KR20050119114A

KR20050119114A - 가스연소 장치

Info

Publication number: KR20050119114A
Application number: KR1020057016781A
Authority: KR
Inventors: 신지 고쿠오; 가쓰노리 이와키
Original assignee: 가부시키가이샤 리테크
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2005-12-20
Also published as: US20060183067A1; TW200506279A; KR100669221B1; JPWO2004081447A1; AU2004219830A1; CN1759273A; AU2004219830B2; CA2518429A1; EP1617141A1; WO2004081447A1

Abstract

가스연소 장치(1)는, 가스공급원으로부터 공급된 가스를 연소하는 연소실(11, 13)과, 상기 연소실에서 연소한 연소가스를 배출하는 연소가스 출구(37)를 구비한 연소기(7)가 설치되어 있다. 연소가스 출구(37)에는, 상기 연소가스 출구(37)로부터 배출되는 연소가스의 배출 분포를 조정하는 배플 부재(baffle member)(41)가 설치되어 있다.

Description

가스연소 장치{GAS COMBUSTION DEVICE}

본 발명은, 특히 액화석유가스(LPG)에 의한 연소불꽃을 열원에 이용하여 연소효율이 높은 완전 연소한, 열풍 내지는 온풍을 발생하는 가스연소 장치에 관한 것이다.

종래, LPG를 열원으로 한 휴대용 헤어 드라이어나 히트 건 등의 장치에 내장되는 가스연소 장치가 알려져 있다.

예를 들면, 헤어 드라이어에 내장되는 가스연소 장치는, 연소가스(LPG 등)를 연소시키는 연소기가 헤어 드라이어의 통 모양의 케이싱 내에 설치되어 있다. 연소기는, 연소가스 공급원으로서의 가스탱크로부터 공급된 연소가스를 연소실내에서 연소하고, 연소기의 연소실에서 가열된 공기가 케이싱의 입구측에 설치된 송풍기에 의해 출구측으로 유출된다.

가스탱크로부터 연소가스로서, 예를 들면 LPG가, 연소기에 구비된 이젝터(ejector)에 공급된다. 이젝터에서는 연소에 필요한 외기가 흡인되고, 연소가스와 흡인된 공기로 이루어지는 혼합가스가 생성된 후, 연소기의 입구측의 내부에 설치된 윅(wick)(금속망)으로부터 분출된다. 윅으로 점화플러그(점화 장치)부터 불꽃이 날리고, 혼합가스에 착화된다.

착화된 연소불꽃은 연소실내에서 윅으로부터 바깥쪽으로 퍼져 가도록 연소되고, 상기 연소가스는 연소실의 전방 단부의 개방된 연소가스 출구로부터 온풍으로 되어 배출된다(일본 특개 2002-233416호 공보 참조).

그런데, 종래의 가스연소 장치에서는, 연소기로부터 발생되는 연소가스의 온도는, 중심부가 고온으로 되고, 외주부가 저온으로 되는 경향이 있다. 특히, 가스연소 장치가 헤어 드라이어 등에 사용되는 경우에는, 헤어 드라이어에 설치된 팬 등의 송풍기에 의해서 송풍되는 외기가, 연소기에 의해서 따뜻하게 된 공기의 외측을 통과하기 때문에, 중심부의 온풍온도는 더한층 높고, 외주부의 온풍온도가 낮아져 버린다고 하는 문제점이 있었다.

또한, 만일, 연소기로부터 연소가스가 다량 발생된 경우에는, 팬에 의해서 보내지는 공기와 함께 고온의 연소가스와 연소화염이 직접 연소기의 외부로 튀어나가기 쉽게 되고, 안전상의 문제도 있었다.

본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 연소기로부터 배출되는 연소가스의 온풍 온도를 균일화하며, 또한, 연소화염의 튀어나감을 억제하여, 높은 안전성을 가지는 가스연소 장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스연소 장치의 도 2의 화살표 I-I 선을 따른 단면도이다.

도 2는 도 4의 좌측에서 본 가스연소 장치의 정면도이다.

도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 배플 플레이트의 평면도이다.

도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 배플 플레이트의 측면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가스연소 장치의 측면도이다.

도 5는 도 1의 화살표 V-V 선을 따른 단면도이다.

도 6은 도 4의 우측에서 본 가스연소 장치의 배면도이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 가스연소 장치는, 가스공급원으로부터 공급된 가스를 연소하는 연소실과, 상기 연소실에서 연소한 연소가스를 배출하는 연소가스 출구와, 상기 연소가스 출구에, 상기 연소가스 출구로부터 배출되는 연소가스의 배출 분포를 조정하는 배플 부재(baffle member)를 설치한 것을 요지로 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도 1을 참조하면, 이 실시예에 따른 가스연소 장치(1)는, 연소가스로서의, 예를 들면 LPG과 공기를 혼합하여 혼합가스를 생성하기 위한 이젝터(3)와, 이젝터(3)에 의해 생성된 혼합가스에 점화하기 위한 점화 장치로서의, 예를 들면 전극(electrode)(5)과, 상기 전극(5)에 의해 점화된 혼합가스를 연소하는 연소기(7)를 구비하고 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 연소기(7)의 챔버(9)는 알루미늄(다이캐스트)의 재료로 이루어지고, 이 실시예에서는 연소기(7)의 길이방향의 좌우측면이 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 대략 원형의 통 모양의 본체이다. 챔버(9)의 내부는, 도 1에서 우측에 위치하는 1차 연소실(11)과, 1차 연소실(11)의 전방(도 1에서 좌측)에 위치하는 2차 연소실(13)로 구성되어 있다. 이젝터(3)는 1차 연소실(11)의 후방(도 1에서 우측)의 가스도입측에 장착되어 있다.

이젝터(3)는, 대략 원통 형상의 이젝터 보디(15)의 입구측(도 1의 우측)에, 연소가스로서의, 예를 들면 LPG를 저장하는 가스탱크(도시 생략) 등의 가스공급원으로부터 가스유로로서의, 예를 들면 가스공급관(17)을 통하여 공급되는 가스를 분사하는 노즐(19)이 설치되어 있다. 노즐(19)은 선단에 구경이, 예를 들면 φ60μm∼φ200μm의 핀홀의 분사구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 분사구멍은 원판형의 핀홀 디스크(도시 생략)의 대략 중앙에 형성한 오리피스이며, 분사구멍에서는 LPG가 가늘고, 음속에 가까운 스피드로 토출된다. 또, 노즐(19) 내에는 분사구멍을 폐쇄시키는 불순물이나 먼지를 제거하는 필터(도시 생략)가 내장되어 있다. 또, 필터로는, 예를 들면 10∼30μm의 구경의 핀홀을 가지는 소결금속 등이 이용된다.

또, 노즐(19)의 전방의 이젝터 보디(15)의 내부에는, 연소가스(LPG)를 1차 공기와 혼합하여 연소기(7)로 도입하기 위한 믹서(21)가 형성되어 있으며, 믹서(21)의 측벽에는 1차 공기를 흡인하기 위한 1차 공기 구멍부(23)가 관통되어 있다. 따라서, 노즐(19)로부터 연소가스(LPG)가 고속이고 토출되는 것에 의해 믹서(21) 내부가 마이너스 압력으로 되고, 1차 공기가 외부로부터 흡인된다. 이 흡인된 1차 공기가, 토출된 연소가스와 함께 혼합되면서 전방의 가스연소부로서의, 예를 들면 윅(25)으로 보내진다. 이것을 이젝터 효과라고 한다. 또, 1차 공기 구멍부(23)의 면적이 조절됨으로써, 1차 공기의 비율을 조절할 수 있다.

또, 윅(25)은 가스연소부로서, 예를 들면 50∼150 메쉬의 SUS 금속망으로 원형인 통 모양의 형상으로 되어 있다. 윅(25)은, 이젝터 보디(15)의 전방단부에, 예를 들면 용접으로 장착되어 있고, 연소기(7)의 1차 연소실(11)의 도 1에서 우측의 대략 중심부에 설치되어 있다. 또, 윅(25)의 전방단부에는 직진 억제부로서의 윅 홀더(27)가 예를 들면 용접으로 장착되어 있다.

윅 홀더(27)에 의해, 믹서(21)로부터 토출된 혼합가스는, 주로 옆쪽(도 1의 AR1의 방향)으로 가이드되고, 윅(25)의 그물코로부터 연소가스(LPG)와 공기로 이루어지는 혼합가스가 배출된다. 또, 착화 후의 화염은 청색으로 대략 원형으로 된다.

또, 전술한 전극(5)은 연소기(7)의 내부에 윅(25)의 전방 또한 측면의 근방에 설치되어 있다. 전극(5)에는 점화용 압전소자(壓電素子)(도시 생략)로부터의 고압전기가, 전선(29)에 의해 입력되고, 전극(5)의 선단으로부터 윅(25)으로 불꽃이 날린다. 불꽃이 윅(25)으로부터 나간 혼합가스에 인화되어, 혼합가스가 연소된다.

또한 도 5를 참조하면, 1차 연소실(11)의 내벽에는, 전후 방향(도 1에서의 좌우방향)에 연신된 복수의 홈부(31)가, 윅(25)을 중심으로 하여 주위의 방사방향으로 배치되어 있다. 도 5에서는 6개소의 홈부(31)가 형성되어 있다.

또한, 1차 연소실(11)의 후부벽(도 1에서 우측벽)에는, 1차 연소실(11)에, 외기(2차 공기)를 공급하는 복수의 2차 공기 구멍부(33)가 형성되어 있다. 복수의 2차 공기 구멍부(33)는 착화부 이외의 위치에서 착화 후의 혼합가스로 2차 공기가 공급되도록 배치되어 있다. 또, 착화부란, 전극(5)에서 발생한 불꽃이 도달하는 범위이고, 도 5의 점선으로 둘러싼 범위로 나타내는 바와 같이, 윅(25)의 주위에서, 또한 전극(5)측의 영역이다. 또, 이 실시예에서는, 5개의 2차 공기 구멍부(33)가 형성되어 있다.

또한, 2차 연소실(13)에 외기(3차 공기)를 공급하는 3차 공기 구멍부로서의, 예를 들면 복수의 3차 공기관로(35)가 각 홈부(31) 사이의 1차 연소실(11)의 벽내에 형성되어 있다. 또, 이 실시예에서는 합계 6개의 3차 공기관로(35)가 형성되어 있다.

또, 2차 연소실(13)의 전방단부는 개구되어 있고, 이 개구부가 2차 연소실(13)에서 연소한 연소가스를 배출하기 위한 연소가스 출구(37)를 형성하고 있다.

또, 챔버(9)의 외주측에는 열교환용 복수개의 핀(39)이 설치되어 있다. 핀(39)은 챔버(9) 내에서 혼합가스가 연소했을 때의 발생열을 방출하여 챔버(9)를 냉각하는, 즉 열교환하는 효과가 있다.

다음에, 본 발명의 실시예의 주요부를 구성하는 배플 부재에 대하여 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 배플 부재로서의, 예를 들면 배플 플레이트(41)는, 연소가스 출구(37)로부터 배출되는 연소가스의 배출 분포를 조정하기 위한 격벽이며, 연소가스 출구(37)의 전체를 덮도록, 예를 들면 챔버(9)의 단부면에 돌출된 제동자부(43)에 장착되어 있다.

배플 플레이트(41)는, 도 3a, 3b에 도시되어 있는 바와 같이, 외주형상이 대략 원형을 이루는 원판형을 이루고 있고, 제동자부(43)와 맞물리는 노치부(45)가 외주의 4개소에 형성되어 있다. 또, 배플 플레이트(41)는, 대략 중심부에 설치된 중심부 배출구멍부(47)와, 중심부 배출구멍부(47)의 주위의 가상원(51)상에 형성된 외주부 배출구멍부(49)로 구성되어 있다.

중심부 배출구멍부(47)는 2차 연소실(13) 내의 연소가스를 연소가스 출구(37)의 대략 중심부로부터 배출하도록 연소가스의 배기방향을 규제한다. 또한, 외주부 배출구멍부(49)는 연소가스를 2차 연소실(13)의 내벽면측에 가까운 부분으로부터 배출하도록 연소가스의 배기방향을 규제한다. 또, 이 실시예에서는, 중심부 배출구멍부(47)는 배플 플레이트(41)의 대략 중심부에 형성된 대략 원형의 관통구멍이며, 외주부 배출구멍부(49)는 배플 플레이트(41)의 외주 에지 근방의 가상원(51) 상을 따라 4개의 긴 구멍으로 구성되어 있다. 또, 중심부 배출구멍부(47)는 외주부 배출구멍부(49)의 크기와 비교하면 작은 것이며, 연소가스의 대부분이 외주부 배출구멍부(49)로부터 배출되는 구성으로 되어 있다.

또, 중심부 배출구멍부(47) 및 외주부 배출구멍부(49)의 형상은, 전술한 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 외주부 배출구멍부(49)가 배플 플레이트(41)의 외주에지 근방의 가상원(5l) 상을 따라 다수의 대략 원형의 관통구멍이 직렬적으로 형성되더라도, 또는 다른 형상이더라도 상관없다. 또, 중심부 배출구멍부(47)가, 보다 작게 형성된 것이라도, 또는 복수의 구멍으로 구성되더라도, 구멍형상이 다른 형상이더라도 상관없다.

상기 구성에 의해, LPG가 가스공급관(17)을 지나서 이젝터(3)의 노즐(19) 내에 공급되면, LPG는 노즐(19) 내의 필터를 통과하여 오리피스로서의 분사구멍으로부터 믹서(21)로 음속에 가까운 스피드로 분출되기 때문에, 믹서(21) 내부는 이젝터 효과에 의해서 마이너스 압력으로 되고, 연소에 필요한 1차 공기(공연비에 상응함)가 1차 공기 구멍부(23)로부터 흡인되어 믹서(21) 내로 유입된다. 유입된 1차 공기와, LPG가 혼합되어 혼합가스로 되어 전방의 윅(25)으로 분출된다.

또, 믹서(21)에서는 LPG의 증감에 비례하여 연소에 필요한 1차 공기가 자동적으로 흡인된다. 또, 1차 공기 구멍부(23)의 구경을 작게 하여 1차 공기량을 감소시킴으로써, 착화성이 양호한 혼합가스가 전방의 윅(25)으로 분사된다.

윅(25)에는 전방 단부면에 윅 홀더(27)가 설치되어 있기 때문에, 연소가스(혼합가스)는 주로 측면의 메쉬의 SUS 금속망으로부터 주위로 분출된다.

이어서, 점화용 압전소자로부터의 고압전기가, 전선(29)을 경유하여 공급되고, 연소기(7) 내의 전극(5)으로부터 불꽃이 발생되고, 윅(25)으로부터 나간 착화성이 양호한 혼합가스에 확실하게 착화된다. 이 연소불꽃의 대부분은 윅(25)의 측면으로부터 바깥쪽으로 원형상으로 퍼지게 되고, 연소불꽃의 길이는 윅(25)으로부터 수십 mm 정도에 이르고, 온풍은 1차 연소실(11)의 내부 및 내벽의 6개의 홈부(31)를 따라 전방의 2차 연소실(13)로 전달된다.

이 때, 이젝터(3)의 1차 공기 구멍부(23)는 면적을 작게 하여 1차 공기의 비율이 적기 때문에, 윅(25)으로부터 나간 혼합가스는 가스비율이 높기 때문에 착화성이 양호하다. 착화 후의 연소가스에는, 2차 공기 구멍부(23)로부터 2차 공기가 공급되기 때문에, 1차 연소실(11) 내의 가스의 연소효율이 향상되고, 연소성능이 향상된다.

또한, 연소 중의 혼합가스에 비해 충분히 온도가 낮은 외기(3차 공기)가 6개의 3차 공기관로(35)(3차 공기 구멍부)를 통과함으로써, 1차 연소실(11)의 벽부의 온도가 효율적으로 하강된다. 외부로부터 공급된 3차 공기가 1차 연소실(11)의 벽부를 식히는 한편, 이 3차 공기는, 1차 연소실(11)의 벽부와 열교환을 행하기 때문에, 3차 공기관로(35)를 통과하는 과정에서 고온에 따뜻하게 된다. 이 따뜻하게 된 3차 공기가 2차 연소실(13)에 도입된다. 이로 인하여, 2차 연소실(13)의 가스는 더 연소반응이 촉진되고, 연소성능이 향상된다. 즉, 1차 연소실(11)에서 연소를 끝낸 가스와 고온의 3차 공기가 혼합되기 때문에 연소반응하기 쉽게 되고, 완전 연소 용이하게 되는 효과가 있다. 이에 따라 연소성능이 더욱 향상된다.

또, 배플 플레이트(41)가 연소기(7)의 연소가스 출구(37)에 설치되었기 때문에, 2차 연소실(13)의 연소가스는, 중심부 배출구멍부(47) 및 외주부 배출구멍부(49)로부터 배출되기 때문에, 연소가스의 중심부와 외주부에서의 온도차가 적어진다. 즉, 연소기(7)로부터 배출되는 연소가스의 온도의 균일화가 도모된다.

이 실시예에서는, 중심부 배출구멍부(47)가, 외주부 배출구멍부(49)보다도 작게 형성되어 있기 때문에, 대부분의 연소가스가 외주부 배출구멍부(49)로부터 배출되고, 중심부 배출구멍부(47)로부터 약간의 연소가스가 배출된다. 이로 인하여, 연소가스가 배출되는 온풍 전체에 널리 퍼지기 쉽게 된다. 이 때문에, 온풍의 중심부와 외주부에서의 온도차가 적어진다.

또, 배플 플레이트(41)에 의하여, 연소가스가 연소가스 출구(37)의 외주측의 외주부 배출구멍부(49)로부터 배출되기 때문에, 1차 연소실(11)과 2차 연소실(13)에서 연소가스 및 연소화염이 다량 발생한 경우에도, 연소가스 출구(37)의 근방에서 외주의 송풍공기와 교반되기 때문에, 연소화염이 외부로 나가기 어렵게 된다. 따라서, 배플 플레이트(41)는, 연소화염의 튀어나감도 억제하기 때문에, 연소 장치의 안전성이 증대된다.

또, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 적절한 변경을 행함으로써 기타실시예로 실시할 수 있다. 이 실시예의 가스연소 장치(1)는, 헤어드라이어나, 열수축튜브의 수축작업이나 건조, 접착, 용해, 납땜 등에 사용되는 히트 건 등의 가스연소 장치, 또는 기타 기기류의 가스연소 장치로서 사용 가능하다.

상기 본 발명에 따르면, 연소기의 연소가스 출구에 배플 부재를 설치했기 때문에, 연소기로부터 배출되는 연소가스의 온도의 균일화가 가능해 지고, 연소화염의 튀어나감도 억제할 수 있다.

또, 연소가스가, 서로 크기가 상이한 중심부 배출구멍부 및 외주부 배출구멍부로부터 각각 배출되기 때문에, 연소가스의 중심부와 외주부에서의 온도차가 적어진다. 또한, 연소가스 및 연소화염이 다량 발생한 경우에도, 외주부 배출구멍부로부터의 연소가스가 연소가스 출구의 근방에서 외주의 송풍공기와 교반되기 때문에, 연소화염이 외부로 나가는 것을 방지할 수 있다.

또한, 대부분의 연소가스를 외주부 배출구멍부으로부터 배출하고, 중심부 배출구멍부로부터 약간의 연소가스를 배출하기 때문에, 연소가스가 온풍 전체에 널리 퍼지기 쉽게 되고, 온풍의 중심부와 외주부에서의 온도차가 적어진다.

Claims

가스연소 장치에 있어서,

가스공급원으로부터 공급된 가스를 연소하는 연소실,

상기 연소실에서 연소된 연소가스를 배출하는 연소가스 출구, 및

상기 연소가스 출구에 설치되고, 상기 연소가스 출구로부터 배출되는 연소가스의 배출 분포를 조정하는 배플 부재(baffle member)

를 구비한 것을 특징으로 하는 가스연소 장치.
제1항에 있어서,

상기 배플 부재는, 상기 연소실 내의 연소가스를 연소가스 출구의 대략 중심부로부터 배출하는 중심부 배출구멍부와, 상기 중심부 배출구멍부의 주위의 외주부에 배치되어 상기 연소가스를 연소실의 내벽면측으로부터 배출하는 외주부 배출구멍부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가스연소 장치.
제2항에 있어서,

상기 중심부 배출구멍부는 상기 외주부 배출구멍부보다도 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스연소 장치.