KR20020076103A - 화염안정기능이 내장된 Elect Rod식 Pilot Burner - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 점화플러그 역할과 화염검지 역할을 겸하는 일렉트 로드(Elect rod)에 의해 화염을 검지하며 필요로 하는 장시간동안 화염안정성을 유지하기 위한 점화용 버너인 Pilot burner에 있어서, 연료가스와 연소용Air의 혼합특성을 향상시켜 연소효율을 높이고 점화 검지용 화염이 안정적으로 유지됨으로 안정된 연소가 가능하며 Eiect Rod와 절연체 및 화염형성Tube의 보호로 정비비 절감은 물론 버너의 수명을 연장 시킬 수 있도록 하는 공업로용 주버너의 점화용 버너에 관한 것 으로서, Spark Plug 기능과 화염검지Rod 기능을 겸하는 Elect Rod(14)부;와 연료가스가 고르게 혼합되는 기능과 Elect Rod의 중심을 잡아주는 기능을 겸하는 연료가스 노즐(24)부;와 화염형성 Tube기능을 하는 혼합가스 노즐(26)부;와 연료가스 및 연소용Air 공급로 기능을 하는 본체부;로 이루어진 "화염안정기능이 내장된 Elect Rod 식 PilotBurner" 이다.

Description

화염안정기능이 내장된 Elect Rod식 Pilot Burner{omitted}
[이용 분야]
본 발명은, 공업로용 주 버너(Main Burner)의 점화용 버너인 Pilot burner에 관한 것으로써, 특히, 전기식 점화플러그(lgniton Plug)의 스파크(Spark) 불씨에 의해 점화되며 점화플러그 역할과 화염검지 역할을 겸하는 일렉트 로드(Elect rod)에 의해 화염을 검지하며 필요로 하는 장시간동안 화염안정성을 유지하기 위한 "화염안정기능이 내장된 Elect Rod 식 Pilot Burner"에 관한 것이다.
일반적으로, 공업로용 버너의 연소과정은 다음과 같다. 전기식 점화플러그에 고전압을 투입하여 Pilot Burner의 화구부위에 Spark를 발생시키는 동안 Pilot Burner에 일정한 비율로 연료가스와 연소용Air를 공급하여 Pilot Burner에 점화하며 Pilot Burner의 점화 여부는 점화 플러그 역할을 겸하는 Elect Rod에 의해 검지 된다. 즉, 화염은 탄소성분과 이온으로 이루어진 도체이므로 Elect Rod와 화염형성 튜브(Tube) 사이에 화염이 항시 존재 해야만 전원이 통하여 화염검지 역할을 하게 되고, 안정된 연소를 지속할 수 있게 된다.
주 버너 점화용 Pilot Burner에 관한 종래의 기술은 [1 도]에 도시 된 바와 같이 내관(1)으로 연료가스, 외관(2)으로 연소용Air가 유입되며 유입된 연료가스와 연소용Air는 선회기(3)에 의해 고르게 혼합되어 화염형성Tube(4) 부위로 토출 되어 화염형성Tube 내측의 Elect Rod(5)와 전극Pin(6) 사이에서 발생된 Spark불씨에 의해 Pilot Burner의 점화가 이루어지며 Elect Rod(5)에 의해 Pilot Burner의 화염을 검지하면 수 초 후에 주 버너의 연료 밸브가 열려 Pilot Burner의 불꽃으로 주 버너를 착화 연소시켜 피 가열물을 가열 하게 된다
종래 공지의 Elect Rod에 의한 화염검지식 Pilot Burner 의 문제점은 Elect Rod(5)가 Spark발생 기능과 화염검지 기능을 겸하는데 화염(7)이 Elect Rod(5)와 전극Pin(6)의 사이에 있어야만 점화된 것으로 간주 하므로 연로 또는 연소용Air의 공급압력이 순간적으로 변동되는 경우 화염이 Pilot Burner의 선단부 까지 밀려나가 화염형성튜브(4)에서 이탈 되거나, 화염이 극히 짧아져서 화염검지 범위에서 벗어나므로 화염검지를 못하므로 Pilot Burner가 소화된 것으로 간주하여 Pilot Burner와 주버너의 연료공급을 차단하여 강제소화하기 때문에 피 가열물의 가열이 불가능해진다. 또한, pilot burner의 화염이 짧은 상태로 연소가 지속되는 경우 Eelect Rod(5)의 선단부와 전극Pin(6)이 고온 산화부식 되어 짧아지거나 변형되어 Spark발생이 불가능 하므로 Pilot Burner 및 주버너의 점화 연소가 불가능해진다. 또한, Spark Plug(8)와 Elect Rod(5)를 연결해주는 연결Pin(9)이 고전압에 의해 헐거워지며 Spark Plug의 애자(10)와 자기질 보호관(11)의 접착부위 본드(12)가 약화되어 금이 간 경우 이부위로 Spark가 누설되어 Pilot Burner의 점화가 불가능 해진다. 또한, 화염이 화염형성Tube(4) 내에서 계속하여 고온으로 연소 되므로 화염형성Tube(4) 및 전극 Pin(6)이 부식되어 수명이 짧아지는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 연료가스와 연소용Air의 혼합특성을 더욱 향상시켜 연소효율을 개선하고 버너화구 부위에서의 화염길이에 관계없이 혼합가스노즐 자체에 검지용 화염이 항상 생성되도록 하여 미 점화 및 실화 원인을 제거하고, Elect Rod 구조를 개선함으로써 고온 산화부식 방지에 의한 Elect Rod 및 화일형성Tube 등의 설비수명을 연장함은 물론 안정된 점화와 연소가 가능한 "화염안정기능이 내장된 Elect Rod식 Pilot Burner"를 제공함에 그 주요 목적이 있다.
1도는 종래의 Pilot Burner의 구성 및 작용을 설명하기 위한 조립 사시도.
2도는 본 발명의 구성 및 작용을 설명하기 위한 조립 사시도.
A: 구성 및 작용을 설명하기 위한 정면 사시도.
B. 혼합가스 노즐부 및 화염생성 Hole을 설명하기 위한 측면 사시도.
C: 화염생성 Hole 부위에서의 와류생성을 설명하기 위한 상세 사시도.
♠도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ♠
14 : Elect Rod 16 : 절연체 20 : 조절고정 나사
24 : 연료가스 26 : 혼합가스 노즐 29 : Spark발생 Hole
31 : 절연체 지지 Hole 32 : 화염생성 Hole 34 : 혼합가스의 와류
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 크게, Spark Plug 기능과 화염검지Rod 기능을 겸하는 Elect Rod부;와 연료가스가 고르게 혼합되는 기능과 Elect Rod의 중심을 잡아주는 기능을 겸하는 연료가스 노즐부;와 화염형성 Tube기능을 하는 혼합가스 노즐부;와 연료가스 및 연소용Air 공급로 기능을 하는 본체부;로 이루어진다.
이하 본 발명을 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
[2 도]에 도시 된 바와 같이 Spark Plug 기능과 화염검지Rod 기능을 겸하는 elect rod부;는 연료가스관의 말단부(13)에 나사식으로 고정되며 Elect Rod의 선단부 에서 말단부 까지 이음매가 없는 일체형 Elect Rod(14) + Elect Rod의 돌기부(15) + 선단부 에서 말단부 까지 이음매가 없는 일체형 절연체(16) + 절연체의 돌기부(17) + 나사식Plug(18) + 패킹(19) + 조절고정나사(20) + 전원연결 Cap(21)로 이루어져있다.
연료가스가 고르게 혼합되는 기능과 Elect Rod의 중성을 잡아주는 기능을 겸하는 연료가스 노즐부;는 연료가스 관(22) 내측의 일정한 부위에 설치되며 연료가스 노즐부의 몸체는 원주방향을 따라 일정한 각도를 가진 다수개의 연료가스 진행Hole(23)이 가공된 연료노즐(24)로 이루어져있다.
화염형성 Tube기능을 하는 혼합가스 노즐부;는 연소용Air Tube(25)의 선단부에 결합되며 혼합가스 노즐(26)부의 몸체는 혼합가스와 화염이 진행하도록 원주방향을 따라 일정한 간격으로 관통된 다수개의 혼합가스 진행Hole(27) + 몸체 중심부에는 Elect Rod의 선단부(28)와 원주방향으로 일정한 틈새를 유지하도록 관통된Spark 발생hole(29) + Spark 발생Hole의 내측과 절연체(16)의 선단부(30)가 맞닿는 중심부분에 원주방향으로 일정한 깊이로, 절연체선단부(30)의 외측과 밀접하게 끼워지는 지름으로 가공된 절연체 지지Hole(31) + Spark 발생Hole(29)과 절연체 지지Hole(31)에 접하여 원주방향으로 일정한 간격으로 관통된 화염생성 Hole(32)로 이루어져있다.
연료가스와 연소용Air 공급로 역할을 하는 본체부;는 맨 외측에 연소용Air 공급통로인 Air Tube(25) + Air Tube 내측에 연료가스관(22) + 연료가스관 선단부 와 Air Tube선단부 사이에 형성시킨 연료가스와 연소용Air 혼합공간(33)으로 구성된다.
[발명의 작용]
이하 본 발명을, 첨부된 도면을 참조하여 작용에 관하여 설명하면 다음과 같다.
[2 도]의 A와 B에 도시 된 바와 같이 Elect rod(14) 및 절연체(16)는 선단부에서 말단부까지 이음새나 접착부위가 없는 일체형으로 되어있어 Spark발생Hole(29) 이외에서는 Spark가 누설되지 않는 작용을 하게 되며 절연체(16)로 감싸여진 Elect Rod(14)에 높은 전압이 공급되면 Elcct Rod의 선단부(28)와 혼합가스노즐(26) 중심부의 Spark발생Hole(29) 사이의 틈새에서 Pilot Burner의 초기점화에 필요한 일정한 시간동안 Spark가 발생하게 되며 점화 후에는 화염검지 작용을 하게 된다. 또한, 연료가스는 Elect Rod(14)를 감싸는 절연체(16)의 외부와 연료가스관(22)의 내측사이에 설치한 연료노즐(24)의 연료가스진행 hole(23)을 통과한 후 연료가스관(22) 선단부와 Air Tube(25) 선단부 사이에 형성된 혼합통로(33)로 진행하게 된다. 그리고 연소공기인 Air는 연료가스관(22)의 외부와 Air튜브(25)의 내측 사이에 형성된 Air통로를 통과하여 혼합통로(33)에서 연료가스와 연소용Air가 만나 혼합되며, 이때 연료가스 진행hole(23)에서 생성된 연료가스의 회오리 현상에 의해 연료가스와 연소용Air는 연소에 적합한 상태로 혼합이 이루어 지고 혼합가스는 화염생성hole(32)과 혼합가스 진행hole(27)을 통하여 진행하게 되며 화염생성hole(32)에서는 혼합가스의 흐름이 베르누이 정리에 따라 [2 도]의 C에 도시 된 바와 같이 절연체의 선단부(30)의 외경과 화염생성hole(32) 사이의 좁은 틈새(33) 부위에서는 혼합가스가 빠른유속으로 흐르다가 Elect Rod 선단부(28)의 외경과 화염생성Hole(32) 사이의 넓은틈새(34) 에서는 유속이 느려지면서 와류(35)가 생성되어 흐르게 되며 Elect Rod선단부(28)에서 발생된 Spark 불씨에 의해 초기점화가 이루어지고 점화된 화염은 와류 현상에 의해 연료 또는 연소용Air의 공급압력이 순간적으로 변동되는 악조건에서도 버너의 선단부 즉, 화염검지부위 인 Elect Rod의 선단부(28)와 혼합가스노즐 중심부의 Spark발생 Hole(29) 사이의 틈새(36)에서 이탈되지 않고 계속하여 머물며 연소가 이루어지고 화염검지부위에서는 계속하여 화염을 검지할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 의하면, 연료가스와 연소용Air의 혼합특성을 향상시켜 연소효율을 높이고 점화검지용 화염이 안정적으로 유지됨으로 안정된 연소가 가능하며 Elect Rod와 절연체 및 화염형성Tube의 보호로 정비비 절감은 물론 버너의 수명을 연장 시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 외부로부터 연료가스 및 연소용AIR가 유입되어 혼합되어진 혼합가스가 Elect Rod(14)의 Spark에 의해 점화되어 연소가 이루어지며 Elect rod에 의해 정상적인 점화여부를 검지하도록 되어진 통상의 점화용 버너에 있어서 Spark Plug기능과 화염검지 기능을 겸하는 Elect Rod(14)와 연료가스를 고르게 혼합 시켜주는 기능과 Elect Rod 절연체의 중심을 잡아 주는 기능을 겸하는 연료가스노즐(24)과 화염형성Tube 기능을 하는 혼합가스 노즐(26)로 이루어짐을 특징으로 하는 "화염안정기능이 내장된 Elect Rod식 Pilot Burner".
  2. 제 1항에 있어서 Elect Rod(14)에 이음새가 없는 일체형으로 되 있으며, Elect Rod는 절연체(16)의 돌기부(17)와 전원연결Cap(21)의 조임기능에 의해 절연체에 결합되며, 절연체(16)는 이음새가 없는 일체형으로 되있으며, 패킹(19)과 조절고정나사(20)의 조임기능에 의해 나사식 Plug(18)에 결합되며, 나사식 Plug는 연료가스관의 말단부에 결합됨을 특징으로 하는 "화염안정기능이 내장된 Elect Rod식 Pilot Burner"
  3. 제 1항에 있어서 연료가스 노즐(24)은 원주방향을 따라 일정한 각도를 가진 채 관통된 다수개의 연료가스 진행Hole(23)이 가공되어 있으며 연료가스 노즐은 고정나사(37)에 의해 elect rod의 절연체(16)에 결합되어 연료가스의 흐름에 회오리를 일으킴을 특징으로 하는 "화염안정기능이 내장된 Elect Rod식 Pilot Burner"
  4. 제 1항에 있어서 혼합가스 노즐(26)의 몸체에는 원주방향을 따라 일정한 간격으로 관통된 다수개의 혼합가스 진행Hole(27)과 혼합가스 노즐 몸체의 중심부에는 절연체 지지Hole(31)과, 절연체 선단부(30)가 밀접하게 끼워지는 절연체 지지Hole(31)과 Spark발생Hole(29)에 접하여 원주방향을 따라 일정한 간격으로 관통된 화염생성 Hole(32)로 구성되며, 화염생성 Hole에서는 절연체 선단부(30)와 화염생성 Hole(32) 사이에는 좁은틈새(33)를 형성시켜 혼합가스의 빠른 흐름을 유도한 후, Elect Rod선단부(28)와 화염생성Hole(32) 사이에는 넓은틈새(34)를 형성시켜 혼합가스의 느린 흐름을 유도하며, 혼합가스 노즐의 몸체는 Air Tube(25)의 선단부에 결합됨을 특징으로 "화염안정기능이 내장된 Elect Rod식 Pilot Burner"
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