KR920010478B1 - 강제송풍식 연소장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

강제송풍식 연소장치

제1도 내지 제6도는 본 발명의 제1실시예를 도시하는 것으로,

제1도는 급탕기를 표시한 측면 부분 단면도.

제2도는 버너부를 표시한 사시도.

제3도는 버너부의 분해 사시도.

제4도 및 제5도는 버너 가동판을 표시한 평면도 및 측면도.

제6도는 버너와 노즐과의 배치를 나타낸 단면도.

제7도는 본 발명의 제2실시예를 도시하는 것으로, 버너와 노즐의 배치상태 단면도.

제8도는 본 발명의 제3실시예를 도시하는 것으로, 버너와 노즐의 배치상태 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

13 : 연료공급관 14 : 노즐

30 : 버너부 40 : 버너

50 : 화염유지판 60 : 버너 저판

70 : 버너 가동판

본 발명은 연소용 공기를 송풍기로 강제적으로 공급하여 고부하 연소를 실시케 하는 강제송풍식 연소장치에 관한 것으로, 특히 연소 사용할 때 진동이 없도록 개량한 강제송풍식 연소장치에 관한 것이다.

일반적으로 강제송풍식 연소장치에서는 고부하 연소시 예를들면 내부의 소음이 외부에 새어나오지 않도록 배기구를 작게 하거나, 혹은 배기구에 배기통을 접속한 연장배기로 했을 때 진동연소가 발생하므로 이를 제거하기 위하여 예를들면 화염면적이 상이한 버너를 배설하거나, 혹은 연료공급량이 상이한 노즐을 각 버너마다 사용하여 연소량을 버너마다 상이하게 하는 방법으로 진동연소를 제거하는 것으로 알려져 있다.

그러나 각 화염구멍에는 역화염을 막기 위하여 화염구멍면적 혹은 길이에 제한이 있기 때문에 화염구멍면적을 틀리게 하기 위하여는 이들 제한내에서 상이한 화염구멍 면적 혹은 길이를 구비한 버너를 형성하지 않으면 안된다.

그런데 화염구멍에는 일반적으로 한정된 공간내에 설치하기 위하여는 버너의 종류에 따라서는 종합적인 화염구멍 면적, 즉 연소량을 확보하는 것이 곤란하게 될 경우가 있다.

또한 이를 위하여 국내 공개실용신안공보 제391호 공개번호 제90-12551호와 같이, 다수의 통기공이 천공된 두 개의 조절판을 중첩시켜 혼합관의 입구측 버너안치대에 고정함으로서 1차 공기량을 조절할 수 있도록 한 것이 안출된 바 있다.

그러나 이러한 장치에서는 각 버너에의 1차 공기 공급량이 일괄적으로 균등하게 조절되는 것으로서 각 버너에서는 모두 동일한 공연비(公燃比)로 연소되며 각 버너에서는 모두 동일한 화염전파속도로 연소되므로 각 버너에서의 연소에 의한 진동수 및 위상이 동일하므로 공명현상을 일으키게 되어 진동연소가 해소되지 못한다.

따라서 본 발명은, 진동연소를 방지함과 아울러 충분한 화염구멍 면적을 확보하여 소정의 연소량을 발생할 수 있는 강제송풍식 연소장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명은, 연소실을 형성하는 연소기 케이스내에 대체로 같은 연소량의 복수 버너를 나란히 설치하고, 버너의 1차 공기 공급구멍에 대응하는 복수의 관통공이 천공된 가동판을 설치한 강제송풍식 연소장치에 있어서, 복수의 버너에 공급되는 1차 공기량은 버너 상호간 차이를 두기 위한 1차공기량 차등설정수단을 부설한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 각 버너가 대체로 같은 연소량으로 되도록 하기 위하여 각 노즐에는 각각 대체로 같은 량의 연료가 공급된다.

버너에는 연료를 공급할때 노즐의 분사압에 따라 1차 공기가 흡입되고 다시 송풍기에서 동시에 1차 공기가 들어오게 된다.

이 1차 공기량은 1차 공기 차등 설정수단으로 설정된 양이 각각 버너에 공급된다.

이때 버너 상호간에서는 공급되는 1차공기향에 차이를 주어 각각 상이한 양의 공기가 흡입되므로 각 버너의 화염구멍에서는 각각 상이한 공연비(公燃比)로 연소하게 된다.

이 공연비는 각 버너에서 상이한 연소를 하기 때문에 각 버너에서는 다른 화염전파속도로 연소하게 된다.

본 발명은 화염전파속도가 버너마다 서로 다르기 때문에 연소에 의한 진동수 및 위상이 버너에 따라서 다르다.

이 결과 각 버너의 연소에 의한 진동이 중첩되어 진동연소를 하지 않게 되는 것이다.

이하 본 발명을 첨부도면에 도시한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

제1도 내지 제6도의 제1실시예에서는, 급탕기케이스(1)내에 수장된 급탕기본체(2)는 공급부(10)와, 연소부(20) 및, 공급부(10)로부터의 연료 및 공기를 연소부(20)에서 연소시키는 버너부(30)으로 구성된다..

상기 공급부(10)는 송풍기(11)를 구비한 송풍덕트(12)와, 이 송풍덕트(12)내에 설치된 연료공급관(13)으로 구성된다.

상기 송풍기(11)는 송풍덕트(12)와 연통하여 설치되고, 급탕기케이스(1)에 설치된 공기흡입구(도시생략)에서 외부공기를 흡입하고, 연소용 1차 공기 및 2차 공기를 송풍덕트(12)을 통하여 너버부(30)에 공급하는 것이다.

상기 송풍덕트(12)내에는 연료공급관(13)이 설치되어 있다.

상기 연료공급관(13)은 공급될 연료가스를 분기시키는 분기구멍을 이루며, 도시하지 않은 연로공급부와 접속되어 있어서 연료공급부에서 공급되는 연료가스를 버너부(30)로 분기시켜 공급한다.

연료공급관(13)에서 공급되는 연료가스는, 송풍기(11)에 의하여 흡입되어 송풍덕트(12)를 통하여 공급될 공기와 혼합하여 버너부(30)에 보내진다.

상기 연소부(20)는 연료가스가 연소하는 부분으로 연소용 덕트(21)에 의하여 연소실(22)이 형성되어 있다.

상기 연소실(22)에는 급탕용 열교환기(23)가 형성되어 있다. 상기 열교환기(23)는 도시하지 않은 물공급부와 접속된 금속제 파이프로서, 연료가스가 버너부(30)에 의하여 연소할때에 발생하는 열에 의하여 파이프내를 통과하는 물을 가열하여 온수가 되도록 하는 것이다.

상기 연소실(22)을 형성하는 연소용 덕트(21)의 상측에는 연소가 끝난 연소배기가스를 연소용 덕트(21)의 외부로 배기하여 위한 배기통(24)이 설치되어 있다.

상기 버너부(30)는 본 발명의 요부를 이루는 것으로, 본 실시예의 버너부(30)는 제2도 및 제3도에 도시한 바와 같이, 복수의 버너(40)와 복수의 버너(40)를 내부에 수납하고 버너케이스를 형성하는 화염유지판(50) 및 버너 저판(60)과, 버너(40)에 상기 공급부(10)에 의하여 공급될 공기량을 설정하기 위한 버너 가동판(70)과 도시하지 않은 제어장치에 접속될 점화장치(31) 및 후레임롯드(32)로 구성된다.

점화장치(31)는 스파아크식의 점화기이며, 도시하지 않은 조작부로서 조작되면 버너(40)와의 사이에 불꽃을 발생하여 점화시킬 수 있다.

후레임롯드(32)는 버너(40)의 점화를 확인하기 위한 착화센서로서 착화상태를 검출하는 신호를 제어장치에 보낸다.

버너(40)는 좌우 대칭형상으로 프레스 가공된 1매의 급속판을 대칭 중심을 따라 접어포개서 형성하며, 용접에 의하여 높은 강성으로 부착되어 있으며, 저부에는 공급부(10)에서 공급되는 연료가스 및 1차 공기를 도입하는 노즐(41)이, 정상면에는 가느다란 화염구멍(42)이 형성된 버너헤드(43)을 이룬다.

본 발명의 1차 공기 흡입구인 노즐(41)에서 도입된 연료가스 및 1차 공기는 버너헤드(43)을 향하여 중간에서 2개로 분기하고 버너헤드(43)의 다수의 화염구멍(42)을 따라 재차 연통하여 형성된 도입로(44)를 통과하여 버너헤드(43)로 유도된다.

도입로(44)의 주위에는 폭이 넓은 목도리형부(45)가 설치되고 이 목도리형부(45)는 인접한 버너(40)의 목도리형부(45)와 같이 공급부(10)에서 공급되는 2차 공기를 안정하게 유도하기 위한 통로를 형성한다.

이 목도리형부(45)의 저부측에는 버너부(30)의 조립시 버너(40)를 안정시키기 위한 돌기부(46)가 형성되어 있다.

화염유지판(50)은 “ㄷ”자형 단면을 이루고 있으며, 그 내부에 복수의 버너(40)를 수용한다.

화염유지판(50)의 정상면(51)에는 각 버너(40)의 버너헤드(43)를 화염유지판(50)의 외측으로 노출시키기 위한 버너헤드 끼워맞춤구멍(52)과, 2차공기를 버너헤드(43)에 공급하기 위한 2차공기 공급구멍(53)등이 엇갈리게 일정 간격으로 병설되어 있다.

버너헤드 끼워맞춤구멍(52)은 버너헤드 끼워맞춤구멍(52) 및 2차 공기 공급구멍(53)이 나란히 한 방향에 대하여 버너헤드(43)를 안정시키기 위하여 버너헤드(43)의 형상과 꼭 들어맞게 형성한 것으로, 버너(40)와 같은 수로 설정되어 있다.

2차공기 공급구멍(53)은 버너헤드(43)의 각 화염구멍(42)에 대하여 각각 확실히 2차 공기를 공급하기 위하여 설치된 것으로, 여러개의 화염구멍(42)이 설치된 방향으로 2분된 가느다란 홈 형상으로 형성되며, 각 버너헤드 끼워맞춤구멍(52)사이와 양단의 버너헤드끼워맞춤구멍(52)의 각 외측에 설치되어 있다.

화염유지판(50)의 2개의 측면(54)의 하측에는 각각 외측으로 약간 돌출한 턱(55)이 형성되고, 이 턱(55)과 측면(54)과의 경계부(56)부근에는 버너(40)이 병설방향을 따라 버너(40)와 동수의 버너고정용 구멍(57)이 설치되어 있다.

이 버너고정용 구멍(57)은 각 버너(40)에 형성된 돌기부(46)을 각각 끼워지게 하기 위하여 설치된 것으로, 버너고정용 구멍(57)에 끼워진 돌기부(46)는 버너고정용 구멍(57)에 의하여 버너(40)의 병설방향에 대하여 안정되는 동시에 버너고정용 구멍(57)의 한쪽 단부가 되는 측명(54)과의 걸어맞춤으로 정상면(51)방향으로의 이동이 제한되어 안정된다.

버너 저판(60)은 편편한 상자모양의 금속재로 각 버너(40)가 병설된 길이방향에는 노즐(41)과 끼워질 버너연결구멍(61)이, 이 버너연결용 구멍(61)의 양측에는 2차공기를 버너헤드(43)에 공급하기 위한 2차 공기 도입구멍(62)이 각각 각 버너(40)에 대응하여 설치되어 있다.

버너연결구멍(61)에는 끼워맞춤용 돌기부(63)가 설치되고, 버너(40)의 도입구멍(41)이 그 외측에 끼워맞추어져 버너(40)는 안정한다.

버너(30)는 화염유지판(50)의 버너헤드 끼워맞춤구멍(52) 및 고정용 구멍(57)에 버너(40)가 끼워맞춰지며, 버너(40)의 도입구멍(41)과 버너저판(60)의 버너연결구멍(61)등이 끼워맞춤용 돌기부(63)을 통하여 끼워진 다음 화염유지판(50)에 설치된 부착용구멍(58)을 관통하여 버너저판(60)의 나사구멍(64)에 부착편(65)으로 고정한다.

버너저판(60)의 내부에는 상술한 공급부(10)의 연료공급관(13)과 제4도 및 제5도에 표시한 버너 가동판(70)등이 형성되어 있다.

버너가동판(70)은 본래 버너(40)로의 1차 공기량을 가스종류에 맞추어 변화할 수 있도록 설치한 것으로, 여기서는 진동연소를 없애기 위하여 고안되어 있으며, 본 발명의 1차 공기 설정수단이다.

버너가동판(70)에는 제4도에서와 같이 복수의 관통구멍(71)이 형성되며, 이 관통구멍(71)은 버너저판(60)의 각 버너연결구멍(61)과 각각 대응하고 있다.

관통구멍(71)에는 큰 구멍(71a)과 작은 구멍(71b)의 크고작은 서로 다른 2개의 구멍이 있어 관통구멍(17)의 지름 크기의 틀림에 따라 각 버너 연결구멍(61)에 끼워질 도입구멍(41)에는 서로 틀리는 량의 1차 공기가 공급된다.

또 버너 가동판(70)에는 제6도에 표시한 바와 같이 다시 공급부(10)의 연료공급관(13)이 버너가동판(70)과 간격을 두고 설치되어 있다.

그리고 연료공급관(13)에는 버너가동판(70)의 각 관통구멍(71)을 통하여 각 버너(40)의 도입구멍(41)과 대응한 위치에 노즐(14)이 설치되어 있다.

이 노즐(14)은 같은 양의 연료가스를 각 버너(40)을 공급하는 것으로, 노즐(14)에서 같은 양의 연료가스가 도입구멍(41)에 공급될 때, 노즐(14)에서 같은 양의 연료가스가 도입구멍(41)에 공급될 때, 노즐(14)로부터의 분출시의 흡인력 및 송풍기(11)에 의하여 버너가동판(70)의 각 관통구멍(71)의 각 지름에 맞는 양의 2차 공기가 동시에 도입구멍(41)에 흡입공급된다.

본 실시예에서는 버너가동판(70)의 각 관통구멍(71)은, 제4도에 표시한 바와 같이 양단부에는 큰 구멍(71a)를 각각 배설하고, 중앙부를 향하여 작은 구멍(71b)를 엇갈리게 배열하며, 중앙부에는 다시 지름이 큰 구멍(71a)을 많이 모아서 설치하고 있다.

이것은 중앙부에서는 단부와 비교하여 공기가 부족할 수밖에 없기 때문에, 그 부족하기 쉬운 공기를 보충하기 위하여 1차 공기를 미리 많이 공급하기 위한 것으로, 여기서 충분한 공기를 공급함으로서, 본 실시예의 버너부(30)는 충분한 열량을 발생시킬 수가 있다.

또 양단부에 큰구멍(71a)를 설치하므로서, 후레임롯드(32)로 화염검지 및 점화장치(31)의 점화가 효과적으로 실시된다.

즉, 후레임롯드(32)측에서는 1차 공기를 좀더 많게 하여 이상시에서의 화염의 변화가 빨리 되도록하여 보다 빠른 화염검지를 할 수 있고, 점화장치(31)측에서는 점화하기 용이하도록 한 것이다.

본 실시예에서는 송풍기(11)로 연소공기를 강제적으로 보냄으로서 연소실(22)에서는 버너(40)의 화염이 짧고 비교적 소형의 고부하 연소기로 되어 있다.

이상의 구성으로 된 본 실시예의 고부하 가스급탕기는 다음과 같이 작동한다.

도시하지 않은 조작수단으로 연소장치를 작동시키면 공급부(10)의 송풍기(11)가 작동하고, 공기가 송풍덕트(12)에서 공급되고, 연료공급관(13)에서 각 노즐(14)에 연료가스를 공급한다.

공기와 연료가스는 혼합되어 각 버너(40)의 도입구멍(41)에서 도입로(44)로 통과하여 버너헤드(43)의 화염구멍(42)에서 분출된다.

또 버너저판(60)의 2차 공기 도입구멍(62)에서는 각 버너(40)의 목도리형상부(45)에 유도되어 화염유지판(50)의 2차 공기 공급구멍(53)을 통하여 버너헤드(43)에 공기가 공급된다.

버너헤드(43)의 화염구멍(42)에서 분출된 혼합공기는 점화장치(31)에 의하여 점화된다.

이때, 연료가스는 어느 버너(40)에도 같은 양이 도입구멍(41)에 공급되나, 1차 공기는 버너가동판(70)의 각 관통구멍(71)의 크기에 따라 상이한 양이 공급된다.

이결과 각 버너(40)에서는 각각 관통구멍(71)의 크기에 맞는 공기량과 혼합된 연료가스가 버너헤드(43)에 유도되므로서, 버너(40)마다 상이한 공연비(空然比)의 혼합공기가 연소하게 된다.

버너 헤드(43)에서의 공연비가 상이함으로, 각 버너에서의 화염전파 속도는 달라진다.

따라서 연소에 의한 진동수는 이 화염전파 속도에 영향됨으로, 각 버너(40)에 있어서의 진동수 및 위상은 버너에 의하여 달라지며, 이것은 버너부(30)전체로서는 그 진동을 해소하도록 동작하게 된다.

이와 같이 도입구멍(41)에서 흡입되는 1차 공기의 양이 버너가 동판(70)에 의하여 각각 상이한 양이되므로, 버너부(30)전체에서는 진동연소를 발생하지 않는다.

버너가동판(70)에 의하여 1차 공기량이 제한된 버너(40)는, 2차 공기공급구멍(53)에서 공급되는 2차 공기에 의하여 완전히 연소할 수 있기 때문에, 버너(40)로서는 노즐(14)으로부터 공급된 연료가스의 공급량에 맞춘 연소량을 확보할 수 있고, 연소장치로서 충분한 열량을 발생시킬 수가 있다.

이상과 같이, 본 발명의 강제송풍식 연소장치는 각 버너에 공급하는 1차 공기량을 버너마다 차이를 두게 되므로 진동연소를 없앨 수가 있다.

본 실시예에서는 버너가동판의 크기를 2종류로 했으나, 반드시 구멍을 2종류로 할 필요는 없고, 더욱 많이해도 무방하며, 그 배열은 제4도의 배열에 한하지 않고, 사용할 버너부(30)의 형상이나, 크기에 따라 배열을 해도, 진동연소를 없게할 수가 있다.

제7도에 제2실시예를 표시한다.

이 실시예에서는 버너가동판을 설치하지 않고 버너(40)의 도입구멍(41)과 노즐(14)과의 상대위치에 차이를 둔 것으로, 상대위치에 차이를 두는 수단으로서, 연료공급관(13)의 노즐부착부를 긴쪽(13a)과 짧은쪽(13b)의 2종류로 한 연료공급관(13)을 사용하고 있다.

따라서 연료가스가 각 노즐(14)에서 분출될때에 도입구멍(41)에 흡입될 1차공기량은 긴쪽(13a)에 고정된 노즐(14)의 분출로 흡입력과 짧은쪽(13b)에 고정된 노즐(14)의 분출에 의한 흡인력등이 상이함으로, 긴쪽(13a)에 대응한 도입구(41)의 짧은 쪽(13b)에 대응한 도입구멍(41)은 상이하다.

따라서 버너(40)마다 상이한 공연비로 연소하므로 버너부(30)전체로서는 진동연소를 없앨 수 있다.

기타 상대위치에 차이를 두는 수단으로서, 연료공급관(13)의 노즐 부착부는 같이하여 취부노즐(14)의 길이를 변경시킬 수가 있다.

제8도에 제3실시예를 표시한다.

여기서는 도입구멍(41)으로서의 부차공기량에 차이를 두는 수단으로서, 연료공급관(13)에 부착할 노즐(14)의 연료가스의 분출방향을 노즐마다 다르도록 분출각도에 차이를 두고 있다.

이 결과 제2실시예와 같이 노즐(14)마다 연료가스의 분출에 의한 흡인력이 상이함으로 버너(40)마다 다른 공연비로 연소하기 때문에 진동연소를 없게 할 수가 있다.

이 경우 지나치게 큰 각도는 설정할 수 없으므로 5°∼10°정도에 그치는 것도 바람직하다.

이상 제2실시예 및 제3실시예에 있어서는 도입구멍(41)에의 1차 공기량을 어느 정도 제한하기 위해 버너가동판을 설치해도 된다.

그외 버너의 관리가 복잡하지 않은 경우라면, 버너의 구멍부의 형상에 차이를 두어 1차 공기의 흡입량을 변화시켜도 되며, 버너의 형상을 바꿈으로서 도입구멍과의 비를 변경시켜 1차 공기의 흡입량에 차이를 두어도 된다.

또 몇 개의 버너군 마다에 1차 공기량에 차이를 갖게해도 되고, 또 1차공기량을 줄인 버너에는 기타의 버너보다 다량의 2차 공기를 예를들면 2차 공기 공급구멍(53)의 크기를 바꾸어 공급하면 된다.

Claims (4)

1. 연소실을 형성하는 연소기 케이스내에 대체로 같은 연소량의 복수 버너를 나란히 설치한 강제송풍식 연소장치에 있어서, 상기 복수의 버너(40)에 공급되는 1차 공기량을 버너 상호간에 공급량의 차이를 두기 위하여 1차 공기량 차등 설정수단을 부설한 것을 특징으로 하는 강제송풍식 연소장치.
2. 제1항에 있어서, 1차 공기량 설정수단은 복수개의 큰구멍(71a)과 작은 구멍(71b)으로 하여 구멍의 크기가 다르도록 한 가동판(70)인 것을 특징으로 하는 강제송풍식 연소장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 1차 공기량 차등 설정수단으로서 복수의 노즐(14)들과 이에 대응하는 1차 공기 공급구멍(41)들을 서로 간격이 차이가 있도록 배열한 것을 특징으로 하는 강제송풍식 연소장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 노즐(14)들의 1차공기 공급구멍(41)들에 대한 분출각도를 각기 다르게 배열한 것을 특징으로 하는 강제송풍식 연소장치.

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