KR20210079173A - 예혼합장치 - Google Patents
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Abstract
(과제) 가스공급로(4)의 하류단이 버너(1)에 연결되는 급기로(3)에 형성된 가스흡인부(31)에 접속되고, 급기로(3)의 공기가 흐르는 소정 부분(3a)의 통기저항을 대소로 전환하는 공기저항전환수단을 구비하는 예혼합장치로서, 구조가 간단하고 저코스트인 것을 제공한다.
(해결수단) 공기저항전환수단은, 급기로(3)의 소정 부분(3a)의 통기저항을 작게 하는 소저항위치와 크게 하는 대저항위치로 회동 가능한 플래퍼(8)로 구성된다. 플래퍼(8)가 대저항위치에 있을 때는 플래퍼(8)의 일부가 가스흡인부(31)의 일부(31b)에 근접 대향하여 가스흡인부(31)로부터의 연료가스의 흡인저항이 커지도록 한다. 또, 플래퍼(8)를 설치한 급기로(3)의 소정 부분(3a)의 외측에, 플래퍼(8)에 장착한 자성체(85)를 흡인 또는 반발하는 전자석(9)을 설치한다. 그리고, 전자석(9)의 통전 여자에 의해 플래퍼(8)를 소저항위치로 회동시키고, 전자석(9)의 역방향의 통전 여자에 의해 플래퍼(8)를 대저항위치로 회동시킨다.
(해결수단) 공기저항전환수단은, 급기로(3)의 소정 부분(3a)의 통기저항을 작게 하는 소저항위치와 크게 하는 대저항위치로 회동 가능한 플래퍼(8)로 구성된다. 플래퍼(8)가 대저항위치에 있을 때는 플래퍼(8)의 일부가 가스흡인부(31)의 일부(31b)에 근접 대향하여 가스흡인부(31)로부터의 연료가스의 흡인저항이 커지도록 한다. 또, 플래퍼(8)를 설치한 급기로(3)의 소정 부분(3a)의 외측에, 플래퍼(8)에 장착한 자성체(85)를 흡인 또는 반발하는 전자석(9)을 설치한다. 그리고, 전자석(9)의 통전 여자에 의해 플래퍼(8)를 소저항위치로 회동시키고, 전자석(9)의 역방향의 통전 여자에 의해 플래퍼(8)를 대저항위치로 회동시킨다.
Description
본 발명은 공기에 연료가스를 혼합하고, 혼합기를 버너에 공급하는 예혼합장치에 관한 것이다.
종래에는 이러한 종류의 예혼합장치로서, 특허문헌 1에 의해서, 버너에 연결되는 팬을 설치한 급기로와 연료가스를 공급하는 유량조절밸브를 설치한 가스공급로를 구비하고, 급기로에 형성된 가스흡인부에 가스공급로의 하류단이 접속되어 급기로에 흐르는 공기에 가스흡인부로부터 흡인된 연료가스가 혼합되도록 하고, 또한 급기로의 공기가 흐르는 소정 부분에 당해 소정 부분의 통기저항을 대소(大小)로 전환하는 공기저항전환수단을 형성함과 아울러, 유량조절밸브보다도 하류측의 가스공급로 부분의 통기저항을 대소로 전환하는 가스저항전환수단을 형성한 것이 알려져 있다.
그런데, 유량조절밸브로서 비례밸브를 이용하는 경우에는, 요구 연소량에 대응한 양의 연료가스가 공급되도록 비례밸브가 제어되고, 또한 버너에 공급되는 혼합기의 공연비가 일정하게 되도록 요구 연소량에 대응하여 팬 회전수가 제어된다. 다만, 요구 연소량이 소정값 이하로 되어 팬 회전수가 송풍량의 비례 특성을 유지할 수 있는 하한 회전수 이하로 되었거나, 비례밸브전류(비례밸브로의 통전 전류)가 가스 공급량의 비례 특성을 유지할 수 있는 하한 전류 이하로 된 경우에는 요구 연소량에 대응한 양의 공기나 연료가스를 공급할 수 없게 된다.
또, 유량조절밸브로서 2차 가스압을 대기압으로 유지하는 제로 거버너를 이용하는 것도 있다. 이 경우, 연료가스의 공급량은 2차 가스압인 대기압과 급기로 내의 부압의 차압에 대응하여 변화한다. 그리고 급기로 내의 부압이 팬 회전수에 대응하여 변화하기 때문에, 연료가스의 공급량은 팬 회전수, 즉 공기의 공급량에 대응하여 변화한다. 따라서, 요구 연소량에 대응하여 팬 회전수를 제어함으로써, 요구 연소량에 대응한 양의 공기 및 연료가스가 버너에 공급되게 된다.
이것에서도, 팬 회전수가 송풍량의 비례 특성을 유지할 수 있는 하한 회전수 이하로 되면, 요구 연소량에 대응한 양의 공기나 연료가스를 공급할 수 없게 된다. 그렇기 때문에, 요구 연소량이 소정값 이하로 되었을 때에, 공기저항전환수단에 의해서 급기로의 통기저항을 크게 하여, 팬 회전수를 상기 하한 회전수 이하로 하지 않고, 소정값 이하의 요구 연소량에 대응한 양의 공기를 공급할 수 있도록 할 필요가 있다. 또, 급기로의 통기저항을 크게 하는 것만으로는, 급기로 내의 부압의 증가에 의해 연료가스의 공급량이 요구 연소량에 대응한 양을 초과하기 때문에, 급기로의 통기저항을 크게 하는 것에 맞춰서 가스공급로의 통기저항도 크게 할 필요가 있다.
그래서, 상기 종래예에서는, 요구 연소량이 소정값 이하로 되었을 때에, 공기저항전환수단에 의해서 급기로의 통기저항을 크게 함과 동시에 가스저항전환수단에 의해서 가스공급로의 통기저항을 크게 한 소(小)능력상태로 하여 소정값 이하의 요구 연소량에 대응한 양의 공기나 연료가스를 공급할 수 있도록 하고, 요구 연소량이 소정값을 상회하였을 때에, 공기저항전환수단에 의해서 급기로의 통기저항을 작게 함과 동시에 가스저항전환수단에 의해서 가스공급로의 통기저항을 작게 한 대(大)능력상태로 복귀시키고 있다.
여기서, 특허문헌 1에 기재된 것에 있어서, 공기저항전환수단은 급기로의 상기 소정 부분의 길이방향에 평행한 개방위치와 상기 길이방향에 직교하는 폐쇄위치로 회동되는 버터플라이밸브로 구성되어 있다. 또, 가스저항전환수단은 가스공급로 내에 개폐동작 가능하게 설치된 전환밸브로 구성되어 있다. 그리고 특허문헌 1에 기재된 것에서는, 버터플라이밸브 이외에 당해 버터플라이밸브를 회동시키는 모터와, 전환밸브와, 버터플라이밸브의 개방위치와 폐쇄위치로의 회동에 연동하여 전환밸브를 개폐 동작시키는 연동기구가 필요하게 된다. 그렇기 때문에, 구조가 복잡하고 코스트가 비싸지게 된다.
본 발명은 이상의 점을 감안하여, 구조가 간단하고 저코스트인 예혼합장치를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 공기에 연료가스를 혼합하고 혼합기를 버너에 공급하는 예혼합장치로서, 버너에 연결되는 팬을 설치한 급기로와 연료가스를 공급하는 유량조절밸브를 설치한 가스공급로를 구비하고, 급기로에 형성된 가스흡인부에 가스공급로의 하류단이 접속되어 급기로에 흐르는 공기에 가스흡인부로부터 흡인된 연료가스가 혼합되도록 하고, 또한 급기로의 공기가 흐르는 소정 부분에 당해 소정 부분의 통기저항을 대소로 전환하는 공기저항전환수단을 형성하는 것에 있어서, 공기저항전환수단은 급기로의 상기 소정 부분의 통기저항을 작게 하는 소(小)저항위치와 크게 하는 대(大)저항위치로 회동 가능한 플래퍼로 구성되고, 플래퍼가 대저항위치에 있을 때는 플래퍼의 일부가 가스흡인부의 일부에 근접 대향하여 가스흡인부로부터의 연료가스의 흡인저항이 커지도록 하고, 또한 플래퍼에 자성체가 장착됨과 아울러 플래퍼를 설치한 급기로의 상기 소정 부분의 외측에 전자석이 설치되고, 플래퍼에 대한 자성체의 장착위치는, 플래퍼가 대저항위치에 있는 상태에서 전자석을 통전 여자하였을 때에, 자성체가 전자석으로부터의 흡인력 또는 반발력을 받아서 플래퍼를 소저항위치로 회동시키고, 플래퍼가 소저항위치에 있는 상태에서 전자석을 상기 통전 여자와는 역방향으로 통전 여자하였을 때에, 자성체가 전자석으로부터의 반발력 또는 흡인력을 받아서 플래퍼를 대저항위치로 회동시키도록 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 플래퍼가 대저항위치에 있을 때는, 플래퍼 자체에 의해서 가스흡인부로부터의 연료가스의 흡인저항을 크게 할 수 있기 때문에, 종래예의 가스저항전환수단인 전환밸브 및 연동기구가 불필요하게 된다. 따라서 구조가 간단하게 되고, 게다가 플래퍼의 회동 구동원으로서 모터에 비해 가격이 저렴한 자성체와 전자석을 이용함으로써, 종래예의 것에 비해 대폭적인 코스트 다운을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 예혼합장치의 절단 측면도.
도 2는 실시형태의 예혼합장치의 사시도.
도 3은 실시형태의 예혼합장치에 설치되는 플래퍼의 사시도.
도 2는 실시형태의 예혼합장치의 사시도.
도 3은 실시형태의 예혼합장치에 설치되는 플래퍼의 사시도.
도 1을 참조하여, 도면부호 "1"은 혼합기가 분출하여 연소하는 연소면(1a)을 가지는 전일차 연소식 버너 등으로 이루어지는 버너이다. 그리고 본 발명의 실시형태의 예혼합장치(A)에 의해서 공기에 연료가스를 혼합하여 혼합기를 버너(1)에 공급하도록 하고 있다.
예혼합장치(A)는 버너(1)에 연결되는 팬(2)을 설치한 급기로(3)와, 연료가스를 공급하는 가스공급로(4)를 구비하고 있다. 가스공급로(4)의 상류부에는 마스터 밸브(5)와 비례밸브나 제로 거버너로 이루어지는 유량조절밸브(6)가 설치되어 있다. 또한, 가스공급로(4)의 하류단은 급기로(3)에 형성된 가스흡인부(31)에 접속되어 있다. 그리고 급기로(3)에 흐르는 공기에 가스흡인부(31)로부터 흡인된 연료가스가 혼합되어 혼합기가 생성되고, 이 혼합기가 급기로(3)를 통해서 버너(1)에 공급되도록 하고 있다. 또, 급기로(3)의 공기가 흐르는 소정 부분(3a)에, 당해 소정 부분(3a)의 통기저항을 대소로 전환하는 공기저항전환수단을 형성하고 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 급기로(3)의 소정 부분(3a)은 팬(2)의 상류측에 위치하고 있으나, 이 소정 부분(3a)을 팬(2)의 하류측에 위치시켜도 좋다.
보다 구체적으로 설명하면, 합성수지 등의 비자성 재료로 형성되는 내외 2중의 통형상체(7in, 7out)를 형성하되, 내측 통형상체(7in)의 내부 공간을 급기로(3)의 소정 부분(3a)으로 하고 있다. 또, 외측 통형상체(7out)의 둘레벽부에 가스공급로(4)에 접속되는 가스유입구(41)를 형성함과 아울러, 외측 통형상체(7out)의 내주면과 내측 통형상체(7in)의 외주면의 사이에 가스유입구(41)에 연결되는 가스실(42)을 획정하고 있다. 그리고 내측 통형상체(7in)의 둘레벽부에, 내측 통형상체(7in) 내의 급기로(3)와 가스실(42)을 연통하는 가스흡인부(31)가 되는 제 1과 제 2의 1쌍의 흡인구멍(31a, 31b)을 형성하여, 가스공급로(4)로부터의 연료가스가 이들 흡인구멍(31a, 31b)을 통해서 급기로(3)에 흡인되도록 하고 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 통형상체(7in, 7out)를 기립 자세로 배치하고 있으나 수평 자세로 배치하여도 좋다.
내측 통형상체(7in) 내에는, 공기저항전환수단을 구성하는 플래퍼(8)가 더 설치되어 있다. 이 플래퍼(8)는 도 3에 나타낸 바와 같이 일단의 반원형상의 저항판부(81)와, 타단의 밸런스 웨이트부(82)와, 저항판부(81)와 밸런스 웨이트부(82)를 연결하는 가늘고 긴 형상의 연결봉부(83)와, 연결봉부(83)에 직교하여 내측 통형상체(7in)의 둘레벽부에 끼워져 축지지되는 축부(84)를 가지고 있다. 그리고, 플래퍼(8)는, 저항판부(81)가 내측 통형상체(7in) 내의 급기로(3)의 소정 부분(3a)의 길이방향을 따름으로써 상기 소정 부분(3a)의 통기저항을 작게 하는 소저항위치(도 1에서 실선으로 나타내는 위치)와, 저항판부(81)가 내측 통형상체(7in) 내의 급기로(3)의 소정 부분(3a)의 길이방향에 직교함으로써 상기 소정 부분(3a)의 통기저항을 크게 하는 대저항위치(도 1에서 가상선으로 나타내는 위치)로 축부(84)를 중심으로 하여 회동 가능하게 되어 있다.
도 2를 참조하여, 내측 통형상체(7in)의 내주면의 둘레방향 1개소에는, 공기의 흐름방향인 상하방향 중간부에서부터 하측으로 연장되는 융기부(71)가 형성되어 있다. 그리고 플래퍼(8)가 대저항위치로 회동하였을 때, 융기부(71)의 상단의 단차(71a)에 저항판부(81)의 단부 가장자리가 맞닿도록 하고 있다. 또한, 융기부(71)의 하부에 직경방향 내측으로 돌출되는 소돌기(72)를 돌출 형성하여, 플래퍼(8)가 소저항위치로 회동하였을 때, 소돌기(72)에 밸런스 웨이트부(82)가 맞닿도록 하고 있다.
또, 상기 제 2 흡인구멍(31b)은 상기 단차(71a)에 인접하는 부분에 형성되어 있다. 그렇기 때문에, 플래퍼(8)가 대저항위치에 있을 때는, 단차(71a)에 맞닿는 저항판부(81)의 단부 가장자리가 가스흡인부(31)의 일부인 제 2 흡인구멍(31b)에 근접 대향하여 제 2 흡인구멍(31b)이 실질적으로 폐색됨으로써, 가스흡인부(31)로부터의 연료가스의 흡인저항이 커지게 된다. 따라서 플래퍼(8)의 대저항위치로의 회동에 의한 급기로(3) 내의 부압의 증가에 의해 연료가스의 공급량이 증가하는 것을, 상기 종래예의 가스저항전환수단인 전환밸브를 설치하지 않고 방지할 수 있다.
또, 플래퍼(8)에는 영구자석 등으로 이루어지는 자성체(85)가 장착되어 있다. 또한, 플래퍼(8)를 설치한 급기로(3)의 소정 부분(3a)의 외측, 즉 외측 통형상체(7out)의 외면에는 전자석(9)이 장착되어 있다. 또한, 전자석(9)은 보빈(91)에 감겨진 코일(92)과 보빈(91)의 내주에 삽입 설치된 고정 철심(93)으로 구성되어 있다.
플래퍼(8)에 대한 자성체(85)의 장착위치는, 플래퍼(8)가 대저항위치에 있는 상태에서 전자석(9)을 통전 여자하였을 때에, 자성체(85)가 전자석(9)으로부터의 흡인력을 받아서 플래퍼(8)를 소저항위치로 회동시키고, 플래퍼(8)가 소저항위치에 있는 상태에서 전자석(9)을 상기 통전 여자와는 역방향으로 통전 여자하였을 때에, 자성체(85)가 전자석(9)으로부터의 반발력을 받아서 플래퍼(8)를 대저항위치로 회동시키도록 설정되어 있다. 구체적으로는, 소저항위치에서 전자석(9)의 설치부에 대향하는 저항판부(81)의 부분에 자성체(85)를 장착하고 있다.
이상의 구성에 의하면, 플래퍼(8)가 대저항위치에 있을 때는 플래퍼(8) 자체에 의해서 가스흡인부(31)로부터의 연료가스의 흡인저항을 크게 할 수 있다. 그렇기 때문에, 상기한 바와 같이 종래예의 가스저항전환수단인 전환밸브 및 연동기구가 불필요하게 되어 구조가 간단하게 된다. 게다가, 모터에 비해 가격이 저렴한 자성체(85) 및 전자석(9)에 의해서 플래퍼(8)를 소저항위치와 대저항위치로 회동시킬 수 있으므로, 구조가 간단하게 됨과 아울러 종래예의 것에 비해 대폭적인 코스트 다운을 도모할 수 있다.
또한, 플래퍼(8)가 대저항위치에 있는 상태에 있어서, 저항판부(81) 및 자성체(85)의 중량에 의해 플래퍼(8)에 작용하는 도 1의 시계반대방향의 회전모멘트는, 밸런스 웨이트부(82)의 중량에 의해 플래퍼(8)에 작용하는 도 1의 시계방향의 회전모멘트 보다 크다. 따라서, 플래퍼(8)를 대저항위치로 전환한 후, 전자석(9)으로의 통전을 정지하더라도 팬(2)의 회전수가 낮은 영역에서는 플래퍼(8)가 대저항위치에 유지된다. 그러나 팬(2)의 회전수가 소정 회전수를 상회하면, 저항판부(81)에 작용하는 풍압의 영향에 의해서 저항판부(81)가 단차(71a)로부터 떠올라서 플래퍼(8)의 자세가 안정하지 않게 된다. 그래서 플래퍼(8)가 대저항위치에 있는 상태에서 팬(2)의 회전수가 소정 회전수 이상으로 되었을 때는, 전자석(9)의 통전 여자에 의해서 플래퍼(8)를 소저항위치로 전환하도록 하고 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 전자석(9)의 설치위치를 도 1보다도 하측으로 비켜 놓고, 밸런스 웨이트부(82)에 자성체를 장착하여, 플래퍼(8)가 대저항위치에 있는 상태에서 전자석(9)을 통전 여자하였을 때에, 자성체가 전자석(9)으로부터의 반발력을 받아서 플래퍼(8)를 소저항위치로 회동시키고, 플래퍼(8)가 소저항위치에 있는 상태에서 전자석(9)을 상기 통전 여자와는 역방향으로 통전 여자하였을 때에, 자성체가 전자석(9)으로부터의 흡인력을 받아서 플래퍼(8)를 대저항위치로 회동시키도록 하여도 좋다.
또한, 저항판부(81)와 밸런스 웨이트부(82) 모두에 자성체를 장착하여, 플래퍼(8)가 대저항위치에 있는 상태에서 전자석(9)에 통전 여자하였을 때에, 저항판부(81)의 자성체에 전자석(9)으로부터의 흡인력이 작용함과 동시에 밸런스 웨이트부(82)의 자성체에 전자석(9)으로부터의 반발력이 작용하여 플래퍼(8)가 소저항위치로 회동되고, 플래퍼(8)가 소저항위치에 있는 상태에서 전자석(9)을 상기 통전 여자와는 역방향으로 통전 여자하였을 때에, 저항판부(81)의 자성체에 전자석(9)으로부터의 반발력이 작용함과 동시에 밸런스 웨이트부(82)의 자성체에 전자석(9)으로부터의 흡인력이 작용하여 플래퍼(8)가 대저항위치로 회동되도록 하는 것도 가능하다.
또, 상기 실시형태에서는 플래퍼(8)의 저항판부(81)와는 반대측의 단부에 밸런스 웨이트부(82)를 설치하고 있으나, 반대측의 단부에도 저항판부를 설치하여, 플래퍼(8)가 일단 대저항위치로 회동하면 전자석(9)을 통전 여자하지 않는 이상, 이 저항판부에 작용하는 풍압의 영향에 의해서, 플래퍼(8)가 팬 회전수에 관계없이 대저항위치에 유지되도록 하여도 좋다.
A - 예혼합장치
1 - 버너
2 - 팬 3 - 급기로
3a - 급기로의 소정 부분 31 - 가스흡인부
4 - 가스공급로 6 - 유량조절밸브
8 - 플래퍼 85 - 자성체
9 - 전자석
2 - 팬 3 - 급기로
3a - 급기로의 소정 부분 31 - 가스흡인부
4 - 가스공급로 6 - 유량조절밸브
8 - 플래퍼 85 - 자성체
9 - 전자석
Claims (1)
- 공기에 연료가스를 혼합하고 혼합기를 버너에 공급하는 예혼합장치로서,
버너에 연결되는 팬을 설치한 급기로와 연료가스를 공급하는 유량조절밸브를 설치한 가스공급로를 구비하고, 급기로에 형성된 가스흡인부에 가스공급로의 하류단이 접속되어 급기로에 흐르는 공기에 가스흡인부로부터 흡인된 연료가스가 혼합되도록 하고, 또한 급기로의 공기가 흐르는 소정 부분에 당해 소정 부분의 통기저항을 대소로 전환하는 공기저항전환수단을 형성하는 것에 있어서,
공기저항전환수단은, 급기로의 상기 소정 부분의 통기저항을 작게 하는 소저항위치와 크게 하는 대저항위치로 회동 가능한 플래퍼로 구성되고, 플래퍼가 대저항위치에 있을 때는 플래퍼의 일부가 가스흡인부의 일부에 근접 대향하여 가스흡인부로부터의 연료가스의 흡인저항이 커지도록 하고,
또한 플래퍼에 자성체가 장착됨과 아울러 플래퍼를 설치한 급기로의 상기 소정 부분의 외측에 전자석이 설치되고, 플래퍼에 대한 자성체의 장착위치는, 플래퍼가 대저항위치에 있는 상태에서 전자석을 통전 여자하였을 때에, 자성체가 전자석으로부터의 흡인력 또는 반발력을 받아서 플래퍼를 소저항위치로 회동시키고, 플래퍼가 소저항위치에 있는 상태에서 전자석을 상기 통전 여자와는 역방향으로 통전 여자하였을 때에, 자성체가 전자석으로부터의 반발력 또는 흡인력을 받아서 플래퍼를 대저항위치로 회동시키도록 설정되는 것을 특징으로 하는 예혼합장치.
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