KR100631110B1 - 자기축열식 단일튜브 버너의 흡배기 절환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 자기축열식 단일튜브 버너의 흡배기 절환장치는, 연소용 제1공기공급관 및 제1배기가스배출관과, 제1연통관과, 제1하단댐퍼관과, 회동밸브로 구성된 저온댐퍼부; 상기 저온댐퍼부의 제1하단댐퍼관과 연통 되며 한 쌍으로 구획된 축열체를 감싼 케이스로 형성된 축열체실; 연소용 제2공기공급관 및 제2배기가스배출관과, 제2연통관과, 제2댐퍼관과, 회동밸브부로 구성된 고온댐퍼부가; 서로 유기적으로 결합하여 연소용 공기와 배기가스의 유출입을 통제하도록 된 열교환기 내장형 컴팩트 축열버너의 배기가스 절환장치에 있어서,

상기 회동밸브부는 절환장치의 중심을 관통하도록 축 설치되고, 외부동력에 의한 회전력을 제공받아 회전하도록 된 회동축; 상기 회동축 외경에 끼움되어 댐퍼부의 중심을 관통하도록 고정결합되는 홀더; 상기 홀더가 댐퍼부 상에 회전 가능한 상태로 축결합되도록 지지하는 한 쌍의 베어링; 상기 홀더의 대향되는 좌우측면으로부터 수평방향으로 연장형성되고, 한 쌍의 베어링이 설치되는 댐퍼부의 내측공간에 접촉면이 밀착된 상태로 수직 설치되어 분리된 밀폐공간을 형성하며, 상기 접촉면을 이루는 테두리부에 적정폭의 삽입홈이 구비되도록 한 회전날개; 및 상0기 회전날개의 삽입홈에 삽입되어 상기 회전날개와 댐퍼부의 내면 사이에 기밀이 유지되도록 하는 씰링부재를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

자기축열식 단일튜브 버너의 흡배기 절환장치{Combustion air and exhausted gas control system for recuperative/regenerative single tube burner}

도 1은 종래기술의 열교환기 내장형 컴팩트 축열버너 시스템을 도시한 측 단면도.

도 2는 도 1의 열교환기 내장형 컴팩트 축열버너를 우측방향에 바라본 일부 절개 단면도.

도 3은 종래기술의 연통관과 회동밸브부간의 유기적인 결합관계를 도시한 요부 사시도.

도 4는 본 발명의 열교환기 내장형 컴팩트 축열버너 시스템을 도시한 측 단면도.

도 5는 도 4의 열교환기 내장형 컴팩트 축열버너를 우측방향에 바라본 일부 절개 단면도.

도 6은 본 발명의 요부인 연통관과 회동밸브부간의 유기적인 결합관계를 도시한 요부 사시도.

도 7은 본 발명의 회동밸브부를 확대 도시한 확대 단면도.

도 8은 본 발명의 회동밸브 구조를 도시한 사시도.

도 9는 본 발명의 회동밸브의 홀더와 회전날개의 결합구조를 보인 부품도.

도 10은 본 발명의 요부인 저온댐퍼부에 형성된 관통공을 통해 배기가스와 공기의 유출입을 도시한 개념도.

도 11은 본 발명의 요부인 고온댐퍼부에 형성된 관통공을 통해 배기가스와 공기의 유출입을 도시한 개념도.

< 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 >

10; 축열체실 11; 축열체

12; 케이스 21; 저온댐퍼부

22; 제1공기공급관 23; 제1배기가스배출관

24; 제1연통관 25; 제1하단댐퍼관

29; 관통공 31; 고온댐퍼부

32; 제2공기공급관 33; 제2배기가스배출관

40; 버너본체 50; 가스유입관

51; 가스노즐공 60; 점화봉

70; 연소공기공급관 71; 예열공기노즐관

80; 열교환기관 81; 보염관

82; 열교환기핀 90; 튜브

100; 버너 210; 회동밸브

211; 회동축 213; 홀더

214; 스톱퍼 215; 베어링

217; 회전날개 218; 삽입홈

219; 씰링부재

본 발명은 자기축열식 단일튜브 버너의 흡배기 절환장치에 관한 것으로서, 특히 회동밸브의 회전날개 테두리에 삽입홈을 형성하고, 상기 삽입홈 내에 씰링부재가 삽입되도록 함으로써, 회전날개와 댐퍼부 내면 사이에 기밀이 유지될 수 있도록 하여 연소용 공기와 배기가스가 서로 혼합되는 것을 방지하도록 하는 자기축열식 단일튜브 버너의 흡배기 절환장치에 관한 것이다.

일반적으로 버너 등의 연소기들은 연료와 공기를 적당한 배합비로 주입하여 연소시키고, 그 연소시 발생되는 열에너지를 다른 매체물들에 전달하여 녹이거나 온도변화를 시키고, 또한 전기나 운동에너지로 전환시키기 위하여 사용되는 장치이다.

도 1은 종래 기술의 열교환기 내장형 컴팩트 축열버너 시스템을 도시한 측 단면도이고, 도 2는 도 1의 열교환기 내장형 컴팩트 축열버너를 우측방향에 바라본 일부 절개 단면도이다.

동 도면에서 보여 지는 바와 같은 종래 기술은 축열체실(10)를 가진 배기가스 절환장치(30)와, 상기 배기가스 절환장치(30)와 플렌지 결합되며 연소용 로의 일측면에 장착되는 버너본체(40)와, 상기 버너본체(40)의 정 중앙에 위치하며, 끝 단에 다수의 가스노즐공(51)이 형성된 가스유입관(50)과, 상기 가스유입관(50)의 상부에 사선으로 하향하며 길이 방향으로 배치된 점화봉(60)과, 끝단에 예열공기노즐관(71)이 일체화 되며, 상기 가스유입관(50)과 점화봉(60)을 수용하는 연소공기공급관(70)과, 끝단에 보염관(81)이 설치되며, 상기 연소공기공급관(70)을 수용하는 열교환기관(80)과, 상기 버너본체(40) 내주면, 열교환기관(80)과 연소공기공급관(70) 사이에 일정간격을 원주방향으로 둘러싸여 형성된 열교환기핀(82)과, 상기 보염관(81)을 일부 감싸며 화염 형성 길이 방향으로 배치된 튜브(90)가 서로 유기적으로 결합하여 버너(100)의 화염으로 발생된 고온 배기가스와 연소용 공기 사이에 열교환이 일어나도록 하고, 배기가스절환장치(30)를 통해 번갈아가며 고온 배기가스의 열에너지를 축적하도록 하여 연소용 공기를 예열하도록 하는 구성으로 이루어진다.

이때, 상기 버너(100)는 배기가스 절환장치(30)와 플렌지 결합되는 폐 공간의 버너본체(40)가 최 외곽부를 구성하고, 상기 버너본체(40)의 정 중앙에 위치하는, 끝단에 다수의 가스노즐공(51)이 형성된 가스유입관(50)이 구비된다.

상기 연소공기공급관(70)은 상기 가스유입관(50)과 점화봉(60)을 수용하는 연소공기공급관(70)이 원통형상으로서 버너(100)의 본체에 내장되어 일단으로 제2공기공급관(32)으로 부터 밀려들어오는 예열된 공기가 유입되고, 타단에는 예열공기노즐관(71)이 일체화 된다.

상기 연소공기공급관(70)을 배기가스가 이동하여 배기가스 노즐관을 향해 분출하게 된다.

이때, 고온의 공기와 배기가스는 가스유입관(50)의 끝단에 붙은 파일럿불씨에 공기를 공급하는 결과를 초래하여 종래 기술의 버너는 원통형상의 튜브(100)의 내부로 길고, 온도의 편차가 거의 없는 무화염 연소가 이루어지게 된다.

또한, 상기 열교환기관(80)은 연소공기공급관(70)을 수용하고, 일 끝단에 보염관(81)이 일체화 되며, 상기 버너본체(40) 내주면과 연소공기공급관(70) 사이에 일정간격을 두고 원주 방향으로 둘러싸여 형성된 열교환기핀(82)이 결합된다.

상기 열교환기핀(82)은 버너(100)에서 화염을 발하면 도 1에 도시된 튜브(90)의 내부에서 형성된 배기가스가 도시된 화살표의 방향으로 회동하여 열교환기핀(82)을 지날 때 열에너지를 전도에 의해 연소공기공급관(70) 외주면을 따라 흐르는 연소용공기를 예열시키는 역할을 한다.

상기 버너에서 1차적으로 배기가스의 열에너지를 열교환기에 의해 연소용 공급공기에 전달시키고, 추가로 외부에 장착된 축열체실(10)의 축열체(11)에 축적하게 된다.

상기 축열체실(10)과 그 축열체부에 저장된 배기가스의 열에너지는 절환장치(30)를 통해 다시 버너(100)로 공급된다.

상기 배기가스 절환장치(30)는, 버너의 상단부에 위치하며 플렌지부를 가지며 가로로 배치되는 연소용 제1공기공급관(22)과 제1배기가스배출관(23)이 설치된다.

여기서 연소용 제1공기공급관(22)은 항상 공기가 공급되는 공급구이며, 제1배기가스배출관(23)은 항상 버너에서 빠져 나오는 배기가스가 배출되는 관이다.

이때, 도 1내지 2에서 굵은 일점쇄선으로 도시한 저온댐퍼부(21)는 통 형상의 제1연통관(24)과, 상기 제1연통관(24) 하단에 세로로 배치되는 한 쌍의 제1하단댐퍼관(25)과, 상기 제1연통관(24) 정 중앙에 위치하여 연소용 공기와 배기가스의 출입을 제어하는 회동밸브부(110)로 구성된다.

한편, 상기 저온댐퍼부(21)의 하단에는 제1하단댐퍼관(25)과 연통되며 쌍으로 구획된 축열체(11)와, 그를 감싼 케이스(12)로 구성되는 축열체실(10)이 일체화 된다.

또한, 상기 축열체실(10)의 하단에는 굵은 일점쇄선으로 표시한 고온댐퍼부(31)가 설치된다.

상기 고온댐퍼부(31)는 연소용 제2공기공급관(32)과 제2배기가스배출관(33), 중단에 위치한 통 형상의 제2연통관(34)이 비치되고, 상기 제2연통관(34) 상단에 세로로 배치되는 쌍의 제2댐퍼관(35)으로 구성되고, 상기 제2연통관(34)의 정 중앙에 회동밸브부(110)가 위치하여 공기와 배기가스의 유출입을 통제하게 된다.

도 3은 종래기술의 연통관과 회동밸브부간의 유기적인 결합관계를 도시한 요부 사시도 이다.

동 도면에서 보는 바와 같이 상기 제1,2 연통관(24,34)의 정 중앙에 위치한 회동밸브부(110)는, 에어실린더나 모터(미도시)로 작동되는 밸브로서, 양단에 베어링(111)이 형성되며, 상기 베어링(111)에 삽입되는 지지축(112)에서 양 방향으로 뻗은 날개(113)로 형성되어 있다.

따라서, 상기 연통관(24,34) 내부에서 에어실린더로 작동되는 날개(113)는 지지축(112)의 회동에 따라 좌우로 90도 간격으로 회동하며 일측의 고,저온댐퍼부(31,21)를 개폐하는 것이다.

그러나, 상기 구성으로 이루어지는 종래기술은 회동밸브(110)의 회전날개(113)와 댐퍼부(21)(31) 내면 사이에 미세한 틈이 존재하게 되고, 상기 틈을 통해 연소용 공기와 배기가스가 서로 혼합되어 열효율이 저하되는 문제가 있다.

또한, 종래기술은 회동밸브(110)의 절환운동 시, 회전날개(113)와 댐퍼부(21)(31) 내면 사이에 마찰이 발생되어 부속이 조기에 마모되거나, 연소용 공기와 배기가스가 혼입되는 현상이 더욱 가속화되는 문제가 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 회동밸브의 회전날개 테두리에 삽입홈을 형성하고, 상기 삽입홈 내에 씰링부재가 삽입되도록 함으로써, 회전날개와 댐퍼부 내면 사이에 기밀이 유지될 수 있도록 하여 연소용 공기가 배기가스영역으로 침범되거나, 역으로 배기가스가 연소용 공기영역으로 침범되는 것이 방지되도록 하는 자기축열식 단일튜브 버너의 고기밀 흡배기 절환장치를 제공하는데 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 회전날개와 댐퍼부 내면 사이에 마찰이 최소화할 수 있도록 회전날개의 테두리에 삽입되는 씰링부재에 윤활성분이 첨가된 자기축열식 단일튜브 버너의 고기밀 흡배기 절환장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자기축열식 단일튜브 버너의 흡배기 절환장치는, 버너본체의 상단에 위치하며 플렌지부를 가지며 가로로 배치되는 연소용 제1공기공급관과 제1배기가스배출관, 중단에 위치하며 상하판에 각각 직각으로 교차된 관통공을 가진 통 형상의 제1연통관과, 상기 제1연통관 하단에 세로로 배치되는 제1하단댐퍼관과, 상기 제1연통관 정중앙에 위치하여 배기가스를 유출입시키는 회동밸브부로 구성된 저온댐퍼부와; 상기 저온댐퍼부의 제1하단댐퍼관과 연통 되며 한 쌍으로 구획된 축열체와, 그를 감싼 케이스로 형성된 축열체실과; 최 하단에 위치하며 플렌지부를 가지며 가로로 배치되는 연소용 제2공기공급관과 제2배기가스배출관, 중단에 위치하며 상하판에 각각 직각으로 교차된 관통공을 가진 통 형상의 제2연통관과, 상기 제2연통관 상단에 세로로 배치되는 제2댐퍼관과, 상기 제2연통관 정 중앙에 위치하여 배기가스를 유출입시키는 회동밸브부로 구성된 고온댐퍼부가; 서로 유기적으로 결합하여 연소용 공기와 배기가스의 유출입을 통제하도록 된 열교환기 내장형 컴팩트 축열버너의 배기가스 절환장치에 있어서,

상기 회동밸브부는 절환장치의 중심을 관통하도록 축 설치되고, 외부동력에 의한 회전력을 제공받아 회전하도록 된 회동축; 상기 회동축 외경에 끼움되어 댐퍼부의 중심을 관통하도록 고정결합되는 홀더; 상기 홀더가 댐퍼부 상에 회전 가능한 상태로 축결합되도록 지지하는 한 쌍의 베어링; 상기 홀더의 대향되는 좌우측면으로부터 수평방향으로 연장형성되고, 한 쌍의 베어링이 설치되는 댐퍼부의 내측공간에 접촉면이 밀착된 상태로 수직 설치되어 분리된 밀폐공간을 형성하며, 상기 접촉면을 이루는 테두리부에 적정폭의 삽입홈이 구비되도록 한 회전날개; 및 상 기 회전날개의 삽입홈에 삽입되어 상기 회전날개와 댐퍼부의 내면 사이에 기밀이 유지되도록 하는 씰링부재를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 열교환기 내장형 컴팩트 축열버너 시스템을 도시한 측 단면도이고, 도 5는 도 4의 열교환기 내장형 컴팩트 축열버너를 우측방향에 바라본 일부 절개 단면도 이다.

동 도면에서 보여지는 바와 같은 본 발명은 2개의 축열체(11)를 내장한 축열체실(10)를 가진 배기가스 절환장치(30)가 형성되어 버너(100)와 일체화 되는 구성으로 이루어진다.

이때, 상기 버너(100)는 배기가스 절환장치(30)와 플렌지 결합되는 폐 공간의 버너본체(40)가 최 외곽부를 구성하고, 상기 버너본체(40)의 정 중앙에 위치하는, 끝단에 다수의 가스노즐공(51)이 형성된 가스유입관(50)이 구비되어 있다.

또한, 상기 가스유입관(50)의 상부에 사선으로 하향하는 길이 방향으로 점화봉(60)이 설치되어 버너에 불씨를 제공하는 점화장치로서 역할하게 된다.

또한, 상기 가스유입관(50)과 점화봉(60)을 수용하는 원통형상의 연소공기공급관(70)이 버너의 본체에 내장되도록 하여 제2공기공급관(32)으로부터 밀려들어오는 예열된 공기가 유입되도록 한다.

이때, 상기 연소공기 공급관(70)의 일 끝단에는 예열공기노즐관(71)이 일체 로 형성된다. 즉, 도 4에 도시된 것처럼, 폐 공간인 버너본체 내부에 끝단이 터진 상태로 비치된 연소공기공급관(70)을 배기가스가 이동하여 배기가스 노즐관을 향해 분출하는 것이다.

이때, 고온의 공기와 배기가스는 가스유입관의 끝단에 붙은 파일럿불씨에 공기를 공급하는 결과를 초래하여 본 발명의 버너(100)는 원통형상의 튜브(90)의 내부로 길고, 온도의 편차가 거의 없는 무화염 연소를 하는 것이다.

또한, 끝단에 보염관(81)이 일체화 되며, 상기 연소공기공급관(70)을 수용하는 열교환기관(80)이 구성되고, 상기 버너본체(40) 내주면, 열교환기관(80)과 연소공기공급관(70) 사이에 일정간격을 두고 원주 방향으로 둘러싸여 형성된 열교환기핀(82)이 결합된다.

여기서, 본 발명은 상기 열교환기관(80)과 열교환기핀(82)의 결합을 열교환기라 편의상 칭한다.

상기 열교환기핀(82)은 본 발명의 요부로, 버너(100)에서 화염을 발하면 도 3에 도시된 튜브(90)의 내부에서 형성된 배기가스가 도시된 화살표의 방향으로 회동하여 열교환기핀(82)을 지날 때 열에너지를 전도에 의해 예열공기공급관(70) 외주면을 따라 흐르는 연소용공기를 예열시키는 역할을 한다.

따라서, 본 발명의 버너(100)는 폐열의 활용도를 높여 폐열이 버너(100)의 외부로 쓸모없이 빠져나가는 현상을 방지하고, 열효율을 극대화시키는 것이다.

또한, 본 발명은 도시된 도 4에서 보이듯, 상기 보염관(81)을 일부 감싸며 전진 배치한 튜브(90)가 마련되어 있어 화염을 발할 경우, 이 튜브(90) 내에서 연 소되도록 하는 것이다.

이러한, 본 발명은 상기 버너(100)에서 1차적으로 배기가스의 열에너지를 열교환기에 의해 연소용 공급공기에 전달시키고, 추가로 외부에 장착된 축열체실(10)의 축열체(11)에 축적하여 폐열의 활용도를 높인다.

따라서, 이 폐열 에너지를 축열하기 위한 축열체실(10)과 그 축열체부에 저장된 배기가스의 열에너지를 다시 버너(100)로 공급하는 절환장치(30)의 구성을 살펴본다.

도 4와 5에 도시된 것처럼, 상기 축열체실(10)를 가진 배기가스 절환장치(30)는, 버너의 상단부에 위치하며 플렌지부를 가지며 가로로 배치되는 연소용 제1공기공급관(22)과 제1배기가스배출관(23)이 설치된다.

여기서, 연소용 제1공기공급관(22)은 항상 공기가 공급되는 공급구이며, 제1배기가스배출관(23)은 항상 버너(100)에서 빠져 나오는 배기가스가 배출되는 관이다.

또한, 도 4와 5에 도시된 것처럼, 중단에 위치한 통 형상의 제1연통관(24)과, 상기 제1연통관(24) 하단에 세로로 배치되는 한 쌍의 제1하단댐퍼관(25)과, 상기 제1연통관(24) 정 중앙에 위치하여 연소용 공기와 배기가스의 출입을 제어하는 회동밸브부(210)로 구성된 저온댐퍼부(21)가 굵은 일점쇄선으로 표시한 영역에 배치된다.

한편, 상기 저온댐퍼부(21)의 하단에는 도 4와 5에 도시된 것처럼, 축열체실(10)가 일체화 되어 있다.

즉, 제1하단댐퍼관(25)과 연통되며 쌍으로 구획된 축열체(11)와, 그를 감싼 케이스(12)로 형성되는 것이다.

또한, 상기 축열체실(10)의 하단에는 굵은 일점쇄선으로 표시한 고온댐퍼부(31)가 마련되는데, 그 구성은 상기 저온댐퍼부(21)의 구성과 동일하다.

즉, 최하단에 위치하며 플렌지부를 가지며 가로로 배치되는 연소용 제2공기공급관(32)과 제2배기가스배출관(33), 중단에 위치한 통 형상의 제2연통관(34)이 비치되고, 상기 제2연통관(34) 상단에 세로로 배치되는 쌍의 제2댐퍼관(35)이 일체화 되어 있다.

또한, 상기 제2연통관(34)의 정 중앙에 위치하여 배기가스를 유출입시키는 회동밸브부(210)로 구성된 고온댐퍼부(31)가 서로 유기적으로 결합하여 공기와 배기가스의 유출입을 통제하는 것이다.

이때, 이 공기와 배기가스의 유출입을 직접적으로 통제하는 구성이, 도 6내지 도 9에 도시된바와 같은 회동밸브부(210)이다.

도 6은 본 발명의 요부인 연통관과 회동밸브부간의 유기적인 결합관계를 도시한 요부 사시도 이고, 도 7은 본 발명의 회동밸브부를 확대 도시한 확대 단면도 이며, 도 8은 본 발명의 회동밸브 구조를 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명의 회동밸브의 홀더와 회전날개의 결합구조를 보인 부품도이다.

동 도면에서 보여 지는 바와 같이 상기 제1,2 연통관(24,34)의 정 중앙에 위치한 회동밸브부(210)는, 에어실린더나 모터(미도시)로 작동되는 밸브로서, 절환장 치(30)의 중심을 관통하도록 축 설치된다. 이에 대한 구성을 자세히 설명하면 다음가 같다.

상기 회동밸부(210)는, 외부동력에 의한 회전력을 제공받아 회전하도록 된 회동축(211)과, 상기 회동축(211) 외경에 끼움되어 댐퍼부(21)(31) 중심을 관통하도록 고정결합되는 홀더(213)와, 상기 홀더(213)가 댐퍼부(21)(31) 상에 회전 가능한 상태로 축결합되도록 지지하는 한 쌍의 베어링(215)와, 상기 홀더(213)의 대향되는 좌우측면으로부터 수평방향으로 연장형성되고, 한 쌍의 베어링(215)이 설치되는 댐퍼부(21)(31)의 내측공간에 접촉면이 밀착된 상태로 수직 설치되어 분리된 밀폐공간을 형성하며, 상기 접촉면을 이루는 테두리부에 적정폭의 삽입홈(218)이 구비되도록 한 회전날개(217) 및 상기 회전날개(217)의 삽입홈(218)에 삽입되어 상기 회전날개(217)와 댐퍼부(21)(31)의 내면 사이에 기밀이 유지되도록 하는 씰링부재(219)로 구성된다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 회동밸브(210)는 에어실린더(미도시)에 의해 작동되고, 회동축(211)이 회전하게 된다. 상기 회전축(211)과 연동된 회전날개(217)는 연통관(24,34) 내부에서 좌우로 90도 간격으로 회동하며 일측의 고,저온댐퍼부(31,21)를 개폐하는 역할을 하게 된다.

상기와 같은 본 발명은 회동밸브(210)의 회전날개(217) 테두리에 삽입홈(218)을 형성하고, 상기 삽입홈(218) 내에 씰링부재(219)가 삽입되도록 함으로써, 회전날개(217)와 댐퍼부(21)(31) 내면 사이에 기밀이 유지될 수 있도록 하여 연소용 공기가 배기가스영역으로 침범되거나, 역으로 배기가스가 연소용 공기영역으로 침범되는 것을 방지할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 상기 씰링부재(219)의 성분 중에 윤활성분이 첨가되도록 함에 따라서, 회동밸브(210)의 절환운동 시, 회전날개(217)와 댐퍼부(21)(31) 내면 사이에서 발생되는 마찰을 최소화할 수 있게 된다.

물론, 이때 그 연동을 제어하는 스톱퍼(214)가 도6, 도 10와 도 11에서처럼 90도 간격으로 배치되어 그 작동을 돕게 된다.

그럼, 여기서 전술된 구성들로 이루어진 본 발명의 열교환기 내장형 컴팩트 축열버너의 작용을 상세히 설명한다.

도 4와 5에 도시된 듯이, 버너(100)의 가스유입관(50)을 통해 가스가 공급되고, 점화봉(60)의 점화 스파크에 의해 버너(100)는 화염을 형성하게 된다.

상기 화염은 연소하여 고온의 배기가스를 배출하게 되는데, 도시된 튜브(90)를 타고 이동한다.

따라서, 도시된 화살표의 방향으로 돌아 버너의 본체(40)와 튜브(90)의 외주면을 따라 진행하다가 열교환기인 열교환기핀(82)과 열교환기관(80)을 지나며, 고온의 열을 연소용 공기에 전도시켜주게 된다.

그러나, 배기가스의 모든 열에너지를 상기의 열교환기로 모두 활용할 수 있는 것은 아니다.

따라서, 열교환기를 지나며 열에너지의 일부가 공기예열로 방출된 배기가스는 고온댐퍼부(31)를 지난다.

즉, 고온댐퍼부(31)의 제2배기가스배출관(33)을 거치고, 제2댐퍼관(35)을 지나 쌍의 축열체(11)로 이동하여 다시 한번 열에너지를 전도하게 된다.

물론, 도 5에 도시된 것처럼, 본 발명의 축열체(11)는 쌍으로 구비되어 고온댐퍼부(31), 저온댐퍼부(21)와 회동밸브부(210)의 작동에 의해 교번적으로 열을 축적하여, 버너(100) 내부로 공급되는 연소용 공기에 고온의 열을 전달하게 된다.

다음으로, 본 발명의 고, 저온댐퍼부(31)(21)와 회동밸브부(210)가 연소용 공기를 버너(100)의 내부로 공급하고, 배기가스의 폐열을 이용하여 도 5에 도시된 한 쌍의 축열체(11) 내부에 열을 축적시키는 과정을 설명한다.

도 4와 5에 도시된 것처럼, 본 발명의 제1공기공급관(22)을 통해서 연소용 공기가 유입되면 연통관(24)을 지나게 된다.

이때, 상기 연통관(24)의 하판에는 도 6에 도시된 것처럼, 상판의 관통공(29)과 직각으로 교차된 관통공(29)을 가지고 있다.

여기서, 도 10은 이러한 관통공(29)을 보다 상세히 설명하기 위해 각각 별도의 부호를 부쳤다.

즉, 각각 실선으로 도시한 관통공(29)을 ⓐ,ⓑ로 구분하고, 점선으로 도시한 관통공(29)을 ⓒ,ⓓ 로 구분하여 도시하였다.

실질적으로 도 10의 ⓐ가 제1공기공급관(22)과 맞닿은 연통관(24)의 상부에 뚫린 구멍이고 ⓑ는 제1배기가스배출관(23)과 맞닿은 연통관(24)의 상부에 뚫린 구멍이다.

따라서 도 10의 ⓐ를 통과한 연소용 공급 공기는 회동밸브부(210)의 양 회전 날개(217)의 구획에 따라 도 9의 ⓒ로만 밀려 들어가는 것이다.

ⓒ의 관통구로 들어온 연소용 공급 공기는 도 5의 좌측 축열체(11)를 지나며, 더욱 고온이 되어 고온댐퍼부(31)로 이동한다.

이 고온댐퍼부(31)도 전술된 저온댐퍼부(21)와 같이 도 11에 도시된 것처럼, 교차되는 관통구(39)가 ⓔ,ⓕ,ⓖ,ⓗ로 형성되어 있다.

상기 ⓔ,ⓕ는 도 4와 5에 도시된 제2댐퍼관(35)과 맞닿은 관통공(39)이며, ⓖ는 제2공기공급관(32), ⓗ는 제2배기가스배출관(33)과 맞닿은 관통공(39) 이다.

따라서, 도 5에서 보이는, 상기 좌측의 축열체(11)를 지난 공기는 제2댐퍼관(35)과 관통공 ⓔ를 지나며 연통관(34)으로 밀려든다.

물론, 밀려든 축열체에 의해 예열된 공기는 도 11의 실선으로 도시한 관통공(39) ⓖ를 통과하여 제2공기공급관(32)을 타고 버너(100) 내부로 들어가 연소된다.

물론, 버너(100)의 내부에서 화염을 발하고, 연소된 배기가스는 전술된 것처럼 튜브(90)를 통과하여 배기될 때, 전술된 공기가 공급되는 관통공이 아닌 ⓗ,ⓕ,ⓓ,ⓑ의 순으로 배출되는 것이다.

즉, 버너의 내부로 공급되는 공기는 관통공 ⓐ→ⓒ→ⓔ→ⓖ를 순차로 관통하며 버너(100)의 내부로 투입되어 화염을 발하게 하고, 화염이 발하여 발생된 고온의 배기가스는 ⓗ→ⓕ를 거쳐 도 5의 좌측 축열체(11)에 고온의 열에너지를 축적시키고 관통공 ⓓ→ⓑ를 통과하며 배출되는 것이다.

그후, 일정시간이 지난 후 본 발명의 고온댐퍼부(31)와 저온댐퍼부(21)에 구성된 회동밸브부(210)는 에어실린더에 의해 작동되어 도 10와 도 11에 얇은 일점쇄 선으로 도시된 방향으로 90도 회전하게 된다.

이때, 상기 연통관(24,34)에 형성된 4개의 스톱퍼(114)는 날개의 90도 회전을 위해 각각 직각이 되는 위치에 형성된다.

한편, 상기 회전은 버너(100)로 공급되는 공기의 흐름경로와 버너(100)에서 화염이 발한 고온의 배기가스의 흐름경로를 반대로 바꾸게 한다.

따라서, 이번에는 공기가 우측의 축열체(11)를 통과하며 고온이 되어 버너(100) 내부로 투입되고, 연소되어 고온인 배기가스는 좌측의 축열체(11)를 통과하며 열에너지를 축적시킨다.

즉, 본 발명의 축열식 버너(100)는 그 고,저온댐퍼부(31,21)의 구성과 회동밸브부(210)의 작동에 따라 축열체(11)를 교번적으로 사용하는 것이다.

상기와 같은 본 발명은 회동밸브의 회전날개 테두리에 삽입홈을 형성하고, 상기 삽입홈 내에 씰링부재가 삽입되도록 함으로써, 회전날개와 댐퍼부 내면 사이에 기밀이 유지될 수 있도록 하여 연소용 공기가 배기가스영역으로 침범되거나, 역으로 배기가스가 연소용 공기영역으로 침범되어 연소효율이 떨어지는 문제를 방지할 수 있게 되어 결과적으로 연소효율이 향상되는 효과가 있고, 상기 씰링부재에 윤활성분이 첨가됨에 따라서, 회동밸브의 절환운동 시, 회전날개와 댐퍼부 내면 사이에 마찰이 최소화되고, 이로인해 절환장치의 잔 고장이 억제되고 수명이 연장되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 버너본체의 상단에 위치하며 플렌지부를 가지며 가로로 배치되는 연소용 제1공기공급관과 제1배기가스배출관, 중단에 위치하며 상하판에 각각 직각으로 교차된 관통공을 가진 통 형상의 제1연통관과, 상기 제1연통관 하단에 세로로 배치되는 제1하단댐퍼관과, 상기 제1연통관 정중앙에 위치하여 배기가스를 유출입시키는 회동밸브부로 구성된 저온댐퍼부와; 상기 저온댐퍼부의 제1하단댐퍼관과 연통되며 한 쌍으로 구획된 축열체와, 그를 감싼 케이스로 형성된 축열체실과; 최 하단에 위치하며 플렌지부를 가지며 가로로 배치되는 연소용 제2공기공급관과 제2배기가스배출관, 중단에 위치하며 상하판에 각각 직각으로 교차된 관통공을 가진 통 형상의 제2연통관과, 상기 제2연통관 상단에 세로로 배치되는 제2댐퍼관과, 상기 제2연통관 정 중앙에 위치하여 배기가스를 유출입시키는 회동밸브부로 구성된 고온댐퍼부가; 서로 유기적으로 결합하여 연소용 공기와 배기가스의 유출입을 통제하도록 된 열교환기 내장형 컴팩트 축열버너의 배기가스 절환장치에 있어서,

   상기 회동밸브부는 절환장치의 중심을 관통하도록 축 설치되고, 외부동력에 의한 회전력을 제공받아 회전하도록 된 회동축;

   상기 회동축 외경에 끼움되어 댐퍼부 중심을 관통하도록 고정결합되는 홀더;

   상기 홀더가 댐퍼부 상에 회전 가능한 상태로 축결합되도록 지지하는 한 쌍의 베어링;

   상기 홀더의 대향되는 좌우측면으로부터 수평방향으로 연장형성되고, 한 쌍 의 베어링이 설치되는 댐퍼부의 내측공간에 접촉면이 밀착된 상태로 수직 설치되어 분리된 밀폐공간을 형성하며, 상기 접촉면을 이루는 테두리부에 적정폭의 삽입홈이 구비되도록 한 회전날개; 및

   상기 회전날개의 삽입홈에 삽입되어 상기 회전날개와 댐퍼부의 내면 사이에 기밀이 유지되도록 하는 씰링부재를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기축열식 단일튜브 버너의 흡배기 절환장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 씰링부재는 세라믹과 인코넬(inconel)의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기축열식 단일튜브 버너의 흡배기 절환장치.

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