KR101557095B1

KR101557095B1 - 버너 연료 이송부

Info

Publication number: KR101557095B1
Application number: KR1020140109543A
Authority: KR
Inventors: 권기문
Original assignee: 주식회사 건하; 권기문
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2015-10-13
Also published as: WO2016028030A1

Abstract

본 발명은 이송되는 연료를 충분히 혼합시키고 연소시켜 불완전 연소를 최소화할 수 있고, 연소 효율 및 가열 성능을 높일 수 있는 버너 연료 이송부를 제공함에 목적이 있다.
본 발명에 따른 버너 연료 이송부는, 내부에 연소실이 형성되고, 상기 연소실로 고체 연료를 공급하기 위한 연료 공급부 및 상기 연소실로부터 재를 배출하기 위한 재 배출부를 가지는 버너에 있어서, 상기 연료 공급부로부터 상기 재 배출부를 향하여 배치되는 회전축; 및 상기 회전축이 삽입될 수 있는 링형상을 가지고, 상기 회전축을 감싸도록 상기 회전축에 고정 결합되는 링형상의 복수의 혼합링을 포함하고, 상기 혼합링은 상기 회전축에 대하여 기울어지도록 배치될 수 있다.

Description

버너 연료 이송부{BURNER FUEL TRANSFORT UNIT}

본 발명은, 버너 연료 이송부에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 버너의 연소 시 연료의 원할한 이송을 위한 버너 연료 이송부에 관한 것이다.

현재 사용되고 있는 보일러는 산업용 보일러에서부터 가정용 보일러에 이르기까지 다양한 구조가 존재한다. 일반적으로 가정용 보일러는 동절기나 이른 봄 또는 늦가을과 같이 기온이 낮은 계절에 실내공간을 쾌적하고 따뜻하게 난방시키기 위한 난방수단으로서, 밀폐된 용기 내의 물이나 열매체를 연소열 또는 그 밖의 열원에 의해 가열시켜 가열된 물 또는 증기와 같은 열매체가 난방라인으로 순환되면서 실내공간을 난방시키게 된다.

온수 가열을 위한 장치로는 버너가 사용되고, 이의 연료로는 기름이나 가스, 고체 연료 등이 사용될 수 있다. 이 중에서 특히 입자가 작은 고체 연료의 경우에 연료의 원할한 배출을 위하여 연소실 하부에 스크루가 설치될 수 있다. 즉, 연소실에 연료가 투입되고, 투입되는 연료는 스크루의 회전에 의해 스크루를 따라 이송되면서 연소되고, 연소가 완료되어 발생하는 재는 스크루를 따라 이송되어 연소실 외부로 배출되는 것이다.

하지만, 종래의 버너에 따르면, 고체 연료 사이의 공간이 적어 고체 연료와 공기와의 충분한 접촉이 이루어 지지 않음으로써 고체 연료의 불완전 연소, 및 연소 효율과 가열 성능 저하의 원인이 된다.

이러한 문제는 스크루를 따라 이송되면서 연소되는 고체 연료에서도 발생하는데, 첫째, 스크루를 따라 이송되는 고체 연료는 잘 섞이지 못하여 공기 공급이 충분하지 못하므로 불완전 연소가 발생하는 문제점이 있다.

둘째, 고체 연료는 스크루를 따라 일정 속도로 이송되므로 아직 충분히 연소되지 못한 연료도 연소실 외부로 배출되어 낭비되는 단점이 있다.

셋째, 연료의 이송 중에 연료가 뭉치고 스크루에 엉겨붙는 경우에 이송이 원할하지 못하여 적체되는 문제점이 있다.

즉, 연소시에 고체 연료에 공기가 고르게 미치지 못하여 부분적으로 불완한 연소가 발생하고, 충분히 연소되지 못한 연료가 버려져 낭비되므로 투입되는 연료량에 비하여 연소 효율이 불량하고, 연료가 적체되는 경우에 버너의 정상적인 연소가 곤란하고 청소가 어려운 문제점이 있다.

공개특허공보 제10-2011-0133799호(2011.12.14.)

본 발명은 불완전 연소를 최소화시킴으로써 연소 효율 및 가열 성능을 높일 수 있는 버너 연료 이송부를 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 연소 중에 고체 연료의 적체를 방지할 수 있는 버너 연료 이송부를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 따른 버너 연료 이송부는, 내부에 연소실이 형성되고, 상기 연소실로 고체 연료를 공급하기 위한 연료 공급부 및 상기 연소실로부터 재를 배출하기 위한 재 배출부를 가지는 버너에 있어서, 상기 연료 공급부로부터 상기 재 배출부를 향하여 배치되는 회전축; 및 상기 회전축이 삽입될 수 있는 링형상을 가지고, 상기 회전축을 감싸도록 상기 회전축에 고정 결합되는 링형상의 복수의 혼합링을 포함하고, 상기 혼합링은 상기 회전축에 대하여 기울어지도록 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 혼합링은, 상기 회전축의 길이 방향 중심축에 대하여 경사지도록 설치되고, 상기 회전축의 길이 방향을 따라 와선형 형태로 순차적으로 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 혼합링은, 상기 회전축의 길이 방향 중심축으로부터 원주 방향으로 90°씩 와선형 형태로 순차적으로 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 회전축은 냉각수가 흐를 수 있도록 내부 공간이 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 혼합링은 냉각수가 흐를 수 있도록 내부 공간이 형성되고, 상기 회전축에는 유입구 및 배출구가 관통 형성되며, 상기 혼합링은 상기 회전축과 내부가 서로 통하도록 상기 유입구와 상기 배출구에 연결될 수 있다.

바람직하게는, 상기 회전축 내부를 공간 분할하도록 상기 회전축 내에 설치되는 격벽을 더 포함하고, 상기 격벽은 상기 냉각수가 상기 유입구로 유입되어 상기 배출구로 배출될 수 있도록 상기 유입구와 상기 배출구 사이에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 혼합링은 양단부가 서로 편심되도록 일측이 절단되고, 상기 유입구는 쌍으로 형성되어 상기 혼합링의 절단되는 양 단부에 각각 연결되며, 상기 유입구는 상기 회전축의 길이 방향 중심축에 대하여 수직 방향으로 동일한 외주연 상에 위치할 수 있다.

바람직하게는, 상기 혼합링의 외주연을 따라 복수의 돌출부가 소정 높이로 돌출 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 버너 연료 이송부는, 연료와 공기의 접촉을 최대화하여 불완전 연소를 최소화시킬 수 있으므로, 연소 효율의 극대화가 가능하고, 연료 낭비와 온실 가스의 배출을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 고체 연료의 이송 시 적체를 방지할 수 있으므로 연소 불량을 방지하고 버너의 원할한 운전이 가능한 효과가 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부의 배치를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부의 정면도,
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부의 혼합링의 정면도,
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부의 혼합링의 측면도,
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부의 회전에 따른 혼합링의 방향을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부의 회전축과 혼합링의 결합을 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부의 냉각수 흐름을 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버너 연료 이송부의 회전축과 혼합링의 결합을 나타내는 도면 및
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버너 연료 이송부의 혼합링을 나타내는 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부의 배치를 나타내는 도면, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부의 정면도, 도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부의 혼합링의 정면도 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부의 혼합링의 측면도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부는 버너의 연소실(10) 내측 하부에 배치되고, 버너 연료 이송부 일측에는 고체 연료 공급을 위한 연료 공급관(20)이 배치된다. 따라서, 버너 연료 이송부의 일 측으로부터 고체 연료가 공급될 수 있다. 또한, 버너 연료 이송부의 타 측에는 연소된 고체 연료가 배출되기 위한 재 배출관(30)이 배치된다.

본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부는 혼합링(100) 및 회전축(200)을 포함한다.

혼합링(100)은 내부 공간을 가지는 바가 링 형상으로 벤딩된 형상을 가지고, 양 단부는 서로 마주하지 않고 어긋나도록 형성된다. 즉, 혼합링(100)은 일측이 편심되어 절단되는 링 형상을 가진다.

혼합링(100)은 회전축(200) 외측을 감싸도록 배치되는데, 이웃하는 혼합링(100)끼리 서로 소정 간격 이격되도록 배치된다.

도 2를 참조하면, 복수로 구비되는 각각의 혼합링(100)은 회전축(200)의 단부에 대하여 소정 각도를 가지고 기울어지도록 배치된다. 또한, 혼합링(100)은 회전축(200)의 길이 방향을 따라 순차적으로 서로 다른 방향을 향하도록 배치된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 혼합링(100)은 회전축(200)의 길이 방향 중심축으로부터, 원주 방향으로 90°씩 순차적으로 회전축(200)에 고정되는데, 예를 들면, 첫 번째 혼합링(100)에 대하여 두 번째 혼합링(100)은 일 방향으로 90°회전되어 고정되고, 세 번째 혼합링(100)은 두 번째 혼합링(100)에 대하여 일 방향으로 90°회전되어 고정되며, 네 번째 혼합링(100)은 세 번째 혼합링(100)에 대하여 일 방향으로 90°회전되어 고정된다. 또한, 다섯 번째 혼합링(100)은 네 번째 혼합링(100)에 대하여 일 방향으로 90°회전되어 고정되므로, 다섯 번째 혼합링(100)과 첫 번째 혼합링(100)의 방향과 각도는 동일하게 된다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부의 회전에 따른 혼합링(100)의 방향을 나타내는 도면이다.

도 4a를 참조하면, 첫 번째 혼합링(100)을 ①이라 표시하고, 회전되어 결합된 방향에 따라 차례대로 ②, ③ 및 ④로 표시될 수 있다.

도 4b를 참조하면, 회전축(200)이 일 방향으로 90°회전하는 경우에 혼합링(100)이 함께 회전하므로, 첫 번째 혼합링(100)은 회전하기 전의 두 번째 혼합링(100)과 동일한 방향을 향하게 된다. 또한, 다른 혼합링(100)들도 회전하므로, 도 4a에서 ①, ②, ③ 및 ④로 표시되는 것과 비교하여 ②, ③, ④ 및 ①로 표시될 수 있다.

회전축(200)이 90° 더 회전하는 경우에, 도 4c와 같이 회전링이 ③, ④, ① 및 ②로 표시될 수 있고, 지속적으로 회전하면 도 4d와 같이 ④, ①, ② 및 ③로 표시될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부의 회전축과 혼합링(100)의 결합을 나타내는 도면 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부의 냉각수 흐름을 나타내는 도면이다.

회전축(200) 및 혼합링(100)은 내부에 냉각수 투입을 위한 빈 공간을 가지도록 형성되고, 혼합링(100)의 양단부 측은 회전축(200)에 관통 형성되는 유입구(220)에 연결되어 지지된다. 또한, 혼합링(100)의 일측은 회전축(200)에 관통 형성되는 배출구(230)에 연결되어 지지된다. 이때, 혼합링(100)과 회전축(200)은 유입구(220)와 배출구(230)를 통하여 유체 역학적으로 서로 내부가 연결될 수 있다. 또한, 유입구(220)와 배출구(230)는 회전축(200) 내부에 설치되는 격벽(210)에 의해 유체 역학적으로 단절된다.

도 6을 참조하면, 회전축(200)과 혼합링(100)은 냉각수에 의해 냉각될 수 있는데, 회전축(200) 일측으로부터 이송되는 냉각수는 격벽(210)에 의해 차단되므로 유입구(220)를 통하여 혼합링(100) 내부로 유입된다. 혼합링(100) 내부로 유입된 냉각수는 혼합링(100) 내부를 지나 배출구(230)를 통하여 회전축(200) 내부로 배출되고, 배출된 냉각수는 회전축(200)을 따라 이동하여 혼합링(100)을 순차적으로 통과하면서 혼합링(100)과 회전축(200)이 냉각될 수 있다. 즉, 격벽(210)에 의해 냉각수가 회전축(200)과 혼합링(100) 내부를 교대로 흐르면서 냉각수 유로가 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 냉각수의 원할한 유입을 위하여 2개의 유입구가 형성되지만, 이에 한정된 것은 아니고 필요에 따라 유입구와 배출구의 개수는 조정될 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버너 연료 이송부의 회전축과 혼합링의 결합을 나타내는 도면이다.

혼합링(100)의 절단부(110)가 회전축(200)의 일단부를 향하도록 기울여 회전축(200)에 결합되는 경우에 유입구(220)와 배출구(230)는 회전축(200)의 길이 방향으로 서로 소정 간격 이격되어 위치할 수 있다. 따라서, 격벽(210)이 회전축(200)의 길이 방향과 수직으로 설치될 수 있으므로 작업이 용이하다.

본 발명의 일실시예에 따른 버너 연료 이송부의 작동은 다음과 같다.

연료 공급관을 통하여 연료가 투입되고, 연료는 회전하는 회전축(200)을 따라 이송되면서 연소된다. 이때, 연료는 혼합링(100)에 의해 혼합되면서 이송되는데, 일방향으로 지속적으로 이송되는 것이 아니라 전진 및 후진을 반복하면서 이송된다. 즉, 일반적인 스크루의 경우에 연료가 스크루를 따라 일방향으로만 신속하게 이송되지만, 본 발명의 경우에 연료가 전후진을 반복하며 서로 혼합되면서 재 배출관 측으로 이송되어 배출된다. 따라서, 연료가 뭉치지 않고 공기가 연료 전체에 고르게 공급되며, 충분한 시간을 가지고 연소될 수 있으므로 완전 연소가 가능하다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버너 연료 이송부의 혼합링을 나타내는 도면이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 혼합링(100)의 외주연을 따라 복수의 돌출부가 소정 높이로 돌출 형성될 수 있는데, 이는 원할한 연료 이송을 위한 것이다. 연료의 이송 중에 연소실 바닥에 연료의 일부가 적체되거나, 연소실 표면에 점착되어 정상적으로 이송되지 못할 수 있다. 돌출부는 이를 방지하기 위한 것으로 연소실 내부에 적체되는 연료가 돌출부에 의해 긁어져서 확실하게 이송될 수 있다.

또한, 연료의 원할한 연소를 위하여 연소실 벽면에 공기 공급을 위한 공기 공급구가 형성될 수 있는데, 공기 공급구가 연료에 의해 폐쇄되어 공기 공급이 정상적으로 이루어지지 않을 수 있다. 이 경우에 연료가 불완전 연소하게 되어 연소 효율이 저하되는 등의 문제가 발생한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 공기 공급구를 막고 있는 연료가 돌출부에 의해 이송됨으로써 공기 공급구가 개방되고, 공기 공급구를 통한 정상적인 공기 공급이 가능하다.

종래의 버너에 따르면, 스크루를 따라 이송되는 고체 연료는 잘 섞이지 못하여 공기 공급이 충분하지 못하므로 불완전 연소가 발생하는 문제점이 있다.

또한, 고체 연료는 스크루를 따라 일정 속도로 이송되므로 아직 충분히 연소되지 못한 연료도 연소실 외부로 배출되어 낭비되는 단점이 있다.

또한, 연료의 이송 중에 연료가 뭉치고 스크루에 엉겨붙는 경우에 이송이 원할하지 못하여 적체되는 문제점이 있다.

하지만, 본 발명의 버너 연료 이송부에 따르면, 연료가 고르게 혼합되면서 이송되고, 연료가 전후진을 반복하며 충분히 연소된 후 배출되므로 연료와 공기의 접촉을 최대화하고 충분한 연소 시간을 확보할 수 있으므로, 연소 효율을 극대화할 수 있고, 동일한 연료량으로도 더욱 많은 연소 성능을 확보할 수 있으며, 온실 가스의 배출을 최소화할 수 있다. 또한, 고체 연료의 이송 시 적체를 방지할 수 있으므로 연소 불량을 방지하고 버너의 원할한 운전이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

100: 혼합링 110: 절단부
200: 회전축 210: 격벽
220: 유입구 230: 배출구

Claims

내부에 연소실이 형성되고, 상기 연소실로 고체 연료를 공급하기 위한 연료 공급부 및 상기 연소실로부터 재를 배출하기 위한 재 배출부를 가지는 버너의 연료 이송부에 있어서,
상기 연료 공급부로부터 상기 재 배출부를 향하여 배치되는 회전축; 및
상기 회전축이 삽입될 수 있는 링형상을 가지고, 상기 회전축을 감싸도록 상기 회전축에 고정 결합되는 링형상의 복수의 혼합링
을 포함하고,
상기 혼합링은 상기 회전축에 대하여 기울어지도록 배치되며, 상기 회전축의 길이 방향 중심축으로부터 원주 방향으로 90°씩 와선형 형태로 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 버너 연료 이송부.
제1항에 있어서, 상기 혼합링은,
상기 회전축의 길이 방향 중심축에 대하여 경사지도록 설치되고, 상기 회전축의 길이 방향을 따라 와선형 형태로 순차적으로 배치되는 특징으로 하는 버너 연료 이송부.
삭제
제2항에 있어서,
상기 회전축은 냉각수가 흐를 수 있도록 내부 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 버너 연료 이송부.
제4항에 있어서,
상기 혼합링은 냉각수가 흐를 수 있도록 내부 공간이 형성되고, 상기 회전축에는 유입구 및 배출구가 관통 형성되며, 상기 혼합링은 상기 회전축과 내부가 서로 통하도록 상기 유입구와 상기 배출구에 연결되는 것을 특징으로 하는 버너 연료 이송부.
제5항에 있어서,
상기 회전축 내부를 공간 분할하도록 상기 회전축 내에 설치되는 격벽
을 더 포함하고,
상기 격벽은 상기 냉각수가 상기 유입구로 유입되어 상기 배출구로 배출될 수 있도록 상기 유입구와 상기 배출구 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 버너 연료 이송부.
제5항에 있어서,
상기 혼합링은 양단부가 서로 편심되도록 일측이 절단되고,
상기 유입구는 쌍으로 형성되어 상기 혼합링의 절단되는 양 단부에 각각 연결되며,
상기 유입구는 상기 회전축의 길이 방향 중심축에 대하여 수직 방향으로 동일한 외주연 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 버너 연료 이송부.
제1항, 제2항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 혼합링의 외주연을 따라 복수의 돌출부가 소정 높이로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 버너 연료 이송부.