KR101785549B1 - 센서와 제어기 일체형 화염 검출기 - Google Patents

센서와 제어기 일체형 화염 검출기 Download PDF

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boiler
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박석진
한동표
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주식회사 에스텍
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Abstract

본 발명의 다양한 실시예는 센서와 제어기 일체형 화염 검출기에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 운전자가 중앙 제어부에서 뿐만 아니라 현장에서 버너 작동 상태 및 표시부의 설정 상태를 보면서 다양한 연료 공급에 의해 연소 상태가 변경되더라도 오동작하지 않고 최적의 화염 검출을 수행할 수 있도록 설정 상태를 변경할 수 있고, 또한 보일러에 구비되는 다수개의 버너로부터 각각 방출되는 화염을 개별적으로 구분하여 정확히 검출할 수 있도록 다양한 설정 값을 직접 조정할 수 있는 센서와 제어기 일체형 화염 검출기를 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 보일러에 설치된 광 파이버 케이블부에 광학적으로 결합되어, 상기 보일러의 버너 화염으로부터 광을 수신하고, 상기 광을 분석하여 상기 버너의 점화 또는 소화를 판단하는 제어기를 수용하는 하우징; 상기 하우징의 끝단에 결합되어 상기 보일러의 점화 및 소화 상태를 표시하는 표시부; 및 상기 하우징과 상기 표시부 사이에 결합되어, 상기 표시부에 의해 상기 하우징의 끝단이 개방 또는 폐쇄되도록 하는 개폐부를 포함하는 센서와 제어기 일체형 화염 검출기를 개시한다.

Description

센서와 제어기 일체형 화염 검출기{Flame detector integrated with sensor and controller}
본 발명의 다양한 실시예는 센서와 제어기 일체형 화염 검출기에 관한 것이다.
일반적으로 석탄, 석유, 가스 등의 연료를 연소시켜 전력을 생산하게 되는 발전 플랜트나 산업용 열 시스템에 적용되는 보일러에는 다수개의 버너가 구비되어있으며, 대량의 연료가 동시에 연소되도록 하는 경우가 많다. 또한, 각 버너에는 화염 검출기에 장착되어 버너의 점화나 화염이 감지되도록 하고 있다.
상기의 버너에는 화염 검출기가 장착되어 점화 및 소화 상태는 물론, 상기 버너가 정상 운전될 때 상기 버너 화염 상태를 모니터링하여 상기 버너의 온/오프(ON/OFF) 작동 상태를 판정하고 있다.
그러나, 종래의 화염 검출기는 다중 연료를 교체 적용하거나 연료의 공급량이 변할 때 검출하고자 하는 개별 버너와 다수개의 인접 버너에서 방사되는 화염에 대한 구별력이 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 종래의 화염 검출기는 측면 등에 개폐 구조가 마련되어 있지 않아서, 내부 수리, 점검 또는 관리 등에 있어서 비효율적인 문제가 있었다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 운전자가 중앙 제어부에서 뿐만 아니라 현장에서 버너 작동 상태 및 표시부의 설정 상태를 직접 관찰하면서 다양한 연료 공급에 의해 연소 상태가 변경되더라도 오동작하지 않고 최적의 화염 검출을 수행할 수 있도록 각종 설정 상태를 변경할 수 있고, 또한 보일러에 구비되는 다수개의 버너로부터 각각 방출되는 화염을 개별적으로 구분하여 정확히 검출할 수 있도록 다양한 설정 값을 직접 조정할 수 있는 센서와 제어기 일체형 화염 검출기를 제공하는데 있다. 또한, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 측면에 개폐 구조가 마련됨으로써, 내부 수리, 점검 또는 관리 등이 용이한 센서와 제어기 일체형 화염 검출기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서와 제어기 일체형 화염 검출기는 보일러에 설치된 광 파이버 케이블부에 광학적으로 결합되어, 상기 보일러의 버너 화염으로부터 광을 수신하고, 상기 광의 세기, 주파수 및 RMS를 분석하여 상기 버너의 점화 또는 소화를 판단하는 제어기를 수용하는 하우징; 상기 하우징의 끝단에 결합되어 상기 보일러의 점화 및 소화 상태를 표시하는 표시부; 및 상기 하우징과 상기 표시부 사이에 결합되어, 상기 표시부에 의해 상기 하우징의 끝단이 개방 또는 폐쇄되도록 하는 개폐부를 포함하고, 상기 개폐부는 상기 하우징의 길이 방향에 평행한 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성 부재; 하단은 상기 탄성 부재에 결합되고, 상단은 상기 표시부의 일단이 회전 가능하게 결합되는 누름쇠; 및 상기 탄성 부재에 평행한 방향으로 설치되어 상기 표시부의 타단에 결합 또는 분리되는 고정 너트를 포함하며, 상기 표시부의 타단에 고정 볼트가 더 결합되고, 상기 고정 볼트가 상기 고정 너트에 결합 또는 분리됨을 특징으로 한다.
상기 표시부는 상기 하우징의 길이 방향에 수직 방향으로 결합되어 상기 하우징의 끝단을 폐쇄하거나, 또는 상기 하우징의 길이 방향에 평행한 방향으로 결합되어 상기 하우징의 끝단을 개방할 수 있다.
상기 개폐부는 상기 하우징의 내측에서 상기 하우징의 길이 방향에 평행하게 설치될 수 있다.
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상기 고정 볼트를 상기 고정 너트에 결합하면 상기 누름쇠가 상기 탄성 부재를 압축하며 상기 표시부가 상기 하우징의 끝단을 폐쇄하고, 상기 고정 볼트를 상기 고정 너트로부터 분리하면 상기 누름쇠가 상기 탄성 부재의 탄성력에 의해 상기 하우징의 외측으로 돌출되고, 상기 표시부가 상기 누름쇠로부터 회동 가능한 상태가 되어 상기 하우징의 끝단을 개방할 수 있다.
상기 하우징의 내측에 상기 하우징의 길이 방향으로 설치된 적어도 하나의 터미널 블록을 더 포함하고, 상기 표시부가 개방될 경우 상기 터미널 블록이 외측으로 노출되어 상기 터미널 블록에 원격 중앙 제어부가 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 표시부는 상기 보일러의 점화 및 소화에 대한 구별력을 조정하도록 설정값을 조정하는 설정값 조정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 보일러 버너의 센서와 제어기 일체형 화염 검출기를 제공한다. 즉, 본 발명의 다양한 실시예는 운전자가 원격지의 중앙 제어부에서 뿐만 아니라 현장에서 버너 작동 상태 및 표시부의 설정 상태를 직접 보면서 다양한 연료 공급에 의해 연소 상태가 변경되더라도 오동작하지 않고 최적의 화염 검출을 수행할 수 있도록 각종 설정 상태를 변경할 수 있고, 또한 보일러에 구비되는 다수개의 버너로부터 각각 방출되는 화염을 개별적으로 구분하여 정확히 검출할 수 있도록 다양한 설정 값을 직접 조정할 수 있는 센서와 제어기 일체형 화염 검출기를 제공한다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예는 측면에 개폐 구조가 마련됨으로써, 내부 수리, 점검 또는 관리 등이 용이한 센서와 제어기 일체형 화염 검출기를 제공한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서와 제어기 일체형 화염 검출기가 보일러에 설치된 상태를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서와 제어기 일체형 화염 검출기의 전기적 구성을 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서와 제어기 일체형 화염 검출기의 기구적 구성을 도시한 부분 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서와 제어기 일체형 화염 검출기에서 표시부의 개방 방법을 도시한 부분 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 광, 파장, 세기, 주파수, 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 광, 파장, 세기, 주파수, 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 광, 파장, 세기, 주파수, 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 광, 파장, 세기, 주파수, 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1광, 파장, 세기, 주파수, 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2광, 파장, 세기, 주파수, 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마이크로 프로세서(컨트롤러) 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품은 임의의 적절한 하드웨어, 펌웨어(예를 들어, 주문형 반도체), 소프트웨어, 또는 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어의 적절한 조합을 이용하여 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서와 제어기 일체형 화염 검출기(100)가 보일러(10)에 설치된 상태를 도시한 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 보일러(10)는 일측에 버너(20)가 설치될 수 있고, 버너(20)로부터 연료 및 공기의 점화에 의해 화염(30)이 발생될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 센서와 제어기 일체형 화염 검출기(100)는 버너가 놓여진 보일러(10)의 일측인 방폭 영역에 직접 설치됨으로써, 버너(20)로부터의 화염(30)을 센싱하여 버너(20)의 점화 및/또는 소화 상태를 판단하고 표시한다. 더욱이, 본 발명의 실시예에 따른 센서와 제어기 일체형 화염 검출기(100)는 자체로서 버너(20)의 점화 및/또는 소화 상태를 판단/표시할 뿐만 아니라, 사용자에 의해 버너(20)를 관측하면서 직접 다양한 설정값의 변경이 가능하도록 하며, 또한 다양한 무선 통신 기술을 통해 원거리의 중앙 제어부(200, 도 2 참조)에 버너(20)의 상태(e.g., 측정값, 연산 결과 등)를 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서와 제어기 일체형 화염 검출기(100)의 전기적 구성을 도시한 개략도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 화염 검출기(100)는 광 파이버 케이블부(110)와, 광 파이버 케이블부(110)에 광학적으로 결합된 동시에 일체로 형성된 제어기(120)를 포함한다.
여기서, 광 파이버 케이블부(110) 및 이에 일체로 결합된 제어기(120)가 보일러의 방폭 영역에 설치되어, 버너의 점화 및/또는 소화 상태를 검출/표시한다. 더불어, 경우에 따라 상술한 광 파이버 케이블부(110) 없이 제어기(120)가 직접 보일러에 결합되어 버너의 점화 및/또는 소화 상태를 검출/표시할 수 있다.
광 파이버 케이블부(110)는 보일러에 설치되어 버너의 화염으로부터 광을 검출한다. 광 파이버 케이블부(110)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 광 섬유 케이블 어셈블리일 수 있다.
제어기(120)는 광 파이버 케이블부(110)로부터 다양한 파장대의 광을 수신하여 화염의 세기 및 화염의 주파수를 분석하여 버너의 점화 및/또는 소화에 관련된 전기적 신호를 출력/표시한다. 이를 위해 제어기(120)는 우선 광 파이버 케이블부(110)로부터 수신한 광을 제1파장 범위를 갖는 제1광과, 제1파장 범위와 다른(e.g., 높은) 제2파장 범위를 갖는 제2광으로 분광하고, 이어서 제1광의 제1화염 세기, 제1화염 주파수 및 제1RMS를 추출하며, 제2광의제2화염 세기, 제2화염 주파수 및 제2RMS를 추출한다. 또한, 제어기(120)는 제1,2화염 세기. 제1,2화염 주파수, 및/또는 제1,2RMS의 다양한 논리값을 분석하여 버너의 점화 및/또는 소화를 판단하고, 이에 따른 버너의 점화 신호 및/또는 소화 신호를 출력한다.
여기서, 한정하는 것은 아니지만, 제1파장 범위는 자외선 내지 가시광선(e.g., 대략 10 nm 내지 700 nm, 다만, 적황색은 제외할 수 있음)일 수 있고, 제2파장 범위는 적외선 또는 적색(e.g., 대략 700 nm 내지 0.1 cm, 다만 narrow band일 수 있음)일 수 있다.
또한, 여기서 주파수 파고값인 RMS 값은 청색 화염과 적황색 화염 또는 연료의 특성에 따라서 차이가 많이 난다. 따라서, RMS 값의 대소 비교 방법은 화염 검출 능력을 더욱 향상시키는 방법중의 하나이다.
이러한 동작을 위해 제어기(120)는 분광기(121)와, 제1광 추출부(122)와, 제2광 추출부(123)와, 마이크로 프로세서(124)를 포함할 수 있다. 또한, 제어기(120)는 출력 인터페이스부(125), 설정값 조정부(126), 표시부(127) 및/또는 무선 통신기(128)를 더 포함할 수 있다.
분광기(121)는 광 파이버 케이블부(110)로부터 광을 수신하여 제1파장 범위를 갖는 제1광과, 제1파장 범위보다 큰 제2파장 범위를 갖는 제2광으로 분광하여, 제1광 추출부(122) 및 제2광 추출부(123)에 각각 전달한다. 이러한 분광기(121)는 버너의 다중 연료 적용 시 인접한 버너의 화염과, 화염 검출 목표로 하는 해당 버너의 화염을 구별하는데 적합하다.
제1광 추출부(122)는 분광기(121)의 제1광으로부터 제1화염 세기, 제1화염 주파수 및 제1RMS를 추출하여 마이크로 프로세서(124)에 입력한다. 즉, 제1광 추출부(122)는 제1광의 광학적 신호를 전기적 신호인 제1화염 신호, 제1화염 주파수 및 제1RMS로 변환하여 마이크로 프로세서(124)에 입력한다.
여기서, 마이크로 프로세서(124)의 프로그램을 변경한다면, 상기 제1화염 신호 및 제1화염 주파수의 감도를 변경할 수 있고, 이에 따라 다양한 연료에 대한 화염 구별력 또는 화염 구별 정확도를 높일 수 있다. 실질적으로, 이러한 감도 변경은 사용자에 의해 버너 상태가 관측되면서 설정값 조정부(126)에서 조정될 수 있다.
제2광 추출부(123)는 분광기(121)의 제2광으로부터 제2화염 세기, 제2화염 주파수 및 제2RMS를 추출하여 마이크로 프로세서(124)에 입력한다. 즉, 제2광 추출부(123)는 제2광의 광학적 신호를 전기적 신호인 제2화염 신호, 제2화염 주파수 및 제2RMS로 변환하여 마이크로 프로세서(124)에 입력한다.
여기서, 마이크로 프로세서(124)의 프로그램을 변경한다면, 상기 제2화염 신호 및 제2화염 주파수의 감도를 변경할 수 있고, 이에 따라 다양한 연료에 대한 화염 구별력 또는 화염 구별 정확도를 높일 수 있다. 실질적으로, 이러한 감도 변경은 사용자에 의해 버너 상태가 관측되면서 설정값 조정부(126)에서 조정될 수 있다.
마이크로 프로세서(124)는 제1,2광 추출부(122,123)의 제1화염 세기(intencity 1), 제2화염 세기(intencity 2), 제1화염 주파수(frequency 1), 제2화염 주파수(frequency 2), 제1RMS 신호 및 제2RMS 신호를 분석하여 버너의 점화 및/또는 소화를 판단하고, 이에 따른 점화 신호 또는 소화 신호를 출력한다.
출력 인터페이스부(125)는 마이크로 프로세서(124)로부터 다양한 출력 신호를 원거리의 중앙 제어부(200)로 출력한다. 이를 위해, 출력 인터페이스부(125)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 제1터미널 블록(125a) 및 제2터미널 블록(125d)을 포함할 수 있다. 제1터미널 블록(125a)을 통해서는 점화(flame on), 4~20mA 전류 신호가 출력될 수 있다. 제2터미널 블록(125d)을 통해서는 소화(flame off), 연료(fuel), 485 통신 신호가 출력될 수 있다.
설정값 조정부(126)는 마이크로 프로세서(124)에 직접 연결되어, 상술한 바와 같은 제1,2광 추출부(122,123)으로부터 입력된 제1,2화염 세기 및 제1,2화염 주파수의 감도 등을 조정할 수 있도록 한다. 이러한 설정값 조정부(126)는 업(up), 다운(down), 라이트(right), 모드(mode), 엔터(enter), 에스케이프(esc) 등의 키를 가지며, 이들은 풀업 저항 방식으로 마이크로 프로세서(124)에 연결될 수 있다.
표시부(127)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, LCD, OLED 디스플레이일 수 있으며, 이는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, RS 232 통신 방식으로 마이크로 프로세서(124)에 연결될 수 있다. 표시부(127)는 버너의 점화 및/또는 소화 상태를 표시하며, 또한 각종 설정값을 표시할 수 있다. 따라서, 사용자는 현장에서 직접 버너(10)의 상태와 표시부(127)의 표시 상태를 보면서 다양한 설정값을 조정함으로써, 본 발명의 실시예에 따른 화염 검출기(100)의 화염 검출 구별력 또는 정확도를 향상시킬 수 있다. 실질적으로, 설정값 조정부(126)는 표시부(127)와 일체로 형성될 수 있으며, 이는 표시부(127)에 구비된 터치 스크린으로 구현될 수 있다.
무선 통신기(128)는 표시부(127)와 연결될 수 있으며, 이는 표시부(127)를 통해 표시되는 다양한 상태를 원거리의 중앙 제어부(200) 등에 무선으로 전송할 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서와 제어기 일체형 화염 검출기(100)는 보일러 버너의 화염 광을 자외선 내지 가시광선과, 적외선 또는 적색으로 이루어진 제1,2광으로 각각 분광한 후, 이들 제1,2광으로부터 제1,2화염 세기, 제1,2화염 주파수 및/또는 제1,2RMS 신호를 각각 추출하여 로직 처리함으로써, 버너의 점화 및/또는 소화 상태를 정확히 판단하여 표시할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서와 제어기 일체형 화염 검출기(100)는 운전자가 중앙 제어부(200)에서 뿐만 아니라 현장에서 버너 작동 상태 및 표시부(127)의 설정 상태를 보면서 다양한 연료 공급에 의해 연소 상태가 변경되더라도 오동작하지 않고 최적의 화염 검출을 수행하도록 설정 상태를 변경할 수 있고, 또한 보일러에 구비되는 다수개의 버너로부터 각각 방출되는 화염을 개별적으로 구분하여 정확히 검출할 수 있도록 다양한 설정 값을 직접 조정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서와 제어기 일체형 화염 검출기(100)의 기구적 구성을 도시한 부분 단면도이다. 여기서, 도 1 및 도 2를 함께 참조하여, 화염 검출기(100)의 구성을 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 센서와 제어기 일체형 화염 검출기(100)는 일단에 광 파이버 케이블부(110)가 결합되고 내측에 제어기(120)를 수용하는 원통 형태의 하우징(130)과, 하우징(130)의 상단(끝단)에 결합되는 표시부(127)와, 상기 하우징(130)과 표시부(127)의 사이에 결합되어 상기 표시부(127)가 하우징(130)을 개방하도록 하거나 또는 폐쇄하도록 하는 개폐부(140)를 포함할 수 있다.
하우징(130)은 하단에 광 파이버 케이블부(110)가 광학적 및 기계적으로 결합될 수 있도록 결합부(131)를 구비하고, 상부 방향으로 일정 길이 연장된 속이 비어 있는 대략 원통 형태일 수 있다. 여기서, 광 파이버 케이블부(110)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 하우징(130)의 하단에 결합 및 분리가 자유로운 형태이거나, 또는 하우징(130)의 하단에 결합되어 분리되지 않는 형태일 수 있다.
이러한 하우징(130)은 보일러 및 버너의 열기로부터 외형이 변형되지 않고, 또한 내부의 각종 부품(e.g., 제어기, 터미널 블록 등)을 보호할 수 있는 내열성 및/또는 단열성 재료로 형성될 수 있다. 하우징(130)은 상술한 바와 같이 보일러에 설치된 광 파이버 케이블부(110)에 광학적/기계적으로 직접 결합되어, 보일러의 버너 화염으로부터 광을 수신하고, 광의 세기 및 주파수를 분석하여 버너의 점화 또는 소화를 판단하는 제어기(120)를 수용한다. 이러한 제어기(120)의 구성 및 동작은 이미 위에서 충분하게 설명하였으므로, 여기서 추가적인 설명은 생략한다.
표시부(127)는 하우징(130)의 상단에 결합되어, 보일러의 점화 및 소화 상태를 사용자에게 표시한다. 실질적으로 표시부(127)는 표시부(127)를 구동하는 인쇄회로기판(127a)과 일체로 형성될 수 있다. 또한, 표시부(127)는 보일러의 점화 및 소화에 대한 구별력을 조정하도록 각종 설정값을 조정하는 설정값 조정부(126)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 한정하는 것은 아니지만, 설정값 조정부(126)는 표시부(127)에 구비된 터치 스크린일 수 있다.
이와 같이 하여, 사용자는 버너의 화염 상태 및 표시부의 표시 상태를 직접 보면서 현장에서 버너의 구별력을 설정할 수 있는 각종 설정값을 직접 조정할 수 있다.
또한, 표시부(127)는 하우징(130)의 길이 방향에 대략 수직 방향으로 결합되어 하우징(130)의 상단을 폐쇄하거나, 또는 하우징(130)의 길이 방향에 대략 평행한 방향으로 결합되어 하우징(130)의 상단을 개방할 수 있다. 여기서, 표시부(127)에 의한 하우징(130)의 개방은 아래에서 다시 설명하기로 한다.
개폐부(140)는 하우징(130)과 표시부(127) 사이에 결합되어, 표시부(127)에 의해 하우징(130)의 상단이 개방 및/또는 폐쇄되도록 한다. 이러한 개폐부(140)는 하우징(130)의 내측에서 하우징(130)의 길이 방향에 대략 평행하게 설치될 수 있다.
조금 더 구체적으로, 개폐부(140)는 제1고정판(141), 제2고정판(142), 홀더(143), 홀더 고정 볼트(144), 탄성 부재(145), 누름쇠(146), 고정 너트(147) 및 고정 볼트(148)를 포함할 수 있다.
제1고정판(141)은 하우징(130)의 길이 방향에 대하여 대략 수직 방향으로 설치될 수 있다. 이러한 제1고정판(141)은 대략 평평한 평판 형태를 한다. 제2고정판(142)은 제1고정판(141)으로부터 이격된 상부에 하우징(130)의 길이 방향에 대하여 대략 수직 방향으로 설치될 수 있다. 이러한 제2고정판(142) 역시 대략 평평한 평판 형태를 한다.
홀더(143)는 제1고정판(141) 위에 제1고정판(141)의 길이 방향에 대하여 대략 수직한 방항으로 또는 하우징(130)의 길이 방향에 대하여 대략 평행한 방향으로 고정된다. 즉, 홀더 고정 볼트(144)가 제1고정판(141)을 관통하여 홀더(143)에 결합됨으로써, 홀더(143)가 제1고정판(141) 위에 대략 세워진 형태로 고정되도록 한다.
탄성 부재(145)는 홀더(143)의 내측에 수용된다. 즉, 탄성 부재(145)는 하우징(130)의 길이 방향에 대략 평행한 방향으로 탄성력을 제공하도록 홀더(143)의 내측에 수용된다. 탄성 부재(145)는, 일례로, 한정하는 것은 아니지만, 코일 스프링을 포함할 수 있다.
누름쇠(146)는 하단이 탄성 부재(145)에 결합되고, 상단이 상부로 일정 길이 연장되어, 표시부(127)의 일단이 회전 가능하게 결합된다. 특히, 누름쇠(146)는 하단이 홀더(143)의 내측에 수용되고, 상단이 상부로 일정 길이 돌출 및 연장된 형태를 한다. 또한, 누름쇠(146)의 상단에 표시부(127)의 일단이 회전 가능하게 결합된다. 또한, 누름쇠(146)의 하단이 홀더(143)에 결합됨으로써, 누름쇠(146)가 상,하 방향으로 이동할 때, 가이드 되어 다른 위치로 이탈되지 않도록 한다.
고정 너트(147)는 탄성 부재(145) 및 누름쇠(146)로부터 이격된 위치에 이들과 대략 평행한 방향으로 설치된다. 특히, 고정 너트(147)는 제2고정판(142)에 하단이 결합되고, 상단은 표시부(127) 및/또는 인쇄회로기판(127a)에 결합되거나 분리된다. 이러한 고정 너트(147)는 대략 "ㄷ"자 형태로 형성됨으로써, 하단이 제2고정판(142)에 고정되고 상단이 표시부(127) 및/또는 인쇄회로기판(127a)에 고정될 수 있다.
고정 볼트(148)는 표시부(127) 및/또는 인쇄회로기판(127a)을 관통하여 고정 너트(147)에 결합되거나 분리된다. 따라서, 고정 볼트(148)가 표시부(127)/인쇄회로기판(127a)을 관통하여 고정 너트(147)에 결합되면, 표시부(127)가 하우징(130)의 길이 방향에 대하여 대략 수직 방향으로 위치되어 상기 하우징(130)을 대략 폐쇄하는 형태를 한다. 또한, 고정 볼트(148)가 고정 너트(147)로부터 분리되면(풀리면), 표시부(127)가 하우징(130)으로부터 이격되고 하우징(130)의 길이 방향에 대하여 대략 평행한 방향으로 위치되어 상기 하우징(130)을 개방하는 형태를 한다.
한편, 하우징(130)의 내측에 하우징(130)의 길이 방향으로 설치된 제1터미널 블록(125a) 및 제2터미널 블록(125b)이 더 구비될 수 있다. 이러한 제1,2터미널 블록(125a,125b)은 제1,2고정판(141,142)을 관통한 형태를 한다. 즉, 제1,2터미널 블록(125a,125b)은 제2고정판(142)의 상부 방향으로 일정 길이 돌출된 형태를 한다. 이러한 제1,2터미널 블록(125a,125b)은 표시부(127)가 일정 각도 회전하여 하우징(130)이 개방될 경우 외측으로 노출되며, 이에 따라 원격 중앙 제어부에 신호 전송 케이블 등을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 운전자가 원격지의 중앙 제어부에서 뿐만 아니라 현장에서 버너 작동 상태 및 표시부(127)의 설정 상태를 직접 보면서 다양한 연료 공급에 의해 연소 상태가 변경되더라도 오동작하지 않고 최적의 화염 검출을 수행할 수 있도록 표시부(127) 및/또는 설정값 조정부(126)를 통해 각종 설정 상태를 변경할 수 있고, 또한 보일러에 구비되는 다수개의 버너로부터 각각 방출되는 화염을 개별적으로 구분하여 정확히 검출할 수 있도록 표시부(127) 및/또는 설정값 조정부(126)를 통해 다양한 설정 값을 직접 조정할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예는 따르면, 측면에 개폐부(140)가 마련됨으로써, 내부 수리, 점검 또는 관리 등이 용이한 센서와 제어기 일체형 화염 검출기를 제공한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서와 제어기 일체형 화염 검출기(100)에서 표시부(127)의 개방 방법을 도시한 부분 단면도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 표시부(127) 및/또는 인쇄회로기판(127a)을 관통하는 고정 볼트(148)를 풀면, 고정 볼트(148)가 하우징(130) 내측의 고정 너트(147)로부터 분리된다. 이때, 홀더(143) 내에서 누름쇠(146)에 의해 압축되어 있던 탄성 부재(145)가 압축 해제되면서 상부로 연장되고, 이에 따라 탄성 부재(145)에 결합된 누름쇠(146) 역시 상부 방향으로 일정 거리 이동하게 된다. 이에 따라, 표시부(127) 및 인쇄회로기판(127a)이 하우징(130)의 상단으로부터 대략 평행한 방향으로 일정 거리 이격된 상태가 된다.
한편, 도 4b에 도시된 바와 같이, 사용자가 표시부(127) 및/또는 인쇄회로기판(127a)을 일측 방향으로 회전시킬 수 있다. 즉, 표시부(127)의 일단이 누름쇠(146)의 상단에 회전 가능하게 결합되어 있으므로, 사용자가 표시부(127) 및/또는 인쇄회로기판(127a)의 타단을 잡고 누름쇠(146)의 상단을 회동축으로 하여 일정 각도 회전시킬 수 있다.
이에 따라 하우징(130) 내측에 설치된 제1,2터미널 블록(125a,125b)이 외측으로 완전히 노출되고, 이와 같이 노출된 제1,2터미널 블록(125a,125b)에 원격 중앙 제어부(200)가 신호 전송 케이블로 연결되거나 또는 별도의 모니터링 장치가 연결될 수 있다.
따라서, 원격 중앙 제어부(200)에서 보일러의 버너에 대한 점화나 소화 상태를 모니터링할 수 있고, 또한 버너의 화염 구별력을 조정하기 위해 다양한 설정값을 원격지에서 조정할 수도 있다.
더불어, 비록 도면에 도시되어 있지는 않지만 표시부(127) 및 인쇄회로기판(127a)이 상기 하우징(130)을 폐쇄하였을 경우에도, 표시부(127)와 인쇄회로기판(127a)은 상술한 신호 전송 케이블과 간섭하지 않는 디자인을 가질 수 있다. 따라서, 사용자는 신호 전송 케이블을 하우징(130) 내의 제1,2터미널 블록(125a,125b)에 전기적으로 접속한 상태 이후에도, 표시부(127) 및 인쇄회로기판(127a)을 닫아서 하우징(130)의 상단을 폐쇄할 수 있고, 또한 이러한 상태에서 표시부(127) 및 설정값 조정부(126)를 이용하여 버너의 상태 및 표시부의 표시값을 보면서 다양한 설정값을 조정할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 센서와 제어기 일체형 화염 검출기를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 본 발명에 따른 센서와 제어기 일체형 화염 검출기
10; 보일러 20; 버너
30; 화염 110; 광 파이버 케이블부
120; 제어기 130; 하우징
131; 결합부 140; 개폐부
141; 제1고정판 142; 제2고정판
143; 홀더 144; 홀더 고정 볼트
145; 탄성 부재 146; 누름쇠
147; 고정 너트 148; 고정 볼트

Claims (8)

  1. 보일러에 설치된 광 파이버 케이블부에 광학적으로 결합되어, 상기 보일러의 버너 화염으로부터 광을 수신하고, 상기 광의 세기, 주파수 및 RMS를 분석하여 상기 버너의 점화 또는 소화를 판단하는 제어기를 수용하는 하우징;
    상기 하우징의 끝단에 결합되어 상기 보일러의 점화 및 소화 상태를 표시하는 표시부; 및
    상기 하우징과 상기 표시부 사이에 결합되어, 상기 표시부에 의해 상기 하우징의 끝단이 개방 또는 폐쇄되도록 하는 개폐부를 포함하고,
    상기 개폐부는
    상기 하우징의 길이 방향에 평행한 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성 부재;
    하단은 상기 탄성 부재에 결합되고, 상단은 상기 표시부의 일단이 회전 가능하게 결합되는 누름쇠; 및
    상기 탄성 부재에 평행한 방향으로 설치되어 상기 표시부의 타단에 결합 또는 분리되는 고정 너트를 포함하며,
    상기 표시부의 타단에 고정 볼트가 더 결합되고, 상기 고정 볼트가 상기 고정 너트에 결합 또는 분리됨을 특징으로 하는 센서와 제어기 일체형 화염 검출기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시부는 상기 하우징의 길이 방향에 수직 방향으로 결합되어 상기 하우징의 끝단을 폐쇄하거나, 또는 상기 하우징의 길이 방향에 평행한 방향으로 결합되어 상기 하우징의 끝단을 개방하는 것을 특징으로 하는 센서와 제어기 일체형 화염 검출기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 개폐부는 상기 하우징의 내측에서 상기 하우징의 길이 방향에 평행하게 설치된 것을 특징으로 하는 센서와 제어기 일체형 화염 검출기.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 볼트를 상기 고정 너트에 결합하면 상기 누름쇠가 상기 탄성 부재를 압축하며 상기 표시부가 상기 하우징의 끝단을 폐쇄하고,
    상기 고정 볼트를 상기 고정 너트로부터 분리하면 상기 누름쇠가 상기 탄성 부재의 탄성력에 의해 상기 하우징의 외측으로 돌출되고, 상기 표시부가 상기 누름쇠로부터 회동 가능한 상태가 되어 상기 하우징의 끝단을 개방하는 것을 특징으로 하는 센서와 제어기 일체형 화염 검출기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 내측에 상기 하우징의 길이 방향으로 설치된 적어도 하나의 터미널 블록을 더 포함하고,
    상기 표시부가 개방될 경우 상기 터미널 블록이 외측으로 노출되어 상기 터미널 블록에 원격 중앙 제어부가 전기적으로 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 센서와 제어기 일체형 화염 검출기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시부는 상기 보일러의 점화 및 소화에 대한 구별력을 조정하도록 설정값을 조정하는 설정값 조정부를 더 포함함을 특징으로 하는 센서와 제어기 일체형 화염 검출기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000009315A (ja) * 1998-06-22 2000-01-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd バーナ火炎検出装置

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JP2000009315A (ja) * 1998-06-22 2000-01-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd バーナ火炎検出装置

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