KR100314282B1 - 다공성인 금속섬유직조 조직의 다공체판을 이용한 가정용 저공해·고효율 리치·린 연소 가스버너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다공성인 금속섬유직조 조직의 다공체판을 이용한 가정용 저공해·고효율 리치·린 연소 가스버너에 관한 것으로, 그 목적은 분젠식 연소(bunsen Combustion)와 예혼합 희박연소(Premixed Lean Combustion)에서 얻을 수 있는 각각의 장점 모두, 즉 기존 분젠방식의 가스버너는 공해성 및 열효율성이 떨어지는 반면에 버너의 화염 안정성이 우수한 점을 또한, 전1차 공기공급방식인 예혼합 희박연소 가스버너(Premixed Lean Combustion Gas burner)는 연소용 공기범위가 적을 시 화염의 안정성이 떨어지나 공해성 및 열효율성이 우수한 점을 각각 선정하여 연소시키는 리치·린 연소(Rich-Lean Combustion) 방법을 혼합하여 채용시킴으로서 공해물질(NOx 및 CO, 등) 저감화와 가스버너의 화염 안정화를 기할 수 있는 다공성인 금속섬유직조 조직의 다공체판을 이용한 가정용 저공해·고효율 리치·린 연소 가스버너를 제공하는 것이다.

본 발명은 가스보일러 등의 가정용 가스연소기기용 버너에 있어서; 상기 버너는 연료공급구를 통해 유입된 연료를 분사하는 가스노즐과, 상기 가스노즐에 의해 분사된 가스가 유입되도록 버너 지지대에 격번으로 각각 설치되는 다수개의 분젠식 리치연소 스릿 및 스테인리스 금속섬유직조 조직의 다공체판을 연소표면 재질로 사용하는 예혼합 희박연소 스릿과, 상기 리치연소 스릿과 예혼합 희박연소 스릿의 가스연료 유입구에 일측면이 접촉되도록 버너 지지대 일측에 설치되고 가스연료 유입구가 위치하는 부위에 각각의 가스노즐로부터 가스연료와 1차 공기가 유입되도록 구멍이 형성된 가림판과, 상기 분젠식 리치연소 스릿 및 예혼합 희박연소 스릿 하부에 위치하도록 버너 지지대 하단부에 설치되고, 다수개의 공기구가 형성된 공기급기판을 포함하여 구성되고, 예혼합 희박연소 스릿의 가스 연료 유입구와 이에 접촉되는 가림판의 구멍을 동일직경을 구비하는 원형으로 형성하여 가스 유입시 스릿내로 공기가 용이하게 유입되도록 하므로써, 저공해성 및 열효율이 우수한 예혼합 희박연소 화염의 안정성을 높여 공해물질 배출량을 크게 낮춤과 동시에 연소성이 우수한 다공체판을 이용한 가정용 저공해·고효율 리치·린 연소 가스버너를 제공함에 있다.

Description

다공성인 금속섬유직조 조직의 다공체판을 이용한 가정용 저공해·고효율 리치·린 연소 가스버너 {Low emission ＆ High efficiency domestic rich-lean combustion gas burner using knitted metal fiber mat}

본 발명은 다공성인 금속섬유직조 조직의 다공체판을 이용한 가정용 저공해·고효율 리치·린 연소 가스버너에 관한 것으로, 버너의 화염 안정성이 우수하여 가스보일러 등의 가정용 가스연소기기용 버너로 주로 사용되고 있는 분젠식 가스버너의 리치연소(Rich Combustion) 스릿(Slit)과, 버너의 연소표면재질을 다공성인 금속섬유직조 조직의 다공체판(Knitted Metal Fiber Mat)을 사용하여 연소시에 발생하는 공해물질(NOx 및 CO 등)의 배출량을 크게 저감시키고 저공해이면서도 고효율인 예혼합식 가스버너의 예혼합 희박연소(Premixed Lean Combustion) 스릿(Slit)을 각각 예혼합 희박연소(Premixed Lean Combustion) 스릿(Slit)과 리치연소(Rich Combustion) 스릿(Slit)의 순서로 나란히 교대로 배열시켜, 저공해성 및 열효율이 우수한 예혼합 희박연소 화염의 안정성을 높히고, 공해물질의 배출량을 크게 낮춤과 동시에 연소성이 우수한 다공체판을 이용한 가정용 저공해·고효율 리치·린 연소 가스버너에 관한 것이다.

지금까지 가정용 가스보일러 등의 가스연소기기에 널리 사용되고 있는 가스버너의 대부분은 버너의 화염안정성과 역화현상 등이 발생할 위험성이 적다는 등의 장점을 지니고 있는 분젠식 가스버너를 주로 채용하고 있으나, 이러한 분젠식 가스버너는 구조적으로 버너의 화염이 길고 화염온도가 높을 뿐만 아니라, 또 연소에 필요한 공기량이 이론공기량보다 훨씬 더 많은 량의 과잉공기가 필요하기 때문에 고온의 배기가스 배출로 인한 열손실량과 공해물질(NOx 및 CO 등)의 배출량이 많아서 가스연소기기의 효율 극대화와 공해물질 저감화 등을 기하는 데에는 어느 정도 한계성을 지니고 있었다.

또한, 공해물질(NOx 및 CO 등)을 저감시키고 화염온도를 저하시키기 위한 방법으로, 가스버너 연소표면재질로 사용되는 다공성인 금속섬유직조 조직의 다공체판(Knitted Metal Fiber Mat)을 이용하는 예혼합 희박연소(Premixed Lean Combustion)가 있으며, 상기 근래에 개발된 예혼합 희박연소(Premixed Lean Combustion)방식의 가스버너 연소표면재질로 사용되는 다공성인 금속섬유직조 조직의 다공체판(Knitted Metal Fiber Mat)은 직경 50㎛이하의 금속성 재질을 섬유조직과 같이 직조로 짠 것으로서, 이를 가스버너의 연소표면재질로 사용하고 연소표면에서 가연성인 예혼합가스를 완전연소시킴과 동시에, 그 연소열로서 금속섬유직조 조직의 다공체판(Knitted Metal Fiber Mat)인 가스버너의 연소표면을 가열시킴으로서 가스버너의 연소표면으로부터 강력하고 균일한 고체 복사에너지를 획득할 수 있고, 또 연소용 과잉공기량의 감소 및 연소배기가스의 온도를 저하시킴으로 인하여 배기가스의 열손실량이 줄어듬으로서 열효율이 증대하게 됨과 동시에 공해물질(NOx 및 CO 등)의 배출량을 억제시키는 효과를 얻을 수 있으며, 연소부하의 범위(턴다운비:TDR)가 기존 일반 가스연소기기의 경우인 (TDR=5:1)에 비하여 상당히 넓을 뿐만 아니라 화염의 안정성도 월등히 우수하고 구조가 간단하여, 세라믹이나 스테인리스 등과 함께 가스연소기기의 열효율 향상과 공해물질 저감화를 위한 가정용, 상업용, 산업용 등의 가스버너용 연소표면재질로 널리 사용되고 있는 경향이 있다.

특히, 세라믹이나 스테인리스 및 금속섬유직조 조직인 다공체판(Knitted Metal Fiber Mat) 등을 가스버너용 연소표면재질로 사용하는 재질중에서는 다공성의 금속섬유직조 조직인 다공체판(Knitted Metal Fiber Mat)의 소재가 열처리효과에 의하여 버너 뒷면의 온도가 착화온도이하로 낮아지기 때문에, 이를 가스버너의 연소표면재질로 사용하여 예혼합가스를 연소시키는 경우에는 버너화염이 다공체판의 작은 구멍을 통하여 역류할 우려성이 없다는 등의 안전한 소재로 알려져 있어, 다공성의 금속섬유직조 조직인 다공체판(Knitted Metal Fiber Mat)을 이용한 가스버너는 역화현상 등에 대한 별도의 대책이 필요로 하지 않는다는 장점이 있어 공해물질(NOx 및 CO 등)을 저감시키고 화염온도를 저하시키기 위한 방법의 하나로 사용되고 있었다.

그러나, 이러한 연소에서는 연소에 필요한 공기공급방식이 전1차 방식이기 때문에 1차 공기가 높은 공기비가 됨과 동시에 낮은 연소온도로 인하여 Prompt NOx와 Thermal NOx 양쪽 모두의 생성을 막을 수 있으나, 화염온도가 낮을 경우에는 버너화염의 불안정화를 야기시킬 수 있고, 제작경비가 많이 소요됨과 동시에, 제작에 어려움이 있으며, 단순한 구조로 설계되는 가정용 가스연소기기에서는 예혼합 희박연소(Premixed Lean Combustion)의 안정적인 통제가 다소 곤란한 경우가 발생될 수 있었다.

또한, 상기와 같은 문제점을 해소하고자 최근, 외국의 일부국가에서 현재 개발되어 사용하고 있는 리치·린 연소 가스버너(Rich-Lean Combustion Gas burner), 즉 리치연소(Rich Combustion)와 예혼합 희박연소(Premixed Lean Combustion)를 혼합한 리치·린 연소 가스버너(Rich-Lean Combustion Gas burner)가 있으나, 상기 외국의 리치·린 가스버너의 대부분은 리치연소(Rich Combustion) 스릿(Slit)과 예혼합 희박연소(Premixed Lean Combustion) 스릿(Slit) 모두, 스릿(Slit) 전체가 스테인리스 재질로 제작되어 있을 뿐만 아니라 구조도 대단히 복잡하며, 특히 예혼합 희박연소(Premixed Lean Combustion)를 행하는 스릿(Slit)도 스테인리스 재질로 제작되어 있기 때문에, 만일에 연소용 공기가 부족하게 되면 역화현상 등이 발생하는 등의 위험성이 따르게 될 우려가 있으며, 또한 제작상에 있어서도 제작경비가 많이 소요되는 고가이면서도 제작이 용이하지 않는 등 여러 가지 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 분젠식 연소(bunsen Combustion)와 예혼합 희박연소(Premixed Lean Combustion)에서 얻을 수 있는 각각의 장점 모두, 즉 기존 분젠방식의 가스버너는 공해성 및 열효율성이 떨어지는 반면에 버너의 화염 안정성이 우수한 점을 또한, 전1차 공기공급방식인 예혼합 희박연소 가스버너(Premixed Lean Combustion Gas burner)는 연소용 공기범위가 적을 시 화염의 안정성이 떨어지나 공해성 및 열효율성이 우수한 점을 각각 선정하여 연소시키는 리치·린 연소(Rich-Lean Combustion) 방법을 혼합하여 채용시킴으로서 공해물질(NOx 및 CO, 등) 저감화와 가스버너의 화염 안정화를 기할 수 있는 다공성인 금속섬유직조 조직의 다공체판을 이용한 가정용 저공해·고효율 리치·린 연소 가스버너를 제공하는 것이다.

본 발명은 가스보일러 등의 가정용 가스연소기기용 버너에 있어서; 상기 버너는 연료공급구를 통해 유입된 연료를 분사하는 가스노즐과, 상기 가스노즐에 의해 분사된 가스가 유입되도록 버너 지지대에 격번으로 각각 설치되는 다수개의 분젠식 리치연소 스릿 및 스테이리스 금속섬유직조 조직의 다공체판을 연소표면 재질로 사용하는 예혼합 희박연소 스릿과, 상기 리치연소 스릿과 예혼합 희박연소 스릿의 가스연료 유입구에 일측면이 접촉되도록 버너 지지대 일측에 설치되고 가스연료 유입구가 위치하는 부위에 각각의 가스노즐로부터 가스연료와 1차 공기가 유입되도록 구멍이 형성된 가림판과, 상기 분젠식 리치연소 스릿 및 예혼합 희박연소 스릿 하부에 위치하도록 버너 지지대 하단부에 설치되고, 다수개의 공기구가 형성된 공기급기판을 포함하여 구성되어 저공해성 및 열효율이 우수한 예혼합 희박연소 화염의 안정성을 높여 공해물질 배출량을 크게 낮춤과 동시에 연소성이 우수한 다공성인 금속섬유직조 조직의 다공체판을 이용한 가정용 저공해·고효율 리치·린 연소 가스버너를 제공함에 있다.

도 1 은 본 발명의 구조 배열을 보인 평면도 예시도

도 2 는 도 1 의 입면도

도 3 은 본 발명의 리치 연소 스릿의 구조를 보인 예시도

도 4 는 본 발명의 예혼합 희박 연소 스릿의 구조를 보인 예시도

도 5 는 본 발명의 작동설명을 위한 예시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(1) : 연료공급구 (2) : 가스노즐

(3) : 공기급기판 (4) : 가림판

(5) : 리치연소 스릿(Rich Combustion Slit)

(6) : 희박연소 스릿(Premixed Lean Combustion Slit)

(7) : 다공체판(Knitted Metal Fiber Mat)

(8) : 버너 지지대 (31) : 공기구

(41) : 구멍

(51) : 리치연소 스릿의 가스연료 유입구

(52) : 염공 (53) : 보조염공

(61) : 예혼합 희박연소 스릿의 가스연료 유입구

(71) : 다공체판 양측면부

도 1 은 본 발명의 구조 배열을 보인 평면도 예시도를, 도 2 는 도 1 의 입면도를, 도 3 은 본 발명의 리치 연소 스릿의 구조를 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명의 예혼합 희박 연소 스릿의 구조를 보인 예시도를, 도 5 는 본 발명의 작동설명을 위한 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 연료공급구(1)를 통해 유입된 연료를 분사하는 가스노즐(2)과, 상기 가스노즐에 의해 분사된 가스가 유입되도록 버너 지지대에 격번으로 각각 설치되는 다수개의 분젠식 리치연소 스릿(5) 및 예혼합 희박연소 스릿(6)과, 상기 리치연소 스릿(5) 및 예혼합 희박연소 스릿(6)과 가스노즐(2) 사이에 위치하도록 버너 지지대(8)에 설치되는 가림판(4)과, 상기 분젠식 리치연소 스릿(5) 및 예혼합 희박연소 스릿(6) 하부에 위치하도록 버너 지지대(8) 하단부에 설치되는 공기급기판(3)으로 구성되어 있다.

상기 다수개의 분젠식 리치연소 스릿(5)과 예혼합 희박연소 스릿(6)은 버너 지지대(8)에 교대로 즉, 버너 지지대(8) 일측에 분젠식 리치연소 스릿(5)이 설치되면, 그 일측에 예혼합 희박연소 스릿(6)이 설치되고, 상기 예혼합 희박연소 스릿(6)의 일측에 분젠식 리치연소 스릿(5)이 설치되는 방식으로 버너 지지대(8)에 다수개의 분젠식 리치연소 스릿(5)과 예혼합 희박연소 스릿(6)이 각각 격번으로 설치되어 있다.

상기 예혼합 희박연소 스릿(6)의 연소표면에 부착되는 다공성인 금속섬유직조 조직의 다공체판(7)은 스테인리스 금속재질로, 상기 기재된 바와 같이 직경 50㎛이하의 스테인리스를 섬유조직과 같이 직조로 짠 것으로서, 다공체판(7)의 양단부가 스릿(6)의 양측면에 접촉되도록 스릿(6)의 일측면에서 스릿(6)의 상부를 지나 스릿(6)의 또다른 측면에 연결되도록 '∩' 자 형상으로 덮어 씌운다음, 스릿(6)의 양측면과 이에 접촉되는 다공체판(7)의 양측면을 밀착시키고, 스릿(6) 양측면과 다공체판(7)의 양측면(71)을 각각 스포트 용접하여 스릿(6)의 양측면을 통해 혼합가스연료가 누설되지 않도록 다공체판(7)을 스릿(6)의 상부에 고정하여 다공체판(7)의 상부표면에서 버너의 주화염이 형성되도록 한다.

상기 가스노즐(2)은 연료공급구(1)에 의해 이송된 가스를 버너 지지대(8)에 설치된 각각의 스릿(5,6)의 혼합연료 가스 유입구(51,61)내로 유입시키는 것으로, 스릿의 종류에 따라 직경 및 스릿(5,6)의 가스 연료 유입구(51,61)와 일정거리를 유지하도록 설치되어 있다.

상기 가림판(4)은 버너 지지대(8)에 각각 설치된 스릿(5,6)의 가스 연료 유입구(51,61)에 일측면이 접촉되도록 버너 지지대(8) 일측에 설치되는 것으로, 스릿(5,6)의 가스 연료 유입구(51,61)가 위치하는 부위에 구멍(41)이 형성되어 있다. 즉, 상기 가스노즐(2)에 의해 분사된 가스는 가림판(4)의 구멍(41)을 통해 스릿(5,6)의 가스 연료 유입구(51,61)로 각각 유입되고, 가스의 유입시 일정량의 공기가 가스와 같이 가스 연료 유입구(51,61)를 통해 스릿내로 유입되도록 되어 있다.

이때 상기 가림판(4)의 구멍(41)과 가스노즐(2)의 직경, 가스노즐(2)과 가림판(4)과의 거리는 스릿(5,6)의 종류에 따라 서로 다르게 형성 및 설치되어 있다.즉, 상기 리치연소 스릿(5)은 가스노즐(2)에 의해 리치연소 스릿(5)의 가스 연료 유입구(51)로 가스가 유입될 시, 분젠식 리치연소상에 필요한 공기비가 약 0.4∼0.6 이 되도록 가림판(4)의 구멍(41)크기와 가스노즐(2)의 직경을 형성하고, 가스노즐(2)과 가림판(4)이 일정거리를 유지하도록 설치한다. 또한, 예혼합 희박연소 스릿(6)은 전1차 공기공급방식이므로, 가스노즐(2)에 의해 예혼합 희박연소 스릿(6)의 가스 연료 유입구(61)로 가스가 유입될 시, 분젠식 리치연소상에 필요한 공기비가 약 1.4∼1.7 이 되도록 가림판 구멍(41)과 혼합가스연료 유입구(61) 및 가스노즐의 직경을 조정·형성하고, 가스노즐(2)과 가림판(4)의 거리를 조정한다. 즉, 상기 가스노즐(2)은 예혼합 희박연소 스릿(6)의 혼합가스 연료 유입구(61) 중앙부분에서 스릿(6)내로 연료를 분사하므로, 연료의 분사시, 주위의 공기가 예혼합 희박연소 스릿(6)내로 고르게 유입되도록 예혼합 희박연소 스릿(6)의 혼합가스 연료 유입구(61) 및 이에 접촉되는 가림판 구멍(41)을 원형으로 형성한다.

상기 가림판(4)의 구멍(41)을 통해 예혼합 희박연소 스릿(6)으로 유입된 연료가스와 전1차 공기량은 스릿의 벤츄리관을 흐르면서 원활하게 완전 예혼합가스로 형성되고, 일정한 속도로 다공체판(7)을 통해 균일하게 분출되어진다.

상기 공기급기판(3)은 리치연소 스릿(5)과 예혼합 희박연소 스릿(6) 하부에 위치하도록 버너 지지대(8) 하단부에 설치되는 것으로, 다수개의 공기구(31)가 형성되어 있다. 이때 상기 다수개의 공기구(31)는 가림판(4)의 구멍(41)을 통해 연소용 1차 공기비가 약 0.4∼0.6 정도만 유입된 리치연소 스릿(5)으로 연소상에 필요한 나머지 2차 공기의 유입이 용이하도록 공기구(31)의 직경과 위치 및 개수가 조정·형성되어 있다.

상기와 같이 본 발명은 연료공급구(1)를 통하여 공급되는 가스연료가 가스노즐(2)에서 분사되고, 이때 분젠식 리치연소(Rich Combustion) 및 예혼합 희박연소상에 필요한 1차 공기비가 각각 약 0.4∼0.6 및 약 1.4∼1.7 정도가 유입되도록 가스노즐(2)의 길이와 직경, 공기급기판(3)의 공기구(31)크기, 가림판(4)의 구멍(41) 및 이에 접촉되는 예혼합 희박연소 스릿(6)의 혼합가스 연료 유입구(61) 직경을 각각 조정한 다음에, 분젠식 리치연소(Rich Combustion)의 스릿(5)과 예혼합 희박연소 스릿(6)을 각각 예혼합 희박연소(Premixed Lean Combustion) 스릿(Slit)과 리치연소(Rich Combustion) 스릿(Slit)의 순서로 나란히 교대로 배열 즉, 가스버너의 화염온도를 낮춤으로서 Prompt NOx와 Thermal NOx 양쪽 모두의 생성을 저하시키기 위하여 구상한 예혼합 희박연소(Lean Combustion) 자체의 불안정한 화염을 안정시키기 위하여 예혼합 희박연소 스릿(6)에 하나 건너 교대로 화염이 안정된 분젠식 리치연소 스릿(5)를 설치하여 화염이 안정되고 연소성이 우수하며 공해물질(NOx 및 CO 등)의 배출량이 적은 가스버너가 되도록 구성하였다. 특히 전 1차 공기공급방식인 예혼합 희박연소의 스릿(6)을 통하여 연소용 공기 모두가 1차 공기로만 더 원활하게 유입되어 지도록 혼합가스 연료 유입구(61) 및 이에 접촉되는 가림판 구멍(41)의 형상을 원형모양으로 형성하였다.

또한, 리치·린 연소 가스버너(Rich-Lean Combustion Gas burner)의 안정된 화염형상을 위하여 분젠식 리치연소(Rich Combustion) 및 예혼합 희박연소(Lean Combustion)에 필요한 연소용 공기는 분젠식 리치연소(Rich Combustion)의 각스릿(Slit)에는 혼합가스연료 유입구의 가림판(4)에 뚫어져 있는 구멍을 통해서는 연소용 1차 공기비가 약 0.4∼0.6정도만 적절히 유입되고, 나머지는 스릿(5)과 스릿(6) 사이의 공간을 통하여 연소용 2차 공기로 유입되도록 공기급기판(3)의 공기구(31) 크기와 갯수를 각각 조정하였다. 또한, 상기 예혼합 희박연소 스릿(6)은 원형의 가림판 구멍(41) 및 스릿의 혼합가스 연료 유입구(61)를 통하여 예혼합 희박연소에 필요한 공기비 약 1.4∼1.7 정도의 연소용 공기 모두가 1차 공기로만 유입되어 예혼합 희박연소(Lean Combustion)를 행하므로, 예혼합 희박연소 스릿(6)의 아랫부분에 위치한 공기급기판(3)에는 공기구가 형성되어 있지 않다.

또한, 상기 금속섬유직조 조직의 다공체판(7)을 사용한 예혼합 희박연소 가스버너(Premixed Lean Combustion Gas burner)는 기존 분젠식 가스버너에 비하여 1차측으로 높은 공기비율을 가진 공기가 유입되어야 하나, 공기공급이 너무 낮아지게 되면 화염의 길이가 길어져서 동일한 연소실을 사용할 경우에 가스버너의 화염이 열교환기에 닿게 됨에 따라 CO가 발생하게 되므로, 가스연료의 입열량과 연소용 공기의 유입량을 적절히 조정하여 최적의 연소상태가 일어나도록 구성하여야 한다.

이와 같이 양 경우 모두 송풍기로 부터 공급되는 연소용 공기는 분젠식 가스버너의 부족한 공기공급을 위해 공기급기판(3)으로부터 2차 공기가 일부 유입되고, 나머지의 연소용 1차 공기는 가림판(4)의 구멍(41) 및 혼합가스연료 유입구를 통해 유입되도록 하여 연소용 공기와 연료가스가 각각 일정한 비율로 혼합되어지도록 구성되어 있으므로, 유체흐름상의 변화 및 균일한 공급을 실현시켜 버너의 화염이 안정되고 치우침이 없으며, 또 혼합가스연료의 분출속도분포가 일정하게 유지되도록설계되어 있다.

상기 가스연료 유입구(51,61)내로 유입된 공기와 연료가스는 각 스릿(5,6)의 벤츄리관을 통과하면서 서로 혼합되고, 혼합된 혼합가스는 리치연소 스릿(5)의 상부에 형성된 길다란 주화염의 염공(52)과 보조염공(53), 예혼합 희박연소 스릿(6)의 상부에 설치된 다공체판(7)을 통해 토출되며, 별도 설치된 점화장치(도시없음)에 의해 점화된다.

(변형예, 응용예)

본 발명은 구성과 작용의 실시예에 국한된 것이 아니고 그 설계 변경적 구성요소와 파생작용 및 성능 효과도 모두 본 발명의 청구범위에 포함된다.

이와 같이 본 발명은 분젠식 리치연소 스릿과 예혼합 희박연소 스릿을 격번으로 설치하여 종래의 가스버너에 비하여 압력강하 및 열손실이 적으며, 버너화염의 안정성과 균일성 및 화염전이성 등이 향상됨과 아울러 종래의 가스버너의 형상보다도 구조가 간단하며, 연소시에 역화하기 힘들고, 가공성도 용이하다는 등의 잇점이 있을 뿐만 아니라, 전체적으로 버너의 제반성능이 크게 향상됨과 동시에 화염이 안정되어 연소시에 발생하는 연소소음도 크게 감소될 수 있고, 공해물질(NOx 및 CO 등) 저감화할 수 있다.

또한, 본 발명의 리치 연소(Rich Combustion)를 행하는 스릿(Slit)은 저가이면서도 대단히 간단한 구조로 제작되는 기존 분젠식 스릿(Slit)을 거의 그대로 사용할 뿐만 아니라, 1차 공기비가 약 0.4∼0.6 정도가 유입되도록 또한, 예혼합 희박연소(Premixed Lean Combustion)를 행하는 스릿(Slit)은 공기공급방식이 전1차 방식으로서 1차 공기비가 약 1.4∼1.7정도가 유입되도록 예혼합 희박연소 스릿의 가스 연료 유입구와 이에 접촉되는 가림판의 구멍을 동일직경을 구비하는 원형으로 형성하고, 공기급기판의 공기구 크기와 위치, 가스노즐의 길이 및 직경, 가림판 구멍의 크기, 예혼합 희박연소 스릿의 가스 연료 유입구 직경 및 이에 접촉되는 가림판 구멍의 직경을 각각 조정 배열하도록 되어 있어, 현재 고가이면서도 복잡한 구조로 설계 제작되고 있는 외국의 리치·린 연소 가스버너(Rich-Lean Combustion Gas burner)에 비하여 제작을 용이하게 할 수 있으며, 저가화로 인해 경제성을 향상시킴과 동시에, 성능을 향상시키는 등 효과가 있다.

또한, 연소용 공기나 연료가스가 한쪽으로 치우쳐서 흐르게 되면 부분마다 당량비가 달라지게 되어 결국에는 버너표면의 화염도 치우치게 되는 결과를 초래하게 되어 버너의 연소성능이 나빠지게 되므로, 가능한한 짧은 길이와 적은 공간에서 혼합가스 흐름상에 치우침이 발생되지 않도록 각 스릿의 벤츄리관내에서 연료와 공기가 완전히 혼합되도록 되어 있다.

또한, 예혼합가스를 사용하는 연소기에 있어서는 버너의 연소표면이 천공되어진 형태인 것을 주로 사용하고 있는 경우에는 단위면적당의 고부하연소를 유도하기 위하여 일부에서 버너의 연소표면소재를 세라믹이나 스테인리스상에 천공되어진 형태인 것을 사용하는 경우가 있기 때문에 연소시에 소음이 다소 발생하게 되는 문제점이 초래될 수 있으므로, 본 발명은 이를 해결하기 위한 방법으로서 버너의 연소표면재질로 다공성인 금속섬유직조 조직의 다공체판(Knitted Metal Fiber Mat)을 사용하여 버너의 연소표면으로부터 연료가스의 분출속도 분포를 일정하게 해 주는 등 많은 효과가 있다.

Claims (2)

1. 가스보일러 등의 가정용 가스연소기기용 버너에 있어서;

   상기 버너는 연료공급구(1)를 통해 유입된 연료를 분사하는 가스노즐(2)과,

   상기 가스노즐(2)에 의해 분사된 가스가 유입되도록 버너 지지대(8)에 격번으로 각각 설치되는 다수개의 분젠식 리치연소 스릿(5) 및 스테인리스 금속섬유직조 조직의 다공체판(7)을 연소표면 재질로 사용하는 예혼합 희박연소 스릿(6)과,

   상기 리치연소 스릿(5)과 예혼합 희박연소 스릿(6)의 가스연료 유입구(51,61)에 일측면이 접촉되도록 버너 지지대(8) 일측에 설치되고 가스연료 유입구(51,61)가 위치하는 부위에 각각의 가스노즐(2)로부터 가스연료와 1차 공기가 유입되도록 구멍(41)이 형성된 가림판(4)과,

   상기 분젠식 리치연소 스릿(5) 및 예혼합 희박연소 스릿(6) 하부에 위치하도록 버너 지지대(8) 하단부에 설치되고, 다수개의 공기구(31)가 형성된 공기급기판(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다공체판을 이용한 가정용 저공해·고효율 리치·린 연소 가스버너.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 예혼합 희박연소 스릿(6)의 가스 연료 유입구(61)와 이에 접촉되는 가림판의 구멍(41)은 동일직경을 구비하는 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 다공체판을 이용한 가정용 저공해·고효율 리치·린 연소 가스버너.