(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部の一側に第１のガス入口１４及び第２のガス入口１５が形成され、内側が隔壁１３によって区画されて第１の通路１１及び第２の通路１２が形成され、前記第１のガス入口１４へ流入されたガスが、前記第１の通路１１へ流入されながら前記第１の通路１１を通過する空気と混合されるハウジング１０と、 
前記ハウジング１０の内側に備えられ、前記第２のガス入口へ流入されるガスを前記第２の通路１２へ流入させながら、同時に前記第２の通路１２に空気が流れるように前記第２の通路１２を開放するか、または前記第２のガス入口１５へ流入されるガスが前記第２の通路１２へ流入されないように遮断させながら、同時に前記第２の通路１２に空気が流れないように前記第２の通路１２を閉鎖する開閉手段１００とを含み、 
前記開閉手段１００ は、
前記第２のガス入口１５と連結される移動体であって、前記第２の通路１２を通過する空気の流れ方向に対して垂直方向に往復移動することによって前記第２のガス入口１５へ流入されるガスが前記第２の通路１２へ流入されるか、または流入されないように遮断する移動体１２０と、 
モータ１８０によって回転されるバルブ体であって、回転によって前記移動体１２０を往復移動させるように前記移動体１２０と連結され、回転によって前記第２の通路１２を開放または閉鎖するバルブ体１４０と 
を含むことを特徴とする燃焼機器用デュアルベンチュリ。 
【請求項２】
前記開閉手段１００は、 
内壁に凹ガイド１３１が１つ以上形成される管状のガイドチューブ１３０と、 
前記移動体１２０の内部に内蔵されて前記移動体１２０を弾性力で支持するスプリング１６０と、 
前記スプリング１６０を支持し、前記ガイドチューブ１３０の上部と結合されるキャップ１７０とを含み、 
前記移動体１２０は、外壁に前記凹ガイド１３１と対応する凸ガイド１２２が形成されて前記ガイドチューブ１３０内でガイドチューブ１３０の長さ方向に沿って移動し、末端に前記第２のガス入口１５と連通するガス出口１２３が形成され、外側面にカム状の移動体カム１２１が形成される管状に形成されており、 
前記バルブ体１４０は、外側面に第２の通路１２を開放または閉鎖する前記ダンパー１４２が形成され、前記ダンパー１４２の側部にガス出口１４３が形成され、内側部に前記移動体カム１２１と対応する形状に形成されて互いに噛み合うようにバルブ体カム１４１が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼機器用デュアルベンチュリ。 
【請求項３】
前記開閉手段１００は、 
前記モーター１８０によって、前記バルブ体１４０が回転することにより前記移動体カム１２１及び前記バルブ体カム１４１それぞれの凸部が互いに接しながら前記移動体１２０を一方に移動させ、前記移動体１２０のガス出口１２３へ流れるガスが前記バルブ体１４０のガス出口１４３を通じて第２の通路１２へ流入されるようにすると共に、前記バルブ体１４０の前記ダンパー１４２が回転しながら前記第２の通路１２が開放されるように構成されることを特徴とする請求項２に記載の燃焼機器用デュアルベンチュリ。 
【請求項４】
前記バルブ体１４０は、 
前記バルブ体１４０の内側の下端を密閉するシーリング部材１４５をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の燃焼機器用デュアルベンチュリ。 
【請求項５】
前記モーター１８０は、 
同期モーターで構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼機器用デュアルベンチュリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃焼機器用デュアルベンチュリ（ｄｕａｌ  ｖｅｎｔｕｒｉ）に関し、より詳しくは、給湯器に備えられるバーナー側に供給されるガス及び空気の量を２段階に制御し、モーターとダンパーを結合してモーターの駆動によってダンパーが回転することでダンパーが２次空気及びガスの流入口を同時に開放または遮断するので、効率的な熱量制御が可能な燃焼機器用デュアルベンチュリに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に暖房及び温水の使用を目的として用いられるボイラー及び給湯器のような燃焼機器は、供給される燃料によってオイルボイラー、ガスボイラー、電気ボイラー、及び給湯器とに分かれ、設置用途に合わせて多様に開発され、使用されている。
このような燃焼機器のうち、特にガスボイラー及び給湯器においては一般にガス燃料を燃焼させるため、ブンゼンバーナー（Ｂｕｎｓｅｎ  Ｂｕｒｎｅｒ）または予混合バーナー（Ｐｒｅｍｉｘｅｄ  ｂｕｒｎｅｒ）を用いており、このうち、予混合バーナー（Ｐｒｅｍｉｘｅｄ  ｂｕｒｎｅｒ）の燃焼方式はガスと空気を最適な燃焼状態の混合比で混合させた後、その混合気（空気＋ガス）を炎孔部に供給して燃焼させることになる。
【０００３】
また、燃焼機器の性能はターンダウン比（Ｔｕｒｎ−Ｄｏｗｎ  Ｒａｔｉｏ;ＴＤＲ）で評価されるが、ターンダウン比とは、ガスの量が可変調節できるガス燃焼装置における「最大ガス消費量対最小ガス消費量の比」を言う。たとえば、最大ガス消費量が２４，０００ｋｃａｌ／ｈで、最小ガス消費量が８，０００ｋｃａｌ／ｈの場合、ターンダウン比（ＴＤＲ）は３：１になる。ターンダウン比（ＴＤＲ）は最小ガス消費量の条件において如何に安定した火炎を保持できるかによって制限される。
【０００４】
ガスボイラー及び給湯器の場合、ターンダウン比（ＴＤＲ）が大きいほど暖房及び温水の使用時の便利さが増大する。すなわち、ターンダウン比（ＴＤＲ）が小さく（すなわち、最小ガス消費量が多い場合）、暖房及び温水の負荷が小さい領域でバーナーが作動する場合には燃焼機器のオン／オフ（Ｏｎ／Ｏｆｆ）が頻繁に発生するので、温度制御時の偏差が大きくなり、機器の耐久性が低下する。したがって、このような問題を改善するために、燃焼機器に適用されるバーナーのターンダウン比（ＴＤＲ）を向上させるための様々な方法が開発されてきた。
このような比例制御方式のバーナーにおいてガスを供給するバルブは、電流値で制御される電流比例制御方式バルブ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ  ｇａｓ  ｖａｌｖｅ）と空気供給時に発生する差圧で制御される空気比例制御方式バルブ（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ  ｇａｓ  ｖａｌｖｅ）とに大別される。
【０００５】
前記空気比例制御方式バルブは、送風機を用いてバーナーの燃焼時に必要な空気を供給するとき発生する差圧によってバーナーへ供給されるガス量を制御し、この際、燃焼に必要な空気とガスはガス‐空気混合装置（Ｇａｓ−ａｉｒ  ｍｉｘｅｒ）で混合され、混合気（空気＋ガス）の形態としてバーナーに供給されることとなる。
このような空気比例制御バルブを用いるガスバーナーのガス−空気混合装置において、ターンダウン比（ＴＤＲ）を制限する基本的要素は、ガス消費量（Ｑ）と差圧（ΔＰ）との関係にあり、一般に流体の差圧と流量との関係は以下の式のとおりである。
【０００６】
【数１】
0005908124.tif 000002
【０００７】
すなわち、上記の関係式から分かるように流体の流量を２倍増加させるためには差圧を４倍に上昇させなければならない。
よって、ターンダウン比（ＴＤＲ）を３：１にするためには差圧の比を９：１に、ターンダウン比（ＴＤＲ）を１０：１にするためには差圧の比を１００：１にしなければならないが、この際、ガスの供給圧力を無限に増加させるのは不可能であることに問題がある。
このようなガス供給圧力を無限に増加させられない問題を解決するために、空気及びガスが供給される経路を２つ以上の領域に区画し、各バーナーへ噴射される各ガスの通路を開閉することによって、ガスバーナーのターンダウン比（ＴＤＲ）を高める方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記のような事情を鑑みて発明されたものであって、複雑な構造をより簡素化して装置を小型化させながらも、作動の信頼性が高く、製造が容易で、かつ製造コストを節減することができる燃焼機器用デュアルベンチュリを提供する提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の技術的課題を達成するための本発明は、上部の一側に第１のガス入口及び第２のガス入口が形成され、内側が隔壁によって区画されて第１の通路及び第２の通路が形成されるハウジング、及び前記ハウジングの内側に備えられ、上部が第２のガス入口と連結されて内側へガスが流入され、ハウジングの外側に備えられるモーターによってダンパーが回転して前記第２の通路を閉鎖または開放して空気及びガスの流れを制御する開閉手段とを含む。
【００１０】
一実施例において、前記開閉手段は、内壁に凹ガイドが１つ以上形成される管状のガイドチューブと、前記凹ガイドと対応するように凸ガイドが外壁に形成されて前記ガイドチューブ内でガイドチューブの長さ方向に沿って移動し、末端に前記第２のガス入口と連通するガス出口が形成され、外側面にカム状の移動体カムが形成される管状の移動体と、外側面に前記ダンパーが形成され、前記ダンパーの側部にガス出口が形成され、内側部に前記移動体カムと対応する形状に形成されて互いに噛み合うようにバルブ体カムが形成され、前記モーターと結合されるバルブ体と、前記移動体の内部に内臓されて前記移動体を弾性力で支持するスプリング及び前記スプリングを支持し、前記ガイドチューブの上部と結合されるキャップとを含む。
【００１１】
一実施例において、前記開閉手段は、前記モーターが回転すると前記移動体に形成される移動体カムが回転しながら前記移動体カム及びバルブ体カムそれぞれの尖端部が互いに接して前記移動体を押し上げるので前記ガス出口が開方されると共に、前記バルブ体のダンパーが回転して前記第２の通路が開放されるように構成されることを特徴とする。
一実施例において、前記バルブ体は、その内側の下端を密閉するシーリング部材をさらに含む。
一実施例において、前記モーターは、同期モーターで構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上のような構成の特徴から本発明は次のような効果が得られる。
第一に、給湯器において熱量を必要に応じて選択的に低熱量または高熱量に出力することができ、利用者が必要とする低熱量または高熱量の熱量に制御できるので燃料費を節減することができる。
第二に、ハウジングの内部を隔壁で分けて第１の通路と第２の通路を形成し、第１の通路には１次空気及び１次ガスのみが流れ、第２の通路には２次空気及び２次ガスのみが流れるので、第２の通路側の空気及びガスの流れを制御してターンダウン比を容易に調節することができる。
第三に、バルブ体の回転によって２次ガス出口を開閉すると共に、第２の通路も開閉するので、非常にシンプルな構造となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１ａ】本発明の燃焼機器用デュアルベンチュリを示す斜視図である。
【図１ｂ】図１ａのＡ−Ａ線断面図である。
【図２ａ】図１ａのＢ−Ｂ線断面図である。
【図２ｂ】図２ａに示した移動体が上昇した状態を示す図である。
【図３ａ】図１ｂの移動体を示す斜視図である。
【図３ｂ】図１ｂの移動体を示す斜視図である。
【図４】図１ｂのバルブ体を示す斜視図である。
【図５ａ】開閉手段を示す斜視図である。
【図５ｂ】開閉手段を示す斜視図である。
【図６】図５ａのＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】本発明の燃焼機器用デュアルベンチュリに備えられるモーターのリミットスイッチとモーター間の位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の理解を助けるために、本発明の好ましい実施例を添付の図面を参照して説明する。本発明の実施例は様々な形態に変形することができ、本発明の範囲は以下で詳細に説明する実施例に限定されるものと解釈してはならない。本実施例は当業界において平均的知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供するものである。よって、より明確な説明をするために図面における要素の形状などは部分的に拡大して表現されることもあり得る。各図面において、同じ部材には同じ参照符号を用いて示したことに留意しなければならない。また、本発明の要旨の理解を不必要に紛らしかねない公知の機能及び構成に対しては詳細な記述は省略する。
【００１５】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明することで、本発明の燃焼機器用デュアルベンチュリについて詳細に説明する。
図１ａは本発明の燃焼機器用デュアルベンチュリを示す斜視図で、図１ｂは図１ａのＡ−Ａ線断面図であり、図２ａは図１ａのＢ−Ｂ線断面図である。図２ｂは図２ａに示した移動体が上昇した状態を示す図で、図３ａ及び図３ｂは図１ｂの移動体を示す斜視図であり、図４は図１ｂのバルブ体を示す斜視図である。図５ａ及び図５ｂは開閉手段を示す斜視図で、図６は図５ａのＣ−Ｃ線断面図であり、図７は本発明の燃焼機器用デュアルベンチュリに備えられるモーターのリミットスイッチとモーター間の位置関係を示す図である。
【００１６】
図１乃至図６を参照すれば、本発明の燃焼機器用デュアルベンチュリは、上部の一側に第１のガス入口１４及び第２のガス入口１５が形成され、内側が隔壁１３によって区画されて第１の通路１１及び第２の通路１２が形成される円筒形のハウジング１０が備えられる。
また、前記ハウジング１０の排出口１６には前記第１の通路１１及び第２の通路１２から流入される混合気（ガス＋空気）をバーナーへ供給するターボファン（図示せず）が結合される。
【００１７】
一方、ハウジング１０の内側の中央部には上部が第２のガス入口１５と連結して内側へガスが流入され、ハウジング１０の外側に備えられるモーター１８０によってダンパー１４２が回転して前記第２の通路１２を閉鎖または開放して空気及びガスの流れを制御する開閉手段１００が結合される。また、前記モーター１８０は同期モーターで構成されるのが好ましく、この場合、一般に用いられる安価な同期モーターを使用するので製造コストを節減することができる。
【００１８】
前記開閉手段１００は、内壁に凹ガイド１３１が１つ以上形成される管状のガイドチューブ１３０と、前記凹ガイド１３１と対応するように凸ガイド１２２が外壁に形成されて前記ガイドチューブ１３０内でガイドチューブ１３０の長さ方向に沿って移動して、末端に前記第２のガス入口１５と連通されるガス出口１２３が形成され、外側面にカム状の移動体カム１２１が形成される管状の移動体１２０とが備えられる。前記ガイドチューブ１３０の内側面及び前記移動体１２０の外側面は互いに段差を有するように形成され、その段差が互いに接するところにはシーリングリング１４６が介してガスの漏出を防止する。
【００１９】
また、移動体１２０の下部と結合され、外側面に前記ダンパー１４２が形成され、前記ダンパー１４２の側部にガス出口１４３が形成されて、内側部に前記移動体カム１２１と対応する形状に形成され、互いに噛み合うようにバルブ体カム１４１が形成され、前記モーター１８０と結合されるバルブ体１４０が備えられる。
また、前記移動体１２０の内部には前記移動体１２０を弾性力で支持するスプリング１６０と、前記スプリング１６０を支持して前記ガイドチューブ１３０の上部と結合されるキャップ１７０とで構成される。
【００２０】
一方、前記バルブ体１４０の下部には連結部材１９０が結合され、前記連結部材１９０は、モータ１８０の回転軸と結合されてモータ１８０で発生する駆動力をバルブ体１４０へ伝達する役割をする。また、バルブ体１４０の下段部にはその内側の下段を密閉するシーリング部材１４５が挿入される。
一方、前記ハウジング１０の外側には、回転軸１８１が前記連結部材１９０と結合されて前記連結部材１９０と結合されるバルブ体１４０を回転させるモーター１８０がさらに備えられる。前記モーター１８０は前記バルブ体１４０に回転力を供し、回転軸１８１には９０度の間隔で突起１８２が形成されてモーター１８０の回転に応じてリミットスイッチ２０１が作動してバルブ体１４０の回転角度を制御する。前記リミットスイッチ２０１はスイッチボックス２００の内側に備えられ、前記スイッチボックス２００は前記ハウジング１０とモーター１８０との間に介在する。
【００２１】
上記のように構成される本発明の燃焼機器用デュアルベンチュリの作動状態について説明する。
まず、給湯器において１次ガスと１次空気のみ供給される作動は、図２ａ及び図５ａに示すように、前記バルブ体１４０のダンパー１４２が第２の通路１２の空気及びガスが流れる方向に対して垂直に回転して第２の通路１２が遮断され、同時に移動体カム１２１の凹部とバルブ体１４１の凸部、移動体カム１２１の凸部とバルブ体１４１の凹部が互いに接していて、移動体１２０のガス出口１２３がシーリング部材１４５と接して第２のガス通路が遮断された状態に保たれると共に、前記ガス出口１４３も遮断された状態を保持する。
したがって、前記１次ガス入口１４及び第１の通路１１のみを通じて空気とガスが混合された混合気がターボファンへ流入するので、燃焼機器を低熱量に駆動することができる。
【００２２】
一方、燃焼機器を高熱量に駆動するためには、図２ｂ及び図５ｂに示すように前記モーター１８０に電源を印加して前記バルブ体１４０を９０度回転させると、ダンパー１４２は前記第２の通路１２の長さ方向と一致するように回転する。
同時に前記バルブ体１４０が回転することにより内側に形成されるバルブ体カム１４１も回転するので、前記第バルブ体カム１４１及び移動体カム１２１のそれぞれの凸部（尖端部）が互いに接して、前記バルブ体カム１４１の回転によって移動体カム１２１が押されて上昇するようになる。この際、前記凹ガイド１３１に凸ガイド１２２が挿入されていてガイドチューブ１３０の内側で移動体１２０が上昇し易くなる。
【００２３】
したがって、バルブ体１４０が第２の通路１２の長さ方向と一致する方向に回転するので、第２の通路１２が開放され、同時に図２ｂ及び図５ｂに示すように移動体１２０のガス出口１２３の下端部が前記シーリング部材１４５と離れながらガス出口１４３を通じて２次ガスが流入し、この２次ガスは第２の通路１２へ空気及びガスが流入し、これによって上記の第１の通路１１及び第１のガス入口１４を通じて流入する空気及びガスと混ざり合ってれ、より多くの混合気が生成されてターボファンへ流入するので燃焼機器を高熱量に駆動することができる
【００２４】
その後、再び燃焼機器を低熱量に駆動するためには前記モーター１８０を更に９０度回転させれば、図１ｂ，図２ａ及び図５ａに示す状態になって第２の通路１２及びガス出口１４３が遮断され、低熱量に駆動することになる。ここで、前記移動体１２０の内側にはスプリング１６０が内臓されてバルブ体１４０が回転して第２の通路１２が閉鎖されるときに、移動体１２０の復元力を高める。
【００２５】
以下、上記のように燃焼機器を低熱量または高熱量に作動するようにダンパーを駆動させるモーター１８０の回転を制御するリミットスイッチ２０１について説明する。
図７を参照すれば、前記モーター１８０の回転軸１８１の外周面には突起１８２が９０度の間隔で突出形成されており、前記リミットスイッチ２０１にも稼動突起２０２が前記突起１８２と同一円周上に位置するように構成されている。前記突起１８２が９０度の間隔で回転しながら稼動突起２０２を押すと、リミットスイッチ２０１は電流が短絡してモーター１８０の回転が止まる。
【００２６】
したがって、燃焼機器を駆動する場合、前記突起１８２が９０度回転して稼動突起２０２を加圧することになれば、リミットスイッチ２０１はオフ（ｏｆｆ）となってモーター１８０の駆動が停止し、バブル体１４０も停止するので、第２の通路１２０を開放または閉鎖することになる。
以上で説明した本発明の燃焼機器用デュアルベンチュリの実施例は例示のものに過ぎず、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する者であれば、より多様な変形及び均等な他の実施例が可能であることが分かる。そのために、本発明は上述の詳細な説明で言及される形のみに限定されるものではないことが分かる。したがって、本発明の真正な技術的保護範囲は添付の特許請求範囲の技術的思想に基づいて定められなければならない。また、本発明は添付の請求範囲によって定義される本発明の精神とその範囲内に含まれるあらゆる変形物と均等物、及び代替物を含むものとして理解されるべきである。
【符号の説明】
【００２７】
１０  ハウジング
１１  第１の通路
１２  第２の通路
１３  隔壁
１４  第１のガス入口
１５  第２のガス入口
１００  開閉手段
１２０  移動体
１２１  移動体カム
１２２  凸ガイド
１３０  ガイドチューブ
１３１  凹ガイド
１４０  バルブ体
１４１  バルブ体カム
１４２  ダンパー
１４３  ガス出口
１４５  シーリング部材
１４６  シーリングリング
１６０  スプリング
１７０  キャップ
１８０  モーター
１８１  回転軸
１８２  突起
１９０  連結部材
２００  スイッチボックス
２０１  リミットスイッチ
２０２  稼動突起
【図１ａ】
0005908124.tif 000003
【図１ｂ】
0005908124.tif 000004
【図２ａ】
0005908124.tif 000005
【図２ｂ】
0005908124.tif 000006
【図３ａ】
0005908124.tif 000007
【図３ｂ】
0005908124.tif 000008
【図４】
0005908124.tif 000009
【図５ａ】
0005908124.tif 000010
【図５ｂ】
0005908124.tif 000011
【図６】
0005908124.tif 000012
【図７】
0005908124.tif 000013