KR0170837B1 - 온풍난방기의 연소제어장치 및 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온풍난방기의 연소제어장치 및 제어방법으로, 염전압에 따른 공연비에 대한 데이터에 따라 염전압이 상승되도록 연소용 송풍기의 회전수를 증감하여 최적의 공연비가 되도록 제어하므로, 연료량의 오차, 연소용 공기량의 오차, 온풍난방기의 사용중 송풍기의 필터 막힘 및 사용전압의 변동 등으로 인하여 버너에서 불완전 연소로 인한 냄새 또는 그을음이 발생되는 것을 방지하고, 연소효율이 저하되는 것을 방지하기 위한 것으로, 연소제어 장치는 버너 내부에 연료를 공급하는 연료펌프(1)와; 버너 내부에 연소용 공기를 공급하는 연소용 송풍기(2)와; 버너 내부의 불꽃을 검지하여 염전압을 출력하는 염전압 검출부(4)와; 염전압에 따른 공연비에 대한 데이터를 저장하고 있으며, 상기 연료펌프(1)와 연소용 송풍기(2)를 작동시키어 착화가 완료되면, 상기 염전압 검출부(4)로부터 인가된 염전압이 상승되도록 상기 연소용 송풍기(2)의 회전수를 증감하여 최적의 공연비가 되도록 제어하는 제어부(3)를 포함하여 구성된다.

Description

온풍난방기의 연소제어장치 및 제어방법

제1도는 종래의 온풍기의 연소제어장치 블럭도.

제2도는 본 발명 온풍기의 연소제어장치의 염전압 특성 그래프.

제3도는 본 발명 온풍기의 연소제어장치의 블럭도.

제4도는 본 발명 온풍기의 연소제어장치의 제어방법을 나타낸 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연료펌프 2 : 연소용 송풍기

3 : 제어부 4 : 염전압 검출부

본 발명은 온풍난방기의 연소제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연소용 송풍기의 회전수를 증감하여 최적의 공연비가 되도록 제어하여 온풍난방기가 최적의 운전상태를 유지할 수 있도록 한 온풍난방기의 연소제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.

종래 온풍난방기의 연소제어장치는 제1도에 나타낸 바와 같이, 액체연료(등유, 경유)를 사용하는 보일러나 온풍 난방기에 있어서, 염검지장치(10)와, 마이컴(11)과, 스위칭부(12)와, 송풍기(13)와 연료펌프(14)로 구성되었다.

연료는 상기 연료펌프(14)에 의해 버너에 공급되고, 연소에 필요한 공기는 상기 송풍기(13)에 의해 일정하게 버너에 공급되어 버너에서 연소가 이루어지고, 상기 염검지장치(10)는 상기 버너에서 발생하는 염전압을 감지하여 감지된 염전압 신호를 상기 마이컴(11)에 출력하고, 상기 마이컴(11)은 입력된 염전압이 설정된 염전압의 허용치(예 : 3V 내지 4V)이하인 경우, 상기 스위칭부(12)를 오프시키어 상기 송풍기(13)와 상기 연료펌프(14)의 가동을 멈추고, 경고램프를 점등하여 사용자에게 연소제어장치에 이상이 있음을 알렸다.

하지만 상기 종래의 온풍난방기의 연소제어장치는 연료펌프에서 공급되는 유량과 송풍기에서 공급되는 공기량이 일정하도록 설정되어 연료펌프에서 공급되는 연료량의 오차, 송풍기 공기량의 설정 오차, 온풍난방기의 사용중 송풍기의 필터 막힘 및 사용전압의 변동 등으로 인하여 공기의 공급을 일정하게 유지시킬 수 없어 이로 인해 버너에서 불완전 연소로 인한 냄새 또는 그을음이 발생하고, 연소효율이 저하되는 문제점이 발생하였다.

본 발명의 목적은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 특히 버너 내의 불꽃 상태에 따라 연소용 송풍기의 회전수를 증감하여 최적의 공연비를 유지할 수 있도록 한 온풍 난방기의 연소제어장치 및 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명 온풍난방기의 연소제어장치는 제3도에 나타낸 바와 같이, 버너 내부에 연료를 공급하는 연료펌프(1)와; 버너 내부에 연소용 공기를 공급하는 연소용 송풍기(2)와; 버너 내부의 불꽃을 검지하여 염전압을 출력하는 염전압 검출부(4)와; 염전압에 따른 공연비에 대한 데이터를 저장하고 있으며, 상기 연료펌프(1)와 연소용 송풍기(2)를 작동시키어 착화가 완료되면, 상기 염전압 검출부(4)로부터 인가된 염전압이 상승되도록 상기 연소용 송풍기(2)의 회전수를 증감하여 최적의 공연비가 되도록 제어하는 제어부(3)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

통상적으로, 온풍난방기에는 안전장치로써 버너의 불꽃 유무를 검지하는 염(炎)검지 장치를 사용하고 있다. 본 발명의 상기 염전압 검출부(4)도 염검지 장치로써 불꽃의 강도를 전압으로 변환하여 출력하는 것이다. 상기 염전압 검출부(4)의 출력특성은 제2도와 같으며, LG전자연구소에서 자체적으로 실험한 공연비에 따른 염전압의 특성곡선을 나타낸 것이다. 자세히 살펴보면, 염전압은 공연비가 최적상태일때 가장 높고, 공기 공급이 과다하거나 부족할 경우에는 염전압이 낮아져 연소효율이 떨어진다. 따라서 염전압이 상승되도록 연소용 공기를 공급하게 되면 보다 높은 공연비를 확보할 수 있게 된다.

이에 따라, 본 발명의 제어부(3)는 제2도에 해당되는 염전압에 따른 공연비에 대한 데이터를 저장하고 있으며, 착화가 완료되면 상기 염전압 검출부(4)로부터 인가된 염전압이 상승되도록 상기 연소용 송풍기(2)의 회전수를 증감하여 연소용 공기의 공급을 증감하므로 최적의 공연비가 되도록 제어한다.

또한, 본 발명 온풍난방기의 연소제어방법은 제4도에 나타낸 바와 같이, 착화가 완료되면 1차송풍기회전수(R1)에 따른 염전압인 1차염전압(V1)을 검출하는 1차염전압 검출단계(30)와; 1차송풍기회전수(R1)를 제1소정값(α) 만큼 증가시킨 2차송풍회전수(R2)(R2←R1+α)에 따른 염전압인 2차염전압(V2)을 검출하는 2차염전압 검출단계(40)와; 상기 2차염전압(V2)이 1차염전압(V1)보다 증가된 경우(V1-V20), 2차염전압(V2)과 2차송풍기회전수(R2)를 1차염전압(V1)과 1차송풍기회전수(R1)로 저장한 후(V1←V2,R1←R2) 상기 2차염전압 검출단계(40)를 수행하는 염전압 비교단계(50)와; 상기 염전압 비교단계(50)에서, 2차염전압(V2)이 1차염전압(V1) 보다 증가되지 않은 경우(V1-V20), 2차송풍기회전수(R2)를 제2소정값(β) 만큼 감소시킨 3차송풍회전수(R3)(R3←R2-β)에 따른 염전압이 3차염전압(V3)을 검출하는 3차염전압 검출단계(60)와; 상기 3차염전압(V3)과 1차염전압(V1)과의 차가 최적의 공연비 검출을 위한 허용범위인 염전압 허용오차(±0.4V)를 벗어난 경우, 3차염전압(V3)과 3차송풍기회전수(R3)를 2차염전압(V2)과 2차송풍기회전수(R2)로 저장한 후(V2←V3,R2←R3) 상기 3차염전압 검출단계(60)를 수행하고, 상기 3차염전압(V3)과 1차염전압(V1)의 차가 상기 염전압 허용오차(0.4V) 내에 있는 경우, 송풍기를 3차송풍기회전수(R3)로 운전하는 최적운전단계(70)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명 온풍난방기의 연소제어방법의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 1차염전압 검출단계(30)에서는 온풍난방기의 착화가 완료되면 1차송풍기회전수(R1)에 따른 염전압인 1차염전압(V1)을 검출한다. 예를 들어, 착화가 완료된 초기 송풍기회전수가 2000rpm인 경우, 상기 1차송풍기회전수(R1)는 2000이고(R1=2000), 이때 염전압 검출부(4)로부터 검출된 염전압을 1차염전압(V1)으로 설정한다.

상기 1차염전압 검출단계(30)를 수행한 후, 2차염전압 검출단계(40)에서는 1차송풍기회전수(R1=2000)를 제1소정값(α=20rpm) 만큼 증가시킨 2차송풍회전수(R2=2020)(R2←2000+20)에 따른 염전압인 2차염전압(V2)를 검출한다.

상기 2차염전압 검출단계(40)를 수행하여 1차송풍기회전수(R1=2000), 1차염전압(V1), 2차송풍기회전수(R2=2020) 및 2차염전압(V2)을 검출한 다음, 염전압 비교단계(50)에서는 상기 2차염전압(V2)이 1차염전압(V1)보다 증가되면(V1-V20), 2차염전압(V2)과 2차송풍기회전수(R2)를 1차염전압(V1)과 1차송풍기회전수(R1)로 저장한다(V1←V2,R1←R2). 이 경우에 1차송풍기회전수(R1)는 '2020'이며, 이어서 상기 2차염전압 검출단계(40)를 반복 수행한다. 즉, 2차염전압(V2)이 1차염전압(V1) 보다 증가한 경우(V1-V20)에는 2차송풍기회전수(R2=2020)에 의한 공연비가 1차송풍기회전수(R1=2000)에 의한 공연비보다 상승한 것이므로, 2차염전압(V2)과 2차송풍기회전수(R2)를 1차염전압(V1)과 1차송풍기회전수(R1)로 저장하는(V1←V2,R1←R2(2020))인 것이다.

한편, 상기 염전압 비교단계(50)에서 2차염전압(V2)이 1차염전압(V1) 보다 증가되지 않은 경우(감소된 경우)(V1-V20), 1차송풍기회전수에 대해 2차송풍기회전수를 너무 많이 증가시킨 것이므로 2차송풍기회전수를 감소시켜야 한다. 이때, 3차염전압 검출단계(60)에서는 2차송풍기회전수(R2=2020)를 제2소정값(β=5rpm) 만큼 감소시킨 3차송풍회전수(R3=2015)(R3←2020-5)에 따른 염전압인 3차염전압(V3)을 검출한다.

상기 3차염전압 검출단계(60)를 수행한 후, 최적운전단계(70)에서는 상기 3차염전압(V3=2015)과 1차염전압(V1)과의 차가 최적의 공연비 검출을 위한 허용범위인 염전압 허용오차(±0.4V, -0.4[V]V3-V10.4[V])를 벗어난 경우, 3차염전압(V3)과 3차송풍기회전수(R3)를 2차염전압(V2)과 2차송풍기회전수(R2)로 저장한다(V2←V3,R2←R3). 이 경우에 2차송풍기회전수(R2)는 '2015'이며, 이어서 상기 3차염전압 검출단계(60)를 반복 수행한다. 그리고 상기 3차염전압(V3)과 1차염전압(V1)의 차가 상기 염전압 허용오차(±0.4V, -0.4[V]V3-V10.4[V])내에 있는 경우, 연소용 송풍기(3)를 3차송풍기회전수(R3)로 운전한다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명 온풍난방기의 연소제어장치 및 제어방법은 염전압에 따른 공연비에 대한 데이터를 저장한 상태에서 염전압이 상승되도록 연소용 송풍기의 회전수를 증감하여 연소용 공기의 공급을 증감하므로 최적의 공연비가 되도록 제어하는 것으로, 연료량의 오차, 연소용 공기량의 오차, 온풍난방기의 사용중 송풍기의 필터 막힘 및 사용전압의 변동 등으로 인하여 버너에서 불완전 연소로 인한 냄새 또는 그을음이 발생되는 것을 방지하고, 연소효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (3)

1. 버너 내부에 연료를 공급하는 연료펌프와; 버너 내부에 연소용 공기를 공급하는 연소용 송풍기와; 버너 내부의 불꽃을 검지하여 염전압을 출력하는 염전압 검출부와; 염전압에 따른 공연비에 대한 데이터를 저장하고 있으며, 상기 연료펌프와 연소용 송풍기를 작동시키어 착화가 완료되면, 상기 염전압 검출부로부터 인가된 염전압이 상승되도록 상기 연소용 송풍기의 회전수를 증감하여 최적의 공연비가 되도록 제어하는 제어부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온풍난방기의 연소제어장치.
2. 착화가 완료되면 1차송풍기회전수에 따른 염전압인 1차염전압을 검출하는 1차염전압 검출단계와; 1차송풍기회전수를 제1소정값 만큼 증가시킨 2차송풍회전수에 따른 염전압인 2차염전압을 검출하는 2차염전압 검출단계와; 상기 2차염전압이 1차염전압보다 증가된 경우, 2차염전압과 2차송풍기회전수를 1차염전압과 1차송풍기회전수로 저장한 후 상기 2차염전압 검출단계를 수행하는 염전압 비교단계와; 상기 염전압 비교단계에서, 2차염전압이 1차염전압 보다 증가되지 않은 경우, 2차송풍기회전수를 제2소정값 만큼 감소시킨 3차송풍기회전수에 따른 염전압인 3차염전압을 검출하는 3차염전압 검출단계와; 상기 3차염전압과 1차염전압과의 차가 최적의 공연비 검출을 위한 허용범위인 염전압 허용오차를 벗어난 경우, 3차염전압과 3차송풍기회전수를 2차염전압과 2차송풍기회전수로 저장한 후 상기 3차염전압 검출단계를 수행하고, 상기 3차염전압과 1차염전압의 차가 상기 염전압 허용오차 내에 있는 경우, 송풍기를 3차송풍기회전수로 운전하는 최적운전단계; 를 포함하여 구성되는 온풍난방기의 연소제어방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 염전압 허용오차는 ±0.4V 이내인 것을 특징으로 하는 온풍난방기의 연소제어방법.