KR102460088B1

KR102460088B1 - 연소장치

Info

Publication number: KR102460088B1
Application number: KR1020180139197A
Authority: KR
Inventors: 다카히로 오노
Original assignee: 린나이코리아 주식회사; 린나이가부시기가이샤
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2022-10-27
Also published as: US10767901B2; CN109931691A; JP2019109020A; KR20190074205A; US20190186785A1; CN109931691B; JP7032120B2

Abstract

(과제) 버너 보디(2)의 개방면을 덮는 연소판(3)을 가지는 버너(1)와, 버너 보디(2)의 개방면을 둘러싸는 보디 플랜지부(22)에 체결되는 연소 케이싱 플랜지부(41)를 가지는 연소 케이싱(4)을 구비하는 연소장치로서, 연소판 플랜지부(33)와 보디 플랜지부(22) 사이에 개재되는 부분(8a)과 연소 케이싱 플랜지부(41)와 보디 플랜지부(22) 사이에 개재되는 부분(8b)을 가지는 패킹(8)을 사이에 끼운 상태에서 보디 플랜지부(22)에 연소 케이싱 플랜지부(41)를 체결하는 것에 있어서, 연소판 플랜지부(33)의 온도를 낮춰서 패킹으로서 내열 온도가 비교적 낮은 저렴한 것을 사용할 수 있도록 한다.
(해결수단) 버너 보디(2) 내의 혼합기를 연소판(3)의 혼합기 분출부(31)로 유도하는 다수의 분포구멍이 형성된 분포판(32)을 설치한다. 분포판(32)의 외주에 패킹(8)의 내주연보다도 내측에 위치하며 연소판 플랜지부(33)의 부분에 직접 접촉하는 분포판 플랜지부(35)를 설치한다.

Description

연소장치{Combustion apparatus}

본 발명은, 내부에 혼합기가 공급되는 버너 보디와, 버너 보디의 개방면을 덮으며 혼합기 분출부를 가지는 연소판으로 이루어지는 버너와; 버너 보디의 개방면을 둘러싸는 보디 플랜지부에 체결되는 일단(一端) 외주의 연소 케이싱 플랜지부를 가지며 내부에 열교환기를 수납한 연소 케이싱;을 구비하는 연소장치에 관한 것이다.

종래에는 이러한 종류의 연소장치로서, 특허문헌 1에 의해서 "연소판의 외주에 보디 플랜지부 및 연소 케이싱 플랜지부의 내주연보다도 외측으로 돌출되되 외주연이 보디 플랜지부 및 연소 케이싱 플랜지부의 외주연보다도 내측에 위치하는 연소판 플랜지부가 설치됨과 아울러, 연소판 플랜지부와 보디 플랜지부 사이에 개재되는 부분과 연소판 플랜지부의 외주연보다도 외측에 위치하는 연소 케이싱 플랜지부와 보디 플랜지부 사이에 개재되는 부분을 가지는 패킹이 설치되고, 연소 케이싱 플랜지부가 패킹을 사이에 끼운 상태에서 보디 플랜지부에 체결된 것"이 알려져 있다. 이것에서는, 연소판 플랜지부가 연소 케이싱 플랜지부에 직접 접촉하고, 또한 버너와 열교환기 사이의 연소 케이싱의 부분에 워터재킷 등의 냉각수단이 설치되어 있다. 따라서, 냉각수단에 의한 냉열이 전달되는 연소 케이싱 플랜지부로 연소판 플랜지부를 통해서 연소판의 열을 도피시킬 수 있다.

그러나, 연소판은 연소시에 상당히 고온으로 되기 때문에, 상기한 구조에서도 연소판 플랜지부의 온도가 높아지게 된다. 그렇기 때문에, 패킹으로서 내열 온도가 높은 고가의 것을 이용하지 않을 수 없다.

특허문헌 1 : 일본국 특개2017-78542호 공보

본 발명은 이상의 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 연소판 플랜지부의 온도를 낮춰서 패킹으로서 내열 온도가 비교적 낮은 저렴한 것을 사용할 수 있도록 한 연소장치를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 내부에 혼합기가 공급되는 버너 보디와, 버너 보디의 개방면을 덮으며 혼합기 분출부를 가지는 연소판으로 이루어지는 버너와; 버너 보디의 개방면을 둘러싸는 보디 플랜지부에 체결되는 일단 외주의 연소 케이싱 플랜지부를 가지며 내부에 열교환기를 수납한 연소 케이싱;을 구비하는 연소장치로서, 연소판의 외주에 보디 플랜지부 및 연소 케이싱 플랜지부의 내주연보다도 외측으로 돌출되되 외주연이 보디 플랜지부 및 연소 케이싱 플랜지부의 외주연보다도 내측에 위치하는 연소판 플랜지부가 설치됨과 아울러, 연소판 플랜지부와 보디 플랜지부 사이에 개재되는 부분과 연소판 플랜지부의 외주연보다도 외측에 위치하는 연소 케이싱 플랜지부와 보디 플랜지부 사이에 개재되는 부분을 가지는 패킹이 설치되고, 연소 케이싱 플랜지부가 보디 플랜지부에 패킹을 사이에 끼운 상태에서 체결되는 것에 있어서, 버너 보디 내의 혼합기를 혼합기 분출부로 유도하는 다수의 분포구멍이 형성된 분포판을 구비하되, 상기 분포판의 외주에 상기 패킹의 내주연보다도 내측에 위치하며 상기 연소판 플랜지부의 부분에 직접 접촉하는 분포판 플랜지부가 설치되고, 분포판 플랜지부의 외주연에 패킹의 내주연에 대응하도록 보디 플랜지부 측으로 내측 돌기가 굴곡 형성되고, 내측 돌기의 보디 플랜지부 측에 위치하는 부분이 보디 플랜지부에 접촉하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 분포판은 버너 보디 내의 혼합기가 통과하기 때문에 혼합기에 의해서 냉각된다. 그리고, 본 발명에 의하면, 분포판 플랜지부가 연소판 플랜지부에 직접 접촉하기 때문에, 연소판 플랜지부에서 분포판으로의 열방산에 의해서 연소판 플랜지부의 온도가 내려간다. 그 결과, 패킹으로서 내열 온도가 비교적 낮은 저렴한 것을 사용할 수 있게 된다.

또, 본 발명에 있어서, 연소판은 연소판 플랜지부에 대해서 연소 케이싱 측으로 오목하게 들어간 요입부(凹入部)를 가지는 드로잉 가공된 형상으로 형성되며, 요입부의 저면에 혼합기 분출부가 설치되고, 상기 분포판도 상기 분포판 플랜지부에 대해서 연소 케이싱 측으로 오목하게 들어간 요입부를 가지는 드로잉 가공된 형상으로 형성되며, 요입부의 저면에 분포구멍이 형성되고, 분포판의 요입부가 연소판의 요입부에 내측 끼움되는 것이 바람직하다. 여기서, 혼합기 분출부의 청소를 위해서, 분포판은 착탈 가능하게 할 필요가 있다. 상기한 바와 같이, 분포판의 요입부를 연소판의 요입부에 내측 끼움하면, 연소판에 대해서 분포판을 용이하게 위치결정할 수 있으며, 메인티넌스성이 향상된다.

또, 연소판 플랜지부에 분포판 플랜지부에 형성한 구멍에 걸어맞춰지는 볼록부를 형성하여, 분포판을 위치결정할 수 있도록 하여도 좋다.

또, 본 발명에 있어서, 연소 케이싱 내에 혼합기 분출부의 일부에 면하도록 삽입되는 점화 플러그를 구비하는 경우에는, 점화 플러그를 면하게 한 혼합기 분출부의 부분에 대향하는 분포판의 부분에 형성하는 분포구멍을 다른 부분에 형성하는 분포구멍보다도 크게 하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 점화 플러그를 면하게 한 혼합기 분출부의 부분에서 즉시 혼합기가 분출되므로 점화까지의 시간을 단축할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 연소장치를 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 반대측에서 본 실시형태의 연소장치를 나타내는 사시도.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선으로 절단한 단면도.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선으로 절단한 단면도.
도 5는 도 3의 V-V선으로 절단한 단면도.
도 6은 실시형태의 연소장치의 요부를 나타내는 확대 단면도.
도 7은 실시형태의 연소장치의 분해상태(버너 보디는 생략)를 나타내는 사시도.

도 1 내지 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시형태의 연소장치는, 내부에 혼합기(연료가스와 1차 공기의 혼합가스)가 공급되는 버너 보디(2)와, 버너 보디(2)의 하향의 개방면(21)을 덮으며 혼합기 분출부(31)를 가지는 판금제의 연소판(3)으로 이루어지는 버너(1)와; 버너 보디(2)의 개방면(21)을 둘러싸는 보디 플랜지부(22)에 체결되는 상단 외주의 연소 케이싱 플랜지부(41)를 가지는 판금제의 연소 케이싱(4);을 구비하고 있다. 연소 케이싱(4)의 내부에는 급탕용의 열교환기(5)가 수납되어 있다.

버너 보디(2)의 상측으로 돌출된 돌출부의 측면에는 혼합기를 공급하는 팬(도시생략)을 접속하는 유입구(23)가 형성되어 있다. 연소판(3)은 그 중앙부에 큰 개구부를 가지고 있다. 그리고, 이 개구부에 다수의 불꽃구멍을 형성한 불꽃구멍판(31a)을 그 하면에 내열 섬유의 직포(31b)를 겹친 상태로 장착하여, 불꽃구멍판(31a) 및 직포(31b)에 의해서 혼합기 분출부(31)를 구성하고 있다. 또, 연소판(3)에는 불꽃구멍판(31a)보다도 상측에 위치시켜서, 다수의 분포구멍(32a)(도 7 참조)이 형성된 분포판(32)이 설치되어 있다. 팬으로부터 버너 보디(2) 내에 공급된 혼합기는 분포판(32)을 통해서 혼합기 분출부(31)로 유도되고, 혼합기 분출부(31)에서 분출되어 전1차 연소된다. 분포판(32)을 설치하는 이유는, 버너(1)의 소형화를 위해 버너 보디(2) 내의 혼합기 분포공간을 좁히더라도 혼합기 분출부(31)의 전역에 균등하게 혼합기가 유도되도록 하기 위해서이다. 또한, 큰 개구부를 가지지 않는 연소판에 다수의 불꽃구멍을 형성하고, 이들 불꽃구멍에 의해서 혼합기 분출부를 구성하는 것도 가능하다.

열교환기(5)는 다수의 핀(51)과 이들 핀(51)을 관통하는 복수의 흡열관(52)을 구비하는 핀 튜브형 열교환기로 구성되어 있다. 연소 케이싱(4)의 횡방향의 일측 측판(42)과 타측 측판(43)의 외측에는 인접하는 2개의 흡열관(52, 52)을 접속하는 접속상자(53)가 복수개 설치되어 있어 모든 흡열관(52)이 직렬로 접속된다. 또, 상류단의 흡열관(52)에 접속되는 접속상자(53)에는 입수구(54)가 형성되어 있다.

또, 연소 케이싱(4)에 있어서의 버너(1)와 열교환기(5) 사이의 부분에는 연소 케이싱(4)을 냉각하는 냉각수단으로서 열교환기(5)의 하류측에 접속되는 워터재킷(6)이 설치되어 있다. 이 워터재킷(6)은 연소 케이싱(4)의 후측 측판(44)에 설치되되 횡방향으로 연장되는 상하 3개의 제 1 수관(61)과, 연소 케이싱(4)의 전측 측판(45)에 설치되되 횡방향으로 연장되는 상하 3개의 제 3 수관(63)과, 연소 케이싱(4)의 횡방향의 일측 측판(42)에 설치되되 제 1 수관(61)과 제 3 수관(63)을 접속하는 전후방향으로 연장되는 상하 3개의 제 2 수관(62)과, 연소 케이싱(4)의 횡방향의 타측 측판(43)의 후방 근방 부분의 외측에 설치되되 열교환기(5)를 통과한 물을 제 1 수관(61)으로 유도하는 유입측 헤더(6in)와, 연소 케이싱(4)의 횡방향의 타측 측판(43)의 전방 근방 부분 및 상부에 설치되되 제 3 수관(63)으로부터의 물이 유입되는 유출측 헤더(6out)로 구성되며, 유출측 헤더(6out)에 급탕로를 접속하는 출탕구(64)가 형성되어 있다. 이것에 의해서 열교환기(5)를 통과한 물(온수)은 유입측 헤더(6in)에서 제 1 수관(61)과 제 2 수관(62)과 제 3 수관(63)을 통해서 유출측 헤더(6out)로 흐르고, 출탕구(64)에서 급탕로에 공급된다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 연소 케이싱(4)의 전측 측판(45)에는 이 전측 측판(45)을 관통해서 연소 케이싱(4) 내로 삽입되어 혼합기 분출부(31)의 일부에 면하는 인가전극(71a)과 접지전극(71b)으로 이루어지는 점화 플러그(71)와 플레임 로드(72)를 가지는 전극부품(7)이 장착되어 있다. 또한, 전극부품(7)에는 연소 케이싱(4) 내를 들여다 볼 수 있는 투시창(73)이 부설되어 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 연소판(3)의 외주에는 보디 플랜지부(22) 및 연소 케이싱 플랜지부(41)의 내주연보다도 외측으로 돌출되되 외주연이 보디 플랜지부(22) 및 연소 케이싱 플랜지부(41)의 외주연보다도 내측에 위치하는 연소판 플랜지부(33)가 설치되어 있다. 또, 연소판 플랜지부(33)와 보디 플랜지부(22) 사이에 개재되는 부분(8a)과, 연소판 플랜지부(33)의 외주연보다도 외측에 위치하는 연소 케이싱 플랜지부(41)와 보디 플랜지부(22) 사이에 개재되는 부분(8b)을 가지는 패킹(8)이 설치되어 있다. 그리고, 연소 케이싱 플랜지부(41)가 보디 플랜지부(22)에 패킹(8)을 사이에 끼운 상태에서 체결되도록 하고 있다.

여기서, 본 실시형태에서는 연소판 플랜지부(33)가 연소 케이싱 플랜지부(41)에 직접 접촉하게 된다. 그렇기 때문에, 워터재킷(6)에 의한 냉열이 전달되는 연소 케이싱 플랜지부(41)로 연소판(3)으로부터의 열을 도피시킬 수 있어, 연소판 플랜지부(33)의 온도가 어느 정도 내려간다. 또한, 본 실시형태에서는 분포판(32)의 외주에, 패킹(8)의 내주연보다도 내측에 위치하는 연소판 플랜지부(33)의 부분에 직접 접촉하는 분포판 플랜지부(35)를 형성하고 있다. 분포판(32)은 버너 보디(2) 내의 혼합기가 통과하기 때문에, 혼합기에 의해서 냉각된다. 그리고, 연소판 플랜지부(33)에서 이것에 직접 접촉하는 분포판 플랜지부(35)를 통한 분포판(32)으로의 열방산에 의해서 연소판 플랜지부(33)의 온도가 충분히 내려간다. 그 결과, 패킹(8)으로서 내열 온도가 비교적 낮은 저렴한 것을 이용하는 것이 가능하게 된다.

또한, 연소판(3)의 전후의 연소판 플랜지부(33)의 연소 케이싱(4) 내로 돌출되는 내측 부분의 하면에는 단열재(9)가 장착되어 있다. 이것에 의해서, 혼합기의 연소에 의해서 발생하는 연소가스로부터의 연소판 플랜지부(33)로의 입열(入熱)이 억제된다.

또, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 연소 케이싱 플랜지부(41)의 외주연에 패킹(8)의 외주연에 대향하도록 보디 플랜지부(22) 측으로 세워진 외측 돌기(81)를 굴곡 형성함과 아울러, 분포판 플랜지부(35)의 외주연에 패킹(8)의 내주연에 대향하도록 보디 플랜지부(22) 측으로 세워진 내측 돌기(82)를 굴곡 형성하고, 또한 연소판 플랜지부(33)의 외주연에 패킹(8)에 형성한 구멍(8c)에 삽입되는 돌조부(83)를 굴곡 형성하여 패킹(8)을 위치결정할 수 있도록 하고 있다. 또, 연소 케이싱 플랜지부(41)가 보디 플랜지부(22)에 체결된 상태에서는 외측 돌기(81), 내측 돌기(82) 및 돌조부(83)가 보디 플랜지부(22)에 맞닿아서 패킹(8)의 압축값이 적절하게 관리되고, 게다가 분포판 플랜지부(35)가 연소판 플랜지부(33)와 접촉상태로 유지되도록 하고 있다.

또, 연소판(3)은 연소판 플랜지부(33)에 대해서 연소 케이싱(4) 측(하측)으로 오목하게 들어간 요입부(凹入部)(34)를 가지는 드로잉 가공된 형상으로 형성되며, 요입부(34)의 저면에 혼합기 분출부(31)가 설치되어 있다. 그리고, 분포판(32)도 분포판 플랜지부(35)에 대해서 연소 케이싱(4) 측으로 오목하게 들어간 요입부(36)를 가지는 드로잉 가공된 형상으로 형성되며, 요입부(36)의 저면에 분포구멍(32a)이 형성되고, 분포판(32)의 요입부(36)가 연소판(3)의 요입부(34)에 내측 끼움되도록 하고 있다. 여기서, 혼합기 분출부(31)의 청소를 위해서, 분포판(32)은 착탈 가능하게 할 필요가 있다. 상기한 바와 같이, 분포판(32)의 요입부(36)를 연소판(3)의 요입부(34)에 내측 끼움하면, 연소판(3)에 대해서 분포판(32)을 용이하게 위치결정할 수 있으며, 메인티넌스성이 향상된다. 본 실시형태에서는, 연소판 플랜지부(33)에 분포판 플랜지부(35)에 형성한 구멍(35a)에 걸어맞춰지는 볼록부(33a)를 더 형성하여, 연소판(3)에 대한 분포판(32)의 위치결정 정밀도를 한층 더 향상시킬 수 있도록 하고 있다.

또, 도 7에 나타내는 바와 같이, 점화 플러그(71)를 면하게 한 혼합기 분출부(31)의 부분에 대향하는 분포판(32)의 부분에는, 다른 부분에 형성하는 분포구멍(32a)보다도 큰 분포구멍(32b)을 형성하고 있다. 이 분포구멍(32b)을 둘러싸는 분포구멍(32a)도 비교적 크게 하고 있다. 이것에 의하면, 점화 플러그(71)를 면하게 한 혼합기 분출부(31)의 부분에서 즉시 혼합기가 분출되므로 점화까지의 시간을 단축할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기한 실시형태에서는 연소 케이싱(4)에 급탕용의 열교환기(5)를 수납하고 있지만, 난방용 등의 급탕 이외의 용도의 열교환기를 연소 케이싱(4)에 수납하여도 좋다. 또, 상기 실시형태에서는 버너 보디(2)에 하향의 개방면(21)을 형성하고 있으나, 개방면이 상측을 향하도록 버너를 배치하는 연소장치에도 마찬가지로 본 발명을 적용할 수 있다.

1 - 버너 2 - 버너 보디
21 - 개방면 22 - 보디 플랜지부
3 - 연소판 31 - 혼합기 분출부
32 - 분포판 32a - 분포구멍
32b - 점화 플러그를 면하게 한 혼합기 분출부의 부분에 대향하는 분포판의 부분에 형성하는 분포구멍
33 - 연소판 플랜지부 33a - 볼록부
34 - 연소판의 요입부 35 - 분포판 플랜지부
35a - 구멍 36 - 분포판의 요입부
4 - 연소 케이싱 41 - 연소 케이싱 플랜지부
7 - 전극 부품 71 - 점화 플러그
8 - 패킹
8a - 연소판 플랜지부와 보디 플랜지부 사이에 개재되는 패킹 부분
8b - 연소 케이싱 플랜지부와 보디 플랜지부 사이에 개재되는 패킹 부분

Claims

내부에 혼합기가 공급되는 버너 보디와, 버너 보디의 개방면을 덮으며 혼합기 분출부를 가지는 연소판으로 이루어지는 버너와; 버너 보디의 개방면을 둘러싸는 보디 플랜지부에 체결되는 일단 외주의 연소 케이싱 플랜지부를 가지며 내부에 열교환기를 수납한 연소 케이싱;을 구비하는 연소장치로서,
연소판의 외주에 보디 플랜지부 및 연소 케이싱 플랜지부의 내주연보다도 외측으로 돌출되되 외주연이 보디 플랜지부 및 연소 케이싱 플랜지부의 외주연보다도 내측에 위치하는 연소판 플랜지부가 설치됨과 아울러, 연소판 플랜지부와 보디 플랜지부 사이에 개재되는 부분과 연소판 플랜지부의 외주연보다도 외측에 위치하는 연소 케이싱 플랜지부와 보디 플랜지부 사이에 개재되는 부분을 가지는 패킹이 설치되고, 연소 케이싱 플랜지부가 보디 플랜지부에 패킹을 사이에 끼운 상태에서 체결되는 것에 있어서,
버너 보디 내의 혼합기를 혼합기 분출부로 유도하는 다수의 분포구멍이 형성된 분포판을 구비하되, 상기 분포판의 외주에 상기 패킹의 내주연보다도 내측에 위치하며 상기 연소판 플랜지부의 부분에 직접 접촉하는 분포판 플랜지부가 설치되고,
분포판 플랜지부의 외주연에 패킹의 내주연에 대응하도록 보디 플랜지부 측으로 내측 돌기가 굴곡 형성되고, 내측 돌기의 보디 플랜지부 측에 위치하는 부분이 보디 플랜지부에 접촉하는 것을 특징으로 하는 연소장치.
청구항 1에 있어서,
상기 연소판은 상기 연소판 플랜지부에 대해서 상기 연소 케이싱 측으로 오목하게 들어간 요입부(凹入部)를 가지는 드로잉 가공된 형상으로 형성되며, 상기 요입부의 저면에 상기 혼합기 분출부가 설치되고,
상기 분포판도 상기 분포판 플랜지부에 대해서 상기 연소 케이싱 측으로 오목하게 들어간 요입부를 가지는 드로잉 가공된 형상으로 형성되며, 상기 요입부의 저면에 상기 분포구멍이 형성되고,
분포판의 요입부가 연소판의 요입부에 내측 끼움되는 것을 특징으로 하는 연소장치.
청구항 1에 있어서,
상기 연소판 플랜지부에 상기 분포판 플랜지부에 형성한 구멍에 걸어맞춰지는 볼록부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연소장치.
청구항 2에 있어서,
상기 연소판 플랜지부에 상기 분포판 플랜지부에 형성한 구멍에 걸어맞춰지는 볼록부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연소장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 연소장치로서,
상기 연소 케이싱 내에 상기 혼합기 분출부의 일부에 면하도록 삽입되는 점화 플러그를 구비하는 것에 있어서,
상기 점화 플러그를 면하게 한 혼합기 분출부의 부분에 대향하는 상기 분포판의 부분에 형성하는 분포구멍을 다른 부분에 형성하는 분포구멍보다도 크게 하는 것을 특징으로 하는 연소장치.