KR19990085928A - 보일러의 스케일 방지 및 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러의 스케일 방지 및 제거장치에 관한 것으로, 키이 스캔부의 딥스위치를 선택적으로 온시키면서 원하는 주파수의 값을 선택하면 그에 따른 선택사양 및 전원 공급부를 통한 동작전원을 공급받는 마이크로 프로세서에서는 세그먼트 구동부를 통해 각 세그먼트 표시기에 숫자의 데이터를 출력하면서 세그먼트 선택부를 통해 각각의 세그먼트 표시기를 교대로 온시켜 원하는 숫자를 표시하고,

상기 마이크로 프로세서의 제어를 받는 전원 콘트롤러에서 스위칭 소자를 통해 상기의 전원 공급부를 통해 직접 공급되는 AC전원이 자왜 트랜스의 자계권선 및 보조자계권선에 공급되도록 하면서 초음파가 발생되도록 하고 주파수 제어부를 통해 스위칭 소자의 동작주기에 해당하는 주파수를 공급받는 동시에 상기 자왜 트랜스의 궤환 송신부에 연결된 위상 반전기를 통해 위상이 반전된 공명 주파수가 전달되도록 하여 AC전원 위상이 변화되지 않도록 구성함으로써 산업용 보일러의 용수용량에 따라 최적의 공명 주파수를 선택할 수 있으며, 선택된 주파수를 비롯한 내부의 동작에 따른 수치를 디지탈로 확인할 수 있도록 한 것이다.

Description

보일러의 스케일 방지 및 제거장치

본 발명은 보일러의 스케일 방지 및 제거장치에 관한 것으로, 특히 가정용 보일러나 식품산업, 화학, 금속학 및 조선산업 등에 사용되는 열교환기의 내표면상에 스케일이 형성하는 것을 방지함은 물론 이미 생성된 스케일을 제거하도록 한 보일러의 스케일 방지 및 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 보일러나 열교환기는 거의가 지하수를 이용하고 있으며 지하수에는 석회석과 광물질이 얼마간 함유된 상태이므로 보일러의 내의 파이프나 로통에 부착하는 스케일현상이 발생하게 되어 시간이 경과함에 따라 열효율을 저하시키게 되는 원인이 되었음은 이미 잘 알려진 사실이다.

그러므로 보일러나 열교환기에서 스케일이 발생되는 것을 막기 위하여 정기적으로 가동을 중단하고 스케일을 제거하거나 연속적으로 화공약품(청관제 등)을 투입하는 방법이 주로 병용되어 왔다.

그러나 스케일의 제거를 위해 기계적, 화학적 처리를 하는 종래의 경우에는 정기적으로 기기의 가동을 중지하여야 하고, 노력과 경비의 지출이 많아짐은 물론, 원재료의 손상을 막기 위해 상당한 주의를 기울여야 하는 단점이 있었다.

그러므로 세계적으로 초음파에 의한 스케일 방지장치를 제안하여 사용되고 있으며, 그 효과 또한 자력을 이용하는 방법 등에 비해 높은 효과를 얻고 있다.

그리고 종래에 이용하고 있는 초음파에 의한 스케일 방지장치중에는 도 1에 도시한 것과 같이 전원유니트(1), 다이리스터 전류유니트(2), 레저버 커패시터(3), 전원유니트(1)의 출력과 다이리스터 전류유니트(2)의 계자 입력사이에 대응접속되는 2개의 자기왜곡 트랜스듀서 권선(4)(5), 다이리스터 전류유니트(2)의 제어입력에 접속되는 제어유니트(6), 전원유니트(1)의 출력단의 중심선과 레저버 커패시터(3)의 사이에 직렬접속되는 비선형 보정 인덕턴스(7)를 구비하며, 커패시터의 제 2극판은 다이리스터 전류유니트(2)의 중심선과 접속되도록 하되,

상기의 전원유니트(1)는 전원스위치(S), 퓨즈(F1),(F2), 저항(R1)과 직렬접속되는 지시계(H1), 커패시트(C1)(C2)와 인덕턴스(L1)(L2)를 기초로 하는 노이즈 감쇠필터, 권선(W1)(W2)을 갖는 변압기(T1)로 구성하고,

상기 전원유니트(1)의 출력단은 다이오드(V1)(V2)와 커패시터(C3)(C4)상에 중심점을 갖도록하여 전파정류가 행하여지도록 하고,

상기의 다이리스터 전류유니트(2)는 레저버 커패시터(3)(C5)의 극판중의 하나에 접속되는 중심점을 갖는 2개의 다이리스터(V3)(V4)를 기초로 하여 변압기(T1)의 두번 째 권선(W2)에 위치하면서 제어유니트(6)의 출력이 제어입력이 되도록 하고,

상기의 제어유니트(6)는 다이오드(V5)(V6)와 저항(R2)(R3)과 저항(R4))(R5)에 기초한 2개의 전압분배기, 안정기(V7)(V8)에 기초한 2개의 제로 부재(zero-member), 다이리스터(V9)(V10)에 기초한 2개의 제어 펄스포머, 커패시터(C6)(C7), 저항(R6) (R7), 및 변압기(T2)(T3)들로 구성하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 보일러의 스케일 방지 및 제거장치에 의하여서는 아날로그 방식을 채택하였으므로 내부의 구성이 복잡하고, 제어유니트(6)의 다이오드(V5)(V6)와 저항(R2)(R3)과 저항(R4))(R5)에 기초한 2개의 전압분배기를 통해 변압기(T2)(T3)의 1차측에 공급되는 전압을 제어하면서 전류유니트(2)의 2개의 다이리스터(V3)(V4)를 스위칭하도록 함으로써 보일러에 따라 다소 다른 공명 주파수를 맞추기가 어려워 그 효과를 극대화할 수 없는 단점이 있었다.

이에 따라 본 발명은 본 발명은 디지탈 방식을 채택하여 사용하는 산업용 보일러의 용수용량에 따라 최적의 공명 주파수를 선택할 수 있으며, 선택된 주파수를 비롯한 내부의 동작에 따른 수치를 디지탈로 확인할 수 있도록 한 보일러의 스케일 방지 및 제거장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 딥스위치를 선택적으로 온시키는 상태에 의해 사용자가 원하는 주파수에 해당하는 값을 검출하여 입력받는 키이 스캔부와,

외부로 부터의 AC전원을 공급받아 트랜스를 통해 전압강하시킨 후 전파정류 및 정전압화하여 내부에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급부와,

상기 키이 스캔부를 통한 선택사양 및 전원 공급부를 통한 동작전원을 공급받으면서 내부의 동작을 제어하는 마이크로 프로세서와,

상기 마이크로 프로세서의 제어를 받으면서 각 세그먼트 표시기에 숫자의 데이터를 출력하는 세그먼트 구동부와,

상기 마이크로 프로세서의 제어를 받으면서 각각의 세그먼트 표시기에 연결된 스위칭 소자를 온시키면서 원하는 숫자를 표시하도록 하는 세그먼트 선택부와,

상기 마이크로 프로세서의 제어를 받으면서 현재의 동작에 따른 상태를 발광 다이오드를 통해 알려주는 표시 구동부와,

상기 마이크로 프로세서의 제어를 받으면서 스위칭 소자를 선택적으로 구동하면서 상기의 전원 공급부를 통해 직접 공급되는 AC전원이 자왜 트랜스의 자계권선 및 보조자계권선에 공급되는 전원을 콘트롤하는 전원 콘트롤러와,

상기 마이크로 프로세서의 제어를 받으면서 상기의 전원 콘트롤러의 스위칭 소자의 동작주기에 해당하는 주파수를 공급하는 주파수 제어부와,

상기 자왜 트랜스의 궤환 송신부에 연결되어 그 위상을 반전시킨 후 상기의 마이크로 프로세서에 전달하여 AC전원의 증폭시 위상이 변화되지 않도록 하는 위상 반전기들로 구성함으로써 산업용 보일러의 용수용량에 따라 최적의 공명 주파수를 선택할 수 있으며, 선택된 주파수를 비롯한 내부의 동작에 따른 수치를 디지탈로 확인할 수 있도록 한 것이다.

도 1은 종래 초음파에 의한 스케일 방지장치의 구성을 도시한 개략도.

도 2는 본 발명의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 간단한 설명 *

11 : 키이 스캔부 13 : 마이크로 프로세서

14 : 세그먼트 구동부 15 : 세그먼트 선택부

17 : 전원 콘트롤러 19 : 주파수 제어부

20 : 위상반전기

이하 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

다수의 딥스위치(S1)(S2)(S3)(S4)를 선택적으로 온시키는 상태에 의해 사용자가 원하는 주파수에 해당하는 값을 검출하여 입력받는 키이 스캔부(11)와,

외부로 부터의 AC전원을 공급받아 트랜스(T11)를 통해 전압강하시킨 후 브릿지 다이오드(BD)에 의한 전파정류 및 정전압 IC(12a)에 의해 정격의 정전압만 출력되도록 하면서 내부에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급부(12)와,

상기의 키이 스캔부(11)를 통한 선택사양 및 전원 공급부(12)를 통한 동작전원(Vcc)을 공급받으면서 내부의 동작을 제어하는 마이크로 프로세서(13)와,

상기 마이크로 프로세서(13)의 제어를 받으면서 각 세그먼트 표시기(14a) (14b)(14c)에 3자리의 숫자 데이터를 출력하는 세그먼트 구동부(14)와,

상기 마이크로 프로세서(13)의 제어를 받으면서 각각의 세그먼트 표시기(14a) (14b)(14c)에 연결된 트랜지스터의 스위칭 소자(15a)(15b)(15c)를 선택적으로 온시키면서 원하는 자리수의 숫자를 표시하도록 하는 세그먼트 선택부(15)와,

상기 마이크로 프로세서(13)의 제어를 받으면서 현재의 동작에 따른 상태를 발광 다이오드(16a)(16b)(16c)를 통해 알려주는 표시 구동부(16)와,

상기 마이크로 프로세서(13)의 제어에 의해 트랜지스터(17a)(17b)를 선택적으로 구동시키면서 트랜스(17c)(17d)의 1차측에 전압이 인가되도록 하여 이의 2차측에서 유기되어 게이트에 인가되는 게이트 전압에 의해 다이리스터인 스위칭 소자(17e) (17f)를 선택적으로 구동시켜 상기의 전원 공급부(12)를 통해 직접 공급되는 AC전원이 자왜 트랜스(18)의 자계권선(18a) 및 보조자계권선(18b)에 공급되는 전원을 콘트롤하는 전원 콘트롤러(17)와,

상기 마이크로 프로세서(13)의 제어를 받으면서 상기의 전원 콘트롤러(17)의 스위칭 소자(17e)(17f)의 동작주기에 해당하는 주파수신호를 생성하여 마이크로 프로세서(13)에 전달하는 주파수 제어부(19)와,

상기 자왜 트랜스(18)의 궤환 송신부(18c)에 연결되어 그 위상을 반전시킨 후 상기의 마이크로 프로세서(13)에 전달하여 AC전원의 증폭시 위상이 변화되지 않도록 하는 위상 반전기(20)들로 구성한 것이다.

이와 같이 구성한 본 발명의 작동상태를 설명하면, 외부로 부터 AC전원이 공급되도록 전원스위치를 온시키면, AC전원을 공급받는 전원 공급부(12)에서 내부의 트랜스(T11)를 통해 전압강하시킨 후 브릿지 다이오드(BD)에서 전파정류하여 DC전원으로 변화시키고 다시 정전압 IC(12a)를 경유하는 중에 의해 내부의 부품들에 정격의 동작전압(Vcc)을 공급한다.

그 상태에서 사용자가 키이 스캔부(11)에 구비된 다수의 딥스위치(S1)∼(S4)를 선택적으로 온시키면 이를 검출하여 사용자가 원하는 주파수에 해당하는 값을 마이크로 프로세서(13)에 입력시킨다.

상기 키이 스캔부(11)를 통한 선택사양 및 전원 공급부(12)를 통한 동작전원을 공급받는 마이크로 프로세서(13)에서는 세그먼트 선택부(15)에 제어신호를 선택하여 스위칭 소자(15a)∼(15c)의 트랜지스터의 베이스에 바이어스 전압이 인가되도록 하면서 원하는 숫자의 자리수에 해당하는 세그먼트 표시기(14a)∼(14c)를 구동시킨다.

동시에 상기의 마이크로 프로세서(13)에서는 세그먼트 구동부(14)로 숫자 데이터를 출력하여 상기 세그먼트 선택부(15)에 의해 선택된 세그먼트 표시기(14a)∼(14c)에 숫자가 표시되도록 한다.

그리고 상기의 마이크로 프로세서(13)는 표시 구동부(16)로 제어신호를 출력하여 발광 다이오드(16a)∼(16c)를 선택적으로 온시키면서 현재의 동작에 따른 상태를 외부에서 알 수 있도록 한다.

그러므로 상기의 마이크로 프로세서(13)에서는 산업용 보일러의 용수용량이나 난방면적에 따라 선택한 적정 공명 주파수의 값에 의해 전원 콘트롤러(17)의 두 트랜지스터(17a)(17b)의 베이스에 바이어스 전압을 인가하여 이의 콜렉터-에미터로 흐르는 전원이 트랜스(17c)(17d)의 1차측으로 흐르게 되고, 이에 의해 트랜스(17c)(17d)의 2차측에서 유기되는 전압이 스위칭 소자(17e)(17f)의 다이리스터의 게이트 전압으로 인가되어 스위칭 소자(17e) (17f)를 선택적으로 구동시켜 상기의 전원 공급부(12)를 통해 직접 공급되는 AC전원이 자왜 트랜스(18)의 자계권선(18a) 및 보조자계권선(18b)에 선택적으로 공급되도록 함으로써 자왜 트랜스(18)에서 초음파가 발생하면서 보일러 내에서 공명 주파수의 공명 현상이 발생하게 되어 이에 연결된 보일러에 초음파가 발생되도록 한다.

그리고 상기의 공명 현상에 의해 보일러 및 이에 연결된 보일러용 관의 내부에서 스케일이 생성되지 않음은 물론, 이미 생성된 스케일도 제거된다.

상기의 자왜 트랜스(18)에서의 초음파를 발생하는 중에 상기 마이크로 프로세서(13)에서는 주파수 제어부(19)로 제어신호를 출력하여 보일러에서 공명 현상을 발생시키는 공명 주파수에 해당하는 주파수신호를 전달받은 후 이를 이용하여 상기 전원 콘트롤러(17)의 스위칭 소자(17e)(17f)의 동작을 콘트롤하여 적정의 공명 현상이 발생되도록 한다.

또한 상기 상기 자왜 트랜스(18)의 궤환 송신부(18c)에 연결된 위상 반전부(20)에서는 상기 공명 주파수의 위상을 반전시켜 상기의 마이크로 프로세서(13)에 전달하여 상기의 전원 콘트롤러(17)에서 AC전원을 증폭시킬 때 그 위상이 변화되지 않도록 한다.

따라서 본 발명의 보일러의 스케일 방지 및 제거장치에 의하여서는 키이 스캔부를 통해 원하는 주파수를 선택하면 이를 전달받은 마이크로 프로세서에서 세그먼트 표시기에 표시하는 동시에 전원 콘트롤러를 통해 스위칭 소자를 온시켜 자왜 트랜스의 자계권선 및 보조자계권선에서 초음파가 발생되도록 디지탈 방식으로 구성함으로써 산업용 보일러의 용수용량에 따라 최적의 공명 주파수를 사용자가 편리하게 선택할 수 있으며, 선택된 주파수를 비롯한 내부의 동작에 따른 수치를 디지탈로 확인할 수 있도록 한 것이다.

Claims (1)

1. 외부로 부터의 AC전원을 공급받는 전원 공급부(12)의 트랜스(T11)와 브릿지 다이오드(BD) 및 정전압 IC(12a)를 통해 내부에 필요한 전원을 공급하도록 하고,

   다이리스터인 스위칭 소자(17e)(17f)를 선택적으로 구동시켜 전원 공급부(12)를 통해 공급되는 AC전원이 자왜 트랜스(18)의 자계권선(18a)에 공급되어 결합된 보일러에 초음파를 발생하도록 한 보일러의 스케일 방지 및 제거장치에 있어서,

   다수의 딥스위치(S1)(S2)(S3)(S4)를 선택적으로 온시키는 상태에 의해 사용자가 원하는 주파수에 해당하는 값을 검출하여 입력받는 키이 스캔부(11)와,

   상기의 키이 스캔부(11)를 통한 선택사양 및 전원 공급부(12)를 통한 동작전원(Vcc)을 공급받으면서 내부의 동작을 제어하는 마이크로 프로세서(13)와,

   상기 마이크로 프로세서(13)의 제어를 받으면서 각 세그먼트 표시기(14a)∼(14c)에 숫자를 표시하는 세그먼트 구동부(14) 및 세그먼트 선택부(15)와,

   상기 마이크로 프로세서(13)의 제어에 의해 트랜지스터(17a)(17b)가 선택적으로 구동하면서 트랜스(17c)(17d)의 2차측에 유기되는 전압을 다이리스터인 스위칭 소자(17e)(17f)의 게이트 전압으로 인가하는 전원 콘트롤러(17)와,

   상기 마이크로 프로세서(13)의 제어에 의해 상기 스위칭 소자(17e)(17f)의 동작에 따른 주파수신호를 생성하여 전달하는 주파수 제어부(19)와,

   상기 자왜 트랜스(18)의 궤환 송신부(18c)에 연결되어 그 위상을 반전시켜 상기의 마이크로 프로세서(13)에 전달하여 AC전원의 위상이 변화되지 않도록 하는 위상 반전기(20)들로 구성됨을 특징으로 하는 보일러의 스케일 방지 및 제거장치.