KR19980030377A - 폭발점화방지를 위한 가스보일러의 착화방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스보일러의 버너에 공급되는 연료가스의 착화방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 버너에서의 착화행정시 보일러 내부로의 역풍의 유입, 버너에 설치된 점화플러그의 점화위치이탈, 또는 버너에 공급되는 가스의 착화압의 변화등에 의하여 가스압의 농도가 증가하여 발생되는 폭발점화방지를 위한 가스보일러의 착화방법에 관한 것이다.
본 발명의 폭발점화방지를 위한 가스보일러의 착화방법은, 프리퍼지행정이 완료되고 점화플러그(3)에서 방전개시후 버너에 가스를 공급하면서 소정시간(T)동안 착화를 수행하는 가스보일러의 착화방법에 있어서, 착화행정의 초기에는 배기팬(9)의 회전수를 착화회전수로 유지하고, 착화행정의 수행시간인 소정시간(T)의 절반이 경과되면 배기팬(9)의 회전수를 나머지 절반의 시간동안 상승시켜 버너에 공급되는 가스의 농도가 착화에 적합한 농도를 유지시키는 것을 특징으로 한다.

Description

폭발점화방지를 위한 가스보일러의 착화방법
본 발명은 가스보일러의 버너에 공급되는 연료가스의 착화방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 버너에서의 착화행정시 보일러 내부로의 역풍의 유입, 버너에 설치된 점화플러그의 점화위치이탈, 또는 버너에 공급되는 가스의 착화압의 변화등에 의하여 가스압의 농도가 증가하여 발생되는 폭발점화방지를 위한 가스보일러의 착화방법에 관한 것이다.
가스보일러는 사용상의 편리함과 환경을 오염시키는 물질의 배출이 최소화된다는 점에서 종래의 등유사용 보일러를 대신하여 급속도로 사용되고 있다. 이러한 가스보일러는 LPG 또는 LNG를 연료로 사용하고 있으며 가스를 버너에서 연소시켜 이 때 발생되는 고온의 열을 이용한다. 즉 가스를 버너에 공급하고 연소시키면서 이 때 발생되는 고온의 열을 사용하여 열교환기 배관내부에 저장된 난방수를 가열하고, 가열된 난방수를 순환펌프를 사용하여 실내에 설치된 배관내부로 순환시켜 난방을 수행한다.
종래 사용되는 강제배기방식의 가스보일러에서는. 버너에서 연소된 배기가스는 배기연도에 설치된 배기팬에 의하여 강제적으로 외부로 배출되며, 버너의 하부에는 공기구멍이 형성되어서 연소에 필요한 공기를 공급한다.
상기와 같은 가스보일러에서 버너에서 연료가스에 착화를 하는 착화방법은 다음과 같다. 사용자에 의하여 가스보일러가 작동되면 먼저 보일러내부, 즉 버너와 배기가스가 배출되는 배기관의 내부에 잔류하는 미배출된 유해가스를 완전히 배출하기 위하여 프리퍼지행정을 수행한다.
프리퍼지행정의 수행이 종료되면 배기팬의 회전수는 착화에 적합한 착화회전수로 감소한다. 동시에 버너의 내부에 설치된 점화플러그로부터 방전이 개시되고, 방전된 직후에 버너에 가스가 공급된다. 공급된 가스는 점화플러그에서 발생되는 불꽃에 의하여 착화가 달성된다. 착화가 되면 보일러에서는 이것을 감지하고 정상적으로 연소를 수행하게 된다.
그러나, 종래에는 버너에서의 착화행정중에 연료가스의 농도가 높은 상태에서 착화가 되는 폭발점화가 자주 발생되었다. 이러한 폭발점화의 원인은 보일러의 버너내부로 역풍이 유입되어서 버너에 공급되는 가스의 농도를 착화에 적당하지 않은 상태로 만들거나, 또는 점화플러그의 위치가 변동되어서 공급되는 가스에 정확하게 착화되지 않거나. 또는 가스의 공급이 초기에는 지연되다가 후에 많이 공급되는 등의 원인에 의하여 가스의 농도가 높아져서 발생된다.
도 2a와 도 2b는 종래 사용되는 가스보일러의 착화방법으로서, 배기팬의 회전수와 가스공급량 사이의 관계를 도시한 그래프이다. 도 2a는 착화행정시 배기팬의 회전수가 일정한 것이며, 도 2b는 배기팬 회전수가 일정한 비율로 감소함을 알 수 있다. 도시된 바와 같이 착화행정의 초기에 착화가 달성되지 않고 중반이후에 착화가 달성되면 먼저 공급된 가스가 버너에 잔류하기 때문에 가스농도가 높아서 폭발점화가 발생됨을 알 수 있다.
이러한 폭발점화에 의하여 소음이 발생하고, 이 때 발생되는 진동에 의하여 보일러의 기기에 이상을 초래하며, 또한 폭발에 의하여 사용자들이 놀라서 A/S를 요청하는 일이 빈발하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 버너에서 발생되는 착화행정시의 폭발점화를 방지하여 보일러 기기의 고장을 방지하고, 사용자의 신뢰성을 제고할 수 있는 폭발점화방지를 위한 가스보일러의 착화방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폭발점화방지를 위한 가스보일러의 착화방법은, 프리퍼지행정이 완료되고 점화플러그에서 방전개시후 버너에 가스를 공급하면서 소정시간동안 착화를 수행하는 가스보일러의 착화방법에 있어서, 착화행정의 초기에는 배기팬의 회전수를 착화회전수로 유지하고, 착화행정의 소정시간중 절반 경과하면 배기팬의 회전수를 나머지 절반의 시간동안 상승시켜 버너에 공급되는 가스의 농도가 착화에 적합한 농도를 유지시키는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 사용되는 가스보일러의 부분블럭회로도,
도 2a 및 도 2b는 각각 종래의 가스보일러의 착화방법에 사용되는 회전수와 가스량의 관계를 나타내는 그래프,
도 3은 본 발명에 의한 가스보일러의 착화방법에 사용되는 회전수와 가스량의 관계를 나타내는 그래프,
도 4는 본 발명에 의한 가스보일러의 착화방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 가스밸브 3 : 점화플러그
5 : 불꽃감지기 7 : 배기팬구동부
9 : 배기팬 11 : 회전수감지부
13 : 주제어부 15 : 입력부
17 : 표시부
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 폭발점화방지를 위한 가스보일러의 착화방법을 상세히 설명한다.
본 발명은 가스보일러의 버너에서의 착화시 폭발점화를 방지하기 위한 것으로서, 버너에 공급되는 가스의 농도를 배기팬의 회전에 의하여 조정하여 정상적인 상태에서 착화가 되도록 하는 방법이다. 본 발명의 방법은: 프리퍼지행정이 완료되고 점화플러그(3)에서 방전개시후 버너에 가스를 공급하면서 소정시간(T)동안 착화를 수행하는 가스보일러의 착화방법에 있어서, 착화행정의 초기에는 배기팬(9)의 회전수를 착화회전수로 유지하고, 착화행정의 수행시간인 소정시간(T)의 절반이 경과되면 배기팬(9)의 회전수를 나머지 절반의 시간동안 상승시켜 버너에 공급되는 가스의 농도가 착화에 적합한 농도를 유지시킨다.
먼저, 도 3을 참고하여 배기팬(9)의 회전수와 버너에 공급되는 가스량의 관계를 살펴 본다. 최고회전수로 미배출가스를 완전히 배출하는 프리퍼지(pre-purge)행정이 완료되면 배기팬(9)의 회전수는 착화에 적합한 회전수로 변경된다. 이것은 주제어부(도 1의 13)에서 배기팬구동부(7)에 제어신호(전압 또는 전류)를 공급하여 달성된다. 최고회전수에서 착화회전수로의 회전수변화는 이론적으로는 수직선으로 변화하지만 실제로는 관성에 의해 도 3에서와 같이 경사진 상태로 변화된다.
배기팬(7)의 회전수가 최고회전수에서 착화회전수로 감소하는 것과 동시에 주제어부(13)에서 제어신호를 출력하여 점화플러그(3)에서 방전을 발생시킨다. 방전이 수행된 직후에 주제어부(13)에서는 가스밸브(1)에 제어신호를 출력하여 가스를 공급한다. 정상적인 상태에서는 버너에 공급된 가스에 즉시 착화가 달성되지만, 상기의 문제점에서 지적한 것과 같은 상황이 발생되면 착화가 지연되거나 또는 착화되더라도 버너에 공급된 가스의 농도가 높아져서 급격하게 착화가 되어 폭발이 발생된다.
본 발명에서는 착화행정이 수행되는 시간이 설계에 의하여 설정된 착화행정시간의 절반이 경과하면 배기팬(9)의 회전수를 상승시킨다. 이것은 종래와 마찬가지로 배기팬구동부(7)에 주제어부(13)로부터 제어신호(전압 또는 전류)를 출력하여 달성할 수 있다. 배기팬(9)의 회전수는 다시 회전수감지부(11)에 의하여 감지되어서 주제어부(13)에 입력된다. 주제어부(13)에서는 이 입력신호를 사용하여 변화되는 배기팬(9)의 회전수를 측정하여 배기팬회전상태를 감지한다. 이 때 공급되는 가스량은 종래의 것과 동일하다.
상기 회전수의 상승은 도 3에서와 같이 일정한 속도로 증가하며 속도증가율은 버너에 공급되는 가스의 농도를 정상상태, 즉 버너에 가스가 초기에 공급될 때의 농도로 조정하는 것이 바람직하다. 이러한 착화가스농도는 실험에 의하여 측정할 수 있다. 배기팬(9)의 회전수를 증가시키는 시간은 종래 설계에 의하여 설정된 소정시간(T), 즉 착화행정이 수행되도록 설정된 총시간중에서 절반정도의 시간이 경과한 후에 수행하는 것이 바람직하다.
도 3을 다시 참고하면, 프리퍼지행정은 8∼10초, 착화행정도 역시 8∼10초로 설정된 보일러 착화방법의 일례를 나타낸 것이다. 이 경우에 배기팬(9)의 회전수는 소정시간(T)의 절반인 4∼5초가 경과한 후에 상승시킨다. 또한 회전수도 예를 들어서 착화회전수가 1000rpm이라면, 상승된 후에 회전수는 1500rpm 정도로 설정할 수 있다. 물론 상기 착화회전수와 상승회전수는 보일러의 종류에 따라서 변경될 수 있음을 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다.
상기와 같이 배기팬(9)의 회전수가 증가한 상태에서 가스의 농도는 정상상태를 유지하게 되므로 점화플러그(3)에서 발생된 불꽃에 의하여 가스에 착화가 되더라도 종래와 같은 폭발점화가 발생되지 않는다.
착화가 달성되면 이 때 생성되는 불꽃이 불꽃감지기(5)에 의하여 감지되므로 주제어부(13)에서는 정상적으로 보일러를 작동시킨다. 만일 불꽃감지기(5)에서 불꽃이 감지되지 않으면 주제어부(13)에서는 종래 사용되는 것과 동일하게 버너와 배기관에 잔류하는 배기가스를 배출하는 포스트퍼지행정을 수행한 후에 착화행정을 재시도한다. 상기와 같은 본 발명의 방법이 도 4의 플로우차트에 상세히 설명되어 있다.
상기와 같이 본 발명에 의하면 버너에서 발생되는 착화행정시의 폭발점화를 방지하여 보일러 기기의 고장을 방지하고, 사용자에 신뢰성을 제고할 수 있는 이점이 있는 것이다.
본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구의 범위에 속한다 할 것이다.

Claims (1)

  1. 프리퍼지행정이 완료되고 점화플러그(3)에서 방전개시후 버너에 가스를 공급하면서 소정시간(T)동안 착화를 수행하는 가스보일러의 착화방법에 있어서, 착화행정의 초기에는 배기팬(9)의 회전수를 착화회전수로 유지하고, 착화행정의 수행시간인 소정시간(T)중 일정시간이 경과하면 배기팬(9)의 회전수를 나머지 시간동안 상승시켜 버너에 공급되는 가스의 농도를 착화에 적합한 농도로 유지시키는 것을 특징으로 하는 폭발점화방지를 위한 가스보일러의 착화방법.
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