JP6129984B2 - バーナーフランジの過熱が防止されるガスボイラー - Google Patents

Description

本発明はガスボイラーに関するものであり、より詳しくは、ガス供給チェンバーから予め混合されたガスを供給されて燃焼するバーナーの過熱を防止する構造で形成されたガスボイラーに関するものである。

一般家庭で暖房及び温水を供給するために主に使用するボイラーは使用燃料に応じて重油ボイラーとガスボイラーとに分けられる。ガスボイラーは液化石油ガス（ＬＰＧ）を原料に使用する場合もあるが、軽油や灯油に比べ硫黄分を殆ど含有していないため大気汚染を最小化する清浄燃料である液化天然ガス（ＬＮＧ）を大部分使用している。重油ボイラーとガスボイラーは油類とガスが酸化しながら発生する熱を利用して流体を加熱し、熱交換が行われるように加熱した流体を循環するようにすることで室内温度を上げ、同時に温水を使用する。
一方、最近は熱交換器の上面又は側面にバーナーを設置して燃焼ガスの流れを下向き式にし、熱交換器の排気ガスの温度を露点温度以下に下げるように凝縮熱交換器を適用したコンデンシングボイラーが広く使用されている傾向である。
ところが、ガスボイラーでバーナーが燃焼する際、低付加燃料である場合には燃焼によって発生するバーナーの炎が短くなる問題点があり、バーナーの炎が短くなると炎はバーナーの表面を過熱する問題を発生する恐れがある。特に、コンデンシングボイラーのように下向き式の場合、バーナーの炎がバーナーの表面にほぼくっついた状態になるためバーナーの表面（特に、バーナーのフランジ）の過熱が更に加重する問題が発生する。そして、このような高温の環境ではシーリング部材の材質を選択する幅が狭くなる問題点がある。

大韓民国公開特許第１０−２００２−００６９５３０号

本発明は予め混合されたガスと熱交換をしながらバーナーが過熱することを防止し、バーナーとガス供給チェンバーの間が綿密な面接触になってガスが漏洩されることを防止し、材質の選択の幅を広げたパッキングが含まれるガスボイラーを提供することを目的とする。

本発明は、予め混合されたガスを燃焼し、周縁方向に沿ってバーナーフランジが形成されたバーナーと、前記バーナーに前記予め混合されたガスを供給するように前記バーナーの上部で安着結合され、前記バーナーフランジと形合わせして前記バーナーフランジと面接触するチェンバーフランジが形成されたガス供給チェンバーと、前記ガス供給チェンバーから前記バーナーに供給された前記予め混合されたガスが前記ガス供給チェンバーと前記バーナーの間に漏洩されることを防止するように前記バーナーと前記ガス供給チェンバーの間に設置されるシーリング部材と、を含むガスボイラーを提供する。

本発明によるガスボイラには以下のような効果がある。
第一、バーナーのバーナーフランジとガス供給チェンバーのチェンバーフランジが形合わせされて面接触し、作動時にバーナー自体の熱がガス供給チェンバーのチェンバーフランジに放熱されるためバーナー（特に、バーナーのフランジ）の過熱が防止される。
第二、バーナーとガス供給チェンバーの間に設置されるシーリング部材によってガス供給チェンバーからバーナーに供給される予め混合されたガスがバーナーとガス供給チェンバーの間に漏洩されることを防止する。
第三、シーリング部材の本体から傾斜して突出形成された突起とバーナーがガス供給チェンバーの形合わせの際に本体に向かって横になるためバーナーフランジとチェンバーフランジが形合わせされながら面接触が更に安定的に行われ、バーナーフランジとチェンバーフランジの熱交換を介してバーナーの過熱を防止することができる。よって、シーリング部材の材質の選択の幅が広くなる効果を有する。
第四、バーナーとガス供給チェンバーの間に放熱フィンを設置してガス供給チェンバーから供給される低温の予め混合されたガスによって冷却される放熱フィンによってバーナーの過熱を更に防止することができる。

本発明の一実施例によるガスボイラーの全体構造を示す斜視図である。 図１の一実施例によるガスボイラーの断面を部分拡大して示した部分拡大断面図である。 図１の一実施例によるガスボイラーの断面を部分拡大して示した部分拡大断面図である。 図２及び図３に示したシーリング部材の断面図である。 本発明の他の実施例によるガスボイラーの断面を部分拡大して示した部分拡大断面図である。 本発明の他の実施例によるガスボイラーの断面を部分拡大して示した部分拡大断面図である。 図５及び図６に示した放熱フィンの斜視図である。 図７に示した放熱フィンの変形例による斜視図である。

図１乃至図４に本発明の一実施例によるガスボイラーが示されている。
図１乃至図４を参照する。前記ガスボイラーはバーナー１１０、ガス供給チェンバー１３０及びシーリング部材１５０を含む。
本発明の一実施例による前記ガスボイラーは図１に示したような形状及び構造で形成されており、図１を介して前記ガスボイラー内で前記バーナー１１０及び前記ガス供給チェンバー１３０の正確な位置を把握することができる。前記バーナー１１０は予め混合されたガスを供給されて燃焼する役割をする。前記バーナー１１０は後述するガス供給チェンバー１３０から空気とガスが予め燃焼最適状態の混合比で混合された前記予め混合されたガスを供給される。このような予め混合されたガスは完全燃焼することができ、燃焼効率が高く少ない空気比でも完全燃焼を実現する効果を有する。前記バーナー１１０は一般にメタルファイバーナーナーが適用される。前記メタルファイバーナーナーは特許文献１にそのメタルファイバーナーナーの一例が開示されている。
一方、上述したような前記バーナー１１０はその形態が限定されずに多様に形成されるが、前記バーナー１１０の側面には周縁方向に沿ってバーナーフランジ１１１が形成される。

前記ガス供給チェンバー１３０は上述したように前記バーナー１１０によって燃焼される前記予め交合されたガスを前記バーナー１１０に供給する役割をする。このような前記ガス供給チェンバー１３０は前記バーナー１１０の上部で安着されて形合わせされる。前記ガス供給チェンバー１３０には前記ガス供給チェンバー１３０が前記バーナー１１０の上部で安着されて形合わせされると、前記バーナーフランジ１１１と形合わせされるチェンバーフランジ１３１が形成されており、前記バーナーフランジ１１１と前記チェンバーフランジ１３１は形合わせによって面接触が行われる。

前記バーナー１１０と前記ガス供給チェンバー１３０は金属素材で形成されることが一般的であり、前記バーナーフランジ１１１と前記チェンバーフランジ１３１が形合わせされることで前記ガス供給チェンバー１３０から前記バーナー１１０に供給される前記予め混合されたガスが漏れることを防止する。しかし、前記バーナーフランジ１１１と前記チェンバーフランジ１３１の形合わせによる結合では前記予め混合されたガスが漏れることを完璧に遮断することができないため、前記バーナー１１０と前記ガス供給チェンバー１３０との間にはガスの漏洩を防止する構成が必要である。
そのため前記バーナー１１０と前記ガス供給チェンバー１３０の間にシーリング部材が設置されるが、シーリング部材の設置によって前記バーナー１１０と前記ガス供給チェンバー１３０が形合わせされずに微細に離れる問題点が発生する恐れがある。
よって、本発明によるシーリング部材１５０はこのような問題を解決して前記バーナー１１０の前記バーナーフランジ１１１と前記ガス供給チェンバー１３０の前記チェンバーフランジ１３１が完全に形合わせされて結合され、バーナーフランジと１１１チェンバーフランジ１３１の面接触が行われるようにする。前記シーリング部材１５０が設置される位置は、より詳しくは前記バーナーフランジ１１１と前記チェンバーフランジ１３１が形合わせされる際、前記バーナーフランジ１１１と前記チェンバーフランジ１３１の間に設置される。よって、前記チェンバーフランジ１３１には前記シーリング部材１５０が設置されるように溝１３３が形成されている。

前記シーリング部材１５０は本体１５１と、前記本体１５１に形成された突起１５３を含む。前記本体１５１は前記溝１３３に挿入されるように前記溝１３３の高さよりは小さい厚さを有するように形成される。前記本体１５１は断面が円形又は四角形の柱状に形成されるが、それ他にも多様な形態に形成されてもよい。
このような前記本体１５１には前記本体１５１から突出される複数個の突起１５３が形成される。前記突起１５３は前記シーリング部材１５０が前記バーナー１１０と前記ガス供給チェンバー１３０の間に設置される際、一部は前記ガス供給チェンバー１３０の前記チェンバーフランジ１３１に形成された前記溝１３３の内面に向かって傾斜して形成され、他の一部はバーナー１１０の前記バーナーフランジ１１１に向かって傾斜して形成される。

特に図４を参照する。複数個の突起１５３のうち前記チェンバーフランジ１３１に向かって形成される前記突起１５３は前記本体１５１から上向きに傾斜して形成され、前記バーナーフランジ１１１に向かって形成される前記突起１５３は前記本体１５１から下向きに傾斜して形成される。即ち、前記複数個の突起１５３が前記ガス供給チェンバー１３０と前記バーナー１１０の内部に向かう方向に形成される。

このような前記シーリング部材１５０は前記バーナー１１０と前記ガス供給チェンバー１３０の間に設置される際、前記複数個の突起１５３が前記バーナー１１０と前記ガス供給チェンバー１３０の内部に向かって配置して設置する。前記複数個の突起１５３によって前記シーリング部材１５０は前記溝１３３の高さより大きく形成される。しかし、前記シーリング部材１５０が軟性の性質を有するゴム素材で形成されて前記突起１５３が柔軟に動くことができるため、前記バーナー１１０と前記ガス供給チェンバー１３０の間に設置可能である。
即ち、前記シーリング部材１５０が前記溝１３３に設置される際には図３と図４に示したように前記シーリング部材１５０の前記複数個の突起１５３が前記 本体１５１に向かう矢印方向に横になって前記溝１３３に設置される。
それによって、前記シーリング部材１５０が設置されても前記バーナー１１０の前記バーナーフランジ１１１と前記ガス供給チェンバー１３０の前記チェンバーフランジ１３１が完璧に形合わせされて結合され、前記バーナーフランジ１１１と前記チェンバーフランジ１３１が面接触する。
前記バーナーフランジ１１１と前記チェンバーフランジ１３１の面接触によって前記バーナー１１０は低付加熱量で燃焼される際、バーナー１１０の炎が短くてバーナー１１０の表面が過熱する際に前記バーナーフランジ１１１と前記チェンバーフランジ１３１の間で熱交換が行われて前記バーナー１１０が加熱することを防止する効果を有する。

前記ガス供給チェンバー１３０から前記バーナー１１０に供給される前記予め混合されたガスは前記バーナー１１０と前記ガス供給チェンバー１３０の間に漏れる恐れがあるが、本発明のように前記シーリング部材１５０が前記バーナー１１０と前記ガス供給チェンバー１３０の間に設置されると、前記シーリング部材１５０によって予め混合されたガスが漏れることを防止することができる。特に、前記シーリング部材１５０に形成された複数個の突起１５３が前記ガス供給チェンバー１３０と前記バーナー１１０の内部を向かうように設置されるため、前記複数個の突起１５３が前記予め混合されたガスが漏れることを更に防止する効果を有する。

図５乃至図８に本発明の他の実施例によるガスボイラーが図示されている。上述した実施例と同じ参照符号は同じ部材を示し、以下では上述した実施例と異なる点を中心に説明する。

バーナー１１０で前記予め混交されたガスを燃焼する際、低付加燃料であれば炎が短くなってバーナー１１０の表面を加熱する問題点が発生する。前記ガスボイラーはこのような問題点を解決するために放熱フィン１７０を更に含む。
前記放熱フィン１７０は図５及び図６に示したように前記バーナー１１０と前記ガス供給チェンバー１３０の間に設置される。より詳しくは、前記放熱フィン１７０の一端は前記バーナーフランジ１１１とチェンバーフランジ１１３の間に固定され、他端は前記ガス供給チェンバー１３０の内部に向かって延長形成される。
前記ガス供給チェンバー１３０の内部に向かって延長される前記放熱フィン１７０の他端は前記ガス供給チェンバー１３０から供給される前記予め混合されたガスと接触し、前記予め混合されたガスは低温であるため前記予め混合されたガスによって冷却された前記放熱フィン１７０が前記バーナーフランジ１１１とチェンバーフランジ１１３の間に固定された前記放熱フィン１７０の一端を介して熱交換が行われて前記バーナー１１０を冷却する。

前記放熱フィン１７０の具体的な形状を図７を参照して説明する。前記バーナーフランジ１１１とチェンバーフランジ１１３の間に固定された第１プレート１７１と、前記第１プレート１７１の先端から延長形成されるが、前記放熱フィン１７０が前記バーナー１１０と前記ガス供給チェンバー１３０との間に設置される際、前記ガス供給チェンバー１３０に向かう方向に上向きに傾斜して折曲される第２プレート１７２を含む。
前記予め混合されたガスと接触する前記第２プレート１７２は前記予め混合されたガスとの接触面積を増加するために凸部１７２ａと凹部１７２ｂが交互に複数回折曲形成される。図７を参照する。前記凸部１７２ａと前記凹部１７２ｂはねじ山のような形状に尖って折曲形成される。

図８は、放熱フィン１７０’の変形例を示す図である。図８を参照する。前記放熱フィン１７０’は上述した放熱フィン１７０と同じく第１プレート１７１’、第２プレート１７２’を含むが、前記第２プレート１７２’に形成される凸部１７２ａ’と凹部１７２ｂ’の形状が異なるように形成される。図７に示したような前記放熱フィン１７０の凸部１７２ａや凹部１７２ｂは上述したようにねじ山のような形態に尖って形成されるが、図８に示したような前記放熱フィン’の凸部１７２ａ’と凹部１７２ｂ’は曲面状に形成される。
一方、前記第２プレート１７２，１７２’は図７及び図８に示した形状に限定されず、前記予め混合されたガスとの接触面積を増加する多様な形状に形成される。

前記放熱フィン１７０，１７０’は前記予め混合されたガスと接触すると容易に冷却され、前記放熱フィン１７０，１７０’が固定された前記バーナー１１０とも熱交換が行われるべきであるため、熱伝達効率がよい金属素材又は熱伝導性プラスチック素材に形成されることが好ましい。

このように前記バーナー１１０と前記ガス供給チェンバー１３０の間に前記放熱フィン１７０，１７０’を設置すると、上述したように前記放熱フィン１７０，１７０’が前記ガス供給チェンバー１３０から供給される前記予め混合されたガスと接触しながら冷却され、前記放熱フィン１７０と前記バーナー１１０との熱交換を介して前記バーナー１１０を冷却することができる。特に低付加燃料である場合、前記バーナー１１０が前記予め混合されたガスを燃焼する際に炎が短くなって前記バーナー１１０の表面を過熱する恐れがあるが、前記放熱フィン１７０がこのような問題が発生することを防止する。

前記バーナー１１０の表面が過熱すると前記バーナー１１０と前記ガス供給チェンバー１３０との間に前記予め混合されたガスの漏洩を防止するために設置されるシーリング部材１５０の素材の選択幅が狭くなる。特に、前記バーナー１１０の表面が過熱する際には耐熱性が強化された素材を利用したシーリング部材を具備すべきであるが、これはシーリング部材の選択範囲が狭くなるだけでなく高機能性の素材を使用することによって材料或いは原価負担の問題に繋がる可能性がある。
よって、前記放熱フィン１７０を前記バーナー１１０と前記ガス供給チェンバー１３０の間に具備すると、熱交換を介して前記バーナー１１０表面の過熱を防止することができるため前記バーナー１１０と前記ガス供給チェンバー１３０の間に設置される前記シーリング部材１５０に使用される素材の選択範囲が広くなり、コスト節減の効果を有する。

本発明は図面に示した実施例を参照して説明されたがこれは例示的なものに過ぎず、本技術分野の通常の知識を有する者であればそれから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であることを理解できるはずである。よって、本発明の真の技術的保護範囲は添付した特許請求の範囲の技術的思想によって決められるべきである。

１１０ バーナー
１１１ バーナーフランジ
１３０ ガス供給チェンバー
１３１ チェンバーフランジ
１３３ 溝
１５０ シーリング部材
１５１ 本体
１５３ 突起
１７０ 放熱フィン

Claims (6)

1. 予め混合されたガスを燃焼し、周縁方向に沿ってバーナーフランジが形成されたバーナーと、
   前記バーナーに前記予め混合されたガスを供給するように前記バーナーの上部で安着結合され、前記バーナーフランジと形合わせして前記バーナーフランジと面接触するチェンバーフランジが形成されたガス供給チェンバーと、
   前記ガス供給チェンバーから前記バーナーに供給された前記予め混合されたガスが前記ガス供給チェンバーと前記バーナーの間に漏洩されることを防止するように前記バーナーと前記ガス供給チェンバーの間に設置されるシーリング部材と、を含む、
   ガスボイラー。
2. 前記ガス供給チェンバーには前記チェンバーフランジに前記シーリング部材が設置される溝が形成される請求項１に記載のガスボイラー。
3. 前記シーリング部材は、前記溝に挿入される本体と、前記本体から一部は前記ガス供給チェンバーに向かって突出され、他の一部は前記バーナーに向かって突出される複数個の突起と、を含み、前記複数個の突起は、前記本体から延長が始まるが、一部は前記ガス供給チェンバーに向かって上向きに傾斜して突出され、他の一部は前記バーナーに向かって下向きに傾斜して突出され、前記シーリング部材が前記溝に設置されて前記バーナーと前記ガス供給チェンバーが結合する際、前記複数個の突起が前記本体の方向に横になって押される請求項２に記載のガスボイラー。
4. 予め混合されたガスを燃焼し、周縁方向に沿ってバーナーフランジが形成されたバーナーと、
   前記バーナーに前記予め混合されたガスを供給するように前記バーナーの上部で安着結合され、前記バーナーフランジと形合するチェンバーフランジが形成されたガス供給チェンバーと、
   前記ガス供給チェンバーから前記バーナーに供給された前記予め混合されたガスが前記ガス供給チェンバーと前記バーナーの間に漏洩されることを防止するように前記バーナーと前記ガス供給チェンバーの間に設置されるシーリング部材と、を含み、
   前記ガス供給チェンバーと前記バーナーの間に設置されるが、一端は前記バーナーフランジと前記チェンバーフランジの間に固定されて他端は前記ガス供給チェンバーに向かって延長形成されて前記予め混合されたガスと熱交換して前記バーナーを冷却する放熱フィンを更に含む請求項１に記載のガスボイラー。
5. 前記放熱フィンは、前記バーナーフランジと前記チェンバーフランジの間に固定された第１プレートと、前記第１プレートの先端から延長されるが、前記ガス供給チェンバーに向かって上向きに傾斜して形成される第２プレートと、を含む請求項４に記載のガスボイラー。
6. 前記放熱フィンは前記予め混合されたガスとの接触面積が増加するように前記第２プレートに凹部と凸部が交互に複数回折曲形成されている請求項５に記載のガスボイラー。

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