KR200159474Y1 - 석유 연소기용 기화기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 석유 연소기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기화율을 향상시킬 수 있는 석유 연소기용 기화기에 관한 것이다.

이를 위한 본 고안은 균압판(18)이 설치되어 있는 포트캡(8)이 상부에 얹혀져 있고, 연료가 분사되는 노즐(6)이 일측에 형성되어 있으며, 상기 노즐(6)의 대향면에는 연료분사 방향을 중심으로 양쪽으로 오목하게 만곡된 만곡층(40)이 형성되어 있고, 상기 만곡층(40)의 중앙부에는 노즐(6)로부터 분사되는 연료를 양분하도록 가이드 콘(41)이 돌출 형성된 기화기(4)를 구비한 것에 있어서; 상기 만곡층(40)의 상면상에 위치하고, 가이드 콘(41)을 중심으로 그 양쪽에 상기 기화기의 중심부를 향하는 면이 오목하게 만곡된 가이드 돌기(42)를 포함하여 구성된 것이다.

Description

석유 연소기용 기화기

본 고안은 석유 연소기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기화율을 향상시킬 수 있는 석유 연소기용 기화기에 관한 것이다.

일반적으로 석유 연소기는 연료인 석유 또는 등유를 기화하여 연소시킴에 따라 얻어지는 열을 이용하여 난방을 행하는 난방기기의 하나로서, 가연성연료(석유)를 공급하는 연료공급장치와, 상기 연료공급장치에서 공급된 연료를 기화하여 연소시키는 버너부와, 상기 연소장치에 외부공기를 공급하여 가연성 연료를 미립화시킴과 동시에 연소시 필요한 공기를 공급하는 공기공급장치로 크게 구성되어 있다.

이를 도 1 과 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선, 연료공급장치는 도 1에서와 같이 연소기 본체(1)의 하부에 구비되어 연료가 저장되는 연료탱크(2)와; 상기 연료탱크의 연료를 펌핑하여 연소장치로 공급해 주는 연료펌프(3)등으로 구성되어 있다.

연소기의 핵심부분인 버너부는 도 2에서와 같이 바닥면이 막혀있는 원통형의 기화기(4)와; 상기 기화기의 둘레면 내부에 매설되어 점화초기 상기 연료탱크(2)로부터 공급된 액화 가연성(可燃性) 연료를 기화시키기 위해 기화기(4)를 예열시켜주는 예열히터(5)와; 상기 기화기의 일측에 일체로 형성되어 공기공급장치(후술함)에 의해 외부의 연소용 공기를 유입하여 가연성 연료를 작은 액적상태로 미립화시킴과 동시에 연소에 필요한 공기를 공급하는 노즐(6)과; 상기 노즐의 내부 중심축상에 설치되어 가연성 연료를 기화기의 내부로 분사, 공급하는 니이들(7)과; 상기 기화기(4)의 상측 개방부에 얹혀지며, 기화기의 내부로 유입되어 미립화된 기화가스를 상부로 분출시키는 포트캡(또는 버너캡)(8)과; 상기 포트캡의 외주면에 설치되고 무수히 많은 염공(9)이 형성된 버너헤드(10)와; 상기 버너헤드의 일측에 설치되어 상기 염공(9)을 통해 분출되는 기화가스를 초기에 점화시키기 위한 점화플러그(11)와; 상기 기화기(4)의 바닥면에 연료가 증발하기에 적당한 온도대를 항상 유지하기 위해 적정온도 이하가 되면 예열히터(5)를 온시키고 적정온도 이상이 되면 예열히터(5)가 오프되도록 예열히터의 동작을 제어하는 온도센서(12)와; 상기 버너헤드(10)의 외주면에 설치되어 연소시 발생되는 열을 기화기(4)에 전달하는 포트링(13)과; 상기 포트링의 외측에 기화기(4)가 외부로 노출되므로 인해 열원을 빼앗기지 않도록 상기 기화기의 상면을 폐쇄하는 버너커버(14)와; 상기 버너헤드(10)의 상부에 설치되며, 외주면을 따라 연소열이 2차 연소되는 라디에이터(15)등으로 구성되어 있다(도 2참조).

공기공급장치는 버너부의 하부에 설치되며 외부공기를 흡입하여 버너부로 송풍해주는 송풍팬(16)과; 상기 송풍팬에 동력을 제공하는 구동모터(17)등으로 구성되어 있다.

따라서, 연소기 본체(1)에 전원이 인가되면 버너부가 작동하여 기화기(4)에 매설되어 있는 예열히터(5)가 발열하게 되므로 액체 가연성 연료가 기화될 수 있을 정도로 상기 기화기(4)를 예열시킨다.

그후, 기화기(4)의 예열이 완료되면 연소용 공기공급장치에 의해 연소용 공기가 노즐(6)을 통해 기화기(4)의 내부로 공급됨과 동시에 연료공급장치의 구동에 의해 연료펌프(3)내에 있는 액체 가연성 연료가 니이들(7)을 통해 기화기(4)의 내부로 분사됨과 동시에 노즐홀더(6a)를 통해 공급되는 연소용 공기에 의해 작은 액적상태로 미립화 된다.

이와 같이 미립화된 액적은 기화기(4)의 내벽면에 충돌하면서 얇게 퍼져 증발된다.

증발된 기화가스는 포트캡(8)의 유로(8a)를 따라 상측으로 유출되는데, 이때 상기 포트캡(8)의 하단에 설치된 균압판(18)에 의해 기화가스가 정류화되고, 포트캡(8)을 통과하면서 고온고압의 난류형 기류가 평활되고 일정한 층류(層流)형 기류로 변환되어 1차로 감속된다.

이와 같이 1차 감속된 기화가스는 원추형 버너헤드(10)의 상면에 충돌하여 유속이 2차로 감속됨과 동시에 상기 원추형의 형상에 의해 기화가스가 방사상으로 균일하게 분포되므로 버너헤드(10)의 염공(9)을 통해 외부로 분출된다.

이러한 상태에서 사용자가 동작버튼(도시는 생략함)을 눌러 버너헤드(10)의 일측에 설치된 점화플러그(11)에서 스파크를 발생시키면 분출되는 기화가스에 점화가 이루어지게 되므로 상기 기화가스의 연소에 따른 연소열에 의해 난방을 행하게 된다.

한편, 첨부된 도 2 내지 도 3에서와 같이 상기 균압판(18)은 타원형에 가까운 형상의 금속판으로 되어 있으며, 그 크기는 상기 기화기(4)의 체적에 비례하여 결정된다.

또한, 균압판(18)이 포트캡(8)에 부하로 작용하지 않토록 포트캡(8)과 균압판(18)은 적정간격을 유지하도록 결합되어 있으며, 균압판(18)의 면적은 포트캡(8)의 외경보다 크게 되어 액적이 직접 포트캡(8)으로 분출되는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기 기화기(4)의 내측 벽면 일부에는 연료분사방향을 중심으로 양쪽으로 대칭되도록 만곡된 만곡층(40)이 일체로 형성되어 있으며, 이 만곡층의 중앙부에는 기화기(4)의 중심을 향하고 노즐(6)과 대향되도록 돌출되어 있는 가이드 콘(41)이 만곡층(40)과 일체로 형성되어 있다.

따라서, 노즐(6)에서 분사된 하나의 액주가 가이드 콘(41)에 부딪침에 따라 두갈래로 양분되고, 이렇게 양분된 가느다란 액주는 상기 만곡층(40)의 내측벽에 부딪쳐 서로 반대방향으로 선회하여 미립화 됨과 동시에 만곡층(40)의 내측면은 도 3b에서와 같이 상부로 갈수록 기화기(4)의 내벽을 향해 경사져 있으므로 균압판(18)과 2차 충돌하여 미립화를 증대시키는 구조로 되어 있다.

이와 같이 구성된 종래 기화기의 문제점은 연료의 분출속도가 빨라지면 균압판(18)과 가이드콘(41)의 사이로 미증발된 연료가 포트캡(8)의 상부로 분출되어 휘염이 발생하는 원인이 되었다.

즉, 상술한 바와 같이 가이드 콘(41)에 의해 액주가 양쪽으로 균등분배되어 연료가 분사되도록 되어 있지만, 가이드 콘(41)의 상면 양쪽이 하향으로 경사진 형태이므로 가이드 콘(41)의 중심부의 양쪽 기울기를 따라 일부분의 연료와 공기가 상부로 상승하면서 분출되게 된다.

이와 같이 증발되지 못한 연료가 버너헤드(10)를 통과하게 되면 밝은 빛을 내면서 연소되는데, 이때는 유해가스인 일산화탄소(CO)가 다량 방출되는 불안정한 연소상태가 된다.

이에 따라 유해가스에 의해 사용자의 건강을 해칠뿐만 아니라 유해가스를 배출하기 위해 일정시간간격으로 환기를 시켜야 하는 사용상의 불편함이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 연료의 연소율을 증대시키기 위한 것이다.

이를 위한 본 고안은 균압판이 설치되어 있는 포트캡이 상부에 얹혀져 있고, 연료가 분사되는 노즐이 일측에 형성되어 있으며, 상기 노즐의 대향면에는 연료분사 방향을 중심으로 양쪽으로 오목하게 만곡된 만곡층이 형성되어 있고, 상기 만곡층의 중앙부에는 노즐로부터 분사되는 연료를 양분하도록 가이드 콘이 돌출 형성된 기화기를 구비한 것에 있어서; 상기 만곡층의 상면상에 위치하고, 가이드 콘을 중심으로 그 양쪽에 상기 기화기의 중심부를 향하는 면이 오목하게 만곡된 가이드 돌기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 석유 연소기용 기화기를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 석유 연소기의 일예를 도시한 일부절취 측단면도

도 2는 상기 도 1에서 버너부를 발췌한 확대 단면도

도 3는 상기 도 2에서 기화기를 발췌한 평면도

도 4는 반달형 돌기가 형성된 본 고안의 기화기를 도시한 평면도

도 5는 상기 도 4의 I-I선 단면도

도 6은 반달형 돌기를 적용함에 따른 분사가스의 진행방향도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 기화기 6 : 노즐

8 : 포트캡 18 : 균압판

40 : 만곡층 41 : 가이드 콘

42 : 가이드 돌기

이하, 첨부된 도 4 와 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 종래의 구성과 중복되는 부분은 되도록 그 설명을 생략하기로 하며, 신규한 구성을 위주로 설명하기로 한다.

하부로 막혀있고, 상부는 하단에 균압판(18)이 결합된 포트캡(8)에 의해 밀봉된 원통형의 기화기(4)는 그 일측에 연료를 하나의 액주상태로 분사하는 노즐(6)이 일체로 형성되어 있으며, 상기 노즐과 대향되는 위치의 기화기(4)내면에는 이화기의 중심부를 기준으로 양쪽으로 대칭되도록 만곡된 만곡층(40)이 일체로 형성되어 있으며, 상기 만곡층의 표면 중앙부에는 가느다랗게 돌출되고 상면 양측이 하향으로 일정각도 경사진 가이드 콘(41)이 일체로 형성되어 있다.

또한 가이드 콘(41)의 위치는 도 3b에서와 같이 만곡층(40)의 상면에 위치하며, 측단면은 상협하광(上狹下廣)형상을 이루고 있으며, 정확하게는 삼각형으로 되어 있다.

한편, 상기 가이드 콘(41)과 균압판(18)의 사이는 연소용 공기의 유동을 방해하지 않는 최소한의 간격으로 이격되어 있다.

따라서, 도 6에서와 같이 노즐(6)로부터 분사되는 액주가 기화기(4)내로 분사되면 기화기의 중앙부에 형성된 가이드 콘(41)에 의해 액주는 두 갈래로 나뉘어지고, 각각의 액주 대부분은 노즐(6)의 맞은편에 위치한 만곡층(40)의 전면을 따라 서로 반대방향으로 선회하여 미립됨과 동시에 선회되지 못한 일부 액주는 가이드 콘(41)의 양측에 만곡 형성된 가이드 돌기(42)에 1차 충돌하고, 이 가이드 돌기의 상부에 위치한 균압판(18)으로 유도되어 2차 충돌함에 따라 미립화되어 증발되는 것이다.

한편, 상기에서 노즐(6)로부터 분사되어 가이드 콘(41)에 의해 양분된 액주의 분사각은 약 30˚정도 되는데, 이를 감안하여 가이드 돌기(42)의 길이(L)는 양분된 액주가 가이드 돌기(42)의 전면에 모두 닿을 수 있는 길이로 되어야 한다..

그 이유는 분사되는 액주가 충돌되지 않고 바로 상승하는 현상을 방지하기 위한 것이다.

또한, 상기 가이드 돌기(42)의 전면곡률은 노즐(6)로부터 분사된 액주가 가이드 돌기에 부딪쳤을 때 가이드 돌기의 전면을 따라 원활하게 선회될 수 있는 곡률반경을 가져야 함은 당연하다 하겠다.

또한, 상기 도 5에서와 같이 상기 가이드 돌기(42)의 측단면 형상이 삼각형형상으로 된 이유는 액주가 가이드 돌기(42)의 전면에 부딪치고, 다시 가이드 돌기의 전면을 따라 균압판(18)으로 유도되어 균압판에 부딪칠 수 있도록 하기 위한 것이다.

이는 액주, 즉 연료의 부딪침 횟수를 되도록 많도록하여 기화율을 높이기 위한 것이다.

연소중 미증발된 연료가 화염장까지 분출되어 발생되는 휘염을 완전하게 방지해줄뿐만 아니라 기화기내에서 연료와 연소용 공기의 믹싱율을 증대시켜 원활한 연소가 이루어지도록 함으로써 연소중 발생되는 유해가스를 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 균압판이 설치되어 있는 포트캡이 상부에 얹혀져 있고,

   연료가 분사되는 노즐이 일측에 형성되어 있으며,

   상기 노즐의 대향면에는 연료분사 방향을 중심으로 양쪽으로 오목하게 만곡된 만곡층이 형성되어 있고,

   상기 만곡층의 중앙부에는 노즐로부터 분사되는 연료를 양분하도록 가이드 콘이 돌출 형성된 기화기를 구비한 것에 있어서;

   상기 만곡층의 상면상에 위치하고, 가이드 콘을 중심으로 그 양쪽에 상기 기화기의 중심부를 향하는 면이 오목하게 만곡된 가이드 돌기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 석유 연소기용 기화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   가이드 돌기의 측단면 형상이 상협하광형인 것을 특징으로 하는 석유 연소기용 기화기.
3. 제 2 항에 있어서,

   가이드 돌기의 측단면 형상이 삼각형인 것을 특징으로 하는 석유 연소기용 기화기.
4. 제 1 항에 있어서,

   가이드 돌기와 상기 균압판사이가 적정간격으로 이격된 것을 특징으로 하는 석유 연소기용 기화기.