KR930009738B1 - 강제 급배기식 보일러의 점화소용 억제용 덕트 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

강제 급배기식 보일러의 점화소음 억제용 덕트

제 1 도는 종래의 일반적인 강제 급배기식 보일러의 구조.

제 2 도는 본 발명의 점화소음 억제용 덕트 사시도.

제 3 도는 본 발명의 점화소음 억제용 덕트 A-A 단면도.

제 4 도는 본 발명의 2차 유리섬유판 구조 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 세라믹 버너 22 : 열교환기

23 : 덕트 24 : 연도

25 : 배출공 26 : 1차 유리섬유판

28 : 철망 29 : 2차 유리섬유판

30 : 각공

본 발명은 박형 버너와 열교환기를 채용하여 고부하 연소방식 강제 급배기식 보일러에서 점화소음을 억제하기 위한 것으로 특히 좁은 연소실 체적으로 인하여 발생할 수 있는 점화소음을 억제하여 부드러운 점화가 가능토록 한 덕트(Duct) 구조에 관한 것이다.

종래의 강제 급배기식 가스 보일러의 구조를 첨부한 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 종래의 일반적인 강제 급배기식 보일러의 구조로, 외부에서 유입되는 공기와 가스를 혼합하여 버너로 불어주는 강제 급배기팬(10)과 세라믹 버너(20), 냉수를 온수로 만드는 열교환기(22) 그리고 연소된 폐가스를 외부로 배출시키는 역활을 하는 덕트(24)로 구성되어 있다.

여기에 사용하는 버너는 자연혼합방식인 분젠형 버너와는 달리 팬에 의하여 공기와 가스를 미리 혼합시켜 버너로 불어주도록 하는데 적합한 세라믹 버너(20)를 사용하여 연소실을 박형화 할 수 있도록 하였다.

한편, 분젠형 버너에서 채용하는 소형버너(제 2 버너)를 사용하여 항상 일정한 불꽃을 유지시켜 주 버너에 점화시키는 방식인 파일로트(Pilot) 점화 방식과는 달리, 다공질의 염공을 갖는 박형 세라믹 버너는 직접 점화방식을 적용하고, 이에 따라 열교환기(22)와 연도(24)가 형성된 덕트(23)도 박형버너인 세라믹 버너(20)에 맞게 구성하였다.

상기와 같은 구조로 된 종래기술의 작동관계를 보면, 외부 공기 유입구(11)와 가스유입구(12)로부터 유입된 공기와 가스가 강제 급배기팬(10)에서 혼합되어 혼합가스가 공급부(21)를 경유하여 다공질로 된 세라믹 버너(20)를 통과하는 순간 전기 점화기에 의하여 점화되면 혼합가스에 불이 붙게 되고 불이 타면서 연소된 가스는 열교환부를 통과하면서 열교환속을 흐르는 물을 가열시켜 열을 발생시킨 후 나머지 연소폐가스를 턱트(23)를 통하여 외부로 방출하게 된다.

그런데 이러한 과정중 초기점화과정에서 급격한 연소실 압력의 팽창으로 세라믹 버너(20)의 상부에서 일부 반사압력파를 받아 점화소음이 발생하였다.

좀더 구체적으로 설명하면, 공급된 연소가스량에 비하여 상대적으로 매우 좁은 연소실에서 점화되기 때문에 점화 초기에 갑작스런 압력이 팽창하게 되며 이 팽창된 압력을 흡수하려면 연도(24)의 크기가 충분하여 연도(24)의 배출공(25)을 통하여 팽창압력이 토출되어야 하나 연도(24)가 세라믹 버너(20)와 덕트(23) 크기에 맞게 형성함으로 인하여 제한된 연도(24)로 인한 연도특성으로 인하여 덕트(23)좌우 상벽에 팽창압력이 부딪혀 반사되고 이것이 새로 유입된 연소가스와 충돌하여 점화소음이 발생하였다.

이러한 점화소음 제거를 위하여 연도의 크기를 크게 하여 줄일 수도 있으나 많은 량의 유입가스가 충분한 열교환을 하지 못한 상태로 배출되기 때문에 열효율이 낮아져 고부하의 연소를 수행하지 못하는 문제점이 있었다.

따라서 팽창된 압력을 흡수할 수 있는 덕트를 설계하여 점화소음을 감소시켜야 하는 필요성이 대두되었다.

본 발명은 상기한 종래기술의 단점인 최기점화시 점화소음을 흡수 억제토록 한 것으로 첨부도면에 의하여 그 구성을 보면 다음과 같다.

제 2 도는 본 발명의 점화소음 억제용 덕트 사시도이고 제 3 도는 제 2 도의 A-A 단면도도 제 2 도와 제 3 도에 의하여 그 구성을 설명하면 덕트(23) 상면에 배출공(25)이 형성된 연도(24)와 일치하게 대략 15mm정도 두께의 배출공(27)이 형성된 1 차 유리섬유판(26)을 설치하고 그 하부에 철망(28)으로 고정하고, 그 하부에는 일정한 자유공간(31)을 두며, 그 하부 양철망 사이에 연도(24)의 배출공(25)의 크기의 두배정도의 배출 단면적을 갖는 각공(30)을 다수개 형성한 2차 유리섬유판(29)을 형성하여 덕트(23)를 구성하였다.

여기에서 철망(28)들은 덕트(23)의 크기보다 약간 크게 형성하여 억지끼워 맞춤으로 설치하거나 별도의 지지대를 부착하여 고정한다.

제 4 도는 본 발명의 2차 유리섬유판 구조의 사시도로 다수개의 각공(30)이 유리섬유판(29)을 관통하도록 구성되며 전 각공(30)들의 면적은 연도(24)의 배출공(25)의 면적에 두배정도 크게 형성한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동관계는 다음과 같다.

제 2 도와 제 3 도에 도시된 바와 같이 열교환기를 통과한 연소폐카스가 상하철망(28)으로 고정된 연도 단면적의 2배 배출단면적을 갖는 각공(30)을 가공한 2차 유리섬유판(29)을 통과하는데 일부 연소가스 팽창압력은 2차 유리섬유판(29)에서 흡수하고 나머지 연소가스 팽창압력은 연도(24)를 통해 배출된다.

즉, 기존의 방식과는 달리 작은 연소실 체적을 갖는 구조에 있어성 초기에 직접 점화에 의해서 순간적으로 팽창된 연소가스 압력이 2차 유리섬유판(29)에 가공된 각공(30)을 통하여 자유공간(31)내로 흡수되며 1차로 흡수 및 배출된 팽창가스중 일부는 연도(24) 좌우에 덮여있는 1차 유리섬유판(26)에 흡수되고 그 나머지 팽창가스는 연도를 통해 배출된다.

여기서 2차 유리섬유판(29)을 통과하여 배출된 가스는 일부가 1차 유리섬유판(26)에 반사되더라도 2차 유리섬유판(29)의 각공(30)이외의 부분에 다시 흡수되기 때문에 점화시의 소음이 전혀 발생하지 않는다.

또한 유리섬유판(26) (29) 사이에 자유공간(31)을 설치함으로써 팽창압력을 완충시킬수 있도록 하며 연도(24)의 배출공(25)을 작게 하여도 점화소음을 얼마든지 억제시킬 수 있다.

연도의 배출공(25)은 크기를 조금만 줄여도 열효율이 매우 높아지는 큰 효과가 있기 때문에 연소실 체적이 적은 고부하 연소방식 초기점화 소음을 억제시킬 수 있는 양호한 덕트구조를 형성할 수가 있다.

본 고안의 다른 실시예로 덕트 전체를 유리섬유판으로 채우고 연도부에는 구멍을 둘수도 있으나 이때는 점화대역이 극히 좁아지며 팬 회전수를 정밀하게 맞추어야 한다. 만일 어떤 외부적 요인, 즉, 외부에 태풍으로 인한 공기의 과다유입 혹은 팬모터(FAN MOTOR)의 과열로 인한 회전속도(RPM) 상승등에 의해 팬의 회전수가 상승되거나 감소될 때 마찬가지로 점화소음이 발생할 수도 있다.

이상과같이 본 발명은 고부하 연소방식을 채택하는 강제 급배기식 가스보일러의 최대약점인 초기점화소음을 억제할수 있으며 연도길이가 길어지더라도 일정대역의 초기점화 안정대역이 존재하며 연도크기를 어느 한계까지 축소시켜도 안정적으로 점화될 수 있는 등의 효과가 있다.

점화시 소음은 보일러 특성상 가장 중요하게 작용하는 문제점이며 박형 보일러를 설계하는데 있어서 한정된 덕크 크기에서도 상기 설명한 유리섬유 등을 삽입시켜 점화시 소음을 억제시킬 수 있는 장점을 가질 수 있다.

Claims (2)

1. 덕트의 하부에는 다수개의 각공(30)이 형성된 2차 유리섬유판(29)을 설치하고 상부에는 배출공(27)이 형성된 1차 유리섬유판(26)을 고정하며 1차 유리섬유판(26)과 2차 유리섬유판(29)사이에는 자유공간(31)을 형성한 것을 특징으로 하는 강제 급 배기식 보일러의 점화소음 억제용 덕트구조.
2. 제 1 항에 있어서, 1차 유리섬유판(26)과 2차 유리섬유판(29)에는 미세한 철망을 부착하여 유리섬유판을 고정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 점화소음 억제용 덕트 구조.