KR20110008205U - 세라믹 헤드를 갖는 버너장치 - Google Patents

Abstract

세라믹 헤드를 갖는 버너장치가 개시된다. 본 고안의 세라믹 헤드를 갖는 버너장치는, 세라믹을 가열함에 따라 발생되는 복사열로 조리용기나 음식물을 가열하도록 된 간접가열 방식의 세라믹 헤드를 갖는 버너장치로서,
상부가 개구된 가스/공기 혼합실을 구비한 혼합관; 상기 가스/공기 혼합실과 일단이 연통되도록 상기 혼합관의 일측 벽에 결합되는 가스주입관; 상기 혼합관의 상부측에 배치되는 다공질의 세라믹헤드; 및 상기 세라믹헤드의 일측 가장자리에서 상면 중앙부 측으로 연장 설치되는 점화전극선과, 상기 점화전극선과 근접하게 설치되어 상기 세라믹헤드를 통과한 가스를 점화시키기 위한 점화플러그로 이루어진 자동점화장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

세라믹 헤드를 갖는 버너장치{BURNER DEVICE HAVING CERAMICS HEAD}

본 고안은 세라믹 헤드를 갖는 버너장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 안정성이 향상되고 제작이 용이한 세라믹 헤드를 갖는 버너장치에 관한 것이다.

일반적으로 세라믹 헤드를 갖는 버너장치는 가스를 연소시켜 세라믹을 가열하도록 된 것이다. 가스를 연소시켜 세라믹을 900℃ 정도로 가열할 경우에 세라믹은 붉게 가열되며 적외선 복사가 발생하게 되고, 이 적외선복사로 음식물 또는 조리용기를 가열하게 되는 것이다.

이와 같이 세라믹 헤드를 갖는 버너장치는 일반 버너장치와 가열원리가 다른 것이다.

즉, 일반 연소형 버너장치는 가스를 직접 연소시켜 그 열로 음식물이나 조리용기를 가열하도록 되어 있기 때문에 중간 에너지 전환절차를 거치지 않게 되므로, 불꽃이 크면 클수록 가열이 빠르다.

반면에 세라믹 헤드를 갖는 버너장치는 간접적인 가열방식으로, 불꽃이 발생하지 않기 때문에 바람과 비의 영향을 많이 받지 않는다. 또한, 불꽃이 발생하지 않기 때문에 고안전성과 고효율을 제공되며, 직접 연소식에 비하여 대략 30%의 에너지 절약효과를 얻을 수 있다. 그리고, 불꽃이 발생하지 않기 때문에 조리용기의 그을림 발생이 없고, 가스냉매를 발생시키지 않는 것이다. 이와 같이 세라믹 헤드를 갖는 복사열 간접 가열방식의 버너장치는 실용성이 매우 높은 취사도구인 것이다.

그러나, 이와 같은 종래기술에 의한 세라믹 헤드를 갖는 복사열 간접 가열방식의 버너장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 종래기술에 의한 버너장치는 2구의 가스도관을 사용하여 혼합관과 점화부 2곳에 가스를 주입하도록 구성되어 있었기 때문에 혼합관의 가공공정이 늘어나고, 가공이 곤란하며, 원가가 상승되는 문제점이 있었다. 또한, 가스의 소비량이 비교적 높고, 사용과정 중 점화불량 문제를 빈번하게 발생시키는 문제점이 있었다.

본 고안의 기술적 과제는, 종래기술에 의한 세라믹 버너장치의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 점화가 용이하게 이루어질 수 있고, 가스의 공급구조가 단순하며, 공기의 혼합비율이 양호하여 일산화탄소 및 이산화탄소의 농도를 낮출 수 있는 수단을 제공하는 것이다.

본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제는, 본 고안에 따라, 세라믹을 가열함에 따라 발생되는 복사열로 조리용기나 음식물을 가열하도록 된 간접가열 방식의 세라믹 헤드를 갖는 버너장치로서,

상부가 개구된 가스/공기 혼합실을 구비한 혼합관;

상기 가스/공기 혼합실과 일단이 연통되도록 상기 혼합관의 일측 벽에 결합되는 가스주입관;

상기 혼합관의 상부측에 배치되는 다공질의 세라믹헤드; 및

상기 세라믹헤드의 일측 가장자리에서 상면 중앙부 측으로 연장 설치되는 점화전극선과, 상기 점화전극선과 근접하게 설치되어 상기 세라믹헤드를 통과한 가스를 점화시키기 위한 점화플러그로 이루어진 자동점화장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세라믹 헤드를 갖는 버너장치에 의해 달성된다.

상기 세라믹헤드는,

내측 세라믹 고정링과 외측 세라믹 고정링에 의해 상기 혼합관에 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 점화전극선은,

니켈-크롬 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 가스 주입관과 상기 가스/공기 혼합실의 연결 영역에는 상기 가스 주입관으로부터 공급되는 가스가 상기 가스/공기 혼합실의 내부에서 나선형으로 이동되면서 공기와 혼합되도록 공기유도통로를 형성하기 위한 가스유도 브라켓이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 가스유도 브라켓은,

상기 가스/공기 혼합실의 바닥에 고정되는 가스유도 브라켓 고정부; 및

상기 가스/공기 혼합실의 일부 영역을 상,하부로 구분하면서 공기유도통로를 형성하도록 상기 유도판 고정부로부터 수직으로 절곡 연장된 후 상기 가스/공기 혼합실의 내벽에 밀착되도록 수평으로 절곡 연장되어 형성되는 유도판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 혼합관의 중앙에는 공기통로가 수직방향으로 관통 형성된 기둥이 구비되고,

상기 세라믹 헤드의 중앙에는 상기 공기통로와 대응되는 공기구멍이 형성되어,

상기 세라믹 헤드에서 가스 연소시 상기 혼합관 하부의 공기가 상기 세라믹헤드로 공급되도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 공기통로는 상부측 직경보다 하부측 직경이 더 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 가스 주입관은 상기 혼합관에 근접할수록 직경이 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면, 단일 가스/공기 혼합실이 구비되고, 단일의 가스 주입통로가 구비되므로 구조가 단순하고, 점화전극선이 다공질의 세라믹헤드의 상면에 배치되므로 점화가 용이하게 이루어질 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다. 또한, 공기유도통로에 의해 공기와 가스의 혼합비율이 향상되어 일산화탄소나 이산화탄소의 발생량을 현저하게 낮출 수 있으며, 특히 중앙에 형성된 공기통로에 의해 공기가 충분히 공급되므로 완전연소가 이루어질 수 있는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 세라믹 헤드를 갖는 버너장치를 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 버너장치를 도시한 분해 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 버너장치의 단면도.
도 4는 도 2에 도시된 혼합관에서의 가스/공기 흐름을 표현한 개략적 평면도.
도 5는 도 2에 도시된 혼합관에서의 가스/공기 흐름을 표현한 개략적 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 고안을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 고안의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 세라믹 헤드를 갖는 버너장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 버너장치를 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 버너장치의 단면도이다. 그리고, 도 4, 5는 도 2에 도시된 혼합관에서의 가스/공기 흐름을 표현한 개략적 평면도 및 사시도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 세라믹 헤드를 갖는 버너장치는 세라믹을 가열함에 따라 발생되는 복사열로 조리용기나 음식물을 가열하도록 된 간접가열 방식의버너장치이다.

이러한 버너장치는 상부가 개구된 가스/공기 혼합실(11)을 구비한 혼합관(10)과, 가스/공기 혼합실(11)과 일단이 연통되도록 혼합관(10)의 일측 벽에 결합되는 가스주입관(12)과, 혼합관(10)의 상부측에 배치되는 다공질의 세라믹헤드(3)와, 세라믹헤드(3)의 일측 가장자리에서 상면 중앙부 측으로 연장 설치되는 점화전극선(6) 및 점화전극선(6)과 근접하게 설치되어 세라믹헤드(3)를 통과한 가스를 점화시키기 위한 점화플러그(5)로 이루어진 자동점화장치로 구성된다.

이를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

혼합관(10)은 도 1 및 도 2 그리고 도 3에 도시된 바와 같이 상부가 개구된 원통형의 형상을 갖는다. 그리고, 중앙에는 수직방향으로 기둥(13)이 돌출 형성되고, 이 기둥(13)의 내부에는 공기통로(14)가 관통 형성된다. 따라서, 기둥(13)와 내벽 사이에 가스/공기 혼합실(11)이 형성되는 것이다. 이러한 혼합관(10)은 금속으로 이루어진다. 이때, 공기통로(14)는 상부 내경보다 하부 내경이 더 크게 형성된다. 이는 하부측의 공기가 굴뚝 현상에 의해 용이하고 신속하게 상부로 이동하도록 하기 위한 것이다.

한편, 혼합관(10)의 일측 벽에는 가스 주입관(12)의 일단이 관통 결합된다. 따라서, 가스 주입관(12)을 통하여 공급되는 가스와 공기는 가스/공기 혼합실(11)로 유입된다. 이 가스 주입관(12)은 일단에서 혼합관(10) 측으로 갈수록 작은 직경으로 형성된다. 이는 공급되는 가스와 공기의 유속이 증가되고 압력이 낮아지는 음압현상으로 흡인력이 발생하여 가스와 공기의 흐름을 원활하게 하기 위한 것이다.

그리고, 세라믹헤드(3)는 가스와 공기가 혼합된 가스가 통과되도록 벌집구조(honeycomb structure)로 형성되고, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 중앙에는 공기구멍이 관통 형성되고 일정한 두께를 갖는 도넛 형상을 갖는다. 이러한 세라믹헤드(3)는 혼합관(10)의 상부 측에 설치된다. 이때, 공기구멍에 공기통로(14)의 상부가 끼워지고, 세라믹헤드(3)의 외주면은 가스/공기 혼합실(11)의 상부에 끼워지는 상태가 된다. 이러한 상태에서 내측 세라믹 고정링(1)과 외측 세라믹 고정링(2)에 의해 혼합관(10)에 틈이 없이 견고하게 결합되는 것이다.

이때, 세라믹헤드(3)는 그 중간부가 기둥(13)에 지지되어 고정되므로 하부로 흘러 내려가지 않게 된다.

자동점화장치의 점화전극선(6)은 니켈-크롬합금으로 이루어지는 것으로, 점화플러그(5)와 더불어 가스를 점화시키기 위한 구성요소이다. 이 점화전극선(6)은 일단은 혼합관(10)에 결합되고, 타단은 세라믹헤드(3)의 일측 가장자리에서 상면 중앙부 측으로 절곡되어 설치된다. 즉, 점화전극선(6)의 타단부가 세라믹헤드(3)의 가스분출공들에 위치하도록 세라믹헤드(3)의 상면 중앙부 측으로 연장되게 절곡되어 설치되는 것이다. 이때, 점화전극선(6)은 "∩"형상으로 굴곡지게 성형된 상태로 설치되며, 세라믹헤드(3)의 상면에 밀착된 상태로 설치된다. 이는 점화플러그(5)의 전극과의 간격조절 용이 및 스파크 발생이 용이하게 이루어지도록 하기 위한 것이며, 이로 인하여 가스의 점화가 용이하게 이루어지도록 하기 위한 것이다.

그리고, 점화플러그(5)는 일측은 스위치핸들 측에 설치되어 있고, 전극이 점화전극선(6)과 소정의 간격을 유지하도록 설치된다. 이 점화플러그(5)는 공지된 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 가스 주입관(12)과 가스/공기 혼합실(11)의 연결 영역에는 가스 주입관(12)으로부터 공급되는 가스가 가스/공기 혼합실(11)의 내부에서 공기통로(14)를 중심으로 나선형으로 이동되면서 공기와 혼합되도록 공기유도통로(16)를 형성하기 위한 유도판(15)을 갖는 가스유도 브라켓(4)이 구비된다.

이 가스유도 브라켓(4)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 가스 주입관(12)과 가스/공기 혼합실(11) 연결 영역의 가스/공기 혼합실(11)의 바닥에 고정되는 가스유도 브라켓 고정부(9)와, 가스/공기 혼합실(11)의 일부 영역을 상,하부로 구분하면서 가스와 공기를 일방향으로만 유도하기 위한 공기유도통로(16)를 형성하도록 유도판 고정부(9)로부터 수직으로 절곡 연장된 후 가스/공기 혼합실(11)의 내벽에 밀착되도록 수평으로 절곡 연장되어 형성되는 유도판(15)으로 구성된다. 이때, 유도판(15)의 일측면은 가스/공기 혼합실(11)의 내벽에 밀착되도록 곡면으로 형성되는 것이 바람직하며, 유도판(15)의 수평 영역 높이는 가스 주입관(12)의 출구와 같거나 약간 높게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 유도판(15)의 수평 영역과 세라믹헤드(3)의 저면 사이에 공간이 형성되어 공기유도통로(16)에 의해 나선형으로 이동되는 공기와 가스가 혼합된 상태로 세라믹헤드(3)로 공급되도록 하기 위한 것이다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 가스와 공기는 가스 주입관(12)을 통하여 혼합관(10) 측으로 공급된다.

이때, 혼합관(10)측에 근접한 가스 주입관(12)의 일부 영역 직경이 작기 때문에 가스 주입관(12)을 통과하는 가스와 공기의 흐름은 빨라지고 압력은 낮아지는 음압현상으로 흡인력이 발생하여 가스와 공기의 흐름이 원활하게 된다.

이러한 과정으로 혼합관(10)으로 공급된 가스와 공기는 가스유도 브라켓(4)의 유도판(15)에 안내되어 공기유도통로(16)를 따라 기둥(13)를 중심으로 나선형으로 이동하면서 서로 혼합된다. 즉, 가스 주입관(12)에 의해 혼합관(10)으로 유입된 가스와 공기는 유도판(15)에 의해 형성된 공기유도통로(16)에 의해 일방향으로만 이동하여 나선형으로 회전하면서 상부의 세라믹헤드(3)로 공급되는 구조인 것이다.

이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

가스 주입관(12)을 통해 공급된 가스는 유도판(15)에 의해 형성된 공기유도통로(16)를 따라서 혼합관(10)에 유입된다.

이때, 공기유도통로(16)는 좁은 면적의 가스 주입관(12)과 연결되어 있어서 전체적으로 볼 때 좁은 면적에서 넓은 면적으로 확장되는 구조를 갖는 것이다.

그리고, 가스 주입관(12)을 통하여 공기유도통로(16)로 유입되는 가스와 공기는 가스 주입관(12)과 공기유도통로(16)의 경계영역이 좁게 형성되어 있으므로 유속이 증가되고 압력이 낮아지는 음압현상으로 흡인력이 발생하여 그 흐름이 원할하게 된다. 그러나, 유속이 빠른 상태로 공기유도통로(16)로 유입되는 가스와 공기는 공기유도통로(16)가 가스 주입관(12)에 비하여 확장되는 구조를 갖기 때문에 유속이 상대적으로 느려지게 되고, 이로 인하여 기체의 유량이 불변한 조건에서 고압분출을 일으켜 기류의 강도와 안정도를 높이는 가스유도효과를 얻을 수 있다.

다시 설명하면, 가스와 공기는 가스 주입관(12)과 공기유도통로(16)가 형성하는 유로가 입구쪽은 좁고 내측은 넓은 형태로 구성되어 있기 때문에 입구쪽에서 공급된 가스와 공기의 유속은 내측으로 이동함에 따라 느려지고 압력은 높아지는 것이고, 따라서 공기유도통로(16)를 지나 가스/공기 혼합실(11) 내부로 유입되는 공기와 가스의 압력이 높아져 고압분출을 일으키게 되는 것이다. 즉, 공기유도통로(16)가 끝나는 지점에서 가스의 압력이 높아져 고압분출이 일어나는 것이다. 그리고, 이와 같은 가스와 공기의 고압분출로 인하여 혼합관(10) 내부에서 공기유도통로(16)에 의해 나선형으로 공급되는 가스와 공기의 기류 강도와 안정도가 높아지게 되는 것이다.

이와 같은 과정으로, 가스 주입관(12)을 통하여 혼합관(10)으로 유입된 가스와 공기는 유도판(15)에 의해 형성된 공기유도통로(16)을 통과하면서 유속이 안정되며, 공기유도통로(16)에 의해 일방향으로 이동하면서 나선형으로 회전하게 되므로 가스와 공기의 혼합이 신속하면서도 용이하고 완전하게 이루어진다.

이어서, 혼합관(10) 내부에서 소용돌이치면서 공기와 혼합된 혼합가스가 세라믹헤드(3)로 공급되면, 혼합가스는 벌집구조의 세라믹헤드(3)를 통과하게 된다.

이러한 상태에서 점화플러그(5)에 전원이 공급되면 점화플러그(5)의 전극와 점화전극선(6) 사이에서 스파크가 발생되고, 이 스파크는 세라믹헤드(3)를 통과한 혼합가스를 점화시키게 된다. 이때, 점화전극선(6)이 세라믹헤드(3)의 상면에 배치되어 있기 때문에 혼합가스가 직접 점화전극선(6)과 점화플러그(5)의 전극 사이로 공급된 상태에서 스파크가 발생되므로 점화가 빠르게 이루어지고, 점화전극선(6)이 'U' 형상으로 형성되므로 점화 성공율도 높게 된다.

한편, 세라믹헤드(3)로 공급된 혼합가스가 점화장치에 의해 점화된 상태에서 세라믹헤드(3)는 붉어지며 적외선을 복사하여 간접적으로 조리용기 또는 음식물을 가열하게 된다.

그리고, 혼합가스가 연소될 때, 혼합관(10)의 하부에 위치하던 공기는 기둥(13)의 공기통로(14)를 따라 상부로 이동하게 된다. 이때, 공기통로(14)의 내경은 상부가 하부보다 작게 형성되어 있기 때문에 공기는 공기통로(14)의 굴뚝(연통) 현상에 따라 세라믹헤드(3)의 상부로 이동하게 된다. 따라서, 세라믹헤드(3)의 상부로 가스의 연소에 필요한 공기가 충분히 공급되므로 완전연소가 이루어져 불완전 연소로 인한 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO₂)의 발생을 최소화시킬 수 있게 된다.

앞에서, 본 고안의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 고안은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 고안의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 고안의 실용신안등록청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 내측 세라믹 고정링 2 : 외측 세라믹 고정링
3 : 세라믹헤드 4 : 가스유도 브라켓
5 : 점화 플러그
6 : 점화전극선 9 : 가스유도 브라켓고정부
10 : 혼합관 11 : 가스/공기 혼합실
12 : 가스 주입관 13 : 기둥
14 : 공기통로 15 : 유도판
16 : 공기유도통로

Claims (8)

1. 세라믹을 가열함에 따라 발생되는 복사열로 조리용기나 음식물을 가열하도록 된 간접가열 방식의 세라믹 헤드를 갖는 버너장치로서,
   상부가 개구된 가스/공기 혼합실을 구비한 혼합관;
   상기 가스/공기 혼합실과 일단이 연통되도록 상기 혼합관의 일측 벽에 결합되는 가스주입관;
   상기 혼합관의 상부측에 배치되는 다공질의 세라믹헤드; 및
   상기 세라믹헤드의 일측 가장자리에서 상면 중앙부 측으로 연장 설치되는 점화전극선과, 상기 점화전극선과 근접하게 설치되어 상기 세라믹헤드를 통과한 가스를 점화시키기 위한 점화플러그로 이루어진 자동점화장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세라믹 헤드를 갖는 버너장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 세라믹헤드는,
   내측 세라믹 고정링과 외측 세라믹 고정링에 의해 상기 혼합관에 결합되는 것을 특징으로 하는 세라믹 헤드를 갖는 버너장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 점화전극선은,
   니켈-크롬 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세라믹 헤드를 갖는 버너장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 가스 주입관과 상기 가스/공기 혼합실의 연결 영역에는 상기 가스 주입관으로부터 공급되는 가스가 상기 가스/공기 혼합실의 내부에서 나선형으로 이동되면서 공기와 혼합되도록 일방향으로 공기유도통로를 형성하기 위한 가스유도 브라켓이 구비되는 것을 특징으로 하는 세라믹 헤드를 갖는 버너장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 가스유도 브라켓은,
   상기 가스/공기 혼합실의 바닥에 고정되는 가스유도 브라켓 고정부; 및
   상기 가스/공기 혼합실의 일부 영역을 상,하부로 구분하면서 공기유도통로를 형성하도록 상기 유도판 고정부로부터 수직으로 절곡 연장된 후 상기 가스/공기 혼합실의 내벽에 밀착되도록 수평으로 절곡 연장되어 형성되는 유도판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 헤드를 갖는 버너장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 혼합관의 중앙에는 공기통로가 수직방향으로 관통 형성된 기둥이 구비되고,
   상기 세라믹 헤드의 중앙에는 상기 공기통로와 대응되는 공기구멍이 형성되어,
   상기 세라믹 헤드에서 가스 연소시 상기 혼합관 하부의 공기가 상기 세라믹헤드로 공급되도록 된 것을 특징으로 하는 세라믹 헤드를 갖는 버너장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 공기통로는 상부측 직경보다 하부측 직경이 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 헤드를 갖는 버너장치.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가스 주입관은 상기 혼합관에 근접할수록 직경이 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 헤드를 갖는 버너장치.
   
   

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