KR200263463Y1 - 브라운가스 연소용 버너 - Google Patents

Abstract

본 고안은 버너 내부에 화염의 역화를 방지하는 수단을 구비함으로써 브라운가스를 발생시키는 브라운발생기와 버너 사이에 별도의 역화방지수단을 설치하지 않게 됨에 따라 산업상에서 브라운가스를 실제로 적용하는데 경제적 부담을 줄일 수 있도록 하고, 부가적으로 버너타일로부터의 복사열이 버너몸체로 전달되는 것을 차단하며, 버너타일내에 형성된 화염의 온도를 제어함과 아울러 버너타일의 과열을 막을 수 있도록 하며, 화염의 착화와 소화시에 발생되는 소음의 발생을 방지하며, 화염이 역화되는 비상 사태인 경우에 이를 센싱하여 경고할 수 있도록 함으로써, 반영구적으로 산업상에 이용될 수 있는 브라운가스 연소용 버너에 관한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 브라운가스 연소용 버너는, 브라운가스 유입구와 브라운가스 분사구가 서로 연통된 브라운가스 유동로를 갖는 버너몸체와; 상기 버너몸체의 브라운가스 유동로 내부에 적어도 하나 이상 설치되는 역화방지 수단과; 상기 브라운가스 분사구를 통해 분사되는 브라운가스에 화염이 생성되도록 착화시키는 착화버너가 구비되고, 상기 버너몸체의 외측에 설치되어 상기 화염을 안내하는 버너타일을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

브라운가스 연소용 버너{A BURNER FOR BURNING BROWN-GAS}

본 고안은 브라운가스 연소용 버너에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 버너 내부에 화염의 역화를 방지하는 수단을 구비함으로써 브라운가스를 발생시키는 브라운발생기와 버너 사이에 별도의 역화방지수단을 설치하지 않게 됨에 따라 산업상에서 브라운가스를 실제로 적용하는데 경제적 부담을 줄일 수 있도록 하고, 부가적으로 버너타일로부터의 복사열이 버너몸체로 전달되는 것을 차단하며, 버너타일내에 형성된 화염의 온도를 제어함과 아울러 버너타일의 과열을 막을 수 있도록 하며, 화염의 착화와 소화시에 발생되는 소음의 발생을 방지하며, 화염이 역화되는 비상 사태인 경우에 이를 센싱하여 경고할 수 있도록 함으로써, 반영구적으로 산업상에 이용될 수 있는 브라운가스 연소용 버너에 관한 것이다.

브라운가스란 물의 전기분해 방식에 의해 생산되는 수소와 산소가 2:1의 혼합비로 혼합된 혼합가스를 말하며, 브라운가스만의 4대특성 즉 완전무공해 특성, 완전연소 특성, 임플로젼(Implosion) 특성, 열핵반응 특성 등을 가지고 있는 아주 이상적인 연료로서 새시대 청정 연료로 각광을 받고있다.

이와 같은 브라운가스는 수소와 산소가 화학당량비 2:1의 완전연소 조건을 갖추고 있으므로 종래의 연소방법처럼 산소 공급을 위한 별도의 공기 공급장치와 굴뚝이 필요없다.

브라운가스를 난방에 사용하는 경우, 특별히 환기를 하지 않아도 되므로 에너지 절약 효과가 크고, 브라운가스는 연소후 수증기 상태로 환원됨으로 가습효과도 있어 쾌적한 난방을 할 수 있다.

그러나, 종래에는 브라운가스를 연소시키는 마땅한 방법을 찾지 못하여 경제성을 확보할 수 없었으므로 브라운가스를 연료로 사용하지 못한 것이 사실이다.

그 이유로 브라운가스는 연소속도가 빠른 기체이므로 역화(Back-fire) 현상이 일어날 가능성이 많았기 때문이다.

이에 최근에 이러한 브라운가스의 특성을 극복하여 브라운가스 발생기에서 대량으로 생산되는 브라운가스를 가열로, 보일러 등의 산업용 연료로 사용할때 버너측으로부터 역진하는 화염을 차단하기 위한 브라운가스 역화방지 장치(대한민국 공개특허공보 제2001-37336호)가 개발되었다.

전기에 언급된 종래 기술은 수개의 브라운가스 발생기에서 생성되는 브라운가스를 포집하는 커스 커플러와; 상기 가스 커플러에 포집된 브라운가스를 통과시키기 위한 후렛쉬 백 어레스터와; 후렛쉬 백 어레스터에서 이송되는 가스중에 함유되어 있는 수분을 제거하기 위한 드레인 캣취와; 상기 드레인 켓취를 통과한 가스를 선택적으로 공급받아 이에 적당량의 핵산을 가스에 혼입하여 버너로 공급하기 위한 2대의 프레임 모디파이어 및 프레임 모디파이어에서 공급되는 가스를 연소시키는 버너와 상기의 각 구성에 의한 가스의 공급돠 브라운가스 발생기의 가동과 중단을 프레숴 콘트롤 루프에 의해 통합 제어하기 위한 시스템으로 구성되어 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래 기술은 브라운가스를 연소도중에 역화되는 화염을 유기적으로 작동하는 제1, 제2의 프레임 모디파이어에 핵산을 사용하여 화염의 역화속도를 현저하게 지연시켜 역화를 방지하게 되며, 이 프레임 모디파이어에 의해 차단되지 않은 화염은 후렛쉬 백 어레스터에서 재차 차단하는 구성으로 이루어져 있어 역류되는 화염을 효과적으로 차단하게 됨으로 브라운가스를 안전하게 사용할 수 있었다.

그러나, 종래 기술은 브라운발생기와 버너 사이에 제1, 제2의 프레임 모디파이어와 후렛쉬 백 어레스터등의 역화방지 수단을 별도로 구비함에 따라 가정 뿐만 아니라 산업상에서 브라운가스를 실제로 적용하기에는 경제적 부담이 크게 초래하게 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 버너 내부에 화염의 역화를 방지하는 수단을 구비함으로써 브라운가스를 발생시키는 브라운발생기와 버너 사이에 별도의 역화방지수단을 설치하지 않게 됨에 따라 산업상에서 브라운가스를 실제로 적용하는데 경제적 부담을 줄일 수 있도록 하고, 부가적으로 버너타일로부터의 복사열이 버너몸체로 전달되는 것을 차단하며, 버너타일내에 형성된 화염의 온도를 제어함과 아울러 버너타일의 과열을 막을 수 있도록 하며, 화염의 착화와 소화시에 발생되는 소음의 발생을 방지하며, 화염이 역화되는 비상 사태인 경우에 이를 센싱하여 경고할 수 있도록 함으로써, 반영구적으로 산업상에 이용될 수 있는 브라운가스 연소용 버너를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 의한 브라운가스 연소용 버너의 내부 구성을 나타낸 전체 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 버너몸체

11 : 브라운가스 유입구

12 : 브라운가스 분사구

13 : 브라운가스 유동로

20 : 역화방지 수단

30 : 버너타일

31 : 착화버너

40 : 보호몸체

41 : 냉각수 유동로

50 : 공기분사노즐부

60 : 공기공급부70 : 역화감지수단

71 : 온도감지센서

72 : 압력감지센서

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 브라운가스 연소용 버너는, 브라운가스 유입구와 브라운가스 분사구가 서로 연통된 브라운가스 유동로를 갖는 버너몸체와; 상기 버너몸체의 브라운가스 유동로 내부에 적어도 하나 이상 설치되는 역화방지 수단과; 상기 브라운가스 분사구를 통해 분사되는 브라운가스에 화염이 생성되도록 착화시키는 착화버너가 구비되고, 상기 버너몸체의 외측에 설치되어 상기 화염을 안내하는 버너타일을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 의한 브라운가스 연소용 버너의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 의한 브라운가스 연소용 버너의 내부 구성을 나타낸 전체 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 고안에 의한 버너는, 버너몸체(10)와, 역화방지 수단(20)과, 버너타일(30)을 포함하여 구성된다.

상기 버너몸체(10)는 브라운가스 유입구(11)와 브라운가스 분사구(12)가 서로 연통된 브라운가스 유동로(13)를 갖는다.

상기 역화방지 수단(20)은 상기 버너몸체(10)의 브라운가스 유동로(13) 내부에 적어도 하나 이상 설치된다.

본 고안의 실시예에서는 역화방지 수단(20)을 브라운가스 유동로(13)의 브라운가스 유입구(11)측에 1개, 브라운가스 분사구(12)측에 1개 설치하는 것을 예로 들어 설명하였다.

상기 역화방지 수단(20)은, 미세공을 갖는 다공체로 이루어진다.

상기 버너타일(30)은 상기 브라운가스 분사구(12)를 통해 분사되는 브라운가스에 화염이 생성되도록 착화시키는 착화버너(31)가 구비되고, 상기 버너몸체(10)의 외측에 설치되어 상기 화염을 안내하는 역할을 한다.

본 고안은 상기와 같이 구성된 실시예에서 상기 버너몸체(10)와 상기 버너타일(30) 사이의 상기 버너몸체(10) 외측면에는 냉각수가 유입되어 배출되는 냉각수 유동로(41)를 갖는 보호몸체(41)를 더 설치하여 상기 버너타일(30)로부터의 복사열이 버너몸체(10)로 전달되는 것을 차단하도록 구성할 수 있다.

또한, 본 고안은 상기와 같이 버너몸체(10)와 역화방지 수단(20)과 버너타일(30)을 갖는 구성 또는 보호몸체(41)까지 더 부가한 구성에서, 상기 버너몸체(10)와 상기 버너타일(30) 사이에는 상기 화염 온도를 제어함과 아울러 상기 버너타일(30)의 과열을 막을 수 있도록 상기 버너타일(30)의 내부로 공기를 적정량 분사하는 공기분사노즐부(51)가 더 구비된다.

그리고, 상기와 같이 공기분사노즐부(51)를 갖는 본 고안의 구성에서 상기 버너몸체(10)에는 상기 화염의 착화와 소화시에 소음의 발생을 방지하기 위해 상기 브라운가스 유동로(13)내로 미량의 공기를 공급하는 공기공급부(60)를 더 포함한다.

그리고, 상기 공기공급부(60)를 갖는 본 고안의 구성에서 상기 버너몸체(10)에는 상기 화염이 역화방지 수단(20)을 통과하여 역화되는 것을 센싱하는 역화감지수단(70)이 더 구비된다.

상기 역화감지수단(70)은, 상기 브라운가스의 현재 온도를 감지하는 온도감지센서(71)와, 상기 브라운가스의 유동 압력을 감지하는 압력감지센서(72)로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 브라운가스 연소용 버너의 작용을 설명하면 다음과 같다. 여기서, 본 고안의 동작 설명은 본 고안의 실시예가 모두 구비된 상태에서를 가지고 설명하기로 한다.

먼저, 버너타일(30)에 구비된 착화버너(31)를 점화시키는 작업을 선행한다.

이후, 수개의 브라운가스 발생기(미도시)를 작동시켜 브라운가스가 생성되도록 한다.

상기와 같이 생성된 브라운가스는 이송라인(미도시)를 따라 버너몸체(10)의 브라운가스 유입구(11)로 유입된 후, 브라운가스 유동로(13)를 따라 브라운가스 분사구(12)를 통해 버너몸체(10)의 외부로 분사된다.

여기서, 브라운가스의 유동 경로상에는 역화방지 수단(20)이 구비되어 있는데, 이 역화방지 수단(20)은, 미세공을 갖는 다공체로 이루어져 있기 때문에 브라운가스는 이 미세공을 통해 통과할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 브라운가스의 착화 시점에서 별도로 공기공급부(60)를 통해서 미량의 공기를 브라운가스 유동로(13)내로 공급되도록 하는데, 이렇게 되면 브라운가스내에는 미량의 공기가 함유된 상태이기 때문에 착화버너(31)에서 점화되어 있는 불꽃에 의해 착화될때 소음이 발생되지 않고, 버너타일(30)내에서 일정한 영역의 화염을 형성하게 된다.

여기서, 착화된 브라운가스를 소화시키고자 할 경우에도 상기와 같이 공기공급부(60)를 통해 미량의 공기를 브라운가스 유동로(13)내로 공급하게 되는데, 이렇게 되면 브라운가스내에는 미량의 공기가 함유된 상태이기 때문에 브라운가스의 소화시 "탁"하는 소음이 전혀 발생되지 않게 된다.

이후, 브라운가스의 착화되게 되면, 상기 버너몸체(10)와 상기 버너타일(30) 사이에 형성된 공기분사노즐부(51)에서는 일정량의 공기가 버너타일(30)의 내부로 분사되도록 한다.

상기와 같이, 버너타일(30)의 내부로 공기가 분사되면 화염 온도를 제어함과 아울러 상기 버너타일(30)의 과열을 막을 수 있게 된다.

한편, 본 고안의 버너에 의해 브라운가스가 착화 연소되고 있는 과정에서 냉각수가 보호몸체(41)의 냉각수 유동로(41)를 따라 순환되도록 함으로써 상기 버너타일로부터의 복사열이 버너몸체(10)로 전달되는 것을 차단하도록 하여 버너몸체(10)를 보호할 수 있다.

이제까지 설명한 바와 같이, 본 고안이 지속적으로 작동되는 과정에서 버너타일(30)내에서 일정 영역의 화염을 형성하고 있는 상태에서, 이 화염이 브라운가스 유동로(13)내로 역화될 우려가 항상 존재하게 된다.

그러나, 상기 역화방지 수단(20)이 미세공을 갖는 다공체로 되어 있기 때문에 미세공을 통해 소정의 속도로 분사되고 있는 브라운가스의 유동 속도에 의해 화염이 미세공을 통해 역화되는 것이 방지되는 것이다.

따라서, 브라운가스를 안전한 상태에서 사용할수 있는 것이다.

한편, 본 고안의 시공시나 제작시 역화방지 수단(20)이 일부 파손되었거나 불량품인 경우에는 화염이 역화방지 수단(20)을 통해 브라운가스 유동로(13)내로역화될 우려가 있는 비상 사태를 감안하여만 한다.

이와 같은 비상 사태를 감안하여 본 고안에는 비상수단이 구비되어 있다.

그 예로는 역화방지 수단(20)을 일정 간격으로 다수개 브라운가스 유동로(13)내에 다수개 설치한 것이고, 다수개의 역화방지 수단(20) 사이에 최 앞단의 역화방지 수단(20)이 그 기능을 상실하여 화염이 역화될 경우의 현재 브라운가스 유동로(13)내의 온도와 압력을 각각 온도감지센서(71)와 압력감지센서(72)를 이용하여 센싱한다.

상기와 같이 브라운가스 유동로(13)내의 온도와 압력을 센싱한 결과 설정된 기준치 보다 초과되었을 경우에, 별도의 경고음을 발하여 브라운가스의 유입을 차단시키게 된다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 고안에 의한 브라운가스 연소용 버너에 따르면, 버너 내부에 화염의 역화를 방지하는 수단을 구비함으로써 브라운가스를 발생시키는 브라운발생기와 버너 사이에 별도의 역화방지수단을 설치하지 않게 됨에 따라 산업상에서 브라운가스를 실제로 적용하는데 경제적 부담을 줄일 수 있도록 하고, 부가적으로 버너타일로부터의 복사열이 버너몸체로 전달되는 것을 차단하며, 버너타일내에 형성된 화염의 온도를 제어함과 아울러 버너타일의 과열을 막을 수 있도록 하며, 화염의 착화와 소화시에 발생되는 소음의 발생을 방지하며, 화염이 역화되는 비상 사태인 경우에 이를 센싱하여 경고할 수 있도록 함으로써, 반영구적으로 산업상에 이용될 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 브라운가스 유입구(11)와 브라운가스 분사구(12)가 서로 연통된 브라운가스 유동로(13)를 갖는 버너몸체(10)와;

   상기 버너몸체(10)의 브라운가스 유동로(13) 내부에 적어도 하나 이상 설치되는 역화방지 수단(20)과;

   상기 브라운가스 분사구(12)를 통해 분사되는 브라운가스에 화염이 생성되도록 착화시키는 착화버너(31)가 구비되고, 상기 버너몸체(10)의 외측에 설치되어 상기 화염을 안내하는 버너타일(30)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 브라운가스 연소용 버너.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 역화방지 수단(20)은,

   미세공을 갖는 다공체로 된 것을 특징으로 하는 브라운가스 연소용 버너.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 버너몸체(10)와 상기 버너타일(30) 사이의 상기 버너몸체(10) 외측면에는 냉각수가 유입되어 배출되는 냉각수 유동로(41)를 갖는 보호몸체(41)를 더 설치하여 상기 버너타일로부터의 복사열이 버너몸체(10)로 전달되는 것을 차단하도록 한 것을 특징으로 하는 브라운가스 연소용 버너.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 버너몸체(10)와 상기 버너타일(30) 사이에는 상기 화염 온도를 제어함과 아울러 상기 버너타일(30)의 과열을 막을 수 있도록 상기 버너타일(30)의 내부로 공기를 적정량 분사하는 공기분사노즐부(51)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 브라운가스 연소용 버너.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 버너몸체(10)에는 상기 화염의 착화와 소화시에 소음의 발생을 방지하기 위해 상기 브라운가스 유동로(13)내로 미량의 공기를 공급하는 공기공급부(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브라운가스 연소용 버너.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 버너몸체(10)에는 상기 화염이 역화방지 수단(20)을 통과하여 역화되는 것을 센싱하는 역화감지수단(70)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 브라운가스 연소용 버너.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 역화감지수단(70)은,

   상기 브라운가스의 현재 온도를 감지하는 온도감지센서(71)와, 상기 브라운가스의 유동 압력을 감지하는 압력감지센서(72)로 이루어진 것을 특징으로 하는 브라운가스 연소용 버너.