 블레이드(161) 사이에는 경사진 형태의 슬릿(162)이 형성된다.Each
1차 공급관(110)을 통하여 연소로(10) 내부로 공급되는 1차 혼합기가 선회기(160)의 블레이드(161) 사이의 경사진 슬릿(162)을 통과하면서 선회류를 이루면서 연소된다.The primary mixer supplied into the
타공판(140)은 2차 공급관(120)의 선단측 내주면에 위치한다. 구체적으로 상기한 2차 공급관(120)의 내주면의 개구된 부분에 위치한다.The
타공판(140)에는 다수의 통공(141)(제1 및 제2 실시예의 '제2통공(141)'에 대응)이 위치한다. 통공(141)은 타공판(140) 상에서 선회기(160)의 선단 측 상부를 둘러싸도록 형성된다.A plurality of through-holes 141 (corresponding to the 'second through-holes 141' of the first and second embodiments) are located in the
구체적으로, 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 통공(141)은 타공판(140) 상에서 선회기(160)의 둘레에 접하는 접선방향 및 슬릿(162)의 경사진 방향을 따라 개방된 구멍 형태로 형성된다.Specifically, as shown in FIGS. 9 and 10 , the through
이로써, 2차 공급관(120)의 2차 혼합기는 타공판(140)의 통공(141)을 통과하면서 선회기(160) 둘레의 접선 방향으로 선회 유동하면서 연소로(10) 내부로 공급되면서 연소가 이루어진다.As a result, the secondary mixer of the
다음, 도 12를 더 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 선회 연소기(100)의 연소과정을 설명한다.Next, a combustion process of the combined
도 12에 나타낸 바와 같이, 1차 공급관(110)의 선단에 위치한 선회기(160) 및 2차 공급관(120)의 선단에 위치하는 타공판(140) 사이에는 대략 컵 형태를 이루는 선회 화염 공간(S)이 형성된다.As shown in FIG. 12 , a swirling flame space (S) forming an approximately cup shape between the swirler 160 positioned at the tip of the
1차 공급관(110)을 통하여 연소로(10) 내부로 공급되는 1차 혼합기는 선회기(160)의 블레이드(161) 사이의 슬릿(162)을 통하여 축방향과 접선방향의 모멘텀을 갖는 선회류를 이루면서 선회 화염 공간(S)에서 1차 화염을 형성한다.The primary mixer supplied into the
한편, 2차 공급관(120)을 통하여 연소로(10) 내부로 공급되는 2차 혼합기는 2차 공급관(120) 선단 내주면에 위치하는 타공판(140)에 형성된 제2통공(141)의 타공방향을 따라 선회기(130) 둘레 상부에서 접선방향의 모멘텀을 가지고 공급된다.On the other hand, the secondary mixer supplied to the inside of the
즉, 2차 혼합기는 타공판(140)의 통공(141)을 통하여, 선회 화염 공간(S) 둘레 방향으로 공급되면서 2차 화염을 형성한다.That is, the secondary mixer forms a secondary flame while being supplied in the circumferential direction of the orbiting flame space S through the through
이로써, 강한 선회력을 이용하여 선화 화염 영역(S)에 보염을 위한 화염을 형성하도록 하여 화염 안정성을 향상시킨다.Accordingly, the flame stability is improved by using a strong turning force to form a flame for flame retardation in the linearized flame region (S).
<제4실시예><Fourth embodiment>
다음, 도 13 내지 도 16을 참조하여, 본 발명의 제4실시예에 따른 복합 화염 연소기를 설명한다.Next, with reference to FIGS. 13 to 16, a composite flame combustor according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
도 13 내지 도 15에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 복합 선회 연소기(100)는, 1차 공급관(110), 2차 공급관(120), 선회기(160), 타공판(140)을 포함한다.13 to 15 , the
본 발명은 상기 제1 및 제2실시예와 달리 1차 공급관(110) 선단에 선회기(160)가 구비되며, 제3실시예와는 달리 타공판(140)에 형성되는 통공(142)에 차이가 있다.In the present invention, unlike the first and second embodiments, the
1차 공급관(110)은 연소기의 중앙부에 위치한다. 1차 공급관(110)은 중공의 관 형태로 구성되며, 1차 공급관(110)의 후단 측으로부터 1차 혼합기가 공급된다.The
1차 공급관(110)의 후단으로 공급되는 1차 혼합기는 1차 공급관(110)의 선단측을 통하여 연소로(10) 내부로 투입된다.The primary mixer supplied to the rear end of the
2차 공급관(120)은 1차 공급관(110)의 주위를 감싸도록 위치한다.The
구체적으로, 2차 공급관(120)은 1차 공급관(110) 보다 직경이 큰 중공의 관 형태로 구성되며, 1차 공급관(110)이 2차 공급관(120) 내부에 위치하며, 1차 공급관(110)과 2차 공급관(120)은 동심원 형태로 위치하게 된다.Specifically, the
도 13 내지 도 15에 나타낸 바와 같이, 2차 공급관(120)의 선단은 1차 공급관(110)보다 연소로(10) 내측으로 연장되어 위치하며, 그 내주면이 개구된 상태로 구성된다.13 to 15 , the tip of the
2차 공급관(120)의 후단 측으로부터 2차 혼합기가 공급된다.The secondary mixer is supplied from the rear end side of the
2차 공급관(120)의 후단으로 공급되는 2차 혼합기는 2차 공급관(120)의 선단의 내측면을 통하여 연소로(10) 내부로 투입된다.The secondary mixer supplied to the rear end of the
선회기(160)는 1차 공급관(110)의 선단에 위치하며, 다수의 블레이드(161)를 포함한다.The
블레이드(161)는 상기 1차 공급관(110) 선단에 위치한다. 블레이드(161)는 1차 공급관(110) 선단의 둘레방향을 따라 경사지게 배치된다.The
각 블레이드(161)는 서로 소정간격을 두고 경사지게 배치됨으로써, 각 블레이드(161) 사이에는 경사진 형태의 슬릿(162)이 형성된다.Each
1차 공급관(110)을 통하여 연소로(10) 내부로 공급되는 1차 혼합기가 선회기(160)의 블레이드(161) 사이의 경사진 슬릿(162)을 통과하면서 선회류를 이루면서 연소된다.The primary mixer supplied into the
타공판(140)은 2차 공급관(120)의 선단측 내주면에 위치한다. 구체적으로 상기한 2차 공급관(120)의 내주면의 개구된 부분에 위치한다.The
타공판(140)에는 다수의 통공(142)이 위치한다. 통공(142)은 타공판(140) 상에서 선회기(160)의 선단 측 상부를 둘러싸도록 형성된다.A plurality of through
도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서 타공판(140)에 형성되는 통공(142)은 타공판(140) 상에서 선회기(160)의 직경방향을 향하여 개방된 구멍 형태로 형성된다.13 and 14, the through
이로써, 2차 공급관(120)의 2차 혼합기는 타공판(140)의 통공(142)을 통과하면서 선회기(160) 직경방향을 따라 연소로(10) 내부로 공급되면서 연소가 이루어진다.As a result, the secondary mixer of the
즉, 본 실시예에서 2차 혼합기는 접선방향이 아닌, 선회기(160)의 직경 방향을 따라 직선으로 공급되면서 2차 화염을 형성한다.That is, in this embodiment, the secondary mixer forms a secondary flame while being supplied in a straight line along the radial direction of the
다음, 도 16를 더 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 복합 선회 연소기(100)의 연소과정을 설명한다.Next, a combustion process of the combined
도 16에 나타낸 바와 같이, 1차 공급관(110)의 선단에 위치한 선회기(160) 및 2차 공급관(120)의 선단에 위치하는 타공판(140) 사이에는 대략 컵 형태를 이루는 선회 화염 공간(S)이 형성된다.As shown in FIG. 16 , a swirling flame space (S) forming an approximately cup shape between the swirler 160 located at the tip of the
1차 공급관(110)을 통하여 연소로(10) 내부로 공급되는 1차 혼합기는 선회기(160)의 블레이드(161) 사이의 슬릿(162)을 통하여 축방향과 접선방향의 모멘텀을 갖는 선회류를 이루면서 선회 화염 공간(S)에서 1차 화염을 형성한다.The primary mixer supplied into the
한편, 2차 공급관(120)을 통하여 연소로(10) 내부로 공급되는 2차 혼합기는 타공판(140)의 통공(142)을 통하여 선회기(160) 둘레 상부의 직경 방향으로 공급된다.On the other hand, the secondary mixer supplied into the
즉, 2차 혼합기는 타공판(140)의 통공(142)을 통하여, 선회 화염 공간(S) 직경방향의 모멘텀을 갖는 직선류를 이루며 공급되면서 2차 화염을 형성한다.That is, the secondary mixer forms a secondary flame while being supplied while forming a linear flow having momentum in the radial direction of the orbiting flame space (S) through the through
이로써, 1차 공급부를 통한 접선방향 모멘텀을 이용한여 화염을 보염하고, 2차 공급관(120)에서 통한 축방향 모멘텀을 이용하여 1차 공급부의 화염폭을 감소시켜 화염 형상을 조절할 수 있다.Thereby, the flame is protected by using the tangential momentum through the primary supply part, and the flame shape can be adjusted by reducing the flame width of the primary supply part using the axial momentum passing through the
<제5실시예><Fifth embodiment>
다음, 도 17 내지 도 20를 참조하여, 본 발명의 제5실시예에 따른 복합 선회 연소기(100)를 설명한다.Next, with reference to Figs. 17 to 20, the combined
도 17 내지 도 19에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 따른 복합 선회 연소기(100)는, 1차 공급관(110), 2차 공급관(120), 제1타공판(130), 제2타공판(140)을 포함한다.17 to 19 , the combined
본 실시예에서는 상기 실시예들과 달리 1차 공급관(110)이 1차 연료 공급관(111) 및 1차 공기 공급관(112)으로 나뉘어 구성된다.In this embodiment, unlike the above embodiments, the
1차 연료 공급관(111)은 연소기의 중앙부에 위치한다. 1차 연료 공급관(111)은 중공의 관 형태로 구성되며, 1차 연료 공급관(111)의 후단 측으로부터 1차 연료가 공급된다. The primary
1차 공기 공급관(112)은 1차 연료 공급관(111)의 주위를 감싸도록 위치한다.The primary
1차 공기 공급관(112)은 1차 연료 공급관(111) 보다 직경이 큰 중공의 관 형태로 구성되며, 1차 연료 공급관(111)이 1차 공기 공급관(112) 내부에 위치한다.The primary
1차 공기 공급관(112)의 후단으로부터 공급되는 1차 공기가 1차 공기 공급관(112)을 통하여 연소로(10) 내부로 투입된다.Primary air supplied from the rear end of the primary
또한, 1차 공기 공급관(112)으로 1차 연료와 1차 공기의 혼합기가 공급되고, 1차 연료 공급관으로 1차 연료만이 공급될 수 있다.In addition, a mixture of primary fuel and primary air may be supplied to the primary
이때, 1차 공기 공급관(112)으로 공급되는 1차 연료와 1차 연료 공급관으로 공급되는 연료는 그 성상이 다르도록 공급될 수 있다.즉, 1차 공기 공급관으로 공급되는 1차 연료가 액체 연료라면, 1차 연료 공급관으로 공급되는 1차 연료는 기체 연료일 수 있으며, 또는 그 반대일 수 있다. At this time, the primary fuel supplied to the primary
2차 공급관(120)은 1차 공기 공급관(112)의 주위를 감싸도록 위치한다.The
구체적으로, 2차 공급관(120)은 1차 공기 공급관(112) 보다 직경이 큰 중공의 관 형태로 구성되며, 1차 공기 공급관(112)이 2차 공급관(120) 내부에 위치한다.Specifically, the
즉, 1차 연료 공급관(111), 1차 공기 공급관(112) 및 2차 공급관(120)은 동심원 형태로 위치하게 된다.That is, the primary
도 17 내지 도 19에 나타낸 바와 같이, 2차 공급관(120)의 선단은 1차 공급관(110)보다 연소로(10) 내측으로 연장되어 위치하며, 그 내주면이 개구된 상태로 구성된다.17 to 19 , the tip of the
2차 공급관(120)의 후단 측으로부터 2차 혼합기가 공급된다.The secondary mixer is supplied from the rear end side of the
2차 공급관(120)의 후단으로 공급되는 2차 혼합기는 2차 공급관(120)의 선단의 내측면을 통하여 연소로(10) 내부로 투입된다.The secondary mixer supplied to the rear end of the
제1타공판(130)은 1차 공기 공급관(112)의 선단에 위치한다. 제1타공판(130)은 판 형태로서, 다수의 제1통공(131)이 위치한다.The first
제1통공(131)은 1차 공기 공급관(112)에서 1차 공기가 공급되는 축 방향으로 형성되며, 1차 공기 공급관(112)으로 공급되는 연료가 제1통공(131)을 통하여 연소기 축방향 직선으로 연소로(10) 내부로 공급되어, 1차 연료 공급부로부터 공급되는 1차 연료와 연소로(10) 내부에서 만나 연소가 이루어진다. The first through
제2타공판(140)은 2차 공급관(120)의 선단측 내주면에 위치한다. 구체적으로 상기한 2차 공급관(120)의 내주면의 개구된 부분에 위치한다.The second
제2타공판(140)에는 다수의 제2통공(141)이 위치한다. 제2통공(141)은 제2타공판(140) 상에서 제1타공판(130)의 선단 측 상부를 둘러싸도록 형성된다.A plurality of second through-
구체적으로, 도 17 내지 도 19에 나타낸 바와 같이, 제2통공(141)은 제2타공판(140) 상에서 제1타공판(130)의 둘레에 접하는 접선방향을 향하여 개방된 구멍 형태로 형성된다. Specifically, as shown in FIGS. 17 to 19 , the second through
이로써, 2차 공급관(120)의 2차 혼합기는 제2타공판(140)의 제2통공(141)을 통과하면서 연소로(10)로 공급된다. 즉, 2차 혼합기는 제1타공판(130) 둘레의 접선 방향으로 유동하면서 연소로(10) 내부로 공급되면서 연소가 이루어진다.Accordingly, the secondary mixer of the
다음, 도 20을 더 참조하여 본 발명의 제5실시예에 따른 복합 선회 연소기(100)의 연소과정을 설명한다.Next, a combustion process of the combined
도 20에 나타낸 바와 같이, 1차 공급관(110)의 선단에 위치한 제1타공판(130) 및 2차 공급관(120)의 선단에 위치하는 제2타공판(140) 사이에는 대략 컵 형태를 이루는 선회 화염 공간(S)이 형성된다.As shown in FIG. 20 , between the first
1차 연료는 1차 연료 공급관(111)을 통하여 축 방향을 따라 연소로(10) 내부로 분사되듯이 공급된다.The primary fuel is supplied as injected into the
1차 공기 공급관(112)을 통하여 공급되는 1차 공기(또는 1차 혼합기)는 제1타공판(130)의 제1통공(131)을 통하여 유동방향 즉, 제1통공(131)의 타공방향을 따라 축방향의 모멘텀을 갖고 공급된다.The primary air (or primary mixer) supplied through the primary
연소로(10) 내부로 공급된 1차 공기와 1차 연료는 연소되어 1차 화염을 형성한다. The primary air and primary fuel supplied into the
한편, 2차 공급관(120)을 통하여 연소로(10) 내부로 공급되는 2차 혼합기는 2차 공급관(120) 선단 내주면에 위치하는 제2타공판(140)에 형성된 제2통공(141)의 타공방향을 따라 제1타공판(130) 둘레 상부에서 접선방향의 모멘텀을 가지고 공급된다.On the other hand, the secondary mixer supplied into the
즉, 2차 혼합기는 제2통공(141)을 통하여, 제1타공판(130)과 제2타공판(140) 내주면 사이에 형성된 선회 화염 공간(S) 둘레 방향으로 공급되면서 2차 화염을 형성한다. That is, the secondary mixer forms a secondary flame while being supplied in the circumferential direction of the swirling flame space S formed between the inner peripheral surface of the first
이로써, 2차 공급관(120)의 접선방향 모멘텀을 이용하여 보염구조를 형성하지만, 과도한 재순환으로 인한 열점해소를 위해 1차 공급부(110)로 축방향 모멘텀을 추가하여 NOX 발생을 억제할 수 있고, 또한, 1차 연료 공급관(111)을 통해 기체 혹은 액체 연료를 추가로 공급하여 혼합연료 연소가 가능하도록 한다.Thereby, the flame retardant structure is formed using the tangential momentum of the
또한, 상기 각 실시예에서, 연료 및 공기가 공급되는 측에는 댐퍼(101)가 구비됨으로써, 1차 공급관(110) 및 2차 공급관(120)을 통하여 연소로(10)로 공급되는 1차 혼합기 및 2차 혼합기의 양을 조절할 수 있다. In addition, in each of the above embodiments, a
본 발명에 따른 복합 선회 연소기에 의하면, 연료 및 공기를 연소기의 축 방향과 접선방향의 모멘텀을 갖도록 나누어 공급하도록 구조를 개선하여, 연료 및 공기의 유량조절을 통해 화염 구조를 최적화 함으로써, 연소로 내부에 형성되는 화염의 안정성을 높이고, 화염 내의 국부적인 고온영역을 해소함으로써, 열적 질소산화물의 발생을 최소한으로 억제하여 저공해 연소를 유도할 수 있다.According to the combined vortex combustor according to the present invention, the structure is improved to divide and supply fuel and air so as to have momentum in the axial direction and tangential direction of the combustor, and by optimizing the flame structure by controlling the flow rate of fuel and air, the inside of the combustion furnace By improving the stability of the flame formed in the flame and eliminating the local high-temperature region in the flame, it is possible to induce low-emission combustion by minimizing the generation of thermal nitrogen oxides.
또한, 구조가 간단하여 현실적인 적용이 가능하고 제작 용이성의 향상과 제작 비용의 절감효과는 물론, 연소기 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있다.In addition, since the structure is simple, practical application is possible, and it is possible to improve the easiness of manufacture and reduce the manufacturing cost, as well as improve the durability and lifespan of the combustor.
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.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above. That is, a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make a number of changes and modifications to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims, and all such appropriate changes and modifications are possible. Equivalents are to be considered as falling within the scope of the present invention.
100: 복합 선회 연소기
101: 댐퍼
110: 1차 공급관
111: 1차 연료 공급관
112: 1차 공기 공급관
120: 2차 공급관
130: 제1타공판
131: 제1통공
140: 제2타공판(타공판)
141: 제2통공
142: 통공
150: 제3타공판
160: 선회기
161: 블레이드
162: 슬릿
S: 선회 화염 공간100: combined gyre combustor
101: damper
110: primary supply pipe
111: primary fuel supply pipe
112: primary air supply pipe
120: secondary supply pipe
130: first perforated plate
131: first through hole
140: second perforated plate (perforated plate)
141: second hole
142: through hole
150: third perforated plate
160: turning machine
161: blade
162: slit
S: orbiting flame space
Claims (8)
상기 1차 공급관(110)의 주위를 감싸도록 위치하고, 그 선단이 상기 1차 공급관(110)의 선단보다 연장되어 형성되며, 2차 공기 및 2차 연료가 혼합 공급되는 2차 공급관(120);
상기 1차 공급관(110)의 선단에 위치하며, 다수의 제1통공(131)이 형성되는 제1타공판(130); 및
상기 2차 공급관(120)의 선단측 내주면에서 상기 제1타공판(130) 측을 경사지게 둘러싸도록 위치하며, 상기 제1타공판(130)의 접선 방향을 따라서 개방된 제2통공(141)이 형성되는 제2타공판(140);을 포함하는,
연소기.
a primary supply pipe 110 to which primary air and primary fuel are mixed;
a secondary supply pipe 120 positioned to wrap around the primary supply pipe 110, the tip of which extends from the tip of the primary supply pipe 110, and through which secondary air and secondary fuel are mixed and supplied;
a first perforated plate 130 positioned at the tip of the primary supply pipe 110 and having a plurality of first through-holes 131 formed therein; and
It is positioned so as to obliquely surround the side of the first perforated plate 130 on the inner circumferential surface of the distal end of the secondary supply pipe 120, and a second through hole 141 opened along the tangential direction of the first perforated plate 130 is formed. A second perforated plate 140; including,
burner.
상기 2차 공급관(120)의 선단에서 상기 제2타공판(140)의 주위를 둘러싸도록 위치하며, 다수의 제3통공(151)이 형성되는 제3타공판(150);을 더 포함하는,
연소기.
The method of claim 1,
It is positioned to surround the periphery of the second perforated plate 140 at the tip of the secondary supply pipe 120, and a third perforated plate 150 in which a plurality of third through holes 151 are formed; further comprising,
burner.
상기 1차 공기 공급관(112)의 주위를 감싸도록 위치하고, 그 선단이 상기 1차 연료 공급관(111) 및 1차 공기 공급관(112)의 선단보다 연장되어 형성되며, 2차 공기 및 2차 연료가 혼합 공급되는 2차 공급관(120);
상기 1차 공기 공급관(112)의 선단에서 상기 1차 연료 공급관(111)의 둘레를 감싸도록 위치하며, 다수의 제1통공(131)이 형성되는 제1타공판(130); 및
상기 2차 공급관(120) 선단측의 내주면에서 상기 제1타공판(130) 측을 경사지게 둘러싸도록 위치하며, 상기 제1타공판(130)의 접선 방향을 따라서 개방된 제2통공(141)이 형성되는 제2타공판(140);을 포함하는,
연소기.
A primary fuel supply pipe 111 to which primary fuel is supplied, and a primary air supply pipe 112 surrounding the primary fuel supply pipe 111 and supplied by mixing primary air and primary fuel primary supply pipe 110;
It is positioned to surround the periphery of the primary air supply pipe 112, and its tip is formed to extend beyond the tips of the primary fuel supply pipe 111 and the primary air supply pipe 112, and the secondary air and secondary fuel The secondary supply pipe 120 is mixed and supplied;
a first perforated plate 130 positioned to surround the circumference of the primary fuel supply pipe 111 at the front end of the primary air supply pipe 112 and having a plurality of first through holes 131 formed therein; and
The secondary supply pipe 120 is positioned so as to obliquely surround the side of the first perforated plate 130 on the inner circumferential surface of the tip side, and a second through hole 141 opened along the tangential direction of the first perforated plate 130 is formed. A second perforated plate 140; including,
burner.
상기 1차 공기 공급관(112)으로 공급되는 1차 연료는 1차 공기 및 상기 1차 연료 공급관(111)으로 공급되는 1차 연료와는 다른 성상의 연료가 공급되는,
연소기.
4. The method of claim 3,
The primary fuel supplied to the primary air supply pipe 112 is primary air and a fuel of a different property from the primary fuel supplied to the primary fuel supply pipe 111 is supplied,
burner.
상기 1차 공급관(110)의 주위를 감싸도록 위치하고, 그 선단이 상기 1차 공급관(110)의 선단보다 연장되어 형성되며, 2차 공기 및 2차 연료가 혼합 공급되는 2차 공급관(120);
상기 1차 공급관(110) 선단의 둘레방향을 따라 소정간격의 슬릿(162)을 두고 경사지게 배치되는 다수의 블레이드(161)를 구비하는 선회기(160); 및
상기 2차 공급관(120)의 선단측의 내주면에서 상기 선회기(160) 측을 경사지게 둘러싸도록 위치하며, 상기 선회기(160)의 접선 방향 및 상기 슬릿(162)의 방향을 따라서 개방된 통공이 형성되는 타공판;을 포함하는,
연소기.
a primary supply pipe 110 to which primary air and primary fuel are mixed;
a secondary supply pipe 120 positioned to wrap around the primary supply pipe 110, the tip of which extends from the tip of the primary supply pipe 110, and through which secondary air and secondary fuel are mixed and supplied;
a swivel 160 having a plurality of blades 161 inclined with slits 162 at predetermined intervals along the circumferential direction of the tip of the primary supply pipe 110; and
It is positioned so as to obliquely surround the swirler 160 on the inner circumferential surface of the tip side of the secondary supply pipe 120 , and has a through hole opened along the tangential direction of the swirler 160 and the direction of the slit 162 . Perforated plate to be formed; including,
burner.
상기 1차 공급관(110)의 주위를 감싸도록 위치하고, 그 선단이 상기 1차 공급관(110)의 선단보다 연장되어 형성되며, 2차 공기 및 2차 연료가 혼합 공급되는 2차 공급관(120);
상기 1차 공급관(110) 선단의 둘레방향을 따라 소정간격의 슬릿(162)을 두고 경사지게 배치되는 다수의 블레이드(161)를 구비하는 선회기(160); 및
상기 2차 공급관(120)의 선단측의 내주면에서 상기 선회기(160) 측을 경사지게 둘러싸도록 위치하며, 상기 선회기(160)의 직경방향으로 개방된 통공이 형성되는 타공판;을 포함하는,
연소기.
a primary supply pipe 110 to which primary air and primary fuel are mixed;
a secondary supply pipe 120 positioned to wrap around the primary supply pipe 110, the tip of which extends from the tip of the primary supply pipe 110, and through which secondary air and secondary fuel are mixed and supplied;
a swivel 160 having a plurality of blades 161 inclined with slits 162 at predetermined intervals along the circumferential direction of the tip of the primary supply pipe 110; and
A perforated plate positioned to obliquely surround the swirler 160 on the inner circumferential surface of the distal end of the secondary supply pipe 120 and having a through hole opened in the radial direction of the swirler 160; including,
burner.
상기 1차 공급관(110)의 선단과 상기 2차 공급관(120)의 선단의 내주면 사이에 소정의 선회 화염 공간(S)이 형성되는,
연소기.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
A predetermined orbiting flame space (S) is formed between the inner peripheral surface of the front end of the primary supply pipe (110) and the tip of the secondary supply pipe (120),
burner.
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