KR200469253Y1 - 가스 버너의 예혼합 연소장치 - Google Patents

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Abstract

가정용 가스 보일러나 온수기 등에 적용하는 가스 버너의 예혼합 연소장치로, 가스 버너로 혼합가스를 공급하기 위한 혼합가스 공급관과, 상기 혼합가스 공급관과 연결되는 가스 공급수단 및 급기수단을 포함하며, 상기 혼합가스 공급관의 소정된 위치에는 가스 버너로 공급되는 혼합가스의 공급량을 조절할 수 있도록 하는 댐퍼가 구비되고, 상기 혼합가스 공급관의 소정된 위치에 구비되어 가스 버너로 공급되는 혼합가스의 공급량을 조절할 수 있도록 하는 댐퍼는 전동식 밸브로 제어기의 제어신호에 따라 개폐량이 조절되며, 상기 밸브의 작동에 의하여 혼합가스 공급관을 개폐하는 밸브 디스크에는 복수의 구멍이 구비되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 고안의 실시예에 따른 가스 버너의 예혼합 연소장치에 의하면 버너로 혼합가스를 공급하기 위한 혼합가스 통로에 혼합가스 댐퍼를 구비하고, 급기 팬이 안정적으로 동작하는 최소의 회전수에서 혼합가스 댐퍼의 개도를 조절하여 혼합가스량을 조절할 수 있도록 함으로써 가스 보일러나 온수기에 적용된 버너의 연소제어 범위를 확장하여 유량이 작거나, 온도상승 범위가 작은 등의 다양한 열 부하 조건에서도 버너 화염의 완전연소를 유도하여 항상 설정온도로의 출탕을 가능하게 하는 효과가 있다.

Description

가스 버너의 예혼합 연소장치{Premix Combustion Device of Gas Burner}
본 고안은 가정용 가스 보일러나 온수기 등에 적용하는 가스 버너의 예혼합 연소장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기와 연소용 가스가 혼합된 예혼합 가스를 혼합가스 댐퍼의 개도 조절로 가스량을 조절함으로써 연소제어범위를 확장할 수 있도록 하는 혼합가스 댐퍼를 장착한 가스 버너의 예혼합 연소장치에 관한 것이다.
일반 가정용 보일러나 온수기 등의 가스 버너에 적용하는 연소시스템으로는 예혼합 연소시스템과 분젠식 연소시스템이 있다. 이 중에 예혼합 연소시스템은 공기와 가스의 비율을 일정하게 유지시켜 주고 과잉 공기를 줄임으로써 효율을 높이고 배기량을 줄일 수 있도록 하는 시스템이다.
예혼합 연소시스템은 공기량에 맞게 가스량이 혼합되는 방식으로 공기량을 조절하는 급기팬의 성능에 따라 연소를 제어할 수 있는 범위를 결정하게 된다. 연소시스템이 제어할 수 있는 최소 일과 최대 일의 비율을 TDR(Turn Down Ratio)이라고 하며, TDR이 높은 연소시스템은 어떠한 열 부하 조건에서도 설정한 온도로 난방수 및 온수를 출탕할 수 있는 장점이 있다.
그렇지만, 상기와 같은 종래기술에 의한 예혼합 연소시스템에서는 급기 팬 작동시 급기 팬에서 작동하는 압력에 의해 가스량이 결정되는데, 급기 팬의 성능에 따라 TDR이 결정되며 일반적인 급기 팬의 성능은 최소와 최대 일의 비가 1:5에 불과하여 다양한 열 부하 조건, 즉 유량이 작거나 온도상승 범위가 작은 경우에는 버너의 연소상태를 적절히 제어하지 못하여 설정온도로의 출탕이 불가능한 문제점이 발생하게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 선행기술로는 대한민국 특허등록 제0181016호(발명의 명칭: 가스 보일러의 예혼합 연료 공급장치 및 연료 제어방법)가 공지되고 있으나, 상기 선행기술은 혼합가스 공급로에 댐퍼를 설치하고 상기 댐퍼에 의하여 발생하는 압력차를 측정하여 이값에 기초하여 공급되는 연료의 혼합비를 조절할 수 있도록 하는 기술로서, 상기 혼합가스 공급로에 구비되는 댐퍼는 단순히 이동하는 공기에서 압력차를 발생시키기 위한 수동적인 기능을 수행할 뿐, 상기 댐퍼 자체가 능동적으로 압력차 또는 버너로 공급되는 혼합가스량을 조절하기는 불가능하고 이에 따라 별도의 제어수단이 구비되어야 하는 문제점이 있게 된다.
대한민국 특허등록 제0181016호(발명의 명칭: 가스 보일러의 예혼합 연료 공급장치 및 연료 제어방법)
본 고안에서 해결하고자 하는 과제는 공기와 연소용 가스가 혼합된 예혼합 가스를 혼합가스 댐퍼의 개도 조절로 가스량을 조절할 수 있도록 함으로써 연소제어범위를 확장하여 다양한 열 부하 조건에서도 항상 일정한 출탕 온도를 유지시킬 수 있도록 하는 가스 버너의 예혼합 연소장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적하에 제안된 본 고안은 가정용 가스 보일러나 온수기 등에 적용하는 가스 버너의 예혼합 연소장치로, 가스 버너로 혼합가스를 공급하기 위한 혼합가스 공급관과, 상기 혼합가스 공급관과 연결되는 가스 공급수단 및 급기수단을 포함하며, 상기 혼합가스 공급관의 소정된 위치에는 가스 버너로 공급되는 혼합가스의 공급량을 조절할 수 있도록 하는 댐퍼가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 있어 상기 혼합가스 공급관의 소정된 위치에 구비되어 가스 버너로 공급되는 혼합가스의 공급량을 조절할 수 있도록 하는 댐퍼는 전동식 밸브로 제어기의 제어신호에 따라 개폐량이 조절되며, 상기 밸브의 작동에 의하여 혼합가스 공급관을 개폐하는 밸브 디스크에는 복수의 구멍이 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 있어 상기 혼합가스 공급관의 소정된 위치에 구비되어 가스 버너로 공급되는 혼합가스의 공급량을 조절할 수 있도록 하는 댐퍼는 스프링에 의하여 밸브 디스크가 탄설되는 압력조정 밸브로 유체의 압력에 의하여 개폐량이 조절되며, 상기 밸브의 작동에 의하여 혼합가스 공급관을 개폐하는 밸브 디스크에는 복수의 구멍이 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 실시예에 따른 가스 버너의 예혼합 연소장치에 의하면 버너로 혼합가스를 공급하기 위한 혼합가스 통로에 혼합가스 댐퍼를 구비하고, 급기 팬이 안정적으로 동작하는 최소의 회전수에서 혼합가스 댐퍼의 개도를 조절하여 혼합가스량을 조절할 수 있도록 함으로써 가스 보일러나 온수기에 적용된 버너의 연소제어 범위를 확장하여 유량이 작거나, 온도상승 범위가 작은 등의 다양한 열 부하 조건에서도 버너 화염의 완전연소를 유도하여 항상 설정온도로의 출탕을 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 가스 버너의 예혼합 연소장치에 대한 구성 상태를 개략적으로 예시한 도면으로, (a)는 댐퍼가 닫힌 상태를 예시한 도면이고, (b)는 댐퍼가 열린 상태를 예시한 도면.
도 2는 본 고안의 다른 실시예에 따른 가스 버너의 예혼합 연소장치에 대한 구성 상태를 개략적으로 예시한 도면으로, (a)는 댐퍼가 닫힌 상태를 예시한 도면이고, (b)는 댐퍼가 열린 상태를 예시한 도면.
상기와 같은 본 고안에 따른 가스 버너의 예혼합 연소장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 가스 버너의 예혼합 연소장치에 대한 구성 상태를 개략적으로 예시한 도면으로, (a)는 댐퍼가 닫힌 상태를 예시한 도면이고, (b)는 댐퍼가 열린 상태를 예시한 도면이다.
본 고안은 가정용 가스 보일러나 온수기 등에 적용하는 가스 버너의 예혼합 연소장치로, 가스 버너(10)로 혼합가스를 공급하기 위한 혼합가스 공급관(20)과, 상기 혼합가스 공급관(20)과 연결되는 가스 공급수단(30) 및 급기수단(40)을 포함하며, 상기 혼합가스 공급관(20)의 소정된 위치에는 가스 버너(10)로 공급되는 혼합가스의 공급량을 조절할 수 있도록 하는 댐퍼(50)가 구비된다.
여기서, 예혼합 연소장치란, 기체 연료 연소 방식의 하나로서 미리 연료(기체 연료)와 공기(1차 공기)를 혼합하여 버너로 공급 연소시키는 방식을 말하는 것으로, 예혼합 화염의 경우 연료와 공기가 미리 섞여서 공급되어 혼합특성이 좋으며 청염을 나타내어 CO 발생이 적고 화염온도가 균일하고 낮아 NOx 발생이 적은 특징을 갖는다. 또한, 화염길이가 낮아 연소실을 작게 사용할 수 있어 콤팩트한 연소시스템을 구성할 수 있는 장점이 있다.
가스 보일러나 온수기 등의 가스 버너(10)에는 공기와 가스를 혼합한 혼합가스를 공급하기 위한 혼합가스 공급관(20)이 연결되며, 상기 혼합가스 공급관(20)의 소정된 위치에는 가스 공급수단(30) 및 급기수단(40)이 구비되는데, 상기 가스 공급수단(30)은 가스 공급관(31)과 밸브(32)를 포함하는 형태로 이루어질 수 있고, 상기 급기수단(40)은 모터에 의하여 팬을 회전시키는 급기 팬으로 이루어질 수 있으며, 상기 혼합가스 공급관(20)의 관로상의 소정된 위치에는 상기 혼합가스 공급관(20)의 관로를 개방하거나 폐쇄할 수 있는 구조로 댐퍼(50)가 설치된다.
여기서, 상기 혼합가스 공급관(20)의 소정된 위치에 구비되어 가스 버너(10)로 공급되는 혼합가스의 공급량을 조절할 수 있도록 하는 댐퍼(50)는 전동식 밸브로 밸브(51)와 밸브 디스크(52)로 구성되어 제어기(60)의 제어신호에 따라 개폐량이 조절되며, 상기 밸브(51)의 작동에 의하여 혼합가스 공급관(20)을 개폐하는 밸브 디스크(52)에는 복수의 구멍(52a)이 구비되는데, 상기 구멍(52a)은 버너가 정상연소시 항상 일정량의 혼합가스를 버너로 공급하여 완전연소가 이루어질 수 있도록 하는 기능을 수행하는 것으로, 상기 구멍(52a)의 크기와 개수, 위치 등은 사용하는 가스 버너의 용량이나 특성에 부합하는 형태로 형성하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 고안은 가스 버너(10)의 화력을 약하게 가동할 경우에는 도 1의 (a)와 같이 제어기(60)에 의하여 급기수단(40)의 풍압을 낮춰 댐퍼(50)를 닫게 되는데, 이때는 밸브 디스크(52)에 형성된 구멍(52a)을 통하여 일정량의 혼합가스를 가스 버너(10)로 공급하여 완전연소가 이루어질 수 있도록 한다.
상기와 같은 상태에서 가스 버너(10)를 강한 화력으로 전환할 경우에는 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이 제어기(60)의 제어신호에 의하여 급기수단(40)의 풍압을 높이고 댐퍼(50)의 개방간격을 크게 하여 혼합가스의 공급량을 증가시킴으로써 화력의 강약에 상관없이 화염이 항상 균일하여 완전연소가 이루어질 수 있도록 한다.
도 2는 본 고안의 다른 실시예에 따른 가스 버너의 예혼합 연소장치에 대한 구성 상태를 개략적으로 예시한 도면으로, (a)는 댐퍼가 닫힌 상태를 예시한 도면이고, (b)는 댐퍼가 열린 상태를 예시한 도면이다.
본 고안의 다른 실시예에 있어서는 상기 도면에서 알 수 있는 바와 같이 혼합가스 공급관(20)의 소정된 위치에 구비되어 가스 버너(10)로 공급되는 혼합가스의 공급량을 조절할 수 있도록 하는 댐퍼(70)는 스프링(71)에 의하여 밸브 디스크(72)가 탄설되는 압력조정 밸브로 유체의 압력에 의하여 개폐량이 조절되며, 상기 스프링(71)의 작동에 의하여 혼합가스 공급관(20)을 개폐하는 밸브 디스크(72)에는 복수의 구멍(72a)이 구비된다.
이 경우, 상기 댐퍼(70)는 소정된 압축 및 인장력을 갖는 스프링(71)과 다수의 구멍(72a)이 구비된 원판형태의 밸브 디스크(72) 및 지지봉(73)을 포함하고, 상기 혼합가스 공급관(20)의 관로 소정된 위치에 상기 혼합가스 공급관(20)의 관로를 개방하거나 폐쇄할 수 있는 구조로 설치되며, 이 댐퍼(70)는 급기수단(40) 즉, 제어기(60)에 의하여 조절되는 급기 팬의 풍압에 의하여 개방간격이 조절되는데, 급기수단(40)의 송풍량이 많아 압력이 높을 때는 혼합가스 공급관(20)과 밸브 디스크(72) 사이의 개방 간격을 크게 하여 많은 량의 혼합가스를 버너로 공급하고 급기수단(40)의 송풍량이 적어 압력이 낮을 때는 개방 간격을 작게 하여 혼합가스의 공급량을 줄여 항상 완전연소가 이루어질 수 있도록 한다.
상기와 같은 본 고안은 다른 실시예에 있어서는 가스 버너(10)의 화력을 약하게 가동할 경우에는 도 2의 (a)와 같이 제어기(60)에 의하여 급기수단(40)의 풍압을 낮추면 스프링(71)의 인장력에 의하여 밸브 디스크(72)가 전진하여 댐퍼(70)를 닫게 되는데, 이때는 밸브 디스크(72)에 형성된 구멍(72a)을 통하여 일정량의 혼합가스를 가스 버너(10)로 공급하여 완전연소가 이루어질 수 있도록 한다.
상기와 같은 상태에서 가스 버너(10)를 강한 화력으로 전환할 경우에는 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 제어기(60)의 제어신호에 의하여 급기수단(40)의 풍압을 높이면 압력에 의하여 스프링(71)이 압축되면서 밸브 디스크(72)가 후진하고 이에 따라 댐퍼(70)의 개방 간격을 크게 하여 혼합가스의 공급량을 증가시킴으로써 화력의 강약에 상관없이 화염이 항상 균일하여 완전연소가 이루어질 수 있도록 한다.
이상과 같은 본 고안의 실시예에 따른 가스 버너의 예혼합 연소장치에 의하면 버너로 혼합가스를 공급하기 위한 혼합가스 통로에 혼합가스 댐퍼를 구비하고, 급기 팬이 안정적으로 동작하는 최소의 회전수에서 혼합가스 댐퍼의 개도를 조절하여 혼합가스량을 조절할 수 있도록 함으로써 가스 보일러나 온수기에 적용된 버너의 연소제어 범위를 확장하여 유량이 작거나, 온도상승 범위가 작은 등의 다양한 열 부하 조건에서도 버너 화염의 완전연소를 유도하여 항상 설정온도로의 출탕을 가능하게 하는 효과가 있다.
지금까지 실시예들을 통하여 본 고안에 따른 가스 버너의 예혼합 연소장치에 대하여 설명하였다. 본 명세서와 도면에는 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 고안의 기술 내용을 쉽게 설명하고 고안의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 고안의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 및 변형이 가능 하다는 것이 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이라 할 수 있다.
예를 들어, 전술한 실시예에 있어서는 댐퍼를 전진 또는 후진시키는 동작에 의하여 혼합가스 공급관과 밸브 디스크 사이의 개방 간격을 조절하는 구성으로 적용하고 있으나, 상기 댐퍼의 밸브 디스크를 회동식으로 구성하여 개방각도를 조절하는 방식으로 변경 적용하여도 무방하다 할 것이다.
10: 가스 버너 20: 혼합가스 공급관
30: 가스 공급수단 31: 가스 공급관
32: 밸브 40: 급기수단
50: 댐퍼 51: 밸브
52: 밸브 디스크 52a: 구멍
60: 제어기 70: 댐퍼
71: 스프링 72: 밸브 디스크
72a: 구멍 73: 지지봉

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 가정용 가스 보일러나 온수기 등에 적용하는 가스 버너의 예혼합 연소장치로,
    가스 버너로 혼합가스를 공급하기 위한 혼합가스 공급관과, 상기 혼합가스 공급관과 연결되는 가스 공급수단 및 급기수단을 포함하며, 상기 혼합가스 공급관의 소정된 위치에는 가스 버너로 공급되는 혼합가스의 공급량을 조절할 수 있도록 하는 댐퍼가 구비되고,
    상기 혼합가스 공급관의 소정된 위치에 구비되어 가스 버너로 공급되는 혼합가스의 공급량을 조절할 수 있도록 하는 댐퍼는 전동식 밸브로 제어기의 제어신호에 따라 개폐량이 조절되며, 상기 밸브의 작동에 의하여 혼합가스 공급관을 개폐하는 밸브 디스크에는 복수의 구멍이 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 버너의 예혼합 연소장치.
  3. 가정용 가스 보일러나 온수기 등에 적용하는 가스 버너의 예혼합 연소장치로,
    가스 버너로 혼합가스를 공급하기 위한 혼합가스 공급관과, 상기 혼합가스 공급관과 연결되는 가스 공급수단 및 급기수단을 포함하며, 상기 혼합가스 공급관의 소정된 위치에는 가스 버너로 공급되는 혼합가스의 공급량을 조절할 수 있도록 하는 댐퍼가 구비되고,
    상기 혼합가스 공급관의 소정된 위치에 구비되어 가스 버너로 공급되는 혼합가스의 공급량을 조절할 수 있도록 하는 댐퍼는 스프링에 의하여 밸브 디스크가 탄설되는 압력조정 밸브로 유체의 압력에 의하여 개폐량이 조절되며, 상기 밸브의 작동에 의하여 혼합가스 공급관을 개폐하는 밸브 디스크에는 복수의 구멍이 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 버너의 예혼합 연소장치.


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