WO2011071248A2 - 가스 버너의 염공부 구조 - Google Patents

가스 버너의 염공부 구조 Download PDF

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    • F23D—BURNERS
    • F23D2213/00—Burner manufacture specifications

Definitions

  • the present invention relates to a salt burner structure of a gas burner, and more particularly, a mixed gas flow path and a salt hole of a gas and air through a gap between the cut portions overlapping the cut portions between the plurality of cut plates. It relates to a salt burner structure of the gas burner to simplify and easily assemble the structure of the burner burner by forming a.
  • a gas burner used in a combustion device such as a boiler or a water heater may be classified into a Bunsen burner and a pre-mixed burner according to a method of mixing combustion gas and air.
  • the Bunsen burner is a burner that supplies the minimum primary air necessary for combustion from the nozzle injecting the gas and supplies the excess secondary air to the part where the flame is formed to realize complete combustion, and has excellent combustion stability. On the other hand, since the flame is formed by the secondary air, the flame length is long.
  • the premixed burner burns the premixed gas premixed with the combustion gas and air in the mixing chamber, reducing the overall flame length and reducing the load on the same area by reducing the flame temperature.
  • pollutants such as nitrogen oxide
  • Bunsen burners are mainly used, but recently, premixed burners are mainly used to reduce the generation of pollutants and to downsize the combustion chamber.
  • 1 is a perspective view showing an example of the salt structure of the conventional gas burner.
  • the manifold 50 is provided with the combustion gas supplied through the air supply and the gas supply pipe 40 from the blower 30 is provided on the front of the burner body (20)
  • Pre-mixed in the structure consists of a structure that is supplied to the burner flame hole 10 provided on the upper side of the burner body (20).
  • Conventional burner flame hole 10 is a structure in which a salt hole perforated in a plate or a plate made of a cylindrical shape was used, but such a structure is burnt combustion surface is deformed due to thermal stress or, in severe cases, the salt hole is damaged to incomplete combustion and backfire There was a problem caused.
  • the material cost is high, the manufacturing method is inconvenient, and the manufacturing cost is high, and the flame is unstable due to the increase in pressure loss due to the complicated structure of the premixer. There was a problem that noise occurs.
  • the worker when the burner is assembled, the worker must pull and assemble the metal fiber mat, so that the incomplete combustion and the size of the salt hole in the metal fiber mat are local or overall. There is a possibility of backfire, and due to the flexibility of the material properties of the metal fiber mat, there is a problem that the combustion surface and salt holes are unevenly deformed due to deflection after installation.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a flame burner structure of the gas burner that can be easily manufactured at the same time to improve the burner flame welds to a simple structure.
  • a salt burner structure of the gas burner of the present invention for realizing the object as described above, in the salt burner structure of the gas burner having a plurality of salt holes in which a mixture of gas and air is injected to form a flame,
  • the plurality of cut plates are overlapped, but the cut portions are overlapped with each other between adjacent plates, and a mixed gas flow path of the gas and air and the salt hole are formed through a gap between the cut portions.
  • the plurality of plates may include an inner plate having a recessed portion in which an upper portion or a lower portion is partially cut, and a recessed portion in which the lower portion or the upper portion is partially cut so as to cross the corresponding recess portion formed on the inner plate and overlapping both sides of the inner plate.
  • the plate of the set unit consisting of the outer plate may be composed of a plurality of overlapping.
  • both sides of the plate of the set unit may further include a fixed plate overlapping, the plurality of salt holes are arranged at intervals.
  • the salt hole may be configured such that its cross section has a flat rectangular shape.
  • the structure of the burner flame is simplified by forming a burner flame portion by overlapping a plurality of cut-out plates, which is required for the manufacture of the gas burner. This can save time and money.
  • the plate consists of a structure in which the flow passage of the mixed gas and salt holes are communicated between the overlapping gaps, it is possible to reduce the degree of deformation of the salt holes due to thermal stress, thereby improving flame stability and preventing incomplete combustion. It can be effective.
  • 1 is a perspective view showing an example of a salt structure of the conventional gas burner
  • FIG. 2 is a perspective view of a flame structure of the gas burner according to the present invention.
  • FIG. 3 is a partially exploded perspective view of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along the line B-B of FIG.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along the line C-C of FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line D-D of FIG. 2;
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line E-E of FIG. 2.
  • blower 40 manifold
  • Figure 2 is a perspective view of the flame structure of the gas burner according to the present invention
  • Figure 3 is a partially exploded perspective view of Figure 2
  • Figure 4 is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 2
  • Figure 5 is a cross-sectional view taken on line BB of Fig. 2
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line DD of FIG. 2
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line EE of FIG.
  • the salt hole 100 of the gas burner according to the present invention has a structure in which a plurality of thin plates overlap and are assembled, and a passage through which a mixed gas of gas and air is moved inside the overlapped plate communicates with the salt holes on the upper side. Characterized in that formed.
  • the burner flame hole 100 according to an embodiment of the present invention, the inner plate (110; 111, 112, 113) and the plurality of grooves (111a) in which the upper portion is partially cut at a predetermined interval and The plurality of recesses 121a and 122a having a lower portion partially cut to be vertically symmetric with the recess 111a formed in the inner plate 110 are overlapped and coupled to both sides of the inner plate 110.
  • outer plates 120; 121, 122, 123, 124, 125 and 126 are overlapped and coupled to both sides of the inner plate 110.
  • the grooves 111a, 121a, and 122a are cut out in an approximately 'C' shape by opening the upper side or the lower side as shown in the figure, and the inner plate 110 in the state where the inner plate 110 and the outer plate 120 overlap each other. Some sections of the groove 111a formed in the 110 and the grooves 121a and 122a formed in the outer plate 120 communicate with each other to form a flow path of the mixed gas.
  • the inner plate 111 and the outer plates 121 and 122 overlapping both sides of the inner plate 111 constitute one set unit plate, and the set unit plates are overlapped and repeatedly arranged in multiple stages. do.
  • the fixing plate 130 serves to form a gap between the salt holes 160 (161, 162, 163) when the thickness is configured differently.
  • the mixed gas inlets 140 (141, 142, 143, 144, 145, and 146) are formed at the lower side of the burner flame hole 100 by a gap between the recessed portions 121a and 122a of the outer plate 120 between the fixing plate 130 and the inner plate 110.
  • the mixed gas introduced into the mixed gas inlet 140 is transferred upward and spaced between the recess 111a of the inner plate 110 and the recesses 121a and 122a of the outer plate 120 between the fixing plate 130. It is collected in the internal space (151, 152, 153) formed by.
  • the mixed gas collected in the internal spaces 151, 152, and 153 is transferred upwards and upwards through salt holes 160; 161, 162 and 163 formed by the recesses 111a of the inner plate 110 between the outer plates 120. Sprayed.
  • the mixed gas introduced into the two mixed gas inlets 141 and 142 is injected through one salt hole 161, and the cross-sectional area of the salt hole 161 is formed to be narrower than the cross-sectional area of the internal space 151.
  • the mixed gas can be injected at a high speed.
  • the groove portion 111a formed in the inner plate 110 has an upper side opened, and the groove portions 121a and 122a formed in the outer plate 120 have been shown and described with an example in which the lower side is opened.
  • the grooves 111a formed in the inner plate 110 and the grooves 121a and 122a formed in the outer plate 120 may be configured in a structure in which the lower side and the upper side are opened in different directions. According to the configuration, the mixed gas introduced into one mixed gas inlet is branched into two salt holes and sprayed.
  • reference numerals 141a through 146c indicate the mixed gas inlets formed laterally
  • reference numerals 151a through 153c denote internal spaces that are laterally formed
  • reference numerals 161a 163 to 163c illustrate salt portions formed laterally.
  • the salt burner structure of the gas burner according to the present invention has a structure in which a plurality of plates overlap each other and a passage of a mixed gas is formed therein to communicate with the salt holes on the upper side. Can be minimized.
  • three plates of a set unit are configured to overlap each other, but may be configured by varying the number of overlapping plates of a set unit in consideration of the maximum output amount of the gas burner.

Abstract

본 발명은 일부가 절개된 복수의 플레이트 간에 절개된 부분이 서로 교차하도록 중첩시켜 절개된 부분의 틈새를 통해 가스와 공기의 혼합가스 유로 및 염공을 형성함으로써 버너 염공부의 구조를 간소화하고 용이하게 조립하여 제작할 수 있도록 하는 가스 버너의 염공부 구조에 관한 것이다. 이를 실현하기 위한 본 발명의 가스 버너의 염공부 구조는, 가스와 공기의 혼합가스가 분사되어 화염이 형성되는 다수의 염공이 구비된 가스 버너의 염공부 구조에 있어서, 일부가 절개된 복수의 플레이트가 중첩되어 이루어지되, 인접된 플레이트 간에는 절개된 부분이 교차 중첩되어, 상기 절개된 부분의 틈새를 통해 가스와 공기의 혼합가스 유로 및 상기 염공이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

가스 버너의 염공부 구조
본 발명은 가스 버너의 염공부 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일부가 절개된 복수의 플레이트 간에 절개된 부분이 서로 교차하도록 중첩시켜 절개된 부분의 틈새를 통해 가스와 공기의 혼합가스 유로 및 염공을 형성함으로써 버너 염공부의 구조를 간소화하고 용이하게 조립하여 제작할 수 있도록 하는 가스 버너의 염공부 구조에 관한 것이다.
일반적으로 보일러나 온수기 등의 연소기기에 사용되는 가스 버너는 연소용 가스와 공기를 혼합하는 방식에 따라 분젠(Bunsen) 버너와 예혼합(Pre-mixed) 버너로 구분할 수 있다.
분젠 버너는 가스를 분사하는 노즐부에서 연소에 필요한 최소한의 1차 공기를 공급하고, 화염이 형성되는 부위에 과잉 2차 공기를 공급하여 완전연소를 실현시키는 버너로서, 연소안정성이 우수한 장점이 있는 반면, 2차 공기에 의해 화염이 형성되므로 화염길이가 길어지는 단점이 있다.
예혼한 버너는 연소용 가스와 공기를 혼합실에서 미리 혼합한 예혼합가스를 연소시키는 방식으로, 전체적인 화염의 길이를 줄여주는 동시에 화염의 온도를 낮추어서 동일면적에 대한 부하를 줄일 수 있게 되므로 일산화탄소 및 질소산화물 등의 공해물질의 발생을 최소한도로 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
종래에는 분젠 버너를 주로 사용하였으나, 최근에는 공해물질의 발생을 줄이고 연소실을 소형화하기 위해 예혼합 버너를 주로 사용하고 있다.
도 1은 종래 가스 버너의 염공부 구조의 일례를 보여주는 사시도이다.
종래 예혼합 방식의 가스 버너(1)는, 송풍기(30)로부터 공급된 공기와 가스공급관(40)을 통해 공급된 연소용 가스가 버너몸체(20)의 전면부에 구비된 매니폴더(50)에서 예혼합되어 버너몸체(20)의 상측에 구비된 버너 염공부(10)로 공급되는 구조로 이루어져 있다.
종래 버너 염공부(10)는 평판이나 원통형으로 이루어진 하나의 판재에 염공을 천공한 구조가 사용되었으나, 이러한 구조는 열응력에 의해 버너 연소면이 변형되거나 심한 경우에는 염공이 손상되어 불완전 연소와 역화가 유발되는 문제점이 있었다.
이러한 단점을 보완하기 위한 것으로 금속섬유를 직조한 메탈화이버매트나 세라믹을 소결하여 제조한 세라믹플레이트 등을 소재로 사용한 버너 염공부 구조가 사용되었다.
그러나 이러한 메탈화이버매트나 세라믹플레이트를 사용한 염공부 구조에 의하면 재료비용이 많이 소요되고 제작방법이 불편하여 제조원가가 높아지고, 예혼합기의 구조가 복잡해짐에 따른 압력손실의 증가로 인해 화염이 불안정해지거나 소음이 발생되는 문제점이 있었다.
또한 상기 직조의 방법으로 제작된 메탈화이버매트를 염공부 소재로 사용한 경우에는 버너 조립시 작업자가 메탈화이버매트를 잡아당겨 조립해야 하므로 메탈화이버매트에 국부적 혹은 전체적으로 염공의 크기가 불균일함에 따른 불완전연소와 역화의 가능성이 있고 매탈화이버매트의 재질 특성상의 유연성으로 인해 설치 후에는 처짐 등으로 인해 연소면과 염공이 불균일하게 변형되는 문제점이 있었다.
또한 상기 소결의 방법으로 제작된 세라믹플레이트를 염공부 소재로 사용한 경우에는 상향 연소시 열교환기에서 발생한 응축수가 연소면에 떨어질 경우에 염공부 표면이 물에 의해 손상되어 형상이 불균일한 염공이 발생하여 불완전 연소의 발생 가능성이 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 버너 염공부를 간단한 구조로 개선함과 동시에 용이하게 제작할 수 있도록 하는 가스 버너의 염공부 구조를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 가스 버너의 염공부 구조는, 가스와 공기의 혼합가스가 분사되어 화염이 형성되는 다수의 염공이 구비된 가스 버너의 염공부 구조에 있어서, 일부가 절개된 복수의 플레이트가 중첩되어 이루어지되, 인접된 플레이트 간에는 절개된 부분이 교차 중첩되어, 상기 절개된 부분의 틈새를 통해 가스와 공기의 혼합가스 유로 및 상기 염공이 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 복수의 플레이트는, 상부 또는 하부가 일부 절개된 요홈부를 갖는 내측 플레이트와, 상기 내측 플레이트의 양측면에 중첩되며 상기 내측 플레이트에 형성된 요홈부와 교차 대응되도록 하부 또는 상부가 일부 절개된 요홈부를 갖는 외측 플레이트로 이루어진 세트 단위의 플레이트들이 복수로 중첩된 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 세트 단위의 플레이트들의 양측면에는 고정 플레이트가 추가로 중첩되어, 상기 다수의 염공이 간격을 두고 배열된 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 염공은 그 단면이 납짝한 직사각형 형상을 갖도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 가스 버너의 염공부 구조에 의하면, 일부가 절개된 복수의 플레이트를 중첩시켜 버너 염공부를 형성함으로써 버너 염공부의 구조가 간단해지고 제작이 용이해짐에 따라서 가스 버너의 제조에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면 플레이트가 중첩된 틈 사이로 혼합가스의 이동통로와 염공이 소통된 구조로 이루어짐에 따라서 열응력에 의한 염공의 변형 정도를 감소시킬 수 있게 되어 화염의 안정성을 높이고 불완전 연소를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 가스 버너의 염공부 구조의 일례를 보여주는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 가스 버너의 염공부 구조의 사시도,
도 3은 도 2의 일부 분해 사시도,
도 4는 도 2의 A-A선 기준 단면도,
도 5는 도 2의 B-B선 기준 단면도,
도 6은 도 2의 C-C선 기준 단면도,
도 7은 도 2의 D-D선 기준 단면도,
도 8은 도 2의 E-E선 기준 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 가스 버너 10,100 : 버너 염공부
111a,121a,122a : 요홈부 20 : 버너몸체
30 : 송풍기 40 : 매니폴더
110,111,112,113 : 내측 플레이트
120,121,122,123,124,125,126 : 외측 플레이트
130,131,132,133,134 : 고정 플레이트
140,141,142,143,144,145,146 : 혼합가스 유입구
150,151,152,153 : 내부공간
160,161,162,163 : 염공
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 가스 버너의 염공부 구조의 사시도, 도 3은 도 2의 일부 분해 사시도, 도 4는 도 2의 A-A선 기준 단면도, 도 5는 도 2의 B-B선 기준 단면도, 도 6은 도 2의 C-C선 기준 단면도, 도 7은 도 2의 D-D선 기준 단면도, 도 8은 도 2의 E-E선 기준 단면도를 각각 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 가스 버너의 염공부(100)는 복수의 얇은 플레이트가 중첩되어 조립된 구조로 이루어지고, 중첩된 플레이트의 내측에는 가스와 공기의 혼합가스가 이동되는 통로가 상측의 염공에 소통되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 버너 염공부(100)는, 상부가 일부 절개된 복수의 요홈부(111a)가 일정 간격으로 형성된 내측 플레이트(110;111,112,113)와, 상기 내측 플레이트(110)에 형성된 요홈부(111a)와 상하 대칭되도록 하부가 일부 절개된 복수의 요홈부(121a,122a)가 일정 간격으로 형성되어 상기 내측 플레이트(110)의 양측면에 중첩되어 결합되는 외측 플레이트(120;121,122,123,124,125,126)를 포함한다.
상기 요홈부(111a,121a,122a)는 도시된 바와 같이 상측 또는 하측이 개구되어 대략 'ㄷ자' 형상으로 절개된 것으로, 내측 플레이트(110)와 외측 플레이트(120)가 중첩된 상태에서 내측 플레이트(110)에 형성된 요홈부(111a)와 외측 플레이트(120)에 형성된 요홈부(121a,122a)의 일부 구간이 소통되어, 혼합가스의 유로를 형성하게 된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 내측 플레이트(111)와 그 양측면에 중첩되는 외측 플레이트(121,122)는 하나의 세트 단위의 플레이트를 구성하게 되며, 이러한 세트 단위의 플레이트들이 중첩되어 다단으로 반복 배치된다.
또한 상기 세트 단위의 플레이트 사이사이에는 내부가 채워진 고정 플레이트(130;131,132,133,134)가 중첩되어 결합된다.
상기 고정 플레이트(130)는 혼합가스의 유로를 형성하는 역할 이외에, 그 두께를 달리 구성할 경우 염공(160;161,162,163) 간의 간격을 형성하는 역할을 병행한다.
이하 도 5를 참조하여 버너 염공부(100) 내부에서 혼합가스가 이동되는 유로의 구성을 설명한다.
버너 염공부(100)의 하측에는 고정 플레이트(130)와 내측 플레이트(110) 사이에 외측 플레이트(120)의 요홈부(121a,122a) 간격에 의해 혼합가스 유입구(140;141,142,143,144,145,146)가 형성된다.
상기 혼합가스 유입구(140)로 유입된 혼합가스는 상측으로 이송되어 고정 플레이트(130) 사이에 내측 플레이트(110)의 요홈부(111a)와 외측 플레이트(120)의 요홈부(121a,122a) 간격에 의해 형성되는 내부공간(151,152,153)에서 각각 취합된다.
그리고 상기 내부공간(151,152,153)에서 취합된 혼합가스는 상측으로 이송되어 외측 플레이트(120) 사이에 내측 플레이트(110)의 요홈부(111a) 간격에 의해 형성되는 염공(160;161,162,163)을 통해 상측으로 분사된다.
이러한 구성에 의하면 두 개의 혼합가스 유입구(141,142)로 유입된 혼합가스가 하나의 염공(161)을 통해 분사되고, 상기 염공(161)의 단면적은 상기 내부공간(151)의 단면적보다 좁게 형성된 구조이므로 상기 염공(161)을 통해 혼합가스가 고속으로 분사될 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에서는 내측 플레이트(110)에 형성된 요홈부(111a)는 상측이 개구되고, 외측 플레이트(120)에 형성된 요홈부(121a,122a)는 하측이 개구된 예를 도시하고 설명하였으나, 이와는 반대로 상기 내측 플레이트(110)에 형성된 요홈부(111a)와 외측 플레이트(120)에 형성된 요홈부(121a,122a)는 서로 방향을 달리하여 각각 하측와 상측이 개구된 구조로 구성될 수도 있으며, 이러한 구성에 의하면 하나의 혼합가스 유입구로 유입된 혼합가스가 두 개의 염공으로 분기되어 분사되는 구조를 갖게 된다.
도 6에서 미설명부호 141a 내지 146c는 측방향으로 형성되는 혼합가스 유입구를 나타낸 것이고, 도 7에서 미설명부호 151a 내지 153c는 측방향으로 형성되는 내부공간을 나타낸 것이며, 도 8에서 미설명부호 161a 내지 163c는 측방향으로 형성되는 염공부를 나타낸 것이다.
이와 같이 본 발명에 따른 가스 버너의 염공부 구조에 의하면, 복수의 플레이트가 서로 중첩되고 그 내부에 혼합가스의 통로가 형성되어 상측의 염공으로 소통되는 구조를 갖게 되므로, 열응력에 따른 염공의 변형을 최소화할 수 있게 된다.
또한 본 실시예에서는 세트 단위의 플레이트가 세 개 중첩되어 이루어진 것으로 구성하였으나, 가스 버너의 최대 출력량을 고려하여 세트 단위의 플레이트가 중첩되는 수를 달리하여 구성될 수 있다.

Claims (4)

  1. 가스와 공기의 혼합가스가 분사되어 화염이 형성되는 다수의 염공이 구비된 가스 버너의 염공부 구조에 있어서,
    일부가 절개된 복수의 플레이트가 중첩되어 이루어지되, 인접된 플레이트 간에는 절개된 부분이 교차 중첩되어, 상기 절개된 부분의 틈새를 통해 가스와 공기의 혼합가스 유로 및 상기 염공이 형성된 것을 특징으로 하는 가스 버너의 염공부 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 플레이트는, 상부 또는 하부가 일부 절개된 요홈부를 갖는 내측 플레이트와, 상기 내측 플레이트의 양측면에 중첩되며 상기 내측 플레이트에 형성된 요홈부와 교차 대응되도록 하부 또는 상부가 일부 절개된 요홈부를 갖는 외측 플레이트로 이루어진 세트 단위의 플레이트들이 복수로 중첩된 것을 특징으로 하는 가스 버너의 염공부 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 세트 단위의 플레이트들의 양측면에는 고정 플레이트가 추가로 중첩되어, 상기 다수의 염공이 간격을 두고 배열된 것을 특징으로 하는 가스 버너의 염공부 구조.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 염공은 그 단면이 납짝한 직사각형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 가스 버너의 염공부 구조.
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