KR101500261B1 - 리치 린 버너 - Google Patents

Abstract

(과제) 상단부에 린-불꽃구멍(2)과, 린-불꽃구멍의 적어도 횡방향 일측에 위치하는 폐색공극(4)과, 폐색공극의 횡방향 외측에 위치하는 리치-불꽃구멍(3)을 가지는 리치 린 버너로서, 상기 리치 린 버너의 구성 부재로서, 1쌍의 측판(51)을 가지는 버너 본체(5)와, 버너 본체를 적어도 횡방향 일측에서 덮는 측판(61)을 가지는 버너 캡(6)과, 린-불꽃구멍을 횡방향으로 복수의 영역으로 구분하는 복수의 정류판을 가지는 정류부재(7)를 구비하는 것에 있어서, 버너 본체를 고온 내구성이 우수한 재료로 형성하지 않아도 되는 것으로 한다.
(해결수단) 버너 본체(5)의 측판(51)의 상단은 버너 캡(6)의 측판(61)의 상단 및 정류판의 상단보다도 낮게 되어 있다. 정류부재(7)는 외측 정류판(71out)보다도 횡방향 외측에 위치하며 버너 본체(5)의 측판(51)보다도 상측으로 연장되는 칸막이판(74)을 구비한다. 그리고, 칸막이판(74)과 외측 정류판(71out) 사이에 폐색공극(4)이 구획되고, 칸막이판(74)과 버너 캡(6)의 측판(61) 사이에 리치-불꽃구멍(3)이 구획된다.

Description

리치 린 버너{RICH-LEAN BURNER}

본 발명은 상단부에 이론 공연비보다 연료 농도가 희박한 린(lean)-혼합기가 분출되는 전후방향으로 긴 린-불꽃구멍과, 린-불꽃구멍의 적어도 횡방향 일측에 위치하며 혼합기가 분출되지 않는 폐색공극과, 폐색공극의 횡방향 외측에 위치하며 이론 공연비보다 연료 농도가 진한 리치(rich)-혼합기가 분출되는 리치-불꽃구멍을 가지는 리치 린 버너에 관한 것이다.

이런한 종류의 리치 린 버너는 그 구성 부재로서, 횡방향으로 대치하는 1쌍의 측판을 가지는 버너 본체와, 버너 본체를 적어도 횡방향 일측(리치-불꽃구멍이 배치되는 측)의 외측에서 덮는 측판을 가지는 버너 캡과, 버너 본체의 양 측판 사이에 장착되어 린-불꽃구멍을 횡방향으로 복수의 영역으로 구분하는 복수의 정류판을 가지는 정류부재를 구비하고 있다. 그리고, 종래에 있어서는, 버너 본체의 각 측판의 상단은 버너 캡의 측판의 상단 및 각 정류판의 상단과 같은 높이에 위치하고, 정류부재의 복수의 정류판 중 폐색공극에 인접하는 외측 정류판과 버너 본체의 측판 사이에 폐색(閉塞)공극이 구획되고, 버너 본체의 측판과 버너 캡의 측판 사이에 리치-불꽃구멍이 구획되도록 하고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

여기서, 린-불꽃구멍이나 리치-불꽃구멍의 구획 부분은 고온으로 되기 때문에, 종래에는 버너 본체, 버너 캡 및 정류부재를 고온 내구성이 우수한 SUS계 재료로 형성하고 있다. 그러나, 버너 본체에서 고온으로 되는 부분은 그 측판의 상단부뿐이므로, 버너 본체 전체를 고가의 SUS계 재료로 형성하는 것은 코스트 다운을 도모하는데 있어서 문제가 있다.

특허문헌 1 : 일본국 특허공개 2007-285536호 공보

본 발명은 이상의 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 버너 본체를 고온 내구성이 우수한 재료로 형성할 필요를 없게 하여, 코스트 다운을 도모할 수 있도록 한 리치 린 버너를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 "상단부에 이론 공연비보다 연료 농도가 희박한 린-혼합기가 분출되는 전후방향으로 긴 린-불꽃구멍과, 린-불꽃구멍의 적어도 횡방향 일측에 위치하며 혼합기가 분출되지 않는 폐색공극과, 폐색공극의 횡방향 외측에 위치하며 이론 공연비보다 연료 농도가 진한 리치-혼합기가 분출되는 리치-불꽃구멍을 가지는 리치 린 버너로서, 버너의 구성 부재로서, 횡방향으로 대치하는 1쌍의 측판을 가지는 버너 본체와, 버너 본체를 적어도 횡방향 일측의 외측에서 덮는 측판을 가지는 버너 캡과, 버너 본체의 양 측판 사이에 장착되어 린-불꽃구멍을 횡방향으로 복수의 영역으로 구분하는 복수의 정류판을 가지는 정류부재를 구비하는 것에 있어서, 버너 본체의 각 측판의 상단은 버너 캡의 측판의 상단 및 각 정류판의 상단보다도 낮게 되고, 정류부재는 복수의 정류판 중 폐색공극에 인접하는 외측 정류판보다도 횡방향 외측에 위치하며 버너 본체의 측판보다도 상측으로 연장되는 칸막이판을 구비하고, 칸막이판과 외측 정류판 사이에 폐색공극이 구획되고, 칸막이판과 버너 캡의 측판 사이에 리치-불꽃구멍이 구획되는 것"을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 버너 본체는 그 측판의 상단이 리치-불꽃구멍을 구획하는 칸막이판보다도 하측에 위치하기 때문에, 그만큼 고온으로 되지 않는다. 따라서, 버너 본체를 고온 내구성이 우수한 재료로 형성하지 않아도 되기 때문에, 코스트 다운을 도모할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서, 정류부재는 전후방향 복수 개소에 칸막이판의 상단과 외측 정류판의 상단을 연결하는 브리지부를 가지는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 브리지부가 버팀목이 되어 경년열화에 의한 칸막이판의 횡방향 변위가 억제된다. 따라서, 리치-불꽃구멍이나 폐색공극의 횡폭이 칸막이판의 횡방향 변위에 의해서 변화되어 연소성이 악화되는 것을 유효하게 방지할 수 있다.

또한, 정류부재는, 각 브리지부에 합치되는 전후방향 위치에, 복수의 정류판을 횡방향으로 밀착시켜서 린-불꽃구멍을 전후방향으로 분할하는 스로틀부를 가지는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 린-불꽃구멍에서 발생하는 불꽃에 의한 브리지부로의 열영향을 저감할 수 있어 브리지부의 내구성이 향상된다.

또, 버너 캡이 버너 본체를 횡방향 일측의 외측과 횡방향 타측의 외측에서 덮는 1쌍의 측판과, 이 양 측판의 상단 간을 연결하는 전후 복수 개소의 브리지부를 가지는 경우, 버너 캡의 각 브리지부는, 정류부재의 각 브리지부에 합치되는 전후방향 위치에서 당해 정류부재의 각 브리지부 상에 접촉하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 버너 캡의 브리지부가 비교적 저온으로 유지되는 정류부재의 브리지부로의 열전도에 의해서 냉각되므로, 버너 캡의 브리지부의 내구성도 향상된다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 리치 린 버너를 나타내는 사시도
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도
도 3은 실시형태의 리치 린 버너의 분해 사시도
도 4는 실시형태의 리치 린 버너의 요부 절단 사시도
도 5는 제 2 실시형태의 리치 린 버너의 요부 절단 사시도
도 6은 제 3 실시형태의 리치 린 버너의 요부 단면도
도 7은 제 4 실시형태의 리치 린 버너의 요부 단면도

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2에 있어서, 도면부호 1은 본 발명의 실시형태의 리치 린 버너를 나타내고 있다. 이 리치 린 버너(1)는 그 상단부에, 이론 공연비보다 연료 농도가 희박한 린-혼합기가 분출되는 전후방향으로 긴 린-불꽃구멍(2)과; 린-불꽃구멍(2)의 횡방향 양측에 위치하며, 혼합기가 분출되지 않는 1쌍의 폐색공극(4,4)과; 린-불꽃구멍(2)의 횡방향 일측의 폐색공극(4)의 횡방향 외측과 린-불꽃구멍(2)의 횡방향 타측의 폐색공극(4)의 횡방향 외측에 위치하며, 이론 공연비보다 연료 농도가 진한 리치-혼합기가 분출되는 1쌍의 리치-불꽃구멍(3,3)을 가지고 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 리치 린 버너(1)는 그 구성 부재로서, 횡방향으로 대치하는 1쌍의 측판(51,51)을 가지는 버너 본체(5)와, 버너 본체(5)를 횡방향 일측의 외측과 횡방향 타측의 외측에서 덮는 1쌍의 측판(61,61)을 가지는 버너 캡(6)과, 버너 본체(5)의 양 측판(51,51) 사이에 장착되어 린-불꽃구멍(2)을 횡방향으로 복수의 영역으로 구분하는 복수의 정류판을 가지는 정류부재(7)를 구비한다.

버너 본체(5)의 양 측판(51,51)은 1장의 판을 버너 본체(5)의 하측 가장자리가 되는 절곡(折曲)선을 따라서 합장(合掌)상태로 접어 굽힘으로써 형성되어 있다. 또, 버너 본체(5)에는 양 측판(51,51)을 프레스 가공함에 의해서 형성한, 버너 본체(5)의 하부 후단에 개구되는 유입구(52a)에서부터 전방으로 연장되는 린-혼합관부(52)와, 린-혼합관부(52)로부터의 린-혼합기를 린-불꽃구멍(2)으로 유도하는 린-통로부(53)가 형성되어 있다. 린-혼합관부(52)의 유입구(52a)의 개구 면적은 비교적 넓게 되어 있으며, 이 유입구(52a)에 대향하는 린-가스노즐(도시생략)로부터의 연료 가스와 함께 비교적 다량의 1차 공기가 린-혼합관부(52)로 유입되어 린-혼합기가 생성된다. 린-통로부(53)는 린-혼합관부(52)의 전단부에서 상측으로 향해서 전후방향으로 넓어지도록 연장되어 있다.

또, 버너 본체(5)의 린-혼합관부(52)와 린-통로부(53) 사이의 부분에는, 양 측판(51,51)을 프레스 가공함에 의해서 형성한 리치-혼합관부(54)가 형성되어 있다. 리치-혼합관부(54)는 버너 본체(5)의 후단에 개구되는 유입구(54a)에서부터 전방으로 약간 연장되어 있으며, 그 전방부 외측면에 유출구멍(54b)이 형성되어 있다. 리치-혼합관부(54)의 유입구(54a)의 개구 면적은 비교적 좁게 되어 있으며, 이 유입구(54a)에 대향하는 리치-가스노즐(도시생략)로부터의 연료 가스와 함께 비교적 소량의 1차 공기가 리치-혼합관부(54)로 유입되어 리치-혼합기가 생성된다.

리치-혼합관부(54)의 유출구멍(54b)에서 유출되는 리치-혼합기는 버너 본체(5)의 각 측판(51)과 버너 캡(6)의 각 측판(61) 사이에 구획되는 리치-통로부(62)를 통해서 각 리치-불꽃구멍(3)으로 유도된다. 또, 버너 캡(6)의 각 측판(61)의 상부의 전후 복수 개소에는 리치-불꽃구멍(3)을 전후방향으로 분할하는 분할 오목부(63)가 형성되어 있다.

정류부재(7)는 횡방향 내측의 1쌍의 내측 정류판(71in)과 횡방향 양 외측에 위치하는 1쌍의 외측 정류판(71out)을 가지고 있으며, 또한 이들 내측 정류판(71in)과 외측 정류판(71out)을 횡방향으로 밀착시켜서 린-불꽃구멍(2)을 전후방향으로 분할하는 전후 복수 개소의 스로틀부(72)를 가지고 있다. 또, 각 내측 정류판(71in)과 이것에 인접하는 외측 정류판(71out)은 그 하단의 전후 복수 개소에 끼워진 끼움쇠(73)에 의해서 연결되어 있다.

그런데, 본 실시형태에서는 도 2 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 버너 본체(5)의 각 측판(51)을, 그 상단이 버너 캡(6)의 각 측판(61)의 상단 및 각 정류판(71in,71out)의 상단보다도 낮게 되도록 형성하고 있다. 한편, 정류부재(7)는 각 폐색공극(4)에 각각 인접하는 양 외측 정류판(71out,71out)보다도 횡방향 외측에 위치하며, 버너 본체(5)의 각 측판(51)의 상단부 내면에 간극 없이 접촉한 상태로 각 측판(51)보다도 상측으로 연장되는 1쌍의 칸막이판(74,74)을 구비하고 있다. 그리고, 각 칸막이판(74)과 버너 캡(6)의 각 측판(61) 사이에 각 리치-불꽃구멍(3)이 구획되도록 하고 있다.

또, 버너 본체(5)의 각 측판(51)의 상단 근방에 정류부재(7)의 각 외측 정류판(71out)에 접근하는(즉, 횡방향 내측으로 오목한) 오목부(55)를 형성하고, 이 오목부(55)와 각 외측 정류판(71out) 사이의 간극에 당해 간극을 폐색하도록 각 칸막이판(74)의 하단부를 삽입하고 있다. 그리고, 각 칸막이판(74)과 각 외측 정류판(71out) 사이에 각 폐색공극(4)이 구획되도록 하고 있다.

여기서, 버너 캡(6)과 정류부재(7)는 각각 리치-불꽃구멍(3)에 생기는 불꽃(리치-불꽃)과 린-불꽃구멍(2)에 생기는 불꽃(린-불꽃)에 의해서 가열되기 때문에, 고온 내구성이 우수한 SUS 430 등의 고가의 재료로 형성할 필요가 있다. 한편, 버너 본체(5)는 그 측판(51)의 상단이 리치-불꽃구멍(3)을 구획하는 칸막이판(74)보다도 하측에 위치하기 때문에, 그만큼 고온으로 되지 않는다. 따라서, 리치 린 버너(1)의 대부분을 구성하는 버너 본체(5)를 고온 내구성이 우수한 재료로 형성하지 않아도 되기 때문에, SA1D 등의 비교적 저렴한 재료로 버너 본체(5)를 형성하여 코스트 다운을 도모할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 정류부재(7)의 전후 복수 개소에 각 칸막이판(74)의 상단과 각 외측 정류판(71out)의 상단을 연결하는 브리지부(75)를 형성하고 있다. 이것에 의하면, 브리지부(75)가 버팀목이 되어 경년열화에 의한 칸막이판(74)의 횡방향 변위가 방지된다. 따라서, 리치-불꽃구멍(3)이나 폐색공극(4)의 횡폭이 칸막이판(74)의 횡방향 변위에 의해서 변화되어 연소성이 악화되는 것을 유효하게 방지할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 정류부재(7)의 각 브리지부(75)에 합치되는 전후방향 위치에, 린-불꽃구멍(2)을 전후방향으로 분할하는 스로틀부(72)를 형성하고 있다. 이것에 의하면, 브리지부(75)가 린-불꽃구멍(2)의 분할 개소에 위치함으로써, 린-불꽃에 의한 브리지부(75)로의 열영향을 저감할 수 있어 브리지부(75)의 내구성이 향상된다.

또, 버너 캡(6)은 그 양 측판(61,61)의 상단 간을 연결하는 전후 복수 개소의 브리지부(64)를 가지고 있다. 그리고, 버너 캡(6)의 각 브리지부(64)는, 정류부재(7)의 각 브리지부(75)에 합치되는 전후방향 위치에서 당해 각 브리지부(75) 상에 접촉하도록 형성되어 있다. 이것에 의하면, 리치-불꽃에 의해서 가열되는 버너 캡(6)의 브리지부(64)가 비교적 저온으로 유지되는 정류부재(7)의 브리지부(75)로의 열전도에 의해서 냉각되므로, 버너 캡(6)의 브리지부(64)의 내구성도 향상된다.

또한, 각 칸막이판(74)의 상단과 각 외측 정류판(71out)의 상단을 연결하는 브리지부(75)를 형성하지 않고, 도 5에 나타낸 제 2 실시형태와 같이, 각 외측 정류판(71out)과 각 칸막이판(74)을 그 하단의 전후 복수 개소에 형성한 절곡(折曲)연결부(76)에 의해서 연결하는 것도 가능하다.

또, 도 6에 나타낸 제 3 실시형태와 같이, 버너 캡(6)의 횡방향 편측(우측)의 측판(61)을 정류부재(7)의 우측의 칸막이판(74)에 겹쳐서, 우측의 리치-불꽃구멍(3)을 생략하는 것도 가능하다. 이 경우는, 리치 린 버너(1)의 우측에 동일한 리치 린 버너(1)를 병설하되, 전자의 리치 린 버너(1)의 우측의 폐색공극(4)에 후자의 리치 린 버너(1)의 좌측의 리치-불꽃구멍(3)을 인접시킨다.

또한, 도 7에 나타낸 제 4 실시형태와 같이, 횡방향 편측(우측)의 리치-불꽃구멍(3)뿐만 아니라, 우측의 폐색공극(4)과 버너 캡(6)의 우측의 측판(61)과 정류부재(7)의 우측의 칸막이판(74)을 생략하는 것도 가능하다.

이 경우는, 리치 린 버너(1)의 우측에 동일한 리치 린 버너(1)를 병설하되, 전자의 리치 린 버너(1)의 정류부재(7)의 우측의 외측 정류판(71out)과 후자의 리치 린 버너(1)의 버너 캡(6)의 좌측의 측판(61) 사이에, 전자의 리치 린 버너(1)의 린-불꽃구멍(2)과 후자의 리치 린 버너(1)의 리치-불꽃구멍(3) 사이에 위치하는 폐색공극(4')이 구획되도록 한다.

1 - 리치 린 버너 2 - 린-불꽃구멍
3 - 리치-불꽃구멍 4 - 폐색공극
5 - 버너 본체 51 - 측판
6 - 버너 캡 61 - 측판
64 - 브리지부 7 - 정류부재
71in - 내측 정류판 71out - 외측 정류판
72 - 스로틀부 74 - 칸막이판
75 - 브리지부

Claims (4)

1. 상단부에, 이론 공연비보다 연료 농도가 희박한 린-혼합기가 분출되는 전후방향으로 긴 린-불꽃구멍과, 린-불꽃구멍의 적어도 횡방향 일측에 위치하며 혼합기가 분출되지 않는 폐색공극과, 폐색공극의 횡방향 외측에 위치하며 이론 공연비보다 연료 농도가 진한 리치-혼합기가 분출되는 리치-불꽃구멍을 가지는 리치 린 버너로서,
   버너의 구성 부재로서, 횡방향으로 대치하는 1쌍의 측판을 가지는 버너 본체와, 버너 본체를 적어도 횡방향 일측의 외측에서 덮는 측판을 가지는 버너 캡과, 버너 본체의 양 측판 사이에 장착되어 린-불꽃구멍을 횡방향으로 복수의 영역으로 구분하는 복수의 정류판을 가지는 정류부재를 구비하는 것에 있어서,
   버너 본체의 각 측판의 상단은 버너 캡의 측판의 상단 및 각 정류판의 상단보다도 낮게 되고,
   정류부재는, 복수의 정류판 중 폐색공극에 인접하는 외측 정류판보다도 횡방향 외측에 위치하며, 버너 본체의 측판보다도 상측으로 연장되는 칸막이판을 구비하고,
   칸막이판과 외측 정류판 사이에 폐색공극이 구획되고, 칸막이판과 버너 캡의 측판 사이에 리치-불꽃구멍이 구획되는 것을 특징으로 하는 리치 린 버너.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 정류부재는 전후방향 복수 개소에 상기 칸막이판의 상단과 상기 외측 정류판의 상단을 연결하는 브리지부를 가지는 것을 특징으로 하는 리치 린 버너.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 정류부재는, 상기 각 브리지부에 합치되는 전후방향 위치에, 상기 복수의 정류판을 횡방향으로 밀착시켜서 상기 린-불꽃구멍을 전후방향으로 분할하는 스로틀부를 가지는 것을 특징으로 하는 리치 린 버너.
   
4. 청구항 3에 기재된 리치 린 버너로서, 상기 버너 캡이 상기 버너 본체를 횡방향 일측의 외측과 횡방향 타측의 외측에서 덮는 1쌍의 측판과, 상기 양 측판의 상단 간을 연결하는 전후 복수 개소의 브리지부를 가지는 것에 있어서,
   버너 캡의 각 브리지부는, 상기 정류부재의 각 브리지부에 합치되는 전후방향 위치에서 당해 정류부재의 각 브리지부 상에 접촉하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리치 린 버너.

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