KR910001443B1

KR910001443B1 - 연소장치

Info

Publication number: KR910001443B1
Application number: KR1019870002732A
Authority: KR
Inventors: 가쯔히꼬 우노; 가쯔히꼬 이시가와; 쇼오지로오 이노우에
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤; 다니이 아끼오
Priority date: 1986-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1991-03-07
Also published as: US4904181A; AU569674B2; EP0239008B1; KR870009176A; US4790746A; AU7052187A; EP0239008A2; EP0239008A3; CA1294534C

Abstract

내용 없음.

Description

연소장치

제1도는 종래의 연소장치의 요부단면도.

제2도는 종래의 연소장치내의 CO분포도.

제3도는 본 발명의 제1의 실시예에 있어서의 연소장치의 요부단면도.

제4도는 동 연소장치내의 흐름의 단면도.

제5도는 동 연소장치내의 CO분포도.

제6도는 동 연소장치의 CO/CO₂특성도.

제7도는 본 발명의 제2의 실시예의 연소장치의 요부단면도.

제8도는 제2의 실시예의 연소장치내의 흐름의 단면도.

제9도는 제2의 실시예의 CO/CO₂특성도.

제10도는 제2의 실시예의 산소결핍 특성도.

제11도, 제12도, 제13도, 제14도는 본 발명의 다른 실시예의 요부단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 심지 6 : 내부불꽃통

7 : 외부불꽃통 8 : 연소실

9 : 외부통 11 : 공기구멍

13, 33 : 통기구멍 15 : 외부통의 목부

16 : 적열부 21 : 공기흐름제어통

22 : 공기흐름제어역 23 : 공기도입로

24 : 연소제어통 25 : 가화부

26 : 공기실 27 : 통기부

30 : 연통구멍 34 : 차폐판

35 : 안내판

본 발명은 가정용의 난방등에 사용되는 연소장치에 관한 것이다. 종래, 이러한 종류의 연소장치로서는 석유스토우브등에 사용되고 있는 빨아올려서 기화하는 방식의 연소장치가 있으나, 이것은 대체로 제1도에 도시한 바와같은 것이었다. 제1도에 있어서, (1)은 심지로서 심지안내 내부슬리이브(2)와 심지안내 외부슬리이브(3)사이에 상하동작자재케 설정되어 있다. 심지안내 내부슬리이브(2)와 심지안내 외부슬리이브(3)의 상단부는 각각 내부화염판(4), 외부화염판(5)을 형성하고 있으며, 내부불꽃통(6), 외부불꽃통(7)이 재치되어있다. 심지(1)의 선단부는, 연소시에는 내부불꽃통(6)과 외부불꽃통(7)사이에 형성되는 연소실(8)내에 노출되고, 여기에서 연료의 기화가 행해진다. (9)는 외부통이고, 내부볼꽃통(6), 외부불꽃통(7), 외부통(9)은 안쪽으로부터 순차적으로 대체로 동심원형상으로 배치되고, 고정핀(10)에 의해서 일체화되어 있다. (11)은 내부불꽃통(6) 및 외부불꽃통(7)에 다수개 형성된 공기구멍이다. (12)는 내부불꽃통(6)의 상단개구부를 폐색하는 내부불꽃통의 천판이고, 내부불꽃통(6)안쪽에서 위쪽으로 통하는 통기구멍(13)을 가지고 있다. (14)는 내부불꽃통의 천판(12)상에 재치된 불꽃화산판이다. 외부통(9)의 상단부에는 목부(15)가 형성되고, 또한 이 목부(15)로부터 위쪽의 외부불꽃통(7)에는 적열부(16)가 형성되어서, 개구가 큰 투과구멍(17)이 형성되어 있다. (18)은 유리등의 투과성 재료로 이루어진 투과통이고, 외부통(9)상에 재치되어 있다. (19)는 상부프레임으로서 적열부(16)와 투과통(18)사이의 공기통로(20)의 상단부를 차폐하도록 적열부(16)의 상단부에 재치되어서, 투과통(18)을 고정하고 있다. 상기 구성에 있어서, 심지(1)에 점화하면 연소를 개시하고, 연소에 의한 고온의 연소가스가 연소실(8)을 상승함으로서 열통풍을 발생하여, 연소에 필요한 공기가 내부불꽃통(6), 외부불꽃통(7)의 공기구멍(11) 및 적열부(16)의 투과구멍(17)으로부터 연소실(8)내에 공급되어서, 연소가 계속되고, 적열부(16)를 적열시켜서 복사열을 얻고 있었다.

그러나, 상기와 같은 구성에서는, 다음과 같은 문제를 발생하고 있었다.

통상의 강연소(强撚燒)에서는 제1도에 도시한 바와같이 내부불꽃통(6)과 외부불꽃통(7)위쪽에 2차불꽃(f₁)을 형성하여, 연소실(8)내를 상승해 온 미연소성분을 완전히 연소시키므로 양호한 배가가스특성을 나타낸다. 그러나, 심지(1)의 노출높이를 낮게 해서 연소량을 적게 하였을 경우는, 화염은 연소실(8)내로 내려가서(f₂)와 같이 형성된다. 이 경우, 내부불꽃통(6)의 공기구멍(11)이나 투과구멍(17)에 형성되어 있던 화염(f₃)은 화염(f₂)의 위쪽에서는 형성되지 않는다. 종래로부터, 이와같은 상태에서는 배기가스특성, 특히 CO/CO₂가 급격히 악화되고 있었다. 또, 연소장치를 밀폐상태가 좋은 방에서 장시간 사용하였을 경우, 산소농도의 감소에 따라서 연소량도 점차 감소하나, 상술한 바와같이 불꽃이 연소실(8)내로 내려가면 다량의 CO가 발생하는 상태가 되고 있었다. 이상의 현상은 연소장치내의 배기가스측정을 행한 결과, 연소가스 및 공기의 흐름에 원인이 있는것이 명백하였다.

제2도는 제1도의 종래의 연소장치는 A-A'선[즉 외부통(9) 혹은 투과통(18)과 외부불꽃통(7)사이의 공기통로(20)]과 B-B'선[즉 내부불꽃통(6)내부]의 위치에서 높이 방향의 CO분포를 강, 약의 연소시에 측정한 결과이다. A-A'의 위치에서는 강연소시 외부통(9)의 목부(15)이상에서 CO농도는 급격히 증가하고, 중상부에서 최대가 되며. 상단부 근처에서는 다시 감소하나, 500ppm이상의 높은 값을 나타낸다. 그러나, 강연소시는 화염(f₁)으로 거의 완전히 연소시키므로, 배기가스특성은 양호해진다. 약연소시에도 마찬가지의 특성을 나타내나, CO농도로서는, 상단부 근처에서 250ppm정도가 된다. 그러나, 이 경우, 화염은(f₂)가 되어서 아래로 내려가 있기 때문에, CO는 적열부(16)의 상단부근처의 투과구멍(17)으로부터 직접 대기속으로 방출된다. B-B'선의 위치에서는 강연소시에도 약연소시에도 같은 특성을 나타내며, 상단부 근처에서는 약연소시에도 1000ppm이상의 매우 높은 값을 나타내고, 이것이 직접 대기속으로 방출된다.

이상의 결과로부터, 연소장치내의 공기 및 연소가스의 흐름은 다음과 같이 되어있다. 즉, 제1도에 도시한 바와같이 검은 화살표로 표시되는 주된 흐름과 점선화살표와 같은 흐름이 존재한다. 다시말하면, 불완전연소상태의 배기가스가 연소실(8)로부터 공기통로(20)로 누출되는 흐름 ⓐ과 연소실(8)로부터 내부불꽃통(6)내부로 누출되는 흐름 ⓑ이다. 따라서 약연소시 화염이(f₂)와 같이 연소실(8)내로 떨어지고, 그것으로부터 위쪽에서 화염이 형성되지 않으면, 내부불꽃통(6)의 상부의 공기구멍(11) 및 통기구멍(13)으로부터, 또 적열부(16)의 위쪽의 투과구멍(17)으로부터 고농도의 CO를 함유하는 연소가스가 직접 대기속에 방출되게 된다. 이와같이 약연소시에 있어서의 CO/CO₂의 급격한 악화는, 내부불꽃통(6) 내부 및 공기통로(20)에 누출된 고농도의 CO를 함유하는 연소가스가 직접 대기속에 방출되기 때문인 것이 명백해졌다.

상술한 바와같이, 연소량을 적게 하였을 경우의 배기가스특성의 악화를 방지하기 위하여, 종래는 외부불꽃통(7)이나 내부불꽃통(6)하부로부터 연소실(8)내로 공급되는 공기량을 상대적으로 억제하는 방법등이 취해지고 있었으나, 이 경우, 연소실(8)내로의 공기량이 감소하기 때문에 점화특성이 악화하거나, 연소실(8)내에 황색의 화염이 발생하는 등의 문제점이 있었다. 또한, 실내의 산소농도가 감소한 상태(산소결핍상태)에 있어서도 연소용공기가 감소하기 때문에, CO를 다량으로 발생하는 위험성도 있었다. 또, 이와같은 방법에서는 구극적으로는 화염이 연소실내로 떨어져버리면, 배기가스특성은 악화하게 되어, 근본적인 대책으로는 되지 못하였다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해소하는 것으로서, 약연소시(弱撚燒)의 배기가스특성의 급격한 악화를 방지해서 배기가스특성을 개량하여 연소량조절폭을 크게함과 동시에 점화특성, 연소상태, 산소결핍특성등이 양호한 연소장치를 제공하는 것이다.

즉, 내부불꽃통안쪽에, 심지와 대향하는 위치근처로부터 위쪽으로 뻗고, 내부불꽃통과의 사이에 형성되는 공기흐름 제어영역을 그 바닥면에서 차폐하는 공기흐름제어통과 외부불꽃통의 기화부 내측 위쪽에, 외부불꽃통과의 사이에 약간 간격을 둔 공기실을 형성한 연소제어통을 형성함으로서, 내부불꽃통안쪽의 공기도입로나 외부불꽃통 바깥쪽의 공기통로로의 연소가스의 누출을 억제하여 효율이 좋게 연소시키고 있다.

또, 연소제어통에는, 공기실에서 연소실로 연통하는 연통구멍을 형성하고, 공기흐름제어통은, 상하부사이에 공기도입로와 공기흐름제어영역을 연통하는 통기부를 형성하도록, 복수단으로 하여 연소실내에 공기를 공급해서, 점화특성, 연소상태, 산소결핍특성을 양호하게 하고 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거해서 설명한다.

제3도에 있어서, (1)은 심지로서 심지안내 내부슬리이브(2)와 심지안내 외부슬리이브(3)사이에 상하동작자재케 설정되어 있다. 심지안내 내부슬리이브(2)와 심지안내 외부슬리이브(3)의 상단부는 각각 내부화염판(4), 외부화염판(5)을 형성하고 있으며, 내부불꽃통(6), 외부불꽃통(7)이 재치되어 있다. 심지(1)의 선단부는, 연소시에는 내부불꽃통(6)과 외부불꽃통(7)사이에 형성되는 연소실(8)내에 노출되고, 여기에서 연료의 기화가 행해진다. (9)는 외부통이고 내부불꽃통(6), 외부불꽃통(7), 외부통(9)는 안쪽으로부터 순차적으로 대체로 동심원형상으로 배치되어서, 고정핀(10)에 의해서 일체화되어 있다. (11)은 내부불꽃통(6) 및 외부불꽃통(7)에 다수개 형성된 공기구멍이다. (12)는 내부불꽃통(6)의 상단개구부를 폐색하는 내부불꽃통의 천판이고, 내부불꽃통(6)안쪽으로부터 위쪽으로 통하는 통기구멍(13)을 가지고 있다. (14)는 내부불꽃통의 천판(12)상에 재치된 불꽃확산판이다. 외부통(9)의 목부(15)로부터 위쪽의 외부불꽃통(7)에는 적열부(16)가 형성되고, 개구가 큰 투과구멍(17)이 형성되어 있다. (18)은 유리등의 투과성재료로 이루어진 투과통으로서 외부통(9)위에 재치되어 있다. (19)는 상부 프레임이고, 적열부(16)와 투과통(18)사이의 공기통로(20)의 상단부를 차폐하도록 직열부(16)의 상단부에 재치되어서 투과통(18)을 고정하고 있다. (21)은 내부불꽃통(6)에 하단부를 고정하고, 내부불꽃통(6)안쪽에 설치된 공기흐름제어통이고, 심지(1)위쪽근처로부터 내부불꽃통(6)의 상단부 근처까지 뻗으며, 또한 내부불꽃통(6)사이에 형성되는 공기흐름제어영역(22)을 바닥면에서 차폐하도록 형성되어 있다. (23)은 공기도입로이다. (24)는 외부통의 목부(15)와 대향하는 위치로부터 위쪽의 외부불꽃통의 기화부(25)안쪽에 설정된 연소제어통이고, 심지(1)근처 위쪽으로부터 외부통의 목부(15)와 대향하는 위치근처까지 뻗어서, 외부불꽃통의 기화부(25)와의 사이에 간극을 가지도록 공기실(26)이 형성되어 있다.

상기 구성에 있어서, 심지(1)에 점화하면 연소를 개시하고, 연소에 의한 고온의 연소가스가 연소실(8)을 상승함으로서 열통풍을 발생하여, 연소에 필요한 공기가 내부불꽃통(6), 외부불꽃통(7)의 공기구멍(11) 및 적열부(16)의 투과구멍(17)으로부터 연소실(8)내에 공급되어서 연소가 계속되고, 강연소시에는 제4도에 도시한 바와같이 화염(fr)이 형성된다. 이때의 연소배기가스나 공기의 흐름을 내부불꽃통(6)안쪽과, 적열부(16)와 투과통(18)사이의 공기통로(20)로 나누어서 설명한다. 내부불꽃통(6)안쪽으로부터 공급되는 공기는, 공기흐름제어통(21) 아래쪽으로부터 심지(1)근처에 공급되는 공기흐름(a)과 공기도입로(23)를 상승하는 공기흐름(b)으로 나누어진다. 공기흐름(b)은 내부불꽃통 위쪽에 도달하여, 공기흐름(c)과 같이 공기구멍(11)이나 통기구멍(13)으로부터 연소실(8) 및 그 위쪽에 공급된다. 또 일부는 공기흐름(d)과 같이 공기흐름제어영역(22)으로 하강하여, 비교적 아래쪽의 공기구멍 (11)으로부터도 연소실(8)에 공급된다. 한편, 공기흐름(a)에 의해서 기화된 연료는 공기와 혼합가스가 되어서 주로 (e)와 같이 연소실(8)을 상승한다. 그러나, 공기흐름(c)(d)에 의해서 공기흐름제어영역(22)은 부압(負壓)이 되기 때문에, 혼합가스의 일부는 (f)와 같이 공기구멍(11)으로부터 공기흐름제어영역(22)내에 유입되어 상승한다. 따라서 공기흐름제어영역(22)에는 미연소가스가 가득찬다. 이 미연소가스는 공기흐름제어영역(22)을 상승하여, 공기흐름제어통(21)의 상단부근처에서 (g)와 같이 공기흐름(c)(d)과 혼합되어서 공기구멍(11)으로부터 연소실(8)에 공급된다. 따라서 강연소시는 내부불꽃통(6) 상단부 근처에 미연소가스와 공기가 잘 혼합된 상태로 연소실(8) 상단부근처에 공급하므로, 영역(A)근처에서 효율좋게 연소시켜서, 이 부분에 불꽃을 형성하여, 적열한다. 또, 여기에서 연소되지 않은 미연소가스는 위쪽에 형성된 화염(fr)으로 연소된다.

다음에 심지(1)의 노출높이를 낮추어서 약연소로 해가면, 화염은 점차적으로 연소실(8)내로 떨어져서 화염(fs)이 된다. 이 경우의 흐름도 강연소시와 마찬가지이나, 기화가스는 대폭적으로 감소되어 있으므로 공기흐름제어영역(22)에 유입되는 미연소가스량도 감소한다. 따라서, 공기흐름(d)과의 혼합영역은 아래쪽으로 내려가서, 영역(B)근처가 양호한 혼합영역이 되며, 이 부분에서 불꽃을 형성하여, 내부불꽃통(6)벽면을 적열시켜서 연소를 촉지시키며. 또한 그 위쪽에 형성된 화염(fs)으로 연소를 완결시킨다. 다음에 공기통로(20)의 흐름을 본다. 외부불꽃통의 기화부(25)중상부에 연소제어통(24)을 가지고 있기 때문에, 이 연소제어통(24)의 흐름제어 작용에 의해서 공기통로(20)로의 연소가스의 누출을 억제하고 있다. 즉 종래예와 같이 연소제어통(24)이 없을 경우는, 연소가스는 연소실(8)의 폭전체를 사용해서 상승하므로, 적열부(16)에 도달하면 즉시 공기통로(20)로 유출한다.

그러나, 본 실시예에서는, 연소제어통(24)이 존재하기 때문에, 연소가스의 흐름은 공기실(26)의 폭만큼 내부불꽃통(6)쪽으로 접근시킴으로서, 연소실(8)아래쪽으로부터 상승하여 온 연소배기가스가 공기통로(20)로의 누출은 억제된다. 또, 연소제어통(24)과 대향하는 외부불꽃통의 기화부(25)의 공기구멍(11)으로부터 공기실(26)로 (h)와 같이 공급된 일정량의 공기는, 공기실(26)의 출구로부터 연소실(8)내로 분출되어서, 기화가스와 혼합되므로, 여기에서 연소하여, 화염(ft)을 형성하고, 연소가스는(i)와 같이 상승한다. 따라서, 적열부(16) 내벽 근처에서는 이 연소가스에 의한 층이 형성되어서, 연소실(8)아래쪽으로부터 상승하여 오는 미연소가스(e)의 공기통로(20)로의 유출을 억제한다. 연소가스(i)의 흐름층은 적열부(16)근처를 상승하므로, (j)와 같이 당연히 공기통로(20)로의 누출은 발생하나, (j)의 흐름은 공기실(26)의 출구에 형성되는 화염(ft)에 의해서 연소가 상당히 진행된 상태의 연소가스로서, CO₂를 많이 함유하고 있으며, 공기통로(20)로부터 대기속에 방출되었다고 할지라도 CO/CO₂의 급격한 악화에는 관계가 없다.

제5도는 제3도에 있어서의 실시예의 A-A'선[공기통로(20)]과 C-C'선[공기흐름제어영역(22)]과 D-D'선[공기도입로(23)]위치의 CO, CO₂의 농도분포를 약연소시에 측정한 결과이다. 비교를 위하여, 종래예의 A-A'선 위치의 값도 표시하였다. A-A'선 위치에서는 CO에 관해서는 종래예와 대체로 같은 값이 되어 있었으나, CO₂에 관해서는 본 발명의 실시예가 상당히 높은값을 나타내고 있으며, CO/CO₂특성의 악화에 관계가 없다는 상술한 설명과 일치하고 있다. C-C'선 위치에서는 공기흐름제어통(21)의 하단부에서 매우 고농도의 CO가 검출되나, 공기흐름제어통(21)의 상단부 근처에서 점차적으로 연하게 되어, 내부불꽃통(6)상단부에서는 상당히 희박하게 되어 있으며, 내부불꽃통(6) 위쪽은 CO농도가 낮은 청정한 상태인 것을 알수 있다. 공기흐름제어통(21)안쪽의 D-D'선 위치에서는 전체 영역에 걸쳐서 CO농도는 30ppm정도로 희박하며, 청정한 공기가 공급되고 있음을 알수 있다. 이상의 결과도, 상술한 설명과 일치하고 있다.

제16도는 본 실시예와 종래예에 대해서 연소량-CO/CO₂특성을 측정한 결과이다. 종래에(점선)는 연소량을 적게함에 따라서 CO/CO₂치는 급격히 상승하여 배기가스특성이 악화하고 있으나, 본 실시예에서는 연소량을 적게하여도 CO/CO₂는 낮은값을 나타내고 있으며, 특성의 개량이 대폭적으로 이루어져서, 본 발명의 효과가 명확하다. 이 효과는 공기흐름제어통(21)과 연소제어통(24)의 양구성의 상승(相乘)효과에 의한 것이며, 어느쪽인가 한쪽만을 구성하여도 효과는 있으나, 상술한 바와같은 큰 효과는 기대할수 없다. 참고를 위하여 제6도에 공기흐름제어통(21)뿐일 경우(A)와 연소제어통(24)뿐일 경우(B)의 특성도 도시하였다.

이상과 같이, 제3도의 실시예에 도시한 구성에 의해서 CO/CO₂특성은 대폭적으로 개량되었다. 그러나, 이대로의 구성으로는 제3도에서도 알수있는 바와같이 연소실(8)하부로의 공기의 공급이 억제되고 있기 때문에 공기부족이 되어 점화특성이나 배기가스특성이 악화하는 경향이 있으며, 또 연소실(8)내에 황색화염이 혼입하기 쉽게 되어, 양호한 연소상태를 얻는것은 곤란하다. 이하, 이와같은 불편한 점을 개선하는 기술에 대해서 설명한다. 종래의 연소장치에서는 본질적으로 배기가스특성은 악화하는 경향이 있기 때문에, 이들특성을 동시에 만족하는 것을 불가능하였다. 그러나, 이하에 도시한 기술에 의해서 본 발명의 효과를 최대한으로 발휘하여, 배기가스특성, 점화특성, 산소결핍특성, 연소상태등을 동시에 만족할 수 있도록 되었다.

제7도는 상기 불편한 점을 개량하기 위한 제2의 실시예의 요부단면도이다. 공기흐름제어통은 상하 2단으로 하고, 연소실(8)과 연통하는 통기부(공기연통부)(27)를 형성하도록 상부공기흐름제어통(28)와 하부공기흐름제어통(29)을 형성하고 있다. 또 연소제어통(24)은 그 벽면에 공기실(26)로부터 연소실(8)과 연통하는 다수의 연통구멍(30)을 형성하고 있다. (31)은 상부공기흐름제어영역, (32)는 하부공기흐름제어영역이다. 제8도는 제2의 실시예에 있어서의 연소장치내의 공기흐름의 단면도이다. 통기부(27)로부터의 공기흐름(k)과 연통구멍(30)으로부터의 공기흐름(l)에 의해서 연소실(8) 아래쪽에 적극적으로 공기가 공급되고 있는 것을 알수 있다. 이 구성에서 연소를 계속하면, 강연소시는 제1의 실시예와 대체로 마찬가지의 특성을나타낸다.

다음에, 심지(1)의 노출높이를 낮게해서 연소량을 작게하여 가면, 화염은 점차적으로 연소실(8)내로 하강하여 화염(fs)이 된다. 이 경우의 흐름도 강연소치와 마찬가지이나, 기화가스는 대폭적으로 감소하고 있으므로, 상부공기흐름제어영역(31)으로 유입하는 미연소가스량도 감소한다. 따라서, 공기흐름(d)과의 혼합영역은 아래쪽으로 내려가서 영역(D)근처가 양호한 혼합영역이 되며, 이 부분에서 불꽃을 형성하여, 내부불꽃통(6)벽면을 적열시키고 또한 그 위쪽에 형성되는 화염(fs)으로 연소를 완결시킨다. 이 경우, 상부공기흐름제어영역(31)에 유입된 미연소가스흐름(f)은 공기류(c)(d)에 의해서 거의 연소실(8)내에 공급되어서, 화염(fs)으로 연소되므로, 화염(fs)으로부터 위쪽에 대향하는, 상부공기흐름제어영역(31)에서는 미연소가스성분은 대체로 없으며, 화염(fs)으로부터 위쪽의 공기구멍(11)이나 통기구멍(13)으로부터 배출되는 공기는 청정하므로, 배기가스특성(CO/CO₂)은 약화되지 않는다. 또, 통기부(27)근처의 CO농도는 30~50ppm정도로서, 제1의 실시예에 비하여 약간 증가하는 경향에 있으나, CO/CO₂특성을 악화시키는데는 미치지 못한다. 그러나, 더욱 연소량을 적게해서 화염이 더욱 하강하면, 내부불꽃통(6) 위쪽의 온도가 떨어지기 때문에, 공기류(d)에 의해서 상부공기흐름제어영역(31)내에 충분히 공기가 공급되고 있음에도 불구하고 연소가 촉진되지 않기 때문에 화염(fs)의 위쪽에서 배출되는 공기에는 점차적으로 CO성분이 많이 포함되게 되어서, 배기가스특성은 서서히 악화하는 경향을 나타낸다.

그러나, 더욱 연소량을 적게하여 화염이 상부공기흐름제어통(28) 하단부로부터 아래쪽에(fm)과 같이 형성되면, 화염(fm)근처는 온도도 높고, 또한 통기부(27)로부터 공기흐름(k)에 의해서 충분히 공기가 공급되므로 영역(E)근처에서 연소가 촉진된다. 이 경우, 상부공기흐름제어영역(31)에도 배기가스는 유입하나, 이 배기가스성분은 화염(fm)으로 연소가 상당히 진행된 상태에 있으며, 배기가스성분속의 CO비율은 그 만큼 높아지지 않는다. 따라서, 배기가스특성은 악화되지 않는다. 제9도는 제2의 실시예의 연소장치의 CO/CO₂특성이다. 연소량을 적게 하였을 경우에서도 CO/CO₂의 급격한 악화는 볼수 없고 양호한 특성을 나타내고 있다.

이상, 통상의 연소에 있어서, 심지(1)의 노출높이를 낮게해서 연소량을 적게하였을 경우에 대해서 설명하였으나, 밀폐상태가 양호한 방에서 장시간 연소시켰을 경우에도 마찬가지 효과를 얻을수 있다. 즉, 산소결핍상태하에서는 산소농도의 저하에 따라서 연소량이 저하하여, 심지(1)의 노출높이를 낮게해서 연소량을 적게하였을 경우와 거의 마찬가지의 현상을 볼수 있으나, 하부 통기부(27) 및 연통구멍(30)으로부터 공기가 공급되므로, 공기부족이 되기 어렵고, 산소결핍특성도 양호해진다. 제10도는 제2의 실시예의 연소장치의 산소결핍특성을 도시한 것이다. 종래예에 비해서 저산소영역까지 CO의 발생량이 적은 것을 알수 있다. 또, 연소실(8)하부에 공기를 적극적으로 공급하고 있으므로 양호한 혼합상태가 되어 황색화염의 혼입이 적은 양호한 연소상태를 얻을수 있다. 또한 점화시에 있어서도 충분한 공기가 공급되므로, 신속한 연소촉진이 이루어져서, 악취, CO의 발생도 제어할 수 있다.

이상의 실시예에서는 설명의 편의상 공기흐름제어통이 2단일 경우에 대해서 설명하였으나, 3단 이상의 복수단 형성한 구성을 취해도 상관없다.

제11도, 제12도는, 공기흐름제어통을 복수단 형성할 경우의 다른 실시예를 도시한 것이다. 제11도에서는 공기흐름제어통(21)측면에 통기구멍(33)을 형성하고, 이 통기구멍(33)바로위에서 공기흐름제어영역(22)을 상하로 분할, 또한 차폐하는 차폐판(34)을 착설하고 있다. 이 구성에 의하면 공기흐름제어통(21)을 복수개부착할 필요는 없고, 일체적으로 부착할 수 있으므로, 제조상 유리하다. 제12도에서는 다시 공기흐름제어통(21)을 외주방향으로 드로우잉가공함으로서 차폐판(34)을 형성한 것이고, 용점의 필요가 전혀 없으며, 완전히 일체로 구성할 수 있으므로 제조상의 장점은 더욱 커진다. 물론 이 경우에도 복수단의 구성을 취하는 것은 가능하다. 제13도는 제7도에서 도시한 제2의 실시예에 있어서 점화특성을 더욱 개량한 수단을 도시한 구성도이다 공기흐름제어통을 위쪽이 아래쪽보다도 작은 직경이 되도록 형성함으로서, 상부공기흐름제어통(28)의 차폐판(34)이 통기부(27)로부터 연소실(8)로의 공기 공급의 안내부재가 되어서, 효율좋게 공기가 공급되므로, 점화시의 CO, 악취의 저감을 도모할 수 있다. 또, 제14도에 도시한 바와같이 상부공기흐름제어통(28)의 하단부에 내측아래쪽으로 돌출한 안내판(35)을 착설해서 마찬가지의 효과를 얻을수 있다. 물론 이경우에도 제11도 또는 제12도에서 설명한 구성을 사용할 수도 있다.

이상 본 발명의 실시예에 대해서 설명하여 왔으나, 그 효과에 대해서는 이하에 정리한다.

[1] 공기흐름제어통을 착설함으로서, 공기도입로의 청정한 공기와 공기흐름제어영역내에 도입되는 연소가스를 분리하여, 내부불꽃통 위쪽에 청정한 공기공급을 가능하게 하고 있으므로, CO/CO₂특성이 개량된다.

[2] 공기흐름제어통 상단부 근처에서는, 연소량에 따라서 내부불꽃통의 어느높위 위치에서 연소가스와 공기의 양호한 혼합상태를 형성하여, 연소를 촉진시키고 있기 때문에, 고농도의 CO를 함유하는 연소가스가 유출하는 일이 없어, CO/CO₂특성의 저감을 도모할 수 있다.

[3] 연소량이 더욱 적어지게 되어서 화염이 더욱 하강하면 공기흐름 제어영역내에 충분히 공기가 도입됨에도 불구하고, 화염위쪽의 온도가 저하하므로, 연소가 충분히 촉진되지 않아, 점차적으로 CO량이 많아지게 되어서 CO/CO₂특성이 서서히 악화하는 경향을 나타내나, 공기흐름제어통을 복수단 형성하고 있기 때문에 화염이 상단부의 공기흐름제어통 이하로 떨어지면, 그 바로아래의 통기부로부터 공급되는 공기에 의해서 다시 연소가 촉진되어서, 위쪽의 공기흐름제어영역에 유입되는 배기가스는 연소가 상당히 진행된 CO비율이 낮은 가스가 되기 때문에, 그 연소가스가 방출되어도 연소특성의 악화에 관계가 없다.

[4] 공기도입로부터 내부불꽃통 위쪽에 공급되는 청정한 공기흐름에 의해서 연소가스의 내부불꽃통 위쪽으로의 흐름은 차폐하고, 이 차폐효과에 의해서, 내부불꽃통 위쪽의 내부는 연소가스를 거의 함유하지 않고, 약연소시화염이 연소실내로 떨어져도 고농도의 CO가 직접 대기에 방출되는 일이 없어서 CO/CO₂의 저감을 도모할 수 있다.

[5] 연소제어통에 의해서, 연소실내의 연소부하가 떨어지므로, 약연소시의 화염이 떨어지는 것을 억제하고, 공기통로로부터 적열부위쪽을 통해서 대기속으로 방출되는 연소가스를 억제하므로, CO/CO₂의 저감을 도모할 수 있다.

[6] 연소제어통의 공기흐름제어작용에 의해서, 연소실하부로부터 상승하는 연소가스가 공기통로로의 유출을 억제하여 CO/CO₂악화를 억제한다.

[7] 공기실로부터 연소실에 분출되는 공기에 의해서 적열부 내벽 근처에서 연소가 촉진되어서, CO₂를 많이 함유하는 연소가스층을 형성하므로 연소실하부로부터 상승하는 미연소가스의 공기통로로의 방출을 억제하여, CO/CO₂의 악화를 억제한다.

[8] 적열부 내벽근처에 형성되는 배기가스층은 CO₂를 많이 함유하고 있기 때문에, 공기통로로 유출되어서 적열부 상부로부터 대기속으로 방출되어도 CO/CO₂특성의 급격한 악화에 관계없다.

[9] 연통구멍 및 통기로부터 연소실내로 공급되는 공기에 의해서 혼합이 양호하게 되어서 연소가 촉진되므로, 연소실내로의 황색화염의 혼입이 적고, 양호한 연소상태를 얻을 수 있다.

[10] 연통구멍 및 통기부로부터 연소실내로 적극적으로 공기가 공급되므로, 연소실내는 공기부족이 되는 일이 없이, 점화특성, 산소결핍특성도 양호해진다.

이상의 효과에 의해서, 약연소시나 산소결핍상태에서의 배기가스특성의 급격한 악화를 방지하고, 점화특성을 개량함으로서, 연소특성이 양호하고, 연소량(조절폭이 넓고, 안전하며 또한 쾌적한 연소장치)를 얻을수 있다.

이상의 설명에서는 심지로 액체연료를 빨아올려서 연소시키는 연소장치에 대하여 구체적으로 요약해서 설명하여 왔으나, 액체연료를 다른 기화수단이나 미립화수단을 사용해서 연소시키는 연소장치에도 적용이 가능하다. 또한 기체연료를 사용한 연소장치에도 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 가정용 난방기기로서 연소량 조절폭이 넓고, 안전하며 또한 쾌적한 연소장치를 제공하는 것이므로, 에너지절약형 난방기로서, 또 넓고 좁은 각종의 방의 크기에 대응할 수 있는 난방기로서 이용할 수 있다.

Claims

다수의 공기구멍을 가진 기화부와 그 위쪽에 형성되는 적열부로 이루어진 외부불꽃통과, 이 외부불꽃통 안쪽에 배설된 다수의 공기구멍을 가진 내부불꽃통과, 상기 외부불꽃통 바깥쪽에 위치한 외부통과, 상기 외부불꽃통과 상기 내부불꽃통 사이에 형성되는 연소실 하단부에 착설되며, 상하동작 자재하게 설정된 심지와, 상기 내부불꽃통 안쪽에 배설되며 상기 심지와 대향하는 위치 근처로부터 상기 내부불꽃통의 상단부 근처까지 뻗어서 안쪽에 공기도입로를 형성하고, 또한 상기 내부불꽃통과의 사이에 형성되는 공기흐름제어영역을 바닥면에서 차폐하는 공기흐름제어통과, 상기 외부불꽃통 통기부 내측위쪽에 배설되고 상기 외부불꽃통 통기부와의 사이에 공기실을 형성한 연소제통을 갖춘 연소장치.
제1항에 있어서, 연소제어통은 벽면에 상기 공기실로부터 상기 연소실과 연통하는 다수의 연통구멍을 가진 연소장치.
제1항에 있어서, 공기흐름제어통은 상하에 복수단으로 분리하여 상하 사이에 상기 공기도입로와 상기 공기흐름제어영역을 연통하는 통기부를 형성하는 구성으로 한 연소장치.
제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 공기흐름제어통은 그 벽면에 상기 공기도입로와 상기 공기흐름제어영역을 연통하는 통기부를 형성하고, 또한 상기 통기부의 바로위에 상기 공기흐름제어영역을 상하로 분할 또한 차폐하는 차폐판을 형성한 연소장치 .
제4항에 있어서, 차폐판은, 공기흐름제어통을 외주방향으로 드로우잉가공함으로서 형성한 연소장치.
제3항에 있어서, 공기흐름제어통은, 위쪽이 아래쪽보다도 작은 직경이 되게 형성한 연소장치.
제3항에 있어서, 상하로 분리된 공기흐름제어통중 위쪽의 공기흐름제어통의 최하부에 안쪽 혹은 내측아래쪽으로 돌출한 안내판을 착설한 연소장치.