KR101199754B1

KR101199754B1 - 판재로 구성된 예혼합 버너의 염공 배열구조

Info

Publication number: KR101199754B1
Application number: KR1020100046695A
Authority: KR
Inventors: 민태식
Original assignee: 주식회사 경동나비엔
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2012-11-08
Also published as: US20130059258A1; EP2573463A2; WO2011145810A3; WO2011145810A2; US9121604B2; JP2013529284A; CN102939502A; KR20110127297A; CN102939502B

Abstract

본 발명은 버너 표면의 적열로 인한 열 팽창이 누적되더라도 버너를 고정시키는 구조물에 큰 힘이 가해지는 것을 방지하여 내구 수명을 연장시킬 수 있는 구조로 이루어진 판재로 구성된 예혼합 버너의 염공 배열구조를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명은, 일부가 절개된 복수의 플레이트가 중첩되어 버너 바디부가 형성되고, 상기 복수의 플레이트는 이웃하는 플레이트 간에 절개된 부분이 서로 교차하도록 배치되어 혼합가스 유로 및 염공이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 열 팽창으로 인한 버너 구조물의 파손을 방지하여 내구 수명을 연장시킬 수 있고, 염공의 변형 감소로 인해 연소 효율을 향상시킬 수 있으며, 염공부의 설치 구조가 간단해져 제작이 용이하고 제작 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

판재로 구성된 예혼합 버너의 염공 배열구조{STRUCTURE OF FIRE HOLES ARRAY FOR PRE-MIXED BURNER CONSISTING OF PLATE MEMBERS}

본 발명은 판재로 구성된 예혼합 버너의 염공 배열구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 버너 바디부와 염공이 서로 교차하도록 위치시켜 연소열의 누적에 따른 열팽창에 의한 변형을 흡수함으로써 버너를 고정시키는 구조물에 큰 힘이 가해지는 것을 방지하고 버너의 내구 수명을 연장할 수 있는 판재로 구성된 예혼합 버너의 염공 배열구조에 관한 것이다.

일반적으로 보일러나 온수기 등의 연소기기에 사용되는 가스 버너는 연소용 가스와 공기를 혼합하는 방식에 따라 분젠(Bunsen) 버너와 예혼합(Pre-mixed) 버너로 구분할 수 있다.

분젠 버너는 가스를 분사하는 노즐부에서 연소에 필요한 최소한의 1차 공기를 공급하고, 화염이 형성되는 부위에 과잉 2차 공기를 공급하여 완전연소를 실현시키는 버너로서, 연소안정성이 우수한 장점이 있는 반면, 2차 공기에 의해 화염이 형성되므로 화염길이가 길어지는 단점이 있다.

이에 반해, 예혼합 버너는 연소용 가스와 공기를 혼합실에서 미리 혼합한 예혼합가스를 연소시키는 방식으로, 낮은 공기비로의 운전이 가능하여 고효율, 고부하 연소가 가능하며, 전체적인 화염의 길이를 줄여주는 동시에 화염의 온도를 낮추어서 일산화탄소 및 질소산화물 등의 공해물질의 발생을 줄일 수 있는 장점이 있다.

종래에는 분젠 버너를 주로 사용하였으나, 근래에는 공해물질의 발생을 줄이고 연소실을 소형화하기 위해 예혼합 버너를 주로 사용하고 있다.

종래 예혼합 방식의 가스 버너는 송풍기로부터 공급된 공기와 가스공급관을 통해 공급된 연소용 가스가 버너몸체 내부에서 예혼합되어 그 상측에 구비된 버너 염공부로 공급되는 구조로 이루어져 있다.

종래 버너 염공부는 평판이나 원통형으로 이루어진 하나의 판재에 염공을 천공한 구조가 사용되었으나, 이러한 구조는 열응력에 의해 버너 연소면이 변형되거나 심한 경우에는 염공이 손상되어 불완전 연소와 역화가 유발되는 문제점이 있었다.

또한 종래 버너 염공부 구조에 의하면, 저부하 연소시 버너 표면의 적열로 인해 열 팽창이 누적되어 버너를 고정시키는 구조물에 큰 힘을 가하게 됨으로써, 구조물이 취약해져 내구성이 감소하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 버너 표면의 적열로 인한 열 팽창이 누적되더라도 버너를 고정시키는 구조물에 큰 힘이 가해지는 것을 방지하여 내구 수명을 연장시킬 수 있는 구조로 이루어진 판재로 구성된 예혼합 버너의 염공 배열구조를 제공함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 설치 구조가 간단하고 제작 비용을 절감할 수 있는 판재로 구성된 예혼합 버너의 염공 배열구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 판재로 구성된 예혼합 버너의 염공 배열구조는, 일부가 절개된 복수의 플레이트가 중첩되어 버너 바디부가 형성되고, 상기 복수의 플레이트는 이웃하는 플레이트 간에 절개된 부분이 서로 교차하도록 배치되어 혼합가스 유로 및 염공이 형성된 것을 특징으로 한다.

이 경우 상기 버너 바디부는, 이웃하는 플레이트 간에 측면의 일부가 개통된 형상으로 이루어진 세트 단위의 플레이트들이 반복적으로 중첩된 내측 플레이트와, 상기 내측 플레이트의 전방면과 후방면에 결합되어 상기 혼합가스 유로의 전,후방면을 밀폐하는 외측 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 내측 플레이트는, 양측에 배치되는 몸체 부재와, 상기 몸체 부재 사이에 소정 간격으로 배치되는 복수의 T형 부재와, 상기 양측의 몸체 부재 사이에 횡방향으로 설치되어 상기 몸체 부재와 상기 복수의 T형 부재를 결합하는 고정 부재로 구성될 수 있다.

또한 상기 내측 플레이트는 인접한 플레이트 간에 상기 몸체 부재의 폭 길이가 서로 다른 크기로 형성되어, 상기 인접한 플레이트의 T형 부재 간의 접합면이 서로 엇갈리게 배치된 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 염공은 상기 인접한 T형 부재의 상단부 사이 공간에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 고정 부재가 상기 T형 부재에 결합되는 위치는 인접한 내측 플레이트 간에 상하로 이격되어, 어느 하나의 내측 플레이트의 하부로 유입된 혼합가스는 상기 고정 부재에 의해 유로가 전환되어 인접한 내측 플레이트 내부의 공간을 경유한 후에 상측에 형성된 염공을 통해 배출되는 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 버너 바디부의 길이 방향의 저면 양측부는 상기 버너 바디부의 저면 형상에 대응되는 끼움홈이 형성된 바닥 지지프레임 상에 결합되어, 상기 플레이트들이 중첩된 상태로 고정되는 것으로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 판재로 구성된 예혼합 버너의 염공 배열구조에 의하면, 일부가 절개된 복수의 플레이트를 중첩시켜 버너 염공부를 형성하여 버너 바디부와 염공이 서로 교차하도록 위치시킴으로써 버너 표면의 열 팽창을 자체 구조에서 흡수할 수 있게 되므로 버너를 지지하는 구조물에 큰 힘이 가해지는 것을 방지하고 버너의 내구 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 열응력에 의한 염공의 변형 정도를 감소시킬 수 있게 되어 화염의 안정성을 높이고 불완전 연소를 방지함으로써 연소 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 복수의 플레이트를 중첩시켜 버너 바디부를 형성하고, 버너 바디부를 바닥 지지프레임 상에 안착 고정한 후에 측면 지지프레임을 결합하는 작업만으로 버너 염공부의 제작이 이루어지므로 버너 염공부의 설치구조가 간단하고 작업이 용이해져 가스 버너의 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 판재로 구성된 예혼합 버너의 염공 배열구조를 보여주는 사시도,
도 2는 도 1의 일부 분해 사시도,
도 3은 도 1의 A-A선 기준 단면도,
도 4는 도 1의 B-B선 기준 단면도,
도 5는 도 1의 C-C선 기준 단면도,
도 6은 도 1의 D-D선 기준 단면도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 판재로 구성된 예혼합 버너의 염공 배열구조를 보여주는 사시도, 도 2는 도 1의 일부 분해 사시도, 도 3은 도 1의 A-A선 기준 단면도이다.

본 발명에 따른 판재로 구성된 예혼합 버너의 염공부(1)는, 일부가 절개된 복수의 플레이트가 중첩되어 버너 바디부(10)가 형성되고, 상기 중첩된 플레이트의 절개된 부분의 틈새를 통하여 가스와 공기의 혼합가스 유로 및 염공(110c,120c,130c,140c,150c)이 소통된 구조로 이루어져, 상기 버너 바디부(10)와 염공(110c,120c,130c,140c,150c)이 서로 교차하도록 위치된 것을 특징으로 한다.

도 1과 도 2를 참조하면, 상기 염공부(1)는 버너 바디부(10)와 이를 고정시켜 지지하는 바닥 지지프레임(21,22)과 전,후방의 측면 지지프레임(23,24)으로 구성된다.

상기 버너 바디부(10)는 이웃하는 플레이트 간에 측면의 일부가 개통된 형상으로 이루어진 세트 단위의 플레이트(110,120,130,140,150,160,170)가 반복적으로 중첩된 내측 플레이트(100)와, 상기 내측 플레이트(100)의 전방면과 후방면에 결합되어 상기 내측 플레이트(100)의 내부에 형성되는 혼합가스 유로의 전,후방면을 밀폐하는 외측 플레이트(210,220)로 구성된다.

도 1에서 미설명 부호 110-1,120-1,130-1,140-1,150-1,160-1,170-1,110-2,120-2,130-2,140-2,150-2,160-2,170-2,110-3은 상기 세트 단위의 플레이트(110,120,130,140,150,160,170)가 반복적으로 중첩된 플레이트를 나타낸 것이다.

상기 바닥 지지프레임(21,22)은 버너 바디부(10)의 길이 방향의 저면 양측부를 지지함과 동시에 버너 바디부(10)의 중첩된 상태를 유지하기 위한 것으로, 바닥 지지프레임(21,22)의 상면에는 버너 바디부(10)의 저면 양측부의 형상에 대응되는 직육면체 형상의 끼움홈(21a,22a)이 형성되어 있고, 그 끼움홈(21a,22a)의 내측에 버너 바디부(10)의 저면 양측부가 안착되어 결합된다.

본 실시예에서, 상기 내측 플레이트(100)는 제1 내지 제7내측 플레이트(110,120,130,140,150,160,170)로 구성된 세트 단위가 3회 반복 배열된 구조로 이루어진 것으로, 상기 세트 단위를 구성하는 플레이트들의 수와 반복 배열되는 회수는 이에 제한되지 않으며 버너의 용량과 설치 환경에 따라서 그 수를 달리하여 변형 실시될 수 있음은 자명하다.

도 2를 참조하면, 상기 내측 플레이트(100)를 구성하는 세트 단위를 구성하는 제1 내지 제7내측 플레이트(110,120,130,140,150,160,170)는 각기 다른 형상으로 이루어져 있으나, 각각 그 내측으로 일부가 절개된 틈새를 통하여 인접한 플레이트 간에 일부 구간이 소통되어 혼합가스의 유로가 형성되고, 상기 혼합가스의 유로는 그 상측으로 소정 간격을 두고 형성된 염공(110c,120c,130c,140c,150c)에 소통된 구조로 이루어져 있다.

상기 내측 플레이트(100)의 구조를 제1내측 플레이트(110)를 예로 들어 설명하면, 양측에 배치되는 몸체 부재(111a,111b)와, 상기 몸체 부재(111a,111b) 사이에 소정 간격으로 배치되는 복수의 T형 부재(112,113,114,115,116,117,118)와, 상기 몸체 부재(111a,111b) 사이에 횡방향으로 설치되어 상기 몸체 부재(111a,111b)와 T형 부재(112,113,114,115,116,117,118)를 결합하는 고정 부재(119)로 구성된다. 여기서 상기 제1내측 플레이트(110)를 구성하는 몸체 부재(111a,111b)와 T형 부재(112,113,114,115,116,117,118) 및 고정 부재(119)는 설명의 편의를 위해 각각의 명칭과 도면부호를 부여한 것일 뿐, 일체형으로 구성될 수 있다.

그리고 상기 제1내측 플레이트(110)의 후방 측에 순차로 중첩되는 제2내측 플레이트(120), 제3내측 플레이트(130), 제4내측 플레이트(140) 등도 이와 마찬가지로 각각 몸체 부재(121a,121b,131a,131b,141a,141b), T형 부재(122~128,132~138,142~148) 및 고정 부재(129,139,149)로 구성되며, 그 후방의 제5 내지 제7내측 플레이트(150,160,170)도 이와 동일한 패턴으로 구성될 수 있다.

여기서 상기 몸체 부재(111a,111b,121a,121b,131a,131b,141a,141b)는 인접한 플레이트 간에 서로 다른 폭 길이로 형성되어, 인접한 플레이트 간에 T형 부재(112~118,122~128,132~138,142~148) 간에 접합면이 일치되지 않고 서로 엇갈리게 배치됨으로써, 혼합가스의 유로가 인접한 플레이트의 내부 공간에서 측방향으로 이동 가능한 구조를 이루게 된다.

그리고 상기 T형 부재(112~118,122~128,132~138,142~148)는 대체로 동일한 형상으로 구성될 수 있으며, 인접한 T형 부재의 상단부 사이의 공간에 염공(110c,120c,130c,140c,150c)이 형성된다.

또한 상기 T형 부재(112~118,122~128,132~138,142~148)에 고정 부재(119,129,139,149)가 결합되는 위치는 인접한 내측 플레이트 간에 상하로 이격되는 패턴이 교번하도록 구성될 수 있다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 제2내측 플레이트(120), 제4내측 플레이트(140), 제6내측 플레이트(160)의 경우에는 고정 부재(129,149,169)가 T형 부재의 하단부에 결합되고, 그 사이사이에 배치되는 제3내측 플레이트(130), 제5내측 플레이트(150), 제7내측 플레이트(170)의 경우에는 고정 부재(139,159,179)가 T형 부재의 상하 방향의 중간부에 결합된 것으로 구성될 수 있다.

이와 같이 내측 플레이트(100)를 구성하는 플레이트들의 고정 부재(129,139,149,159,169,179)가 교번으로 상하 이격된 위치에 배치된 구조로 이루어짐으로써, 도 3에 도시된 바와 같이 제3내측 플레이트(130)와 제5내측 플레이트(150) 및 제7내측 플레이트(170)의 하단부에는 혼합가스 유입구(130a,150a,170a)가 각각 형성된다. 그리고 제2내측 플레이트(120)와 제4내측 플레이트(140) 및 제6내측 플레이트(160)의 내측 중간부에는 상기 혼합가스 유입구(130a,150a,170a)를 통해 유입된 혼합가스가 도 3을 기준으로 양측 방향으로 유로가 전환되도록 내부 공간(120b,140b,160b)이 형성된다. 또한 제3내측 플레이트(130)와 제5내측 플레이트(150) 및 제7내측 플레이트(170)의 상단부에는 상기 내부 공간(120b,140b,160b)으로부터 유로가 다시 전환된 혼합가스가 배출되는 염공(130c,150c,170c)이 형성된다.

도 4는 도 1의 B-B선 기준 단면도로서 버너 바디부(10)의 하단부에 혼합가스 유입구(130a,150a,170a)가 형성된 모습을 나타낸 것이고, 도 5는 도 1의 C-C선 기준 단면도로서 버너 바디부(10)의 중간부에 혼합가스가 이동하는 내부 공간(110b,120b,140b,160b)이 형성된 모습을 나타낸 것이며, 도 6은 도 1의 D-D선 기준 단면도로서 버너 바디부(10)의 상단부에 염공(110c,120c,130c,140c,150c)이 형성되고 이러한 패턴이 중첩되는 플레이트들에 반복적으로 형성된 모습을 나타낸 것이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 예혼합 버너의 염공부 배열구조에 의하면, 내부의 일부가 절개된 복수의 플레이트를 중첩시켜 버너 바디부를 형성하고, 그 내부에 혼합가스의 유로가 마련되어 상측의 염공으로 소통되는 구조를 갖게 되므로 연소시 발생하는 연소열의 누적에 의해 버너 바디부를 구성하는 플레이트가 열팽창되더라도 중첩된 플레이트 사이의 틈새를 통해 팽창된 부피를 흡수함으로써 버너 바디부를 고정시키는 구조물에 큰 힘이 가해지는 것을 방지하고 버너의 내구 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

또한 다수의 플레이트를 중첩시켜 혼합가스 유로와 염공이 형성된 버너 바디부를 구성하고, 상기 버너 바디부를 바닥 지지프레임 상에 안착 고정한 후에 측면 지지프레임을 결합하는 작업만으로 버너 염공부의 설치작업을 완료할 수 있게 되므로 버너의 제조 작업이 용이해지고 제조 비용 또한 절감할 수 있는 이점이 있다.

1 : 염공부 10 : 버너 바디부
21,22 : 바닥 지지프레임 23,24 : 측면 지지프레임
100 : 내측 플레이트 110 : 제1내측 플레이트
120 : 제2내측 플레이트 130 : 제3내측 플레이트
140 : 제4내측 플레이트 150 : 제5내측 플레이트
160 : 제6내측 플레이트 170 : 제7내측 플레이트
111a,111b,121a,121b,131a,131b,141a,141b : 몸체 부재
112,113,114,115,116,117,118 : T형 부재
119,129,139,149,159,169,179 : 고정 부재
130a,150a,170a : 혼합가스 유입구
110b,120b,140b,160b : 내부 공간
110c,120c,130c,140c,150c : 염공
210,220 : 외측 플레이트

Claims

일부가 절개된 복수의 플레이트가 중첩되어 버너 바디부가 형성되고;
상기 복수의 플레이트는 이웃하는 플레이트 간에 절개된 부분이 서로 교차하도록 배치되어 혼합가스 유로 및 염공이 형성되며;
상기 버너 바디부는,
이웃하는 플레이트 간에 측면의 일부가 개통된 형상으로 이루어진 세트 단위의 플레이트들이 반복적으로 중첩된 내측 플레이트;
상기 내측 플레이트의 전방면과 후방면에 결합되어 상기 혼합가스 유로의 전,후방면을 밀폐하는 외측 플레이트;를 포함하되,
상기 내측 플레이트는,
양측에 배치되는 몸체 부재와, 상기 몸체 부재 사이에 소정 간격으로 배치되는 복수의 T형 부재와, 상기 양측의 몸체 부재 사이에 횡방향으로 설치되어 상기 몸체 부재와 상기 복수의 T형 부재를 결합하는 고정 부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 판재로 구성된 예혼합 버너의 염공 배열구조.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 내측 플레이트는 인접한 플레이트 간에 상기 몸체 부재의 폭 길이가 서로 다른 크기로 형성되어, 상기 인접한 플레이트의 T형 부재 간의 접합면이 서로 엇갈리게 배치된 것을 특징으로 하는 판재로 구성된 예혼합 버너의 염공 배열구조.
제1항에 있어서,
상기 염공은 상기 인접한 T형 부재의 상단부 사이 공간에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 판재로 구성된 예혼합 버너의 염공 배열구조.
제1항에 있어서,
상기 고정 부재가 상기 T형 부재에 결합되는 위치는 인접한 내측 플레이트 간에 상하로 이격되어, 어느 하나의 내측 플레이트의 하부로 유입된 혼합가스는 상기 고정 부재에 의해 유로가 전환되어 인접한 내측 플레이트 내부의 공간을 경유한 후에 상측에 형성된 염공을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 판재로 구성된 예혼합 버너의 염공 배열구조.
제1항에 있어서,
상기 버너 바디부의 길이 방향의 저면 양측부는 상기 버너 바디부의 저면 형상에 대응되는 끼움홈이 형성된 바닥 지지프레임 상에 결합되어, 상기 플레이트들이 중첩된 상태로 고정되는 것을 특징으로 하는 판재로 구성된 예혼합 버너의 염공 배열구조.