KR19990027492A - 가스보일러의 비례제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스보일러의 비례제어방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 버너에서의 연소에 필요한 가스를 공급하는 가스밸브와 공기를 공급하는 배기팬의 회전수를 제어하여 버너에서의 연소를 안정적으로 수행할 수 있는 하는 가스보일러의 비례제어방법에 관한 것이다.

본 발명의 가스보일러의 비례제어방법은, 전체 행정을 제어하기 위한 마이컴(26)과, 상기 마이컴(26)으로부터의 제어신호에 따라서 버너(28)에 소정의 가스를 공급하기 위한 가스밸브(4)와, 상기 마이컴(26)으로부터의 제어신호에 따라서 연소에 필요한 공기를 공급하고 폐가스를 배출하기 위한 배기팬(14)을 포함하는 가스보일러에 있어서, 사용자에 의하여 설정된 기준온도에 따른 가스소비량과 이에 따른 배기팬회전수를 산출하고, 마이컴(26)에서 배기팬(14)에 제어신호를 출력하여 배기팬회전수를 제어하고, 그 후에 가스밸브(4)에 제어신호를 출력하여 가스를 버너(28)에 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

가스보일러의 비례제어방법

본 발명은 가스보일러의 비례제어방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 버너에서의 연소에 필요한 가스를 공급하는 가스밸브와 공기를 공급하는 배기팬의 회전수를 제어하여 버너에서의 연소를 안정적으로 수행할 수 있는 하는 가스보일러의 비례제어방법에 관한 것이다.

가스보일러는 청정연료인 가스를 사용하기 때문에 공해배출물질이 감소하며, 또한 유류사용보일러보다 취급이 쉽기 때문에 가정에서의 사용이 점차 증가하고 있다. 이러한 가스보일러는 다양한 종류가 시중에서 판매되고 있으며, 대부분의 보일러에서는 버너에 연료인 가스를 공급하고 이그나이터로 불꽃을 발생시켜 착화행정을 수행하고 있다.

먼저 도 1-도 2를 참고하여 보일러의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 사용되는 가스보일러의 일구성예로서, 온수사용시 직수(냉수)의 공급여부를 감지하는 플로우스위치(2), LNG 또는 LPG를 공급하는 가스관의 중간에 설치된 가스밸브(4), 가스밸브(4)를 통과한 가스를 연소시키기 위한 버너(28), 버너(28)에 공급된 가스를 착화시키기 위한 이그나이터(22), 버너(28)에서의 연소상태를 감지하기 위한 염전압감지부(12), 버너(28)에서 연소된 후에 상승하는 고온의 열에 의하여 난방수를 가열하기 위한 열교환기(30), 열교환기(30)를 통과한 배기가스를 외부로 유도하기 위한 배기후드(32), 배기후드(32)의 상측단부에 부착되어서 배기가스를 강제로 배출하는 배기팬(14), 열교환기(30)로 난방수를 유도하는 환수관(40), 열교환기(30)에서 승온된 난방수를 배출하는 공급관(38), 난방수의 유로를 제어하기 위한 삼방변(36), 난방수를 보충하기 위한 물탱크(34)등이 도시되어 있다. 또한 도 2에 도시된 것과 같이 마이컴(26)은 보일러작동제어프로그램이 내장된 것으로서 사용자의 명령신호에 따라서 연결되어 있는 다수의 전장품을 제어하여 보일러를 제어한다.

상기와 같은 구조를 가진 종래의 가스보일러에서는 가스공급량을 제어하기 위하여 가스밸브(4)를 사용하고 있으며 가스밸브(4)에 인가되는 전류값을 조정하여 가스량을 미세조정한다. 가스밸브(4)는 상세하게 도시되지 않았지만 2개의 밸브와 가스량을 미세하게 조정할 수 있는 비례변밸브(PSV)를 포함하고 있어서 폭발연소방지 및 가스량을 정밀하게 조정하는 것이 가능하다.

가스소비량에 대한 미세전류값은 마이컴(26)에 내장된 가스밸브전류값 테이블을 사용한다. 즉 종래 마이컴(26)에는 가스공급량에 대한 가스밸브전류값이 미리 설정된 후에 이산적(離散的)으로 메모리소자에 저장되어 있으며, 또한 가스밸브전류값에 의하여 공급되는 가스공급량에 대한 적절한 팬풍량(팬전압)이 설정되어 있어서 보일러제어시에 마이컴(26)에서는 상기 가스밸브전류값과 팬전압으로 가스밸브(4)와 배기팬(14)을 구동하여 연소상태를 제어한다.

그러나 상기와 같은 가스밸브(4)와 배기팬(14) 연동방식에서는 가스가 먼저공급되기 때문에 인가전압의 변화에 따라서 배기팬(14)의 회전수가 변경되면 버너(28)에서 불완전연소나 과산소연소가 발생되는 문제점이 있었다. 즉 소정량의 가스가 공급된 상태에서 배기팬(14)의 인가전압이 불안정하여 풍량이 많이 공급되거나 적게 공급되면 연소상태가 불안정하여지는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 버너에서의 연소에 필요한 가스를 공급하는 가스밸브와 공기를 공급하는 배기팬의 회전수를 제어하여 버너에서의 연소를 안정적으로 수행할 수 있는 하는 가스보일러의 비례제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스보일러의 비례제어방법은, 전체 행정을 제어하기 위한 마이컴(26)과, 상기 마이컴(26)으로부터의 제어신호에 따라서 버너(28)에 소정의 가스를 공급하기 위한 가스밸브(4)와, 상기 마이컴(26)으로부터의 제어신호에 따라서 연소에 필요한 공기를 공급하고 폐가스를 배출하기 위한 배기팬(14)을 포함하는 가스보일러에 있어서, 사용자에 의하여 설정된 난방수온도에 따른 가스소비량과 이에 따른 배기팬회전수를 산출하고, 마이컴(26)에서 배기팬(14)에 제어신호를 출력하여 배기팬회전수를 제어하고, 그 후에 가스밸브(4)에 제어신호를 출력하여 가스를 버너(28)에 공급하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 사용되는 가스보일러의 개략적인 구성도,

도 2는 도 1의 가스보일러의 부분 블록회로도,

도 3은 본 발명의 방법에 의한 배기팬과 가스밸브의 설정테이블,

도 4는 본 발명의 방법의 작동상태를 설명하기 위한 플로우차트이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

2 : 플로우스위치, 4 : 가스밸브,

6 : 팬회전수감지부, 8 : 수위감지부,

10: 온도감지부, 12: 염전압감지부,

14: 배기팬, 16: 전원공급부,

18: 자동보충수밸브, 20: 순환펌프,

22: 이그나이터, 24: 룸콘,

26: 마이컴, 28: 버너,

30: 열교환기, 32: 배기후드,

34: 물탱크, 36: 삼방변,

38: 공급관, 40: 환수관

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 가스보일러의 비례제어방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 방법은 버너에서의 가스연소시에 배기팬의 불안정한 동작, 예를 들면 전압변동으로 인한 풍량변화 등으로 인하여 발생되는 연소불안정상태를 방지하기 위한 것으로서, 종래 가스밸브를 제어하여 먼저 가스를 공급하는 대신에 배기팬의 회전수를 먼저 제어하고 그에 따라서 가스량을 공급함으로서 안정적으로 연소행정을 수행할 수 있는 방법이다.

상기와 같은 본 발명의 가스보일러의 비례제어방법은, 사용자에 의하여 설정된 난방수온도에 따른 가스소비량과 이에 따른 배기팬회전수를 산출하고, 마이컴(26)에서 배기팬(14)에 제어신호를 출력하여 배기팬회전수를 제어하고, 그 후에 가스밸브(4)에 제어신호를 출력하여 소정량의 가스를 버너(28)에 공급하는 것을 특징으로 한다.

도 3은 본 발명의 방법에 의하여 재설정된 배기팬전압(V)과 가스밸브전류(S)의 대응상태를 나타내는 테이블로서, 마이컴(26)에서는 먼저 연소에 필요한 풍량을 결정하고 배기팬(14)에 전압값(Vn)을 출력하여 풍량을 제어한다. 풍량이 제어된 후에 마이컴(26)에서는 다시 배기팬전압(V)에 상응하는 가스밸브전류값(Sn)을 출력하여 가스를 버너(28)에 공급한다.

상기 배기팬전압(Vn)과 가스밸브전류값(Sn)은 종래와 같이 사용자에 의하여 설정된 난방수 또는 온수온도에 따라서 결정되는 값을 그대로 적용할 수 있음을 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다. 즉 본 발명의 방법에서는 종래 가스밸브전류값을 먼저 적용하던 것을 배기팬전압을 먼저 적용하는 것과 같이 적용순서만을 변경할 수 있다.

상기와 같이 배기팬전압을 먼저 사용하여 배기팬(14) 회전수를 조정하고, 가스밸브전류값(Sn)을 사용하여 가스밸브(4)를 제어함으로써 다음과 같은 장점이 있다. 가스밸브(4)를 먼저 개방하여 가스를 공급하는 상태에서 배기팬(14)의 인가전압이 변동이되면 배기팬(14)의 회전수는 증가하거나 또는 감소하게 되며 이에 따라서 가스의 연소에 최적상태로 설정된 풍량이 변화한다. 가스소비량이 고정된 상태에서 풍량이 증가하면 가스가 희박상태가 되므로 과산소연소상태가 된다. 또한 풍량이 감소하면 연소에 필요한 공기가 부족하므로 소화되거나 불완전연소상태가 되는 문제점이 있다.

그러나 본 발명의 방법에 의하면 배기팬(14)이 먼저 제어되므로 버너(28)에 풍량이 공급된 상태에서 적정가스소비량이 공급되므로 연소가 원활할 뿐만 아니라, 배기팬(14)의 인가전압이 변동되면 이에 따라서 가스공급량도 즉시 연동되어 변경되기 때문에 항상 적정연소에 필요한 가스량이 공급되는 것이다.

상기와 같이 설정된 본 발명의 방법을 도 4의 플로우차트를 사용하여 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

보일러의 운전이 개시되면 마이컴(26)에서는 사용자설정에 의한 기준온도를 사용하여 연소에 필요한 가스공급량과 풍량을 산출한다. 가스공급량과 풍량은 종래와 같이 온도변화에 따른 가스공급량과 이에 따른 풍량을 저장한 테이블로부터 판독하여 배기팬(14)과 가스밸브(4)의 제어에 적용할 수 있다. 상기 기준온도는 난방수온도 또는 온수온도가 될 수 있다.

배기팬(14)과 가스밸브(4)의 제어값이 산출되면 마이컴(26)에서는 먼저 배기팬(14)에 제어신호를 출력하여 버너(28)에 연소에 필요한 공기를 공급한다. 그후에 마이컴(26)에서는 가스밸브(4)에 제어신호를 출력하여 버너(28)에서 연소되기 위한 필요한 가스량을 공급한다. 이 때 배기팬(14)의 팬전압이 비정상적으로 변동되면 마이컴(26)에서는 이에 연동하여 가스밸브(4) 전류값을 변동시키므로 버너(28)에는 항상 최적연소상태의 공기와 가스량이 존재하게 되며 연소상태가 안정된다. 비정상적인 배기팬(14)의 상태가 복귀되면 이에 따라서 가스밸브(4)의 상태로 복귀하게 된다.

버너(28)에 가스가 공급된 후에 마이컴(26)에서는 이그나이터(22)에 제어신호를 출력하여 연소를 수행한다. 연소행정은 종래 수행되던 방식과 본질적으로 동일하며, 연소상태는 염전압감지부(12)에서 감지하여 마이컴(26)에 입력시킨다. 마이컴(26)에서는 입력되는 연소상태로서 연소행정을 제어한다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 버너에서의 연소에 필요한 가스량과 연소에 필요한 공기를 공급하는 배기팬의 회전수를 제어하여 버너에서의 연소상태를 안정적으로 유지할 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 (1)

1. 전체 행정을 제어하기 위한 마이컴(26)과, 상기 마이컴(26)으로부터의 제어신호에 따라서 버너(28)에 소정의 가스를 공급하기 위한 가스밸브(4)와, 상기 마이컴(26)으로부터의 제어신호에 따라서 연소에 필요한 공기를 공급하고 폐가스를 배출하기 위한 배기팬(14)을 포함하는 가스보일러에 있어서,

   사용자에 의하여 설정된 난방수온도에 따른 가스소비량과 이에 따른 배기팬회전수를 산출하고, 마이컴(26)에서 배기팬(14)에 제어신호를 출력하여 배기팬회전수를 제어하고, 그 후에 가스밸브(4)에 제어신호를 출력하여 가스를 버너(28)에 공급하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 비례제어방법.