WO2014088192A1 - 연소기기용 듀얼 벤츄리 - Google Patents

연소기기용 듀얼 벤츄리 Download PDF

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WO2014088192A1
WO2014088192A1 PCT/KR2013/008309 KR2013008309W WO2014088192A1 WO 2014088192 A1 WO2014088192 A1 WO 2014088192A1 KR 2013008309 W KR2013008309 W KR 2013008309W WO 2014088192 A1 WO2014088192 A1 WO 2014088192A1
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gas
supply unit
opening
air
air supply
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PCT/KR2013/008309
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이현식
박준규
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주식회사 경동나비엔
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    • F23N2235/12—Fuel valves
    • F23N2235/18—Groups of two or more valves

Definitions

  • the present invention relates to a dual venturi for a combustion device, and in particular, controls the amount of gas and air supplied to the burner side of the water heater, and the damper rotates by driving the motor by combining the motor and the damper to increase the turndown ratio.
  • the present invention relates to a dual venturi for a combustor, in which a damper simultaneously opens or blocks secondary air and gas inlets, thereby enabling efficient heat control.
  • combustors such as boilers and water heaters used for heating and hot water use are classified into oil boilers, gas boilers, electric boilers, and water heaters according to the fuel supplied, and variously developed and used according to installation purposes. .
  • gas boilers and water heaters generally use Bunsen Burner or Premixed Burner to burn gas fuel, and the combustion method of the double premixed Burner
  • the silver gas and air are mixed at the optimum mixing ratio of combustion, and then the mixer (air + gas) is supplied to the salt air to combust.
  • TDR Turn-Down Ratio
  • TDR is a ratio of the maximum gas consumption to the minimum gas consumption in a gas combustion device in which the amount of gas is variably controlled.
  • the turndown ratio (TDR) is 3: 1.
  • the turndown ratio (TDR) is limited by how stable the flame can be at minimum gas consumption conditions.
  • TDR turndown ratio
  • the valve that supplies gas from the proportional control burner includes an electric modulating gas valve controlled by a large current value and a pneumatic modulating gas controlled by a differential pressure generated during air supply. valve).
  • the air proportional control valve uses a blower to control the amount of gas supplied to the burner by the differential pressure generated according to the air supply required for combustion in the burner, wherein the air and gas required for combustion are gas-air mixers (Gas-air mixer) ) Is mixed and fed to the burner in the form of a mixer (air + gas).
  • gas-air mixers Gas-air mixer
  • TDR turndown ratio
  • the air and gas supply paths are divided into two or more regions, and the gas is opened and closed by opening and closing the passages of the gas injected into each burner.
  • a method of increasing the burner's turndown ratio (TDR) has been proposed.
  • Patent Document 1 Application No. 10-2011-84417
  • the gas supply pipe 12 branched into two is connected to one side of the air supply pipe 13, and is separately provided inside the air supply pipe 13.
  • the gas flow passage 116 and the air flow passage 118 are provided with a branch mechanism 170 and the valve body 161, 162 coupled to the rod 163 through the vertical movement of the rod 163 coupled with the electromagnet 165. Since it is possible to control the boiler in the low power mode and high power mode to open and close the flow path separation type gas-air mixing apparatus that can improve the turndown ratio.
  • the air flow path 118 is divided into a single flow path having a cylindrical shape by the branching mechanism 170 to adjust the inflow of air in two stages, thereby introducing the air inflow amount. If more is needed, the air passage 118 is impossible to expand, and thus there is a problem that a high turndown ratio cannot be realized.
  • the gas-air mixing device since the heat load required according to the capacity of the combustion device is different, the gas-air mixing device has to be manufactured according to the capacity, and accordingly, there is a problem in that the manufacturing cost increases due to an increase in product design and design cost.
  • the present invention has been invented to solve the above problems, the purpose of which is provided with a separate opening and closing means to control the amount of air and gas flowing into the combustion device such as a water heater in two stages, the opening and closing means is
  • the purpose of the present invention is to provide a dual venturi for a combustion device that can control the amount of air and gas because the damper is rotated by driving the motor to simultaneously open or shut off the inlet of the secondary air and gas.
  • the present invention for achieving the above technical problem is one side is formed with a discharge portion coupled to the turbo fan, the housing is a predetermined space is formed so that the gas and air flow inside; An air supply part partitioned by a first partition wall inside the housing and separated into a first air supply part and a second air supply part in which opening and closing holes are formed in the middle; The gas is formed on one side of the housing and is partitioned by a second partition wall, wherein the first gas supply unit communicates with the first air supply unit, and the second gas supply unit is formed to communicate with the second air supply unit by opening and closing holes.
  • the combustor blocks the flow of the secondary air flowing into the second air supply unit and the secondary gas flowing into the second gas supply unit when low heat quantity is required, while the second air supply unit and the second gas supply unit block high flow rate. It includes; opening and closing means for opening.
  • the opening and closing means, the damper is provided in the middle of the second air supply unit and the air flowing through the second air supply unit and the gas introduced through the second gas supply unit is rotated by the driving of the motor. It includes an opening and closing to block or pass by.
  • the opening and closing portion, the shaft hole is formed in the center is coupled to the motor shaft of the motor, the convex portion protruding two or more protruding in the edge region of the shaft hole, and formed relatively relative to the convex portion
  • a damper having concave portions to be alternately formed A moving body in which a convex portion and a concave portion are formed so as to correspond to the convex portion and the concave portion, respectively, and the tip portions of the convex portions are contacted with each other by the rotation of the damper to move forward and backward;
  • a valve coupled to one end of the movable body to open or close the air and gas introduced through the second air supply unit and the second gas supply unit by opening and closing the opening and closing hole according to the forward and backward movement of the movable body; And a first spring provided between the damper and the movable body to support the elastic force and to provide a return force when the valve is closed after the valve is opened and closed.
  • the valve further comprises a second spring interposed between the first partition wall so that the moving body is quickly returned when the damper is rotated and the moving body is returned to the damper side and the opening and closing hole is blocked.
  • the valve further comprises a sealing member to maintain the airtightness between the opening and closing hole and the valve.
  • the first air supply portion and the second air supply portion each of which further includes a load control internal housing that can be removed to adjust the amount of air according to the heat load required during combustion.
  • the dual venturi for a combustion device of the present invention first, it is possible to control the high heat amount and low heat amount required in the combustion device has the effect of reducing the fuel cost.
  • the parts of the dual venturi are simplified, and the design time according to the production of the product is shortened, the production period is shortened, and the repair is easy in the event of product failure.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a state of the dual venturi for a combustion device of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view for showing the internal appearance of the gas supply unit provided in FIG.
  • FIG. 5A is a perspective view illustrating an internal view of the damper provided in FIG. 3, and FIG. 5B is a perspective view illustrating a state of the movable body.
  • FIG. 6 is a view for explaining the operating state of the dual venturi for a combustion machine of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing a state of the dual venturi for a combustion device of the present invention
  • Figure 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of Figure 2
  • Figure 4 is a perspective view for showing the internal appearance of the gas housing provided in Figure 2
  • Figure 5a Figure 3 is a perspective view showing the inside of the damper provided in Figure 3
  • Figure 5b is a perspective view showing the state of the moving body
  • Figure 6 is a view for explaining the operating state of the dual venturi for a combustion device of the present invention.
  • the dual venturi for a combustion device of the present invention one side is formed with a discharge portion 300 is coupled to a turbo fan (not shown), the predetermined space so that the gas and air flow inside The housing 500 is provided.
  • An air supply unit 100 is formed inside the housing 500 to be separated by the first partition 130 and separated into the first air supply unit 110 and the second air supply unit 120.
  • the first gas supply unit 611 is the first air supply unit 110
  • the second gas supply unit 612 is provided with a gas supply unit 610 is formed to communicate with the second air supply unit 120 by the opening and closing hole 121. Therefore, the gas supply part 610 is integrally formed, and since the primary and secondary gases are completely separated by the second partition 613, the conventional primary and secondary gas passages do not need to be separately designed, thereby reducing manufacturing costs. do.
  • the side of the gas supply unit 610, the primary gas and the secondary gas is configured to be introduced at the same time, the primary gas inlet 601 is formed on the side of the first gas supply unit 611, secondary gas The inlet 602 is formed with a gas inlet 600 configured to be formed in the second gas supply unit 612.
  • the opening and closing means 400 is coupled to the middle of the second air supply unit 120, the opening and closing means 400, the air introduced through the second air supply unit 120 and the second gas supply unit 612 and While blocking the flow of gas, if a high heat amount is required, the second air supply unit 120 and the second gas supply unit 612 may be opened to adjust the heat amount according to the heat load required by the combustion device.
  • the opening and closing means 400 will be described in more detail.
  • the second air supply unit 120 and the second gas supply unit may be provided in the middle of the second air supply unit 120.
  • the opening and closing portion 420 is configured to block or pass air and gas introduced through the 612 by the damper 430 rotated by the driving of the motor 410.
  • the opening and closing portion 420, the shaft hole 431 is formed in the central portion is coupled to the motor shaft 411 of the motor 410, the convex portion 432 protruding more than one in the edge region of the shaft hole 431.
  • a damper 430 having alternately formed recesses 433 which are recessed relative to the convex portion 432.
  • the convex portion 442 and the concave portion 443 are formed to correspond to the convex portion 432 and the concave portion 433 of the damper 430, respectively, by the rotation of the damper 430.
  • a moving body 440 is provided which is in contact with each other and the front end portion of the parts (432, 442).
  • one end of the movable body 440 opens and closes the opening and closing hole 121 according to the forward and backward movement of the movable body 440 and flows through the second air supply unit 120 and the second gas supply unit 612.
  • a valve 444 is coupled to open or shut off the air and gas being provided.
  • the first spring 451 is provided between the damper 430 and the movable body 440 to support the elastic force, and provides a return force when the valve 444 is blocked after opening and closing the opening and closing hole 121. This intervenes.
  • the second spring 452 may be further provided between the first partition wall 130.
  • valve 444 may further include a sealing member 445 to maintain airtightness between the opening and closing hole 121 and the valve 444. Therefore, it is possible to completely block the supply of the secondary gas when the low calorie driving of the combustion device.
  • the damper 430 of the opening / closing part 420 is in a direction in which air and gas of the second air supply part 120 flow.
  • the second air supply unit 120 is blocked horizontally, and at the same time, the concave portion 443 of the movable body 440 and the convex portion 432 of the damper 430 and the convex portion 442 of the movable body 440
  • the recesses 433 of the damper 430 are kept in contact with each other.
  • valve 444 of the movable body 440 blocks the opening and closing hole 121 so that the inflow of the secondary gas is blocked, and the damper 430 rotates to be horizontal to the secondary air supply unit 120. In this condition, the inflow of secondary air is blocked. At this time, although the primary and secondary gas flows into the gas inlet 600 in the same way, the valve 444 blocks the opening and closing hole 121 formed in the second air supply unit 120, so that the secondary gas flows in. Will also be blocked.
  • the mixture of air and gas is introduced into the turbo fan through only the first gas supply unit 611 and the first air supply unit 110, so that the combustion apparatus can be driven with low heat.
  • the valve 444 coupled to the rear end of the moving body 440 is separated from the sealing member 445 and the secondary gas introduced through the second gas supply unit 612 flows into the opening and closing hole 121.
  • the secondary gas is mixed with the secondary air introduced into the second air supply unit 120, and thus is combined with the air and gas introduced through the first air supply unit 110 and the first gas supply unit 611. More mixers are generated and introduced into the turbofan, which allows the combustor to run at higher calories.
  • the first spring 451 is interposed between the damper 430 and the movable body 440, the convex portions 432 and 442 can maintain contact with each other by the elastic force.
  • air supply unit 110 first air supply unit
  • opening and closing hole 122 internal housing
  • motor shaft 420 opening and closing portion
  • damper 431 shaft ball
  • 601 first gas inlet 602: second gas inlet
  • gas supply unit 611 first gas supply unit

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Abstract

본 발명은 연소기기용 듀얼 벤츄리에 관한 것으로, 구체적으로는 온수기의 버너측에 공급되는 가스 및 공기의 양을 조절하며, 턴다운비를 높일 수 있도록 모터와 댐퍼를 결합하여 모터의 구동에 의하여 댐퍼가 회전됨에 따라 댐퍼가 2차 공기 및 가스의 유입구를 동시에 개방 또는 차단하므로 효율적인 열량 제어가 가능한 연소기기용 듀얼 벤츄리에 관한 것이다. 본 발명은 온수기와 같은 연소기기로 유입되는 공기 및 가스의 양을 2단계로 제어할 수 있도록 별도의 개폐수단을 구비하되, 그 개폐수단은 모터와 댐퍼로 구성되어 모터의 구동에 의하여 댐퍼가 회전되어 2차 공기 및 가스의 유입구를 동시에 개방 또는 차단하므로 공기 및 가스의 양을 제어 할 수 있는 연소기기용 듀얼 벤츄리에 관한 것이다.

Description

연소기기용 듀얼 벤츄리
본 발명은 연소기기용 듀얼 벤츄리에 관한 것으로, 구체적으로는 온수기의 버너측에 공급되는 가스 및 공기의 양을 조절하며, 턴다운비를 높일 수 있도록 모터와 댐퍼를 결합하여 모터의 구동에 의하여 댐퍼가 회전됨에 따라 댐퍼가 2차 공기 및 가스의 유입구를 동시에 개방 또는 차단하므로 효율적인 열량 제어가 가능한 연소기기용 듀얼 벤츄리에 관한 것이다.
일반적으로, 난방 및 온수사용을 목적으로 사용되는 보일러 및 온수기와 같은 연소기기는 공급받는 연료에 따라 기름보일러, 가스보일러, 전기보일러 및 온수기로 구분되며, 설치용도에 맞게 다양하게 개발되어 사용하고 있다.
이러한 연소기기들 중 특히, 가스보일러 및 온수기에서는 일반적으로 가스연료를 연소시키기 위해 분젠 버너(Bunsen Burner) 또는 예혼합 버너(Premixed Burner)를 사용하고 있으며, 이중 예혼합 버너(Premixed Burner)의 연소방식은 가스와 공기를 연소 최적 상태의 혼합비로 혼합한 후 그 혼합기(공기+가스)를 염공부에 공급하여 연소시키게 된다.
또한, 연소기기의 성능은 턴다운비(Turn-Down Ratio;TDR)로 평가되어지는데, 턴다운비란, 가스의 양이 가변 조절되는 가스연소장치에 있어서 '최대가스소비량 대 최소 가스소비량의 비'를 말한다. 예를 들면 최대가스소비량이 24,OOOkcal/h이고 최소 가스소비량이 8,OOOkcal/h인 경우 턴다운비(TDR)는 3:1이 된다. 턴다운비(TDR)는 최소 가스 소비량 조건에서 얼마나 안정된 화염을 유지할 수 있는지 여부에 따라 제한된다.
가스보일러 및 온수기의 경우 턴다운비(TDR)가 클수록 난방 및 온수 사용 시 편리성이 증대된다. 즉, 턴다운비(TDR)가 작고(즉, 최소가스소비량이 높은 경우) 난방 및 온수의 부하가 작은 영역에서 버너가 작동되는 경우에 연소기기는 잦은 온/오프(On/Off)가 발생하게 되므로 온도제어시의 편차가 커지고, 기기의 내구성이 저하된다. 따라서 이러한 문제를 개선하기 위하여 연소기기에 적용되는 버너의 턴다운비(TDR)를 향상시키기 위한 다양한 방법들이 개발되어 왔다.
이러한 비례 제어 방식의 버너에서 가스를 공급해 주는 밸브는 크게 전류값으로 제어 되는 전류 비례 제어 방식 밸브(electrical modulating gas valve)와, 공기 공급시 발생되는 차압으로 제어되는 공기 비례 제어 방식 밸브(pneumatic modulating gas valve)로 구분된다.
상기 공기 비례 제어 밸브는 송풍기를 이용하여 버너에 연소시 필요한 공기 공급에 따라 발생되는 차압에 의하여 버너로 공급되는 가스량이 제어되고, 이때 연소에 필요한 공기와 가스는 가스 공기 혼합 장치(Gas-air mixer)에서 혼합되어 혼합기(공기+가스)형태로 버너에 공급된다.
이와 같은 공기 비례 제어 밸브를 사용하는 가스버너의 가스-공기혼합장치에서 턴다운 비(TDR)를 제한하는 기본적인 요소는 가스소비량(Q)과 차압(ΔP)과의 관계이며, 일반적인 유체의 차압과 유량과의 관계는 다음과 같다.
Q=k√(△P)
즉, 유체의 유량을 2배 증가시키기 위해서는 차압을 4배 상승시켜야 한다.
따라서 턴다운비(TDR)를 예컨대 3:1로 하기 위해서는 차압의 비를 9:1로 해야 하며, 턴다운비(TDR)를 10:1로 하기 위해서는 차압의 비를 100:1로 해야 하는데, 이때 가스의 공급 압력을 무한히 증가시키는 것은 불가능하다는 데 문제가 있다.
이와 같은 가스공급압력을 무한히 증가시킬 수 없는 문제점을 해결하기 위하여, 도 1에 나타난 바와 같이 공기 및 가스가 공급되는 경로를 둘 이상의 영역으로 구획하고, 각 버너로 분사되는 가스의 통로를 개폐함으로써 가스버너의 턴다운비 (TDR)를 높이는 방법이 제시되고 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 출원번호 10-2011-84417호
상기 특허문헌은 본 출원인에 의해 선출원된 발명으로, 도 1을 참조하면 공기공급관(13)의 일측에 2개로 분지되는 가스공급관(12)이 결합되며, 상기 공기공급관(13)의 내측에 별도의 분지기구(170)를 구비하여 로드(163)에 결합된 밸브체(161, 162)가 전자석(165)과 결합된 로드(163)의 상하운동을 통하여 가스유로(116) 및 공기유로(118)를 개폐하므로 보일러를 저출력모드 및 고출력모드로 제어할 수 있어 턴다운비를 향상시킬 수 있는 유로 분리형 가스-공기 혼합장치에 관한 것이다.
그러나 상기한 유로 분리형 가스-공기 혼합장치의 경우 첫째, 공기유로(118)가 원통형으로 형성되는 하나의 유로를 분지기구(170)에 의해 구획하여 공기의 유입량을 2단계로 조절함으로서, 공기의 유입량이 더 많이 필요할 경우 공기유로(118)의 확장이 불가능하고, 이로 인해 높은 턴다운비를 실현할 수 없는 문제점이 있다.
둘째, 각각의 가스유로(115, 116)의 면적이 동일하여 가스차압형성이 이루어지지 않아 턴다운비를 효과적으로 높일 수 없는 어려움이 있었다.
셋째, 상기한 가스-공기 혼합장치를 제조할 경우 사출 또는 다이케스팅 가공을 통하여 제조되므로 제조 시 치수 및 정밀도의 오차가 컸으며, 가공 시 버(burr)의 발생 등으로 버를 제거해야 하는 추후 공정을 또 해야 하는 문제점이 있었다.
넷째, 연소기기의 용량에 따라 필요한 부하 열량이 각기 다르므로 가스-공기 혼합장치를 용량에 따라 제조해야 하며, 그에 따라 제품 설계, 디자인 비용이 증가하여 제조비용이 상승하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 온수기와 같은 연소기기로 유입되는 공기 및 가스의 양을 2단계로 제어할 수 있도록 별도의 개폐수단을 구비하되, 그 개폐수단은 모터와 댐퍼로 구성되어 모터의 구동에 의하여 댐퍼가 회전되어 2차 공기 및 가스의 유입구를 동시에 개방 또는 차단하므로 공기 및 가스의 양을 제어할 수 있는 연소기기용 듀얼 벤츄리를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 일측이 터보팬과 결합되는 배출부가 형성되며, 내측에 가스 및 공기가 흐를 수 있도록 소정공간이 형성되는 하우징; 상기 하우징의 내측에 제1 격벽에 의해 구획되어 제1 공기공급부 및 중간에 개폐공이 형성되는 제2 공기공급부로 분리형성되는 공기공급부; 상기 하우징의 일측면에 형성되며, 제2 격벽에 의해 구획되되 제1 가스공급부는 상기 제1 공기공급부와 연통되며, 제2 가스공급부는 개폐공에 의해 상기 제2 공기공급부와 연통되도록 형성되는 가스공급부; 상기 가스공급부의 측면에 형성되며 1차 가스 및 2차 가스가 동시에 유입되도록 구성되되 1차 가스유입구는 상기 제1 가스공급부측에 형성되고, 2차 가스유입구는 제2 가스공급부에 형성되도록 구성되는 가스유입구; 및 연소기기가 저열량이 필요할 시 제2 공기공급부로 유입되는 2차 공기와, 제2 가스공급부로 유입되는 2차 가스의 흐름을 차단하는 한편, 고열량이 필요할 경우 제2 공기공급부와 제2 가스공급부를 개방하는 개폐수단;을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 개폐수단은, 상기 제2 공기공급부의 중간에 구비되어 상기 제2 공기공급부를 통하여 유입되는 공기 및 제2 가스공급부를 통하여 유입되는 가스를 모터의 구동에 의해 회전되는 댐퍼에 의해 차단 또는 통과시키는 개폐부를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 개폐부는, 중심부에 축공이 형성되어 상기 모터의 모터축과 결합되고, 상기 축공의 가장자리 영역에 둘 이상으로 돌출형성되는 볼록부와, 상기 볼록부에 대하여 상대적으로 함몰형성되는 오목부가 교번으로 형성되는 댐퍼; 상기 볼록부와 오목부에 각각 대응되도록 볼록부와 오목부가 형성되어 상기 댐퍼의 회전에 의해 상기 각각의 볼록부의 첨단부가 서로 접촉되어 전후진되는 이동체; 상기 이동체의 일단부에 결합되어 상기 이동체의 전후진 운동에 따라 상기 개폐공을 개폐하여 제2 공기공급부 및 상기 제2 가스공급부를 통하여 유입되는 공기 및 가스를 개방 또는 차단하는 밸브; 및 상기 댐퍼와 이동체 사이에 구비되어 탄성력으로 지지하며, 상기 밸브가 개폐공과 개방한 후 차단될 때 복귀력을 제공하는 제1 스프링을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 밸브는, 상기 댐퍼가 회전하여 상기 이동체가 댐퍼 측으로 복귀되어 개폐공이 차단될 때 이동체가 신속히 복귀되도록 하기 위하여 제1 격벽 사이에 개재되는 제2 스프링을 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 밸브는, 상기 개폐공과 밸브간에 기밀성을 유지하기 위하여 실링부재를 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 공기공급부 및 제2 공기공급부에는, 그 각각의 내측에 연소 시 필요한 열량 부하에 따라 공기의 양을 조절할 수 있도록 탈착이 가능한 부하 조절용 내부하우징을 더 포함한다.
본 발명의 연소기기용 듀얼 벤츄리에 의하면, 첫째, 연소기기에서 필요한 고열량 및 저열량을 제어할 수 있으므로 연료비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 1차 공기공급부 및 2차 공기공급부에 필요부하에 따라 탈착이 가능하도록 내측에 별도의 내부하우징을 결합함으로서, 각기 다른 부하에 따라 각각의 내부하우징만을 교체하여 사용할 수 있어 연소기기 마다 필요로 하는 부하 열량에 따라 유연하게 대처할 수 있으며, 그에 따라 제품 설계, 디자인 비용이 감축되어 경제성이 높아지는 효과가 있다.
셋째, 듀얼벤츄리의 부품이 간소화되고, 제품 제작에 따른 설계시간의 단축, 제작기간의 단축 및 제품 고장 시 수리가 간편해 지는 효과가 있다.
넷째, 1차 가스 및 2차 가스유입구를 별도의 구조로 나누어 구성하지 않아도 되므로 듀얼 벤츄리의 구조가 간단해지는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 연소기기용 듀얼 벤츄리의 모습을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 4는 도 2에 구비되는 가스공급부의 내부모습을 나타내 보이기 위한 사시도이다.
도 5a는 도 3에 구비되는 댐퍼의 내부 모습을 나타내 보인 사시도이고, 도 5b는 이동체의 모습을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 연소기기용 듀얼 벤츄리의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 연소기기용 듀얼 벤츄리를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 연소기기용 듀얼 벤츄리의 모습을 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이며, 도 4는 도 2에 구비되는 가스 하우징의 내부모습을 나타내 보이기 위한 사시도이고, 도 5a는 도 3에 구비되는 댐퍼의 내부 모습을 나타내 보인 사시도이고, 도 5b는 이동체의 모습을 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명의 연소기기용 듀얼 벤츄리의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 연소기기용 듀얼 벤츄리는, 일측이 터보팬(미도시)과 결합되는 배출부(300)가 형성되며, 내측에 가스 및 공기가 흐를 수 있도록 소정공간이 형성되는 하우징(500)이 구비된다.
상기 하우징(500)의 내측에 제1 격벽(130)에 의해 구획되어 제1 공기공급부(110) 및 제2 공기공급부(120)로 분리되도록 공기공급부(100)가 형성된다.
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 하우징(500)의 일측면에 형성되며, 제2 격벽(613)에 의해 구획되되, 제1 가스공급부(611)는 상기 제1 공기공급부(110)와 연통되며, 제2 가스공급부(612)는 개폐공(121)에 의해 상기 제2 공기공급부(120)와 연통되도록 형성되는 가스공급부(610)가 구비된다. 따라서 상기 가스공급부(610)의 경우 일체로 형성되며, 제2 격벽(613)에 의해 1, 2차 가스가 완전히 분리되기 때문에 종래의 1, 2차 가스 유로를 별도로 설계하지 않아도 되므로 제조비용이 절감된다.
또한, 상기 가스공급부(610)의 측면에는, 1차 가스 및 2차 가스가 동시에 유입되도록 구성되되, 1차 가스유입구(601)는 상기 제1 가스공급부(611)측에 형성되고, 2차 가스유입구(602)는 제2 가스공급부(612)에 형성되도록 구성되는 가스유입구(600)가 형성된다.
한편, 제2 공기공급부(120)의 중간에는 개폐수단(400)이 결합되는데, 상기 개폐수단(400)은, 제2 공기공급부(120)와 제2 가스공급부(612)를 통하여 유입되는 공기 및 가스의 흐름을 차단하는 한편, 고열량이 필요할 경우 제2 공기공급부(120)와 제2 가스공급부(612)를 개방되도록 하여 연소기기에서 요구되는 열량부하에 따라 열량을 조절할 수 있게 된다.
상기 개폐수단(400)에 대하여 도 3 내지 도 6을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면, 상기 제2 공기공급부(120)의 중간에 구비되어 상기 제2 공기공급부(120) 및 상기 제2 가스공급부(612)를 통하여 유입되는 공기 및 가스를 모터(410)의 구동에 의해 회전되는 댐퍼(430)에 의해 차단 또는 통과시키는 개폐부(420)가 구성된다.
상기 개폐부(420)는, 중심부에 축공(431)이 형성되어 상기 모터(410)의 모터축(411)과 결합되고, 상기 축공(431)의 가장자리 영역에 둘 이상으로 돌출형성되는 볼록부(432)와, 상기 볼록부(432)에 대하여 상대적으로 함몰형성되는 오목부(433)가 교번으로 형성되는 댐퍼(430)가 구비된다.
또한, 상기 댐퍼(430)의 볼록부(432)와 오목부(433)에 각각 대응되도록 볼록부(442)와 오목부(443)가 형성되어 상기 댐퍼(430)의 회전에 의해 상기 각각의 볼록부(432, 442)의 첨단부가 서로 접촉되어 전후진되는 이동체(440)가 구비된다.
한편, 상기 이동체(440)의 일단부에는 상기 이동체(440)의 전후진 운동에 따라 상기 개폐공(121)을 개폐하여 제2 공기공급부(120) 및 상기 제2 가스공급부(612)를 통하여 유입되는 공기 및 가스를 개방 또는 차단시키는 밸브(444)가 결합된다.
또한, 상기 댐퍼(430)와 이동체(440) 사이에 구비되어 탄성력으로 지지하며, 상기 밸브(444)가 개폐공(121)을 개방한 후 차단될 때 복귀력을 제공하는 제1 스프링(451)이 개재된다.
한편, 상기 밸브(444)는, 상기 댐퍼(430)가 회전하여 상기 이동체(440)가 댐퍼(430) 측으로 복귀되어 개폐공(121)이 차단될 때 이동체(440)가 신속히 복귀되도록 하기 위하여 제1 격벽(130) 사이에 개재되는 제2 스프링(452)이 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 밸브(444)는, 상기 개폐공(121)과 밸브(444)간에 기밀성을 유지하기 위하여 실링부재(445)를 더 구비될 수 있다. 따라서 연소기기의 저열량 구동 시 2차 가스의 공급을 완벽하게 차단할 수 있게 된다.
상기한 제1 공기공급부(110) 및 제2 공기공급부(120)는, 각각의 내측에 연소 시 필요한 열량 부하에 따라 공기의 양을 조절할 수 있도록 탈착이 가능한 부하 조절용 내부하우징(112, 122)이 더 구비될 수 있다. 따라서 열량 부하에 따라 다양한 체적으로 형성되는 내부하우징(112, 122)을 탈착이 가능하게 구성된다.
따라서 연소기기의 용량이 작은 연소기기를 제작할 경우 별도의 듀얼 벤츄리를 설계하지 않고, 상기한 제1 공기공급부(110) 및 제2 공기공급부(120)의 내측에 연소기기에 필요한 작은 체적의 내부하우징(112, 122)만을 교체하여 사용이 가능하므로 경제성이 높아지게 된다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 연소기기용 듀얼 벤츄리의 작동상태에 대하여 살펴보기로 한다.
우선 온수기에서 1차 가스와 1차 공기만 공급되는 작동은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 개폐부(420)의 댐퍼(430)가 제2 공기공급부(120)의 공기 및 가스가 흐르는 방향에 대하여 수평으로 회전되어 제2 공기공급부(120)가 차단되고, 동시에 이동체(440)의 오목부(443)와 댐퍼(430)의 볼록부(432), 이동체(440)의 볼록부(442)와 댐퍼(430)의 오목부(433)가 서로 접한 상태로 유지된다. 이때 상기 이동체(440)의 밸브(444)가 상기 개폐공(121)을 차단하고 있어 2차 가스의 유입이 차단되며, 상기 댐퍼(430)가 상기 2차 공기공급부(120)에 수평이 되도록 회전된 상태로 되어 있어 2차 공기의 유입이 차단된다. 이때 상기 가스유입구(600)로는 1차 및 2차 가스가 동일하게 유입되지만, 상기 밸브(444)가 제2 공기공급부(120)에 형성되는 개폐공(121)을 차단하고 있어 2차 가스의 유입도 차단되는 것이다.
따라서 상기 제1 가스공급부(611) 및 제1 공기공급부(110)만을 통하여 공기와 가스가 혼합된 혼합기가 터보팬으로 유입되므로, 연소기기를 저열량으로 구동시킬 수 있도록 되어 있다.
한편, 연소기기를 고열량으로 구동시키기 위해서는, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 모터(410)에 전원을 인가하여 상기 댐퍼(430)를 90도로 회전시키면 댐퍼(430)가 상기 제2 공기공급부(120)의 길이 방향과 일치하도록 회전된다.
동시에 상기 댐퍼(430)가 회전되면서 내측에 형성되는 볼록부(432) 및 오목부(433)도 동시에 회전하므로 상기 댐퍼(430) 및 이동체(440) 각각의 볼록부(432, 442)(첨단부)가 서로 접하게 되는 것으로, 상기 댐퍼(430)의 회전에 따라 이동체 (440)이 밀려서 전진하게 된다.
이때 이동체(440)의 후단에 결합된 밸브(444)가 상기 실링부재(445)와 떨어지면서 제2 가스공급부(612)를 통하여 유입된 2차 가스가 상기 개폐공(121)으로 유입되고, 이 2차 가스는 상기 제2 공기공급부(120)로 유입되는 2차 공기와 혼합되며, 이로 인하여 상기한 제1 공기공급부(110) 및 제1 가스공급부(611)를 통해서 유입되는 공기 및 가스와 합쳐져 더 많은 혼합기가 생성되어 터보팬으로 유입되므로 연소기기를 고열량으로 구동할 수 있게 된다. 여기서 상기 댐퍼(430) 및 이동체(440)간에 제1 스프링(451)이 개재되기 때문에 그 탄성력에 의해 각각의 볼록부(432, 442)는 서로 접촉을 유지할 수 있게 된다.
이후 다시 연소기기를 저열량으로 구동하기 위해서는 상기 모터(410)를 구동시켜 댐퍼(430)를 다시 90도로 회전시키게 되면, 도 3에 도시된 상태로 되어 제2 공기공급부(120) 및 개폐공(121)이 차단되어 연소기기가 저열량으로 구동되는 것이다. 여기서 상기 제1 격벽(130) 및 이동체(440)의 사이에는 제2 스프링(452)이 개재되므로 댐퍼(430)가 회전되어 제2 공기공급부(120)가 폐쇄될 시 이동체(440) 및 댐퍼(440)의 각 볼록부(432, 442) 및 오목부(433, 443)가 각각 치합될 수 있도록 복원력을 높이게 된다.
이상에서 설명된 본 발명의 연소기기용 듀얼 벤츄리의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
[부호의 설명]
100 : 공기공급부 110 : 제1 공기공급부
112 : 내부하우징 120 : 제2 공기공급부
121 : 개폐공 122 : 내부하우징
130 : 제1 격벽 300 : 배출부
400 : 개폐수단 410 : 모터
411 : 모터축 420 : 개폐부
430 : 댐퍼 431 : 축공
432 : 볼록부 433 : 오목부
440 : 이동체 442 : 볼록부
443 : 오목부 444 : 밸브
451 : 제1 스프링 452 : 제2 스프링
500 : 하우징 600 : 가스유입구
601 : 제1 가스유입구 602 : 제2 가스유입구
610 : 가스공급부 611 : 제1 가스공급부
612 : 제2 가스공급부 613 : 제2 격벽

Claims (7)

  1. 일측이 터보팬과 결합되는 배출부(300)가 형성되며, 내측에 가스 및 공기가 흐를 수 있도록 소정공간이 형성되는 하우징(500);
    상기 하우징(500)의 내측에 제1 격벽(130)에 의해 구획되어 제1 공기공급부(110) 및 중간에 개폐공(121)이 형성되는 제2 공기공급부(120)로 분리형성되는 공기공급부(100);
    상기 하우징(500)의 일측면에 형성되며, 제2 격벽(613)에 의해 구획되되 제1 가스공급부(611)는 상기 제1 공기공급부(110)와 연통되며, 제2 가스공급부(612)는 개폐공(121)에 의해 상기 제2 공기공급부(120)와 연통되도록 형성되는 가스공급부(610);
    상기 가스공급부(610)의 측면에 형성되며 1차 가스 및 2차 가스가 동시에 유입되도록 구성되되 1차 가스유입구(601)는 상기 제1 가스공급부(611)측에 형성되고, 2차 가스유입구(602)는 제2 가스공급부(612)에 형성되도록 구성되는 가스유입구(600); 및
    연소기기가 저열량이 필요할 시 제2 공기공급부(120)로 유입되는 2차 공기와, 제2 가스공급부(612)로 유입되는 2차 가스의 흐름을 차단하는 한편, 고열량이 필요할 경우 제2 공기공급부(120)와 제2 가스공급부(612)를 개방하는 개폐수단(400);을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기기용 듀얼 벤츄리.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 개폐수단(400)은,
    상기 제2 공기공급부(120)의 중간에 구비되어 상기 제2 공기공급부(120)를 통하여 유입되는 공기 및 제2 가스공급부(612)를 통하여 유입되는 가스를 모터(410)의 구동에 의해 회전되는 댐퍼(430)에 의해 차단 또는 통과시키는 개폐부(420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기기용 듀얼 벤츄리.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 개폐부(420)는,
    중심부에 축공(431)이 형성되어 상기 모터(410)의 모터축(411)과 결합되고, 상기 축공(431)의 가장자리 영역에 둘 이상으로 돌출형성되는 볼록부(432)와, 상기 볼록부(432)에 대하여 상대적으로 함몰형성되는 오목부(433)가 교번으로 형성되는 댐퍼(430);
    상기 볼록부(432)와 오목부(433)에 각각 대응되도록 볼록부(442)와 오목부(443)가 형성되어 상기 댐퍼(430)의 회전에 의해 상기 각각의 볼록부(432, 442)의 첨단부가 서로 접촉되어 전후진되는 이동체(440);
    상기 이동체(440)의 일단부에 결합되어 상기 이동체(440)의 전후진 운동에 따라 상기 개폐공(121)을 개폐하여 상기 제2 가스공급부(612)를 통하여 유입되는 가스를 개방 또는 차단시키는 밸브(444); 및
    상기 댐퍼(430)와 이동체(440) 사이에 구비되어 탄성력으로 지지하며, 상기 밸브(444)가 개폐공(121)과 개방한 후 차단될 때 복귀력을 제공하는 제1 스프링(451)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기기용 듀얼 벤츄리.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 밸브(444)는,
    상기 댐퍼(430)가 회전하여 상기 이동체(440)가 댐퍼(430) 측으로 복귀되어 개폐공(121)이 차단될 때 이동체(440)가 신속히 복귀되도록 하기 위하여 제1 격벽(130) 사이에 개재되는 제2 스프링(452)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기기용 듀얼 벤츄리.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 밸브(444)는,
    상기 개폐공(121)과 밸브(444)간에 기밀성을 유지하기 위하여 실링부재(445)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기기용 듀얼 벤츄리.
  6. 제3 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브(444)는 개폐공(121)의 폐쇄시 외측에서 공급되는 가스압력에 의해 개폐공(121)을 가압하여 폐쇄하도록 개폐공(121)의 외측에 설치되는 것을 특징으로 하는 연소기기용 듀얼 벤츄리.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 공기공급부(110) 및 제2 공기공급부(120)에는, 그 각각의 내측에 연소 시 필요한 열량 부하에 따라 공기의 양을 조절하고 용량별로 TDR의 변경이 가능하도록 탈착이 가능한 부하 조절용 내부하우징(112, 122)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기기용 듀얼 벤츄리.
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