KR100488436B1 - 가스탕비기의불완전연소방지장치 - Google Patents

가스탕비기의불완전연소방지장치 Download PDF

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KR100488436B1 KR10-1998-0012193A KR19980012193A KR100488436B1 KR 100488436 B1 KR100488436 B1 KR 100488436B1 KR 19980012193 A KR19980012193 A KR 19980012193A KR 100488436 B1 KR100488436 B1 KR 100488436B1
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Abstract

본 발명은 열교환기 등에 막힘이 생긴 경우에 기동시나 정상 사용상태에도 적절히 응답하여 가스 탕비기의 불완전 연소를 방지하는 것에 관한 것이다.
버너 콘트롤러(30)는 버너(20)의 화염구 윗쪽에서 정상적인 연소상태에서 동 화염구에 생성되는 화염 내에 위치하는 프레임 로드(38)에 전압을 인가하여, 검출된 화염 전류가 소정의 판정치 이하이면 버너에 연료가스를 공급하는 가스 전자 밸브(26)를 닫는다. 내부 몸통 스커트에는 상단부가 열교환기의 아랫쪽에 있어서 연소실로 개구되어 아래쪽으로 연장되고 프레임 로드를 설치한 화염구를 향하여 개구되는 되돌림관부를 하부에 가지는 환류관을 설치한다. 버너 콘트롤러(30)는 화염 전류를 검출하여 점화 회로(34)를 정지시킨 시점부터, 폐색율이 사용상 지장을 주지 않을 정도일 때에 착화후에 일시적으로 생기는 화염의 리프트에 의해 감소한 화염전류가 소정의 판정치까지 회복하는데에 요하는 소정시간 동안은 가스 전자 밸브를 닫지 않는다.

Description

가스 탕비기의 불완전 연소 방지 장치
본 발명은 내부 몸통 스커트의 윗쪽에 설치한 열교환기를 버너에 의해 가열하도록 한 가스 탕비기에 사용하는 불완전 연소 방지 장치에 관한 것이다.
이와 같은 종류의 가스 탕비기의 불완전 연소 방지 장치에는, 출원인이 전에 제안한 일본국 특허출원 평8-328522호에 관한 기술이 있다. 이것은 메인 버너(20)(부호를 붙인 부분은 도 1에 나타내는 본 발명의 실시 형태를 참조)의 일부 화염구(22)의 윗쪽에 화염을 검출하는 프레임 로드(38)를 설치함과 동시에, 상단부가 열교환기(12)의 아랫쪽에 있어서 내부 몸통 스커트(10) 내로 개구되고 하부에 프레임 로드(38)를 설치한 화염구(22)를 향하여 개구된 되돌림관부(13b)를 구비한 환류관(13)을 설치한 것이다. 이 기술에 의하면, 실내의 산소 농도가 저하한 경우에는 화염에 리프트가 생기고, 또한 열교환기(12) 등에 막힘이 생긴 경우에는 내부 몸통 스커트(10) 내 상부의 압력이 상승하여 연소폐가스가 환류관(13)을 통하여 화염구(22) 부근으로 되돌아가기 때문에, 그 화염구에 생기는 화염에 리프트가 생기고, 어떠한 경우에나 프레임 로드(38)를 지나는 화염 전류가 감소하는 현상을 이용하여 가스 전자 밸브(26)를 닫아 불완전 연소를 방지할 수 있다. 또한 시간 지연 없이 불착화를 검출할 수 있다.
그러나 이 일본국 특허출원 평8-328522호의 기술에서는, 버너(20)로의 착화시에 내부 몸통 스커트(10) 내의 압력이 순간적으로 증대하여 환류관(13)으로부터 프레임 로드(38)를 설치한 화염구(22)로 되돌아가는 연소폐가스의 흐름이 급격히 증대해서 화염에 일시적인 리프트를 생기게 하여 화염 전류를 감소시키므로 가스 전자 밸브(26)를 닫아 가스 탕비기를 정지시킬 우려가 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 이 기술에서는 아랫쪽으로 연장되는 환류관(13)의 본체부(13a)의 하단을 외부로 해방하여 그 도중으로부터 프레임 로드(38)를 설치한 화염구(22)를 향하여 개구되는 되돌림관부(13b)를 분기시키고, 착화 직후의 순간적인 압력 증대에 의해 환류관(13) 내에 생기는 연소폐가스의 급격한 흐름을 관성에 의해 주로 본체부(13a) 하단의 개구로부터 외부로 배출시켜, 되돌림관부(13b)에서 화염구(22)로 향하는 연소폐가스의 양이 적어지도록 하고 있다.
그러나 이 기술에서는 되돌림관부(13b)에의 분기점로부터 본체부(13a) 하단의 개구까지의 거리를 길게 하면 이 긴 부분의 저항에 의해 화염구(22)로 되돌아가는 연소폐가스가 많아지므로, 착화시에 생기는 화염의 일시적 리프트에 의해 가스 전자 밸브(26)가 닫히지 않도록 하기는 곤란하다. 또, 이 거리를 짧게 하면 착화시에 생기는 화염의 일시적 리프트를 적게 하여 가스 전자 밸브(26)가 닫히지 않도록 할 수는 있으나, 정상 사용 상태에서는 열교환기(12) 등에 막힘이 생기는 경우에 화염구(22)로 되돌아가는 연소폐가스가 작아져 화염 전류가 판정치까지 저하하지 않으므로 불완전 연소 방지라는 본래의 목적을 달성하기가 곤란해진다. 요컨대 이 두가지 목적을 동시에 만족하도록 하기는 곤란하다는 문제가 있다.
본 발명은 화염 전류 검출에 의해 이상시에 가스 탕비기를 정지시키는 제어 수단을 고안하는 것에 의해 이와 같은 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해 본 발명에 의한 가스 탕비기의 불완전 연소 방지 장치는 내부 몸통 스커트와, 이 내부 몸통 스커트의 윗쪽에 연속하여 설치한 열교환기와, 내부 몸통 스커트의 하부에 설치한 버너를 구비하여 이루어지고, 열교환기 내를 지나는 급수를 버너에 의해 가열하도록 한 가스 탕비기에 관한 것이며, 버너로부터 분출하는 연료 가스에 착화하는 점화전을 가지는 점화 회로와, 버너의 화염구의 윗쪽에서 정상적인 연소 상태에 있어서 동 화염구에 생성되는 화염 내에 위치하는 프레임 로드와, 이 프레임 로드에 전압을 인가하여 이 프레임 로드를 지나는 화염 전류를 검출하여 이 화염 전류가 소정의 판정치 이하이면 버너에 연료 가스를 공급하는 가스 전자 밸브를 닫는 버너 콘트롤러를 구비하며, 이 버너 콘트롤러는 가스 탕비기의 착화 직후에 증대하는 화염 전류를 검출하여 점화 회로의 작동을 정지시킨 시점으로부터 연소폐가스 통로의 통로 면적의 폐색율이 사용상 지장을 주지 않을 정도일 때에 상술한 착화 후에 일시적으로 생기는 화염의 리프트에 의해 감소한 화염 전류가 소정의 판정치까지 회복하는데에 요하는 소정 시간 동안은 가스 전자 밸브를 닫는 상술한 작동을 행하지 않도록 한 것을 특징으로 하는 것이다. 이와 같이 하면 버너로의 착화시에 환류관으로부터 프레임 로드를 설치한 화염구로 되돌아가는 연소폐가스의 흐름이 급격히 증대하여 화염에 리프트를 생기게 하고, 화염 전류가 소정의 판정치 이하로 감소하여도 그것이 착화후에 통상 생기는 일시적인 것인 한은 버너 콘트롤러가 가스 전자 밸브를 닫는 일은 없다.
또 본 발명에 의한 가스 탕비기의 불완전 연소 방지 장치는 앞의 실시형태와 같은 가스 탕비기로 같은 점화 회로와 프레임 로드를 구비한 것에 있어서, 프레임 로드에 전압을 인가하여 동 프레임 로드를 지나는 화염 전류를 검출하여 이 화염 전류가 소정의 판정치 이하이면 버너에 연료 가스를 공급하는 가스 전자 밸브를 닫는 버너 콘트롤러를 통상의 작동 상태에서는 버너로부터 분출하는 연료 가스로의 착화가 확실하게 완료한다고 예측되는 시점으로부터 연소폐가스 통로의 통로 면적의 폐색율이 사용상 지장을 주지 않을 정도일 때에 착화 후에 일시적으로 생기는 화염의 리프트에 의해 감소한 화염 전류가 소정의 판정치까지 회복하는데에 요하는 소정 시간 동안은 가스 전자 밸브를 닫는 상술한 작동을 행하지 않도록 하여도 좋다. 이 경우도 앞의 실시형태의 경우와 마찬가지로, 버너로의 착화시에 화염 전류가 소정의 판정치 이하로 감소하는 일이 있더라도 그것이 착화후에 통상 생기는 일시적인 것인 한은 버너 콘트롤러가 가스 전자 밸브를 닫는 일은 없다.
상술한 각 가스 탕비기의 불완전 연소 방지 장치는 화염 전류의 소정의 판정치를, 버너 콘트롤러가 가스 전자 밸브를 닫는 상술한 작동을 행하지 않는 기간의 전후에 있어서 동일하게 하는 것이 바람직하다.
첨부도면은 본 발명을 가스 순간 탕비기에 적용한 경우의 실시 형태를 나타낸다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 가스 순간 탕비기의 연소실(14)을 형성하는 내부 몸통 스커트(10)의 윗쪽에는 전열관(12a)와 핀(12b)으로 이루어지는 열교환기(12)가 설치되고, 아랫쪽에는 메인버너(20)가 설치되어 있다. 전열관(12a)의 입구쪽은 내부 몸통 스커트(10)의 바깥쪽에 감겨져있는 예열관(11)을 거쳐 급수관(15)에 접속되고, 출구쪽에 접속된 급탕관(16)에는 급탕전(17)이 설치되어 있다. 급수관(15)에는 급수량이 소정량을 넘으면 로드(18a)를 이동시켜 후술하는 수압 응동 밸브(28) 및 수류 스위치(31)를 작동시키는 다이아프램을 사용한 수측제어기(18)가 설치되어 있다. 도시는 생략하였으나 수측제어기(18)에는 급수관(15)으로부터 열교환기(12)로의 유량을 수동 조절하여 온수 배출 온도를 조절하는 수동 밸브가 설치되어 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이 메인 버너(20)는 3개의 버너유닛(21)을 연결한 것으로, 가스 전자 밸브(26), 능력 조정 밸브(27) 및 수압 응동 밸브(28)를 직렬로 설치한 가스공급관(25)을 거쳐 연료가스가 공급되고 있다. 가스 전자 밸브(26)는 버너 콘트롤러(30)로부터 작동 코일(26a)에 흘려지는 전류에 의해 개폐 제어되는 것이며, 능력 조정 밸브(27)는 수동에 의해 조정함으로써 메인 버너(20)로의 가스공급량을 조정하여 탕비기의 온수 배출 능력을 바꾸는 것이다. 수압 응동 밸브(28)는 열교환기(12)에 소정량 이상의 급수가 있으면 열리도록 상술한 수측제어기(18)의 로드(18a)에 의해 개폐되는 것이다. 수압 응동 밸브(28)가 열리면 대략 동시에 로드(18a)에 설치한 캠(18b)는 수류 스위치(31)를 온으로 한다.
각 버너 유닛(21)은 판금제로, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 각각 2열로 배치된 다수의 화염구(22)를 가지고 있으며, 각 화염구(22)는 칸막이판(22a)에 의해 구획되어 있다. 가장 바깥쪽 열로 되는 화염구(22) 중의 하나의 윗쪽에는 절연체(38a)에 의해 지지된 프레임 로드(38)의 수평으로 구부려진 선단부가, 정상적인 연소 상태에 있어서 화염구에 생성되는 화염(23) 내에 위치하도록 화염구(22)의 열과 대략 직교하는 바깥쪽에서 삽입되어 있다. 또한 프레임 로드(38)의 선단부는 화염(23)과의 접촉 면적을 증대시키기 위해 수평면 내에서 되접혀져 있다.
열교환기(12)의 바로 아랫쪽에 있어서 내부 몸통 스커트(10)의 측벽에 설치한 구멍을 거쳐 상단부가 연소실(14)의 상부에 개구된 환류관(13)의 본체부(13a)는 내부 몸통 스커트(10)의 측벽의 바깥쪽을 따라 똑바로 아랫쪽으로 연장되어 그 하단은 가스 탕비기내의 대기중으로 개구되며 도중에서 분기된 연소폐가스의 되돌림관부(13b)는 내부 몸통 스커트(10)의 하부에 형성한 노치를 빠져 나가 프레임 로드(38)가 삽입되는 화염(23)을 형성하는 화염구(22)를 향하여 비스듬히 개구되어 있다. 되돌림관부(13b)는 본체부(13a)에 연결되는 근원부를 제외하고, 단면형상이 가로가 긴 직사각형이 되도록 변형되며 그 중심면의 높이는 화염구(22)를 형성하는 버너 유닛(21)의 상단면과 일치하고 있다.
다음에 도 3에 의해 버너 콘트롤러(30)의 개요에 대한 설명을 한다. 이 실시 형태에서는 전원(40)은 건전지이며, 상술한 수류 스위치(31)를 거쳐 전압 감시 회로(32), 전자 밸브 구동 회로(33), 점화 회로(34), 타이머 회로(35), 정전압 회로(36), 프레임 가드 회로(37) 및 안전 회로(39)가 접속되어 있다. 전자 밸브 구동회로(33)는 타이머 회로(35)로부터의 입력을 받아 후술하는 바와 같이 작동 코일(26a)에 전류를 흘려 가스 전자 밸브(26)를 열고 점화 회로(34)를 작동시켜 점화전(34a)에 의해 버너(20)에 착화하며, 또 프레임 가드 회로(37)로부터 입력된 화염 전류의 검출치가 소정의 판정치 이하이면 작동 코일(26a)로의 전류를 정지하여 가스 전자 밸브(26)를 닫는 것이다. 작동 코일(26a)은 닫혀 있는 가스 전자 밸브(26)를 열기 위한 대전류를 흘릴 필요가 있는 흡착 코일(26b)과, 일단 열린 가스 전자 밸브(26)를 연 상태로 유지하기 위해 소전류를 흘리면 되는 유지 코일(26c)로 이루어지는 것이다.
프레임 가드 회로(37)는 정전압 회로(36)로부터 출력되는 일종의 전압을 받아 프레임 로드(38)에 소정의 전압을 인가하고, 프레임 로드(38)를 지나는 화염 전류를 검출하여 그 값에 따른 신호를 전자 밸브 구동 회로(33)에 출력하는 것이다. 이 화염 전류는 화염의 변화에 순간적으로 응답하여 변화하므로 전자 밸브 구동 회로(33)에 대한 신호의 출력도 실질적으로 시간 지연 없이 행하여진다. 프레임 가드 회로(37)에는 사용하는 가스 종류에 맞추어 상술한 판정치를 조정하기 위하여 교체식의 가스 종류 커넥터(37a)가 설치되어 있다. 안전 회로(39)는 프레임 가드 회로(37)의 작동의 이상 유무를 감시하여 이상이 생긴 경우에는 가스 탕비기의 작동을 정지하는 것이다. 전압 감시 회로(32)는 전원 전지(40)의 전압이 소정의 한도 이하가 되면 표시등(32a)을 점등하여 전지의 교환을 재촉하는 것이다.
이어서 도 4에 나타내는 플로우 차트 및 도 5와 도 6에 나타내는 특성도에 의해 상기 실시 형태의 작동에 대한 설명을 한다. 급탕전(17)을 여는 것에 의해 급수관(15)을 지나는 급수가 소정량을 넘고, 수압 응동 밸브(28)가 열림과 동시에 수류 스위치(31)가 온이 되면(스텝 100), 버너 콘트롤러(30)는 내장하는 제 1 타이머에 의한 제 1 시간(t1)의 계시(計時)를 스타트 시켜(스텝 101) 전원 전지(40)의 전압이 소정치(예를 들어 1.9볼트) 이상인지의 여부(스텝 102) 및 가스 종류 커넥터(37a)가 접속되어 있는지의 여부(스텝 103)를 체크한다. 스텝 102와 스텝 103 중의 어느 하나라도 노(NO)이면 버너 콘트롤러(30)는 표시등 또는 버저에 의한 이상 표시를 행하여(스텝 109) 그 이상의 가스 탕비기의 작동을 정지한다.
스텝 102와 스텝 103 모두가 예스(YES)이면 버너 콘트롤러(30)는 가스 전자 밸브(26)의 흡착 코일(26b)에 흡착 전류를 부여하여 이것을 여는 동시에 점화 회로(34)를 작동시켜(스텝 104) 점화전(34a)에 생기는 불꽃에 의해 메인 버너(20)의 화염구(22)로부터 분출하는 연료 가스에 착화하고, 프레임 가드 회로(37)에 의해 검출되는 프레임 로드(38)를 지나는 화염 전류가 소정의 판정치(IO)(예를 들어 1μA) 이상인지의 여부를 판단한다(스텝 105). 제 1 시간(t1)이 제 1 소정시간(T1)(예를 들어 2초)에 달하기 이전에 이 화염 전류가 판정치(IO)에 달하지 않는 경우는 착화 미스 또는 어떠한 원인에 의해 연소 상태가 불량이라고 하여, 버너 콘트롤러(30)는 점화 회로(34)의 작동을 정지시키며(스텝 107) 흡착 코일(26b)로의 흡착 전류를 정지시켜(스텝 108) 가스 전자 밸브(26)를 닫아 메인 버너(20)로의 연료 가스의 공급을 정지하고 이상 표시를 행하여(스텝 109) 그 이상의 가스 탕비기의 작동을 정지한다.
제 1 시간(t1)이 제 1 소정시간(T1)에 달하기 이전에 이 화염 전류가 판정치(IO)를 넘으면, 즉 정상적인 연소 상태로 되면 버너 콘트롤러(30)는 흡착 코일(26b)에 부여하고 있던 큰 흡착 전류를 유지 코일(26c)에 부여하는 작은 유지 전류로 전환하여 가스 전자 밸브(26)를 연 상태로 유지하고 점화 회로(34)의 작동을 정지시켜, 내장하는 제 2 타이머에 의한 제 2 시간(t2)의 계시를 스타트시킨다(스텝 110). 이에 의해 가스 탕비기의 작동이 개시되며 열교환기(12)를 지나는 급수는 메인 버너(20)에 의해 가열되어 급탕전(17)으로부터 온수 배출된다.
버너 콘트롤러(30)는 이 온수 배출 상태에서 제 2 시간(t2)이 제 2 소정시간(T2)(예를 들어 10초)을 경과한 후에(스텝 111) 프레임 가드 회로(37)에 의해 검출되는 프레임 로드(38)를 지나는 화염 전류가 소정의 판정치(IO)(예를 들어 상술과 같은 1μA) 이하인지의 여부(스텝 112) 및 수류 스위치(31)가 온으로 되어 있는지의 여부(스텝 113)를 반복하여 체크한다. 급탕전(17)을 닫으면 수측 제어기(18)을 거쳐 수압 응동 밸브(28)가 닫히는 동시에 수류 스위치(31)가 오프로 되므로, 버너 콘트롤러(30)는 유지 코일(26c)로의 유지 전류를 정지하여(스텝 114) 가스 전자 밸브(26)를 닫아 메인 버너(20)로의 연료 가스의 공급을 정지하여 가스 탕비기의 작동을 정지시키고 나서 급탕전(17)을 열기 전의 대기상태로 되돌아간다. 또한 이 스텝 113에 의한 체크는 제 2 시간(t2)이 제 2 소정시간(T2)을 경과하기 전에도 행하도록 하여도 좋다.
스텝 112 및 스텝 113을 반복하여 온수 배출하고 있는 동안에, 다음에 서술하는 바와 같은 원인에 의해 불완전 연소가 생겨 화염 전류가 판정치(IO) 이하로 감소하면 버너 콘트롤러(30)는 흡착 코일(26b)로의 흡착 전류를 정지시켜(스텝 108) 가스 전자 밸브(26)를 닫아 메인 버너(20)로의 연료 가스의 공급을 정지하고 이상 표시를 행하여(스텝 109) 그 이상의 가스 탕비기의 동작을 정지한다.
이어서 각각의 원인에 의한 불완전 연소 방지 작용의 상세한 설명을 한다. 먼저, 정상 사용 상태에서 공기중의 산소 농도는 정상이나, 내부 몸통 스커트(10)의 윗쪽에 설치한 열교환기(12)의 핀(12b)에 연소 생성물 등에 의한 막힘이 생겨 공기의 흐름이 나빠져서 연소용 공기량이 부족한 경우에 대한 설명을 한다. 이와 같은 막힘 등에 의한 연소폐가스 통로의 통로 면적의 폐색율이 증대함에 따라서 내부 몸통 스커트(10)와 열교환기(12)와 메인 버너(20) 사이에 형성되는 연소실(14) 내의 상부의 압력이 점차 상승한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 상술한 바와 같은 환류관(13)을 설치한 실시 형태에서는 이 폐색율이 증대하여 연소실(14) 내 상부의 압력이 상승함에 따라서 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 환류관(13)의 본체부(13a)로부터 되돌림관부(13b)를 지나 프레임 로드(38)를 설치한 화염구(22) 부근으로 되돌아가는 연소실(14) 내 상부의 연소폐가스는 점차 증가한다.
이에 의해 그 화염구(22) 부근의 연소용 공기의 산소 농도가 감소하므로 그 화염구(22)에 생성되는 화염은 점차 리프트하고, 화염의 근원부에 생기는 미연소 가스 부분의 길이가 점차 증대하여 정상적인 연소상태에서는 연소하고 있는 화염 내에 있던 프레임 로드(38)의 선단부가 점차 미연소 가스 부분 내로 이동한다. 이 때문에 도 6에 나타내는 바와 같이 프레임 로드(38)를 지나는 화염 전류는 폐색율의 증대에 따라서 점차 감소한다. 버너 콘트롤러(30)는 이 화염 전류의 값이 소정의 판정치(IO) 이하로 되면 유지 코일(26c)에 대한 유지 전류를 정지하고(스텝 112, 스텝 108) 이상 표시를 행하여(스텝 109) 가스 탕비기의 작동을 정지한다. 가스 탕비기의 사용상 지장을 주지 않는 폐색율의 한도는 기종에 따라 서로 다르나 예를 들어 37% 정도이며 폐색율이 이 정도까지 증대하면 가스 탕비기의 작동을 정지시키도록 판정치(IO)를 설정하고 있다.
연소용 공기의 통로에 막힘은 없으나 충분한 환기를 하지 않고 가스 탕비기의 사용을 계속하는 등에 의해 주위의 공기중의 산소 농도가 점차 저하한 경우에는 산소 농도의 감소에 따라 메인 버너(20)의 화염구(22)에 생성되는 화염에 리프트가 생겨 화염의 근원부에 생기는 미연소 가스 부분의 길이가 점차로 증대한다. 이에 따라 정상적인 연소상태에서는 연소하고 있는 화염 내에 있던 프레임 로드(38)의 선단부가 점차로 미연소 가스 부분 내로 이동하기 때문에, 화염 전류는 점차 감소하여 이 화염 전류의 값이 판정치(IO) 이하로 되면 버너 콘트롤러(30)는 유지 코일(26c)에 대한 유지 전류를 정지하고(스텝 112, 스텝 108) 이상 표시를 행하여(스텝 109) 가스 탕비기의 작동을 정지한다.
이어서 메인 버너(20)로의 착화후에 화염 전류가 아직 안정되어 있지 않는 시기의 작용에 대하여 상세하게 설명한다. 도 5는 열교환기(12)의 핀(12b)의 막힘 등에 의한 연소폐가스 통로의 통로 면적의 폐색율이 각각 다른 경우에 있어서의 콜드 스타트시(가스 탕비기를 냉각 상태부터 기동한 경우)의 화염 전류의 시간적 변화를 나타내는 도이며, 가스 탕비기의 작동 개시시에 연료 가스에 착화되면 급격하게 증대한 후에 폐색율이 0%인 경우를 제외하고 일시적으로 감소하고, 다시 증대하여 다소의 증감을 반복하면서 정상 상태의 값으로 수렴한다. 상술한 바와 같이 이 실시 형태에서는 사용상 지장을 주지 않는 폐색율의 한도는 37%이나, 폐색율 30%인 경우의 화염 전류의 값은 도 5에 나타내는 바와 같이 기동후 약 3 내지 6초 동안은 판정치(IO) 이하로 된다.
이 때문에 그대로는 폐색율이 한도에 달하고 있지 않음에도 불구하고 가스 탕비기는 작동을 정지하게 된다. 그러나 이 실시 형태에서는 화염 전류가 판정치(IO)에 달하는 것에 의해 착화를 확인하여 점화 회로(34)가 작동을 정지한 시점(S)으로부터 제 2 소정시가(T2)를 경과하기까지는(스텝 111) 화염 전류가 판정치(IO) 이하로 되어도 유지 코일(26c)에 대한 유지 전류가 정지되는 일은 없다. 따라서, 메인 버너(20)로의 착화시에 환류관(13)으로부터 프레임 로드(38)를 설치한 화염구(22)로 되돌아가는 연소폐가스의 흐름이 급격하게 증대하여 착화된 화염에 리프트를 생기게 하고 화염 전류가 소정의 판정치 이하로 감소하더라도 그것이 착화후에 통상 생기는 일시적인 것인 한은 가스 전자 밸브가 닫혀 가스 탕비기가 작동을 정지하는 일은 없다. 이 제 2 소정시간(T2)은 메인 버너(20)로의 착화 확인으로부터 폐색율이 사용상 지장을 주지 않을 정도일 때에 착화후에 일시적으로 생기는 화염의 리프트에 의해 감소한 화염 전류가 소정의 판정치(IO)까지 회복하는데에 요하는 시간에 의해 미리 실험 등에 의해 정하는 것이다.
또 상술한 실시 형태에서는 제 2 소정시간(T2)의 개시전에 행하는 착화 확인시에 있어서의 화염 전류의 판정치(IO)(스텝 105)와 제 2 소정시간(T2)의 종료후에 행하는 불완전 연소 방지를 위한 화염 전류의 판정치(IO)(스텝 112)를 동일하게 하였으므로 그만큼 제어 프로그램은 간략화된다.
상술한 실시 형태에서는 제 2 소정시간(T2)의 계시 스타트 시점을 화염 전류가 판정치(IO)에 달하는 것에 의해 착화를 확인하여 점화 회로(34)의 작동을 정지한 시점(S)으로 하고 있으나, 이 계시 스타트 시점은 통상의 작동 상태에서는 메인 버너(20)로부터 분출하는 연료 가스로의 착화가 확실하게 완료한다고 예측되는 시점[예를 들어 제 1 소정시간(T1)의 종료시점]으로 하여도 좋고 이 경우의 제 2 소정시간(T2)은 다소 짧아진다.
이상의 실시 형태는 점화전에 의해 메인 버너에 직접 착화하는 방식의 가스 탕비기에 본 발명을 적용한 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명은 파일럿 버너에 의해 메인 버너에 착화하는 방식의 가스 탕비기에 적용하는 것도 가능하며, 그 경우에는 프레임 로드를 파일럿 버너에 설치하고 환류관(13)의 되돌림관부(13b)는 이 파일럿 버너를 향하도록 하여도 된다. 또 본 발명은 상기 실시 형태와 같이 선(先)멈춤식의 가스 탕비기에 한정하지 않고 원(元)멈춤식의 가스 탕비기에 적용하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 버너로의 착화시에 환류관으로부터 프레임 로드를 설치한 화염구로 되돌아가는 연소폐가스에 의해 화염에 리프트를 생기게 하며, 화염 전류를 판정치 이하로 감소시켜도 그것이 착화후에 통상 생기는 일시적인 것인 한은 버너 콘트롤러가 가스 전자 밸브를 닫는 일은 없으므로 정상 사용 상태에 있어서 열교환기에 막힘을 생기게 한 경우에 불완전 연소 방지의 목적을 달성할 수 있는 환류관을 사용한 경우라도 착화시의 일시적 화염 전류의 감소에 의해 가스 전자 밸브가 닫혀 가스 탕비기가 정지하는 일이 없게 된다.
화염 전류의 소정의 판정치를 버너 콘트롤러가 가스 전자 밸브를 닫는 상술한 작동을 행하지 않는 기간의 전후에 있어서 동일하게 한 것에 따르면 제어를 간략화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 가스 탕비기의 불완전 연소 방지 장치의 일 실시 형태의 전체구조를 나타내는 도,
도 2는 도 1의 2-2선으로 나타내는 부분확대상면도,
도 3은 도 1에 나타내는 실시 형태의 버너 콘트롤러의 구성도,
도 4는 도 1에 나타내는 실시 형태의 작동을 나타내는 플로우 차트,
도 5는 도 1에 나타내는 실시 형태의 작동 개시로부터의 화염 전류의 시간적 변화 특성을 나타내는 도,
도 6은 도 1에 나타내는 실시 형태의 폐색율에 대한 화염 전류의 변화 특성을 나타내는 도.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 내부 몸통 스커트 12 : 열교환기
20 : 버너(메인 버너) 22 : 화염구
26 : 가스 전자 밸브 30 : 버너 콘트롤러
34 : 점화 회로 34a : 점화전
38 : 프레임 로드

Claims (3)

  1. 내부 몸통 스커트와; 이 내부 몸통 스커트의 윗쪽에 연속하여 설치한 열교환기와; 상기 내부 몸통 스커트의 하부에 설치한 버너를 구비하여 이루어지며, 상기 열교환기 내를 지나는 급수를 상기 버너에 의해 가열하도록 한 가스 탕비기에 있어서,
    상기 버너로부터 분출하는 연료 가스에 착화하는 점화전을 가지는 점화 회로와; 상기 버너의 화염구 윗쪽에서 정상적인 연소 상태에 있어서 동 화염구에 생성되는 화염 내에 위치하는 프레임 로드와; 이 프레임 로드에 전압을 인가하여 이 프레임 로드를 지나는 화염 전류를 검출하여 이 화염 전류가 소정의 판정치 이하이면 상기 버너에 연료 가스를 공급하는 가스 전자 밸브를 닫는 버너 콘트롤러를 구비하며,
    이 버너 콘트롤러는 가스 탕비기의 착화 직후에 증대하는 상기 화염 전류를 검출하여 상기 점화 회로의 작동을 정지시킨 시점으로부터 연소폐가스 통로의 통로 면적의 폐색율이 사용상 지장을 주지 않을 정도일 때에, 상기 증대 후에 일시적으로 생기는 화염의 리프트에 의해 감소한 상기 화염 전류가 상기 소정의 판정치까지 회복하는데에 요하는 소정 시간 동안은 상기 가스 전자 밸브를 닫는 상술한 작동을 행하지 않도록 한 것을 특징으로 하는 가스 탕비기의 불완전 연소 방지 장치.
  2. 내부 몸통 스커트와; 이 내부 몸통 스커트의 윗쪽에 연속하여 설치한 열교환기와; 상기 내부 몸통 스커트의 하부에 설치한 버너를 구비하여 이루어지며, 상기 열교환기 내를 지나는 급수를 상기 버너에 의해 가열하도록 한 가스 탕비기에 있어서,
    상기 버너로부터 분출하는 연료 가스에 착화하는 점화전을 가지는 점화 회로와; 상기 버너의 화염구 윗쪽에서 정상적인 연소 상태에 있어서 동 화염구에 생성되는 화염 내에 위치하는 프레임 로드와; 이 프레임 로드에 전압을 인가하여 이 프레임 로드를 지나는 화염 전류를 검출하여 이 화염 전류가 소정의 판정치 이하이면 상기 버너에 연료 가스를 공급하는 가스 전자 밸브를 닫는 버너 콘트롤러를 구비하며,
    이 버너 콘트롤러는 통상의 작동 상태에서는 상기 버너로부터 분출하는 연료 가스로의 착화가 확실하게 완료한다고 예측되는 시점으로부터 연소폐가스 통로의 통로 면적의 폐색율이 사용상 지장을 주지 않을 정도일 때에, 착화후에 일시적으로 생기는 화염의 리프트에 의해 감소한 상기 화염 전류가 상기 소정의 판정치까지 회복하는데에 요하는 소정 시간 동안은 상기 가스 전자 밸브를 닫는 상술한 작동을 행하지 않도록 한 것을 특징으로 하는 가스 탕비기의 불완전 연소 방지 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 화염 전류의 소정의 판정치는 상기 버너 콘트롤러가 상기 가스 전자 밸브를 닫는 상술한 작동을 행하지 않는 기간의 전후에 있어서 동일한 것을 특징으로 하는 가스 탕비기의 불완전 연소 방지 장치.
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