KR101160467B1 - 보일러용 가스제어장치 - Google Patents

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KR101160467B1
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문국찬
김성준
박강우
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Abstract

본 발명은 가스의 공급 및 차단을 확실하게 제어할 수 있는 보일러용 가스제어장치에 관한 것이다. 그 구성을 살펴보면, 중공의 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치된 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에 삽입되고 하부가 상기 하우징의 외부로 돌출된 로드와, 상기 로드의 하단에 설치되어 가스배출공을 개폐하는 개폐수단과, 상기 하우징과 상기 개폐수단 사이에 설치되어 상기 개폐수단을 하향으로 탄성 지지하는 스프링을 포함한다. 이때, 상기 로드의 하단에 결합구가 형성되고, 상기 개폐수단에 상기 결합구가 삽입되는 결합홈이 형성된다. 상술한 구성에 따르면, 상기 개폐수단이 상기 결합구와 상기 결합홈을 통해 상기 로드에 결합되므로, 외력이 인가될 경우 상기 결합구를 중심으로 소정의 범위 내에서 움직임이 가능하다. 따라서 개폐수단과 가스배출공의 중심이 다소 어긋나더라도 가스배출공을 폐쇄할 수 있어 가스의 공급 및 차단을 확실하게 제어할 수 있다.

Description

보일러용 가스제어장치{GAS CONTROL DEVICE FOR BOILER}
본 발명은 보일러용 가스제어장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 가스의 공급 및 차단이 확실하며, 가스누출의 우려가 없는 보일러용 가스제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 보일러는 연료를 연소시킬 때 발생하는 연소열을 이용하여 물을 가열하고, 가열된 물 또는 수증기를 필요한 곳에 공급하는 장치이다. 이러한 보일러는 사용처에 따라 가정용 보일러와 산업용 보일러로 구분되고, 용량에 따라 가정 등에서 사용되는 소용량 보일러와 발전소 등에서 사용되는 대용량 보일러로 구분되며, 사용되는 연료에 따라 기름보일러와 가스보일러 등으로 구분된다.
상술한 보일러 중에서 가스를 연료로 사용하는 가스보일러는 점화트랜스와 점화봉에서 스파크를 발생시켜 점화하고, 공급된 가스를 연소시켜 물을 가열하는 방식이다. 이러한 가스보일러는 가스의 완전연소를 위하여 유입되는 공기량에 따라 가스의 공급량을 조절해야 한다.
한편, 공기량에 따라 가스의 공급량을 조절하는 가스제어장치는 유입된 공기량에 따라 적정량의 가스를 공급할 수 있도록 전자적으로 제어된다. 즉, 공기가 유입되는 흡입구에 설치된 센서가 공기의 유입량을 감지하고 이를 마이컴 등의 제어부에 송신하며, 제어부에서는 유입된 공기량에 따라 미리 설정된 혼합비에 적합하도록 가스를 공급한다. 예를 들어, 외부에서 유입되는 공기량이 많으면 가스 공급량을 늘리고, 유입되는 공기량이 작으면 가스 공급량을 줄여 가스와 공기의 혼합비가 일정하게 유지되도록 한다.
본 발명은 보일러에 설치되어 공기량에 따라 가스의 공급량을 조절하는 가스제어장치에 관한 것이다. 선행기술(대한민국공개특허공보 제10-2010-0001600호, 2009.12.23 등록)을 참조하면 종래의 밸브는 다음과 같은 문제를 갖고 있다.
첫째, 종래의 밸브는 가스 배출량 조절부가 가스 배출구에 삽입되는 깊이에 따라 가스 배출구의 개방량을 조절하는 구조이므로 가스 배출량 조절부와 가스 배출구의 중심이 다소 어긋날 경우 가스 배출구의 개방량을 조절하는 것이 용이하지 못하다. 특히, 가스 배출량 조절부의 외경과 가스 배출구의 내경 사이에 제작공차, 조립오차가 발생할 경우 가스 배출구의 폐쇄가 용이하지 못하다.
둘째, 종래의 밸브는 가스의 누출을 방지하기 위한 다이어프램이 가스 배출량 조절부의 장착홈에 삽입, 고정되는 구조이므로, 가스 배출량 조절부의 잦은 이동시 장착홈에 삽입된 다이어프램이 이탈될 우려가 있으며, 이럴 경우 밸브를 통해 가스가 누출되어 안전사고를 일으킬 수 있다.
대한민국공개특허공보 제10-2010-0001600호
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 개폐수단과 가스배출공의 중심이 다소 어긋나더라도 가스배출공을 폐쇄할 수 있어 가스의 공급 및 차단이 확실한 보일러용 가스제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 가스제어장치를 통한 가스의 누출을 완벽하게 차단할 수 있어 안전성을 향상시킬 수 있는 보일러용 가스제어장치의 제공을 추가적인 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 보일러용 가스제어장치는, 중공의 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치된 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에 삽입되고 하부가 상기 하우징의 외부로 돌출된 로드와, 상기 로드의 하단에 설치되어 가스배출공을 개폐하는 개폐수단과, 상기 하우징과 상기 개폐수단 사이에 설치되어 상기 개폐수단을 하향으로 탄성 지지하는 스프링을 포함한다. 이때, 상기 로드의 하단에 결합구가 형성되고, 상기 개폐수단에 상기 결합구가 삽입되는 결합홈이 형성된다.
상술한 구성에 따르면, 상기 개폐수단이 상기 결합구와 상기 결합홈을 통해 상기 로드에 결합되므로, 외력이 인가될 경우 상기 결합구를 중심으로 소정의 범위 내에서 움직임이 가능하다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 가스배출공을 개폐하는 개폐수단이 로드의 하단에서 움직일 수 있게 결합되므로 개폐수단과 가스배출공의 중심이 다소 어긋나더라도 가스배출공을 폐쇄할 수 있어 가스의 공급 및 차단을 확실하게 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 보일러용 가스제어장치는, 스프링의 내부 또는 외부에 설치되어 로드의 이동시 신장되거나 수축되는 벨로우즈를 더 포함하여 구성될 수 있는데, 이와 같은 벨로우즈가 추가될 경우 보일러용 가스제어장치를 통한 가스의 누출을 완벽하게 차단할 수 있어 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러용 가스제어장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러용 가스제어장치의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러용 가스제어장치의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러용 가스제어장치의 사용상태도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보일러용 가스제어장치의 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보일러용 가스제어장치의 단면도.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러용 가스제어장치는(100), 하우징(110)과, 하우징(110)의 내부에 설치된 솔레노이드(120)와, 솔레노이드(120)에 설치된 로드(130)와, 로드(130)의 하단에 설치된 개폐수단(140)과, 하우징(110)과 개폐수단(140) 사이에 마련된 스프링(150)을 포함하여 구성된다.
도 3을 참조하여 각 구성요소(110~150)에 대해 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.
하우징(110)은, 하면이 개방된 ㄷ자 형상의 제1플레이트(110a)와, 제2플레이트(110a)의 개방된 하면에 결합되는 평판 형상의 제2플레이트(110b)로 구성된다. 상술한 구성의 하우징(110)은 제1플레이트(110a)와 제2플레이트(110b) 결합시 전후가 개방된 중공의 직육면체가 되며, 그 내부에 솔레노이드(120)가 설치된다. 이때, 제1플레이트(110a)의 중앙에는 솔레노이드(120)의 내부로 돌출되는 자력유도돌기(112)가 형성된다. 또한, 제2플레이트(110b)의 중앙에는 스프링(150)의 상단이 끼워지는 다단의 제1장착돌기(114)가 형성되고, 제1장착돌기(114)의 중앙에는 로드(130)가 관통되는 관통공(116)이 형성된다.
여기서 자력유도돌기(112)는 솔레노이드(120)에 전원이 인가될 경우 가동철심인 로드(130)를 이동시키기 위한 고정철심이다. 이 자력유도돌기(112)는 전원 인가시 로드(130)를 쉽게 상승시킬 수 있도록 코일(124)에서 발생한 자기장이 집중될 수 있는 콘 형상으로 형성된다. 이러한 자력유도돌기(112)는 제1플레이트(110a)를 단조가공하여 형성하는 것이 바람직한데, 이는 단조가공을 통해 자력유도돌기(112)를 제1플레이트(110a)와 일체로 형성함으로써 가스가 누출될 틈을 없애기 위함이다.
솔레노이드(120)는, 보빈(122)과, 보빈(122)의 외주면에 감긴 코일(124)과, 보빈(122)의 내부에 설치된 가이드(126)로 구성된다. 보빈(122)은 상단 및 하단에 플랜지(122f)가 형성된 스풀(spool) 형상이고, 자기장을 발생시키는 코일(124)이 한 쌍의 플랜지(112f) 사이에 위치된다. 보빈(112)에는 상면과 하면을 관통하는 삽입공(122h)이 형성되며, 이 삽입공(122h)에는 상술한 자력유도돌기(112)와 로드(130)가 상부와 하부로 각각 삽입된다. 가이드(126)는 삽입공(122h)의 내벽에 밀착될 수 있도록 관 형상이며, 보빈(122)의 상단에서 제1장착돌기(114)까지 연장되는 길이로 형성된다.
상술한 구성의 솔레노이드(120)는 가스의 누출을 방지하기 위한 오링(128a,128b)을 포함하여 구성된다. 즉, 가이드(126)의 상단 내주면과 자력유도돌기(112)의 외주면 사이에 제1오링(128a)이 설치되고, 가이드(126)의 하단 외주면과 제1장착돌기(114)의 내주면 사이에 제2오링(128b)이 설치된다.
로드(130)는 코일(124)에서 발생한 자기장에 의해 이동되는 금속막대이다. 로드(130)의 상면에는 자력유도돌기(112)와 대응되는 자력유도홈(132)이 형성되고, 하면에는 연장부(134)가 돌출되며, 연장부(134)의 하단에는 결합구(136)가 형성된다. 이때, 자력유도홈(132)은 전원 인가시 로드(130)가 쉽게 상승될 수 있도록 코일(124)에서 발생한 자기장이 집중되는 부분이다. 또한, 연장부(134)와 결합구(136)는 외력 인가시 개폐수단(140)이 움직일 수 있도록 하기 위한 것이다. 이 중에서 연장부(134)는 개폐수단(140)이 움직일 때 간섭이 발생하지 않도록 로드(130)보다 작은 직경으로 형성되고 소정의 길이로 연장된다. 또한, 결합구(136)의 하면은 곡면으로 형성되어 개폐수단(140)에 형성된 결합홈(146)의 내부에서 간섭이 발생하지 않도록 한다.
개폐수단(140)은, 로드(130)의 결합구(136)에 설치되는 탄성패드(142)와, 탄성패드(144)의 상부에 설치되는 커버(144)로 구성된다. 탄성패드(142)는 가스배출공(도 4의 200)을 완벽하게 밀봉할 수 있도록, 그리고 가스배출공(도 4의 200)과의 접촉시 충격을 흡수할 수 있도록 소정의 탄성을 가진 재질로 제작된다. 이 탄성패드(142)에는 결합구(136)가 삽입되는 결합홈(146)이 형성되며, 결합홈(146)의 개구는 상기 결합구(136)의 상면을 덮을 수 있는 직경으로 형성된다. 또한, 커버(144)는 스프링(150)의 하단이 끼워질 수 있도록 제2장착돌기(148)가 마련된 형태로 제작된다.
스프링(150)은 로드(130)에 결합된 개폐수단(140)을 하향(가스배출구 측)으로 탄성 지지함과 동시에 로드(120)가 솔레노이드(120)로부터 분리되는 것을 방지하기 위한 것이다. 이를 위하여, 스프링(150)의 상단은 제2플레이트(110b)에 형성된 제1장착돌기(114)에 끼워지고, 하단은 커버(144)에 형성된 제2장착돌기(148)에 각각 끼워져 고정된다.
상술한 본 실시예의 구성에 따르면, 가스배출공(도 4의 200)을 개폐하는 탄성패드(142)가 결합구(136)와 결합홈(146)을 통해 로드(130)에 결합되므로, 외력이 인가될 경우 결합구(136)를 중심으로 소정의 범위 내에서 움직임일 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 것처럼 가스배출공(200)의 상단에 단차가 있는 경우 탄성패드(142)가 결합구(136)를 중심으로 회전하며 가스배출공(200)을 폐쇄한다. 따라서 가스배출공(200)을 통한 가스의 공급 및 차단을 확실하게 제어할 수 있다. 뿐만 아니라, 개폐수단(140)이 설치된 로드(130)의 중심과 가스배출공(200)의 중심이 다소 어긋나더라도 가스배출공(200)을 확실하게 개폐할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 보일러용 가스제어장치(100)는, 자력유도돌기(112)가 제1플레이트(110a)와 일체로 형성되며, 가이드(126)와 자력유도돌기(112) 사이, 그리고 가이드(126)와 제1장착돌기(114)에 오링(128a, 128b)이 설치된다. 따라서 보일러용 가스제어장치(100)를 통한 가스의 누출을 차단하여 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보일러용 가스제어장치(100)이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보일러용 가스제어장치(100)는 스프링(150)의 외주면을 감싸는 벨로우즈(160)를 포함하여 구성된다. 벨로우즈(160)는 제2플레이트(110b)에 형성된 관통공(116)과 관통공(116)에 설치된 로드(130) 사이로 가스가 누출되는 것을 방지하기 위한 것이다. 이러한 벨로우즈(160)는 로드(130)의 이동시 신장되거나 수축될 수 있도록 다수의 주름(162)이 형성된 관 형상이다. 이때, 벨로우즈(160)의 주름(162)은 스프링(150)의 나선을 따라 형성되고, 직경이 큰 주름(162)의 내측에 스프링(150)의 나선이 접착된다. 특히, 벨로우즈(160)의 상단과 하단은 스프링(150)의 상단과 하단을 감싸도록 형성되어 가스의 누출을 완벽하게 차단할 수 있다.
도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보일러용 가스제어장치(100)를 살펴보면, 스프링(150)의 내측에 위치된 벨로우즈(170)를 포함하여 구성된다. 이 벨로우즈(170) 또한 상술한 벨로우즈(도 5의 160)와 동일한 형상인 다수의 주름(172)이 형성된 관 형상이며, 스프링(150)의 나선이 직경이 작은 주름(172)의 외측에 위치된다. 이때, 벨로우즈(170)의 상단은 제1장착돌기(114)와 스프링(150)의 상단 사이에 끼워지고, 하단은 제2장착돌기(148)와 스프링(150)의 하단 사이에 끼워져 고정되므로 가스의 누출을 완벽하게 차단할 수 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 가스제어장치 110: 하우징
110a: 제1플레이트 110b: 제2플레이트
112: 자력유도돌기 114: 제1장착돌기
116: 관통공 120: 솔레노이드
122: 보빈 122f: 플랜지
122h: 삽입공 124: 코일
126: 가이드 128a: 제1오링
128b: 제2오링 130: 로드
132: 자력유도홈 134: 연장부
136: 결합구 140: 개폐수단
142: 탄성패드 144: 커버
146: 결합홈 148: 제2장착돌기
150: 스프링 160, 170: 벨로우즈
200: 가스배출공

Claims (10)

  1. 하면이 개방된 ㄷ자 형상의 제1플레이트와, 제1장착돌기가 하면에 형성된 평판 형상으로 형성되고 상기 제1플레이트의 개방된 하면에 결합되는 제2플레이트로 구성된 중공의 하우징;
    상기 하우징의 내부에 설치된 솔레노이드;
    상기 솔레노이드에 삽입되고, 하부가 상기 하우징의 외부로 돌출되며, 하단에 결합구가 형성된 로드;
    상기 결합구가 삽입되는 결합홈이 형성된 탄성패드와, 상기 탄성패드의 상부에 설치되며 상기 제2장착돌기가 형성된 커버로 구성되며, 상기 로드의 하단에 설치되어 가스배출공을 개폐하는 개폐수단; 및
    상기 하우징과 상기 개폐수단 사이에 설치되고, 상단과 하단이 상기 제1장착돌기와 상기 제2장착돌기에 각각 끼워져 상기 개폐수단을 하향으로 탄성 지지하는 스프링을 포함하고,
    상기 솔레노이드의 내부로 삽입되는 자력유도돌기가 상기 제1플레이트의 중단에 형성되며, 상기 자력유도돌기와 대응되는 자력유도홈이 상기 로드에 형성된 것을 특징으로 하는 보일러용 가스제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 로드의 하단과 상기 결합구 사이에는 상기 로드 및 상기 결합구의 직경보다 작은 직경의 연장부가 형성되고, 상기 결합홈의 개구는 상기 결합구의 상면을 덮을 수 있는 직경으로 형성된 것을 특징으로 하는 보일러용 가스제어장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 결합구의 하면은 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 보일러용 가스제어장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 솔레노이드는, 상기 자력유도돌기 및 상기 로드가 상부 및 하부에서 각각 삽입되는 삽입공이 형성된 보빈과, 상기 삽입공에 설치되어 상기 제1장착돌기까지 연장된 관 형상의 가이드와, 상기 보빈의 외주면에 감겨 전원 인가시 자기장을 발생시키는 코일과, 상기 가이드의 상단과 상기 자력유도돌기 사이에 설치된 제1오링과, 상기 가이드의 하단과 상기 제1장착돌기 사이에 설치된 제2오링으로 구성된 것을 특징으로 하는 보일러용 가스제어장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 스프링의 외주면을 감싸는 벨로우즈를 더 포함하여 구성되고, 상기 벨로우즈의 주름이 상기 스프링의 나선을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 보일러용 가스제어장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 스프링의 내측에 위치된 벨로우즈를 더 포함하여 구성되고, 상기 벨로우즈의 상단과 하단이 상기 제1장착돌기와 상기 제2장착돌기에 각각 끼워져 상기 스프링에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 보일러용 가스제어장치.
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