KR0148090B1 - 가스보일러의 고부하 가스연료연소용 초소형 예혼합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스연소기기용으로 널리 사용되고 있는 예혼합방식의 가스버너에 공급되는 가스연료와 연소용 공기를 사전에 혼합(예혼합)시켜 가스버너에서 혼합연료가스가 연소될 시에 완전연소가 이루어지도록 함으로 인해 보일러의 열효율을 최대화함과 동시에 연소시 발생되는 유해 가스의 발생을 최소화할 수 있도록 한 것으로서, 외부 몸체의일측에 연료를 공급하기 위한 가스연료 공급구와 내부몸체의 원주방향으로 형성된 복수개의 노즐로 형성하되, 상기 외부 몸체의 내부 양측으로 가스연료를 동일한 압력으로 형성. 분출하기 위한 제 1 챔버와 제 2 챔버를 형성하며, 상기 제 1 챔버와 제 2 챔버를 연결하는 작은 틈새로 형성된 것을 특징으로 하는 소형의 고부하 가스연료연소용 초소형 예혼합장치이다.

Description

가스 보일러의 고부하 가스연료연소용 초소형 예혼합장치

제1도는 요부 절개된 상태시의 종단면도.

제2도는 본 발명의 종단면도.

제3도는 본 발명의 설치상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 외부 몸체 1a : 제 1 챔버

1b : 제 2 챔버 1c : 돌출부

2 : 가스연료 공급구 3 : 내부몸체

3a, 3b : 노즐

본 발명은 가스보일러 고부하 가스연료 연소용 초소형 예혼합잔치로서, 보다 상세하게는 가스연소기기용으로 널리 사용되고 있는 예혼합방식의 가스버너에 공급되는 가스연료와 연소용 공기를 사전에 혼합(예혼합)시켜 가스버너에서 혼합연료가스가 연소될 시에 완전연소가 이루어 지도록 함으로 인해 보일러의열효율을 최대화함과 동시에 연소시 발생되는 유해 가스의 발생을 최소화 할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 가정용 가스보일러 등의 가스연소기기에 주로 널리 사용되고 있는 대부분의 가스버너에 있어서는, 버너의 화염안정성과 화염의 역화현상등이 발생할 위험성이 적다는 등의 장점을 지니고 있는 세미분젠식 가스버너를 주로 채용하고 있으나, 이러한 세미분젠식 가스버너는 구조적으로 버너에서 형성되는 화염의 길이가 길고, 또 연소시에 필요한 실제 연소공기량이 이론공기량보다도 훨씬 더 많은 량의 과잉공기가 필요하기 때문에 연소배기가스로 인한 손실량과 NOx, CO, 등과 같은 공해물질의 배출량이 많을 뿐만 아니라, 가스보일러 등의 가스연소기기에 가스버너가 부착되는 방향이 모두 상향식으로 제한되어 있기 때문에 가스연소기기의 효율향상과 극대화 등을 기하는 데에는 어느 정도 한계성을 지니고 있다는 문제점이 있었다.

또한, 연소용 공기와 가스연료를 연소전에 미리 혼합시켜 주는 예혼합기로는 벤츄리형의 에혼합기가 주로 사용되고 있으나, 벤츄리형 식의 예혼합기는 구조가 크고 복잡하다는 등의 단점이 있으며, 또 일부 가스연소기기에서 사용되고 있는, 즉 연소용 공기구 중앙에 가스연료 노즐과 여러개의 회전날개(Swirler)를 설치하는 형식의 예혼합기는 가스연료 분출노즐이 치우침에 따라서 연소용 공기와 가스연료의 혼합비가 버너전체에 균일하게 형성되지 못할 뿐만 아니라, 회전날개(Swirler)를 사용함으로 인한 압력손실도 크다는 등의 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 소형의 가스연소기기용으로 널리 사용되고 있는 예혼합방식의 가스버너에 공급되는 가스연료와 연소용 공기를 사전에 혼합시켜 가스버너에서 혼합연료가스가 연소될 시에 완전연소가 이루어지도록 함으로 인해 보일러의 열효율을 최대화함과 동시에 연소시 발생되는 유해가스의 발생을 최소화 할 수 있도록 하는 가스 보일러의 고부하 가스연료연소용 초소형 에혼합장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 형태에 다르면, 외부 몸체의 일측에 연료를 공급하기 위한 가스연료 공급구와 내부몸체의 원주방향으로 형성된 복수개의 노즐로 형성하되, 상기 외부몸체의 내부 양측으로 가스연료를 동일한 압력으로 형성. 분출하기 위한 제 1 챔버와 제 2 챔버를 형성하며, 상기 제 1 챔버와 제 2 챔버를 연결하는 틈새로 형성된 소형의 고부하 가스연료연소용 초소형 예혼합장치이다.

상술한 목적 및 특징을 가지는 본 발명의 일실시예를 첨부도면 제 1 도 내지 제 3 도를 참조하여 그 구성 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

근래에는 가스보일러 등의 가스연소기기 등에 부착되는 가스버너의 연소표면을 내구성 및 내부식성이 강한 세라믹이나 스테인리스 도는 금속섬유직조 직의 다공체판을 사용하여 단위면적당 고부하연소가 가능할 뿐만 아니라 버너의 화염길이가 짧아 초소형의 구조로 설계가 가능하고 고부하연소로 인하여 열효율향상이 가능하기 때문에, 가스버너 표면을 내구성 및 내부식성이 강한 세라믹이나 스테인레스 또는 금속섬유조직의 다공체판으로 교체함과 동시에 연소용 공기와 가스연료를 연소되기 전에 미리 완전 혼합(예혼합)시킨 후에 이러한 혼합연료 가스를 공급받아 버너상부의 연소표면에서 연소시키는 예혼합방식의 가스버너에 형성되는 혼합장치는 예혼합연료가스를 연소시키는 가스버너는 버너에서 형성되는 화염의 길이가 짧고, 또 적은 과잉공기량만으로도 연소성능이 좋아지기 때문에, 배기가스로 인한 손실량이 적고 NOx, CO, 등과 같은 공해배출량이 적을 뿐만 아니라, 버너를 가스연소기기내에 설치하는 방향을 수직 또는 하향식으로도 설치가 가능하기 때문에 배기가스 온도를 저감시킬 수가 있으며, 또 저온부식이 발생하는 분위기에서 충분히 견딜 수 있는 내식성 재질을 사용하여 배기가스온도를 저감사킴에 따라 생성하는 응축수의 잠열을 흡수할 수 있는 구조로 형성함으로 인해 가스보일러 효율을 극대화시키기 이한 본 발명은 제 1 도에 나타낸 바와같이, 외부 몸체(1)의 일측에 연료를 공급하기 위한 가스연료 공급구(2)와 내부몸체(3)의 원주방향으로 형성된 복수개의 노즐(3a, 3b)로 형성하되, 상기 외부 몸체(1)의 내부 양측으로 가스연료를 동일한 압력으로 형성, 분출하기 위한 제 1 챔버(1a)와 제 2 챔버(1b)를 형성하며, 상기 제 1 챔버(1a)와 제 2 챔버(1b)를 연결하는 작은 틈새(1c)로 형성되어 구성된다.

상술한 본 발명의 작용은 다음과 같다.

가스연료 공급구(2)를 통하여 공급되는 가스연료는 제 1 챔버(Chamber)(1a)에서 원주방향으로 균일하게 채워지면서 안정된 후에 틈새를 통과하여 제 2 챔버(Chamber)(1b)를 다시 채운 다음, 가스연료는 원주방향에 걸쳐서 동일한 압력을 형성하면서 내부몸체(3)의 원주방향으로 일정한 거리로 천공되어진 노즐(3a, 3b)로부터 분출하게 되고, 또 예혼합기 내에서 송풍기(도시는 생략함)로부터 공급되는 연소용 공기와 혼합되어져 예혼합 연료가스로 분출 보일러의 버너로 유입되어 연소하게 된다.

따라서, 본 발명은 지금까지 사용하고 있는 가스버너의 예혼합기에 비하여 소형이면서도 압력강하 및 손실이 적은 구조가 되도록 구상하였으며, 또 만일에 연소용 공기와 가스연료가 한쪽으로 치우쳐서 흐르게 될 경우에는 부분적으로 당량비가 달라지게 되어 결국에는 버너 연소표면의 화염도 치우치게 되는 결과가 초래하게 되어 버너의 연소성능이 나빠지게 되므로 가능한 한 버너의 화염길이가 짧고, 또 적은 공간에서도 혼합연료가스가 흐름상에 있어서 치우침이 발생되지 않고 가스연료와 연소용 공기가 완전히 혼합되어 연소시 유해가스의 발생을최소화함과 동시에 이로 인한 가스보일러의 열효율을 최대화하며, 버너제작시 제작 용이성 및 편리성도 함께 고려하였으므로 인해 매우 유용하며 실용성이 있는 발명이다.

Claims (1)

1. 외부몸체(1)의 일측에 연료를 공급하기 위한 가스연료 공급구(2)와 내부몸체(3)의 원주방향으로 형성된 복수개의 노즐(3a, 3b)로 형성하되, 상기 외부 몸체(1)의 내부 양측으로 가스연료를 동일한 압력으로 형성. 분출하기 위한 제 1 챔버(1a)와 제 2 챔버(1b)를 형성하며, 상기 제 1 챔버(1a)와 제 2 챔버(1b)를 연결하는 작은 틈새(1c)로 형성된 것을 특징으로 하는 소형의 고부하 가스연료연소용 초소형 예혼합장치