KR0153694B1 - 배기팬 회전수와 염전압에 의한 가스 보일러의 풍압감지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스보일러의 배기 연도 내부를 통과하는 배기가스의 풍압을 감지하는 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 종래의 배기 연도 내부에 설치되어 외부로부터 유입되는 역풍을 감지하는 풍압 스위치 대신에, 연소된 가스를 강제 배기시키는 배기팬의 모터 회전수와 버너의 연소 불꽃에 비례하여 발생되는 염전압을 이중 감지하여 역풍 발생을 감지하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명의 보일러의 풍압감지방법은, 보일러가 작동하면 배기팬의 회전수를 측정하여 기준 RPM보다 회전수가 증가하면 이것을 저장하는 제1단계; 보일러의 버너에서 연소되는 염전압을 측정하여 기준 염전압보다 상승하면 이것을 저장하는 제2단계; 상기 배기팬의 회전수가 기준 RPM보다 증가하고 염전압이 기준 염전압을 초과하면 보일러의 연소 중지를 위하여 제어 신호를 출력하고, 배기팬을 계속 회전시키는 제3단계; 및 배기팬의 회전수를 재측정하여 기준 RPM이면 정상 연소시키고 기준 RPM이 아니면 연소를 중지시키는 제4단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

배기팬 회전수와 염전압에 의한 가스 보일러의 풍압감지방법

제1도는 종래 사용되는 가스보일러의 개략적인 부분 단면도.

제2도는 종래 사용되는 가스보일러의 개략적인 부분 회로도.

제3도는 종래의 풍압감지방법을 나타내는 플로우차트.

제4도는 본 발명에 따른 풍압감지방법을 나타내는 플로우차트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 배기팬 구동부 2 : 배기 연도

3 : 풍압 스위치 4 : 제어 박스

5 : 버너 6 : 가스 공급관

7 : 염전압 감지 회로 8 : 불꽃 감지로드

9 : 제어용 마이컴

본 발명은 가스보일러의 배기 연도 내부를 통과하는 배기가스의 풍압을 감지하는 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 종래의 배기 연도 내부에 설치되어 외부로부터 유입되는 역풍을 감지하는 풍압 스위치 대신에, 연소된 가스를 강제 배기시키는 배기팬의 모터 회전수와 버너의 연소 불꽃에 비례하여 발생되는 염전압을 이중 감지하여 역풍 발생을 감지하기 위한 방법에 관한 것이다.

종래 강제 배기방식의 가스보일러에서는 버너에서 연소된 배기 가스를 실외로 배출하기 위하여 고속 회전 모터를 포함하는 배기팬 구동부(1)에 의하여 구동되는 배기팬을 사용하였다. 상기 배기팬은 인체에 유해한 연소 가스를 외부로 배출하기 때문에 고장이 발생하거나, 또는 배기팬을 통하여 외부의 공기가 보일러 연소실로 유입되는 역풍이 발생하면 연소가스가 실내로 역류하여 인체에 피해를 주거나, 또는 가스 중독에 의한 사상자가 발생될 염려가 있다. 이러한 배기팬의 고장이나 역풍의 발생을 감지하기 위하여 종래에 사용된 것이 풍압 스위치이다.

상기 풍압 스위치(3)는, 제1도에 도시된 바와 같이, 배기 연도(2)의 일부분에 설치되어 배기팬에 의하여 강제로 배출되는 유체의 압력의 차압을 측정하여 작동하는 차압 감지 스위치이다.

상기 풍압 스위치(3)의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다. 풍압 스위치(3)에는 배기 연도(2) 내부에 일정 거리가 이격된 서로 다른 두 위치에서의 유체 압력을 측정하기 위하여 일단부가 배기 연도(2)와 서로 통해 있는 2개의 연결 호스가 설치되어 있다. 상기 연결 호스의 타단부는 풍압 스위치(3) 본체에 연결되어 유체의 압력 변화(이 압력차는 정상 상태를 기준으로 설계자에 의하여 설정됨)에 따라서 풍압 스위치 내부의 온/오프 스위치가 작동되도록 연결되어 있다.

따라서 배기팬이 고장으로 인하여 작동이 중지되거나, 또는 역풍으로 인하여 풍압이 변화하면 풍압 스위치(3)가 작동되어 고장 상태를 외부에 표시하고, 사용자의 안전을 위하여 보일러의 연소를 중지시키게 된다. 이 때 배기팬은 고장이 아니라면 배기 가스를 외부로 배출하도록 지속적으로 작동하도록 제어된다.

상기와 같이 작동하는 풍압 스위치(3)는, 배기 가스에 포함된 이물질이 풍압 스위치의 연결관에 퇴적되어 풍압이 유입되어도 풍압을 정상적으로 감지하지 못하는 문제점이 발생하였다. 또한 역풍이 자주 부는 곳에서는 단시간에 걸친 역풍 유입에도 풍압 스위치가 작동하여 보일러의 버너가 연소 중지되는 일이 잦아서 사용에 큰 불편을 초래하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 역풍에 의하여 발생되는 보일러의 잦은 운전 중지를 방지하기 위하여 풍압 스위치 대신에 연소된 가스를 강제 배출하는 배기팬의 회전수와 버너에서 발생되는 불꽃의 상태에 따라서 변화하는 염전압을 측정하여 이중으로 풍압을 감지하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 오동작이 잦은 풍압 스위치의 사용을 배제하여 구조가 간단해지고, 원가가 절감되는 배기팬 회전수와 염전압에 의한 가스보일러의 풍압감지방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보일러의 풍압감지방법은, 보일러가 작동하면 배기팬의 회전수를 측정하여 기준 RPM보다 회전수가 증가하면 이것을 저장하는 제1단계; 보일러의 버너에서 연소되는 염전압을 측정하여 기준 염전압보다 상승하면 이것을 저장하는 제2단계; 상기 배기팬의 회전수가 기준 RPM보다 증가하고 염전압이 기준 염전압을 초과하면 보일러의 연소 중지를 위하여 제어 신호를 출력하고, 배기팬을 계속 회전시키는 제3단계; 및 배기팬의 회전수를 재측정하여 기준 RPM이면 정상 연소시키고 기준 RPM이 아니면 연소를 중지시키는 제4단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 제2도∼제4도를 참고하여 본 발명의 보일러의 풍압감지방법을 종래의 방법과 비교, 설명하면 다음과 같다.

제2도는 종래 가스보일러에서 사용되는 회로도의 일부분을 나타낸 것으로서, 보일러의 행정을 조정하는 제어용 마이컴(9)에 배기팬 구동부(1), 풍압 스위치(3), 염전압 감지회로(7)가 연결된 것을 나타내고 있다. 풍압 스위치(3)는 상기에서 설명된 차압 감지 스위치이다.

풍압 스위치의 동작 상태를 제3도를 참고하면 다음과 같다. 정상적으로 연소가 진행되면 풍압 스위치(3)는 온 상태를 유지한다. 만일 외부에서 배기 연도(2)를 통하여 역풍이 유입되어 일정한 압력차가 발생되면 상기 풍압 스위치(3)가 오프된다. 제어용 마이컴(9)은 풍압 스위치(3)로부터 오프 신호가 입력되면 역풍이 유입된 것으로 판단하여 버너에 공급되는 가스의 공급을 중지하여 연소를 중지시킨다. 이 때 배기팬은 배기 가스를 배출하기 위하여 계속 회전시킨다. 그 후에 풍압 스위치(3)가 다시 온되면 제어용 마이컴(9)은 역풍이 없는 것으로 판단하여 보일러를 재작동시키는 방법으로 작동된다.

그러나, 상기 풍압 스위치(3)는, 이물질의 퇴적에 의하여 성능이 저하되며, 역풍이 자주 발생되는 지역에서는 빈번히 작동되어 보일러의 작동이 불가능하게 되는 경우도 발생되었던 것이다.

본 발명에 사용되는 종래의 배기팬 구동부(1)와 염전압 감지회로(7)의 작용은 다음과 같다. 배기팬 구동부(1)는 제어용 마이컴(9)의 제어 신호에 따라서 회전수가 변경된다. 그러나, 역풍이 유입되면 배기팬의 부하가 감소되므로 정상 상태의 회전수보다 더욱 회전수가 증가하므로, 본 발명에서는 이 회전수의 증가분(x)을 측정하여 역풍의 유입을 감지하는데 사용한다.

또한, 상기 염전압 감지회로(7)는 버너의 연소 상태를 감지하기 위한 것으로서, 버너에서 가스가 정상적으로 연소되면 이 때 발생되는 불꽃이 불꽃감지로드(제1도의 8)와 접촉하고, 상기 불꽃 감지로드(8)에 연결된 염전압 감지회로(7)에 전류의 변화로 나타난다. 제어용 마이컴(9)은 상기 전류의 변화를 전압으로 변환하여 소정의 전압 범위를 벗어나면 불꽃에 이상 발생, 즉 불완전 연소로 판단하고 보일러의 연소를 중지시키게 된다.

본 발명은, 이와 같이 상기 풍압 스위치 대신에, 배기팬 구동부(1)와 염전압 감지회로(7)를 사용하여 역풍에 의하여 발생되는 풍압의 변화를 감지하도록 제안된 것이다.

본 발명의 보일러의 풍압감지방법은, 보일러가 작동하면 배기팬 구동부(1)로부터 배기팬의 RPM을 측정하여 기준 RPM의 범위에 있으면 정상 작동하고, 기준 RPM보다 증가하면 제어용 마이컴(9)에 회전수의 증가 결과를 저장하는 제1단계; 보일러의 버너에서 연소되는 불꽃에 의하여 발생되는 염전압을 염전압 감지회로(7)로부터 측정하여 기준 염전압의 범위내에 있으면 정상 작동하고, 기준 염전압의 범위를 벗어나면 제어용 마이컴(9)에 전압 변동의 결과를 저장하는 제2단계; 상기 배기팬의 회전수가 기준 RPM의 범위를 벗어나고, 염전압이 기준 염전압의 범위를 벗어나면, 제어용 마이컴(9)에서 보일러의 연소를 중지시키기 위한 제어 신호를 출력하고, 배기팬을 계속 회전시키는 제3단계; 및 제어용 마이컴(9)에서 배기팬 구동부(1)로부터 배기팬의 RPM을 재측정하여 기준 RPM 범위내에 있으면 정상 연소시키고 기준 RPM의 범위를 벗어나면 계속 연소 중지시키는 제4단계로 구성된다.

본 발명의 방법을 제4도를 참고하여 설명한다. 가스보일러가 정상적으로 작동하여 정상 연소 상태에서 배기팬의 회전수가 제어용 마이컴(9)에 입력된다. 제어용 마이컴(9)은 배기팬의 회전수를 검색하여 배기팬의 회전수가 기준 회전수(RPM)의 범위내에 있는가 아닌가를 비교한다. 이 때 상기 기준 회전수는 비례제어 방식의 가스보일러에서는 발열량에 따라서 기준 회전수가 변화하므로, 제어용 마이컴(9)은 현재의 발열량에 따른 기준 회전수를 기준값으로 설정한다.

이 때 역풍이 유입되면 배기팬에 의하여 배출되는 연소 가스와 배기 연도를 통하여 유입된 공기가 배기 연도 내부에서 접촉하여 정체되므로 배기팬의 부하가 감소한다. 따라서 배기팬의 회전수(=RPM+X)는 증가하게 된다. 배기팬의 회전수가 일정 범위(x)를 초과하면 제어용 마이컴(9)은 이 배기팬의 회전수가 기준치를 초과했다는 것을 내부 메모리에 저장한다.

그 후에 제어용 마이컴(9)은 불꽃 감지회로(7)부터 버너의 불꽃의 변화에 따라서 발생된 염전압을 측정한다. 통상적으로 불꽃감지회로(7)로부터 발생되는 전압은 정상 상태의 경우에 1.5내지 2.5V이며, 이보다 높거나 낮은 경우에는 불꽃이 정상 상태가 아니므로 연소가 정상적으로 수행되지 않는 것을 나타낸다. 불꽃의 연소가 비정상 상태이면 제어용 마이컴(9)은 이것을 다시 저장한다.

이 때 염전압의 측정치가 정상 상태이면, 제어용 마이컴(9)은 역풍이 발생되지 않았거나, 일시적인 것으로 판단하고 다시 정상적인 보일러의 연소 행정을 수행한다.

제어용 마이컴(9)은 저장된 데이터를 기준으로 하여 상기 배기팬의 회전수와 염전압의 양자 모두에 이상이 발생하면 풍압에 이상(역풍이 유입)이 발생되었다고 판단하고, 사용자의 안전을 위하여 버너의 연소를 중지시키고, 배기팬은 지속적으로 회전시켜 유입된 연소 가스를 배출한다. 이 때 제어용 마이컴(9)에 입력되는 배기팬 회전수(RPM)가 다시 정상 회전수로 복귀하면 정상 연소를 재개하고, 그렇지 않으면 보일러의 작동을 중지하여 정확하고 안전하게 보일러를 제어할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 풍압 스위치 대신에 연소된 가스를 강제 배출하는 배기팬의 회전수와 버너에서 발생되는 불꽃의 상태에 따라서 변화하는 염전압을 측정하여 이중으로 풍압을 감지할 수 있으며, 오동작이 잦은 풍압 스위치의 사용을 배제하여 구조가 간단해지고, 원가가 절감되는 잇점이 있는 것이다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구범위에 의하여 제한되어져야 한다.

Claims (2)

1. 가스보일러의 역풍을 감지하는 방법에 있어서, 보일러가 작동하면 배기팬 구동부(1)로부터 배기팬의 RPM을 측정하여 기준 RPM의 범위내에 있으면 정상 작동하고, 기준 RPM의 범위를 벗어나면 제어용 마이컴(9)에 회전수의 변동 결과를 저장하는 제1단계; 보일러의 버너에서 연소되는 불꽃에 의하여 발생되는 염전압을 염전압 감지회로(7)로부터 측정하여 기준 염전압의 범위내에 있으면 정상 작동하고, 기준 염전압의 범위를 벗어나면 제어용 마이컴(9)에 전압 변동의 결과를 저장하는 제2단계; 상기 배기팬의 회전수가 기준 RPM의 범위를 벗어나고, 염전압이 기준 염전압의 범위를 벗어나면, 제어용 마이컴(9)에서 보일러의 연소를 중지시키기 위한 제어 신호를 출력하고, 배기팬을 계속 회전시키는 제3단계; 및 제어용 마이컴(9)에서 배기팬 구동부(1)로부터 배기팬의 RPM을 재측정하여 기준 RPM의 범위내에 있으면 정상 연소시키고 기준 RPM의 범위를 벗어나면 계속 연소 중지시키는 제4단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 팬 모터의 회전수와 염전압에 의한 가스보일러의 풍압감지방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1단계의 기준 RPM이 보일러의 발열량에 따른 기준 RPM인 것을 특징으로 하는 팬 모터의 회전수와 염전압에 의한 가스보일러의 풍압감지방법.