KR20180048757A

KR20180048757A - 예혼합장치

Info

Publication number: KR20180048757A
Application number: KR1020187008274A
Authority: KR
Inventors: 마사오 노노야마
Original assignee: 린나이가부시기가이샤
Priority date: 2015-08-25
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2018-05-10
Also published as: KR102453017B1; CN107923615A; US20180231243A1; CN107923615B; JP6530278B2; WO2017033373A1; JP2017044369A; US10495301B2

Abstract

팬(2)과, 팬에 직렬인 공기가 통과하는 공기통(3)과, 공기통 내의 가스통(5)을 구비함과 함께, 공기통 내의 공기 흐름의 상류측을 향하는 방향을 X＋방향으로 할 때, 공기통의 X＋방향의 단부에 위치하는 공기 유입구(31)에 대향하는 공기조절 밸브(7)와, 가스통의 일측 단부에 위치하는 가스 유출구(51)에 대향하는 가스조절 밸브(8)와, 공기조절 밸브와 가스조절 밸브를 구동하는 공통의 액추에이터(9)를 구비하는 예혼합장치에 있어서, 공기 유입구로부터 유입하는 공기의 동압의 영향이 가스 유출구에 이르는 것을 방지하여, 버너에 요구 연소량에 따른 양의 공기 및 연료가스를 확실히 공급할 수 있도록 한다. 가스통(5)의 X－방향의 단부에, 가스 유출구(51)를 형성한 밸브 시트(52)를 설치하고, 가스통(5) 내에 가스조절 밸브(8)를 배치한다. 가스통(5)의 X＋방향의 단부 벽부(53)를 관통하는 밸브 축(81)을 설치하여, 액추에이터(9)에 의해 밸브 축(81)을 통하여 가스조절 밸브(8)를 구동한다.

Description

예혼합장치

본 발명은, 공기에 연료가스를 혼합하여, 혼합기체를 버너에 공급하는 예혼합장치에 관한 것이다.

종래, 이런 종류의 예혼합장치로서, 특허문헌 1에 의해, 공기를 공급하는 팬과, 팬의 상류측에 배치된 공기가 통과하는 공기통을 구비함과 함께, 공기통의 길이방향을 X축 방향, X축 방향 중 공기 흐름의 상류측을 향하는 방향을 X축 플러스 방향, 공기 흐름의 하류측을 향하는 방향을 X축 마이너스 방향으로 할 때, 연료가스를 공급하는 가스 공급로의 하류 끝에 접속되는, 공기통 내에 배치한 X축 마이너스 방향의 단부가 폐쇄된 유저(有底) 통형상의 가스통과, 공기통의 X축 플러스 방향의 단부에 위치하는 공기 유입구에 대향해서 X축 방향으로 진퇴하여 공기 유입구의 개방도를 가변시키는 공기조절 밸브와, 가스통의 X축 플러스 방향의 단부에 위치하는 가스 유출구에 대향해서 X축 방향으로 진퇴하여 가스 유출구의 개방도를 가변시키는 가스조절 밸브와, 공기조절 밸브와 가스조절 밸브를 X축 방향으로 구동하는 공통의 액추에이터를 구비한 것이 알려져 있다.

여기서, 가스 공급로에는, 일반적으로, 2차 가스압을 대기압으로 유지하는 제로 가버너(zero governor)가 설치되어 있다. 이 경우, 연료가스의 공급량은, 2차 가스압인 대기압과 팬의 흡인부압과의 차압에 따라 변화하게 된다. 그리고, 팬 흡인부압은 팬 회전수에 따라 변화하기 때문에, 연료가스의 공급량은 팬 회전수 즉 공기 공급량에 따라 변화한다. 따라서, 요구 연소량에 따라 팬 회전수를 제어함으로써, 요구 연소량에 따른 양의 공기 및 연료가스가 버너에 공급되게 된다.

그러나, 팬 회전수가 송풍량의 비례 특성을 유지할 수 있는 하한 회전수 미만이 되면, 요구 연소량에 따른 양의 공기나 연료가스를 공급할 수 없게 된다. 그 때문에, 상기 종래 예의 것으로는, 요구 연소량이 팬 회전수의 하한치에 대응하는 소정치 미만이 되는 영역에서는, 팬 회전수를 하한 회전수로 유지한 상태에서, 공기조절 밸브 및 가스조절 밸브에 의해 공기 유입구 및 가스 유출구의 개방도를 조절하여, 소정치 이하의 요구 연소량에 따른 양의 공기 및 연료가스를 공급할 수 있도록 하고 있다.

또한, 가스 공급로에 제로 가버너를 대신하여 비례 밸브를 설치한 것도 있다. 이 경우에는, 공기통을 팬의 상류측과 하류측 중 어디에 배치해도 좋다. 여기서, 비례 밸브는, 이것으로의 통전 전류(비례 밸브 전류)에 비례한 양의 연료가스를 공급하는 것이며, 요구 연소량에 따른 양의 연료가스가 공급되도록 비례 밸브 전류가 제어된다. 단, 요구 연소량이 소정치 미만이 되어, 비례 밸브 전류가 가스 공급량의 비례 특성을 유지할 수 있는 하한 전류 미만이 되었을 경우에는, 요구 연소량에 따른 양의 연료가스를 공급할 수 없게 된다. 따라서, 가스 공급로에 비례 밸브를 설치하는 것으로도, 요구 연소량이 소정치 미만이 되는 영역에서는, 팬 회전수를 하한 회전수로 유지함과 함께 비례 밸브 전류를 하한 전류로 유지한 상태에서, 공기조절 밸브 및 가스조절 밸브에 의해 공기 유입구 및 가스 유출구의 개방도를 조절함으로써, 소정치 미만의 요구 연소량에 따른 양의 공기 및 연료가스를 공급할 수 있다.

그런데, 상기 종래 예에 있어서, 가스 유출구를 가스통의 X축 플러스 방향의 단부에 설치하는 것은, 가스조절 밸브를 공통의 액추에이터로 구동되는 공기조절 밸브의 근방에 배치하기 위해서이지만, 이것으로는 이하의 불편함을 일으킨다. 즉, 공기통의 X축 플러스 방향의 단부에 위치하는 공기 유입구로부터 유입하는 공기의 동압의 영향이 가스 유출구에 미쳐서, 연료가스 공급량이 불안정하게 되기 쉽다.

특허문헌 1: 일본 특표2014－502337호 공보

본 발명은, 위와 같은 점을 감안하여, 공기 유입구로부터 유입하는 공기의 동압의 영향이 가스 유출구에 미치는 것을 방지할 수 있도록 한 예혼합장치를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 공기에 연료가스를 혼합하여, 혼합기체를 버너에 공급하는 예혼합장치로서, 공기를 공급하는 팬과, 팬의 상류측 또는 하류측에 배치된 공기가 통과하는 공기통을 구비함과 함께, 공기통의 길이방향을 X축 방향, X축 방향 중 공기 흐름의 상류측을 향하는 방향을 X축 플러스 방향, 공기 흐름의 하류측을 향하는 방향을 X축 마이너스 방향으로 할 때, 연료가스를 공급하는 가스 공급로의 하류 끝에 접속되는, 공기통 내에 배치된 가스통과, 공기통의 X축 플러스 방향의 단부에 위치하는 공기 유입구에 대향해서 X축 방향으로 진퇴하여 공기 유입구의 개방도를 가변시키는 공기조절 밸브와, 가스통의 X축 방향 일측 단부에 위치하는 가스 유출구에 대향해서 X축 방향으로 진퇴하여 가스 유출구의 개방도를 가변시키는 가스조절 밸브와, 공기조절 밸브와 가스조절 밸브를 X축 방향으로 구동하는 공통의 액추에이터를 구비하는 것에 있어서, 가스통은, X축 플러스 방향의 단부가 폐쇄된 유저(有底) 통형상이며, 가스통의 X축 마이너스 방향의 단부에, 가스 유출구를 형성한 가스조절 밸브용 밸브 시트가 설치됨과 함께, 가스통의 내부에 가스조절 밸브가 배치되고, 가스조절 밸브로부터 가스통의 X축 플러스 방향의 단부 벽부를 관통해서 액추에이터 측으로 연장되는 밸브 축이 설치되고, 액추에이터에 의해 밸브 축을 통하여 가스조절 밸브가 X축 방향으로 구동되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 가스 유출구가 가스통의 X축 마이너스 방향의 단부에 설치된 밸브 시트에 형성되기 때문에, 공기통의 X축 마이너스 방향의 단부에 위치하는 공기 유입구로부터 유입하는 공기의 동압의 영향은 가스 유출구에 미치지 않고, 가스 유출구에 작용하는 압력은 팬 회전수에 대응하는 흡인부압과 동일하게 된다. 따라서, 버너에 요구 연소량에 따른 양의 공기 및 연료가스를 확실히 공급할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 예혼합장치를 나타내는 사시도.
도 2는 실시형태의 예혼합장치의 절단 측면도.
도 3은 도 2의 III－III선으로 절단한 단면도.

도 1을 참조하면, 1은, 공기에 연료가스를 혼합하여, 혼합기체를 도시하지 않은 버너에 공급하는 본 발명의 실시형태의 예혼합장치(premixing device)이다. 이 예혼합장치(1)는, 도 2, 도 3에 도시된 바와 같이, 공기를 공급하는 팬(2)와 팬(2)의 상류 측에 배치된 공기가 통과하는 공기통(3)을 갖추고 있다. 또한, 팬(2)은, 흡입구(21)와 취출구(22)를 가지는 팬 케이싱(23)에, 모터(24)로 회전 구동되는 날개차(25)를 수납한 원심형 팬으로 구성되어 있다.

여기서, 공기통(3)의 길이방향을 X축 방향, X축 방향 중 공기 흐름의 상류측을 향하는 방향을 X축 플러스 방향, 공기 흐름의 하류측을 향하는 방향을 X축 마이너스 방향으로 하고, 예혼합장치(1)는, 연료가스를 공급하는 가스 공급로(4)의 하류 끝에 접속되는, 공기통(3) 내에 배치한 X축 플러스 방향의 단부가 폐쇄된 유저(有底) 통형상의 가스통(5)을 구비하고 있다. 또, 공기통(3)을 공간을 두고 둘러싸는 급기 케이스(6)를 설치하고, 공기가 급기 케이스(6)의 일단에 연달아 설치된 급기 덕트(61)로부터 급기 케이스(6)의 내부 공간을 통하여 공기통(3) 내로 흐르도록 하고 있다.

예혼합장치(1)는, 더욱이, 공기통(3)의 X축 플러스 방향의 단부에 위치하는 공기 유입구(31)에 대향해서 X축 방향으로 진퇴하여 공기 유입구(31)의 개방도를 가변시키는 공기조절 밸브(7)와, 가스통(5)의 X축 마이너스 방향의 단부에 위치하는 가스 유출구(51)에 대향해서 X축 방향으로 진퇴하여 가스 유출구(51)의 개방도를 가변시키는 가스조절 밸브(8)와, 공기조절 밸브(7)와 가스조절 밸브(8)를 X축 방향으로 구동하는 공통의 액추에이터(9)를 구비하고 있다.

본 실시형태에서는, 가스통(5)의 X축 마이너스 방향의 단부에 가스조절 밸브(8)용의 밸브 시트(52)를 설치하고, 이 밸브 시트(52)에 가스 유출구(51)를 형성함으로써, 가스 유출구(51)를 가스통(5)의 X축 마이너스 방향의 단부에 위치시킴과 함께, 가스통(5)의 내부에 가스조절 밸브(8)를 배치하고 있다. 그리고, 가스조절 밸브(8)로부터 가스통(5)의 X축 플러스 방향의 단부 벽부(53)를 관통하여 액추에이터(9) 측으로 연장되는 밸브 축(81)을 설치하고 있다.

액추에이터(9)는, 모터(91)와, 그 출력측의 이송 나사 기구(92)로 구성되어 있다. 이송 나사 기구(92)는, 모터(91)에 의해 회전 구동되는 너트(92a)와, 너트(92a)에 나사결합하는 수컷 나사부를 가지는 로드(92b)와, 로드(92b)를 회전 멈춤 상태로 X축 방향으로 이동 가능하게 삽입관통 지지하는 가이드 슬리브(92c)로 구성되고, 모터(91)의 작동으로 로드(92b)가 X축 방향으로 진퇴한다. 그리고, 로드(92b)의 X축 마이너스 방향의 단부에 공기조절 밸브(7)를 고정하여, 로드(92b)와 일체로 공기조절 밸브(7)가 X축 방향으로 진퇴하도록 하고 있다. 또, 가스조절 밸브(8)를 X축 플러스 방향으로 가압하는 스프링(82)을 설치하고, 이 스프링(82)의 가압력으로 밸브 축(81)을 로드(92b)의 X축 마이너스 방향의 끝면에 맞닿게 하여, 로드(92b)와 함께 가스조절 밸브(8)가 X축 방향으로 진퇴하도록 하고 있다.

여기서, 요구 연소량에 따른 팬 회전수가 송풍량의 비례 특성을 유지할 수 있는 하한 회전수 이상이 되는 영역에서는, 팬 회전수의 제어로 요구 연소량에 대응하는 양의 공기와 연료가스를 공급하지만, 요구 연소량이 팬 회전수의 하한치에 대응하는 소정치 미만이 되는 영역에서는, 팬 회전수를 하한 회전수로 유지한 상태에서, 공기조절 밸브(7) 및 가스조절 밸브(8)에 의해 공기 유입구(31) 및 가스 유출구(51)의 개방도를 조절하여, 소정치 이하의 요구 연소량에 따른 양의 공기 및 연료가스를 공급한다.

그리고, 본 실시형태에서는, 가스 유출구(51)가 가스통(5)의 X축 마이너스 방향의 단부에 위치하기 때문에, 공기통(3)의 X축 플러스 방향의 단부에 위치하는 공기 유입구(31)로부터 유입하는 공기의 동압(dynamic pressure)의 영향은 가스 유출구(51)에 미치지 않고, 가스 유출구(51)에 작용하는 압력은 팬 회전수에 대응하는 흡인부압(吸引負壓)과 동일하게 된다. 따라서, 요구 연소량이 상기 소정치 이상이 되는 영역에 있어서, 요구 연소량에 따라 팬 회전수를 제어하는 것에 의해, 버너에 요구 연소량에 따른 양의 공기 및 연료가스를 확실히 공급할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 공기조절 밸브(7)와 가스조절 밸브(8)가 별개이기 때문에, 사용하는 가스 종류의 전환시에, 가스조절 밸브(8)만을 교환하는 것만으로 충분하고, 가스 종류 전환시의 작업성이 향상됨과 함께 교환부품 개수가 적어져 경제적이다.

이상, 본 발명의 실시형태에 관하여 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 가스 공급로(4)에 제로 가버너(41)를 대신하여 비례 밸브를 설치할 수도 있다. 이 경우, 공기통(3)을 팬(2)의 하류측에 배치하는 것도 가능하다. 또, 상기 실시형태에서는, 액추에이터(9)를 모터(91) 및 이송 나사 기구(92)로 구성하고 있지만, 전자 솔레노이드 등의 다른 액추에이터를 이용하는 것도 가능하다.

1…예혼합장치, 2…팬, 21…흡입구, 3…공기통, 31…공기 유입구, 4…가스 공급로, 5…가스통, 51…가스 유출구, 52…밸브 시트, 53…단부 벽부, 7…공기조절 밸브, 8…가스조절 밸브, 9…액추에이터.

Claims

공기에 연료가스를 혼합하여, 혼합기체를 버너에 공급하는 예혼합장치로서, 공기를 공급하는 팬과, 팬의 상류측 또는 하류측에 배치된 공기가 통과하는 공기통을 구비함과 함께, 공기통의 길이방향을 X축 방향, X축 방향 중 공기 흐름의 상류측을 향하는 방향을 X축 플러스 방향, 공기 흐름의 하류측을 향하는 방향을 X축 마이너스 방향으로 할 때, 연료가스를 공급하는 가스 공급로의 하류 끝에 접속되는, 공기통 내에 배치된 가스통과, 공기통의 X축 플러스 방향의 단부에 위치하는 공기 유입구에 대향해서 X축 방향으로 진퇴하여 공기 유입구의 개방도를 가변시키는 공기조절 밸브와, 가스통의 X축 방향 일측 단부에 위치하는 가스 유출구에 대향해서 X축 방향으로 진퇴하여 가스 유출구의 개방도를 가변시키는 가스조절 밸브와, 공기조절 밸브와 가스조절 밸브를 X축 방향으로 구동하는 공통의 액추에이터를 구비하는 것에 있어서,
가스통은, X축 플러스 방향의 단부가 폐쇄된 유저(有底) 통형상이며, 가스통의 X축 마이너스 방향의 단부에, 가스 유출구를 형성한 가스조절 밸브용 밸브 시트가 설치됨과 함께, 가스통의 내부에 가스조절 밸브가 배치되고, 가스조절 밸브로부터 가스통의 X축 플러스 방향의 단부 벽부를 관통해서 액추에이터 측으로 연장되는 밸브 축이 설치되고, 액추에이터에 의해 밸브 축을 통하여 가스조절 밸브가 X축 방향으로 구동되는 것을 특징으로 하는 예혼합장치.