KR100193954B1 - 가스보일러의 가스잔량 연소방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스보일러에서 사용되는 가스의 연소방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 별도의 가스 용기에 저장된 상태로 배달되는 LPG와 같은 가스를 연료로 사용하는 경우에 가스 용기에 남게되는 미량의 가스를 완전히 연소시키기 위한 가스보일러의 가스잔량 연소방법에 관한 것이다.

본 발명의 방법은: 보일러가 작동되면 가스 밸브(1)에 의하여 공급되는 가스공급량에 따른 난방수의 출탕 온도의 변화를 온도 센서(12)를 사용하여 마이컴(11)에서 측정하고, 가스 소비량이 일정하게 유지되거나 또는 증가할 때 난방 출탕 온도가 일정하거나 증가하면 정상 비례 제어를 수행하며, 난방 출탕 온도가 하강하면 마이컴(11)에서 가스 밸브(1)와 배기팬(4)에 제어신호를 출력하여 가스소비량과 배기팬의 풍량을 한 단계 감소시켜 연소 행정을 수행하는 단계가 반복되어 수행되므로, 가스 용기에 잔류하는 가스가 다 소모되는 것이다.

Description

가스보일러의 가스잔량 연소방법

제1도는 종래 사용되는 가스보일러의 개략적인 구성도.

제2도는 본 발명의 방법에 사용되는 회로의 개략적인 블럭도.

제3도는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가스 밸브 2 : 버너

3 : 열교환기 4 : 배기팬

5 : 플로우 밸브 6 : 직수공급관

7 : 온수공급관 8 : 순환 펌프

9 : 삼방변 10 : 물탱크

11 : 마이컴 12 : 온도 센서

B : 공급관 M : 주제어부

R : 난방환수관 S : 난방공급관

본 발명은 가스보일러에서 사용되는 가스의 연소방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 별도의 가스 용기에 저장된 상태로 배달되는 LPG와 같은 가스를 연료로 사용하는 경우에 가스 용기에 남게되는 미량의 가스를 완전히 연소시키기 위한 가스보일러의 가스잔량 연소방법에 관한 것이다.

가스보일러는 청정 연료인 가스를 사용하므로 환경 오염을 방지하는 이점과, 작동상, 취급상의 편리함 때문에 가정에서뿐만 아니라 산업용으로도 사용이 점차 증가하고 있다.

제1도는 종래 사용되는 가정용 가스보일러의 개략적인 구성을 나타내는 것으로서, 이것을 참고하여 작동 상태를 설명한다. 가스 밸브(1)에 의하여 가스공급량이 제어되는 가스는 가스공급관(1-1)을 통하여 버너(2)에 공급된다. 버너(2)에 공급된 가스는 주제어부장치(M)로부터 출력되는 제어신호에 의하여 작동되는 불꽃 점화기로부터 방전되는 불꽃에 의하여 점화된 후에 소정 온도에 도달할 때 까지 지속적으로 연소된다.

연소에 의하여 발생되는 고온의 열기는 상부측에 위치하며 내부에 난방수가 저장되는 열교환기(3)를 가열한다. 주제어부(M)와 배기팬, 순환 펌프, 삼방변 등의 각각의 기구물들은 도시되지 않았지만 전선에 의하여 연결되어 있다. 특히 주제어부(M)에는 여러 가지 기능키와 제어용 마이컴이 포함되어 있다.

상기 가스 밸브(1)는 사용자가 설정한 온도에 따라서 주제어부(M)에서 가스압이 결정되고, 결정된 가스압을 발생시키도록 가스 밸브(1)에 소정 전류치를 인가하여 가스 밸브(1)를 열어주게 된다. 그 후에 주제어부(M)에서는 상기 가스압에 적합한 풍량을 공급하기 위하여 배기팬(4)을 미리 설정된 회전수로 회전시키도록 배기팬(4)에 제어신호를 출력한다.

난방모드에서는 열교환기(3)에서 가열된 난방수는 측면에 설치된 한 쌍의 배관을 통하여 이동한다. 즉, 가열된 난방수는 난방공급관(S)을 통하여 실내에 설치된 난방배관을 통과하고, 다시 난방환수관(R)을 통하여 복귀한다. 복귀된 난방수는 물탱크(10)에 유입된 후에 다시 공급관(B)을 통과하고 삼방변(9)을 거쳐서 열교환기(3)로 유입된다.

한편, 온수 공급시에는 직수(냉수)가 직수공급관(6)을 통하여 열교환기(3)로 유입되어서 열교환기(3) 내부에서 난방수와의 열교환에 의하여 가열된 후에 온수공급관(7)을 통하여 사용자에게 공급된다. 미설명부호 5는 직수의 유입을 감지하고 주제어장치(M)에 알리는 플로우 밸브이다. 이때의 삼방변(9)의 동작상태는 공급관(B)으로 통하는 이동로를 차단하므로 난방수는 열교환기(3)-난방공급관(S)-삼방변(9)-순환 펌프(8)-열교환기(3)의 폐회로를 순환하도록 구성되어 있었다.

상기와 같은 구성을 가진 종래의 가스보일러에서 연료로서 LPG를 사용하는 경우에는 통상적으로 별도의 가스 용기에 저장하고 사용한다.

그러나, 장시간 사용에 따라서 가스 용기 내부의 가스량이 감소하면 이에 따라서 가스 분출압이 저하된다. 가스 잔량이 거의 없어지면 버너에 공급되는 가스 공급압이 낮아지거나 또는 소량의 가스가 잔류하는 경우에는 버너에서의 연소가 불가능해진다.

이것은 특히 가스량이 얼마 남지 않은 상태에서 높은 압력으로 가스를 공급하다가 가스량이 없으면 가스압이 급격히 낮아지므로 남은 가스가 밖으로 배출되지 못하고 잔류하게 된다. 이것은 사용자측에서 보면 심한 낭비의 요인이 되었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 LPG와 같이 가스 용기에 저장된 가스를 사용하는 도중에 용기에 남는 가스를 완전히 연소시키기 위한 가스잔량 연소방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 용기에 남아서 사용되지 않는 가스를 완전히 소모함으로써 가스 사용 효율을 높일 수 있는 가스잔량 연소방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스보일러의 가스잔량 연소방법은, 전체 행정을 제어하는 마이컴과, 상기 마이컴으로부터 출력되는 제어신호에 따라서 버너에 연소되는 가스량을 조절하기 위한 가스 밸브와, 연소된 배기 가스를 외부로 배출하기 위한 것으로서, 상기 가스 밸브에 의하여 공급되는 가스량에 따라서 회전수가 변경되는 배기팬과, 출탕되는 온수의 온도를 측정하고 마이컴에 입력시키기 위한 온도 센서를 포함하는 가스보일러에 있어서, 가스보일러가 작동되면 가스공급량에 따른 난방수의 출탕 온도의 변화를 측정하여, 가스 소비량이 일정하게 유지되거나 또는 증가할 때 난방 출탕 온도가 일정하거나 상승하면 정상 비례 제어를 수행하고, 난방 출탕 온도가 하강하면 가스소비량과 배기팬의 풍량을 한 단계 감소시켜 연소 행정을 수행하는 단계가 반복되어 수행되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 가스보일러의 가스잔량 연소방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 방법의 원리를 간단히 설명한다. LPG와 같이 별도의 가스 저장 용기에 가스를 저장하여 사용하면 사용 시간의 증가에 따라서 용기 속의 가스량이 감소된다.

이때 사용 초기의 압력과 가스량이 감소시의 압력은 많은 차이를 보이게 되며 저장된 가스량이 감소함에 따라서 가스압이 저하된다. 이렇게 가스압이 저하된 상태에서 가스보일러를 사용하게 되면 가스보일러에서 설정한 압력으로 가스가 공급되다가 압력의 저하에 의하여 가스공급이 중단되고 용기의 하부 바닥에는 미처 배출되지 못한 가스가 잔류하게 된다.

종래에는 사용자가 이 가스 잔량을 사용할 수 없었으나, 본 발명에서는 가스압이 저하되면 이에 따라서 변화하는 난방수의 온도를 측정하고 가스압을 단계적으로 감소시켜 연소시킴으로써 용기 바닥의 가스잔량이 거의 다 소모될 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 방법은: 보일러가 작동되면 가스 밸브(1)에 의하여 공급되는 가스공급량에 따른 난방수의 출탕 온도의 변화를 온도 센서(12)를 사용하여 마이컴(11)에서 측정하고, 가스 소비량이 일정하게 유지되거나 또는 증가할 때 난방 출탕 온도가 일정하거나 증가하면 정상 비례 제어를 수행하며, 난방 출탕 온도가 하강하면 마이컴(11)에서 가스 밸브(1)와 배기팬(4)에 제어신호를 출력하여 가스소비량과 배기팬의 풍량을 한 단계 감소시켜 연소 행정을 수행하는 단계가 반복되어 수행된다.

제2도는 본 발명에 사용되는 보일러 회로의 부분적인 블럭도로서, 도시된 바와 같이, 전체 행정을 제어하는 마이컴(11)과, 상기 마이컴(11)으로부터 출력되는 제어신호에 따라서 버너에 연소되는 가스량을 조절하기 위한 가스 밸브(1)와, 연소된 배기 가스를 외부로 배출하기 위한 것으로서, 상기 가스 밸브(1)에 의하여 공급되는 가스량에 따라서 회전수가 변경되는 배기팬(4)과, 출탕되는 온수의 온도를 측정하고 마이컴(11)에 입력시키기 위한 온도 센서(12)를 포함한다. 상기 온도 센서(12)는 온수공급관(7)의 일부에 부착시키거나 또는 난방수의 온도를 측정하여 사용할 수 있다.

상기와 같은 회로를 이용하는 본 발명의 방법을 제2도와 제3도의 플로우차트를 이용해서 상세히 설명한다.

사용자에 의하여 가스보일러가 사용되면 마이컴(11)은 가스 소비량을 감지하게 된다. 이것은 사용자가 설정한 온도에 따라서 내부적으로 계산된 발열량을 발생시키기 위하여 필요한 가스량을 공급하는데 기초가 된다. 이렇게 계산된 발열량은 그것에 해당되는 전류치로서 가스 밸브(1)에 인가된다.

이러한 상태에서 만일 가스공급량이 증가되거나 또는 일정 시간동안 일정하게 유지되는 경우에 마이컴(11)은 출탕되는 온수의 온도를 지속적으로 측정하게 된다. 만일 가스공급량이 증가하는 경우에 온도 센서(12)를 사용하여 측정된 온도가 이에 비례하여 상승하지 않거나 온도를 유지하면 마이컴(11)은 가스압이 저하된 것으로 판단하고 한 단계 낮은 상태로 가스가 공급되되록 가스 밸브(1)와 배기팬(4)을 구동시킨다.

또한 가스공급량이 일정량을 유지하는 경우에도 마이컴(11)은 출탕되는 온수의 온도를 측정하게 된다. 이때에도 역시 온수의 출탕 온도가 일정 수준을 유지하지 못하고 하강하게 되면 마이컴(11)은 가스압이 저하된 것으로 판단하고 한 단계 낮은 상태로 가스가 공급되도록 가스 밸브(1)와 배기팬(4)을 구동시킨다.

따라서 공급되는 가스량의 저하에 따라서 출탕되는 온수의 온도도 하강하게 된다. 마이컴(11)에서는 새로이 설정된 이 상태에서의 가스공급량과 온수 온도를 기준으로 하여 상기의 단계를 재수행하게 된다.

이렇게 설정된 제1설정 상태에서의 가스공급압은 먼저 단계보다 떨어지므로 가스 용기 내부에 잔류하는 가스가 용이하게 배출될 수 있는 것이다.

한 단계 저하된 상태에서 마이컴(11)은 새롭게 설정된 가스압에 따른 온수 출탕 온도를 재측정하게 된다. 이 때에는 설정된 가스압에 따라서 온도의 변화, 즉 현재 가스량에 따른 온도의 변화를 감지하고 만일 가스가 정상적으로 공급되고 온도가 하강하면 가스압이 저하된 것으로 판단하고, 다시 제2설정 단계를 수행하게 된다.

제2설정 단계는 제1설정 단계보다 가스공급량과 배기팬(4)의 회전수가 감소하게 되고, 이에 따라서 가스압이 더욱 낮은 상태가 되므로 용기 속에 잔류하는 가스가 용이하게 배출될 수 있는 것이다.

상기 제1설정 단계 및 제2설정 단계는 실험에 의하여 결정할 수 있는 것으로서, 통상적으로 사용되는 가스 용기 내부의 잔류가스의 압력을 측정하여 설정하는 것이 바람직하다.

상기의 설명에서 온수의 온도를 측정하는 온도 센서(12)는 출탕되는 온수의 온도를 측정하거나 또는 난방수의 온도를 측정하여 본 발명의 목적을 수행할 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 방법에 의하면 LPG와 같이 가스 용기에 저장된 가스를 사용하는 도중에 남는 가스를 완전히 연소시킬 수 있으며, 용기에 남아서 사용되지 않는 가스를 완전히 소모함으로써 가스 사용 효율을 높일 수 있는 이점이 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. 전체 행정을 제어하는 마이컴(11)과, 상기 마이컴(11)으로부터 출력되는 제어신호에 따라서 버너에 연소되는 가스량을 조절하기 위한 가스 밸브(1)와, 연소된 배기 가스를 외부로 배출하기 위한 것으로서, 상기 가스 밸브(1)에 의하여 공급되는 가스량에 따라서 회전수가 변경되는 배기팬(4)과, 출탕되는 온수의 온도를 측정하고 마이컴(11)에 입력시키기 위한 온도 센서(12)를 포함하는 가스보일러에 있어서, 보일러가 작동되면 가스 밸브(1)에 의하여 공급되는 가스공급량에 따른 난방수의 출탕 온도 변화를 온도 센서(12)를 사용하여 마이컴(11)에서 측정하는 단계; 가스 소비량이 일정하게 유지되거나 증가할 때 난방 출탕 온도가 일정하거나 증가하면 정상 상태에서의 비례 제어를 수행하는 단계; 및 가스소비량이 일정하게 유지되거나 증가할 때 난방 출탕 온도가 하강하면 마이컴(11)에서 가스 밸브(1)와 배기팬(4)에 제어신호를 출력하여 가스소비량과 배기팬의 풍량을 한 단계 감소시켜 연소 행정을 수행하며, 가스 용기의 잔량이 전부 소모될 때까지 계속 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 가스잔량 연소방법.