KR20010019081A - Combustor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연료를 연소시켜 열에너지를 발생시킴에 있어, 연료로 고열의 에너지를 얻을 수 있고 연소시 발생되는 유해가스의 생성을 억제할 수 있도록 한 연소기에 관한 것으로서, 원통상으로 상면에 분출공이 형성되고 배면 중앙에는 공기 유입공이 관통되어 공기 유입관이 결합된 연소통과, 링형태로 내면에 방사상으로 다수의 배출공이 형성된 개질수 공급관 및 연료 공급관이 구비되며, 상기 연소통이'' 모양 및 '' 모양으로 이루어지거나 또는 연소통의 상단에 개질수 공급관과 연료 공급관이 설치된 연소통과 간격 S가 유지되고 배면 중앙에는 공기 유입관이 결합된 외통이 구비됨에 따라, 난방을 위한 연료의 연소시 거의 무연·무취상태의 완전연소에 가깝게 연소되어 유해가스(일산화탄소, 질소산화물, 매연 등)의 배출을 완전 제거할 수 있어 환경오염을 예방할 수 있으며, 또한 연료를 절약할 수 있어 경제적이며 적은량의 연료로 고온의 연소 즉, 높은 열에너지를 얻을 수 있어 효율적인 것이다.The present invention relates to a combustor capable of obtaining high heat energy as a fuel and suppressing generation of harmful gases generated during combustion in generating thermal energy by burning fuel, and having a cylindrically formed jet hole on the upper surface thereof. The center of the rear surface is provided with a combustion tube through which the air inlet is penetrated and the air inlet tube is coupled, and a reformed water supply pipe and a fuel supply tube in which a plurality of discharge holes are formed radially on the inner surface in a ring shape. Shape and It is almost lead-free when burning fuel for heating, as the combustion tank with the reformed water supply pipe and the fuel supply pipe at the top of the combustion tank and the gap S is maintained, and the rear center has an outer cylinder combined with an air inlet pipe. · Combustion close to odorless perfect combustion to completely eliminate the emission of harmful gases (carbon monoxide, nitrogen oxides, soot, etc.) to prevent environmental pollution, and also save fuel, economical and high temperature with a small amount of fuel Combustion, that is, high thermal energy can be obtained is efficient.
Description
본 발명은 연소기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료를 연소시켜 열에너지를 발생시킴에 있어, 적은량의 연료로 고열의 에너지를 얻을 수 있고 연소시 발생되는 유해가스의 생성을 억제할 수 있도록 한 연소기에 관한 것이다.The present invention relates to a combustor, and more particularly, in the combustion of fuel to generate thermal energy, it is possible to obtain high heat energy with a small amount of fuel and to suppress generation of harmful gases generated during combustion. It is about.
일반적으로, 열에너지를 얻기 위한 방법으로는 연료(석유나 등유 및 가스 등의 유체연료, 석탄이나 연탄 등의 고체연료)를 연소시켜 얻는 방식, 자연열(태양열)을 이용한 방식, 전기에 의한 방식 등으로 분류된다.In general, methods for obtaining thermal energy include a method of burning fuel (fluid fuel such as petroleum, kerosene and gas, solid fuel such as coal or briquette), a method using natural heat (solar heat), an electric method, and the like. Classified as
현재, 가장 널리 사용되고 있는 연소기로는 연료를 연소시켜 열에너지를 얻는 방식의 연소기로서, 주로, 주택의 난방용(보일러)으로 사용되고 있다.At present, the most widely used combustor is a combustor of a method of burning fuel to obtain thermal energy, and is mainly used for heating of a house (boiler).
그러나, 현재 사용되고 있는 연소기(연료 연소방식)에서는 연료의 연소시 불완전 연소로 인해 많은 유해가스[질소산화물(NOX), 일산화 탄소(CO)] 가 발생하게 되어 대기를 오염시키게 되고, 연료 소모량에 비해 고온의 열에너지를 얻을 수 없어 비효율적이고 경제적이지 못한 문제점을 갖게 되었다.However, in the combustor (fuel combustion method) currently used, a lot of harmful gases (nitrogen oxides (NO X ), carbon monoxide (CO)) are generated due to incomplete combustion during combustion of the fuel, which pollutes the air, In comparison, high temperature thermal energy cannot be obtained, resulting in inefficient and economical problems.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 연료를 연소시켜 열에너지를 발생시킴에 있어, 적은량의 연료로 고열연소되도록 하여 고온의 열에너지를 얻을 수 있어 효율적이고 경제적이며, 완전연소에 가까운 연소로 인해 유해가스의 생성을 억제할 수 있도록 된 새로운 형태의 연소기를 제공하고자 하는 것이다.The present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, the purpose is to burn the fuel to generate heat energy, high heat combustion by obtaining a small amount of fuel to obtain a high temperature heat energy is efficient, economical, complete It is to provide a new type of combustor that can suppress the generation of harmful gases due to the combustion close to combustion.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 연료를 연소시켜 열에너지를 발생시키는 연소기에 있어서, 원통상으로 상면에 분출공이 형성되고 배면 중앙에 공기 유입공이 관통되어 공기 유입관이 결합된 연소통과, 링형태로 내면에 방사상으로 다수의 배출공이 형성된 개질수 공급관 및 연료 공급관이 구비된 특징을 갖는다.In order to achieve the above object, the present invention is a combustor that burns fuel to generate heat energy, the cylinder is formed with a blow hole in the upper surface and the air inlet hole is penetrated through the center of the back and the air inlet pipe is coupled to the ring, It is characterized in that the reformed water supply pipe and the fuel supply pipe provided with a plurality of discharge holes radially on the inner surface in the form.
이와 같은 본 발명에서, 상기 연소통이 '' 모양 및 '' 모양으로 이루어지거나 또는 연소통의 상단에 개질수 공급관과 연료 공급관이 설치된 연소통과 간격 S가 유지되고 배면 중앙에는 공기 유입관이 결합된 외통이 구비된 특징을 갖는다.In this invention, the combustion cylinder is' Shape and It is characterized in that the combustion tank and the interval S is maintained or the reformed water supply pipe and the fuel supply pipe is installed on the top of the combustion cylinder and the center of the rear is provided with an outer cylinder combined with the air inlet pipe.
도 1은 본 발명에 따른 연소기를 나타내는 종단면도,1 is a longitudinal sectional view showing a combustor according to the present invention;
도 2는 도 1의 A - A선 단면도,2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 3a, 도 3b는 본 발명에 따른 연소기의 다른 실시예를 나타내는 종단면도,3A and 3B are longitudinal cross-sectional views showing another embodiment of the combustor according to the present invention;
도 4는a, 도 4b는 본 발명에 따른 연소기의 또 다른 실시예를 나타내는 종단면도이다.4a and 4b are longitudinal cross-sectional views showing yet another embodiment of the combustor according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1:연소기, 2:분출공,1: burner, 2: blower,
3:공기 유입공, 4:개질수 공급관,3: air inlet, 4: reformed water supply pipe,
5:연료 공급관, 6:화염 유지구,5: fuel supply pipe, 6: flame holder,
7:공기 공급관, 8, 8':결합공,7: air supply pipe, 8, 8 ': combined air,
10:연소통, 11:외통,10: combustion, 11: external,
12, 13:환턱, 14:보조 연소통,12, 13: round, 14: auxiliary combustion cylinder,
F, F':흡수층.F, F ': absorption layer.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연소기(1)의 연소통(10)은 원통상으로 상면에 분출공(2)이 형성되고 배면 중앙에는 공기 유입공(3)이 관통되어 공기 유입관(7)이 결합되고, 개질수 공급관(4) 및 연료 공급관(5)은 링형태로 내면에 방사상으로 다수의 배출공(4a, 5a)이 형성된 것을 나타내는 것이다.As shown in Figure 1 and 2, the combustion cylinder 10 of the combustor 1 according to the present invention is a cylindrical cylindrical blower hole 2 is formed on the upper surface and the air inlet hole 3 through the rear center Thus, the air inlet pipe 7 is coupled, and the reformed water supply pipe 4 and the fuel supply pipe 5 represent a plurality of discharge holes 4a and 5a formed radially on the inner surface in a ring shape.
이때, 개질수 공급관(4)은 공기 공급관(7)의 하방에 해당하는 위치에 형성된 결합공(8)에 의해 연소통(10)에 설치되고, 연료 공급관(5)은 결합공(8')에 의해 공기 공급관(7)의 하방에 위치되도록 결합되며, 연소통(10) 바닥면에는 일정한 두께로 단열층(P)이 형성되고 그 중앙에는 화염유지를 위한 코일 형태의 화염 유지구(6)가 설치된 것을 나타낸다.At this time, the reformed water supply pipe 4 is installed in the combustion cylinder 10 by a coupling hole 8 formed at a position corresponding to the lower side of the air supply pipe 7, and the fuel supply pipe 5 is a coupling hole 8 ′. It is coupled to be positioned below the air supply pipe (7), the heat insulating layer (P) is formed in a constant thickness on the bottom surface of the combustion cylinder (10) and in the center of the flame holder (6) in the form of a coil for flame maintenance Indicates that it is installed.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 연소기의 다른 실시예를 나타내는 종단면도로서, 도 3a에 따른 연소기(1)는 연소통(10)의 형상이 '' 모양으로 이루어진 것이고, 도 3b에 따른 연소기(1)는 연소통(10)의 형상이 '' 모양으로 이루어진 것을 나타내는 것이다.3A and 3B are longitudinal cross-sectional views showing another embodiment of the combustor according to the present invention, in which the combustor 1 according to FIG. 3, the combustor 1 according to FIG. 3b has a shape of the combustion cylinder 10 'Represents what consists of the shape.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 연소기의 또 다른 실시예를 나타내는 종단면도로서, 도 4a에 따른 연소기(1)는 개질수 공급관(4)과 연료 공급관(5)이 설치된 연소통(10)과 간격 S가 유지되며 외통(11)이 결합된 것을 나타내는 것이고, 도 4b에 따른 연소기(1)는 횡방향 연소기로서, 공기 유입공(3)이 하방에 위치되고 개질수 공급관(4) 및 연료 공급관(5)은 상방에 위치되며 연소통(10)의 내부는 환턱(12, 13)에 의해 개질수 공급구역 W과 연료 공급구역 Y으로 구획된 것을 나타내는 것이다.4A and 4B are longitudinal cross-sectional views showing still another embodiment of the combustor according to the present invention, in which the combustor 1 according to FIG. 4A has a combustion tank 10 in which a reformed water supply pipe 4 and a fuel supply pipe 5 are installed. And the interval S is maintained and the outer cylinder 11 is coupled, and the combustor 1 according to FIG. 4B is a lateral combustor, in which the air inlet hole 3 is located downward and the reformed water supply pipe 4 and the fuel The supply pipe 5 is located above, and the inside of the combustion cylinder 10 shows that it is partitioned into the reformed water supply zone W and the fuel supply zone Y by the round bars 12 and 13.
이때, 공기 유입공(3)은 외통(11)에 형성되고, 외통(11)의 상면 또는 일측면에는 내측방을 향하도록 보조 연소통(14)이 결합되며, 개질수 공급구역 W과 연료 공급구역 Y의 연소통(10) 내면에는 일정한 두께를 갖는 불연재로 이루어진 흡수층(F, F')이 형성된 것을 나타낸다.At this time, the air inlet hole (3) is formed in the outer cylinder 11, the auxiliary combustion cylinder 14 is coupled to the upper surface or one side of the outer cylinder 11 to face inward, reformed water supply zone W and fuel supply The inner surface of the combustion cylinder 10 in the zone Y shows that absorbing layers F and F 'formed of a nonflammable material having a constant thickness are formed.
이와 같은 본 발명의 사용상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the use state of the present invention as follows.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 연료를 연소시켜 열에너지를 발생시키려면, 먼저, 송풍기(도면에 도시되지 않음)를 작동시켜 일정량의 공기가 공기 유입관(7)을 통하여 연소통(10)으로 공급되도록 한 후, 일정량의 개질수와 연료를 개질수 공급관(4)과 연료 공급관(5)을 통하여 연소통(10)에 공급한다.As shown in Figs. 1 to 4, in order to burn fuel to generate heat energy, first, a blower (not shown) is operated to allow a certain amount of air to flow through the air inlet tube 7 to the combustion cylinder 10. ), And then, a predetermined amount of reformed water and fuel are supplied to the combustion cylinder 10 through the reformed water supply pipe 4 and the fuel supply pipe 5.
이때, 연소기(1)의 초기 점화는 수동에 의해 점화되고 점화 유지구(6)에 의해 점화가 유지되며, 연소통(10)으로 공급된 공기는 공기 유입공(3)을 기점으로 일부분은 연소통(10)의 내면을 따라 선회되면서 상방으로 공급되고 나머지 공기는 연소통(10) 내면을 따라 선회되면서 하방으로 공급된 후, 바닥면을 반환점으로 역류(상승)되면서 연소되는 것이다.At this time, the initial ignition of the combustor 1 is manually ignited and the ignition is maintained by the ignition retainer 6, and the air supplied to the combustion cylinder 10 is partially opened based on the air inlet hole 3. After turning along the inner surface of the communication 10 is supplied upwards and the remaining air is supplied downward while turning along the inner surface of the combustion cylinder 10, the bottom surface is combusted while flowing back (rising) to the return point.
또한, 공기가 연소통(10)의 내면을 따라 선회·하강되면서 개질수 공급관(4)과 연료 공급관(5)으로 공급된 개질수 및 연료와 혼합되데, 공급된 개질수와 연료는 연소에 의한 열에 의해 기화되어 기체상태로 공기와 혼합된다.In addition, air is mixed with the reformed water and fuel supplied to the reformed water supply pipe 4 and the fuel supply pipe 5 as the air rotates and descends along the inner surface of the combustion cylinder 10. It is vaporized by heat and mixed with air in a gaseous state.
이와 같이하여, 개질수 및 연료가 공기와 혼합된 상태로 공급되어 연소가 이루어지게 되데, 불꽃과 화학적으로 반응하게 되어 1800。C의 고열분해에 의한 완전연소가 이루어지게 되므로 고온의 열을 얻게 되는 것이다.In this way, the reformed water and fuel are supplied in a mixed state with the air to be combusted, and chemically reacts with the flame, thereby completely burning by high pyrolysis of 1800 ° C, thereby obtaining high temperature heat. will be.
한편, 도 4a에 따른 연소기(1)는 개질수 공급관(4)과 연료 공급관(5)이 설치된 연소통(10)에 간격 S가 유지되도록 외통(11)을 형성함에 따라 공기 유입공(3)으로부터 공급된 공기가 선회되면서 바로 연소되지 않고 외통(11)의 내면을 거쳐 상·하 왕복 선회(1차 선회)한 후, 연소통(10)으로 선회(2차 선회)되면서 연소됨에 따라 큰 선회력을 얻게 되어 공기와 연료 및 개질수의 혼합이 최적상태로 이루어져 연소력을 더욱더 촉진시키게 되며, 도 4b에 도시된 바와 같이, 횡방향 연소기에서는 연소통(10) 내면에 종방향으로 환턱(12, 13)이 형성되어 있으므로 개질수 공급관(4)으로부터 개질수가 과잉공급되거나 기화되지 못한 액체상태의 개질수 및 연료가 흘러넘쳐 외통(11)으로 유입되거나 연료와 개질수가 혼합되는 것을 방지되는 것이다.Meanwhile, the combustor 1 according to FIG. 4A forms an outer cylinder 11 such that an interval S is maintained in the combustion cylinder 10 in which the reformed water supply pipe 4 and the fuel supply pipe 5 are installed. As the air supplied from is not burned immediately, it is not burned immediately, but the upper and lower reciprocating turns (primary turn) is passed through the inner surface of the outer cylinder 11, and then turns into the combustion cylinder 10 (second turn). The optimum mixture of air, fuel, and reformed water is obtained to further promote combustion power. As shown in FIG. 4B, in the lateral combustor, the horizontal projection 12, 13) is formed, the reformed water supply pipe 4 is prevented from flowing over the reformed water and fuel in the liquid state that is not excessively supplied or vaporized, flowing into the outer cylinder 11 or mixed with the fuel and the reformed water.
이와 같이, 연소시 연소방사열에 의해 연료 및 개질수의 증기화가 이루어지고 선회류가 형성되기 때문에 가연기체를 공기가 둘러싼 상태로 연소되므로 미연가스가 외부로 유출되지 않고 완전연소에 가깝게 연소되어 거의 무연·무취·무색상태의 배기가 배출된다.In this way, since combustion and heat of the fuel and the reformed water are vaporized and the swirl flow is formed during combustion, the combustible gas is combusted with air enclosed, so that unburned gas does not flow out to the outside and is almost burned to be almost unleaded. · Odorless and colorless exhaust gas is discharged.
한편, 이와 같은 연소기에서의 발생되는 화학적인 반응은 다음과 같다.On the other hand, the chemical reaction generated in such a combustor is as follows.
ⓐ CnHm+ 2→ nCO + 2 Ⓐ CnHm + 2 → nCO + 2
ⓑ H2O + C(연료) 1000。C이상 → H + CO - 28.1㎉Ⓑ H 2 O + C (Fuel) More than 1000。C → H + CO-28.1㎉
ⓒ H2O + H → H2+ OH (흡열)Ⓒ H 2 O + H → H 2 + OH (endothermic)
H2O + O → OH + OH (흡열)H 2 O + O → OH + OH (endothermic)
H2+ O → H + OH (흡열)H 2 + O → H + OH (endothermic)
ⓓ CO + OH → CO2+ H (발열)Ⓓ CO + OH → CO 2 + H (heating)
ⓔ CO + O → CO + O (발열)Ⓔ CO + O → CO + O (heating)
따라서, ⓐ는 탄화수소계 연료의 CO생성 원리이고, ⓑ의 반응에 의해 NOX와 미연 탄소물질의 생성이 억제되는 것으로 흡열반응으로 연소 초기에 국부적으로 온도가 상승하여 NOX가 생성되는 것을 억제하고 동시에 미연 탄소물질과 반응하여 이를 억제한다.Thus, ⓐ is to suppress the localized the NO X generated by the temperature increases in the combustion beginning in an endothermic reaction to be the generation of NO X and unburned carbon material by the hydrocarbon and CO generation principle of the fuel, the reaction of ⓑ inhibition At the same time, it reacts with unburned carbon material to suppress it.
ⓒ는 물의 효과에 대한 반응이고 ⓓ와 ⓔ는 CO에서 CO2의 변환과정으로서, ⓒ의 반응에 의해 생성된 OH가 ⓓ의 반응을 촉진시켜 CO의 생성을 억제됨과 동시에 매연입자의 생성인자를 미리 억제시키면서 축중합반응(Polymerization)과 탄소핵의 생성을 억제하여 매연입자의 생성량을 감소시킨다.Ⓒ is a reaction to the effect of water, ⓓ and ⓔ is a conversion process of CO to CO 2 , OH generated by the reaction of ⓒ promotes the reaction of ⓓ to inhibit the production of CO and at the same time the generation factor of the soot particles in advance While suppressing polymerization and the production of carbon nuclei, the amount of soot particles is reduced.
이와 같이, 본 발명에 따른 연소기를 이용함에 따라, 난방을 위한 연료의 연소시 거의 무연·무취상태의 완전연소에 가깝게 연소되어 유해가스(일산화탄소, 질소산화물, 매연 등)의 배출을 완전 제거할 수 있어 환경오염을 방할 수 있으며, 또한 연료를 절약할 수 있어 경제적이며 적은량의 연료로 고온의 연소 즉, 높은 열에너지를 얻을 수 있어 효율적인 효과가 있다.Thus, by using the combustor according to the present invention, the combustion of the fuel for heating can be burned close to the complete combustion of almost smokeless and odorless state to completely remove the emissions of harmful gases (carbon monoxide, nitrogen oxides, soot, etc.). Therefore, it is possible to prevent environmental pollution, and also to save fuel, and it is economical, and it is possible to obtain high-temperature combustion, that is, high thermal energy with a small amount of fuel.
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