KR0169803B1 - 비례제어보일러의 연소제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비례제어 가스보일러에서의 연소제어방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 보일러를 사용하는 도중에 난방수의 온도 또는 온수 온도를 변경하는 경우에 배기팬의 풍량이 항상 정상연소에 적합한 양으로 공급되도록 풍량이 정상적으로 작동 될 때까지 가스 밸브의 작동시점을 일정시간 지연시킨 후에 보일러에서 연소시키는 비례제어보일러의 연소제어방법에 관한 것이다.

본 발명의 방법은 사용자에 의하여 변경되는 난방수 또는 온수 온도와 같은 제어량의 변화에 상응하는 적정 회전수에 배기팬(15)의 회전수가 도달하는 지연시간(D)을 타이머(22)를 사용하여 마이컴(20)에서 측정하고 저장하는 단계; 및 사용자에 의하여 또다시 제어량이 변화되면 배기팬 구동부(21)를 사용하여 배기팬(15)의 회전수를 제어하며 상기 지연 시간(D)만큼 가스 밸브(1)의 개방시간을 지연시켜 배기팬(15)의 회전수가 정회정수에 도달한 후에 버너(2)에 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.

Description

비례제어보일러의 연소제어방법

제1도는 종래 사용되는 비례제어보일러의 개략적인 구성도.

제2도는 본 발명에 사용되는 회로의 부분 블럭도.

제3도는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가스 밸브 2 : 버너

3 : 열교환기 4 : 난방환수관

5 : 물탱크 6 : 배출관

7 : 흡입관 8 : 난방공급관

9 : 순환 펌프 10 : 직수공급관

11 : 온수공급관 12 : 플로우밸브

13 : 삼방변 14 : 배기후드

15 : 배기팬 20 : 마이컴

21 : 배기팬 구동부 22 : 타이머

23 : 주기억부 M :주제어장치

본 발명은 비례제어 가스보일러에서의 연소제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 보일러를 사용하는 도중에 난방수의 온도 또는 온수 온도를 변경하는 경우에 배개팬의 풍량이 항상 정상연소에 적합한 양으로 공급 되도록 풍량이 정상적으로 작동 될 때까지 가스 밸브의 작동시점을 일정시간 지연시킨 후에 보일러에서 연소시키는 비례제어보일러의 연소제어방법에 관한 것이다.

가스보일러는 청정 연료인 가스를 사용하므로 환경 오염을 방지할 수 있으며, 작동상의 편리함 때문에 가정에서나 공장 등에서의 사용이 점차 증가되고 있다.

제1도는 종래 사용되는 가스보일러의 개략적인 구성을 나타내는 것으로서, 이것을 참고하여 작동 상태를 설명한다. 가스 밸브(1)에 의하여 공급량이 제어되는 가스는 가스공급관(1-1)을 통하여 버너(2)에 공급된다. 버너(2)에 공급된 가스는 주제어장치(M)로부터 출력되는 제어신호에 의하여 작동되는 불꽃점화기로부터 고압 방전에 의하여 발생되는 불꽃에 의하여 점화되어 연소된다. 연소에 의하여 발생되는 고온의 열기는 상부측에 위치한 열교환기(3)를 가열한다.

상기 가스밸브(1)는 사용자가 설정한 난방수 또는 온수 온도에 따라서 주제어장치(M)에서 가스압이 결정되고, 결정된 가스압을 발생시키도록 가스 밸브(1)에 소정 전류치를 인가하여 가스밸브(1)를 열어주게 된다.

동시에 주제어장치(M)에서는 상기 가스압에 적합한 풍량을 공급하기 위하여 배기팬(15)을 미리 설정된 회전수로 회전시키도록 배기팬(15)에 제어신호를 출력한다.

난방수는 각 방의 난방배관과 연결된 난방환수관(4)을 통하여 물탱크(5)로 귀환하도록 구성되어 있으며, 물탱크(5)에 일시적으로 저장된다. 물탱크(5)에 저장되어 있던 난방수는 배출관(6) 및 흡입관(7)을 통하여 열교환기(3)내부로 흡입된다.

난방수는 열교환기(3) 내부에서 설정된 온도로 가열된 후에 난방공급관(8)을 통하여 각 방의 난방배관으로 공급된다. 난방수는 순환펌프(9)에 의하여 강제적으로 배관 내부를 순환한다.

한편, 온수 공급시에는 직수(냉수)가 직수공급관(10)을 통하여 열교환기(3)로 유입되어서 열교환기(3)내부에서 난방수와의 열교환에 의하여 가열된 후에 온수공급관(11)을 통하여 사용자에게 공급된다. 미설명부호 12는 직수의 유입을 감지하고 주제어장치(M)에 알리는 플로우밸브, 13은 난방 또는 온수사용시에 난방수의 이동로를 전환하는데 사용되는 삼방변, 14는 연소된 가스를 외부로 배출하는데 사용되는 배기후드이며, 15는 배기팬으로 회전수가 변경되도록 제어되는 것이다.

상기와 같은 구성을 가진 종래의 가스보일러에 있어서, 가스 밸브(1)는 주제어장치(M)의 주제어부(마이크로 프로세서)에서 출력되는 제어신호에 따라서 즉각적으로 동작하여 설정된 가스압을 공급하도록 이동로가 열리고, 그 이동로를 통하여 가스를 버너(2)에 공급한다.

가스가 공급된 후에 주제어부에서 제어신호를 출력하여 상기 가스압에 적절한 회전수를 발생시키도록 배기팬(15)에 제어신호를 출력한다.

그러나, 상기 가스압에 따른 적절한 풍량을 공급하는 배기팬(15)은 즉시 적정수준의 회전수(RPM)에 도달하지 못하고 완만한 상승 곡선을 그리며 회전수가 상승한다. 즉, 종래에는 가스 밸브(1)에 제어신호가 출력된 후에, 공급되는 가스압에 따른 적정한 회전수를 발생시키도록 배기팬(15)이 제어되었기 때문에 적정 회전수를 발생시키기 위하여 임의의 시간이 소요되었다.

특히 정회전수를 발생시키기 위한 상기 소요시간은 보일러에 설치되는 각각의 배기팬 또는 배기 연도의 길이와 같은 요인에 의하여 변화하기 때문에 이것을 일률적으로 결정하여 배기팬을 조절하기에는 어려움이 따랐다. 또한 배기팬은 제어신호가 의하여 회전수가 변화하는 경우에도 즉각적으로 반응하지 못하므로 정상 회전수에 도달하는데 시간이 소요되었던 것이다.

이에 따라서 난방수 온도 또는 온수 온도의 변화와 같은 제어량의 변화에 의하여 버너에 공급되는 가스와 배기팬(15)의 풍량이 불일치(산소의 모자람)가 발생되고, 이로 인하여 버너에서 소음이 발생하고, 불완전 연소가 되어서 그을음이 나는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제어량의 변화에 따라서 배기팬이 적정 회전수에 도달하는 시간만큼 가스밸브의 작동시간을 지연시켜 버너에 공급되는 가스압에 적절한 풍량을 공급할 수 있는 비례제어보일러의 연소제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 가스압과 배기팬의 회전수를 일치시켜 버너에서 발생되는 소음과 불완전 연소를 방지하기 위한 비례제어보일러의 연소제어 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비례제어보일러의 연소제어방법은, 전체 행정을 제어하는 마이컴과, 시간의 경과를 측정하기 위한 타이머와, 배기팬의 회전수를 조정할 수 있는 팬구동부와, 버너에 적정량의 가스를 공급하도록 제어되는 가스밸브를 포함하는 비례제어 보일러에 있어서, 사용자에 의하여 변경되는 제어량에 상응하는 적정 회전수에 배기팬의 회전수가 도달하는 지연 시간을 측정하고, 제어량이 변화되면 상기 지연 시간만큼 가스 밸브의 개방 시간을 지연시켜 배기팬이 적정 회전수에 도달한 후에 버너에 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 비례제어보일러의 연소제어방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제2도를 참고하여 종래 사용되는 비례제어보일러 회로부의 개략적인 작동상태를 설명한다. 부호 20은 비례제어 보일러의 전체 행정을 제어하기 위한 프로그램이 내장되는 마이컴으로서 제1도에 도시된 주제어장치(M)에 포함되는 것이다.

상기 마이컴(20)에는 시간의 경과를 측정하는데 사용되는 타이머(22),배기팬의 회전수를 제어하는데 사용되는 배기팬구동부(21), 버너(2)에 적정량의 가스를 공급하는데 사용되는 가스밸브(1), 및 상기 타이머(22)에 의하여 측정 되는 지연 시간을 저장하는데 사용되는 주기억부(23)가 연결되어 있다.

상기 타이머(22)는 통상적으로 마이컴(20)의 내부에 설치되는 것을 사용할 수 있다. 또한 배기팬 구동부(21)는 마이컴(20)으로부터 출력되는 제어신호에 의하여 회전수가 변경되는 것으로서, 이것은 주로 가스공급량의 변화에 따라서 변경된다.

상기와 같은 회로를 이용하여 수행되는 본 발명의 가스보일러의 가스밸브 제어방법은; 사용자에 의하여 변경되는 난방수 또는 온수 온도와 같은 제어량의 변화에 상응하는 적정 회전수에 배기팬의 회전수가 도달하는 지연 시간을 타이머를 사용하여 측정하고, 사용자에 의하여 또다시 제어량이 변화되면 배기팬의 회전수를 제어하며 상기 지연 시간만큼 가스 밸브의 개방 시간을 지연시켜 배기팬의 회전수가 정회전수에 도달한 후에 버너에 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 방법을 제2도와 제3도의 플로우차트를 사용하여 설명한다. 사용자가 난방 또는 온수 사용을 위하여 온도를 설정하면 보일러의 제어량이 변화된다. 이 설정 온도에 따라서 마이컴(20)에서는 필요한 열량을 계산하고, 이에 필요한 가스압을 계산한다. 이러한 제어량의 변화에 따라서 최종적으로 배기팬(15)의 회전수가 산출된다. 이것은 종래의 보일러에서 통상적으로 프로그램적으로 처리되는 것이다.

즉, 사용자가 온도를 설정하면 가스압이 계산되고 이에 따른 가스밸브(1)의 공급 전류치와 필요한 배기팬의 회전수가 계산된다. 이것들은 모두 데이타화되어 저장되어 있다.

배기팬(15)을 회전시키기 위하여 마이컴(20)에서 제어신호를 출력한 후에 마이컴(20)은 즉시 배기팬(15)의 회전수를 입력받아서 가스압에 적합한 소정의 회전수인가를 측정한다. 통상적으로 배기팬(15)의 회전수는 상기의 설명에서와 같은 이유로 하여 즉각적으로 정상 회전수에 도달하지 못한다.

마이컴(20)은 회전수가 정상 회전수가 아니면 즉각 타이머(22)를 작동시켜 시간의 경과를 측정한다. 즉 타이머(22)를 작동시킨 후에 배기팬(15)의 회전수를 배기팬 구동부(21)로부터 입력받아서 회전수를 감지한다.

회전수가 정상 회전수로 감지되면 마이컴(20)은 이 때까지의 소요 시간을 측정하고 이 시간을 지연 시간(D)으로 설정한다. 이렇게 설정된 지연 시간(D)은 주기억부(23)에 저장된다.

이렇게 주기억부(23)에 저장된 상태에서 사용자에 의하여 다시 제어량의 변화가 발생되면, 마이컴(20)은 변화에 따른 가스 밸브(1)의 공급압, 배기팬(15)의 회전수 등을 계산하고 배기팬(15)을 적정 회전수로 회전시키기 위하여 배기팬 구동부(21)에 제어신호를 출력한다. 이 때 종래와는 달리 가스 밸브(1)에 제어 신호를 출력하는 대신에 상기 주기억부(23)에 저장된 지연 시간만큼 시간의 경과를 기다린다.

지연 시간(D)이 경과하면 마이컴(20)에서는 가스 밸브(1)에 제어신호를 출력하여 가스 밸브(1)를 열어준다. 이에 따라서 버너(2)에 가스가 공급되며, 마이컴(20)은 불꽃 점화기에 제어신호를 출력하여 착화 행정을 수행하게 된다.

이 때의 배기팬(15)의 회전수는 이미 공급되는 가스 압력에 적합한 회전수로 조정되어서 그 상태를 유지하고 있으므로 착화 실패와 같은 종래의 문제점이 해소되는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 의하면 배기팬이 적정 회전수에 도달하는 시간만큼 가스밸브의 작동 시간을 지연시켜 버너에 공급되는 가스압에 적절한 풍량을 공급할 수 있는 이점이 있는 것이다.

또한 가스압과 배기팬의 회전수를 일치시켜 버너에서 발생되는 소음과 불완전 연소를 방지할 수 있는 효과가 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 속한다 할 것이다.

Claims (1)

1. 시간의 경과를 측정하는데 사용되는 타이머(22), 배기팬의 회전수를 제어하는데 사용되는 배기팬구동부(21),버너(2)에 적정량의 가스를 공급하는데 사용되는 가스밸브(1), 및 상기 타이머(22)에 의하여 측정되는 지연 시간을 저장하는데 사용되는 주기억부(23), 및 전체 행정을 제어하기 위한 프로그램이 내장된 마이컴(20)을 포함하는 비례제어 보일러에 있어서, 사용자에 의하여 변경되는 난방수 또는 온수 온도와 같은 제어량의 변화에 상응하는 적정 회전수에 배기팬(15)의 회전수가 도달하는 지연 시간(D)을 타이머(22)를 사용하여 마이컴(20)에서 측정하고 저장하는 단계; 및 사용자에 의하여 또다시 제어량이 변화되면 배기팬 구동부(21)를 사용하여 배기팬(15)의 회전수를 제어하며 상기 지연 시간(D)만큼 가스 밸브(1)의 개방시간을 지연시켜 배기팬(15)의 회전수가 정회전수에 도달한 후에 버너(2)에 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 비례제어보일러의 연소제어방법.