KR101721057B1 - 버너 선회류 강도 조절장치 및 그 강도 조절방법 - Google Patents

Abstract

화염의 안정성을 확보하기 위해 버너의 연료가 공급되는 연료공급노즐의 외부에 이중관 형태로 2차 산화제를 공급하는 산화제공급관 및 상기 연료공급노즐과 산화제공급관 사이에 2차 산화제를 선회류로 공급하는 베인을 포함하여 선회류의 강도를 조절하기 위한 조절장치로서, 상기 조절장치는 연료공급노즐을 통하여 공급되는 연료의 유량에 따라 상기 산화제공급관의 일면에 소정 각도로 고정된 복수의 베인 사이를 통하여 공급되는 2차 산화제의 경로 폭을 조절하는 조절부재;를 포함하는 버너 선회류 강도 조절장치 및 그 강도 조절방법을 제공한다.
그에 따라 공급되는 연료의 유량이나 종류에 따라 2차 산화제의 선회류 강도를 조절하여 화염의 안정성을 확보하여 안전하게 사용할 수 있음은 물론 연소효율성 또한 극대화할 수 있는 효과를 가진다.

Description

버너 선회류 강도 조절장치 및 그 강도 조절방법{Burner swirl intensity control apparatus and method for controlling the intensity}

본 발명은 버너에 2차 산화제를 선회류 형태로 공급하는 것에 관한 것으로, 더 상세하게는 2차 산화제를 선회류로 공급하는 과정에서 베인의 경로 폭을 조절하여 공급되는 선회류의 강도를 조절함에 따라 화염의 안정성을 확보할 수 있도록 한 버너 선회류 강도 조절장치 및 그 강도 조절방법에 관한 것이다.

버너는 사용하는 연료에 따라 기체, 액체 또는 고체를 사용하는 버너로 분류되며, 특히 고체연료를 사용하는 버너는 산화제와 함께 혼합되면서 연소가 이루어지는 것으로, 산화제와의 혼합비율이 높을수록 높은 연소효율성을 가진다.

이러한, 고체연료를 사용하는 통상적인 버너는 상기한 바와 같이 연소효율성을 높이기 위하여 고체연료와 산화제의 혼합비율을 높기 위하여, 고체연료가 공급되는 연료공급노즐의 외부에 이중관 형태로 2차 산화제를 공급하는 산화제공급관을 구비하게 되는 데, 이때 상기 연료공급노즐과 산화제공급관 사이에는 선회류(swirl)를 발생시키는 베인(vene)을 구비한다.

상기와 같이 산화제를 선회류 형태로 공급하는 종래의 선행기술에는 대한민국 등록실용신안 제20-0342827호와, 대한민국 등록특허 제10-0380747호 및 미국 공개특허 US 2011/0076630호에 게시된 바 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-0837713호에 개시된 바와 같이 다중관 형태로 형성된 기술도 제안된 바있다.

그러나 상기한 선행기술에 마련된 베인은 통상 고정된 형태이므로, 각 공급되는 연료의 종류나 혹은 유속에 따라 필요로 하는 만큼의 2차 산화제를 제대로 공급하지 못하는 단점을 가진다.

그에 따라 종래에도 2차 산화제의 공급량을 조절할 수 있도록 대한민국 등록특허 제10-0655046호(이하 '특허문헌 1'이라 한다)에 게재된 바와 같이 선회 공기를 분사하도록 각도 조절이 가능한 복수의 회전식 베인과 같은 기술이 제안된 바 있다.

또한, 미국특허 US 6969249호(이하 '특허문헌 2'라 한다)에 게재된 바와 같이 2차 공기 슬리브(베인)의 포지션을 축방향으로 조정 가능한 기술이 제안된 바 있다.

또, 미국특허 US 6438961호(이하 '특허문헌 3'이라 한다)에 게재된 바와 같이 베인이 고정되지 않고 회전 가능하게 설치된 기술도 제안된 바 있다.

대한민국 등록특허 제10-0655046호 미국특허 US 6969249호 미국특허 US 6438961호

그러나 특허문헌 1 내지 3은 2차 산화제를 공급하는 방식이 베인의 각도를 조절하여 공급하는 것으로, 이는 베인의 각도를 조절하기 위해 구조가 상당히 복잡한 구조를 가짐에 따라 설치상에 많은 번거롭고 불편한 단점을 가짐은 물론 특히, 베인의 각도 조절 또한 상당히 까다롭고 불편한 단점을 가진다.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 주된 목적은 2차 산화제를 선회류로 공급하는 과정에서 베인의 경로 폭을 조절하여 공급되는 선회류의 강도를 조절함에 따라 화염의 안정성을 확보할 수 있도록 한 버너 선회류 강도 조절장치 및 그 강도 조절방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 선회류의 강도 조절이 간단하고 편리하면서 정확하게 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 버너의 연료가 공급되는 연료공급노즐의 외부에 이중관 형태로 2차 산화제를 공급하는 산화제공급관 및 상기 연료공급노즐과 산화제공급관 사이에 2차 산화제를 선회류(swirl)로 공급하는 베인(vene)을 포함하여 선회류의 강도를 조절하기 위한 조절장치로서, 상기 조절장치는 연료공급노즐을 통하여 공급되는 연료의 유량에 따라 상기 산화제공급관의 일면에 소정 각도로 고정된 복수의 베인 사이를 통하여 공급되는 2차 산화제의 경로 폭을 조절하는 조절부재;를 포함한다.

상기 조절부재는 각 베인의 일단이 산화제공급관의 일측면에 고정되며 타단은 소정길이로 연장 형성되는 연장 베인부를 마련하되, 상기 연장 베인부에 그 연장 베인부로 삽입되어 2차 산화제의 경로 폭을 조절할 수 있도록 마련된 조절부;를 포함한다.

상기 조절부는 연장 베인부와 대응되게 형성되어 그 연장 베인부에 삽입되는 각각의 삽입공이 형성되어 슬라이딩 되면서 2차 산화제의 경로 폭을 조절하는 조절판, 및 상기 조절판에 그 조절판을 슬라이딩시키도록 마련되는 조절대를 포함한다.

상기 조절대에는 조절판의 경로 폭의 조절 폭을 표시하기 위한 표시부를 포함한다.

상기 조절부는 구동수단에 의해 슬라이딩 가능하게 마련된다.

버너의 연료가 공급되는 연료공급노즐의 외부에 이중관 형태로 2차 산화제를 공급하는 산화제공급관을 구비하며, 상기 연료공급노즐과 산화제공급관 사이에 2차 산화제를 선회류(swirl)로 공급하는 베인(vene)을 포함하여 선회류의 강도를 조절하기 위한 조절방법으로서, 상기 연결공급노즐로부터 공급되는 연료의 유량을 감지하는 단계; 상기 베인에 그 베인을 통과하는 2차 산화제의 경로 폭을 조절하는 조절수단을 마련하는 단계; 및 상기 조절수단을 공급되는 연료의 유량과 비례하여 2차 산화제가 통과하도록 경로 폭을 제어하는 단계;를 포함한다.

본 발명은 2차 산화제를 선회류로 공급하는 과정에서 베인의 경로 폭을 조절하여 공급되는 선회류의 강도를 조절함에 따라 화염의 안정성을 확보할 수 있도록 함으로써, 공급되는 연료의 유량이나 종류에 따라 2차 산화제의 선회류 강도를 조절하여 화염의 안정성을 확보하며 안전하게 사용할 수 있음은 물론 연소효율성 또한 높일 수 있는 효과를 가진다.

또한, 선회류의 강도 조절이 간단하고 편리하면서 정확하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 연료의 공급 양이나 사용되는 연료에 따라 2차 산화제의 공급이 원활하게 이루어져 안정적인 화염을 제공할 수 있는 효과도 가진다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 전체적인 종단면도,
도 2는 도 1에 따른 베인과 조절부를 설명하기 위한 일부 발췌 사시도,
도 3은 본 발명의 사용 상태를 설명하기 위한 종단면도,
도 4는 본 발명의 조절방법을 설명하기 위한 블록도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같으며 본 발명 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 전체적인 종단면도이며, 도 2는 도 1에 따른 베인과 조절부를 설명하기 위한 일부 발췌 사시도이고, 도 3은 본 발명의 사용 상태를 설명하기 위한 종단면도이다.

도시된 바와 같이 버너(100)의 연료가 공급되는 연료공급노즐(110)의 외부에 이중관 형태로 연소효율성을 높일 수 있도록 2차 산화제를 공급하는 산화제공급관(120) 및 상기 연료공급노즐(110)과 산화제공급관(120) 사이에 2차 산화제를 선회류(swirl)로 공급하는 베인(130)을 포함하여 선회류의 강도를 조절하기 위한 조절장치(1)를 제공한다.

본 발명은 공급되는 연료의 유량이나 연료의 종류에 따라 2차 산화제가 공급되는 베인의 경로 폭을 간단하게 조절하여 선회류의 강도를 용이하게 조절할 수 있도록 하는 데 있다. 즉, 베인을 소정 각도로 일정하게 배치하여 고정한 상태에서 그 베인 사이의 2차 산화제가 통과하는 경로 폭을 조절함에 따라 선회류의 강도를 조절하여 화염의 안정성을 확보할 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 상기 조절장치(1)는 연료공급노즐(110)을 통하여 공급되는 연료의 유량이나 종류에 따라 상기 산화제공급관(120)의 일면에 소정 각도로 고정된 복수의 베인(110) 사이를 통하여 공급되는 2차 산화제의 경로 폭을 간단한 구조에 의해 조절하는 조절부재(10);를 포함한다.

다시 말해서, 본 발명은 2차 산화제의 공급 양을 조절하는 것이 아니라 동일한 양이 공급되는 과정에서 경로 폭을 조절하여 선회류가 강하게 또는 약하게 공급되도록 함으로써, 연료가 점화되어 화염이 발생한 상태에서 화염의 높이가 안정적으로 이루어질 수 있다.

다시 말해서, 공급되는 연료의 양이 불안정하거나 또는 연료의 종류에 따라 2차 산화제인 선회류를 강하게 또는 약하게 공급하여야 하는바, 종래에는 2차 산화제인 선회류로 공급하는 것이 고정된 상태이므로, 불안정하게 공급되는 연료의 양이나 종류에 따라 화염이 불안정하여 안전상에도 문제를 가진다.

그러나 본 발명은 동일 양으로 공급되는 2차 산화제를 연료의 공급되는 양이나 연료의 종류에 따라 2차 산화제인 선회류의 강도를 조절할 수 있도록 함으로써, 연료가 점화된 상태에서 화염의 안정성을 최대한 가질 수 있는 것이다.

이로써, 본 발명은 베인을 통하여 2차 산화제인 선회류로 공급하는 과정에서 공급되는 경로의 폭을 조절할 수 있도록 함으로써, 연료의 공급 양이나 종류에 따라 화염의 안정성을 극대화할 수 있는 조건을 가진다.

조절부재(10)는 각 베인(110)의 일단이 산화제공급관(120)의 일측면에 고정되며 타단은 소정길이로 연장 형성되는 연장 베인부(12)를 마련하되, 상기 연장 베인부(12)에 그 연장 베인부(12)로 삽입되어 2차 산화제가 통과되는 경로 폭을 조절할 수 있도록 마련된 조절부(20);를 포함한다.

즉, 본 발명은 2차 산화제가 통과되는 경로의 폭을 조절하기 위해 통상적인 베인에 소정길이로 연장된 연장 베인부를 형성하고, 그 연장 베인부에 삽입되어 경로 폭의 조절하기 위한 조절부를 마련한 것이다.

조절부(20)는 연장 베인부(12)와 대응되게 형성되어 그 연장 베인부(12)에 삽입되는 각각의 삽입공(22)이 형성되어 슬라이딩 되면서 경로 폭을 조절하는 조절판(24), 및 상기 조절판(24)에 그 조절판(24)을 슬라이딩시키도록 마련되는 조절대(26)를 포함한다. 상기 조절대는 적어도 하나 이상의 통상적인 바(bar) 형태로 형성할 수 있음은 물론 관 형태로 형성하여도 무방하다.

다시 말해서, 상기 조절판은 각 삽입공에 의하여 각 베인으로 삽입된 상태에서 조절대를 사용하여 슬라이딩시켜 경로 폭을 조절함으로써, 2차 산화제인 선회류가 베인를 통과하는 과정에서 강도가 조절된다. 즉, 경로 폭이 좁을 경우 강하게 선회류가 발생하고, 경로 폭이 넓은 경우 선회류가 약하게 발생하게 된다.

그에 따라 공급되는 연료의 양이나 종류에 따라 선회류의 강도를 조절하여 안정적인 화염을 발생할 수 있도록 함으로써, 안정적인 연소와 함께 높은 안전성도 확보할 수 있는 조건을 가진다.

그에 따라 공급되는 연료의 양과 비례하여 번거롭거나 복잡한 구조를 가지는 것이 아니라 간단한 구조에 의해 2차 산화제인 선회류의 강도 간단하게 조절하여 공급함으로써, 안전하고 안정적인 화염을 제공한다.

아울러, 상기 조절대(26)에는 조절판(24)의 경로 폭의 조절 폭을 표시하기 위한 표시부(26a)를 포함한다.

즉, 조절대에 통상적인 숫자나 글자 또는 식별 부호 등에 의해 조절되는 폭의 표시할 수 있는 표시부를 표시함으로써, 작업자 누구나가 간단하고 손쉽게 2차 산화제의 공급강도를 조절하기 위한 경로 폭을 조절할 수 있다. 이때, 상기 표시부는 미리 실험을 통하여 연료의 유량에 따라 공급하고자 하는 2차 산화제의 공급강도 또한 미리 설정한 상태로 표시된다.

한편, 상기 조절부(20)는 구동수단(도시하지 않음)에 의해 슬라이딩 가능하게 마련된다. 상기 구동수단은 통상의 실린더나, 구동원에 의해 회전되는 이송스크류는 물론 가이드레일 상에서 체인이나 로프 또는 기어 등에 의해 슬라이딩 가능한 공지된 구조이면 족할 것이다.

그에 따라 작업자의 수작업이 아닌 구동수단에 의해 베인의 경로 폭을 조절할 수 있도록 함으로써, 더욱더 정확하고 정밀하게 조절할 수 있는 조건도 가진다.

도 4는 본 발명의 조절방법을 설명하기 위한 블록도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 베인의 각도를 조절하는 것이 아니라 베인은 소정 각도로 고정된 상태에서 2차 산화제가 통과하는 경로 폭을 조절하여 공급되는 2차 산화제의 공급강도를 조절하기 위한 방법을 제공한다.

공지된 버너의 연료가 공급되는 연료공급노즐의 외부에 이중관 형태로 2차 산화제를 공급하는 산화제공급관을 구비하며, 상기 연료공급노즐과 산화제공급관 사이에 2차 산화제를 선회류(swirl) 형태로 공급하는 베인(vene)을 포함하여 2차 산화제의 공급강도를 조절하기 위한 조절방법으로서, 상기 연결공급노즐로부터 공급되는 연료의 유량을 감지하는 단계(S1)와; 상기 베인에 그 베인을 통과하는 2차 산화제의 경로 폭을 조절하는 조절수단을 마련하는 단계(S2); 및 상기 조절수단을 공급되는 연료의 유량과 비례하여 2차 산화제가 통과하도록 경로 폭을 제어하는 단계(S3);를 포함한다.

즉, 베인에 슬라이딩 가능한 조절수단을 구비하여, 공급되는 연료의 유량에 따라 조절수단을 슬라이딩시켜 2차 산화제인 선회류의 공급되는 경로 폭을 조절함으로써, 공급되는 유량 또는 연료의 종류에 따라 선회류의 강도를 조절시킴에 따라 화염의 안정성을 도모할 수 있는 조건을 가진다. 이때, 조절수단은 수동 또는 공지된 기계적인 연결방식에 의해 조절 가능한 구조이면 족하다.

그로 인해 연료공급노즐을 통하여 공급되는 연료의 양이나 연료의 종류에 따라 2차 산화제인 선회류의 강도를 조절할 수 있도록 함으로써, 화염의 안정성을 도모함과 아울러 궁극적으로는 연소효율성 또한 높일 수 있다.

1 : 조절장치
10 : 조절부재 12 : 연장 베인부
20 : 조절부 22 : 삽입공
24 : 조절판 26 : 조절대
26a : 표시부 100 : 버너
110 : 연료공급노즐 120 : 산화제공급관
130 : 베인

Claims (6)

1. 버너의 연료가 공급되는 연료공급노즐의 외부에 이중관 형태로 2차 산화제를 공급하는 산화제공급관 및 상기 연료공급노즐과 산화제공급관 사이에 2차 산화제를 선회류로 공급하는 베인을 포함하여 선회류의 강도를 조절하기 위한 조절장치로서,
   상기 조절장치는 연료공급노즐을 통하여 공급되는 연료의 유량에 따라 상기 산화제공급관의 일면에 소정 각도로 고정된 복수의 베인 사이를 통하여 공급되는 2차 산화제의 경로 폭을 조절하는 조절부재;를 포함하되,
   상기 조절부재는 각 베인의 일단이 산화제공급관의 일측면에 고정되며 타단은 소정길이로 연장 형성되는 연장 베인부를 마련하되, 상기 연장 베인부에 그 연장 베인부로 삽입되어 2차 산화제의 경로 폭을 조절할 수 있도록 마련된 조절부;를 포함하고,
   상기 조절부는 연장 베인부와 대응되게 형성되어 그 연장 베인부에 삽입되는 각각의 삽입공이 형성되어 슬라이딩 되면서 2차 산화제의 경로 폭을 조절하는 조절판, 및 상기 조절판에 그 조절판을 슬라이딩시키도록 마련되는 조절대를 포함하며,
   상기 조절대에는 조절판의 경로 폭의 조절 폭을 표시하기 위한 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 버너 선회류 강도 조절장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 조절부는 구동수단에 의해 슬라이딩 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 버너 선회류 강도 조절장치.
6. 버너의 연료가 공급되는 연료공급노즐의 외부에 이중관 형태로 2차 산화제를 공급하는 산화제공급관을 구비하며, 상기 연료공급노즐과 산화제공급관 사이에 2차 산화제를 선회류로 공급하는 베인을 포함하여 선회류의 강도를 조절하기 위한 조절방법으로서,
   상기 연료공급노즐로부터 공급되는 연료의 유량을 감지하는 단계;
   상기 베인에 그 베인을 통과하는 2차 산화제의 경로 폭을 조절하는 조절수단을 마련하는 단계; 및
   상기 조절수단을 공급되는 연료의 유량과 비례하여 2차 산화제가 통과하도록 경로 폭을 조절 폭을 표시하기 위한 표시부가 형성된 조절대에 마련되는 조절판에 의해 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 버너 선회류 강도 조절방법.

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