KR100259708B1 - 역풍발생시 풍압스위치 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스보일러에 역풍이 발생되는 경우의 풍압스위치 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 가스보일러의 운전시에 역풍에 의하여 소화됨으로써 난방이 중단되거나 온수사용시 찬물이 출탕되는 것을 방지할 수 있는 역풍발생시 풍압스위치 제어방법에 관한 것이다.

본 발명의 역풍발생시 풍압스위치 제어방법은, 전체 행정을 제어하는 마이컴과, 배기가스를 외부로 배출하고 연소에 필요한 공기를 유입시키는 팬과, 역풍을 감지하기 위한 풍압스위치를 포함하는 가스보일러에서 수행되며, 마이컴에서 가스보일러의 작동상태를 감지하고 연소중이 아니면 대기상태를 유지하고 연소중이면 풍압스위치의 온/오프작동상태를 검출하고, 검출된 풍압스위치의 작동상태가 온이면 정상적인 연소행정을 유지하며, 오프이면 마이컴에서 팬구동부에 제어신호를 출력하여 팬의 회전수를 최대회전수로 구동시키고 풍압스위치의 온/오프상태를 감지하며, 풍압스위치가 온되면 마이컴에서 팬구동부에 제어신호를 출력하여 팬의 회전수를 일정시간 간격으로 단계적으로 감소시켜 정상회전수로 복귀하고, 정상회전수에 도달하면 회전수를 유지하고, 정상회전수로 팬의 회전수를 복귀하는 도중에 풍압스위치가 오프되면 오프되기 직전의 팬 회전수로 팬을 구동하면서 풍압스위치의 온/오프상태를 감지하도록 구성됨을 특징으로 한다.

Description

역풍발생시 풍압스위치 제어방법

본 발명은 가스보일러의 배기연통을 통하여 바람이 유입되어서 버너에서의 연소를 방해하는 역풍이 발생되는 경우의 제어방법에 관한 것으로서, 특히 가스보일러의 운전시에 역풍에 의하여 소화됨으로써 난방이 중단되거나 온수사용시 찬물이 출탕되는 것을 방지할 수 있는 역풍발생시 풍압스위치 제어방법에 관한 것이다.

가스보일러는 무공해 청정연료인 가스를 연료로 사용하며, 버너에서 연료를 연소시킨 후에 발생되는 고온의 열을 사용하여 난방수를 가열하고 실내에 설치된 난방배관내부를 순환시킴으로써 동절기에 난방을 수행하는 장치이다.

가스는 완전연소되므로 가스보일러는 환경오염의 위험이 적을 뿐만 아니라 사용상의 편리함으로 인하여 점차 사용이 증가하고 있다. 먼저 도 1 및 도 2를 참고하여 종래 사용되는 가스보일러의 작동상태를 간단히 설명한다.

사용자에 의하여 보일러가 작동되면, 가스는 가스밸브(1)를 통하여 미리 설정된 양만큼 공급된다. 동시에 마이컴(도 2의 31)에서는 버너(3)에 공급된 가스를 착화시키기 위하여 이그나이터(5)에 고전압을 출력시킨다. 고전압에 의하여 발생된 불꽃은 공급된 가스에 착화되어서 연소가 수행된다. 착화가 수행되면 염전압감지부(7)에서는 착화된 상태에서의 불꽃에 의하여 발생되는 염전압을 측정하고 마이컴(31)에서는 착화가 달성되었는가 아닌가를 판단하여 착화실패면 재점화행정을 수행하고 착화가 달성된 것으로 판단되면 정상연소를 수행한다.

가스연소에 의하여 발생된 고온의 가스는 상부측으로 상승하며 열교환기(9)를 가열한다. 열교환기(9) 내부에 포함된 난방수는 가열되어서 승온된 후에 난방을 위하여 순환된다. 난방모드에서는 가열된 난방수는 공급관(P1)을 통하여 이동된 후에 실내에 설치된 난방배관을 순환하여 다시 환수관(P2)를 통하여 유입된다. 유입된 난방수는 온도를 빼앗긴 상태로서 물탱크(15)에 유입된다. 물탱크(15)의 난방수는 순환펌프(21)에 의하여 다시 열교환기(9)로 유입된다.

한편 온수모드에서는 난방수는 열교환기(9)-순환펌프(21)-삼방변(19)-열교환기(9)의 폐회로를 순환하게 되며, 화살표(A) 방향으로 유입된 직수(냉수)는 열교환기(9)의 난방수에 의하여 간접가열된 후에 화살표(B) 방향으로 출탕된다.

버너(3)에서의 연소에 의하여 생성된 배기가스는 배기후드(11)의 상부측에 설치된 팬(13)에 의하여 강제로 배출된다. 그러나 종래에는 상기 배기후드(11)를 통하여 외부로부터 역풍이 유입되는 경우가 종종 발생되었다. 상기 역풍은 배기가스가 배출되는 배기연통을 통하여 유입된 후에 버너(3)에까지 들어와서 불꽃을 날림으로서 불완전연소상태를 만들고 심한 경우에는 가스가 공급되는 상태에서 소화를 시키는등의 문제점이 발생되었다.

이와 같은 역풍은 완전히 차단하는 것이 불가능하므로 종래에는 역풍을 감지하기 위하여 풍압스위치(27)를 설치하고 풍압스위치(27)가 오프되면 역풍으로 감지하여 가스보일러를 오프시킴으로서 역풍에 의한 영향을 방지하였다. 그러나 풍압스위치를 사용하는 것은 안전한 방법이지만 보일러가 오프되어서 난방이 중단되며 온수사용중에는 찬물이 출탕되는 등의 불편함을 초래하였던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가스보일러의 운전시에 역풍에 의하여 소화됨으로써 난방이 중단되거나 온수사용시 찬물이 출탕되는 것을 방지할 수 있는 역풍발생시 풍압스위치 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 역풍발생시에도 가스보일러의 작동이 안정적으로 유지되어서 실내 난방이 가능하고 또한 온수사용이 가능한 역풍발생시 풍압스위치 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 역풍발생시 풍압스위치 제어방법은, 전체 행정을 제어하는 마이컴과, 배기가스를 외부로 배출하고 연소에 필요한 공기를 유입시키는 팬과, 역풍을 감지하기 위한 풍압스위치를 포함하는 가스보일러에 있어서, 마이컴에서 가스보일러의 작동상태를 감지하고 연소중이 아니면 대기상태를 유지하고 연소중이면 풍압스위치의 온/오프작동상태를 검출하고, 검출된 풍압스위치의 작동상태가 온이면 정상적인 연소행정을 유지하며, 오프이면 마이컴에서 팬구동부에 제어신호를 출력하여 팬의 회전수를 최대회전수로 구동시키고 풍압스위치의 온/오프상태를 감지하며, 풍압스위치가 온되면 마이컴에서 팬구동부에 제어신호를 출력하여 팬의 회전수를 일정시간 간격으로 단계적으로 감소시켜 정상회전수로 복귀하고, 정상회전수로 팬의 회전수를 복귀하는 도중에 풍압스위치가 오프되면 오프되기 직전의 팬 회전수로 팬을 구동하면서 풍압스위치의 온/오프상태를 감지하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 사용되는 가스보일러의 개략적인 구성도,

도 2는 도 1의 가스보일러의 부분블럭회로도,

도 3은 본 발명의 방법을 설명하기 위한 플로우차트,

도 4는 본 발명의 방법에 의하여 사용되는 팬회전수설정 그라프이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 가스밸브, 3 : 버너,

5 : 이그나이터, 7 : 염전압감지부,

9 : 열교환기, 11: 배기후드,

13: 팬, 15: 물탱크,

17: 온도센서, 19: 삼방변,

21: 순환펌프, 23: 보충수밸브,

25: 제어부, 27: 풍압스위치,

31: 마이컴.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 역풍발생시 풍압스위치 제어방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 방법은 가스보일러의 운전시에 발생되는 역풍에 의한 가스보일러의 운전중단을 방지하여 난방수행 및 온수사용이 가능하도록 하는 방법으로서, 풍압스위치의 작동상태를 검출하고 이에 따라서 팬의 회전수를 재설정하고 팬을 구동시킴으로서 달성될 수 있다.

사용자에 의하여 가스보일러 작동명령이 입력되면 마이컴(31)에서는 입력된 제어신호에 따라서 미리 프로그램된데로 각 전장품을 제어하게 된다. 상기 가스보일러의 작동설명에서와 같이 버너(3)에 가스밸브(1)를 통하여 가스가 공급된 후에 이그나이터(5)에 의하여 착화가 달성되고 연소행정이 정상적으로 수행되면 마이컴(31)에서는 풍압스위치(27)를 사용하여 역풍유입상태를 검출하며, 또한 팬(13)의 회전수도 회전수감지부(13b)를 사용하여 지속적으로 측정한다.

만일 역풍이 유입되면 보일러의 배기연통에 설치된 풍압스위치(27)로부터 온-〉오프로 신호입력상태가 변경된다. 마이컴(31)에서는 오프신호가 입력되면 역풍유입으로 판단하고 본 발명의 방법을 수행하게 된다. 상기 풍압스위치(27)는 예를 들면 벤츄리관을 사용하여 역풍유입시의 압력차를 검출하여 온/오프 작동되는 것을 사용할 수 있다.

마이컴(31)에서는 풍압스위치(27)가 오프되면 종래와 같이 가스보일러를 소화시키는 것이 아니라 팬(13)의 회전수를 최대회전수로 구동시키기 위하여 팬구동부(13a)에 제어신호를 출력한다.

즉 역풍보다 더 큰 압력으로 배기가스를 배출시키기 위하여 팬의 풍량을 증가시키는 것이다. 팬(13)으로부터 토출되는 풍량이 증가함에 따라서 풍압스위치(27)가 온될 확률이 점차 높아진다. 본 발명의 방법에서는 풍압스위치(27)가 온상태로 복귀할 때 까지 최대회전수로의 구동을 계속한다. 만일 역풍의 유입량이 중지되거나 감소하여서 팬(13)의 풍량보다 적어지면 풍압스위치(27)가 온된다.

상기와 같이 하여 풍압스위치(13)가 온되면 마이컴(31)에서는 팬(13)의 회전수를 일시에 정상회전수로 복귀시키는 것이 아니라, 단계적으로 감소시키게 된다. 이것은 비교적 적은 풍량을 가진 역풍이 유입되는 경우를 대비한 것이다. 이 때의 팬(13)의 회전수설정상태를 도 4를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 정상적인 연소상태에서는 팬(13)의 회전수는 가스소비량에 따라서 제어점최소값(A)과 제어점최대값(B) 사이에 존재하게 된다. 상기 제어점최대값(B)은 팬(13)의 최대회전수가 아니라 그보다 낮은 회전수이다.

따라서 팬(13)이 제어점최소값(A)과 제어점최대값(B) 사이에서 작동하는 도중에 역풍이 유입되면 마이컴(31)에서는 팬구동부(13a)에 제어신호를 출력하여 회전수를 최대회전수로 상승시킬 수 있는 여유가 있는 것이다.

최대회전수로 구동하는 상태에서 마이컴(31)에서는 팬구동부(13a)에 제어신호를 출력하여 한 단계 낮게 설정된 회전수로 팬(13)을 작동시킨다. 즉 최대회전수가 3800rpm이라고 하면 한 단계 낮은 회전수는 각 단계(L1,L2,L3,L4)에서의 회전수감소설정치를 100rpm이라고 하면 3700rpm이 되며, 두 단계 낮은 상태(L2)에서는 3600rpm이 되는 것이다. 회전수 감소설정치는 예를 들어서 100∼200rpm으로 설정할 수 있다.

이 때 각 단계에서 일정시간동안 변경된 회전수를 유지한다. 이것은 회전수에 따른 풍압스위치(27)의 온/오프상태를 감지하기 위한 것이다. 회전수유지시간은 예를 들면 20∼30초 정도로 설정할 수 있다. 상기 회전수설정치 및 회전수유지시간은 설계시에 실험에 의하여 또는 계산치로서 적절하게 산출될 수 있음을 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다. 이러한 회전수감소상태는 팬(13)의 회전수가 정상회전수에 도달할 때 까지 계속된다.

정상회전수에의 도달은 마이컴(31)에서 회전수감지부(13b)로부터 입력되는 회전수신호를 감지하여 인식할 수 있다. 정상회전수에 도달하는 동안에도 마이컴(31)에서는 풍압스위치(27)로부터 입력되는 온/오프신호를 계속하여 측정한다.

상기와 같이 팬회전수를 단계적으로 하강시키면서 정상회전수로 복귀되기 전에 풍압스위치(27)가 오프되면 마이컴(31)에서는 오프되기 직전의 팬회전수로 다시 복귀하게 된다. 이 때에는 다시 최대회전수로 팬(13)을 구동한 후에 상기에서와 같이 단계적으로 팬회전수를 하강시키면서 오프되기 직전의 팬회전수로 복귀하게 된다. 따라서 풍압스위치(27)는 다시 온상태가 된다.

정상회전수에 도달하거나 오프되기 직전의 팬회전수에 도달하여 구동되는 상태에서 마이컴(31)은 다시 연소상태를 확인하고 풍압스위치(27)의 온/오프 작동상태를 감지한다. 이 때 온도제어 또는 메인 스위치의 온/오프에 의한 명령이 입력되면 마이컴(31)에서는 본 발명의 방법의 수행을 중단하고 새로 입력된 명령에 따라서 종래의 방식으로 제어를 수행하게 된다. 이러한 명령은 주로 인터럽트(interrupt) 방식으로 수행된다.

이와 같이 하여 역풍이 발생되어도 종래와 같이 가스보일러는 작동중지 되는 것이 아니라, 본 발명의 방법에 의하여 계속하여 작동된다. 따라서 난방을 계속하여 수행할 수 있으며, 온수를 사용하는 경우에도 계속 온수사용이 가능한 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 가스보일러의 운전시에 역풍에 의하여 소화됨으로써 난방이 중단되거나 온수사용시 찬물이 출탕되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

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 (2)

1. 전체 행정을 제어하기 위한 마이컴(31)과, 버너(3)에 소정량의 가스를 가변공급하기 위한 가스밸브(1)와, 버너(3)에서의 연소에 필요한 공기를 공급하고 동시에 연소된 배기가스를 외부로 배출하는 것으로 팬구동부(13a)에 의하여 회전수가 조정되는 팬(13)과, 역풍이 유입되면 오프되는 풍압스위치(27)를 포함하는 가스보일러에 있어서,

   마이컴(31)에서 가스보일러의 작동상태를 감지하고 연소중이 아니면 대기상태를 유지하고 연소중이면 풍압스위치(27)의 온/오프작동상태를 검출하는 제1단계;

   검출된 풍압스위치(27)의 작동상태가 온이면 정상적인 연소행정을 유지하며, 오프이면 마이컴(31)에서 팬구동부(13a)에 제어신호를 출력하여 팬(13)의 회전수를 최대회전수로 구동시키고 풍압스위치(27)의 온/오프상태를 감지하는 제2단계;

   풍압스위치(27)가 온되면 마이컴(31)에서 팬구동부(13a)에 제어신호를 출력하여 팬(13)의 회전수를 일정시간 간격으로 단계적으로 감소시켜 정상회전수로 복귀하는 제3단계;

   정상회전수로 팬(13)의 회전수를 복귀하는 도중에 풍압스위치(27)가 오프되면 오프되기 직전의 팬(13) 회전수로 팬을 구동하면서 풍압스위치(27)의 온/오프상태를 감지하는 제1단계로 복귀하며, 정상회전수에 도달하면 회전수를 유지하면서 제1단계로 복귀하는 제4단계로 구성됨을 특징으로 하는 역풍발생시 풍압스위치 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 일정시간이 20~30초로 설정되며 회전수 감소 설정치가 100~200rpm으로 설정되는 것을 특징으로 하는 역풍발생시 풍압스위치 제어방법.

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