KR20050097725A - 가스복사버너의 공기 및 가스 공급구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기공급관 및 가스공급관의 구조를 개선하여 공기와 가스가 혼합관으로 균일하게 공급되어 혼합관 내부에서 충분하고 고르게 혼합되도록 함으로써 혼합가스의 안정된 연소를 제공하기 위한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 유체유입구로 공기와 가스가 유입되어 혼합되는 혼합관과; 상기 혼합관의 유체유입구에 일측이 연결되고 공기공급팬의 토출구에 타측이 연결되어, 상기 공기공급팬을 통해 유입된 공기를 상기 혼합관으로 공급하는 공기공급관과; 상기 혼합관의 유체유입구에 일측이 연결되고 가스공급밸브가 타측에 설치되어, 상기 가스공급밸브를 통해 유입된 가스를 상기 혼합관으로 공급하는 가스공급관:을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가스복사버너의 공기 및 가스 공급구조를 제공한다.

Description

가스복사버너의 공기 및 가스 공급구조{structure for supply air and gas in gas radiation burner}

본 발명은 가스복사버너에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 혼합관으로 공기와 가스를 각각 공급하는 공기공급관과 가스공급관의 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 가스복사버너는 연료와 공기를 혼합한 혼합가스의 연소에 의한 복사체의 가열시 발생되는 복사에너지를 이용하여 피가열체를 가열 조리하는 버너이다.

이하, 종래 기술에 따른 가스복사버너를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 가스복사버너를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 공기공급관에서의 공기의 유동속도 분포를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 가스복사버너의 공기 및 가스 공급구조는 공기와 가스가 유입되어 서로 혼합되는 혼합관(5)과, 상기 혼합관(5)의 하부 끝단에 일측이 연결되고 타측에 공기공급팬(1)이 연결된 공기공급관(2)과, 상기 혼합관(5)의 하부 측면에 혼합관(5)의 축방향과 수직으로 일측이 연결되고 타측에 가스공급밸브(3)가 설치된 가스공급관(4)과, 상기 혼합관(5)으로부터 공기와 가스가 혼합된 혼합가스가 유입되어 연소되는 공간인 버너포트(6)와, 상기 버너포트(6) 상부에 형성된 안착부(6a)에 설치되어 혼합가스의 연소에 의해 적열되어 피가열체를 가열하는 버너매트(7)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 가스복사버너의 작용을 설명하면 다음과 같다.

사용자가 가스복사버너를 작동시키면, 공기공급팬(1)은 설정된 RPM으로 회전하여 공기를 공기공급관(2)을 통해 혼합관(5)에 공급하고 이와 동시에, 가스공급밸브(3)는 설정된 개구도로 개방되어 가스를 가스공급관(4)을 통해 혼합관(5)에 공급한다.

상기 혼합관(5)으로 공급된 공기와 가스는 혼합관(5)에서 혼합되어 혼합가스 상태로 버너포트(6) 내부에 유입되고, 유입된 혼합가스는 버너매트(7)를 통해 분출됨과 동시에 소정의 점화수단(미도시)에 의해서 점화되어 연소된다.

이 때, 상기 버너매트(7)는 표면연소하여 적열됨과 동시에 복사에너지를 글래스(미도시)를 통해 피가열체로 방사하여 피가열체를 가열시키게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 가스복사버너는 상기 공기공급관(2)이 혼합관(5)의 축방향으로 연결되고 상기 가스공급관(4)이 혼합관(5)의 축방향과 수직방향인 반경방향으로 연결되어 있기 때문에, 공기와 가스가 혼합관(5)으로 유입시 서로 충돌됨에 따라 유동저항이 발생하여 이에 따른 유동소음이 발생될 뿐만 아니라 혼합관(5)에서 공기와 가스가 충분히 혼합되지 않은 상태로 버너포트(6)에 제공되어 연소됨으로써 불완전연소를 초래하게 되는 문제점이 있었다.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공기공급팬(1)으로부터 유입된 공기는 공기공급관(2)의 반경방향으로 공기의 유동속도가 다른 속도편차가 일어나게 되는데, 그 이유는 공기공급팬(1)의 회전축 방향이 공기공급관(2)의 축방향과 수직을 이루기 때문에 발생되는 것이다.

즉, 상기 공기공급관(2)에서 볼때 공기공급팬(1)의 회전에 의해 공기가 최초로 유입되는 측 공기의 유속이 빠르게 된다.

따라서, 상기 혼합관(5)으로 유입되는 공기의 속도가 균일하지 못해 가스와의 혼합이 잘 되지 않아 버너포트(6)에서 불안전한 연소를 일으킬 뿐만 아니라 연소시 버너매트(7)에서 불규칙하고 편심된 화염 분포를 일으켜 피가열체로의 열효율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공기와 가스의 유동충돌을 방지하고 공기의 유동속도를 균일하게 하도록 공기공급관과 가스공급관의 구조를 개선함으로써 안정된 연소와 연소시 균일한 화염분포를 공급하도록 하여 연소효율을 향상시킬 수 있는 가스복사버너를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유체유입구로 공기와 가스가 유입되어 혼합되는 혼합관과; 상기 혼합관의 유체유입구에 일측이 연결되고 공기공급팬의 토출구에 타측이 연결되어, 상기 공기공급팬을 통해 유입된 공기를 상기 혼합관으로 공급하는 공기공급관과; 상기 혼합관의 유체유입구에 일측이 연결되고 가스공급밸브가 타측에 설치되어, 상기 가스공급밸브를 통해 유입된 가스를 상기 혼합관으로 공급하는 가스공급관:을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가스복사버너의 공기 및 가스 공급구조를 제공한다.

그리고, 상기 공기공급관 내부에는 유입된 공기가 균일한 속도분포로 유동하도록 터뷸레이터가 구비됨을 특징으로 하는 가스복사버너의 공기 및 가스 공급구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 가스복사버너를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 가스복사버너를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 2의 터뷸레이터를 나타낸 사시도이며, 도 5는 도 2의 공기공급관에서 터뷸레이터를 거친 공기의 유동속도 분포를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스복사버너의 공기 및 가스 공급구조는 공기와 가스가 유입되어 서로 혼합되는 혼합관(50)과, 상기 혼합관(50)에 일측이 연결되고 타측에 공기공급팬(10)이 연결되어 공기공급팬(10)을 통해 유입된 공기를 혼합관(50)으로 공급하는 공기공급관(20)과, 상기 혼합관(50)에 일측이 연결되고 타측에 가스공급밸브(30)가 설치되어 가스공급밸브(30)를 통해 유입된 가스를 혼합관(50)으로 공급하는 가스공급관(40)과, 상기 혼합관(50)으로부터 공기와 가스가 혼합된 혼합가스가 유입되어 연소되는 공간인 버너포트(60)와, 상기 버너포트(60) 상부에 형성된 안착부(60a)에 설치되어 혼합가스의 연소에 의해 적열되어 피가열체를 가열하는 버너매트(70)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 공기공급관(20)과 가스공급관(40)은 혼합관(50)의 축방향과 대략 유사한 방향으로 축방향을 갖도록 설치된다.

즉, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 공기공급관(20)과 가스공급관(40)은 상기 혼합관(50)의 끝단으로부터 하부 양측으로 분기된 형상으로 상기 혼합관(50)의 축선을 기준으로 서로 대칭되게 설치되어, 상기 공기공급관(20)을 통해 혼합관(50)으로 유입되는 공기와 상기 가스공급관(40)을 통해 혼합관(50)으로 유입되는 가스와의 유동저항이 최소화 된다.

그리고, 상기 공기공급관(20)의 내부에는 공기공급팬(10)에 의해 유입된 공기를 공기공급관(20) 내부 위치에 상관없이 균일한 유동속도로 변환시켜 혼합관(50)으로 공급하도록 터뷸레이터가 설치되어 있다.

즉, 상기 공기공급관(20)의 축방향을 따라 다수의 파형부를 연속되게 갖도록 꼬인 나선형판(80)이 공기공급팬(10)측 공기공급관(20) 내부에 설치되어, 공기공급팬(10)을 통해 유입된 공기가 터뷸레이터 역할을 하는 상기 나선형판(80)을 지나면서 공기공급관(20) 내부 위치에 상관없이 균일한 유동속도로 변환되어 혼합관(50)으로 유입된다.

상기와 같이 구성된 가스복사버너의 작용을 설명하면 다음과 같다.

사용자가 가스복사버너를 작동시키면, 공기공급팬(10)은 설정된 RPM으로 회전하여 공기를 공기공급관(20)을 통해 혼합관(50)에 공급하게 되는데, 상기 공기공급팬(10)에 의해 공기공급관(20)으로 유입된 공기는 도 5에 도시된 바와 같이, 나선형판(80)을 거치면서 공기공급팬(10)의 맥동 현상에 의한 유동속도의 편차가 최소화되어 균일한 유동속도로 혼합관(50)에 공급된다.

이와 동시에, 가스공급밸브(30)는 설정된 개구도로 개방되어 가스를 가스공급관(40)을 통해 혼합관(50)에 공급한다.

이 때, 상기 혼합관(50)으로 유입되는 공기와 가스는 각각 유입되는 방향이 유사하여 유동충돌이 최소화되어 혼합관(50)에서 서로 골고루 혼합되면서 유동한다.

그리고, 공기와 가스가 혼합된 혼합가스는 버너포트(60) 내부에 유입되고, 유입된 혼합가스는 버너매트(70)를 통해 분출됨과 동시에 소정의 점화수단(미도시)에 의해서 점화되어 연소된다.

이 때, 상기 버너매트(70)는 표면연소하여 적열됨과 동시에 복사에너지를 글래스(미도시)를 통해 피가열체로 방사하여 피가열체를 가열시키게 된다.

한편, 도 6은 상기 공기공급관(20)에 설치되는 터뷸레이터의 다른 형태를 도시한 사시도로서, 다수개의 구멍(90a)이 형성된 메쉬(mesh) 구조의 수평판(90)을 상기 공기공급관(20)의 축방향과 수직되게 구비하여, 공기공급팬(10)에 의해 공기공급관(20)으로 유입된 공기가 상기 수평판(90)을 지나면서 균일한 속도분포를 형성하도록 함으로써 혼합관(50)으로 공기를 고르게 공급하도록 함으로써 본 발명의 효과를 구현할 수도 있다.

이 때, 상기와 같은 메쉬 구조의 수평판(90)이 설치된 공기공급관(20)과 가스공급관(40) 역시 도 3에 도시된 형태로 설치됨은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 공기의 균일한 유동속도를 제공하고 혼합관으로 유입되는 공기와 가스의 유동저항을 최소화하여 공기와 가스가 충분히 고르게 혼합되도록 함으로써 유동소음을 저감시킴은 물론 안정된 연소와 연소시 규칙적인 화염분포를 제공하여 연소효율을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 가스복사버너를 개략적으로 나타낸 단면도

도 2는 도 1의 공기공급관에서의 공기의 유동속도 분포를 개략적으로 나타낸 단면도

도 3은 본 발명에 따른 가스복사버너를 개략적으로 나타낸 단면도

도 4는 도 2의 터뷸레이터를 나타낸 사시도

도 5는 도 2의 공기공급관에서 터뷸레이터를 거친 공기의 유동속도 분포를 개략적으로 나타낸 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10:공기공급팬 20:공기공급관

30:가스공급밸브 40:가스공급관

50:혼합관 60:버너포트

60a:안착부 70:버너매트

80:나선형판 90:수평판

90a:구멍

Claims (6)

1. 공기와 가스가 유입되어 혼합되는 혼합관과;

   상기 혼합관에 일측이 연결되고 공기공급팬에 타측이 연결되어, 상기 공기공급팬을 통해 유입된 공기를 상기 혼합관으로 공급하는 공기공급관과;

   상기 혼합관에 일측이 연결되고 가스공급밸브가 타측에 설치되어, 상기 가스공급밸브를 통해 유입된 가스를 상기 혼합관으로 공급하는 가스공급관:을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가스복사버너의 공기 및 가스 공급구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 공기공급관과 가스공급관은 상기 혼합관의 축방향과 대략 유사한 방향으로 축방향을 갖도록 구비됨을 특징으로 하는 가스복사버너의 공기 및 가스 공급구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 공기공급관과 가스공급관은 상기 혼합관의 축선을 기준으로 서로 대칭되게 구비됨을 특징으로 하는 가스복사버너의 공기 및 가스 공급구조.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 공기공급관에는 유입된 공기가 균일한 유동속도로 유동하도록 공기공급관 내부에 터뷸레이터(tubulator)가 구비됨을 특징으로 하는 가스복사버너의 공기 및 가스 공급구조.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 터뷸레이터는,

   상기 공기공급관의 축방향을 따라 다수의 파형부를 연속되게 갖도록 꼬인 나선형판임을 특징으로 하는 가스복사버너의 공기 및 가스 공급구조.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 터뷸레이터는,

   상기 공기공급관의 축방향과 수직되게 구비되며, 다수개의 구멍이 형성된 메쉬(mesh) 구조의 수평판임을 특징으로 하는 가스복사버너의 공기 및 가스 공급구조.