KR102067257B1

KR102067257B1 - 알코올 기반 액체 연료 버너

Info

Publication number: KR102067257B1
Application number: KR1020130046535A
Authority: KR
Inventors: 진경
Original assignee: (주)엠에스비
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2020-01-16
Also published as: KR20130135056A; CN202613436U

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 버너가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 버너는, 양면이 관통되어 형성된 적어도 하나의 관통홀이 형성된 복수의 보드와, 보드가 내측에 경사지게 결합되며 보드와의 사이에 제1 수용공간을 형성하는 버너노벽과, 버너노벽의 일 측을 관통하여 제1 수용공간과 외부를 연결하는 환기관과, 버너노벽의 하부에 연결되며 내부에 제1 수용공간과 연통되는 연소공간이 형성된 내측용기와, 연소공간의 중앙에 장착되며 내부에 연료공급관이 삽입되는 기화관, 및 내측용기의 외부에 장착되어 내측용기와의 사이에 제2 수용공간을 형성하며, 일 측에 제2 수용공간과 연통되는 공기공급관이 형성되는 외측용기를 포함하며, 버너노벽은 외측용기의 외측에 접하여 밀폐구조를 형성할 수 있다.

Description

알코올 기반 액체 연료 버너{Burner using liquid fuel containing alcohol}

본 발명은 알코올 기반 액체 연료 버너에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열효율이 높으며, 연소 특성이 우수한 구조의 알코올 기반 액체 연료 버너에 관한 것이다.

일반적으로, 액체 연료는 알코올류(예를 들어, 메탄올, 에탄올, 부탄올) 등의 물질을 포함하며, 연소될 경우 이산화탄소와 물을 생성한다. 액체 연료는 요식업에 많이 활용되는 주요 연료 중의 하나로, 재활용이 가능하고 친환경적 특성과 안정성 및 경제성 등을 가지고 있어 향후 기존 연료를 대체할 것으로 예상되고 있다. 그러나 액체 연료는 열효율이 낮은 치명적인 문제점이 있다. 따라서 기존의 버너를 사용하여 액체 연료를 연소할 경우, 연료가 충분히 연소할 수 있더라도 낮은 열효율로 인해 요리에 필요한 열을 공급하기가 어렵다.

기존의 버너 구조는 일반적으로 연료공급관, 기화관, 연소관 및 공기공급관 등으로 구성된다. 연료공급관의 연료 배출부는 기화관의 내부에 장착되는데, 버너가 작동할 경우 액체 상태의 연료는 연료공급관의 단부에 위치한 노즐로부터 분출되어 기화된 후 기화관의 측벽 구멍을 통해 연소관의 연소실로 이송된다. 연소실로 이송된 연료는 공기공급관에서 공급된 공기와 혼합되어 연소되며, 화염은 연소가스와 함께 상승하여 냄비의 하부를 가열하게 된다.

이러한 종래의 버너는 열효율이 낮기 때문에 액체 연료를 사용하기에 적합하지 않을 뿐만 아니라 연료의 낭비, 연소관의 이물질 생성 및 환경 오염 등의 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 열효율이 높으며, 연소 특성이 우수한 구조의 알코올 기반 액체 연료 버너를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 버너는, 양면이 관통되어 형성된 적어도 하나의 관통홀이 형성된 복수의 보드와, 상기 보드가 내측에 경사지게 결합되며, 상기 보드와의 사이에 제1 수용공간을 형성하는 버너노벽과, 상기 버너노벽의 일 측을 관통하여 상기 제1 수용공간과 외부를 연결하는 환기관과, 상기 버너노벽의 하부에 연결되며, 내부에 상기 제1 수용공간과 연통되는 연소공간이 형성된 내측용기와, 상기 연소공간의 중앙에 장착되며, 내부에 연료공급관이 삽입되는 기화관, 및 상기 내측용기의 외부에 장착되어 상기 내측용기와의 사이에 제2 수용공간을 형성하며, 일 측에 상기 제2 수용공간과 연통되는 공기공급관이 형성되는 외측용기를 포함하며, 상기 버너노벽은 상기 외측용기의 외측에 접하여 밀폐구조를 형성한다.

상기 공기공급관은 상기 외측용기와 수평각도 20-25도를 이루어 상기 보드의 접선 방향을 따라 경사지게 결합될 수 있다.

상기 버너노벽은 상단의 일측에 상기 버너노벽의 모서리 부분이 절단되어형성된 적어도 하나의 배기구가 형성되며, 상기 배기구의 길이는 상기 버너노벽의 내측 둘레의 1/10 이내일 수 있다.

상기 내측용기의 측벽을 관통하여 형성되는 제1 가이드홀과 상기 기화관을 관통하여 형성되는 제2 가이드홀을 더 포함하며, 상기 제1 가이드홀과 상기 제2 가이드홀은 수량과 형상 및 크기가 서로 일치하며 동일 선상에 위치할 수 있다.

상기 내측용기는 상단부에 상기 내측용기를 관통하는 제3 가이드홀이 형성되며, 상기 제3 가이드홀은 상기 내측용기의 상부에 설치된 압화링의 내벽 둘레를 따라 배치될 수 있다.

상기 보드는 일체형 구조로 형성될 수 있다.

상기 보드는 복수 개가 서로 분리되며, 각각의 상기 보드는 부채 형상으로 형성되어 상기 버너노벽에 경사지게 결합된 브래킷에 형성된 브래킷홀에 대응되어 놓여지며, 상기 관통홀은 상기 보드의 두께에 대응하여 형성될 수 있다.

상기 관통홀은 육각형 형상으로 형성되며, 상기 보드 상에 연속적으로 형성되어 허니콤 형상을 이룰 수 있다.

본 발명에 따르면, 연소공간에서 생성된 화염과 연소가스는 상승하여 보드를 통과하는데, 이 때 보드에 열이 흡수 및 저장되어 조리용기의 하부는 보드의 복사열을 받아 열효율이 크게 향상될 수 있다. 실제 테스트 결과에 따르면, 열효율은 기존 대비 20% 이상 향상된다.

또한, 제1 가이드홀이 내측용기의 측벽을 수평으로 관통하도록 형성함으로써, 연소과정에서 생성되는 이물질이 누적되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1 가이드홀과 제2 가이드홀을 나란하게 형성함으로써, 공기와 연료의 균일한 혼합을 유도할 뿐만 아니라 화염이 상방으로 집중되도록 하여 열효율을 극대화시킬 수 있다. 또한, 연소공간의 상부에 내벽이 수축된 형상의 압화링을 장착하여 연소가스의 이동을 유도할 수 있으며, 버너노벽에 형성된 배기구를 통해 화염 조절에 편의를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 버너의 단면을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 버너노벽에 보드가 결합된 모습을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 보드가 일부 제거된 모습을 도시한 사시도이다.
도 4는 보드의 구조를 도시한 사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 버너에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 버너의 단면을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 버너노벽에 보드가 결합된 모습을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 보드가 일부 제거된 모습을 도시한 사시도이며, 도 4는 보드의 구조를 도시한 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 버너는 액체 연료를 연소하여 음식물이 담긴 조리용기를 가열하는데 사용되는 것으로, 밀폐구조를 형성하여 액체 연료의 연소로 인해 발생하는 연소가스가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 버너가 액체 연료를 연소하는 것으로 한정될 것은 아니며, 가스 연료를 연소하여 조리용기를 가열할 수도 있다.

버너는 열을 흡수 및 저장하여 유지할 뿐만 아니라 추가적으로 복사열 등을 생성하는 보드(10)를 구비하여 조리용기에 열을 충분히 전달할 수 있다. 또한, 공기와 연료의 균일한 혼합을 유도하며 화염을 상방으로 집중시키는 구조로 형성되어 열효율을 극대화시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 버너는 보드(10), 버너노벽(20), 환기관(30), 내측용기(40), 기화관(50), 및 외측용기(60)를 포함한다.

보드(10)는 열을 흡수 및 저장할 수 있는 세라믹 소재로 제작되며, 복수 개가 일체형 구조로 형성되거나 분리형 구조로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 복수 개의 보드(10)가 서로 분리되는 분리형 구조를 적용하여 설명하도록 한다. 각각의 보드(10)는 일정한 두께를 갖는 부채 형상으로, 일 측에 관통홀(11)이 형성될 수 있다.

관통홀(11)은 연소가스가 이동하는 통로로, 보드(10)의 양면을 수직으로 완전히 관통하여 형성될 수 있다. 관통홀(11)은 육각형의 형상으로, 보드(10)상에 연속적으로 형성되어 허니콤 형상(honeycomb: 벌집모양의 형상)을 형성할 수 있다. 관통홀(11)이 허니콤 형상을 이룸으로써, 연소가스가 접촉되는 면적이 증가되어 연소가스의 안정적인 이동을 유도할 수 있다. 관통홀(11)은 크기 및 개수가 보드(10)의 두께에 대응하여 변형될 수 있다. 이러한 보드(10)는 버너노벽(20)에 경사지게 결합된다.

버너노벽(20)은 일정한 두께를 갖는 통으로, 전체적으로 하부로부터 상부를 향해 넓게 확장되는 형상으로 형성될 수 있다. 버너노벽(20)은 상단부가 플랜지(flange)와 같이 가장자리를 따라 돌출되게 형성된다. 따라서, 조리용기는 버너노벽(20)의 내부에 안정적으로 안착될 수 있으며, 버너노벽(20)도 패널(90)에 안정적으로 안착될 수 있다.

버너노벽(20)의 내부에 조리용기가 안착될 경우, 버너노벽(20)과 조리용기는 서로 접촉하여 밀폐구조를 형성할 수 있다. 예를 들어, 밀폐구조는 2가지 형식으로 형성될 수 있다. 한가지 형식은 버너노벽(20)과 조리용기가 100% 밀폐되는 구조이고, 다른 한가지 형식은 버너노벽(20)과 조리용기 사이에 틈새가 존재하여 일부만 밀폐되는 구조이다. 후자의 경우, 버너노벽(20)은 상단의 일 측에 버너노벽(20)의 모서리 부분이 절단되어 형성된 적어도 하나의 배기구(22)가 형성될 수 있다. 배기구(22)는 버너노벽(20)의 내부와 외부를 연결하는 통로로, 버너노벽(20)의 내측으로 만입되어 형성될 수 있다. 배기구(22)는 그 길이가 버너노벽(20)의 내측 둘레의 1/10 이내이며, 이 때 버너노벽(20)과 조리용기 사이의 틈새는 약 0.5mm일 수 있다. 배기구(22)를 통해 공기의 유입 및 유출이 이루어질 수 있어 작업자의 화염 조절에 편의를 제공할 수 있다.

버너노벽(20)은 내측에 복수의 보드(10)가 경사지게 결합되는데, 보드(10)는 브래킷(80)에 의해 지지될 수 있다. 브래킷(80)은 중앙이 완전히 개방된 형태의 방사형의 판으로, 버너노벽(20)의 내측에 결합되어 경사지게 배치된다. 브래킷(80)은 일 측에 브래킷홀(81)이 형성될 수 있다. 브래킷홀(81)은 브래킷(80)의 상면을 완전히 관통하여 형성되며, 브래킷(80)의 내주면을 따라 복수개가 연속적으로 배치될 수 있다. 각각의 브래킷홀(81)에는 보드(20)가 놓여지는데, 이 때 브래킷홀(81)의 중심과 보드(20)의 중심은 서로 일치될 수 있다. 본 실시예에서는 브래킷(80)에 12개의 브래킷홀(81)이 형성되며, 각각의 브래킷홀(81)에 12개의 보드(20)가 배치된다.

버너노벽(20)은 경사지게 결합된 보드(20)와의 사이에 제1 수용공간(21)을 형성할 수 있다. 제1 수용공간(21)은 보드(20)를 통과한 연소가스가 수용되는 공간으로, 일 측에 환기관(30)이 연통될 수 있다.

환기관(30)은 연소가스의 배기가 이루어지는 관으로, 버너노벽(20)의 일 측을 관통하여 제1 수용공간(21)과 외부를 연결한다. 환기관(30)은 입구(31)가 버너노벽(20)의 제1 수용공간(21)을 향해 개방되어 있어 연소가스의 원활한 배기를 유도할 수 있다.

한편, 버너노벽(20)의 하부에는 서로 밀폐구조를 이루는 내측용기(40)와 외측용기(60)가 결합된다. 내측용기(40)와 외측용기(60)는 서로 직경이 다른 원통 형상으로, 내측용기(40)는 외측용기(60)의 내부에 수용되어 결합된다. 외측용기(60)의 외측에는 버너노벽(20)이 접하여 버너는 밀폐구조를 형성하게 된다.

내측용기(40)는 내부에 제1 수용공간(21)과 연통되는 연소공간(41)을 형성하며, 측벽에 복수 개의 제1 가이드홀(42)이 형성될 수 있다. 연소공간(41)은 연료와 공기가 서로 접촉하여 연소가 이루어지는 공간으로, 링 형태로 형성될 수 있다. 그러나 연소공간(41)이 링 형태로 형성되는 것으로 한정될 것은 아니며, 형상 및 크기는 다양하게 변형될 수 있다. 제1 가이드홀(42)은 외부로부터 공급되는 공기를 연소공간(41)으로 공급하기 위한 통로로, 내측용기(40)의 측벽을 수평 방향으로 완전히 관통하여 형성될 수 있다. 제1 가이드홀(42)이 수평 방향으로 형성됨으로써, 연료와 공기의 연소과정에서 생성되는 이물질이 누적되는 것을 방지할 수 있다. 연소공간(41)의 중앙에는 기화관(50)이 장착된다.

기화관(50)는 상부가 구 형상으로 형성되며, 하부가 내측용기(40)에 완전히 결합되어 내부에 밀폐된 기화공간(51)을 형성한다. 기화공간(51)에는 연료공급관(53)이 삽입된다. 연료공급관(53)은 내측용기(40)와 외측용기(60)을 수직으로 관통하여 단부가 기화공간(51)의 상부에 위치한다. 연료공급관(53)은 상부에 노즐헤드(531)와 노즐(532)이 형성된다. 노즐(532)과 노즐헤드(531)를 통해 분사된 액체 연료는 기화공간(51)에서 기화되어 기체 상태로 변하게 된다. 기화관(50)은 측벽에 복수 개의 제2 가이드홀(52)이 형성될 수 있다. 제2 가이드홀(52)은 기화된 상태의 액체 연료를 연소공간(41)으로 공급하기 위한 통로로, 기화관(50)의 측벽을 수평 방향으로 완전히 관통하여 형성될 수 있다. 내측용기(40)에 형성된 제1 가이드홀(42)과 기화관(50)에 형성된 제2 가이드홀(52)은 수량과 형상 및 크기가 서로 일치하며, 동일 선상에 위치하여 서로 나란하게 형성될 수 있다. 제1 가이드홀(42)과 제2 가이드홀(52)이 서로 나란하게 형성함으로써, 공기와 연료의 균일한 혼합을 유도할 뿐만 아니라 화염이 상방으로 집중되도록 하여 열효율을 극대화시킬 수 있다.

외측용기(60)는 내측용기(40)의 외부에 장착되어 내측용기(40)와의 사이에 제2 수용공간(61)을 형성한다. 제2 수용공간(61)은 공기공급관(62)을 통해 외부에서 공급된 공기가 머무르는 공간으로, 형상 및 크기는 내측용기(40)와 외측용기(60)의 형상 및 크기에 대응하여 변형될 수 있다. 외측용기(60)는 일 측에 제2 수용공간(61)과 연통되는 공기공급관(62)이 결합될 수 있다.

공기공급관(62)은 외측용기(60)와 수평각도(a) 20-25도를 이루어 보드(10)의 접선 방향을 따라 경사지게 결합될 수 있다. 공기공급관(62)의 수평각도를 20-25도로 형성함으로써, 공기공급관(62)이 외측용기(60)의 하부에 결합되는 종래의 구조에 따른 결함을 극복할 수 있다. 종래의 구조에서는 제2 수용공간(61)으로 공급되는 공기가 내측용기(40)의 외측 하부에 먼저 접촉된 후 확산되어 공기가 손실되는 문제가 발생한다. 또한, 연소공간(41)을 이탈한 연료가 공기공급관(62)에 유입될 수 있어 안전 상의 문제가 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 개선된 구조를 이용할 경우, 전술한 결함을 극복할 수 있으며, 공기공급관(62)을 통해 공급된 공기가 제2 수용공간(61)의 내부에서 회전, 가속된 후 직접 제1 가이드홀(42)을 통해 연소공간(41)으로 이동하는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 내측용기(40)는 상단부에 내측용기(40)를 관통하는 제3 가이드홀(43)이 형성될 수 있다. 제3 가이드홀(43)은 연소공간(41)에서 생성된 화염과 연소가스를 빠른 속도로 분출시키기 위한 통로로, 내측용기(40)의 상단을 완전히 관통하여 형성된다. 제3 가이드홀(43)은 원형의 단면을 가지며, 크기 및 수량은 적절하게 조절될 수 있다. 제3 가이드홀(43)을 통해 분출된 화염과 연소가스는 조리용기의 하부에 바로 공급되어 열효율이 향상될 수 있다. 제3 가이드홀(43)은 압화링(70)의 내벽 둘레를 따라 배치될 수 있다.

압화링(70)은 내측용기(40)와 보드(10)사이에 개재되는 것으로, 내측용기(40)의 상부에 설치될 수 있다. 즉, 압화링(70)의 외측에 보드(10)의 내측 측면이 접하여 보드(10)의 상면과 압화링(70)의 상부가 방사형의 경사면을 이루는 구조이다. 압화링(70)은 내벽이 외벽에 비해 수축된 형태로 형성된다. 따라서, 제3 가이드홀(43)을 통해 분출된 화염과 연소가스는 중앙을 향해 집중되고, 집중된 화염과 연소가스는 상방으로 상승하여 열효율을 극대화시킬 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 보드 11: 관통홀
20: 버너노벽 21: 제1 수용공간
22: 배기구 30: 환기관
40: 내측용기 41: 연소공간
42: 제1 가이드홀 43: 제3 가이드홀
50: 기화관 51: 기화공간
52: 제2 가이드홀 53: 연료공급관
531: 노즐헤드 532: 노즐
60: 외측용기 61: 제2 수용공간
62: 공기공급관 70: 압화링
80: 브래킷 81: 브래킷홀
90: 패널

Claims

양면이 관통되어 형성된 적어도 하나의 관통홀이 형성된 복수의 보드;
상기 보드가 내측에 경사지게 결합되며, 상기 보드와의 사이에 제1 수용공간을 형성하는 버너노벽;
상기 버너노벽의 일 측을 관통하여 상기 제1 수용공간과 외부를 연결하는 환기관;
상기 버너노벽의 하부에 연결되며, 내부에 상기 제1 수용공간과 연통되는 연소공간이 형성된 내측용기;
상기 연소공간의 중앙에 장착되며, 내부에 연료공급관이 삽입되는 기화관;
상기 내측용기의 외부에 장착되어 상기 내측용기와의 사이에 제2 수용공간을 형성하며, 일 측에 상기 제2 수용공간과 연통되는 공기공급관이 형성되는 외측용기; 및
상기 내측용기의 측벽을 관통하여 형성되는 제1 가이드홀과 상기 기화관을 관통하여 형성되는 제2 가이드홀을 포함하며,
상기 버너노벽은 상기 외측용기의 외측에 접하여 밀폐구조를 형성하고,
상기 제1 가이드홀과 상기 제2 가이드홀은 수량과 형상 및 크기가 서로 일치하며 동일 선상에 위치하는 버너.
제1 항에 있어서,
상기 공기공급관은 상기 외측용기와 수평각도 20-25도를 이루어 상기 보드의 접선 방향을 따라 경사지게 결합되는 버너.
제1 항에 있어서,
상기 버너노벽은 상단의 일측에 상기 버너노벽의 모서리 부분이 절단되어형성된 적어도 하나의 배기구가 형성되며, 상기 배기구의 길이는 상기 버너노벽의 내측 둘레의 1/10 이내인 버너.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 내측용기는 상단부에 상기 내측용기를 관통하는 제3 가이드홀이 형성되며, 상기 제3 가이드홀은 상기 내측용기의 상부에 설치된 압화링의 내벽 둘레를 따라 배치되는 버너.
제1 항에 있어서,
상기 보드는 일체형 구조로 형성되는 버너.
제1 항에 있어서,
상기 보드는 복수 개가 서로 분리되며, 각각의 상기 보드는 부채 형상으로 형성되어 상기 버너노벽에 경사지게 결합된 브래킷에 형성된 브래킷홀에 대응되어 놓여지며, 상기 관통홀은 상기 보드의 두께에 대응하여 형성되는 버너.
제1 항에 있어서,
상기 관통홀은 육각형 형상으로 형성되며, 상기 보드 상에 연속적으로 형성되어 허니콤 형상을 이루는 버너.