KR100833801B1 - 가스 및 기름 동시 분사형 버너 - Google Patents

가스 및 기름 동시 분사형 버너 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스나 기름을 연료로 사용하는 버너에 관한 것이다. 본 발명에 의한 가스 및 기름 동시 분사형 버너는 공기챔버; 상기 공기챔버에 연결되는 팬; 상기 공기챔버의 전단부에 설치되는 공기분사구; 상기 공기챔버의 전단부에 설치되며 상기 공기분사구에 인접하는 가스노즐; 상기 가스노즐에 연결되는 가스배관; 상기 가스배관에 연결되는 가스공급수단; 상기 공기챔버의 전단부에 설치되며 상기 가스노즐에 인접하는 기름노즐; 상기 기름노즐에 연결되는 기름배관; 및 상기 기름배관에 연결되는 기름공급수단을 포함하며, 상기 가스노즐에서 분사되는 가스, 상기 기름노즐에서 분사되는 기름, 및 상기 공기분사구에서 분사되는 공기의 혼합유체를 매개로 하여 불꽃이 형성된다. 본 발명에 의한 가스 및 기름 동시 분사형 버너는 기름과 가스를 동시에 연소시키기 때문에 불꽃의 크기가 크고 그에 따라 발열량이 높으며, 열효율도 좋고 공해물질을 발생시키지 않는다.
버너, 가스노즐, 기름노즐, 동시 분사, 불꽃, 수소-산소 혼합가스

Description

가스 및 기름 동시 분사형 버너{BURNER THAT JETS GAS AND OIL SIMULTANEOUSLY}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 및 기름 동시 분사형 버너를 개략적으로 도시한 종단면도이다.
도 2는 도 1에 대한 우측면도이다.
도 3은 수소-산소 혼합가스 발생기의 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 11: 가스노즐
12: 가스배관
20: 기름노즐
22: 기름배관
27: 기름탱크
30, 31: 공기분사구
40: 전단부
50: 고정판
60: 공기챔버(air chamber)
62: 전방 공기챔버
64: 후방 공기챔버
70: 팬(fan)
80: 가스공급수단(수소-산소 혼합가스 발생기)
90: 기름공급수단
본 발명은 가스나 기름을 연료로 사용하는 버너에 관한 것이다.
기존의 버너는 그 연료로서 경유, 등유, 벙커C유 등의 기름을 사용하는 것과 프로판가스, 부탄가스, 도시가스 등의 가스를 사용하는 것이 주류를 이루고 있다. 이밖에 기름과 가스를 교체하여 사용하는 버너도 알려져 있다.
기름만을 연료로 사용하는 버너의 경우 불꽃의 크기가 매우 작고 그에 따라 발열량도 크지 않으며, 열효율도 좋지 않다는 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 기름과 가스를 동시에 연소시키는 방식을 취함으로써, 불꽃의 크기를 키우고 그에 따라 발열량을 높이며, 또한 열효율을 높일 수 있는 버너를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 가스 및 기름 동시 분사형 버너는 공기챔버; 상기 공기챔버에 연결되는 팬; 상기 공기챔버의 전단부에 설치되는 공기분사구; 상기 공기챔버의 전단부에 설치되며 상기 공기분사구에 인접하는 가스노즐; 상기 가스노즐에 연결되는 가스배관; 상기 가스배관에 연결되는 가스공급수단; 상기 공기챔버의 전단부에 설치되며 상기 가스노즐에 인접하는 기름노즐; 상기 기름노즐에 연결되는 기름배관; 및 상기 기름배관에 연결되는 기름공급수단을 포함하며, 상기 가스노즐에서 분사되는 가스, 상기 기름노즐에서 분사되는 기름, 및 상기 공기분사구에서 분사되는 공기의 혼합유체를 매개로 하여 불꽃이 형성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 및 기름 동시 분사형 버너를 개략적으로 도시한 종단면도이고, 도 2는 도 1에 대한 우측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 가스 및 기름 동시 분사형 버너는 공기챔버(air chamber)(60), 팬(fan)(70), 공기분사구(30), 가스노즐(10), 가스배관(12), 가스공급수단(80), 기름노즐(20), 기름배관(22), 및 기름공급수단(90)을 포함한다.
공기챔버(60)에는 팬(70)이 연결되어 있고 공기챔버(60)의 전단부(40)에는 공기분사구(30, 31)가 형성되어 있다. 팬(70)에 의해 유입된 공기가 공기챔버(60)를 경유하여 공기분사구(30, 31)로 유출된다.
공기챔버(60)의 전단부(40)에는 공기분사구(30, 31)와 인접하여 가스노즐(10, 11)이 설치되어 있고, 이 가스노즐에 인접하여 기름노즐(20)이 설치되어 있다. 가스노즐(10, 11)에는 가스배관(12)이 연결되어 있으며, 이 가스배관(12)에 가스공급수단(80)이 연결된다. 기름노즐(20)에는 기름배관(22)이 연결되어 있으며, 이 기름배관(22)에 기름공급수단(90)이 연결된다.
상기와 같은 구조로부터, 가스노즐(10, 11)에서 분사되는 가스, 기름노즐(20)에서 분사되는 기름, 및 공기분사구(30, 31)에서 분사되는 공기의 혼합유체를 매개로 하여 불꽃이 형성된다.
상기 공기챔버(60)의 전단부(40)에서, 기름노즐(20)이 그 중앙에 위치하고, 가스노즐(10, 11)이 다수개 존재하여 기름노즐(20)을 둘러싸는 형태로 위치하며, 공기분사구(30, 31)가 다수개 존재하여 가스노즐(10)을 둘러싸는 형태로 위치하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 가스, 기름, 및 공기의 혼합유체의 연소에 의한 불꽃이 균일하게 형성된다.
상기 가스공급수단으로서는 도 3에 도시한 바와 같이, 물을 전기분해하여 수소-산소 혼합가스를 발생시키는 수소-산소 혼합가스 발생기(80)를 사용하는 것이 바람직하다.
수소-산소 혼합가스 발생기(80)는 전해조(82)에 전해액(물에 전해질을 녹인 전해질 수용액)을 주입하고, 전해조(82) 양단에 직류 전원(86)을 인가하여 수소와 산소를 발생시키는 장치이다. 전해조(82)의 음극에서는 수소가 발생하고 양극에서는 산소가 발생하며, 발생된 수소와 산소를 그대로 합치면 화학당량비 2:1의 수소-산소 혼합가스가 얻어진다.
이러한 수소-산소 혼합가스를 단독으로 연소시키게 되면 불꽃의 중심을 향해 수축하는 응집성 폭발(응폭) 현상이 일어나게 되는데, 이러한 응폭 현상에 의해 2,000 내지 3,000℃ 정도의 고온을 얻을 수 있게 된다.
본 발명은 상기와 같이 발생된 수소-산소 혼합가스를 단독으로 연소시키지 않고, 여기에 기름을 분사하고 공기를 송풍시켜서, 버너용으로 적합한 불꽃을 형성시킨 것이다.
한편, 도 1에서 전방 공기챔버(62)와 후방 공기챔버(64)의 사이에 위치하는 고정판(50)은, 연소가 필요한 소정 위치에 버너를 고정시키기 위한 것이다. 고정은 체결공(52)을 통하여 이루어진다.
가스공급수단(80)에 인접한 가스배관(12) 부위에는 밸브(16)가 설치되어 유입되는 가스량을 조절한다.
기름배관(22)에 연결되는 기름공급수단(27)은 기름탱크(27), 펌프(28), 및 모터(29)로 구성될 수 있다. 모터(29)가 회전하면서 펌프(28)를 구동하여 기름탱크(27)의 기름을 펌핑(pumping)하게 된다. 기름공급수단(90)에 인접한 기름배관(22) 부위에도 밸브(26)가 설치되어 유입되는 기름량을 조절한다.
한편, 도 1 및 도 2에서 미설명 번호 14, 24는 압력계, 61은 전방 케이스, 63은 후방 케이스를 각각 나타낸다.
가스공급수단으로서 수소-산소 혼합가스 발생기(80)를 사용할 경우 본 발명의 버너에 점화할 때, 수소-산소 혼합가스를 먼저 공급하여 점화한 다음에 기름을 공급하여야 한다. 이와 반대로 기름을 먼저 공급하여 점화한 다음에 수소-산소 혼합가스를 공급하게 되면 버너가 폭발할 위험이 있다.
본 발명에 의한 가스 및 기름 동시 분사형 버너는 종래의 기름만을 사용하는 버너에 비해 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 경유, 등유, 벙커C유 등의 기름만을 사용하는 버너의 경우 열효율이 대략 80~95% 정도인데, 수소-산소 혼합가스 발생기를 사용하는 본 발명의 버너의 경우 열효율이 95~99% 정도이다.
둘째, 기름만을 사용하는 버너의 경우 불꽃의 크기가 매우 작으나, 수소-산소 혼합가스 발생기를 사용하는 본 발명의 버너의 경우 불꽃의 크기가 수소-산소 혼합가스의 분사에 의해 매우 커지고, 이에 따라 발열량도 2배 이상이 된다.
셋째, 고온연소가 가능한 수소-산소 혼합가스를 이용하기 때문에, 기름이 완전히 연소되어 기름냄새가 나지 않고 공해물질도 발생하지 않는다.
본 발명에 의한 가스 및 기름 동시 분사형 버너는 기름과 가스를 동시에 연소시키기 때문에, 불꽃의 크기가 크고 그에 따라 발열량이 높으며, 또한 열효율도 좋고 공해물질을 발생시키지 않는다.
이상에서 살펴본 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (3)

  1. 공기챔버;
    상기 공기챔버에 연결되는 팬;
    상기 공기챔버의 전단부에 설치되는 공기분사구;
    상기 공기챔버의 전단부에 설치되며 상기 공기분사구에 인접하는 가스노즐;
    상기 가스노즐에 연결되는 가스배관;
    상기 가스배관에 연결되는 가스공급수단;
    상기 공기챔버의 전단부에 설치되며 상기 가스노즐에 인접하는 기름노즐;
    상기 기름노즐에 연결되는 기름배관; 및
    상기 기름배관에 연결되는 기름공급수단을 포함하며,
    상기 기름노즐이 상기 공기챔버의 전단부의 중앙에 위치하고, 상기 가스노즐이 다수개 존재하여 상기 기름노즐을 둘러싸는 형태로 위치하며, 상기 공기분사구가 다수개 존재하여 상기 가스노즐을 둘러싸는 형태로 위치하고,
    상기 가스노즐에서 분사되는 가스, 상기 기름노즐에서 분사되는 기름, 및 상기 공기분사구에서 분사되는 공기의 혼합유체를 매개로 하여 불꽃이 형성되며,
    상기 전단부가 상기 공기챔버의 전단을 가로막아 상기 불꽃이 상기 공기챔버 내로 들어가지 않게 하고,
    상기 가스배관이 다수개로 분기되어 상기 다수개의 가스노즐에 연결됨으로써, 상기 불꽃이 상기 전단부로부터 퍼지는 형상으로 형성되며,
    상기 가스공급수단은, 물을 전기분해하여 수소-산소 혼합가스를 발생시키는 수소-산소 혼합가스 발생기인 가스 및 기름 동시 분사형 버너.
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