KR20220059642A - Oil boiler - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 오일 보일러에 관한 것이다.The present invention relates to an oil boiler.
보일러는 용기 내의 유체를 가열하여 원하는 영역을 난방하는 장치이다. 따라서 보일러의 난방수를 데우기 위해, 보일러는 버너를 이용해 연소반응을 일으켜 화염과 연소가스를 발생시키고, 화염으로부터 전달되는 열과 연소가스가 전달하는 열을 이용해 난방수를 가열할 수 있는 구조를 일반적으로 가진다.A boiler is a device for heating a desired area by heating a fluid in a container. Therefore, in order to heat the heating water of the boiler, the boiler generates a flame and combustion gas by causing a combustion reaction using a burner, and generally has a structure that can heat the heating water using the heat transmitted from the flame and the heat transmitted from the combustion gas. have
버너가 연소반응을 일으키기 위해서는 연료가 필요하다. 연료로는 화석연료의 일종인 액화석유가스나 액화천연가스 등이 사용될 수 있으나, 오일 타입의 경유나 등유 등이 사용될 수도 있다.A burner needs fuel to initiate a combustion reaction. As the fuel, liquefied petroleum gas or liquefied natural gas, which are a kind of fossil fuel, may be used, but oil-type diesel or kerosene may be used.
오일 타입의 연료를 이용하여 중진소산화물의 발생이 적은 버너를 이용한 오일 보일러를 설계할 경우, 연료와 함께 공기를 고속으로 급기하는 방법이 필요할 수 있다. 그러나 고속으로 급기된 공기와 연료가 만나 착화 시, 화염이 있어야 할 위치에 정확하게 위치하지 못하고 날아가는 리프팅(lifting) 현상이 일어날 수 있다. 이 경우 착화가 원활하게 되지 못하고, 불완전연소가 일어나 질소산화물의 발생이 증대될 수 있다. 또한 불완전연소 발생시 그을음에 의해 노란색 화염이 형성될 가능성이 높고, 정해진 경로로 연소가스가 흐를 수 있도록 마련된 보일러 내부의 통로들이 막힐 수 있다.In the case of designing an oil boiler using a burner that generates less heavy dust and oxygen by using oil-type fuel, a method of supplying air together with fuel at high speed may be required. However, when the air and fuel supplied at high speed meet and ignite, a lifting phenomenon may occur in which the flame is not accurately positioned where it should be. In this case, ignition may not be smooth, and incomplete combustion may occur, which may increase the generation of nitrogen oxides. In addition, when incomplete combustion occurs, there is a high possibility that a yellow flame is formed by soot, and passages inside the boiler provided to allow the combustion gas to flow in a predetermined path may be blocked.
본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 착화 시 화염의 안착률을 증대하여 리프팅 발생을 저감시키며 안정적인 연소를 구현하여 질소산화물 발생이 저감된 오일 보일러를 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve such problems, and it is to provide an oil boiler in which the generation of nitrogen oxides is reduced by increasing the rate of settling of the flame during ignition to reduce the occurrence of lifting and realize stable combustion.
본 발명의 실시예에 따른 오일 보일러는, 연소 반응이 일어나는 공간인 연소공간을 제공하는 연소실; 상기 연소 반응에 의해 발생된 연소가스를 이용해 외부에서 유동하는 난방수를 가열하기 위해, 상기 연소가스가 내부를 통해 유동하도록 상기 연소실에 연결되는 복수 개의 연관; 상기 연소공간에 오일 타입의 연료를 분무하는 연료노즐, 상기 연소공간에 공기를 제공하는 블로어 및 분무된 상기 연료와 분사된 상기 공기의 혼합 물질을 발화시키는 점화 플러그를 포함하는 버너; 및 상기 버너와 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 착화시점에는 소정의 풍속으로 상기 공기를 제공하는 저단으로 작동하고, 착화 이후에는 상기 소정의 풍속보다 큰 풍속으로 상기 공기를 제공하는 고단으로 작동하도록 상기 블로어를 제어한다.An oil boiler according to an embodiment of the present invention includes a combustion chamber providing a combustion space, which is a space in which a combustion reaction occurs; a plurality of pipes connected to the combustion chamber so that the combustion gas flows through the inside to heat the heating water flowing from the outside using the combustion gas generated by the combustion reaction; a burner including a fuel nozzle for spraying oil-type fuel into the combustion space, a blower for providing air to the combustion space, and a spark plug for igniting a mixture of the sprayed fuel and the injected air; and a processor electrically connected to the burner, wherein the processor operates at a low stage providing the air at a predetermined wind speed at the time of ignition, and provides the air at a wind speed greater than the predetermined wind speed after ignition Control the blower to operate at a high stage.
이에 따라, 오일 보일러의 착화시 화염이 안정적으로 안착되어 화염 리프팅이 저감되며, 안정적인 연소가 가능하여 질소산화물 발생이 저감될 수 있다.Accordingly, when the oil boiler is ignited, the flame is stably settled to reduce flame lifting, and stable combustion is possible, thereby reducing the generation of nitrogen oxides.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 내부구조의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 내부 구조가 드러나도록 표시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 버너를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 버너에서 화염형성부를 분리한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 화염형성부를 내부의 구조가 드러나도록 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 화염형성부로부터 블로어튜브를 분해한 상황을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 화염형성부의 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 플레임홀더, 점화 플러그, 연료노즐 및 화염형성 커버를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 화염형성부의 저면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 플레임홀더를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 버너에서 블로어와 관련된 부분들을 분해하여 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 블로어의 분해사시도이다.1 is a conceptual diagram of an internal structure of an oil boiler according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing the internal structure of an oil boiler according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating a burner of an oil boiler according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a state in which a flame forming unit is separated from a burner of an oil boiler according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view illustrating an internal structure of a flame forming part of an oil boiler according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view illustrating a situation in which the blower tube is disassembled from the flame forming part of the oil boiler according to an embodiment of the present invention.
7 is a longitudinal cross-sectional view of a flame forming part of an oil boiler according to an embodiment of the present invention.
8 is a perspective view illustrating a flame holder, a spark plug, a fuel nozzle, and a flame forming cover of an oil boiler according to an embodiment of the present invention.
9 is a bottom view of a flame forming part of an oil boiler according to an embodiment of the present invention.
10 is a perspective view illustrating a flameholder of an oil boiler according to an embodiment of the present invention.
11 is an exploded perspective view illustrating parts related to a blower in a burner of an oil boiler according to an embodiment of the present invention.
12 is an exploded perspective view of a blower of an oil boiler according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms. When it is described that a component is "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but another component is between each component. It will be understood that may also be "connected", "coupled" or "connected".
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 내부구조의 개념도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 내부 구조가 드러나도록 표시한 사시도이다.1 is a conceptual diagram of an internal structure of an
도 1 및 도 2를 참조하면, 오일 보일러(1)는, 열을 발생시킨 후 이로부터 발생한 연소가스와 난방수의 열교환을 통해 난방수를 가열하는 장치이다. 오일 보일러(1)는 연소실(30), 버너(20), 연관(40) 및 프로세서(P)를 포함한다. 오일 보일러(1)는 케이스(10), 외함(60) 및 버플 플레이트(50)를 포함할 수 있다. 케이스(10)는 원통형으로 형성될 수 있으나, 그 형상이 이에 제한되지 않는다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the
다른 구성요소들을 내장하는 케이스(10)의 내부에 연소 반응이 일어나는 공간인 연소공간(300)을 제공하는 연소실(30)이 마련될 수 있고, 연소공간(300)에 버너(20)가 배치되어 연소반응을 통해 열과 연소가스를 생성할 수 있다. 연소실(30)은 케이스(10)의 하측에 마련될 수 있으나 그 위치가 이에 제한되지는 않는다.A
연소실(30)은 연관(40)의 일단과 연통될 수 있다. 연소실(30)과 연관(40)의 외부에 배치되어 연소실(30)과 연관(40)의 주위로 난방수가 흐를 수 있게 마련되는 중공(70)이 케이스(10) 내에 형성될 수 있다. 연소실(30)에서 생성된 연소가스가 연관(40)을 통해 연관(40)의 타단으로 배출되는 동안, 연관(40)과 연소실(30) 주변의 중공(70)에서 유동하는 난방수가 연소가스로부터 열을 전달받아 가열되어 배출될 수 있다.The
연관(40)은 도 1의 상하방향을 따라 연장될 수 있고, 그 내부를 통해 물이 유동할 수 있다. 연관(40) 내부에는 버플 플레이트(50)가 배치될 수 있다. 버플 플레이트(50)가 배치되어, 연관(40) 내에서 유동하는 연소가스가 유동하는 경로가 결정될 수 있다.The
연관(40)은 연소가스가 내부에서 유동하게 마련되는 구성요소로, 도시된 것과 같이 물 가열기에 복수개가 배치될 수 있다. 연관(40) 내에는 버플 플레이트(50)가 삽입된다. 연관(40)의 일단은 연소실(30)과 연통될 수 있다. 연관(40)은 중공(70)을 가로질러 연관(40)의 타단이 외부로 연소가스를 배출하도록 배치될 수 있다. 연관(40)의 일단은 하측에 위치한 하단일 수 있고, 타단은 상측에 위치한 상단일 수 있다.The
버너(20)는 공기와 연료로부터 연소반응을 일으키게 마련된다. 오일 보일러(1)의 버너(20)가 사용하는 연료는 오일 타입일 수 있다. 연료가 분사되는 버너(20)의 말단은 연소실(30)에 위치하여, 연소실(30)의 연소공간(300)에서 연소반응이 일어나도록 할 수 있다.The
외함(60)은 도 1에서 설명된 오일 보일러(1)의 내부구조들을 내장하는 구성요소이다. 외함(60)은 도시된 것과 같이 직육면체의 형상을 가질 수 있으나, 그 형상이 이에 제한되지는 않는다. 외함(60)에는 프로세서(P)가 설치될 수 있다.The
프로세서(P)는 제어명령을 수행하는 논리 연산이 가능한 소자를 포함하는 구성요소로, CPU(Central Processing Unit) 등을 포함할 수 있다. 프로세서(P)는 각종 구성요소들에 연결되어, 제어명령에 따른 신호를 각 구성요소들에 전달할 수 있고, 각종 센서 또는 획득부들에 연결되어 획득된 정보를 신호의 형태로 전달받을 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에서, 프로세서(P)는 오일 보일러(1)가 포함하는 블로어(22), 점화 플러그(24), 연료노즐(23) 등에 전기적으로 연결될 수 있다. 프로세서(P)는 각각의 구성요소들과 전기적으로 연결될 수 있으므로, 도선으로 연결되거나, 무선으로 통신 가능한 통신 모듈을 더 가져 상호 통신할 수 있다.The processor P is a component including an element capable of performing a logical operation for performing a control command, and may include a central processing unit (CPU) or the like. The processor P may be connected to various components to transmit a signal according to a control command to each component, and may receive information obtained by being connected to various sensors or acquisition units in the form of signals. Accordingly, in one embodiment of the present invention, the processor P may be electrically connected to the
오일 보일러(1)는 저장매체를 더 포함하여, 프로세서(P)가 수행하는 제어명령들이 저장매체에 저장되어 활용될 수 있다. 저장매체는 HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 서버, 휘발성 매체, 비휘발성 매체 등과 같은 장치일 수 있으나, 그 종류가 이에 제한되지는 않는다. 저장매체에는 이 밖에도 프로세서(P)가 작업을 수행하기 위해 필요로 하는 데이터 등이 더 저장될 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 버너(20)를 나타낸 사시도이다. 3 is a perspective view showing the
버너(20)는 연소반응을 일으키는 구성요소로, 연료노즐(23), 점화 플러그(24) 및 블로어(22)를 포함한다. 버너(20)는 하우징(21), 플레임홀더(25), 튜브프레임(28), 블로어튜브(26) 및 연료펌프(27)를 더 포함할 수 있다.The
하우징(21)은 버너(20)의 구성요소들을 감싸거나 각 구성요소와 결합된 뒤 케이스(10)와 결합되어 버너(20)의 구성요소들의 케이스(10)에 대한 상대적인 위치를 고정하는 구성요소이다. 하우징(21)은 블로어(22)와 화염형성부가 결합되고, 케이스(10)에 결합되어 연소실(30)의 개구를 덮는 연소실 커버(211) 및 연소실 커버(211)에 결합되어 화염형성부를 덮는 화염형성 커버(212)를 포함할 수 있다. 또한 연소실 커버(211)에는 블로어(22)가 케이스(10)의 외측에서 결합되도록 마련되는 블로어 결합부(213)가 형성될 수 있다.The
연료펌프(27)는 외부로부터 제공받거나 별도의 연료탱크에 저장된 연료를 연료공급관(273)을 통해 연료노즐(23)로 압송하는 장치이다. 따라서 연료펌프(27)는 연료를 가압할 수 있는 연료 임펠러(224) 등의 장치를 포함하는 연료압력형성부(271)와, 전력에 의해 구동됨에 따라 이러한 연료압력형성부(271)가 구동될 수 있는 동력을 생성하여 제공하는 연료모터(272)를 포함할 수 있다.The
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 버너(20)에서 화염형성부를 분리한 상태를 나타낸 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 화염형성부를 내부의 구조가 드러나도록 도시한 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 화염형성부로부터 블로어튜브(26)를 분해한 상황을 도시한 사시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 화염형성부의 종단면도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 플레임홀더(25), 점화 플러그(24), 연료노즐(23) 및 화염형성 커버(212)를 도시한 사시도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 화염형성부의 저면도이다.4 is a perspective view showing a state in which the flame forming part is separated from the
화염형성부는 플레임홀더(25), 튜브프레임(28), 블로어튜브(26), 연료노즐(23) 및 점화 플러그(24)를 포함할 수 있다. 화염형성부에서 연료와 공기가 섞이며 화염이 일어나 연소실(30)의 연소공간(300)에 화염이 배치되도록 할 수 있다.The flame forming unit may include a
화염형성부 - 연료노즐(23)Flame forming part - fuel nozzle (23)
연료노즐(23)은 연소공간(300)에 오일 타입의 연료를 분무하는 구성요소이다. 따라서 연료노즐(23)은 연료공급관(273)을 통해 연료펌프(27)와 연결되어, 연료펌프(27)로부터 오일 타입의 연료를 전달받을 수 있고, 연료펌프(27)가 연료를 압송한 그 압력으로 연소공간(300)에 연료를 분무한다. 연소공간(300)에 연료노즐(23)이 연료를 분무하는 방향을 기준방향(D)이라 하자. 기준방향(D)은 버너(20)가 케이스(10)에 삽입되는 방향일 수 있고, 연료노즐(23)이 연장되는 방향일 수 있다.The
연료노즐(23)이 연료를 분무하는 유량은, 연료펌프(27)에 의해서 결정될 수 있다. 연료노즐(23)은 화염형성 커버(212)를 관통하여 배치될 수 있다. 연료노즐(23)의 기준방향(D)측 말단이자 연료가 분사되는 출구가 형성되는 부분인 노즐 내측단(231)은 도시된 것과 같이 연소실(30)의 내측에 위치할 수 있고, 기준방향(D)을 따라 하우징(21)을 관통하는 기둥형의 노즐 몸체(232)로부터 연장되면서 기준방향(D)에 직교한 평면으로 자른 단면에서의 단면적이 줄어드는 형태를 가질 수 있다.The flow rate at which the
화염형성부 - 점화 플러그(24)Flame Forming Part - Spark Plug (24)
점화 플러그(24)는 분무된 연료와 분사된 공기가 혼합된 혼합 물질을 발화시키는 구성요소이다. 점화 플러그(24)는 전기 스파크를 일으켜 혼합 물질이 점화되도록 할 수 있다. 오일 타입의 연료가 분무되고, 공기가 분사되어 화염형성부 및 연소공간(300)에서 혼합되어 혼합 물질을 형성한 상황에서 전기 스파크가 발생함에 따라, 화염이 형성될 수 있다.The
플러그 몸체(242)는 하우징(21)을 기준방향(D)을 따라 관통하고, 점화 플러그(24)의 기준방향(D) 반대측 말단은 프로세서(P) 또는 전원에 전기적으로 연결될 수 있다. 점화 플러그(24)의 기준방향(D)측 말단인 플러그 내측단(241)은 연소실(30)의 내측에서 노즐 내측단(231)과 인접하게 배치될 수 있다. 연료노즐(23)은 기준방향(D)을 따라 바라볼 때 블로어튜브(26)의 중심에 배치될 수 있는데, 점화 플러그(24)는 이러한 연료노즐(23)의 주변에 배치될 수 있다. 플러그 내측단(241)은 플러그 몸체(242)로부터 기준방향(D)을 따라 가면서 노즐 내측단(231)에 가까워지는 방향으로 경사진 형태를 가질 수 있다. 플러그 내측단(241)에서 스파크가 형성될 수 있다.The
화염형성부 - 블로어튜브(26)Flame forming part - blower tube (26)
블로어튜브(26)는 연소실(30)의 내측으로 삽입된 연료노즐(23)과 점화 플러그(24)의 일부분을 둘러싸고 블로어(22)와 연결되는 부분이다. 블로어튜브(26)는 블로어(22)에 의해 압송된 공기가 유동하는 내부 공간과, 연소공간(300)을 향해 개방된 개구인 배출개구를 가질 수 있다. 따라서 연료노즐(23)에 의해서 분무되는 연료와 블로어(22)에 의해 압송되는 공기는 배출개구를 통해 연소공간(300)으로 배출될 수 있고, 스파크가 일어나면서 화염을 형성할 수 있다. 배출개구는 플레임홀더(25)에 의해 적어도 일부가 덮일 수 있다.The
블로어튜브(26)는 원기둥형태의 외관을 가지고 기준방향(D) 반대측 말단이 하우징(21)에 결합되는 직관부(262)를 포함할 수 있다. 블로어튜브(26)는 직관부(262)의 기준방향(D)측 말단으로부터 기준방향(D)을 따라가면서, 기준방향(D)에 직교하는 평면으로 자른 단면의 단면적이 줄어드는 부분인 테이퍼부(261)를 포함할 수 있다. 즉 테이퍼부(261)는 블로어튜브(26)의 기준방향(D)측 말단과 인접한 영역인 튜브 말단영역에 해당할 수 있다. 테이퍼부(261)의 내측에 플레임홀더(25)가 배치될 수 있다. 직관부(262)의 내측에는 튜브프레임(28)이 배치되고, 직관부(262)의 내측면에 튜브프레임(28)이 결합될 수 있다.The
블로어튜브(26)의 테이퍼부(261)의 내측면과 플레임홀더(25)의 외측면은 소정의 간격을 두고 서로 이격될 수 있다. 즉 블로어튜브(26)와 플레임홀더(25)는 서로 접촉하지 않을 수 있고, 배출개구를 플레임홀더(25)가 전부 가리지 않을 수 있다. 상기 소정의 간격은 0.8mm 이상 1.8mm 이하일 수 있으나, 버너(20)가 발생시키는 열량 또는 기타 특성에 따라 달라질 수 있다. 기준방향(D)을 따라 블로어튜브(26)와 플레임홀더(25)를 바라볼 때, 배출개구와 플레임홀더(25)는 동심원을 형성할 수 있다. The inner surface of the tapered
화염형성부 - 튜브프레임(28)Flame Forming Part - Tube Frame (28)
튜브프레임(28)은 화염형성부 내의 구성요소들의 상대적인 위치를 고정하기 위해 배치되는 구성요소이다. 튜브프레임(28)은 블로어튜브(26)의 직관부(262)의 내측면에 결합되는 튜브연결부(281)와, 튜브연결부(281)에 연결되되 플레임홀더(25)에 결합되는 홀더연결부(282)를 포함할 수 있다. 따라서 튜브프레임(28)은 블로어튜브(26)와 플레임홀더(25)가 서로 접촉하지 않고 이격되되, 기준방향(D)을 따라 바라볼 때 동심원을 그릴 수 있는 상대적인 위치관계가 유지될 수 있도록 한다. The
튜브연결부(281)는 직관부(262)의 내측면에 접촉하며 결합될 수 있도록 원판형으로 형성될 수 있다. 튜브연결부(281)의 중심에는 개구가 형성되어 연료노즐(23)이 삽입 및 고정될 수 있다. 홀더연결부(282)는 튜브연결부(281)로부터 기준방향(D)을 따라 돌출되어 플레임홀더(25)에 결합될 수 있도록, 기둥과 같은 형태로 형성될 수 있고, 안정적으로 플레임홀더(25)를 지지할 수 있도록 복수 개 배치될 수 있다. 홀더연결부(282)의 기준방향(D)측 말단은 플레임홀더(25)에 형성되는 결합공(256)에 삽입되거나, 결합공(256)에 삽입된 체결구와 체결되어 플레임홀더(25)와 결합될 수 있다.The
튜브프레임(28)은 블로어튜브(26)와 플레임홀더(25)의 상대적인 위치관계의 유지를 위한 것이므로, 무게를 줄이기 위해 형성되는 다수의 구멍을 포함할 수 있다. 이러한 구멍 중 하나를 점화 플러그(24)가 관통할 수 있다.Since the
화염형성부 - 플레임홀더(25)Flame Forming Part - Flame Holder (25)
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 플레임홀더(25)를 도시한 사시도이다.10 is a perspective view showing the
플레임홀더(25)는 원활한 화염형성을 위해 배치되는 구성요소이다. 플레임홀더(25)는 홀더판(251)과 홀더둘레부(252)를 포함할 수 있다. 플레임홀더(25)는 홀더판(251)에 형성되는 중심개구(253), 와류개구(254), 결합공(256) 및 와류날개(255)를 더 포함할 수 있다.The
홀더판(251)은 판형으로 형성되어, 블로어튜브(26)에 형성되는 배출개구를 적어도 일부 가리도록 배치되는 구성요소이다. 본 발명의 일 실시예에서는 홀더판(251)이 원판형으로 형성되는 것으로 도시하였으나, 그 형태가 이에 제한되지는 않는다.The
홀더둘레부(252)는 홀더판(251)의 둘레로부터 기준방향(D)을 따라 연장된 부분으로, 본 발명의 일 실시예에서는 홀더판(251)이 원판형으로 형성되므로, 홀더판(251)의 원주를 따라 기준방향(D)으로 돌출된 원환의 형태를 가질 수 있다. 그러나 홀더둘레부(252)의 형태가 이에 제한되지는 않는다.The
중심개구(253)는 연료노즐(23)에 의해 분무된 연료가 연소공간(300)에 도달하도록 홀더판(251)의 중심에 형성되는 개구이다. 중심개구(253)를 통해서 공기가 배출될 수도 있다. 중심개구(253)는 원형으로 형성될 수 있으나, 도시된 것과 같이 둘레의 일부분이 직선형으로 형성되는 불완전한 원형으로 형성될 수 있으며, 그 형상이 이에 제한되지는 않는다.The
와류개구(254)는 홀더판(251)에 형성되는 다른 개구로, 복수로 형성될 수 있다. 와류개구(254)는 중심개구(253)의 주변에 방사형으로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 4개의 와류개구(254)가 등각인 90도를 형성하며 배치되는 것으로 도시한 도면을 바탕으로 설명하나, 그 개수와 배치가 이에 제한되지는 않는다. 와류개구(254)가 형성됨에 따라, 블로어(22)에 의해 블로어튜브(26)로 제공된 공기가 연소공간(300)으로 이동하며 와류를 형성해 연료와 함께 화염을 형성할 수 있다.The
와류날개(255)는 와류개구(254)와 인접하게 홀더판(251)에 배치되는 부분이다. 와류날개(255)는 와류날개(255)의 개수와 대응되는 개수를 가질 수 있다. 와류날개(255)는 와류개구(254)의 둘레로부터 돌출되되, 와류개구(254)를 통해 배출되는 공기가 동일한 방향으로 회전하게 공기를 가이드하도록 배치될 수 있다.The
와류날개(255)는 와류개구(254)의 둘레로부터 연소공간(300)의 외측, 즉 기준방향(D)의 반대방향으로 돌출될 수 있다. 와류날개(255)는 기준방향(D)의 반대방향에 대해 일 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 구체적으로, 플레임홀더(25)를 기준방향(D)을 따라 바라봤을 때, 와류개구(254) 각각의 둘레는, 중심개구(253)로부터 방사형으로 연장된 시계방향측 모서리와 반시계방향측 모서리를 가질 수 있다. 복수의 와류날개(255)는 복수의 와류개구(254)의 시계방향측 모서리들 또는 반시계방향측 모서리들 중 공통된 방향의 모서리들로부터 돌출되되, 기준방향(D)의 반대방향에 대해 반시계방향 또는 시계방향으로 경사진 형상을 가질 수 있다. 따라서 플레임홀더(25)를 기준방향(D)을 따라 바라봤을 때, 와류날개(255)는 와류개구(254)를 적어도 일부 가릴 수 있다. 도면에서 드러난 본 발명의 일 실시예에서는, 복수의 와류개구(254)의 시계방향측 모서리들로부터 돌출되되, 기준방향(D)의 반대방향에 대해 반시계방향으로 경사진 형상을 가진다.The
상술한 와류날개(255)와 와류개구(254)의 형상에 의해, 블로어튜브(26)의 내부 공간으로부터 플레임홀더(25)를 거쳐 배출되는 공기가, 와류날개(255)의 형상을 따라 회오리쳐 와류를 형성할 수 있고, 분무된 연료와 함께 혼합 물질을 보다 잘 생성할 수 있다. 따라서 화염이 원활하게 형성되어, 화염이 플레임홀더(25)로부터 떨어져 나가는 리프팅 현상의 발생이 저감될 수 있다.Due to the shape of the
홀더판(251)에는 결합공(256)이 형성되어, 상술한 튜브프레임(28)의 홀더연결부(282)와 결합될 수 있다. 결합공(256)은 복수로 형성될 수 있고, 플레임홀더(25)가 균형있게 지지되도록, 홀더판(251)의 중심을 기준으로 서로 등간격 및 등각을 형성하며 배치될 수 있다.A
블로어(22)Blower(22)
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 버너(20)에서 블로어(22)와 관련된 부분들을 분해하여 도시한 사시도이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 블로어(22)의 분해사시도이다.11 is an exploded perspective view illustrating parts related to the
블로어(22)는 외부로부터 공급된 공기를 연소공간(300)에 압송하기 위한 장치이다. 블로어(22)는 공기를 압축시켜 블로어튜브(26)로 전달하기 위한 임펠러(224)와, 임펠러(224)를 회전시키기 위한 회전 구동력을 생성하여 임펠러(224)에 전달하는 블로어 모터(223)를 포함할 수 있다. 블로어(22)는 블로어 결합부(213)에 내장되는 임펠러(224)를 덮을 수 있는 임펠러 커버(222)와, 임펠러 커버(222)에 안착된 블로어 모터(223)를 덮는 모터 커버(221)를 포함할 수 있다.The
모터 커버(221)는 내부에 블로어 모터(223)를 내장할 수 있도록 형성될 수 있다. 모터 커버(221)는 블로어 모터(223)를 내장한 채로 하우징(21)에 결합 및 고정될 수 있다. 모터 커버(221)는 블로어 모터(223)를 내장하는 모터 내장부(2211)와, 외부로부터 공기가 유입되는 통로가 되는 공기유입부(2212)를 포함할 수 있다. 공기유입부(2212)를 통해 외부로부터 공기가 모터 내장부(2211)에 유입될 수 있고, 유입된 공기가 임펠러(224)로 전달되어 블로어튜브(26)로 압송될 수 있다.The
블로어 모터(223)는 고정자(2232)와, 샤프트(2234)와, 회전자(2233)와, 모터프레임을 포함할 수 있다. 모터프레임 내에 고정자(2232)와 회전자(2233)가 배치되고, 모터프레임이 임펠러 커버(222)에 결합되어 블로어 모터(223)를 다른 구성요소들에 대해 고정시킬 수 있다. 고정자(2232)는 환형으로 형성되되 복수 회 전도성의 코일을 감은 형태로 형성될 수 있다. 회전자(2233)는 고정자(2232)의 중심에 기준방향(D)을 따라 개방되어 형성된 개구에 삽입되되, 전도성의 물질로 형성될 수 있다. 전원이 블로어 모터(223)에 인가되면, 고정자(2232)와 회전자(2233)의 전자기적 상호작용에 의해 회전자(2233)가 기준방향(D)을 축방향으로 회전할 수 있다.The
회전자(2233)의 중심에는 기준방향(D)을 따라 연장되는 샤프트(2234)가 삽입된다. 샤프트(2234)는 후술할 임펠러(224)의 동력전달부(2242)에 결합되어, 회전자(2233)의 회전을 임펠러(224)로 전달할 수 있다. 즉 임펠러(224) 역시 기준방향(D)을 축방향으로 회전할 수 있다.A
임펠러 커버(222)는 환형의 판형으로 형성될 수 있다. 임펠러 커버(222)는 블로어 결합부(213)에 내장되는 임펠러(224)를 덮으며 하우징(21)에 결합될 수 있다. 임펠러 커버(222)의 상면에 블로어 모터(223)가 결합될 수 있고, 모터 커버(221)가 결합될 수 있다. 모터 커버(221)를 통해 유입된 공기는 임펠러 커버(222)의 중심에 형성된 구멍을 통해서 임펠러(224)의 중심으로 전달 될 수 있다. 샤프트(2234)는 임펠러 커버(222)의 중심에 형성된 구멍을 통과하여 임펠러(224)의 동력전달부(2242)에 결합될 수 있다.The
임펠러(224)는 회전함으로써 유입된 공기를 압축하여 송기한다. 따라서 임펠러(224)는 특수한 형상을 가질 수 있는데, 완만한 원뿔 또는 원뿔대형으로 형성된 몸체의 외측면에 나선형의 날개가 복수 개 서로 이격되어 배치되는 방식으로 형성될 수 있다. 그러나 임펠러(224)의 형상이 이에 제한되지는 않는다.The
임펠러(224)의 입구는 원뿔의 꼭지점 또는 원뿔대의 상면에 해당하는 영역이다. 즉 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러(224)의 중심에 형성되는 동력전달부(2242)와 슈라우드(2241) 사이에 형성되는 환형의 구멍이 임펠러(224)의 입구로 작용할 수 있다. 임펠러(224)의 입구를 통해 유입된 공기가 임펠러(224)의 회전에 따라 날개와 날개 사이의 공간을 통해 임펠러(224)의 반경 방향으로 형성되는 임펠러(224)의 출구로 전달되고, 압축된 상태에서 배출될 수 있다. 임펠러(224)는 날개를 덮는 슈라우드(2241)를 더 포함할 수 있다. 하우징(21)에는 블로어 결합부(213)와 블로어튜브(26)를 연통하는 공기통로가 형성될 수 있다. 임펠러(224)의 출구는 이러한 공기통로로 압축된 공기를 송기한다.The inlet of the
블로어(22)는 복수의 서로 다른 풍속으로 공기가 블로어튜브(26)에 압송되도록 제어될 수 있다. 프로세서(P)는 블로어(22)가 저단 또는 고단으로 작동하도록 블로어(22)를 제어할 수 있다. 프로세서(P)는 블로어 모터(223)에 상이한 크기의 전류를 제공함으로써 블로어 모터(223)가 저단 또는 고단으로 작동되도록 제어할 수 있다. 저단에서 프로세서(P)는 블로어 모터(223)에 소정의 저단 전류를, 고단에서 프로세서(P)는 블로어 모터(223)에 저단 전류보다 큰 고단 전류를 제공할 수 있다. 프로세서(P)는, 착화시점에는 저단으로, 착화 이후에는 고단으로 작동하도록 블로어(22)를 제어할 수 있다. The
저단은 소정의 풍속인 저단 풍속으로 공기를 제공하도록, 블로어 모터(223)가 저단 속도로 회전하는 상태를 의미한다. 저단 속도는 버너(20)의 저단 공기비 또는 발생시키는 열량에 따라 정해질 수 있다. 고단은 저단 풍속보다 큰 고단 풍속으로 공기를 제공하도록, 블로어 모터(223)가 저단 속도보다 큰 고단 속도로 회전하는 상태를 의미한다. 여기서 저단 속도는 고단 속도의 20% 내지 60%인 속도일 수 있다. 예를 들어 저단 속도는 1400 rpm 이상 2600rpm 이하일 수 있고, 고단 속도는 3000rpm 이상 3400rpm 이하일 수 있다. 블로어(22)가 상술한 것과 같이 착화 시점 및 착화 이후 서로 다르게 제어되어, 착화시 지나치게 강한 공기의 풍속으로 인해 발생할 수 있는 화염의 리프팅 현상을 방지하되, 착화 이후에는 높은 열량을 얻을 수 있도록 강한 풍속으로 공기를 제공할 수 있다.The low stage means a state in which the
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In the above, even though it has been described that all components constituting the embodiment of the present invention operate by being combined or combined into one, the present invention is not necessarily limited to this embodiment. That is, within the scope of the object of the present invention, all the components may operate by selectively combining one or more. In addition, terms such as "comprises", "comprises" or "have" described above mean that the corresponding component may be inherent, unless otherwise specified, excluding other components. Rather, it should be construed as being able to further include other components. All terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. Terms commonly used, such as those defined in the dictionary, should be interpreted as being consistent with the contextual meaning of the related art, and are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present invention.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
1 : 오일 보일러
10 : 케이스
20 : 버너
21 : 하우징
22 : 블로어
23 : 연료노즐
24 : 점화 플러그
25 : 플레임홀더
26 : 블로어튜브
27 : 연료펌프
28 : 튜브프레임
30 : 연소실
40 : 연관
50 : 버플 플레이트
60 : 외함
70 : 중공
211 : 연소실 커버
212 : 화염형성 커버
213 : 블로어 결합부
221 : 모터 커버
222 : 임펠러 커버
223 : 블로어 모터
224 : 임펠러
231 : 노즐 내측단
232 : 노즐 몸체
241 : 플러그 내측단
242 : 플러그 몸체
251 : 홀더판
252 : 홀더둘레부
253 : 중심개구
254 : 와류개구
255 : 와류날개
256 : 결합공
261 : 테이퍼부
262 : 직관부
271 : 연료압력형성부
272 : 연료모터
273 : 연료공급관
281 : 튜브연결부
282 : 홀더연결부
300 : 연소공간
2211 : 모터 내장부
2212 : 공기유입부
2231 : 모터 프레임
2232 : 고정자
2233 : 회전자
2234 : 샤프트
2241 : 슈라우드
2242 : 동력전달부
2243 : 임펠러 출구
D : 기준방향
P : 프로세서1: oil boiler
10: case
20: burner
21: housing
22 : blower
23: fuel nozzle
24 : spark plug
25: flame holder
26: blower tube
27: fuel pump
28: tube frame
30: combustion chamber
40 : association
50: buffalo plate
60: enclosure
70: hollow
211 combustion chamber cover
212: flame forming cover
213: blower coupling part
221: motor cover
222: impeller cover
223: blower motor
224: impeller
231: nozzle inner end
232: nozzle body
241: plug inner end
242: plug body
251: holder plate
252: holder circumference
253: central opening
254: vortex opening
255: vortex wing
256: coupling hole
261: taper part
262: straight pipe
271: fuel pressure forming part
272: fuel motor
273: fuel supply pipe
281: tube connection part
282: holder connection part
300: combustion space
2211: Motor built-in part
2212: air inlet
2231: motor frame
2232 : Stator
2233: rotor
2234: shaft
2241 : Shroud
2242: power transmission unit
2243: impeller exit
D: reference direction
P: processor
Claims (9)
상기 연소 반응에 의해 발생된 연소가스를 이용해 외부에서 유동하는 난방수를 가열하기 위해, 상기 연소가스가 내부를 통해 유동하도록 상기 연소실에 연결되는 복수 개의 연관;
상기 연소공간에 오일 타입의 연료를 분무하는 연료노즐, 상기 연소공간에 공기를 제공하는 블로어 및 분무된 상기 연료와 분사된 상기 공기의 혼합 물질을 발화시키는 점화 플러그를 포함하는 버너; 및
상기 버너와 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는, 착화시점에는 소정의 풍속으로 상기 공기를 제공하는 저단으로 작동하고, 착화 이후에는 상기 소정의 풍속보다 큰 풍속으로 상기 공기를 제공하는 고단으로 작동하도록 상기 블로어를 제어하는, 오일 보일러.a combustion chamber providing a combustion space that is a space in which a combustion reaction occurs;
a plurality of pipes connected to the combustion chamber so that the combustion gas flows through the inside to heat the heating water flowing from the outside using the combustion gas generated by the combustion reaction;
a burner including a fuel nozzle for spraying oil-type fuel into the combustion space, a blower for providing air to the combustion space, and a spark plug for igniting a mixture of the sprayed fuel and the injected air; and
a processor electrically connected to the burner;
The processor controls the blower to operate in a low stage providing the air at a predetermined wind speed at the time of ignition, and in a high stage providing the air at a wind speed greater than the predetermined wind speed after ignition.
상기 블로어는, 공기를 압송하기 위한 회전력을 생성하는 블로어 모터를 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 블로어 모터에 상이한 크기의 전류를 제공함으로써 상기 블로어 모터가 상기 저단 또는 상기 고단으로 작동되도록 제어하는, 오일 보일러.According to claim 1,
The blower includes a blower motor that generates a rotational force for pumping air,
and the processor controls the blower motor to operate in the low stage or the high stage by providing currents of different magnitudes to the blower motor.
상기 연료노즐에 의해 분무된 연료가 상기 연소공간에 도달하도록 중심에 형성되는 중심개구와, 상기 블로어에 의해 제공된 공기가 상기 연소공간으로 이동하며 와류를 형성해 상기 연료와 함께 화염을 형성하도록 상기 중심개구의 주변에 방사형으로 형성되는 복수의 와류개구와, 상기 복수의 와류개구의 둘레로부터 상기 연소공간의 외측으로 돌출되는 복수의 와류날개를 구비하는 플레임홀더를 더 포함하는, 오일 보일러.According to claim 1,
a central opening formed in the center so that the fuel sprayed by the fuel nozzle reaches the combustion space; The oil boiler further comprising: a flame holder having a plurality of vortex openings radially formed around the periphery of the plurality of vortex openings, and a plurality of vortex blades protruding outwardly of the combustion space from the circumference of the plurality of vortex openings.
상기 복수의 와류날개는, 상기 복수의 와류개구를 통해 배출되는 공기가 동일한 방향으로 회전하게 상기 공기를 가이드하도록 배치되는, 오일 보일러.4. The method of claim 3,
The plurality of vortex blades are disposed to guide the air so that the air discharged through the plurality of vortex openings rotates in the same direction.
상기 연료노즐이 상기 연소공간에 연료를 분무하는 방향을 기준방향이라 할 때,
상기 플레임홀더를 상기 기준방향을 따라 바라봤을 때, 상기 복수의 와류개구 각각의 둘레는, 상기 중심개구로부터 방사형으로 연장된 시계방향측 모서리와 반시계방향측 모서리를 가지고,
상기 복수의 와류날개는, 상기 시계방향측 모서리들 또는 상기 반시계방향측 모서리들 중 공통된 방향의 모서리들로부터 돌출되되, 상기 기준방향의 반대방향에 대해 반시계방향 또는 시계방향으로 경사진 형상을 가지는, 오일 보일러.5. The method of claim 4,
When the fuel nozzle sprays fuel into the combustion space as a reference direction,
When the flame holder is viewed along the reference direction, the circumference of each of the plurality of vortex openings has a clockwise edge and a counterclockwise edge extending radially from the central opening,
The plurality of vortex blades are protruded from the corners in a common direction among the clockwise corners or the counterclockwise corners, and are inclined in a counterclockwise or clockwise direction with respect to the opposite direction of the reference direction. Eggplant, oil boiler.
상기 연료노즐과 상기 점화 플러그를 둘러싸고, 상기 블로어와 연결되어 상기 블로어에 의해 압송된 공기가 유동하는 내부 공간과, 상기 연소공간을 향해 개방된 개구인 배출개구를 가지는 블로어튜브를 더 포함하고,
상기 플레임홀더는 상기 배출개구를 덮는, 오일 보일러.4. The method of claim 3,
A blower tube surrounding the fuel nozzle and the spark plug, the blower tube having an internal space connected to the blower through which the air compressed by the blower flows, and an exhaust opening that is an opening open toward the combustion space,
wherein the flameholder covers the discharge opening.
상기 블로어튜브의 내측면과 상기 플레임홀더의 외측면은 소정의 간격을 두고 서로 이격된, 오일 보일러.7. The method of claim 6,
The inner surface of the blower tube and the outer surface of the flame holder are spaced apart from each other at a predetermined distance, an oil boiler.
상기 연료노즐이 상기 연소공간에 연료를 분무하는 방향을 기준방향이라 할 때,
상기 기준방향을 따라 상기 블로어튜브와 상기 플레임홀더를 바라볼 때, 상기 배출개구와 상기 플레임홀더는 동심원을 형성하는, 오일 보일러.8. The method of claim 7,
When the fuel nozzle sprays fuel into the combustion space as a reference direction,
When the blower tube and the flame holder are viewed along the reference direction, the discharge opening and the flame holder form concentric circles.
상기 연료노즐이 상기 연소공간에 연료를 분무하는 방향을 기준방향이라 할 때,
상기 블로어튜브의 기준방향측 말단과 인접한 튜브 말단영역은, 상기 기준방향을 따라 갈수록 상기 기준방향에 직교하는 평면으로 자른 단면적이 줄어드는 형상을 가지는, 오일 보일러.8. The method of claim 7,
When the fuel nozzle sprays fuel into the combustion space as a reference direction,
The tube end region adjacent to the reference direction end of the blower tube has a shape in which a cross-sectional area cut in a plane perpendicular to the reference direction decreases along the reference direction.
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