KR0126897B1 - 가스기기용 버너 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1버너 및 그 양측의 제2버너에 공기과잉률이 다른 혼합기체를 독립적으로 공급하는 구성에 있어서, 혼합기체의 공급기구의 구조를 단순화시킬 수 있고, 각 버너의 공연비의 조정이 용이하면서 제조비용을 저감할 수 있는 가스기기용 버너를 제공하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 제1버너(1)의 제1화구(11)의 양측에 그 제1화구(11)를 사이에 두고서 제2화구(21,21)가 형성된 제2화버너(2)를 구비한 가스기기용 버너(100)에 있어서, 상기 제2버너(2)는 상기 제1버너(1)와 독립적으로 연료 가스 및 1차 공기를 흡입하여 상기 제1화구(11)의 양측에 설치된 제2화구(21,21)에 공급하는 공통흡입구(22)를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

가스기기용 버너 및 그 제조방법

제 1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 가스기기용 버너를 이용한 가스급탕기의 연소부의 사시도

제 2 도는 제 1 도에 도시된 주버너 및 가스기기용 버너의 측면도,

제 3 도는 제 1 도에 도시된 주버너 및 가스기기용 버너의 단면도,

제 4 도는 본 발명의 가스기기용 버너를 이용한 가스급탕기의 개략도,

제 5 도는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 주버너 및 가스기기용 버너의 측면도,

제 6 도는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 주버너 및 가스기기용 버너의 측면도,

제 7 도는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 가스기기용 버너의 사시도,

제 8 도는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 가스기기용 버너의 측면도,

제 9 도는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 주버너의 측면도와 정면도 및 배면도,

제 10 도는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 커버(cover)의 측면도와 정면도 및 배면도,

제 11 도는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 가스기기용 버너의 평면도와 정면도,

제 12 도는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 가스기기용 버너의 평면도,

제 13 도는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 가스기기용 버너의 주화구의 구성부품도,

제 14 도는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 가스기기용 버너의 측면도,

제 15 도는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 가스기기용 버너의 평면도와 정면도,

제 16 도는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 가스기기용 버너의 주화구의 구성부품도,

제 17 도는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 가스기기용 버너의 주버너의 요부단면도,

제 18 도는 본 발명의 가스기기용 버너의 소음레벨을 나타낸 그래프,

제 19 도는 본 발명에 따른 가스기기용 버너의 안정연소영역(安定燃燒領域)을 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 주버너(제1버너)2 : 수화버너(제2버너)

3 : 댐퍼4 : 주버너의 연료가스공급관

5 : 수화버너이 연료가스공급관6, 7 : 소화구

11 : 주화구(제1화구)20 : 커버

21 : 수화구(제2화구)22 : 공통흡입구

100 : 가스기기용 버너111 : 슬릿

본 발명은 주로 가스급탕기의 가열원으로 사용되는 가스기기용 버너 및 그 제조방법에 관한 것이다.

편평한 제1버너의 제1화구(火口) 양측에 그 제1화구를 사이에 두고서 제2화구가 형성된 제2버너를 설치하고, 제1버너와 제2버너에 별개의 노즐로부터 연료가스를 공급하는 가스기기용 버너가 이미 알려져 있다(일본국 특개평 3-263505호 공보). 이 가스기기용 버너는 일정한 간극을 매개하여 다수가 일렬로 설치되도록 조립되어 급탕기 등에 사용된다. 이러한 구조의 가스기기용 버너는 제1화구에서 이론 공연비(理論公然比)보다 연료가 희박한 연료공기 혼합기체[이하 에어리치(air rich) 혼합기체라 한다]를 연소시키고 제2화구에서 이론 공연비보다 연료가 진한 연료공기 혼합기체[이하 가스리치(Gas rich) 혼합기체라 한다]를 연소시킴으로써 전체를 균일한 혼합기체로 연속시킨 경우 120ppm 정도 배출되는 질소산화물(NOx)을 40-60 ppm으로 저감할 수 있다. 또, 이와 반대로 제1화구에서 가스리치 혼합기체를 연소시키고 제2화구에서 에어리치 혼합기체를 연소시킴으로써 상기와 같이 낮은 질소산화물(NOx)의 연소가 가능하게 된다.

그런데, 이러한 형식의 가스기기용 버너는 종래 병설된 3개의 화구에 혼합기체를 공급하기 위해 연료가스공급관에 3개의 분출노즐을 설치할 필요가 있을 뿐 아니라, 이에 대응하여 버너의 혼합기체의 흡입구 3개를 나란히 설치하고 있다.

이 때문에, 제조 및 조립의 오차에 대한 각 버너의 공연비의 조정작업에 시간이 걸리게 됨과 더불어 구조가 복잡해지게 되어 제조비용이 상승된다는 결점이 있었다.

따라서, 특허청구범위 제1항 또는 제2항에 기재된 본 발명의 목적은 제1버너 및 그 양측의 제2버너에 공기과잉률(空氣過剩率)이 다른혼합기체를 독립적으로 공급하는 구성에 있어서, 혼합기체의 공급기구의 구조를 단순화시킬 수 있어 각 버너의 공연비의 조정이 용이하면서 제조비용을 저감할 수 있는 가스기기용 버너를 제공함에 있다.

또, 특허청구범위 제3항 또는 제4항에 기재된 본 발명의 목적은 제1화구(주화구)를 사이에 두고서 2개의 제2화구[수화구(袖火口)]가 1매의 금속판의 프레스 성형을 제1버너에 덮어 줌으로써 형성할 수 있어, 제조가 용이하면서 비용을 저감할 수 있는 가스기기용 버너의 제조방법을 제공함에 있다.

또한, 특허청구범위 제 5항 또는 제6항에 기재된 본 발명의 목적은 제2버너의 2개의 제2화구(수화구)로의 혼합기체의 분산을 균일하게 한 가스기기용 버너의 제조방법을 제공함에 있다.

특허청구범위 제7항 내지 제 11항에 기재된 본 발명의 목적은 제1화구로부터의 화염을 분할함으로써 연소소음의 저감을 도모하는 가스기기용 버너를 제공함에 있다.

특허청구의 범위 제12항에 기재된 본 발명의 목적은 제1화구를 형성하는 용접을 배제하여 열왜(熱歪)에 의한 치수정밀도의 저하를 방지하는 가스기기용 버너를 제공함에 있다.

특허청구 범위 제13항에 기재된 본 발명의 목적은 제1화구가 제2화구사이에 구획밴드를 설치하여 연소소음이 일층 저감되도록 하는 가스기기용 버너를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 가스기기용 버너는 제1버너의 제1화구의 양측에 그 제1화구를 사이에 두고서 제2화구가 형성된 제2버너를 구비한 가스기기용 버너에 있어서, 상기 제2버너는 상기 제1버너와 독립적으로 연소가스 및 1차공기를 흡입하여 상기 제1화구의 양측에 설치된 제2화구로 공급하는 공통흡입구를 구비하여 구성된다.

특허청구범위 제2항에 기재된 가스연소용 버너는 상단에 주화구를 갖춘 편평한 판금제의 제1버너와, 상기 주화구의 양측에 그 주화구를 사이에 두고서 슬릿 형상의 수화구가 형성된 판금제의 제2버너를 구비한 가스기기용 버너에 있어서, 상기 제2버너는 상기 제1버너와 독립적으로 연료가스 및 1차공기를 흡입하여 상기 주화구의 양측에 설치된 양 수화구로 공급하는 공통 흡입구를 구비하여 구성된다.

특허청구범위 제3항에 기재된 가스기기용 버너의 제조방법에 따르면, 상기 제1버너는 금속판을 대칭적으로 압형가공 및 팽출성형(膨出成型)하여 대칭면에서 절곡하고 팽출부분에서 제1버너유로를 형성함과 더불어 버팽출부를 접합해서 형성하고, 상기 제2버너는 판금을 소정형상으로 압형함과 더불어 대칭적으로 팽출성형하여 대칭면에서 절곡한 커버(cover)에 의해 적어도 상기 제1버너의 상부를 덮고, 상기 공통흡입구와 그 공통흡입구로부터 상기 양 수화구로 이어지는 제2버너유로 및 상기 주화구를 사이에 두고서 상기 양수화구를 설치해서 형성하도록 구성된다.

특허청구범위 제4항에 기재된 가스기기용 버너의 제조방법에 따르면, 상기 제1버너유로는 일단이 흡입구로 되고 그 일단부로부터 다른단으로 수평적으로 연장되는 제1버너 입구부와, 상기 제1버너 입구부의 다른단으로부터 상측으로 세워진 제1버너 중간부 및, 상기 제1버너 중간부의 상단으로부터 전체폭으로 확장되어 상기 제1화구로 이어진 제1버너 출구부로 구성되고, 상기 제1버너 입구부와 상기 제1버너 출구부 사이의 비팽출부내에 일단이 제2버너 흡입구로 되고 다른단이 상기 제2버너의 유로에 대한 연통구(連通口)를 이루는 수평방향의 원통형상부(筒狀部)를 형성하도록 구성된다.

특허청구범위 제5항에 기재된 가스기기용 버너의 제조방법에 따르면, 상기 연통구는 상기 원통형상부의 다른 단부에 일렬로 설치된 축방향의 미소구멍군(小 究群)으로 구성된다.

특허청구범위 제6항에 기재된 가스기기용 버너의 제조방법에 따르면, 상기 미소구멍군은 상기 원통형상부의 다른 단부의 좌우 상부면에 좌우대칭적으로 2열로 나란히 설치된다.

특허청구범위 제7항에 기재된 구성에서는 제1화구를 다수의 슬릿이 병설된 슬릿열로서 형성하게 된다.

특허청구범위 제8항에 기재된 구성에서는 제1화구를 다수의 소화구(小火口)를 면상(面狀)으로 배열되어 형성된다.

특허청구범위 제9항에 기재된 구성에서는 상기 다수의 소화구가 금속판에 미소구멍을 매트릭스형상으로 개구하여 형성된다.

특허청구범위 제10항에 기재된 구성에서는 상기 다수의 소화구가 금속파판(金屬破板)과 금속평판을 교대로 겹쳐 형성된다.

특허청구범위 제11항에 기재된 구성에서는 상기 다수의 소화구가 면방향의 돌기를 갖춘 밴드형상의 금속판을 2중으로 겹쳐서 리본을 형성하고, 그 리본의 2매를 대향되게 겹쳐서 형성된다.

특허청구범위 제12항에 기재된 구성에서 상기 2매의 리본의 양 단부를 상기 제1버너의 제1화구의 양단에 설치된 긴박간극(緊縛間隙)에 끼우고, 각 리본의 상단을 제2버너의 제2화구에 설치된 가교(架橋)에 맞닿게 접촉시켜 유지시키게 된다.

특허청구범위 제13항에 기재된 구성에서는 제1화구와 제2화구 사이에 구획밴드를 설치하게 된다.

따라서, 특허청구범위 제1항 또는 제2항에 기재된 발명에서는 제2버너가 공통흡입구를 갖추고 1개의 노즐로부터 제1버너 양측의 2개의 제2화구(수화구)로 연료가스가 공급된다. 이 때문에 공연비를 설정치로 맞추기 위한 노즐과 흡입구의 수를 저감할 수 있어, 구조가 단순하게 되고 공연비의 조정이 간단하게 된다.

특허청구범위 제3항 또는 제4항에 기재된 발명에서는 2개의 수화구가 1매의 성형판을 제1버너에 덮음으로써 구성되므로 제조가 용이하고 비용을 저감할 수 있다.

또, 특허청구범위 제5항 또는 제6항에 기재된 발명에서는 혼합기체를 제2버너의 전체 폭을 따라 균일하게 공급할 수 있으면서 2개의 수화구에 적절하게 분산하여 공급할 수 있기 때문에 연소 안전성을 향상시킬 수 있다.

제1화구는 특허청구범위 제7항에 기재된 바와 같이 다수의 슬릿을 병설한 슬릿 열로 형성함으로써 1개의 화염구(슬릿)당 연소량을 감소시킬 수 있고, 그에 따라 편평버너에서 연소의 치우침에 기인하여 린(Lean)공연비영역에서의 사용시에 생기기 쉬운 화염의 진동을 저감할 수 있다. 즉, 1개의 화염구에서의 진동에너지가 작기 때문에 화염의 진동이 작아지게 되고 그 진동에 의한 소음의 발생도 감속하게 된다.

상기 화염의 진동은 특허청구범위 제8항과 제9항, 제10항 및 제11항 중 어느 한 항에 기재된 바와 같이 다수의 소화구를 면상으로 배열하여 제1화구를 형성함으로써 한층 작게 할 수 있고, 그에 따라 소음레벨을 더욱 더 저하시키는 것이 가능하게 된다.

또, 특허청구범위 제12항에 기재된 바와 같이 리본을 끼워서 유지시켜 제1화구를 형성함에 따라 용접이 불필요하게 되어 열왜에 의한 치수정밀도의 불량이 저감될 수 있다.

특허청구범위 제13항에 기재된 바와 같이 제1화구와 제2화구와의 사이에 구획밴드를 설치하여 제1화구로부터 분출되는 혼합기의 일부가 와류로 되어 구획밴드내에 도달되도록 하게 된다. 이 와류에 의해 제2화구로부터 혼합기체는 하방향으로 억압됨과 더불어 제1화구를 향하는 화염으로 된다. 이 결과, 제1화구의 화염의 진동이 제1화구의 화염에 영향을 주는 일이 방지되고, 제2화구의 화염은 안정하게 되어 제1화구의 화염에 대한 보염(保炎) 효과가 확실하게 되며, 그에 따라 제1화구의 화염이 안정하게 되어 연소소음의 저감이 가능하게 된다.

이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 가스기기용 버너(100)를 프레임체(도시 생략)에 의해 고정한 상태에서 소정의 간격으로 일렬설치되어 이루어진 급탕기용 가열원(200)을 나타낸 도면이다. 각 가스기기용 버너(100)는 상단에 가늘고 긴 주화구(제1화구; 11)를 갖추고 그 측부에 혼합기체의 흡입구(12)를 구비한 편평한 주버너(제1버너; 1)와, 그 주화구(11)의 양측에 인접하게 편평한 슬릿형상의 수화구(제2화구; 21,21)를 형성함과 더불어 측부에 1개의 공통흡입구(22)를 갖춘 수화버너(제2버너; 2)로 이루어진다.

주버너(1)의 흡입구(12) 및 수화버너(2)의 공통흡입구(22)에는 각 버너의 1차 공기를 조절하는 조절구멍(31, 32)이 각각 일렬형성된 댐퍼(3)가 설치되어 있다.

제2도(A)와 (B)에 나타낸 바와 같이 주버너(1)는 중심위치에 주화구(11)로 이루어진 판금의 다수의 병설 슬릿을 압형함과 더불어 중심선을 대칭면으로 해서 그 양측에 대칭적으로 팽출부(1A, 1B)를 성형한다.

다음에, 제2도(A) 및 제3도(A)와 (B)에 나타낸 바와 같이 주화구(11)부분을 제외한 상기 중심선의 양측의 평행성을 기준(도면의 상부주면)으로 하여 대략 ⊃자 형상으로 절곡하고, 평판부분(1C)을 겹쳐서 스폿용접하게 된다. 또한 평판부분(1C)의 주변부는 가스누출방지를 위해 겹쳐서 U자형으로 절곡함이 바람직하게 된다.

이에 따라, 제 1도와 제2도(A) 및 제3도(A),(B)에 나타낸 바와 같이 상단에는 다수의 슬릿(111)을 병설한 슬릿열로 이루어지는 상기 주화구(11)가 형성되고, 판금의 팽출구(1A)에 의해 일측단에 혼합기체의 흡입구(12)가 설치되며, 내부에는 흡입구(12)로부터 주화구(11)로 이어진 유로(13)가 형성된다.

또한, 판금의 팽출구(1B)에 의해 흡입구(12)의 상부에 수화버너(2)용의 흡입구부(14)와 슬롯부(15) 및 슬롯출구(16)가 형성된다.

또, 본 실시예에 따른 주버너(1)는 1매의 판금의 프레스성형에 의해 제조되지만 용접이라든지 주조 등의 다른 가공방법으로 제조하여도 된다.

수화버너(2)는 다음과 같은 형태로 형성된다. 즉, 판금의 중심위치에 복수의 구형(矩形)의 압형부(20a)를 형성함과 더불어 중심선을 대칭면으로 해서 그 양측에 대칭적으로 팽출부(2A)를 성형한다. 다음에, 제2도(B) 및 제3도(A)와 (B)에 나타낸 바와 같이, 상기 중심선 양측의 평행선을 절곡선(도면의 상부주변)으로 하여 대략 ⊃자 형상으로 절곡하여 커버(20)를 성형한다.

그리고 나서, 제1도와 제2도(B) 및 제3도(A),(B)에 나타낸 바와 같이, 커버(20)를 주버너(1)에 덮고, 커버(20)의 평판부분(2B)을 상기 주버너(1)의 평판부분(1C)에 겹쳐서 스폿용접한다. 주버너(1)와 마찬가지로, 평판부분(2B)의 주변부는 가스누출방지를 위해 겹쳐서 U자형으로 절곡해 놓는 것이 바람직하게 된다.

상기 팽출부(2A)는 상기 주버너(11)와 주화구(12) 및 유로(13)를 덮으면서 상기 슬릿형상의 수화구(21,21) 및 상기 공통흡입구(22)를 형성하고, 주버너(1)의 양측에 공통흡입구(22)로부터 수화구(21,21)로 이어지는 유로(23)을 형성한다. 또, 주화구(11) 및 수화구(21,21)는 상기 구형의 압형부(20a)내로 노출되어 있다.

또한, 본 실시예에서는 주버너(1)에 설치된 수화버너(2)용 흡입구부(14)와 슬롯부(15) 및 슬롯출구(16)가 상기 공통흡입구(22)내에 끼워 넣어진 구조로 되어 있다.

이러한 구조에 의해 수화버너(2)에서 필요로 되는 1차 공기와 연료가스는 수화버너(2)의 공통흡입구(22)로부터 흡입되어 주버너(1)에 설치된 슬롯부(15)에 의해 혼합되고, 그 슬롯부(15)의 슬롯출구(16)에 의해 좌우로 양분되어 2개의 수화구(21,21)로 공급한다. 이 결과, 2개의 수화구(21,21)로 공급되는 혼합기체량을 균등하게 할 수 있다는 이점이 있다.

제1도 및 제4도에 나타낸 바와 같이, 이 가스기기용 버너(100)군의 주버너(1)의 흡입구(12) 및 수화버너(2)의 흡입구(22)와 이들 흡입구(22)에 설치된 상기 댐퍼(3)의 조절구멍(31,32)에 대응하여 연료가스공급관(4,5)이 병설되어 있고, 각 공급관(4,5)에는 상기 조절구멍(31,32)의 중심위치에 대응하여 노즐(41,51)이 일렬 설치되어 있다.

상기 노즐(41)로부터 분출된 연료가스는 조절구멍(31)을 통해서 1차 공기가 유입되는 흡입구(12)로부터 유로(13)로 흘러 제3도에 나타낸 바와 같이 주화구(11)에서 연소된다. 상기 노즐(51)로부터 분사된 연료가스는 조절구멍(32)을 통하여 1차 공기가 유입되는 흡입구(22)로부터 슬롯부(15)를 통해 유로(23)로 흘러서 주화구(11)의 양측으로 분산되어 수화구(21,21)에서 연소된다.

연소조건으로서 주버너(1)에서의 공기과잉률은 예를 들어 1.4의 에어리치 혼합기체로 되도록 설정하고, 수화버너(2)에서의 공기과잉률은 0.8의 가스리치 혼합기체로 설정된다. 그에 따라, 주버너(1)에서의 연소는 충분하게 공기과잉으로 되기 때문에 질소산화물(NOx)의 발생이 적고, 또한 수화버너(2)에서는 충분하게 연료과잉이 되기 때문에 질소산화물(NOx)의 발생이 적어지게 된다.

또한 주화구(11)를 다수의 슬릿(111)을 병설한 슬릿열로서 형성함으로써 1개의 화염구(슬릿)당 연소량을 작게 할 수 있다. 그에 따라 편평한 주버너(1)에서 연소의 치우침에 기인하여 린공연비영역에서의 사용시에 생기기 쉬운 화염의 진동을 저감할 수 있다, 즉, 1개의 화염구[슬릿(111)]에서의 진동에너지가 작기 때문에 화염의 진동이 작아지게 되고 그 진동에 따른 소음의 발생도 감소하게 된다.

따라서, 전체를 일정한 공기과잉률(예를 들어 1.2)로 연소할 때 발생하는 120ppm 정도의 NOx 배출량이 본 발명에 따른 가스기기용 버너(100)에서는 40-60ppm으로 저감될 수 있다.

이러한 NOx 배출량의 저감에서는 주버너(1) 및 수화버너(2)로 공급되는 혼합기체의 공연비조정이 중요하게 된다. 이러한 공연비조정은 상기 노즐(41,51)의 직경과 위치 및 댐퍼(3)의 조절구멍(31,32)의 직경과 위치의 조절에 의해 이루어진다.

이러한 공연비조정에 있어서, 본 발명과 같이 2개의 슬릿형상 수화구(21,21)에 단일의 공통흡입구(22)로 부터 혼합기체를 공급하는 구성을 채용하면, 수화버너(2)에 관하여 조정해야만 하는 노즐(51) 및 조절구멍(32)의 수를 반감할 수 있고, 그 결과 제조 및 조립 작업이 간단하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 가스기기용 버너(100)의 제조에 있어서, 2개의 슬릿형상 수화구(21,21)와 단일의 공통흡입구(22)를 갖춘 수화버너(2)는 1매의 판금의 프레스성형품을 주버너(1)에 덮고 용접함으로써 낮은 비용으로 제조할 수 있다.

상기 실시예에 있어서 주버너(1)의 흡입구(12)를 수화버너(2)의 흡입구(22)의 아래에 설치한 이유는 에어리치 혼합기체가 연료가스와 공기와의 혼합을 완전히 수행하기 위한 긴 유로를 필요로 하기 때문이다.

또한, 본 발명에서 주버너(1)에 가스리치 혼합기체를 공급하고 수화버너(2)에 에어리치혼합기체를 공급해도 되는데, 이 경우에는 제5도에 나타낸 제2실시예와 같이 주버너(1)의 흡입구(12)를 수화버너(2)의 흡입구(22)상에 설치함이 바람직하게 된다. 제 5도에서 팽출구(1D)는 제2도의 팽출구(1B)와 동일한 기능물이다.

그리고, 본 발명에서는 제6도에 나타낸 제3실시예와 같이 주버너(1)에 상기 수화버너(2)용의 흡입구부(14), 슬롯부(15) 및 슬롯출구(16)에 대응하는 형상의 절결부(17)를 형성해도 바람직하게 되고, 그러한 구성은 제5도에 나타낸 팽출부(1D)에도 적용할 수 있다.

본 발명에 따른 가스기기용 버너(100)를 발열량이 크게 증감되는 가스연소기에 적용되는 경우, 연소량을 줄이면 가스리치측의 버너에서 역화(逆火)가 생기기 쉽다. 이 때문에 수화버너(제2버너; 2)의 슬릿형상 수화구(21)는 그 수화구(21)를 다수의 화구로 구획함과 더불어 수화구(21)의 면적을 줄이고, 또한 소염(消炎) 작용을 갖는 소염구열(消炎口列)로 구성하는 것이 바람직하게 된다. 이러한 형상의 수화구(21)는 수화버너(2)의 커버(20)의 압형성형의 경우에 용이하게 형성할 수 있다.

제 7도 내지 제 10도는 본 발명의 제4실시예에 다른 가스기기용 버너를 나타낸 도면이다.

본 실시예에서는 제10도(A), (B), (C)에 나타낸 커버(20)의 상하방향의 폭을 제9도(A), (B), (C)에 나타낸 주버너(1)보다 짧게 형성하고 가스기기용 버너(100)의 하부벽을 한겹구조로 하여 경량화 및 저비용화를 실현하고 있다.

또, 주버너(1)는 제 9도에 나타낸 바와 같이 유로(13)의 일단이 흡입구(12)로 되고 그 일단으로부터 다른단으로 수평적으로 연장되는 입구부(13A)와 그 입구부(13A)의 다른단으로부터 상측으로 직설되는 중간부(13B)와, 그 중간부(13B)의 상단으로부터 전체폭으로 확장되어 상기 주화구(11)로 이어지는 출구부(13C)로 구성된다.

유로(13)의 중간부(13B)는 중간단(131)을 통해서 상부의 폭이 커버(20)의 판두께가 얇게 되어 커버(20)를 덮고 용접할 때 제8도에 도시된 바와 같이 커버(20)의 표면(20A)과 주버너(1)의 표면(10A)이 동일면으로 되도록 설정되어 있다.

이에 따라, 가스기기용 버너(100)는 양측면이 평탄하게 됨과 더불어 두께를 얇게 할 수 있고, 제1도에 도시된 가열원(200)을 조립할 때 소형화되어 조립작업시에 커버(20)의 하단에 걸리는 불합리함이 방지될 수 있어 안전하게 된다.

상기 유로(13)의 출구부(13C)는 경사단(132)을 매개하여 중간부(13B)에 대해 두께가 얇게 형성되고, 그 출구(13C)의 외벽과 커버(20)의 내벽과의 사이는 수화버너(2)의 혼합기체의 유로(23)를 이루게 된다.

상기 주버너(1)의 입구부(13A)와 상기 출구부(13C)사이의 비팽출부(18)내에 형성된 원통형상부인 슬롯부(15)는 상기 주버너(1)의 흡입구(12)에 배해 다소 내측으로 요입되어 형성되고, 연통구인 슬롯출구(16)는 일렬설치된 축방향의 미소구멍(161)으로 구성된다. 이러한 미소구멍(161)은 원통형상의 슬롯부(15)의 슬롯출구(16) 즉 좌우의 상면에 좌·우 대칭적으로 형성된 경사면(19)의 양단부에 2개씩 일렬 설치되어 있다.

상기 단부(132)의 경사와 미소구멍(161)의 축방향으로의 적당한 분산에 의해 슬롯출구(16)로부터 취출되는 혼합기체가 수화버너(2)의 유로(23)에서 그 유로(23)내의 압력을 높이지 않으면서 확산되어 슬릿형상 수화구(21,21)의 전체폭에 균일하게 분포되는 것이 가능하게 된다.

따라서, 슬릿형상 수화구(21)중 분포가 강한 부분에 대응하는 유로(23)의 부분을 좁게 하여 균일한 분포를 도모하는 경우와 같이 유로(23)내의 압력이 상승하지 않게 되므로, 유로(23)로부터 혼합기체가 외부로 누출되는 불합리함은 생기지 않는다. 그러므로, 커버(20)의 상하방향의 폭을 주버너(1)의 상부만을 덮도록 설정할 수 있게 된다.

상기 수화버너(2)용의 흡입구부(14)는 커버(20)의 공통흡입구(22)보다 3mm정도 요입되어지고 제8도에 도시된 바와 같이 댐퍼(3)의 조절구멍(32)의 선단이 원통형상으로 돌출하여 공통흡입구(22)내로 삽입되어 있다. 그에 따라, 수화버너(2)의 혼합기체가 주버너(1)와 커버(2)와의 간극으로부터 누출되어 대기중으로 흩어지는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

주버너(1)는 버너로서 편평정도가 높기 때문에 고부하연소로부터 저부하연소의 전범위에 걸쳐 연료가스와 공기의 선혼합기체를 주화구(11)의 중간부와 양측부로 완전히 균등하게 공급하는 것은 곤란하다. 통상적으로 주화구(11)의 어느 하나의 측부가 선혼합기체 부족 또는 과잉으로 되기 쉽고, 그 결과 선혼합기체 부족 또는 과잉된 주화구(11)의 측부에서 화염의 리프트(lift)의 발생, 소멸의 반복에 따라 진동이 생기고 그 진동에 의해 소음이 발생하게 된다.

이 화염의 진동대책으로서, 제1도와 제7도에 나타낸 바와 같이 주화구(11)를 상기 슬릿(111)의 열로서 구성하는 것은 진동을 일으키는 화염을 한정함과 더불어 1개의 화염을 한정함과 더불어 1개의 화염의 연소에너지를 작게할 수 있기 때문에 어느 정도의 진동억제 및 소음방지효과가 달성된다.

그런데, 주 버너(1)의 선혼합기체의 공기과잉률이 1.4 정도로 비교적 에어리치인 경우이고 버너(100)의 최대발열량으로부터 최소발열량까지의 가변범위가 큰 가스기기에 있어서는 상기 슬릿열로 주화구(11)를 형성하는 것만으로는 충분하게 화염의 진동 및 소음의 발생을 방지할 수 없는 경우가 생기게 된다.

제 11도는 본 발명에 따른 가스기기용 버너의 제5실시예를 나타낸 도면이다. 본 실시예에서는 주버너(제1버너; 1)의 주화구(제1화구; 11)가 다수의 소화구(6)를 면상으로 배열함으로써 형성된다. 이와 같이 하여 주화구(11)를 상기 슬릿(111)보다 한층 미소한 소화구(6)로 구성함으로써 화염의 진동방지가 더욱 더 효과적으로 이루어진다.

다수의 소화구(6)의 형성방법에서는 주화구(11)의 형성위치의 금속판에 환형홈(丸究; 61)을 매트릭스 형상으로 형성하게 되는데, 이 환형홈(61)은 직경 0.9mm의 환형홈으로 이루어지고, 1.6mm의 피치(pitch)로 폭방향으로 4열로 형성된다. 또, 환형홈(61)은 타원형이어도 되고, 유사하게 격자형상 등과 같은 다른 패턴으로 설치해도 된다.

본 실시예와 같이 다수의 소화구(6)를 면상으로 배치하여 주화구(11)를 형성함으로써 진동하는 화염의 진동에너지를 분산시킬 수 있고, 그 결과 특정화염의 진동이 다른 화염에 전파되기 어렵게 되고 소음도 저감될 수 있게 된다.

또, 제 5실시예에서는 제8도에 도시된 제4실시예에 대해 슬롯출구(16)를 구성하는 미소구멍(16)군 중 공통흡입구(22)측의 2개의 미소구멍이 생략되어 있다. 이는 공통흡입구(22)로부터의 거리가 짧아서 연료가스와 1차 공기의 혼합이 불충분한 혼합기체가 유로(23)로 취출되는 것을 방지하기 위함이다.

본 실시예에서는 편편정도가 극히 높은 수화버너(2)에 있어서 수화구(21,21)의 전체 폭에 혼합기를 균일하게 분배하기 위해 혼합기의 유로(23)에 맹(盲) 부분(8)을 형성하고 있는데, 이 맹부분(8)은 커버(20)의 팽출부(2A)의 중앙부근의 소정위치에 대체로 절결원형상을 나타내면서 주버너(1)의 팽출부(1A)의 외면에 접촉하는 요소(凹所; 81)를 설치함으로써 형성된다.

상기 맹부분(8)에 의해 수화구(21,21)에 공급되는 혼합기가 전체 폭에 걸쳐 균일하게 공급될 수 있고, 어느 일측의 측부가 혼합기의 부족 또는 과잉으로 되는 일이 방지된다. 이 결과, 혼합기 부족 또는 과잉으로 된 수화구(21,21)의 측부에서 화염의 진동이 생기거나 역화(逆火)가 발생하는 연소의 불안정이 방지될 수 있다.

제12도는 본 발명에 따른 가스기기용 버너의 제6실시예를 나타낸 도면이다. 본 실시예에서는 다수의 소화구(7)의 형성방법으로서 4개의 금속파판(71)과 3매의 금속평판(72)을 교대로 겹쳐서 단면이 대형(台形)인 소화구(7)를 폭방향으로 7열로 형성하고 있다.

제13도는 소화구(7)를 구성하는 부재의 일예를 나타낸 도면이다. 73은 중앙 평판, 74는 그 중앙평판(73)을 사이에 개재한 내측파판의 연결체, 75는 그 내측파판의 연결체(74)의 외부변에 겹쳐진 외측평판의 연결체, 76은 해당 외측평판의 연결체(75)의 외부면에 겹쳐진 외측파판의 연결체이다. 이들은 적층되어 스폿용접된 다음 주버너(1)의 상단부에 끼워넣어져 용접되어 제12도에 나타낸 주화구(11)를 형성하게 된다.

이러한 구성에서는 소화구(7)가 제5실시예의 소화구(6)에 비해 상하방향으로 길기때문에 통기저항이 적절하게 부여될 수 있음과 더불어 정류효과가 커지게 된다.

특히, 제13도에 나타낸 구성에서는 내측파판의 연결체(74) 및 외측파판의 연결체(76)의 상하에 파판부(77)가 설치되고 중간이 평판부분(78)으로 되어 있기 때문에 소화구(7)는 유로자체가 정류효과를 갖는다.

이 제 6실시예에 따른 소화구(7)는 화염의 진동방지효과가 크다는 이점을 가지는 반면, 구조가 복잡해서 제조비용이 높아지는 결점이 있다.

또, 제6실시예에서도 제14도에 도시된 바와 같이 상기 제5실시예와 마찬가지로 수화구(21,21)의 전체 폭에 혼합기를 균일하게 분배하기 위해 혼합기의 유로(23)의 맹부분(8)을 형성하고 있다.

제15도 내지 제17도는 본 발명의 제7실시예를 나타내는 도면으로, 본 실시예에서는 제16도의 (A), (B), (C)에 나타낸 바와 같이 주화구(11)와 수화구(21)와의 사이에 버너(100)내에서 밴드형상의 공간으로 되는 구획밴드(24)를 설치하고 있다. 이 구획밴드(24)는 주화구(11)로부터 분출되는 혼합기의 일부가 와류(V)로 되어 구획밴드(24)의 내부에 도달되도록 하게 된다. 이 와류(V)에 의해 수화구(21)로부터의 혼합기체는 하방향으로 억압됨과 더불어 주화구(11)를 향하는 화염(21)으로 된다. 이 결과, 주화구(11)의 화염(F1)의 진동이 수화구(21)의 화염(F2)에 영향을 주는 일이 방지되고, 수화구(21)의 화염(F2)은 한정하게 되어 주화구(11)의 화염(F1)에 대한 보염효과가 확실하게 된다. 이에 따라 주화구(11)의 화염(F1)이 안정하게 되어 연소소음이 저감될 수 있다.

상기 구획밴드(24)의 폭은 본 실시예에서는 1.3mm로 설정되는 바, 1.0mm이상인 경우에 수화구(21)의 화염(F2)의 안정 및 소음저하가 가능하게 되고, 2.0mm이하이면 수화염에 의한 주화염의 안정화의 관점에서 유리하게 된다.

상기 구획밴드(24) 및 주화구(11)는 제16도(A), (B)에 도시된 바와 같이 주버너(1)의 양측면의 상단부에 수평방향에서 내측으로의 팽출조(25)를 밴드형상으로 형성하고, 그 팽출조(25,25)의 사이에 리본(9,9)을 2매 끼워넣어서 형성하고 있다. 또, 동일한 리본(9,9)을 겹쳐서 사용함으로써 부품수를 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

각 리본(9,9)은 제17도(A), (B), (C)에 도시된 바와 같이 각각 면방향의 돌기(91)를 갖춘 대상형상(對象形狀)의 밴드형상 금속판(92,93)을 2중으로 겹쳐서 이루어지고 제17도(D)에 도시된 바와 같이 2매를 대향되게 중첩하여 사용된다.

또, 리본(9)은 본 실시예에서 금속판을 소정 형상으로 압형함과 더불어 돌기(91)를 팽출성형하여 2중으로 절곡함으로써 형성하고, 하부주변에 5개의 연결부분(90)을 갖추고, 그 연결부분(90)에 대응하는 위치에 내측으로의 팽출부(91)가 상하로 형성된 외측밴드형상 금속판(92)과, 상기 연결부분(90)에 대응하는 위치에서 내측으로의 팽출부(91)가 형성됨과 더불어, 양측에 돌출판(94,94)이 설치된 내측밴드형상금속판(93)으로 이루어진다. 리본(9)은 상기 내측밴드형상금속판(93)의 내측면을 대면 접촉시키고 1쌍을 대향시켜 주버너(1)의 상단부에 끼워 넣는다.

상기 구획밴드(24)는 팽출조(25)의 내벽과 리본(9)의 외측밴드형상금속판(92)의 외측면과 접촉시켜 맹간극으로서 형성하고 있다. 주화구(11)는 각 돌기(91)가 스페이서로 되어 리본(9,9)의 각 2매의 밴드형상금속판(92,93)의 간극 및 2조의 리본(9,9)의 내측밴드형상금속판(93,93)의 간극으로 된다.

제 15도에 도시된 바와 같이, 주버너(1)의 상단부의 양 단부에는 2매의 돌기판(94, 94)가 겹쳐져 끼워 넣어진 긴박간극(95,95)이 설치되어 있다. 또, 커버(20)의 양단에는 긴박간극(95)에 외접하는 긴박간극(96,96)이 형성되어 있다. 상기 커버(20)의 양 측면에는 수화버너(2)의 수화구(21,21)로의 혼합기체의 유량분포를 균일하게 하기 위한 내측으로의 팽출부(26)가 적절하게 형성되어 있다.

상기 2매의 리본(9,9)은 각 리본(9,9)의 양단의 상기 돌기판(94,94)이 상기 주버너의 주화구(11)의 양 간격에 설치된 긴박간극(95,95)에 끼워 넣어짐과 더불어, 각 리본(9)의 상단이 상기 커버(20)의 상단에 설치된 가교(20B)에 맞닿아서 상기 주화구(11)에 장착되어 있다.

상기와 같이 본 실시예의 가스기기용 버너는 주버너의 상단의 양 단부(P,P)를 용접함으로써 상기 긴박간극(95,95)에 돌출판(94,94)를 끼우고, 주버너(1)의 양측면의 팽출부(25,25)(제16도 참조)사이에 각 2매의 외측밴드판(92)과 내측밴드판(93)을 끼우고, 커버(20)의 양 측벽 사이에 주버너(1)의 양 측면을 끼워서 형성되고, 또 2매의 리본(9,9)은 커버(20)의 연결부분(20b)과 상기 긴박간극(95,95)의 저면에 의해 상하방향으로 끼워지지되어 고정된다. 이에 따라 주버너(1) 및 커버(20)의 중간부에서의 스폿용접을 생략할 수 있고, 그 결과 주버너(1) 및 커버(20)는 스폿용접에 의한 열왜가 없으며, 벽면간격이 전체 폭에 걸쳐 균일하게 할 수 있는 한편 조립이 용이하게 되어 치수정밀도가 향상된다.

제18도는 본 발명에 따른 가스기기용 버너의 소음이 측정데이터를 나타낸 도면으로, A는 연소를 수행하지 않고 연소팬만을 운전시킨 경우, B는 제7실시예에 따른 가스기기용 버너, C는 제5실시예에 따른 가스기기용 버너, D는 제1실시예에 따른 가스기기용 버너에 대한 것으로, 모두 A특성의 소음레벨의 측정결과를 가진다. 최종레벨은 A가 35dB, B가 C가 44dB, D가 54dB이고, 제7실시예의 버너는 연소상태에서 소음이 현저하게 저감되는 것을 알 수 있다.

제19도(A)는 종래의 가스기기용 버너의 질소산화물의 낮은 연소영역에 있어서서의 안정연소범위를 나타내고, 제19도(B)는 본 발명의 가스기기용 버너(100)의 저질소산화물연소영역에 있어서의 안정연소범위를 나타낸 그래프이다. 어느 데이터도 질소산화물(NOx)의 발생이 60ppm이하인 클린(Clean) 연소영역에 있어서의 안정연소범위를 나타낸다.

상기 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 제19도(B)에 나타낸 본 발명에 따른 가스기기용 버너(100)는, 제19도(A)에 나타낸 종래의 가스기기용 버너에 비교하여 현저하게 넓은 연소범위에서 낮은 NOx의 안정연소가 가능하게 된다.

Claims (13)

1. 가스기기의 가열원(200)을 구성하는 제1버너(1)의 양측에 그 제1화구(11)를 사이에 두고서 제2화구(21,21)가 형성된 제2버너(2)를 구비한 가스기기용 버너에 있어서, 상기 제1버너(1)의 제1화구(11)에 대해서는 판금의 팽출부(1A)에 의해 일측단에 혼합 기체의 흡입구(12)가 설치되며, 내부에는 상기 흡입구(12)로부터 이어진 유로(13)가 형성되고; 상기 제2버너(2)에는 상기 제1버너(1)의 흡입구(12)에 비해 상측에 형성되어 그 제2버너(2)에 대해 상기 제1버너(1)와 독립적으로 연료가스 및 1차 공기를 흡입하여 상기 제1화구(11)의 양측에 설치된 제2화구(21)로 공급되는 공통흡입구(22)를 구비하여 구성되고, 상기 공통흡입구(22)로부터 상기 제2화구(21)에 이어지는 유로(23)가 형성된 것을 특징으로 하는 가스기기용 버너.
2. 가스기기의 가열원(200)을 구성하면서 상단에 주화구(11)를 갖춘 편평한 판금제의 제1버너(1)와, 상기 주화구(11)의 양측에 그 주화구(11)를 사이에 두고서 슬릿형상의 수화구(21,21)가 형성된 판금제의 제2버너(2)를 구비한 가스기기용 버너에 있어서, 상기 제1버너(1)의 주화구(11)에 대해서는 판금의 팽출부(1A)에 의해 일측단에 혼합기체의 흡입구(12)가 설치되며, 내부에는 상기 흡입구(12)로부터 이어진 유로(13)가 형성되고; 상기 제2버너(2)에는 상기 제1버너(1)의 흡입구(12)에 비해 하측에 형성되어 있고 그 제1버너(2)에 대해 독립적으로 연료가스 및 1차 공기를 흡입하여 상기 주화구(11)의 양측에 설치된 수화구(21,21)로 공급하는 공통흡입구(22)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 가스기기용 버너.
3. 가스기기의 가열원(200)을 구성하는 제1버너(1)의 제1화구(11)의 양측에 그 제1화구(11)를 사이에 두고서 제2화구(21,21)가 형성된 제2버너(2)를 구비한 가스기기용 버너를 제조하는 방법에 있어서, 상기 제1버너(1)는 금속평판을 대칭적으로 압형 및 팽출성형하여 대칭명에서 절곡하고, 팽출부분에서 제1버너 유로(13)를 형성함과 더불어 비팽출부를 접합하여 형성하고, 상기 제2버너(2)는 금속판을 소정형상으로 압형함과 더불어 대칭적으로 팽출 성형하여 대칭면에서 절곡시킨 커버(20)에 의해 적어도 상기 제1버너(1)의 상부를 덮고, 상기 공통흡입구(22)와 그 공통흡입구(22)로부터 상기 양 수화구(21,21)로 이어지는 제2버너 유로(23)및 상기 주화구(11)를 사이에 두고서 상기 양 수화구(21,21)를 형성하는 것을 특징으로 하는 가스기기용 버너의 제조방법.
4. 제3항에 기재된 제조방법에 의해 제조되는 가스기기용 버너에 있어서, 상기 제1버너 유로(13)는 일단이 흡입구(12)로 되고 그 일단으로부터 다른 단측으로 수평적으로 연장되는 제1버너 입구부(13A)와, 상기 제1버너 입구부(13A)의 다른단측부로부터 상측으로 세워진 제1버너 중간부(13B)와, 상기 제1버너 중간부(13B)의 상단으로부터 전체 폭으로 확장되어 상기 제1화구(11)로 이루어지는 제1버너 출구부(13C)로 이루어지고, 상기 제1버너 입구부(13A)와 상기 제1버너 출구부(13C)사이의 비팽출부내에는 일단이 제2버너 흡입구로 구성되고, 다른 단이 상기 제2버너 유로의 연통구(16)로 구성되는 수평방향의 원통형상부(15)를 형성하는 것을 특징으로 하는 가스기기용 버너의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 연통구(16)는 상기 원통형상부의 다른 단부에 일렬설치된 축방향의 미소구멍(161)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스기기용 버너의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 미소구멍(161)은 상기 원통형상부의 다른 단부의 좌우상부면에 좌우대칭적으로 2열로 일렬설치된 것을 특징으로 하는 가스기기용 버너의 제조방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1화구(11)는 다수의 슬릿을 병설한 병설슬릿열로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스기기용 버너
8. 제1항에 있어서, 상기 제1화구(11)는 다수의 소화구(6,7)를 면상으로 배열하여 이루어진 것을 특징으로 하는 가스기기용 버너.
9. 제8항에 있어서, 상기 다수의 소화구(6)는 금속판에 미소구멍을 매트릭스 형상으로 개구하여 형성된 것을 특징으로 하는 가스기기용 버너.
10. 제8항에 있어서, 상기 다수의 소화구(7)는 밴드형상의 금속파판(71)과 밴드형상의 금속평판(72)을 교대로 겹쳐서 형성된 것을 특징으로 하는 가스기기용 버너.
11. 제8항에 있어서, 상기 다수의 소화구는 면방향의 돌기를 갖춘 밴드형상의 금속판을 2중으로 겹쳐서 리본(9)을 형성하고, 그 리본(9)의 2매를 대향되게 겹쳐서 형성한 것을 특징으로 하는 가스기기용 버너.
12. 제11항에 있어서, 상기 2매의 리본(9)의 양 단부를 상기 제1버너(1)의 제1화구(11)의 양 간격에 설치된 긴박간극(96,96)에 끼우고, 각 리본(9)의 상단을 제2버너(2)의 제2화구(21,21)에 설치된 가교(20B)에 맞닿게 접촉시켜 상기 제1화구에 장착된 것을 특징으로 하는 가스기기용 버너.
13. 제1항에 있어서, 상기 제1화구(11)와 제2화구(21,21)사이에 구획밴드(24)를 설치한 것을 특징으로 하는 가스기기용 버너.