WO2013009028A2 - 공명실을 구비한 연소기기 - Google Patents

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WO2013009028A2
WO2013009028A2 PCT/KR2012/005290 KR2012005290W WO2013009028A2 WO 2013009028 A2 WO2013009028 A2 WO 2013009028A2 KR 2012005290 W KR2012005290 W KR 2012005290W WO 2013009028 A2 WO2013009028 A2 WO 2013009028A2
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combustion
resonance
chamber
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민태식
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주식회사 경동나비엔
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M20/00—Details of combustion chambers, not otherwise provided for, e.g. means for storing heat from flames
    • F23M20/005—Noise absorbing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2203/00—Gaseous fuel burners
    • F23D2203/007—Mixing tubes, air supply regulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2210/00—Noise abatement

Definitions

  • the present invention relates to a combustion apparatus having a resonance chamber, and more particularly, a resonance chamber between a blower and a burner, in which a noise and a combustion chamber generated while a mixed fluid of air and combustion gas supplied to the burner flow.
  • the present invention relates to a combustion device having a resonant chamber for quiet operation of a combustion device such as a boiler or a water heater by absorbing and attenuating combustion noise generated in
  • a combustion device such as a boiler or a water heater heats water using combustion heat generated in the process of burning a mixture of air and fuel, and circulates the heated water along a pipe to be used for indoor heating or hot water. It is a device to make it possible.
  • a general combustion apparatus includes a burner 20 for combusting a mixed fluid of external air supplied from the blower 10 and combustion gas supplied from the gas valve 25, and the burner 20 installed therein for combustion.
  • the heat exchanger 40 which transfers the combustion heat of the combustion product generated in the combustion chamber 30 by the combustion of the burner 20 to the heating water or hot water which flows along the inside of the heat exchange piping 50 which consists of a combustion chamber 30 which consists of a combustion chamber.
  • an exhaust flue 60 through which the combustion products passing through the heat exchanger 40 are discharged to the outside.
  • the supply amount of the air supplied from the blower 10 and the gas for combustion supplied from the gas valve 25 increases, thereby interlocking.
  • noise is generated in the flow process of air, gas, and a mixed fluid thereof, and noise generated in the combustion chamber 30 during combustion of the burner 20 is added to the heat exchanger 40.
  • a separate silencer having sound absorbing material may be installed on the flow path of the combustion product connected to the combustion chamber 30, the heat exchanger 40, and the exhaust hood 60.
  • the sound absorbing material in order to withstand the high temperature and high pressure inside the combustor, the sound absorbing material must meet the requirements such as flame retardancy and durability. Because it absorbs only, there is a limit to absorbing noise of various frequency bands.
  • the boiler or the water heater is provided with a combustion chamber cooling device in order to prevent thermal damage to the peripheral device of the combustion chamber 30 when the heat energy generated inside the combustion chamber 30 is transferred to the outside of the combustion chamber 30.
  • a combustion chamber cooling apparatus As a combustion chamber cooling apparatus, a dry combustion chamber cooling apparatus for attaching an insulation to an inner wall of a combustion chamber 30 and a wet combustion chamber cooling apparatus in which a heating water pipe is wound around an outer wall of the combustion chamber 30 are known. There is a problem, in the case of wet, there is a problem that the structure is complicated and not easy to manufacture.
  • the present invention has been made in order to solve the above problems, by effectively attenuating the noise inside the combustion chamber generated during the flow of the mixed fluid of air and combustion gas supplied from the blower to the burner side by using a resonance action, such as a boiler or water heater It is an object of the present invention to provide a combustion device having a resonance chamber that enables the quiet operation of the combustion device.
  • Another object of the present invention is to provide a resonance chamber that can improve the productivity and durability of the combustion apparatus by implementing a means for removing the noise of the combustion chamber by changing the structure of the existing combustion system without installing a separate silencer. It is to provide a combustion device provided.
  • Still another object of the present invention is to provide a combustion device having a resonance chamber capable of improving the cooling efficiency while simplifying the combustion chamber cooling structure.
  • Combustion apparatus provided with a resonance chamber of the present invention for achieving the above object, a combustion comprising a burner for burning a mixed fluid of air and combustion gas supplied from the blower, and a combustion chamber in which the burner is burned
  • the resonance chamber is provided on the flow path between the blower and the burner.
  • the combustion chamber body forming the combustion chamber has a double wall structure in which an outer structure and an inner structure are spaced apart from each other, and a mixed fluid supplied from the blower is provided between the outer structure and the inner structure via the outer structure and the inner structure. It is characterized in that the flow path guide for forming a flow path to be supplied to the burner side.
  • the resonance chamber may be configured to be installed in the flow guide.
  • the flow guide is a horizontal portion that vertically insulates the space between the combustion chamber body and the burner, and a vertical portion extending upward from the edge portion of the horizontal portion to separate the space between the outer structure and the inner structure in and out.
  • a resonance chamber cover spaced apart from an upper side of the horizontal portion and an inner side of the vertical portion, and the resonance chamber may be provided between the flow guide and the resonance chamber cover.
  • the resonance chamber cover may include a left resonance chamber cover, a right resonance chamber cover, a front resonance chamber cover, a rear resonance chamber cover, and an upper portion of the horizontal portion of the passage guide spaced apart from the inside of the vertical portion of the flow guide.
  • the lower resonance chamber cover is formed, the left resonance chamber formed between the vertical section and the left resonance chamber cover, the right resonance chamber formed between the vertical section and the right resonance chamber cover, and the vertical section and the front resonance chamber cover.
  • the front resonance chamber formed therebetween, the rear resonance chamber formed between the vertical portion and the rear resonance chamber cover, and the lower surface resonance chamber formed between the horizontal portion and the lower surface resonance chamber cover may be configured to be positioned independently of each other.
  • the resonance chamber may be configured to be installed in the outer structure.
  • the resonance chamber may include a left resonance chamber, a right resonance chamber, a front resonance chamber, a front resonance chamber, and a rear resonance chamber formed by a left resonance chamber cover, a right resonance chamber cover, a front resonance chamber cover, and a rear resonance chamber cover which are spaced inwardly of the outer structure.
  • the resonance chamber and the left resonance chamber, the right resonance chamber, the front resonance chamber and the rear resonance chamber may be configured to be positioned independently of each other.
  • the resonance chamber may be configured to be installed in the inner structure.
  • the resonance chamber may include a left resonance chamber, a right resonance chamber, a front resonance chamber, a front resonance chamber, and a rear resonance chamber formed by a left resonance chamber cover, a right resonance chamber cover, a front resonance chamber cover, and a rear resonance chamber cover spaced apart from the inner structure.
  • the resonance chamber and the left resonance chamber, the right resonance chamber, the front resonance chamber and the rear resonance chamber may be configured to be positioned independently of each other.
  • the resonance chamber may be formed in plural, and the resonance chamber may be formed by forming one communication hole perforated in a circle or a square to communicate with the flow path of the mixed fluid.
  • the resonance chamber may be formed in plural, and the resonance chamber may be formed by forming a plurality of communication holes which are perforated in a circle or a square to communicate with the flow path of the mixed fluid.
  • the resonance chamber may be configured to have a plurality of communication holes drilled side by side in a slit shape.
  • a resonance chamber is provided on a flow path between a blower and a burner, so that noise generated during the flow of a mixed fluid of air and combustion gas supplied from the blower to the burner side, and inside the combustion chamber By effectively eliminating the noise generated, it is possible to operate the combustion apparatus quietly.
  • each of the resonance chamber is located independently, and if the volume of the resonance chamber is configured differently or the shape, size, and number of communication holes are configured differently.
  • the combustion chamber cooling structure can be simplified by forming a flow path of the mixed fluid so that the mixed fluid supplied from the blower is sequentially supplied to the burner side via the outer structure and the inner structure of the combustion chamber lower body and the combustion chamber upper body.
  • the cooling efficiency of the combustion chamber and the thermal efficiency of the combustion apparatus can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a conventional boiler or a combustion apparatus for warm water
  • FIGS. 2 and 3 are perspective views of a combustion device having a resonance chamber according to an embodiment of the present invention viewed from different directions;
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of FIG. 2;
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG.
  • Figure 7 is a longitudinal cross-sectional view showing the flow path of the mixed fluid in the combustion apparatus having a resonance chamber according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a combustion apparatus having a resonance chamber according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a combustion apparatus having a resonance chamber according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating various embodiments of a resonance chamber cover.
  • blower 20 burner
  • combustion chamber 210 combustion chamber lower body
  • flange portion 214 fastening groove
  • combustion chamber upper body 231 outer structure
  • second fastening portion 240 burner
  • 311a, 411a Communication hole 320,420: Right resonance room
  • front resonance chamber 331 front resonance chamber cover
  • 331a communication hole 340: rear resonance chamber
  • bottom resonance chamber 351 bottom resonance chamber
  • FIG. 2 and 3 are perspective views of a combustion apparatus having a resonance chamber according to an embodiment of the present invention viewed from different directions
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of FIG. 2
  • FIG. 5 is an AA sectional view of FIG. 2
  • FIG. It is BB sectional drawing of FIG.
  • the air inlet pipe 110 and the combustion gas inlet pipe 120 are connected to the inlet end.
  • the combustion chamber bodies 210 and 230 communicate with an upper side of the blower 100 to form a bottom surface of the combustion chamber 200, and a combustion chamber 200 coupled to an upper side of the combustion chamber lower body 210.
  • Combustion chamber upper body 230 is configured to form a circumferential side wall and a burner 240 is installed therein, and the mixed fluid supplied from the blower 100 is provided in the combustion chamber lower body 210 and the combustion chamber upper body 230. After the outer wall of the combustion chamber 200 is cooled, a 'combustion chamber cooling passage' is formed to be supplied to the burner 240 side.
  • the 'combustion chamber cooling passage' refers to a moving passage of fluid connected to the lower portion of the burner 240 via the bottom surface and the side wall of the combustion chamber 200 sequentially from the outlet end of the blower 100, and the combustion chamber
  • the cooling passage is formed by a coupling structure between the passage guide 220 provided in the combustion chamber 200, the combustion chamber lower body 210, and the combustion chamber upper body 230, as described below.
  • the inlet end of the blower 100 is connected to the combustion gas inlet pipe 120 together with the air inlet pipe 110, the air introduced through the air inlet pipe 110 and the combustion gas inlet pipe
  • the gas introduced through the 120 is mixed in the blower 100, and the mixed fluid of air and gas is sent out through the outlet end of the blower 100 to be supplied to the burner 240 after passing through the combustion chamber cooling flow path. It is configured to be.
  • the upper side of the blower 100 is coupled to the combustion chamber lower body 210 which is in communication with the outlet end of the blower 100, a pair of fastening grooves 214 on one side of the combustion chamber lower body 210 Is formed.
  • the flow guide 200 coupled to the upper side of the combustion chamber lower body 210 is formed in a rectangular parallelepiped shape in which an upper portion is opened and an empty space is formed therein, and horizontally forms a bottom surface as shown in FIGS. 5 and 6. It consists of a part 220a and the vertical part 220b which forms a side wall.
  • the vertical portion 220b includes a left plate 220b-1, a right plate 220b-2, a front plate 220b-3, and a rear plate 220b-4.
  • One side of the horizontal portion 220a is provided with a pair of first fastening portions 224 protruding downward and a hole formed therein, and are inserted into and fixed to the fastening grooves 214 formed in the combustion chamber lower body 210.
  • the inside of the left side plate 220b-1, the right side plate 220b-2, the front side plate 220b-3, and the rear side plate 220b-4 constituting the vertical portion 220b of the flow guide 220 is predetermined.
  • the left resonance chamber cover 311, the right resonance chamber cover 321, the front resonance chamber cover 331, and the rear resonance chamber cover 341 are respectively coupled to the spaced apart positions, and the horizontal portion of the flow guide 220 may be
  • the lower surface of the resonance chamber cover 351 is coupled to a position spaced apart by a predetermined interval to the upper side of the 220a, and the resonance chamber covers 311, 321, 331, 341 and 351 communicate with the communication holes 311a, 321a, 331a, 341a and 351a, respectively. ) Is formed.
  • the left resonance chamber 310 is formed between the left plate 220b-1 and the left resonance chamber cover 311 of the flow guide 220, and the right plate 220b.
  • the right resonance chamber 320 is formed between the -2) and the right resonance chamber cover 321
  • the front resonance chamber 330 is formed between the front plate 220b-3 and the front resonance chamber cover 331
  • a rear resonance chamber 340 is formed between the rear plate 220b-4 and the rear resonance chamber 341, and a lower resonance chamber is disposed between the horizontal portion 220a of the flow guide 220 and the lower resonance chamber cover 351.
  • 350 are formed, and each of the resonance chambers 310, 320, 330, 340, 350 are spatially isolated from each other and independently located.
  • the internal spaces of the resonance chambers 310, 320, 330, 340, 350 are formed in different volumes so that the resonance chambers 310, 320, 330, 340, 350 can absorb noise of various frequency bands, and the communication holes 311a, 321a, 331a, 341a, and 351a. Shape, size and number of the may be configured differently.
  • the protrusion of the first fastening portion 224 between the bottom surface of the combustion chamber lower body 210 and the horizontal portion 220a of the flow path guide 220 is formed up and down by the length.
  • the combustion chamber upper body 230 is coupled to the upper side of the combustion chamber lower body 210.
  • the flange 210a formed at the upper edge portion of the combustion chamber lower body 210 and the flange portion 230a formed at the lower edge portion of the combustion chamber upper body 230 are fastened to each other, and the combustion chamber upper body 230 On one side of the flange portion 230a of the pair of the second fastening portion 234 protrudes to the lower side through the hole formed in the first fastening portion 224 formed in the flow path guide 220 to the combustion chamber lower body It is coupled to the fastening groove 214 formed in the (210).
  • a flange portion 230b is formed at an upper edge portion of the combustion chamber upper body 230, and a heat exchanger (not shown) and an exhaust hood (not shown) are sequentially coupled thereon.
  • the side wall of the combustion chamber upper body 230 is formed of a double wall structure of the outer structure 231 and the inner structure 232 spaced inwardly.
  • the outer structure 231 forms the outer outer wall of the combustion chamber upper body 230, the upper end of the outer structure 231 is connected to the flange portion 230b formed on the upper end of the combustion chamber upper body 230, the outer structure The lower end of the 231 is connected to the flange portion 230a formed at the lower end of the combustion chamber upper body 230.
  • the inner structure 232 has an upper end connected to a flange portion 230b formed at an upper end of the combustion chamber upper body 230, and the lower end of the inner structure 232 is curved toward the inside of the combustion chamber 200 to extend a predetermined length. It is.
  • the case of the burner 240 is coupled to the curved end of the lower end of the inner structure 232 so that the burner 240 is seated in the combustion chamber upper body 230.
  • the horizontal portion 220a of the flow path guide 220 is the combustion chamber lower body. Space between the bottom of the 210 and the bottom of the burner 240 is to be isolated up and down.
  • the vertical portion 220b of the flow guide 220 isolates the space between the outer structure 231 of the combustion chamber upper body 230 and the inner structure 232 inward and outward, and the vertical portion 220b of the flow guide 220.
  • the upper end is spaced apart from the bottom of the upper flange portion 230b of the combustion chamber upper body 230, so that the upper space between the outer structure 231 and the inner structure 232 is communicated in and out.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the flow path of the mixed fluid in the combustion apparatus having a resonance chamber according to an embodiment of the present invention.
  • the flow chamber guide 220 having the resonance chambers 310, 320, 330, 340, and 350 is coupled to the combustion chamber lower body 210, and the combustion chamber upper body configured as a double wall of the outer structure 231 and the inner structure 232 thereon.
  • the combustion chamber cooling channel a mixed fluid of air and combustion gas is sent from the blower 100.
  • the fourth space (D) is formed in the communication between the upper portion of the outer structure 231 and the upper portion of the inner structure 232 inward and outward , Formed between the fifth space E formed between the inner structure 232 and the vertical portion 220b of the flow guide 220 and the lower portion of the burner 240 and the horizontal portion 220a of the flow guide 220.
  • the sixth spaces F are formed to be sequentially connected.
  • a left resonance chamber 310, a right resonance chamber 320, a front resonance chamber 330, and a rear resonance chamber 340 are installed, and the sixth space F has a lower surface resonance. It becomes the structure in which the seal 350 is provided.
  • the mixed fluid of air and combustion gas introduced and mixed through the air inlet pipe 110 and the combustion gas inlet pipe 120 is moved into the first space A.
  • the mixed fluid that is sent out and moves in the vertical direction cools the combustion chamber lower body 210 while passing through the second space B by converting the flow path outward in the horizontal direction by the horizontal portion 220a of the flow guide 220.
  • the fluid moving horizontally along the second space B is switched upward from the edge of the combustion chamber lower body 210 so as to pass through the third space C to the outside of the combustion chamber upper body 230.
  • the structure 231 is cooled, and the fluid moving upwardly along the third space C is moved downward along the fifth space E after the flow path is converted downward again in the fourth space D.
  • the flow path After cooling the inner structure 232 of the combustion chamber upper body 230, the flow path The flow path is switched to the inner side in the horizontal direction again by the horizontal part 220a of the id 220, and is supplied to the lower part of the burner 240 via the sixth space F.
  • the flow rate of the mixed fluid supplied to the burner 240 is adjusted according to the combustion load, and the mixed fluid supplied from the blower 100 and supplied to the burner 240 along the combustion chamber cooling flow path is burner. It is ignited at 240, the combustion is made in the combustion chamber 200.
  • the combustion noise due to the ignition of the mixed fluid is generated along with the noise due to the flow and pressure change of the mixed fluid, and the noise is proportional to the magnitude of the combustion load.
  • the resonance chambers 310, 320, 330, 340, 350 are provided on the combustion chamber cooling passage through which the mixed fluid passes, so that the noise propagated with the flow of the mixed fluid is perpendicular to the flow guide 220.
  • 331a and 341a pass through the left resonance chamber 310, the right resonance chamber 320, the front resonance chamber 330, and the rear resonance chamber 340, and the horizontal portion 220a of the flow guide 220. Passing through the communication hole 351a formed in the lower surface resonance chamber cover 351 provided on the upper surface of the lower surface is introduced into the resonance chamber 350.
  • the noise introduced into the resonance chambers 310, 320, 330, 340, 350 is resonance at a specific frequency band determined by the shape, size, and number of the volume and resonance chamber communication holes 311a, 321a, 331a, 341a, 351a of the resonance chambers 310, 320, 330, 340, 350. It is attenuated by action.
  • the resonance operation in the resonance chambers 310, 320, 330, 340, 350, the noise generated during the flow of the mixed gas and the noise generated during combustion in the combustion chamber 200 is the resonance chamber communication holes (311a, 321a, 331a, 341a, 351a)
  • the sound wave energy of the noise is converted into thermal energy, so the sound is absorbed and attenuated, and noise is effectively suppressed even without using a separate sound absorbing material installed in a general silencer. You can do it.
  • each of the resonance chambers 310, 320, 330, 340 and 350 are separated from each other by surrounding the side and the bottom surface of the combustion chamber 200, the resonance chambers 310, 320, 330, 340 and 350 can attenuate the noise of different specific frequency bands in each resonance chamber 310, Noise in the frequency band can be suppressed.
  • the resonance chambers 310, 320, 330, 340, 350 are provided in the horizontal portion 220a and the vertical portion 220b of the flow path guide 220 to surround the five surfaces of the combustion chamber 200, so the side of the combustion chamber 200 It is possible to remove not only the noise propagated to the noise propagated to the bottom of the combustion chamber 200.
  • the resonance chamber 310, 320, 330, 340, 350 has been described as an example installed in the flow path guide 220, the present invention is not limited to this, but on the flow path of the mixed fluid connected to the burner 240 from the blower 100 As the case of installation, the installation structure of a resonance chamber as mentioned later is also possible.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a combustion apparatus having a resonance chamber according to another embodiment of the present invention.
  • the resonance chambers 410 and 420 are provided in the outer structure 231 of the combustion chamber upper body 230, and are spaced apart from the inner side of the outer structure 231 as shown in FIG. 8.
  • the left resonance chamber cover 411 and the right resonance chamber cover 421 are coupled to each other, and a left resonance chamber 410 is provided between the outer structure 231 and the left resonance chamber cover 411, and the outer structure 231 is provided.
  • the right resonance chamber 420 is provided between the right resonance chamber cover 421. Communication holes 411a and 421a are formed in the left resonance chamber cover 411 and the right resonance chamber cover 421, respectively.
  • front resonance chamber cover (not shown) and the rear resonance chamber cover (not shown) are coupled to the front and rear surfaces of the combustion chamber 200 at positions spaced inwardly of the outer structure 231 so that the front resonance chamber (not shown) is provided. ) And rear resonance chamber (not shown).
  • the resonance chambers 410 and 420 are installed in the outer structure 231, which is the outermost part of the side wall of the combustion chamber 200, whereby both the flow noise of the mixed fluid and the combustion noise generated inside the combustion chamber 200 are resonance chambers. Since it is configured to pass through (410,420) there is an advantage that can effectively block the leakage of noise.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a combustion apparatus having a resonance chamber according to another embodiment of the present invention.
  • the resonance chambers 510 and 520 are provided in the inner structure 232 of the combustion chamber upper body 230, and are spaced apart from the inner structure 232 as shown in FIG. 9.
  • the left resonance chamber cover 511 and the right resonance chamber cover 521 are coupled to each other, and a left resonance chamber 510 is provided between the inner structure 232 and the left resonance chamber cover 511, and the inner structure 232 is provided.
  • a right resonance chamber 520 is provided between the right resonance chamber cover 521.
  • Communication holes 511a and 521a are formed in the left resonance chamber cover 511 and the right resonance chamber cover 521, respectively.
  • the front resonance chamber cover (not shown) and the rear resonance chamber cover (not shown) are coupled to the front and rear surfaces of the combustion chamber 200 at positions spaced outwardly of the inner structure 232 so that the front resonance chamber (not shown) is provided. ) And a rear resonance chamber (not shown).
  • each resonance chamber cover is provided with a heat insulating material.
  • the heat of combustion generated in the combustion chamber 200 can be prevented from being transferred to the vertical portion 220b of the flow path guide 220.
  • the resonance chamber is installed only in any one of the flow guide 220, the outer structure 231, and the inner structure 232 has been described as an example, but the present invention is not limited thereto.
  • the resonance chamber may be installed in some or all of the flow guide 220, the outer structure 231 and the inner structure 232 overlapping.
  • each resonance chamber may be made of a metal material generally used in the combustion chamber internal structure, but high temperature heat of combustion generated in the combustion chamber 200 is transferred out of the combustion chamber 200. It is preferable that it is composed of a heat insulating material that can be blocked.
  • the communication hole drilled in the resonance chamber cover has a structure in which (a) one communication hole 311a-1 is formed in a circular shape in the combustion chamber cover 311-1, and (b) the combustion chamber cover.
  • a plurality of communication holes 311a-4 are formed in a square shape in the combustion chamber cover 311-4, and
  • a plurality of communication holes 311a-5 are formed in a slit shape in the combustion chamber cover 311-5.
  • Various configurations such as structure are possible.
  • the plurality of communication holes 311a-3, 311a-4 and 311a-5 may be formed in the same size, but are preferably formed in different sizes to absorb noise of various frequency bands.
  • the size and number are not limited to the illustrated embodiment, and may be variously modified in consideration of a frequency band of noise generated in the combustion chamber 200.
  • the combustion apparatus can be operated quietly even if the combustion load increases.

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Abstract

본 발명은 송풍기로부터 버너 측으로 공급되는 공기와 연소용 가스의 혼합유체의 유동중 발생하는 연소실 내부의 소음을 공명작용을 이용하여 효과적으로 감쇄시킴으로써 보일러 또는 온수기 등의 연소기기의 조용한 운전을 가능하게 하는 공명실을 구비한 연소기기를 제공함에 그 목적이 있다. 이를 구현하기 위한 본 발명은, 송풍기로부터 공급된 공기와 연소용 가스의 혼합유체를 연소시키는 버너와, 상기 버너의 연소가 이루어지는 연소실을 포함하는 연소기기에 있어서, 상기 송풍기와 버너 사이의 유로 상에는 공명실이 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

공명실을 구비한 연소기기
본 발명은 공명실을 구비한 연소기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 송풍기와 버너 사이에 공명실을 설치하여 버너로 공급되는 공기와 연소용 가스의 혼합유체가 유동하는 과정에서 발생하는 소음 및 연소실에서 발생하는 연소 소음을 흡음 및 감쇄시킴으로써 보일러 또는 온수기 등 연소기기의 조용한 운전을 가능하게 하는 공명실을 구비한 연소기기에 관한 것이다.
일반적으로 보일러 또는 온수기 등의 연소기기는 공기와 연료의 혼합유체를 연소시키는 과정에서 발생하는 연소열을 이용하여 물을 가열시키고, 가열된 물을 배관을 따라 순환시킴으로써 실내 난방용으로 사용하거나 온수용으로 사용할 수 있도록 하는 장치이다.
도 1은 종래 보일러 또는 온기수용 연소기기를 개략적으로 나타낸 구성도이다. 종래 일반적인 연소기기는, 송풍기(10)로부터 공급된 외부 공기와 가스밸브(25)로부터 공급된 연소용 가스의 혼합유체를 연소시키는 버너(20)와, 상기 버너(20)가 내부에 설치되어 연소가 이루어지는 연소실(30)과, 상기 버너(20)의 연소에 의해 연소실(30)에서 발생된 연소생성물의 연소열을 열교환배관(50) 내부를 따라 흐르는 난방수 또는 온수에 전달하는 열교환기(40)와, 상기 열교환기(40)를 통과한 연소생성물이 외부로 배출되는 배기연도(60)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 연소기기에서, 연소열을 높이기 위하여 버너(20)의 부하를 높이게 되면, 송풍기(10)로부터 공급되는 공기와 가스밸브(25)로부터 공급되는 연소용 가스의 공급량이 증가하게 되고, 이에 연동하여 공기와 가스의 압력변동이 증가함에 따라 공기와 가스 및 이들의 혼합유체의 유동 과정에서 소음을 유발하게 되고, 버너(20)의 연소시 연소실(30)에서 발생하는 소음이 더해져 열교환기(40)와 배기후드(60)를 통해 외부로 전파됨으로써 연소기기의 작동중 심한 소음을 배출하게 된다.
이러한 연소기기에서 발생하는 소음을 억제하기 위한 방안으로, 연소실(30)과 열교환기(40) 및 배기후드(60)로 연결되는 연소생성물의 흐름 경로 상에 흡음재를 구비한 별도의 소음기를 설치할 수도 있으나, 연소기기 내부의 고온·고압에 견디기 위해서는 흡음재가 난연성과 내구성 등의 요건을 충족해야 하므로 사용 가능한 흡음재의 종류에 제약이 따를 뿐만 아니라, 단일 재질로 이루어진 흡음재를 사용할 경우에는 특정 주파수 대역을 소음만을 흡수하게 되므로 다양한 주파수 대역의 소음을 흡수하는데 한계가 있다.
또한 이러한 소음기의 설치를 위해서는 연소기기 내부에 소음기의 설치를 위한 공간을 마련해야 하므로 연소기기의 부피가 증가하게 되고, 소음기의 설치에 따른 공정수의 증가 및 비용의 상승을 초래하는 문제점이 있다.
한편, 보일러나 온수기에는 연소실(30) 내부에서 발생된 열에너지가 연소실(30) 외부로 전달되는 경우에 연소실(30) 주변 장치에 열 손상을 일으키는 것을 방지하기 위하여 연소실 냉각장치가 구비된다.
종래 연소실 냉각장치로는 연소실(30)의 내벽에 단열재를 부착하는 건식 연소실 냉각장치와, 연소실(30)의 외벽에 난방수배관이 감겨진 습식 연소실 냉각장치가 알려져 있으나, 건식의 경우 열효율이 낮은 문제점이 있고, 습식의 경우 구조가 복잡하고 제작이 용이하지 않은 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 송풍기로부터 버너 측으로 공급되는 공기와 연소용 가스의 혼합유체의 유동중 발생하는 연소실 내부의 소음을 공명작용을 이용하여 효과적으로 감쇄시킴으로써 보일러 또는 온수기 등의 연소기기의 조용한 운전을 가능하게 하는 공명실을 구비한 연소기기를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 연소실의 소음을 제거하기 위한 수단을 별도의 소음기를 추가로 설치하지 않고 기존의 연소 시스템의 구조 변경을 통해 구현함으로써 연소기기의 생산성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 공명실을 구비한 연소기기를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 연소실 냉각구조를 간소화하면서도 냉각효율을 향상시킬 수 있는 공명실을 구비한 연소기기를 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 공명실을 구비한 연소기기는, 송풍기로부터 공급된 공기와 연소용 가스의 혼합유체를 연소시키는 버너와, 상기 버너의 연소가 이루어지는 연소실을 포함하는 연소기기에 있어서, 상기 송풍기와 버너 사이의 유로 상에는 공명실이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 연소실을 형성하는 연소실 몸체는 외측 구조물과 내측 구조물이 서로 이격되어 배치된 이중벽 구조로 이루어지고, 상기 외측 구조물과 내측 구조물 사이에는 상기 송풍기로부터 공급된 혼합유체가 상기 외측 구조물과 내측 구조물을 경유하여 상기 버너 측으로 공급되도록 유로를 형성하는 유로가이드가 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예로, 상기 공명실은 상기 유로가이드에 설치된 것으로 구성될 수 있다.
이 경우 상기 유로가이드는, 상기 연소실 몸체와 상기 버너 사이의 공간을 상하로 격리하는 수평부와, 상기 수평부의 가장자리부에서 상측으로 연장되어 상기 외측 구조물과 내측 구조물 사이 공간을 내외측으로 분리하는 수직부로 이루어지고, 상기 수평부의 상측과 상기 수직부의 내측으로 이격되어 공명실 커버가 설치되어, 상기 유로가이드와 공명실 커버 사이에 상기 공명실이 마련된 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 공명실 커버는, 상기 유로가이드의 수직부의 내측으로 이격되어 위치하는 좌측 공명실 커버와 우측 공명실 커버와 전면 공명실 커버 및 후면 공명실 커버와, 상기 유로가이드의 수평부의 상측으로 이격되어 위치하는 하면 공명실 커버로 이루어지고, 상기 수직부와 좌측 공명실 커버 사이에 형성되는 좌측 공명실과, 상기 수직부와 우측 공명실 커버 사이에 형성되는 우측 공명실과, 상기 수직부와 전면 공명실 커버 사이에 형성되는 전면 공명실과, 상기 수직부와 후면 공명실 커버 사이에 형성되는 후면 공명실 및 상기 수평부와 하면 공명실 커버 사이에 형성되는 하면 공명실은 서로 독립적으로 위치하는 것으로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 상기 공명실은 상기 외측 구조물에 설치된 것으로 구성될 수 있다.
이 경우 상기 공명실은, 상기 외측 구조물의 내측으로 이격되어 위치하는 좌측 공명실 커버와 우측 공명실 커버와 전면 공명실 커버 및 후면 공명실 커버에 의해 형성되는 좌측 공명실과 우측 공명실과 전면 공명실 및 후면 공명실로 이루어지고, 상기 좌측 공명실과 우측 공명실과 전면 공명실 및 후면 공명실은 서로 독립적으로 위치하는 것으로 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예로, 상기 공명실은 상기 내측 구조물에 설치된 것으로 구성될 수 있다.
이 경우 상기 공명실은, 상기 내측 구조물의 외측으로 이격되어 위치하는 좌측 공명실 커버와 우측 공명실 커버와 전면 공명실 커버 및 후면 공명실 커버에 의해 형성되는 좌측 공명실과 우측 공명실과 전면 공명실 및 후면 공명실로 이루어지고, 상기 좌측 공명실과 우측 공명실과 전면 공명실 및 후면 공명실은 서로 독립적으로 위치하는 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 공명실은 복수로 형성되고, 상기 공명실에는 원형 또는 사각형으로 천공되어 상기 혼합유체의 유로에 연통되는 연통홀이 한 개씩 형성된 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 공명실은 복수로 형성되고, 상기 공명실에는 원형 또는 사각형으로 천공되어 상기 혼합유체의 유로에 연통되는 연통홀이 복수로 형성된 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 공명실에는 슬릿 형상으로 나란하게 천공된 연통홀이 복수로 형성된 것으로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 공명실을 구비한 연소기기에 의하면, 송풍기와 버너 사이의 유로 상에 공명실을 마련하여 송풍기로부터 버너 측으로 공급되는 공기와 연소용 가스의 혼합유체의 유동중 발생하는 소음 및 연소실 내부에서 발생하는 소음을 효과적으로 제거함으로써 연소기기의 조용한 운전이 가능한 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 연소실 몸체의 외측 구조물과 내측 구조물 사이에 유로가이드를 설치하여 혼합유체가 경유하는 연소실 냉각 유로를 형성하고, 그 연소실 냉각 유로 상에 공명실을 마련함으로써 별도의 소음기를 추가로 설치하지 않더라도 연소기기에서 발생하는 소음을 효과적으로 감쇄시킬 수 있게 되므로 별도의 소음기를 설치할 경우에 소요되는 추가 공정 및 비용을 절감할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 각 공명실을 독립적으로 위치시키고, 공명실의 체적을 달리 구성하거나 연통홀의 형상과 크기 및 개수를 달리 구성할 경우 다양한 주파수 대역의 소음을 제거할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면, 송풍기로부터 공급되는 혼합유체가 연소실 하부 몸체와 연소실 상부 몸체의 외측 구조물과 내측 구조물을 순차로 경유하여 버너 측으로 공급되도록 혼합유체의 유로를 형성함으로써 연소실 냉각구조를 간소화할 수 있고, 연소실의 냉각효율 및 연소기기의 열효율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래 보일러 또는 온기수용 연소기기를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2와 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공명실을 구비한 연소기기를 서로 다른 방향에서 바라본 사시도,
도 4는 도 2의 분해 사시도,
도 5는 도 2의 A-A 단면도,
도 6은 도 2의 B-B 단면도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공명실을 구비한 연소기기에서 혼합유체의 흐름경로를 보여주는 종단면도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공명실을 구비한 연소기기의 종단면도,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공명실을 구비한 연소기기의 종단면도,
도 10은 공명실 커버의 다양한 실시예를 보여주는 사시도이다.
** 부호의 설명 **
10 : 송풍기 20 : 버너
25 : 가스밸브 30 : 연소실
40 : 열교환기 50 : 열교환배관
60 : 배기후드 100 : 송풍기
110 : 공기 유입관 120 : 연소용 가스 유입관
200 : 연소실 210 : 연소실 하부몸체
210a : 플랜지부 214 : 체결홈
220 : 유로가이드 220a : 유로가이드의 수평부
220b : 유로가이드의 수직부 220b-1 : 좌측판
220b-2 : 우측판 220b-3 : 전면판
220b-4 : 후면판 224 : 제1체결부
230 : 연소실 상부몸체 231 : 외측 구조물
232 : 내측 구조물 230a,230b : 플랜지부
234 : 제2체결부 240 : 버너
310,410 : 좌측 공명실 311,411 : 좌측 공명실 커버
311a,411a : 연통홀 320,420 : 우측 공명실
321,421 : 우측 공명실 커버 321a,421a : 연통홀
330 : 전면 공명실 331 : 전면 공명실 커버
331a : 연통홀 340 : 후면 공명실
341 : 후면 공명실 커버 341a : 연통홀
350 : 하면 공명실 351 : 하면 공명실 커버
351a : 연통홀
311-1,311-2,311-3,311-4,311-5 : 공명실 커버
311a-1,311a-2,311a-3,311a-4,311a-5 : 연통홀
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2와 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공명실을 구비한 연소기기를 서로 다른 방향에서 바라본 사시도, 도 4는 도 2의 분해 사시도, 도 5는 도 2의 A-A 단면도, 도 6은 도 2의 B-B 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 공명실을 구비한 연소기기는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 공기 유입관(110)과 연소용 가스 유입관(120)이 입구단에 연결되어 유입된 공기와 연소용 가스의 혼합유체를 버너(240) 측으로 공급하는 송풍기(100)와, 상기 송풍기(100)의 상측에 연결되어 연소실(200)을 형성함과 아울러 상기 혼합유체의 유로가 내부에 형성된 연소실 몸체(210,230)를 포함하고, 상기 송풍기(100)와 버너(240) 사이의 혼합유체의 유로 상에는 혼합유체의 유동 소음 및 연소실(200) 내부에서 버너(240)의 연소시 발생하는 소음을 흡음 및 상쇄하기 위한 공명실(310,320,330,340,350, 도 5 및 도 6 참조)이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 연소실 몸체(210,230)는 송풍기(100)의 상측에 연통되어 연소실(200)의 바닥면을 구성하는 연소실 하부 몸체(210)와, 상기 연소실 하부 몸체(210)의 상측에 결합되어 연소실(200) 둘레의 측벽을 구성하고 내부에는 버너(240)가 설치되는 연소실 상부 몸체(230)로 구성되고, 상기 연소실 하부 몸체(210)와 연소실 상부 몸체(230)에는 송풍기(100)로부터 공급된 혼합유체가 연소실(200)의 외벽을 냉각시킨 후에 버너(240) 측으로 공급되도록 하는 '연소실 냉각 유로'가 형성되어 있다.
여기서, 상기 '연소실 냉각 유로'란 송풍기(100)의 출구단으로부터 연소실(200)의 바닥면과 측벽을 순차로 경유하여 버너(240)의 하부로 연결되는 유체의 이동 통로를 의미하며, 상기 연소실 냉각 유로는 후술하는 바와 같이 연소실(200) 내부에 구비되는 유로가이드(220)와 연소실 하부 몸체(210) 및 연소실 상부 몸체(230) 간의 결합구조에 의해 형성된다.
그리고 상기 송풍기(100)의 입구단에는 공기 유입관(110)과 함께 연소용 가스 유입관(120)이 연결되어 있어, 상기 공기유입관(110)을 통해 유입된 공기와 상기 연소용 가스 유입관(120)을 통해 유입된 가스가 송풍기(100) 내부에서 혼합되고, 공기와 가스의 혼합유체는 송풍기(100)의 출구단을 통해 송출되어 상기 연소실 냉각 유로를 경유한 후에 버너(240)로 공급되도록 구성되어 있다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 연소기기의 결합구조를 설명한다.
도 4를 참조하면, 송풍기(100)의 상측에는 송풍기(100)의 출구단에 연통되는 연소실 하부 몸체(210)가 결합되고, 연소실 하부 몸체(210)의 일측에는 한 쌍의 체결홈(214)이 형성되어 있다.
상기 연소실 하부 몸체(210)의 상측에 결합되는 유로가이드(200)는, 상부가 개방되고 내부에 빈 공간이 형성된 직육면체 형상으로 이루어진 것으로, 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 바닥면을 이루는 수평부(220a)와, 측벽을 이루는 수직부(220b)로 이루어져 있다. 상기 수직부(220b)는 좌측판(220b-1), 우측판(220b-2), 전면판(220b-3) 및 후면판(220b-4)으로 구성되어 있다. 상기 수평부(220a)의 일측에는 하측으로 돌출되고 내부에 홀이 형성된 한 쌍의 제1체결부(224)가 구비되어 연소실 하부 몸체(210)에 형성된 체결홈(214)에 삽입되어 고정된다.
그리고 유로가이드(220)의 수직부(220b)를 구성하는 좌측판(220b-1), 우측판(220b-2), 전면판(220b-3) 및 후면판(220b-4)의 내측으로 소정 간격 이격된 위치에는 각각 좌측 공명실 커버(311)와 우측 공명실 커버(321)와 전면 공명실 커버(331) 및 후면 공명실 커버(341)가 결합되고, 유로가이드(220)의 수평부(220a)의 상측으로 소정 간격 이격된 위치에는 하면 공명실 커버(351)가 결합되며, 상기 공명실 커버(311,321,331,341,351)에는 각각 혼합유체의 유로와 연통되는 연통홀(311a,321a,331a,341a,351a)이 형성되어 있다.
이에 따라 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 유로가이드(220)의 좌측판(220b-1)과 좌측 공명실 커버(311) 사이에 좌측 공명실(310)이 형성되고, 우측판(220b-2)과 우측 공명실 커버(321) 사이에 우측 공명실(320)이 형성되며, 전면판(220b-3)과 전면 공명실 커버(331) 사이에 전면 공명실(330)이 형성되고, 후면판(220b-4)과 후면 공명실(341) 사이에 후면 공명실(340)이 형성되며, 유로가이드(220)의 수평부(220a)와 하면 공명실 커버(351) 사이에 하면 공명실(350)이 형성되고, 상기 각각의 공명실(310,320,330,340,350)은 공간적으로 서로 격리되어 독립적으로 위치하게 된다.
이 경우 상기 공명실(310,320,330,340,350)에서 다양한 주파수 대역의 소음을 흡수할 수 있도록 상기 공명실(310,320,330,340,350)의 내부 공간은 서로 다른 체적으로 형성되고, 상기 연통홀(311a,321a,331a,341a,351a)의 형상 및 크기와 개수는 상이하게 구성될 수 있다.
상기 연소실 하부 몸체(210)와 유로가이드(220) 간의 결합시, 연소실 하부 몸체(210)의 바닥면과 유로가이드(220)의 수평부(220a) 사이에는 상기 제1체결부(224)의 돌출된 길이에 의해 상하로 유격이 형성된다.
상기 연소실 하부 몸체(210)에 유로가이드(220)가 결합된 상태에서, 연소실 하부 몸체(210)의 상측에는 연소실 상부 몸체(230)가 결합된다.
이때 상기 연소실 하부 몸체(210)의 상단 가장자리부에 형성된 플랜지(210a)와 연소실 상부 몸체(230)의 하단 가장자리부에 형성된 플랜지부(230a)가 서로 맞대어져 체결됨과 동시에, 상기 연소실 상부 몸체(230)의 플랜지부(230a)의 일측에는 한 쌍의 제2체결부(234)가 하측으로 돌출되어 유로가이드(220)에 형성된 제1체결부(224)의 내부에 형성된 홀을 관통하여 연소실 하부 몸체(210)에 형성된 체결홈(214)에 결합된다.
그리고 상기 연소실 상부 몸체(230)의 상단 가장자리부에는 플랜지부(230b)가 형성되어, 그 상측으로 열교환기(미도시됨) 및 배기후드(미도시됨)가 순차 결합된다.
도 5와 도 6을 참조하면, 상기 연소실 상부 몸체(230)의 측벽은 외측 구조물(231)과, 그 내측으로 이격되어 위치하는 내측 구조물(232)의 이중벽 구조로 이루어져 있다.
상기 외측 구조물(231)은 연소실 상부 몸체(230)의 바깥측 외벽을 이루는 것으로, 외측 구조물(231)의 상단은 연소실 상부 몸체(230)의 상단에 형성된 플랜지부(230b)에 연결되고, 외측 구조물(231)의 하단은 연소실 상부 몸체(230)의 하단에 형성된 플랜지부(230a)에 연결되어 있다.
상기 내측 구조물(232)은 그 상단이 연소실 상부 몸체(230)의 상단에 형성된 플랜지부(230b)에 연결되고, 내측 구조물(232)의 하단부는 연소실(200)의 내측을 향해 만곡되어 일정 길이 연장되어 있다.
그리고 상기 내측 구조물(232) 하단부의 만곡된 끝단에는 버너(240)의 케이스가 결합되어 연소실 상부 몸체(230)의 내부에 버너(240)가 안착된다.
상기 연소실 하부 몸체(210) 상에 유로가이드(220)와 연소실 상부 몸체(230)가 결합되면, 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 유로가이드(220)의 수평부(220a)는 연소실 하부 몸체(210)의 바닥면과 버너(240)의 하부 사이의 공간을 상하로 격리하게 된다.
그리고 유로가이드(220)의 수직부(220b)는 연소실 상부 몸체(230)의 외측 구조물(231)과 내측 구조물(232) 사이의 공간을 내외측으로 격리하되, 유로가이드(220)의 수직부(220b) 상단은 연소실 상부 몸체(230)의 상단 플랜지부(230b)의 저면으로부터 이격되어 있어 외측 구조물(231)과 내측 구조물(232) 사이의 상부 공간은 내외측으로 소통되는 구조가 된다.
이하, 본 발명에 따른 연소기기에서 송풍기(100)로부터 공급된 혼합유체가 버너(240) 측으로 공급되는 과정에서 소음의 흡수 및 연소실의 냉각이 이루어지는 작용을 설명한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공명실을 구비한 연소기기에서 혼합유체의 흐름경로를 보여주는 종단면도이다.
상기와 같이 연소실 하부 몸체(210) 상에 공명실(310,320,330,340,350)이 구비된 유로가이드(220)가 결합되고, 그 상측으로 외측 구조물(231)과 내측 구조물(232)의 이중벽으로 구성된 연소실 상부 몸체(230)가 결합되며, 내측 구조물(232)의 하단부에 버너(240)가 안착되면, 도 7에 도시된 바와 같이 연소실 냉각 유로는, 송풍기(100)로부터 공기와 연소용 가스의 혼합유체가 송출되는 제1공간(A)과, 연소실 하부 몸체(210)의 바닥면과 유로가이드(220)의 수평부(220a) 사이에 형성되는 제2공간(B)과, 외측 구조물(231)과 유로가이드(220)의 수직부(220b) 사이에 형성되는 제3공간(C)과, 유로가이드(220)의 수직부(220b)의 상단과 연소실 상부 몸체(230)의 상단 플랜지부(230b)의 저면 사이에 형성되어 외측 구조물(231)의 상부와 내측 구조물(232)의 상부 사이에 내외측으로 연통되는 제4공간(D)과, 내측 구조물(232)과 유로가이드(220)의 수직부(220b) 사이에 형성되는 제5공간(E) 및 버너(240)의 하부와 유로가이드(220)의 수평부(220a) 사이에 형성되는 제6공간(F)이 순차로 연결되도록 형성된다.
그리고 상기 제5공간(E)에는 좌측 공명실(310)과 우측 공명실(320)과 전면 공명실(330) 및 후면 공명실(340)이 설치되고, 상기 제6공간(F)에는 하면 공명실(350)이 설치된 구조가 된다.
연소기기가 작동되어 송풍기(100)가 회전되면, 공기 유입관(110)과 연소용 가스 유입관(120)을 통해 유입되어 혼합된 공기와 연소용 가스의 혼합유체는 상기 제1공간(A)으로 송출되고, 수직 방향으로 이동하는 혼합유체는 유로가이드(220)의 수평부(220a)에 의해 수평 방향의 외측으로 유로가 전환되어 제2공간(B)을 통과하면서 연소실 하부 몸체(210)를 냉각하게 되고, 상기 제2공간(B)을 따라 수평 이동하는 유체는 연소실 하부 몸체(210)의 가장자리부에서 상향으로 유로가 전환되어 제3공간(C)을 통과하면서 연소실 상부 몸체(230)의 외측 구조물(231)을 냉각하게 되며, 제3공간(C)을 따라 상향으로 이동하는 유체는 제4공간(D)에서 다시 유로가 하향으로 전환된 뒤에, 제5공간(E)을 따라 하향 이동되면서 연소실 상부 몸체(230)의 내측 구조물(232)을 냉각시킨 후에, 유로가이드(220)의 수평부(220a)에 의해 다시 수평 방향의 내측을 향해 유로가 전환되어 제6공간(F)을 경유하여 버너(240)의 하부에 공급된다.
한편, 연소기기의 작동시, 연소 부하에 따라 버너(240)에 공급되는 혼합유체의 유량이 조절되고, 송풍기(100)로부터 송출되어 연소실 냉각 유로를 따라서 버너(240)에 공급된 혼합유체는 버너(240)에서 점화되어 연소실(200) 내부에서 연소가 이루어지게 된다. 이 경우 혼합유체의 유동 및 압력변화에 따른 소음과 함께 혼합유체의 점화에 따른 연소 소음이 발생하게 되며, 이러한 소음은 연소 부하의 크기에 비례하게 된다.
이러한 소음 발생을 억제하기 위한 구성으로, 본 발명에서는 혼합유체가 통과하는 연소실 냉각 유로 상에 공명실(310,320,330,340,350)이 구비되어, 상기 혼합유체의 유동과 함께 전파되는 소음은 유로가이드(220)의 수직부(220b)의 내측에 구비되는 좌측 공명실 커버(311)와 우측 공명실 커버(321)와 전면 공명실 커버(331) 및 후면 공명실 커버(341)에 각각 형성된 연통홀(311a,321a,331a,341a)을 통과하여 좌측 공명실(310)과 우측 공명실(320)과 전면 공명실(330) 및 후면 공명실(340) 내부로 유입되고, 유로가이드(220)의 수평부(220a)의 상측에 구비되는 하면 공명실 커버(351)에 형성된 연통홀(351a)을 통과하여 하면 공명실(350) 내부로 유입된다.
상기 공명실(310,320,330,340,350) 내부로 유입된 소음은 공명실(310,320,330,340,350)의 체적 및 공명실 연통홀(311a,321a,331a,341a,351a)의 형상과 크기 및 개수에 의해 결정되는 특정 주파수 대역에서 공명작용에 의해 감쇄하게 된다. 즉, 공명실(310,320,330,340,350)에서의 공명작용은 혼합가스의 유동 과정에서 발생하는 소음 및 연소실(200) 내부에서 연소시 발생하는 소음이 공명실 연통홀(311a,321a,331a,341a,351a)을 통과하여 공명실(310,320,330,340,350) 내로 전파되어 그 내부 공간에서 이동하는 과정에서 소음의 음파에너지가 열에너지로 변환되어 소음이 흡음 및 감쇄되며, 일반적인 소음기에 설치되는 별도의 흡음재를 사용하지 않더라도 소음을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.
이 경우 각 공명실(310,320,330,340,350)은 연소실(200)의 측면과 바닥면을 둘러싸며 서로 격리되어 독립적으로 위치하고 있으므로, 각 공명실(310,320,330,340,350)에서는 서로 다른 특정 주파수 대역의 소음을 감쇄시킬 수 있게 되어 다양한 주파수 대역의 소음을 억제할 수 있게 된다.
본 실시예에서는 공명실(310,320,330,340,350)이 유로가이드(220)의 수평부(220a)와 수직부(220b)에 구비되어 연소실(200)의 5면을 둘러싸는 구조로 형성되므로 연소실(200)의 측면으로 전파되는 소음뿐만 아니라 연소실(200)의 저면으로 전파되는 소음 또한 제거할 수 있게 된다.
본 실시예에서는 공명실(310,320,330,340,350)이 유로가이드(220)에 설치된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 송풍기(100)로부터 버너(240)로 연결되는 혼합유체의 유로 상에 설치되는 경우로서 후술하는 바와 같은 공명실의 설치 구조도 가능하다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공명실을 구비한 연소기기의 종단면도이다. 본 실시예에 따른 연소기기는, 공명실(410,420)이 연소실 상부 몸체(230)의 외측 구조물(231)에 구비된 것으로, 도 8에 도시된 바와 같이 외측 구조물(231)의 내측으로 이격된 위치에 좌측 공명실 커버(411)와 우측 공명실 커버(421)가 결합되어, 외측 구조물(231)과 좌측 공명실 커버(411) 사이에 좌측 공명실(410)이 마련되고, 외측 구조물(231)과 우측 공명실 커버(421) 사이에 우측 공명실(420)이 마련된다. 그리고 상기 좌측 공명실 커버(411)와 우측 공명실 커버(421)에는 각각 연통홀(411a,421a)이 형성되어 있다.
이와 마찬가지로, 연소실(200)의 전면과 후면에도 외측 구조물(231)의 내측으로 이격된 위치에 전면 공명실 커버(미도시)와 후면 공명실 커버(미도시)가 결합되어 전면 공명실(미도시)과 후면 공명실(미도시)이 마련된다.
본 실시예에 의하면, 공명실(410,420)이 연소실(200) 측벽의 최외곽부인 외측 구조물(231)에 설치됨으로써, 혼합유체의 유동 소음 및 연소실(200) 내부에서 발생하는 연소 소음이 모두 공명실(410,420)을 경유하도록 구성되므로 소음의 누설을 효과적으로 차단할 수 있는 이점이 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공명실을 구비한 연소기기의 종단면도이다. 본 실시예에 따른 연소기기는, 공명실(510,520)이 연소실 상부 몸체(230)의 내측 구조물(232)에 구비된 것으로, 도 9에 도시된 바와 같이 내측 구조물(232)의 외측으로 이격된 위치에 좌측 공명실 커버(511)와 우측 공명실 커버(521)가 결합되어, 내측 구조물(232)과 좌측 공명실 커버(511) 사이에 좌측 공명실(510)이 마련되고, 내측 구조물(232)과 우측 공명실 커버(521) 사이에 우측 공명실(520)이 마련된다. 그리고 상기 좌측 공명실 커버(511)와 우측 공명실 커버(521)에는 각각 연통홀(511a,521a)이 형성되어 있다.
이와 마찬가지로, 연소실(200)의 전면과 후면에도 내측 구조물(232)의 외측으로 이격된 위치에 전면 공명실 커버(미도시)와 후면 공명실 커버(미도시)가 결합되어 전면 공명실(미도시)과 후면 공명실(미도시)이 마련된다.
본 실시예에 의하면, 공명실(510,520)이 내측 구조물(232)에 설치되므로, 혼합유체의 유동 소음 및 연소실(200) 내부에서 발생하는 소음을 흡수할 수 있을 뿐만 아니라, 각 공명실 커버를 단열재로 구성할 경우에는 연소실(200)에서 발생하는 연소열이 유로가이드(220)의 수직부(220b)로 전달되는 것을 차단할 수 있는 이점이 있다.
한편, 상술한 실시예들에서는 공명실이 유로가이드(220)와 외측 구조물(231) 및 내측 구조물(232) 중 어느 하나에만 설치된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 각 실시예들의 장점을 살려 공명실이 유로가이드(220)와 외측 구조물(231) 및 내측 구조물(232) 중 일부 또는 전부에 중첩적으로 설치될 수 있음은 물론이다.
또한 상술한 실시예들에서 각 공명실을 형성하는 공명실 커버는 연소실 내부 구조물에 일반적으로 사용되는 금속 소재로 구성될 수도 있으나, 연소실(200)에서 발생하는 고온의 연소열이 연소실(200) 밖으로 전달되는 것을 차단할 수 있는 단열재로 구성됨이 바람직하다.
또한 공명실 커버에 천공되는 연통홀은, 도 10에 예시된 바와 같이, (a) 연소실 커버(311-1)에 하나의 연통홀(311a-1)이 원형으로 형성된 구조, (b) 연소실 커버(311-2)에 하나의 연통홀(311a-2)이 사각형으로 형성된 구조, (c) 연소실 커버(311-3)에 복수의 연통홀(311a-3)이 원형으로 형성된 구조, (d) 연소실 커버(311-4)에 복수의 연통홀(311a-4)이 사각형으로 형성된 구조, (e) 연소실 커버(311-5)에 복수의 연통홀(311a-5)이 슬릿 형상으로 나란하게 형성된 구조 등 다양한 구성이 가능하다.
그리고 상기 복수의 연통홀(311a-3,311a-4,311a-5)은 동일한 크기로 형성될 수도 있으나, 다양한 주파수 대역의 소음을 흡수하기 위해 서로 다른 크기로 형성됨이 바람직하며, 공명실 연통홀의 형상과 크기 및 개수는 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 연소실(200)에서 발생하는 소음의 주파수 대역을 고려하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
상기와 같이 본 발명에서는 송풍기(100)와 버너(240) 사이에 연소실 냉각 유로를 형성하고, 그 유로 상에 공명실을 설치함으로써, 연소실 냉각구조를 간소화하면서도 연소실의 효과적인 냉각이 가능해지며, 연소기기의 작동중 발생하는 다양한 주파수 대역의 소음을 독립적으로 배치된 공명실에서 공명현상을 이용하여 제거할 수 있게 되므로, 연소 부하가 커지더라도 연소기기의 조용한 운전이 가능해진다.

Claims (12)

  1. 송풍기로부터 공급된 공기와 연소용 가스의 혼합유체를 연소시키는 버너와, 상기 버너의 연소가 이루어지는 연소실을 포함하는 연소기기에 있어서,
    상기 송풍기와 버너 사이의 유로 상에는 공명실이 구비된 것을 특징으로 하는 공명실을 구비한 연소기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연소실을 형성하는 연소실 몸체는 외측 구조물과 내측 구조물이 서로 이격되어 배치된 이중벽 구조로 이루어지고;
    상기 외측 구조물과 내측 구조물 사이에는 상기 송풍기로부터 공급된 혼합유체가 상기 외측 구조물과 내측 구조물을 경유하여 상기 버너 측으로 공급되도록 유로를 형성하는 유로가이드가 구비된 것을 특징으로 하는 공명실을 구비한 연소기기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공명실은 상기 유로가이드에 설치된 것을 특징으로 하는 공명실을 구비한 연소기기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유로가이드는, 상기 연소실 몸체와 상기 버너 사이의 공간을 상하로 격리하는 수평부와, 상기 수평부의 가장자리부에서 상측으로 연장되어 상기 외측 구조물과 내측 구조물 사이 공간을 내외측으로 분리하는 수직부로 이루어지고,
    상기 수평부의 상측과 상기 수직부의 내측으로 이격되어 공명실 커버가 설치되어, 상기 유로가이드와 공명실 커버 사이에 상기 공명실이 마련된 것을 특징으로 하는 공명실을 구비한 연소기기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 공명실 커버는,
    상기 유로가이드의 수직부의 내측으로 이격되어 위치하는 좌측 공명실 커버와 우측 공명실 커버와 전면 공명실 커버 및 후면 공명실 커버와, 상기 유로가이드의 수평부의 상측으로 이격되어 위치하는 하면 공명실 커버로 이루어지고,
    상기 수직부와 좌측 공명실 커버 사이에 형성되는 좌측 공명실과, 상기 수직부와 우측 공명실 커버 사이에 형성되는 우측 공명실과, 상기 수직부와 전면 공명실 커버 사이에 형성되는 전면 공명실과, 상기 수직부와 후면 공명실 커버 사이에 형성되는 후면 공명실 및 상기 수평부와 하면 공명실 커버 사이에 형성되는 하면 공명실은 서로 독립적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 공명실을 구비한 연소기기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 공명실은 상기 외측 구조물에 설치된 것을 특징으로 하는 공명실을 구비한 연소기기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 공명실은, 상기 외측 구조물의 내측으로 이격되어 위치하는 좌측 공명실 커버와 우측 공명실 커버와 전면 공명실 커버 및 후면 공명실 커버에 의해 형성되는 좌측 공명실과 우측 공명실과 전면 공명실 및 후면 공명실로 이루어지고,
    상기 좌측 공명실과 우측 공명실과 전면 공명실 및 후면 공명실은 서로 독립적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 공명실을 구비한 연소기기.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 공명실은 상기 내측 구조물에 설치된 것을 특징으로 하는 공명실을 구비한 연소기기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 공명실은, 상기 내측 구조물의 외측으로 이격되어 위치하는 좌측 공명실 커버와 우측 공명실 커버와 전면 공명실 커버 및 후면 공명실 커버에 의해 형성되는 좌측 공명실과 우측 공명실과 전면 공명실 및 후면 공명실로 이루어지고,
    상기 좌측 공명실과 우측 공명실과 전면 공명실 및 후면 공명실은 서로 독립적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 공명실을 구비한 연소기기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 공명실은 복수로 형성되고, 상기 공명실에는 원형 또는 사각형으로 천공되어 상기 혼합유체의 유로에 연통되는 연통홀이 한 개씩 형성된 것을 특징으로 하는 공명실을 구비한 연소기기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 공명실은 복수로 형성되고, 상기 공명실에는 원형 또는 사각형으로 천공되어 상기 혼합유체의 유로에 연통되는 연통홀이 복수로 형성된 것을 특징으로 하는 공명실을 구비한 연소기기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 공명실에는 슬릿 형상으로 나란하게 천공된 연통홀이 복수로 형성된 것을 특징으로 하는 공명실을 구비한 연소기기.
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