• 대한기계학회논문집B
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• 제35권10호
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• pp.1033-1040
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• 2011

예혼합 버너는 높은 효율과 낮은 배기 때문에 가정용 보일러 버너 시스템에 매우 강력한 버너이다. 일반적으로 가정용 보일러 버너는 내부에 농후한 예혼합 불꽃으로 구성하고 연료는 2차공기의 공급에 의하여 완전연소 되는 분젠 버너를 이용한다. 이것은 상대적으로 긴 불꽃 길이와 높은 과잉공기비에서 작동하기 때문에 높은 효율을 갖는 소형 보일러에 적용하기 어렵다. 이 논문에서 메탈 화이버, 세라믹, SUS 핀과 같은 매질을 사용하는 예혼합 연소 버너의 특징을 실험하였다. 특히, 표면 매질의 비반응 유동 특성은 버너 표면 전체의 유동 속도를 측정하고 조정하였다. 연소 실험은 화염 사진과 화염 온도 측정에 의하여 수행되었다. CO와 NO는 다양한 과잉 공기비와 열량값에 대하여 버너 표면 매질, 연소실, 열교환기의 특성을 측정하고 평가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권3호
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• pp.330-341
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• 1999

An experimental study for the two types of burners used in the non-oxidizing direct fired furnaces of the heat treatment process for the cold rolled plate has been carried out to investigate the combustion characteristics and the oxidization of the surface of steel plate. A steep temperature gradient and entrainment of residual oxygen were found near the heating surface in the flame of the nozzle mixing burner which has strong swirl velocity component. It was concluded that the elimination of the residual oxygen and the increase of the temperature of combustion gas on the heating surface are needed to enhance the performance of the burners for application to the non-oxidizing direct fired furnaces.

• 설비공학논문집
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• 제29권7호
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• pp.350-359
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• 2017

Premixed burner is a very strong candidate in household condensing gas boiler burner system because it has low CO and NOx emission with high thermal efficiency. The objective of this study was to determine combustion characteristics of cylindrical premixed burner using different baffle plate and flame holes. Results showed that cylindrical premixed flame mode could be changed into lift-off flame, blue flame, red flame, and green flame with increasing equivalence ratio. In particular, blue flame was found to be very stable at heating load of 8,82~35,280 kcal/h. NOx emission was under 26 ppm between 0.775 to 0.813 of equivalence ratio. CO emission was under 58 ppm under the same equivalence ratio. Thermal efficiency, a very important index in condensing gas boiler, was found to be above 90.13% under the same equivalence region.

• 에너지공학
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• 제11권1호
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• pp.10-17
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• 2002

본 연구에서는 콘덴싱 가스보일러의 NOx와 CO 배출농도를 줄이기 위한 방안으로 원통형 버너와 열교환기를 평면으로 모사한 평면 버너와 열교환기를 제작하여 버너와 열교환기 거리에 따른 배기 특성을 검토하였다. 그리고 평면 버너 실험에서 도출한 거리에 따라 직경이 다른 3종류의 원통형 버너를 제작하여 각각의 화염 안정성과 배기 특성, 효율 등을 검토하였다. 위와 같은 연구결과에 의해 최적화된 버너를 응축 가스 보일러에 장착히여 LNG와 LPG를 연료로 사용하여 보일러에 대한 종합성능, 즉 화염 안정성, 난방효율 및 배기 특성 등을 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 난방부하 20,000kca/hr에 적합한 다공 예혼합 원통형 버너의 최적 제원을 결정하였으며, 이 버너는 당량비 0.68~0.85부근에서 turn-down ratio가 약 5 : 1 정도로 비례제어에 적합하였다. 그리고 보일러의 종합성능을 검토한 결과 난방부하 20,000 kcal/hr로 운전할 경우 LNG, LPG 모두 난방효율 97%(저위 발열량 기준)를 달성할 수 있었고 NOx와 CO 배출농도(O$_2$=0%, wet basis)는 LNG의 경우 각각 26 ppm과 85 ppm, LPG의 경우 각각 41 ppm과 113 ppm 정도로 매우 양호하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2007년도 추계학술 발표회
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• pp.216-221
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• 2007

• 에너지공학
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• 제21권4호
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• pp.385-392
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• 2012

본 연구는 현재 콘덴싱 보일러에 많이 사용하는 다공성 소재중에서 메탈화이버(metal fiber, MF) 및 세라믹(ceramic, CM)으로 제작한 평판형 버너에 대해 연소 및 열특성을 비교 검토하고 그 결과를 향후 개발할 EGR(Exhaust gas recirculation) 콘덴싱 보일러에 적용할 버너 선정의 기초자료로 활용하는 것을 목적으로 한다. CO 배출량은 CM이 MF보다 높았고 NOx 배출량은 MF가 CM보다 높게 나타났다. 버너열량 변화시에는 버너열량이 클수록 효율이 높게 나타났으며 버너 소재별 열효율은 버너열량 변화와 관계없이 MF가 CM보다 높게 나타났다. 본 실험범위에서 KS B 기준과 EN 677기준을 근거로 비례제어, 열효율, CO 및 NOx 배출량을 고려할 때 버너 소재는 MF가 적절하며 당량비는 0.8일때가 최적 운전조건으로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제7권4호
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• pp.7-13
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• 2003

본 연구에서는 연소가스의 잠열을 활용함으로서 에너지를 절약하고 배기가스 속의 오염 물질을 저감할 수 있는 콘덴싱 가스보일러의 예혼합버너와 열교환기를 최적화하기 위한 실험을 수행하였다. 본 연구에서 사용된 가스보일러의 열교환기는 상부, 하부 및 코일 열교환기 3개부분으로 구성되어 있다. 상부 열교환기는 예혼합버너를 둘러싸고 있으며 하부 열교환기는 상부열교환기 하단에 설치되어 있다. 그리고, 코일형 열교환기는 상부와 하부열교환기의 바깥 표면을 감싸고 있는 구조로 되어 있다. 본 연구를 통하여 설계된 보일러의 TDR은 당량비 0.75${\~}$0.80 부근에서 약 4:1이며 열효율이 $97\%$로 나타났다. 또한, NOx 및 CO 배출농도는 당량비 0.8 부근에서 각각 20ppm과 140ppm의 낮은 수치를 보였으며 버너의 직경을 기존의 60mm에서 50mm로 변경한 결과, CO의 배출농도가 50ppm까지 현저히 낮아짐을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.763-768
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• 2011

최근 대두되고 있는 바이오가스(Biogas)를 이중 희박 예혼합 가스터빈 연소기에 적용하기 위한 연구로써, 기존 개발된 실물형 이중 희박 예혼합 연소기 버너헤드에 바이오가스 조성을 모사한 $CO_2$ 희석 연료를 사용하여, 가스터빈 연소기의 연소불안정에 미치는 영향을 연구하였다. 이중 스월이 적용된 이중화염에서 연료분배율(Pilot fuel mass fraction)에 따라 화염구조가 상이하며 이에 따라 연소장의 온도분포와 연소불안정 특성이 결정된다. 동압신호와 phase-resolved $OH^*$ 이미지를 통해 연료분배율 변화와 $CO_2$ 희석률 증가에 따른 연소불안정 크기 감소와 그 경향을 알 수 있었다. $CO_2$ 희석에 의해 열방출 섭동의 크기가 감소하고 화염속도가 감소하며 이에 따라 화염면의 팽창 즉, 체적의 증가로 인해 연소불안정이 감소되는 것을 실험을 통해 확인하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 1997년도 제15회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.33-44
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• 1997

연소상태의 온도를 이동하면서 측정할 수 있는 광대역 코헤런트 반스톡스 라만 분광기를 제작하였다. 분광기의 온도 측정 정확도를 향상시키기 위하여 무모드레이저를 제작하여 스톡스광으로 사용하였다. 이동형 CARS 분광기에 적합하도록 CARS신호 측정용 단색기를 제작하여 분광기 내부에 설치 하였다. CARS 분광기의 온도 측정의 정확도를 알아보려고 흑연관 전기로를 이용하여 표준 복사온도계와 CARS 분광기로 측정한 온도의 차이를 측정하였다. 장치의 온도 정확도는 1000 K - 2400 K 사이의 온도영역에서 2%이내 였다. 무모드 색소레이저의 출력 스펙트럼의 시간에 따른 안정도를 측정하여 온도측정에 미치는 오차를 조사한 결과 1500 K에서 5 시간 동안 1.5 %이내 였다. 평면 화염 버너에서 프로판공기 예혼합 화염의 온도 분포를 측정하여 이 장치의 응용 가능성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.251-257
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• 2012

본 연구에서는 이중원추형 버너가 장착된 고압연소기를 이용하여 입구공기온도, 공기비 그리고 연소실 압력조건에 따른 NOx 배출 특성을 실험적으로 조사하였다. 배기가스 온도와 NOx 배출량은 동일한 연소실 끝단지점에서 측정되었다. NOx 배출량은 공기비가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며, 입구공기 온도와 연소실의 압력이 높아질수록 증가하는 경향을 나타내었다. 특히 입구공기 온도의 증가는 희박 영역에서 가연한계를 증가시켜 높은 단열화염 온도를 가짐에도 불고하고 저감된 NOx 배출 수준을 얻을 수 있었다. 연소실 압력이 증가할수록 Thermal NOx의 영향을 받는 영역에서의 NOx 배출은 큰 폭의 상승을 보였으나, 공기비가 1.8이상인 영역에서는 적은 연료량으로 인하여 적은 상승폭을 나타내었다.