KR20180085708A

KR20180085708A - 터보플레임 버너

Info

Publication number: KR20180085708A
Application number: KR1020180084116A
Authority: KR
Inventors: 임예지; 임훈
Original assignee: 임예지
Priority date: 2018-07-19
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2018-07-27

Abstract

본 발명은 터보플레임 버너에 관한 것으로서, 기체연료를 1차 및 2차로 연소시켜 가스나 액체를 보다 안정적으로 연소시킬 수 있는 플레임 버너를 제공한다.

Description

터보플레임 버너{TURBO FLAME BURNER AND TURBO FLAME BURNER BURN METHOD}

본 발명은 TURBO 플레임 버너에 관한 것으로서, 화염의 안전성이 강하고 작은 열량으로 강한 화염의 안정성을 제공할 수 있도록 1차 연소와 2차연소로 분리 설계된 연소 방법에 관한 것이다.

본 발명은 TURBO 플레임 버너 및 TURBO 플레임 버너 연소 방법에 관한 것으로서, 화염의 안전성이 강하고 작은 열량으로 강한 화염의 안정성을 제공할 수 있도록 1차 연소와 2차연소로 분리 설계된 연소 방법에 관한 것이다.

대한민국 등록특허 제10-0414688호 대한민국 공개특허 제10-2002-0016575호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기체연료를 2차(두 번) 연소시키는 구성을 구비함으로써, 외부 영향에 의해여 화염(연소)의 안정성(꺼지는 것을 방지)을 확보하기 위한 터보플레임 버너를 제공하기 위한 것이다.

또한, 적은 에너지(발열량)으로 화염의 표면적을 넓히는 구성을 제공하기 때문에 에너지 절감효과를 제공할 수 있는 플레임 버너를 제공하기 위한 것이다.

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

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 플레임 버너는 기체연료관(10)과 공기관(20)을 구비하는 믹서(30)와, 일단이 상기 믹서(30) 일단과 연결되는 믹서관(40), 상기 믹서관(40) 타단과 연결되는 챔버(50), 상기 챔버(50) 내부에 마련되는 연소감지센서(80), 상기 챔버(50)에 구비되는 하나 이상의 연소홈(60) 및 상기 챔버(50) 내부에 마련되는 점화플러그(70)를 포함하고,

상기 챔버(50)는 상기 믹서관(40)을 통하여 공급되는 기체연료 및 공기를 상기 점화플러그(70)를 이용하여 1차로 연소시키며,

상기 연소감지센서(80)는 챔버(50) 내부에서 전자의 유동현상으로 발생하는 작용을 이용하여 1차 연소(화염)의 유무를 판단하고, 연소되지 않는 경우로 판단되면 점화플러그(70)로 신호를 전달하여 1차 연소를 위한 스파크를 제공하며,

상기 연소홈(60)은 크기가 서로 다른 홈이 교차되면서 서로 마주 보는 방향에 한 쌍으로 구비되어 연소홈(60)을 통하여 배출되는 기체연료를 2차로 연소시키고,

상기 공기관(20)에 유입되는 공기는 상기 기체연료관(10)에서 공급되는 기체연료의 55 내지 65%의 공기가 유입되게 함으로써 달성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 플레임 버너를 2차로 연소시킬 수 있는 구조를 제공함으로써, 공정에서 발생하는 발열량이 낮은 가스나 액체를 보다 안정적으로 착화 또는 연소시킬 수 있게 만드는 장점이 있다.

그리고, 보다 넓은 화염을 제공할 수 있는 연소홈을 구비함으로써, 화염이 발생되는 단면적을 크게 만들어 환경 영향에도 높은 안전성을 유지하고 보다 효율적인 연소를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플레임 버너를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플레임 버너를 다른 각도로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플레임 버너의 챔버로 기체연료 및 공기의 유입 과정을 나타낸 그림이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플레임 버너를 일 측면을 나타낸 그림이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플레임 버너 챔버의 일단면을 제거하고 1차 및 2차 연소를 나타낸 그림이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플레임 버너 연소 방법을 나타낸 플로어 차트이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서 "및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및/또는 제3 항목"의 의미는 제1, 제2 또는 제3 항목뿐만 아니라 제1, 제2 또는 제3 항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

명세서 전체에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c, ...)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 한정하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플레임 버너(100)를 나타낸 사시도이다. 이하 도 1을 기준으로 설명하고 도 1에 도시되지 않는 구성은 별도로 참조도면을 표시하였다.

본 발명의 일 양태에 따른 플레임 버너(100)는 기체연료관(10), 공기관(20), 믹서(30), 믹서관(40), 챔버(50), 연소홈(60) 및 점화플러그(70)로 구성된다.

본 발명의 일 양태에서, 기체연료관(10)은 기체연료를 공급할 수 있도록 구비되는 관이다. 보다 상세하게는 기체연료관(10)은 송풍기 또는 압축기 등을 이용하여 기체연료를 공급할 수 있도록 구비될 수 있다. 기체연료관(10)은 믹서(30)와 연결되어 후술할 공기관(20)에서 공급되는 공기와 혼합될 수 있도록 구비된다.

공기관(20)은 믹서(30)로 공기를 유입할 수 있도록 구비되는 관으로 송풍기 또는 압축기 등을 이용하여 공기를 믹서(30)로 유입하여 기체연료와 혼합될 수 있도록 구비된다.

믹서(30)는 기체연료관(10)에서 공급되는 기체연료와 공기관(20)에서 공급되는 공기를 혼합(믹싱)할 수 있도록 구비된다. 즉 기체연료와 공기를 혼합하여 후술할 믹서관(40)으로 혼합된 기체연료와 공기를 공급할 수 있도록 구비된다.

도 3을 참고하면, 믹서관(40)은 일단이 믹서(30) 일단과 연결되도록 구비된다. 믹서관(40)은 스테인리스 재질로 구비될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 믹서관(40)은 믹서(30)에서 혼합된 기체연료 및 공기를 후술할 챔버(50)로 공급할 수 있도록 구비된다.

도 5를 참고하면, 챔버(50)는 믹서관(40)의 타단과 연결된다. 챔버(50)는 기체연료 및 공기의 혼합물을 챔버(50) 내부에서 1차 연소시킬 수 있도록 구비된다. 챔버(50)는 원통형 형상으로 구비될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 챔버(50)는 믹서관(40)에서 유입되는 기체연료 및 공기를 챔버(50) 내부에서 1차로 연소시키고 후술할 연소홈(60)을 통하여 기체연료를 배출하여 챔버(50) 외부에서 2차 연소가 발생될 수 있도록 구비하여 보다 효과적이고 안정적으로 화염을 유지할 수 있게 만든다.

도 4 및 도 5를 참고하면, 연소홈(60)은 챔버(50)에 하나 이상 구비된다. 연소홈(60)은 챔버(50) 내부에서 1차 연소 후 남아 있는 기체연료가 연소홈(60)을 통하여 배출되면서 외부 공기와 접촉하여 2차 연소가 이루어 질 수 있도록 구비된다. 연소홈(60)은 일렬로 챔버(50) 일면에 배열될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 5를 참고하면, 점화플러그(70)는 챔버(50) 내부에 마련된다. 보다 상세하게는 점화플러그(70) 일단이 챔버(50) 내부에 구비되어 일단에서 스파크를 발생하여 챔버(50) 내부에 구비되는 기체연료 및 공기에 점화를 시켜 1차 연소가 진행될 수 있도록 구비된다. 점화플러그(70)는 후술할 연소감지센서(80)와 연동되어 연소감지센서(80)에서 챔버(50) 내부에서 1차 연소가 감지되지 않는(챔버 내부에서 연소가 이루어지지 않고 있는 경우) 경우 점화플러그(70)를 동작시켜 챔버(50) 내부에서 1차 연소를 시킬 수 있도록 구비될 수 있다. 점화플러그(70)는 점화용 변압기(ignition transformer)을 구비하여 점화플러그(70)에서 스파크 발생부의 전압을 승압하여 스파크를 발생시킬 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 기체연료와 공기의 혼합비를 조절하여 기체연료보다 적은 양의 공기를 혼합하여 챔버(50) 내부에서 1차 연소(공기양 만큼)를 시키고, 남은 기체연료를 연소홈(60)을 통하여 배출함과 동시에 챔버(50) 외부에 형성되는 공기가 기체연료와 접촉하여 2차 연소를 시켜 적은 열량으로 강한 화염의 안정성을 제공할 수 있는 구성을 제공한다.

본 발명의 다른 일 양태에서, 도 5를 참고하면, 연소감지센서(80)는 챔버(50) 내부에 마련된다. 보다 상세하게는 연소감지센서(80)의 일단이 챔버(50) 내부에 마련되어 챔버(50) 내부에서 1차 연소가 되고 있는지 여부를 판단하고 연소되지 않는 경우에 점화플러그(70)로 신호를 전달하여 1차 연소를 위한 스파크를 제공할 수 있도록 구비된다. 연소감지센서(80)는 챔버(50) 내부의 상황을 육안으로 관찰하기 어렵기 때문에 연소감지센서(80)를 구비하여 챔버(50) 내부 상황을 모니터링하고 챔버(50) 내부에 1차 연소가 이루어지지 않는 경우 1차 연소를 착화시킬 수 있게 만든다. 연소감지센서(80)는 챔버(50) 내부에서 전자의 유동현상으로 발생하는 작용을 이용하여 1차 연소(화염)의 유무를 판단할 수 있는 화염검출감지봉으로 구비될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 다른 일 양태에서, 연소홈(60)은 크기가 서로 다른 홈이 교차되게 구비된다. 즉 연소홈(60)은 제 1 홈과 제 2 홈의 크기가 서로 다른 홈이 교차되도록 구비되어 연소홈(60)을 통화여 발생되는 화염(2차 연소)의 크기를 다르게 만들어 보다 안정적으로 2차 연소가 이루어 질 수 있게 만든다. 즉 본 발명의 연소홈(60) 구성을 이용하면 외부 영향(강풍과 같은 영향)에서도 안정적으로 2차 연소(화염)를 유지할 수 있어 보다 효과적으로 플레임 버너(100)를 이용할 수 있게 만든다. 보다 더 구체적으로는 제 1 홈과 제 1 홈보다 크기가 작은 제 2 홈이 한 번씩 교차하여 위치될 수 있다. 이는 단면적을 넓게 만들어 보다 효과적으로 제 2차 연소를 발생시킬 수 있다.

본 발명의 다른 일 양태에서, 공기관(20)에 유입되는 공기는 기체연료관(10)에서 공급되는 기체연료의 55% 내지 65%의 공기가 유입되도록 구비될 수 있다. 이는 기체연료와 공기의 혼합비를 조절하여 1차 연소 후 남은 기체연료를 연소홈(60)을 배출하면서 2차 연소가 이루어 질 수 있게 만들어 보다 적은 에너지를 효율적으로 이용하여 많은 에너지를 소모할 수 있게 만드는 효과가 있다. 기체 연료는 약 5000kacl/hr로 공급될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 다른 일 양태에서, 도 5를 참고하면, 연소홈(60)은 서로 마주 보는 방향에 한 쌍으로 구비될 수 있다. 즉 본 발명은 챔버(50)의 외측면 서로 마주보는 방향(대항하는 방향)에 한 쌍으로 위치되어 2차 연소를 위한 연소홈(60)의 면적을 넓혀 보다 효과적으로 2차 연소를 진행할 수 있도록 구비될 수 있다.

본 발명의 다른 일 양태에 따른 플레임 버너 연소 방법은 챔버로 유입하는 단계(S10), 1차 연소되는 단계(S20) 및 2차 연소되는 단계(S30)로 구성된다.

본 발명의 일 양태에서, 챔버(50)로 유입하는 단계(S10)는 믹서(30)를 이용하여 기체연료 및 공기를 챔버(50)로 유입하는 단계(S10)이다. 즉 기체연료관(10)의 기체연료와 공기관(20)의 공기를 믹서(30)를 통하여 혼합하고 믹서관(40)을 통하여 챔버(50)로 유입되도록 구비된다. 이 단계(S10)는 1차 연소를 위한 준비 단계로 챔버(50)로 기체연료 및 공기를 유입하여 1차 연소가 될 수 있도록 구비된다.

1차 연소되는 단계(S20)는 챔버(50)에 유입된 기체연료 및 공기를 점화플러그(70)를 이용하여 1차 연소되는 단계(S20)이다. 이 단계(S20)는 챔버(50)에 유입된 기체연료 및 공기를 연소시킬 수 있게 구비된다. 자세한 구성은 상기 기술한 내용을 참고한다.

2차 연소되는 단계(S30)는 챔버(50)에서 불완전 연소된 기체연료가 연소홈(60)을 통하여 챔버(50) 외부로 배출됨과 동시에 외부 공기와 접촉하여 2차 연소되는 단계(S30)이다. 이 단계(S30)는 1차 연소에서 다 연소되지 못한 기체연료가 챔버(50) 외부 공기와 접촉하여 연소될 수 있게 만들어 에너지 효율을 좋게 만드는 장점이 있다. 즉 종래의 버너의 경우 보조 버너를 이용하여 화염의 안전성을 확보했다면 본 발명은 1차 및 2차 연소를 통하여 적은 열량으로 화염의 안정성(강한 바람에도 유지가 가능하다)을 확보할 수 있다. 일반적인 버너의 경우 촛불화염 형태를 제공하기 때문에 화염의 단면적이 적지만 본 발명은 화염이 넓게 펼쳐질 수 있는 구조를 제공하여 단면적을 넓게 만들어 보다 효율적으로 연소시킬 수 있는 특징이 있다.

연소감지센서(80), 연소홈(60), 기체연료 및 공기의 비 구성은 상기 기술한 내용을 참고한다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 기체연료관, 20 : 공기관,
30 : 믹서, 40 : 믹서관,
50 : 챔버, 60 : 연소홈,
70 : 점화플러그, 80 : 연소감지센서,
100 : 플레임 버너,
S10 : 챔버로 유입하는 단계,
S20 : 1차 연소되는 단계,
S30 : 2차 연소되는 단계.

Claims

기체연료관(10)과 공기관(20)을 구비하는 믹서(30);
일단이 상기 믹서(30) 일단과 연결되는 믹서관(40);
상기 믹서관(40) 타단과 연결되는 챔버(50);
상기 챔버(50) 내부에 마련되는 연소감지센서(80);
상기 챔버(50)에 구비되는 하나 이상의 연소홈(60); 및
상기 챔버(50) 내부에 마련되는 점화플러그(70);를 포함하고,
상기 챔버(50)는 상기 믹서관(40)을 통하여 공급되는 기체연료 및 공기를 상기 점화플러그(70)를 이용하여 1차로 연소시키며,
상기 연소감지센서(80)는 챔버(50) 내부에서 전자의 유동현상으로 발생하는 작용을 이용하여 1차 연소(화염)의 유무를 판단하고, 연소되지 않는 경우로 판단되면 점화플러그(70)로 신호를 전달하여 1차 연소를 위한 스파크를 제공하며,
상기 연소홈(60)은 크기가 서로 다른 홈이 교차되면서 서로 마주 보는 방향에 한 쌍으로 구비되어 연소홈(60)을 통하여 배출되는 기체연료를 2차로 연소시키고,
상기 공기관(20)에 유입되는 공기는 상기 기체연료관(10)에서 공급되는 기체연료의 55 내지 65%의 공기가 유입되는 것을 특징으로 하는 플레임 버너.