가스 오븐 쿡탑 버너의 EN규격 열효율 및 CO성능 확보 연구 = A Study on the Energy Efficiency and CO Performance of the Gas Oven Cooktop Burner

국문 초록 (Abstract)

가스 오븐의 주요 시장은 북미가 주류이나 최근 판매 지역 다변화를 꾀하고 있으며, 그 중에 수요가 년 9백만대 이상, 연평균 성장률 약 9.5% 이상 수준을 보이는 중남미 시장을 점진적으로 파급해 나가는 추세를 보이고 있어 이의 시장 선점 위해서는 빠른 성능 확보를 통한 제품 개발이 중요한데, 중남미 적용 규격인 EN 규격에는 북미 및 멕시코 규격 대비 열효율 성능이 크게 강화되어 있어 별도의 추가 성능 확보가 필요한 상황이다. 열효율 성능은 탑버너에 조리 용기 근접이 관건인데, 탑버너 2차 공기량 부족, 화염의 Grate 접촉량 증대 등으로 불완전 연소 조건들이 되는 바, 총합적 분석 및 최적화 기술이 필요하다. 본 연구에서는 북미 제품을 기본 모델로 하면서 쿡탑부 공용화 및 변경점 최소화의 EN 규격 열효율 성능치를 만족하는 개선 Spec을 도출하였고 , 탑버너에 대해서는 열효율 및 CO성능 주요 인자를 반영한 실물을 제작후 실 검증 실험을 진행 하였으며, 또한 사전에 특성 분석, EN 규격 사항 파악 및 CAE 해석 등의 검토 내용도 기술함으로써 향후 고효율, 고성능 탑버너 설계에 접목할 수 있는 지침 내용을 제시하였다

목차 (Table of Contents)

• List of Table ………………………………………………………………………………… ⅲ
• List of Figures ……………………………………………………………………………… ⅳ
• 요약 …………………………………………………………………………………………… ⅶ
• 1장 서론 ……………………………………………………………………………………… 1
• 1.1 연구 배경 ......................................................................................... 1
• 1.2 연구 동향 ......................................................................................... 3
• 1.3 연구 목적 ........................................................................................., 5
• 2장 이론적 배경 ……………………………………………………………………………… 6
• 2.1 제품 관련 현황 ....................................................................................6
• 2.2 열 전달 메카니즘 ................................................................................ 9
• 2.3 가스 쿡탑부 구성 및 동작 형태 ........................................................... 11
• 2.4 가스 쿡탑부 분류 .............................................................................. 12
• 2.5 가스 쿡탑부 구성 .............................................................................. 14
• 2.6 가스 버너 연소 거동 .......................................................................... 15
• 2.7 열효율 및 CO성능관련 규격과 기준 ..................................................... 17
• 3장 실험 장치 및 방법 …………………………………………………………………… 19
• 3.1 열효율 측정 실험 장치 및 방법 ........................................................... 19
• 3.2 CO농도 측정 실험 장치 및 방법 .......................................................... 23
• 4장 관련 성능 특성 분석 ………………………………………………………………… 29
• ii
• 4.1 열효율관련 특성 분석 ....................................................................... 29
• 4.2 CO성능관련 특성 분석 ..................................................................... 32
• 5장 실험 조건 및 변수 설정 ……………………………………………………………… 36
• 5.1 실험 조건 설정 ................................................................................. 36
• 5.2 실험 변수 설정 ................................................................................. 38
• 5.3 변수 반영 방법 ................................................................................. 42
• 6장 실험 결과 및 고찰 …………………………………………………………………… 44
• 6.1 실험 결과 전체 요약 ............................... ........................................ 44
• 6.2 실험 결과의 총합적 고찰 .................................................................... 45
• 6.3 실험 결과의 통계적 고찰 ……………………………………………………………51
• 6.4 실험 결과의 개별 고찰 ........................................................................ 59
• 7장 성능 확보 및 최적화 ………………………………………………………………… 65
• 7.1 열효율 성능 최적화 위한 Grate 설계 .................................................. 65
• 7.2 CO 성능 최적화 위한 버너 설계 .......................................................... 66
• 7.3 버너 성능 전체 최적화 위한 CAE 해석 ............................................... 76
• 7.4 최적화 결과 ...................................................................................... 78
• 8장 결론 ................................................................................................... 84
• 참고문헌 ……………………………………………………………………………………… 86