KR100395783B1 - 보일러의 예혼합 연소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러의 예혼합 연소장치에 관한 것으로, 보일러의 열교환기(10)의 상부로 설치되는 버너(20)로 예혼합된 가스를 공급할 수 있도록, 몸체 저면에는 예혼합된 가스를 버너(20)로 이동시키는 공급홀(31)이 구비되고, 몸체 일측으로는 외부 공기를 유입시키는 유입홀(32)이 형성되며, 몸체 내측으로는 혼합실(33)이 구비되는 가스챔버(30)와;상기 가스챔버(30)의 몸체 내측으로 형성되어 가스연료를 가스챔버(30)로 안내하는 노즐가이드(40)와;상기 노즐가이드(40)의 단부에 형성되어, 가스챔버(30)의 내측으로 가스연료를 분사공(51)을 통해 분사시키는 노즐(50)과;상기 가스챔버(30)의 일측 유입홀(32)에 설치되어 외부 공기유입량을 조절하는 노즐댐퍼(60)와;상기 가스챔버(30)의 혼합실(33) 후측으로는 가스와 공기가 상호 혼합되어 버너(20)로 공급시 완전연소를 유도할 수 있는 혼합확장부(35)로 구성된 것에 있어서;상기 혼합확장부(35)의 단부면 중앙을 중심으로는 테이퍼부(37)가 형성된 와류발생수단(36)이 형성되므로, 본 발명인 보일러의 예혼합 연소장치은 가스챔버(30)의 혼합실(33) 후측으로 혼합확장부(35)가 형성되어, 노즐(50)을 통해 분사되는 가스연료와 노즐댐퍼(60)의 공기분배홀(62)을 통해 유입되는 외부공기가 혼합실(33)과 혼합확장부(35)를 통해 버너(20)로 공급시 완전연소를 유도할 수 있는 혼합비로 혼합될 수 있으므로, 보일러의 착화 및 연소를 원할하게 하여 열효율을 증대시킬 수 있는 것이다.

또한, 연소시 완전연소 유도로 인한 유해가스의 발생을 최소화 시킬 수 있는 것이다.

그러므로, 제품의 신뢰성을 증대시킬 수 있는 유용한 발명인 것이다.

Description

보일러의 예혼합 연소장치{Premix combustion device of boiler}

본 발명은 보일러의 예혼합 연소장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 콘덴싱 가스 보일러의 예혼합 장치에 있어서, 가스챔버의 혼합실 후측부로 가스와 공기가 상호 혼합되어 버너로 공급시 완전연소를 유도할 수 있는 혼합확장부가 형성되므로, 보일러의 열효율을 증대시키며, 연소시 발생되는 유해가스의 발생을 최소화시킬 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로 콘덴싱 보일러는 열교환기의 윗면 또는 측면에 버너를 설치하여 연소가스 흐름을 하향식으로 하고 그 온도를 노점온도 이하로 하여 응축 열교환이 용이하도록 설계된 보일러이다.

이와 같은 콘덴싱 보일러(열흡수형 보일러)는 분젠식 보일러와 달리 다공 예혼합 방식을 채택하고 화염면 직후에 열교환기를 설치하여 질소화합물(Nox) 발생을 억제하고 일산화탄소(CO)의 배출량도 적어 환경 친화적인 보일러라 할 수 있는데, 그 원리는 1차로 현열을 흡수하고 2차로 배기가스로 배출되는 잠열을 흡수하는 형태를 가지므로써 일반 보일러의 배기가스 온도가 150 - 260^oC 인데 비해 열흡수형 보일러는 50 - 120^oC 정도로 열을 회수하여 95% 이상의 높은 효율을 얻을 수 있다.

그리고, 통상적인 콘덴싱 보일러의 예혼합장치는 열교환기의 상부로 설치되는 버너로 예혼합된 가스를 공급할 수 있도록, 몸체 저면에는 예혼합된 가스를 버너로 이동시키는 공급홀이 구비되고, 몸체 일측으로는 외부 공기를 유입시키는 유입홀이 형성되며, 몸체 내측 중앙에는 혼합실이 구비되는 가스챔버와, 상기 가스챔버의 몸체 일측에 형성되어 가스연료를 가스챔버로 안내하는 노즐가이드와, 상기 노즐가이드의 단부에 형성되어, 가스챔버의 내측으로 가스연료를 분사시키는 노즐부와, 상기 가스챔버의 일측 유입홀에 설치되어 외부 공기유입량을 조절하는 노즐댐퍼로 크게 구성된다.

따라서, 가스챔버의 일측에 형성되는 노늘을 통해 공급되는 가스연료가 노즐을 통해 가스챔버의 몸체 내측 혼합실로 분사되고, 동시에 외부 공기 역시 팬모터를 통해 가스챔버의 내측으로 유입되어 버너로 유입되기 전에 가스챔버에서 예혼합되어 버너로 공급되어, 착화 및 연소가 이루어지는 것이다.

상기와 같이 구성된 종래 콘덴싱 보일러의 예혼합 장치는 단순히 노즐가이드와 통상 다수개의 노즐을 통해 공급되는 가스연료와 외부 공기가 가스챔버의 내측혼합실에서 즉시 혼합된 후 바로 버너로 이동되므로, 가스와 공기의 혼합 비율이 불규칙하여 버너의 연소효율이 크게 저하되는 문제점이 있었다.

즉, 가스 챔버의 혼합실이 단순한 엘보형태로 형성되므로, 가스연료와 외부 공기가 가스챔버의 혼합실내에서 상호 혼합될 수 있는 시간적 여유 없이 바로 버너로 공급되어, 착화 및 연소시 불안전 연소로 인하여 연소효율이 저하되는 폐단이 있었던 것이다.

따라서, 상기와 같은 이유로 인하여 버너의 착화 및 연소시 불안전 연소로 인한 유해가스의 배출량도 증대되는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 콘덴싱 가스 보일러의 예혼합 장치에 있어서, 가스챔버의 혼합실 후측으로 가스와 공기가 상호 혼합되어 버너로 공급시 완전연소를 유도하고 보일러의 열효율을 증대시키며, 연소시 발생되는 유해가스의 발생을 최소화 시킬 수 있도록 한 보일러의 예혼합 연소장치을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 보일러의 예혼합 연소장치을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명이 적용된 보일러의 구성도.

도 2는 본 발명이 적용된 보일러의 예혼합 연소장치의 설치상태 사시도.

도 3은 본 발명이 적용된 보일러의 예혼합 연소장치의 설치상태 단면도.

도 4는 본 발명인 보일러의 예혼합 연소장치의 내부 구성을 도시한 요부 확대 단면도.

*도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 - 열교환기 20 - 버너

30 - 가스챔버 31 - 공급홀

32 - 유입홀 33 - 혼합실

35 - 혼합확장부 36 - 와류발생수단

37 - 테이퍼부 40 - 노즐가이드

50 - 노즐 60 - 노즐댐퍼

62 - 공기분배홀 70 - 팬모터

이러한 본 발명의 목적은, 보일러의 열교환기(10)의 상부로 설치되는 버너(20)로 예혼합된 가스를 공급할 수 있도록, 몸체 저면에는 예혼합된 가스를 버너(20)로 이동시키는 공급홀(31)이 구비되고, 몸체 일측으로는 외부 공기를 유입시키는 유입홀(32)이 형성되며, 몸체 내측으로는 혼합실(33)이 구비되는 가스챔버(30)와;상기 가스챔버(30)의 몸체 내측으로 형성되어 가스연료를 가스챔버(30)로 안내하는 노즐가이드(40)와;상기 노즐가이드(40)의 단부에 형성되어, 가스챔버(30)의 내측으로 가스연료를 분사공(51)을 통해 분사시키는 노즐(50)과;상기 가스챔버(30)의 일측 유입홀(32)에 설치되어 외부 공기유입량을 조절하는 노즐댐퍼(60)와;상기 가스챔버(30)의 혼합실(33) 후측으로는 가스와 공기가 상호 혼합되어 버너(20)로 공급시 완전연소를 유도할 수 있는 혼합확장부(35)로 구성된 것에 있어서;상기 혼합확장부(35)의 단부면 중앙을 중심으로는 테이퍼부(37)가 형성된 와류발생수단(36)이 형성되어 달성된다.

따라서, 본 발명인 보일러의 예혼합 연소장치은 가스챔버(30)의 혼합실(33) 후측으로 혼합확장부(35)가 형성되므로, 노즐(50)을 통해 분사되는 가스연료와 노즐댐퍼(60)의 공기분배홀(62)을 통해 유입되는 외부공기가 혼합실(33)과 혼합확장부(35)를 통해 버너(20)로 공급시 완전연소를 유도할 수 있는 혼합비로 혼합될 수 있으므로, 보일러의 착화 및 연소를 원할하게 하여 열효율을 증대시킬 수 있는 것이다.

또한, 연소시 완전연소 유도로 인한 유해가스의 발생을 최소화 시킬 수 있는 것이다.

그러므로, 제품의 신뢰성을 증대시킬 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명이 적용된 보일러의 구성도이다.

도 2는 본 발명이 적용된 보일러의 예혼합 연소장치의 설치상태 사시도이다.

도 3은 본 발명이 적용된 보일러의 예혼합 연소장치의 설치상태 단면도이다.

도 4는 본 발명인 보일러의 예혼합 연소장치의 내부 구성을 요부 확대 단면도로 도시하고 있다

즉, 도 1에서 도 4에서 도시한 바와 같이 본 발명인 보일러의 예혼합 연소장치의 가스챔버(30)는 몸체 저면에는 예혼합된 가스를 버너(20)로 이동시키는 공급홀(31)이 구비되고, 몸체 일측으로는 외부 공기를 유입시키는 유입홀(32)이 구비되며, 몸체 내측에는 혼합실(33)이 형성되고, 상기 혼합실(33)의 몸체 후측으로는 혼합확장부(35)가 구비된다.

상기 가스챔버(30)의 혼합실(33) 후측으로 형성되는 혼합확장부(35)는 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이 혼합실(33)의 몸체 후측에서 소정의 길이를 갖고 연장되게 형성되어 있어, 가스연료와 외부가스가 내부로 유입된 과정에서 원할한 혼합이 이루어질 수 있도록 하는 역할을 한다.

즉, 노즐(50)을 통해 유입된 가스연료와 팬모터(70)를 통해 내부로 유입된 외부공기가 1차적으로 접촉하면서, 혼합되어, 대류현상에 의해 자연스럽게 후측으로 이동되어, 혼합실(33)의 단부벽에 접촉되면서, 2차적으로 리턴되면서, 다시 혼합이 이루어진 후 버너(20)로 공급되므로, 완전연소를 유도할 수 있는 것이다.

한편, 상기 가스챔버(30)의 혼합실(33) 후측으로 형성되는 혼합확장부(35)의 단부에는 혼합실(33)을 통해 혼합확장부(35)로 유입되는 가스연료와 공기의 혼합효율을 증대시킬 수 있다.

이는, 혼합실(33)을 통해 혼합확장부(35)로 유입되는 가스연료와 외부공기가 혼합확장부(35)의 테이퍼부(37)에 부딪힌 후 리턴되는 과정에서 테이퍼부(37)에 의해 자연스런 와류현상이 발생되어, 가스연료와 외부공기 간의 혼합효율을 증대시킬 수 있어 버너(20)로 공급시 완전연소를 유도하여 연소율을 증대시킬 수 있는 것이다.

따라서, 상기 가스챔버(30)의 혼합확장부(35)는 적용되는 제품의 용량과 특성 등에 따라 그 크기 및 길이를 상이하게 설정하여 사용할 수 있으며, 형상 역시 통상적인 사각함체 형상이 아닌 원형 또는 다른 형상으로 형성하여 사용할 수 있고, 이 역시 본 발명의 구성에 포함된다.

그리고, 본 발명인 보일러의 예혼합 버너는 적용범위가 보일러에 국한되지 않고 가스연소기기류에 모두 적용시켜 사용할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 가스챔버(30)의 혼합실(33) 후측으로 혼합확장부(35)가 형성되므로, 노즐(50)을 통해 분사되는 가스연료와 노즐댐퍼(60)의 공기분배홀(62)을 통해 유입되는 외부공기가 혼합실(33)과 혼합확장부(35)를 통해 버너(20)로 공급시 완전연소를 유도할 수 있는 혼합비로 혼합될 수 있으므로, 보일러의 착화 및 연소를 원할하게 하여 열효율을 증대시킬 수 있는 것이다.

또한, 연소시 완전연소 유도로 인한 유해가스의 발생을 최소화 시킬 수 있는 것이다.

그러므로, 제품의 신뢰성을 증대시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 보일러의 열교환기(10)의 상부로 설치되는 버너(20)로 예혼합된 가스를 공급할 수 있도록, 몸체 저면에는 예혼합된 가스를 버너(20)로 이동시키는 공급홀(31)이 구비되고, 몸체 일측으로는 외부 공기를 유입시키는 유입홀(32)이 형성되며, 몸체 내측으로는 혼합실(33)이 구비되는 가스챔버(30)와;

   상기 가스챔버(30)의 몸체 내측으로 형성되어 가스연료를 가스챔버(30)로 안내하는 노즐가이드(40)와;

   상기 노즐가이드(40)의 단부에 형성되어, 가스챔버(30)의 내측으로 가스연료를 분사공(51)을 통해 분사시키는 노즐(50)과;

   상기 가스챔버(30)의 일측 유입홀(32)에 설치되어 외부 공기유입량을 조절하는 노즐댐퍼(60)와;

   상기 가스챔버(30)의 혼합실(33) 후측으로는 가스와 공기가 상호 혼합되어 버너(20)로 공급시 완전연소를 유도할 수 있는 혼합확장부(35)로 구성된 것에 있어서;

   상기 혼합확장부(35)의 단부면 중앙을 중심으로는 테이퍼부(37)가 형성된 와류발생수단(36)이 형성됨을 특징으로 하는 보일러의 예혼합 연소장치.
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