랜스버너용 파일럿 버너장치{Pilot burner device for lance burner}
본 발명은 랜스버너용 파일럿 버너장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 파일럿 버너장치 내부에 직경이 작은 고압케이블을 적용하여, 혼합가스를 공급관으로 공급하여 이동시키는 과정에서 유량저하, 압력손실을 최소화하고, 전단에 360도 분할하여 형성된 다공을 포함하는 가스이동노즐부를 장착하여 연소성능을 높이고, 혼합가스 공급관에 연결된 연결관과 단부에 점화부가 구비된 금속파이프를 플렉시블한 튜브로 연결함으로써, 점화부가 고장 시에, 공간에 제약을 받지 않고, 설치 및 해제가 용이한 랜스버너용 파일럿 버너장치에 관한 것이다.
일반적으로 일반적으로, 파일럿 버너는 메인 버너를 점화시키기 위해 사용되는 일종의 점화봉(ignition rod)으로서, 산업용 금속 가열로 등의 메인 버너에 장착되어 사용된다. 파일럿 버너는 점화가 쉽거나 메인 버너 측으로의 불꽃 옮김이 용이하여야 하고 보염 기능이 뛰어나야 한다. 특히, 대부분의 산업용 파일럿 버너는 미량의 연료가스 공급과 전원 연결이 차단되는 경우를 제외하고는, 메인 버너의 유사시 점화를 위해서 보염 상태를 안정되게 유지시켜야 한다. 따라서, 산업용 파일럿 버너가 안정된 성능을 발휘하기 위해서는, 연료가스를 원활하게 공급할 수 있는 구조, 연료가스 공급에 다른 공진의 발생을 최소화시킬 수 있는 내부 형상, 점화 플러그 절연체의 내구성 및 전극의 고정성 등과 같은 설계 인자를 고려하여 설계해야 한다. 상기와 같은 파일럿 버너의 구조를 간단히 설명하면 다음과 같다. 혼합가스가 유입되는 유입구가 형성되고, 양측으로 통공이 형성된 본체가 구비되고, 상기 본체의 통공에 연통하게 스틸재질의 연결관이 결합되며, 상기 연결관 단부 내부에는 노즐부가 구비되고, 상기 노즐부에 노즐팁이 결합되며, 상기 본체와 연결관 중앙을 관통하여 전극이 고정구에 의해 설치된다. 상기와 같은 파일럿 버너의 작용을 설명하면, 본체 내부에 전극에 연결된 점화 제어 프로세서에 따라, 외부 전원으로부터 고압전류를 인가하게 되며, 상기 고압전류는 전극을 따라 흘러서 노즐에 가까이 설치된 전극의 끝단 부위에 스파크를 발생시켜 노즐 팁의 주위에 화염을 발생시키는 것이다. 그러나, 상기와 같이 연속적인 점화 작용에 따라 점화부분에 문제가 생겨 불안정한 스파크가 발생시에 연결관을 인출하는 작업에서 보통의 연결관의 길이는 약 11m 정도 되기 때문에, 작업자가 스틸재질의 연결관을 인출하기 위해서 10m 이상의 공간부(S)가 필요하기 때문에, 점화부 고장 시에, 설치 및 해제하기 위해서 매우 불편한 문제점이 발생하였다.
상기 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 종래의 파일럿 버너의 구조를 개선하여 혼합가스가 공급되는 혼합가스 공급관에 연통하게 연결되는 10m 이상의 금속재질의 연결관의 일부를 잘라, 약 9-10m의 길이를 갖는 플렉시블 튜브를 연결관과 혼합가스가 공급되는 혼합가스 공급관 사이에 연통하게 연결설치함으로써, 점화부 고장 시에, 사용자가 용이하게 인출하여 교체 및 수리 작업을 편리하게 할 수 있는 랜스버너용 파일럿 버너장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 랜스관이 구비되고, 상기 랜스관 일단에 연통하게 설치되며, 상부에 냉각수 입출관 및 가스 분출관이 형성된 몸체가 구비되고, 상기 몸체와 랜스관 내에 관통하여 삽입되어 설치되는 랜스버너용 파일럿 버너장치에 있어서, 혼합가스가 공급되기 위해 상부에 공급부가 형성되고, 양측으로 연결부가 형성된 혼합가스 공급관과, 상기 혼합가스 공급관의 연결부에 연통하게 연결되는 연결구와, 상기 연결구에 연통하게 연결되는 고정관과, 상기 고정관에 일단부가 클램프에 의해 연결되는 플렉시블 튜브와, 상기 플렉시블 튜브 타단부가 클램프에 의해 연결되는 중공의 금속파이프와, 상기 금속파이프과 플렉시블 튜브 사이에 혼합가스가 이동하기 위해 연통하게 설치된 가스이동노즐부와, 상기 혼합가스 공급관으로부터 금속파이프 내에 관통되어 가스를 점화하기 위해 전극선이 중심에 구비된 고압케이블과, 상기 전극선이 관통되는 형태로 금속파이프 내에 설치되는 외측둘레에 스크류홈이 배열형성된 회전체로 구성된다. 또한, 상기 몸체 측면에 내부와 연통하게 연결관을 형성하고, 상기 연결관에 각각 연통하게 연결된 금속파이프, 플렉시블 튜브, 고정관을 삽입한 후, 상기 고정관을 고정하거나 해제하여 점화기능이 되지 않을 때, 교체하기 위해 연결관 단부 외주면에 결합되는 고정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 고정부재는 연결관 단부에 설치되며, 연결관과 연통하는 통공 및 일부가 절개되어 형성된 결합공간을 포함하는 제1결합부재와, 상기 제1결합부재의 결합공간에 위치한 상태에서 결합부에 의해 결합되는 제2결합부재 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 가스이동노즐부는 일단 외주면에 360도 분할하여 다공이 형성되고, 상기 다공 일측 외주면에 금속파이프 내주에 연결결합되기 위해 나사부가 형성되고, 타단 외주면에는 연결관이 결합되어 플렉시블 튜브 내주에 밀착하여 클램프에 의해 결합되기 위해 형성된 나사부를 포함하는 연결부재와, 상기 연결부재 내부로 관통하여 삽입되며, 절연체로 이루어진 몸통과 상기 몸통 양측면 중앙을 전극선이 관통하고, 상기 전극선 일단에 마련된 결합부를 포함하는 절연부재와, 상기 절연부재의 결합부에 대응되는 결합부가 일단에 형성되고, 타단에는 고압케이블 내부로 삽입되어 전극선에 연결되는 체결부가 형성된 전극연결체로 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 전극연결체의 체결부는 결합부와 연결되는 부분을 기준으로 일단에서 타단으로 갈수록 직경이 좁아지는 볼트 형태를 가지는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 금속파이프와 전극선 사이에 전극선를 고정하거나 절연기능을 수행하기 위해 다수개의 전극선고정구가 수평으로 배열설치되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은 점화부가 단부에 구비된 금속파이프(500)와 혼합가스 연결관과 연결된 고정관 사이에 플렉시블 튜브를 연통하게 연결설치함으로써, 사용자가 파일럿 버너를 인출 및 인입하는 과정에서 필요했던 10m의 공간을 약 1m 공간에서 용이하게 교체 및 수리 작업을 할 수 있음으로, 작업효율을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 혼합가스가 회전체의 스크류홈으로 회전하면서 흐르는 구조를 형성함으로 스월링 작용이 발생함으로써, 노내의 외란에 의해 실화가 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 랜스버너용 파일럿 버너장치가 랜스버너에 장착되는 것을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 랜스버너용 파일럿 버너장치가 랜스버너에 삽입고정되는 것을 나타낸 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 랜스버너용 파일럿 버너장치의 가스이동노즐부를 나타낸 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 랜스버너용 파일럿 버너장치의 주요부분을 발취한 상세도.
도 5는 본 발명에 따른 랜스버너용 파일럿 버너장치를 나타낸 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 랜스관(20)이 구비되고, 상기 랜스관(20) 일단에 연통하게 설치되며, 상부에 냉각수 입출관(30a) 및 가스 분출관(30b)이 형성된 몸체(30)가 구비되고, 상기 몸체(30)와 랜스관(20) 내에 관통하여 삽입되어 설치되는 랜스버너용 파일럿 버너장치에 있어서, 혼합가스가 공급되기 위해 상부에 공급부(110)가 형성되고, 양측으로 연결부(120)(130)가 형성된 혼합가스 공급관(100)과, 상기 혼합가스 공급관(100)의 연결부(120)에 연통하게 연결되는 연결구(200)와, 상기 연결구(200)에 연통하게 연결되는 고정관(300)과, 상기 고정관(300)에 일단부가 클램프(80)에 의해 연결되는 플렉시블 튜브(400)와, 상기 플렉시블 튜브(400) 타단부가 클램프(80)에 의해 연결되는 중공의 금속파이프(500)와, 상기 금속파이프(500)과 플렉시블 튜브(400) 사이에 혼합가스가 이동하기 위해 연통하게 설치된 가스이동노즐부(600)와, 상기 혼합가스 공급관(100)으로부터 금속파이프(500) 내에 관통되어 가스를 점화하기 위해 전극선(710)이 중심에 구비된 고압케이블(700)과, 상기 전극선(720)이 관통되는 형태로 금속파이프(500) 내에 설치되는 외측둘레에 스크류홈(810)이 배열형성된 회전체(800)로 구성된다. 그럼, 본 발명에 따른 랜스버너용 파일럿 버너장치의 구성 및 작용을 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 1에서 도시한 바와 같이, 랜스버너는 전방에 길게 관 형태로 형성되는 랜스관(20)이 마련되고, 상기 랜스관(20) 일단에는 상부에 연통하게 냉각수 압출관(30a) 및 가스 분출관(30b)이 형성된 몸체(30)가 마련된다. 상기 몸체(30) 측면에는 파일럿 버너를 구성하는 금속파이프(500), 플렉시블 튜브(400), 고정관(300) 등이 연결된 상태로 삽입되기 위해 형성된 랜스관(20) 내부 통로와 연통하게 연결관(40)이 형성된다. 상기와 같이 금속파이프(500), 플렉시블 튜브(400) 및 고정관(300)이 연결된 상태로 연결관(40)에 삽입한 후, 고정관(300) 외주면을 고정하거나 해제하여 용이하게 인출 및 인입시키기 위해 고정부재(50)가 마련된다. 도 2에서 도시한 바와 같이, 고정부재(50)는 연결관(40) 단부에 설치되며, 상기 연결관(40)과 연통하는 통공(51a)이 형성되고, 일부가 절개되어 형성된 결합공간(51b)을 포함하는 제1결합부재(51)가 마련되며, 상기 제1결합부재(51)의 결합공간(51b)에 상호 대응하게 제2결합부재(52)가 밀착 위치한 상태에서 결합부재(53)에 의해 결합한 상태를 갖는다. 한편, 도 3에서 도시한 바와 같이, 금속파이프(500)와 플렉시블 튜브(400) 사이에 혼합가스가 효과적으로 혼합되어 이동하기 위해 가스이동노즐부(600)가 연통하게 결합되는데, 상기 가스이동노즐부(600)는 일단 외주면에 360도 분할하여 혼합가스를 다방향으로 통과시키기 위해 다공(611)이 형성되고, 상기 다공(611) 일측 외주면에는 금속파이프(500) 내주에 결합되기 위해 나사부(612)가 형성되며, 타단 외주면에는 결합관(613)이 결합되어 플렉시블 튜브(400) 내주에 밀착하여 클램프(80)에 의해 플렉시블 튜브(400)와 결합고정되기 위해 형성된 나사부(614)를 포함하는 연결부재(610)가 마련되고, 상기 연결부재(610) 내부로 관통삽입되며, 절연체로 이루어진 몸통(621)과, 상기 몸통(621) 양측면 중앙을 관통한 상태로 전극선(720)이 마련되고, 상기 전극선(720) 일단에 마련된 결합부(623)를 포함하는 절연부재(620)와, 상기 절연부재(620)의 결합부(623)에 상호 대응되어 나사방식으로 결합되는 결합부(633)가 일단에 형성되고, 타단에는 고압케이블(700) 내부로 삽입되어 전극선(710)에 연결되기 위해 형성된 체결부(634)를 포함하는 전극연결체(630)로 구성된다. 또한, 상기 전극연결체(630)의 체결부(634)는 전극연결체(630)의 결합부(633)와 연결되는 부분을 기준으로 일단에서 타단으로 갈수록 직경이 좁아지게 형성함으로써, 고압케이블(700) 내부로 삽입되어, 보다 효과적으로 전극선(710)과 연결고정될 수 있는 장점을 제공한다. 한편, 금속파이프(500)와 전극선(720) 사이에 절연체로 형성된 다수개의 전극선 고정구(900)를 수평으로 설치함으로써, 전극선(720)을 흔들림을 방지 및 절연기능을 더욱 효과적으로 수행할 수 있는 장점을 제공한다. 한편, 고압케이블(700) 내부에 구비된 전극선(710)의 직경을 5mm로 제작하고, 상기 플렉시블 튜브(400)의 내부 직경을 16mm으로 제작하여 혼합가스 공급관(100)을 통해 플렉시블 튜브(400)와 고압케이블(700) 사이 공간으로 압송되는 혼합가스의 유량저하, 압력손실을 최대한으로 줄일 수 장점을 제공한다. 그럼, 본 발명에 따른 랜스버너용 파일럿 버너장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. 도 4 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 점화를 위해 혼합가스 공급관(100)의 공급부(110)를 통과하는 혼합가스는 벤츄리형태의 혼합가스 공급관(100) 내부로 통과하는 과정에서 1차적으로 혼합이 이루어지며, 연결구(200), 고정관(300) 및 플렉시블 튜브(400)의 내부를 통과하여, 가스이동노즐부(600)의 연결부재(610) 내부로 이동하게 되며, 상기 연결부재(610)의 일단 외주면에 360도 분할형성된 다공(611)을 통과하면서 혼합가스 유속이 증가하는 동시에, 금속파이프(500) 내부로 혼합가스가 이동하는 과정에서 2차적으로 혼합이 이루어지며, 상기 금속파이프(500) 단부 내부에 설치된 회전체(800)의 스크류홈(810)을 따라 혼합가스가 이동하는 과정에서 3차적으로 회오리식으로 혼합이 이루어지는 동시에, 토출됨으로써, 정상적인 화염발생 및 연소조건을 만족시켜 랜스버너 설비운영을 원활하게 진행시킬 수 있는 이점을 가진다. 이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 하나의 실시 예 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 청구 범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
20: 랜스관
30: 몸체
40: 연결관
50: 고정부재
51: 제1결합부재
52: 제2결합부재
80: 클램프
100: 공급관
120, 130: 연결부
200: 연결구
300: 고정관
400: 플랙시블 튜브
500: 금속파이프
600: 가스이동노즐부
611: 다공
610: 연결부재
620: 절연부재
630: 전극연결체
700: 고압케이블
710, 720: 전극선
800: 회전체
810: 스크류홈
900: 전극선 고정구 |
