KR100521387B1 - 강제급기식 복합연소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강제급기식 복합연소장치에 관한 것으로서, 한 쌍의 연소기(1,2)에 접속된 한 쌍의 급기통로(6,7)를 합류시켜서 단일 송풍기(9)에 접속시키는 동시에 급기통로의 합류부(8)에 한 쌍의 급기통로(6,7)로의 송풍량의 분배비율을 가변시키는 댐퍼부재(12)를 배치해서 이루어지는 강제급기식 복합연소장치에 있어서, 댐퍼부재(12)의 배치부를 통과하는 순간에 발생하는 공기흐름의 와류에 기인해서, 연소기(1,2)에 불균일한 풍속분포로 연소용공기가 공급되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 각 급기통로(1,2)에 스로틀부(13,14)를 형성시켜 이 스로틀부를 통해 공기흐름을 정류시킨다. 또한, 스로틀부(13,14)의 최소단면적부분을 소정 길이에 걸쳐 직선 연장된 스트레이트 형상으로 형성하여 정류작용을 효과적으로 발휘시킨다.

Description

강제급기식 복합연소장치{Compulsive air feeding type combustion apparatus}

본 발명은 급탕용 연소기나 차가워진 목욕물을 다시 끓이기 위한 연소기 등 상호 독립해서 작동하는 한 쌍의 연소기를 구비한 강제급기식 복합연소장치에 관한 것이다.

종래에 이러한 종류의 연소장치는 한 쌍의 연소기에 각각 접속되는 한 쌍의 급기통로를 합류시켜서 단일의 송풍기로 접속시키고, 이 송풍기로부터 한 쌍의 연소기로 연소용 공기를 공급하는 동시에 각 급기통로에 각각 댐퍼를 설치하여 각 연소기로 그 연소량에 대응되는 풍량의 연소용 공기를 공급할 수 있도록 한 것은 공지되어 있다[특허문헌 1(실개소 59-92343호) 공보 중 도면 제3도 참조].

그러나, 이러한 종래 기술은 풍량조절용의 댐퍼를 한 쌍의 급기통로에 마련하였기 때문에 제조비용이 증가하게 된다. 여기서, 한 쌍의 급기통로의 합류부에 이 합류부로 향하는 일측 급기통로의 입구부를 폐쇄시키는 위치에서부터 타측 급기통로의 입구부를 폐쇄시키는 위치에 걸쳐 회동되고 한 쌍의 급기통로로의 송풍량의 분배비율을 가변시키는 단일 댐퍼부재를 구비하여, 이 댐퍼부재의 회동제어에 의해 각 연소기에 그 연소량에 대응되는 풍량의 연소용공기를 공급할 수 있도록 한 것도 공지되어 있다[특허문헌 2(특허 제2559154호) 공보 중 청구범위 제2항 및 도면 제2도 내지 제4도 참조].

상기 특허문헌 2에 의하면, 연소용공기의 풍량조정용 댐퍼부재가 1개로 족하기 때문에 비용절감을 도모할 수 있는 잇점이 있지만, 댐퍼부재의 배치부를 통과하는 순간에 공기흐름에 와류을 발생해서 유속분포가 불균일하게 될 수 있고, 또한, 연소기의 전역에 균일하게 연소용 공기를 공급할 수 없게 되는 등의 문제점을 갖고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 급기통로에 대해 연소용 공기의 유속분포를 균일화 할 수 있도록 한 강제급기식 복합연소장치를 제공하는데 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 강제급기식 복합연소장치는 상호 독립해서 작동하는 한 쌍의 연소기를 구비하고, 한 쌍의 연소기에 각각 접속되는 한 쌍의 급기통로를 합류시켜서 단일의 송풍기에 접속시키며, 이 송풍기에서 한 쌍의 연소기로 연소용 공기를 공급하는 강제급기식 복합연소장치에 있어서, 한 쌍의 급기통로의 합류부에는 이 합류부로 향하는 일측 급기통로의 입구부를 폐쇄시키는 위치에서 타측 급기통로의 입구부를 폐쇄시키는 위치에 걸쳐서 회동되며 한 쌍의 급기통로로의 송풍량의 분배비율을 가변시키는 단일의 댐퍼부재가 구비된 것에 있어서, 각 급기통로에는 단면적이 입구부보다 좁은 스로틀부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 댐퍼부재의 배치부를 통과하는 순간에 공기흐름의 와류이 발생되어도 각 급기통로의 스로틀부에서 공기흐름이 정류된다. 이에, 각 급기통로의 스로틀부의 하류측에서의 유속분포가 균일화되고, 각 연소기에 그 전역에 걸쳐 균등하게 연소용공기가 공급되며 결과적으로 연소상태가 양호하게 된다.

여기서, 상기 스로틀부의 최소단면적의 부분을 일정 길이에 걸쳐 직선 연장된 스트레이트 형상으로 형성시키면, 스로틀부는 정류작용을 한층 효과적으로 발휘할 수 있다.

또, 각 급기통로에서 공급되는 연소용공기의 풍량에 맞추어 각 연소기에 공급하는 연료가스량을 피드백 제어하기 때문에, 각 급기통로에 풍량검출수단을 배치하는 경우가 있지만, 이 경우, 각 급기통로 중 스로틀부의 하류측에 풍량검출수단을 설치하면 검출수단의 배치장소에서는 공기흐름이 정류되기 때문에 공기흐름의 와류으로 인한 검출치의 불규칙적인 분포가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 강제급기식 복합연소장치의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 횡렬로 한 쌍의 제1, 2연소기(1,2)를 병렬 설치한 강제급기식 복합연소장치를 나타내고 있다. 여기에서, 일측의 제1연소기(1)는 급탕용연소기이고, 타측의 제2연소기(2)는 목욕물을 다시 끓이기 위한 연소기이며 상호 독립해서 작동되는 것이다. 각 연소기(1,2)는 각각 연소동(3)내에 하부의 버너(4)와 상부의 수열교환기(5)가 수납 구성되어 있다.

제1연소기(1)의 연소동(3)에는 하방으로 연장된 제1급기통로(6)가 연통되고, 제2연소기(2)의 연소동(3)에도 동일하게 하방으로 연장된 제2급기통로(7)가 연통되어 있다.

상기 한 쌍의 제1, 2급기통로(6,7)는 그 하단에서 서로 합류되고, 이 합류부(8)를 통해서 단일의 송풍기(9)로 연결되며, 이 송풍기(9)로부터의 연소용공기가 한 쌍의 급기통로(6,7)을 통해서 한 쌍의 연소기(1,2)로 공급된다.

또한, 각 연소기(1,2)의 연소동(3)에는 버너(4)의 하측에 위치되고 다수의 투공을 갖는 균압판(10)이 배치되어 있으며, 각 급기통로(6,7)로부터의 공기가 연소동(3)의 최하부의 분배공간(11)에서 균압판(10)을 통해서 버너(4)의 배치부로 안내되도록 한다.

상기 한 쌍의 급기통로(6,7)의 합류부(8)에는 이 합류부(8)로 향하는 제1급기통로(6)의 입구부(6a)를 폐쇄시키는 위치와, 상기 합류부(8)로 향하는 제2급기통로(7)의 입구부(7a)를 폐쇄시키는 위치의 사이에서 회동이 자유로운 단일의 댐퍼부재(12)가 설치되어 있고, 이 댐퍼부재(12)의 회동을 통해 한 쌍의 급기통로(6,7)로의 송풍량의 분배비율을 가변시킬 수 있도록 되어 있다.

여기에서, 상기 댐퍼부재(12)의 회동각을 일정 각도로 고정시킨 상태에서 송풍기(9)의 회전수를 상승시켜 송풍량을 증가시키면, 한 쌍의 급기통로(6,7)로 공급되는 풍량은 댐퍼부재(12)의 회동각에 대응해서 일정의 분배비율을 유지한 상태로 증가되지만, 댐퍼부재(12)를 일측의 급기통로, 예를 들면, 제2급기통로(7)의 입구부(7a)를 좁히는 방향으로 회동한 상태에서 송풍기(9)로부터의 송풍량을 증가시키면, 제2급기통로(7)측의 분배비율이 작게 되기 때문에 제2급기통로(7)로의 공급풍량을 변화시키지 않고 제1급기통로(6)로의 공급 풍량을 증가시킬 수 있다.

또한, 댐퍼부재(12)를 제2급기통로(7)의 입구부(7a)를 넓히는 방향으로 회동시킨 상태에서 송풍기(9)로부터의 송풍량을 감소시키면, 제2급기통로(7)측의 분배비율이 커지기 때문에 제2급기통로(7)로의 공급풍량을 변화시키지 않고 제1급기통로(6)로의 공급풍량을 감소시킬 수 있다.

따라서, 상기 댐퍼부재(12)의 회동각과 송풍기(9)의 회전수를 조합 제어함으로써 각 연소기(1,2)에서 요구되는 풍량에 맞추어 각 급기통로(6,7)로 공급되는 공급풍량을 가변시킬 수 있다.

상기와 같이 댐퍼부재(12)를 배치하면, 댐퍼부재(12)의 배치부를 통과하는 순간에 공기의 흐름에 와류가 발생될 수 있다. 여기에서, 각 급기통로(6,7)에서 각 연소기(1,2)의 분포공간(11)으로 유입되는 공기흐름에 와류가 발생되더라도 어느 정도의 와류는 균압판(10)의 움직임에 의해 버너(4)의 배치부에 균일한 유속분포로 연소용공기를 공급할 수 있다.

그러나, 댐퍼부재(12)의 배치부를 통과하는 순간에 발생하는 공기흐름의 와류는 댐퍼부재(12)의 회동각과 풍량에 의해서 변화하고 각 연소기(1,2)의 분포공간(11)으로 유입되는 공기흐름의 와류세기도 변화해서 균압판(10)만으로는 유속분포를 균일화 하는 것이 어렵게 된다.

여기서, 본 실시형태에서는 각 급기통로(6,7)에 단면적이 입구부(6a,7a)보다 좁은 스로틀부(13,14)가 형성되어 있다. 각 스로틀부(13,14)의 최소단면적부분(13a,14a)은 소정 길이에 걸쳐 직선 연장된 스트레이트 형상으로 되어 있고 스로틀부(13,14)에서 공기흐름이 효율좋게 정류되도록 하고 있다.

또한, 스로틀(13,14)의 유입부 및 유출부는 단면적이 완만하게 변화하도록 형성되어 있고, 이에, 큰 압력손실을 발생하는 일 없이 정류화 작용이 발휘된다. 또한, 최소단면적부분(13a,14a)은 입구부(6a,7a)의 단면적에 대해 그 면적비를 50 ∼ 80% 범위로 하는 것이 바람직하다. 단, 면적비의 하한치는 필요최대풍량에 대응해서 변화한다.

이상의 구성에 의하면, 댐퍼부재(12)의 배치부를 통과하는 순간에 공기흐름에 와류가 발생되어도 스로틀부(13,14)에서 정류되기 때문에 각 연소기(1,2)의 분포공간(11)과 균압판(10)을 통해서 버너(4) 전체에 걸쳐서 균일한 풍속분포로 연소용공기가 공급되고 버너(4)의 연소상태는 양호하게 된다.

여기서, 각 연소기(1,2)의 요구공기량에 대해 실제 공급공기량이 약간 어긋나는 경우가 있는데, 이 경우, 각 급기통로(6,7)에 압력센서 등으로 이루어진 풍량검출수단(15)을 설치하고 검출풍량과 요구풍량의 편차에 대응해서 버너(4)로의 공급가스량을 보정하고 실제의 공급공기량과 공급가스량의 밸런스를 산출하도록 되어 있다.

이 경우, 풍량검출수단(15)의 설치장소에서 공기흐름의 와류가 발생되면 검출풍량에 불규칙한 분포가 발생된다. 여기서, 본 실시형태에서는 스로틀부(13,14)의 하류측에 풍량검출수단(15)이 배치되어 있다. 스로틀(13,14)의 하류측에서는 공기흐름이 정류되어 있기 때문에 불규칙한 분포가 발생되는 일 없이 풍량을 검출할 수 있다.

이상, 급탕용과 목욕물을 다시 끓이기 위한 한 쌍의 연소기(1,2)를 구비한 복수식 연소장치에 본 발명을 적용한 실시형태에 대해서 설명하였지만, 독립해서 작동하는 한 쌍의 연소기를 구비한 다른 복합연소기에도 동일하게 본 발명을 적용할 수 있다.

이상과 같이 본 고안에 따른 강제급기식 복합연소장치는 상호 독립해서 작동하는 한 쌍의 연소기를 구비하고 한 쌍의 연소기에 각각 접속되는 한 쌍의 급기통로를 합류시켜서 단일의 송풍기에 접속시키며, 이 송풍기에서 한 쌍의 연소기로 연소용 공기를 공급하는 강제급기식 복합연소장치에 있어서, 상기 한 쌍의 급기통로의 합류부에 이 합류부로 향하는 일측 급기통로의 입구부를 폐쇄시키는 위치에서 타측 급기통로의 입구부를 폐쇄시키는 위치에 걸쳐서 회동되고 한 쌍의 급기통로로의 송풍량의 분배비율을 가변시키는 단일의 댐퍼부재를 마련한 것에 있어서, 각 급기통로에 단면적을 입구부보다 좁게 한 스로틀부가 형성되어 있다. 이러한 구성에 의해 댐퍼부재의 배치부를 통과하는 순간 공기흐름에 와류가 발생되어도 각 급기통로의 스로틀부에서 공기흐름이 정류된다. 이에, 각 급기통로의 스로틀부의 하류측에서의 유속분포가 균일화되고 각 연소기 전체에 걸쳐 균등하게 연소용공기가 공급되어 연소상태가 양호하게 되는 효과가 있다.

여기서, 상기 스로틀부의 최소단면적부분은 소정 길이에 걸쳐 직선 연장되는 스트레이트 형상으로 형성하면, 스로틀부의 정류작용이 한층 효과적으로 발휘된다.

또, 각 급기통로에서 공급되는 연소용공기의 풍량에 맞추어 각 연소기에 공급되는 연료가스량을 피드백하기 때문에 각 급기통로에 풍량검출수단을 배치하는 경우가 있지만, 이 경우, 각 급기통로 중 스로틀부의 하류측에 풍량검출수단을 배치하면, 검출수단의 배치장소에서는 공기흐름이 정류되기 때문에, 공기흐름의 와류에 의한 검출치의 불규칙적인 분포가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 연소장치의 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

1,2 ; 연소기 6,7 ; 급기통로

6a,7a ; 입구부 8 ; 합류부

9 ; 송풍기 12 ; 댐퍼부재

13,14 ; 스로틀부 13a,14a ; 최소단면부분

15 ; 풍량검출수단

Claims (3)

1. 상호 독립되어 작동하는 한 쌍의 연소기를 구비하고, 이들 연소기에 각각 접속되는 한 쌍의 급기통로를 합류시켜서 단일 송풍기에 접속되며, 이 송풍기로부터 상기 한 쌍의 연소기로 연소용공기를 공급하는 강제급기식 복합연소장치이고, 상기 한 쌍의 급기통로의 합류부에 이 합류부와 연통된 일측의 급기통로 입구부를 폐쇄시키는 위치로부터 타측의 급기통로 입구부를 폐쇄시키는 위치에 걸쳐 회동되며 상기 한 쌍의 급기통로로의 송풍량의 분배비율을 가변시키는 단일 댐퍼부재를 설치한 강제급기식 복합연소장치이고,

   상기 각 급기통로에는 단면적이 입구부보다 좁게 형성된 스로틀부가 형성된 것을 특징으로 하는 강제급기식 복합연소장치에 있어서,

   상기 스로틀부의 좁게 형성된 부분은 일정길이에 걸쳐 직선 연장된 스트레이트 형상으로 된 것을 특징으로 하는 강제급기식 복합연소장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 각 급기통로 중 스로틀부의 하류측에는 풍량검출수단이 구비된 것을 특징으로 하는 강제급기식 복합연소장치.