KR20220161813A

KR20220161813A - 과열증기를 이용한 버너

Info

Publication number: KR20220161813A
Application number: KR1020210070027A
Authority: KR
Inventors: 신갑규; 황호장
Original assignee: (주)케이에이; 신갑규
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2021-05-31
Publication date: 2022-12-07
Also published as: KR102553242B1

Abstract

본 발명은 과열증기를 이용한 버너에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기의 흐름과 연료 및 증기의 분사 구조를 개선한 버너에 관한 것이다.
본 발명의 과열증기를 이용한 버너는 메인 연소공간을 형성하는 내관과, 내관과 이격되어 내관을 에워싸게 형성된 외관과, 외관 및 내관을 하부에서 지지하는 제1바닥판과, 제1바닥판의 하부에 설치되어 메인 연소공간과 연통되는 보조공간을 형성하는 보조공간 형성부와, 제1바닥판에 장착되며 연료분사홀과 증기분사홀이 형성된 노즐본체와, 연료분사홀로 연소용 연료를 공급하기 위한 연료공급부와, 내관 내에서 가열될 수 있도록 내관 내에 설치되며 일단이 증기분사홀과 연결된 가열관과, 물을 분무상태로 가열관 내로 공급하기 위한 분무처리부와, 보조공간 형성부와 제 1송풍관으로 결합되어 보조공간으로 공기를 송풍하는 제 1송풍기와, 제 1송풍기에 의해 메인연소공간으로 공기 유입시 노즐본체의 주위를 통과하는 공기의 흐름을 특정 방향으로 안내하기 위해 내관 내에 설치되는 가이드링을 구비한다.

Description

과열증기를 이용한 버너{Combustion burner apparatus using superheated steam}

본 발명은 과열증기를 이용한 버너에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기의 흐름과 연료 및 증기의 분사 구조를 개선한 버너에 관한 것이다.

일반적인 연료 연소장치는 연료공급원으로부터 공급되는 연료를 노즐을 통해 분사하고, 분사된 연료가 연소실 내부에서 연소 되게 하는 구조로 되어 있다.

이와 같이 연료만을 직접 연소시키는 연료 연소장치는 연료원 고유의 화력으로 제한되고, 벙커시유와 같은 저렴한 액상 연료를 적용하는 경우 연소시 불완전 연소로 인한 대기오염을 야기시키는 단점이 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위해 최근에는 저렴한 액상연료를 물을 가열하여 얻은 고온의 증기와 함께 분사하여 연소시킴으로써 연료의 미분화 및 활성화를 통해 완전연소를 유도하고 화력을 보강하기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다.

즉, 연소되는 화염에 가열되어 물을 증기화 하기 위한 나선형상으로 말아진 금속 코일관과 같은 가열된 증기 발생관을 통과시켜 고압의 증기를 얻고 이를 직접 액상의 연료와 함께 분사하면서 연소 되도록 하는 증기를 이용한 연료 연소장치가 개발된 바 있다.

수증기가 고온이 되면, 수소와 산소로 해리되는 열분해 성질은 프랑스의 화학자 라부아지에가 주장한 원리로 금속관을 고열로 가열하여 적열시키고 그 금속관에 물을 통과시키면 수소가 발생함을 확인한 실험으로 500℃ 정도에서 탄소(C)가 공급되면, 물은 이산화탄소와 수소가스로 분해된다고 알려진바 있다. 또한, 고온의 수증기와 함께 연료가 고압으로 분사되도록 함으로써 연료는 고온에 의해 활성화된 상태로 미세하게 분사되어 보다 화력이 강해지고, 완전연소를 유도할 수 있게 되는 것이다.

그러나 지금까지 개발된 증기를 이용한 연료 연소장치는 증기 발생관에 물을 공급하기 위해서 별도의 펌핑장치가 요구되고, 펌핑장치에 의한 물의 공급은 무조건 일정한 양이 공급되는 것이어서 증기의 발생량을 자체적으로 조절할 수 없는 단점을 갖는 것이어서 예열 및 점화가 곤란하고, 연료와 증기의 분사량 조절도 곤란할 뿐만 아니라 물의 공급 압력조절이 실패할 경우 증기 발생관에 물이 고이거나 심지어는 연료와 증기가 분사되어야 할 노즐에 물이 분사되는 폐단을 갖는다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 기술로서 대한민국 등록특허 제10-2018297호에 과열증기를 이용한 연소버너장치가 개시되어 있다.

상기 연소버너장치는 메인 연소공간을 형성하며 상방으로 연장된 내관과, 내관에 대해 이격되는 이격공간을 형성하도록 내관을 에워싸게 형성되어 내관보다 더 높게 상방으로 연장된 외관과, 내관의 하단과 외관의 하단에 걸쳐 수평상으로 결합되며 이격공간의 하부를 폐쇄시키는 제1바닥판과, 제1바닥판의 하방으로 연장되어 메인 연소공간과 연통되는 보조공간을 형성하는 보조공간 형성부와, 제1바닥판에 장착되며 연료분사노즐과, 증기분사노즐이 마련된 노즐본체와, 연료분사노즐을 통해 연소용 연료를 공급하는 연료공급부와, 내관 내에서 가열될 수 있도록 나선형으로 권선되어 연장된 권선부분을 갖으며 권선부분으로부터 연장된 일단은 노즐본체의 증기분사노즐과 연통되게 연결된 가열관과, 가열관의 타단을 통해 접속되어 물을 분무상태로 가열관 내로 공급하는 분무처리부를 구비한다. 이러한 과열증기를 이용한 연소버너장치에 의하면, 초기 워밍업 시간을 단축시킬 수 있고 연소 구조를 단순화할 수 있는 장점을 제공한다.

하지만, 상기 연소버너장치는 내관의 입구에서 연료와 고온의 증기가 혼합되면서 연소가 이루어지면서 화염이 넓게 퍼지므로 내관에 장착된 가열관이 고온에 의해 손상될 우려가 있다.

대한민국 등록특허 제10-2018297호: 과열증기를 이용한 연소버너장치

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 내관으로 유입되는 공기의 흐름을 변화시키고, 연료 및 증기의 분사 구조를 개선함으로써 내관 내에 위치한 가열관에 화염이 직접 접촉되는 것을 방지하여 가열관의 고열 손상을 억제시킬 수 있는 버너를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과열증기를 이용한 버너는 메인 연소공간을 형성하는 내관과; 상기 내관과 이격되어 상기 내관을 에워싸게 형성된 외관과; 상기 외관 및 상기 내관을 하부에서 지지하는 제1바닥판과; 상기 제1바닥판의 하부에 설치되어 상기 메인 연소공간과 연통되는 보조공간을 형성하는 보조공간 형성부와; 상기 제1바닥판에 장착되며 연료분사홀과 증기분사홀이 형성된 노즐본체와; 상기 연료분사홀로 연소용 연료를 공급하기 위한 연료공급부와; 상기 내관 내에서 가열될 수 있도록 상기 내관 내에 설치되며 일단이 상기 증기분사홀과 연결된 가열관과; 물을 분무상태로 상기 가열관 내로 공급하기 위한 분무처리부와; 상기 보조공간 형성부와 제 1송풍관으로 결합되어 상기 보조공간으로 공기를 송풍하는 제 1송풍기와; 상기 제 1송풍기에 의해 상기 메인연소공간으로 공기 유입시 상기 노즐본체의 주위를 통과하는 공기의 흐름을 특정 방향으로 안내하기 위해 상기 내관 내에 설치되는 가이드링;을 구비한다.

상기 가이드링은 상부는 좁고 하부는 넓게 형성되며 내측에 상기 노즐본체의 상부가 삽입된다.

상기 가이드링의 내측면에는 상하 방향으로 길게 형성된 가이드립들이 일정 간격으로 돌출되어 형성된다.

상기 연료분사홀과 상기 증기분사홀은 각 단부가 일정 각도로 경사지게 형성된다.

상기 연료분사홀 및 상기 증기분사홀의 각 단부의 경사각도는 20 내지 40°이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 노즐본체의 주위에 가이드링을 설치하여 공기의 내관으로 유입되는 공기의 흐름을 변화시킨다. 이와 함께 연료분사홀 및 증기분사홀의 단부를 일정한 각도로 제한함으로써 연료 및 증기의 분사 구조를 개선할 수 있다.

이에 따라 본 발명은 내관 내에 위치한 가열관에 화염이 직접 접촉되는 것을 방지하여 가열관의 고열 손상을 억제시켜 버너의 내구성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 버너의 단면도이고,
도 2는 도 1의 요부를 발췌하여 나타낸 확대도이고,
도 3은 도 1의 작동을 나타낸 단면도이고,
도 4는 본 발명의 다른 예에 다른 버너의 요부를 발췌하여 나타낸 확대도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 예에 따른 버너의 단면도이고,
도 6은 도 5에 적용된 가열관을 발췌한 평면도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 예에 따른 버너의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 과열증기를 이용한 버너에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 과열증기를 이용한 버너(100)는 메인 연소공간(112)을 형성하는 내관(121)과, 내관(121)과 이격되어 내관(121)을 에워싸게 형성되며 내관(121)보다 더 길게 형성된 외관(131)과, 외관(131) 및 내관(121)을 하부에서 지지하는 제1바닥판(125)과, 제1바닥판(125)의 하부에 설치되어 메인 연소공간(112)과 연통되는 보조공간(128)을 형성하는 보조공간 형성부(127)와, 제1바닥판(125)에 장착되며 연료분사홀(153)과 증기분사홀(151)이 형성된 노즐본체(150)와, 연료분사홀(153)로 연소용 연료를 공급하기 위한 연료공급부(155)와, 내관(121) 내에서 가열될 수 있도록 내관(121) 내에 설치되며 일단이 증기분사홀(151)과 연결된 가열관(160)과, 물을 분무상태로 가열관(160) 내로 공급하기 위한 분무처리부(170)와, 보조공간 형성부(127)와 제 1송풍관(129)으로 결합되어 보조공간(128)으로 공기를 송풍하는 제 1송풍기(181)와, 제 1송풍기(181)에 의해 메인연소공간(112)으로 공기 유입시 노즐본체(150)의 주위를 통과하는 공기의 흐름을 특정 방향으로 안내하기 위해 내관(121) 내에 설치되는 가이드링(10)을 구비한다.

내관(121)은 메인 연소공간(112)을 형성하며 상방으로 연장되어 있다. 내관(121)은 상하로 관통되며 속이 빈 원통관 형상으로 형성되어 있다.

외관(131)은 내관(121)에 대해 이격되는 이격공간(133)을 형성하도록 내관(121)을 에워싸게 형성되어 내관(121)보다 더 길게 상방으로 연장되어 있다.

외관(131)과 내관(121) 사이의 이격공간(133)은 내관(121)에 대한 단열기능과 함께 제2송풍기(182)를 통해 공급되는 공기에 의해 내관(121) 상부에서의 완전 연소가 이루어질 수 있는 2차 공기 공급경로를 제공한다. 외관(131)의 내관(121) 상부에 연장된 상단은 내경이 점진적으로 좁아지게 형성되어 있다. 외관(131) 상부와 내관(121) 상부는 조립성 및 내부 장착요소의 장착 편의성을 위해 외경이 확장되는 방향으로 연장된 플랜지(136)를 통해 상호 분리 및 결합될 수 있게 형성되어 있다.

제1바닥판(125)은 내관(121)의 하단과 외관(131)의 하단에 걸쳐 수평상으로 결합되며 이격공간(133)의 하부를 폐쇄시키게 설치되어 있고, 내관(121)의 메인 연소공간(112)과 보조공간(128)은 공기의 유입이 가능하게 연통되게 형성되어 있다.

보조공간 형성부(127)는 제1바닥판(125)의 하방으로 연장되어 메인 연소공간(112)과 연통되는 보조공간(128)을 형성한다. 보조공간 형성부(127)는 노즐본체(150)에 접속되는 요소를 수용할 수 있는 공간도 제공한다.

노즐본체(150)는 제1바닥판(125)의 중앙에 장착되며 연료분사홀(153)과, 증기분사홀(151)이 마련되어 있다. 노즐본체(150)는 증기분사홀(151)이 중앙에 배치되어 있고, 연료분사홀(153)은 증기분사홀(151)을 주위에 다수가 상호 이격되게 배치되어 있다. 연료분사홀(153)을 통해 액체 연료가 메인 연소공간(112)으로 분사된다.

연료분사홀(153)과 증기분사홀(151)은 각 단부(153a)(151a)가 일정 각도로 경사지게 형성된다. 가령, 연료분사홀(153)과 증기분사홀(151)의 각 단부(153a)(151a)의 경사각도(θ)는 20 내지 40°일 수 있다. 바람직하게 연료분사홀(153)과 증기분사홀(151)의 각 단부(153a)(151a)의 경사각도(θ)는 30°이다. 여기서 경사각도(θ)는 연료분사홀(153)과 증기분사홀(151)을 따라 이동하는 유체의 이동방향에 대한 각도이다.

이와 같이 연료분사홀(153)과 증기분사홀(151)의 단부의 경사각도를 20 내지 40°범위로 한정함으로써 연료와 증기의 분사각도를 제한할 수 있다. 따라서 화염이 넓게 퍼지는 것을 방지할 수 있다.

연료공급부(155)는 연료분사홀(153)로 연소용 연료를 공급한다. 연소용 연료로 경유, 등유 등의 액체 연료가 이용될 수 있다. 연료공급부(155)로부터 연료분사홀(153)로 접속된 연료공급관(157)에는 연료공급을 조정하는 제1밸브(158)가 장착되어 있다. 도시되지 않았지만 연료분사홀(153)을 통해 분사되는 연료를 초기에 점화할 수 있도록 노즐본체(150)에 점화장치(159)가 설치됨은 물론이다.

가열관(160)은 화염(1)에 의해 가열된다. 가열관(160)을 따라 이동하는 물은 고온의 증기가 된다.

가열관(160)은 내관(121) 내에 설치된 지지체(165)에 지지되는 권선라인부(160a)와, 권선라인부(160a)의 일단에서 연장되며 분무처리부(170)에서 분무되는 물이 유입되는 저온라인부(160b)와, 권선라인부(160a)의 타단에서 연장되어 권선라인부(160a)의 내측을 통과하여 노즐본체(150)와 연결되는 고온라인부(160c)로 이루어진다.

권선라인부(160a)는 나선형으로 감아져 형성된다. 권선라인부(160a)의 내측으로 화염(1)이 통과하므로 권선라인부(160a)에서 물은 고온으로 가열되면서 증기화된다.

저온라인부(160b)는 권선라인부(160a)의 하부에서 직선으로 연장되어 분무처리부(170)와 연결된다. 저온라인부(160b)를 통해 분무처리부(170)에서 분무되는 물이 유입된다.

고온라인부(160c)는 권선라인부(160b)의 상부에서 직선으로 연장되어 노즐본체(150)의 증기분사홀(151)의 입구와 연결된다. 고온으로 가열된 증기는 고온라인부(160c)를 통해 노즐본체(150)로 유입된다.

분무처리부(170)는 가열관(160)과 연결되어 물을 미립상태로 안개화되게 하는 분무상태로 가열관(160) 내로 공급한다. 분무처리부(170)는 물공급부(172)와, 예열기(174), 고압분사부(175) 및 분사관(176) 및 노즐(177)을 구비한다.

물공급부(172)는 분사관(176)과 직렬상으로 연장된 수관(173)을 통해 물을 공급한다. 물공급부(172)는 물이 저수된 탱크 또는 수관(173)을 통해 물을 공급하는 상용 물공급관 등 다양한 방식으로 구축될 수 있다.

예열기(174)는 수관(173) 외측에 장착되어 수관(173)을 통해 공급되는 물을 가열하여 1차 예열한다. 예열기(174)는 수관(173)을 에워싸면서 가열할 수 있는 히터 등 다양한 방식으로 가열할 수 있게 구축될 수 있다. 예열기(174)에 의해 가열되는 물의 온도는 장치 규모 및 공급용량과 관련하여 적절하게 적용하면 된다.

고압분사부(175)는 수관(173)을 통해 공급되는 물을 수관(173)과 직렬상으로 접속된 분사관(176)의 노즐(177)을 통해 안개와 같은 연무상태로 분무되게 고압상태로 공급한다. 고압분사부(175)는 수관(173)을 통해 공급되는 물을 가압상태로 펌핑하여 공급하는 펌프가 적용될 수 있다.

분사관(176)은 고압분사부(175)로부터 연장되어 가열관(160)의 저온라인부(160b) 내로 삽입되게 설치된다. 분사관(176)의 단부에는 노즐(177)이 장착된다. 노즐(177)을 통해 물을 연무상태로 저온라인부(160b)에 공급한다.

참조부호 178은 분사관(176)의 유로를 개폐하는 밸브이다.

제1송풍기(181)는 보조공간 형성부(127)의 하부에 보조공간(128)과 연통되게 마련된 제1송풍관(129)에 결합된다. 제 1송풍기(181)는 보조공간(128)으로 공기를 송풍시킨다. 보조공간(128)으로 유입된 공기는 제 1바닥판(125)을 통과하여 메인연소공간(112)으로 유입된다.

한편, 외관(131)과 내관(121) 사이의 이격공간(133)으로 공기를 유입시키기 위한 제 2송풍기(182)가 더 구비될 수 있다. 제2송풍기(182)는 외관(131)에 대해 경사지게 접속되어 이격공간(133)과 연통되는 제2송풍관(132)을 통해 접속되어 이격공간(133)을 통해 내관(121) 상부의 공간으로 공기를 공급한다.

질소산화물 저감부재(190)는 내관(121) 상부의 외관(131) 내부에 설치되며 하부가 넓고 상부가 좁은 중공을 갖으며 외주면에 다수의 통공(192)이 타공된 절두 원추형 형상으로 형성되어 있다. 질소산화물 저감부재(190)는 내주면(194)이 팔라듐(Pd)으로 코팅 처리되어 있고, 외주면(196)에 로듐(Rh)으로 코팅처리되어 있다. 이러한 질소산화물 저감부재(190)는 연소과정에서 질소와 산소가 반응하여 불안정한 상태로 생성되는 질소산화물을 질소와 산소로 분해되게 변환시키는 촉매 변환기로서 기능하여 대기오염을 감소시키는 기능을 한다.

상술한 본 발명은 초기에는 연료공급부(155)로부터 공급되어 연료분사홀(153)을 통해 분사되는 연료를 점화장치(159)로 점화하여 연소시킨다. 연료의 연소에 의해 생성된 화염(1)에 의해 가열관(160)이 가열되고, 가열관(160)을 따라 이동하는 물은 고온의 과열증기가 되면서 증기분사홀(151)을 통해 메인 연소공간(112)으로 분사된다. 증기분사홀(151)을 통해 분사되는 고온의 증기는 화염(1) 내로 분사되므로 분사 즉시 가스화되면서 화력을 강화시켜 화염(1)의 온도를 높인다. 이에 따라 버너의 완전연소를 유도하고 열효율을 높일 수 있다.

가이드링(10)은 내관(121)의 내측 하부에 설치된다. 가이드링(10)은 제 1송풍기(181)에 의해 메인연소공간(112)으로 공기가 유입될 시 노즐본체(150)의 주위를 통과하는 공기의 흐름을 특정 방향으로 안내하는 역할을 한다.

도시된 예에서 가이드링(10)은 원추형으로 형성된다. 즉, 가이드링(10)은 상부는 좁고 하부는 넓게 형성된다. 따라서 가이드링(10)은 경사지게 이루어진다. 가령, 가이드링(10)의 경사각도는 60 내지 80°가 적절하다. 이러한 원추형의 가이드링(10)은 공기의 흐름을 메인연소공간(112)의 중앙으로 수렴시킨다.

가이드링(10)의 상부측 내경은 가열관(160)의 권선라인부(160a)의 내경보다 더 작고, 노즐본체(150)의 외경보다는 더 크다.

가이드링(10)은 다수의 지지부재(15)에 의해 내관(121)의 내측에 고정된다. 가이드링(10)의 내측에 노즐본체(150)의 상부가 삽입되어 있다. 그리고 가열관(160)이 메인연소공간(112)에서 보조공간(128)으로 연장될 수 있도록 가이드링(10)의 일측에는 가열관(160)이 통과하는 통과홈이 형성됨은 물론이다.

제 1송풍기(181)에 의해 메인연소공간(112)으로 공기가 유입되면, 가이드링(10)의 내측에서 공기는 노즐본체(150)의 중앙으로 모이는 흐름을 형성한다. 이에 따라 연료분사홀(153)에서 분사되는 연료 및 증기분사홀(151)에서 분사되는 증기가 넓게 퍼지는 것을 방지한다.

이와 같이 본 발명은 노즐본체(150)의 주위에 가이드링(10)을 설치하여 메인연소공간(112)으로 유입되는 공기의 흐름을 변화시켜 화염(1)이 넓게 퍼지는 것을 억제한다. 이와 함께 연료분사홀(153) 및 증기분사홀(151)의 단부를 일정한 각도로 제한함으로써 화염(1)이 넓게 퍼지는 것을 억제하는데 효과적이다.

상술한 본 발명은 내관(121) 내에 위치한 가열관(160)에 화염(1)이 직접 접촉되는 것을 방지하여 가열관(160)의 고열 손상을 억제시킬 수 있는 것이다.

한편, 가이드링의 다른 예를 도 4에 도시하고 있다.

도 4를 참조하면, 가이드링(10)의 내측면에는 다수의 가이드립들(11)이 형성되어 있다. 다수의 가이드립들(11)은 내관(121)의 중심을 향해 방사상으로 배치된다.

가이드립(11)은 상하 방향으로 길게 형성된다. 다수의 가이드립들(11)은 일정 간격으로 형성된다. 가이드립(11)은 가이드링(10)의 내측 방향으로 돌출된다.

가이드링(10)의 내측으로 공기가 통과할때, 가이드립(11)은 공기의 수렴을 촉진시키는 역할을 한다. 따라서 화염이 넓게 퍼지는 것을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예를 도 5 및 도 6에 도시하고 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 버너는 가열관의 구조가 도 1과 다르다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 가열관(200)은 나선으로 감아져 형성되며 노즐본체(150)와 이격되도록 내관(121)의 상부측에 설치되는 권선라인부(200a)와, 권선라인부(200a)의 일단에서 직선으로 연장되어 분무처리부(170)와 연결되며 분무처리부(170)에서 분무되는 물이 유입되는 저온라인부(200b)와, 권선라인부(200a)의 타단에서 직선으로 연장되어 권선라인부(200a)의 외측을 경유하여 증기분사홀(151)과 연결되는 고온라인부(200c)를 구비한다.

권선라인부(200a)는 나선형으로 감아져 형성된다. 권선라인부(200a)의 내측으로 화염(1)이 통과하므로 권선라인부(200a)에서 물은 고온으로 가열되면서 증기화된다.

도시된 권선라인부(200a)는 내관(121)의 상부측에 설치된다. 즉, 내관(121)의 중간에서 상단 사이에 권선라인부(200a)가 위치한다. 도 1에 실시예에서는 권선라인부(160a)가 내관(121)의 하부에서 상단까지 형성된 반면에 도 5에서는 권선라인부(200a)가 내관(121)의 상부측에만 설치된다.

저온라인부(200b)는 권선라인부(200a)의 하부에서 직선으로 연장되어 분무처리부(170)와 연결된다. 저온라인부(200b)를 통해 분무처리부(170)에서 분무되는 물이 유입된다. 저온라인부(200b)는 권선라인부(200a)의 외측 영역에 위치하도록 형성된다. 이는 화염과의 접촉을 최소화시키기 위함이다.

고온라인부(200c)는 권선라인부(200a)의 상부에서 직선으로 연장되어 노즐본체(150)의 증기분사홀(151)의 입구와 연결된다. 고온으로 가열된 증기는 고온라인부(200c)를 통해 노즐본체(150)로 유입된다. 고온라인부(200c)는 권선라인부(200a)의 외측을 경유하여 증기분사홀(151)과 연결된다. 이는 저온라인부(200b)와 함께 고온라인부(200c)가 화염과 접촉되는 것을 최소화시키기 위함이다.

상술한 바와 같이 내관(121)의 내측 하부에는 권선라인부(200a)를 형성하지 않고 내관(121)의 내측 상부에만 권선라인부(200a)를 형성함과 동시에 저온라인부(200b) 및 고온라인부(200c)를 권선라인부(200a)의 외측영역에 위치시킴으로써 화염과의 접촉에 의한 가열관(200)의 고열 손상을 더욱더 억제할 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이 내관(121)의 내측에 화염차단관(210)이 더 설치될 수 있다.

도 7을 참조하면, 화염차단관(210)은 상부와 하부가 개방된 원통형 구조로 이루어진다. 화염차단관(210)은 권선라인부(200a)가 미형성된 내관(121)의 내측 하부에 위치한다. 화염차단관(210)의 외경 및 내경은 권선라인부(200a)의 외경 및 내경과 각각 동일하게 형성될 수 있다.

저온라인부(200b)와 고온라인부(200c)는 화염차단관(210)의 외측에 위치한다. 따라서 연료분사홀(153)에서 연료의 연소로 인해 발생된 화염은 화염차단관(210)의 내측을 통과하여 권선라인부(200b)의 내측을 통과한다.

저온라인부(200b)와 고온라인부(200c)는 화염차단관(210)의 외측에 위치하므로 화염이 저온라인부(200b)와 고온라인부(200c)에 직접 접촉되지 않는다. 화염차단관(210)은 열차단 효과가 우수하며 내구성 및 내화성이 우수한 세라믹 소재로 형성될 수 있다.

그리고 도시되지 않았지만 권선라인부(200a)의 내측에는 화염과 접촉되어 권선라인부에 열을 전달할 수 있는 방열관이 설치될 수 있다.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 가이드링 15: 지지부재
100: 버너 121: 내관
125: 바닥판 131: 외관
150: 노즐본체 155: 연료공급부
160: 가열관 170: 분무처리부

Claims

메인 연소공간을 형성하는 내관과;
상기 내관과 이격되어 상기 내관을 에워싸게 형성된 외관과;
상기 외관 및 상기 내관을 하부에서 지지하는 제1바닥판과;
상기 제1바닥판의 하부에 설치되어 상기 메인 연소공간과 연통되는 보조공간을 형성하는 보조공간 형성부와;
상기 제1바닥판에 장착되며 연료분사홀과 증기분사홀이 형성된 노즐본체와;
상기 연료분사홀로 연소용 연료를 공급하기 위한 연료공급부와;
상기 내관 내에서 가열될 수 있도록 상기 내관 내에 설치되며 일단이 상기 증기분사홀과 연결된 가열관과;
물을 분무상태로 상기 가열관 내로 공급하기 위한 분무처리부와;
상기 보조공간 형성부와 제 1송풍관으로 결합되어 상기 보조공간으로 공기를 송풍하는 제 1송풍기와;
상기 제 1송풍기에 의해 상기 메인연소공간으로 공기 유입시 상기 노즐본체의 주위를 통과하는 공기의 흐름을 특정 방향으로 안내하기 위해 상기 내관 내에 설치되는 가이드링;을 구비하는 것을 특징으로 하는 과열증기를 이용한 버너.
제 1항에 있어서, 상기 가이드링은 상부는 좁고 하부는 넓게 형성되며 내측에 상기 노즐본체의 상부가 삽입된 것을 특징으로 하는 과열증기를 이용한 버너.
제 1항에 있어서, 상기 가이드링의 내측면에는 상하 방향으로 길게 형성된 가이드립들이 일정 간격으로 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 과열증기를 이용한 버너.
제 1항에 있어서, 상기 연료분사홀과 상기 증기분사홀은 각 단부가 일정 각도로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 과열증기를 이용한 버너.
제 4항에 있어서, 상기 연료분사홀 및 상기 증기분사홀의 각 단부의 경사각도는 20 내지 40°인 것을 특징으로 하는 과열증기를 이용한 버너.
제 1항에 있어서, 상기 가열관은 나선으로 감아져 형성되며 상기 노즐본체와 이격되도록 상기 내관의 상부측에 설치되는 권선라인부와, 상기 권선라인부의 일단에서 직선으로 연장되어 상기 분무처리부와 연결되며 상기 분무처리부에서 분무되는 물이 유입되는 저온라인부와, 상기 권선라인부의 타단에서 직선으로 연장되어 상기 권선라인부의 외측을 경유하여 상기 증기분사홀과 연결되는 고온라인부를 구비하는 것을 특징으로 하는 과열증기를 이용한 버너.
제 6항에 있어서, 상기 내관의 내측에 설치되어 상기 권선라인부의 하방에 위치하며 상기 저온라인부 및 상기 고온라인부가 화염에 접촉되는 것을 차단하기 위한 화염차단관이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 과열증기를 이용한 버너.