KR880002398B1 - 액체연료 연소장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

액체연료 연소장치

제 1 도는 본 발명의 액체연료 연소장치의 바람직한 실시예의 개략 사시도.

제 2 도는 본 발명의 액체연료장치의 요부를 표시한 개략 입면도(立面圖).

제 3 도는 제 2 도의 III-III선에 따라 본 개략 단면도.

제 4 도는 본 발명의 액체연료 연소장치의 연료개통을 표시한 약도.

제 5 도 내지 제 7 도는 본 발명의 액체연료 연소장치의 기체연료-액체연료 절환장치의 작동을 설명하는 일부 절결단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 하우징 11 : 액체연료탱크

12 : 액체연료펌프 13 : 증발기(器)

14 : 버어너 15 : 제 1 노즐

16 : 기체 연료 공급원 17 : 제 2 노즐

18 : 절환장치 19 : 전기적에너지 발생장치

34,40,51,54 : 도관 53 : 제 2 밸브 장치

60 : 제 1 밸브장치

본 발명은 액체연료 연소장치, 보다 상세하게 설명하면 오일 스페이스 히이터(Oil Space Heaters)에 관한 것이다.

액체연료, 예컨대 등유를 버어너로 연소하는 형식의 액체연료 연소장치에 있어서는 일반적으로 액체연료를 직경이 작은 다수의 유적군(油適群)으로 안개화(霧化)하던가 또는 고온물체면을 이용하여 연료를 증발시켜서 증발한 액체연료를 연소시키고 있다.

이런 종류의 증발연소방식에 있어서는 고온물체, 예컨데 증발기로 액체연료를 증발시키기 위하여 증발기를 전기적으로 가열하던가 또는 알코올연료등을 사용하여 가열하고 있다.

증발기를 전기적으로 가열시키는 것이 가장 간편하지만 예컨데 전기저항선을 사용하여 증발기를 가열하는 것에 있어서는 증발기를 소망온도에 가열하는 데 상당한 시간을 필요로 한다.

그리고, 또 증발기가 소망온도에 달할 때 까지는 액체연료를 증발기에 보낼수가 없다고 하는 불이익이 있다.

증발기를 전기적으로 가열하는 동시에 증발기가 소망온도에 가열되었을 때에 액체연료를 증발기를 거쳐서 버어너에 보내기 위하여 연료펌프를 전기적으로 구동하는데는 통상 외부선원으로 부터의 전력을 이용하지 않으면 안된다.

따라서 이런 종류의 액체연료 연소장치에 있어서는 그 장치에 전기회로를 부수(付隨)시켜서 설치하는 것이 필요하고 또 그 전기회로와 외부전원과의 접속을 고려하지 않으면 안된다.

이상의 제점을 고려하여 본 발명의 목적은 액체연료 연소장치 즉 오일 스페이스 히이터의 시동시에, 기체연료를 사용하여 버어너로 기체연료를 연소시키서 그 연소열에 의해서 증발기를 가열하도록 한 액체연료 연소장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 또 버어너에 있어서 기체연료의 연소에 의해 증발기가 소망온도에 달하였을 때에 버어너에 대한 기체연료의 공급을 중단하고 액체연료를 증발기를 통하여 버어너에 공급하도록 한 액체연료 연소장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 목적으로 하는바는 액체연료를 탱크로 부터 증발기를 거쳐서 버어너에 보내는 데 전기적으로 구동되는 연료펌프를 사용하도록한 액체연료 연소장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 또 연료펌프를 전기적으로 구동하기 위하여 외부전력을 사용하는 일이 없는 액체연료 연소장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 액체연료 연소장치의 내부에 열에 의해서 전력을 발생시키는 장치를 설치한 액체연료 연소장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 점화와 동시에 난방효과를 발휘할 수가 있는 오일 스페이스 히이터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 이상의 제목적과 그 이외의 목적 및 제 (諸)이익을 첨부도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.

제 1 도 내지 제 4 도에 대하여 설명하면 본 발명의 액체연료 연소장치 즉 오일 스페이스 히이터는 하우징(10)과 액체연료 예컨데 등유탱크(11)와 액체연료펌프(12)와, 액체연료의 증발기(13)와, 버어너(14)와, 버어너(14)에 증발한 연료를 분산하는 제 1 노즐(15)과, 기체연료공급원(16)과, 버어너(14)에 기체연료를 분사하는 제 2 노즐(17)과, 제 2 노즐(17)로 부터의 기체연료의 분사를 제 1 노즐(15)로 부터 증발한 액체연료의 분사로 절환하는 장치(18)와, 연료펌프(12)를 전기적으로 작동하기 위한 에너지를 열적으로 발생시키는 장치(19)를 구비한다. 액체연료 탱크(11)는 도관(21)에 의해서 연료펌프(12)에 연결되어 있다.

연료펌프(12)는 전기적으로 구동되는 것으로서 탱크(11)내의 액체연료를 도관(22)을 거쳐서 액체연료 조절기(23) 및 도관(24)을 통하여 증발기(13)에 보낼 수가 있다.

제 4 도에 표시한 바와같이 액체연료 조절기(23)는 다이어프램 밸브장치의 것으로할 수 가 있다. 즉 액체연료 조절기(23)의 한 쪽의 측벽은 다이어프램(25)으로 형성하고 있다. 다이어프램(25)과 대향하는 측벽에는 도관(26)이 접속되어 있으며 다이어프램(25)에 의해서 작동되는 밸브(27)가 설치되어 있다. 도관(26)은 액체연료 탱크(11)에 연통되어 있다.

다이어프램(25)은 코일스프링(28), 스프링방이 부재(29), 링크장치(30)를 통하여 하우징(10)의 외부로 돌출하는 온도조절 핸들(32)에 작동적으로 연결하고 있다. 온도조절 핸들(32)을 고온측으로 손으로 움직이면 그 이동에 따라 다이어프램(25)이 압압되어서 도관(26)은 밸브(27)에 의해 폐색되어 액체연료 펌프(12)에서의 액체연료는 액체연료 조절기(23)와 도관(24)을 통하여 증발기(13)에 보내진다. 한편 온도조절 핸들(32)을 저온측으로 이동시키면 그 이동정도에 따라 액체연료 조절기(23)의 밸브(27)가 열려서 액체연료 조절기(23)를 지나는 액체연료의 일부는 도관(26)을 거쳐서 연료탱크(11)에 보내져서 증발기(13)에 대한 액체연료의 공급량이 감소된다.

증발기(13)는 도관(24)을 거쳐서 보내지는 액체연료를 가열하여 기화하며 기화된 액체연료는 도관(34)을 통하여 제 1 노즐(15)에 보내진다. 증발기(13)를 버어너(14)로 가열하기 위하여 증발기(13)는 버어너(14)의 상방에 배설하여 있다.

본 발명에 있어서는 오일 스페이스 히이터의 시동시에 증발기(13)는 냉각되어 있으며 이것을 지나는 액체연료를 충분히 기화시킬 수가 없는경우, 증발기(13)를 소망온도에 가열하는 데 별도 버어너(14)에서 기체연료를 연소시키는 것이다.

그 때문에 버어너(14)에는 기체연료를 분산하기 위한 제 2 노즐(17)이 설치되어 있다. 기체연료는 예컨데 프로판가스, 기타 통상의 도시가스로 할 수 가 있다. 그러나 본 발명에 있어서는 프로판가스를 이용하는 것이 바람직하며 그러기 위하여 기체연료 공급원(16)으로서는 시판의 액화 프로판가스의 용기로할 수 가 있다. 기체연료 공급원(16)은 도관(40)에 의해서 가스압력 조절장치(42)에 연결하고 있다.

제 4 도에 표시한 바와같이 가스압력 조절장치(42)는 다이어프램 밸브장치로 할 수가 있다. 즉 가스압력 조절장치(42)의 케이싱은 간막이벽(43)으로 격리된 2개의 실(44,45)로 이루어지고 간막이벽(43)에는 다이어프램(46)에 의해서 작동되는 밸브(47)를 가진 개구(48)가 설치되어 있다. 밸브(47)의 개폐를 조절하기 위하여 다이러프램(46)에 적당한 조절장치(49)를 설치할 수 가 있다.

제 4 도에 표시한 바와같이 가스압력 조절장치(42)의 실(45)은 도관(51)에 의해서 밸브장치(53)에 연결하고 있다. 밸브장치(53)는 도관(54) 및 가스고이개(55)를 통하여 기체연료 노즐(17)에 대한 기체연료의 공급을 제어하는 장치로서 케이싱(56)과 밸브(57)과, 밸브(57)를 작동하는 밸브봉(棒)(58)으로 구성되어 있다.

제 5 도에 표시한 바와같이 버어너(14)의 입구로 개구하는 제 1 노즐(15)에는 밸브장치(60)가 설치되어 있다. 밸브장치(60)는 증발기(13)가 액체연료를 기화하는 소망온도에 달할 때 까지는 도관(34)으로 부터의 액체연료를 노즐(156)로 부터 분사하는 일이 없도록 노즐(15)을 폐쇄하여 증발기(13)가 소망온도에 가열되면 노즐(15)을 개방시킨다. 그러기위하여 밸브장치(60)는 밸브(61)와 이것과 별개의 밸브봉(63)을 구비한다. 밸브봉(63)은 그 길이축선(軸線)방향으로 활동(滑動)할 수가 있도록 밸브장치(60)에 부착되어 있다. 밸브봉(63)에는 열에 의해서 자성이 변화하는 일이 적은 영구자석(65)이 고정되어 있으며 밸브장치(60)에 부착한 자성체(66)와 협동하도록 하고 있다. 자성체(66)는 가열에 의해서 자력을 감퇴하는 일정한 퀴리(Curie)점을 가진 것 예컨데 페라이트로 한다.

벨브봉(63)의 한쪽단부는 밸브(61)에 접촉하며 그 다른 쪽 단부(67)에는 원판(68)이 고정되어 있으며 코일스프링(69)에 의해서 밸브(61)와 밸브봉(63)과의 접촉을 해제하여 밸브(61)가 노즐(15)을 개방하는 데 도움이 되게 하고 있다.

제 5 도 내지 제 7 도에 표시한 바와같이 액체연료 분사노즐(15)의 밸브장치(60)는 절환장치(18)에 의해서 기체연료의 밸브장치(53)와 협동하도록 하고 있다.

절환장치(18)는 밸브장치(60)의 밸브봉(63)을 작동하기 위한 아암(71)과 아암(72)을 가진 V자형 레버로 구성되어 있다.

V자형 레버는 양 아암(71,72)의 접속부에 설치한 핀(73)을 중심으로 하여 회동하도록 하우징에 부착되어 있다.

하우징(10)의 외부에 기동·정지손잡이(80)를 배설하기 위하여 축(81)이 설치되어 있다. 이 축(81)에는 캠(74)이 부착되어 있어서 손잡이(80)를 회동하므로써 캠(74)도 회동된다.

기동·정지손잡이(80)가 정지위치에 있을 때에는 V자형레버의 아암(72)이 캠(74)과 접촉하고 있어서 다른 쪽 아암(71)이 액체연료 분사노즐(15)의 밸브(61)를 폐색하도록 밸브봉(63)을 압압하여 밸부장치(60)의 영구자석(65)과 밸브봉(63)의 자성체를 흡착시킨다. 그리고 캠(74)의 윤곽은 기동·정지손잡이(80)를 정지위치로 부터 기동방향으로 소정의 각도, 예컨데 3/4회전만 회동하는 동안은 V자형 레버의 아암(72)과 접촉하고 있으나 더욱 회동하면 캠(74)은 아암(72)을 자유롭게 하도록 형성한다.

한편 기체연료의 밸브장치(53)의 밸브봉(58)은 하우징(10)의 내벽에 설치한 베어링부재(90)에 밸브봉(58)의 길이 축선방향으로 활동할 수 있도록 지지하고 있다. 밸브봉(58)에는 상방에 돌출하는 부재(91)가 부착되어 있으며 돌출부재(91)와 베어링부재(90)와의 사이에는 코일스프링(93)이 배설되어 있다. 기동·정지손잡이(80)가 정지위치에 있을 때는 코일스프링(93)은 밸브봉(58)을 압압하여 기체연료의 밸브장치(53)를 폐색하고 있다. 밸브봉(58)에는 핀(94)으로 U자형의 레버가 추착되어 있다. 이 레버는 도면에 표시한 바와같이 아암(95,96,97)으로 구성되어 있다. 아암(95)과 하우징(10)의 사이에는 스프링(100)이 설치되어서 아암(95)을 화살표(A)의 방향으로 잡아 당기고 있다. 아암(96)의 단부에는 핀(101)이 부착되어 있다.

캠(74)에는 절입부(切入部) (102)가 형성되어 있어서 기동·정지손잡이(80)가 정지위치에 있을 때에는 U자형 레버의 아암(96)의 핀(101)이 캠(74)의 절입부(102)와 괘합(掛合)하고 있다. U바형 레버의 아암(97)은 밸브봉(58)의 길이 축선방향으로 신장하여 아암(97)의 자유단은 밸브봉(58)에 설치한 핀(104)에 작동적으로 관련되어 있다. 즉 기동·정지손잡이(80)가 정지위치에 있을 때에는 제 5 도에 표시한 바와같이 아암(97)의 자유단은 핀(104)과 떨어진 위치에 있다.

다음에 기동·정지손잡이(80)를 정지위치로 부터 기동위치로 회동하면 축(81)의 작동에 연동하도록 배치한 자동 점화장치(120) (제 1 도)가 작동하여 버어너(14)로 부터의 연료를 점화시킬 수 가 있다. 이 자동 점화장치(120)는 그 자체공지이며 본 발명의 내용과는 관계가 없으므로 그 설명을 생략한다.

기동·정지손잡이(80)가 정지위치로 부터 기동위치로 회동된면 캠(74)의 절입부(102)로 부터 U자형레버의 아암(96)의 핀(101)이 이탈한다. (제 6 도) 그리하여 아암(95)은 스프링(100)에 의해서 화살표(A)의 방향으로 잡아당겨져서 아암(95)의 상단(105)이 V자형레버의 아암(71)과 접촉하여 정지한다.

기동·정지손잡이(80)를 이상과 같이 정지위치로 부터 기동위치로 회동하면 캠(74)의 돌출부(76)의 돌출부(76)가 밸브봉(58)에 고착되어 있는 상방돌출부재(91)와 접촉하며 또 돌출부재(91)를 밸브봉(58)과 함께 스프링(93)의 힘에 버티면서 압압하여 기체연료의 밸브장치(53)를 개방시킨다. 따라서 기체연료 공급원(16)으로 부터의 가스는 도관(40), 가스압력 조절기(42), 도관(51), 밸브장치(53), 가스고이개(55)를 거쳐서 제 2 의 노즐(17)로 부터 버어너(14)에 분사하여 자동점화장치(120)에 의해 기체연료가 점화된다.

이 기체연료의 연소에 의해서 증발기(13)가 가열되고 일정한 시간을 경과하면 증발기(13)는 그것을 통과하는 액체연료를 기화시키는 데 충분한 온도로 된다.

이시점에서 액체연료 탱크(11)로 부터의 액체연료를 증발기(13)에 보내서 이 연료를 기화시키기 위하여 연료펌프(12)를 작동시키는 것이 필요하다.

본 발명에서는 액체연료 펌프(12)를 작동시키는 전기적 에너지를 얻기 위하여 발전장치(19)로서 열전류 발생장치를 설치하고 잇다. 이 발전장치(19)는 제 4 도에 표시한 바와같이 복수개의 열전대(熱電對) (110)의 열접점(112)은 버어너(13)에 근접하고 냉접점(114)은 가급적 저온도의 부위에 있도록 한다.

그러기 위하여 제 3 도에 표시한 바와같이 하우징(10)을 격벽(116)으로 간막이하여 증발기(13)와 버어너(14)를 격벽(116)의 전면에 배설하여 하우징(10)의 하방에 공기 취입구(117)를 설치하고 하우징(10)의 상방에 배출구(118)을 설치하여 하우징(10)의 외부의 찬공기가 하우징의 공기 취입구(117)로 부터 격벽(116)의 배면의 공소(119)를 거쳐서 배출구(118)를 통과 시킨다.

열전대(110)의 수는 연료펌프(112)를 구동하는데 적당한 개수로 한다. 열전대(110)은 예컨데 크로멜(chromel)선과 콘스탄탄(constantan)선에 의해서 구성할 수가 있다. 선의 직경은 대개 1.2-1.6mm, 길이 약 35-70mm의 것을 각각 20개 사용하면 약1kW의 전력을 얻을 수가 있다.

그런데 증발기(13)가 소정의 온도로 가열되면 액체연료 노즐(15)의 밸브장치(60)의 자성체(66)가 가열되어서 그 자력을 감쇠하여 밸브봉(63)의 영구자석(65)과의 흡인력이 스프링(69)의 힘보다도 감소하여 밸브봉(63)은 밸브(62)를 개방하는 방향(화살표 B)으로 이동한다. 따라서 증발기(13)로 기화된 액체연료가 도관(34)과 밸브장치(60)를 통과하여 노즐(15)로 부터 버어너(14)속으로 분사된다.

한편 밸브봉(63)이 밸브(62)를 개방하는 방향으로 이동하면 제 6 도에 표시한 바와같이 V자형 레버의 아암(71)은 핀(73)을 중심으로 하여 화살표(C)의 방향으로 회동하여 아암(71)이 U자형 레버의 아암(95)의 돌출부(105)를 화살표(C)의 방향으로 회동시킨다. 그에 의해서 아암(97)의 자유단과 밸브봉(58)의 핀(104)과의 괘합이 이탈하여 밸브봉(58)은 스프링(93)의 작용에 의해 화살표(D)의 방향으로 이동하여서 기체연료의 밸브장치(53)를 폐색하고 노즐(16)로 부터 버어너(14)에 대한 기체연료의 분사를 저지한다.

본 발명의 가스·스페이스·히이터에 있어서 기체연료가 연소하고 있을 때에 기동·정지손잡이(80)를 기동위치로 부터 정지위치로 회동하면 캠(74)의 회동에 의해 캠(74)의 절입부(102)에 U자형 레버의 아암(96)의 핀(101)이 괘합하여 U자형 레버의 아암(95)이 스프링(100)의 힘에 버티면서 시계방향으로 회동하고 U자형 레버의 아암(97)의 선단이 밸브봉(58)의 핀(104)으로 부터 이탈하여 밸브봉(59)이 스프링(93)의 작용으로 압압되어서 기체연료를 노즐(17)에 보내는 밸브장치(53)가 폐색된다.

또 액체연료가 연소하고 있을 때에 기동·정지손잡이(80)를 기동위치로 부터 정지위치로 회동하면 캠(74)에 의해서 V자형 레버의 아암(71), (72)이 핀(73)을 중심으로 하여 반시계 방향으로 회동하고 액체연료의 밸브장치(60)의 밸브봉(63)을 스프링(69)의 힘에 버티면서 압압하여 밸브장치(60)를 폐색한다.

본 발명에 있어서는 증발기(13)가 버어너(14)에서의 연료의 연소에 의해서 소망온도범위 이상으로 과열되는 것을 방지하는 장치(125)를 설치하는 것이 바람직하다.

이 과열 방지장치(125)는 버어너(14)와 증발기(13)의 사이에 가동적으로 배치되는 열차폐부재(126)를 구비한다. 열차부재(126)는 하우징(10)의 내벽에 부착한 추축(樞軸)장치(127)로 회동할 수가 있도록 장착한 지지아암(128)에 부착되어 있다. 추축장치(127)에는 예컨데 바이메탈(binetal)스트림 또는 스프링벨로우(bellows)등의 온도에 따라서편향(偏向)하는 열응동(應動)장치 (107)가 공동(共動)시켜져 있다. 과열방지장치(125)의 열차폐부재(126)는 상온에 있어서는 증발기(13)와 버어너(14)의 사이로 부터 벗어난 위치에 배치하고 있다. 그러나 버어너(14)에 있어서 연료가 연소하여 증발기(13)가 소망온도범위 이상으로 가열되는 상황으로 되면 열응동장치(107)가 작동하여 추축장치(127)에 지지되어 있는 열차폐부재(126)를 증발기(13)와 버어너(14)의 사이로 이동시켜 증발기(13)의 과열을 미연에 방지할 수 가 있다.

본 발명은 지금까지 그 바람직한 실시예에 관하여 상술하였으나 본 발명은 이상의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구의 범위에서 기재의 내용에 있어서 여러가지의 변경을 가할 수가 있다.

Claims (7)

1. 하우징과, 상기 하우징내에 수용되는 액체연료 탱크와, 상기 액체연료 탱크로 부터의 액체연료 탱크로 부터의 액체연료를 기화시키는 증발기와, 상기 액체연료 탱크의 액체연료를 상기 증발기에 보내는 액체연료 펌프와, 상기 증발기에 있어서 기화된 액체연료를 연소시키는 버어너와, 상기 증발기로 부터의 기화된 액체연료를 상기 버어너속으로 분사시키는 제 1 노즐과, 상기 증발기와 상기 제 1 노즐을 연결하는 제 1 밸브장치를 구비하는 도관과, 기체연료 공급관과, 상기 기체연료 공급원으로 부터의 기체연료를 상기 버어너에 분사시키는 제 2 노즐과, 상기 기체연료공급원과 상기 제 2 노즐을 연결하는 제 2 밸브장치를 구비하는 도관과, 상기 제 1 밸브장치의 작동과 상기 제 2 밸브장치의 작동을 절환하는 장치, 및 상기 증발기가 상기 버어너에 의한 기체연료의 연소에 의해 소정의 온도에 도달하였을 때 상기 액체연료를 작동시키는 전기적 에너지를 발생하는 장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체연료 연소장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 절환장치는 기동·정지손잡이에 의해 조작되는 것을 특징으로 하는 액체연료 연소장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 기동·정지손잡이이가 정지위치로 부터 기동위치로 조작되었을 때 상기 절화장치에 의해 상기 제 2 밸브장치가 작동되어 기체연료가 통과되도록 한 것을 특징으로 한 액체연료 연소장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 증발기가 소정의 온도범위까지 가열되었을 때, 상기 제 1 밸브장치가 기체연료를 통과시키도록 작동되며 상기 제 2 밸브장치는 기체연료를 폐쇄하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 액체 연료 연소장치.
5. 제 1 항에 있어서, 전기에너지 발생장치는 열전퇴(熱電堆)인 것을 특징으로 하는 액체연료 연소장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 증발기를 보호하기 위하여 과열방지 장치가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 액체연료 연소장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 과열방지 장치는 하우징내의 온도변화에 응동(應動)하여 작동되는 것을 특징으로 하는 액체연료 연소장치.

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