KR930011416B1 - 석유연소기의 연소통 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

석유연소기의 연소통

제1도는 종래의 석유연소기 연소통의 요부를 도시한 부분수직단면도.

제2도는 본 발명의 실시예가 결합된 석유연소기의 일례를 도시한 수직단면도.

제3도는 제2도에 도시한 연소통을 나타내는 확대수직단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 석유연소기 12 : 연소통

18 : 심지수용통 20 : 심지이동기구

28 : 내염통(內炎筒) 30 : 외염통(外炎筒)

36 : 열불투과통 38 : 제 1열투과통

48,104 : 칼라 50 : 수직원통부

66 : 제 2열투과통 76 : 중심통(中心筒)

본 발명은 석유연소기의 연소통, 더상세하게는 적열된 내,외염통으로부터 열투과통을 경유하여 외부로 열선을 방출하는 석유연소기의 연소통에 관한 것이다.

종래에는, 열투과통이, 다수개의 작은 관통구멍이 형성되어 있는 내염통과 외염통을 포함하는 이중원통형 연소수단외부에 배치되어, 심지로부터 기화된 연료오일이 내,외염통 사이에 형성된 제 1공간에서 연소가스를 생성하기 위해 열분해된 다음 제 1공간속에서 상승하는 동안 연소수단속에서 연소되어, 내, 외염통을 적색으로 가열함에 따라, 이곳에서 부터 열투과통을 경유하여 난방하고져하는 공간속으로 열선을 방출하게 되는 구조로 만들어진 석유연소기의 연소통이 공지되어 있다. 기화된 연료오일의 연소는 내,외염통의 관통구멍을 경유하여 제 1공간에 공급된 연소공기를 사용하여 내,외염통의 관통구멍 근처에서 실행된다. 이렇게 만들어진 연소통에서, 제 1공간에서 형성된 일부분의 화염과 함께 미연소가스의 일부분이 제 1공간으로부터 외염통의 관통구멍을 경유하여 외염통의 외부 또는 외염통과 열투과통사이에 형성된 제 2공간으로 방출되게끔 압력의 변화가 일어나게 된다.

이경우에 있어서, 외염통의 관통구멍이 작은 직경으로 이루어지는 경우에 화염이 외염통의 관통구멍을 통과할때 외염통에 의하여 냉각되어 소화된다.

이런 문제를 해소하기 위하여, 제 1공간에서 제 2공간으로 화염의 이동이나 가스의 누설이 용이하게 외염통의 관통구멍이 더큰 직경으로 형성되도록 제안되었다. 이런 구조로 인하여 외면을 따라 상승하는 연소공기 때문에 외염통의 외부표면냉각으로 인한 외염통의 적절화의 저하를 해소할 수 있는 것으로 간주되었다. 왜냐하면, 외염통의 외부에 미연소가스의 일부가 누설되어 외염통의 외부표면에서 연소하게 되어 이 연소에 의해 만들어진 화염이 외염통의 외부표면을 감싸기 때문이다.

유감스럽게도, 실제적으로는 외염통의 외부에 미연소가스의 누설량을 제어하는 것이 대단히 어렵거나 또는 실제로 불가능하다. 예를들면, 화염이 외염통의 관통구멍으로부터 나와 상승하게 될 정도로 미연소가스가 누설될때, 저온의 연소공기에 의하여 화염이 냉각되어 부분적인 소화가 이루어짐에 따라 미연소가스의 생성을 초래하게 된다. 이 문제를 해소하기 위하여 내염통과 외염통 사이에 형성된 제 1공간의 상부에서 이렇게 발생된 미연소가스를 연소시키는 방법이 고안되었다.

그러나 이렇게 생성된 미연소가스를 포함하는 연소가스가 외염통과 열투과통 사이에 형성된 제 2공간전체로 확산되기 때문에, 종래의 연소통은 적어도 불완전 연소가스의 일부가 완전연소되지 않고 석유연소기의 외부에서 배출되게 한다. 특히 이것은 소량의 연소를 하기 위하여 심지를 내릴때에 연소작용이 제 1공간의 하부에서 실행되기 때문이다.

이와같은 단점을 없애기 위하여, 일본국 특허공고번호 제55083/1982에 개시되어 있는 바와같이, 종래의 연소통에서는 외염통의 하부에 작은 직경의 관통구멍을 형성하고 열불투과통의 내부표면에 외염통을 향하여 안쪽으로 연장되는 환상형의 칼라를 배치하여, 칼라와 외염통의 사이에 환상형의 틈새를 형성하도록 하는 것이 제안되었다. 더상세하게는 제 1도에 도시된 바와같이 열투과통(102)이 지지되는 열불투과통(100)에, 구멍뚫린 외염통(106)을 향하여 열투과통(102)으로부터 안쪽으로 연장되도록 환형상의 칼라(104)를 설치하여 외염통(106)과 칼라(104) 사이에 틈새(108)를 형성하기 때문에 구멍뚫린 내염통(112)과 외염통(106) 사이에 형성된 제 1공간(110)에 연소공기가 많이 공급되므로 작은량의 연소작용을 행하기 위하여 심지를 낮출때 제 1공간(110)에서 연소가스의 연소가 활발하게 된다.

그러나 이와같은 연소통의 구조는 최대연소 또는 가열용량을 실질적으로 감소시키게 되는데 그 이유는 실질적으로 칼라(104)가 열불투과통(100)과 외염통(106) 사이에 형성된 공간을 통하여 외염통(106)과 열투과통(102) 사이에 형성된 제 2공간(114)에 공급되는 연소공기의 양을 제한하기 때문이다. 이와같은 문제를 해소하기 위하여 틈새(108)를 넓히는 것이 고려되었다. 그러나 이것은 많은량의 공기가 제 2공간(114)에 점진적으로 흐르게하기 때문에 제 1공간(110)에 공급되는 공기량은 제 1공간(110)에서 불안전연소를 일으킬 정도로 충분히 감소된다.

따라서, 종래의 연소통은 틈새(108)의 넓이 또는 폭의 크기를 키우는 것이 거의 불가능하였다. 따라서, 그 대신에 외염통(106)의 상부관통구멍을 크게하여 제 1공간에서 제 2공간(114)으로 연소가스의 일부를 안내하여 제 2공간(114)의 상부에서 이연소가스의 일부를 연소시켜 연소통의 최대연소용량이 감소되는 것을 방지하게 했다.

그럼에도 불구하고 종래의 연소통에서는 상기 칼라(104)의 구조가 틈새(108)에서 제 2공간(114)로 공급된 연소공기의 일부분이 제1도에서 화살표로 표시된 바와같이 칼라(104)위에서 소용돌이를 일으키게 되어 난류(turbulent flow)로 변하게 되고, 이것은 제 2공간(114)속에서 상승하는 연소공기의 다른 부분과 합류하게 되어 외염통(106)의 외부표면에서 생성되어 제 2공간(114)에 흩어져 있는 연소가스를 확산시키거나 방산시키기 때문에 연소통속에서 연소제어가 상당한 정도로 제한되게 된다.

또한, 일본국 실용신안 공고번호 제32101/1976호에서 개시된 바와같이, 연소수단의 적열상태를 개선할 목적으로 내염통의 환상형 상판으로부터 이중원통형 연소수단의 적열부까지 매달리도록 종래의 연소통에 중심통을 설치하는 것이 제안되어 있다. 이와같은 중심통의 배치는, 내염통과 중심통 사이에 형성된 틈새 또는 공간에 공급된 공기가 내염통과 외염통 사이에 형성된 제 1공간으로 내염통의 관통구멍을 경유하여 균일하게 공급되게할 뿐만아니라 중심통을 경유하여 화염확산수단 또는 재연소기(re-combustor)에 상방으로 공급된 공기가 이중원통형 연소수단의 적열상태에 악영향을 미치지 못하도록 한다.

이와같은 연소통에 있어서, 연소작용동안 소량연소를 행하기 위하여 심지를 낮출때, 저분자량의 탄화수소, 일산화탄소등과 같이 심지에서 기화된 연료오일의 열분해로 인한 미연소가스의 연소가 내염통과 외염통사이에 형성된 제 1공간에서 실질적으로 완료된다. 이때에 석유연소기의 하단으로부터 그 내부를 통하여 중심통과 내염통사이의 틈새에 공급된 공기가 내염통의 관통구멍을 경유하여 제 1공간으로 공급된다. 따라서 연소가스의 연소가 제 1공간속으로 완료될 정도로 충분히 심지를 낮출때, 내염통과 중심통 사이에 형성된 공간을 통하여 위로 흐르는 공기는 내염통의 상부 관통구멍을 경유하여 제 1공간의 상부로 안내되는 경향이 있기 때문에 제 1공간의 하부에 공급된 공기는 미연소가스의 불완전연소를 일으킬 정도로 충분히 감소하게 된다.

따라서 넓은 범위에서 연소조작을 제어할 수 있는 석유연소기의 연소통을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

또 소량의 연소를 행하기 위하여 심지를 낮출때, 연소조건을 상당히 개선할 수 있는 석유연소기의 연소통을 제공하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.

게다가 단순한 구조로 상기 목적을 달성할 수 있는 석유연소기의 연소통을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명에 따라 석유연소기의 연소통을 제공하게 되는데, 연소통은 천공된 내염통과, 내염통 외부에 배치된 천공된 외염통과 외염통 외부에 배치된 외통수단을 포함하는 다수개의 원통형 연소수단을 포함한다. 외염통에는 그 하부에 다수개의 작은 관통구멍이 형성되고 그 중간부 및 상부에는 다수개의 큰 관통구멍이 형성되어 있다. 외통수단은, 외염통의 하부를 툴러싸도록 배치된 열불투과통과, 외염통의 중간부 및 상부를 둘러싸도록 열불투과통위에 배치된 열투과통으로 구성된다. 또한 연소통은 외염통을향하여 열불투과통으로 부터 안쪽으로 연장되도록 열불투과통의 상부에 설치된 칼라를 포함한다. 외염통은 이 칼라위에 걸쳐진다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 외염통에서 떨어진 곳에 수직원통부를 형성하기 위하여 칼라는 그 끝단부가 상방으로 굽혀져 그 사이에 틈새를 형성하게 된다. 또한 외염통과 열투과통 사이에 있는 칼라부에는 관통구멍이 형성되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 칼라의 관통구멍은 원주방향으로 배치된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 칼라의 관통구멍은 실질적으로 같은 간격으로 떨어지도록 배치된다.

이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 2도 내지 제 3도를 참조하여 본원 발명의 석유연소기의 연소통을 설명한다. 여기에서 동일부품에는 동일부호를 부여한다.

제 2도는 본 발명에 의한 연소통의 일실시예가 사용된 석유연소기의 일례를 도시하고 여기에서 석유연소기와 연소통을 참조번호(10) 및 (12)로 각각 표기한다.

석유연소기(10)는 실내난방기를 나타내고 석유연소기(10) 그 자체는 종래의 기술로 만들수 있다. 일반적으로 석유연소기(10)는 가솔린등과 같은 연료오일(16)을 저장하기 위한 오일저장기(14)와 오일저장기(14)와 연통하도록 오일저장기(14) 상부에 배치된 심지수용통(18)을 포함한다. 심지수용통(18)속에는 손잡이(24)의 조작에 따라 심지(22)가 수직으로 이동가능하게 설치된 심지이동기구(20)가 설치된다. 이런목적을 달성하기 위한 심지이동기구는 널리 공지된 종래의 기술 예를 들면 1985년 2월 12일 나까무라씨등이 출원한 미합중국 특허 제 4,498, 862호에 개시되어 있는 바와같은 방법으로 제작할 수 있다.

이하 제 2도와 제 3도를 참고하여 본 실시예의 연소통(12)에 대하여 설명한다.

연소통(12)은 심지수용통(18) 상단에 배치되어 내염통(28)과 외염통(30)을 포함하는 다수개의 원통형 연소수단(26)을 포함하며, 이 내,외염통(28,30)은 그들 사이에 환상형의 제 1공간(32)을 형성하게 배치된다. 또한 다수개의 실린더형 연소수단은 외염통(30)의 외부에 배치된 외통수단(34)를 포함하게 된다. 외통수단(34)은 심지수용통(18)의 상부에 마련된 플랜지형지지체(37)위에 배치된 열불투과통(36)과 이 열불투과통(36)위에 배치된 제 1열투과통(38)으로 구성된다.

외염통(30)에는 외염통(30)의 상부 및 중간부에 배치된 큰 직경의 관통구멍(40)과 외염통(30)의 하부분에 배치된 작은 직경의 관퉁구멍(42)으로 이루어진 다수개의 관통구멍이 형성된다. 열불투과통(36)은 외염통의 하부를 둘러싸도록 배치하고 열투과통(38)은 외염통(30)의 중간부 및 상부를 둘러싸도록 배치하여 열투과통(38)과 외염통(30) 사이에 환상형의 공간을 형성하도록 한다 내염통(28)에는 작은 관통구멍(46)이 형성되어 있다.

열불투과통(36)에는 그 안쪽방향으로 외염통(30)을 향해 뻗어 있는 칼라(48)가 형성되어 있다. 본 실시예에서 칼라(48)는 열불투과통(36)의 상단에 배치되고 열투과통(38)은 칼라(48)위에서 지지된다. 또한 칼라(48)는 외염통(30)의 하부와 그 중간부사이의 경계부와 대항하는 위치에 놓인다. 칼라(48)는 그 사이에 적당한 거리로 외염통(30)의 일부를 둘러싸는 적당한 길이의 수직원통부(50)를 형성하기 위해 그 끝단부에서 상방으로 굽혀지게 되어 그 사이에서 환상형 틈새를 형성하게 된다. 칼라(48)에는 수직원통부(50)와 열투과통(38)과의 사이에 다수개의 관통구멍(54)이 형성되고, 이들 관통구멍들은 간격으로 칼라의 원주방향으로 배치하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 구조의 연소통(12)에서, 심지수용통(18)의 지지체(37)에 형성된 관통구멍(56)으로 공급되어 열불투과통(36)과 외염통(30)의 하부 사이에 형성된 환상의 공간(58)속으로 들어간 공기는 칼라(48)의 관통구멍(54)과 틈새(52)를 통하여 제 2공간(44)으로 공급된다(제 3도에서 화살표방향으로 도시되어 있는 바와같이 공기가 흐른다).

외염통(30)에는 그 상단에 환상형상판(60)이 설치되어 제 1열투과통(38)위에서 바깥으로 뻗어 있게 된다. 상판(60)의 내부끝단은 내염통(28)에서 위로 떨어진 상태로 내염통위에서 종료된다. 제 1열투과통(38)는 상판(60)의 중간부의 저면의 상단부에서 지지된다.

또한 본 실시예의 연소통(12)은 제 2연소수단(64)를 포함하는데 이 제 2연소수단(64)은 상판(60)의 외주 끝단에서 지지됨과 동시에 제 2연소실(68)을 형성할 수 있게 배치된 제 2열투과통(66)을 포함한다. 제 2연소실(68)속에는 화염확산장치(70)가 배치되는데, 이것은 내염통(28)의 환상형의 내염통상판(74)의 내부끝단에서 지지되어 그곳에서 연소실(68)속으로 상방연장되고 중심통(76)과 서로 관통할 수 있는 구조의 확염통(72)를 포함한다. 확염통(72)에는 그 상부에 관통구멍(78)이 형성되어 있다. 또한 화염확산장치(70)에는 확염통(72)의 상단부에 배치된 화염확산판(80)을 포함한다. 환상형의 내염통상판(74)은 내염통(28)으로부터 안쪽으로 연장되도록 설치되고, 중심통(76)은 내염통(28)과 화염확산장치(70)의 확염통(72)사이에 있는 내염통상판(74)의 밑에서 지지되어 그곳에서 아래쪽으로 연장된다. 또한 중심통(76)은 대기와 연통하는 석유연소기(10)의 내부와 서로 연통하게 된다. 이렇게 만들어진 화염확산장치(70)는 다수개의 원통형연소수단(26)속에서 생성된 연소가스속에 들어있는 미연소가스와 제 2공간(44)으로부터 외염통(30)의 상부의 큰 직경의 관통구멍(40)을 통하여 공급되어 확염통(72)의 관통구멍(78)과중심통(76)을 통하여 석유연소기의 내부로 공급된 관통구멍를 이용하여 확염통(72)의 관통구멍(78)의 외부에 길다란 백황색 불꽃을 형성하는 2차 연소를 실행하는데 적합하게 되어 있다.

상기와 같은 구조의 연소통은 실질적으로 종래 연소통과 같은 연로오일의 연소를 실행하게 된다. 더 상세하게 말하면 이 연소과정에 있어서 심지(22)로부터 기화된 연료오일은 내염통(28)과 외염통(30) 사이에 형성된 제 1공간속에서 열분해되어 거의 연소하게 되어 이들 두부재를 빨갛게 가열하게 되고 다수개의 원통형 연소수단(26)속에서 만들어진 연소가스속에 잔류하는 미연소가스는 제 2연소실(68)속에 있는 화염확산수단(70)에서 완전히 연소한다.

손잡이(28)로 심지(22)를 낮추어 연소중 연소량을 줄이게 되면 실제로 연소는 제 1공간(32)속에서 행해진다.

제 1도에 도시함과 동시에 상기한 바와같이, 칼라(104)는 틈새(108)를 통하여 제 2공간(114)에 공금된 연소공기의 일부가 제 1도에서 화살표로 나타낸 바와같이 칼라(104)위에서 소용돌이를 일으키게하여 난류를 발생시키게 되는데, 이것은 2차공간(114)속을 상방으로 흐르는 연소가스의 다른 부분과 함류하여 2차공간(114) 도처에서 외염통(106)의 외부표면에서 성성된 연소가스를 확산시키거나 또는 방산(放散)시키기 때문에 연소통속에서의 연소조정범위는 좁은 폭으로 제한된다.

이와 반대로 본 발명의 본 실시예의 연소통에서는, 칼라(48)가 수직원통부를 형성하기 위하여 그 끝단에서 상방으로 굽혀져, 수직원통부(50)와 외염통(30) 사이에 적당한 수직길이의 틈새(52)를 형성하게 되고, 칼라(48)는 수직원통부(50)와 제 1열투과통(38) 사이원주방향으로 공기통로용 관통구멍(54)를 구비하게 된다. 이런 칼라(48)의 구조는 수직원통부(50)와 외염통(30) 사이에 형성된 틈새(52)를 통하여 공기를 윗방향으로 흐르게하고 수직원통부(50)을 따라 안내되는 동안 공기속도가 증가함에 따라서 연소조작 동안 외염통(3)의 외부표면에서 생성된 연소가스가 위로 흐르게 된다. 또한 칼라(48)의 관통구멍(54)를 경유하여 칼라의 수직원통부(50)와 열투과통(38) 사이의 틈새속으로 흐르는 공기는 난류를 일으키지 않고 제 1투과통(38)의 내부표면을 따라 매끄럽게 흐르기 때문에 외염통(30)을 따라 흐르는 상기 공기가 열투과통(38)의 내면을 따라 흐르는 공기흐름속으로 확산되는 것이 방지된다.

따라서 연소량을 크게 하기 위하여 심지(22)를 올릴때 본 실시예는 외염통(30)의 외부표면 또는 그 근처에서의 연소가 제 2공간(44)에 공급된 모든 공기를 이용하여 실행되게 한다. 또한 연소통(12)은 제 1열투과통(38)을 따라 흐르는 공기가, 외염통(30) 또는 그 근처에서 생성된 연소가스를 포함하는 일이 없이 외염통(30)의 상부관통구멍(40)을 경유하여 연소통(12)의 상부로 상방으로 흐르게 한다. 본 발명자들이 실시한 한실험에 의하면, 칼라(104)의 내부끝단이 열투과통(102)와 외염통(106) 사이에 형성된 틈새의 중심부에 위치하는 종래의 연소통은, 심지를 연소가스가 이산화탄소2.6%를 함유하는 수준까지 내릴때 일산화탄소 농도 98ppm을 방출하는 반면, 칼라(48)가 그 내부끝단에서 수직원통부(50)를 형성하고 관통구멍(54)이 형성되어 있는 본 발명의 실시예의 연소통은 상기수준으로 심지(22)를 내릴때 일산화탄소농도가 52ppm으로 감소된다고 하는 사실을 발견했다. 따라서 본 실시예의 연소통은 연소량을 줄이기 위하여 심지를 내릴때 연소조건을 개선할 수 있다는 점이 특징이다.

상기에서 알수 있는 바와같이 본 실시예의 연소통은 열불투과통의 상단부에서 외염통을 향해 뻗어 있는 칼라가 설치되어, 외염통에서 떨어진 수직원통부를 형성하기 위하여 그 끝단부가 상방으로 굽혀짐과 동시에 관통구멍이 형성된 칼라가 설치된 구조로 만들어져 있다. 이와같은 구조로 인하여 연소량을 줄이기 위하여 심지를 내릴때 연소조건을 크게 개선하게 된다. 따라서 본 실시예는 연소작용이 넓은 범위에서 제어될 수 있게 한다. 왜냐하면 본 실시예의 연소통은 종래의 연소통에서 내,외염통의 적열상태를 크게 떨어뜨리는 낮은 수준에 까지 연소량을 효과적으로 감소시킬 수 있기 때문이다

본원 발명의 바람직한 실시예가 도면을 참조하여 어떤 특정내용과 함께 기술하였으나 상기 내용에 비추어 본 실시예의 어떤 변형이 가능하다. 따라서 본 발명을 어떤 특정기술 내용보다는 첨부된 특허청구 범위내에서 실행할 수 있다.

Claims (3)

1. 다수개의 원통형 연소수단(26)과 칼라(48)를 구비하는 석유연소기의 연소통으로서, 상기 다수개의 원통형 연소수단(26)은, 구멍이 뚫린 내염통(28)과, 상기 내염통 외부에 배치된 구멍뚫린 외염통(30)과 상기 외염통의 외부에 배치된 외통수단(34)를 포함하며, 상기 외염통에는 그 하부에 다수개의 작은 관통구멍(42)과 그 중간부 및 상부에 다수개의 큰 관통구멍(40)이 형성되어 있으며, 상기 외통수단은 상기 외염통의 상기 하부를 둘러싸도록 배치된 열불투과통(36)과 상기 외염통의 중간부 및 상부를 둘러싸도록 상기 열불투과통 위에 배치된 열투과통(38)을 포함하며, 그리고 상기 칼라(48)는, 상기 외염통을 향하여 그 안쪽으로 연장되도록 상기 열불투과통의 상부에 배치되고, 상기 열투과통은 상기 칼라위에 걸쳐지고, 상기 칼라는, 상기 외염통으로부터 떨어진 곳에 수직원통부(50)를 형성하여 그 사이에 틈새(52)를 형성하도록 그 바깥끝단부가 상방으로 굽혀져 있고, 상기 칼라에는 상기 외염통과 상기 열투과통 사이에 위치한 부분에 관통구멍(54)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 석유연소기의 연소통.
2. 제 1항에 있어서, 상기 칼라(48)의 상기 관통구멍(54)은 원주방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 석유연소기의 연소통.
3. 제 2항에 있어서, 상기 칼라(48)의 상기 관통구멍(54)은 실질적으로 같은 간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 석유연소기 연소통.

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