오일버너
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1. 개요
오일 버너는 연료를 연소실에 분사하여 열을 발생시키는 장치이다. 연료는 분사 노즐을 통해 고압으로 분사되며, 노즐은 유량, 분무 특성, 분무 각도로 구분된다. 오일 버너는 오일 펌프, 전자기 밸브, 팬, 점화기, 안전 제어 장치 등으로 구성된다. 오일 펌프는 기어 펌프와 압력 조절기로 구성되며, 전자기 밸브는 연료 공급을 제어한다. 팬은 연소에 필요한 공기를 공급하고, 점화기는 고전압 또는 글로우 바를 사용하여 연료에 불을 붙인다. 안전 제어 장치는 화염을 감지하여 버너의 안전한 작동을 보장하며, 광 의존성 저항(LDR)이나 스택 릴레이를 사용한다.
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- 버너 - 분젠 버너
분젠 버너는 로베르트 분젠과 피터 데사가가 개발한 실험실 가스 버너로, 공기와 가스 혼합 조절을 통해 그을음 없는 고온 불꽃을 얻을 수 있으며, 과학 교육 현장에서 알코올램프를 대체하여 널리 사용된다. - 버너 - 산소 연료 용접 및 절단
산소 연료 용접 및 절단은 산소와 연료 가스 혼합물의 고온 불꽃으로 금속을 녹여 접합하거나 절단하는 19세기 후반 기술로, 금속 가열, 접합, 절단, 표면 처리 등에 활용되며, 산소 및 연료 가스 공급원, 압력 조절기, 호스, 토치 등으로 구성되고 역류 방지 밸브 등 안전 장비가 필수적이며, 아세틸렌, 프로필렌, LPG 등 다양한 연료를 사용해 불꽃 종류와 크기를 조절할 수 있다.
2. 연료 분사
연료는 분사노즐을 통해 고압으로 연소실에 분사된다. 노즐은 일반적으로 매년 자주 교체해야 한다.
2. 1. 연료 노즐
연료는 분무 노즐을 통해 고압으로 연소실에 분사된다. 연료 노즐은 일반적으로 시간당 연료 부피 유량으로 표시된다(예: 시간당 US 갤런).
연료 노즐은 세 가지 특징으로 구분된다.[4]
- 100 psi 펌프 압력에서의 유량 (예: 시간당 0.65 갤런)
- 분무 특성 (예: "B"는 원뿔형 분무를 나타냄)
- 분무 각도 (예: 60°, 원뿔의 너비를 나타냄)
오일과의 마찰로 인한 침식 및 연료 내 이물질로 인한 막힘으로 인해 마모되면 교체해야 한다.
표준 노즐 대신, 압축 공기를 공급받는 작은 오리피스 앞에서 연료를 통과시킬 수 있다. 이러한 배열은 발명가 로버트 배빙턴(Robert Babington)의 이름을 따서 배빙턴 분무기 또는 배빙턴 노즐이라고 한다.[5] 오일이 노즐을 통과하지 않고 노즐 앞을 흐르기 때문에 높은 연료 압력이 필요하지 않다. 오리피스 구멍을 통과하는 것은 압축 공기뿐이므로 이러한 노즐은 심각한 침식을 겪지 않는다.
2. 2. 배빙턴 노즐
표준 노즐 대신, 압축 공기를 공급받는 작은 오리피스 앞에서 연료를 통과시킬 수 있다. 이러한 배열은 발명가 로버트 배빙턴(Robert Babington)의 이름을 따서 배빙턴 분무기 또는 배빙턴 노즐이라고 한다.[5] 오일이 노즐을 통과하지 않고 노즐 앞을 흐르기 때문에 높은 연료 압력이 필요하지 않다. 오리피스 구멍을 통과하는 것은 압축 공기뿐이므로 이러한 노즐은 침식을 겪지 않는다.3. 오일 펌프
오일 압력은 전기 펌프에 의해 생성되며, 일반적으로 콘덴서 기동형 전동기에 의해 구동된다. 오일 펌프를 구동하는 전동기와 팬은 보통 축전기 시동 전동기이다. 케이지를 보유하고 있기 때문에 소용돌이 탱크 전동기라고도 한다. 3상 전동기와 다른 점은 고정자인데, 주 권선 및 보조 권선 간의 90º 위상 변화는 보조 권선 및 단상 교류 전원에 접속되어 축전기 권선으로 이루어진다. 축전기는 허용 가능한 초기 토크를 만들고, 주 권선과 보조 권선 사이에 90º의 위상 변화를 일으킨다. 이 전동기는 연속적인 기능을 한다.
3. 1. 기어 펌프 어셈블리
기어 펌프는 오일을 펌핑하고 노즐로 공급되기 전에 압력을 최대 15bar까지 증가시킨다. 일반적으로 낫 모양의 게로터가 사용된다. 기어 펌프는 단순성, 내구성 및 저렴한 가격으로 인해 오일 버너에 자주 사용된다.3. 2. 압력 조절기
버너의 열 출력을 설정하려면 노즐을 통한 연료 공급 속도를 조절할 수 있어야 한다. 이는 펌프와 노즐 사이에 있는 조절 가능한 압력 릴리프 밸브를 통해 이루어진다. 설정된 압력(일반적으로 100psi)에 도달하면 이 밸브가 열리고 과도한 오일이 바이패스를 통해 연료 탱크 또는 펌프 흡입 측으로 다시 흐르도록 한다.[1]4. 전자기 밸브
전자기 밸브는 전기를 통해 연료가 분무기에서 차단되도록 하는 장치이다. 밸브가 닫힐 때 물방울이 떨어지는 것을 방지한다. 또한 시동 시 또는 불꽃이 튀지 않은 후 재시동 시 버너 및 보일러의 연료 미스트를 제거하는 데 도움을 준다. 버너가 제거되지 않으면 오일/공기 혼합물이 폭발할 위험이 있다.[1]
5. 팬
6. 점화기
오일 버너의 점화 방식에는 백열 플러그와 유사하게 작동하는 글로우 바를 사용하는 방식과, 점화 플러그와 비슷하게 고전압을 사용하여 점화를 생성하는 방식이 있다. 과거에는 변압기가 고전압을 생성하는 데 사용되었다. 1990년대 중반 이후 전자 점화기가 도입되어 구식 변압기를 대체하였다. 전자 점화기는 더 시원하게 작동하여 출력 전압을 10000V에서 20000V로 높여 더 빠르고 신뢰할 수 있는 점화를 제공한다. 표준 점화기는 약 35mA를 소비한다.
7. 안전 제어
오일 버너에는 적절한 점화를 확인하기 위한 안전 장치가 있다. "주 제어", "안전 제어", "카드 셀 제어", "마스터 제어", "파이어아이 제어" 등은 모두 LDR (광 의존성 저항)을 가리키는 말이며, 카드뮴 황화물을 사용하기 때문에 "카드 셀"이라고도 불린다.
7. 1. 광전지 (카드뮴 황화물 셀)
광 의존성 저항(LDR)은 빛의 양에 따라 저항 값이 변하는 소자로, 오일 버너에서 불꽃을 감지하는 데 사용된다. LDR은 빛에 많이 노출될수록 저항이 감소한다.
"주 제어", "안전 제어", "카드 셀 제어", "마스터 제어", "파이어아이 제어" 등은 모두 LDR을 가리키는 말이다. LDR은 카드뮴 황화물을 사용하기 때문에 "카드 셀"이라고도 불린다. 어둠 속에서는 약 1 MΩ의 저항을 가지지만, 불꽃의 빛에 노출되면 75–300 Ω으로 저항이 낮아진다.
7. 2. 스택 릴레이 (구형 오일 버너)
구형 오일 버너에는 배기 덕트에 설치된 1차 제어 장치가 장착되어 있었으며, 바이메탈 열 감지 요소가 덕트 안으로 돌출되어 있었다. 이러한 제어 장치는 "스택 릴레이" 또는 "스택 제어"라고 불렸다. 이는 최신 카드 셀 제어와 동일한 기능을 수행했지만, 버너 화염에서 나오는 빛을 감지하는 대신 배기 가스의 열을 감지하여 점화를 확인했다.참조
[1]
웹사이트
Thermopride Oil Furnaces
http://www.thermopri[...]
2018-03-28
[2]
서적
Home Heating & Air Conditioning Systems
https://books.google[...]
McGraw-Hill Professional
[3]
웹사이트
Beckett Burner Corp
https://www.beckettc[...]
2018-03-28
[4]
웹사이트
Oil Burner Nozzle Series
https://www.sidharve[...]
2023-12-22
[5]
웹사이트
Robert S. BABINGTON Nebulizer Fuel Burner
http://www.rexresear[...]
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