KR102080597B1 - 풍로버너 - Google Patents

Abstract

버너헤드(3)와, 버너헤드에 연속되는 혼합관(5)과, 혼합관의 입구부(5a)를 향하여 연료가스를 분출하는 노즐구멍(6a)을 갖는 가스노즐(6)을 구비하는 풍로버너로서, 혼합관에 흡인되는 1차공기량을 제한하는 통 모양의 에어댐퍼(7)를 구비하는 것에 있어서, 에어댐퍼의 중심축선을 노즐구멍의 축과 일치시켜서, 버너헤드의 외주부의 다수의 화염구(3a)로부터 균일한 공연비의 혼합기체를 분출시킬 수 있도록 한다. 에어댐퍼(7)의 기단부를 가스노즐(6)에 부착하여 에어댐퍼(7)의 중심축선을 노즐구멍(6a)의 축과 일치시킨다. 그리고 가스노즐(6)보다 축방향 전방에 위치하는 에어댐퍼(7)의 선단과 혼합관(5)의 입구부(5a) 사이에 발생하는 축방향의 간극을 통하여 1차공기가 혼합관(5)에 흡인되도록 한다.

Description

풍로버너{STOVE BURNER}

본 발명은, 외주부에 다수의 화염구(火焰口)를 갖는 버너헤드(burner head)와, 버너헤드에 연속되는 혼합관(混合管)과, 혼합관의 입구부를 향하여 연료가스를 분출하는 노즐구멍(nozzle hole)을 갖는 가스노즐(gas nezzle)을 구비하는 풍로버너(stove burner)에 관한 것이다.

이러한 종류의 풍로버너로서, 혼합관의 입구부로부터 흡입되는 1차공기량을 제한하는 통(筒) 모양의 에어댐퍼(air damper)를 구비하는 것이 종래부터 알려져 있다(예를 들면 특허문헌1을 참조). 이것에서는, 혼합관에 에어댐퍼의 일부를 삽입하고, 혼합관으로부터 돌출되는 에어댐퍼의 단부(端部)와 가스노즐 사이에 발생하는 축방향의 간극을 통하여 혼합관에 1차공기가 흡인되도록 되어 있다.

또한 특허문헌1에는, 혼합관의 외면으로부터 지름방향으로 나사결합되는 비스(vis)에 의하여 에어댐퍼를 가압하여 고정하는 것과, 풍로의 상판 위에 배치된 조작자(操作子)에 연동하여 에어댐퍼를 축방향으로 이동시키는 연동기구(連動機構)를 설치하고, 조작자의 조작에 의하여 1차공기의 흡인량을 조절할 수 있도록 한 것이 기재되어 있다. 또한 풍로 외면에서의 유저(user)의 조작에 의하여 1차공기의 흡인량을 자유롭게 변경할 수 없도록 하는 것이 최근에 요청되고 있어, 에어댐퍼를 연동기구를 통하여 이동시키는 방식은 채용되지 않도록 되어 있다.

그런데 버너헤드에 있어서 외주부의 다수의 화염구로부터 균일한 공연비(空燃比)의 혼합기체(연료가스와 1차공기의 혼합가스)를 분출시켜서 양호하게 연소시키기 위해서는, 에어댐퍼의 중심축선(中心軸線)을 노즐구멍의 축과 일치시키는 것이 필요하게 된다. 그러나 상기 종례의 예와 같이 에어댐퍼를 혼합관에 비스에 의하여 고정하면, 비스의 체결상태에 따라서는 에어댐퍼가 기울어져서, 그 중심축선이 노즐구멍의 축에 대하여 기울어져 버리는 경우가 있다. 또한 상기 연동기구를 사용하는 것이더라도 에어댐퍼가 혼합관에 대한 슬라이딩 클리어런스(sliding clearance)분만큼 기울어져 버려서, 에어댐퍼의 중심축선을 노즐구멍의 축과 일치시키는 것은 곤란하다.

: 일본국 공개실용신안 실공소60-5229호 공보

본 발명은, 이상의 점을 고려하여 에어댐퍼의 중심축선을 노즐구멍의 축과 일치시켜서, 버너헤드의 외주부의 다수의 화염구로부터 균일한 공연비의 혼합기체를 분출시킬 수 있도록 한 풍로버너를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 외주부에 다수의 화염구를 갖는 버너헤드와, 버너헤드에 연속되는 혼합관과, 혼합관의 입구부를 향하여 연료가스를 분출하는 노즐구멍을 갖는 가스노즐을 구비하는 풍로버너로서, 혼합관에 흡인되는 1차공기량을 제한하는 통 모양의 에어댐퍼를 구비하는 것에 있어서, 에어댐퍼는 그 중심축선이 노즐구멍의 축과 일치하도록 기단부에서 가스노즐에 부착되고, 가스노즐보다 축방향 전방에 위치하는 에어댐퍼의 선단과 혼합관의 입구부 사이에 발생하는 축방향의 간극을 통하여 1차공기가 혼합관에 흡인되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 에어댐퍼의 기단부를 가스노즐에 부착함으로써 가스노즐에 대한 에어댐퍼의 상호간의 위치관련성을 확보하여, 에어댐퍼의 중심축선을 노즐구멍의 축과 정확하게 일치시킬 수 있다. 그 때문에 에어댐퍼의 선단과 혼합관의 입구부 사이의 축방향 간극을 통하여 흡인되는 1차공기가 노즐구멍으로부터 분출되는 가스류의 주위 전체 둘레에 균등하게 분포되게 된다. 그 결과 버너헤드의 외주부의 다수의 화염구로부터 균일한 공연비의 혼합기체를 분출시킬 수 있어 연소상태가 양호하게 된다.

또한 에어댐퍼의 기단부를 가스노즐에 부착하는 방식으로서는, 에어댐퍼의 기단부를 가스노즐의 외주에 나사결합시키는 방식과, 에어댐퍼의 기단에, 지름방향 내측으로 굴곡되는 구부림 가장자리부를 형성하고, 가스노즐을 나사결합하는 노즐지지부재와 가스노즐의 외주에 형성된 플랜지부 사이에 또는 가스노즐의 외주에 형성된 플랜지부와 가스노즐의 외주에 축방향 전방으로부터 나사결합되는 가압부재 사이에 구부림 가장자리부를 삽입하는 방식을 들 수 있다. 특히 에어댐퍼의 기단부를 가스노즐의 외주면에 나사결합시키는 방식에서는, 에어댐퍼를 그 회전에 의하여 축방향으로 진퇴시켜서, 에어댐퍼의 선단과 혼합관의 입구부 사이의 축방향의 간극량을 가변시킴으로써 1차공기의 흡인량을 조절할 수 있어 유리하다.

도1은, 본 발명에 있어서 제1실시형태의 풍로버너의 사시도이다.
도2는, 도1의 Ⅱ-Ⅱ선에서 절단한 단면도이다.
도3은, 제2실시형태의 풍로버너의 단면도이다.
도4는, 제2실시형태의 풍로버너에 설치되는 에어댐퍼의 사시도이다.
도5는, 제3실시형태의 풍로버너의 단면도이다.

도1, 도2에 있어서, 1은 도면에 나타내는 것을 생략한 풍로본체(stove本體) 내에 설치되는 버너홀더(burner holder)를 나타내고 있고, 이 버너홀더(1)에 의하여 풍로버너(stove burner)(2)가 지지된다. 버너홀더(1)는, 후술하는 가스노즐(gas nozzle)(6)을 부착하는 노즐지지부재인 대좌부(臺座部)(11)와, 대좌부(11)의 일단(一端)에 세워서 설치된 지주부(支柱部)(12)와, 지주부(12)의 상단으로부터 대좌부(11)와 대향(對向)하도록 하여 돌출시키는 상판부(上板部)(13)를 구비하고 있다.

풍로버너(2)는, 외주부에 다수의 화염구(火焰口)(3a)를 갖고 평면에서 볼 때에 원형인 버너헤드(burner head)(3)와, 버너헤드(3) 위에 재치(載置)되는 원판모양의 버너캡(burner cap)(4)과, 버너헤드(3)의 하면 중앙부에 수직으로 설치된 혼합관(混合管)(5)과, 혼합관(5)의 하단의 입구부(5a)를 향하여 연료가스를 분출하는 노즐구멍(nozzle hole)(6a)을 갖는 가스노즐(gas nozzle)(6)을 구비하고 있다. 가스노즐(6)은 버너홀더(1)에 있어서 대좌부(11)의 상면에 나사결합되어 있어, 대좌부(11)에 형성된 가스통로(11a)를 통하여 가스노즐(6)에 연료가스가 공급된다.

또한 버너홀더(1)의 상판부(13)에는, 가스노즐(6)(노즐구멍(6a)의 축)과 동심(同心)의 지지통부(支持筒部)(13a)가 형성되어 있다. 그리고 혼합관(5)을 지지통부(13a)에 내부에서 결합시킴으로써, 가스노즐(6)과 혼합관(5)이 동일한 축선(軸線) 위에 위치하도록 버너헤드(3)가 버너홀더(1)에 센터링(centering) 된 상태에서 지지된다. 또한 혼합관(5)은, 그 입구부(5a)에 대하여 지름이 작아진 벤투리부(venturi部)를 구비하고 있지 않아, 후술하는 레이디얼 벤투리 효과(radial venturi效果)에 의하여 입구부(5a)로부터 1차공기를 흡인한다.

버너헤드(3)는, 혼합관(5)의 상단(上端)의 개구가장자리부로부터 상방으로 돌출되는 고리모양의 융기부(隆起部)(3b)와, 상면 외주부로부터 상방으로 돌출되는 고리모양벽(3c)을 구비하고 있다. 고리모양벽(3c)에는, 그 상단면(上端面)으로부터 하방으로 우묵하게 들어가는 홈(groove) 모양의 화염구(3a)가 둘레방향에 있어서 간격을 두고 다수 형성되어 있다.

버너캡(4)의 하면에는, 융기부(3b)의 상단면에 소정의 간극을 두고 대향(對向)하는 뒷판(4a)이 부착되어 있다. 뒷판(4a)의 외주에는, 둘레방향에 있어서 간격을 두고 복수의 센터링편(centering片)(4b)이 수직으로 설치되어 있고, 이들 센터링편(4b)의 하단부가 융기부(3b)의 외주면에 접촉함으로써 버너캡(4)이 버너헤드(3)에 대하여 센터링 된다.

가스노즐(6)로부터 연료가스를 분출시키면, 혼합관(5)을 통하여 버너헤드(3)로 유입되는 가스류가 뒷판(4a)의 하면에 있어서 지름방향으로 넓어져서 소위 레이디얼 벤투리 효과를 발생시켜서, 혼합관(5)의 입구부(5a)로부터 1차공기가 흡입된다. 그리고 연료가스와 1차공기의 혼합기체가 버너헤드(3)의 외주부의 화염구(3a)로부터 분출하여, 버너헤드(3)의 외측으로부터의 2차공기의 공급에 의하여 혼합기체가 연소된다.

또한 풍로버너(2)는, 혼합관(5)에 흡인되는 1차공기량을 가스종류에 따른 적절량으로 제한하는 통 모양의 에어댐퍼(air damper)(7)를 구비하고 있다. 본 실시형태에서는 에어댐퍼(7)의 기단부(基端部)(하단부(下端部))를 가스노즐(6)에 부착하고 있다. 그리고 가스노즐(6)보다 축방향 전방에 위치하는 에어댐퍼(7)의 선단(상단)과 혼합관(5)의 입구부(5a) 사이에 발생하는 축방향의 간극을 통하여 1차공기가 혼합관(5)으로 흡인되도록 되어 있다. 이하에서는 이 점에 대하여 상세하게 설명한다.

가스노즐(6)은, 노즐구멍(6a)을 형성한 선단의 테이퍼부(taper部)(6b)와 대좌부(11)에 착좌(着座)되는 중간의 플랜지부(flange部)(6c) 사이에, 플랜지부(6c)보다 작은 지름의 원기둥부(6d)를 구비하고 있다. 이 원기둥부(6d)의 외주면에는 수나사가 형성되어 있다. 그리고 에어댐퍼(7)의 내주면에, 수나사에 대응하는 암나사를 형성하여 에어댐퍼(7)의 기단부를 원기둥부(6d)의 외주에 나사결합시키고 있다.

상기와 같이 에어댐퍼(7)의 기단부를 가스노즐(6)에 부착하면, 가스노즐(6)에 대한 에어댐퍼(7)의 상호간의 위치관련성을 확보하여, 에어댐퍼(7)의 중심축선을 노즐구멍(6a)의 축에 정확하게 일치시킬 수 있다. 그 때문에 에어댐퍼(7)의 선단과 혼합관(5)의 입구부(5a) 사이의 축방향 간극을 통하여 흡인되는 1차공기가 노즐구멍(6a)으로부터의 분출가스류의 주위 전체 둘레에 균등하게 분포되게 된다. 그 결과 버너헤드(3)에 있어서 외주부의 다수의 화염구(3a)로부터 균일한 공연비(空燃比)의 혼합기체를 분출시킬 수 있어, 연소상태가 양호하게 된다.

또한 본 실시형태에서는, 에어댐퍼(7)를 가스노즐(6)에 나사결합시키기 때문에 에어댐퍼(7)를 그 회전에 의하여 축방향으로 진퇴시킬 수 있다. 따라서 에어댐퍼(7)의 선단과 혼합관(5)의 입구부(5a) 사이의 축방향의 간극량을 가변(可變)시켜서, 1차공기의 흡인량을 조절할 수 있다.

다음에 도3, 도4에 나타내는 제2실시형태에 대하여 설명한다. 제2실시형태의 풍로버너(2)의 기본적인 구조는 상기 제1실시형태의 것과 특별히 다르지 않아, 제1실시형태와 동일한 부재, 부위에 상기와 동일한 부호를 붙이고 있다.

제2실시형태에 있어서 제1실시형태와의 차이점은 에어댐퍼(7)의 가스노즐(6)에 대한 부착방법과 에어댐퍼(7)의 구조이며, 이하에서는 이 차이점에 대하여 상세하게 설명한다. 제2실시형태에서는, 에어댐퍼(7)의 기단(하단)에, 지름방향 내측으로 굴곡되는 고리모양의 구부림 가장자리부(7a)를 형성하고 있다. 그리고 대좌부(11)와 가스노즐(6)의 플랜지부(6c) 사이에 구부림 가장자리부(7a)를 삽입하여, 에어댐퍼(7)의 기단부를 가스노즐(6)에 부착하고 있다. 또한 도3에 나타내는 것은, 플랜지부(6c)의 하면 외주부에, 대좌부(11)로부터 구부림 가장자리부(7a)의 판 두께만큼 뜨는 단차부(段差部)(6c')를 형성하고, 이 단차부(6c')와 대좌부(11) 사이에 구부림 가장자리부(7a)가 삽입되도록 되어 있다. 또한 가스노즐(6)을, 제1실시형태의 원기둥부(6d)를 구비하지 않는 것으로 하고 있다.

제2실시형태에 있어서도 에어댐퍼(7)의 기단부가 가스노즐(6)에 부착되기 때문에, 제1실시형태와 마찬가지로 에어댐퍼(7)의 중심축선을 노즐구멍(6a)의 축과 일치시켜서, 버너헤드(3)의 외주부의 다수의 화염구(3a)로부터 균일한 공연비의 혼합기체를 분출시킬 수 있다.

또한 제2실시형태에서는, 에어댐퍼(7)를, 구부림 가장자리부(7a)를 형성한 기단측(하측)의 제1통모양 부재(71)와, 제1통모양 부재(71)에 외부에서 삽입되는 선단측(상측)의 제2통모양 부재(72)에 의하여 구성하고 있다. 제1통모양 부재(71)에 있어서 상단의 둘레방향 2군데에는, 지름방향 외측으로 돌출되는 설편부(舌片部)(71a)가 구부러져서 이루어져 있다. 또한 제2통모양 부재(72)에 있어서 둘레방향 2군데에는, 설편부(71a)를 하방으로부터 삽입할 수 있는 세로구멍(72a)과, 세로구멍(72a)의 둘레방향에 있어서 일방(一方)의 가장자리로부터 둘레방향 일방으로 신장되는 상하 2단(段)의 가로구멍(72b, 72c)이 형성되어 있다. 그리고 설편부(71a)를, 세로구멍(72a)의 상단(上端)과, 상측 단(段)의 가로구멍(72b)과, 하측 단(段)의 가로구멍(72c)에 선택적으로 결합시킴으로써 에어댐퍼(7)의 길이를 3단계로 절환(切換)할 수 있도록 되어 있다. 이에 따라 에어댐퍼(7)의 선단(제2통모양 부재(72)의 상단)과 혼합관(5)의 입구부(5a) 사이의 간극량을 가변시켜서, 혼합관(5)에 대한 1차공기의 흡인량을 조절할 수 있다.

또한 제2통모양 부재(72)는 혼합관(5)의 하단부의 지름 크기에 근접한 비교적 큰 지름으로 형성되어 있어, 끓어넘치는 것이 대량으로 발생하였을 경우에 끓어넘친 액(液)이 제2통모양 부재(72)로부터 에어댐퍼(7) 내로 침입할 가능성이 있다. 그래서 제1통모양 부재(71)의 둘레면 하부에 구멍(7lb)을 형성하여, 에어댐퍼(7) 내로 침입한 끓어넘친 액을 구멍(7lb)을 통하여 배출할 수 있도록 되어 있다.

다음에 도5에 나타내는 제3실시형태에 대하여 설명한다. 제3실시형태에 있어서 풍로버너(2)의 기본적인 구조는 상기 제1실시형태의 것과 특별히 다르지 않아, 제1실시형태와 동일한 부재, 부위에 상기와 동일한 부호를 붙이고 있다.

제3실시형태에 있어서 제1실시형태와의 차이점은 에어댐퍼(7)의 가스노즐(6)에 대한 부착방법이다. 이하에서는 이 차이점에 대하여 상세하게 설명한다. 제3실시형태에서는 에어댐퍼(7)의 기단(하단)에, 가스노즐(6)의 플랜지부(6c)의 상면에 착좌 가능하고 지름방향 내측으로 굴곡되는 구부림 가장자리부(7a)를 형성하고 있다. 또한 가스노즐(6)에 있어서 원기둥부(6d)의 외주면의 수나사에 축방향 전방(상방)으로부터 나사결합되는 가압부재인 너트(61)를 구비하고 있다. 그리고 플랜지부(6c)와 너트(61) 사이에 구부림 가장자리부(7a)를 삽입하여, 에어댐퍼(7)의 기단부를 가스노즐(6)에 부착하고 있다.

이와 같이 제3실시형태에 있어서도 에어댐퍼(7)의 기단부가 가스노즐(6)에 부착되기 때문에, 제1실시형태와 마찬가지로 에어댐퍼(7)의 중심축선을 노즐구멍(6a)의 축과 일치시켜서, 버너헤드(3)의 외주부의 다수의 화염구(3a)로부터 균일한 공연비의 혼합기체를 분출시킬 수 있다.

또한 제3실시형태에서는, 길이가 서로 다른 복수 종류의 에어댐퍼(7)를 준비하고, 가스종류에 따른 적절한 길이의 에어댐퍼(7)를 선택하여 가스노즐(6)에 부착함으로써, 혼합관(5)에 흡인되는 1차공기량이 가스종류에 따른 적절량으로 제한되도록 되어 있다.

이상에서는 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 제2실시형태에 있어서, 에어댐퍼(7)를 2개의 부재로 구성하지 않고 제3실시형태와 마찬가지로 길이가 서로 다른 복수 종류의 에어댐퍼(7)를 준비하고, 가스종류에 따른 적절한 길이의 에어댐퍼(7)를 선택하여 가스노즐(6)에 부착하더라도 좋고, 또는 제3실시형태에 있어서, 에어댐퍼(7)를 제2실시형태와 마찬가지의 2개의 부재로 구성하고, 에어댐퍼(7)의 길이를 가스종류에 따라 가변할 수 있도록 하더라도 좋다. 또한 제3실시형태에서는 가스노즐(6)의 외주에 축방향 전방으로부터 나사결합되는 가압부재로서 너트(61)를 사용하고 있지만, 내주에 암나사를 형성한 스프링 와셔(spring washer) 등으로 가압부재를 구성할 수도 있다. 또한 상기 실시형태는, 혼합관(5)에 벤투리부를 형성하지 않고, 레이디얼 벤투리 효과에 의하여 혼합관(5)의 입구부(5a)로부터 1차공기를 흡인하는 풍로버너(2)에 본 발명을 적용한 것이지만, 벤투리부를 구비하는 혼합관을 구비하는 풍로버너에도 마찬가지로 본 발명을 적용할 수 있다.

1 : 버너홀더
11 : 대좌부(노즐지지부재)
2 : 풍로버너
3 : 버너헤드
3a : 화염구
5 : 혼합관
5a : 입구부
6 : 가스노즐
6a : 노즐구멍
6c : 플랜지부
61 : 너트(가압부재)
7 : 에어댐퍼
7a : 구부림 가장자리부

Claims (4)

1. 외주부에 다수의 화염구(火焰口)를 갖는 버너헤드(burner head)와, 버너헤드의 하면 중앙부에 수직으로 설치되고 버너헤드에 연속되는 혼합관(混合管)과, 혼합관의 하단(下端)의 입구부를 향하여 연료가스를 분출하는 노즐구멍(nozzle hole)을 갖는 가스노즐(gas nozzle)을 구비하는 풍로버너(stove burner)로서, 혼합관에 흡인되는 1차공기량을 제한하는 통(筒) 모양의 에어댐퍼(air damper)를 구비하는 것에 있어서,
   에어댐퍼는 그 중심축선(中心軸線)이 노즐구멍의 축과 일치하도록 기단부(基端部)에서 가스노즐에 부착되고, 가스노즐보다 축방향 전방에 위치하는 에어댐퍼의 선단(先端)과 혼합관의 입구부 사이에 발생하는 축방향의 간극을 통하여 1차공기가 혼합관에 흡인되고,
   에어댐퍼의 축방향에 있어서 에어댐퍼의 선단과 혼합관의 입구부 사이의 간극량을 가변(可變)시켜서, 1차공기의 흡인량을 조절하고,
   상기 에어댐퍼의 기단에, 지름방향 내측으로 굴곡(屈曲)되는 구부림 가장자리부가 형성되고, 상기 가스노즐을 나사결합하는 노즐지지부재와 가스노즐의 외주에 형성된 플랜지부(flange部) 사이에 구부림 가장자리부를 삽입하고,
   상기 에어댐퍼를, 구부림 가장자리부를 형성한 하측의 제1통모양 부재와, 제1통모양 부재에 외부에서 삽입되는 상측의 제2통모양 부재에 의하여 구성하고,
   제1통모양 부재의 상단에는, 지름방향 외측으로 돌출되는 설편부(舌片部)가 구부러져서 이루어져 있고,
   제2통모양 부재(72)에는, 설편부를 하방으로부터 삽입할 수 있는 세로구멍과, 세로구멍의 둘레방향에 있어서 일방(一方)의 가장자리로부터 둘레방향 일방으로 신장되는 가로구멍이 형성되고,
   설편부를 세로구멍의 상단(上端)과 가로구멍에 선택적으로 결합할 수 있게 하고,
   제1통모양 부재의 둘레면 하부에, 에어댐퍼 내로 침입한 끓어넘친 액을 배출하도록 구멍이 형성되는 것을
   특징으로 하는 풍로버너.
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