KR101593623B1 - Interlocking sensing type proportional controlling boiler connecter with flue gas recirculation damper - Google Patents

Interlocking sensing type proportional controlling boiler connecter with flue gas recirculation damper Download PDF

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KR101593623B1
KR101593623B1 KR1020150070922A KR20150070922A KR101593623B1 KR 101593623 B1 KR101593623 B1 KR 101593623B1 KR 1020150070922 A KR1020150070922 A KR 1020150070922A KR 20150070922 A KR20150070922 A KR 20150070922A KR 101593623 B1 KR101593623 B1 KR 101593623B1
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exhaust gas
fgr
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유동근
고동완
선재규
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주식회사 부-스타
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Abstract

The present invention relates to an interlocking sensing type proportional control boiler and, more specifically, to an interlocking sensing type proportional control boiler connected to an exhaust gas recirculation damper, which proportionally controls the supply of fuel and the supply of air for combustion by interlocking to a load applied to the boiler and proportionally controls the supply of air for combustion by interlocking to the recirculation of exhaust gas resupplied to a blower, thereby reducing the nitrogen oxide of the exhaust gas without the vibration of the blower or noise. According to the present invention, the interlocking sensing type proportional control boiler minutely controls the supply of air for combustion and recirculation gas according to the load change of fluid as the recirculation flow rate of the exhaust gas is continuously and proportionally controlled by interlocking to the supply of air for combustion, thereby improving combustion efficiency and a fuel consumption rate and minimizing the emission of the nitrogen oxide.

Description

배기가스 재순환 댐퍼와 연계된 연동감응식 비례제어 보일러{INTERLOCKING SENSING TYPE PROPORTIONAL CONTROLLING BOILER CONNECTER WITH FLUE GAS RECIRCULATION DAMPER}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an interlocking-type proportional control boiler connected to an exhaust gas recirculation damper,

본 발명은 연동감응식 비례제어 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보일러에 가해지는 부하에 연동하여 연료공급 및 연소용 공기의 공급을 비례제어하는 동시에, 송풍기로 재공급되는 배기가스의 재순환을 연동시켜 연소용 공기공급과 비례제어함으로써 송풍기의 진동이나 소음 없이 배기가스의 질소산화물을 저감시킬 수 있는 배기가스 재순환 댐퍼와 연계된 연동감응식 비례제어 보일러에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a proportional control boiler for controlling the proportional control of the supply of fuel and the supply of combustion air in conjunction with the load applied to the boiler, and the recirculation of the exhaust gas re- To an intermittently-driven proportional-control boiler connected to an exhaust gas recirculation damper capable of reducing nitrogen oxides in the exhaust gas without vibration or noise of the blower by proportionally controlling the supply of air for combustion.

통상적으로 보일러는 연료의 연소과정에서 발생하는 연소열을 통해 물이나 열매와 같은 유체를 가열하고, 가열된 유체를 순환시켜 난방용이나 온수용으로 공급하는 장치이다.Generally, a boiler is a device that heats a fluid such as water or a fruit through combustion heat generated in a combustion process of fuel, circulates the heated fluid, and supplies it to heating or hot water.

최근 들어, 보일러는 연소효율을 높이면서 연료소비율을 낮추기 위한 방안으로, 연료공급이나 연소를 위한 공기공급을 균일하게 공급하는 것이 아니라 보일러의 부하 변동에 따라 STEP제어(저연소, 중연소, 고연소)를 하거나 PID(Proportional Integral Derivative) 컨트롤을 통해 비례제어하는 방식이 사용되고 있다.Recently, the boiler is a method to lower the fuel consumption rate while increasing the combustion efficiency. Instead of supplying the air supply for fuel supply or combustion uniformly, the boiler is controlled by STEP control (low combustion, ) Or proportional control through PID (Proportional Integral Derivative) control is used.

여기서, STEP제어의 경우에는 기 설정된 단계를 통해 연료 및 공기를 공급함에 따라 불필요한 에너지 소모를 방지하는 효과가 있으나, 부하변동에 정확하게 부합하는 제어에는 무리가 있다.Here, in the case of the STEP control, unnecessary energy consumption is prevented by supplying fuel and air through a predetermined step, but it is difficult to control accurately in accordance with the load variation.

또한, 일반적인 PID 컨트롤은 특히 난방이나 온수의 부하가 작은 영역에서 연소기나 송풍기의 온/오프가 잦아지게 되어 연소상태가 불안정해져서 질소산화물(Nitrogen Oxide : NOx)의 발생량이 상승하며, 온도 제어시의 편차가 커지고, 구성품의 내구성이 저하되는 문제점이 있다.In addition, the general PID control becomes frequent on / off of a combustor or a blower in a region where a load of heating or hot water is small, so that the combustion state becomes unstable and the amount of nitrogen oxide (NOx) There is a problem that the deviation becomes large and the durability of the components is deteriorated.

한편, 최근에는 환경에 대한 관심이 증가하면서 연소시 발생하는 질소산화물 배출을 저감시키기 위하여 배기가스를 송풍기로 재공급하여 연소실에서 재연소시키는 배기가스의 재순환기능을 갖는 보일러들이 개발되고 있으며, 전술한 비례제어방식과 배기가스의 재순환(FGR : Flue Gas Recirculation) 기능을 접목한 보일러들이 개발되고 있다.In recent years, there has been developed a boiler having a function of recirculating exhaust gas to re-supply exhaust gas to a burner and re-burn it in a combustion chamber in order to reduce nitrogen oxide emissions generated during combustion, Boilers have been developed that combine proportional control and exhaust gas recirculation (FGR) functions.

이러한 선행기술로서 배기가스 재순환통로를 통해 배기가스를 송풍기로 재순환시켜서 질소산화물을 저감시키면서 송풍기를 인버터 제어하여 소비전력을 절감시키는 인버터 보일러가 있다.In this prior art, there is an inverter boiler which recirculates exhaust gas to an air blower through an exhaust gas recirculation passage to reduce nitrogen oxides while controlling an air blower to inverter control to reduce power consumption.

그런데, 상기와 같은 인버터 보일러는 송풍기의 인버터 제어 특성상, 보일러의 저부하 영역에서 송풍기 주파수를 낮출 경우에는 송풍기 RPM이 낮아짐에 따라 배기가스를 흡입할 수 있는 흡입력이 낮아지면서 배기가스의 재순환율이 낮아져 질소산화물 발생량이 상승하는 문제점이 있고, 반대로, 고부하 영역에서 송풍기 주파수를 높일 경우에는 송풍기 RPM이 높아짐에 따라 배기가스를 흡입할 수 있는 흡입력이 높아지면서 배기가스의 재순환율이 상승되어 질소산화물의 발생량이 저감되지만, 재순환율이 과도하게 높아져서 버너 화염이 불안정해지면서 CO발생량이 높아지고 소음이 발생되는 등의 문제가 발생한다.However, when the blower frequency is lowered in the low load region of the boiler, the blower RPM is lowered, so that the suction force capable of sucking the exhaust gas is lowered and the recirculation rate of the exhaust gas is lowered When the blower frequency is increased in the high load region, the suction force capable of sucking the exhaust gas increases as the blower RPM increases, the recirculation rate of the exhaust gas increases, and the amount of nitrogen oxides However, since the recirculation rate becomes excessively high, the burner flame becomes unstable, so that the amount of CO generated increases and noise is generated.

한편, 본 발명의 선행기술로서, 대한민국 등록특허공보 제0838163호에 제안된 '저 질소산화물 인버터 보일러'가 있다.On the other hand, as a prior art of the present invention, there is a 'low nitrogen oxide inverter boiler' proposed in Korean Patent Publication No. 0838163.

선행기술은 도 1에 도시된 바와 같이 불꽃이 연소되는 연소공간과 상기 연소된 후의 가스를 배출하는 배기가스 배출통로와, 입력되는 연료와 연소용 공기의 혼합비에 대응하는 불꽃을 상기 연소공간에 제공하는 버너 및 상기 연소공간의 불꽃에 의해 내부에 채워진 물을 가열하여 가열된 유체를 토출하는 보일러 동체(12)와; 구동신호에 대응하는 속도로 회전되는 전동기를 가지며, 상기 전동기의 구동에 의하여 상기 배기가스 배출통로에 연결된 배기가스 재순환통로를 통한 배기가스와 외부의 공기를 흡입·혼합하여 상기 버너의 연소공간으로 공급하는 송풍기(22)와; 상기 보일러 동체 내부의 유체의 온도/압력을 감지하고 그 감지된 유체의 압력/온도에 비례하는 증속·감속 구동신호를 상기 송풍기로 제공하는 제어유닛으로 구성되며, 상기 배기가스 배출통로로부터 상기 송풍기에 연결된 배기가스 재순환통로의 내부에는 배기가스 재순환량을 조절하기 위한 댐퍼(27)가 설치된다.As shown in FIG. 1, the prior art is provided with a combustion space in which a flame is burned, an exhaust gas discharge passage for discharging the burned gas, and a flame corresponding to a mixing ratio of the input fuel and combustion air to the combustion space And a boiler body (12) for heating the water filled therein by the flame of the combustion space to discharge the heated fluid; The exhaust gas recirculation passage is connected to the exhaust gas recirculation passage. The exhaust gas recirculation passage is connected to the exhaust gas recirculation passage. The exhaust gas recirculation passage is connected to the exhaust gas recirculation passage. An air blower 22 for blowing air; And a control unit for sensing the temperature / pressure of the fluid inside the boiler body and for providing a speed / deceleration driving signal proportional to the detected pressure / temperature of the fluid to the blower, A damper (27) for regulating the exhaust gas recirculation amount is installed in the connected exhaust gas recirculation passage.

선행기술은 배기가스 재순환통로를 통해 배기가스를 송풍기로 재순환시켜서 질소산화물을 저감시키면서 송풍기를 인버터 제어하여 소비전력을 절감시키는 구성으로 step 제어방법에 대한 기술이다.The prior art is a technique of step control method in which exhaust gas is recirculated to an air blower through an exhaust gas recirculation passage to reduce power consumption by controlling an air blower while reducing nitrogen oxides.

이러한 선행기술은 송풍기의 인버터 제어에 의한 불완전 연소가 이루어지면서 진동 및 소음이 빈번하게 발생할 우려가 있다.In this prior art, incomplete combustion is performed by inverter control of the blower, and vibration and noise are frequently generated.

대한민국 등록특허공보 제0838163호Korean Patent Publication No. 0838163

본 발명은 상기와 같은 선행기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로써, 연소실에서 발생하는 배기가스를 다시 송풍기로 재순환시켜서 질소산화물의 발생을 억제하면서, 송풍기에서 연소실로 공급되는 연소용 공기의 공급량을 보일러의 부하에 따라 비례제어하는 동시에 배기가스의 재순환유로에서 송풍기로 공급되는 배기가스의 공급량을 보일러의 부하에 따라 연속적으로 비례제어할 수 있는 배기가스 재순환 댐퍼와 연계된 연동감응식 비례제어 보일러를 제공하는 것이 그 목적이다.The present invention has been made in order to overcome the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide an exhaust gas recirculation apparatus and an exhaust gas recirculation method for recirculating exhaust gas generated in a combustion chamber to a blower, And the proportional control of the supply amount of the exhaust gas supplied from the recirculation flow path of the exhaust gas to the blower in accordance with the load of the boiler is continuously controlled in proportion to the load of the boiler and the proportional control boiler connected to the exhaust gas recirculation damper The purpose is to provide.

또한, 본 발명은 연소용 공기의 유량을 제어하는 급기댐퍼 및 배기가스의 재순환 유량을 제어하는 FGR댐퍼의 개도를 스텝방식이 아닌 연속적으로 비례제어함으로써 보일러의 부하에 부합하는 유량을 미세하게 조절할 수 있는 배기가스 재순환 댐퍼와 연계된 연동감응식 비례제어 보일러를 제공하는 것이 그 목적이다.Further, according to the present invention, the opening degree of the air damper for controlling the flow rate of the combustion air and the opening degree of the FGR damper for controlling the recirculation flow rate of the exhaust gas are continuously controlled instead of stepwise, And to provide an interlocking proportional control boiler associated with an exhaust gas recirculation damper.

또한, 본 발명은 댐퍼를 통과하는 공기의 유속을 증가시킴으로써 연소용 공기나 배기가스를 원활하게 공급할 수 있는 배기가스 재순환 댐퍼와 연계된 연동감응식 비례제어 보일러를 제공하는 것이 다른 목적이다.It is another object of the present invention to provide an interlocking proportional control boiler connected to an exhaust gas recirculation damper capable of smoothly supplying combustion air or exhaust gas by increasing the flow rate of air passing through a damper.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배기가스 재순환 댐퍼와 연계된 연동감응식 비례제어 보일러는, 화기나 열기에 의해 유체를 가열하는 보일러에 있어서, 연소기에 의한 연료의 연소가 이루어지면서 화기 및 열기를 제공하는 연소실; 상기 연소실에서 연소된 배기가스를 배기하면서 배기가스의 폐열을 회수하여 유체를 예열하는 급수예열기; 상기 연소실의 연소용 공기를 유입하여 상기 연소실로 공급하는 송풍기; 상기 송풍기와 상기 연소실을 연결하면서 연소용 공기의 이동경로를 제공하는 급기유로; 상기 송풍기의 흡입구에 연결되어 외부공기를 상기 송풍기로 유입시키는 송풍유입유로; 상기 급수예열기와 상기 송풍유입유로를 연통시키면서 상기 급수예열기로 배기되는 배기가스를 상기 송풍유입유로로 유입되는 외부공기와 혼합시켜 재순환시키는 FGR유로; 상기 급기유로에 개폐가능하게 설치되어 상기 연소용공기의 공급량을 조절하는 급기댐퍼; 상기 FGR유로에 개폐가능하게 설치되어 상기 재순환가스의 공급량을 조절하는 FGR댐퍼; 및 상기 급기댐퍼 및 상기 FGR댐퍼의 개도를 제어하는 PID제어 컨트롤러;를 포함하며, 상기 PID제어 컨트롤러는, 상기 유체의 부하변동을 모니터링하여 상기 연료의 공급압력을 비례제어하면서 상기 급기댐퍼 및 상기 FGR댐퍼의 개도를 연속적으로 비례제어하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides an intermittently-operated proportional-control boiler connected to an exhaust gas recirculation damper of a boiler for heating a fluid by fire or heat, A combustion chamber providing heat; A water preheater for recovering waste heat of the exhaust gas while exhausting the exhaust gas burned in the combustion chamber to preheat the fluid; A blower for introducing the combustion air into the combustion chamber and supplying the combustion air to the combustion chamber; An air supply flow path connecting the blower and the combustion chamber and providing a path for moving the air for combustion; A blowing inlet flow path connected to a suction port of the blower to introduce outside air into the blower; An FGR flow path for mixing the exhaust gas discharged from the water supply preheater with the external air introduced into the blowing inlet flow path while communicating the water supply preheater and the blowing inlet flow path, and recirculating the exhaust gas; An air supply damper that is openably and closably provided in the air supply passage and adjusts the supply amount of the combustion air; An FGR damper installed in the FGR passage so as to be openable and closable to regulate a supply amount of the recirculating gas; And a PID control controller for controlling the opening degree of the air supply damper and the FGR damper, wherein the PID control controller monitors load fluctuations of the fluid and controls the supply damper and the FGR And the opening degree of the damper is continuously and proportionally controlled.

또한, 상기 PID제어 컨트롤러는, 상기 급기댐퍼의 개도를 상기 유체의 부하에 정비례하는 개도로 제어하고, 상기 FGR댐퍼의 개도를 상기 급기댐퍼의 개도에 반비례하는 개도로 제어하는 것이 바람직하다.It is preferable that the PID control controller controls the opening degree of the air supply damper by an opening degree proportional to the load of the fluid and controls the opening degree of the FGR damper to an opening degree in inverse proportion to the opening degree of the air supply damper.

예컨대, 상기 급기댐퍼 및 상기 FGR댐퍼는, 상기 급기유로 및 상기 FGR유로에 각각 개폐가능하게 설치되는 댐퍼본체; 및 상기 댐퍼본체에 연결된 상태로 상기 PID제어 컨트롤러의 제어에 의해 작동하면서 상기 댐퍼본체를 설정된 개도로 개폐하는 댐퍼모터;를 포함하여 구성될 수 있다.For example, the air supply damper and the FGR damper may include a damper main body that is openably and closably provided in the air supply flow path and the FGR flow path, respectively; And a damper motor for opening / closing the damper main body at a predetermined opening degree while being operated under the control of the PID control controller while being connected to the damper main body.

예컨대, 상기 댐퍼본체는, 상기 급기유로 및 상기 FGR유로에 각각 설치되는 힌지축; 및 상기 급기유로 및 상기 FGR유로에 각각 대응하는 형태로 상기 힌지축에 결합되고, 상기 댐퍼모터의 작동에 의해 상기 힌지축을 중심으로 회전하면서 상기 급기유로 및 상기 FGR유로를 각각 개폐하는 개폐판;을 포함하여 구성될 수 있다.For example, the damper main body includes: a hinge shaft installed in the air supply passage and the FGR passage; And an opening / closing plate coupled to the hinge shaft in a manner corresponding to the air supply flow path and the FGR flow path, respectively, and opening / closing the air supply flow path and the FGR flow path while rotating around the hinge axis by operation of the damper motor And the like.

또한, 상기 댐퍼본체는, 상기 개폐판의 양측면 중 적어도 일면에 경사면으로 형성되어 상기 댐퍼모터에 의한 상기 개폐판의 개방시 상기 급기유로나 상기 FGR유로의 단면적을 공기의 이동방향으로 갈수록 협소하게 축소시키는 벤투리경사면;을 더 포함하여 구성될 수 있다.The damper main body is formed as an inclined surface on at least one side of both sides of the opening and closing plate so that the cross sectional area of the air supply duct and the FGR passage becomes narrower and narrower as the damper motor moves the air flow direction And a venturi slope surface for guiding the venturi slope.

예컨대, 상기 개폐판은, 단일체로 이루어져 단일체의 중심부분이 상기 힌지축에 결합되어 상기 힌지축을 중심으로 회전하며, 상기 벤투리경사면은, 상기 개폐판의 전면이나 후면 중 적어도 일면에 형성될 수 있다.For example, the opening / closing plate may be formed as a single body, and a central portion of the single body may be coupled to the hinge shaft and rotate about the hinge axis, and the venturi slope may be formed on at least one surface of the front surface or the rear surface of the opening / .

이와 달리, 상기 개폐판은, 상기 힌지축을 중심으로 분할되는 분할판으로 구성되면서 각 분할판의 분할부위가 상기 힌지축에 결합되어 각 분할판이 상기 힌지축을 중심으로 대칭상태로 회전하며, 상기 벤투리경사면은, 상기 각 분할판의 일면에 서로 대칭상태로 형성될 수도 있다.Alternatively, the opening / closing plate may be formed of a divided plate divided around the hinge axis, and the divided portions of the divided plates are coupled to the hinge axis so that the respective divided plates rotate in a symmetrical state about the hinge axis, The inclined surfaces may be formed symmetrically with respect to each other on one surface of each of the partition plates.

또한, 상기 FGR유로는, 상기 급수예열기에 연결되면서 단부가 배기가스의 배출방향에 대응하는 방향으로 연장되는 동시에 단부에 확관된 형태의 흡입갓이 형성될 수 있다.In addition, the FGR passage may be connected to the water preheater so that the end portion of the FGR passage extends in a direction corresponding to the discharge direction of the exhaust gas, and at the same time,

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 배기가스 재순환 댐퍼와 연계된 연동감응식 비례제어 보일러는, 연소용 공기 공급과 연동하여 배기가스의 재순환 유량이 연속적으로 비례제어됨에 따라 유체의 부하변동에 따른 연소용 공기 및 재순환가스의 공급이 미세하게 조절되므로 연소효율 및 연료소모율이 개선되는 동시에 질소산화물의 배출량을 최소화할 수 있다.As described above, the interlocking proportional control boiler associated with the exhaust gas recirculation damper according to the present invention is operated in conjunction with the air supply for combustion so that the recirculation flow rate of the exhaust gas is continuously and proportionally controlled, The supply of air and the recycle gas is finely adjusted so that the combustion efficiency and the fuel consumption rate are improved and the emission amount of nitrogen oxide is minimized.

특히, 본 발명은 PID제어 컨트롤러가 급기댐퍼의 개도를 유체의 부하에 정비례하는 개도로 제어하면서 FGR댐퍼의 개도를 급기댐퍼와 반비례하는 개도로 제어함에 따라 연소부하가 늘어날수록 FGR댐퍼의 개도를 낮춰서 배기가스의 재순환 비율을 일정하게 유지시키므로 질소산화물을 안정되게 저감시킬 수 있다.In particular, the present invention controls the opening degree of the FGR damper to an opening degree in inverse proportion to the air supply damper while controlling the opening degree of the air supply damper by the opening degree of the air supply damper in direct proportion to the load of the fluid, so that the opening degree of the FGR damper Since the recirculation ratio of the exhaust gas is kept constant, the nitrogen oxide can be stably reduced.

또한, 본 발명은 급기댐퍼를 통해 연소용 공기의 유량을 제어하므로 송풍기나 연소기의 빈번한 온오프가 감소하기 때문에 진동이나 소음이 감소하고 구성품의 내구성이 향상될 수 있다.Further, since the present invention controls the flow rate of the combustion air through the air supply damper, frequent on-off of the blower and the combustor is reduced, so that vibration and noise can be reduced and durability of the component can be improved.

그리고, 본 발명은 댐퍼본체를 구성하는 개폐판에 벤투리경사면이 구성되어 완전개방시 급기유로나 FGR유로의 단면적을 협소하게 축소시킴에 따라 공기의 유속이 증가하므로 급기댐퍼가 완전히 개방되는 고부하에서 연소용 공기가 더욱 원활하게 공급될 수 있으며, FGR댐퍼가 완전히 개방되는 저부하에서도 배기가스가 원활하게 재순환할 수 있다.In the present invention, since the venturi slope is formed on the opening / closing plate constituting the damper main body, the flow rate of the air is increased as the cross-sectional area of the air supply flow path and the FGR flow path is narrowly reduced at the time of full opening, The combustion air can be supplied more smoothly and the exhaust gas can be smoothly recirculated even at a low load at which the FGR damper is fully opened.

도 1은 선행기술에 따른 비례제어 보일러를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 배기가스 재순환 댐퍼와 연계된 연동감응식 비례제어 보일러를 나타내는 구성도.
도 3은 도 2에 도시된 급기댐퍼나 FGR댐퍼의 구성을 나타내는 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 개폐판의 일실시예를 나타내는 종단면도.
도 5는 도 3에 도시된 개폐판의 다른 실시예를 나타내는 종단면도.
도 6은 도 2에 도시된 FGR유로의 다른 실시예를 나타내는 구성도.
1 is a schematic view showing a proportional control boiler according to the prior art;
FIG. 2 is a schematic view showing an interlocking proportional control boiler associated with an exhaust gas recirculation damper according to the present invention; FIG.
3 is a perspective view showing the configuration of the air supply damper and the FGR damper shown in Fig.
Fig. 4 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the opening and closing plate shown in Fig. 3; Fig.
Fig. 5 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the opening and closing plate shown in Fig. 3; Fig.
6 is a configuration diagram showing another embodiment of the FGR passage shown in Fig. 2. Fig.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Embodiments in accordance with the concepts of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. It is to be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms of disclosure, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ", or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 재순환 댐퍼와 연계된 연동감응식 비례제어 보일러는 도 2에 도시된 바와 같이 연소실(100), 급수예열기(200), 송풍기(300), 급기유로(400), 송풍유입유로(500), FGR유로(600), 급기댐퍼(700), FGR댐퍼(800) 및 PID제어 컨트롤러(900)를 포함하여 구성될 수 있다.2, the interlocked proportional control boiler connected to the exhaust gas recirculation damper according to an embodiment of the present invention includes a combustion chamber 100, a water preheater 200, a blower 300, an air supply passage 400, An air supply inflow passage 500, an FGR passage 600, an air supply damper 700, an FGR damper 800 and a PID controller 900. [

연소실(100)은 연료의 연소가 이루어지면서 연소에 따른 열기를 제공하여 물과 같은 유체를 가열하는 구성요소이다.The combustion chamber 100 is a component that heats the fluid, such as water, by providing combustion by burning as the fuel is burned.

이러한 연소실(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 탱크형태로 형성되어 연료의 연소공간을 제공하며, 연소기(110)가 내부에 구비되어 연료를 연소시키면서 화기나 열기를 제공한다.The combustion chamber 100 is formed in a tank shape as shown in FIG. 2 to provide a combustion space for the fuel, and a combustor 110 is provided therein to combust the fuel to provide a fire or heat.

여기서, 연소실(100)에서 사용되는 연료는 가스나 기름이 사용될 수 있으며, 이와 달리 목재나 목재펠릿 등 본 발명이 속하는 분야에 통상적으로 사용되는 연료가 사용될 수 있다.Here, the fuel used in the combustion chamber 100 may be gas or oil, and alternatively, a fuel commonly used in the field to which the present invention belongs, such as wood or wood pellets, may be used.

연소실(100)은 외주면에 유체가 관류하는 수관(120)이 설치되어 열기를 통해 수관(120)의 유체를 가열하여 난방용 또는 온수용으로 공급한다.The combustion chamber 100 is provided with a water pipe 120 through which the fluid flows on the outer circumferential surface. The combustion chamber 100 heats the fluid of the water pipe 120 through the heat and supplies the heated or heated water.

한편, 유체는 수관(120)으로 공급되어 연소실(100)의 열기에 의해 가열된 후, 기수분리기(130)를 거치면서 수분이 제거된 후 사용처로 공급된다.On the other hand, the fluid is supplied to the water pipe 120, heated by the heat of the combustion chamber 100, and then supplied to the use place after moisture is removed through the water separator 130.

급수예열기(200)는 연소실(100)에서 연소된 배기가스의 배출경로를 구성하면서 배기가스의 폐열을 통해 수관(120)의 유체를 예열한다.The water preheater 200 preheats the water in the water tube 120 through the waste heat of the exhaust gas while constituting the discharge path of the exhaust gas burned in the combustion chamber 100.

이러한 급수예열기(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 연소실(100)과 수관(120) 사이에 지그재그형태의 관로를 이루는 폐열회수로(140)를 통해 연소실(100)과 연결되며, 배기가스의 연도를 이루면서 배기가스의 폐열을 회수하여 열효율을 향상시키며, 배기가스 출구온도를 낮춰 FGR 효과를 상승시키게 된다. 만약, 고온의 배기가스가 재순환될 경우에는 질소산화물 저감 효과가 떨어진다.2, the water preheater 200 is connected to the combustion chamber 100 through a waste heat recovery passage 140, which is a zigzag pipe between the combustion chamber 100 and the water pipe 120, The waste heat of the exhaust gas is recovered to improve the thermal efficiency, and the exhaust gas outlet temperature is lowered to raise the FGR effect. If the exhaust gas at a high temperature is recirculated, the nitrogen oxide reduction effect is reduced.

송풍기(300)는 후술되는 PID제어 컨트롤러(900)의 제어에 의해 작동하면서 외부공기를 유입하여 연소실(100)로 공급한다.The blower 300 is operated under the control of a PID controller 900 to be described later to supply outside air to the combustion chamber 100.

급기유로(400)는 도 2에 도시된 바와 같이 송풍기(300)의 배출구(310)와 연소실(100)을 연결하면서 연소실(100)에서의 연소를 위한 공기의 이동경로를 이룬다.The air supply passage 400 connects the discharge port 310 of the blower 300 and the combustion chamber 100 as shown in FIG. 2 and forms a path for air for combustion in the combustion chamber 100.

이러한 급기유로(400)는 덕트나 배관으로 구성되어 송풍기(300)와 연소실(100)을 연통시킨다.The air supply passage 400 is composed of a duct or a pipe and communicates the blower 300 with the combustion chamber 100.

송풍유입유로(500)는 외부공기를 송풍기(300)의 흡입구(320)로 유입시키는 구성요소로서, 덕트 또는 배관으로 구성되어 흡입구(320)에 연결된다.The blowing inlet flow path 500 is a component for introducing outside air into the inlet port 320 of the blower 300 and is formed of a duct or a pipe and is connected to the inlet port 320.

여기서, 송풍유입유로(500)는 도 2에 도시된 바와 같이 전술한 수관(120)측으로 연장되면서 수관(120)에 열접촉되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the air inlet / outlet flow path 500 is in thermal contact with the water pipe 120 while extending toward the water pipe 120 as shown in FIG.

따라서, 연소실(100)은 송풍유입유로(500)를 통해 송풍기(300)로 유입되는 외부공기가 수관(120)에 의해 예열된 상태로 유입되어 공급됨에 따라 연소효율이 향상될 수 있고, 송풍기 흡입 소음을 저감시킬 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the combustion efficiency of the combustion chamber 100 can be improved by supplying the external air introduced into the blower 300 through the blower inlet flow path 500 while being preheated by the water pipe 120, There is an advantage that noise can be reduced.

FGR유로(600)는 배기가스 재순환(Flue Gas Recirculation)을 위한 구성요소로서, 도 2에 도시된 바와 같이 급수예열기(200)와 송풍유입유로(500)를 연통시켜 급수예열기(200)의 출구로 배기되는 배기가스의 일부분을 송풍유입유로(500)로 공급하여 재순환시키면서 질소산화물을 저감시킨다.The FGR passage 600 is a component for flue gas recirculation and communicates with the water supply preheater 200 and the blowing air flow path 500 as shown in FIG. A part of the exhaust gas to be exhausted is supplied to the airflow inflow passage 500 and recirculated to reduce nitrogen oxides.

즉, 배기가스는 급수예열기(200)로 배기되면서 FGR유로(600)를 통해 가해지는 송풍기(300)의 진공압력을 통해 송풍유입유로(500)로 공급되어 외부공기와 혼합된 후, 급기유로(400)를 통해 연소실(100)로 재공급되어 재연소된다.That is, the exhaust gas is exhausted to the water supply pre-heater 200, is supplied to the blowing air inflow passage 500 through the vacuum pressure of the blower 300 applied through the FGR passage 600, mixed with the external air, 400 to the combustion chamber 100 and re-burned.

이때, 배기가스는 급수예열기(200)를 통과하면서 폐열이 회수되어 낮은 온도에서 FGR유로(600)를 통해 재순환되므로 질소산화물의 저감효과가 향상될 수 있다.At this time, exhaust gas is recovered while passing through the water supply preheater 200 and recycled through the FGR flow path 600 at a low temperature, so that the nitrogen oxide reduction effect can be improved.

여기서, FGR유로(600)는 도 6에 도시된 바와 같이 급수예열기(200)에 연결되면서 배기가스의 배출방향에 대응하는 방향으로 연장되는 동시에 단부에 확관되면서 흡입갓(610)이 형성될 수 있다.6, the FGR passage 600 is connected to the water supply preheater 200, extends in a direction corresponding to the exhaust gas discharge direction, and is extended to the end of the FGR passage 600 to form a suction lance 610 .

즉, FGR유로(600)는 급수예열기(200)로 배출되는 배기가스의 일부분을 흡입갓(610)을 통해 유입함으로써 원활하게 송풍기(300)로 재순환시킨다.That is, the FGR passage 600 recirculates a part of the exhaust gas discharged to the water supply pre-heater 200 through the suction lid 610 to the blower 300 smoothly.

급기댐퍼(700)는 도 2에 도시된 바와 같이 급기유로(400)에 개폐가능하게 설치되어 연소실(100)로 공급되는 연소용 공기의 유량을 조절한다.As shown in FIG. 2, the air supply damper 700 is openably and closably provided in the air supply passage 400 to regulate the flow rate of the combustion air supplied to the combustion chamber 100.

FGR댐퍼(800)는 FGR유로(600)에 개폐가능하게 설치되어 급수예열기(200)에서 송풍유입유로(500)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다.The FGR damper 800 is openably and closably provided in the FGR passage 600 to regulate the flow rate of the exhaust gas supplied from the water supply preheater 200 to the blowing air flow path 500.

여기서, FGR댐퍼(800) 및 급기댐퍼(700)의 구체적인 실시예는 후술한다.Here, specific embodiments of the FGR damper 800 and the air supply damper 700 will be described later.

PID제어 컨트롤러(900)는 급기댐퍼(700)와 FGR댐퍼(800)의 개도를 제어하는 구성요소로서, 보일러의 제어기판에 구비될 수 있으며, 서버형태를 이루면서 보일러와 원격으로 연결될 수도 있다.The PID controller 900 is a component for controlling the opening degree of the air supply damper 700 and the FGR damper 800. The PID controller 900 may be provided on the control board of the boiler or may be remotely connected to the boiler in a server form.

이러한 PID제어 컨트롤러(900)는 연소실(100)에 의해 가열된 유체의 부하, 즉 유체의 사용압력이나 온도 등을 모니터링하여 연소실에 공급되는 연료의 공급압력을 비례제어하며, 이와 동시에 급기댐퍼(700) 및 FGR댐퍼(800)의 개도를 연속적으로 비례제어하여 조절한다.The PID controller 900 monitors the load of the fluid heated by the combustion chamber 100, that is, the operating pressure and the temperature of the fluid, and controls the supply pressure of the fuel supplied to the combustion chamber proportionally. At the same time, the PID controller 900 controls the supply damper 700 ) And the opening degree of the FGR damper 800 are continuously controlled by proportional control.

즉, PID제어 컨트롤러(900)는 미도시된 압력센서나 온도센서를 통해 유체의 온도 및 압력을 측정하면서 유체의 부하를 모니터링하고, 측정된 부하에 따라 연료의 공급을 비례제어하면서 송풍기(300)에서 공급되는 연소용 공기의 유량 및 송풍기(300)로 재공급되는 재순환가스의 유량을 비례제어한다.That is, the PID controller 900 monitors the fluid load while measuring the temperature and pressure of the fluid through a pressure sensor or a temperature sensor (not shown) and controls the flow rate of the fuel in proportion to the measured load, And the flow rate of the recirculated gas supplied to the blower 300 is controlled in proportion to the flow rate of the combustion air.

여기서, PID제어 컨트롤러(900)는 유체의 부하에 정비례하는 개도로 급기댐퍼(700)를 조절하고, 급기댐퍼(700)의 개도에 반비례하는 개도로 FGR댐퍼(800)를 조절한다.Here, the PID controller 900 controls the air supply damper 700 with an opening degree proportional to the load of the fluid, and adjusts the FGR damper 800 with an opening degree in inverse proportion to the opening degree of the air supply damper 700.

예컨대, PID제어 컨트롤러(900)는,For example, the PID controller 900,

유체의 부하가 20%일 경우 급기댐퍼(700)의 개도를 20%로 개방하고, FGR댐퍼(800)의 개도를 80%로 개방한다.When the load of the fluid is 20%, the opening degree of the air supply damper 700 is opened to 20% and the opening degree of the FGR damper 800 is 80%.

또한, 유체의 부하가 50%일 경우 급기댐퍼(700)의 개도를 50%로 개방하고, FGR댐퍼(800)의 개도를 50%로 개방한다.When the load of the fluid is 50%, the opening degree of the air supply damper 700 is 50%, and the opening degree of the FGR damper 800 is 50%.

또한, 유체의 부하가 100%일 경우 급기댐퍼(700)의 개도를 80%로 개방하고, FGR댐퍼(800)의 개도를 20%로 개방한다.When the load of the fluid is 100%, the opening degree of the air supply damper 700 is 80%, and the opening degree of the FGR damper 800 is 20%.

이와 같이, PID제어 컨트롤러(900)는 저부하일 경우에 FGR댐퍼(800)의 개도를 높여서 배기가스의 재순환율을 높여 질소산화물을 저감시키고, 고부하일 경우에 FGR댐퍼(800)의 개도를 낮춰서 최적의 배기가스 재순환 비율을 유지시켜 질소산화물을 저감시킨다.As described above, the PID controller 900 increases the opening degree of the FGR damper 800 to increase the recirculation rate of the exhaust gas, thereby reducing the nitrogen oxides. When the load is high, the PID controller 900 lowers the opening degree of the FGR damper 800, The exhaust gas recirculation rate of the exhaust gas is maintained to reduce the nitrogen oxide.

전술한 급기댐퍼(700) 및 FGR댐퍼(800)는 도 3에 도시된 바와 같이 댐퍼본체(710) 및 댐퍼모터(720)를 포함하여 구성될 수 있다.The air supply damper 700 and the FGR damper 800 may include a damper main body 710 and a damper motor 720 as shown in FIG.

댐퍼본체(710)는 급기유로(400)나 FGR유로(600)의 내부에 개폐가능하게 설치되는 구성요소로서, 좀 더 구체적으로는 힌지축(711) 및 개폐판(712)을 포함하여 구성될 수 있다.The damper main body 710 is a constituent element that is openably and closably provided inside the air supply passage 400 and the FGR passage 600. More specifically, the damper main body 710 includes a hinge shaft 711 and an opening / closing plate 712 .

즉, 댐퍼본체(710)는 급기유로(400)나 FGR유로(600)의 단면에 대응하는 판체를 이루는 개폐판(712)과 개폐판(712)을 회전가능하게 고정하는 힌지축(711)으로 구성되며, 힌지축(711)을 중심으로 회전하는 개폐판(712)을 통해 급기유로(400)나 FGR유로(600)를 개폐한다.That is, the damper main body 710 includes a hinge shaft 711 for rotatably fixing the opening / closing plate 712 and the opening / closing plate 712, which form a valve body corresponding to the end face of the air supply passage 400 and the FGR passage 600 And opens and closes the air supply passage 400 and the FGR passage 600 through an opening / closing plate 712 which rotates around a hinge shaft 711.

댐퍼모터(720)는 도 3에 도시된 바와 같이 힌지축(712)을 통해 개폐판(711)에 연결되어 PID제어 컨트롤러(900)에 의해 작동하면서 개폐판(711)을 회전시켜 급기유로(400)나 FGR유로(600)의 유량을 조절한다.3, the damper motor 720 is connected to the opening / closing plate 711 via the hinge shaft 712 and is operated by the PID controller 900 to rotate the opening / closing plate 711 to open the air supply duct 400 ) And the flow rate of the FGR flow passage 600 are controlled.

이러한 댐퍼모터(720)는 유체의 부하에 따라 PID제어 컨트롤러(900)의 제어에 의해 작동하면서 급기댐퍼(700)나 FGR댐퍼(800)의 개도를 연속적으로 미세하게 조절한다.The damper motor 720 continuously and finely adjusts the opening degree of the air supply damper 700 and the FGR damper 800 while being operated under the control of the PID control controller 900 in accordance with the load of the fluid.

전술한 개폐판(712)은 도 4에 도시된 바와 같이 단일판으로 구성되어 중심부분이 힌지축(711)을 통해 회전가능하게 결합될 수 있으며, 이와 달리 도 5에 도시된 바와 같이 분할판(712a)(712b)으로 구성되면서 분할부위가 힌지축(711)을 통해 회전가능하게 결합되어 분할판(712a)(712b)들이 대칭상태로 회전하면서 개폐된다.The opening / closing plate 712 may be formed as a single plate as shown in FIG. 4, and the center portion may be rotatably coupled through the hinge shaft 711. Alternatively, as shown in FIG. 5, 712a, and 712b, the divided portions are rotatably coupled through the hinge shaft 711, and the divided plates 712a and 712b are opened and closed while being rotated in a symmetrical state.

한편, 전술한 댐퍼본체(710)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 개폐판(712)에 형성되는 벤추리경사면(715)을 더 포함하여 구성될 수 있다.4 and 5, the damper main body 710 may further include a venturi slope 715 formed in the opening / closing plate 712. [

벤추리경사면(715)은 댐퍼본체(710)를 통과하는 공기에 벤추리관 효과를 제공하여 유속을 증가시키기 위한 구성요소이다.The venturi slope 715 is a component for increasing the flow velocity by providing a venturi effect to the air passing through the damper main body 710. [

벤추리관은 알려진 바와 같이 베르누이의 정리를 이용한 것으로 관경이 좁아질수록 유체의 압력이 낮아지면서 유속이 증가한다.The venturi tube is based on Bernoulli's theorem. As the diameter of the venturi decreases, the pressure of the fluid decreases and the flow rate increases.

벤추리경사면(715)은 개폐판(712)의 표면에 동일체를 이루면서 경사면으로 형성되어 개폐판(712)의 개방시 급기유로(400)나 FGR유로(600)의 단면적을 공기 이동방향으로 갈수록 협소하게 축소시킨다.The venturi inclined surface 715 is formed in an inclined surface forming an identical body on the surface of the opening and closing plate 712 so that the sectional area of the air supply passage 400 and the FGR passage 600 when the opening and closing plate 712 is opened is narrowed .

즉, 벤추리경사면(715)는 도 4에 도시된 바와 같이 개폐판(712)이 단일판으로 구성될 경우, 개폐판(712)의 일측면이나 양측면 모두에 구비되어 급기유로(400)나 FGR유로(600)의 단면적을 공기의 이동방향으로 점점 축소시킨다.4, the venturi slope 715 may be provided on one side or both sides of the opening / closing plate 712 when the opening / closing plate 712 is formed as a single plate, The cross-sectional area of the air passage 600 is gradually reduced in the air moving direction.

이에 따라, 급기유로(400)의 연소용 공기나 FGR유로(600)의 재순환가스는 개폐판(712)을 통과하면서 벤추리경사면(715)에 의해 유로의 단면적이 점점 좁아짐에 따라 유속이 증가한다.Accordingly, the combustion air of the air supply flow passage 400 and the recirculation gas of the FGR flow passage 600 pass through the opening / closing plate 712, and the flow velocity increases as the cross-sectional area of the flow passage is gradually narrowed by the venturi slope 715.

한편, 벤추리경사면(715)은 도 5에 도시된 바와 같이 개폐판(712)이 분할판으로 구성될 경우, 각각의 분할판(712a)(712b)의 일면에 대칭상태로 구비되어 유로를 축소시킨다.5, when the opening / closing plate 712 is constituted by a partition plate, the venturi slope 715 is provided symmetrically on one surface of each of the partition plates 712a and 712b to reduce the flow path .

이상과 같이 살펴본 본 발명에 따른 배기가스 재순환 댐퍼와 연계된 연동감응식 비례제어 보일러에 의하면, 연소용 공기 공급과 연동하여 배기가스의 재순환 유량이 연속적으로 비례제어됨에 따라 유체의 부하변동에 따른 연소용 공기 및 재순환가스의 공급이 미세하게 조절되므로 연소효율 및 연료소모율이 개선되는 동시에 질소산화물의 배출량을 최소화할 수 있으며, 특히, PID제어 컨트롤러(900)가 급기댐퍼(700)의 개도를 유체의 부하에 정비례하는 개도로 제어하면서 FGR댐퍼(800)의 개도를 급기댐퍼(700)와 반비례하는 개도로 제어함에 따라 연소부하가 늘어날수록 FGR댐퍼(800)의 개도를 낮춰서 배기가스의 재순환 비율을 일정하게 유지시키므로 질소산화물을 안정되게 저감시킬 수 있다.According to the interlocking proportional control boiler connected to the exhaust gas recirculation damper according to the present invention, as the recirculation flow rate of the exhaust gas is continuously controlled in association with the combustion air supply, The PID controller 900 controls the opening degree of the air supply damper 700 so that the amount of the nitrogen oxide discharged from the fluid supply port is reduced. The opening degree of the FGR damper 800 is controlled to an opening degree that is inversely proportional to the air supply damper 700 while controlling the degree of opening of the FGR damper 800 so that the recirculation rate of the exhaust gas is reduced to a constant So that the nitrogen oxide can be stably reduced.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various changes, substitutions, and alterations can be made therein without departing from the spirit of the invention.

100 : 연소실 110 : 연소기
120 : 수관 130 : 기수분리기
140 : 폐열회수로 200 : 급수예열기
300 : 송풍기 310 : 배출구
320 : 흡입구 400 : 급기유로
500 : 송풍유입유로 600 : FGR유로
700 : 급기댐퍼
710 : 댐퍼본체 711 : 힌지축
712 : 개폐판 712a, 712b : 분할판
715 : 벤추리경사면
720 : 댐퍼모터
800 : FGR댐퍼 900 : PID제어 컨트롤러
100: combustion chamber 110: combustor
120: water tube 130: water separator
140: waste heat recovery furnace 200: water preheater
300: blower 310: outlet
320: inlet port 400:
500: air inlet inflow channel 600: FGR air channel
700: Supply damper
710: damper main body 711: hinge shaft
712: Opening / closing plates 712a, 712b:
715: Venturi slope
720: Damper motor
800: FGR damper 900: PID control controller

Claims (8)

화기나 열기에 의해 유체를 가열하는 보일러에 있어서,
연소기에 의한 연료의 연소가 이루어지면서 화기 및 열기를 제공하는 연소실;
상기 연소실에서 연소된 배기가스를 배기하면서 배기가스의 폐열을 회수하여 유체를 예열하는 급수예열기;
상기 연소실의 연소용 공기를 유입하여 상기 연소실로 공급하는 송풍기;
상기 송풍기와 상기 연소실을 연결하면서 연소용 공기의 이동경로를 제공하는 급기유로;
상기 송풍기의 흡입구에 연결되어 외부공기를 상기 송풍기로 유입시키는 송풍유입유로;
상기 급수예열기와 상기 송풍유입유로를 연통시키면서 상기 급수예열기로 배기되는 배기가스를 상기 송풍유입유로로 유입되는 외부공기와 혼합시켜 재순환시키는 FGR유로;
상기 급기유로에 개폐가능하게 설치되어 상기 연소용공기의 공급량을 조절하는 급기댐퍼;
상기 FGR유로에 개폐가능하게 설치되어 재순환가스의 공급량을 조절하는 FGR댐퍼; 및
상기 급기댐퍼 및 상기 FGR댐퍼의 개도를 제어하는 PID제어 컨트롤러;를 포함하며,
상기 PID제어 컨트롤러는,
상기 유체의 부하변동을 모니터링하여 상기 연료의 공급압력을 비례제어하면서 상기 급기댐퍼 및 상기 FGR댐퍼의 개도를 연속적으로 비례제어하고,
상기 급기댐퍼 및 상기 FGR댐퍼는,
상기 급기유로 및 상기 FGR유로에 각각 개폐가능하게 설치되는 댐퍼본체; 및
상기 댐퍼본체에 연결된 상태로 상기 PID제어 컨트롤러의 제어에 의해 작동하면서 상기 댐퍼본체를 설정된 개도로 개폐하는 댐퍼모터;를 포함하며,
상기 댐퍼본체는,
상기 급기유로 및 상기 FGR유로에 각각 설치되는 힌지축; 및
상기 급기유로 및 상기 FGR유로에 각각 대응하는 형태로 상기 힌지축에 결합되고, 상기 댐퍼모터의 작동에 의해 상기 힌지축을 중심으로 회전하면서 상기 급기유로 및 상기 FGR유로를 각각 개폐하는 개폐판;을 포함하고,
상기 개폐판의 양측면 각각에 경사면으로 형성되어 상기 댐퍼모터에 의한 상기 개폐판의 개방시 상기 급기유로나 상기 FGR유로의 단면적을 공기의 이동방향으로 갈수록 협소하게 축소시키는 벤투리경사면;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 댐퍼와 연계된 연동감응식 비례제어 보일러.
In a boiler for heating fluid by fire or heat,
A combustion chamber for providing flame and heat with combustion of the fuel by the combustor;
A water preheater for recovering waste heat of the exhaust gas while exhausting the exhaust gas burned in the combustion chamber to preheat the fluid;
A blower for introducing the combustion air into the combustion chamber and supplying the combustion air to the combustion chamber;
An air supply flow path connecting the blower and the combustion chamber and providing a path for moving the air for combustion;
A blowing inlet flow path connected to a suction port of the blower to introduce outside air into the blower;
An FGR flow path for mixing the exhaust gas discharged from the water supply preheater with the external air introduced into the blowing inlet flow path while communicating the water supply pre-heater and the blowing inlet flow path, and recirculating the exhaust gas;
An air supply damper that is openably and closably provided in the air supply passage and adjusts the supply amount of the combustion air;
An FGR damper installed in the FGR passage so as to be openable and closable to regulate a supply amount of the recycle gas; And
And a PID control controller for controlling the opening of the air supply damper and the FGR damper,
The PID control controller includes:
Monitoring the load variation of the fluid to continuously control the opening degree of the air supply damper and the FGR damper while proportionally controlling the supply pressure of the fuel,
Wherein the air supply damper and the FGR damper comprise:
A damper main body provided in the air supply passage and the FGR passage so as to be openable and closable, respectively; And
And a damper motor which is connected to the damper main body and opens and closes the damper main body by a predetermined opening degree under the control of the PID control controller,
In the damper main body,
A hinge shaft installed in the air supply passage and the FGR passage; And
And an opening / closing plate coupled to the hinge shaft in a form corresponding to the air supply flow path and the FGR flow path and opening / closing the air supply flow path and the FGR flow path while rotating around the hinge axis by the operation of the damper motor and,
And a venturi slope surface formed on each of both side surfaces of the opening / closing plate so as to narrow the sectional area of the air supply passage and the FGR passage narrowly in the moving direction of the air when the opening / closing plate is opened by the damper motor Wherein the exhaust gas recirculation damper is connected to the exhaust gas recirculation damper.
청구항 1에 있어서,
상기 PID제어 컨트롤러는,
상기 급기댐퍼의 개도를 상기 유체의 부하에 정비례하는 개도로 제어하고,
상기 FGR댐퍼의 개도를 상기 급기댐퍼의 개도에 반비례하는 개도로 제어하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 댐퍼와 연계된 연동감응식 비례제어 보일러.
The method according to claim 1,
The PID control controller includes:
The opening degree of the air supply damper is controlled to an opening degree proportional to the load of the fluid,
And the opening degree of the FGR damper is controlled to an opening degree in inverse proportion to the opening degree of the air supply damper.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 개폐판은,
단일체로 이루어져 단일체의 중심부분이 상기 힌지축에 결합되어 상기 힌지축을 중심으로 회전하며,
상기 벤투리경사면은,
상기 개폐판의 양측면에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 댐퍼와 연계된 연동감응식 비례제어 보일러.
The method according to claim 1,
The open /
Wherein a central portion of the monolith is coupled to the hinge axis and rotates about the hinge axis,
The venturi slope may be formed,
Wherein the exhaust gas recirculation damper is formed on both side surfaces of the open / close plate.
청구항 1에 있어서,
상기 개폐판은,
상기 힌지축을 중심으로 분할되는 분할판으로 구성되면서 각 분할판의 분할부위가 상기 힌지축에 결합되어 각 분할판이 상기 힌지축을 중심으로 대칭상태로 회전하며,
상기 벤투리경사면은,
상기 각 분할판의 일면에 서로 대칭상태로 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 댐퍼와 연계된 연동감응식 비례제어 보일러.
The method according to claim 1,
The open /
Wherein each of the divided plates is coupled to the hinge axis so that each of the divided plates is rotated in a symmetrical state about the hinge axis,
The venturi slope may be formed,
Wherein the partition plate is formed symmetrically with respect to one side of each of the partition plates, and is connected to the exhaust gas recirculation damper.
청구항 1에 있어서,
상기 FGR유로는,
상기 급수예열기에 연결되면서 단부가 배기가스의 배출방향에 대응하는 방향으로 연장되는 동시에 단부에 확관된 형태의 흡입갓이 형성된 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 댐퍼와 연계된 연동감응식 비례제어 보일러.
The method according to claim 1,
The FGR passage
Wherein the exhaust gas recirculation damper is connected to the water supply preheater and has an end extending in a direction corresponding to a discharge direction of the exhaust gas and having a suction lid extended in an end portion thereof.
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