KR19980075039A - Lpg소진시의 연소방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스보일러에서의 연료의 연소방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 연료로서 저장용기에 일정량이 저장된 상태로서 공급되는 LPG의 가스압이 분출압 이하로 소진되어서 버너로 공급되지 않고 봄베에 잔류하는 경우에 LPG를 최대한 연소시키기 위한 LPG소진시의 연소방법에 관한 것이다.

본 발명의 LPG소진시의 연소방법은, 가스보일러의 버너에서 연소상태가 감지되면 염전압감지부(9)를 통하여 연소염전압(V_f)을 마이컴(27)에서 감지하고 가스압감소레벨염전압(V_fmax)과 비교하는 제1단계; 연소염전압(V_f)이 가스압감소레벨염전압(V_fmax)보다 적으면 정상연소를 수행하고, 연소염전압(V_f)이 가스압감소레벨염전압(V_fmax)보다 큰 상태가 소정시간(T) 이상 지속되면 마이컴(27)에서 가스압저하상태로 판단하는 제2단계; 마이컴(27)에서 배기팬(15)의 회전수를 감소시키기 위하여 팬전압(V_F)를 감소시키는 제3단계로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

LPG소진시의 연소방법

본 발명은 가스보일러에서의 연료의 연소방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 연료로서 저장용기에 일정량이 저장된 상태로서 공급되는 LPG의 가스압이 분출압 이하로 소진되어서 버너로 공급되지 않고 봄베에 잔류하는 경우에 LPG를 최대한 연소시키기 위한 LPG소진시의 연소방법에 관한 것이다.

청정연료인 가스를 사용하여 실내난방과 온수공급을 하는 가스보일러는 사용상의 편리함과 오염물질의 배출을 현저하게 감소시킬 수 있는 이점(利點) 때문에 점차 사용이 증가하고 있다. 도 1은 종래 사용되는 가스보일러의 개략적인 구성도로서, 이것을 참고하여 보일러의 작동상태를 설명한다.

도시된 바와 같이, 보일러는 가스밸브(1)를 통하여 소정량의 가스를 버너(5)에 공급한 후에 점화플러그(7)에서 불꽃을 발생시켜 가스에 착화를 수행한다. 착화가 완료되면 버너(5)에서는 연소에 의한 불꽃이 발생되며 염전압감지부(9)는 이것을 감지하여 버너(5)에서 착화가 완료됨을 마이컴(도 2의 27)에 알리게 된다. 상기 염전압감지부는 플레임로드나 또는 적외선센서와 같은 것을 사용하고 있으며, 버너(5)에서의 연소시에 발생되는 화염의 변화에 상응하는 전압(염전압)이 발생된다.

착화에 의하여 가스가 연소되며, 이 때 발생되는 고온의 가스는 상부측으로 상승한다. 버너(5)의 상부측에는 난방수를 가열하기 위한 열교환기(11)가 설치되어 있다. 상기 열교환기(11)는 내부에 난방수가 순환하며, 또한 직수공급관(19)이 열교환기(11) 내부를 통과하도록 구성되어 있다. 따라서 버너(5)에서의 연소에 의하여 난방수 또는 직수가 가열된다.

보일러가 난방모드로 작동되면 열교환기(11)에서 승온된 난방수는 난방공급관(P1)을 통하여 실내에 설치된 난방배관으로 배출된 후에 다시 난방환수관(P2)을 통하여 복귀한다. 난방환수관(P2)으로 이동하는 난방수는 실내를 통과하면서 열을 빼앗기므로 열교환기(11)로부터 배출될 때보다 낮은 온도로 물탱크(25)로 복귀한다. 물탱크(25)로 복귀된 난방수는 삼방변(23)-순환펌프(21)를 통과하여 다시 열교환기(11)로 유입된다. 유입된 난방수는 다시 열교환기(11)에서 가열된 후에 난방공급관(P1)을 통하여 배출된다. 상기 삼방변(23)은 유로를 제어하기 위한 것으로서 난방모드에서는 물탱크(25)로부터 열교환기(11)로 난방수가 이동하도록 제어되고, 온수모드에서는 열교환기(11)에서 삼방변(23)-순환펌프(21)-열교환기(11)의 폐회로를 순환하도록 제어된다. 따라서 직수공급관(19)을 통하여 열교환기(11)로 유입된 직수는 난방수와의 열교환에 의하여 고온의 온수로 승온된 후에 배출된다.

상기와 같은 구성을 가진 종래의 가스보일러에서 연료로서 LPG를 사용하는 경우에는 통상적으로 별도의 가스용기(일명 봄베)에 저장하고 사용한다. 그러나, 장시간 사용에 따라서 가스용기 내부의 가스량이 감소하면 이에 따라서 가스 분출압이 저하된다. 가스잔량이 거의 없어지면 버너에 공급되는 가스 공급압이 낮아지며 배기팬에 의하여 공급되는 공기량이 과잉공급되므로 불꽃이 날리는 리프팅현상이 발생되어서 소화되는 문제가 발생된다. 또한 봄베에 미처 분출되지 못한 가스가 잔류되어서 비용을 들여서 구입한 가스를 다소비하지 못하고 손해가 초래된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 LPG와 같이 가스용기에 저정된 가스를 사용하는 도중에 용기에 남는 가스를 완전히 연소시키기 위한 LPG소진시의 연소방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 용기에 남아서 사용되지 않는 가스를 거의 완전히 소모함으로써 가스 사용 효율을 제고할 수 있는 LPG소진시의 연소방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 가스보일러의 버너에서 연소상태가 감지되면 염전압감지부를 통하여 연소염전압(V_f)을 마이컴에서 감지하고 가스압감소레벨염전압(V_fmax)과 비교하는 제1단계; 연소염전압(V_f)이 가스압감소레벨염전압(V_fmax)보다 적으면 정상연소를 수행하고, 연소염전압(V_f)이 가스압감소레벨염전압(V_fmax)보다 큰 상태가 소정시간(T) 이상 지속되면 마이컴에서 가스압저하상태로 판단하는 제2단계; 마이컴에서 배기팬의 회전수를 감소시키기 위하여 팬전압(V_F)를 감소시키는 제3단계로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 종래 사용되는 가스보일러의 개략적인 구성도,

도 2는 도 1의 가스보일러의 부분 블록회로도,

도 3은 본 발명의 방법에 의하여 소모되는 가스량과 배기팬의 풍압과의 관계를 나타내는 그라프,

도 4는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 가스밸브, 3 : 제어판,

5 : 버너, 7 : 점화플러그,

9 : 염전압감지부, 11: 열교환기,

13: 배기후드, 15: 배기팬,

15a: 배기팬구동부, 17: 플로우밸브,

19: 직수공급관, 21: 순환펌프,

23: 삼방변, 25: 물탱크,

27: 마이컴,P1: 난방공급관,

P2: 난방환수관.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 LPG소진시의 연소방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 방법은, 가스보일러의 버너에서 연료인 LPG가 연소중에 거의 소진된 상태에서 가스압이 낮아지면 가스공급량이 감소하는 반면에 배기팬의 풍량은 항상 일정하게 공급되므로 공기공급과잉이 되어서 발생되는 소화행정을 방지하고, 잔류하는 LPG를 완전히 소진시키기 위한 방법이다. 즉, 가스공급량이 자연적으로 감소하면 이에 따라서 풍량을 정상연소상태가 될 때 까지 인위적으로 감소시킴으로서 가스압저하의 단계에 따라서 항상 정상연소상태를 만들 수 있는 것이다.

본 발명의 방법은, 보일러가 동작하는 상태, 즉 연소중에 수행된다. 보일러가 작동되고 버너(5)에서 가스에 의한 연소가 수행되면 마이컴(27)에서는 연소중임을 확인하고 연소염전압(V_f)을 측정하게 된다. 상기 연소염전압(V_f)은 염전압감지부(9)를 사용하여 측정할 수 있으며, 예를 들어서 플레임로드(flame rod) 또는 적외선센서를 사용한다.

측정된 연소염전압(V_f)은 마이컴(27)에서 판독된 후에 일시적으로 저장된다. 마이컴(27)은 저장된 연소염전압(V_f)을 미리 실험에 의하여 측정되고 데이터로서 저장된 가스압감소레벨염전압(V_fmax)과 비교하게 된다. 상기 가스압감소레벨염전압(V_fmax)은 가스압에 따라서 변경되는 기준이 되는 염전압값으로서, 연소염전압(V_f)이 가스압감소레벨염전압(V_fmax)보다 크면 불꽃리프팅이 발생되며 가스압이 저하된 것으로 판단하게 된다. 따라서 상기 가스압감소레벨염전압(V_fmax)은 단일 가스압에 대한 것이 아니라 다수의 가스압에 대하여 설정되는 값으로서 가스압이 증가하면 염전압은 감소하는 관계가 성립된다.

마이컴(27)은 연소염전압(V_f)가스압감소레벨염전압(V_fmax)의 관계를 만족하면 내부 타이머를 작동시켜 이러한 상태가 소정시간(T)동안 지속되는 가를 측정하게 되는 것이다. 즉 소정시간(T), 예를 들어서 2초동안 상기 관계를 만족하면 마이컴(27)에서는 가스압저하에 의하여 불꽃리프팅이 발생된 것으로 최종판단하게 된다.

상기와 같이 가스압이 저하된 것으로 판단되면, 마이컴(27)에서는 저하된 가스압에 대한 적절한 공기량을 공급하기 위한 동작을 수행하게 된다. 즉, 풍량을 제어하기 위하여 배기팬(15)의 회전수를 제어하게 되며, 본 발명에서는 공급량을 감소시키기 위하여 회전수를 감소시키게 된다.

마이컴(27)은 배기팬(15)의 회전수를 제어하는 배기팬구동부(15a)에 소정의 배기팬전압(V_F)을 출력하여 회전수를 감소시킨다. 이 때 출력되는 배기팬전압(V_F)도 미리 실험 또는 계산에 의하여 설정된 값으로서 상기 가스압감소레벨염전압(V_fmax)에 상응하는 값이 된다. 급기용 팬전압(V_F)도 역시 데이터로서 마이컴(27)의 메모리소자에 저장된다.

상기와 같이 급기용 팬전압(V_F)이 변경시킨 후에 마이컴(27)에서는 다시 연소염전압(V_f)을 측정한다. 이 때 상기에서 설명된 것과 같은 가스압감소조건(즉 연소염전압가스압감소레벨전압)이 만족되면 마이컴(27)은 가스압의 감소에 따른 팬전압(V_F)을 감소시킨다. 그러나 조건(연소염전압(V_f)가스압감소레벨염전압(V_fmax)이 2초이상지속)이 만족되지 않으면 바로 전의 상태에서 연소상태를 지속한다.

도 3은 본 발명에 의한 가스압과 풍량과의 변화상태를 도시하는 그라프이다. 도시된 바와 같이, 가스압이 감소함에 따라서 풍량도 역시 일정시간지연된 후에 감소함을 알 수 있다. 1차감소상태(t1)에서 일정압을 유지하던 가스압은 다시 가스가 소진됨에 따라서 2차감소상태(t2)가 되며, 가스압변화를 감지한 마이컴의 제어신호에 따라서 역시 풍량도 감소한다. 이 때의 가스압의 변화는 가스가 소모됨에 따라서 자연적으로 발생되는 현상이며, 이에 반하여 풍량의 변화는 본 발명의 방법에 의하여 변화하는 현상이다.

상기의 예에서는 2차감소상태가 설명되었지만 가스압의 간격을 조밀하게 설정하면 더욱 많은 단계로 설정할 수 있음을 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다.

이러한 가스압변화에 따른 풍량변화는 가스가 더 이상 분출되지 않는 상태에 도달할 까지 계속되므로 결과적으로 가스는 거의 소진되어서 가스용기에 잔류하는 가스가 거의 없어지게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 LPG와 같이 가스용기에 저정된 가스를 사용하는 도중에 용기에 남는 가스를 완전히 연소시키며, 가스사용 효율을 높일 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 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (3)

1. 가스보일러의 버너에서 연소상태가 감지되면 염전압감지부(9)를 통하여 연소염전압(V_f)을 마이컴(27)에서 감지하고 가스압감소레벨염전압(V_fmax)과 비교하는 제1단계;

   연소염전압(Vf)이 가스압감소레벨염전압(V_fmax)보다 적으면 정상연소를 수행하고, 연소염전압(Vf)이 가스압감소레벨염전압(V_fmax)보다 큰 상태가 소정시간(T) 이상 지속되면 마이컴(27)에서 가스압저하상태로 판단하는 제2단계; 및

   마이컴(27)에서 배기팬(15)의 회전수를 감소시키기 위하여 팬전압(V_F)를 감소시키는 제3단계로 구성됨을 특징으로 하는 LPG소진시의 연소방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가스압감소레벨염전압(V_fmax)가 가스압을 일정한 간격으로 구분하고 각 구분된 가스압에 대하여 각각 설정되며, 상기 가스압감소레벨염전압(V_fmax)의 각각에 대한 팬전압(V_F)이 설정되는 것을 특징으로 하는 LPG소진시의 연소방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2단계에서의 소정시간(T)이 2초로 설정되는 것을 특징으로 하는 LPG소진시의 연소방법.