KR100901120B1 - 수소산소 혼합가스 연소버너 - Google Patents

수소산소 혼합가스 연소버너 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수소산소 혼합가스 연소버너에 관한 것으로서, 외부의 산소가 유입되지 않도록 수소산소 혼합가스가 공급되는 가스라인(L)과 밀봉된 구조로 연결되는 몸체부(10)(110); 몸체부(10)(110)의 상부에 결합되는 것으로서, 상부를 향하는 다수의 화구홀이 형성된 연소노즐(20); 및 몸체부(10)(110) 내부에 형성되는 것으로서, 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 화구홀로 분배하는 분배부(30)(130);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수소산소 혼합가스 연소버너{a hydrogen-oxygen combustion burner}
본 발명은 물로부터 생성된 수소산소 혼합가스를 실생활에서 사용되는 가스기구에 적용할 수 있도록 할 수 있는 수소산소 혼합가스 연소버너에 관한 것이다.
수소산소 혼합가스 발생장치는 물이 전기분해되어 얻어지는 생성물인 수소 및 산소를 생산하기 위한 장치로서, 양(+) 및 음(-) 전극이 설치된 전해조 내에 소량의 전해물질이 첨가된 물을 공급하고 직류 전압을 인가함으로서 무공해 에너지원인 수소산소 혼합가스를 발생한다. 이때 발생되는 수소와 산소는 2 : 1의 몰비로 발생되며, - 전극 표면에 수소가 기포 형태로 생성되고, + 전극 표면에 산소가 기포 형태로 생성된다. 이렇게 생성된 수소와 산소는 혼합되어 혼합가스 형태가 되며 연소가 가능하다. 또한 수소산소 혼합가스는 연소시 오염물질의 생성하지 않아 친환경적인 에너지원으로서 새롭게 부각되고 있다.
이때, 수소산소 혼합가스 발생장치에서 생성되는 혼합가스가 연소할 때, 혼합가스 자체에 산소가 포함되어 있고, 또한 혼합가스가 연소되어 부산물인 물이 생성되는 동안에 부피가 줄어들게 되므로, 수소산소 혼합가스의 연소 불꽃은 일반적인 연소불꽃과는 달리 좁은 봉형상을 이루게 된다. 또한 수소산소 혼합가스의 연소 불꽃(C)은, 도 1에 도시된 바와 같이 그 내부에 고온의 불꽃핵(N)이 형성되는데, 이러한 불꽃핵(N)의 온도는 3000~6000 ℃에 달한다.
그런데, 보일러 및 가스렌지등과 같은 가스기구들을 이루는 금속은 녹는점이 대부분 2000℃ 전후가 되는데, 수소산소 혼합가스 연소불꽃(C)의 불꽃핵(N)의 온도가 3000~6000 ℃에 달하기 때문에 그 불꽃핵(N)이 닿는 부분은 녹게 되었다. 더 나아가, 연소되는 불꽃이 봉형상을 이루기 때문에 넓은 면적을 가열할 수 없었다. 이에 따라 수소산소 혼합가스를 연료로서 사용하는 분야는 제한될 수 밖에 없어, 실생활에 응용할 수 없었다라는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 수소산소 혼합가스의 연소불꽃으로부터 불꽃핵이 생성되지 않도록 함과 동시에 연소체적을 크게 함으로써, 실생활에서 사용되는 가스기구에 적용할 수 있도록 할 수 있는 수소산소 혼합가스 연소버너를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제1실시예는, 외부의 산소가 유입되지 않도록 수소산소 혼합가스가 공급되는 가스라인(L)과 밀봉된 구조로 연결되는 몸체부(10)와, 상기 몸체부(10)의 상부에 결합되는 것으로서 상부를 향하는 다수의 화구홀이 형성된 연소노즐(20)과, 상기 몸체부(10) 내부에 형성되는 것으로서 상기 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 화구홀로 분배하는 분배부(30)를 포함하고; 상기 몸체부(10)는 원통형상으로 되어 있어 상기 연소노즐(20)이 상기 몸체부(10)에 원형을 이루며 다수개가 배치되며; 상기 연소노즐(20)은, 전체적으로 원통형상을 이루는 노즐몸체(21)와, 상기 노즐몸체(21)의 상부에 형성된 경사면(22)과, 상기 경사면(22)에 상호 벌어지는 각도로 형성된 복수의 상기 화구홀(23')(23")과, 상기 노즐몸체(21) 내부에 수직 방향으로 형성되어 수소산소 혼합가스를 상기 화구홀(23')(23")로 분배하는 노즐분배홀(24)과, 상기 노즐몸체(21)의 하부측에 형성되어 상기 몸체부(10)의 상부에 형성된 체결공(15)에 결합되는 체결부(25)를 포함하며; 상기 화구홀(23')은 상기 경사면(22) 측으로 갈수록 직경이 넓어지거나; 상기 화구홀(23")은 상기 경사면(22) 측으로 갈수록 직경이 좁아지는 것;을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제2실시예는, 외부의 산소가 유입되지 않도록 수소산소 혼합가스가 공급되는 가스라인(L)과 밀봉된 구조로 연결되는 몸체부(110)와, 상기 몸체부(110)의 상부에 결합되는 것으로서 상부를 향하는 다수의 화구홀이 형성된 연소노즐(20)과, 상기 몸체부(110) 내부에 형성되는 것으로서 상기 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 화구홀로 분배하는 분배부(130)를 포함하고; 상기 몸체부(110)는 기다란 봉형상으로 되어 있어 상기 연소노즐(20)이 상기 몸체부(110)에 일렬로 다수개가 배치되며; 상기 연소노즐(20)은, 전체적으로 원통형상을 이루는 노즐몸체(21)와, 상기 노즐몸체(21)의 상부에 형성된 경사면(22)과, 상기 경사면(22)에 상호 벌어지는 각도로 형성된 복수의 상기 화구홀(23')(23")과, 상기 노즐몸체(21) 내부에 수직 방향으로 형성되어 수소산소 혼합가스를 상기 화구홀(23')(23")로 분배하는 노즐분배홀(24)과, 상기 노즐몸체(21)의 하부측에 형성되어 상기 몸체부(110)의 상부에 형성된 체결공(115)에 결합되는 체결부(25)를 포함하며; 상기 화구홀(23')은 상기 경사면(22) 측으로 갈수록 직경이 넓어지거나; 상기 화구홀(23")은 상기 경사면(22) 측으로 갈수록 직경이 좁아지는 것;을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제3실시예는, 외부의 산소가 유입되지 않도록 수소산소 혼합가스가 공급되는 가스라인(L)과 밀봉된 구조로 연결되는 몸체부(210)와, 상기 몸체부(210)의 상부에 형성된 경사면(220)과, 상기 경사면(220)에 형성된 복수개의 화구홀과, 상기 몸체부(210) 내부에 형성되는 것으로서 상기 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 상기 화구홀로 분배하는 분배부(230)를 포함하고; 상기 몸체부(210)는 납작한 원통형상으로 되어 있어 상기 화구홀(223')(223")은 상기 경사면(220)을 따라 원형을 이루며 다수개가 배치되며; 상기 화구홀(223')은 상기 경사면(220) 측으로 갈수록 직경이 넓어지거나; 상기 화구홀(223")은 상기 경사면(320) 측으로 갈수록 직경이 좁아지는 것;을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제4실시예는, 외부의 산소가 유입되지 않도록 수소산소 혼합가스가 공급되는 가스라인(L)과 밀봉된 구조로 연결되는 몸체부(310)와, 상기 몸체부(310)의 상부에 형성된 경사면(320)과, 상기 경사면(320)에 형성된 복수개의 화구홀과, 상기 몸체부(310) 내부에 형성되는 것으로서 상기 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 상기 화구홀로 분배하는 분배부(330)를 포함하고; 상기 몸체부(310)는 기다란 블록형상으로 되어 있고, 상기 경사면(320)은 상기 몸체부(310)의 양 모서리측에 형성되어 있으며, 상기 화구홀(223')(223")은 상기 경사면(320)을 따라 일렬로 다수개가 배치되며; 상기 화구홀(223')은 상기 경사면(320) 측으로 갈수록 직경이 넓어지거나; 상기 화구홀(223")은 상기 경사면(320) 측으로 갈수록 직경이 좁아지는 것;을 특징으로 한다.
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본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너에 따르면, 수소산소 혼합가스의 연소불꽃으로부터 초고온의 불꽃핵이 생성되지 않도록 함과 동시에 연소불꽃이 이루는 체적을 크게 함으로써, 가스레인지나 보일러등과 같이 실생활에서 많이 사용되는 가스기구에 적용할 수 있다. 이에 따라 활용성을 높일 수 있다라는 작용, 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제1실시예의 사시도이고, 도 3은 도 2의 III-III' 선을 따른 단면도이며, 도 4는 도 2의 연소노즐에 있 어서, 화구홀의 직경이 경사면측으로 갈수록 넓어지는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 2의 연소노즐에 있어서, 화구홀의 직경이 경사면측으로 갈수록 좁아지는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제1실시예는, 외부의 산소가 유입되지 않도록 수소산소 혼합가스가 공급되는 가스라인(L)과 밀봉된 구조로 연결되는 몸체부(10)와; 몸체부(10)의 상부에 결합되는 것으로서, 상부를 향하는 다수의 화구홀이 형성된 연소노즐(20)과; 몸체부(10) 내부에 형성되는 것으로서, 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 화구홀로 분배하는 분배부(30);를 포함한다.
이때 몸체부(10)는 납작한 원통형상으로 되어 있으며, 연소노즐(20)은 몸체부(10)에 원형을 이루며 다수개가 배치된다. 본 실시예에서는 연소노즐(20) 4개가 몸체부(10)에 원형을 이루게 배치되는 것으로 설명한다. 여기서, 화구홀은 직경이 일정하거나, 직경이 달라지게 형성되는데, 직경이 일정한 화구홀은 참조부호 23 으로 도시하고, 직경이 달라지는 화구홀은 참조부호 23' 또는 23" 로 도시하여 설명한다. 그리고, 화구홀(23)(23')(23")의 개수를 늘리거나 줄임으로써 연소불꽃의 화력을 조절할 수 있다.
몸체부(10)는 고온에도 잘 견디는 스테인레스 또는 합금강으로 되어 있으며, 상부에는 후술할 연소노즐(20)의 체결부(25)가 결합되는 4개의 체결공(15)이 원형으로 대칭을 이루며 형성되어 있다.
분배부(30)는 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 후술할 연소노 즐(20)의 노즐분배홀(24)로 분배함으로써 결과적으로 화구홀(23)로 분배하게 된다. 이때 중요한 것은, 혼합가스에 산소가 포함되어 있으므로 분배부(30) 내부로 외부의 산소가 유입되지 않아야 하며, 이를 위하여 분배부(30)는 몸체부(10)의 내부에 형성되어 외부와는 완전히 차단되어야 한다.
연소노즐(20)은, 전체적으로 원통형상을 이루는 노즐몸체(21)와, 노즐몸체(21)의 상부에 형성된 경사면(22)과, 경사면에 상호 벌어지는 각도로 형성된 복수의 화구홀(23)(23')(23")과, 노즐몸체(21) 내부에 수직 방향으로 형성되어 수소산소 혼합가스를 화구홀(23)(23')(23")로 분배하는 노즐분배홀(24)과, 노즐몸체(21)의 하부측에 형성되는 체결부(25)를 포함한다.
화구홀(23)(23')(23")은 경사면(22)에 복수개, 바람직하게는 6개가 형성됨으로써, 각각의 화구홀(23)(23')(23")은 상호 벌어지는 각도를 이루게 되고, 이에 따라 화구홀(23)로부터 분사되는 수소산소 혼합가스는 넓은 범위로 분사되어, 연소시 많은 면적으로 화염이 발생된다.
화구홀(23)은 초고온의 불꽃핵이 발생을 최소화하기 위하여 직경이 0.2mm ~ 2mm 범위에 있어야 한다. 이때, 화구홀(23)의 직경이 mm 단위로 작기 때문에 화구홀(23)로부터 분사되는 수소산소 혼합가스의 분사압력이 작고, 이에 따라 연소중에 외부 공기와 부분적인 혼합이 이루어진다. 즉, 작은 압력으로 분사되는 수소산소 혼합가스가 공기와 부분적으로 혼합되어 희석됨으로서, 연소시 고온의 불꽃핵이 거의 생성되지 않는다.
한편, 화염에 불꽃핵이 완전히 발생되지 않도록 하기 위하여, 노즐분배 홀(24) 측의 화구홀의 직경과, 경사면(22)측의 직경이 다른 구조를 가진다.
즉, 불꽃핵이 완전히 발생되지 않도록 하기 위하여 화구홀(23')은 경사면(22) 측으로 갈수록 직경이 넓어지는 구조를 가질 수 있다. 이때. 노즐분배홀(24)과 접하는 화구홀(23')의 직경은 0.1~0.5mm 범위에 있고, 경사면(22)과 접하는 화구홀(23')의 직경은 1~3mm 범위에 있으며, 가장 바람직하게는 노즐분배홀(24)과 접하는 화구홀(23')의 직경은 0.2mm 이고 경사면(22)에 접하는 화구홀(23')의 직경은 2mm 이다. 이러한 구조에 의하여, 노즐분배홀(24) 측에서 유입된 혼합가스는 화구홀(23')을 지나면서 분사압력이 급격히 작아지고 외부의 공기와 부분적으로 혼합되어 희석됨으로써 연소시 초고온의 불꽃핵이 전혀 발생되지 않게 된다.
또는, 불꽃핵이 완전히 발생되지 않도록 하기 위하여, 화구홀(23")은 경사면(22) 측으로 갈수록 직경이 좁아지는 구조를 가질 수 있으며, 화구홀(23") 내주면에는 나선홈(23a")이 형성된다. 또는 화구홀은 경사면(22) 측으로 갈수록 직경이 좁아지되, 계단식으로 단차가 지면서 좁아질 수도 있다. 이때. 노즐분배홀(24)과 접하는 화구홀(23")의 직경은 1~3mm 범위에 있고, 경사면(22)과 접하는 화구홀(23")의 직경은 0.1~0.5mm 범위에 있고, 가장 바람직하게는 노즐분배홀(24)과 접하는 화구홀(23")의 직경은 2mm 이고 경사면(22)에 접하는 화구홀(23")의 직경은 0.2mm 이다. 이러한 구조에 의하여, 노즐분배홀(24) 측에서 유입된 혼합가스는 화구홀(23") 및 나선홈(23a")을 지나면서 와류된 후, 경사면(22) 측의 좁아진 출구를 통과하면서 외부공기와 급속히 혼합된다. 즉, 와류되면서 분사되는 혼합가스는 외부공기와 급속히 혼합되어 희석됨으로써 연소시 초고온의 불꽃핵이 전혀 발생되지 않게 된다.
상기한 구조에 의하여, 가스라인(L)을 통하여 유입되는 수소산소 혼합가스는 몸체부(10) 내부의 분배부(30)로 유입된 후 연소노즐(20)의 노즐분배홀(24)로 분배되고, 이후 노즐분배홀(24)로 유입된 혼합가스는 화구홀(23)(23')(23")로 분배되어 분사된다. 이렇게 분사되는 수소산소 혼합가스는 연소불꽃을 형성하면서 연소열을 발생한다. 이때, 화구홀(23)의 직경이 mm 단위로 작거나, 노즐분배홀(24)에 접하는 화구홀(23)')(23")의 직경과 경사면(22)에 접하는 화구홀(23')(23")의 직경이 달라짐으로써, 혼합가스의 연소시 초고온의 불꽃핵이 생성되지 않는다.
다음, 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제2실시예를 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제2실시예의 사시도이고, 도 7은 도 6의 VII-VII' 선을 따른 단면도이다. 여기서, 제1실시예에서와 동일 부호는 동일 기능을 하는 동일 부재이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제2실시예는, 외부의 산소가 유입되지 않도록 수소산소 혼합가스가 공급되는 가스라인(L)과 밀봉된 구조로 연결되는 몸체부(110)와; 몸체부(110)의 상부에 결합되는 것으로서, 상부를 향하는 다수의 화구홀이 형성된 연소노즐(20)과; 몸체부(110) 내부에 형성되는 것으로서, 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 화구홀로 분배하는 분배부(130);를 포함한다. 이때 몸체부(110)는 기다란 봉형상으로 되어 있으며, 연소노즐(20)은 몸체부(110)에 일렬로 다수개가 배치된다. 본 실시예에서는 연소노즐(20) 7개가 몸체부(110)에 일렬을 이루게 배치되는 것으로 설명한다.
몸체부(110)는 고온에도 잘 견디는 스테인레스 또는 합금강으로 되어 있으며, 상부에는 후술할 연소노즐(20)의 체결부(25)가 결합되는 7개의 체결공(115)이 원형으로 대칭을 이루며 형성되어 있다.
분배부(130)는 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 후술할 연소노즐(20)의 노즐분배홀(24)로 분배함으로써 결과적으로 화구홀(23)로 분배하게 된다. 이때 중요한 것은, 혼합가스에 산소가 포함되어 있으므로 분배부(130) 내부로 외부의 산소가 유입되지 않아야 하며, 이를 위하여 분배부(130)는 몸체부(110)의 내부에 형성되어 외부와는 완전히 차단되어야 한다.
본 실시예에서 연소노즐은, 도면에서 전체적인 형상이 제1실시예에서 설명된 연소노즐(20)과 약간 다르게 도시되어 있으나, 그 기술적 구성은 실질적으로 동일하기 때문에 동일 부호를 사용하고 있으며, 제1실시예에서 설명되었기 때문에 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
상기한 구조에 의하여, 가스라인(L)을 통하여 유입되는 수소산소 혼합가스는 몸체부(110) 내부의 분배부(130)로 유입된 후 연소노즐(20)의 노즐분배홀(24)로 분배되고, 이후 노즐분배홀(24)로 유입된 혼합가스는 화구홀(23)(23')(23")로 분배되어 분사된다. 이렇게 분사되는 수소산소 혼합가스는 연소불꽃을 형성하면서 연소열을 발생하며, 이때 연소불꽃에는 초고온의 불꽃핵이 발생되지 않는다.
다음, 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제3실시예를 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제3실시예의 사시도이고, 도 9는 도 8의 연소버너에 있어서, 화구홀의 직경이 경사면측으로 갈수록 넓어 지는 것을 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 도 8의 연소너버에 있어서, 화구홀의 직경이 경사면측으로 갈수록 좁아지는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제3실시예는, 외부의 산소가 유입되지 않도록 수소산소 혼합가스가 공급되는 가스라인(L)과 밀봉된 구조로 연결되는 몸체부(210)와; 몸체부(210)의 상부에 형성된 경사면(220)과; 경사면(220)에 형성된 복수개의 화구홀과; 몸체부(210) 내부에 형성되는 것으로서, 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 화구홀로 분배하는 분배부(230);를 포함한다. 이때 몸체부(210)는 납작한 원통형상으로 되어 있으며, 화구홀(223)은 경사면(220)을 따라 원형을 이루며 다수개가 배치된다.
여기서, 화구홀은 직경이 일정하거나, 직경이 달라지게 형성되는데, 직경이 일정한 화구홀은 참조부호 223 으로 도시하고, 직경이 달라지는 화구홀은 참조부호 223' 또는 223" 로 도시하여 설명한다. 그리고, 화구홀(223)(223')(223")의 개수를 늘리거나 줄임으로써 연소불꽃의 화력을 조절할 수 있다.
몸체부(210)는 고온에도 잘 견디는 스테인레스 또는 합금강으로 되어 있으며, 상부 모서리측에는 경사면(220)이 테두리형태로 형성되어 있다.
분배부(230)는 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 후술할 화구홀(223)(223')(223")로 분배한다. 이때 중요한 것은, 혼합가스에 산소가 포함되어 있으므로 분배부(230) 내부로 외부의 산소가 유입되지 않아야 하며, 이를 위하여 분배부(230)는 몸체부(210)의 내부에 형성되어 외부와는 완전히 차단되어야 한다.
화구홀(223)(223')(223")은 경사면(220)에 복수개가 형성됨으로써, 각각의 화구홀(223)은 상호 벌어지는 각도를 이루게 되고, 이에 따라 화구홀(223)로부터 분사되는 수소산소 혼합가스는 넓은 범위로 분사되어, 연소시 많은 면적으로 화염이 발생된다.
화구홀(223)은 초고온의 불꽃핵이 발생을 최소화하기 위하여 직경이 0.2mm ~ 2mm 범위에 있어야 한다. 이때, 화구홀(223)의 직경이 mm 단위로 작기 때문에 화구홀(223)로부터 분사되는 수소산소 혼합가스의 분사압력이 작고, 이에 따라 연소중에 외부 공기와 부분적인 혼합이 이루어진다. 즉, 작은 압력으로 분사되는 수소산소 혼합가스가 공기와 부분적으로 혼합되어 희석됨으로서, 연소시 고온의 불꽃핵이 거의 생성되지 않는다.
한편, 화염에 불꽃핵이 완전히 발생되지 않도록 하기 위하여, 분배부(230) 측의 화구홀의 직경과, 경사면(220)측의 직경이 다른 구조를 가진다.
즉, 불꽃핵이 완전히 발생되지 않도록 하기 위하여 화구홀(223')은 경사면(220) 측으로 갈수록 직경이 넓어지는 구조를 가질 수 있다. 이때. 분배부(230)와 접하는 화구홀(223')의 직경은 0.1~0.5mm 범위에 있고, 경사면(220)과 접하는 화구홀(223')의 직경은 1~3mm 범위에 있으며, 가장 바람직하게는 분배부(230)와 접하는 화구홀(223')의 직경은 0.2mm 이고 경사면(220)에 접하는 화구홀(223')의 직경은 2mm 이다. 이러한 구조에 의하여, 분배부(230) 측에서 유입된 혼합가스는 화구홀(223')을 지나면서 분사압력이 급격히 작아지고 외부의 공기와 부분적으로 혼합되어 희석됨으로써 연소시 초고온의 불꽃핵이 전혀 발생되지 않게 된다.
또는, 불꽃핵이 완전히 발생되지 않도록 하기 위하여, 화구홀(223")은 경사면(220)측으로 갈수록 직경이 좁아지는 구조를 가질 수 있으며, 화구홀(223") 내주면에는 나선홈(223a")이 형성된다. 이때. 분배부(230)와 접하는 화구홀(223")의 직경은 1~3mm 범위에 있고, 경사면(220)과 접하는 화구홀(223")의 직경은 0.1~0.5mm 범위에 있고, 가장 바람직하게는 분배부(230)와 접하는 화구홀(223")의 직경은 2mm 이고 경사면(220)에 접하는 화구홀(223")의 직경은 0.2mm 이다. 이러한 구조에 의하여, 분배부(230) 측에서 유입된 혼합가스는 화구홀(223") 및 나선홈(223a")을 지나면서 와류된 후, 경사면(220) 측의 좁아진 출구를 통과하면서 외부공기와 급속히 혼합된다. 즉, 와류되면서 분사되는 혼합가스는 외부공기와 급속히 혼합되어 희석됨으로써 연소시 초고온의 불꽃핵이 전혀 발생되지 않게 된다.
상기한 구조에 의하여, 가스라인(L)을 통하여 유입되는 수소산소 혼합가스는 몸체부(210) 내부의 분배부(230)로 유입된 후 경사면(220)에 형성된 화구홀(223)(223')(223")로 분배되어 분사된다. 이렇게 분사되는 수소산소 혼합가스는 연소불꽃을 형성하면서 연소열을 발생한다. 이때, 화구홀(223)의 직경이 mm 단위로 작거나, 분배부(230)에 접하는 화구홀(223')(223")의 직경과 경사면(220)에 접하는 화구홀(223')(223")의 직경이 달라짐으로써, 화구홀(223')(223")로부터 분사되는 수소산소 혼합가스의 분사압력은 작아지고, 이에 따라 연소중에 외부 공기와 부분적인 혼합이 이루어져 희석됨으로써 연소시 초고온의 불꽃핵이 생성되지 않는다.
다음, 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제4실시예를 설명한다.
도 11은 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제4실시예의 사시도 이고, 도 12는 도 11의 XII-XII' 선을 따른 단면도이다. 여기서, 제3실시예에서와 동일 부호는 동일 기능을 하는 동일 부재이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제4실시예는, 외부의 산소가 유입되지 않도록 수소산소 혼합가스가 공급되는 가스라인(L)과 밀봉된 구조로 연결되는 몸체부(310)와; 몸체부(310)의 상부에 형성된 경사면(320)과; 경사면(320)에 형성된 복수개의 화구홀(223)과; 몸체부(310) 내부에 형성되는 것으로서, 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 화구홀(223)로 분배하는 분배부(330);를 포함한다. 이때, 몸체부(310)는 기다란 블록형상으로 되어 있고, 경사면(320)은 몸체부(310)의 양 모서리측에 형성되어 있으며, 화구홀(223)은 경사면(320)을 따라 일렬로 다수개가 배치된다.
몸체부(310)는 고온에도 잘 견디는 스테인레스 또는 합금강으로 되어 있으며, 상부 모서리측에는 한쌍의 경사면(320)이 형성되어 있다.
분배부(330)는 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 경사면(320)에 형성된 화구홀(223)로 분배한다. 이때 중요한 것은, 혼합가스에 산소가 포함되어 있으므로 분배부(330) 내부로 외부의 산소가 유입되지 않아야 하며, 이를 위하여 분배부(330)는 몸체부(310)의 내부에 형성되어 외부와는 완전히 차단되어야 한다.
본 실시예에서 화구홀은, 도면에서 전체적인 형상이 제3실시예에서 설명된 화구홀(223)(223')(223")과 약간 다르게 도시되어 있으나, 그 기술적 구성은 실질적으로 동일하기 때문에 동일 부호를 사용하고 있으며, 제3실시예에서 설명되었기 때문에 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
도 1은 수소산소 혼합가스를 연소시킬 때 불꽃핵이 생성되는 것을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제1실시예의 사시도,
도 3은 도 2의 III-III' 선을 따른 단면도,
도 4는 도 2의 연소노즐에 있어서, 화구홀의 직경이 경사면측으로 갈수록 넓어지는 것을 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 2의 연소노즐에 있어서, 화구홀의 직경이 경사면측으로 갈수록 좁아지는 것을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제2실시예의 사시도,
도 7은 도 6의 VII-VII' 선을 따른 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제3실시예의 사시도,
도 9는 도 8의 연소버너에 있어서, 화구홀의 직경이 경사면측으로 갈수록 넓어지는 것을 설명하기 위한 도면,
도 10은 도 8의 연소너버에 있어서, 화구홀의 직경이 경사면측으로 갈수록 좁아지는 것을 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명에 따른 수소산소 혼합가스 연소버너의 제4실시예의 사시도,
도 12는 도 11의 XII-XII' 선을 따른 단면도.
<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 110 ... 몸체부 15, 115 ... 체결공
20 ... 연소노즐 21 ... 노즐몸체
22 ... 경사면 23, 23', 23" ... 화구홀
23a" ... 나선홈 24 ... 노즐분배홀
25 ... 체결부 30, 130 ... 분배부
210, 310 ... 몸체부 220, 320 ... 경사면
223, 223', 223" ... 화구홀 223a" ... 나선홈
230, 330 ... 분배부

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 외부의 산소가 유입되지 않도록 수소산소 혼합가스가 공급되는 가스라인(L)과 밀봉된 구조로 연결되는 몸체부(10)와, 상기 몸체부(10)의 상부에 결합되는 것으로서 상부를 향하는 다수의 화구홀이 형성된 연소노즐(20)과, 상기 몸체부(10) 내부에 형성되는 것으로서 상기 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 화구홀로 분배하는 분배부(30)를 포함하고;
    상기 몸체부(10)는 원통형상으로 되어 있어 상기 연소노즐(20)이 상기 몸체부(10)에 원형을 이루며 다수개가 배치되며;
    상기 연소노즐(20)은, 전체적으로 원통형상을 이루는 노즐몸체(21)와, 상기 노즐몸체(21)의 상부에 형성된 경사면(22)과, 상기 경사면(22)에 상호 벌어지는 각도로 형성된 복수의 상기 화구홀(23')(23")과, 상기 노즐몸체(21) 내부에 수직 방향으로 형성되어 수소산소 혼합가스를 상기 화구홀(23')(23")로 분배하는 노즐분배홀(24)과, 상기 노즐몸체(21)의 하부측에 형성되어 상기 몸체부(10)의 상부에 형성된 체결공(15)에 결합되는 체결부(25)를 포함하며;
    상기 화구홀(23')은 상기 경사면(22) 측으로 갈수록 직경이 넓어지거나;
    상기 화구홀(23")은 상기 경사면(22) 측으로 갈수록 직경이 좁아지는 것;을 특징으로 하는 수소산소 혼합가스 연소버너.
  3. 외부의 산소가 유입되지 않도록 수소산소 혼합가스가 공급되는 가스라인(L)과 밀봉된 구조로 연결되는 몸체부(110)와, 상기 몸체부(110)의 상부에 결합되는 것으로서 상부를 향하는 다수의 화구홀이 형성된 연소노즐(20)과, 상기 몸체부(110) 내부에 형성되는 것으로서 상기 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 화구홀로 분배하는 분배부(130)를 포함하고;
    상기 몸체부(110)는 기다란 봉형상으로 되어 있어 상기 연소노즐(20)이 상기 몸체부(110)에 일렬로 다수개가 배치되며;
    상기 연소노즐(20)은, 전체적으로 원통형상을 이루는 노즐몸체(21)와, 상기 노즐몸체(21)의 상부에 형성된 경사면(22)과, 상기 경사면(22)에 상호 벌어지는 각도로 형성된 복수의 상기 화구홀(23')(23")과, 상기 노즐몸체(21) 내부에 수직 방향으로 형성되어 수소산소 혼합가스를 상기 화구홀(23')(23")로 분배하는 노즐분배홀(24)과, 상기 노즐몸체(21)의 하부측에 형성되어 상기 몸체부(110)의 상부에 형성된 체결공(115)에 결합되는 체결부(25)를 포함하며;
    상기 화구홀(23')은 상기 경사면(22) 측으로 갈수록 직경이 넓어지거나;
    상기 화구홀(23")은 상기 경사면(22) 측으로 갈수록 직경이 좁아지는 것;을 특징으로 하는 수소산소 혼합가스 연소버너.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 화구홀(23")의 내주면에는 나선홈(23a")이 형성된 것을 특징으로 하는 수소산소 혼합가스 연소버너.
  8. 삭제
  9. 외부의 산소가 유입되지 않도록 수소산소 혼합가스가 공급되는 가스라인(L)과 밀봉된 구조로 연결되는 몸체부(210)와, 상기 몸체부(210)의 상부에 형성된 경사면(220)과, 상기 경사면(220)에 형성된 복수개의 화구홀과, 상기 몸체부(210) 내부에 형성되는 것으로서 상기 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 상기 화구홀로 분배하는 분배부(230)를 포함하고;
    상기 몸체부(210)는 납작한 원통형상으로 되어 있어 상기 화구홀(223')(223")은 상기 경사면(220)을 따라 원형을 이루며 다수개가 배치되며;
    상기 화구홀(223')은 상기 경사면(220) 측으로 갈수록 직경이 넓어지거나;
    상기 화구홀(223")은 상기 경사면(320) 측으로 갈수록 직경이 좁아지는 것;을 특징으로 하는 수소산소 혼합가스 연소버너.
  10. 외부의 산소가 유입되지 않도록 수소산소 혼합가스가 공급되는 가스라인(L)과 밀봉된 구조로 연결되는 몸체부(310)와, 상기 몸체부(310)의 상부에 형성된 경사면(320)과, 상기 경사면(320)에 형성된 복수개의 화구홀과, 상기 몸체부(310) 내부에 형성되는 것으로서 상기 가스라인(L)으로 유입되는 수소산소 혼합가스를 상기 화구홀로 분배하는 분배부(330)를 포함하고;
    상기 몸체부(310)는 기다란 블록형상으로 되어 있고, 상기 경사면(320)은 상기 몸체부(310)의 양 모서리측에 형성되어 있으며, 상기 화구홀(223')(223")은 상기 경사면(320)을 따라 일렬로 다수개가 배치되며;
    상기 화구홀(223')은 상기 경사면(320) 측으로 갈수록 직경이 넓어지거나;
    상기 화구홀(223")은 상기 경사면(320) 측으로 갈수록 직경이 좁아지는 것;을 특징으로 하는 수소산호 혼합가스 연소버너.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 화구홀(223") 내주면에는 나선홈(223a")이 형성된 것;을 특징으로 하는 수소산소 혼합가스 연소버너.
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