KR20010099354A - 가스보일러의 가스밸브 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스보일러에 사용되는 가스밸브가 팬이 작동중에만 열리도록 제어함으로써 가스밸브의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 발명된 가스보일러의 가스밸브에 관한 것이다.

본 발명은 가스보일러의 가스밸브에 있어서, 팬을 구비한 팬부와, 모터를 구비한 모터부가 각각 설치되고, 미도시된 전원에 의해 팬부와 모터부가 동작하며 상기 모터부와 소형 압축기가 연결 설치되며, 상기 모터부에 의해 소형 압축기가 동작하여 압축공기를 가스밸브에 공급하되 상기 팬부의 팬이 정지하는 경우 가스밸브가 닫히도록 가스밸브와 밸브구동을 분리하여 설치하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스보일러의 가스밸브 구조{GAS VALVE OF GAS BOILER}

본 발명은 가스보일러의 가스밸브에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 가스보일러에 사용되는 가스밸브가 팬이 작동 중에만 열리도록 제어함으로써 가스밸브의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 발명된 가스보일러의 가스밸브에 관한 것이다.

일반적인 가스 보일러는 가스밸브의 팬 제어부와, 가스밸브 제어부와, 팬 제어부에 의해 동작되는 팬과, 가스밸브 제어부에 의해 동작되는 가스밸브와, 각각의동작을 전기전자적으로 송수신하는 난방신호부, 트랜지스터, 릴레이 등의 각종 센싱유닛으로 이루어진다.

상기와 같은 구조로 이루어진 가스밸브의 동작은 먼저, 난방온수 신호부에서 난방운전신호 또는 온수운전신호가 발생되면, 이 신호를 받아 팬 제어부가 동작하여 팬에 전원을 공급한다.

이때, 팬이 동작된 것을 확인하여 가스밸브 제어부가 동작되고, 가스밸브 제어부가 동작됨에 따라 가스밸브에 전원이 공급되어 점화가 이루어진다.

보일러의 배관온도가 설정온도보다 높아지면 난방온수 신호부의 난방정지신호 또는 온수정지신호를 받아 팬 제어부에 의하여 팬이 정지하고, 가스밸브 제어부에 의하여 가스밸브가 닫히므로 점화상태에서 불이 꺼지게 되는 것이다.

그러나 상기와 같은 가스보일러는 각각의 제어부가 조화롭게 운행되지 않을 때 가스밸브 제어부에 의해 가스밸브만 동작되고 팬 제어부에 의한 팬은 동작되지 않아 폭발점화되는 위험성이 내재되어 있었다.

그리고, 팬 혹은 팬 제어부의 고장등에 의하여 팬이 작동되지 않은 상태에서 점화신호가 출력되면 점화조건에서 가스밸브만 동작하게 되므로 가스가 누출되어 가스중독이나 대형 폭발사고의 위험이 있었다.

이와 같이, 종래의 가스 보일러의 가스밸브는 전자적으로 동작하는 구조를 가지고 있으며, 부품수가 많고, 구조가 복잡하였으며, 팬의 제어와 가스밸브의 제어가 별도의 전원에 의해 제어되는 구조이므로 안정성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 다이어프램을 이용하여 기구적으로 동작할 수 있는 가스밸브 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

그리고, 전원이 오프(off)되었을 때, 팬과 밸브를 동시에 제어할 수 있도록 이루어지는 가스밸브 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 밸브의 구동은 팬의 구동에 기계적으로 구속시킴으로써 안전성과 신뢰성을 높일 수있는 가스 밸브 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 가스보일러의 가스밸브 구조를 보여주는 블록도

도 2는 본 발명의 가스보일러의 가스밸브 구조를 보여주는 단면도

도 3은 본 발명의 팬의 구동에 의해 동작되는 단면도

도 4는 본 발명의 가스밸브의 동작을 보여주는 그래프

도 5는 본 발명의 다른 일실시예의 가스밸브 구조를 보여주는 단면도

도 6은 도 5의 가스밸브의 동작을 보여주는 단면도

도 7은 본 발명의 가스밸브에 사용되는 소형 압축기를 보여주는 단면도

도 8 및 도 9는 본 발명의 소형압축기의 동작을 보여주는 상태도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 공기유입구 12 : 제 1챔버

14 : 상부 다이어프램 16 : 로드

18 : 포펫 20 : 하부 다이어프램

22 : 제 2챔버 24 : 스프링

26 : 가스출구 28 : 제 1통로

30 : 제 3챔버 32 : 제 4챔버

34 : 가스 유입구 36 : 완충부재

38 : 제5챔버 40 : 공기배출구

42 : 제 2통로 44 : 구동축

46 : 크랭크 48 : 피스톤 로드

50 : 피스톤 52 : 다이어프램

54 : 밸브플레이트 56 : 흡입밸브

58 : 토출밸브

100 : 팬부 102 : 모터부

104 : 소형압축기 106 : 가스밸브

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 가스보일러의 가스밸브에 있어서, 팬을 구비한 팬부와, 모터를 구비한 모터부가 각각 설치되고, 미도시된 전원에 의해 팬부와 모터부가 동작하며 상기 모터부와 소형 압축기가 연결 설치되며, 상기 모터부에 의해 소형 압축기가 동작하여 압축공기를 가스밸브에 공급하되 상기 팬부의 팬이 정지하는 경우 가스밸브가 닫히도록 가스밸브와 밸브구동원을 분리하여 설치하는 것을 특징으로 한다.

상기 가스밸브는 압축공기가 유입되는 공기유입구와, 공기배출구와, 가스유입구와, 가스 배출구가 각각 형성되고 상기 공기유입구는 제 1챔버에 연결되고, 상기 가스배출구는 제 2챔버에 연결 형성되며, 상기 공기 배출구는 제 6챔버와 연결되고, 상기 가스유입구는 제 4챔버와 연결되도록 형성되며, 상기 제 2챔버와 제 4챔버의 중간에는 제 3챔버가 형성되며, 상기 제 1챔버와 제 6챔버는 제 2통로에 의해 연결되도록 형성되고, 상기 제 2챔버와 제 3챔버는 제 1통로에 의해 연결되도록 형성되며, 상기 제 7챔버와 제 2챔버 및 제 4챔버와 제 5챔버에는 포펫을 구비한 로드가 설치되고, 상기 로드의 상단부에는 상부 다이어프램이 끼워지되 제 1챔버 및 제 6챔버에 고정 설치되고, 상기 로드의 중단에는 하부 다이어프램이 끼워지되 제 5챔버 및 제 7챔버에 고정 설치되며, 상기 포펫은 상기 제 2챔버 및 제 4챔버에 위치되도록 설치되고, 상기 포펫의 하부에는 탄력적인 스프링이 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 소형 압축기는 모터부에 의해 동작되도록 연결설치된 구동축과; 상기 구동축에 끼워져서 일정거리를 편심 회전하도록 설치되는 크랭크와; 상기 크랭크의 일단부에 설치되어 편심거리만큼 전후로 직선 이동가능하도록 설치된 피스톤 로드를 구비한 피스톤과; 일단이 고정됨과 동시에 피스톤의 이동에 따라 번갈아 개폐되면서 공기를 압축 공급하도록 설치된 흡입밸브 및 토출밸브가 구비된 밸브 플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 하고, 상기 피스톤 아암은 다이어프램 형인것을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 가스보일러의 가스밸브 구조를 보여주는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 가스보일러의 가스밸브 구조를 보여주는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 팬의 구동에 의해 동작되는 단면도이며, 도 4는 본 발명의 가스밸브의 압력과시간선도를 보여주는 그래프이다.

그리고, 도 5는 본 발명의 다른 일실시예의 가스밸브 구조를 보여주는 단면도이고, 도 6은 도 5의 가스밸브의 동작을 보여주는 단면도이고, 도 7은 본 발명의 가스밸브에 사용되는 소형 압축기를 보여주는 단면도이며, 도 8 및 도 9는 본 발명의 소형압축기의 동작을 보여주는 상태도이다.

도 1 을 참고로 설명하여 보면, 도 1은 본 발명의 블록도로서 팬부(100)와, 모터부(102)와, 소형압축기(104)로 구성되어 미도시된 전원에 의해서 전원이 인가됨에 따라 팬부(100)에 구비된 팬이 회전하고, 이와 동시에 모터부(102)에 구비된 모터가 동작하면서 소형압축기(104)에 구비된 구동축(44)을 회전시키게 됨으로써 소형압축기(104)가 동작하여 압축공기를 가스밸브(106)에 공급하도록 구성되어 있다.

계속해서, 도 2내지 도 4를 참조하여 본 발명에 개시된 가스밸브의 구조를 설명하기로 한다.

본 발명의 가스밸브(106)는 다이어프램 방식으로 구성되어 있으며, 우측 상단부에 소형 압축기(104)에 의해 압축된 공기가 가스밸브(106)로 들어가도록 공기유입구(10)가 형성되어 있고, 그 하부에 제 1챔버(12)가 형성되어 있으며, 상기 공기유입구(10)의 하부에는 가스배출구(26)가 형성되어 있고, 상기 가스배출구(26)의 좌측부에는 제 2챔버(22)가 형성되어 있으며, 상기 제 2챔버(22)의 좌측부에는 가스가 통과하도록 제 1통로(28)가 형성되어 있다.

상기 제 1챔버(12)에는 상부 다이어프램(14)이 횡방향으로 고정되어 있고,상기 상부 다이어프램(14)의 중앙에는 하단에 포펫(18)을 구비한 로드(16)가 종방향으로 고정 설치되어 있다.

상기 로드(16)의 중단부에는 하부 다이어프램(20)이 제 7챔버(45)의 하단부에 고정 설치되어 있으며, 상기 포펫(18)의 하부에는 스프링(24)이 삽입 되어 상기 포펫(18) 및 로드(16)가 하강하였을 때 원래의 위치로 탄력복귀시키도록 설치되어 있다.

상기 포펫(28)은 제 2챔버(22) 내부에 설치되고, 상기 제 2챔버(22)의 천정에는 완충부재(36)가 고정되어 있고, 공기가 유입되기 전에는 상기 포펫(28)의 상면부가 제 2챔버의 천정과 접촉되어 기밀을 유지하고, 공기가 유입되었다가 유출됨에 따라 포펫(18)이 이동할 때에는 포펫(18)의 충격을 방지하는 완충역할을 하여 파손을 방지한다.

상기 제 1통로(28)의 연결된 좌측부에는 제 3챔버(30)가 형성되어 있고, 상기 제 3챔버(30)의 좌측에는 제 4챔버(32)가 형성되어 있으며, 상기 제 4챔버(32)의 좌측 부에는 가스가 유입되는 가스유입구(34)가 형성되어 있다.

한편, 상기 제 1챔버(12)의 상단부에는 유입된 공기가 이동하는 제 2통로(42)가 형성되어 있고, 상기 제 2통로(42)와 연결되도록 제 6챔버(43)가 형성되어 있다.

상기 제 6챔버(43)의 상단부에는 공기가 배출되는 공기배출구(40)가 형성되어 있다. 상기 공기배출구(40)는 오리피스(orifice)관으로 형성되어 있다.

그리고, 상기 제 5챔버(38)에는 횡방향으로 상부 다이어프램(14)이 고정 설치되어 있고, 그 중앙에는 하단부에 포펫(18)을 구비한 로드(16)가 종방향으로 설치되어 있으며, 상기 로드(16)의 중단부에는 횡방향으로 하부 다이어프램(20)이 설치되어 있고, 상기 포펫(18)의 하부에는 탄력적으로 상하 반발하는 스프링(24)이 삽입되어 있다.

상기 포펫(18)은 제 4챔버(32) 내부에 설치되고, 상기 제 4챔버(32)의 천정에는 완충부재(36)가 고정되어 상기 포펫(18)의 이동시 상면부가 제 4챔버의 천정과 접촉되어 파손되지 않도록 함과 동시에 기밀을 유지하는 패킹역할을 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 가스밸브의 동작은 하기와 같다.

우선, 미도시된 전원이 온(on)되어 팬부(100)의 팬이 동작하면, 이와 동시에 모터가 동작하여 소형압축기(104)를 동작시켜서 공기를 가스밸브(106)에 공급하게 된다.

상기 압축된 공기는 가스밸브(106)의 공기유입구(10)를 통해 유입되고, 제 1챔버(12)로 흐르게 된다.

상기 제 1챔버(12)에 유입된 압축공기는 상부 다이어프램(14)과 하부 다이어프램(20)을 가압한다. 이때, 상부 다이어프램 및 하부 다이어프램에 고정된 포펫(18)은 스프링(24)을 탄압하게 된다.

한편, 상기 제 2챔버(12)의 제 2통로(42)를 통해서도 압축공기가 계속적으로 흐르게 되고, 압축공기는 제 6챔버(43)로 유입되며, 전술한 바와 같이, 제 6챔버(43) 및 제 4챔버(32)에 걸쳐서 설치되어 있는 상부 다이어프램(14) 및 하부 다이어프램(20)을 가압하여 상기 상,하부 다이어프램(14,20)에 고정된 포펫(18)을하강시킴으로써 스프링(24)을 탄압한다.

상기와 같이 제 2챔버(22) 및 제 4챔버(32)에 설치된 스프링(24)이 탄압되면, 상기 제 4챔버(32)의 좌측부에 형성된 가스유입구(34)를 통해 가스가 유입된다.

상기 가스유입구(34)를 통해 들어온 가스는 상기 제 4챔버(32)를 통해서 제 3챔버(30)로 들어가고, 상기 제 3챔버(30)의 우측 하단부에 형성된 제 1통로(28)를 통해서 제 2챔버(22)로 유입되고, 상기 제 2챔버(22)로 유입된 가스는 상기 제 2챔버(22)의 우측부에 형성된 가스배출구(26)를 통해 빠져나간다.

도 4의 압력과 시간의 선도는 본 발명의 가스밸브의 동작을 보여주는 선도로서, 팬이 구동하기 시작할 때 부터 팬 구동 종료시까지의 제 1챔버 및 제 2챔버의 압력을 보여주고 있다.

도 4의 선도를 참조하여 설명하여 보면, 우선 전원이 인가되어 소형 압축기(104)에 의해 압축된 공기가 가스밸브(106)에 공급됨에 따라 압력이 완만한 곡선을 따라 진행하다가 소정의 압력에 다다르게 되면 가스밸브(106)의 가스유입구(34)로 부터 가스가 유입되도록 가스밸브(106)가 열리고, 가스가 공급되어 연소가 이루어진다.

즉, 이와 같이 팬 구동 시작후에 일정시간이 경과후에 밸브가 열리도록 함으로써 연소실내에 혹시 있을지 모르는 가스를 배출시킨다. 이러한 동작은 오리피스 형태의공기배출구(40)에 의하여 이루어진다.

이후에 일정시간이 지나면 공기유입구(10)로 들어오는 공기량과공기배출구(40)로 나가는 공기량이 평형상태를 이루면서 압력이 일정해진다.

그리고, 팬에 전원이 차단되면, 밸브가 닫히고 팬은 관성에 의하여 밸브가 닫힌 후에 정지한다.

도 5 내지 도 6은 본 발명의 다른 일실시예로서 제 1챔버(12) 및 제 7챔버(45)에 걸쳐서 상부 다이어프램(14)이 하나만 설치되고, 상기 제 6챔버(43) 및 제 5챔버(38)에 걸쳐서 상부 다이어프램(14)이 하나만 설치되어 있는 가스밸브(106)의 구조를 보여주고 있다.

한편, 도 7내지 도 9는 본 발명의 다이어프램형의 소형 압축기의 구조를 보여주고 있다.

도 7은 본 발명의 소형압축기의 사용전의 상태를 보여주고 있고, 도 8내지 도 9는 소형압축기의 동작을 보여준다.

도 7 내지 도 9를 참조하여 설명하면, 본 발명의 소형 압축기(104)는 팬의 동작에 의해 동시에 동작이 이루어지는 모터부(102)와 연결되는 구동축(44)과, 상기 구동축(44)의 상단에 고정설치되는 크랭크(46)와, 상기 크랭크(46)의 상단부가 끼워져서 고정되는 우측 횡방향으로 연장되도록 설치되는 피스톤로드(48)와, 상기 피스톤 로드(48)의 우측 단부에 고정설치되는 다이어프램(52)을 구비하고 밸브 플레이트(54)를 열고 닫기 위한 다이어프램형 피스톤(50)과, 상기 피스톤(50)의 다이어프램(52)이 고정되는 밸브 플레이트(54)와, 상기 밸브 플레이트(54)에 각각 반대방향으로 동작되도록 설치되어 있는 흡입밸브(56) 및 토출밸브(58)로 이루어진다.

상기 다이어프램(52)은 밸브 플레이트(54)에 일단이 고정되어 피스톤(50)에의해 탄력적으로 움직이도록 이루어진 탄성을 갖는 다이어프램형으로 이루어진다.

상기 구동축(44)이 회전하여 크랭크(46)를 회전시키면 피스톤(50) 및 피스톤 로드(48)가 전진하고, 이에 따라 다이어프램(52)이 압축되면서 토출밸브(58)가 열리면서 압축된 공기가 배출된다.

그리고, 구동축(44)이 회전하여 크랭크(46)를 회전시키면 피스톤(50) 및 피스톤 로드(48)가 후진하고, 이에 따라 다이어프램(52)이 신장되면서 흡입밸브가 열리면서 공기를 빨아들이게 된다.

본 발명은 상기와 같이 간단한 구조의 소형 압축기(104)와 가스밸브(106)를 사용함으로써 갑작스런 정전으로 전원이 차단되어도 가스밸브가 닫히고 팬의 동작이 멈추게 되므로 안정성과 신뢰성이 향상되는 장점이 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

상기와 같은 본 발명은 구조가 간단하고, 가스밸브의 동작이 팬의 동작에 연동됨에 따라 전원이 갑작스럽게 오프(OFF)되는 경우에 가스밸브가 닫히게 됨으로써 안전사고를 방지할 수 있는 안정성이 향상되는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 구조가 간단하여 제작, 조립 생산이 용이하고, 가격이 저렴하여 생산성이 향상되는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 가스보일러의 가스밸브에 있어서,

   팬을 구비한 팬부와, 모터를 구비한 모터부가 각각 설치되고, 미도시된 전원에 의해 팬부와 모터부가 동작하며 상기 모터부와 소형 압축기가 연결 설치되며, 상기 모터부에 의해 소형 압축기가 동작하여 압축공기를 가스밸브에 공급하되 상기 팬부의 팬이 정지하는 경우 가스밸브가 닫히도록 가스밸브와 밸브구동을 분리하여 설치하는 것을 특징으로 하는 가스 보일러의 가스밸브.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 가스밸브는 압축공기가 유입되는 공기유입구와, 공기배출구와, 가스유입구와, 가스 배출구가 각각 형성되고 상기 공기유입구는 제 1챔버에 연결되고, 상기 가스배출구는 제 2챔버에 연결 형성되며, 상기 공기배출구는 제 6챔버와 연결되고, 상기 가스유입구는 제 4챔버와 연결되도록 형성되며, 상기 제 2챔버와 제 4챔버의 중간에는 제 3챔버가 형성되며, 상기 제 1챔버와 제 6챔버는 제 2통로에 의해 연결되도록 형성되고, 상기 제 2챔버와 제 3챔버는 제 1통로에 의해 연결되도록 형성되며, 상기 제 7챔버와 제 2챔버 및 제 4챔버와 제 5챔버에는 포펫을 구비한 로드가 설치되고, 상기 로드의 상단부에는 상부 다이어프램이 끼워지되 제 1챔버 및 제 6챔버에 고정 설치되고, 상기 로드의 중단에는 하부 다이어프램이 끼워지되 제2챔버 및 제 5챔버에 고정 설치되며, 상기 포펫은 상기 제 2챔버 및 제 4챔버에 위치되도록 설치되고, 상기 포펫의 하부에는 탄력적인 스프링이 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 가스 밸브.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 소형 압축기는 모터부에 의해 동작되도록 연결설치된 구동축과;

   상기 구동축에 끼워져서 일정거리를 편심 회전하도록 설치되는 크랭크와;

   상기 크랭크의 일단부에 설치되어 편심거리만큼 전후로 직선 이동가능하도록 설치된 피스톤 로드 및 피스톤 아암을 구비한 피스톤과;

   상기 피스톤 아암의 일단이 고정됨과 동시에 피스톤의 이동에 따라 번갈아 개폐되면서 공기를 압축 공급하도록 설치된 흡입밸브 및 토출밸브가 구비된 밸브 플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 보일러의 가스밸브.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 피스톤 아암은 다이어프램 형인것을 특징으로 하는 가스 보일러의 가스밸브.
5. 가스밸브의 일측에 오리피스 형태의 공기 배출구를 구비하고 상기 공기 배출구에 의하여 도 4에 도시된 바와 같이 제 1챔버 및 제 2챔버내의 시간과 압력곡선이 주어지는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 가스밸브.