JPH10281455A - ガスボイラーの安定燃焼方法 - Google Patents

ガスボイラーの安定燃焼方法

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JPH10281455A
JPH10281455A JP10054693A JP5469398A JPH10281455A JP H10281455 A JPH10281455 A JP H10281455A JP 10054693 A JP10054693 A JP 10054693A JP 5469398 A JP5469398 A JP 5469398A JP H10281455 A JPH10281455 A JP H10281455A
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JP
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gas
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burner
spark voltage
combustion
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JP10054693A
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Kanshu Tei
完洙 鄭
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WiniaDaewoo Co Ltd
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Daewoo Electronics Co Ltd
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    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/20Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2035Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using fluid fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/02Regulating fuel supply conjointly with air supply
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/08Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
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  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボイラーでの点火及び消火の繰返しを防止す
ることによって、安定燃焼が行われるようにするガスボ
イラーの安定燃焼方法を提供する。 【解決手段】 本発明によるガスボイラーの安定燃焼方
法は、バーナ5で最小発熱量(Qmin)でもって燃焼
する間に発生する火炎を赤外線センサ9により感知して
火炎の火花電圧を測定し測定値をマイコン27へ伝送す
る段階と、上記測定値が正常燃焼の火花電圧以下となる
とき上記マイコン27により最小発熱量(Qmin)を
有する燃焼状態が維持される段階と、上記測定値が所定
の火花電圧以上になるとき排気ファン15の回転数を回
転数感知部18を用いて測定する段階と、上記回転数感
知部18により測定された測定値が所定の回転数以上に
なるとき上記マイコン27が上記ボイラーの消火回数を
感知するために消火回数感知部を制御する段階と、上記
消火回数感知部により感知された消火回数に応じて上記
マイコン27がガスバルブ1を制御して上記バーナ5に
供給されるガス圧を調整する段階とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガスボイラーの安定
燃焼方法に関し、より詳しくは安定燃焼が行われるよう
にするためのガスボイラーの安定燃焼方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にガスボイラーは、使用上の便利
さ、環境保護などの利点を有していてその使用が段々増
えている。ガスボイラーは、ガスを燃焼させて水を加熱
するバーナ、バーナ内に供給されるガスの量を調節する
ガスバルブ、バーナ内に供給されたガスに点火するため
の点火栓、全体の作動を制御するマイコンなどを備えて
いる。マイコンはその設定された温度を保つためにガス
の供給、点火、燃焼などを制御する。バーナの下部には
通気孔が設けられてガスの燃焼に必要な空気が供給さ
れ、バーナで燃焼した排気ガスは排気ファンにより外部
へ排出される。
【0003】次に、図1に基づいてガスボイラーの作動
状態を説明する。図1は一般のガスボイラーの概略的な
構成図である。
【0004】同図に示したように、ガスボイラーはガス
バルブを介して所定の量のガスをバーナ5に供給した
後、点火栓7で火花を発生させることによりガスを着火
させる。ガスが着火すると、バーナ5では火花が発生す
る。このとき、ガスボイラーに設置された赤外線センサ
9がこの火花を感知して感知信号をマイコン27へ伝送
する。
【0005】赤外線センサ9は図面上ではバーナ5に隣
接して設置されているように見えるが、実際には燃焼室
ケース(図示せず)に取り付けられてバーナ5から一定
の距離だけ離れている。従って、赤外線センサ9はバー
ナでの燃焼時に生成される火炎の色相の変化に相応して
発生する電圧、すなわち火花電圧をマイコン27に伝送
するわけである。
【0006】次に、バーナ5に供給されたガスが着火し
て燃焼するとき発生する高温の熱気がバーナ5の上部側
に上昇する。バーナ5の上部側には暖房水を加熱するた
めの熱交換器11が設置されている。熱交換器11の内
部では暖房水が循環するようになっており、また直水を
供給するための直水供給管19が熱交換器11内を貫通
するように構成されている。したがって、バーナ5でガ
スが燃焼することにより、暖房水または直水が加熱され
るようになっている。加熱された暖房水は暖房モードで
供給されるように制御され、加熱された直水は温水モー
ドで供給されるように制御される。
【0007】温水を使用するために直水供給管19上の
フローバルブ17を介して直水を供給すれば、フローバ
ルブ17が直水の流動を感知するので、マイコン27は
温水モードが選択されたことを認識するようになる。
【0008】ボイラーが暖房モードであるとき、熱交換
器11で加熱された暖房水は暖房供給管P1を通してボ
イラーの室内に設置された暖房配管に排出された後、再
び暖房戻り管P2を通して水タンク25に復帰する。暖
房戻り管P2に移動する暖房水は室内を通過する間に熱
を奪われるので、熱交換器11から排出される時より低
い温度で水タンク25に復帰するようになる。水タンク
25に復帰した暖房水は三方弁23及び循環ポンプ21
を順に通過して再び熱交換器11に流入する。この流入
した暖房水は再度熱交換器11で加熱された後、暖房供
給管P1を介して排出される。
【0009】三方弁23は暖房水の流動方向を制御する
ためのものである。暖房モードでは、三方弁23は暖房
水が水タンク25から熱交換器11に移動するように制
御し、温水モードでは暖房水が水タンク25から循環ポ
ンプ21及び熱交換器11を順次循環するようにそれぞ
れ制御する。従って、直水供給管19を通して熱交換器
11に供給された直水は、暖房水との熱交換によって高
温水になった後に排出される。
【0010】上記のような構成を備えて動作するガスボ
イラーでは、バーナ5でガスが燃焼するとき、バーナ5
の内部へ燃焼に必要な空気が流入してガスと混合される
ようになっている。
【0011】ところが、バーナ5内部へ燃焼に必要な空
気より多量の空気が流入すれば、異常燃焼が発生して燃
焼が不安定になる。特に、ガスボイラーが温水モードで
あるとき、図3に示したように、初期には温水が最大発
熱量(Qmax)でもって供給される。しかし、温水の
温度がユーザ設定温度(Ts)より5℃低い温度に達す
ると(t1)温水の発熱量が減少し、温水の温度がユー
ザ設定温度(Ts)に到達すれば(t2)、温水の温度
は最小発熱量(Qmin)に調整される。
【0012】しかしながら、バーナ5の内部に供給され
る空気の量が正常な燃焼に必要な空気より多くなると、
火炎がバーナ5の表面から離脱するリフト現象が発生す
るか、或いは火炎の色が青色に変わるようになる。この
ように、バーナ5内へ空気が過剰供給されると、マイコ
ン27はバーナ5に火炎のないものと感知するようにな
る。このため、温水の使用が中断されるまでボイラーが
オン/オフを繰り返すことになり、ボイラーの使用が不
便になるという問題点があった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】それで、本発明は上記
のような問題点を解決するために案出されたものであっ
て、その目的は、安定燃焼が行われるようにするための
ガスボイラーの安定燃焼方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によるガスボイラーの安定燃焼方法は、バ
ーナで最小発熱量でもって燃焼する間に発生する火炎を
赤外線センサにより感知して火炎の火花電圧を測定し測
定値をマイコンへ伝送する段階と、測定値が正常燃焼の
火花電圧以下となるときマイコンにより最小発熱量を有
する燃焼状態が維持される段階と、測定値が所定の火花
電圧以上になるとき排気ファンの回転数を回転数感知部
を用いて測定する段階と、回転数感知部により測定され
た測定値が所定の回転数以上になるときマイコンがボイ
ラーの消火回数を感知するために消火回数感知部を制御
する段階と、消火回数感知部により感知された消火回数
に応じてマイコンがガスバルブを制御してバーナに供給
されるガス圧を調整する段階とを含むことを特徴とす
る。
【0015】ここで、正常燃焼の火花電圧の上限値は
4.0Vに設定されることが望ましい。また、火花電圧
は4.7Vを越え、回転数は3200rpmに設定され
ることがさらに望ましい。
【0016】また、ガス圧は消火回数に応じて変化しな
がら調整され、ガス圧調整値は30mmH2O、40m
mH2O、及び50mmH2Oに順次設定できる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明をより詳しく説明する。
【0018】図1乃至図3は従来のガスボイラーに係わ
る図面であるが、本発明でも同一の構成を採用してい
る。そして、本発明と同一の部分に対しては同じ符号を
付し、その説明は省略する。
【0019】本発明によるガスボイラーの安定燃焼方法
とは、バーナで最小ガス圧でもって燃焼するあいだ最小
ガス圧で必要とする量以上の空気が流入することによっ
て発生する異常燃焼を感知して、バーナでの消火及び点
火の反復を防止することである。上記方法は特に、バー
ナでの火炎により発生する火花電圧及び排気ファンの回
転数を測定し、所定の条件を満足すれば消火回数を感知
してバーナに供給されるガス圧を調整し正常燃焼条件を
満たす。
【0020】上記方法は、バーナで最小発熱量でもって
燃焼する間に発生する火炎を赤外線センサ9により感知
して火炎の火花電圧を測定し測定値をマイコン27に伝
送する段階と、測定値が正常燃焼の火花電圧以下となる
ときマイコン27により最小発熱量を有する燃焼状態が
維持される段階と、測定値が所定の火花電圧以上になる
とき排気ファン15の回転数を回転数感知部18を用い
て測定する段階と、回転数感知部18により測定された
測定値が所定の回転数以上になるときマイコン27がボ
イラーの消火回数を感知するために消火回数感知部(図
示せず)を制御する段階と、該消火回数感知部により感
知された消火回数に応じてマイコン27がガスバルブ1
を制御してバーナ5に供給されるガス圧を調整する段階
とから構成される。
【0021】ここで、正常燃焼の火花電圧の上限値は
4.0Vに設定されている。そして、火花電圧は4.7
Vを越え、回転数は3200rpmと設定されており、
またガス圧は消火回数に応じて変化しながら調整され、
ガス圧調整値は30mmH2O、40mmH2O、50m
mH2Oのように順に設定されている。
【0022】図2は図1のガスボイラーのブロック図で
あり、図4は本発明によるガスボイラーの安定燃焼方法
を説明するためのフローチャートである。
【0023】次に、これらの図面に基づいて本発明の作
動を詳細に説明する。
【0024】マイコン27は、ボイラーが作動していて
温水モードにおいて最小発熱量でもって燃焼中であるこ
とを確認すると、赤外線センサ9を介してバーナ5での
火炎状態を感知する(マイコン27が燃焼中は常時赤外
線センサ9を介して火花電圧を測定しているのはもちろ
んである)。マイコン27はマイコン27自体からガス
バルブ1に出力される制御信号値を感知することによ
り、最小発熱量を確認する。
【0025】バーナ5での燃焼により発生した火炎から
放射される光は赤外線センサ9に入力された後に電圧信
号(燃焼火花電圧)に変換されて出力される。赤外線セ
ンサ9から入力される火花電圧を感知したマイコン27
は火花電圧の電圧値を読み取って現在の状態を把握す
る。すなわち、火花電圧が4.0V以下になると(S
1)、マイコン27は現在の状態を正常燃焼状態である
と認識して最小発熱量の供給状態を維持するようにな
る。火花電圧は設計時に変更され得る値であり、本発明
によるガスボイラーの安定燃焼方法は、基準火花電圧を
変更することによって、他の種類のボイラーにも適用す
ることができる。また、本発明では最小発熱量を有する
ガスのガス圧(Pmin)が30mmH2Oに設定され
ており、この値もまた、ボイラーの種類や製造会社によ
って変更できる値であることは通常の知識をもつ当業者
なら明らかに分かることができる。
【0026】マイコン27は測定された火花電圧が4.
7Vを超えることを確認すれば(S2)、バーナ5内部
に空気が過剰供給されているかどうかを確認するために
排気ファン15の回転数を感知するようになる。排気フ
ァン15の回転数は排気ファン15の回転数感知部18
を介して感知され、マイコン27は感知された排気ファ
ン15の回転数が所定の回転数を超える場合は、バーナ
5内が空気の過剰供給状態にあると判断する。ここで、
空気の過剰供給条件は、火花電圧値(4.7V超過)及
び排気ファン15の回転数(3200rpm以上)であ
り、これらの条件は実験によって求められる値である。
さらにこの値はボイラーの容量や製造会社によって変更
可能なものである。排気ファン15の回転数は、例えば
ステップS2において、その回転数が3200rpm以
上であれば空気の過剰供給状態と判断され、そして32
00rpm未満であれば正常燃焼状態と判断される。測
定された火花電圧が4.0V〜4.7Vの場合も燃焼は
続くが、火花電圧の変化は持続的に観察される。
【0027】空気の過剰供給条件(火花電圧値、排気フ
ァンの回転数)が全て満足されると、マイコン27は空
気の過剰供給が行われたものと認識され、ボイラーが作
動を始めてから発生した消火回数を感知する。消火回数
に関するデータはボイラーが温水モードで動作したのち
発生した消火回数をカウントしてからマイコン27のメ
モリ部に貯蔵されるもので、マイコン27はこのデータ
を感知して消火回数を測定する。
【0028】本発明によるガスボイラーの安定燃焼方法
では、消火回数によって適用されるガス圧が変更され
る。すなわち、消火行程が一度も発生しなかった状態は
最小発熱量を有する燃焼状態(Pmin=30mmH2
O)に維持されることを示す。しかし、消火行程が一度
発生した状態(S3)は最小発熱量状態(Pmin=3
0mmH2O)で空気の過剰供給により燃焼の異常状態
が発生することを意味するため、安定した燃焼を行うた
めには、空気の過剰供給を考慮したガス圧を供給するこ
とが必要である。
【0029】したがって、消火回数が1回であれば(S
3)、Pminは30mmH2Oから40mmH2Oに増
加して供給される(S4)。よって、ボイラーが温水モ
ードで作動中にあるとき空気がバーナ内部へ過剰供給さ
れる場合には、Pminが40mmH2Oに増加し(S
4)、同時に増加した空気供給量に適応するようにガス
供給量が増加するわけである。
【0030】上述のように、消火行程が1回であれば
(S3)、40mmH2Oのガス圧でも空気の過剰供給
が行われるものと判断されることにより、ガス圧を一層
高めることが必要となる。従って、このときは40mm
2Oから50mmH2Oへとガス圧が増加した状態(S
5)でガスが供給される。
【0031】ガス圧が増加し燃焼行程が維持される状態
で、マイコン27は火花電圧値及び排気ファン15の回
転数を持続的に測定するようになる。それで、測定され
た火花電圧値が4.0V以下であり(S1)、排気ファ
ン15の回転数が3200rpm未満になると(S
2)、マイコン27は空気の過剰供給が中断したものと
認識して、ガス圧を最初の設定値である30mmH2
に復帰させて(S6)燃焼を遂行することになる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ボイラーでの点火及び消火の繰返しが防止されることに
よって、ボイラーの安定燃焼が行われるようになる。
【0033】以上、本発明を望ましい実施例に基づいて
具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更及び改
良が可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のガスボイラーの概略構成図である。
【図2】図1のガスボイラーのブロック図である。
【図3】温水モードであるときの従来のガスボイラーの
ガス供給量と温水温度との関係を示すグラフである。
【図4】本発明によるガスボイラーの安定燃焼方法を説
明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1 ガスバルブ 5 バーナ 7 点火栓 9 赤外線センサ 11 熱交換器 15 排気ファン 16 排気ファン駆動部 17 フローバルブ 18 回転数感知部 19 直水供給管 21 循環ポンプ 23 三方弁 25 水タンク 27 マイコン P1 暖房供給管 P2 暖房戻り管

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスボイラーの安定燃焼方法において、 バーナで最小発熱量でもって燃焼する間に発生する火炎
    を赤外線センサにより感知して火炎の火花電圧を測定し
    測定値をマイコンへ伝送する段階と、 上記測定値が正常燃焼の火花電圧以下となるとき上記マ
    イコンにより最小発熱量を有する燃焼状態が維持される
    段階と、 上記測定値が所定の火花電圧以上になるとき排気ファン
    の回転数を回転数感知部を用いて測定する段階と、 上記回転数感知部により測定された測定値が所定の回転
    数以上になるとき上記マイコンが上記ボイラーの消火回
    数を感知するために消火回数感知部を制御する段階と、 上記消火回数感知部により感知された消火回数に応じて
    上記マイコンがガスバルブを制御して上記バーナに供給
    されるガス圧を調整する段階と、を含むことを特徴とす
    るガスボイラーの安定燃焼方法。
  2. 【請求項2】 上記正常燃焼の火花電圧の上限値は4.
    0Vに設定されることを特徴とする請求項1記載のガス
    ボイラーの安定燃焼方法。
  3. 【請求項3】 上記火花電圧は4.7Vを越え、上記回
    転数は3200rpmに設定されることを特徴とする請
    求項1記載のガスボイラーの安定燃焼方法。
  4. 【請求項4】 ガス圧は上記消火回数に応じて変化しな
    がら調整され、ガス圧調整値は30mmH2O、40m
    mH2O、及び50mmH2Oに順次設定されることを特
    徴とする請求項1記載のガスボイラーの安定燃焼方法。
JP10054693A 1997-04-07 1998-03-06 ガスボイラーの安定燃焼方法 Withdrawn JPH10281455A (ja)

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KR12758/97 1997-04-07
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CN101818906A (zh) * 2010-03-16 2010-09-01 郑乐斌 红外线燃烧器的自动控制装置
WO2011113189A1 (zh) * 2010-03-16 2011-09-22 Zheng Lebin 红外线燃烧器的自动控制装置
DE102010055567B4 (de) * 2010-12-21 2012-08-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Stabilisierung eines Betriebsverhaltens eines Gasgebläsebrenners

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