KR100793758B1 - 가스복사 버너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스와 공기의 혼합을 촉진하여 가스복사 버너의 연소 효율을 향상시키기 위한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 공기와 가스연료가 유입되는 혼합관과, 상기 혼합관으로부터 혼합가스를 공급받아 혼합가스가 연소되는 공간을 제공하는 버너포트와, 상기 버너포트의 상부에 경사지게 구비되는 적열 플레이트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가스복사 버너를 제공한다.

가스복사 버너, 버너포트, 혼합관, 스월러(swirler)

Description

가스복사 버너{surface burning burner}

도 1은 종래기술에 따른 가스복사 버너를 개략적으로 나타낸 평면도

도 2는 도 1의 I-I선을 따른 단면도

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스복사 버너를 개략적으로 나타낸 단면도

도 4는 도 3의 버너포트에 혼합관이 연결된 구조를 개략적으로 나타낸 평면 구성도

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 가스복사 버너의 요부를 개략적으로 나타낸 평면 구성도

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 가스복사 버너의 요부를 개략적으로 나타낸 평면 구성도

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 가스복사 버너를 개략적으로 나타낸 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11,12,13,14:혼합관 20:버너포트

30:제1 가이드 40:제2 가이드

51,52,53,54:팬

본 발명은 가스복사 버너에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스와 공기의 혼합을 촉진하여 연소 효율을 향상시킬 수 있는 가스복사 버너에 관한 것이다.

일반적으로, 가스복사 버너는 연료와 공기를 혼합한 혼합가스의 연소에 의한 복사체의 가열시 발생되는 복사에너지를 이용하여 피가열체를 가열 조리하는 버너이다.

이하, 종래 기술에 따른 가스복사 버너를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래기술에 따른 가스복사버너를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I선을 따른 단면도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 가스복사 버너는 크게 혼합관(1), 버너포트(2), 적열 플레이트(3), 버너하우징(4), 그리고, 글래스(5)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 혼합관(1)은 가스연료와 공기가 유입되어 일차적으로 혼합되는 공간으로, 가스연료는 노즐(1a)로부터 분사되어 유입되고, 공기는 가스연료의 분사압력에 의하여 유입되어 혼합된다.

그리고, 상기 버너포트(2)는 상기 혼합관(1)과 연결되고, 혼합관(1)으로부터 혼합가스가 유입되어 연소되는 공간으로, 혼합관(1)으로부터 유입된 혼합가스에 포 함된 가스연료와 공기가 보다 균일하게 혼합된다.

또한, 상기 적열 플레이트(3)는 상기 버너포트(2) 상부에 형성된 안착부(2a)에 구비되고, 버너포트(2)로 유입된 혼합가스가 연소됨에 따라 적열되어 복사에너지를 방출한다.

그리고, 상기 버너하우징(4)은 가스복사 버너의 본체 역할을 하며, 상기 버너포트(2)가 체결된다.

이때, 상기 버너하우징(4)에는 상기 적열 플레이트(3)에서 방출되는 복사에너지가 통과되도록 원형의 개구부(4a)가 형성된다.

그리고, 상기 글래스(5)는 상기 버너하우징(4)의 상부에 구비되어, 피가열체가 얹혀진다.

한편, 상기 버너하우징(4)의 내부에는 혼합가스가 연소되고 생성된 배기가스가 배출되는 통로인 배기구(F)가 형성된다.

상기와 같이 구성된 가스복사 버너의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 글래스(5) 상면에 피가열체를 얹혀놓고 가스복사 버너를 작동시키면, 혼합관(1)에는 각각 가스연료와 공기가 유입되어 혼합되고, 이와 같이 생성된 혼합가스는 버너포트(2)로 공급되어 적열 플레이트(3)를 통해 분출된다.

이와 동시에, 상기 혼합가스는 소정의 점화수단(미도시)에 의해 점화되어 적열 플레이트(3) 상에서 연소되고, 상기 혼합가스가 연소됨에 따라 상기 적열 플레이트(3)가 적열되어 복사에너지를 방사한다.

상기와 같이 발생된 복사에너지를 통해 글래스(5) 상면에 얹혀진 피가열체는 가열되어 조리된다.

이 때, 상기 혼합가스의 연소후 발생되는 배기가스는 대략 섭씨 500도 이상으로 버너하우징(4)의 내부에 형성된 배기구(F)를 통해 배출된다.

그러나, 종래 기술에 따른 가스복사버너는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 상기 버너포트(2)에서 혼합가스의 유동 패턴이 직진 상방향으로 이루어짐에 따라 적열 플레이트(3)의 표면에서 불균일한 연소 현상을 일으킨다.

따라서, 불완전한 연소로 인해 복사효율이 저하되고, 배출가스가 증가되는 문제점이 있었다.

둘째, 상기 혼합관(1)의 설치 구조에 제약으로 인하여 혼합관(1)의 길이가 짧아질 경우, 혼합관(1)내에서 가스연료와 공기가 불균일하게 혼합될 경우, 불완전한 연소로 인해 복사효율이 더욱 저하되고, 배출가스가 훨씬 증가되는 문제점이 있었다.

셋째, 종래 가스복사 버너는 빌트인 제품으로서 사용하기가 곤란한 문제점이 있었다.

즉, 가전제품의 빌트인 추세에 따라 상기 버너포트(2)의 크기(통상, 높이)를 줄일 경우, 버너포트(2) 내에서의 혼합가스의 균일한 혼합이 어려우며, 버너포트(2)로 유입된 혼합가스가 적열 플레이트(3)로 균일하게 분출되기 어렵기 때문에, 혼합가스의 불완전 연소를 초래하여 복사효율이 저하되고, 배출가스가 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 가스와 공기의 혼합을 촉진하여 연소 효율을 향상시킬 수 있는 가스복사 버너를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 공기와 가스연료가 유입되는 혼합관과, 상기 혼합관으로부터 혼합가스를 공급받아 혼합가스가 연소되는 공간을 제공하는 버너포트와, 상기 버너포트의 상부에 경사지게 구비되는 적열 플레이트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가스복사 버너를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 가스복사 버너를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

참고로, 본 발명의 구성을 설명하기에 앞서 설명의 중복을 피하기 위하여 종래 기술과 일치하는 부분에 대해서는 종래 도면부호를 그대로 인용함을 전제한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스복사 버너를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3의 버너포트에 혼합관이 연결된 구조를 개략적으로 나타낸 평면 구성도이다.

그리고, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 가스복사 버너의 요부를 개략적으로 나타낸 평면 구성도이고, 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 가스복사 버너의 요부를 개략적으로 나타낸 평면 구성도이며, 도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 가스복사 버너를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

먼저, 도 3과 도 4를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 가스복사 버너를 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 가스복사 버너는 크게 제1 혼합관(11), 제2 혼합관(12), 버너포트(20), 적열 플레이트(3), 버너하우징(4), 그리고, 글래스(5)를 포함하여 구성된다.

여기서, 버너포트(2)는 혼합가스가 연소되는 공간을 갖는다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 혼합관(11)은 노즐(11a)로부터 분사되어 유입되는 가스연료와 상기 가스연료의 분사압력에 의하여 유입되는 공기가 일차적으로 혼합되는 공간으로, 상기 버너포트(20)의 일측에 혼합가스를 공급하도록 구비되되, 상기 버너포트(20)의 내측에 접선방향을 따라 혼합가스가 공급되도록 구비된다.

또한, 상기 제2 혼합관(12)은 노즐(12a)로부터 분사되어 유입되는 가스연료와 상기 가스연료의 분사압력에 의하여 유입되는 공기가 일차적으로 혼합되는 공간으로, 상기 버너포트(20)의 타측에 혼합가스를 공급하도록 구비되되, 상기 버너포트(20)의 내측에 접선방향을 따라 혼합가스가 공급되도록 구비된다.

즉, 상기 제1 혼합관(11)과 제2 혼합관(12)은 상기 버너포트(20)의 양방향으로 대칭되게 구비되며, 각 혼합관(11,12)으로부터 토출되는 혼합가스가 상기 버너포트(20)의 내측에 동일한 접선방향을 따라 토출되도록 대칭되게 구비된다.

따라서, 상기 제1 혼합관(11)과 제2 혼합관(12)으로부터 상기 버너포트(20)로 토출되는 혼합가스는 버너포트(20)의 내주면을 따라 유동되면서 가스연료와 공기의 혼합이 보다 균일하게 일어나도록 촉진한다.

상기와 같이 혼합가스가 균일하게 혼합됨에 따라, 적열 플레이트(3)의 표면에서 균일하고 안정적인 연소를 유도하여, 복사효율을 향상시키고, 배출가스를 줄일 수 있다.

또한, 제1 혼합관(11)과 제2 혼합관(12)을 이용한 다중 분사구조를 통해 높은 TDR(Turn Dowm Ratio)을 구현할 수 있으며, 버너포트(20)의 크기(높이)를 작게 하여도 혼합가스의 균일한 혼합을 유도할 수 있기 때문에 빌트인 제품에 적용이 가능하다.

다음으로, 도 5를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 가스복사 버너를 설명하기로 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예는 버너포트(20)에 제1 혼합관(11)과 제2 혼합관(12)이 각각 복수개로 구비되고, 상기 제1 혼합관(11)의 토출측과 상기 제2 혼합관(12)의 토출측에는 버너포트(20)로 공급되는 혼합가스의 가스와 공기의 혼합을 촉진시키는 스월러(swirler:30,40)가 각각 구비되어 있다.

여기서, 상기 제1 혼합관(11)과 제2 혼합관(12)은 토출되는 혼합가스가 상기 버너포트(20)의 내측에 접선방향을 따라 토출되도록 각각 구비되되, 동일한 접선방향을 따라 토출되도록 양방향으로 대칭되게 구비된다.

한편, 상기 스월러(30,40)는 상기 복수개의 제1 혼합관(11) 사이에 구비되어, 상기 복수개의 제1 혼합관으로부터 토출되는 혼합가스의 유동을 각각 구획하여 안내하는 제1 가이와(30)와, 상기 복수개의 제2 혼합관(12) 사이에 구비되어, 상기 복수개의 제2 혼합관(12)으로부터 토출되는 혼합가스의 유동을 각각 구획하여 안내 하는 제2 가이드(40)로 이루어진다.

여기서, 상기 제1,2 가이드(30,40)는 상기 버너포트(20)의 내주면 방향과 대응되는 유선형으로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 제1 혼합관(11)과 제2 혼합관(12)으로부터 토출되는 혼합가스는 상기 버너포트(20)의 내측에 동일한 접선방향을 따라 토출되고, 상기 버너포트(20)로 토출된 혼합가스는 상기 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)에 의하여 버너포트(20)의 중앙부로 유동되면서 가스연료와 공기의 혼합이 보다 균일하게 유도 촉진된다.

상기와 같이 혼합가스가 균일하게 혼합됨에 따라, 적열 플레이트(3)의 표면에서 균일하고 안정적인 연소를 유도하여, 복사효율을 향상시키고, 배출가스를 줄일 수 있다.

또한, 제1 혼합관(11)과 제2 혼합관(12)을 이용한 다중 분사구조를 통해 높은 TDR(Turn Dowm Ratio)을 구현할 수 있으며, 버너포트(20)의 크기(높이)를 작게 하여도 혼합가스의 균일한 혼합을 유도할 수 있기 때문에 빌트인 제품에 적용이 가능하다.

다음으로, 도 6을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 가스복사 버너를 설명하기로 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예는 버너포트(20)에 제1 혼합관(11)과, 제2 혼합관(12)과, 제3 혼합관(13)과, 제4 혼합관(14)이 구비되고, 상기 각 혼합관(11,12,13,14)의 토출측에는 버너포트(20)로 공급되는 혼합가스의 가스와 공기의 혼합을 촉진시키는 스월러(swirler:51,52,53,54)가 각각 구비되어 있다.

여기서, 상기 제1,2,3,4 혼합관(11,12,13,14)은 토출되는 혼합가스가 상기 버너포트(20)의 내측에 접선방향을 따라 토출되도록 각각 구비되되, 동일한 접선방향을 따라 토출되도록 네방향으로 대칭되게 구비된다.

그리고, 상기 스월러(51,52,53,54)는 각 혼합관으로부터 버너포트로 공급되는 혼합가스를 각각 일측으로 흡입하여 타측으로 토출하는 팬으로 이루어진다.

따라서, 상기 각 혼합관(11,12,13,14)으로부터 토출되는 혼합가스는 상기 버너포트(20)의 내측에 동일한 접선방향을 따라 토출되고, 상기 버너포트(20)로 각각 토출된 혼합가스는 상기 각 혼합관(11,12,13,14)의 토출측에 구비된 각 팬(51,52,53,54)에 의하여 강제 유동되면서 가스연료와 공기의 혼합이 보다 균일하게 유도 촉진된다.

상기와 같이 혼합가스가 균일하게 혼합됨에 따라, 적열 플레이트(3)의 표면에서 균일하고 안정적인 연소를 유도하여, 복사효율을 향상시키고, 배출가스를 줄일 수 있다.

또한, 복수개의 혼합관(11,12,13,14)을 이용한 다중 분사구조를 통해 높은 TDR(Turn Dowm Ratio)을 구현할 수 있으며, 버너포트(20)의 크기(높이)를 작게 하여도 혼합가스의 균일한 혼합을 유도할 수 있기 때문에 빌트인 제품에 적용이 가능하다.

다음으로, 도 7을 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 가스복사 버너를 설명하기로 한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 가스복사 버너는 공 기와 가스연료가 유입되는 혼합관(110)과, 상기 혼합관(110)으로부터 혼합가스를 공급받아 혼합가스가 연소되는 공간을 제공하는 버너포트(120)와, 상기 버너포트(120)의 상부에 경사지게 구비되는 적열 플레이트(130)와, 상기 혼합관(110)으로부터 버너포트(120)로 공급되는 혼합가스의 가스연료와 공기의 혼합을 촉진시키는 스월러(swirler:160)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 버너포트(120)의 상부에는 상기 적열 플레이트(130)가 경사지게 구비될 수 있도록 경사면을 갖는 개구부(121)가 형성된다.

그리고, 상기 버너포트(120)는 적열 플레이트(130)가 구비된 상태에서 버너하우징(140)에 체결 고정된다. 이때, 글래스(150)측에 인접된 버너포트(120)의 체결부위(도 7에서 좌측)는 약한 체결력으로 체결되고, 다른쪽 체결부위(도 7에서 우측)는 보다 강한 체결력으로 체결되는 것이 바람직하다.

즉, 버너포트(120)의 체결력이 글래스(150)로 전달되는 것을 최소화하여 글래스(150)의 변형을 방지하기 위함이다.

물론, 상기 버너포트(120)는 일측이 글래스(150)에 직접 체결되고, 타측이 버너하우징(140)에 체결되어 고정될 수도 있다.

상기 제4실시예에 따른 가스복사 버너는, 적열 플레이트(130)를 경사지게 설치하여 버너포트(120)를 글래스(150) 측에 근접하게 구비함에 따라, 글래스(150)와 버너포트(120) 사이의 시스템 높이를 줄일 수 있어 빌트인 제품에 적용이 가능하다.

그리고, 상기 혼합관(110)은 상기 버너포트(120)의 내측에 접선방향을 따라 혼합가스가 공급되도록 구비되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 버너포트(120)는 통상 원통 형태이기 때문에, 상기 버너포트(120)의 내측에 접선방향을 따라 혼합가스를 공급함으로써, 버너포트(120)로 유입된 혼합가스가 버너포트(120)의 내주면을 따라 유동하면서 혼합이 촉진된다.

한편, 상기 스월러(160)는 상기 혼합관(110)으로부터 버너포트(120)로 공급되는 혼합가스를 일측으로 흡입하여 타측으로 토출하는 팬 형태로 이루어진다.

이때, 상기 팬 형태의 스월러(160)는 상기 혼합관(110)의 토출 끝단측에 구비되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 팬 형태의 스월러(160)는 상기 혼합관(110)으로부터 버너포트(120)로 공급되는 혼합가스를 흡입하고 토출하는 과정에서 혼합가스를 구성하는 가스연료와 공기를 보다 균일하게 혼합하고 적열 플레이트(130)의 표면에 고르게 공급한다.

따라서, 적열 플레이트(130)의 표면에서 혼합가스의 균일한 연소 및 균일한 온도 분포를 유도하여 가스복사 버너의 성능을 향상할 수 있고, 버너포트(120)를 축소하여도 혼합가스의 균일한 혼합 및 원활한 공급을 유도할 수 있어 가스복사 버너의 컴팩트한 설계가 가능하다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예들로 한정되지 않으며, 본 발명의 기술 사상의 범주를 벗어나지 않는 한 여러 가지 다양한 형태로의 변경 및 수정이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 혼합가스의 연소가 촉진됨에 따라, 적열 플레이트의 표면에서 균일하고 안정적인 연소를 유도하여, 복사효율을 향상시키고, 배출가스를 줄일 수 있다.

둘째, 혼합가스의 연소가 촉진됨에 따라, 혼합가스의 연소시 발생되는 일산화탄소의 양을 줄일 수 있으며, 혼합가스의 연소시 발생되는 배출가스의 특성을 개선하여 환경오염을 줄일 수 있다.

셋째, 복수개의 혼합관을 이용한 다중 분사구조를 통해 높은 TDR(Turn Dowm Ratio)을 구현할 수 있으며, 혼합관의 길이 및 버너포트의 크기(높이)를 작게 하여도 혼합가스의 균일한 혼합을 유도할 수 있기 때문에 빌트인 제품에 적용이 가능하다.

Claims (6)

1. 공기와 가스연료가 유입되는 혼합관;

   상기 혼합관으로부터 혼합가스를 공급받아 혼합가스가 연소되는 공간을 제공하는 버너포트; 그리고,

   상기 버너포트의 상부에 경사지게 구비되는 적열 플레이트를 포함하고,

   상기 혼합관은 상기 버너포트의 내측에 접선방향을 따라 혼합가스가 공급되도록 구비됨을 특징으로 하는 가스복사 버너.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 버너포트의 상부는 상기 적열 플레이트가 경사지게 구비되도록 경사면을 갖는 개구부가 형성됨을 특징으로 하는 가스복사 버너.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 혼합관으로부터 버너포트로 공급되는 혼합가스의 가스연료와 공기의 혼합을 촉진시키는 스월러(swirler)를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가스복사 버너.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 스월러는 상기 혼합관으로부터 버너포트로 공급되는 혼합가스를 일측으로 흡입하여 타측으로 토출하는 팬임을 특징으로 하는 가스복사 버너.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 팬은 상기 혼합관의 토출 끝단측에 구비됨을 특징으로 하는 가스복사 버너.

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