KR101606741B1 - 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법에 관한 것으로 특히, 연소가 시작되면 배기폐쇄 검출시간(t1)에 대한 카운팅을 시작하는 단계와; 상기 타이머에 의해 계수되는 시간이 배기폐쇄 검출시간(t1)을 경과하는지를 계속 판단하는 단계와; 정해진 배기폐쇄 검출시간(t1)이 경과되면 현재 송풍팬의 회전수 대비 가스밸브의 전류치(㎃)를 검출 기억하는 단계와; 송풍팬의 회전수를 풍압스위치의 동작 압력까지 상승시켜 주는 단계와; 기억장치에 기억해둔 가스밸브의 전류치가 최대가스소비량 대비 각각 정해진 최대(max), 중간(mid), 최소(min) 중 어느 영역에 속하는지를 판단하는 단계와; 가스밸브(10)의 전류치가 최대(max)영역이거나 또는 중간(mid)영역이거나 또는 최소(min)영역일 경우 가스밸브(10)의 해당 전류치에 각각의 영역에 대응하여 서로 다르게 정해진 가산치를 차등으로 가산하여 가스밸브의 개폐량을 제어하는 단계와; 급/배기통로에 설치된 풍압스위치가 "오프" 상태인지를 판단하는 단계와; 상기 풍압스위치가 "오프" 상태이면 배기폐쇄 상태로 인식하고 배기폐쇄 검지 과정을 완료함은 물론 버너를 안전정지하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
따라서, 풍압스위치를 이용한 연소중 배기폐쇄 감지에 따른 신뢰도를 대폭 증대시킬 수 있고, 또 배기폐쇄 검지 과정에서 버너가 자주 온/오프 되므로 인해 발생할 수 있는 버너의 내구성 저하 및 수명 단축 현상을 방지할 수 있음은 물론 불필요한 가스 소모로 발생할 수 있는 소비자의 경제적 부담을 줄일 수 있으며, 또한 보일러의 운전 중 역풍에 의하여 소화됨으로써 발생할 수 있는 난방 중단이나, 온수 사용중 찬물이 사용자에게 공급되는 것을 미연에 방지할 수 있고, 특히 보일러 자체의 상품성과 배기폐쇄에 따른 연소제어의 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.

Description

풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법{Detection method for combustion of installed wind pressure switch for exhaust boiler}

본 발명은 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법에 관한 것으로 보다 구체적으로는 배기폐쇄가 되지 않은 상태에서 풍압스위치 동작 압력 이하의 송풍팬 회전수로 연소를 실시하면서 배기 폐쇄를 안정적으로 검출하기 위해, 배기폐쇄 검출시간, 풍압스위치 체크시간으로 배기 폐쇄를 판단하고, 안정적으로 검지를 하기 위한 배 폐쇄 검출시간 및 풍압스위치 체크 시간에 대한 실화 및 온도 변화를 방지하기 위한 보정값을 적용할 때 비례제어 영역에 따른 보정값의 정도를 다르게 적용할 수 있도록 발명한 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법에 관한 것이다.

일반적으로 보일러(Boiler)는, 석유나 석탄 및 가스 등을 연료로 사용하여 이를 연소시키거나 히터에 전기를 공급시켜 발생되는 연소열 및 전열을 이용하여 물을 가열하여 각종 난방시설 등에 더운 물을 공급하기 위하여 물을 끓이는 시설을 말하며, 주택용 보일러의 경우에는 실내의 바닥 등에 설치된 배관에 더운 물을 공급하여 난방을 하거나, 급수관을 통해 온수의 공급 등에 사용되고 있다.

이와 같은 보일러의 버너에서 연소가 실시될 때 생성된 배기가스는 배기 후드를 통해 강제로 배출된다.

상기와 같이 버너의 연소에 의해 발생되는 배기가스가 배출되는 상기 배기 후드를 통하여 외부로부터 역풍이 유입될 경우가 종종 발생하게 되는데, 상기 역풍은 배기가스가 배출되는 배기 연통을 통하여 유입된 후에 버너에까지 들어와서 불꽃을 날림으로서 불완전연소상태를 만들고 심한 경우에는 가스가 공급되는 상태에서 소화를 시키고, 외부 충격 등에 의해 배기관이 막히는 문제가 발생하게 된다.

이와 같은 역풍은 완전히 차단하는 것이 불가능하므로 종래 대부분의 보일러에서는 역풍 또는 배기 막힘을 감지하기 위하여 풍압스위치를 설치하고, 상기 풍압스위치가 오프되면 배기 막힘으`로 인식하고 가스보일러를 안전정지시켜 역풍에 의한 영향을 방지하고 있는데, 이와 같이 풍압스위치를 사용하는 것은 안전한 방법이긴 하지만 보일러가 오프되어서 난방이 중단되며 온수 사용중에는 찬물이 사용자에게 공급되는 등의 불편함을 초래하고 있다.

따라서, 종래에도 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 "열풍발생시 풍압스위치 제어방법"이 개발되어 국내 공개특허공보 특1999-0053128호로 제시된 바 있다.

이와 같은 열풍발생시 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/오프 작동상태를 검출하고, 검출된 풍압스위치의 작동상태가 온이면 정상적인 연소행정을 유지하며, 오프이면 마이컴에서 팬 구동부에 제어신호를 출력하여 팬의 회전수를 최대회전수로 구동시키고 풍압스위치의 온/오프 상태를 다시 감지하며, 풍압스위치가 온되면 마이컴에서 팬 구동부에 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/오프 상태를 감지하도록 구성되어 있다.

그러나 이와 같은 열풍발생시 풍압스위치 제어방법에서는 보일러의 버너가 연소중인 상태에서 필히 풍압스위치가 "오프"된 상태(즉, 배기폐쇄로 판단되는 상태)에서만 풍압스위치가 "온"될 때까지 숭풍팬의 회전수를 최대로 회전시키는 형태를 가지고 있으므로 송풍팬의 회전수를 제어할 수 있는 범위가 한정(즉, 송풍스위치의 동작레벨 이상의 회전수로만 송풍팬의 회전수를 제어할 수 있음)되므로 낮은 열량에서 풍압스위치를 이용한 배기폐쇄 감지 및 그에 따른 제어를 알 수 없는 문제점이 있다.

즉, 보일러에서 버너의 연소열량이 낮은 경우 송풍팬의 회전수 및 그로 인해 발생되는 풍압은 풍압스위치를 "온"시킬 수 없을 정도로 낮은 상태이게 되므로 배기연도가 폐쇄되지 않은 정상상태임에도 불구하고 풍압스위치는 "오프"상태를 유지하게 되는데, 이 경우에도 종래 열풍발생시 풍압스위치 제어방법에서는 배기폐쇄로 인식하고 송풍팬을 최대 회전수로 제어하여 배기연도가 폐쇄된 상태인지를 확인하게 된다.

이와 같이 낮은 연소열량인 상태이어서 송풍팬의 회전수 및 압력이 풍압스위치를 "온"시킬 수 없는 경우(풍압스위치의 동작 압력 이하일 경우)임에도 불구하고, 배기폐쇄로 오인하고 송풍팬을 최대 회전수로 구동시키다 보면, 최대회전수로 작동하는 송풍팬의 송풍압력에 의해 빠른 시간 내에 풍압스위치가 "온"되고, 이와 같이 풍압스위치가 "온"되면 다시 송풍팬의 회전수를 낮추는 동작이 반복 수행되어 결국 버너의 연소동작을 빠른 시간 내에 반복적으로 온/오프시키는 결과를 낳게 되므로 불필요하게 가스를 소모하게 됨은 물론 버너의 내구성을 저하시켜 수명을 단축시키게 될 뿐만 아니라 풍압 스위치 동작 압력 이상의 회전수로 제어 되어 제대로 된 열량제어를 할 수 없어 보일러의 운전시에 역풍에 의하여 소화됨으로써 난방이 중단되거나 온수 사용중 찬물이 사용자에게 공급되는 등의 문제점이 여전히 존재하는 실정이다.

또한 연소중에 풍압스위치를 검지하기 위해서는 공기/가스의 비율을 강제로 변동시켜야 하므로 공기/가스 불균형으로 실화 또는 온도 가열 및 온도의 변동되는 문제가 발생할 수 있다.

대한민국 공개특허공보 특1999-0053128호(1999년 07월 15일) 대한민국 공개특허공보 특1999-0053097호(1999년 07월 15일) 대한민국 공개특허공보 특1999-0053091호(1999년 07월 15일)

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 보일러의 제어부 내에 배기폐쇄 검출주기 즉, 검출시간과, 배기폐쇄 검출 작동시 풍압스위치가 "오프"된 상태를 유지해야 하는 시간을 세팅시켜 두고, 보일러의 버너가 연소작동하면 정해진 배기폐쇄 검출시간 간격을 두고 현재 송풍팬의 회전수 대비 가스밸브의 전류치를 검출 기억한 다음, 풍압스위치가 "온"되도록 송풍팬의 회전수를 풍압스위치의 동작 압력까지 상승시키고 난 후, 상기에서 기억해둔 가스밸브의 전류치가 최대가스소비량 대비 각각 정해진 최대(max), 중간(mid), 최소(min) 중 어느 영역에 속하는지를 판단한 다음, 각각의 가스밸브 전류치에 서로 다른 값으로 정해진 가산치를 각각 가산하여 가스밸브을 제어하는 방식을 통해 온도보정 및 실화를 방지하면서 풍압스위치의 상태를 검출하여 풍압스위치가 "오프" 상태를 정해진 풍압스위치 "오프" 유지시간 이상 유지하면 정해진 풍압스위치 "오프" 유지시간 경과 후 배기폐쇄임으로 인식하고 버너를 안전정지시켜 줌으로써 역풍에 의한 배기폐쇄 감지에 따른 신뢰도를 확보할 수 있고, 배기폐쇄 검지 과정에서 버너가 자주 온/오프 되므로 인해 발생할 수 있는 버너의 내구성 저하 및 수명 단축을 방지할 수 있음은 물론 불필요한 가스 소모로 발생될 수 있는 소비자의 경제적 부담을 줄일 수 있고, 특히 보일러의 운전 중 역풍에 의하여 소화됨으로써 난방이 중단되거나 온수 사용중 찬물이 사용자에게 공급되는 것을 미연에 방지할 수 있는 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 방법은, 보일러 내 제어부에서 버너의 작동상태를 확인한 결과 연소가 시작되면 타이머를 통해 기억장치에 기 입력되어 있는 배기폐쇄 검출시간(t1)에 대한 카운팅을 시작하는 단계와; 상기 타이머에 의해 계수되는 시간이 정해진 배기폐쇄 검출시간(t1)을 경과하는지를 계속 판단하는 단계와; 정해진 배기폐쇄 검출시간(t1)이 경과되면 현재 송풍팬의 회전수 대비 가스밸브의 전류치(㎃)를 검출 기억하는 단계와; 송풍팬의 회전수를 풍압스위치의 동작 압력까지 상승시켜 주는 단계와; 기억장치에 기억해둔 가스밸브의 전류치가 최대가스소비량 대비 각각 정해진 최대(max), 중간(mid), 최소(min) 중 어느 영역에 속하는지를 판단하는 단계와; 가스밸브(10)의 전류치가 최대(max)영역이거나 또는 중간(mid)영역이거나 또는 최소(min)영역일 경우 가스밸브(10)의 해당 전류치에 각각의 영역에 대응하여 서로 다르게 정해진 가산치를 차등으로 가산하여 가스밸브의 개폐량을 제어하는 단계와; 급/배기통로에 설치된 풍압스위치가 "오프" 상태인지를 판단하는 단계와; 상기 풍압스위치가 "오프" 상태이면 배기폐쇄 상태로 인식하고 배기폐쇄 검지 과정을 완료함은 물론 버너를 안전정지하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제어부에서 풍압스위치의 상태를 판단한 결과 "오프"상태이어서 버너를 안전정지한 후에는, 표시부 또는 부져를 통해 배기폐쇄 상태임을 표시하거나 알려주는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부에서 풍압스위치가 "오프" 상태인지를 판단한 결과, 상기 풍압스위치가 "온"상태이면 가스밸브의 전류치(㎃)를 본래의 전류치로 원상복귀하는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 가스밸브의 전류치(㎃)를 본래의 전류치로 원상복귀한 다음, 상기 송풍팬의 회전수도 본래의 회전수로 되돌리고 배기폐쇄 검출시간(t1)의 카운팅을 시작하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제어부에서 판단한 결과 풍압스위치가 "오프" 상태이므로 인해 배기폐쇄 검지 과정을 완료하고 버너를 안전정지시키는 단계를 실시하기에 앞서, 타이머를 작동시켜 상기 풍압스위치의 "오프" 시간이 기억장치에 기 입력되어 있는 풍압스위치 "오프" 유지시간(t2)을 경과하는지를 지속적으로 판단하는 단계;를 더 실시하여, 만약 정해진 "오프" 유지시간(t2)이 경과될 때까지 풍압스위치가 "오프"를 유지하면 배기폐쇄 상태로 인식하고 배기폐쇄 검지 과정을 완료함은 물론 버너를 안전정지하는 단계를 실시하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 배기폐쇄 검출시간(t1)은 3~10분으로 세팅한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 풍압스위치 "오프" 유지시간(t2)은 5~15초로 세팅한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 풍압스위치의 동작 압력은 송풍팬 최대 회전수의 80~95%인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 가스밸브의 전류치에 대한 최대(max)영역은 최대가스소비량 대비 70%이상의 주파수(㎐)로 설정하고, 중간(mid)영역은 최대가스소비량 대비 40~69% 사이의 주파수(㎐)로 설정하며, 최소(min)영역은 최대가스소비량 대비 40%미만의 주파수(㎐)로 설정한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가스밸브의 전류치 영역별로 차등 가산되는 가산치는, 최대(max)영역일 때 0~5㎃로 설정하고, 중간(mid)영역일 때 6~10㎃로 설정하며, 최소(min)영역일 때 11~15㎃로 설정한 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법에 의하면, 보일러의 제어부 내에 배기폐쇄 검출주기 즉, 검출시간과, 배기폐쇄 검출 작동시 풍압스위치가 "오프"된 상태를 유지해야 하는 시간을 세팅시켜 두고, 보일러의 버너에서 연소가 시작되면 정해진 배기폐쇄 검출시간 간격을 두고 현재 송풍팬의 회전수 대비 가스밸브의 전류치를 검출 기억한 다음, 풍압스위치가 "온"되도록 송풍팬의 회전수를 풍압스위치의 동작 압력까지 상승시키고 난 후, 상기에서 기억해둔 가스밸브의 전류치가 최대가스소비량 대비 각각 정해진 최대(max), 중간(mid), 최소(min) 중 어느 영역에 속하는지를 판단한 다음, 각각의 가스밸브 전류치에 서로 다른 값으로 정해진 가산치를 각각 가산하여 가스밸브을 제어하는 방식을 통해 온도보정 및 실화를 방지하면서 풍압스위치의 상태를 검출하여 풍압스위치가 "오프" 상태를 정해진 풍압스위치 "오프" 유지시간 이상 유지하면 정해진 풍압스위치 "오프" 유지시간 경과 후 배기폐쇄임으로 인식하고 버너를 안전정지시켜 줌으로써 풍압스위치를 이용한 연소중 배기폐쇄 감지에 따른 신뢰도를 대폭 증대시킬 수 있고, 또 배기폐쇄 검지 과정에서 버너가 자주 온/오프 되므로 인해 발생할 수 있는 버너의 내구성 저하 및 수명 단축 현상을 방지할 수 있음은 물론 불필요한 가스 소모로 발생할 수 있는 소비자의 경제적 부담을 줄일 수 있으며, 또한 보일러의 운전 중 역풍에 의하여 소화됨으로써 발생할 수 있는 난방 중단이나, 온수 사용중 찬물이 사용자에게 공급되는 것을 미연에 방지할 수 있고, 특히 보일러 자체의 상품성과 배기폐쇄에 따른 연소제어의 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명 방법이 적용된 보일러의 개략적인 블록 구성도.
도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.
도 3의 (a)(b)는 가스밸브의 영역별 전류치에 동일한 가산치를 적용하였을 때와 서로 다른 가산치로 차등 적용하였을 때의 송풍팬 회전수 대비 가스밸브 전류치 비교 그래프.
도 4의 (a)(b)는 가스밸브의 전류치에 가산치를 적용하지 않았을 경우와 영역별 서로 다른 가산치를 적용시켰을 때의 송풍팬 회전수와 가스밸브 전류치 대비 물의 온도 변화 그래프.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 방법이 적용된 보일러의 개략적인 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이며, 도 3의 (a)(b)는 가스밸브의 영역별 전류치에 동일한 가산치를 적용하였을 때와 서로 다른 가산치로 차등 적용하였을 때의 송풍팬 회전수 대비 가스밸브 전류치 비교 그래프를 나타낸 것이고, 도 4의 (a)(b)는 가스밸브의 전류치에 가산치를 적용하지 않았을 경우와 영역별 서로 다른 가산치를 적용시켰을 때의 송풍팬 회전수와 가스밸브 전류치 대비 물의 온도 변화 그래프를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명 방법은,

보일러 내 제어부(1)에서 버너의 작동상태를 확인한 결과 연소가 시작되면(S1) 타이머(2)를 통해 기억장치(3)에 기 입력되어 있는 배기폐쇄 검출시간(t1)에 대한 카운팅을 시작하는 단계(S2)와;

상기 타이머(2)에 의해 계수되는 시간이 정해진 배기폐쇄 검출시간(t1)을 경과하는지를 계속 판단하는 단계(S3)와;

정해진 배기폐쇄 검출시간(t1)이 경과되면 현재 송풍팬(4)의 회전수 대비 가스밸브(10)의 전류치(㎃)를 검출 기억하는 단계(S4)와;

송풍팬(4)의 회전수를 풍압스위치(6)의 동작 압력까지 상승시켜 주는 단계(S5)와;

송풍팬(4)의 회전수를 상승시키기 전 기억장치(3)에 기억해둔 가스밸브(10)의 전류치가 해당 가스밸브(10)의 최대가스소비량 대비 각각 정해진 최대(max), 중간(mid), 최소(min)영역 중 어느 영역에 속하는지를 판단하는 단계(S6)와;

가스밸브(10)의 전류치가 최대(max)영역이거나 또는 중간(mid)영역이거나 또는 최소(min)영역일 경우 가스밸브(10)의 해당 전류치에 각각의 영역에 대응하여 서로 다르게 정해진 가산치를 차등으로 가산하여 가스밸브의 개폐량을 제어하는 단계(S7-1, S7-2, S7-3)와;

급/배기통로에 설치된 풍압스위치(6)가 "오프" 상태인지를 판단하는 단계(S8)와;

상기 풍압스위치(6)가 "오프" 상태이면 배기폐쇄 상태로 인식하고 배기폐쇄 검지 과정을 완료함은 물론 버너를 안전정지하는 단계(S10);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제어부(1)에서 풍압스위치(6)의 상태를 판단한 결과 "오프"상태이어서 버너를 안전정지(S10)한 후에는, 표시부 또는 부져(7)를 통해 배기폐쇄 상태임을 표시하거나 알려주는 단계(S11);를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부(1)에서 풍압스위치(6)가 "오프" 상태인지를 판단한 결과, 상기 풍압스위치(6)가 "온"상태이면 가스밸브의 전류치(㎃)를 본래의 전류치로 원상복귀하는 단계(S12);를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 가스밸브(10)의 전류치(㎃)를 본래의 전류치로 원상복귀(S12)한 다음, 상기 송풍팬(4)의 회전수도 본래의 회전수로 되돌리고 배기폐쇄 검출시간(t1)의 카운팅을 시작하는 단계(S2)로 되돌아가는 단계(S13);를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제어부(1)에서 판단한 결과 풍압스위치(6)가 "오프" 상태이므로 인해 배기폐쇄 검지 과정을 완료하고 버너를 안전정지시키는 단계(S10)를 실시하기에 앞서, 타이머(2)를 작동시켜 상기 풍압스위치(6)의 "오프" 시간이 기억장치(3)에 기 입력되어 있는 풍압스위치(6) "오프" 유지시간(t2)을 경과하는지를 지속적으로 판단하는 단계(S9);를 더 실시하여, 만약 정해진 "오프" 유지시간(t2)이 경과될 때까지 풍압스위치(6)가 "오프"를 유지하면 배기폐쇄 상태로 인식하고 배기폐쇄 검지 과정을 완료함은 물론 버너를 안전정지하는 단계(S8)를 실시하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 배기폐쇄 검출시간(t1)은 3~10분으로 세팅한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 풍압스위치(6) "오프" 유지시간(t2)은 5~15초로 세팅한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 풍압스위치(6)의 동작 압력은 송풍팬(4) 최대 회전수의 80~95%인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 가스밸브(10)의 전류치에 대한 최대(max)영역은 최대가스소비량 대비 70%이상의 주파수(㎐)로 설정하고, 중간(mid)영역은 최대가스소비량 대비 40~69% 사이의 주파수(㎐)로 설정하며, 최소(min)영역은 최대가스소비량 대비 40%미만의 주파수(㎐)로 설정한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가스밸브(10)의 전류치에 대해 영역별로 차등 가산되는 가산치는, 최대(max)영역일 때 0~5㎃로 설정하고, 중간(mid)영역일 때 6~10㎃로 설정하며, 최소(min)영역일 때 11~15㎃로 설정한 것을 특징으로 한다.

여기서 미설명 부호 5는 송풍팬 구동부이고, 8은 온도조절장치이며, 9는 가스밸브 구동부이며, 11은 출탕온도 검출장치이고, 12는 불꽃 감지장치이다.

이와 같은 단계로 이루어진 본 발명의 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명 방법이 적용된 보일러는 도 1에 도시한 바와 같은 구성을 갖는 것으로, 이와 같은 구성을 갖는 보일러 내 제어부(1)에서는 상시 불꽃 감지장치(12)를 통해 버너의 작동상태를 확인하게 된다.

이와 같이 확인한 결과 연소가 시작(S1)된 것으로 판단되면, 곧바로 풍압스위치(6)기 "오프" 상태인지를 판단하던 종래와 달리, 타이머(2)를 통해 기억장치(3)에 기 입력되어 있는 배기폐쇄 검출시간(t1)에 대한 카운팅을 시작하게 된다(S2).

상기와 같이 상기 타이머(2)가 연소 시작 후의 시간을 카운팅하는 동안 상기 제어부(1)에서는, 상기 타이머(2)에 의해 계수되는 시간이 정해진 배기폐쇄 검출시간(t1)을 경과하는지를 계속 판단하게 된다(S3).

이와 같이 상기 제어부(1)에서 상기 타이머(2)에 의해 계수되는 시간을 정해진 배기폐쇄 검출시간(t1)과 비교한 결과 정해진 배기폐쇄 검출시간(t1)이 경과되었으면, 이어서 비례제어되고 있는 현재 버너의 연소열량에 대응하여 회전하고 있는 현재 송풍팬(4)의 회전수 대비 가스밸브(10)의 전류치(㎃)를 검출(즉, 현재 개도량에 대응하여 가스밸브(10)에 공급되고 있는 전류치를 검출)하여 기억장치(3)에 기억하게 된다(S4).

이후, 상기 제어부(1)에서는 급/배기통로가 막힌 상태(즉, 배기폐쇄 상태)인지를 판단하기 위하여, 송풍팬 구동부(5)를 통해 버너의 연소 열량에 대응하여 회전하고 있는 송풍팬(4)의 회전수를 급/배기통로에 설치되어 있는 풍압스위치(6)의 동작 압력까지 상승시켜 주게 된다(S5).

이때, 상기 기억장치(3)에 정해진 배기폐쇄 검출시간(t1)을 입력시켜 두고 그 시간이 경과된 후 송풍팬(4)의 회전수를 풍압스위치(6)의 동작 압력까지 상승시켜 배기폐쇄 상태 여부를 판단하는 이유는, 현재 버너가 낮은 연소열량으로 연소중임으로 인해 낮은 회전수로 작동중인 송풍팬(4)의 풍압이 풍압스위치(6)를 "온"시킬 수 없는 정도임에도 불구하고, 배기폐쇄로 오인하고 송풍팬(4)을 최대 회전수로 구동시키며 급/배기통로가 막히거나 역풍 등에 폐쇄된 상태인지를 검출하게 되는 것을 방지하기 위함이다.

그렇다고 버너의 연소시작 후 너무 많은 시간이 흐른 후 배기폐쇄 여부를 검사하게 되면, 실제로 배기가 폐쇄된 상태에서 연소가 너무 오래 지속되어 불완전 연소시 발생된 배기가스가 실내 등으로 유입될 우려가 있고, 또 너무 빠른 시간 내에 배기폐쇄 검사하게 되면 큰 효과를 얻을 수 없으므로 본 발명에서는 상기 배기폐쇄 검출시간(t1)을 3~10분 중 어느 한 시간으로 세팅하였다.

한편, 상기와 같이 보일러의 버너에서 연소 중 배기폐쇄 검출시간(t1) 경과 시마다 현재 송풍팬(4)의 회전수 대비 가스밸브(10)의 전류치(㎃)를 검출하여 기억시킨 다음, 송풍팬(4)의 회전수를 풍압스위치(6) 체크 회전수까지 상승시킬 경우, 연소실의 내압이 상승하므로 가스밸브(10)가 고정되어 있어도 상대적으로 소비량은 감소를 하게 되고, 또한 가스 소비량이 낮은 부분에서 송풍팬 회전수를 풍압스위치(6) 체크 회전수까지 상승시킬 경우 가스량에 비하여 공기의 양이 많아져서 실화가 될 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기와 같이 송풍팬(4)의 회전수를 풍압스위치(6)의 동작 압력까지 상승시킨 제어부(1)에서는 송풍팬(4)의 회전수를 상승시키기 이전에 기억장치(3) 내에 기억해둔 가스밸브(10)의 전류치가 해당 가스밸브(10)의 최대가스소비량 대비 각각 정해진 최대(max), 중간(mid), 최소(min)영역 중 어느 영역에 속하는지를 판단(S6)하고, 이렇게 판단된 해당 영역에 대응하여 서로 다르게 정해 놓은 최대가스소비량 대비 정해진 가산치(이는 물의 온도를 보정하거나 실화를 방지하기 최적정치로 실험을 통해 얻은 값임)를 이전에 기억해 놓은 가스밸브(10)의 해당 전류치에 차등으로 가산하여 가스밸브(10)의 개폐량을 자동 제어(S7-1, S7-2, S7-3)하도록 하였다.

이때, 상기 제어부(1)에서 가스밸브(10)에 대한 최대가스소비량 대비 최대(max)영역 또는 중간(mid)영역 또는 최소(min)영역 중 어느 영역에 속하는지를 판단하는 기준은 해당 가스밸브(10)에 공급되고 있던 전류치(㎃)의 크기 및 범위를 가지고 판별하는 것으로, 본 발명에서는 가스밸브(10)의 전류치에 대한 최대(max)영역은 최대가스소비량 대비 70%이상의 주파수(㎐)로 설정하였고, 중간(mid)영역은 최대가스소비량 대비 40~69% 사이의 주파수(㎐)로 설정하였으며, 최소(min)영역은 최대가스소비량 대비 40%미만의 주파수(㎐)로 설정하였는데, 이에 한정할 수는 없으며 제품에 따라 서로 다르게 설정할 수 있다..

한편, 상기 제어부(1)에서 송풍팬(4)의 회전수를 상승시키기 이전에 기억장치(3) 내에 기억해둔 가스밸브(10)의 전류치가 해당 가스밸브(10)의 최대가스소비량 대비 각각 정해진 최대(max), 중간(mid), 최소(min)영역 중 어느 영역에 속하는지를 판단(S6)한 결과, 최대(max)영역일 경우에는 물의 온도를 보정하거나 실화를 방지하기 최적정치로 이전 가스밸브 전류치에 0~5㎃의 전류치를 가산하여 가스밸브의 개폐량을 제어(S7-1)하도록 하였다,

뿐만 아니라, 중간(mid)영역일 경우에는 물의 온도를 보정하거나 실화를 방지하기 최적정치로 이전 가스밸브 전류치에 5~10㎃의 전류치를 가산하여 가스밸브의 개폐량을 제어(S7-2)하도록 하고, 최소(min)영역일 경우에는 물의 온도를 보정하거나 실화를 방지하기 최적정치로 이전 가스밸브 전류치에 11~15㎃의 전류치를 가산하여 가스밸브의 개폐량을 제어(S7-3)하도록 하였다.

도 3의 (a)는 상기 가스밸브(10)의 영역별 전류치에 동일한 가산치를 적용하였을 때의 송풍팬 회전수 대비 가스밸브 전류치 비교 그래프를 나타낸 것으로, 도 3의 (b)는 본 발명에서와 같이 상기 가스밸브(10)의 영역별 전류치에 서로 다른 가산치로 차등 적용하였을 때의 송풍팬 회전수 대비 가스밸브 전류치 비교 그래프를 나타낸 것이다.

또한, 도 4의 (a)는 상기 가스밸브(10)의 전류치에 가산치를 적용하지 않았을 경우(종래) 송풍팬 회전수와 가스밸브 전류치 대비 물의 온도 변화 그래프를 나타낸 것이고, 도 4의 (b)는 본 발명에서와 같이 상기 가스밸브(10)의 영역별 전류치에 다른 가산치를 적용시켰을 때의 송풍팬 회전수와 가스밸브 전류치 대비 물의 온도 변화 그래프를 나타낸 것으로, 이 그래프에 도시된 바와 같이 본 발명을 적용하면 실화 에러를 방지할 수 있음과 동시에 물의 온도를 안정적으로 유지시켜 줄 수 있음을 알 수 있다.

이후, 상기 제어부(1)에서는 급/배기통로에 설치된 상기 풍압스위치(6)의 출력신호를 입력받아 상기와 같이 송풍팬(4)의 회전수를 풍압스위치(6)의 동작 압력까지 상승시켰는데도 불구하고 "오프" 상태인지를 판단하게 된다(S8).

이때, 상기 풍압스위치(6)의 동작 압력은 각각의 풍압스위치 형태나 설치 위치 등에 따라 다를 수 있는데, 본 발명에서 상기 풍압스위치(6)가 "온" 상태로 동작할 수 있는 압력으로 송풍팬(4)의 최대 회전수 대비 80~95%로 설정하였다.

한편, 상기 제어부(1)에서 전술한 바와 같이, 송풍팬(4)의 회전수를 풍압스위치(6)의 동작 압력까지 상승시켜 줌은 물론 가스밸브(10)의 개폐량 조절값을 이전에 기억해 놓은 가스밸브(10)의 각 영역별 해당 전류치에 대응하여 서로 다르게 정해 놓은 최대가스소비량 대비 정해진 가산치를 차등으로 가산시켜 가스밸브(10)의 개폐량을 자동 제어(S7-1, S7-2, S7-3)하여 온도보정 및 실화를 방지한 상태에서, 상기 풍압스위치(6)가 "오프" 상태인지를 판단(S8)한 결과, 만약 "오프"상태이면 타이머(2)를 통해 "오프"된 시간을 카운팅 함과 동시에 상기 풍압스위치(6)의 "오프" 시간이 기억장치(3)에 기 입력되어 있는 풍압스위치 "오프" 유지시간(t2)을 경과하는지를 지속적으로 판단하게 된다(S9).

이와 같이 풍압스위치(6)의 "오프" 유지시간(t2)을 판단한 결과, 상기에서 정해진 "오프" 유지시간(t2)이 경과될 때까지 상기 풍압스위치(6)가 "오프"를 유지하면 배기폐쇄 상태로 인식하고 배기폐쇄 검지 과정을 완료하고, 연소중인 버너를 안전정지시켜 주게 된다(S10).

또한, 필요에 따라서는 상기 제어부(1)에서 풍압스위치(6)의 상태를 판단한 결과 "오프"상태이어서 버너를 안전정지한 후, 표시부 또는 부져(7)를 통해 배기폐쇄 상태임을 표시 또는 알려주어 사용자가 배기폐쇄 상태임을 시각 또는 청각을 통해 알 수 있도록 한다(S11).

한편, 상기 제어부(1)에서 풍압스위치(6)가 "오프" 상태인지를 판단한 결과, 상기 풍압스위치(6)가 "온"상태이면 급/배기통로를 통해 정상적으로 배기가 이루어지고 있는 것으로 인식하고, 상기 제어부(1)에서는 이전에 정해진 가산치를 적용하여 개폐량을 제어하던 가스밸브의 전류치(㎃)를 본래의 전류치로 원상복귀시켜 준다(S12).

뿐만 아니라, 상기 제어부(1)에서는 상기 가스밸브(10)의 전류치(㎃)를 본래의 전류치로 원상복귀(S12)한 다음, 상기 송풍팬(4)의 회전수도 본래의 회전수(즉, 상승시키기 이전의 회전수)로 되돌리고(S13), 상기 타이머(2)를 다시 작동시켜 정해진 배기폐쇄 검출시간(t1)에 대한 카운팅을 시작하는 단계(S2) 이후를 반복 수행하게 된다.

이와 같이 본 발명에서는 보일러의 버너에서 연소가 시작되면 정해진 배기폐쇄 검출시간(t1) 간격을 두고 현재 송풍팬의 회전수 대비 가스밸브의 전류치를 검출 기억한 다음, 풍압스위치가 "온"되도록 송풍팬의 회전수를 풍압스위치의 동작 압력까지 상승시켜 줌은 물론 이전에 기억해둔 가스밸브의 전류치가 최대가스소비량 대비 각각 정해진 최대(max), 중간(mid), 최소(min) 중 어느 영역에 속하는지를 판단한 다음, 그 결과에 대응하여 각 영역에서는 가스밸브 전류치에 서로 다른 값으로 정해진 가산치를 각각 가산하여 온도보정 및 실화를 방지해 줌으로써 연소시 무조건 배기폐쇄를 검지함으로 인해 발생할 수 있는 버너의 온/오프 반복에 따른 내구성 저하 및 수명 단축 현상을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 불필요한 가스 소모로 발생할 수 있는 소비자의 경제적 부담을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기와 같이 송풍팬(4)의 회전수를 상승시켜 주고 가스밸브의 각 영역별 이전 전류치에 서로 다른 값으로 정해진 가산치를 각각 가산하여 개폐량을 조절하였음에도 불구하고 풍압스위치(6)의 "오프" 상태가 정해진 풍압스위치 "오프" 유지시간(t2) 이상 유지할 경우에만, 배기폐쇄임으로 인식하고 버너를 안전정지시켜 줌으로써 풍압스위치를 이용한 연소중 배기폐쇄 감지에 따른 신뢰도를 대폭 증대시킬 수 있고, 또 보일러의 운전 중 역풍에 의하여 소화됨으로써 발생할 수 있는 난방 중단이나, 온수 사용중 찬물이 사용자에게 공급되는 것을 미연에 방지할 수 있으므로 보일러 자체의 상품성과 배기폐쇄에 따른 연소제어의 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기한 실시 예 및 특허청구범위에 기재된 내용만으로 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

1 : 제어부
2 : 타이머
3 : 기억장치
4 : 송풍팬
5 : 송풍팬 구동부
6 : 풍압스위치
7 : 표시부 또는 부져
8 : 온도조절장치
9 : 가스밸브 구동부
10 : 가스밸브
11 : 출탕온도 검출장치
12 : 불꽃 감지장치

Claims (10)

1. 버너에서 연소가 시작되면 제어부에서 타이머를 통해 기억장치에 기 입력되어 있는 배기폐쇄 검출시간(t1)에 대한 카운팅을 시작하는 단계와;
   상기 타이머에 의해 계수되는 시간이 정해진 배기폐쇄 검출시간(t1)을 경과하는지를 계속 판단하는 단계와;
   정해진 배기폐쇄 검출시간(t1)이 경과되면 현재 송풍팬의 회전수 대비 가스밸브의 전류치(㎃)를 검출 기억하는 단계와;
   송풍팬의 회전수를 풍압스위치의 동작 압력까지 상승시켜 주는 단계와; 기억장치에 기억해둔 가스밸브의 전류치가 최대가스소비량 대비 각각 정해진 최대(max), 중간(mid), 최소(min) 중 어느 영역에 속하는지를 판단하는 단계와;
   가스밸브(10)의 전류치가 최대(max)영역이거나 또는 중간(mid)영역이거나 또는 최소(min)영역일 경우 가스밸브(10)의 해당 전류치에 각각의 영역에 대응하여 서로 다르게 정해진 가산치를 차등으로 가산하여 가스밸브의 개폐량을 제어하는 단계와;
   급/배기통로에 설치된 풍압스위치가 "오프" 상태인지를 판단하는 단계와;
   상기 풍압스위치가 "오프" 상태이면 배기폐쇄 상태로 인식하고 배기폐쇄 검지 과정을 완료함은 물론 버너를 안전정지하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부에서 풍압스위치의 상태를 판단한 결과 "오프"상태이어서 버너를 안전정지한 후에는, 표시부 또는 부져를 통해 배기폐쇄 상태임을 표시하거나 알려주는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부에서 풍압스위치가 "오프" 상태인지를 판단한 결과 상기 풍압스위치가 "온"상태이면,
   가스밸브의 전류치(㎃)를 본래의 전류치로 원상복귀하는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 가스밸브의 전류치(㎃)를 본래의 전류치로 원상복귀한 다음, 상기 제어부는 송풍팬의 회전수도 본래의 회전수로 되돌리고 배기폐쇄 검출시간(t1)의 카운팅을 시작하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부에서 판단한 결과 풍압스위치가 "오프" 상태이어서 배기폐쇄 검지 과정을 완료하고 버너를 안전정지시키는 단계를 실시하기에 앞서,
   타이머를 작동시켜 상기 풍압스위치의 "오프" 시간이 기억장치에 기 입력되어 있는 풍압스위치 "오프" 유지시간(t2)을 경과하는지를 지속적으로 판단하는 단계;를 더 실시하되,
   만약 정해진 "오프" 유지시간(t2)이 경과될 때까지 풍압스위치가 "오프" 상태를 유지하면 배기폐쇄 상태로 인식하고 배기폐쇄 검지 과정을 완료함은 물론 버너를 안전정지하는 단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 배기폐쇄 검출시간(t1)은 3~10분으로 세팅한 것을 특징으로 하는 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법.
   
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 풍압스위치 "오프" 유지시간(t2)은 5~15초로 세팅한 것을 특징으로 하는 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 풍압스위치의 동작 압력은 송풍팬 최대 회전수의 80~95%인 것을 특징으로 하는 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 가스밸브의 전류치에 대한 최대(max)영역은 최대가스소비량 대비 70%이상의 주파수(㎐)로 설정하고, 중간(mid)영역은 최대가스소비량 대비 40~69% 사이의 주파수(㎐)로 설정하며, 최소(min)영역은 최대가스소비량 대비 40%미만의 주파수(㎐)로 설정한 것을 특징으로 하는 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스밸브의 전류치 영역별로 차등 가산되는 가산치는, 최대(max)영역일 때 0~5㎃로 설정하고, 중간(mid)영역일 때 6~10㎃로 설정하며, 최소(min)영역일 때 11~15㎃로 설정한 것을 특징으로 하는 풍압스위치가 설치된 보일러의 연소중 배기폐쇄 검지방법.

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