KR0167838B1 - 연소기기의 연소제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러, 순간온수기등에 이용되는 각종 연소기기의 연소제어방법에 관한 것으로서, 특히 연소에 필요한 공기의 양을 조절하는 댐퍼를 구비하여 연소기기로의 공기공급량을 조절하고, 연소기기에 실제로 공급되는 공기량을 측정하여 그 공기량에 적합한 양의 가스를 연소기기에 공급하는 연소기기의 연소제어방법에 관한 것이다.

본 발명의 연소기기의 연소제어방법은 난방수 또는 온수의 현재온도와 유량을 감지하여, 감지된 물의 온도와 사용자가 설정한 온도의 차이, 그리고 물의 유량에 근거하여 댐퍼(6)를 제어하여 연소기기로의 공기공급량을 조절하고, 풍량센서(7)에 의해 연소기기에 실제로 공급되는 공기의 양을 감지하여, 감지한 공기량에 근거하여 가스와 공기의 혼합비가 최적이 되는 양의 가스를 공급하도록 가스밸브(5)를 조절하는 것을 특징으로 한다.

Description

연소기기의 연소제어방법

제1도는 종래 연소기기의 연소제어방법을 실행하는 연소제어장치의 블럭구성도.

제2도는 종래 연소기기의 연소제어방법을 실행하는 순서도.

제3도는 본 발명의 연소기기의 연소제어방법을 실행하는 연소제어장치의 블럭구성도.

제4(a)도는 본 발명의 연소기기의 제어장치의 구성요소인 배기팬 및 댐퍼의 정면도.

제4(b)도는 상기 제4(a)도의 배기팬 및 댐퍼의 일부절개측면도.

제5도는 본 발명의 연소기기의 연소제어방법을 실행하는 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제어부 2 : 온도센서

3 : 유량센서 4 : 배기팬

5 : 가스밸브 6 : 댐퍼

6a : 날개 6b : 스텝모타

7 : 풍량센서

본 발명은 보일러, 순간온수기등에 이용되는 각종 연소기기의 연소제어방법에 관한 것으로서, 특히 연소에 필요한 공기의 양을 조절하는 댐퍼를 구비하여 연소기기로의 공기공급량을 조절하고, 연소기기에 실제로 공급되는 공기량을 측정하여 그 공기량에 적합한 양의 가스를 연소기기에 공급하는 연소기기의 연소제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 보일러, 순간온수기등에는 가스를 연소시키는 버너, 즉 연소기기가 구성되어 있다. 연소기기에서 가스를 연소시키기 위해서는 연소기기에 가스의 공급과 동시에 산소, 즉 공기를 공급하여야 한다.

그리고 가스와 공기의 공급량을 변화시켜서 물의 온도를 변화시켜주고 있다. 즉 사용될 난방수 또는 온수의 온도를 높게 할 때에는 가스와 공기의 공급량을 많게 하고, 난방수 또는 온수의 온도를 낮게 할 때에는 가스와 공기의 공급량을 적게한다.

또한 최적의 연소를 행하기 위해서는 연소기기에 공급되는 가스와 공기의 혼합비를 알맞게 조절하여야 한다. 최적의 연소를 행하기 위한 가스와 공기의 혼합비는 각각의 보일러, 온수기의 모델별로 실험에 의해서 결정된다.

종래의 연소제어장치는 제1도에 도시된 바와 같이 장치전체를 제어하는 제어부(1), 물의 온도를 감지하여 물의 온도에 대응하는 전기적인 신호를 상기 제어부(1)에 출력하는 온도센서(2), 물의 유량을 감지하여 그 유량에 대응하는 전기적인 신호를 상기 제어부(1)에 출력하는 유량센서(3), 상기 제어부(1)의 제어에 따라 동작하여 연소기기에 필요한 만큼의 공기를 공급하는 배기팬(4), 그리고 상기 제어부(1)의 제어에 따라 동작하여 연소기기에 필요한 만큼의 가스를 공급하는 가스밸브(5)로 이루어져 있다.

상기 온도센서(2)와 유량센서(3)는 난방수 또는 온수의 배관상에 설치되어 난방수 또는 온수의 온도 또는 유량을 감지하며, 배기팬(4)은 배기가스의 배출통로상에 설치되어 연소기기에서 발생된 배기가스를 배출함과 동시에 연소기기에 공기를 공급하도록 되어 있다.

또한, 가스밸브(5)는 연소기기에 연결된 가스배관상에 설치되어 가스의 양을 조절한다.

상기와 같이 구성된 종래의 연소기기의 연소제어장치의 연소제어방법을 제2도의 순서도를 참조하여 설정한다.

연소기기가 동작하면 먼저 제어부(1)는 온도센서(2) 및 유량센서(3)로 부터 현재의 물의 온도 및 유량에 대응하는 전기적인 신호를 입력받는다. 즉 물의 온도와 유량을 측정한다.

다음에 제어부(1)는 온도센서(2) 및 유량센서(3)로 부터 입력된 전기적 신호를 근거로 배기팬(4)과 가스밸브(5)를 동작시킨다.

이 때 현재의 물의 온도와 사용자가 설정하는 온도의 차가 클수록, 그리고 유량이 많을수록 가스밸브(5)를 크게 개방하여 연소기기에 많은 양의 가스를 공급하고, 배기팬(4)의 회전속도를 빨리하여 연소기기에 많은 양의 공기를 공급한다.

즉, 현재의 물의 온도와 사용자가 설정하는 물의 온도의 차가 크거나 물의 유량이 많으면 그만큼 물울 가열하는 열교환기에 많은 열량을 가하여야 하므로 가스와 공기의 공급량을 많게 하는 것이다.

제어부(5)에는 난방수 또는 온수의 현재온도와 사용자가 설정하는 온도의 차이, 및 유량에 따른 가장 적합한 양의 가스와 공기를 연소기기에 공급할 수 있도록 구성되어 있다.

상기와 같이 종래에 연소기기의 연소제어장치는 현재의 물의 온도와 설정되는 물의 온도차와, 물의 유량에 따른 배기팬(4)의 회전속도와 가스밸브(5)의 개폐량을 미리 결정하여 놓고 또는 연산된 값에 의해 배기팬(4)의 회전속도와 가스밸브(5)의 개폐량을 제어하고 있다.

그러나, 배기팬(4)은 동일종류의 배기팬이라 할지라도 그 성능에 차이가 있으며, 그리고 동일 회전수로 구동되더라도 공기공급통로 및 배기통로상에 이물체가 있거나 역풍의 방향이 있으면 배기량이 각각 다르게 된다.

따라서 제어부(1)가 배기팬(4)를 제어하여 어떤 회전수로 배기팬(4)을 구동시킬 때 실제적으로 의도하는 정확한 양의 공기를 연소기기에 공기를 공급하지 못하고, 그에 따라 가스와 공기의 혼합비도 최적이 되지 못한다.

또한 연소기기의 공기공급량을 변경시키고자 배기팬(4)의 회전속도를 변경할 때 배기팬(4)의 회전관성 때문에 신속하게 원하는 회전속도로 변경할 수가 없다. 따라서 연소기기로 공급되는 가스와 공기의 혼합비를 최적화할 때 많은 시간이 소요되고 그 시간동안 최적의 연소를 행할 수 없다.

이와 같이 종래의 연소기기의 연소제어방법은 연소기기에 공급하는 공기량의 오차로 인해서 가스와 공기의 혼합비가 최적이 되지 못하여 불완전연소가 행해지는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 소비자가 얻고자하는 정확한 온수온도나 난방온도를 얻을수 없으며, 유해한 배기가스를 배출하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연소기기에 실제적으로 공급되는 공기량을 측정하여 그 공기량에 근거하여 최적의 혼합비가 되도록 연소기기에 가스를 공급함으로써 연소기기에서 최적의 연소가 이루어지도록 하는 연소기기의 연소제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연소기기의 연소제어방법은 장치전체를 제어하는 제어부(1), 물의 온도를 감지하여 물의 온도에 대응하는 전기적인 신호를 상기 제어부(1)에 출력하는 온도센서(2), 물의 유량을 감지하여 그 유량에 대응하는 전기적인 신호를 상기 제어부(1)에 출력하는 유량센서(3), 상기 제어부(1)의 제어에 따라 동작하는 배기팬(4), 그리고 상기 제어부(1)의 제어에 따라 동작하는 가스밸브(5)가 구성된 연소제어장치에 있어서, 상기 제어부(1)의 제어에 따라 동작하여 공기량을 조절하는 댐퍼와, 실질적으로 연소기기에 공급되는 공기량을 감지하여 공기량에 대응하는 전기적인 신호를 제어부(1)에 인가하는 풍량센서를 추가로 구비하여, 상기 온도센서와 유량센서(3)로 부터의 전기적인 신호에 근거하여 물의 온도와 유량을 감지하는 제 1단계, 배기팬(4)을 구동하고, 감지된 물의 온도와 사용자가 설정한 온도의 차이, 그리고 물의 유량에 근거하여 댐퍼를 제어하여 연소기기로의 공기공급량을 조절하는 제 2 단계, 상기 풍량센서로 부터의 전기적인 신호에 의해서 연소기기에 공급되는 공기의 양을 감지하는 제 3 단계, 그리고 상기 제 3 단계에서 감지한 공기량에 근거하여 가스와 공기의 혼합비가 최적이 되는 양의 가스를 공급하도록 가스밸브(5)를 조절하는 제 4 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명의 연소기기의 연소제어방법을 실행하기 위한 연소제어장치의 블럭구성도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 연소제어방법을 실행하기 위한 연소제어장치는 종래의 경우와 같이, 장치전체를 제어하는 제어부(1)와, 물의 온도를 감지하여 물의 온도에 대응하는 전기적인 신호를 상기 제어부(1)에 출력하는 온도센서(2)와, 물의 유량을 감지하여 그 유량에 대응하는 전기적인 신호를 상기 제어부(1)에 출력하는 유량센서(3)와, 상기 제어부(1)의 제어에 따라 동작하는 배기팬(4)과, 그리고 상기 제어부(1)의 제어에 따라 동작하는 가스밸브(5)가 구성되어 있다.

본 발명의 방법을 수행하기 위한 연소제어장치는 상기 제어부(1)의 제어에 따라 동작하여 공기량을 조절하는 댐퍼(6)와, 실질적으로 연소기기에 공급되는 공기량을 감지하여 공기량에 대응하는 전기적인 신호를 제어부(1)에 인가하는 풍량센서(7)를 추가로 구비하고 있다.

제4(a)(b)도는 배기팬(4)과 댐퍼(6)의 일실시예의 구성을 도시하고 있다. 도시된 배기팬(4)은 공기를 축방향으로 유입하여 축직각방향으로 배출하도록 하는 타입의 배기팬이고, 댐퍼(6)는 배기팬(4)의 배출통로상에 회전가능하게 설치되어 배기량을 조절하는 날개(6a)와, 상기 날개(6a)를 구동시키는 스텝모타(6b)로 구성되어 있다.

스텝모타(6b)가 제어부(1)의 제어에 따라 배기통로상에 설치된 날개(6a)를 구동하여 회전시킴으로써 배기량이 조절된다.

상기와 같이 구성된 연소기기의 연소제어장치를 이용한 본 발명의 연소제어방법을 제5도를 참조하여 설명한다.

우선 제어부(1)는 온도센서(2)와 유량센서(3)로 부터의 전기적인 신호에 근거하여 배관내의 물의 현재온도와 유량을 감지한다(제 1 단계).

난방수 또는 온수의 배관상에 설치된 온도센서(2)와 유량센서(3)는 각각 물의 온도와 유량을 감지하여 그 온도와 유량에 대응하는 전기적인 신호를 제어부(1)에 계속해서 인가하므로 제어부(1)는 온도센서(2)와 유량센서(3)로 부터의 신호에 의해서 현재의 물의 온도와 유량을 감지할 수 있다.

다음에 제어부(1)는 배기팬(4)를 동작시킴과 동시에 감지된 물의 온도와 사용자가 설정한 온도의 차이, 그리고 물의 유량에 근거하여 댐퍼(6)를 제어하여 연소기기의 공기공급량을 조절한다(제 2 단계).

제어부(1)는 연소작용이 행해지는 동안에는 배기팬(4)을 일정회전속도로 계속해서 작동시킨다. 그리고 감지된 물의 온도와 사용자가 설정한 온도의 차이가 클수록, 그리고 유량이 많을수록 댐퍼(6)의 날개(6a)를 많이 개방하여 연소기기로 많은 양의 공기를 공급토록 한다.

날개(6a)의 구동은 스텝모타(6b)를 동작시킴으로써 이루어 진다.

따라서 연소기기에 감지된 물의 온도와 사용자가 설정한 온도의 차이, 그리고 유량에 따른 양의 공기가 공급된다. 공기공급량의 변경은 댐퍼(6)를 제어하여 행하는 것이기 때문에 짧은 시간내에 이루어진다.

다음에 제어부(1)는 풍량센서(7)로 부터의 전기적인 신호에 의해서 연소기기에 실제적으로 공급되는 공기량을 감지한다(제 3 단계).

연소기기로부터 배출되는 연소가스의 배기량과 연소기기에 공급되는 공기의 양은 동일 또는 비례하므로 연소가스의 배기량을 측정하면 공기공급량을 측정할 수 있다.

풍량센서(7)는 공기공급통로 또는 배기통로상에 설치되어 풍량에 대응하는 전기적 신호를 제어부(1)에 인가하므로 제어부(1)는 풍량센서(7)로 부터의 전기적 신호에 의해서 공기공급량을 감지할 수 있다.

마지막으로 제어부(1)는 상기 제 3 단계에서 감지한 연소기기로의 실제 공기 공급량에 근거하여 가스와 공기의 혼합비가 최적이 되는 양의 가스를 연소기기에 공급하도록 가스밸브(5)를 조절한다(제 4 단계).

제어부(1)는 연소기기로의 실제 공기공급량에 따라 가스밸브(5)를 비례적으로 개폐하여 가스와 공기의 혼합비가 최적이 되는 양의 가스를 연소기기에 공급토록 한다.

상기와 같은 본 발명의 연소기기의 연소제어방법에 따르면 배기팬(4)의 성능차이, 또는 역풍으로 인한 배기량, 즉 공기공급량의 오차에도 불구하고, 연소기기에 공급되는 실제의 공기량을 측정하여 그 공기량과 최적의 혼합비가 되는 양의 가스를 연소기기에 공급하기 때문에 최적의 연소를 행하는 효과를 발휘한다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고서도 변경이나 변형이 가능하다는 것을 용이하게 알 수 있을 것이다. 따라서 이러한 변형이나 변경은 본 발명의 청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (1)

1. 장치전체를 제어하는 제어부(1), 물의 온도를 감지하여 물의 온도에 대응하는 전기적인 신호를 상기 제어부(1)에 출력하는 온도센서(2), 물의 유량을 감지하여 그 유량에 대응하는 전기적인 신호를 상기 제어부(1)에 출력하는 유량센서(3), 상기 제어부(1)의 제어에 따라 동작하는 배기팬(4), 상기 제어부(1)의 제어에 따라 동작하는 가스밸브(5), 상기 제어부(1)의 제어에 따라 동작하여 공기량을 조절하는 댐퍼(6), 실질적으로 연소기기에 공급되는 공기량을 감지하여 공기량에 대응하는 전기적인 신호를 제어부(1)에 인가하는 풍량센서(7)를 구비하는 연소기기의 연소제어장치에 있어서, 상기 온도센서(2)와 유량센서(3)로 부터의 전기적 신호에 근거하여 물의 온도와 유량을 감지하는 제 1 단계, 배기팬(4)을 구동하고, 감지된 물의 온도와 사용자가 설정한 온도의 차이, 그리고 물의 유량에 근거하여 댐퍼(6)를 제어하여 연소기기로의 공기공급량을 조절하는 제 2 단계, 상기 풍량센서(7)로 부터의 전기적인 신호에 의해서 연소기기에 실제로 공급되는 공기량을 감지하는 제 3 단계, 그리고 상기 제 3 단계에서 감지한 공기량에 근거하여 가스와 공기의 혼합비가 최적이 되는 양의 가스를 공급하도록 가스밸브(5)를 조절하는 제 4 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 연소기기의 연소제어방법.