KR100287708B1 - 공기 조화기의 버너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉온풍기나 온풍 난방기 등의 공기 조화기에 구비되는 버너에 관한 것으로서, 연료가 분사되는 노즐의 주위에 설치되어 공기의 유입을 안내하는 동시에 앞면에 공기와 연료의 혼합기가 분출되는 스월홀이 형성되어 있는 드래프트 튜브에 있어서, 상기 드래프트 튜브는 그 둘레에 튜브 내로 유입되는 공기의 일부가 외부로 배출되도록 복수개의 공기 배출홀이 형성됨으로써, 표준 이하의 낮은 연료가스 압력에서도 연소 불량 없이 연소가 원활하게 이루어지도록 한 공기 조화기의 버너에 관한 것이다.

Description

공기 조화기의 버너

본 발명은 냉온풍기나 온풍 난방기 등의 공기 조화기에 구비되는 버너에 관한 것으로서, 특히 버너의 드래프트 튜브 구조를 변경하여 표준 이하의 저가스 압력에서도 연소 불량 없이 연소가 이루어지도록 한 공기 조화기의 버너에 관한 것이다.

통상적으로 냉온풍기는 냉방과 더불어 난방도 실시할 수 있는 기기로서, 난방시 사용되는 열원의 종류에 따라 전기를 이용한 히터식과, 석유나 가스등을 이용한 버너식이 있다.

도 1은 종래 기술의 버너가 구비되어 있는 냉온풍기의 내부 구성도이다.

이와 같은 냉온풍기는 난방 작동시 버너(10)에서 연소가 일어나면 연소실(1)내에 고온 가스가 생성되고, 이렇게 생성된 고온 가스는 열교환기(2)를 통과한 다음, 가스 배출파이프(3)를 통해 외부로 배출된다.

그리고, 실내 공기는 송풍기(4)의 회전에 의해 전면 그릴을 통해 유입된 다음, 송풍기(8)의 케이싱(4a)을 따라 유동하면서 연소실(1) 주위로 토출된다. 이후 상기 열교환기(2)를 거치면서 고온의 가스와 열교환되어 따뜻한 공기가 된 후, 공기 배출구를 통해 실내로 보내진다.

물론, 상기 냉온풍기는 실내 냉방을 위해 증발기(5) 등의 냉동 기기가 구비되어 있다.

상기와 같은 냉온풍기서 버너의 구조를 보다 상세히 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이 연료가 분사되는 노즐(11)과, 상기 노즐(11)의 뒤쪽에 연결되어 연료를 공급하는 노즐 파이프(12)와, 상기 노즐(11)의 앞쪽에 씌워져 공기를 공급하는 동시에 앞면에 스월홀(22a)이 형성되어 연료와 공기를 혼합하여 화염을 형성하는 드래프트 튜브(20)와, 상기 노즐(11)의 앞쪽에 위치되어 연료와 공기의 혼합기에 고전압을 방전하여 점화하는 점화 플러그(13) 및 불꽃을 감지하는 염검지봉(14)과, 상기 드래프트 튜브(20) 뒤쪽에 결합되어 공기 유동을 안내하는 커버 플레이트(16)와, 상기 커버 플레이트(16)의 후방에 설치되어 공기를 강제 유동시키는 연소용 팬(15)으로 이루어져 있다.

그리고, 도 3은 상기한 드래프트 튜브가 도시된 측면도 및 정면도로서, 상기 드래프트 튜브(20)는 원통형으로 형성되어 상기 노즐 파이프(12)의 외측에 고정되어 내측으로 공기가 유입되는 원통부(21)와, 상기 원통부(21)의 앞면에 일체로 형성되는 동시에 방사형으로 다수의 스월홀(22a)이 형성된 스월러(Swirler ;22)와, 상기 원통부(21)의 뒤쪽에서 원주 방향으로 돌출되어 상기 커버 플레이트(16)와 결합되는 플랜지부(23)로 이루어져 있다.

여기서, 상기 드래프트 튜브(20)의 스월러(22)는 다수의 스월홀(22a)이 방사형으로 형성되어 공기와 연료가 스월(swirl) 유동되면서 혼합된 후 원활하게 연소되도록 하는 역할을 한다.

이와 같은 구성된 버너는 연료 탱크로부터 공급된 연료가 노즐 파이프(12)와 노즐(11)을 통해 드래프트 튜브(20)의 스월홀(22a) 쪽에 분사되고, 커버 플레이트(16)의 안쪽으로 유입된 공기는 드래프트 튜브(20)를 통해 스월홀(22a) 앞쪽에서 연료와 혼합되면서 점화 플러그(13)에 의해 점화된 후 상기 스월홀(22a) 밖으로 분출되고, 상기 스월홀(22a)의 회전력을 받아 길게 화염을 형성하면서 연소가 이루어지게 된다.

그러나, 상기한 종래 기술의 버너는 연료와 공기가 모두 상기 스월홀(22a)을 통해 분출되면서 연소되기 때문에 공기 공급량은 일정한 가운데 연료의 양이 표준 압력 이하로 줄어들 경우에는 과잉 공기 공급량에 의해 정상 연소가 이루어지지 않고 화염이 드래프트 튜브(20)의 스월러(22) 밖으로 리프팅(Lifting)되면서 불꽃이 꺼지는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 드래프트 튜브의 둘레에 다수의 홀을 형성하여 일부의 공기가 측면으로 배출된 후, 외염부의 화염 형성을 도와줌으로써 저가스 압력에서도 연소가 가능하도록 하는 공기 조화기의 버너를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 기술의 버너가 설치된 냉온풍기의 내부 구성도,

도 2는 종래 기술의 버너가 도시된 내부 구성도,

도 3은 종래 기술에서의 드래프트 튜브가 도시된 측면도 및 정면도,

도 4는 본 발명에 따른 버너가 도시된 내부 구성도,

도 5는 본 발명에서의 드래프트 튜브가 도시된 측면도 및 정면도,

도 6은 연료 가스압에 따른 불꽃 상태의 참고도,

도 7은 종래 기술과 본 기술의 비교 그래프로서, 가스 압력에 따른 발열량과 염전압 변화가 도시된 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51 : 노즐 52 : 노즐 파이프 53 : 점화 플러그

54 : 염검지봉 55 : 연소용팬 56 : 커버 플레이트

60 : 드래프트 튜브 61 : 원통부 61a : 공기 배출홀

62 : 스월러 62a : 스월홀 62b : 보조홀

63 : 플랜지부

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 공기 조화기의 버너는, 공기 조화기의 버너에 구비되고, 연료가 분사되는 노즐의 주위에 설치되어 공기의 유입을 안내하는 동시에 앞면에 공기와 연료의 혼합기가 분출되는 스월홀이 형성되어 있는 드래프트 튜브에 있어서, 상기 드래프트 튜브는 그 둘레에 튜브 내로 유입되는 공기의 일부가 외부로 배출되도록 복수개의 공기 배출홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명 따른 공기 조화기의 버너가 도시된 내부 구성도이고, 도 5는 본 발명의 주요부인 드래프트 튜브가 도시된 측면도 및 정면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 버너는 드래프트 튜브(60)의 내측으로 노즐 파이프(52) 및 노즐(51)이 설치되어 연료를 분사할 수 있도록 되어 있고, 공기는 연소용 팬(55)의 작동으로 커버 플레이트(56)와 드래프트 튜브(60) 사이로 유입되어 노즐(51)의 앞쪽인 스월러(62) 쪽으로 유동하게 된다.

그리고, 상기 노즐(51)과 스월러(62) 사이에는 점화 플러그(53)가 도입되어 있고, 스월러(62) 전방에는 염검지봉(54)이 노출되어 있다.

여기서, 상기한 드래프트 튜브(60)는 상기 노즐(51)의 앞쪽에 씌워지듯 설치되어 연소에 필요한 공기 유입을 안내하는 동시에 노즐(51) 앞쪽 면에는 공기와 연료의 혼합기가 스월 유동을 일으키며 분출되도록 도 5에서와 같이 스월홀(62a)이 방사형으로 형성된 스월러(62)가 설치되어 있다.

이와 같은 드래프트 튜브(60)의 구조는 도 5에 도시된 바와 같이 내측으로 공기가 유입되는 원통부(61)와, 상기 원통부의 앞쪽에 형성된 스월러(62)와, 상기 원통부(61)의 뒤쪽에서 원주 방향으로 돌출된 플랜지부(63)로 이루어져 있다.

특히, 상기 드래프트 튜브(60)의 원통부(61)에는 튜브 내로 유입되는 공기의 일부가 외부로 배출된 다음 스월러(62) 앞쪽에서 외염부의 화염 형성을 도와주도록 다수개의 공기 배출홀(61a)이 형성되어 있고, 이 공기 배출홀(61a)은 공기의 흐름이 일정하게 이루어지도록 원통부(61)의 둘레에 원주 방향으로 일정 간격마다 균일하게 형성되어 있다.

또한, 상기 드래프트 튜브(60)의 스월러(62)에는 스월홀(62a)이 형성된 중심부에 방사형으로 다수개의 보조홀(62b)이 형성되어 있고, 이 보조홀(62b)은 노즐(51)의 전방에서 일부의 공기가 분출되도록 하여 혼합기가 스월홀(62a)을 통해 분출되는 유동력을 줄여줌으로써 저가스 압력에서도 화염이 리프팅 되어 꺼지는 것을 방지하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기 조화기의 버너의 작용을 설명하면 다음과 같다.

냉난방기의 난방 작동시에는 연료 펌프의 작동으로 노즐 파이프(52)를 통해 유입된 연료가 노즐(51)을 통해 분사되는 한편, 연소용 팬(55)의 작동으로 드래프트 튜브(60)내로 유입된 공기의 대부분은 노즐(51)의 앞쪽에서 연료와 혼합되면서 드래프트 튜브(60)의 스월홀(62a)을 통해 분출되고, 이와 동시에 점화 플러그(53)에 의해 혼합기가 점화되면 스월러(62) 전방에 불꽃이 형성되면서 정상 연소가 이루어진다.

또한, 상기 드래프트 튜브(60) 내로 유입된 공기의 일부가 측면의 공기 배출홀(61a)을 통해 배출되는 바, 이렇게 배출된 공기는 연소에 의한 공기 유동으로 자연스럽게 스월러(62) 쪽으로 이동되어 혼합기의 연소를 도와주게 되므로 연료 가스압이 높더라도 공기의 부족 현상이 발생되지 않고 연소가 원활하게 이루어진다.

특히, 공기 공급량에 비해 연료가 줄어든 저가스압시에는 일부의 공기가 드래프트 튜브(60)의 공기 배출홀(61a)을 통해 배출되어 공기 공급량이 줄어들게 되므로 스월러(62)의 스월홀(62a)을 통과하는 혼합기의 공연비가 정상에 근접하게 되고, 혼합기의 유동력도 떨어지게 되어 스월러(62) 전방에서 불꽃이 리프팅되지 않고 정상 연소가 이루어진다.

즉, 도 6을 참고하면 종래 기술에서는 스월홀(62a)을 통해서만 공기와 연료의 혼합기가 분출되기 때문에 저가스압시에는 과잉 공기에 의해 공연비가 나빠져 불완전 연소가 이루어지고, 스월홀(62a)을 통과하는 혼합기의 유동도 빠르게 이루어지기 때문에 화염이 리프팅 되면서 쉽게 불꽃이 꺼지게 되었다.

하지만, 본 발명에서는 일부의 공기가 드래프트 튜브(60)의 측면으로 빠져나가고, 일부의 공기는 스월러(62)의 보조홀(62b)을 통해 배출되므로 저가스압시에도 스월홀(62a)을 통해 분출되는 혼합기의 공연비가 적정하게 유지되고, 혼합기의 유동 속도도 줄어들게 되므로 화염이 리프팅되지 않아 불꽃이 쉽게 꺼지지 않게 된다.

이와 같은 상태를 도 7에 도시된 실험 결과 그래프를 통해 확인하면, 종래 기술과 본 기술 모두 가스 압력에 따른 발열량은 거의 비슷하게 진행됨은 알 수 있다.

하지만, 통상 염전압이 -1.50V 이상이 되면 불꽃이 꺼진다고 보았을 때, 종래 기술에서는 가스 압력이 약 60mmAq이하에서 염전압이 -1.50V 이상이 되면서 자연 소화되나, 본 기술에서는 가스 압력이 약 40mmAq이하에서 -1.50V 이상이 되므로 저가스압력에서도 불꽃이 쉽게 꺼지지 않은 것을 알 수 있다.

따라서, 드래프트 튜브(60)에 형성된 두 개의 홀(61a)(62b)은 정상 가스압시에는 스월러(62)의 전방으로 공기가 공급되어 화염의 형성을 도와주도록 공기를 배출하고, 저가스압시에는 일정량의 공기를 배출하여 공연비가 나빠지지 않도록 함으로써 일정 이하의 가스압력에서도 정상 연소가 가능하게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 공기 조화기의 버너는 표준 이하의 저가스압력시에도 정상 연소가 가능해지도록 구성되어 있기 때문에 연소 불량 현상을 줄일 수 있고, 불꽃이 꺼지는 것을 방지함으로써 결국, 난방기의 열효율을 향상시키는 이점을 제공하게 된다.

Claims (3)

1. 공기 조화기의 버너에 구비되고, 연료가 분사되는 노즐의 주위에 설치되어 공기의 유입을 안내하는 동시에 앞면에 공기와 연료의 혼합기가 분출되는 스월홀이 형성되어 있는 드래프트 튜브에 있어서,

   상기 드래프트 튜브는 그 둘레에 튜브 내로 유입되는 공기의 일부가 외부로 배출되도록 복수개의 공기 배출홀이 형성된 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 버너.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 공기 배출홀은 드래프트 튜브의 둘레에 원주 방향으로 일정 간격마다 균일하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 버너.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 드래프트 튜브는 그 앞면의 중심부에 복수 개의 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 버너.