(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のダクトであるハウジングであって、内部に隔壁１０１によって区画されて１次通路１１０及び２次通路１２０が形成され、前記１次通路１１０の側部には１次ガス流入管１３０が形成されたハウジング１００と、
前記ハウジング１００の前記２次通路１２０内に位置して回転状態に応じて２次ガスの流れを開閉するように設置されると共に、ダンパー孔３０３が形成されるダンパー３０１と、
一端部が前記ダンパー３０１と結合され、前記ダンパー孔３０３と同一円周上に２次ガスの出口３０２が形成され、他端部に前記２次ガスが流入され、前記ダンパー３０１の回転角度に応じて前記２次ガスの出口３０２と前記ダンパー孔３０３が選択的に連通される２次ガス流入管３３０と、
前記ハウジング１００の外側に回転軸１８１が前記ダンパー３０１と結合して回転させるモーター１８０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】
前記ダンパー３０１及び前記２次ガス流入管３３０には、前記ダンパー３０１の中心部の内側に突出形成される２つ以上の第１の突出片４０１と、前記ダンパー３０１の回転に応じて前記２次ガス流入管３３０の内周面に沿って上昇または下降し、前記第１の突出片４０１と歯結合されるように第２の突出片４１１が形成され、
外周面に陥没部４１２が形成されて前記２次ガス流入管３３０の内壁へ前記２次ガスが流がれるようにする移動体４１０と、前記移動体４１０を弾性で支持するスプリング４２０と、前記移動体４１０の上部と結合してスプリング４２０を支持し、周りに陥没部４３２が形成されて前記２次ガス流入管３３０の内壁へ前記２次ガスが流れるように通路を形成するスプリング固定部４３０とから構成される開閉手段を含み、
前記移動体４１０の第２の突出片４１１と前記第１の突出片とが嵌合する際に前記２次ガスの流れが遮断され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】
前記移動体４１０は、前記２次ガス流入管３３０と接する部分をシールするためのシーリング部材４４０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４】
前記移動体４１０は、前記ダンパー３０１の回転によって第２の突出片４１１と第１の突出片４０１とがそれぞれの側面において相接した状態から、尖端部が互いに接する状態に位置が変更されながら上昇する際、前記２次ガス流入管３３０の内壁面と前記移動体４１０及びスプリング固定部４３０に形成される 陥没部４１２，４３２との間に前記２次ガスが流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によりダンパーが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になる。
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】
0005893763.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ということに問題がある。
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、図１に示したよう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、ダンパーの回転角度に応じて２次側のガス通路が２次側の空気ダクト内に連結または遮断されるようにして、より効率的に２次側のガス及び空気の流出入を制御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、円筒状のダクトであるハウジングであって、内部に隔壁によって区画されて１次通路及び２次通路が形成され、前記１次通路の側部には１次ガス流入管が形成されたハウジングと、前記ハウジングの２次通路内に位置して回転状態に応じて２次空気の流れを開閉するように設置されると共に、ダンパー孔が形成されるダンパーと、一端部が前記ダンパーと結合され、ダンパー孔と同一円周上に２次ガスの出口が形成され、他端部に２次ガスが流入し、前記ダンパーの回転角度に応じて２次ガスの出口と前記ダンパー孔が選択的に連通する２次ガス流入管と、前記ハウジングの外側に回転軸が前記ダンパーと結合して回転させるモーターとを含む。
【００１０】
一実施例において、前記ダンパー及び２次ガス流入管には、前記ダンパーの中心部の内側に突出形成される２つ以上の第１の突出片と、前記ダンパーの回転に応じて第２のガス流入管の内周面に沿って上昇または下降し、前記第１の突出片と歯結合されるように第２の突出片が形成され、外周面に陥没部が形成されて前記２次ガス流入管の内壁へ２次ガスが流がれるようにする移動体と、前記移動体を弾性で支持するスプリングと、前記移動体の上部と結合してスプリングを支持し、周りに陥没部が形成されて前記２次ガス流入管の内壁へ２次ガスが流れるように通路を形成するスプリング固定部とで構成される開閉手段とを含み、前記移動体の第２の突出片と前記第１の突出片とが嵌合する際に２次ガスの流れが遮断されることを特徴とする。
【００１１】
一実施例において、前記移動体は、前記２次ガス流入管と接する部分をシールするためのシーリング部材をさらに含む。
一実施例において、前記移動体は、前記ダンパーの回転に応じて第２の突出片と第１の突出片とがそれぞれの側面に相接した状態から、尖端部が互いに接する状態に位置が変更されながら上昇する際、前記２次ガス流入管の内壁面と前記移動体及びスプリング固定部に形成される陥没部との間に２次ガスが流れることを特徴とする。
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、給湯器において低熱量または高熱量の熱量を必要に応じて選択的に出力することができ、利用者が必要とする熱量に応じて低熱量または高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１次通路と２次通路を形成し、１次の通路には１次空気及び１次ガスのみが流れ、２次通路には２次空気及び２次ガスのみが流れるので、２次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、ダンパーの回転によって２次ガスの出口を開閉すると共に、２次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１】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２】図１のＡ−Ａ線の断面図であって、ダンパーが２次通路を閉鎖した状態を示す断面図である。
【図３】図２に示したダンパーが２次通路を開放した状態を示す断面図である。
【図４】図２に示した２次ガス流入管に備えられる開閉手段が２次通路を遮断した状態を示す断面図である。
【図５】図４に示した開閉手段が回転されて２次通路が開放された状態を示す断面図である。
【図６】図４のダンパーを示す斜視図である。
【図７】図４に示した開閉手段のスプリング固定部を示す斜視図である。
【図８】図４に示した開閉手段の移動体を示す斜視図である。
【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付して図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１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２は図１のＡ−Ａ線の断面図でダンパーが２次通路を閉鎖した状態を示す断面図であり、図３は図２に示したダンパーが２次通路を開放した状態を示す断面図である。図４は図２に示した２次ガス流入管に備えられる開閉手段が２次通路を遮断した状態を示す断面図で、図５は図４に示した開閉手段が回転されて２次通路が開放された状態を示す断面図であり、図６は図４のダンパーを示す斜視図である。図７は図４に示した開閉手段のスプリング固定部を示す斜視図であり、図８は図４に示した開閉手段の移動体を示す斜視図である。
【００１６】
図１または図８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、隔壁１０１によって区画されて１次通路１１０及び２次通路１２０が形成され、１次通路１１０の側壁の中間部に１次ガス流入管１３０が形成されるハウジング１００が備えられる。
前記ハウジング１００の２次通路１２０には、その内側に備えられて回転しながら２次空気の流れを開閉し、ダンパー孔３０３が形成されるダンパー３０１が備えられる。前記ダンパー３０１には２次ガス流入管３３０が結合されるが、前記２次ガス流入管３３０はハウジング１００の中間部に貫通され、前記ダンパー３０１と結合する。さらに、前記２次ガス流入管３３０には端部に２次ガス出口３０２が形成され、前記２次ガス出口３０２は前記ダンパー孔３０３と同一線上に位置するように形成される。
したがって、前記２次ガス出口３０２は、前記ダンパー３０１の回転角度によって前記ダンパー孔３０３と連通する。
【００１７】
一方、前記ハウジング１００の外側にはさらにモーター１８０が備えられ、このモーター１８０の回転軸１８１が前記ダンパー３０１と結合してダンパー３０１を回転させる。前記モーター１８０はダンパー３０１に回転力を提供し、回転軸１８１には９０度の間隔で突起１８２が形成され、モーター１８０の回転に応じてリミットスイッチ２０１が作動してダンパー３０１の回転角度が制御される。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１００とモーター１８０との間に介在する。
【００１８】
一方、前記ダンパー３０１の中心部の内側には第１の突出片４０１が突出形成される。前記第１の突出片４０１は、ダンパー３０１と一体に形成される円筒部材４０２の末端部に対称的に形成される。
また、前記第１の突出片４０１と対応するように外周面に陥没部４１２が形成される移動体４１０が前記２次ガス流入管３３０に結合されるが、前記移動体４１０は第１の突出片４０１と互いに歯結合するように第２の突出片４１１が形成される。したがって、前記第１の突出片４０１と第２の突出片４１１が互いに歯結合すれば、隙間のない円筒形になる。
【００１９】
前記第１の突出片４０１と第２の突出片４１１は互いに同一の形状に形成され、その断面部は柔軟な曲面として処理されるので、結合及び分離が容易である。
一方、前記移動体４１０の上部には、外周面に陥没部４１２が形成され、２次ガス流入管３３０とネジ結合されるスプリング固定部４３０が結合され、前記移動体４１０とスプリング固定部４３０との間にはスプリング４２０が介して、移動体４１０を弾性力で支持する。
また、前記移動体４１０は、前記２次ガス流入管３３０と接する部分にシールするためのシーリング部材４４０がさらに備えられる。前記移動体４１０と２次ガス流入管３３０とが接する部分は互いに段差を有するように形成され、その段差部に前記シーリング部材４４０が結合される。
【００２０】
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２及び図４に示すように、１次通路１１０へ流入する１次空気と１次ガス流入管１３０へ流入する１次ガスのみが混合され、１次通路を経てターボファン（図示せず）へ流入される。ここで、前記ダンパー３０１が２次通路１２０を塞ぐようになって空気が遮断される。また、第１の突出片４０１が移動体４１０の第２の突出片４１１と歯結合することにより前記移動体４１０とシーリング部材４４０とが密着されて２次ガス出口３０２とダンパー孔３０３とが互いに連通されないため、２次ガスが２次通路１２０へ流入しない。
したがって、前記１次通路１１０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、燃焼機器を低熱量で駆動することができる。
【００２１】
一方、燃焼機器を高熱量に駆動するためには、図３及び図５に示すように前記モーター１８０に電源を印加してダンパー３０１を９０度回転させると、ダンパー３０１は２次通路１２０の空気の流れの方向と一致するように回転される。
この際、前記ダンパー３０１が回転することにより第１の突出片４０１も共に回転するので、前記第１の突出片４０１の回転力によって第２の突出片４１１と第１の突出片４０１との間の歯結合が解除されて移動体４１０が上昇する。これにより、第１の突出片４０１と第２の突出片４１１のそれぞれの尖端部が互いに接した状態となり、前記２次ガス出口３０２とダンパー孔３０３の位置が一致して連通するので、２次ガスが２次通路１２０へ流入する。
【００２２】
ここで前記２次ガスは図５に示すように、前記２次ガス流入管３３０を通じて流入され、前記スプリング固定部４３０及び移動体４１０の外周面に形成されるそれぞれの陥没部４１２、４３２を通じて流入した後、２次ガス出口３０２とダンパー孔３０３を通過（点線矢印で図示）して２次通路１２０へ流入する。
したがって、前記１次通路１１０及び第１のガス流入管１３０を通じて流入される空気及びガスと混ぜ合わせられ、より多い混合気が生成されてターボファンへ流入するので、燃焼機器を高熱量で駆動することができる。
【００２３】
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、上記の図２及び図４に示す状態となって２次通路１２０及び２次ガス出口３０２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４１０及びスプリング固定部４３０の間に内臓されたスプリング４２０はダンパー３０１が回転して２次ガス出口３０２が閉鎖される際、スプリング４２０の復元力により移動体４１０をダンパー３０１側へ移動させながら移動体４１０の外側面とシーリング部材４４０とを密着させて２次ガスの流入を遮断する作用をする。
【００２４】
以下、上記のように燃焼機器を低熱量または高熱量で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。
前記モーター１８０の回転軸１８１の外周面には突起１８２が９０度の間隔に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。
【００２５】
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、ダンパー３０１も停止するので、２次通路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】
【００２６】
１００  ハウジング
１０１  隔壁
１１０  １次通路
１２０  ２次通路
１３０  第１のガス流入管
１８０  モーター
１８１  回転軸
１８２  突起
２００  スイッチボックス
２０１  リミットスイッチ
２０２  稼動突起
３０１  ダンパー
３０２  ２次ガス出口
３０３  ダンパー孔
３３０  ２次ガス流入管
４０１  第１の突出片
４０２  円筒部材
４１０  移動体
４１１  第２の突出片
４１２  陥没部
４２０  スプリング
４３０  スプリング固定部
４３２  陥没部
４４０  シーリング部材
【図１】
0005893763.tif 000003
【図２】
0005893763.tif 000004
【図３】
0005893763.tif 000005
【図４】
0005893763.tif 000006
【図５】
0005893763.tif 000007
【図６】
0005893763.tif 000008
【図７】
0005893763.tif 000009
【図８】
0005893763.tif 000010