KR0170170B1

KR0170170B1 - 연소장치

Info

Publication number: KR0170170B1
Application number: KR1019950003797A
Authority: KR
Inventors: 이쿠로오 아다치; 히데오 오카모토
Original assignee: 최창선; 린나이코리아주식회사; 나이또 스스무; 린나이 가부시기가이샤
Priority date: 1994-08-23
Filing date: 1995-02-25
Publication date: 1999-03-20
Anticipated expiration: 2015-02-25
Also published as: KR960008167A; JPH0861666A; JP2828909B2

Abstract

본 발명은 가스의 종류가 상위하더라도 보정수단에 의하여 연소용팬의 회전수를 적정하게 보정함으로써 양호한 공연비를 얻을 수 있는 연소장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로서, 그 구성은 가스버너(6)의 연소량에 대응한 상기 연소용팬(10)의회전수를 지정하는 회전수지정회로(19)와, 연소용팬의 회전수를 검출하는 회전수검출회로(20)와, 검출팬회전수와 지정팬회전수를 비교하여 검출팬회전수가 지정팬회전수와 일치하도록 연소용팬의 회전수를 제어하는 팬회전수제어회로(23)와, 팬회전수제어회로(23)로 부터의 출력치에 대응하여 연소용팬(10)을 회전시키는 팬구동회로(24)와, 연소용팬(10)에 대한 송풍부하의 유무에 따라서 지정팬회전수에 대한 제1보정계수(R_{1 AIR})를 설정하는 보정계수설정회로(31)와, 제1보정계수(R_{1 AIR})를 가스의 종류에 대응하도록 조정하여 지정팬회전수에 대한 제2보정계수(R_{2 AIR})를 구하는 보정계수조정회로(31d)와, 제2보정계수(R_{2 AIR})를 지정팬회전수에 곱하여 구해진 지시치를 지정팬회전수로 하여 팬회전수제어회로(23)로 지정하는 보정회전수지정회로(34)를 구비한 것이다.

Description

연소장치

제1도는 본 발명의 일실시예인 급탕기를 나타내는 개략도.

제2도는 제1보정계수 및 제2보정계수의 산출방법을 설명하기 위한 그래프.

제3도는 연소용팬의 가스버너에 대한 송풍량의 제어와 비례제어밸브의 열림정도의 제어를 설명하기 위한 블록도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

6 : 가스버너 9 : 비례제어밸브

10 : 연소용팬 19 : 회전수지정회로

20 : 회전수검출회로 23 : 팬회전수제어회로

24 : 팬구동회로 R_{1 AIR}: 제1보정계수

31 : 보정계수설정회로 R_{2 AIR}: 제2보정계수

31a : 보정량조정회로 31b : 가스종류전환스위치

31c : 가스종류판정회로 31d : 보정계수조정회로

34 : 보정회전수지정회로 35 : 연료공급량설정회로

36 : 전류치변환회로 38 : 보정전류치지시회로

39 : 비례밸브구동회로 40 : 전류치검지회로

41 : 전류치제어회로

본 발명은 가스버너로의 가스공급량을 제어하는 비례제어밸브와 상기 가스버너로 연소용공기를 공급하는 연소용팬을 구비한 연소장치에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 연소장치로서는 가스버너의 연소량에 대응한 연소용팬의 팬회전수(지정팬회전수)를 팬회전수제어수단으로 지정하고, 이 팬회전수제어수단이 연소용팬에 대하여 상기 지정팬회전수에 대응한 신호를 출력함으로써 상기 연소용팬을 연소량에 대응하여 회전시키고, 또 일측에서는 이때의 회전수를 회전수 검출수단으로 검출하여 팬회전수제어수단으로 피드백하고, 상기 회전수검출수단에 의하여 검출된 검출팬회전수가 상기 지정팬회전수와 상위한 경우에는 팬회전수제어수단에 의하여 상기 검출팬회전수가 상기 지정팬회전수와 일치하도록 연소용팬의 회전수를 제어함으로써, 가스버너로 연소량에 대응한 공기를 공급하여 공연비(空燃比 : 공기와 연소된 가스의 비)를 적정하게 유지하도록 한 것이 알려져 있다.

그러나, 이러한 연소장치에 있어서는 배기통로가 폐색되거나 배기통로로 외부에서 강풍이 불어닥치거나 하여 연소용팬의 송풍에 대하여 송풍부하가 가해지면, 연소용팬의 회전수가 상술한 피드백제어에 의하여 지정회전수로 유지됨으로써 연소용팬에서 가스버너로 공급되는 공기의 양이 상기 송풍부하가 증가할수록 점점 감소하기 때문에 공연비가 악화되어 불완전연소의 발생을 초래하는 문제점이 있었다.

따라서, 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 연소용팬에 배기통로의 폐색 등이 송풍부하가 가해졌을때에 회전수지정회로에서 팬회전수제어회로로 출력되는 지정팬회전수를 보정수단에 의하여 증대보정함으로써, 상술한 피드백제어에 의하여 감소한 가스버너로의 공기공급량을 소정량 증가시켜서 공연비를 적정하게 유지하도록 한 것이 제안되어 있다(일본국 특허공개공보 평3-186113호 참조).

그러나, 이러한 연소장치에 있어서는 보정수단에 의하여 가스버너로 공급되는 공기의 양을 증대하도록 보정하면, 가스버너로 공급되는 가스의 종류에 따라서는 상기 가스버너가 실화(失火)되어 버린다는 문제점이 있었다.

즉, 가스버너로 공급되는 가스의 종류는 13A(천연가스), 6C(도시가스), LPG 등을 들 수 있는데, 이들 가스는 각각 가스조압치(調壓値)가 상위하다. 여기서, 연소용팬에 상술한 송풍부하가 가해졌을 경우의 연소실(가스버너가 수용된다.)내의 압력의 상승량은 가스의 종류에 관계없이 일정하다.

따라서, 연소실내의 압력이 상승한 경우에는 가스조압치가 낮은 것일수록 비례제어밸브에서 가스버너로 공급되는 가스량(가스압)의 저하가 커진다. 한편, 상술한 보정수단에 의한 지정회전수의 증대보정량은 가스의 종류에 관계없이 일정하다. 그 결과, 가스량의 저하의 대소에 관계없이 가스버너로 일정한 공기량이 공급되기 때문에, 가스량이 크게 저하된 것에 대하여 공기의 양이 많아져서 가스버너가 실화되어 버리는 문제점이 있었다.

또한, 가스량 조정수단과 공기량 조정수단에 의하여 가스종에 따른 가스량과 공기량에 자동조정하는 가스급탕기등의 가스연소장치에 있어서, 전환가스방법 기억수단으로 전환해야 하는 가스종의 전환가스방법을 메모리에 입력하여 미리 기억시켜두고 가스종 전환시에 절환스위치등의 전환조작수단의 원터치조작에 의해서 순간적으로 전환할 수 있는 것도 제안되어 있다(일본국 공개특허 평 4-344017호 참조).

그러나, 이러한 구성의 가스연소장치에서는 사용자가 일일히 스위치의 조작을 통해 가스종의 전환가스방법을 메모리에 입력시켜 주어야 할 뿐만 아니라, 가스종을 전환할 시 절환스위치등을 원터치 조작해야 하는 번거로움이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위하여 된 것으로서, 가스의 종류가 상위하더라도 보정수단에 의하여 연소용팬의 회전수를 적정하게 보정함으로써 양호한 공연비를 얻을 수 있는 연소장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 연소장치는 이러한 목적을 달성하기 위하여, 연소실내에 설치된 가스버너와; 이 가스버너로의 가스공급량을 제어하는 비례제어밸브와; 상기 가스버너로 연소용공기를 공급하는 연소용팬과; 상기 가스버너의 연소량에 대응한 상기 연소용팬의 회전수를 지정하는 회전수지정수단과; 상기 연소용팬의 회전수를 검출하는 회전수검출수단과; 이 회전수검출수단에 의하여 검출된 검출팬회전수가 상기 회전수지정수단에 의하여 지정된 지정팬회전수와 일치하도록 상기 연소용팬의 회전수를 제어하는 팬회전수제어수단과; 상기 연소용팬에 송풍부하가 가해진 경우에 상기 회전수지정수단에서 상기 팬회전수제어수단으로 지정되는 지정팬회전수를 보정하는 보정수단; 을 구비한 연소장치에 있어서, 상기 보정수단에 의하여 보정되는 상기 지정팬회전수의 보정량을 상기 비례제어밸브에서 상기 가스버너로 공급되는 가스의 종류에 대응하도록 조정하는 보정량조정수단을 구비시킨 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 연소장치는 연소실내에 설치된 가스버너와; 이 가스버너로의 가스공급량을 제어하는 비례제어밸브와; 상기 가스버너로 연소용공기를 공급하는 연소용팬과; 상기 가스버너의 연소량에 대응한 상기 연소용팬의 회전수를 지정하는 회전수지정회로와; 상기 연소용팬의 회전수를 검출하는 회전수검출회로와; 이 회전수검출회로에 의하여 검출된 검출팬회전수와 상기 회전수지정회로에 의하여 지정된 지정팬회전수를 비교하여 상기 검출팬회전수가 상기 지정팬회전수와 일치하도록 상기 연소용팬의 회전수를 제어하기 위한 회전제어신호를 출력하는 팬회전수제어회로와; 이 팬회전수제어회로로 부터의 출력치에 대응하여 상기 연소용팬을 상기 지정팬회전수로 회전시키는 팬구동회로와; 상기 연소용팬에 의한 송풍에 대하여 송풍부하가 가해지지 않을 때의 상기 출력치와 상기 검출팬회전수의 관계에 의하여 결정되는 특성과, 상기 송풍부하가 가해졌을 때의 상기 출력치와 상기 검출팬회전수의 관계에 의하여 결정되는 특성의 비교에 의거하여 상기 지정팬회전수에 대한 제1보정계수를 구하는 보정계수설정회로와; 상기 제1보정계수를 상기 비례제어밸브에서 상기 가스버너로 공급되는 가스의 종류에 대응하도록 조정하여 상기 지정팬회전수에 대한 제2보정계수를 구하는 보정계수조정회로와; 이 보정계수조정회로에 의하여 조정된 상기 제2보정계수를 상기 지정팬회전수에 곱하여 보정회전수지시치를 구하여 이 보정회전수지시치를 지정팬회전수로서 상기 팬회전수제어회로로 지정하는 보정회전수지정회로; 를 구비한 것을 특징으로한다.

또한, 본 발명의 연소장치는 상기 검출팬회전수에 대응하여 상기 가스버너로의 가스공급량을 구하는 연료공급량설정회로와; 상기 가스공급량을 전류치로 변환하는 전류치변환회로와; 이 전류치변환회로에 의하여 변환된 전류치를 상기 보정계수조정회로에 의하여 조정된 상기 제2보정계수로 나누어 보정전류치를 구하여 이 보정전류치를 지정하는 보정전류치지정회로와; 상기 보정전류치에 의거하여 상기 비례제어밸브를 구동시키는 비례밸브구동회로와; 이 비례밸브구동회로에서 상기 비례제어밸브로 지시되는 전류치를 검지하는 전류치검지회로와; 이 전류치검지회로에 의하여 검지된 전류치와 상기 보정전류치를 비교하여 상기 전류치가 상기 보정전류치와 일치하도록 상기 비례제어밸브에 대한 전류치를 제어하는 전류치제어회로; 를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 구성에 의하여 다음과 같은 작용을 한다.

특허청구범위 제1항에 기재된 연소장치에 의하면, 회전수지정수단이 가스버너의 연소량에 대응한 연소용팬의 회전수를 팬회전수제어수단으로 지정하고, 이 팬회전수제어수단에서 출력되는 출력치에 의거하여 연소용팬이 지정팬회전수로 회전된다. 이 때, 연소용팬의 회전수는 회전수검출수단에 의하여 검출되어 팬회전수제어수단으로 피드백되고, 이 팬회전수제어수단은 회전수검출수단에 의하여 검출된 검출팬회전수가 지정팬회전수와 일치하도록 연소용팬의 회전수를 제어한다. 따라서, 연소용팬의 회전수가 회전수지정회로에서 지정되는 연소량에 대응한 지정팬회전수로 회전제어된다.

또, 이 회전제어상태에 있어서 연소용팬에 송풍부하가 가해짐으로써 변화된 팬회전수가 상술한 피드백제어에 의하여 지정팬회전수로 되돌아간 경우에는, 보정량조정수단이 보정수단에 의하여 보정되는 지정팬회전수의 보정량을 가스의 종류에 대응하도록 조정하고, 조정된 지정팬회전수가 회전수지정수단에서 팬회전수제어수단으로 지정된다.

따라서, 가스의 종류에 대응한 지정팬회전수의 보정, 나아가서는 연소용팬의 회전수의 보정이 이루어지므로, 가스의 종류에 대응한 가스버너의 연소량에 대하여 적정한 풍량이 확보된다.

특허청구범위 제2항에 기재된 연소장치에 의하면, 회전수지정회로가 가스버너의 연소량에 대응한 연소용팬의 회전수를 팬회전수제어회로로 지정하고, 이 팬회전수제어회로에서 출력되는 출력치에 의거하여 팬구동회로가 연소용팬을 지정팬회전수로 회전시킨다. 이때, 연소용팬의 회전수는 회전수검출회로에 의하여 검출되어 팬회전수제어회로로 피드백되고, 이 팬회전수제어회로에 의하여 상기 지정 팬회전수와 비교된다. 그리고, 회전수검출회로에 의하여 검출된 검출팬회전수가 지정팬회전수와 상위한 경우에는, 팬회전수제어회로가 검출팬회전수가 지정팬회전수와 일치하도록 연소용팬의 회전수를 제어한다. 따라서, 연소용팬의 회전수가 회전수지정회로에 지정되는 연소량에 대응한 지정팬회전수로 회전제어된다.

또, 이 회전제어상태에 있어서 연소용팬에 송풍부하가 가해짐으로써 변화한 팬회전수가 상술한 피드백제어에 의하여 지정팬회전수로 되돌아간 경우에는, 보정계수설정회로가 연소용팬에 송풍부하가 가해지지 않을 때의 상기 팬회전수제어회로로 부터의 출력치와 상기 검출팬회전수의 관계에 의하여 결정되는 특성과, 상기 송풍부하가 가해졌을 때의 상기 출력치와 상기 검출팬회전수의 관계에 의하여 결정되는 특성의 비교에 의거하여 상기 지정팬회전수에 대한 제1보정계수를 구한다. 그리고, 보정계수조정회로가 비례제어밸브에서 가스버너로 공급되는 가스의 종류에 대응하도록 상기 제1보정계수를 조정하여 제2보정계수를 구하고, 보정회전수지정회로가 조정된 제2보정계수를 지정팬회전수에 곱하여 보정회전수지장치를 구하여 이 보정회전수지시치를 팬회전수제어회로로 출력한다. 따라서, 가스의 종류에 대응한 지정팬회전수의 보정, 나아가서는 연소용팬의 회전수의 보정이 이루어지므로, 가스의 종류에 대응한 가스버너의 연소량에 대응하여 적정한 풍량이 확보된다.

특허청구범위 제3항에 기재된 연소장치에 의하면, 회전수검출회로에 의하여 검출된 검출팬회전수는 연료공급량설정회로로 출력되고, 이 연료공급량설정회로에 의하여 상기 검출팬회전수에 대응한 비례제어밸브로의 가스공급량이 구해진다. 그리고 이 가스공급량은 전류치변환회로에 의하여 전류치로 변환되어 보정전류치지정회로로 출력된다. 이 보정전류치지정회로는 상술한 가스의 종류에 대응한 연소용팬의 회전수의 보정이 이루어진 경우에 이 보정에 의하여 가스버너로 공급되는 가스의 양이 변화하지 않도록 상기 가스량을 조정하기 위한 것으로서, 상기 전류치변환회로에 의하여 변환된 전류치를 제2보정계수로 나누어 비례제어밸브에 대한 보정전류치를 구하고, 이 보정전류치를 비례밸브구동회로로 지시하고, 이 비례밸브구동회로는 상기 보정전류치에 의거하여 비례제어밸브를 구동한다.

이 때, 비례밸브구동회로에서 비례제어밸브로 실제로 지정된 전류치는 전류치검지회로에 의하여 검지되고, 이 검지전류치는 전류치제어회로에 의하여 상기 보정전류치와 비교된다. 그리고, 양자가 상위한 경우에는 전류치제어회로에 의하여 상기 전류치가 상기 보정전류치와 일치하도록 상기 비례제어밸브에 대한 전류치가 제어된단.

이하, 본 발명의 일실시예를 제1도 내지 제3도를 참조하여 설명한다. 제1도는 본 발명의 일실시예인 급탕기의 개략도, 제2도는 제1보정계수 및 제2보정계수의 산출방법을 설명하기 위한 그래프, 제3도는 연소용팬의 가스버너에 대한 송풍량의 제어와 비레제어밸브의 열림정도의 제어를 설명하기 위한 블록도이다.

제1도를 참조하여 급탕기의 전체구성을 설명하면, 1은 연소하우징, 2는 연소하우징(1)에 설치된 열교환기(3)를 통하여 배치된 통수관, 3a는 통수관(2)의 상류측에서 통수관(2)을 흐르는 물의 유량을 검지하는 수량센서, 4는 열교환기(3)의 하류측에 있어서 통수관(2)에 설치된 온도센서인 서미스터, 5는 연소하우징(1)에 설치된 가스버너(6)로 가스를 공급하는 가스공급관, 7, 8, 9는 각각 가스공급관(5)에 그 상류측부터 차례로 설치된 메인전자밸브, 급탕전자밸브 및 가스비례제어밸브, 10은 가스버너(6)로 연소용공기를 공급하는 연소용팬, 11은 열교환기(3)의 상측에 있어서 가스버너(6)에서 연소된 연소배기가스를 배기하는 배기통로, 12는 가스버너(6)를 점화하는 점화기, 13은 가스버너(6)의 착화를 검지하는 플레임로드, 14는 급탕기의 동작을 제어하는 콘트롤유니트, 15는 사용자가 출탕온도의 설정(연소량의 설정)등을 행하기 위한 온도조절볼륨이다. 통수관(2)의 하류단부에는 도시하지 않은 급탕전(給湯錢)이 부착되어 있다. 콘트롤유니트(14)는 연소용팬(10)의 가스버너(6)에 대한 송풍량을 제어하는 송풍량제어수단 및 비례제어밸브(9)의 열림정도를 제어하는 비레밸브제어수단을 구비한 제어장치를 포함하는 마이크로컴퓨터로 구성되어 있다.

이러한 급탕기의 기본적 동작은 다음과 같다.

즉, 도시하지 않은 급탕전을 열면 콘트롤유니트(14)가 수량센서(3a)를 통하여 이것을 검지하고, 상기 콘트롤유니트(14)는 온도조절볼륨(15)에 의한 설정온도에 의거하여 연소용팬(10)의 회전수를 제어하여 가스버너(6)로 연소량에 대응한 공기를 공급하고, 메인전자밸브(7) 및 주(主)전자밸브(8)를 열개됨과 아울러 연소용팬(10)에 의한 공기의 공급량에 대응하여 비례제어밸브(9)의 열림정도를 제어하고, 또한 점화기(12)를 구동하여 가스버너(6)를 착화한다. 그러면 가스버너(6)가 연소를 개시하고, 통수관(2)을 급탕전을 향하여 흐르는 물이 온도조절볼륨(15)의 설정온도와 일치하도록 열교환기(3)를 통하여 가열된다.

이어서, 연소용팬(10)의 가스버너(6)에 대한 송풍량의 제어와 비례제어밸브(9)의 열림정도를 제어하는 제어장치를 제2도 및 제3도를 참조하여 설명한다.

제3도에 있어서, 16은 이러한 동작을 제어하는 제어장치로서, 이 제어장치(16)는 연소용팬(10)의 송풍량을 제어하는 송풍량제어수단(17)과, 비례제어밸브(9)의 열림정도를 제어하는 비례밸브제어수단(18)을 구비한다.

송풍량제어수단(17)은, 연소량에 대응하여 연소용팬(10)의 회전수를 지정하는 회전수지정회로(19), 연소용팬(10)의 회전수를 검출하는 회전수검출회로(20), 회전수검출회로(20)에서 피드백된 검출팬회전수와 회전수지정회로(19)에 의하여 지정된 지정팬회전수를 비교회로(21)에 의하여 비교하여 상기 검출팬회전수가 상기 지정팬회전수와 일치하도록 상기 연소용팬(10)의 회전수를 제어하기 위한 전류치(또는 압력치)를 회전제어신호출력회로(22)로 지시하는 팬회전수제어회로(23), 상기 전류치에 대응하여 연소용팬(10)을 지정팬회전수로 회전시키는 팬구동회로(24), 배기통로(11)의 폐색과 외부에서 배기통로(11)로 불어오는 강풍 등으로 인하여 연소용팬(10)에 송풍부하가 가해진 경우에 회전수지정회로(19)에서 팬회전수제어회로(23)로 지정되는 지정팬회전수를 비례제어밸브(9)에서 가스버너(6)로 공급되는 가스의 종류에 대응하도록 보정하는 보정회로(25)를 구비한다.

회전수지정회로(19)는 온도조절볼륨(15)으로 부터의 출력치에 의거하여 연소량연산회로(26)에 의하여 가스버너(6)의 연소량을 산출하고, 회전수지시회로(27)에 의하여 상기 연소량에 대응한 팬회전수를 보정회로(25)를 통하여 팬회전수제어회로(23)로 지시한다.

보정회로(25)는 연소용팬(10)에 송풍부하가 가해진 경우에 회전수지정회로(19)에서 팬회전수제어회로(23)로 지정되는 지정팬회전수를 가스의 종류에 대응하도록 보정하여 적정한 송풍량으로 유지하기 위한 것으로서, 비교회로(28), 상관검출회로(29) 및 보정계수연산회로(30)를 구비하는 보정계수설정회로(31)와; 가스종류전환스위치(31b), 가스종류판정회로(31c) 및 보정계수조정회로(31d)를 구비하는 보정량 조정회로(31a)와; 보정회전수연산회로(32) 및 보정회전수지시회로(33)를 구비하는 보정회전수지정회로(34)로 구성된다.

그리고, 연소용팬(10)에 송풍부하가 가해진 경우에 보정계수설정회로(31)에 의하여 회전수지정회로(19)에서 지시되는 지정팬회전수에 대한 제1보정계수(R_{1 AIR})를 산출함과 아울러 보정량조정회로(31a)에서 보정계수설정회로(31)에 의하여 산출된 제1보정계수(R_{1 AIR})를 가스버너(6)로 공급되는 가스의 종류에 대응하도록 조정하여 상기 지정팬회전수에 대한 제2보정계수(R_{2 AIR})를 구하고, 그리고 다시 보정회전수지정회로(34)에서 회전수지정회로(19)로 부터 지시된 지정팬회전수에 제2보정계수(R_{2 AIR})를 곱하여 보정회전수지시치를 산출하여 이 보정회전수지시치를 지정팬회전수로 하여 팬회전수제어회로(23)로 출력한다.

제1보정계수(R_{1 AIR})는 연소용팬(10)에 대하여 송풍부하가 가해지지 않은 때의 팬회전수제어회로(2)에서 지시되는 전류치와 회전수검출회로(20)에 의하여 검출되는 검출팬회전수의 관계에 의하여 결정되는 특성과, 상기 송풍부하가 가해졌을 때의 상기 전류치와 검출팬회전수의 관계에 의하여 결정되는 특성을 비교하므로써 구해지는 것으로서 다음과 같이 하여 산출된다.

즉, 연소용팬(10)의 송풍량(Q)과 회전수(φ)가 대략 Q=a×φ(이하, (1)식이라 한다.)의 관계로 되어 있고, 또한 연소용팬(10)에 대한 송풍부하에 대응하여 a값이 변화하는 것을 이용하여 제1보정계수(R_{1 AIR})를 Q=R_{1 AIR}×a×φ(이하, (2)식이라 한다.)로 정의한다.

여기서, 송풍량(Q)은 기본적으로 팬회전수제어회로(23)에서 팬구동회로(24)로 지시되는 전류치(A)에 의하여 결정되므로, 상기 송풍량(Q)을 상기 전류치 (A)로 대용함과 아울러 회전수(φ)를 회전수검출회로(20)에 의하여 검출된 검출팬회전수로 하여, 연소용팬(10)에 송풍부하가 가해지지 않은 경우와 가해진 경우의 양자의 관계를 제2도에 나타낸다.

제2도는 종축을 전류치(A)로 하고, 횡축을 검출팬회전수(φ)로 하여 연소용팬(10)에 대한 송풍부하의 유무에 따른 전류치(A)와 검출팬회전수(φ)의 관계를 나타낸 그래프이다.

(가)는 연소용팬(10)에 송풍부하가 가해지지 않은 경우의 양자 관계, (나)는 배기통로(11)의 폐색 등으로 인하여 연소용팬(10)에 송풍부하가 가해진 경우에 연소용팬(10)의 회전수가 증대경향으로 되는 것을 상술한 피드백제어에 의하여 상기 회전수가 일정하게 유지됨으로써 전류치(A)가 작아진다(송풍량이 저하된다)라는 양자의 관계, (다)는 강풍에 의하여 배기통로(11)의 출근부근이 부압(負壓)으로 되는 것 등으로 인하여 연소용팬(10)에 송풍부하가 가해진 경우에 상기 연소용팬(10)의 회전수가 감소경향으로 되는 것을 상술한 피드백제어에 의하여 상기 회전수가 일정하게 유지됨으로써 전류치(A)가 커진다(송풍량이 과잉으로 된다)라는 양자의 관계를 나타내고 있다.

(가), (나), (다)의 각 특성을 (1)식과의 관계에서 살펴 보면, (1)식의 a값은 (가), (나), (다)의 원점(O)에서의 각 기울기에 상당하므로, 송풍부하가 없는 경우(가)에 있어서의 a값을 가령 1로 설정하면, (나) 및 (다)의 각 a값은 각각 0.9 및 1.1로 된다(이들 기울기는 전류치(A)와 검출팬회전수(φ)가 비교회로(28)에 의하여 비교된 후 상관검출회로(29)에 의하여 검출된다).

여기서, 송풍부하의 유무에 관계없이 일정한 송풍량을 얻기 위해서는, (2)식에 있어서 (가)의 경우(표준상태)의 제1보정계수(R_{1 AIR})로 1로 하고, (나) 및 (다)의 각 제1보정계수(R_{1 AIR})를 R_{1 AIR}×a=1로 되도록 하므로써 가능하다(보정계수연산회로(30)의 연산처리에 의하여 산출된다).

따라서, (나)에서는 제1보정계수(R_{1 AIR})=1/a=1/0.9=1.1로 되어 연소용팬(10)의 회전수가 증대보정되고, (다)에서는 제1보정계수(R_{1 AIR})=1/a=1/1.1=0.9로 되어 상기 회전수가 감소보정되나, 이 상태로는 가스버너(6)로 공급되는 가스의 종류에 따라서 가스버너(6)가 실화하거나 불완전연소가 발생할 우려가 있다.

즉, 비례제어밸브(9)에서 가스버너(6)로 공급되는 가스의 종류는 13A(천연가스), 6C(도시가스), LPG 등을 들 수 있는데, 이들 가스는 각각 가스조압치가 상위한다. 여기서, 배기통로(11)의 폐색 등으로 인하여 연소용팬(10)에 송풍부하가 가해진 경우에 연소하우징(1)내의 압력의 상승량은 가스의 종류에 관계없이 일정하기 때문에, 연소하우징(1)내의 압력이 상승한 경우에는 가스조절치가 낮은 것일수록 비례제어밸브(9)에서 가스버너(6)로 공급되는 가스량(가스압)이 크게 저하된다.

그런데, 상술한 제1보정계수(R_{1 AIR})에 의한 송풍량의 증대보정량 혹은 감소보정량은 가스의 종류에 관계없이 일정하기 때문에, 가스버너(6)의 가스량의 저하의 대소에 관계없이 가스버너(6)에 대하여 일정한 공기량의 증대 혹은 감소가 이루어진다.

따라서, 증대보정의 경우에는 가스버너(6)의 가스량이 크게 저하된 것에 대하여 공기공급량이 너무 많아서 가스버너(6)가 실화되어 버리고, 감소보정의 경우에는 가스버너(6)의 가스량이 크게 저하된 것에 대하여 공기공급량이 너무 적어서 불완전연소가 발생할 우려가 있다.

따라서, 상술한 바와 같이 보정량조정회로(31a)에 의하여 가스버너(6)로 공급되는 가스의 종류에 대응하여 제1보정계수(R_{1 AIR})를 조정하여 제2보정계수(R_{2 AIR})를 구하고, 보정회전수연산회로(32)에 의하여 회전수지정회로(19)에서 지정되는 지정팬회전수에 상기 제2보정계수(R_{2 AIR})를 곱하여 보정회전수지시치를 산출하고, 상기 보정회전수지시치를 보정회전수지시치회로(33)에서 팬회전수제어회로(23)로 지정팬회전수로서 지시하므로써, 팬회전수제어회로(23)에서 팬구동회로(24)로 가스의 종류에 대응한 전류치(A)를 팬구동회로(24)로 출력하여 가스버너(6)에 대한 적정한 송풍량을 유지하고 있다.

본 실시예에서는 비례제어밸브(9)에서 가스버너(6)로 공급되는 가스의 종류가 13A, 6C인 경우에 있어서 제2보정계수(R_{2 AIR})를 다음 식을 이용하여 구한다.

R_{2 AIR}=(R_{1 AIR}-1)X+1(X는 가스의 종류에 대응하여 조정되는 조정치; 이하, (3)식이라 한다.)

여기서, 13A의 가스조압치는 100~200mmH₂O이고, 6C의 가스조압치는 13A의 약 절반인 40~100mmH₂O이므로, 13A를 X=1(기준치)로 하고 6C를 X=0.5로 한다. 그리고, 가스종류전환스위치(31b)를 13A 또는 6C 중 어느 하나로 전환조작하여 가스의 종류를 선택하므로써, 가스종류판정회로(31c)가 보정계수조정회로(31d)로 가스종류에 대응한 X의 값을 지정하고, 상기 보정계수조정회로(31d)가 (3)식에 따라서 제2보정계수(R_{2 AIR})를 연산처리한다.

제1보정계수(R_{1 AIR})=1.1(증대보정)인 경우에 가스종류가 31A라면, (3)식에 제2보정계수(R_{2 AIR})=(1.1-1)1+1=1.1로 되어 제1보정계수(R_{1 AIR})와 동일하게 된다. 이 경우의 연소용팬(10)의 회전수는 1.1×지정회전수(보정회전수지시치)로 되고, 그 증대보정량은 0.1×지정회전수로 된다. 가스종류가 6C라면, 제2보정계수(R_{2 AIR})=(1.1-1)0.5+1=1.05로 된다(제2도의 (라) 참조). 이 경우의 연소용팬(10)의 회전수는 1.05×지정회전수(보정회전수지시치)로 되고, 그 증대보정량은 13A의 0.1×지정회전수에서 0.05×지정회전수로 조정된다. 따라서, 가스종류가 상술한 가스량의 저하가 큰 6C인 경우에는, 가스버너(6)로의 공기공급량이 13A에 비하여 저감되므로 적정량의 공기가 가스버너(6)로 공급됨으로써, 상술한 가스버너(6)로의 공기공급량의 과잉으로 인한 실화가 양호하게 방지된다.

또, 제1보정계수(R_{1 AIR})=0.9(감소보정)인 경우에 가스종류가 13A라면, (3)식에서 제2보정계수(R_{2 AIR})=(0.9-1)1+1=0.9로 되어 제1보정계수(R_{1 AIR})와 동일하게 된다. 이 경우의 연소용팬(10)의 회전수는 0.9×지정회전수(보정회전수지시치)로 되고, 그 감소보정량은 -0.1×지정회전수로 된다. 가스종류가 6C라면, 제2보정계수(R_{2 AIR})=(0.9-1)0.5+1=0.95로 된다(제2도의 (마) 참조). 이 경우의 연소용팬(10)의 회전수는 0.95×지정회전수(보정회전수지시치)로 되고, 그 감소보정량은 13A의 -0.1×지정회전수에서 -0.05×지정회전수로 조정된다.

따라서, 가스종류가 상술한 가스량의 저하가 큰 6C인 경우에는, 가스버너(6)로의 공기공급량이 13A에 비하여 저감되므로 적정한 공기량이 공급됨으로써, 상술한 가스버너(6)로의 공기공급량의 부족으로 인한 불완전연소의 발생이 양호하게 방지된다.

그리고, 비례밸브제어수단(18)에 대하여 설명하면, 이 비례밸브제어수단(18)은 회전수검출회로(20)에 의하여 검출된 검출팬회전수에 대응하여 비례제어밸브(9)로 공급되는 연료공급량을 구하는 연소공급량설정회로(35)와, 상기 연료공급량을 전류치로 변환하는 전류치변환회로(36)와, 상술한 연소용팬(10)의 가스종류에 대응한 회전수보정이 이루어진 경우에 이 보정에 의하여 가스버너(6)로 공급되는 연료의 양이 변화하지 않도록 이 연료량을 조정하기 위하여 상기 전류치변환회로(36)에 의하여 변환된 전류치(I)(φ)를 상기 제2보정계수(R_{2 AIR})로 나누어 보정전류치를 구하는 보정전류치연산회로(37)와, 상기 보정전류치를 출력하는 보정전류치지시회로(38)와, 상기 보정전류치에 의거하여 비례제어밸브(9)를 구동시키는 비례밸브구동회로(39)와, 이 비례밸브구동회로(39)에서 비례제어밸브(9)로 지시되는 전류치를 검지하는 전류치검지회로(40)와, 이 전류치검지회로(40)에 의하여 검지된 전류치와 상기 보정전류치를 비교하여 상기 전류치가 상기 보정전류치와 일치하도록 상기 비례제어밸브(9)에 대한 전류치를 제어하는 전류치제어회로(41)를 구비한다.

이어서, 상술한 연소용팬(10)의 송풍량의 제어와 비례제어밸브(9)의 열림정도의 제어를 제3도를 참조하여 설명한다.

온도조절볼륨(15)에 의하여 온도가 설정되면, 연소량연산회로(26)가 상기 설정온도에 대응한 가스버너(6)의 연소량을 산출하고, 회전수지시회로(27)에 의하여 가스버너(6)의 연소량에 대응한 연소용팬(10)의 회전수를 보정회전수지정회로(34)를 통하여 팬회전수제어회로(23)를 지정하고, 회전제어신호출력회로(22)에서 지시되는 전류치(A)에 의거하여 팬구동회로(24)가 연소용팬(10)을 지정팬회전수로 회전시킨다.

이 때, 연소용팬(10)의 회전수는 회전수검출회로(20)에 의하여 검출되어 팬회전수제어회로(23)의 비교회로(21)로 피드백되어 상기 지정팬회전수와 비교된다. 그리고, 회전수검출회로(20)에 의하여 검출된 검출팬회전수가 지정팬회전수와 상위한 경우에는, 연소용팬(10)의 회전수가 지정팬회전수와 일치하도록 회전제어신호출력회로(22)에서 팬구동회로(24)로 전류치가 지시되어 연소용팬(10)의 회전수가 제어된다. 따라서, 연소용팬(10)의 회전수가 회전수지시회로(27)에서 지정된 연소량에 대응한 팬회전수로 제어된다.

또, 이 회전제어상태에 있어서는 검출팬회전수와 전류치(A)는 보정계수설정회로(31)의 비교회로(28)에 의하여 비교되어 상관검출회로(29)가 상술한 기울기(a)를 산출하고, 보정계수연산회로(30)가 상기 기울기(a)에 의거하여 제1보정계수(R_{1 AIR})를 산출한다. 산출된 제1보정계수(R_{1 AIR})는 보정계수조정회로(31d)에 의하여 미리 가스종류전환스위치(31b)로 설정된 가스종류에 대응하여 조정되고, 상기 보정계수조정회로(31d)는 (3)식에 따라서 제2보정계수(R_{2 AIR})를 산출한다. 그리고 연소용팬(10)에 대한 송풍부하가 없는 경우, 제1보정계수(R_{1 AIR})는 상술한 바와 같이 1이고 또한 제2보정계수(R_{2 AIR})도 (3)식에서 1로 되기 때문에, 회전수지시회로(27)에서 지정된 지정팬회전수는 보정회전수연산회로(32)에 의하여 보정되지 않은 채로 보정회전수지시회로(33)에서 팬회전수제어회로(23)로 출력된다.

한편, 송풍부하가 가해진 경우에는, 보정계수연산회로(32)가 가스의 종류에 대응하여 산출된 제2보정계수(R_{2 AIR})를 회전수지시회로(27)에서 지정된 지정팬회전수에 곱하여 보정회전수지시치를 구하고, 보정회전수지시회로(33)가 상기 보정회전수지시치를 팬회전수제어회로(23)의 비교회로(21)로 지정팬회전수로 하여 출력하고, 따라서 가스의 종류에 대응하여 보정된 지정팬회전수와 검출팬회전수의 편차에 대응하여 회전제어신호출력회로(22)에서 팬구동회로(24)로 전류치가 지시됨으로써, 연소용팬(10)의 회전수의 증대 혹은 감소보정이 가스의 종류에 대응하여 이루어져서 가스버너(6)에 대하여 적정한 풍량이 공급된다.

또, 일측에서는 회전수검출회로(20)에 의하여 검출된 검출팬회전수는 연료공급량설정회로(35)로 출력되고, 이 연료공급량설정회로(35)에 의하여 상기 검출팬회전수에 대응한 비례제어밸브(9)로의 연료공급량이 구해진다. 그리고, 상기 연료공급량은 전류치변환회로(36)에 의하여 전류치로 변환되어 보정전류치연산회로(37)로 출력된다.

상기 보정전류치연산회로(37)는 송풍부하에 따라서 연소용팬(10)의 회전수의 증대 혹은 감소보정이 이루어진 경우에 이 보정에 의하여 버너로 공급되는 연료의 양이 변환하지 않도록 하기 위하여, 전류치변환회로(36)에 의하여 변환된 전류치 보정계수조정회로(31d)에서 지시되는 제2보정계수(R_{2 AIR})를 나누어 보정전류치를 구한다. 그리고, 보정전류치연산회로(37)에 의하여 산출된 상기 보정전류치는 보정전류치지시회로(38)에 의하여 비례밸브구동회로(39)로 지시되고, 이 비례밸브구동회로(39)는 상기 보정전류치에 의거하여 비례제어밸브(9)의 열림정도를 제어한다.

비례밸브구동회로(39)에서 비례제어밸브(9)로 실제로 지시된 전류치는 전류치검지회로(40)에 의하여 검지되며, 이 검지전류치는 전류치제어회로(41)에 의하여 상기 보정전류치와 비교된다. 그리고, 양자가 상위한 경우에는 전류치제어회로(41)에 의하여 상기 전류치가 상기 보정전류치와 일치하도록 상기 비례제어밸브(9)에 대한 전류치가 제어됨으로써, 연소용팬(10)의 송풍량에 대응한 가스버너(6)의 연소량이 확보된다.

이러한 급탕기에 있어서는 연소용팬(10)에 송풍부하가 가해진 경우에 가스버너(6)로 공급되는 공기의 양을 가스의 종류에 대응하도록 조정하여 가스버너(6)로 적정한 공기량을 공급할 수 있고, 또한 이 공기공급량에 대응한 가스버너(6)의 연소량을 확보할 수 있으므로, 송풍부하의 유무 및 가스종류의 상위에 관계없이 적정한 공연비를 얻을 수 있다.

또, 온도조절볼륨(15)에 의한 설정온도에 의거하여 연소용팬(10)의 회전수를 제어하고, 이 회전수에 대응하여 비례제어밸브(9)의 열림정도를 제어하므로, 온도조절볼륨(15)의 변화에 대하여 연소용팬(10)에 의한 연소용공기의 공급량과 비례제어밸브(9)의 열림정도를 신속하게 대응시킬 수 있다.

또한, 송풍부하에 대한 연소용팬(10)의 회전수보정제어시에 필요한 센서는 연소용팬(10)의 회전수를 검출하는 회전수검출회로(20)만으로 충분하기 때문에 회로구성이 간단하게 되어 저렴하게 제공할 수 있다.

상기 설명에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 의하면, 연소용팬에 송풍부하가 가해진 경우에 연소용팬의 회전수를 가스의 종류에 대응하여 적정하게 보정할 수 있기 때문에, 가스의 종류가 상위하더라도 가스버너에 대하여 적정한 공기량을 공급할 수 있으므로, 가스버너가 실화하거나 불완전연소가 발생하는 것을 양호하게 방지할 수 있다.

또, 이러한 보정제어에 필요한 센서는 회전수검출회로만으로 충분하기 때문에 회로구성을 간단하게 할 수 있으므로 장치의 비용을 줄일 수 있다.

또한, 연소용팬의 회전수에 대응하여 비례제어밸브의 열림정도를 제어하므로써 온도조절볼륨 등의 변화에 대하여 연소용팬의 연소용공기의 공급량과 비례제어밸브의 열림정도를 신속하게 대응시키도록 한 경우에는, 송풍부하에 의하여 연소용팬의 회전수보정이 이루어졌을 때에 이 보정에 의하여 버너로 공급되는 연료의 양이 변환하지 않도록 하기 위하여, 전류치변환회로에 의하여 변환된 전류치를 제2보정계수로 나누어 비례제어밸브에 대한 전류치를 지정하도록 하였으므로, 송풍부하에 의한 연소용팬의 회전수보정이 이루어진 경우라 하더라도 비례제어밸브의 열림정도가 상기 보정에 의하여 영향을 받는 일 없이 일정한 연료량을 버너로 공급할 수 있고, 따라서 송출부하의 유무에 관계없이 적정한 공연비를 유지할 수 있다.

Claims

연소실내에 설치된 가스버너와; 상기 가스버너로의 가스공급량을 제어하는 비례제어밸브와; 상기 가스버너로 연소용공기를 공급하는 연소용팬과; 상기 가스버너의 연소량에 대응한 상기 연소용팬의 회전수를 지정하는 회전수지정수단과; 상기 연소용팬의 회전수를 검출하는 회전수검출수단과; 상기 회전수검출수단에 의하여 검출된 검출팬회전수가 상기 회전수지정수단에 의하여 지정된 지정팬회전수와 일치하도록 상기 연소용팬의 회전수를 제어하는 팬회전수제어수단과; 상기 연소용팬에 송풍부하가 가해진 경우에 상기 회전수지정수단에서 상기 팬회전수제어수단으로 지정되는 지정팬회전수를 보정하는 보정수단; 을 구비한 연소장치에 있어서, 상기 보정수단에 의하여 보정되는 상기 지정팬회전수의 보정량을 상기 비례제어밸브에서 상기 가스버너로 공급되는 가스의 종류에 대응하도록 조정하는 보정량조정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 연소장치.
연소실내에 설치된 가스버너와; 상기 가스버너로의 가스공급량을 제어하는 비례제어밸브와; 상기 가스버너로 연소용공기를 공급하는 연소용팬과; 상기 가스버너의 연소량에 대응한 상기 연소용팬의 회전수를 지정하는 회전수지정회로와; 상기 연소용팬의 회전수를 검출하는 회전수검출회로와; 상기 회전수검출회로에 의하여 검출된 검출팬회전수와 상기 회전수지정회로에 의하여 지정된 지정팬회전수를 비교하여 상기 검출팬회전수가 상기 지정팬회전수와 일치하도록 상기 연소용팬의 회전수를 제어하기 위한 회전제어신호를 출력하는 팬회전수제어회로와; 상기 팬회전수제어회로로 부터의 출력치에 대응하여 상기 연소용팬을 상기 지정팬회전수로 회전시키는 팬구동회로와; 상기 연소용팬에 의한 송풍에 대하여 송풍부하가 가해지지 않을 때의 상기 출력치와 상기 검출팬회전수의 관계에 의하여 결정되는 특성과, 상기 송풍부하가 가해졌을 때의 상기 출력치와 상기 검출팬회전수의 관계에 의하여 결정되는 특성의 비교에 의거하여 상기 지정팬회전수에 대한 제1보정계수(R_{1 AIR})를 구하는 보정계수설정회로와; 상기 제1보정계수(R_{1 AIR})를 상기 비례제어밸브에서 상기 가스버너로 공급되는 가스의 종류에 대응하도록 조정하여 상기 지정팬회전수에 대한 제2보정계수(R_{2 AIR})를 구하는 보정계수조정회로와; 상기 보정계수조정회로에 의하여 조정된 상기 제2보정계수(R_{2 AIR})를 상기 지정팬회전수에 곱하여 보정회전수지시치를 구하여 이 보정회전수지시치를 지정팬회전수로서 상기 팬회전수제어회로로 지정하는 보정회전수지정회로; 를 구비한 것을 특징으로 하는 연소장치.
제2항에 있어서, 상기 검출팬회전수에 대응하여 상기 가스버너로의 가스공급량을 구하는 연료공급설정회로와; 상기 가스공급량을 전류치로 변환하는 전류치변환회로와; 상기 전류치변환회로에 의하여 변환된 전류치를 상기 보정계수조정회로에 의하여 조정된 상기 제2보정계수(R_{2 AIR})로 나누어 보정전류치를 구하여 이 보정전류치를 지정하는 보정전류치지정회로와; 상기 보정전류치에 의거하여 상기 비례제어밸브를 구동시키는 비례밸브구동회로와; 상기 비례밸브구동회로에서 상기 비례제어밸브로 지시되는 전류치를 검지하는 전류치검지회로와; 상기 전류치검지회로에 의하여 검지된 전류치와 상기 보정전류치를 비교하여 상기 전류치가 상기 보정전류치와 일치하도록 상기 비례제어밸브에 대한 전류치를 제어하는 전류치제어회로; 를 구비한 것을 특징으로 하는 연소장치.