KR19990042823A - 버너의 연소온도 제어시스템 및 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 등유를 연료로 사용하는 기화식 버너의 연소온도 제어시스템 및 제어방법에 관한 것으로서, 특히 버너의 연소실을 연료가 기화할 수 있는 소정의 온도로 가열시키는 예열히터와, 상기 버너의 초기 착화시에는 상기 예열히터의 발열량이 증가되고 연소 중에는 상기 예열히터의 발열량이 감소되도록 상기 예열히터에 전압을 인가하는 분주기와, 상기 버너의 연소실 온도를 감지하도록 설치된 감지수단과, 상기 버너의 초기 착화시 외부에서 점화신호를 입력받아 상기 분주기를 동작시킴과 동시에 연소 중 상기 감지수단으로부터 입력된 온도값을 미리 설정된 기준값과 비교한 후 그 결과에 따라 상기 분주기를 온/오프시키는 마이컴을 포함하여 구성된 버너의 연소온도 제어시스템을 제공함으로써 초기 착화시 연소실의 온도가 연료가 상온에서 기화할 수 있는 소정의 온도에 도달하기까지 걸리는 소요시간이 단축되고 연소시 열충격이 방지되도록 한 것이다.

Description

버너의 연소온도 제어시스템 및 제어방법

본 발명은 등유를 연료로 사용하는 기화식 버너에 관한 것으로서, 특히 버너의 초기 착화시에는 연소실의 온도가 상온에서 기화할 수 있는 소정의 온도로 상승되고 연소 중에는 상기 연소실의 온도가 적정하게 유지되도록 상기 연소실을 가열시키는 버너의 연소온도 제어시스템 및 제어방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 난방기의 구조가 도시된 구성도, 도 2는 종래 기술에 따른 버너의 연소온도 제어시스템이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 먼저 외부에서 점화신호가 마이컴(1)에 입력되면 상기 마이컴(1)이 릴레이(3)를 동작시켜 예열히터(5)에 전원을 인가한다. 이때, 상기 예열히터(5)에 인가되는 전원은 도 2와 같이 110V의 교류전압이다.

이후, 상기 예열히터(5)에 의해 버너(7) 내의 연소실이 가열되어 상기 연소실의 온도가 상승되고, 이러한 연소실의 온도는 상기 버너(7)의 하단에 설치된 서미스터(Thermistor; 9)에 의해 감지된다.

이후, 상기 서미스터(9)에 의해 감지된 온도값은 상기 마이컴(1)으로 입력되고, 상기 마이컴(1)은 입력된 온도값을 미리 설정된 기준값과 비교한 후 그 결과에 따라 상기 릴레이(3)를 온/오프시킨다.

더 상세히 설명하면, 상기 서미스터(9)에 의해 감지된 온도가 연료가 상온에서 기화할 수 있는 소정의 온도에 도달한 경우에는 상기 마이컴(1)이 오프신호를 출력하여 상기 릴레이(3)를 오프시킨다. 상기 릴레이(3)가 오프되면 상기 예열히터(5)에 인가되던 전원이 차단되고, 이후로는 상기 버너(7) 자체의 연소열에 의해 연소실의 연소온도가 유지된다. 상기에서, 연료가 상온에서 기화할 수 있는 소정의 온도는 약 230도 이상이다.

이후, 연소 중에 주위온도의 저하, 공기량 증가, 연료량 감소 등의 이상요인에 의해 연소실의 온도가 떨어지면 상기 서미스터(9)에 의해 그 온도값이 감지되어 상기 마이컴(1)으로 입력된다. 상기 마이컴(1)은 입력된 온도값을 미리 설정된 기준값과 비교하여 그 값이 연료가 상온에서 기화할 수 있는 소정의 온도 이하이면 상기 릴레이(3)로 온신호를 출력시킨다. 상기 릴레이(3)가 온신호를 입력받아 동작되면 다시 상기 예열히터(5)에 전원이 인가되어 상기 연소실의 온도가 상승된다.

상기와 같은 메커니즘에 의해 버너(7) 내 연소실의 온도는 적정한 온도로 계속 유지된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따른 버너의 연소온도 제어시스템은 릴레이(3)의 온/오프에 의해 일정한 전원전압이 인가되어 상기 예열히터(5)가 발열되므로 연소실의 온도가 기준값에 도달하기까지 걸리는 소요시간이 길어져, 특히 추운 겨울날 장시간 기다려야 하는 등의 사용자의 불편이 야기되는 문제점이 있다.

또한, 종래 기술에 따른 버너의 연소온도 제어시스템에서는 상기 서미스터(9)는 실제로 등유가 기화되는 연소실의 표면인 버너(7)의 하단에 설치되고 상기 예열히터(5)는 버너(7)의 상단에 설치되어 있으므로 상기 서미스터(9)에 의해 감지된 온도보다 상기 예열히터(5)가 위치된 발열부의 실제 온도가 약 50도 정도 높게 나타난다. 따라서, 연소 중 상기 예열히터(5)의 발열과 자체 연소열이 합해져 연소실의 온도가 순간적으로 급상승하게 되어 과열에 의해 연소실이 녹거나 구상비등에 의해 황염이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 버너의 초기 착화시에는 예열히터의 발열량이 증가되고 연소 중에는 상기 예열히터의 발열량이 감소되도록 상기 예열히터에 전압을 인가하는 분주기를 구비함으로써 초기 착화시 연소실의 온도가 연료가 상온에서 기화할 수 있는 소정의 온도에 도달하기까지 걸리는 소요시간이 단축되고 연소시 열충격이 방지되도록 하는 버너의 연소온도 제어시스템 및 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 난방기의 구조가 도시된 구성도,

도 2는 종래 기술에 따른 버너의 연소온도 제어시스템이 도시된 구성도,

도 3은 종래 기술에 따라 예열히터에 인가되는 전압의 파형도,

도 4는 본 발명에 따른 버너의 연소온도 제어시스템이 도시된 구성도,

도 5는 본 발명에 따라 예열히터에 인가되는 전압의 파형도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51 : 마이컴 53 : 분주기

55 : 예열히터 57 : 버너

59 : 서미스터

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 특징에 따르면, 버너의 연소실을 연료가 기화할 수 있는 소정의 온도로 가열시키는 예열히터와, 상기 버너의 초기 착화시에는 상기 예열히터의 발열량이 증가되고 연소 중에는 상기 예열히터의 발열량이 감소되도록 상기 예열히터에 전압을 인가하는 분주기와, 상기 버너의 연소실 온도를 감지하도록 설치된 감지수단과, 상기 버너의 초기 착화시 외부에서 점화신호를 입력받아 상기 분주기를 동작시킴과 동시에 연소 중 상기 감지수단으로부터 입력된 온도값을 미리 설정된 기준값과 비교한 후 그 결과에 따라 상기 분주기를 온/오프시키는 마이컴을 포함하여 구성된 것 버너의 연소온도 제어시스템이 제공된다.

또한, 본 발명의 제 2 특징에 따르면, 상기 분주기에 입력되는 전원은 220V의 교류전압이다.

또한, 본 발명의 제 3 특징에 따르면, 상기 분주기는 초기 착화시에는 전류의 반주기를 기준으로 하여 3분주의 전압을 출력하고 연소 중에는 전류의 반주기를 기준으로 하여 5분주의 전압을 출력하여 상기 예열히터에 인가한다.

또한, 본 발명의 제 4 특징에 따르면, 마이컴의 제어신호에 따라 초기 착화시에는 예열히터의 발열량이 증가되고 연소 중에는 상기 예열히터의 발열량이 감소되도록 상기 예열히터에 전압을 인가하는 제 1 과정과, 상기 예열히터에 의해 가열되어 버너의 연소실 온도가 상승되면 상기 연소실의 온도를 감지하여 그 온도값을 상기 마이컴으로 전송하는 제 2 과정과, 상기 마이컴에 온도값이 입력되면 미리 설정된 기준값과 비교한 후 그 결과에 따라 제어신호를 출력하는 제 3 과정을 포함하여 이루어진 버너의 연소온도 제어방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 제 5 특징에 따르면, 상기 제 1 과정에서 시스템에 인가되는 전원은 220V의 교류전압이다.

또한, 본 발명의 제 6 특징에 따르면, 상기 제 1 과정에서 초기 착화시에는 전류의 반주기를 기준으로 하여 3분주의 전압을 상기 예열히터에 인가하고 연소 중에는 전류의 반주기를 기준으로 하여 5분주의 전압을 상기 예열히터에 인가한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 초기 착화시 연소실의 온도가 기준값에 도달하기까지 걸리는 소요시간이 단축되어 사용자의 불편이 감소됨과 동시에 연소시 열충격이 방지되어 과열로 인한 연소실의 손상이 방지되고 황염발생이 최소화되는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 버너의 연소온도 제어시스템이 도시된 구성도, 도 5는 본 발명에 따라 예열히터에 인가되는 전압의 파형도이다.

본 발명에 따른 버너의 연소온도 제어시스템은 도 4에 도시된 바와 같이 버너(57)의 상단에 설치되어 상기 버너(57)의 연소실을 연료가 기화할 수 있는 소정의 온도로 가열시키는 예열히터(55)와, 상기 버너(57)의 초기 착화시에는 상기 예열히터(55)의 발열량이 증가되고 연소 중에는 상기 예열히터(55)의 발열량이 감소되도록 상기 예열히터(55)에 전압을 인가하는 분주기(53)와, 상기 버너(57)의 하단에 설치되어 상기 버너(57)의 연소실 온도를 감지하는 서미스터(59)와, 상기 버너(57)의 초기 착화시 외부에서 점화신호를 입력받아 상기 분주기(53)를 동작시킴과 동시에 연소 중 상기 서미스터(59)로부터 입력된 온도값을 미리 설정된 기준값과 비교한 후 그 결과에 따라 상기 분주기(53)를 온/오프시키는 마이컴(51)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 분주기(53)에 입력되는 전원은 220V의 교류전압이고, 상기 분주기(53)는 도 5와 같이 초기 착화시에는 전류의 반주기를 기준으로 하여 3분주의 전압을 출력하고 연소 중에는 전류의 반주기를 기준으로 하여 5분주의 전압을 출력하여 상기 예열히터(55)에 인가한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 버너의 연소온도 제어시스템은 다음과 같이 동작된다.

먼저, 초기 착화시 외부에서 점화신호가 마이컴(51)에 입력되면 상기 마이컴(51)이 분주기(53)를 동작시켜 예열히터(55)에 전원을 인가한다. 이때, 상기 분주기(53)에 의해서 전류의 반주기를 기준으로 하여 3분주의 전압이 상기 예열히터(55)에 인가된다.

이후, 상기 예열히터(55)에 의해 버너(57) 내의 연소실이 가열되어 상기 연소실의 온도가 상승되고, 이러한 연소실의 온도는 상기 서미스터(59)에 의해 감지된다.

이후, 상기 서미스터(59)에 의해 감지된 온도값은 상기 마이컴(51)으로 입력되고, 상기 마이컴(51)은 입력된 온도값을 미리 설정된 기준값과 비교한 후 그 결과에 따라 상기 분주기(53)를 온/오프시킨다. 이때, 상기 마이컴(51)에 설정된 기준값은 연료가 상온에서 기화할 수 있는 온도로서 약 230도 이상이 된다.

더 상세히 설명하면, 상기 서미스터(59)에 의해 감지된 온도가 연료가 기화할 수 있는 소정의 온도에 도달한 경우에는 상기 마이컴(51)이 오프신호를 출력하여 상기 분주기(53)를 오프시킨다. 상기 분주기(53)가 오프되면 상기 예열히터(55)에 인가되던 전원이 차단되고, 이후로는 상기 버너(57) 자체의 연소열에 의해 연소실의 연소온도가 유지된다.

이후, 연소 중에 주위온도의 저하, 공기량 증가, 연료량 감소 등의 이상요인에 의해 연소실의 온도가 떨어지면 상기 서미스터(59)에 의해 그 온도값이 감지되어 상기 마이컴(51)으로 입력된다. 상기 마이컴(51)은 입력된 온도값을 미리 설정된 기준값과 비교하여 그 값이 기준값 이하이면 상기 분주기(53)로 온신호를 출력시킨다. 상기 분주기(53)가 온신호를 입력받아 동작되면 다시 상기 예열히터(55)에 전원이 인가되어 상기 연소실의 온도가 상승된다. 이때, 상기와 같이 버너(57)의 연소 중에는 상기 분주기(53)에 의해서 상기 예열히터(55)에 전류의 반주기를 기준으로 하여 5분주의 전압이 인가된다.

상기한 시스템에서는 상기 예열히터(55)의 발열량이 기존의 시스템에 비해 초기 착화시에는 130% 정도로 증가하고 연소 중에는 70% 정도로 감소된다. 따라서, 초기 착화시에 연소실의 온도가 기준값에 도달하기까지 걸리는 소요시간이 기존의 210초에서 130으로 단축되고 연소 중에 발생될 수 있는 과열, 구상비등 등의 열충격이 방지된다.

이후, 상기와 같은 메커니즘에 의해 버너(57) 내 연소실의 온도는 적정한 온도로 계속 유지된다.

상기와 같이 구성되고 동작되는 본 발명에 따른 버너의 연소온도 제어시스템 및 방법은 버너(57)의 초기 착화시에는 예열히터(55)의 발열량이 증가되고 연소 중에는 상기 예열히터(55)의 발열량이 감소되도록 상기 예열히터(55)에 전압을 인가하는 분주기(53)를 구비함으로써 초기 착화시 연소실의 온도가 기준값에 도달하기까지 걸리는 소요시간이 단축되어 사용자의 불편이 감소됨과 동시에 연소시 열충격이 방지되어 과열로 인한 연소실의 손상이 방지되고 황염발생이 최소화되며, 그에 따라 제품에 대한 사용자의 만족도 및 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 버너의 연소실을 연료가 기화할 수 있는 소정의 온도로 가열시키는 예열히터와, 상기 버너의 초기 착화시에는 상기 예열히터의 발열량이 증가되고 연소 중에는 상기 예열히터의 발열량이 감소되도록 상기 예열히터에 전압을 인가하는 분주기와, 상기 버너의 연소실 온도를 감지하도록 설치된 감지수단과, 상기 버너의 초기 착화시 외부에서 점화신호를 입력받아 상기 분주기를 동작시킴과 동시에 연소 중 상기 감지수단으로부터 입력된 온도값을 미리 설정된 기준값과 비교한 후 그 결과에 따라 상기 분주기를 온/오프시키는 마이컴을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 버너의 연소온도 제어시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 분주기에 입력되는 전원은 220V의 교류전압인 것을 특징으로 하는 버너의 연소온도 제어시스템.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 분주기는 초기 착화시에는 전류의 반주기를 기준으로 하여 3분주의 전압을 출력하고 연소 중에는 전류의 반주기를 기준으로 하여 5분주의 전압을 출력하여 상기 예열히터에 인가하는 것을 특징으로 하는 버너의 연소온도 제어시스템.
4. 마이컴의 제어신호에 따라 초기 착화시에는 예열히터의 발열량이 증가되고 연소 중에는 상기 예열히터의 발열량이 감소되도록 상기 예열히터에 전압을 인가하는 제 1 과정과, 상기 예열히터에 의해 가열되어 버너의 연소실 온도가 상승되면 상기 연소실의 온도를 감지하여 그 온도값을 상기 마이컴으로 전송하는 제 2 과정과, 상기 마이컴에 온도값이 입력되면 미리 설정된 기준값과 비교한 후 그 결과에 따라 제어신호를 출력하는 제 3 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 버너의 연소온도 제어방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제 1 과정에서 시스템에 인가되는 전원은 220V의 교류전압인 것을 특징으로 하는 버너의 연소온도 제어방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 제 1 과정에서 초기 착화시에는 전류의 반주기를 기준으로 하여 3분주의 전압을 상기 예열히터에 인가하고 연소 중에는 전류의 반주기를 기준으로 하여 5분주의 전압을 상기 예열히터에 인가하는 것을 특징으로 하는 버너의 연소온도 제어방법.