KR101024076B1 - 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스 버너 장치에 관한 것으로서, 연소 공기가 가스와 효율적으로 혼합되도록 하여 연소 효율을 향상시킨 2단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치를 제공하기 위하여, 하부면에 제1연소 공기 유입구가 형성된 버너 본체와, 상기 버너 본체의 하부면을 통해서 내부에 삽입되는 가스 주입관과, 상기 버너 본체의 상측에 결합되며 염공부가 상부에 형성된 연소관으로 구성되어, 상기 버너 본체에서 제1연소 공기 유입구를 통해서 유입된 공기와 혼합된 가스가 염공부를 통해서 배출되는 분젠식 가스 버너 장치에 있어서, 상기 버너 본체는 상부에 직경이 점진적으로 확대된 경사판이 형성되어 상기 연소관의 내부로 삽입되고, 상기 연소관은 하부에 제2연소 공기 유입구가 형성되어, 상기 제2연소 공기 유입구를 통해서 유입되는 연소 공기는 상기 연소관의 내측면과 경사판 사이 공간을 통해서 연소관 내부로 유입되어 상기 경사판을 따라 배출되는 1차 혼합된 가스를 2차 혼합시킴을 특징으로 하여, 절곡부가 형성된 경사판과 연소판의 내측면의 경사각을 조절하여 2차 연소 공기 유입구를 통해서 유입되는 연소 공기와 혼합 가스의 흐름을 난류화하여 연소 효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
연소 혼합 베르누이 유입구 가스 버너

Description

다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치{apparatus of gas burner}
본 발명은 가스 버너 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연소 공기를 다단으로 공급하되, 연소 효율을 향상시킬 수 있도록 난류 발생을 유도할 수 있는 것을 특징으로 하는 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치이다.
일반 가정 또는 식당 등에서 난방, 조리, 온수 공급을 위해 사용되는 가스 버너 장치는 연료와 공기를 혼합하는 방법에 따라 예혼합형 버너와 확산형 버너로 구분된다.
특히, 가정용 가스 보일러 등에 있어서 확산형 버너의 일종인 분젠 가스 버너(Bunsen Gas Burner)가 사용되는 것이 일반적이다.
이러한 분젠식 가스 버너는 가스 주입관을 통해서 유입되는 가스의 압력을 이용하여 연소 공기를 버너 내부에서 혼합하여 염공부에서 연소되는 방법을 채택한 것으로, 화염안정성과 역화 현상 등이 발생할 위험성이 적다는 등의 장점이 있다.
그러나, 종래의 이러한 분젠식 가스 버너 장치는 연소 공기와 가스가 완전하 게 혼합되지 못하여 연소과정에서 불완전 연소되므로 연소 효율이 떨어지고, 인체에 해로운 불완전 연소 가스가 발생된다는 사용상의 문제점이 존재한다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대한민국 특허청에 출원된 출원번호 제10-2004-0065575호, 제10-2008-0083199호 등은 다단의 공기 유입구를 형성시키는 방법등을 이용하였다.
그러나, 이러한 종래 기술들도 연소 공기와 가스의 적절한 혼합을 유도하지 못하므로 연소 효율 향상에는 한계가 있었다.
본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명은 연소 공기가 가스와 효율적으로 혼합되도록 하여 연소 효율을 향상시킨 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치는 하부면에 제1연소 공기 유입구가 형성된 버너 본체와, 상기 버너 본체의 하부면을 통해서 내부에 삽입되는 가스 주입관과, 상기 버너 본체의 상측에 결합되며 염공부가 상부에 형성된 연소관으로 구성되어, 상기 버너 본체에서 제1연소 공기 유입구를 통해서 유입된 공기와 혼합된 가스가 염공부를 통해서 배출되는 분젠식 가스 버너 장치에 있어서, 상기 버너 본체는 상부에 직경이 점진적으로 확대된 경사판이 형성되어 상기 연소관의 내부로 삽입되고, 상기 연소관은 하부에 제2연소 공기 유입구가 형성되어, 상기 제2연소 공기 유입구를 통해서 유입되는 연소 공기는 상기 연소관의 내측면과 경사판 사이 공간을 통해서 연소관 내부로 유입되어 상기 경사판을 따라 배출되는 1차 혼합된 가스를 2차 혼합시킴을 특징으로 한다.
그리고 상기 제2연소 공기 유입구는 송풍기를 통해서 강제로 연소 공기가 유입됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 경사판은 1차 절곡부와 상기 1차절곡부보다 외향경사진 2차절곡 부로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 경사판은 상기 1차 절곡부와 2차 절곡부의 연결 부위에 제3연소 공기 주입구가 형성됨을 특징으로 한다.
그리고 상기 연소관은 상측에 중심으로 절곡된 내향 절곡부가 형성됨을 특징으로 한다.
마지막으로, 상기 연소관의 상측에는 2차 혼합된 가스가 중심부로 모이도록 점진적으로 외경이 줄어드는 집기관과, 가장자리로 가스를 분배시키도록 점진적으로 외경이 확대되는 확기관이 순차적으로 결합됨을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치는 절곡부가 형성된 경사판과 연소판의 내측면의 경사각을 조절하여 2차 연소 공기 유입구를 통해서 유입되는 연소 공기와 혼합 가스의 흐름을 난류화하여 연소 효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치를 도시하는 단면도 및 측면도이다.
도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치는 버너 본체(20), 가스 주입관(10) 및 연소관(30)으로 구성되며, 상기 버너 본체(20)는 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 하부면에 제1연소 공기 유입구(24)가 형성된다.
상기 가스 주입관(10)은 상기 버너 본체(20)의 하부면을 통해서 상기 버너 본체(20)의 내부에 삽입되어, 가스 버너의 연료가 되는 가스를 일정한 압력으로 공급하게 된다.
다음으로, 연소관(30)은 상기 버너 본체(20)의 상측에 결합되며, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이 다수 개의 염공부(32)가 상부에 형성된다.
따라서, 상기 버너 본체(20)에서 제1연소 공기 유입구(24)를 통해서 유입된 공기와 혼합된 가스가 염공부(32)를 통해서 배출되면서 연소하게 된다.
이러한 버너 장치의 구성은 종래의 버너 장치에서 이용되는 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 하며, 본 발명의 주요특징부인 경사판, 연소관에 대해서 상세히 살펴보기로 한다.
먼저 경사판(22)은 상기 버너 본체(20)의 단부에 형성되는 것으로 상기 연소관(30)의 내부로 삽입되고, 직경이 점진적으로 확대된다.
그리고 상기 연소관(30)은 하부에 제2연소 공기 유입구(34)가 형성되어, 상기 제2연소 공기 유입구(34)를 통해서 유입되는 연소 공기는 상기 연소관(30)의 내측면과 경사판(22) 사이 공간을 통해서 연소관(30) 내부로 유입되어 상기 경사판(22)을 따라 배출되는 1차 혼합된 가스를 2차 혼합시키게 된다.
상기 경사판(22) 주변의 유체 흐름을 상세하게 살펴보면, 도 2는 도 1의 A부분의 확대도이고, 도 3은 도 1의 A부분의 유체흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 경사판은 1차 절곡부(22a)와 상기 1차절곡부보다 내향경사진 2차절곡부(22b)로 구성된다.
상기 1차 절곡부(22a)는 버너 본체(20)보다 a각도로 외향경사지게 형성되며, 2차 절곡부(22b)는 상기 1차 절곡부(22a)에서 내향 절곡된 b각도로 외향 경사지게 된다.
또한, 상기 연소관의 내측면(30a)은 상기 2차절곡부의 경사각보다 외향 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같이 화살표로 도시된 경사판 주변에 유체 흐름을 살펴보면,
버너 본체 내부에서 1차 혼합된 혼합가스는 경사판에 이르면 단면적이 확대되므로 외곽측으로 확대되면서 경사판에 형성된 1차 절곡부(22a) 및 2차 절곡부(22b)의 접촉부위에서는 난류 유동이 발생하게 된다.
그리고 제2연소 공기 유입구(34)를 통해서 유입되는 연소 공기는 경사판의 단부와 연소관의 내측면 사이 공간을 통해서 연소관 내부로 유입되고, 1차 혼합된 가스와 접촉되면서 와류가 발생되면서 2차 혼합된다.
특히, 연소관의 내측면(30a)은 상기 경사판의 2차 절곡부(22b)의 연장선과 일정 각도로 경사져 있으므로 연소 공기와 가스의 혼합이 보다 잘 일어나게 되므로 연소 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따른 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치를 도시하는 정면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 제2연소 공기 유입구는 송풍기(40)를 통해서 강제로 연소 공기가 유입되도록 설계될 수 있다.
버너 본체를 통해서 배출되는 1차 혼합 가스는 상기 경사판에 이르면 속도가 저하되므로, 제2연소 공기 유입구를 통해서 유입되는 연소 공기를 송풍기를 통해서 강제적으로 유입시켜 혼합되는 가스의 속도를 증가시키게 된다.
또한, 설치되는 보일러, 조리기구에 따라서 버너 본체(20)는 직각으로 절곡된 형태로 제작가능하다.
도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따른 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치를 도시하는 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 경사판은 1차 절곡부(22a)와 2차 절곡부(22b)의 연결 부위에 제3연소 공기 주입구(36)가 형성된다.
따라서, 송풍기(40)에서 유입되는 연소 공기는 제2연소 공기 주입구(34)와 제3연소 공기 주입구(36)을 통해서 연소관 내부로 유입되어 가스와 혼합된다.
또한, 상기 연소관(30)은 상측에 중심으로 절곡된 내향 절곡부(38)가 형성되어, 염공부(32)를 통해서 배출되는 불꽃의 길이와 폭을 버너 장치가 설치되는 용도에 따라 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치의 다른 실시예에 대하여 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따른 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치를 도시하는 단면도이고, 도 7은 도 6에 따른 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치의 절개사시도이다.
본 실시예에서는 도 6에 도시된 바와 같이 연소관(30)의 상측에 집기관(30a)과 확기관(30b)가 순차적으로 결합되는 것으로, 상기 집기관(30a)는 중심부로 가스를 모이게 하도록 점진적으로 외경이 줄어드는 형상이며, 상기 확기관(30b)는 가장자리로 가스를 분배시키도록 점진적으로 외경이 확대되는 형태로 제작된다.
도 7의 일부분이 절개된 사시도를 참고하면 본 발명에 따른 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치의 각 구성요소 및 결합관계를 보다 명확하게 파악할 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 버너 본체 내부에서 1차 혼합된 혼합가스는 제2연소 공기 유입구(34)를 통해서 유입되는 연소 공기와 접촉되면서 2차 혼합된다. 상기 과정을 거친 2차 혼합된 가스는 상기 집기관(30a)를 통해서 중심부로 모여져서 확기관(30b)를 통해서 가장자리에 형성된 염공부(32)를 통해서 화염(F)으로 배출하게 된다.
따라서, 다단으로 유입되는 연소 공기와 여러 번이 과정을 통해서 혼합되어 보다 높은 연소 효율을 얻을 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 가스와 연소 공기가 원활하게 혼합될 수 있는 다단 연소 공기 유입구가 구비된 가스 버너 장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에 서, 당업계의 통상의 지식을 가진자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치를 도시하는 단면도 및 측면도.
도 2는 도 1의 A부분의 확대도.
도 3은 도 1의 A부분의 유체흐름도.
도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따른 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치를 도시하는 정면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따른 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치를 도시하는 단면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따른 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치를 도시하는 단면도.
도 7은 도 6에 따른 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치의 절개사시도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10: 가스 주입관 20: 버너 본체
22: 경사판 22a: 1차 절곡부
22b: 2차 절곡부 24: 제1연소 공기 주입구
30: 연소관 30a: 집기관
30b: 확기관 32: 염공부
34: 제2연소 공기 주입구 36: 제3연소 공기 주입구
38: 내향 절곡부 40: 송풍기

Claims (6)

  1. 하부면에 제1연소 공기 유입구가 형성된 버너 본체와, 상기 버너 본체의 하부면을 통해서 내부에 삽입되는 가스 주입관과, 상기 버너 본체의 상측에 결합되며 염공부가 상부에 형성된 연소관으로 구성되어, 상기 버너 본체에서 제1연소 공기 유입구를 통해서 유입된 공기와 혼합된 가스가 염공부를 통해서 배출되는 분젠식 가스 버너 장치에 있어서,
    상기 버너 본체는,
    상부에 직경이 점진적으로 확대된 경사판이 형성되어 상기 연소관의 내부로 삽입되고,
    상기 연소관은,
    하부에 제2연소 공기 유입구가 형성되어,
    상기 제2연소 공기 유입구를 통해서 유입되는 연소 공기는 상기 연소관의 내측면과 경사판 사이 공간을 통해서 연소관 내부로 유입되어 상기 경사판을 따라 배출되는 1차 혼합된 가스를 2차 혼합시킴을 특징으로 하는 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2연소 공기 유입구는,
    송풍기를 통해서 강제로 연소 공기가 유입됨을 특징으로 하는 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사판은,
    1차 절곡부와 상기 1차 절곡부보다 내향경사진 2차 절곡부로 구성됨을 특징으로 하는 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 경사판은
    상기 1차 절곡부와 2차 절곡부의 연결 부위에 제3연소 공기 주입구가 형성됨을 특징으로 하는 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 연소관은,
    상측에 중심으로 절곡된 내향 절곡부가 형성됨을 특징으로 하는 다단 연소 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 연소관의 상측에는,
    2차 혼합된 가스가 중심부로 모이도록 점진적으로 외경이 줄어드는 집기관과;
    가장자리로 가스를 분배시키도록 점진적으로 외경이 확대되는 확기관;이 순차적으로 결합됨을 특징으로 하는 다단 공기 유입구를 구비한 가스 버너 장치.
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