KR101753782B1 - 연료 포괄형 하이브리드 버너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료 포괄형 하이브리드 버너에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 고체연료와 분사형 연료를 선택적으로 사용할 수 있는 버너를 제공할 수 있도록 하여 사용 중인 연료가 소모되더라도 즉시 다른 연료로 버너를 가동할 수 있고, 연료를 변경하더라도 가동효율이 저하되지 않도록 한 것이다.
즉, 본체와; 상기 본체의 후면에 설치되는 송풍관과; 상기 송풍관의 후면에 장착되는 버너가동용 지원유닛과; 상기 본체의 전방 하측에 마련되고 바닥판이 분리되는 화격자와; 상기 화격자 내부로 고체연료를 공급하고, 외부 노출면 중앙에는 화염방사구멍을 형성한 고체연료 공급관과; 상기 송풍관의 내부와 고체연료 공급관의 내부를 연결하는 화염방사 안내관과; 상기 화염방사 안내관 내에 위치하고 상기 지원유닛으로부터 분사형 연료를 공급받아 분사하는 노즐을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 연료 포괄형 하이브리드 버너를 제공할 수 있도록 한 것이다.

Description

연료 포괄형 하이브리드 버너{fuel include type a hybrid burner}

본 발명은 고체연료 및 분사형 연료를 선택적으로 연소할 수 있음으로써 사용중인 연료가 전부 소비되더라도 버너를 계속하여 가동할 수 있도록 한 연료 포괄형 하이브리드 버너에 관한 것이다.

일반적으로 버너라 함은 고체(펠릿 등) 또는 분사형 연료(기체로는 가스, 액체로는 기름 등)를 공기와 섞어 연소시키는 장치이고, 위 버너는 연료가 연소 됨으로써 발생하는 화염이 외부 일정한 방향으로 방사되며, 통상 보일러 등과 같은 장치의 열원으로 사용된다.

그런데 현재까지의 버너들은 대부분 하나의 연료를 전용으로 사용하고 있으므로 즉, 고체연료 또는 분사형 연료를 전용으로 하는 버너는 다른 종류의 연료를 사용할 수 없으므로 전용연료가 고갈될 경우 버너를 사용할 수 없는 문제가 있었다. 물론 고체연료를 사용하는 버너일 경우 고체연료의 연소화실에 분사형 연료를 사용하는 점화노즐이 장착되긴 하나, 위 점화노즐 끝이 연소화실 내부에 위치하고 있어 점화노즐의 화염을 크게 하더라도 그 화염을 버너 외부까지 방사 할 수 없으므로 정상적인 버너의 화염(버너 외부로 방사되는 화염)으로 사용할 수 없는 문제가 있다.

따라서 현재의 분사형 연료를 사용하는 버너를 비롯한 고체연료를 사용하는 버너는 모두 자신의 전용연료 이외의 타 연료를 이용한 가동이 불가능하여 가동률이 현저히 낮았다. 이러한 문제로 인하여 현재 두 개 이상의 연료를 사용할 수 있는 버너가 요구되고 있다.

KR 특허등록 제1401960호 KR 특허등록 제0271820호

본 발명은 고체연료 및 분사형 연료를 선택적으로 사용할 수 있는 연료 포괄형 하이브리드 버너(이하 '버너'로 약칭 함)를 제공하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 고체연료 또는 분사형 연료를 선택적으로 사용하더라도 버너의 가동을 정상적으로 할 수 있도록 함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고체연료 및 분사형 연료로부터 발생하는 화염의 방사효율이 균등할 수 있도록 함에도 있다.

본 발명에 따른 연료 포괄형 버너는, 전방 개방형 케이스 형태이고 상부에는 지지판이, 하부에는 격실이 형성되는 본체와; 상기 본체의 후면에 설치되고, 최상부에 송풍기로부터 바람을 공급받는 송풍구멍이 형성된 송풍관과; 상기 본체의 후면에 설치되는 송풍관과; 상기 송풍관의 후면에 장착되고, 분사형 연료를 분사하는 버너가동용 지원유닛과; 상기 본체의 전방 하측에 마련되고 바닥판이 분리되는 화격자와; 상기 본체와 상기 화격자 사이에 경사지게 구비되면서 입구는 본체의 투입관에, 출구는 화격자의 입구에 각 연결되어 상기 화격자 내부로 고체연료를 공급하고, 외부 노출면 중앙에 화염방사구멍이 형성되되, 상기 화염방사구멍 상측에 화염방사 안내판이 구성된 고체연료 공급관과; 후단은 송풍관의 송풍구멍에 직결되고 선단은 고체연료 공급관의 비노출면 하측에 연결되어 상기 송풍관의 내부와 고체연료 공급관의 내부를 연결하고, 선단 저면에 여러 개의 구멍이 천공된 화염방사 안내관과; 상기 화염방사 안내관 내에 위치하고 상기 지원유닛으로부터 분사형 연료를 공급받아 분사하는 노즐과; 상기 노즐 선단 둘레 어느 한 곳에 설치되는 점화플러그를 포함하여 구성하고, 상기 화격자 저면의 바닥판을 일정한 두께를 갖는 함 형태로 하여 본체의 안내면 상에서 슬라이딩 되도록 하고, 상기 바닥판의 후면에 실린더의 작동봉을 연결한 것을 특징으로 하는 것이다.

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본 발명은 고체연료와 분사형 연료를 선택적으로 사용할 수 있는 버너를 제공할 수 있으므로 사용 중인 연료가 소모되더라도 즉시 다른 연료로 버너를 가동할 수 있는 효과가 있고, 이 효과는 버너의 가동지속성 등을 포함하는 버너의 사용성을 향상시킬 수 있는 효과를 동반한다.

한편 분사형 노즐로부터 발생하는 화염과 화격자로부터 발생하는 화염의 정도(크기 등)가 동일하게 되므로 연료를 변경하더라도 가동효율의 저하 등과 같은 문제가 발생하지 않는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 단면 예시도
도 2와 도 3은 본 발명의 중요부분의 또 다른 예시도
도 4는 본 발명의 화격자의 받침판의 작동 예시도
도 5는 본 발명의 대표적 사용상태 예시도 이다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 함께 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 단 상세한 설명에 있어 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 일반적인 기술내용이나 공지된 사항은 생략 또는 간단한 명칭으로 대체한다.

본 발명에 의한 연료 포괄형 버너는, 본체(10), 송풍관(20), 버너가동용 지원유닛(30), 바닥 분리형 화격자(40), 고체연료 공급관(50), 화염방사 안내관(60) 및 분사형 연료 노즐(70)을 포함하여 구성되는 것이다.

상기 본체(10)는 전방 개방형 케이스 형태로서 상부에는 지지판(11)이 형성되고, 하부에는 격실(13)이 형성되며, 지지판(11) 상부로는 고체연료 투입관(12)이 형성된다.

상기 송풍관(20)은 상기 본체(10) 후면에 고정되는 것으로, 송풍기로부터 공급되는 공기를 상부에서 공급받아 하부의 송풍구멍(21)으로 송풍하는 것이다. 상기에서 송풍기(22)는 송풍관(20) 최상부에 설치하여 송풍관(20) 내에 직접 공기를 공급할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 버너가동용 지원유닛(30)은 분사되는 연료가 액체(기름 등)일 경우에는 전자펌프(31)와 필터(32) 등으로 구성되며, 분사되는 연료가 기체(가스 등)일 경우에는 차단밸브(미도시) 등이 부가 구성되어야 함이 당연하다. 즉, 상기 지원유닛(30)은 분사되는 연료가 액체 또는 기체에 따라 구성요소들이 달라질 수 있다.

상기 화격자(40)는 본체(10) 전방 하측에 마련되어 본체(10)에 고정되고, 위는 넓고 아래는 좁고, 주벽에 여러 개의 통기공(41)이 형성된다. 그리고 화격자(40)의 저면에는 바닥판(42)이 화격자(40)와 별개의 구성으로 구현되는데, 형태는 일정한 두께를 가지는 함 형태이고, 그 작용은 본체(10)의 안내면(14) 상에서 슬라이딩 됨으로써 화격자(40)의 저면을 개방하거나 혹은 막는다. 이러한 화격자(40)는 내부에서 고체연료가 연소되면 그 탄화물(재)은 바닥판(42) 상면에 얹혀지게 되고, 얹혀진 탄화물은 바닥판(42)을 슬라이딩시키면 본체(10)의 안내면(14) 상에 낙하하고, 낙하 된 탄화물은 화격자(40)의 저면으로 원상복귀하는 바닥판(42)의 전면에 의해 밀리려 하측의 수거통(90)을 낙하 및 수거된다. 이때 바닥판(42)의 슬라이딩 작용은 본체(10)의 격실(13)을 통과하는 실린더(43)의 작동봉(431)에 이루어지도록 할 수 있다(도 4 참조).

상기 고체연료 공급관(50)은 본체(10)와 화격자(40) 사이에 경사지게 구비되는 것으로, 입구(51)는 본체(10)의 투입관(12)에, 출구(52)는 화격자(40)의 입구에 각 연결되고, 외부 노출면(53)의 중간부(화격자 상부)에는 화염방사구멍(531)이 형성된다.

이러한 구성의 고체연료 공급관(50)은 투입관(12)으로 고체연료가 투입되면 고체연료는 공급관(50)의 경사에 따라 미끄러지면서 낙하하여 화격자(40) 내부로 공급되고, 화염방사구멍(531)으로는 고체연료의 연소에 의해 발생하는 화격자(40)의 화염이 방사되고, 화염의 방사는 화염방사구멍(531) 상측에 구성된 화염방사 안내판(54)에 안내되어 화염방사가 오류 없이 정확하게 된다. 그리고 공급관(50)의 형태를 위에서부터 아래로 갈수록 점점 넓어지도록 하면 고체연료의 미끄럼 공급을 원활하게 할 수 있는데, 그 형태는 고체연료의 미끄럼 공급이 원활한 형태이면 만족 되는 것이어서 위 형태에 한정되지 않는다.

상기 화염방사 안내관(60)은 송풍관(20)에서 송풍되는 공기가 화격자(40)까지 도달할 수 있도록 하는 것으로, 후단(62)은 송풍관(20)의 송풍구멍(21)에 직결되고, 선단(61)은 고체연료 공급관(50)의 비노출면(55) 하측에 연결된다. 이렇게 화염방사 안내관(60)을 장치하면 송풍관(20)에 공급되는 공기가 안내관(60)에 의해 고체연료 공급관(50)와 화격자(40) 내부까지 손실 없이 모두 송풍 될 수 있다. 한편 화염방사 안내관(60) 내부에는 버너가동용 지원유닛(30)으로부터 분사형 연료를 공급받아 분사하는 노즐(70)이 설치된다. 여기서 상기 노즐(70)의 선단을 화염방사 안내관(60)의 선단(61)까지 도달시키는 것이 바람직하고, 노즐(70) 선단 둘레 어느 한 곳에는 점화플러그(71)를 구성함이 당연하다.

이와 같이 구성된 본 발명은 화격자(40) 내부에 고체연료가 공급되어 있을 경우에 화염방사 안내관(60)을 통해 공기를 송풍하면서 버너가동용 지원유닛(30)을 가동시켜 점화플러그(71)로 노즐(70)에 화염을 발생시킨 다음 상기 화염으로 고체연료의 연소(착화)가 시작되도록 하고, 이어서 노즐(70)의 화염을 소멸시키면 고체연료의 연소 화염이 고체연료 공급관(50)의 화염방사구멍(531)으로 방사됨으로써 상기 화염을 열원으로 사용할 수 있다. 이때 고체연료의 연소는 화염방사 안내관(60)을 통해 계속 공급되는 송풍관(20)의 공기에 의해 연속 및 증대된다.

그리고 고체연료가 고갈되어 사용할 수 없거나 혹은 사용하지 않을 경우에는 노즐(70)의 화염을 고체연료 공급관(50) 화염방사구멍(531)을 방사되도록 하여야만(노즐의 화염크기를 적어도 고체연료의 연소 화염크기와 동일하게 하여야만) 열원으로 사용할 수 있는데, 상기에서 노즐(70)의 화염크기는 버너가동용 지원유닛(30)으로부터 분사형 연료를 일정 량 계속 공급받으면서 화염방사 안내관(60) 내부로 보다 많은 량의 공기를 공급함으로써 달성된다.

또 노즐(70)의 화염이 화염방사구멍(531)으로 방사될 수 있는 것은 송풍관(20) 내부와 공급관(50) 내부가 화염방사 안내관(60)으로 연통 되어 있는 점, 노즐(70)이 화염방사 안내관(60)의 선단(61)까지 연장되어 있는 점, 노즐(70)의 화염크기가 연료 량 및 공기에 의해 증가하면 그 증가 된 화염이 화염방사 안내관(60)에 의해 고체연료 공급관(50) 내부 이외로는 방사될 수 없는 점 등에 의해서이다. 결국 상기 화염방사 안내관(60)은 화염이 화염방사구멍(531)으로 방사될 수 있도록 하는 안내작용 및 방사 경로를 제공함은 물론 화염의 크기도 증대시키는 작용을 하는 것이다.

정리하면, 본 발명은 송풍관(20) 내부와 고체연료 공급관(50) 내부를 화염방사 안내관(60)으로 연결하고, 화염방사 안내관(60) 내부에는 분사형 연료 노즐(70)을 설치하여 송풍관(20)에서 공급되는 공기가 화염방사 안내관(60)을 통하여 고체연료 공급관(50) 내부 및 화격자(40) 내부로 공급될 수 있도록 하므로 노즐(70)로부터 발생하는 화염 또는 화격자(40)로부터 발생하는 화염을 손실 없이 공급관(50)의 화염방사구멍(531)을 통하여 외부로 방사 할 수 있다.

따라서 본 발명은 고체연료 및 분사형 연료를 선택적으로 사용할 수 있는 버너를 제공할 수 있으므로 어느 하나의 연료가 소모 또는 고갈되더라도 즉시 다른 연료로 버너를 가동할 수 있는 작용이 있고, 나아가 고체연료의 화염과 분사형 연료의 화염을 균등하게 할 수 있는 작용도 있다. .

한편 본 발명은 화염방사 안내관(60) 내부 앞쪽에 그릇 형태의 확산판(80)을 설치하되, 확산판(80)의 전방 개방부(81)가 상기 안내관(60)의 선단(61) 방향으로 향하도록 하고, 상기 확산판(80)의 측벽에 여러 개의 통기공(82)을 형성하여 송풍관(20)에서 공급되는 공기가 확산판(80)을 통과하여 고체연료 공급관(50) 내부까지 도달할 수 있도록 하고, 확산판(80) 후방에는 노즐(70) 선단이 위치되도록 한다. 이러한 화염확산 구성은 노즐(70) 선단을 화염방사 안내관(60)의 선단(61) 내부까지 도달시키지 아니하더라도(노즐의 길이를 짧게 하더라도) 노즐(70)의 화염을 확산시켜 고체연료 공급관(50)의 화염방사구멍(531)으로 방사 할 수 있고, 화염의 확산은 그릇 형태의 확산판(80) 내부에서 공기가 와류 되기 때문이다(도 2 참조).

또한 본 발명은 고체연료 공급관(50)이 경사지게 설치됨으로써 공급관(50)의 비노출면(55)에 화염방사 안내관(60)의 선단(61)이 연결되는 연결부분이 경사형태이기 때문에 즉, 화염방사 안내관(60)의 선단(61) 입구가 경사형태이기 때문에 상부에서 공급되는 고체연료가 화염방사 안내관(60)의 선단(61) 저면에 낙하할 수 있으므로 화염방사 안내관(60)의 선단(61) 저면에 여러 개의 구멍(63)을 천공하여 선단 저면에 낙하되는 고체연료를 연소할 수 있도록 한다(도 3 참조).

이상, 본 발명을 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형이 이루어질 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게는 자명한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 특허등록청구범위에 속한다 할 것이다.

그리고 본 발명은 단독 사용이 가능함은 물론 도면 도 5에서와 같이 보일러에 설치하여 화염방사구멍(531)을 방사되는 화염이 보일러의 열교환실에 도달하게 하면 여러 연료를 선택적으로 사용할 수 있는 보일러를 제공할 수 있고, 상기 보일러가 본체케이스; 상기 본체케이스 내부 일 측에 형성되는 열교환실; 상기 열교환실에서 방출되는 열기 내의 이물질을 제거하는 제거장치(열기유입실, 내부에 스크루 형태의 청소구를 가진 여러 개의 열기 상,하행관, 회열실, 배풍팬 등으로 구성되는 장치), 상기 열교환실 상측의 저수실; 상기 저수실에 물을 열교환실에서 열 교환하는 여러 개의 수관; 상기 저수실에 침수되는 온수관 등으로 이루어지는 펠릿 보일러 경우 그 사용효율을 극대화할 수 있다.

10 : 본체 11 : 지지판
12 : 투입관 13 : 격실
14 : 안내면 20 : 송풍관
21 : 송풍구멍 22 : 송풍기
30 : 지원유닛 31 : 전자펌프
32 : 필터 40 : 화격자
41 : 통기공 42 : 바닥판
43 : 실린더 431 : 작동봉
50 : 고체연료 공급관 51 : 입구
52 : 출구 53 : 노출면
531 : 화염방사구멍 54 : 화염방사 안내판
55 : 비노출면 60 : 화염방사 안내관
61 : 선단 62 : 후단
63 : 구멍 70 : 노즐
71 : 점화플러그 80 : 확산판
81 : 개방부 82 : 통기공
90 : 수거통

Claims (5)

1. 전방 개방형 케이스 형태이고 상부에는 지지판(11)이, 하부에는 격실(13)이 형성되는 본체(10)와;
   상기 본체(10)의 후면에 설치되고, 최상부에 송풍기(22)로부터 바람을 공급받는 송풍구멍(21)이 형성된 송풍관(20)과;
   상기 송풍관(20)의 후면에 장착되고, 분사형 연료를 분사하는 버너가동용 지원유닛(30)과;
   상기 본체(10)의 전방 하측에 마련되고 바닥판(42)이 분리되는 화격자(40)와;
   상기 본체(10)와 상기 화격자(40) 사이에 경사지게 구비되면서 입구(51)는 본체(12)의 투입관(12)에, 출구(52)는 화격자(40)의 입구에 각 연결되어 상기 화격자(40) 내부로 고체연료를 공급하고, 외부 노출면(53) 중앙에 화염방사구멍(531)이 형성되되, 상기 화염방사구멍(531) 상측에 화염방사 안내판(54)이 구성된 고체연료 공급관(50)과;
   후단(62)은 송풍관(20)의 송풍구멍(21)에 직결되고, 선단(61)은 고체연료 공급관(50)의 비노출면(55) 하측에 연결되어 상기 송풍관(20)의 내부와 고체연료 공급관(50)의 내부를 연결하고, 선단(61) 저면에 여러 개의 구멍(63)이 천공된 화염방사 안내관(60)과;
   상기 화염방사 안내관(60) 내에 위치하고 상기 지원유닛(30)으로부터 분사형 연료를 공급받아 분사하는 노즐(70)과;
   상기 노즐(70) 선단 둘레 어느 한 곳에 설치되는 점화플러그(71)를 포함하여 구성하고,
   상기 화격자(40) 저면의 바닥판(42)을 일정한 두께를 갖는 함 형태로 하여 본체(10)의 안내면(14) 상에서 슬라이딩 되도록 하고, 상기 바닥판(42)의 후면에 실린더(43)의 작동봉(431)을 연결한 것을 특징으로 하는 연료 포괄형 하이브리드 버너.
   
2. 제 1항에 있어서,
   화염방사 안내관(60) 내부 앞쪽에 여러 개의 통기공(82)을 측벽에 형성한 확산판(80)을 설치하고, 확산판(80) 전방에 노즐(70) 선단이 위치되도록 하되, 상기 확산판(80)을 그릇 형태로 하여 전방 개방부(81)가 화염방사 안내관(60)의 선단(61) 방향으로 향하도록 한 것을 특징으로 하는 연료 포괄형 하이브리드 버너.
   
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