WO2021112570A1 - 가스퍼니스 - Google Patents

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WO2021112570A1
WO2021112570A1 PCT/KR2020/017499 KR2020017499W WO2021112570A1 WO 2021112570 A1 WO2021112570 A1 WO 2021112570A1 KR 2020017499 W KR2020017499 W KR 2020017499W WO 2021112570 A1 WO2021112570 A1 WO 2021112570A1
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WO
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burner
casing
heat exchanger
gas furnace
outside
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/017499
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English (en)
French (fr)
Inventor
박장희
하도용
정용기
김주수
박한샘
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • F24H15/242—Pressure

Definitions

  • the present disclosure relates to a gas furnace that is a heating device, and relates to a gas furnace in which a burner is cooled by itself through an air flow and replacement of parts is easy.
  • a gas furnace is a heating device and is used for indoor heating in areas where the average temperature is approximately -20°C.
  • the air is heated with heat energy generated by burning gas, and the heated air is used to heat the room.
  • a gas furnace equipped with an in-shot burner does not have a problem of temperature rise in the burner box because the flame is long in the heat exchanger.
  • the flame is concentrated on the burner surface.
  • One problem of the disclosed content is to solve the problem of the prior art, which was difficult to control the temperature of the flame generated in the burner.
  • Another object of the disclosed subject matter is to solve the problem of the prior art in which the burner box is discolored as the burner is overheated.
  • Another problem of the disclosed subject matter is to solve the problem of the prior art, which was difficult to maintain uniformly the temperature of the flame generated in the burner.
  • Another task of the disclosed content is to solve the problems of the prior art in which the proportion of exhaust gases such as NOx or CO in combustion gas was high.
  • Another task of the disclosed subject matter is to solve the problems of the prior art in which maintenance and repair of the igniter and the flame sensor are cumbersome.
  • Another problem of the disclosed content is to solve the problem of the prior art, which requires a large space for installation because the volume of the device increases when heating is performed using both gas fuel and electric energy.
  • a gas furnace includes a casing, a blower, a burner, and a cooling guide, and an igniter and a flame sensor are installed in the burner from the outside of the casing.
  • the casing has an inlet and an outlet, and forms a passage for air between the inlet and the outlet.
  • the blower flows the air drawn into the inlet to the outlet. At least a part of the burner is exposed to the outside of the casing. In addition, a portion of the burner excluding a portion exposed to the outside of the casing is located inside the casing.
  • an igniter and a flame sensor are provided to generate a flame and combustion gas.
  • the cooling guide guides some of the air flowing in the passage to the burner.
  • the igniter includes a plug, a first holder, and a first clamp. And, the burner box includes a first coupling part.
  • the plug is inserted into the burner box and inclined upward.
  • a plug is fixed to the first holder.
  • the first clamp is provided in the first holder.
  • the first coupling part includes an opening formed so that at least a portion of the plug and the first holder can be inserted therein, and a first fastening part to which the first clamp can be fastened.
  • the first coupling part is formed in the lower part of the burner box from the outside of the casing.
  • the opening is formed in the first coupling part so that the plug of the igniter to be inserted is inclined upwardly toward the burner box.
  • the plug is disposed to be inclined upward toward the end from the inside of the burner box and is formed in a straight line.
  • the flame sensor includes a sensing unit, a second holder, and a second clamp.
  • the burner box includes a first coupling part.
  • the sensing unit is inserted into the burner box and inclined upward.
  • the second holder fixes the sensing unit.
  • the second clamp is provided in the second holder.
  • the first coupling part includes an opening formed so that at least a portion of the sensing part and the second holder can be inserted therein, and a second fastening part to which the second clamp can be fastened.
  • the second coupling portion is formed at the lower portion of the burner box from the outside of the casing.
  • an opening is formed in the second coupling part so that the sensing part of the flame sensor to be inserted is disposed to be inclined upwardly toward the inside of the burner box.
  • an end of the sensing unit is curved upwardly inside the burner box.
  • the cooling guide in the gas furnace includes a first cooling guide and a second cooling guide.
  • the first cooling guide guides air from the inside of the casing to the side where the burner is installed.
  • the second cooling guide guides air from both sides of the butter toward the burner.
  • a gas furnace includes a casing, a blower, a burner, a heat exchanger, and a flow guide. And, the igniter and the flame sensor are installed on the burner from the outside of the casing.
  • the heat exchanger includes a first heat exchanger and a second heat exchanger.
  • the first heat exchanger is connected to the burner.
  • the second heat exchanger is provided between the first heat exchanger and the blower, and the combustion gas from the first heat exchanger flows.
  • the upper end of the flow guide is formed higher than the upper end of the second heat exchanger.
  • a part of the burner is cooled inside the casing, so that the burner box is not easily discolored.
  • the length of the flame generated by the burner is short, making it easier to maintain the temperature of the flame at a specific value.
  • FIG. 1 is a perspective view of a gas furnace according to an embodiment of the disclosed subject matter
  • FIG. 2 is a partial perspective view of the gas furnace shown in FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a side view showing a state of use of the gas furnace shown in FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a portion in which a burner and a heat exchanger of a gas furnace are coupled according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a burner in a gas furnace according to an embodiment of the disclosed subject matter.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a portion in which a burner is exposed to the outside of a casing in a gas furnace according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of a burner in a gas furnace according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a state in which an igniter is coupled to a burner in a gas furnace according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a state in which a flame sensor is coupled to a burner in a gas furnace according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a perspective view of a gas furnace 10 according to an embodiment of the disclosed subject matter
  • FIG. 2 is a partial perspective view of the gas furnace 10 shown in FIG. 1 .
  • the gas furnace 10 includes a casing 110 , a blower 120 , a burner 140 , a cooling guide and a heat exchanger 150 .
  • An inlet 111 and an outlet 112 are formed in the casing 110 .
  • a passage 113 through which gas can flow is formed between the inlet 111 and the outlet 112 in the casing 110 .
  • the inlet 111 is formed on one side of the casing 110 .
  • the inlet 111 is formed of an opening through which external air can be introduced into the passage 113 inside the casing 110 .
  • the outlet 112 may be formed on the upper portion of the casing 110 .
  • the passage 113 is a space connecting the inlet 111 and the outlet 112 , and connects the inlet 111 and the outlet 112 .
  • the casing 110 is formed of a plurality of side panels 114 and partition panels 115 .
  • the side panels 114 have a shape surrounding the blower 120 and the heat exchanger 150 from the side.
  • Four side panels 114 may be provided.
  • the side panels 114 form a longitudinal passageway 113 .
  • the inside of the casing 110 is partitioned by a partition panel 115 .
  • the partition panel 115 divides the inside of the casing 110 up and down based on the outlet of the blower 120 .
  • the blower 120, the controller 130, the burner 140, the heat exchanger 150, the flow guide 160, the first cooling guide 170, the inclined panel 180, the front The panel 190 and the second cooling guide 200 are accommodated in the casing 110 .
  • the inlet 111 of the casing 110 is opened to the outside.
  • the outlet 112 of the casing 110 is connected with the inlet 111 of the duct.
  • the outlet 112 of the duct may branch to predetermined places of the building where the gas furnace 10 is installed.
  • the blower 120 is provided under the casing 110 .
  • the blower 120 flows the air entering the inlet 111 to the outlet 112 .
  • the blower 120 allows air to flow in one direction.
  • the inlet of the blower 120 is disposed adjacent to the inlet 111 .
  • the outlet of the blower 120 is disposed adjacent to the outlet 112 or disposed toward the outlet 112 .
  • the heat exchanger 150 includes a first heat exchanger 150A and a second heat exchanger 150B.
  • the first heat exchanger 150A and the second heat exchanger 150B are installed in the passage 113 .
  • the first heat exchanger 150A is provided under the outlet 112, and the combustion gas flows along the inside of the first heat exchanger 150A.
  • the first heat exchanger 150A is connected to the burner box 141 .
  • the burner 140 includes a burner box 141 , a flame sensor 500 , an igniter 400 , and a fan. Outside air is supplied into the burner box 141 through the manifold 151 .
  • the burner box 141 is connected to the gas pipe.
  • the burner 140 generates a flame and combustion gas in the burner box 141 .
  • the gas mixed with the outside air in the burner box 141 is ignited by the flame of the igniter 400 .
  • the flame sensor 500 detects a flame inside the burner box 141 .
  • the fan flows the combustion gas to the inlet 111 of the first heat exchanger 150A.
  • FIG. 3 is a side view showing a state of use of the gas furnace 10 shown in FIG. 2 .
  • the second heat exchanger 150B is provided between the first heat exchanger 150A and the blower 120 .
  • the second heat exchanger (150B) forms a flow path through which the combustion gas from the first heat exchanger (150A) flows.
  • a pressure switch, an exhaust pipe 153 , a collection box 154 , and an inducer 155 may be installed in the second heat exchanger 150B.
  • the pressure switch senses the pressure of the internal flow path of the second heat exchanger (150B).
  • the exhaust pipe 153 forms a flow path through which the combustion gas discharged from the second heat exchanger 150B is discharged to the outside.
  • the second heat exchanger (150B) is composed of a plurality of combustion pipes (158).
  • the combustion pipes 158 form a flow path through which the combustion gas flows.
  • End plates 152 are provided on both sides of the combustion pipes 158 in the longitudinal direction, respectively.
  • Both sides of the longitudinal direction of the combustion pipes 158 are coupled to the end plate 152 , respectively.
  • the collecting clap is coupled to the end plate 152 at the rear end of the second heat exchanger 150B.
  • the inducer 155 is mounted on the collection box 154 .
  • the combustion gas discharged from the first heat exchanger 150A enters the second heat exchanger 150B and moves into the collection box 154 .
  • the combustion gas collected inside the collection box 154 is pressurized to the exhaust pipe 153 by the inducer 155 .
  • the combustion gas is discharged to the outside through the exhaust pipe (153).
  • the condensed water generated in the second heat exchanger (150B) falls by gravity from the ends of the combustion pipes (158).
  • the condensed water collected in the collection box 154 is discharged to the outside through the discharge port 112 .
  • the flow guide 160 is provided between the heat exchanger 150 and the side panel 114 .
  • the flow guide 160 partitions a space between the heat exchanger 150 and the side panel 114 .
  • the upper end of the flow guide 160 is higher than the upper end of the second heat exchanger 150B.
  • the flow guide 160 is formed in the form of a flat plate connecting both end plates 152 .
  • the flow guide 160 is provided as a pair.
  • a pair of flow guides 160 connect both end plates 152 from opposite sides with respect to the heat exchanger 150 . Therefore, the flow of air pressurized by the blower 120 is not directed toward the side of the casing 110 .
  • a fixing flange 156 for supporting the heat exchanger 150 may be provided on the upper surface of the partition panel 115 .
  • the pair of flow guides 160 connect both end plates 152 from opposite sides with respect to the heat exchanger 150 . Accordingly, the air pressurized by the blower 120 forms a flow toward the outlet 112 between the pair of flow guides 160 .
  • some of the air pressurized by the blower 120 passes through the through holes 161H before heat exchange with the second heat exchanger 150B and moves into the space between the flow guide 160 and the side panel 114 .
  • the air passing through the through holes 161H has a low temperature state because the heat energy of the heat exchanger 150 is not transferred.
  • the cooling guide includes a first cooling guide 170 and a second cooling guide 200 .
  • the first cooling guide 170 may be coupled to both sides of the flow guide 160 .
  • the first cooling guide 170 may be formed of a pair of flat plates inclined in one direction, and the inclined direction is formed such that relatively cold air is directed toward the sidewall of the casing 110 in which the burner 140 is installed.
  • second cooling guides 200 are provided on both sides of the burner 140 on the sidewall of the casing 110 in which the burner 140 is installed.
  • the second cooling guide 200 guides relatively cold air from both sides of the burner 140 to flow toward the burner 140 .
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a portion in which the burner 140 and the heat exchanger 150 of the gas furnace 10 are coupled according to an embodiment of the disclosed subject matter
  • FIG. 5 is an embodiment of the disclosed subject matter.
  • a perspective view illustrating the burner 140 in the gas furnace 10 according to FIG. 6 in which the burner 140 is exposed to the outside of the casing 110 in the gas furnace 10 according to an embodiment of the disclosure. It is a perspective view showing a part.
  • the burner 140 is formed by combining burner boxes 141 .
  • the burner 140 may be formed by coupling a plurality of burner boxes 141 to each other to form a predetermined space therein. At this time, a portion of the burner 140 is exposed to the outside of the casing 110 , and other portions of the burner 140 are disposed inside the casing 110 .
  • a pipe 158 of the first heat exchanger 150A may be connected to the burner box 141 disposed inside the casing 110 . The combustion gas generated inside the burner box 141 flows into the first heat exchanger 150A through the pipe 158, moves along the first heat exchanger 150A, and exchanges heat with the surroundings.
  • fuel gas and outside air may be supplied to the burner 140 , and the fuel gas and the outside air are congested at a predetermined ratio, and a flame is generated through the operation of the igniter 400 .
  • the fuel gas mixed with external air may be injected into the injector 310 having a plurality of openings inside the burner box 141 , and a flame is generated in the fuel gas injected through the injector 310 .
  • a flame sensor 500 for detecting the size and temperature of the flame is provided inside the burner box 141 .
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the burner 140 in the gas furnace 10 according to an embodiment of the disclosure
  • FIG. 8 is an igniter 400 in the gas furnace 10 according to an embodiment of the disclosure. It is a cross-sectional view showing a state coupled to the burner 140
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the flame sensor 500 is coupled to the burner 140 in the gas furnace 10 according to an embodiment of the present disclosure. to be.
  • the burner 140 includes an igniter 400 and a flame sensor 500 .
  • the igniter 400 and the flame sensor 500 are coupled to the first coupling part 320 and the second coupling part 330 provided in the burner 140, respectively.
  • the first coupling part 320 and the second coupling part 330 are formed in the portion where the burner 140 is exposed to the outside of the casing 110 .
  • the first coupling part 320 and the second coupling part 330 are formed under the burner box 141 exposed to the outside of the casing 110 .
  • the first coupling part 320 and the second coupling part 330 are formed to be inclined so that the surface direction of the casing 110 is directed downward with respect to the wall surface. That is, it is a surface inclined by 30 to 45 degrees from the horizontal, and the direction the surface is facing is downward.
  • the first coupling part 320 and the second coupling part 330 have openings into which the igniter 400 and the flame sensor 500 are inserted, respectively.
  • the opening is formed so that the igniter 400 and the flame sensor 500 can enter the burner 140 in an upwardly inclined state at a predetermined angle.
  • the opening is elongated in a direction perpendicular to the surface formed by the first coupling part 320 and the second coupling part 330 , and passes through the inner space of the burner 140 and the outside of the casing 110 .
  • a first guide 326 and a second guide 336 through which the igniter 400 and the flame sensor 500 may enter inclined upward at a predetermined angle may be formed inside the burner box 141 .
  • the igniter 400 includes a plug 410 for generating a flame, and a first holder 420 for fixing the plug 410, and on the outer periphery of the first holder 420, a first for fixing the igniter 400.
  • One clamp 430 is formed.
  • the first clamp 430 may be coupled to the first coupling part 322 formed in the first coupling part 320 from the outside of the casing 110 .
  • the igniter 400 is fastened to the first coupling part 320 so that the plug 410 can be maintained in an upwardly inclined state in one direction inside the burner 140 .
  • the plug 410 is formed in a straight line.
  • the flame sensor 500 is also provided with a sensing unit 510 for detecting a flame, and the second holder 520 fixes the sensing unit 510 .
  • a second clamp 530 for fixing the flame sensor 500 to the second coupling part 330 is formed outside the second holder 520 .
  • the sensing unit 510 is inserted into the burner 140 through an opening formed in the second coupling unit 330 from the outside of the casing 110 and enters the burner 140 along a direction inclined upward at a predetermined angle. After that, the tip is curved to face upward.
  • the second clamp 530 may be coupled to the second fastening part 332 formed in the second coupling part 330 from the outside of the casing 110 .

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Abstract

개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스는 케이싱, 블로워, 버너 및 쿨링가이드를 포함하고, 점화기 및 화염센서가 케이싱의 외부에서 버너에 설치된다. 케이싱은 입구와 출구가 형성되고, 입구 및 출구 사이에 공기의 통로를 형성한다. 블로워는 입구로 유입된 공기를 출구로 유동시킨다. 버너는 적어도 일부가 케이싱의 외부로 노출된다. 그리고, 버너는 케이싱의 외부로 노출된 일부를 제외한 부분이 케이싱의 내부에 위치한다. 또한, 점화기 및 화염센서를 구비하여 화염 및 연소가스를 생성한다. 쿨링가이드는 통로에서 유동하는 공기 중 일부를 버너로 안내한다.

Description

가스퍼니스
개시되는 내용은 난방 장치인 가스퍼니스에 관한 것으로, 버너가 공기유동을 통해 자체적으로 냉각되고 부품 교체가 수월한 가스퍼니스에 관한 것이다.
가스퍼니스는 난방장치로서, 평균 기온이 대략 -20℃인 지역에서 실내난방을 위해 사용된다. 가스퍼니스는 가스가 연소되어 발생하는 열에너지로 공기를 데우고, 데워진 공기로 실내난방을 한다.
북미 SCAQMD(South Coast Air Quality Management District) rule 1111 에 의해 NOX 배출 규제가 40ng/J에서 14ng/J로 강화되었다. 따라서 본 발명의 출원인은 화염온도 제어가 힘든 인 샷 버너(Inshot Burner) 대신 예혼합 버너(Premixed Burner)를 채택하여 화염온도 제어(Lean-burn)를 통한 Low NOX 배출을 구현하고자 하였다.
인 샷 버너가 장착된 가스퍼니스는 화염이 열교환기에 길게 존재하기 때문에 버너박스의 온도상승 문제가 없다. 그러나 종래 예혼합 버너는 화염이 버너 표면에 집중된다.
따라서 별도로 버너박스를 냉각시키지 않으면 버너박스가 변색되는 문제가 발생한다. 또한, 종래 예혼합 버너는 별도의 버너박스 냉각이 없다면 연소가스의 NOX 저감이 미비해지고, 온도상승에 의한 화제 위험도 있었다.
종래 가스퍼니스는 버너박스를 냉각시키기 위해 버너박스 일부를 열교환기실에 위치시키고 있다. 그러나 IBM(Indoor Blower Motor)에 의한 공기가 열교환기 입구부에 약하게 전달되는 문제가 있다. 즉, 열교환기 상부에서의 유동 불균일에 의해 냉각이 미미한 문제가 있다. 또한, 고온의 순환공기로 냉각하기 때문에 냉각 효과가 약한 문제가 있다.
개시되는 내용의 일 과제는, 버너에서 발생하는 화염의 온도를 제어하기 힘들었던 종래기술의 문제점을 해결하는 것이다.
개시되는 내용의 다른 과제는, 버너가 과열됨에 따라 버너박스가 변색되었던 종래기술의 문제점을 해결하는 것이다.
개시되는 내용의 또 다른 과제는, 버너에서 발생하는 화염의 온도를 균일하게 유지하기 힘들었던 종래기술의 문제점을 해결하는 것이다.
개시되는 내용의 또 다른 과제는, 연소가스에서 NOx나 CO와 같은 배출가스의 비중이 높았던 종래기술의 문제점을 해결하는 것이다.
개시되는 내용의 또 다른 과제는, 점화기 및 화염센서의 유지 및 보수가 번거로웠던 종래기술의 문제점을 해결하는 것이다.
개시되는 내용의 또 다른 과제는, 가스연료와 전기에너지를 모두 사용해 난방을 수행하는 경우 장치의 부피가 커져, 설치를 위해선 넓은 공간을 필요로 했던 종래 기술의 문제점을 해결하는 것이다.
개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스는 케이싱, 블로워, 버너 및 쿨링가이드를 포함하고, 점화기 및 화염센서가 케이싱의 외부에서 버너에 설치된다. 케이싱은 입구와 출구가 형성되고, 입구 및 출구 사이에 공기의 통로를 형성한다. 블로워는 입구로 유입된 공기를 출구로 유동시킨다. 버너는 적어도 일부가 케이싱의 외부로 노출된다. 그리고, 버너는 케이싱의 외부로 노출된 일부를 제외한 부분이 케이싱의 내부에 위치한다. 또한, 점화기 및 화염센서를 구비하여 화염 및 연소가스를 생성한다. 쿨링가이드는 통로에서 유동하는 공기 중 일부를 버너로 안내한다.
개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스에서 점화기는 플러그, 제1홀더 및 제1클램프를 포함한다. 그리고, 버너박스는 제1결합부를 포함한다.
플러그는 버너박스 내측으로 삽입되어 상향 경사지게 배치된다. 제1홀더에는 플러그가 고정된다. 제1클램프는 제1홀더에 구비된다. 제1결합부는 플러그 및 제1홀더의 적어도 일부가 내부로 삽입될 수 있도록 형성되는 개구 및 제1클램프가 체결될 수 있는 제1체결부를 포함한다.
개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스에서 제1결합부는 케이싱의 외측에서 버너박스의 하부에 형성된다.
개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스에서 제1결합부는 삽입되는 점화기의 플러그가 버너박스 내부를 향해 상향 경사지게 배치되도록 개구가 형성된다.
개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스에서 플러그는 버너박스 내부에서 끝단으로 갈수록 상향 경사지게 배치되며 곧게 직선으로 형성된다.
개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스에서 화염센서는 센싱부, 제2홀더, 제2클램프를 포함한다. 버너박스는 제1결합부를 포함한다.
센싱부는 버너박스 내측으로 삽입되어 상향 경사지게 배치된다. 제2홀더는 센싱부를 고정한다. 제2클램프는 제2홀더에 구비된다. 제1결합부는 센싱부 및 제2홀더의 적어도 일부가 내부로 삽입될 수 있도록 형성되는 개구 및 제2클램프가 체결될 수 있는 제2체결부를 포함한다.
개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스에서 제2결합부는 케이싱의 외측에서 버너박스의 하부에 형성된다.
개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스에서 제2결합부는 삽입되는 화염센서의 센싱부가 버너박스 내부를 향해 상향 경사지게 배치되도록 개구가 형성된다.
개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스에서 센싱부는 버너박스 내부에서 그 끝단이 상부를 향해 만곡된다.
개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스에서 쿨링가이드는 제1쿨링가이드 및 제2쿨링가이드를 포함한다. 제1쿨링가이드는 케이싱 내부에서 버너가 설치된 측면으로 공기를 안내한다. 제2쿨링가이드는 버터의 양측에서 버너를 향해 공기를 안내한다.
개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스는 케이싱, 블로워, 버너, 열교환기 및 유동가이드를 포함한다. 그리고, 점화기 및 화염센서는 케이싱의 외부에서 버너에 설치된다.
개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스에서 열교환기는 제1열교환기 및 제2열교환기를 포함한다. 제1열교환기는 버너와 연결된다. 제2열교환기는 제1열교환기와 블로워 사이에 구비되고, 제1열교환기에서 나온 연소가스가 흐른다. 그리고, 유동가이드의 상단은 제2열교환기의 상단보다 높게 형성된다.
개시되는 내용에 의하면, 버너가 케이싱의 외부로 일부 돌출됨으로써 화염의 온도를 수월하게 제어할 수 있게 된다.
개시되는 내용에 의하면, 버너의 일부가 케이싱의 내부에서 냉각됨으로써 버너박스가 쉽게 변색되지 않는다.
개시되는 내용에 의하면, 버너에서 생성되는 화염의 길이가 짧아 화염의 온도를 특정한 값으로 유지하기 수월해진다.
개시되는 내용에 의하면, NOx나 CO와 같은 배출가스가 감소하는 효과가 있다.
개시되는 내용에 의하면, 점화기나 화염센서를 교체하기 편하고, 유지 및 보수하는 것도 용이해진다.
개시되는 내용의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 가스퍼니스의 부분사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 가스퍼니스의 사용상태를 나타내는 측면도이다.
도 4는 개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스의 버너와 열교환기가 결합되는 부분을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스에서 버너를 도시한 사시도이다.
도 6은 개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스에서 버너가 케이싱의 외측으로 노출되는 부분을 도시한 사시도이다.
도 7은 개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스에서 버너의 분해 사시도이다.
도 8은 개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스에서 점화기가 버너에 결합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 9는 개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스에서 화염센서가 버너에 결합된 상태를 도시한 단면도이다.
이하, 개시되는 내용을 설명하기 위하여 개시되는 내용에 따른 실시예들을 첨부도면을 참조하면서 보다 상세하게 서술하고자 한다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스(10)의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 가스퍼니스(10)의 부분사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스(10)는 케이싱(110), 블로워(120), 버너(140), 쿨링가이드 및 열교환기(150)를 포함한다.
케이싱(110)에는 입구(111)와 출구(112)가 형성된다. 케이싱(110)에서 입구(111)로부터 출구(112)로 이어지는 사이에는 기체가 유동할 수 있는 통로(113)가 형성된다. 입구(111)는 케이싱(110)의 일측에 형성된다. 입구(111)는 외부의 공기가 케이싱(110) 내부의 통로(113)로 유입될 수 있는 개구로 이루어진다. 출구(112)는 케이싱(110)의 상부에 형성될 수 있다.
통로(113)는 입구(111)와 출구(112)를 잇는 공간이고, 입구(111)와 출구(112)를 연결한다.
케이싱(110)은 복수의 측면패널(114) 및 구획패널(115)로 형성된다. 측면패널(114)들은 블로워(120) 및 열교환기(150)를 측면에서 둘러싸는 형태를 지닌다. 측면패널(114)은 네 개가 구비될 수 있다. 측면패널(114)들은 세로방향의 통로(113)를 형성한다.
케이싱(110)의 내부는 구획패널(115)에 의해 구획된다. 구획패널(115)은 블로워(120)의 아웃렛을 기준으로 케이싱(110)의 내부를 상하로 구획한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 블로워(120), 제어부(130), 버너(140), 열교환기(150), 유동가이드(160), 제1쿨링가이드(170), 경사패널(180), 전면패널(190) 및 제2쿨링가이드(200)는 케이싱(110) 내부에 수용된다.
케이싱(110)의 입구(111)는 외부로 개방된다. 케이싱(110)의 출구(112)는 덕트의 입구(111)와 연결된다. 덕트의 출구(112)는 가스퍼니스(10)가 설치된 건물의 정해진 장소들로 분기될 수 있다.
블로워(120)는 케이싱(110)의 하부에 구비된다. 블로워(120)는 입구(111)로 들어온 공기를 출구(112)로 유동시킨다. 구체적으로는 블로워(120)는 공기가 일 방향으로 흐르게 한다. 블로워(120)의 인렛은 입구(111)와 인접하게 배치된다. 블로워(120)의 아웃렛은 출구(112)와 인접하게 배치되거나 출구(112)를 향하도록 배치된다.
열교환기(150)는 제1열교환기(150A)와 제2열교환기(150B)를 포함한다. 제1열교환기(150A)와 제2열교환기(150B)는 통로(113)에 설치된다. 제1열교환기(150A)는 출구(112)의 아래에 구비되고, 제1열교환기(150A)는 연소가스가 그 내부를 따라 유동한다. 제1열교환기(150A)는 버너박스(141)와 연결된다.
버너(140)는 버너박스(141), 화염센서(500), 점화기(400) 및 팬을 포함한다. 외기는 매니폴드(151)를 통해 버너박스(141) 내부로 공급된다. 버너박스(141)는 가스관과 연결된다. 버너(140)는 버너박스(141) 내에 화염과 연소가스를 생성한다.
버너박스(141) 내에서 외기와 혼합된 가스는 점화기(400)의 불꽃에 의해 점화된다. 화염센서(500)는 버너박스(141) 내부 화염을 감지한다. 팬은 연소가스를 제1열교환기(150A)의 입구(111)로 유동시킨다.
도 3은 도 2에 도시된 가스퍼니스(10)의 사용상태를 나타내는 측면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제2열교환기(150B)는 제1열교환기(150A)와 블로워(120) 사이에 구비된다. 제2열교환기(150B)는 제1열교환기(150A)에서 나온 연소가스가 흐르는 유로를 형성한다.
제2열교환기(150B)에 압력스위치, 배기관(153), 수집박스(154), 인듀서(155)가 설치될 수 있다.
압력스위치는 제2열교환기(150B) 내부 유로의 압력을 감지한다. 배기관(153)은 제2열교환기(150B)에서 배출된 연소가스가 외부로 배출되는 유로를 형성한다.
제2열교환기(150B)는 다수의 연소배관(158)들로 구성된다. 연소배관(158)들은 연소가스가 흐르는 유로를 형성한다. 연소배관(158)들의 길이방향 양쪽에 각각 엔드플레이트(152)가 구비된다.
연소배관(158)들의 길이방향 양쪽은 각각 엔드플레이트(152)에 결합된다. 수집박수는 제2열교환기(150B)의 후단에서 엔드플레이트(152)에 결합된다. 인듀서(155)는 수집박스(154) 에 장착된다.
제1열교환기(150A)에서 배출된 연소가스는 제2열교환기(150B)로 진입해 수집박스(154) 내부로 이동한다. 수집박스(154) 내부에 모인 연소가스는 인듀서(155)에 의해 배기관(153)으로 가압된다. 연소가스는 배기관(153)을 통해 외부로 배출된다.
제2열교환기(150B)에 발생한 응축수는 연소배관(158)들의 끝단에서 중력에 의해 낙하한다. 수집박스(154) 내에 모인 응축수는 방출구(112)를 통해 외부로 배출된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 유동가이드(160)는 열교환기(150)와 측면패널(114) 사이에 구비된다. 유동가이드(160)는 열교환기(150)와 측면패널(114) 사이 공간을 구획한다. 유동가이드(160)의 상단은 제2열교환기(150B)의 상단보다 높다.
유동가이드(160)는 양쪽 엔드플레이트(152)를 연결하는 평판 형태로 이루어진다. 유동가이드(160)는 한 쌍으로 구비된다.
한 쌍의 유동가이드(160)는 열교환기(150)를 기준으로 서로 반대쪽에서 양쪽 엔드플레이트(152)를 연결한다. 따라서 블로워(120)에 의해 가압된 공기의 흐름은 케이싱(110)의 측면 쪽을 향하지 않게 된다.
구획패널(115)의 상면에는 열교환기(150)를 지지하기 위한 고정플랜지(156)가 구비될 수 있다. 그리고, 한 쌍의 유동가이드(160)는 열교환기(150)를 기준으로 서로 반대쪽에서 양쪽 엔드플레이트(152)를 연결한다. 따라서, 블로워(120)에 의해 가압된 공기는 한 쌍의 유동가이드(160) 사이에서 출구(112)를 향하는 흐름을 형성한다.
한편, 블로워(120)에 의해 가압된 공기 중 일부는 제2열교환기(150B)와 열교환하기 전에 관통홀(161H)들을 통과하여 유동가이드(160)와 측면패널(114) 사이 공간으로 이동한다. 관통홀(161H)들을 통과한 공기는 열교환기(150)의 열에너지를 전달받지 않았으므로 낮은 온도 상태를 갖는다.
쿨링가이드는 제1쿨링가이드(170) 및 제2쿨링가이드(200)를 포함한다. 제1쿨링가이드(170)는 유동가이드(160)의 양측에 결합될 수 있다. 제1쿨링가이드(170)는 일 방향으로 경사진 한 쌍의 평판으로 이루어질 수 있고, 경사진 방향은 상대적으로 찬 공기가 버너(140)가 설치된 케이싱(110)의 측벽을 향하도록 형성된다.
또한, 버너(140)가 설치된 케이싱(110)의 측벽에서 버너(140)의 양측에는 제2쿨링가이드(200)가 구비된다. 제2쿨링가이드(200)는 버너(140)의 양측에서 상대적으로 차가운 공기가 버너(140)를 향해 유동하도록 안내한다.
도 4는 개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스(10)의 버너(140)와 열교환기(150)가 결합되는 부분을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스(10)에서 버너(140)를 도시한 사시도이며, 도 6은 개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스(10)에서 버너(140)가 케이싱(110)의 외측으로 노출되는 부분을 도시한 사시도이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 버너(140)는 버너박스(141)들의 결합으로 이뤄진다. 버너(140)는 내부에 소정의 공간을 형성하도록 다수 개의 버너박스(141)가 서로 결합되어 형성될 수 있다. 이때, 버너(140)의 일부는 케이싱(110)의 외부로 노출되고, 버너(140)의 다른 부분들은 케이싱(110)의 내부에 배치된다. 케이싱(110)의 내부에 배치된 버너박스(141)에는 제1열교환기(150A)의 배관(158)이 연결될 수 있다. 버너박스(141) 내부에서 생성된 연소가스는 배관(158)을 통해 제1열교환기(150A)로 유입되고, 제1열교환기(150A)를 따라 이동하며 주변과 열을 교환한다.
전술하였던 바와 같이 버너(140)에는 연료 가스와 외기가 공급될 수 있으며, 연료 가스와 외기는 정해진 비율로 혼잡되고, 점화기(400)의 작동을 통해 화염을 발생시킨다. 이때 버너박스(141) 내부에는 다수개의 개구로 이루어진 분사부(310)로 외기와 혼합된 연료 가스가 분사될 수 있고, 분사부(310)를 통해 분사되는 연료 가스에 화염이 발생한다.
이때, 발생되는 화염을 통해 연소가스가 생성된다. 버너박스(141) 내부에는 화염의 크기와 온도 등을 감지하는 화염센서(500)가 마련된다.
도 7은 개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스(10)에서 버너(140)의 분해 사시도이고, 도 8은 개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스(10)에서 점화기(400)가 버너(140)에 결합된 상태를 도시한 단면도이며, 도 9는 개시되는 내용의 일 실시예에 따른 가스퍼니스(10)에서 화염센서(500)가 버너(140)에 결합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 버너(140)는 점화기(400)와 화염센서(500)를 포함한다. 점화기(400)와 화염센서(500)는 각각 버너(140)에 마련되는 제1결합부(320) 및 제2결합부(330)에 결합된다.
제1결합부(320) 및 제2결합부(330)는 버너(140)가 케이싱(110)의 외부로 노출된 부분에 형성된다. 보다 상세하게는, 제1결합부(320) 및 제2결합부(330)는 케이싱(110)의 외부로 노출된 버너박스(141)의 하부에 형성된다. 제1결합부(320) 및 제2결합부(330)는 케이싱(110)의 벽면을 기준으로 할 때 면 방향이 아래쪽을 향하도록 기울어지게 형성된다. 즉, 수평을 기준으로 30~45도 정도 기울어진 면으로서 면이 바라보는 방향은 아래쪽을 향한다.
제1결합부(320) 및 제2결합부(330)는 각각 점화기(400) 및 화염센서(500)가 삽입되는 개구가 형성된다. 개구는 점화기(400) 및 화염센서(500)가 소정의 각도로 상향 경사진 상태로 버너(140) 내부로 진입할 수 있도록 형성된다.
즉, 개구는 제1결합부(320) 및 제2결합부(330)가 형성하는 면과 수직한 방향으로 길게 형성되고, 버너(140)의 내측공간과 케이싱(110)의 외측을 관통한다. 버너박스(141) 내부에는 점화기(400) 및 화염센서(500)가 각각 소정의 각도로 상향 경사지게 진입할 수 있는 제1가이드(326) 및 제2가이드(336)가 형성될 수 있다.
점화기(400)는 화염을 발생시키는 플러그(410), 플러그(410)를 고정하는 제1홀더(420)를 포함하고, 제1홀더(420)의 외측둘레에는 점화기(400)를 고정하기 위한 제1클램프(430)가 형성된다. 제1클램프(430)는 케이싱(110)의 외부에서 제1결합부(320)에 형성되는 제1체결부(322)와 결합될 수 있다.
점화기(400)는 플러그(410)가 버너(140) 내부에서 일 방향으로 상향 경사진 상태로 유지될 수 있게 제1결합부(320)에 체결된다. 플러그(410)는 직선으로 곧게 형성된다.
화염센서(500) 또한 화염을 감지하는 센싱부(510)가 구비되고, 제2홀더(520)가 센싱부(510)를 고정한다. 제2홀더(520)의 외곽에는 화염센서(500)를 제2결합부(330)에 고정하기 위한 제2클램프(530)가 형성된다. 센싱부(510)는 케이싱(110)의 외부로부터 제2결합부(330)에 형성된 개구를 통해 버너(140) 내부로 삽입되고, 소정의 각도로 상향 경사진 방향을 따라 버너(140)에 진입한 후 위쪽을 향하도록 그 끝이 만곡된다.
제2클램프(530)는 케이싱(110)의 외부에서 제2결합부(330)에 형성된 제2체결부(332)와 결합될 수 있다.
이상에서는 개시되는 내용의 실시예들이 도면과 함께 설명되었으나, 이는 예시적인 것으로서 전술한 실시예들과 도면으로 본 발명이 한정되진 않는다. 통상의 지식을 가진 자라면 개시되는 내용의 기술사상 범위 내에서 개시되는 내용의 실시예들을 변형할 수 있음이 자명하다. 아울러 앞서 개시되는 내용의 일 실시예를 설명하면서 개시되는 내용의 구성에 따른 작용이나 효과를 명시적으로 기재하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과들까지 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (12)

  1. 입구와 출구가 형성되고, 상기 입구 및 상기 출구 사이에 공기의 통로를 형성하는 케이싱;
    상기 입구로 유입된 공기를 상기 출구로 유동시키는 블로워;
    적어도 일부가 상기 케이싱의 외부로 노출되고, 상기 케이싱의 외부로 노출된 일부를 제외한 부분이 상기 케이싱의 내부에 위치하며, 점화기 및 화염센서를 구비하여 화염 및 연소가스를 생성하는 버너; 및
    상기 통로에서 유동하는 공기 중 일부를 상기 버너로 안내하는 쿨링가이드;를 포함하고,
    상기 점화기 및 상기 화염센서는 상기 케이싱의 외부에서 상기 버너에 설치되는 가스퍼니스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 점화기는,
    상기 버너박스 내측으로 삽입되어 상향 경사지게 배치되는 플러그;
    상기 플러그가 고정되는 제1홀더; 및
    상기 제1홀더에 구비되는 제1클램프;를 포함하고,
    상기 버너박스는,
    상기 플러그 및 상기 제1홀더의 적어도 일부가 내부로 삽입될 수 있도록 형성되는 개구 및 상기 제1클램프가 체결될 수 있는 제1체결부를 포함하는 제1결합부;를 포함하는,
    가스퍼니스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1결합부는,
    상기 케이싱의 외측에서 상기 버너박스의 하부에 형성되는,
    가스퍼니스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1결합부는,
    삽입되는 상기 점화기의 상기 플러그가 상기 버너박스 내부를 향해 상향 경사지게 배치되도록 개구가 형성되는,
    가스퍼니스.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 플러그는,
    상기 버너박스 내부에서 끝단으로 갈수록 상향 경사지게 배치되며 직선으로 곧게 형성되는,
    가스퍼니스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화염센서는,
    상기 버너박스 내측으로 삽입되어 상향 경사지게 배치되는 센싱부;
    상기 센싱부가 고정되는 제2홀더; 및
    상기 제2홀더에 구비되는 제2클램프;를 포함하고,
    상기 버너박스는,
    상기 센싱부 및 상기 제2홀더의 적어도 일부가 내부로 삽입될 수 있도록 형성되는 개구 및 상기 제2클램프가 체결될 수 있는 제2체결부를 포함하는 제1결합부;를 포함하는,
    가스퍼니스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2결합부는,
    상기 케이싱의 외측에서 상기 버너박스의 하부에 형성되는,
    가스퍼니스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2결합부는,
    삽입되는 상기 화염센서의 상기 센싱부가 상기 버너박스 내부를 향해 상향 경사지게 배치되도록 개구가 형성되는,
    가스퍼니스.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    상기 버너박스 내부에서 끝단이 상부를 향해 만곡되는,
    가스퍼니스.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 쿨링가이드는,
    상기 케이싱 내부에서 상기 버너가 설치된 측면으로 공기를 안내하는 제1쿨링가이드; 및
    상기 버너의 양측에서 상기 버너를 향해 공기를 안내하는 제2쿨링가이드;를 포함하는,
    가스퍼니스.
  11. 입구와 출구가 형성되고, 상기 입구 및 상기 출구 사이에 공기의 통로를 형성하는 케이싱;
    상기 입구로 유입된 공기를 상기 출구로 유동시키는 블로워;
    적어도 일부가 상기 케이싱의 외부로 노출되고, 상기 케이싱의 외부로 노출된 일부를 제외한 부분이 상기 케이싱의 내부에 위치하며, 점화기 및 화염센서를 구비하여 화염 및 연소가스를 생성하는 버너;
    상기 통로에 설치되어 상기 연소가스가 내부로 유동하며 인접한 공기와 열에너지를 교환하는 열교환기; 및
    상기 블로워에 의해 흐르는 공기가 상기 케이싱의 측면 쪽을 향하지 않도록 상기 열교환기와 상기 케이싱의 측면 사이의 공간을 구획하는 유동가이드;를 포함하고,
    상기 점화기 및 상기 화염센서는 상기 케이싱의 외부에서 상기 버너에 설치되는 가스퍼니스.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 열교환기는,
    상기 버너와 연결되는 제1 열교환기; 및
    상기 제1 열교환기와 상기 블로워 사이에 구비되고, 상기 제1 열교환기에서 나온 상기 연소가스가 흐르는 제2 열교환기를 포함하고,
    상기 유동가이드의 상단은 상기 제2 열교환기의 상단보다 높은,
    가스퍼니스.
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