KR100805630B1 - Combustion apparatus for a gas boiler - Google Patents

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Abstract

A combustion device for a gas boiler is provided to improve a turn-down ratio and to increase efficiency of the gas boiler by installing multiple nozzles and preventing supply of excess air in a low output area through premixing gas and air. A combustion device for a gas boiler comprises the followings: a blower(110) supplying air for combustion; a proportional control valve(153) controlling a gas supply amount; a nozzle unit(140) connected to the proportional control valve, to supply gas by opening/closing of auxiliary valves(151,152), including multiple nozzles(141,142) installed parallel; a mixing chamber(120) mixing and supplying the air supplied from the blower and the gas passed through the nozzle unit to a burner surface(130); a control unit controlling revolution of the blower according to opening/closing of the proportional control valve and the auxiliary valves, to supply an air amount needed only for combustion.

Description

가스보일러의 연소장치{COMBUSTION APPARATUS FOR A GAS BOILER}Combustion device of gas boiler {COMBUSTION APPARATUS FOR A GAS BOILER}

도 1은 가스소비량과 압력과의 관계를 나타내는 그래프, 1 is a graph showing the relationship between gas consumption and pressure;

도 2는 종래의 연소장치를 보여주는 개략도, 2 is a schematic view showing a conventional combustion apparatus,

도 3은 산소농도와 노점온도의 관계를 나타내는 그래프,3 is a graph showing the relationship between oxygen concentration and dew point temperature;

도 4는 본 발명의 일실시예를 보여주는 개략도,4 is a schematic view showing one embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 개략도.5 is a schematic view showing another embodiment of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

110 : 송풍기 120 : 믹싱챔버110: blower 120: mixing chamber

121 : 공기분배판 130 : 버너표면121: air distribution board 130: burner surface

141 : 제1노즐 142 : 제2노즐141: first nozzle 142: second nozzle

151 : 제1보조밸브 152 : 제2보조밸브151: first auxiliary valve 152: second auxiliary valve

153 : 비례제어밸브 154 : 메인밸브153: proportional control valve 154: main valve

본 발명은 가스보일러의 연소장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버너의 턴다운비를 향상시키면서도 낮은 출력 영역에서 배기가스 중의 산소 농도가 급격히 높아지는 것을 방지하여 높은 효율을 유지할 수 있는 가스보일러의 연소장치에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion device of a gas boiler, and more particularly, to a combustion device of a gas boiler capable of maintaining high efficiency by preventing a sudden increase in oxygen concentration in exhaust gas in a low output area while improving the turndown ratio of a burner. It is about.

일반적으로 가스보일러의 경우 턴다운비(Turn-Down Ratio;TDR)가 설정된다. 턴다운비(TDR)란 가스의 양이 가변 조절되는 가스연소장치에 있어서 '최대가스소비량 대 최소가스소비량의 비'를 말한다. 예를 들면 최대가스소비량이 24,000kcal/h이고 최소가스소비량이 8,000kcal/h인 경우 턴다운비(TDR)는 3:1이 된다. 턴다운비(TDR)는 안정된 화염을 유지하기 위한 최소가스소비량을 얼마나 낮게 조절할 수 있는지 여부에 따라 제한된다.In general, a turn-down ratio (TDR) is set for a gas boiler. The turndown ratio (TDR) refers to the ratio of maximum gas consumption to minimum gas consumption in a gas combustion device in which the amount of gas is variably controlled. For example, if the maximum gas consumption is 24,000 kcal / h and the minimum gas consumption is 8,000 kcal / h, the turndown ratio (TDR) is 3: 1. The turndown ratio (TDR) is limited by how low the minimum gas consumption can be adjusted to maintain a stable flame.

가스보일러의 경우 턴다운비(TDR)가 클수록 난방 및 온수 사용시의 편리성이 증대된다. 즉, 턴다운비(TDR)가 작고(즉, 최소가스소비량이 높은 경우) 난방 및 온수의 부하가 작은 영역에서 버너가 작동되는 경우에는 잦은 보일러의 온/오프(On/Off)가 발생하게 되므로 온도제어시의 편차가 커지고, 기기의 내구성이 저하된다. 따라서 가스보일러에 적용되는 버너의 턴다운비(TDR)를 향상시키는 방법이 제시되어 왔다.In the case of gas boilers, the greater the turndown ratio (TDR), the greater the convenience of using heating and hot water. In other words, when the burner is operated in an area where the turndown ratio (TDR) is small (that is, when the minimum gas consumption is high) and the load of heating and hot water is small, frequent boiler on / off occurs. The deviation at the time of control becomes large and durability of an apparatus falls. Therefore, a method of improving the turndown ratio (TDR) of the burner applied to the gas boiler has been proposed.

도 1은 가스소비량과 압력과의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 2는 종래의 연소장치를 보여주는 개략도이며, 도 3은 산소농도와 노점온도의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 1 내지 도 3을 참조하여, 종래 연소장치의 문제점을 설명한다.1 is a graph showing the relationship between gas consumption and pressure, Figure 2 is a schematic diagram showing a conventional combustion device, Figure 3 is a graph showing the relationship between oxygen concentration and dew point temperature. 1 to 3, a problem of the conventional combustion apparatus will be described.

가스버너의 턴다운비(TDR)를 제한하는 기본적인 요소는 도 1에 나타난 바와 같이 가스소비량(Q)과 압력(P)과의 관계에 있다고 볼 수 있다. 일반적으로 유체의 압력과 유량과의 관계는 다음과 같다.A basic factor limiting the turndown ratio TDR of the gas burner may be regarded as a relationship between the gas consumption amount Q and the pressure P, as shown in FIG. 1. In general, the relationship between the fluid pressure and the flow rate is as follows.

Figure 112006089458611-pat00001
Figure 112006089458611-pat00001

즉, 유체의 유량을 2배 증가시키기 위해서는 공급압력을 4배 상승시켜야 한다. 따라서 턴다운비(TDR)를 3:1로 하기 위해서는 공급압력의 비를 9:1로 해야 하며, 턴다운비(TDR)를 10:1로 하기 위해서는 공급압력의 비를 100:1로 해야 하는데, 가스의 공급압력을 무한히 증가시키는 것은 불가능하다는 데 문제가 있다.That is, in order to double the flow rate of the fluid, the supply pressure must be increased four times. Therefore, in order to make the turndown ratio (TDR) 3: 1, the supply pressure ratio must be 9: 1, and in order to make the turndown ratio (TDR) 10: 1, the supply pressure ratio must be 100: 1. The problem is that it is impossible to infinitely increase the supply pressure.

일반적으로 가정용 도시가스의 공급압력 기준은 200mmH2O이고, 허용공차는 +50, -100mmH2O로 관리되므로, 상기 허용공차를 감안하여 안정적인 버너의 연소를 보장하기 위해서는 최대 가스압력을 100mmH2O 이하로 설정하는 것이 바람직하다.Generally, the supply pressure of the city gas for home use is 200mmH 2 O, and the tolerance is controlled as +50, -100mmH 2 O. Therefore, the maximum gas pressure is 100mmH 2 O to ensure stable combustion of the burner in consideration of the above tolerance. It is preferable to set below.

또한 가스량을 조절하여 공급하는데 사용되는 비례제어용 가스밸브(가버너)는 일정 압력 이상이 되어야 최소 가스량 제어가 가능하다. 가스밸브의 특성에 따라 최소 가스량 제어 범위가 달라지지만, 통상 최소 10mmH2O 이상에서 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the proportional control gas valve (gaverner) used to control and supply the gas amount must be above a certain pressure to control the minimum gas amount. Although the minimum gas volume control range varies according to the characteristics of the gas valve, it is generally preferable to use at least 10 mmH 2 O or more.

이와 같은 제약조건을 고려하여 가스압력을 10~100mmH2O로 변화시키는 경우의 턴다운비(TDR)는 약 3.15:1이 되므로, 통상 가스압력을 변화시키는 것만으로는 턴다운비(TDR)가 약 3:1로 제한되는 것이다.In consideration of such constraints, the turndown ratio (TDR) is about 3.15: 1 when the gas pressure is changed to 10 to 100 mmH 2 O. Therefore, the turndown ratio (TDR) is about 3 by simply changing the gas pressure. It is limited to: 1.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 도 2에 나타난 바와 같이 버너를 몇 개의 영역으로 구획하고, 각 버너로 분사되는 가스의 통로를 개폐함으로써 가스버너의 턴다운비(TDR)를 높이는 방법이 제시되어 왔다.In order to solve the above problems, a method of increasing the turndown ratio (TDR) of the gas burner has been proposed by dividing the burner into several regions as shown in FIG. 2 and opening and closing the passage of the gas injected into each burner. .

도 2의 연소장치는, 버너(20)의 영역을 4:6의 비율로 1단영역(21)과 2단영역(22)으로 분할하고, 각각의 가스통로에 밸브(31,32)를 장착하면, 다음의 표와 같은 비례제어 영역을 얻을 수 있다. 이 경우 각 버너 영역의 턴다운비(TDR)는 3:1로 가정한다.In the combustion apparatus of FIG. 2, the burner 20 is divided into a first stage 21 and a second stage 22 at a ratio of 4: 6, and valves 31 and 32 are mounted in respective gas passages. As a result, a proportional control area as shown in the following table can be obtained. In this case, it is assumed that the turndown ratio TDR of each burner area is 3: 1.

구 분division 최대가스량Gas volume 최소가스량Gas volume 1단 only1st stage only 40%40% 13%13% 2단 only2-stage only 60%60% 20%20% 1단 + 2단1st stage + 2nd stage 100%100% 33%33%

즉, 최대가스량을 100%로 볼 때, 13%에서 100%까지의 비례제어가 가능하므로 턴다운비(TDR)는 약 7.7대1이 된다. 그러나 이러한 구조의 연소장치를 콘덴싱 보일러에 적용했을 때에는 다음과 같은 문제점이 있다.That is, when the maximum amount of gas is 100%, the proportional control from 13% to 100% is possible, so the turndown ratio (TDR) is about 7.7 to one. However, when the combustion device of such a structure is applied to the condensing boiler, there are the following problems.

콘덴싱 보일러는 배기가스 중에 포함되어 있는 수증기를 응축시키고 열교환기를 통해 그 응축되는 수증기의 잠열을 회수함으로써 가스보일러의 효율을 높이는 방법이다. 따라서 배기가스의 노점온도가 높을수록 수증기가 쉽게 응축되므로 보일러의 효율이 좋아진다.Condensing boiler is a method of increasing the efficiency of the gas boiler by condensing the water vapor contained in the exhaust gas and recovering the latent heat of the water vapor condensed through the heat exchanger. Therefore, the higher the dew point temperature of the exhaust gas, the better the efficiency of the boiler because water vapor is easily condensed.

그런데 배기가스의 노점온도는 배기가스 중에 포함된 수증기의 체적비율(%)이 높을수록 높아지게 되고, 수증기의 체적비율을 높이기 위해서는 배기가스 중에 포함된 과잉공기(배기가스의 성분 H2O + CO2 + O2 + N2 중 연소반응에 참가하지 않는 산소와 질소를 말한다)의 양이 작게 되도록 하여야 한다.However, the dew point temperature of the exhaust gas is increased as the volume ratio (%) of the water vapor contained in the exhaust gas increases, and in order to increase the volume ratio of the water vapor, the excess air contained in the exhaust gas (components of the exhaust gas H 2 O + CO 2 + O 2 + N 2 , which means oxygen and nitrogen not participating in the combustion reaction).

그러나 도 3에 나타난 바와 같이 배기가스 중에 산소농도가 증가하면(즉, 과 잉공기의 양이 증가하면) 노점온도가 급격히 낮아지므로 콘덴싱 보일러의 효율이 저하되게 된다.However, as shown in FIG. 3, when the oxygen concentration in the exhaust gas is increased (that is, when the amount of excess air is increased), the dew point temperature is drastically lowered, thereby reducing the efficiency of the condensing boiler.

따라서 도 2와 같이 버너(20)의 영역을 1단영역(21)과 2단영역(22)으로 분할하는 경우, 1단영역(21)에서만 연소가 이루어지는 경우에도 버너(20)의 2단영역(22)에까지 송풍기(10)에 의한 공기의 공급이 이루어져 배기가스 중의 산소농도는 매우 높은 상태가 된다.Therefore, when the area of the burner 20 is divided into the first stage area 21 and the second stage area 22 as shown in FIG. 2, the second stage area of the burner 20 even when combustion is performed only in the first stage area 21. The air is supplied by the blower 10 to (22), and the oxygen concentration in the exhaust gas becomes very high.

그러므로 도 2와 같은 연소장치를 콘덴싱 보일러에 적용하는 경우에는 낮은 출력 영역에서(즉, 1단영역 또는 2단영역에서만 연소가 이루어지는 경우) 높은 효율을 기대하기 어려운 문제가 있다. Therefore, when the combustion apparatus as shown in FIG. 2 is applied to the condensing boiler, it is difficult to expect high efficiency in the low output region (that is, when the combustion occurs only in the first stage region or the second stage region).

미설명부호 33은 비례제어밸브, 34는 메인 솔레노이드밸브이다.Reference numeral 33 is a proportional control valve, 34 is the main solenoid valve.

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 버너의 턴다운비(TDR)를 향상시키는 구조를 구비하면서도 낮은 출력 영역에서 배기가스 중의 산소 농도가 급격히 높아지는 것을 방지하여 가스 보일러의 효율을 높일 수 있는 가스보일러의 연소장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has a structure to improve the turndown ratio (TDR) of the burner, while preventing the oxygen concentration in the exhaust gas is rapidly increased in the low output area to increase the efficiency of the gas boiler It is an object of the present invention to provide a combustion apparatus of a gas boiler.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 가스보일러의 연소장치는, 연소에 필요한 공기를 공급하기 위한 송풍기; 가스의 공급유량을 조절하는 비 례제어밸브; 상기 비례제어밸브에 연결되어 보조밸브의 개폐에 의해 가스의 공급이 이루어지고, 복수개의 노즐이 병렬로 연결된 노즐부; 상기 송풍기로부터 공급된 공기와 상기 노즐부를 통과한 가스를 혼합시켜 버너 표면으로 공급하는 믹싱챔버; 상기 비례제어밸브 및 보조밸브의 개폐에 따라 송풍기의 회전수를 제어하여 연소에 필요한 공기량만을 공급하도록 하는 제어부;를 포함하여 이루어진다.Combustion apparatus of the gas boiler of the present invention for achieving the above object, the blower for supplying air required for combustion; A proportional control valve for adjusting a supply flow rate of the gas; A nozzle unit connected to the proportional control valve to supply gas by opening and closing an auxiliary valve, and a plurality of nozzles connected in parallel; A mixing chamber for mixing the air supplied from the blower with the gas passing through the nozzle part and supplying the mixed gas to a burner surface; And a controller for controlling the rotation speed of the blower according to opening and closing of the proportional control valve and the auxiliary valve so as to supply only the amount of air required for combustion.

이 경우 상기 노즐부는 가스가 통과되는 부분의 직경이 서로 상이한 복수개의 노즐로 이루어지는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the nozzle part is composed of a plurality of nozzles having different diameters of the portions through which the gas passes.

또한 상기 믹싱챔버에는 공기분배판이 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that an air distribution plate is formed in the mixing chamber.

상기 노즐부를 통과한 가스는 송풍기의 입구단으로 유입되어 공기와 혼합되는 것으로 이루어질 수 있다.Gas passing through the nozzle unit may be introduced into the inlet of the blower and mixed with air.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일실시예를 보여주는 개략도이다.4 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.

본 발명은 버너의 턴다운비(TDR)를 향상시키는 동시에 과잉공기의 공급을 줄여 낮은 출력 영역에서 높은 효율을 유지할 수 있는 구조를 구비한 것이다. 그러한 구성의 일례로, 도 4를 참조하면, 연소에 필요한 공기를 공급하기 위한 송풍기(110), 가스의 공급유량을 조절하는 비례제어밸브(153), 상기 비례제어밸브(153)에 연결되어 보조밸브(151,152)의 개폐에 의해 가스의 공급이 이루어지고 복수개의 노즐(141,142)이 병렬로 연결된 노즐부(140), 상기 송풍기(110)로부터 공급된 공기와 상기 노즐부(140)를 통과한 가스를 혼합시켜 버너 표면(130)으로 공급하는 믹싱챔버(120), 상기 비례제어밸브(153) 및 보조밸브(151,152)의 개폐에 따라 송풍기(110)의 회전수를 제어하여 연소에 필요한 공기량만을 공급하도록 하는 제어부(도면에 미도시)로 이루어진다.The present invention improves the turndown ratio (TDR) of the burner and at the same time reduces the supply of excess air and has a structure capable of maintaining high efficiency in a low output area. As an example of such a configuration, referring to FIG. 4, a blower 110 for supplying air required for combustion, a proportional control valve 153 for adjusting a supply flow rate of gas, and connected to the proportional control valve 153 are assisted. Gas is supplied by opening and closing the valves 151 and 152 and the plurality of nozzles 141 and 142 are connected in parallel to the nozzle unit 140, the air supplied from the blower 110 and the gas passing through the nozzle unit 140. Control the rotational speed of the blower 110 in accordance with the opening and closing of the mixing chamber 120, the proportional control valve 153 and the auxiliary valves 151, 152 to mix and supply to the burner surface 130 to supply only the amount of air necessary for combustion It is made up of a control unit (not shown).

도 4에 도시된 버너구조는 믹싱챔버(120)를 구비하고 있어 예혼합(Pre Mixed)버너의 연소구조를 보여주고 있다. 예혼합 버너는 공기와 가스를 완전 연소가 가능하도록 미리 혼합하여 버너표면(130)으로 분출시켜 연소가 이루어지도록 하는 것으로서, 분젠 버너에 비해 낮은 과잉공기비에서 연소가 가능하므로 노점온도를 높일 수 있어 특히 콘덴싱 보일러에 널리 사용된다.The burner structure shown in FIG. 4 is provided with a mixing chamber 120 to show a combustion structure of a pre mixed burner. Premixed burner is to mix the air and gas in advance to enable complete combustion to eject to the burner surface 130 so that combustion occurs, it is possible to increase the dew point temperature because it is possible to burn at a lower excess air ratio than the Bunsen burner Widely used in condensing boilers.

상기 비례제어밸브(153)는, 필요한 버너의 화력에 맞추어 연료량과 공기량을 제어하여 연소시키는 비례제어연소시스템에서 가스의 공급유량을 조절하기 위한 것이다.The proportional control valve 153 is for adjusting the supply flow rate of the gas in the proportional control combustion system in which the fuel amount and the air amount are controlled and combusted according to the burner power required.

상기 비례제어밸브(153)의 가스입구측에는 메인밸브(154)가 설치된다. 상기 메인밸브(154)는 온/오프(ON/OFF)밸브로서 개폐동작에 의해 가스를 공급하는 기능을 수행한다.The main valve 154 is installed at the gas inlet side of the proportional control valve 153. The main valve 154 serves to supply a gas by an opening / closing operation as an on / off valve.

본 실시예에서 상기 노즐부(140)는 제1노즐(141), 제2노즐(142)로 이루어진다. 상기 제1노즐(141)과 제2노즐(142)의 구멍크기 비율은 같은 크기로 할 수 있으나, 턴다운비(TDR)를 보다 크게 하기 위해서는 상기 제1노즐(141)과 제2노즐(142)의 구멍크기를 예를 들면 4:6과 같이 상이하게 되는 것이 바람직하다. In this embodiment, the nozzle unit 140 includes a first nozzle 141 and a second nozzle 142. The hole size ratio of the first nozzle 141 and the second nozzle 142 may be the same size, but in order to increase the turndown ratio TDR, the first nozzle 141 and the second nozzle 142 are larger. It is preferable that the hole sizes of be different from, for example, 4: 6.

또한 도 4에서는 제1노즐(141)과 제2노즐(142) 2개만이 도시되어 있으나, 3개, 4개 등으로 구성하여 턴다운비(TDR)를 더욱 높일 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.In addition, although only two first nozzles 141 and two second nozzles 142 are illustrated in FIG. 4, three or four nozzles 142 may be configured to further increase the turndown ratio TDR.

상기 제1노즐(141)의 가스유입측에는 상기 제1노즐(141)로 가스를 공급하기 위한 개폐밸브로서 온/오프(ON/OFF)밸브인 제1보조밸브(151)가 설치되고, 제2노즐(142)의 가스유입측에도 동일한 기능의 제2보조밸브(152)가 설치된다.On the gas inlet side of the first nozzle 141, a first auxiliary valve 151, which is an on / off valve, is provided as an on / off valve for supplying gas to the first nozzle 141, and a second The second auxiliary valve 152 having the same function is provided on the gas inlet side of the nozzle 142.

상기 믹싱챔버(120)는 공기와 가스가 혼합되는 장소로서, 공기가 공급되는 송풍기(110)와 가스가 공급되는 노즐부(140)에 각각 연결되어 있다. 또한 믹싱챔버(120)의 내부에는 공기와 가스가 곧바로 버너 표면(130) 측으로 상승하는 것을 방지하여 공기와 가스가 원활히 혼합되도록 하기 위해 공기분배판(121)이 설치되어 있다.The mixing chamber 120 is a place where air and gas are mixed, and is connected to the blower 110 to which air is supplied and the nozzle unit 140 to which gas is supplied. In addition, the air distribution plate 121 is installed in the mixing chamber 120 to prevent air and gas from rising immediately to the burner surface 130 and to smoothly mix the air and the gas.

상기 버너표면(130)은 기존에 사용되는 예혼합용 버너표면(Burner Surface)을 사용하는 것이 가능한데, 예를 들면 금속철망(Metal Fiber), 세라믹(Ceramic) 또는 스테인리스(Stainless) 타공판 등이 사용가능하다.The burner surface 130 may use a pre-mixed burner surface, which may be used, for example, metal fiber, ceramic or stainless steel perforated plates. Do.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 개략도이다. 5 is a schematic view showing another embodiment of the present invention.

본 실시예에서는 도 4의 연소장치와 공기와 가스가 혼합되는 위치에 있어서만 차이가 있다. 즉, 상기 노즐부(140)를 통과한 가스는 송풍기(110)의 입구단(111)으로 유입되어 공기와 혼합되도록 배관을 구성하였다.In this embodiment, there is a difference only in the position where the combustion apparatus and the air and the gas of FIG. 4 are mixed. That is, the gas passing through the nozzle unit 140 flows into the inlet end 111 of the blower 110 and is configured to mix with air.

이하 상기 구성에 의한 본 발명의 작용을 설명한다. Hereinafter, the operation of the present invention by the above configuration.

상기 제1노즐(141)과 제2노즐(142)의 구멍크기 비가 4:6인 것으로, 가스압력의 조절을 통한 턴다운비(TDR)는 3:1로 가정한다.It is assumed that the hole size ratio of the first nozzle 141 and the second nozzle 142 is 4: 6, and the turndown ratio TDR through the adjustment of the gas pressure is 3: 1.

부하량Load 노즐부 개방 여부Nozzle opening 최대가스량Gas volume 최소가스량Gas volume 소small 제1노즐 open, 제2노즐 close1st nozzle open, 2nd nozzle close 40%40% 13%13% 중medium 제1노즐 close, 제2노즐 open1st nozzle close, 2nd nozzle open 60%60% 20%20% 대versus 제1노즐 open, 제2노즐 open1st nozzle open, 2nd nozzle open 100%100% 33%33%

난방 및 온수의 부하가 작은 경우에는 상기 제1노즐(141)측의 제1보조밸브(151)는 개방되고, 제2노즐(142)측의 제2보조밸브(152)는 닫힌 상태가 된다. 이 상태에서 비례제어밸브(153)를 통해 조절되는 가스량은 최대가 40%가 되고, 최소가 13%가 된다.When the load of heating and hot water is small, the first auxiliary valve 151 on the first nozzle 141 side is opened and the second auxiliary valve 152 on the second nozzle 142 side is in a closed state. In this state, the gas amount controlled through the proportional control valve 153 is 40% at the maximum and 13% at the minimum.

이 경우 제어부에서는 상기 비례제어밸브(153) 및 보조밸브(151,152)의 개폐에 따라 송풍기(110)의 회전수를 제어하여 연소에 필요한 공기량만을 공급하도록 한다.In this case, the controller controls the rotation speed of the blower 110 according to the opening and closing of the proportional control valve 153 and the auxiliary valves 151 and 152 to supply only the amount of air necessary for combustion.

상기와 같이 공급된 가스와 공기는 믹싱챔버(120)에서 혼합되어 버너표면(130)의 전 영역에서 연소가 이루어지므로, 종래와 같이 버너표면의 일부 영역에서만 연소가 일어나 저부하영역에서 과잉공기가 공급되어 노점온도가 하락하는 것이 방지된다. Since the gas and air supplied as described above are mixed in the mixing chamber 120 to perform combustion in the entire area of the burner surface 130, combustion occurs only in a partial region of the burner surface as in the prior art, so that excess air is generated in the low load region. Supplied to prevent dew point temperature from falling.

난방 및 온수의 부하가 중간 정도인 경우에는 상기 제1노즐(141)측의 제1보조밸브(151)는 닫힌 상태가 되고, 제2노즐(142)측의 제2보조밸브(152)는 개방된 상태가 된다. 이 상태에서 비례제어밸브(153)를 통해 조절되는 가스량은 최대가 60%가 되고, 최소가 20%가 된다.When the load of heating and hot water is about medium, the first auxiliary valve 151 of the first nozzle 141 is closed, and the second auxiliary valve 152 of the second nozzle 142 is open. It becomes a state. In this state, the gas amount controlled through the proportional control valve 153 is 60% at the maximum and 20% at the minimum.

또한 난방 및 온수의 부하가 큰 경우에는 상기 제1노즐(141)측의 제1보조밸브(151)와 제2노즐(142)측의 제2보조밸브(152)가 모두 개방된 상태가 된다. 이 상태에서 비례제어밸브(153)를 통해 조절되는 가스량은 최대가 100%가 되고, 최소가 33%가 된다.In addition, when the loads of heating and hot water are large, both the first auxiliary valve 151 on the side of the first nozzle 141 and the second auxiliary valve 152 on the side of the second nozzle 142 are opened. In this state, the amount of gas controlled through the proportional control valve 153 is 100% at the maximum and 33% at the minimum.

상기 구조에 의하면, 최대가스량을 100%로 볼 때 13%에서 100%까지의 비례제어가 가능하므로 턴다운비(TDR)는 종래기술과 같이 약 7.7대1을 유지하면서도, 노점온도의 하락을 방지하여 콘덴싱 보일러의 효율을 높게 유지하면서 운전하는 것이 가능하게 된다. According to the above structure, when the maximum amount of gas is 100%, 13% to 100% of proportional control is possible, so that the turndown ratio (TDR) is maintained at about 7.7 to 1 as in the prior art, while preventing the drop in dew point temperature. It is possible to operate while maintaining the efficiency of the condensing boiler.

또한 본 발명에 의하면, 노즐부의 노즐 개수를 3개 또는 4개로 증가시킴으로써 노점온도의 하락을 일으키지 않고도 종래 기술에 비해 턴다운비(TDR)을 더욱 높이는 것이 가능하게 된다. In addition, according to the present invention, by increasing the number of nozzles in the nozzle portion to three or four, it is possible to further increase the turndown ratio (TDR) compared to the prior art without causing a drop in dew point temperature.

이상, 본 발명을 실시 예를 사용하여 설명하였으나 이들 실시예는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 다양한 수정과 변경을 가할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the present invention has been described using embodiments, but these embodiments are merely exemplary, and those skilled in the art may make various modifications and changes without departing from the spirit of the present invention. I can understand that.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 가스보일러의 연소장치에 의하면, 버너의 턴다운비(TDR)를 향상시킬 수 있고, 또한 가스와 공기를 예혼합하 여 과잉공기의 공급을 방지함으로써 낮은 출력 영역에서 배기가스 중의 산소 농도가 높아지는 것을 방지하여 가스 보일러의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, according to the combustion apparatus of the gas boiler according to the present invention, the turn-down ratio (TDR) of the burner can be improved, and the low output area is achieved by premixing gas and air to prevent supply of excess air. By preventing the increase in the oxygen concentration in the exhaust gas has an effect that can increase the efficiency of the gas boiler.

Claims (4)

연소에 필요한 공기를 공급하기 위한 송풍기;A blower for supplying air for combustion; 가스의 공급유량을 조절하는 비례제어밸브;A proportional control valve controlling a supply flow rate of gas; 상기 비례제어밸브에 연결되어 보조밸브의 개폐에 의해 가스의 공급이 이루어지고, 복수개의 노즐이 병렬로 연결된 노즐부;A nozzle unit connected to the proportional control valve to supply gas by opening and closing an auxiliary valve, and a plurality of nozzles connected in parallel; 상기 송풍기로부터 공급된 공기와 상기 노즐부를 통과한 가스를 혼합시켜 버너 표면으로 공급하는 믹싱챔버;A mixing chamber for mixing the air supplied from the blower with the gas passing through the nozzle part and supplying the mixed gas to a burner surface; 상기 비례제어밸브 및 보조밸브의 개폐에 따라 송풍기의 회전수를 제어하여 연소에 필요한 공기량만을 공급하도록 하는 제어부;A controller for controlling the rotation speed of the blower according to opening and closing of the proportional control valve and the auxiliary valve so as to supply only the amount of air required for combustion; 를 포함하여 이루어진 가스보일러의 연소장치.Combustion device of a gas boiler comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노즐부는 가스가 통과되는 부분의 직경이 서로 상이한 복수개의 노즐로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스보일러의 연소장치.The nozzle unit of the gas boiler combustion apparatus, characterized in that consisting of a plurality of nozzles having different diameters of the passage portion of the gas. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 믹싱챔버에는 공기분배판이 형성된 것을 특징으로 하는 가스보일러의 연소장치.Combustion apparatus of a gas boiler, characterized in that the mixing chamber is formed with an air distribution plate. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 노즐부를 통과한 가스는 송풍기의 입구단으로 유입되어 공기와 혼합되는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 연소장치.Gas passing through the nozzle unit is introduced into the inlet end of the blower, the combustion apparatus of the gas boiler, characterized in that mixed with air.
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