KR20140047597A - 적외선 가스 버너 - Google Patents

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KR20140047597A
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쿠안쉥 장
얀춘 리우
홍 팡
진펭 시에
지웨이 뎅
치안준 펭
웨이웨이 후앙
시지 첸
시아오웬 첸
지안 리우
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광저우 레드썬 가스 어플라이언시스 컴퍼니 리미티드
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Abstract

적외선 가스 버너는 점화 밸브(1), 노즐(2), 방출기(3), 로 챔버(4), 다공성 연소 복사 패널(5) 및 점화 침(6)으로 구성된다. 점화 노즐(7)은 로 챔버(4) 내에 위치하고, 선드리즈 조절장치(8)는 로 챔버(4)내에서 다공성 연소 복사 패널(5)의 아래와 점화 노즐(7)의 위에 위치하고 점화 침(6)은 다공성 연소 복사 패널(5)의 위에 설치되어, 점화 노즐(7)에서 방출된 점화용 가스가 로 챔버(4) 내의 공기와 빨리 혼합되어, 가스-공기 혼합물이 점화 노즐(7) 위의 다공성 연소 복사 패널(5)의 연소구들로 빠져 나간다. 혼합된 가스의 가스 농도가 상대적으로 높아 연소에 적합하여, 주 버너가 빨리 점화될 수 있으며, 검은 연기가 발생하지 않고, 불완전 연소가 명백하게 없으며, 그것은 높은 점화율을 가져온다. 본 발명은 점화에 있어 좋은 성능, 높은 신뢰성, 단순하고 신뢰성 있는 구조, 손쉬운 설치 및 가스에 대한 넓은 적용성의 이점을 가진다.

Description

적외선 가스 버너{INFRARED RAY GAS BURNER}
본 발명은 일반적으로 가스 버너에 관한 것으로서, 상세하게는 가정용 적외선 가스 버너의 점화 시스템의 개선에 관한 것이다.
인류의 삶의 수준이 향상됨에 따라, 가정용 가스 조리기구, 보온기 및 바비큐 오븐과 같은 가정용 가스 기구들이 수많은 가정들에 보급되어 있다. 적외선 가스 버너는 에너지 효율 및 환경 보호에 있어서 명백하게 높은 성능과, 건강에 무해하고 안전하며 신뢰성을 가지는 점 때문에 가정용 소비자, 상업적 및 산업적인 사용자에 의해 채택되어 왔다. 적외선 가스 버너에 상대적으로 더 큰 대형 일차 공기 계수(primary air coefficient)가 채택되었고, 일차 공기와 버너 가스를 혼합하는데 사용되며 대형인 로 챔버(furnace chamber)에 있는 공기가 비워진 후에야 버너가 정상적으로 점화 및 연소되기 때문에, 연소구(fire hole)로부터 빠져나온 가스-공기 혼합물을 점화시 폭염이 생기기 쉬운 펄스 전기 섬광(pulse electrical sparkle) 또는 압전 세라믹 점화에 의해 바로 점화하는 것은 어려우며, 따라서, 일반적으로 점화는 점화 노즐을 통해 시동 버너(start-up burner)를 경유하여 주 버너(main burner)를 점화시킴으로서 이루어진다. 반면에, 가정용 적외선 조리기구, 특히 빌트-인 타입 조리기구는 조리기구 표면의 아름다움과 밀봉 필요를 고려해서 점화 버너가 중앙, 바닥 및 버너의 외부와 같은, 특정한 상승 수단을 가지는 적외선 주 버너의 외부에 설치된다.
가스는 점화 노즐을 통해 점화 서포트(ignition support)로 흘러 공기와 부분적으로 혼합되며, 전기적인 점화 섬광(ignition sparkle)이 점화 불꽃(ignition flame)을 형성하기 위해 점화 서포트상에서 혼합된 가스를 점화시키고, 점화 불꽃은 주 버너에 불을 붙여 주 버너를 점화한다. 현재, 시장에 있는 버너는 하기와 같은 점화 구조 및 작동 모드상의 결함을 가진다.
1. 버너의 외부 주변 상에서 점화하는 것에 의해 버너의 바깥쪽으로부터 버너를 점화하는 방식에 있어서, 그것의 구조적인 디자인은 버너와 디스크 또는 조리기구의 표면 사이의 일정한 틈을 유지하여야만 하며, 그렇지 않으면 점화불꽃에 의해 점화되는 주 버너가 영향을 받을 것이다. 그러나 이 구조는 상품의 외형에 명백하게 영향을 미치며, 상품이 활력(vitality)이 없고 시장 가치가 없도록 만든다. 게다가, 점화 불꽃이 대형이어서, 버너를 둘러싼 장식 시트 또는 조리기구 표면이 검게 되며 이는 상품의 외형에 명백하게 영향을 미치며, 동시에, 그 점에서 있어서 불완전 연소가 많이 발생한다.
2. 버너의 바닥에 위치한 점화 노즐에 의한 외부 불꽃으로 버너를 점화하는 방식은, 주 버너를 점화시키기 위한 중앙 경로(central channel)를 필요로 한다. 시동 버너(start-up burner)를 점화하는 순간에, 불꽃이 분출되고 시동버너의 앞에서 연소할 점화판과 접촉하고 난 후에 후염(flareback)이 발생하기 쉬우며, 불꽃의 전송거리가 주 연소구(main fire hole) 또는 주 연소판(main fire plate)에 닿기에 충분하지 않고, 따라서 점화되지 않거나 폭연(deflagration)을 야기한다.
3. 버너의 바닥에 위치한 점화 노즐에 의한 외부 불꽃으로 버너를 점화하는 방식은, 주 버너를 점화시키기 위한 중앙 경로를 필요로 한다. 중앙 경로의 직경의 한계 때문에, 그것은 불꽃의 전송에 대한 특정 장애를 가진다. 파이프 가스 압력이 낮은 경우에는, 점화 불꽃이 주 연소구에 도달하기 위한 저항을 극복하지 못할 수 있고, 이는 점화가 되지 않는 결과를 야기한다. 파이프 가스 압력이 높은 경우에는, 중앙 경로의 공기가 점화 불꽃에 의해 발생된 연기에 의해 빨리 제거되고, 경로내의 산소의 부족때문에 불꽃의 전송이 제한된다.
4. 버너의 바닥에 위치한 점화 노즐에 의한 외부 불꽃으로 버너를 점화하는 방식은, 주 버너를 점화시키기 위한 중앙 경로를 필요로 한다. 점화 중앙 경로가 작기때문에, 점화 불꽃은 일반적으로 크고 검으며 명백하게 불완전 연소가 되며, 주 버너의 가스-공기 혼합물은 주 점화 연소구에 낮은 농도를 가지고 도달하도록 느리게 진행한다. 점화 순간에 점화가 성공적으로 수행되지 않을 때, 점화 불꽃은 버너의 바닥으로 향할 것이고, 불꽃의 관성때문에 점화 불꽃은 주 점화 연소구의 표면이나 측면상에 머무르지 못할 것이고, 따라서 정상적으로 버너를 점화시킬 수 없다.
5. 버너의 바닥에 위치한 점화노즐에 의한 외부 불꽃으로 버너를 점화하는 방식에 있어서, 점화 노즐 및 점화 서포트의 구조는 더 복잡하며, 그래서 버너의 바닥이나 중앙 경로의 좁은 공간에 설치하는 것이 쉽지 않고, 설치의 신뢰성이나 정밀도가 낮으며, 따라서 상품의 점화성능이 열등한 결과를 야기한다.
6. 적외선 연소 복사 패널의 상면(upper surface)에서 점화 불꽃을 통한 직접 점화 방식에 있어서, 적외선 버너의 챔버 체적이 크고 가스의 농도는 낮기 때문에, 가스-공기 혼합물을 위해 챔버에 있는 원래 공기를 밀어내는 것에 오랜 시간이 필요하며, 그래서 점화가 어려우며 낮은 연소율(fire rate)을 야기한다, 특히 압전 세라믹에 의해 점화하는 경우에는 정상적인 점화를 달성하는 것이 매우 어렵다.
따라서, 가정 및 상업적인 사용을 위한 적외선 가스 버너, 특히 현재의 빌트-인 타입 적외선 조리기구의 디자인에 있어서 어려운 기술적 문제인 상품의 외형과 점화 신뢰성을 향상시키기 위해 어떻게 버너의 구조를 디자인하고 변경할 것인지가 문제된다.
본 발명의 목적은 상품이 아름다운 외관, 버너의 높은 점화 신뢰성, 좋은 연소 성능 및 단순하고 믿을 수 있는 구조를 가지며, 설치가 쉽고 넓은 범위의 가스에 적용될 수 있도록 버너의 점화 구조를 향상시키고 적외선 버너의 새로운 점화 통합 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 기술적인 특징은 하기와 같다.
적외선 가스 버너는 점화 밸브(1), 노즐(2), 방출기(3), 로 챔버(4), 다공성 연소 복사 패널(porous combustion radiant panel 5) 및 점화 침(6)으로 구성되며, 점화 노즐(7)은 로 챔버(4)를 관통하여 다공성 연소 복사 패널(5)의 아래에서 로 챔버(4)의 챔버 몸체에 고정되며, 선드리즈 조절장치(8)는 로 챔버(4) 안에서 다공성 연소 복사 패널(5)의 아래와 점화 노즐(7)의 위에 제공되고, 점화 침(6)은 점화 노즐(7) 위에 설치된 다공성 연소 복사 패널(5)의 위에 설치되며, 점화 침(6)의 침 첨단(apex)은 다공성 연소 복사 패널(5) 위 1mm에서 10mm 사이에 위치한다; 점화 침(6) 및 로 챔버(4)의 하우징은 로 챔버(4)의 하우징을 점화 음극으로 이용하는 점화 회로를 형성할 수 있으며, 또는 그 대신에 독립적인 점화 음극(9)이 추가될 수도 있다; 버너가 이중 링 버너인 경우, 점화 침(6) 및 선드리즈 조절장치(8)가 이중 링 버너의 안쪽 링에 위치될 수 있고 그리고 그것들은 이중 링 버너의 바깥쪽 링에 위치할 수도 있다; 다공성 연소 복사 패널(5)은 다공성 세라믹 복사 패널, 금속 메쉬 연소 복사 패널, 금속 섬유 연소 복사 패널, 금속 벌집형상 연소 복사 패널, 폼(foam) 금속 연소 복사 패널, 선 메쉬 연소 복사 패널 또는 금속 구(hole) 연소 복사 패널일 수 있다; 점화 침(6)은 한편 돌발적인 연소실패 보호 장치의 불꽃 전리 프로브로서 사용될 수도 있다. 따라서, 가스 버너를 점화할 때, 점화 밸브(1)가 열리고, 점화 노즐(7) 및 노즐(2) 모두가 가스를 공급하면 점화 침(6)이 다공성 연소 복사 패널(5) 위에 점화 스파크를 발생시킨다. 점화 노즐(7)이 로 챔버(4) 안에 위치하기 때문에, 점화 노즐(7)에서 배출된 점화용 가스가 로 챔버(4) 내에서 공기와 빠르게 혼합되고, 가스-공기 혼합물이 점화 노즐(7) 위의 다공성 연소 복사 패널(5)의 연소구들로부터 빠져 나오며, 가스 농도가 상대적으로 높고 점화를 위해 적당하여, 주 버너가 빠르게 점화될 수 있다. 적당한 분산과 점화 불꽃의 집중때문에, 불완전 연소와 검은 연기가 명백하게 없으며, 그것은 높은 점화율을 가져온다. 통상적인 사용에서 다공성 연소 복사 패널(5)을 통하여 새어 나오는 유체와 같은 선드리즈에 의해 점화 노즐(7)이 막히는 상황은 선드리즈 조절장치(8)를 점화 노즐(7)의 위와 다공성 연소 복사 패널(5)의 아래에 위치시키는 것에 의해 방지될 수 있다. 점화 침(6)이 돌발적인 연소실패 보호 장치(accidental flameout protection device)의 불꽃 전리 프로브(flame ionization probe)와 점화 불꽃을 위한 점화 침 모두로 사용되는 경우, 펄스 제어기의 회로는 점화 침(6)이 점화의 시작 순간에 점화 스파크를 방출하도록 설계되며, 버너가 점화된 후에는, 점화 침(6)은 즉시 버너의 연소 불꽃 신호를 보호하기 위한 프로브가 된다.
본 발명은 가정용 가스기기, 가스 온열기, 가스 바비큐 오븐, 가스 건조 플랜트 등으로 사용될 수 있으며, 다공성 연소 복사 패널(5) 및 로 챔버(4)의 구조는 라운드처리된 형상, 정사각형, 직사각형 또는 다른 형상일 수 있다. 이중 링 버너의 구조를 위해, 그것은 안쪽 및 바깥쪽 링 구조일 수 있으며, 또는 좌우가 분리된 링 구조일 수 있다. 긴 구조를 가지는 버너를 위해, 그것은 2 또는 그 이상의 점화 구조 세트를 가질 수 있으며, 각각은 점화 노즐(7), 선드리즈 조절장치(8) 및 점화 침(6)으로 구성되며, 버너가 빨리 점화되고, 불꽃이 전체 점화 표면에 빠르게 퍼질 수 있도록 2 또는 그 이상의 점화 구조는 전체로서, 전체 버너의 점화 시스템으로 기능한다.
본 발명은 좋은 점화 성능, 높은 신뢰성, 좋은 연소 성능, 간단하고 신뢰성 있는 구조, 손쉬운 설치 및 가스에 대한 넓은 적용성의 이점을 가진다.
발명은 첨부된 도면들과 결합된 하기의 상세한 설명의 참조에 의해 가장 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 정면 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 독립적인 점화 음극(9) 구조의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점화 음극
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 점화 노즐(7) 구조의 부분 확대도이다.
도 5는 버너가 이중 링 버너이고 점화 노즐(7)이 안쪽 링에 위치하는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조의 정면 부분 단면도이다.
도 6은 버너가 이중 링 버너이고 점화 노즐(7)이 바깥쪽 링에 위치하는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조의 정면 부분 단면도이다.
도 7은 버너가 이중 링 버너이고 점화 노즐(7)이 바깥쪽 링에 위치하는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조의 부분 확대 평면도이다.
도 8은 버너가 이중 링 버너이고 점화 노즐(7)이 독립적인 점화 음극(9)을 가지는 안쪽 링에 위치하는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조의 평면도이다.
도 9는 버너가 이중 링 버너이고 독립적인 점화 음극(9)을 가지는 바깥쪽 링에 위치하는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조의 평면도이다.
도 10은 버너의 표면이 2 세트의 점화구조를 가지는 조합된 형상이고, 각각은 점화 노즐(7), 선드리즈 조절장치(8) 및 점화 침(6)으로 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조의 평면도이다.
도 11은 버너의 표면이 단지 1 세트의 점화구조를 가지는 조합된 형상이고, 각각은 점화 노즐(7), 선드리즈 조절장치(8) 및 점화 침(6)으로 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조의 평면도이다.
도 12는 버너의 표면이 직사각형 형상인 본 발명의 일 실시예에 따른 구조의 평면도이다.
도 13은 버너의 표면이 정사각형 형상인 본 발명의 일 실시예에 따른 구조의 평면도이다.
도 14는 버너의 표면이 사다리꼴 형상인 본 발명의 일 실시예에 따른 구조의 평면도이다.
(도 1,2 및 4) 가정용 적외선 가스 버너는 점화 밸브(1), 노즐(2), 방출기(3), 로 챔버(4), 다공성 연소 복사 패널(5), 점화 침(6), 로 챔버(4)를 관통하여 다공성 연소 복사 패널(5)의 아래에서 로 챔버(4)의 챔버 몸체에 고정되는 점화 노즐(7), 로 챔버(4) 안에서 다공성 연소 복사 패널(5)의 아래와 점화 노즐(7)의 위에 제공되는 선드리즈 조절장치(sundries baffle 8), 점화 노즐(7) 위에 설치된 다공성 연소 복사 패널(5)의 위에 설치되는 점화 침(6), 다공성 연소 복사 패널(5) 위 1mm에서 10mm 사이에 위치하는 점화 침(6)의 침 첨단(apex)을 포함하여 구성되며, 상기 버너에는 점화 회로를 형성하는, 점화 침(6)과 함께 제공된 독립적인 점화 음극(9)이 제공된다. 상기 버너는 단일 링 버너이며 상기 다공성 연소 복사 패널(5)은 다공성 세라믹 복사 패널이다. 따라서, 가스 버너를 점화할때, 점화 밸브(1)는 개방되고, 점화 침(6)은 점화 노즐(7) 및 노즐(2) 모두가 가스를 공급하는 경우 다공성 연소 복사 패널(5)의 위에 점화 스파크를 발생시킨다. 점화 노즐(7)이 로 챔버(4) 안에 위치하기 때문에, 점화 노즐(7)로부터 방출된 점화용 가스가 로 챔버(4) 내의 공기와 바르게 혼합되고, 가스-공기 혼합물은 점화 노즐(7) 위의 다공성 연소 복사 패널의 연소구들로부터 새어 나오며, 가스 농도가 상대적으로 높아 점화시키기에 적합하고, 주 버너가 빨리 점화될 수 있다. 적당한 분산과 점화 불꽃의 집중때문에 불완전 연소와 검은 연기가 명백하게 없으며, 그것은 높은 점화율(ignition rate)을 가져온다. 통상적인 사용에서 다공성 연소 복사 패널(5)을 통하여 새어 나오는 유체와 같은 선드리즈에 의해 점화 노즐(7)이 막히는 상황은 선드리즈 조절장치(8)를 점화 노즐(7)의 위와 다공성 연소 복사 패널(5)의 아래에 위치시키는 것에 의해 방지될 수 있다. 본 발명은 점화에 있어 좋은 성능, 높은 신뢰성, 단순하고 신뢰성 있는 구조, 손쉬운 설치 및 가스에 대한 넓은 적용성의 이점을 가진다.
(도 1,3 및 4) 본 실시예는 점화 침(6)의 점화 음극이 단지 로 챔버(4)의 하우징인 점을 제외하고는 실질적으로 실시예 1과 동일하다.
(도 1,3 및 4) 본 실시예는 점화 침(6)의 점화 음극이 단지 로 챔버(4)의 하우징인 점을 제외하고는 실질적으로 실시예 1과 동일하며, 점화 침(6)은 돌발적인 연소실패 보호 장치(accidental flameout protection device)의 불꽃 전리 프로브(flame ionization probe)와 점화 불꽃을 위한 점화 침으로 사용된다. 펄스 제어기의 회로는 점화 침(6)이 점화의 시작 순간에 점화 스파크를 방출하도록 설계되며, 버너가 점화된 후에는, 점화 침(6)은 즉시 버너의 연소 불꽃 신호를 보호하기 위한 프로브가 된다.
(도 5,8 및 4) 본 실시예는 버너가 이중 링 버너이고, 점화 노즐(7)이 안쪽 링에 위치하는 점을 제외하고는 실시예 1과 실질적으로 동일하다.
(도 6,9,4 및 7) 본 실시예는 버너가 이중 링 버느이고, 점화 노즐(7)이 바깥쪽 링에 위치하는 점을 제외하고는 실시예 1과 실질적으로 동일하다.
(도 1,2 및 4) 본 실시예는 다공성 연소 복사 패널이 금속 메쉬(mesh) 연소 복사 패널인 점을 제외하고는 실시예 1과 실질적으로 동일하다.
(도 10 및 도 4) 본 실시예는 다공성 연소 복사 패널(5)의 구조가 두 세트의 점화 구조를 가지고, 각 점화 구조는 점화 침(6), 점화 노즐(7) 및 선드리즈 조절장치로 구성되는 점을 제외하고는 실시예 1과 실질적으로 동일하다.
(도 11,12,13,14 및 4) 본 실시예는 다공성 연소 복사 패널(5)이 결합된 형상, 직사각 형상, 정사각 형상 또는 사다리꼴 형상인 점을 제외하고는 실시예 1과 실질적으로 동일하다.

Claims (6)

  1. 점화 밸브(1), 노즐(2), 방출기(3), 로 챔버(4), 다공성 연소 복사 패널(5) 및 점화 침(6)으로 구성된 적외선 가스 버너에 있어서,
    점화 노즐(7)은 로 챔버(4)를 관통하여 다공성 연소 복사 패널(5)의 아래에서 로 챔버(4)의 챔버 몸체에 고정되며, 선드리즈 조절장치(8)는 로 챔버(4) 안에서 다공성 연소 복사 패널(5)의 아래와 점화 노즐(7)의 위 사이에 제공되고, 점화 침(6)은 점화 노즐(7) 위에 설치된 다공성 연소 복사 패널(5)의 위에 설치되며, 점화 침(6)의 침 첨단(apex)은 다공성 연소 복사 패널(5) 위 1mm에서 10mm 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 적외선 가스 버너.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 점화 침(6) 및 로 챔버(4)의 하우징은 로 챔버(4)의 하우징을 점화 음극으로 이용하는 점화 회로를 형성할 수 있으며, 또는 그 대신에 독립적인 점화 음극(9)이 추가될 수도 있는 것을 특징으로 하는 적외선 가스 버너.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 버너가 이중 링 버너인 경우, 점화 침(6) 및 선드리즈 조절장치(8)가 이중 링 버너의 안쪽 링에 위치되거나 또는 이중 링 버너의 바깥쪽 링에 위치될 수 있는 것을 특징으로 하는 적외선 가스 버너.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 다공성 연소 복사 패널(5)은 다공성 세라믹 복사 패널, 금속 메쉬 연소 복사 패널, 금속 섬유 연소 복사 패널, 금속 벌집형상 연소 복사 패널, 폼(foam) 금속 연소 복사 패널, 선 메쉬 연소 복사 패널 또는 금속 구(hole) 연소 복사 패널 중 하나인 것을 특징으로 하는 적외선 가스 버너.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 점화 침(6)은 한편으로는 돌발적인 연소실패 보호 장치의 불꽃 전리 프로브로서 사용될 수도 있는 것을 특징으로 하는 적외선 가스 버너.
  6. 제 1항에 있어서,
    다공성 연소 복사 패널의 외형은 원, 직사각형, 정사각형, 사다리꼴형 또는 상기 형상의 조합 중 하나인 것을 특징으로 하는 적외선 가스 버너.
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