개념 한 쪽
액체연료 연소장치는 연료를 공기와 어떻게 접촉시켜 연소시키느냐에 따라 성능과 적용 범위가 달라진다. 분무식과 증발식으로 구분되며, 분무식은 유압·회전·기류 방식으로 미세한 무화를 만들어 연소 효율을 높인다. 가스버너의 경우 내부 혼합식과 외부 혼합식의 혼합 위치 차이가 연소 속도와 예열 공기 사용 가능성 등에 영향을 준다.
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출제기준 단원 「액체연료 연소장치」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 분무식과 증발식 구별 | 1 | 분무식에 속하지 않는 버너를 가려내기 |
| 버너 유량조절 범위 비교 | 1 | 유량조절 범위가 가장 넓은 버너를 고르기 |
| 형식별 버너 짝짓기 | 1 | 보일러 형식에 맞는 버너 짝을 판단하기 |
액체연료 버너는 연료를 공기 중으로 어떻게 흩뿌리느냐에 따라 분류한다. 분무식 버너는 연료를 미세한 입자로 분사하여 연소 면적을 넓히는 방식으로, 유압식·회전식·기류식이 대표적이다. 증발식 버너는 연료를 표면에서 가열·증발시켜 연소시키는 방식으로 포트형 버너가 이에 속한다. 따라서 포트형은 분무식이 아니므로 구별해야 한다.
회전식 버너는 회전력으로 연료를 무화시키는 방식으로 유량 조절 범위가 넓고 소량 연소 시에도 무화가 잘 되어 화염이 안정적이다. 제시된 수치로서 회전식은 유량 조절비가 넓은 편이라는 특징을 적용하면 오답을 가리기 쉽다. 회전식의 분무각도와 압력 특성은 설계별로 다를 수 있으나, 기본적으로 넓은 조절 범위를 갖는 점이 핵심이다.
고압기류분무식 버너는 공기 또는 증기의 압력으로 연료를 분무하는 방식이며, 유압분무식보다 상대적으로 낮은 압력 범위에서 작동한다는 설명이 주어진다. 자료상 고압기류분무식의 공기·증기 압력은 대략 2~7 kg/cm² 정도로 소개된다. 이 특성으로 고압기류식은 정밀한 압력 제어를 통해 유량과 분무 패턴을 제어하므로 넓은 조절 범위를 가질 수 있다.
유압분무식 버너는 고압 펌프로 연료를 노즐로 압송하여 분무하는 방식으로 무화 매체가 필요 없고, 공급 압력과 유량의 관계는 압력의 제곱근에 비례한다는 설명이 제시된다. 또한 가스버너에서는 내부 혼합식이 노즐 내부에서 가스와 공기를 미리 혼합하여 급속 연소와 높은 화염온도를 얻는 대신 예열 공기 사용이 곤란하다는 점을 구별해야 한다.
문제 유형은 주로 버너의 무화 방식과 기능을 구별하거나 조절 특성을 비교하는 형식으로 출제된다. 예를 들어 분무식에 속하지 않는 것을 고르는 문제에서는 포트형 버너가 증발식에 해당하므로 정답으로 판단한다. 회전식 버너의 선택지에서 '조절 범위가 좁다'는 서술이 나오면 회전식의 특성과 어긋나므로 오답으로 처리한다.
고압기류분무식의 압력 범위를 묻는 문제에서는 2~7 kg/cm²라는 범위를 기준으로 판단한다. 유압분무식의 특성을 물을 때는 '무화매체 불필요'와 '유량은 압력의 제곱근에 비례'하는 설명을 근거로 오답을 가리킨다. 형식별 사용 버너 짝짓기 문제는 무화 방식(압력, 회전, 증발)과 보일러 형식의 대응을 기준으로 검토한다.
고압기류분무식 버너의 공기 또는 증기의 압력은 몇 kg/cm² 정도인가?
정답 ① · 고압기류분무식 버너의 공기 또는 증기 사용 압력 범위를 묻는 문제이다. 고압기류분무식 버너는 고압의 공기나 증기의 운동 에너지로 연료를 미세하게 분무하는 방식으로, 통상 2~7 kg/cm2 정도의 압력을 사용한다.
고압기류분무식 버너는 연료를 미세하게 분사하기 위해 일반적으로 2~7 kg/cm² 정도의 비교적 낮은 공기 압력을 사용합니다.
다음 오일(oil)연소용 버너 중 유량조절 범위가 가장 넓은 것은?
정답 ④ · 오일 버너의 유량조절 범위(Turn-down ratio)는 최대 연소량과 최소 연소량의 비율을 의미합니다. 고압기류식 버너는 고압의 증기나 압축공기를 사용하여 중유를 미세하게 분무하는 방식으로, 분무 매체의 압력 조절만으로도 분무량과 패턴을 매우 정밀하고 폭넓게 조절할 수 있습니다.
고압기류식 버너는 고압 매체의 압력 조절로 분무량과 패턴을 정밀하게 제어할 수 있어 유량조절 범위가 가장 넓다.
연료가 유류인 온수 보일러의 형식별 사용 버너를 짝지은 것 중 잘못된 것은?
정답 ③ · 유류 온수 보일러의 버너 형식과 무화 방식의 짝지음 중 잘못된 것을 고르는 문제이다. 회전 무화식 버너는 회전판이나 회전컵을 고속으로 돌려 원심력으로 기름을 미세하게 분산시키는 방식이므로 노즐을 사용하지 않는다.
회전 무화식 버너는 노즐을 사용하지 않고 회전판의 원심력을 이용하므로 노즐식과 매칭되지 않는다.
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