KR20210151159A - 자가 복열식 버너 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 자가 복열식 버너는: 교환기를 갖는 버너 본체와, 적어도 하나의 제1 연도 가스 배출관을 포함하고; 상기 교환기는 연소 공기용 제1 덕트와 연도 가스용 제2 덕트를 포함하는 것인 자가 복열식 버너로서; 상기 적어도 하나의 제1 연도 가스 배출관에 대해 동심 관계인 제1 환형 챔버에 연결되는 공기 입구 덕트를 포함하고; 상기 제1 환형 챔버는 상기 적어도 하나의 제1 연도 가스 배출관의 내측에 배치된 벤츄리 튜브에도 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

자가 복열식 버너{SELF-RECUPERATIVE BURNER}

본 발명은 자가 복열식 버너에 관한 것이다.

현재의 자가 복열식 버너는 연소 공기와 연료가 반입되고 연도 가스가 흘러나오는 본체를 구비한다.

자가 복열식 버너에 있어서 공기와 연도 가스는 서로 반대 방향으로 통과하게 되어 있어, 연소 공기는 연료와 혼합하기 전에 가열되며, 에너지 절약 및 연소 효율 측면에서 큰 이점을 얻는다.

연도 가스를 배출하기 위해, 교환기에서의 고압 손실을 고려하여, 연도 가스 측의 버너에는 교환기를 따라서의 압력 손실에 상당하는 눌림을 일으켜서, 버너로부터의 연도 가스의 100% 배출을 유발하는 벤츄리 이젝터가 마련되어 있다.

따라서, 공통의 입구와, 2개의 개별 라인을, 즉 유량 조절 밸브가 각각 마련되어 있는 연소 공기를 위한 라인과 이젝터에 공기를 공급하기 위한 라인을 갖는 공기 라인에, 사전 장착 구성요소가 마련된다.

이 사전 장착 구성요소는, 조립할 필요가 있는 밸브와 파이프 연결부로 구성되기 때문에, 비용을 나타낼 뿐만 아니라, 버너의 외부에 상당한 부피를 더한다. 이러한 부피는 때로는, 설계 엔지니어가 연소 시스템에서 파이프를 설계함에 있어서 어려움을 유발하는 데, 이는 설계 엔지니어가 공기 입구를 수용하기 위한 그리고 연도 가스의 배출을 위한 추가 공간을 제공할 필요가 있기 때문이다.

본 발명의 과제는 종래 기술의 자가 복열식 버너보다 생산하기에 더 간단한 자가 복열식 버너를 제공하는 것이다.

다른 과제는 종래 기술의 자가 복열식 버너보다 더 작은 전체 치수를 갖는 자가 복열식 버너를 제공하는 것이다.

다른 과제는 종래 기술의 자가 복열식 버너보다 더 가벼운 자가 복열식 버너를 제공하는 것이다.

다른 과제는 종래 기술의 자가 복열식 버너보다 더 큰 열교환을 갖는 자가 복열식 버너를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기한 과제와 그 밖의 과제는, 자가 복열식 버너로서: 교환기를 갖는 버너 본체와, 적어도 하나의 제1 연도 가스 배출관을 포함하고; 상기 교환기는 연소 공기용 제1 덕트와 연도 가스용 제2 덕트를 포함하는 것인 자가 복열식 버너에 있어서; 상기 적어도 하나의 제1 연도 가스 배출관에 대해 동심 관계인 제1 환형 챔버에 연결되는 공기 입구용 덕트를 포함하고; 상기 제1 환형 챔버는 상기 적어도 하나의 제1 연도 가스 배출관의 내측에 위치해 있는 벤츄리 튜브에도 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 자가 복열식 버너에 의해 달성된다.

본 발명의 추가적인 특징들은 종속 청구항에 기술되어 있다.

이러한 해결책은 종래 기술의 해결책에 대해 여러 이점을 제공한다.

신규 해결책은, 공기 분배 밸브 내부의 공기 조절 요소를 소형화함으로써, 외부의 사전 장착 구성요소의 부피의 제거를 허용한다.

상기 밸브는 연소 공기 분배기의 기능과 이젝터에 대한 공기의 분배기의 기능을 단 하나의 본체에 포함한다.

토출 공기의 양과 관하여서는, 이젝터 인서트의 입구를 스로틀링하는 조정 나사에 작용하여, 버너로부터 추출되는 연도 가스의 비율을 증가 또는 감소시킴으로써, 조절이 확보되는데, 본체의 연도 배출구에서 벤츄리 인서트가 일으키는 눌림은, 입구의 면의 변화에 의해, 증가 또는 감소된다.

대신에, 연소 공기는 버너의 외부에 있는 라인 상에 위치해 있는 조절 밸브에 의해 제어되고: 이 공기는 대신 연도 가스 출구의 볼륨에 대해 동심 관계인 볼륨으로 버너 본체에 들어갈 것이다. 연도관에 대해 동심 관계로 되어 있어, 이미 밸브 바디에 대한 공기 입구에서 에너지의 회수가 존재할 것이다. 이는 버너 효율을 증가시키는 데, 이는 연도 가스와의 열교환이 버너 본체의 외부에서 시작되기 때문이다.

이는 또한, (예를 들어, 버너의 본체와 공기 입구 밸브 사이에 삽입되는 적절한 모듈, 예를 들어 이미 메인 교환기의 전반에 걸쳐 있는 연기로부터 에너지를 회수하는, 추가적인 금속 교환기의 도움을 받아) 교환면을 증가시키고 그 결과로 효율을 증가시키기 위하여 밸브 내부의 섹션을 늘이는 것을 허용한다.

채택된 해결책은, 서로 다른 재료로 제조된 2개의 동심체를 수반하고, 내부의 동심체는 어떠한 보호 절연도 필요로 하지 않도록 고내열성의 강재로 제조된다. 외부의 동심체는 보다 가벼운 저내열성의 재료로 제조될 수 있고, 아직 차가운 연소 공기와 접촉하고 있다. 이러한 방식에서, 내부의 동심체가 열교환기의 역할을 함에 따라, 버너의 전체 효율은 증가되고: 내부 동심체를 둘러싸는 연소 공기는, 최종 예열 온도의 이익을 위해, 교환기와 접촉하기 전에 예열된다.

본 발명의 특징들과 이점들은, 첨부 도면에 비제한적인 예로서 예시된 본 발명의 실용적인 실시형태에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자가 복열식 버너를 측방에서 그리고 단면도로 보여주는 도면이고;
도 2는 본 발명에 따른 자가 복열식 버너를 아래로부터 그리고 단면도로 보여주는 도면이며;
도 3은 본 발명에 따른 자가 복열식 버너를 후방으로부터 그리고 단면도로 보여주는 도면이고;
도 4는 본 발명에 따른 자가 복열식 버너의 벤츄리 튜브를 측방에서 그리고 단면도로 보여주는 도면이며;
도 5는 본 발명에 따른 자가 복열식 버너의 대안적인 실시형태에 있어서의 벤츄리 튜브를 측방에서 그리고 단면도로 보여주는 도면이다.

첨부된 도면들을 참조해 보면, 본 발명에 따른 자가 복열식 버너는 교환기(11)를 구비하며 교환기 안에 가스 공급관(12)을 갖는 버너 본체(10)를 포함하고 버너 헤드(13)에서 종단된다.

자가 복열식 버너는, 가스 입구를 구비하고 교환기(11) 및 가스 공급관(12)을 지지하는 블록(14)을 후방에 포함한다.

교환기(11)의 시작 시점 부근에서, 연도 가스 배출관(15)이 상향 연장되고; 상기 배출관의 내부에는 벤츄리 튜브(16)가 있으며, 외부에는 공기 흡입구(17)가 있는데, 대안적으로 사용될 수 있는 2개의 대향 입구가 마련되어 있으므로, 공기 흡입구는 교환기(11)에 대해 우측에 또는 좌측에 배치될 수 있다.

공기 흡입구(17)는, 제1 연도 가스 배출관(21)을 둘러싸는 제1 환형 챔버(20)에 연결되어 있다. 제1 환형 챔버(20)는 벤츄리 튜브(16)의 입구에 직접 연결되어 있다.

공기 흡입구(17)와 제1 환형 챔버(20)는, 제1 관(21)을 둘러싸는 단일 부재(22)로 이루어진다.

벤츄리 튜브(16)의 입구의 반대편에는, 벤츄리 튜브(16)로의 공기의 유입을 조절하는 밸브(23)가 마련되어 있다.

교환기(11)를 향해 하강하는 제1 환형 챔버(20)는 제2 환형 챔버(24)에 [제1 관(21)에] 연결되고, 제2 환형 챔버는 교환기(11) 주위에 있는 제3 환형 챔버(25)에 연결된다.

제2 환형 챔버(24)와 제3 환형 챔버(25)는 교환기(11)를 처음 그리고 부분적으로 둘러싸는 내부 쉘(27)과 외부 쉘(26)로 구성된다.

외부 쉘(26)은 알루미늄 또는 주철로 제조되고, 내부 쉘(27)은 강철로 제조되거나 또는 어떤 경우라도 내열성 재료로 제조된다.

절연체(30)가 외부 쉘(26)에 붙어 배치되고; 상기 절연체는 대략 50℃의 외부 온도를 보장하도록 제3 환형 챔버(25)의 (외부의) 경계를 획정한다.

제1 관(21)은 와셔와 커플링을 통해 내부 쉘(27)에 고정된다.

제2 상측 관(31)이 제1 관(21)의 단부에 나사식으로 장착된다.

제3 환형 챔버(25)는 교환기(11)에 수직한 통로(32)를 포함하고, 교환기(11)와 접촉하는 통로로서 교환기에 대해 동축 관계로 관(34)과 교환기의 사이에 그리고 교환기의 내부에 배치되는 통로(33)와 연통한다.

헤드(13)로부터 복귀하는 연도 가스는, 교환기(11)와 접촉하는 통로로서 교환기의 외부에 있고 다른 관(41)에 의해 외부의 경계가 획정되는 통로(40)를 통과한다. 연도 가스가 연도 가스 배출관(15)의 부근에 도달한 경우, 연도 가스는 제1 관(21)과 연통하는 환형 챔버(42) 안으로 이동하고, 벤츄리 튜브(16)와 나란히 제2 관(31)에 도달한다.

벤츄리 튜브(16)의 대안적인 실시형태에서, 제1 환형 챔버(20)는, 벤츄리 튜브(16)의 입구에 직접 연결되는 대신에, 제1 관(21)의 내측에 배치된 다른 환형 챔버(50)에 연결된다. 환형 챔버(50)는 그 상단에 부피가 좁아지는 부분이 있고, 수직 방향의 원형 개구(51)를 형성하며, 제2 관(31)으로 이어지는데, 이 환형 챔버는 벤츄리 튜브(16)를 대체하고 벤츄리 튜브의 역할을 한다.

환형 챔버(42)로부터 나오는 연도 가스는, 제1 관(21)의 내측에 있는 환형 챔버(50) 내로 이동하고, 제2 관(31)을 향해 진행한다.

첫 번째 경우에는, 벤츄리 튜브(16)가 내부에 있고 연도 가스가 그 외측에서 유동하며, 두 번째 경우에는, 대응하는 벤츄리 튜브(51)가 외부에 있고 연도 가스가 그 내측에서 유동한다.

연도 가스 배출부에 대하여 동심 관계인 연소 공기 입구는 이미 밸브 바디 상의 공기 입구에서 에너지의 회수를 허용할 것이다. 게다가, 이 해결책은 또한 다른 교환기 관의 높이에서 필요에 따라 벤츄리 튜브의 앞에서 삽입을 허용하여, 열교환부를 늘이고 버너 효율을 향상시킨다.

연소 공기의 양은 도시 생략된 외부 밸브를 통해 조절된다.

상기한 요건들 중의 어느 하나와 최신의 기술 수준에 따라 임의의 재료 및 치수가 자가 복열식 버너용으로 사용될 수 있다.

이와 같이 구상된 버너에 대해, 본 발명 개념의 범위 내에 모두 속하는 수많은 수정 및 변형이 실시되며; 게다가 모든 세부 사항은 기술적으로 동등한 요소로 대체될 수 있다.

Claims (10)

1. 자가 복열식 버너로서: 교환기를 갖는 버너 본체와, 적어도 하나의 제1 연도 가스 배출관을 포함하고; 상기 교환기는 연소 공기용 제1 덕트와 연도 가스용 제2 덕트를 포함하는 것인 자가 복열식 버너에 있어서; 상기 적어도 하나의 제1 연도 가스 배출관에 대해 동심 관계인 제1 환형 챔버에 연결되는 공기 입구 덕트를 포함하고; 상기 제1 환형 챔버는 상기 적어도 하나의 제1 연도 가스 배출관의 내측에 배치된 벤츄리 튜브에도 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 자가 복열식 버너.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 환형 챔버는 상기 교환기에 대해 동심 관계인 제2 환형 챔버에 연결되는 것을 특징으로 하는 자가 복열식 버너.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 환형 챔버는 상기 교환기와 접촉하는 제1 통로와 연통하고; 상기 제1 통로는 상기 교환기와 동축 관계인 제1 관과 상기 교환기의 사이에 그리고 상기 교환기의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 자가 복열식 버너.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 교환기와 접촉하는 복귀 연도 가스용의 제2 통로를 포함하고, 상기 제2 통로는 상기 교환기와 동축 관계인 제2 관과 상기 교환기의 사이에 그리고 상기 교환기의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 자가 복열식 버너.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벤츄리 튜브의 하류에서 상기 제1 연도 가스 배출관의 단부에 연결되는 제2 연도 가스 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 복열식 버너.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벤츄리 튜브의 상류에서 상기 제1 연도 가스 배출관의 단부에 연결되는 제3 연도 가스 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 복열식 버너.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 환형 챔버는 상기 적어도 하나의 제1 연도 가스 배출관과 열교환하는 것을 특징으로 하는 자가 복열식 버너.
8. 제2항에 있어서, 상기 제1 환형 챔버와 상기 제2 환형 챔버는 교환기를 처음 그리고 부분적으로 둘러싸는 내부 쉘과 외부 쉘로 구성되는 것을 특징으로 하는 자가 복열식 버너.
9. 제8항에 있어서, 상기 외부 쉘은 알루미늄 또는 주철로 제조되고, 상기 내부 쉘은 강철로 제조되는 것을 특징으로 하는 자가 복열식 버너.
10. 제8항에 있어서, 상기 외부 쉘에 열적으로 붙어 있는 절연 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 복열식 버너.

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