WO2021006678A1 - 열증폭 열발생장치 - Google Patents

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WO2021006678A1
WO2021006678A1 PCT/KR2020/009049 KR2020009049W WO2021006678A1 WO 2021006678 A1 WO2021006678 A1 WO 2021006678A1 KR 2020009049 W KR2020009049 W KR 2020009049W WO 2021006678 A1 WO2021006678 A1 WO 2021006678A1
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combustion chamber
combustion
heat
fuel
outside
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PCT/KR2020/009049
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English (en)
French (fr)
Inventor
김새롬
Original Assignee
김새롬
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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
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at 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
    • F23D14/48—Nozzles
    • 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
    • F23D14/70—Baffles or like flow-disturbing devices

Definitions

  • the present invention relates to a heat generating device disposed in a heat exchange space in which a heat medium such as fuel and air moves to supply heat, and more particularly, to maximize the combustion efficiency of the input fuel to improve the use efficiency. It relates to a thermal amplification heat generating device.
  • staged combustion fuel and air are divided and supplied in stages, and sufficient air after promoting the generation and control of nitrogen oxides and reduction to N2 (nitrogen molecules) according to a decrease in oxygen concentration in the excess combustion area
  • a method of supplying air in stages and a method of supplying fuel in stages as a combustion improvement method that suppresses the generation and emission of nitrogen oxides without deteriorating the efficiency by supplying complete combustion by inducing complete combustion.
  • the exhaust gas recirculation combustion method is a method of controlling the production of nitrogen oxides by reducing the temperature in the furnace according to the increase in the flow rate of the gas in the furnace and diluting the oxygen concentration in the combustion region by recirculating exhaust gas in the combustion region in the combustion furnace. .
  • the amount of air mixed with the mixed gas must be increased, the volume of the combustion chamber must be increased, and the installation area is large and the flame length cannot be adjusted, so it cannot be used in a small boiler.
  • the heat dissipation of the flame is increased to lower the flame temperature and at the same time, the flame layer is formed thin to shorten the stay time. , It will suppress the formation of nitrogen oxides.
  • the split flame burner has a short flame length and little generation of unburned powder, but the suppression principle has a limit that cannot expect a large effect on the control of the fuel nitrogen oxide.
  • heat generating devices have been proposed to minimize pollutants contained in atmospheric gas by improving combustion efficiency of input fuel.
  • Korean Patent Application No. 10-2006-0098429 name: Pollutant Reduction Burner/20061010
  • a housing having an unburned gas outlet pipe;
  • a combustor disposed so that an exhaust gas flow path is formed while the unburned gas outlet pipe and the combustion chamber communicate with each other in the housing;
  • a plurality of through holes formed at one end of the combustor so that the combustion gas of the combustion chamber can be recirculated along the exhaust gas flow path and an inlet hole formed to face the unburned gas outlet pipe at the other end;
  • a first injection nozzle disposed in the inlet hole and installed in the housing, through which a mixture of fuel and air supplied from the outside is injected in the longitudinal direction of the combustor through the inlet hole;
  • a pollution-reducing burner comprising: a second injection nozzle that is coupled to one or more along the circumference of the housing so as to communicate with the combustion chamber of the combustor so that a mixture of fuel and air supplied from the
  • Patent Document 0001 Korean Patent Application No. 10-1999-0065252 (1999.12.29.)
  • Patent Document 0002 Korean Patent Application No. 10-2006-0098429 (October 10, 2006)
  • the conventional heat generating devices as described above do not maximize the heat use efficiency for the occupied space, so there is a problem in that the usability is inferior.
  • the present invention has been proposed in order to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is to maximize the combustion efficiency of the input fuel, as well as to improve the use efficiency due to its versatility according to its size. It lies in providing a generator.
  • a thermally amplified heat generating apparatus for achieving the object of the present invention as described above includes: a base plate; A combustion means provided on the base plate and configured to burn fuel and air supplied from the outside;
  • the combustion means includes a first combustion chamber, a second combustion chamber, and a third combustion chamber divided into multiple stages while gradually expanding an inner diameter from the center of the base plate to the outside;
  • the first combustion chamber, the second combustion chamber, and the third combustion chamber are spatially communicated with each other, so that the air burned in the first combustion chamber disposed at the center is heated through the second combustion chamber and the third combustion chamber. It is characterized in that heat is released.
  • a plurality of through-holes are formed, and a first compartment consisting of a'porous cylinder' configured to accommodate the first combustion chamber is arranged and partitioned. To do.
  • a plurality of through-holes are formed and a second compartment consisting of a'porous cylinder' configured to accommodate the second combustion chamber is arranged and partitioned. To do.
  • the outer circumferential surface of the second compartment is characterized in that a shell made of a'metal mesh' in which a plurality of through holes are formed is wound.
  • the outer cap of the third combustion chamber of the combustion means is fixed to the base plate and is made of a'metal mesh' in which a plurality of through holes are formed, and an outer cap for accommodating the second compartment is provided therein.
  • the combustion means comprises a primary heating member provided in the first combustion chamber and configured to receive fuel and air from the outside and supply it in a vortex form.
  • the primary heating member is characterized in that one or more is provided in the first combustion chamber.
  • the combustion means is characterized in that it is provided with a secondary heating member configured to heat the shell by receiving combustion fuel from the outside.
  • the combustion means is characterized in that it is provided with a third heating member configured to heat the third combustion chamber by receiving combustion fuel from the outside.
  • the thermally amplified heat generating apparatus has a first combustion chamber, a second combustion chamber and a third combustion chamber divided into multiple stages as the inner diameter gradually expands in the combustion space, and a first combustion chamber, a second combustion chamber, and a third combustion chamber. It has the effect of maximizing the combustion efficiency of the input fuel by heating each of the combustion chambers through the primary heating member, the secondary heating member, and the tertiary heating member respectively.
  • each configuration is composed of multi-stage'tube bodies' whose inner diameter gradually increases from the inside to the outside, so that manufacturing is easy, and versatility according to the size is good, so that the use efficiency is improved.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a thermally amplified heat generating device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a partial excerpt showing the primary heating member constituting the heat amplified heat generating device according to the present embodiment.
  • FIG 3 is an enlarged schematic cross-sectional view of a portion of a primary heating member constituting the thermal amplification heat generating device according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing a derivative constituting a primary heating member to which the thermal amplification heat generating device according to the present embodiment is applied.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of using the thermally amplified heat generating device according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing another example of use of the thermally amplified heat generating device according to the present embodiment.
  • heat generating device 10 main body
  • thermal system 2 base plate
  • combustion means 31 first compartment
  • F1 First combustion chamber
  • F2 Second combustion chamber
  • the present invention and a base plate;
  • a combustion means provided on the base plate and configured to burn fuel and air supplied from the outside;
  • the combustion means includes a first combustion chamber, a second combustion chamber, and a third combustion chamber divided into multiple stages while gradually expanding an inner diameter from the center of the base plate to the outside;
  • the first combustion chamber, the second combustion chamber, and the third combustion chamber are spatially communicated with each other, so that the air burned in the first combustion chamber disposed at the center is heated through the second combustion chamber and the third combustion chamber.
  • a primary heating member that emits heat, is provided in the first combustion chamber from the combustion means, and receives fuel and air from the outside and supplies it in a vortex form, but the primary heating member includes at least one primary heating member.
  • a first compartment comprising a'porous cylinder' configured to accommodate the first combustion chamber with a plurality of through holes formed between the first combustion chamber and the second combustion chamber in the combustion means.
  • a second compartment consisting of a'porous cylinder' configured to accommodate the second combustion chamber is arranged and partitioned.
  • a shell made of a'metal mesh' in which a plurality of through holes are formed is wound.
  • FIG. 1 to 4 are views showing a thermally amplified heat generating device 1 according to an embodiment of the present invention, and the thermally amplified heat generating device 1 according to the present embodiment includes an industrial furnace, a boiler, and a warmer. , In a cold or hot water heater, a heater, etc., it may be applied as a heating source for heating the heat medium by supplying heat by being disposed in a heat exchange space H in which a heat medium such as air moves.
  • the thermally amplified heat generating device 1 includes a base plate 2 made of a'plate body' in a'plate' shape; It is provided on the base plate (2), and a combustion means (3) configured to burn fuel and air supplied from the outside; comprises a.
  • heat is generated through the combustion means 3 to heat the heat medium on the heat system 100 to perform heat exchange.
  • the base plate 2 is preferably formed of a'heat insulating material'.
  • the combustion means 3 is a first combustion chamber divided into multiple stages with an inner diameter gradually expanding outward from the center of the base plate 2 It comprises (F1), a second combustion chamber (F2) and a third combustion chamber (F3).
  • first combustion chamber (F1), the second combustion chamber (F2) and the third combustion chamber (F3) are spatially communicated with each other, so that the air burned in the first combustion chamber (F1) disposed in the center is It is discharged to the outside through the second combustion chamber (F2) and the third combustion chamber (F3).
  • a plurality of through holes are formed between the first combustion chamber F1 and the second combustion chamber F2 in the combustion means 3 It is preferable that the first compartment 31 consisting of a'porous cylinder' configured to accommodate the first combustion chamber F1 is disposed and partitioned.
  • the first combustion chamber F1 is provided with a primary heating member 4 configured to receive fuel and air from the outside and supply it in a vortex form.
  • the air in the first combustion chamber F1 is heated through the primary heating member 4.
  • first combustion chamber F1 when the first combustion chamber F1 is small, 1 to 2 are preferably installed, and when the first combustion chamber F1 is small, 3 or more are preferably provided.
  • the primary heating member 4 as shown in Figs. 2 to 4, the fuel injection pipe 41 fixed to the base plate 2 and configured to receive fuel from the outside and discharge it through an open discharge port. )and; Air component that is fixed to the base plate (2) while receiving the fuel injection pipe (41) therein, is provided with an exhaust port that is open to the outside, is supplied with air from the outside, is supplied to the first combustion chamber (F1) to be heated Officer 42; may be made, including.
  • the fuel injection pipe 41 and the air injection pipe 42 may be provided in the form of a'double pipe' so that fuel and air may be mixed at an open end.
  • the inner circumferential surface of the exhaust port of the air injection pipe 42 is provided with a vortex guide piece 43 protruding inwardly in a'spiral shape' so as to guide and exhaust air into a vortex, and exhaust air in a vortex. desirable.
  • a derivative 5 is provided to guide and discharge the fuel into a vortex while diverging the fuel;
  • the inductor 5 includes a branching plate 51 configured to divide and divide the fuel discharged through the discharge port of the fuel injection pipe 41 in parallel with respect to the moving direction of the fuel; At both ends of the branching plate 51, the outer surfaces are in close contact with the inner circumferential surface of the fuel injection pipe 41 and have a length in the moving direction of the fuel and are integrally formed to each extend to induce the fuel.
  • Guide plate 52 It is made including;
  • the guide plates 52 are formed on both ends of the branch and divider plates 51 so as to be respectively disposed on the divided passages branching around the branch and divider plate 51, and have an inclined surface in a direction in which fuel is discharged. It is preferable to form and move the fuel while guiding it in a spiral.
  • the fuel is moved while being branched into a plurality of movement paths through the branching plate 51; While the fuel is being moved, it is stably guided by the guide plates 52 to make the movement more smooth, and the fuel is moved in a vortex through the inclined surface of the guide plate 52 to diffuse air and It is most preferable to maximize the combustion efficiency by improving the mixing efficiency with the fuel.
  • the first combustion chamber (F1) is provided with a conventional spark plug (not shown) that operates with high-pressure electricity from the outside and an ignition sensor (not shown) that detects the ignition state to ignite and ignite the combustion fuel. It is desirable to be able to detect the condition.
  • a plurality of through holes are formed in the combustion means 3 between the second combustion chamber F2 and the third combustion chamber F3,
  • a second compartment (32) made of a'porous cylinder' adapted to accommodate the second combustion chamber (F2) is disposed and partitioned; It is preferable that the outer circumferential surface of the second compartment 32 is wound with a shell 33 made of a'metal mesh' in which a plurality of through holes are formed.
  • heated air passing through the second combustion chamber F2 by partitioning the second combustion chamber F2 and the third combustion chamber F3 through the second compartment 32 and the shell 33 Is spread to the third combustion chamber F3 through the through holes of the second compartment 32.
  • a plurality of secondary heating members 6 are provided to heat the second compartment 32 and the shell 33 by receiving combustion fuel from the outside.
  • the air burned in the first combustion chamber F1 is secondarily heated to It promotes combustion of combustion fuel.
  • the secondary heating member 6 is provided with a plurality of pieces, and the combustion heat is discharged in the direction toward the second compartment 32 and the outer shell 33, and the second compartment 32 and the outer shell 33 It is preferable to heat the ).
  • the thermally amplified heat generating device 1 In the thermally amplified heat generating device 1 according to the present embodiment made as described above, outside of the third combustion chamber F3 of the combustion means 3, one end is fixed to the base plate 2 and provided. It is made of a'metal mesh' in which a plurality of through holes are formed, and an outer cap 34 for accommodating the second compartment 32 and the third combustion chamber F3 is provided therein.
  • the second compartment 32 and the third combustion chamber F3 are partitioned from the outside through the outer cap 34, and heated air passing through the third combustion chamber F3 is transferred to the outer cap. It is to be discharged to the outside while passing through (34).
  • a plurality of tertiary heating members 7 are provided while being fixed to the base plate 2 to heat the third combustion chamber F3 by receiving combustion fuel from the outside. It is equipped.
  • the combustion gas that diffuses in the second combustion chamber F2 and passes through the third combustion chamber F3 is reheated through the plurality of tertiary heating members 7 to prevent combustion of unburned fuel contained in the combustion air. Is promoted.
  • the base plate 2 has a gap with respect to the outer cap 34 therein and accommodates the outer cap 34
  • a protective cap 35 made of a'metal mesh' may be provided.
  • the third combustion is made while passing through the outer cap 34
  • the fourth combustion is made while passing through the protective cap 35.
  • the thermally amplified heat generating device 1 is made of a'heat insulating material', as shown in FIG. 5, and is made of a'pipe' in the shape of a'pipe'. It is disposed so as to be accommodated inside the main body 10 made of, and may be applied to generate heat inside the main body 10 and release it to the outside.
  • a base plate (2) having the combustion means (3) is installed on one side of the main body (10), and the other side is formed to pass through a discharge hole (11) having a small diameter to form the discharge hole (11). It is only necessary to allow the heat medium generated from the combustion means 3 to be discharged.
  • a plurality of heat mediums are disposed in a heat exchange space H in which a heat medium such as air moves in a direction in which the heat medium moves, and may be used in the heat system 100 for heating the heat medium.
  • each of the heat exchange spaces (H) is provided at positions facing each other so as to supply heat to the center of the heat exchange space (H).
  • the thermally amplified heat generating apparatus has a first combustion chamber, a second combustion chamber and a third combustion chamber divided into multiple stages as the inner diameter gradually expands in the combustion space, and the first combustion chamber, the second combustion chamber, and the third combustion chamber. It has the effect of maximizing the combustion efficiency of the input fuel by heating through the primary heating member, the secondary heating member, and the tertiary heating member, respectively, to heat the combustion chambers, respectively, and the inner diameter gradually increases from the inside to the outside. It is an invention that has a very high industrial applicability because it is composed of multi-stage'tubes' that are increased, and it is easy to manufacture, and has the effect of improving use efficiency due to its good versatility according to size.

Landscapes

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Abstract

본 발명은, 투입되는 연료의 연소효율을 극대화하여 사용효율을 향상시키도록; 베이스플레이트와; 상기 베이스플레이트에 구비되며 외부에서 공급되는 연료와 공기를 연소하도록 된 연소수단;을 포함하여 이루어지는 열증폭 열발생장치에 있어서; 상기 연소수단은, 상기 베이스플레이트의 중앙에서 외측방향으로 내경이 점차 확장되면서 다단으로 구획되는 제1연소실과 제2연소실과 제3연소실을 포함하여 이루어지되; 상기 제1연소실과 상기 제2연소실과 상기 제3연소실들은, 공간적으로 서로 연통되도록 되어, 중앙에 배치되는 상기 제1연소실에서 연소되는 공기가 상기 제2연소실 및 상기 제3연소실을 경유하여 가열된 열을 방출되는 열증폭 열발생장치를 제공한다.

Description

열증폭 열발생장치
본 발명은, 연료와 공기 등과 같은 열매체가 이동하는 열교환공간에 배치되어 열을 공급하도록 된 열발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 투입되는 연료의 연소효율을 극대화하여 사용효율을 향상시키도록 된 열증폭 열발생장치에 관한 것이다.
일반적으로, 공업로, 보일러, 온풍기, 냉온수기, 난방기 등에 구비되어 열을 발생시키도록 열발생장치는, 배기되는 가스에 포함된 공해물질의 생성을 억제하기 위한 다양한 연소법이 적용되고 있는 실정이다.
상기 연소방법으로는 다단 연소법, 배기가스 재순환 연소법 및 분할 화염 연소법 등이 제안되고 있다.
상기 다단연소법(단계적 연소라고도 함)은, 연료 및 공기를 단계적으로 나누어 공급하게 되며, 연소과잉영역에서는 산소농도 감소에 따른 질소산화물의 생성, 제어 및 N2(질소분자)로의 환원을 촉진 후 충분한 공기를 공급하여 완전연소를 유도함으로써, 효율의 저하 없이 질소산화물의 생성 및 배출을 억제하는 연소 개선법으로 공기를 단계적으로 공급하는 방법과 연료를 단계적으로 공급하는 방법이 있다.
그러나 이와 같은 다단연소법이 적용되면 버너의 규모가 커지기 때문에 규모가 작은 소형 보일러에는 장착할 수 없는 어려움이 있다.
상기 배기가스 재순환 연소법은, 연소로 내의 연소영역에 배기가스를 재순환시킴으로써, 로내 가스의 유량 증가에 따른 로내 온도를 낮추고 연소영역의 산소농도를 희석시켜 질소산화물 생성을 억제하는 방향으로 제어하는 방법이다. 그러나 혼합가스에 혼합되는 공기량이 많아져야 하기 때문에 연소실의 용적을 크게 하여야할 뿐만 아니라 설치면적이 크고 화염 길이의 조절이 불가능하여 소형 보일러에는 사용할 수 없는 단점이 있다.
상기 분할 화염 연소는, 노즐 출구의 모양을 변형시켜 화염을 여러 개의 독립된 작은 화염으로 분할함으로써, 화염의 방열성을 증가시켜 화염온도를 저하시킴과 동시에 화염층을 얇게 형성시켜 체재시간의 단축을 꾀함으로써, 질소산화물의 생성을 억제하게 된다.
그러나 분할 화염버너에는 화염길이가 짧고 미연분의 발생도 적지만 그 억제 원리로는 연로 질소산화물의 제어에 대하여 큰 효과를 기대할 수 없는 한계가 있다.
이에 따라 근자에는, 투입되는 연료의 연소효율을 향상시켜 대기가스중에 함유된 공해물질을 최소화하도록 된 열발생장치들이 제안되고 있는 실정이다.
그 중 하나로, 한국특허출원번호 제10-1999-0065252호(명칭: 산소희박 연소형 3단 연소식 버너/19991229)가 있으며, 공보에 공지된 바와 같이, 코크스 오븐 가스를 공급하는 코크스 오븐 가스 공급관과, 상기 코크스 오븐가스 공급관 끝 부분의 분사노즐에 형성되는 노즐 홀과, 상기 코크스 오븐 가스 공급관에 체결되는 벤츄리관형 연소통과, 상기 벤츄리관형 연소통의 앞부분에 형성되어 1차 공기를 공급하는 1차 공기 공급 홀과, 상기 1차 공기 공급 홀 측면에 형성되는 보조 버너 조립구와, 1차 연소영역의 측면에 형성되며 1차 연소시 발생된 미연가스의 일부가 빠져나올 수 있도록 하는 홀과, 상기 벤츄리관형 연소통의 중앙부분에 형성되며 상기 1차 연소시 발생된 미연가스가 2, 3차 공기가 혼합되어 형성되는 산소가 희박한 공기를 공급하는 2차 공기 공급 홀과, 상기 벤츄리관형 연소통의 끝부분에 형성되어 3차 연소용 공기를 공급하는선회기를 포함하여 구성된 산소희박 연소형 3단 연소식 버너가 기재되어 있다.
한편, 한국특허출원번호 제10-2006-0098429호(명칭: 공해물질 저감형 버너/20061010)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 미연소가스 출구관이 구비된 하우징과; 상기 하우징의 내부에 미연소가스출구관과 연소실이 통하면서 배기가스 유로가 형성되도록 배치되는 연소기와; 상기 연소실의 연소가스가 배기가스 유로를 따라 재순환할 수 있도록 연소기 일단에 형성되는 다수개의 통공 및 타단에 미연소가스 출구관과 마주하도록 형성되는 유입공과; 상기 유입공으로 배치되는 형태로 하우징에 설치되어 외부로부터 공급되는 연료와 공기의 혼합물이 유입공을 통해 연소기의 길이방향으로 분사되는 제 1분사노즐과; 상기 하우징의 둘레를 따라 연소기의 연소실과 통하도록 하나 이상 결합되어 외부로부터 공급되는 연료와 공기의 혼합물이 연소기의 측 방향에서 분사되는 제 2분사노즐;로 구성된 공해물질저감형 버너가 기재되어 있다.
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 0001) 한국특허출원번호 제10-1999-0065252호(1999.12.29.)
(특허문헌 0002) 한국특허출원번호 제10-2006-0098429호(2006.10.10.)
그러나 상기와 같은 종래의 열발생장치들은, 점유공간에 대한 열사용효율을 극대화하지 못하여, 사용성이 떨어지는 문제점이 있었다.
즉, 크기에 따른 범용성이 떨어져 사용효율을 극대화하지 못하는 문제점들이 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 투입되는 연료의 연소효율을 극대화함은 물론, 크기에 따른 범용성이 좋아 사용효율이 향상되는 열증폭 열발생장치를 제공하는 것에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 열증폭 열발생장치는, 베이스플레이트와; 상기 베이스플레이트에 구비되며 외부에서 공급되는 연료와 공기를 연소하도록 된 연소수단;을 포함하여 이루어지는 열증폭 열발생장치에 있어서; 상기 연소수단은, 상기 베이스플레이트의 중앙에서 외측방향으로 내경이 점차 확장되면서 다단으로 구획되는 제1연소실과 제2연소실과 제3연소실을 포함하여 이루어지되; 상기 제1연소실과 상기 제2연소실과 상기 제3연소실들은, 공간적으로 서로 연통되도록 되어, 중앙에 배치되는 상기 제1연소실에서 연소되는 공기가 상기 제2연소실 및 상기 제3연소실을 경유하여 가열된 열이 방출되는 것을 특징으로 한다.
상기 연소수단에서 상기 제1연소실과 상기 제2연소실의 사이에는, 다수의 통공들이 형성되며 상기 제1연소실을 수용하도록 된 '다공통체'로 이루어지는 제1구획통이 배치되어 구획하도록 되는 것을 특징으로 한다.
상기 연소수단에서 상기 제2연소실과 상기 제3연소실의 사이에는, 다수의 통공들이 형성되며 상기 제2연소실을 수용하도록 된 '다공통체'로 이루어지는 제2구획통이 배치되어 구획하도록 되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2구획통의 외주면에는, 다수의 통공들이 형성된 '금속망체'로 이루어지는 외피가 권취되는 것을 특징으로 한다.
상기 연소수단의 상기 제3연소실의 외부에는, 상기 베이스플레이트에 고정되되 다수의 통공들이 형성된 '금속망체'로 이루어지며 내부에 상기 제2구획통을 수용하는 외부캡이 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 연소수단은, 상기 제1연소실에 구비되며 외부에서 연료와 공기를 공급받아 와류상으로 공급하도록된 1차가열부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 1차가열부재는, 상기 제1연소실에 1개 이상 다수가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 연소수단은, 외부에서 연소연료를 공급받아 상기 외피를 가열하도록 된 2차가열부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 연소수단은, 외부에서 연소연료를 공급받아 상기 제3연소실을 가열하도록 된 3차가열부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 열증폭 열발생장치는, 연소공간에서 내경이 점차 확장되면서 다단으로 구획되는 제1연소실과 제2연소실과 제3연소실을 가지고, 제1연소실과 제2연소실과 제3연소실들을 각각 가열하도록 된 1차가열부재와 2차가열부재와 3차가열부재들을 통해 각각 가열하여 투입되는 연료의 연소효율을 극대화하는 효과를 가진다.
아울러, 각각의 구성이 내부에서 외부로 갈수록 내경이 점차 증대되는 다단의 '관체'들로 이루어져 제조가 용이함은 물론, 크기에 따른 범용성이 좋아 사용효율이 향상되는 효과를 가진다.
도 1은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 열증폭 열발생장치를 보인 개략 단면 예시도.
도 2는, 본 실시 예에 의한 열증폭 열발생장치를 구성하는 1차가열부재를 보인 일부 발췌 개략 단면 예시도.
도 3은, 본 실시 예에 의한 열증폭 열발생장치를 구성하는 1차가열부재의 일 부위를 확대하여 보인 일부 발췌 개략 단면 예시도.
도 4는, 본 실시 예에 의한 열증폭 열발생장치를 적용되는 1차가열부재를 구성하는 유도체를 보인 개략 사시 예시도.
도 5는, 본 실시 예에 의한 열증폭 열발생장치의 사용예를 보인 개략 단면 예시도.
도 6은, 본 실시 예에 의한 열증폭 열발생장치의 다른 사용예를 보인 개략 단면 예시도.
도면의 주요부호 설명
1 : 열발생장치 10 : 본체
100 : 열시스템 2 : 베이스플레이트
3 : 연소수단 31 : 제1구획통
32 : 제2구획통 33 : 외피
34 : 외부캡 35 : 보호캡
4 : 1차가열부재 41 : 연료분사관
42 : 공기분사관 43 : 와류유도편
5 : 유도체 51 : 분기분할판
52 : 유도판 6 : 2차가열부재
7 : 3차가열부재
F1 : 제1연소실 F2 : 제2연소실
F3 : 제3연소실 H : 열교환공간
본 발명은 베이스플레이트와; 상기 베이스플레이트에 구비되며 외부에서 공급되는 연료와 공기를 연소하도록 된 연소수단;을 포함하여 이루어지는 열증폭 열발생장치에 있어서; 상기 연소수단은, 상기 베이스플레이트의 중앙에서 외측방향으로 내경이 점차 확장되면서 다단으로 구획되는 제1연소실과 제2연소실과 제3연소실을 포함하여 이루어지되; 상기 제1연소실과 상기 제2연소실과 상기 제3연소실들은, 공간적으로 서로 연통되도록 되어, 중앙에 배치되는 상기 제1연소실에서 연소되는 공기가 상기 제2연소실 및 상기 제3연소실을 경유하여 가열된 열이 방출되고, 상기 연소수단에서 상기 제1연소실에 구비되며 외부에서 연료와 공기를 공급받아 와류상으로 공급하도록 된 1차가열부재;를 포함하되, 상기 1차가열부재는 1개 이상 다수가 구비되며, 상기 연소수단에서 상기 제1연소실과 상기 제2연소실의 사이에는, 다수의 통공들이 형성되며 상기 제1연소실을 수용하도록 된 '다공통체'로 이루어지는 제1구획통이 배치되어 구획하도록 하고, 상기 연소수단에서 상기 제2연소실과 상기 제3연소실의 사이에는, 다수의 통공들이 형성되며 상기 제2연소실을 수용하도록 된 '다공통체'로 이루어지는 제2구획통이 배치되어 구획하도록 하되, 상기 제2구획통의 외주면에는, 다수의 통공들이 형성된 '금속망체'로 이루어지는 외피가 권취되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 열증폭 열발생장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1 내지 도 4는, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 열증폭 열발생장치(1)를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 열증폭 열발생장치(1)는, 공업로, 보일러, 온풍기, 냉온수기, 난방기 등에서, 공기 등과 같은 열매체가 이동하는 열교환공간(H)에 배치되어 열을 공급하여 열매체를 가열하는 가열원으로 적용될 수 있다.
즉, 상기 열매체가 이동하는 열교환공간(H)을 가지는 열시스템(100)에 적용되어 열매체를 가열하는 것에 적용될 수 있다.
이러한 본 실시 예에 의한 열증폭 열발생장치(1)는, '판(板;plate)' 형상의 '판체'로 이루어지는 베이스플레이트(2)와; 상기 베이스플레이트(2)에 구비되며 외부에서 공급되는 연료와 공기를 연소하도록 된 연소수단(3);을 포함하여 이루어진다.
즉, 상기 연소수단(3)을 통해 열을 발생시켜 열시스템(100)상에서 열매체를 가열함으로써, 열교환을 하게 된다.
상기 베이스플레이트(2)는, '단열성재질'로 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 열증폭 열발생장치(1)에서, 상기 연소수단(3)은, 상기 베이스플레이트(2)의 중앙에서 외측방향으로 내경이 점차 확장되면서 다단으로 구획되는 제1연소실(F1)과 제2연소실(F2)과 제3연소실(F3)을 포함하여 이루어진다.
아울러, 상기 제1연소실(F1)과 상기 제2연소실(F2)과 상기 제3연소실(F3)들은, 공간적으로 서로 연통되도록 되어, 중앙에 배치되는 상기 제1연소실(F1)에서 연소되는 공기가 상기 제2연소실(F2) 및 상기 제3연소실(F3)을 경유하여 외부로 방출하도록 되어 있다.
즉, 상기 베이스플레이트(2)의 중앙에서 점차 내경이 확장되는 상기 제1연소실(F1)과 상기 제2연소실(F2)과 상기 제3연소실(F3)들에서 발생되는 각각의 연소과정들을 통해 열증폭 효율을 향상시키고 투입되는 연료들의 연소 효율을 증대시켜 외부로 배기되는 배기가스에 공해유발물질을 극소화하고, 연소효율을 극대화하여 에너지 사용효율을 향상시키게 된다.
상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 열증폭 열발생장치(1)에서, 상기 연소수단(3)에서 상기 제1연소실(F1)과 상기 제2연소실(F2)의 사이에는, 다수의 통공들이 형성되며 상기 제1연소실(F1)을 수용하도록 된 '다공통체'로 이루어지는 제1구획통(31)이 배치되어 구획하도록 되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 제1구획통(31)을 통해 상기 제1연소실(F1)과 상기 제2연소실(F2)을 구획하여, 상기 제1연소실(F1)에서의 연료의 연소가 안정적으로 이루어짐은 물론, 가열된 공기가 상기 제1구획통(31)의 통공들을 통해 상기 제2연실(F2)로 확산되도록 되어 있다.
상기 제1연소실(F1)에는, 외부에서 연료와 공기를 공급받아 와류상으로 공급하도록된 1차가열부재(4)가 구비된다.
즉, 상기 1차가열부재(4)를 통해 상기 제1연소실(F1)의 공기를 가열하도록 되어 있다.
상기에서 1차가열부재(4)는, 상기 제1연소실(F1)이 소형일 경우 1 내지 2개가 설치됨이 바람직하고, 중형 또는 대형일 경우 3개 이상 다수가 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 1차가열부재(4)는, 도 2 내지 도 4에서 도시된 바와 같이, 상기 베이스플레이트(2)에 고정되며 외부에서 연료을 공급받아 개방된 토출구를 통해 토출하도록 된 연료분사관(41)과; 내부에 상기 연료분사관(41)을 수용하면서 상기 베이스플레이트(2)에 고정되며 외부로 개방된 배기구가 구비되고 외부에서 공기를 공급받아 상기 제1연소실(F1)로 공급하여 가열되도록 된 공기분사관(42);을 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 상기 연료분사관(41)과 상기 공기분사관(42)이 '2중관'형태로 구비되어 연료와 공기가 개방된 단부에서 혼합되도록 될 수 있다.
상기 공기분사관(42)의 배기구의 내주면에는, 공기를 와류상으로 유도하여 배기하도록 내측방향으로 '나선형'으로 돌출 형성된 와류유도편(43)이 구비되어, 공기를 와류상으로 배기하도록 되는 것이 바람직하다.
상기 연료분사관(41)의 배출구의 내부에는, 연료를 분기시키면서 와류상으로 유도하여 배출하도록 된 유도체(5)가 구비되는 것이 바람직하며; 상기 유도체(5)는, 상기 연료분사관(41)의 토출구를 경유하여 토출되는 연료를 연료의 이동방향에 대하여 병렬로 구획분할하도록 된 분기분할판(51)과; 상기 분기분할판(51)의 양단에서 외측면이 상기 연료분사관(41)의 내주면에 밀착되면서 상기 연료의 이동방향으로 길이를 가지면서 일체로 각각 연장형성되어 상기 연료를 유도하도록 된 한 쌍의 유도판(52);들을 포함하여 이루어지되; 상기 유도판(52)들은, 상기 분기분할판(51)을 중심으로 분기되는 분할이동통로상에 각각 배치되도록 상기 분기분할판(51)의 양단에 각각 형성되되, 연료가 토출되는 방향으로 경사면을 형성하여 연료를 나선형으로 유도하면서 이동시키도록 되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 분기분할판(51)을 통해 상기 연료가 복수의 이동경로로 분기되면서 이동되며; 상기 연료가 이동되는 중에 상기 유도판(52)들에 의해 안정적으로 유도되어 이동이 더욱 원활하게 이루어짐은 물론, 상기 유도판(52)의 경사면을 통해 상기 연료가 와류상으로 이동되어 공기의 확산과 연료와의 혼합효율이 향상되어 연소효율이 극대화되는 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 제1연소실(F1)에는 외부에서 고압의 전기로 작동하는 통상적인 점화플러그(도시하지 않음)와 점화 상태를 감지하는 점화감지센서(도시하지 않음)가 구비되어 연소 연료의 점화와 점화 상태를 감지할 수 있도록 함이 바람직하다.
이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 열증폭 열발생장치(1)에서, 상기 연소수단(3)에서 상기 제2연소실(F2)과 상기 제3연소실(F3)의 사이에는, 다수의 통공들이 형성되며 상기 제2연소실(F2)을 수용하도록 된 '다공통체'로 이루어지는 제2구획통(32)이 배치되어 구획하도록 되며; 상기 제2구획통(32)의 외주면에는, 다수의 통공들이 형성된 '금속망체'로 이루어지는 외피(33)가 권취되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 제2구획통(32)과 상기 외피(33)를 통해 상기 제2연소실(F2)과 상기 제3소실(F3)을 구획하여, 상기 제2소실(F2)을 경유하는 가열된 공기가 상기 제2구획통(32)의 통공들을 통해 상기 제3연실(F3)로 확산되도록 되어 있다.
한편, 제2연소실(F2)에는, 외부에서 연소연료를 공급받아 상기 제2구획통(32) 및 상기 외피(33)를 가열하도록 된 다수의 2차가열부재(6)가 구비된다.
즉, 상기 2차가열부재(6)를 통해 상기 제2구획통(32) 및 상기 외피(33)를 가열하여 제1연소실(F1)에서 연소된 공기를 2차가열하여 연소공기에 함유된 미연소연료의 연소를 촉진하게 된다.
이에 따라, 열의 증폭이 향상됨은 물론, 연료의 연소효율이 향상된다.
상기 2차가열부재(6)는, 다수개가 구비되되 연소열이 상기 제2구획통(32) 및 상기 외피(33)측 방향으로 방출되도록 이루어져, 상기 제2구획통(32) 및 상기 외피(33)를 가열하하도록 되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 열증폭 열발생장치(1)에서, 상기 연소수단(3)의 상기 제3연소실(F3)의 외부에는, 상기 베이스플레이트(2)에 일단이 고정되면서 구비되는 다수의 통공들이 형성된 '금속망체'로 이루어지며 내부에 상기 제2구획통(32)와 상기 제3연소실(F3)을 수용하는 외부캡(34)이 구비된다.
즉, 상기 제2구획통(32)과 상기 제3연소실(F3)을 상기 외부캡(34)을 통해 외부에 대하여 구획하며, 상기 제3소실(F3)을 경유하는 가열된 공기가 상기 외부캡(34)을 관통하면서 외부로 방출되도록 되어 있다.
한편, 상기 제3연소실(F3)에는, 상기 베이스플레이트(2)에 고정되면서 구비되되 외부에서 연소연료를 공급받아 상기 제3연소실(F3)을 가열하도록 된 다수의 3차가열부재(7)가 구비된다.
즉, 상기 제2연소실(F2)에서 확산되어 상기 제3연소실(F3)을 경유하는 연소가스를 상기 다수의 3차가열부재(7)를 통해 재가열하여 연소공기에 함유된 미연소연료의 연소를 촉진하게 된다.
이에 따라, 열의 증폭이 향상됨은 물론, 연료의 연소효율이 향상된다.
이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 열증폭 열발생장치(1)에서, 상기 베이스플레이트(2)에는, 내부에 상기 외부캡(34)에 대하여 사이간격을 가지면서 상기 외부캡(34)을 수용하는 '금속망체'로 이루어지는 보호캡(35)이 구비될 수 있다.
즉, 상기 외부캡(34)이 보호캡(35)에 수용되도록 구성함으로써, 상기 외부캡(34)을 통과하면서 3차 연소가 이루어지고, 상기 보호캡(35)을 통과하면서 4차 연소가 이루어져 연료의 완전 연소가 가능함에 따라 연소효율을 증가시킬 수 있게 되는 것이다.
상기한 바와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 열증폭 열발생장치(1)는, 도 5에서 도시된 바와 같이, '단열성 재질'로 이루어지며, '관(管:pipe)' 형상의 '관체'로 이루어지는 본체(10)의 내부에 수용되도록 배치되어, 상기 본체(10)의 내부에서 열을 발생시켜 외부로 방출하도록 적용될 수 있다.
즉, 상기 본체(10)의 일측에 상기 연소수단(3)이 구비된 베이스플레이트(2)를 설치하고, 타측은 작은 직경의 배출공(11)을 관통되게 형성하여 상기 배출공(11)을 통해 상기 연소수단(3)으로부터 발생하는 열매체가 배출될 수 있도록 하면 되는 것이다.
한편, 도 6에서 도시된 바와 같이, 공기 등과 같은 열매체가 이동하는 열교환공간(H)에서 열매체가 이동하는 방향으로 다수개가 배치되어 열매체를 가열하는 열시스템(100)에 사용될 수 있다.
이때, 상기 열교환공간(H)에서 서로 마주보는 위치에 각각 구비되어 상기 열교환공간(H)의 중앙측으로 각각 열을 공급할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 설명된 본 발명의 일 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 열증폭 열발생장치는 연소공간에서 내경이 점차 확장되면서 다단으로 구획되는 제1연소실과 제2연소실과 제3연소실을 가지고, 제1연소실과 제2연소실과 제3연소실들을 각각 가열하도록 된 1차가열부재와 2차가열부재와 3차가열부재들을 통해 각각 가열하여 투입되는 연료의 연소효율을 극대화하는 효과를 가지며, 각각의 구성이 내부에서 외부로 갈수록 내경이 점차 증대되는 다단의 '관체'들로 이루어져 제조가 용이함은 물론, 크기에 따른 범용성이 좋아 사용효율이 향상되는 효과가 있어 산업상 이용가능성이 매우 높은 발명인 것이다.

Claims (3)

  1. 베이스플레이트와; 상기 베이스플레이트에 구비되며 외부에서 공급되는 연료와 공기를 연소하도록 된 연소수단;을 포함하여 이루어지는 열증폭 열발생장치에 있어서;
    상기 연소수단은,
    상기 베이스플레이트의 중앙에서 외측방향으로 내경이 점차 확장되면서 다단으로 구획되는 제1연소실과 제2연소실과 제3연소실을 포함하여 이루어지되;
    상기 제1연소실과 상기 제2연소실과 상기 제3연소실들은, 공간적으로 서로 연통되도록 되어, 중앙에 배치되는 상기 제1연소실에서 연소되는 공기가 상기 제2연소실 및 상기 제3연소실을 경유하여 가열된 열이 방출되고,
    상기 연소수단에서 상기 제1연소실에 구비되며 외부에서 연료와 공기를 공급받아 와류상으로 공급하도록 된 1차가열부재;를 포함하되, 상기 1차가열부재는 1개 이상 다수가 구비되며,
    상기 연소수단에서 상기 제1연소실과 상기 제2연소실의 사이에는, 다수의 통공들이 형성되며 상기 제1연소실을 수용하도록 된 '다공통체'로 이루어지는 제1구획통이 배치되어 구획하도록 하고,
    상기 연소수단에서 상기 제2연소실과 상기 제3연소실의 사이에는, 다수의 통공들이 형성되며 상기 제2연소실을 수용하도록 된 '다공통체'로 이루어지는 제2구획통이 배치되어 구획하도록 하되,
    상기 제2구획통의 외주면에는,
    다수의 통공들이 형성된 '금속망체'로 이루어지는 외피가 권취되는 것을 특징으로 하는 열증폭 열발생장치.
  2. 제 1항에 있어서;
    상기 연소수단의 상기 제3연소실의 외부에는,
    상기 베이스플레이트에 고정되되 다수의 통공들이 형성된 '금속망체'로 이루어지며 내부에 상기 제2구획통을 수용하는 외부캡이 구비되는 것을 특징으로 하는 열증폭 열발생장치.
  3. 제 1항에 있어서;
    상기 연소수단은,
    외부에서 연소연료를 공급받아 상기 외피를 가열하도록 된 다수의 2차가열부재와, 외부에서 연소연료를 공급받아 상기 제3연소실을 가열하도록 된 다수의 3차가열부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 열증폭 열발생장치.
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