KR20020001033A - 확산연소통 및 이를 이용한 온풍난방기 - Google Patents

Abstract

본원 발명은, 노통몸체에 다수의 방출공을 가공하고 연소열의 진행방향에 화염확산판을 부착한 확산연소통을 형성하여, 이 확산연소통을 통과하는 연소열과 화염중 일부는 방출공을 통하여 연소실로 방출되며, 또 연소열과 화염의 일부는, 화염확산판에서 방사상으로 확산되여 역류하고 다시 연소되면서, 연소열과 화염의 일부는 방출공을 통하여 연소실로 방출되며, 상기와 같이 방출공을 통하여 배출되지 않은 화염의 일부와 버너에서 곧 바로 직진하는 화염의 일부는 화염확산판의 관통공을 관통하여 연소실로 방출하도록 하는 확산연소통을 제공하고 또 확산연소통을 내장하는 일차연소실에서 일차로 연소되고 확산되면서 화염과 연소열을 방열관을 통하여 이차연소실에 공급하면 이차연소실에서 완전연소되도록 하며, 이렇게 일차연소실과 방열관과 이차연소실에서 발산하는 열에 의해, 송풍기를 통하여 외부로부터 유입되는 찬공기를 가열하여 가열된 가열공기를 실내로 공급하도록 하므로서 열효율이 극대화되는 온풍난방기를 제공하고자 하는 것이다.

Description

확산연소통 및 이를 이용한 온풍난방기{DIFFUSING COMBUSTION CHAMBER AND HOT-AIR HEATER}

본 발명은 가정용, 사무실용 또는 온실 ·축사내와 같은 농업용으로 실내온도를 높이기 위한 온풍난방기로서 특히 석유나, 가스등의 연료를 연소하여 발생하는 열을 복사와 대류로 확산시키고 이 열에 의해 외부로부터 흡인된 찬공기를 가열하여 이렇게 가열된 가열공기를 실내에 공급하므로서 실내를 가열하는 확산연소통 및 이를 이용한 온풍난방기에 관한 것이다.

종래에는 단순한 관 형상의 연소실 외벽에 많은 핀(fin)을 형성하여 방열면적을 넓힌 난방기는 있었으나, 이 난방기는 방열면적을 넓히는 점에 어느 정도의 효과는 있었으나 연소실에서 발생하는 열을 곧바로 연통을 통하여 배기하고 있기 때문에 많은 열을 그대로 방출하여 열손실이 많은 문제점이 있어왔다.

본원 발명의 목적은, 노통몸체에 다수의 방출공을 가공하고 연소열의 진행방향에 화염확산판을 부착한 확산연소통을 형성하여, 이 확산연소통을 통과하는 연소열과 화염중 일부는 방출공을 통하여 연소실로 방출되며, 또 연소열과 화염의 일부는, 화염확산판에서 방사상으로 확산되여 역류하고 다시 연소되면서, 연소열과 화염의 일부는 방출공을 통하여 연소실로 방출되며, 상기와 같이 방출공을 통하여 배출되지 않은 화염의 일부와 버너에서 곧 바로 직진하는 화염의 일부는 화염확산판의 관통공을 관통하여 연소실로 방출하도록 하는 확산연소통을 제공하고자 하는 것이다.

본원 발명의 다른 목적은 확산연소통을 내장하는 일차연소실에서 일차로 연소되고 확산되면서 화염과 연소열을 방열관을 통하여 이차연소실에 공급하면 이차연소실에서 완전연소되도록 하며, 이렇게 일차연소실과 방열관과 이차연소실에서 발산하는 열에 의해, 송풍기를 통하여 외부로부터 유입되는 찬공기를 가열하여 가열된 가열공기를 실내로 공급하도록 하므로서 열효율이 극대화되는 온풍난방기를 제공하고자 하는 것이다.

도 1 은 본원 발명에 따른 확산연소통의 사시도

도 2 는 본원 발명에 따른 확산연소통의 단면도

도 3 은 본원 발명에 따른 연소실의 사시도

도 4 는 본원 발명에 따른 연소실의 단면도

도 5 는 본원 발명에 따른 온풍난방기의 단면도

도 6 은 본원 발명에 따른 온풍난방기의 단면도

도 7 은 본원 발명에 따른 온풍난방기의 조립사시도

도 8 은 본원 발명에 따른 온풍난방기의 조립배면도

도 9 는 본원 발명에 따른 온풍난방기의 조립측면도

본원 발명에 따른 온풍난방기를 이하 첨부도면과 함께 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2 에는 본원 발명에 따른 확산연소통을 사시도와 단면도로 도시하고 있는 것으로, 확산연소통 11 은 노통 111 를 형성하고, 노통 111 에는 열을 방출하는 화염방출공 111H 를 다수개 가공하며, 통몸체 111 의 양면에 칸막이(112, 113)을 부착하고, 한쪽칸막이 112 에는 화염입구구멍 112H 를 가공하고, 다른 한쪽 칸막이 113 에는 화염출구구멍 113H 을 가공한다.

그리고 통몸체 111 의 안쪽내벽에는 화염방출공 114H 를 갖는 화염확산판 114 를 부착하고 이 화염확산판 114 에는 화염을 방사상으로 확산시키는 확산핀 (FIN)115 를 부착하여 구성한다.

이와 같이 형성된 확산연소통 11 에는 연결관 116 을 고정하여 이 연결관 116 을 개재하여 버너 B 에 연결하며, 버너를 작동시켜 연료를 연소시키면 연소화염이 빠른 속도로 확산연소통 11 의 화염입구 구멍 112H 를 통하여 통몸체 111 안으로 유입되면서 화염의 일부는 화염방출공 111H 를 통하여 외부로 방출되고, 화염의 일부는 화염확산판 114 에 충돌하며서 확산핀 115 을 따라 방사선 방향으로 확산되여 통몸체 111 의 내벽을 따라 역류하면서 재연소되고 확산되면서 화염방출공 11H 를 통하여 방출되며, 남는 화염의 일부는 화염관통공 114H 를 관통하고 다시 화염출구구멍 113H 를 통하여 외부로 방출하도록 되어 있다.

이와같이 본원 발명에 따른 확산연소통은 버너로부터 유입되는 연소열을 포함하여 화염을 확산시키면서 재연소되고 완전연소에 가까운 연소효과를 얻도록 하는 것이다.

도 3 및 도 4 에는 본원 발명에 따른 확산연소통 11 을 사용하여 연료를 연소시키는1차연소실 1 과 2차연소실 3 을 방열관 2 로 연결하여 되는 연소실을 사시도와 단면도로 도시하고 있다.

일차연소실 1 은 상기 확산연소통 11 을 수납하도록 노통 12 를 형성하고, 이 노통 12 에 연결관 관통구멍 13 를 가공하여, 노통 12 안에 상기 확산연소통 11 을 수납하고 확산연소통 11 의 연결관 116 은 노통 12 의 관통구멍 13 에 끼워 고정하며 노통 12 의 상면에는 방열관 연결구멍 14 를 뚫어 이 연결구멍 14 에 방열관 2 의 한쪽을 고정하게 된다.

방열관 2 는, 그 내부가 화염과 열이 통하도록 뚫린 몸체 21 를 가공하여 이 몸체 21 의 한쪽끝단은 상기 일차연소실 1 의 방열관 연결구멍 14 에 연결고정하고 방열관몸체 21 의 다른 한쪽은 상기 2차연소실에 연결고정하게 된다.

그리고 방열관 2 와 발열관 2 와의 사이간격에는 날개 23 을 부착하여 송풍기 F 에 의해 흡입되는 공기 중 날개 23 에 부딪치는 공기는 와류되어 날개의 윗쪽으로 상승하면서 외부로 배출되도록 하고, 외부로 배출되는 공기 중 열량이 적어하강하는 공기는 다시 날개 하부로 들어와서 날개위로 상승되면서 재가열되어 외부로 배출되도록 하는 것이다.

이차연소실 3 은, 노통 31을 형성하고 노통 31 의 한쪽 하면부에 상기 방열관몸체 21 을 연결하기 위한 방열관 연결구멍 34 를 가공하여 이 방열관 연결구멍 34 에 상기 방열관 21 의 한쪽을 고정하고 몸통 31 의 다른 한쪽면에는 연통 D 를 연결하기 위한 연통연결구멍 35 를 가공하여, 연통 D 를 연결고정하며 몸통 31 의 내면에는 격판 36 을 형성하여, 방열관 2 를 통하여 빠른 속도로 유입되는 화염 및 연소열의 직선적인 배기를 차단하면서 확산하여 2 차연소실에서 완전 연소가 되는 데 일익을 담당하도록 하고 있다.

이와같이 형성되는 연소실은, 일차연소실에서 연소되어 나오는 열과 불완전 연소상태의 화염을 방출관 2 를 통하여 이차연소실 3 에 보내게되는 것이며 이차연소실 3 은 방열관 2 를 통하여 유입되는 극히 일부 미연소화염을 격판 34 에서 확산시키면서 완전 연소시킨 다음 이렇게 완전연소된 배기가스는 연통 D 를 통하여 외부로 배출되도록 하고 있다(연통 D 에는 외부로 통하는 도시하지 않은 연돌을 연결하고 있다).

그리고 이렇게 연소실에서 연소되면서 발생하는 열을, 송풍기 F 에 의해 온풍기 밖에서 흡입하는 차가운 공기를 가열하여 가열공기를 만들며 이 가열공기를 실내로 공급하므로서 실내 온도를 높이게 되는 것이다.

도 5, 도 6 에는 도 3 및 도 4 에 도시된 연소실(1, 2, 3)을 케이스안에 수납하여 버너 B 와 송풍기 F 등의 부품을 장착하여 되는 본원발명에 따른 온풍기를단면도로 도시하고 있다.

오일탱크 T 위에는 노통베이스 6 를 고정하고 노통베이스 6 위에는 간격 스페이서 S 를 개재하여 연소실(1,2,3)을 고정하고 있으며, 상기 노통베이스 6 를 포함하여 연소실(1,2,3)을 내장케이스 7 로 에워싸고 있다.

내장케이스 7 의 외부는 다시 외장케이스 8 로 에워싸고, 내장케이스 7 과 외장케이스 8 의 사이는 격벽 9 로 칸막이를 하고 있으며, 상기 내장케이스 7 과 외장케이스 8 의 사이간격 그리고 내장케이스 7 과 노통베이스 6 및 격벽 9 와의 사이에는 각각 열의 손실을 방지하기 위하여 보온재 W 를 각각 충전하고 있다.

그리하여 상기 격벽 9 에는 클램프 B1 을 사용하여 버너 B 를 고정하고 버너 B 의 연소통 B2 는 상기 확산연소통 11 의 연결관 116 과 단단히 고정하여 버너 B 는 연료탱크 T 의 공급파이프 P 를 통하여 연료를 공급받도록 하고 있으며, 상기 내장케이스 7 과 외장케이스 8 의 구멍 78H 를 통하여 2 차연소실 3 의 연통 D 를 관통하여 뽑아내고 이 연통 D 에는 도시하지 아니한 연돌을 끼워 이 연돌을 실 외부로 꺼내도록 하고 있다.

그리고 상기 외장케이스 8 의 외벽에는 콘트롤러 C 를 장착하고 이 콘트롤러와 상기 모든 장치들과는 전기적으로 접속하여 본원발명에 따른 온풍기는 콘트롤러 C 의 통제와 지시에 따라 가동시간, 설정온도등을 자동적으로 제어하면서 가동하도록 하고 있다.(미설명부호 10 은 온풍기 점검도어임)

도 7, 도 8, 도 9 에는 본원 발명에 따른 온풍난방기의 조립품을 사시도와 배면도 및 측면도로 도시하고 있다.

이와같이 형성되는 온풍기의 사용방법을 설명하기로 한다.

먼저 콘트럴러 C 에 있는 제어기에 가동시간과 설정온도등을 셋팅하고 ON 스위치를 조작하면 버너 B 는 오일탱크 T 로부터 연료를 공급받아 연소하면서 연소화염은 확산연소통 11 로 유입되면서 연소되는 것이며, 이 연소에서 발생한 연소열과 화염 중 일부는 방출공 111H 을 통하여 노통 111 의 외부(일차연소실 1 의 노통 12 의 내부)로 방출되며 또 일부연소열과 일부화염은 그대로 직접하여 방사판 114 에 충돌하면서 방사핀 115 를 따라 원주방향으로 방사형으로 확산되여 방출공 111H 으로 방출되면서 미연소된 화염은 연소되는 것이며, 또 남는 일부 연소열과 일부화염은 방사판 114 의 화염관통공 114H 를 관통하여 화염방출구 113H 를 통하여 외부로 방출된다.

이렇게 하여 확산연소통 11 의 외부로 나온 연소열과, 화염중 연소가 미진한 화염은 일차연소실 12 내에서 다시 연소를 계속하면서 방열관 2 를 통하여 이차연소실 3 으로 유입되는 것이며, 이렇게 이차연소실 3 으로 유입된 일부연소열은 이차연소실 3 내의 격판 34 에 부딪혀 확산과정을 거치면서 완전연소되는 것이며 이렇게 하여 연소가 완료된 배기가스는 연통 D 를 통하여 외부로 방출하게 되는 것이다.

이와같이 연소실내에서 연소과정중에 발생하는 연소열은 연소실외부로 방출하게 되며 이 방출열은 송풍기F를 통하여 유입되는 외부공기를 가열하여 뜨거워지며 이렇게 뜨거워진 가열된 온풍공기는 도 11 에 도시된 바와같은 경로를 통하여 실내로 방출되도록 하므로서 실내의 온도를 상승시키도록 하는 것이다.

도 11 에는 송풍기 F 에 의해 온풍기에 유입된 찬 공기가 온풍공기로되어 실내로방출되는 공기의 흐름을 도시한 것으로, 송풍기 F 에 의해 유입되는 찬 공기는 연소실(1, 2, 3)을 통과하면서(A-1경로), 연소실에서 방출하는 뜨거운 열을 흡수하여 뜨거운 온풍공기로 되어 실내로 방출되는 것이며(A-2경로), 실내로 방출되는 도중 일부 온도가 낮은 공기는 무거우므로 연소실 하부로 내려와(A-3경로), 다시 간격 스페이서(S)의 사이를 지나 송풍기F의 배출통로(A-1경로)와 합류(A-4경로)되며서 재가열되여 실외로 방출되도록 하는 것이다.

그리고 송풍기에 의해 외부로부터 흡입되는 공기는 곧바로 외부로 배출되면 열흡수량이 적기 때문에, 날개 23 에 부딪혀 와류되어 상부로 상승하면서 열을 충분히 흡수하여 외부로 배출(A-2)되도록 하는 것이며 열량이 적은 공기는 다시 날개 23 하부로부터 유입(A-5)되어 상승되면서 충분히 가열되도록 하는 것이다.

이와같이 본원 발명에 따른 온풍기는 확산연소관에 의해 연소열과 화염이 복사와 대류현상에 의해 연소가 반복되면서 연소열이 방출되며 또한 연소실에 의해 방출되는 복사열과 대류열을 실내로부터 유입되는 찬공기가 충분히 흡수하여 운풍공기로 되어 다시 실내로 방출되므로 매우 열효율이 우수한 온풍기를 형성하고 있는 것이다.

Claims (5)

1. 노통에 다수의 방출공을 가공하고, 노통의 한쪽에 화염입구 구멍을, 노통의 다른 한쪽에는 화염출구구멍을 각각 형성하며, 노통의 내부에는 화염관통공을 가공하고 방사핀을 부착한 방사판을 고정하여 되는 확산연소통.
2. 노통에 버너를 장착하여 이 버너는 노통안에 내장하고 있는 확산연소통과 연결하여 되는 일차연소실과, 노통에 연통을 연결하도록 되는 이차연소실과, 상기 일차연소실과 이차연소실은 방열관으로 연결고정하여 연소실이 형성되며 이 연소실은 노통베이스에 고정하고 상기 연소실은 내·외장케이스안에 내장하여 되는 온풍난방기.
3. 제 2 항에 있어서 상기 연소실과 노통베이스 사이는 간격 스페이서를 개재하여 고정하도록 된 온풍난방기.
4. 제 2 항에 있어서 상기 일차연실노통은 단면형상이 8 각형으로 형성하여 되는 온풍난방기.
5. 제 2 항에 있어서 상기 방열관과 발열관과의 사이에는 날개를 설치하여 되는 온풍난방기.