KR20000020090A - 가스난방기의 풍압검지 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

가스난방기에서, 연료인 가스와 연소에 필요한 공기의 혼합가스가 연소되는 연소실과, 상기 연소실에 고정되어 혼합가스가 연소되도록 상기 혼합가스에 불꽃을 점화시켜 주는 버너와, 상기 버너의 연결부분에 설치되어 연소공기를 흡입하기 위해 흡입력을 제공하는 공기흡입팬과, 상기 공기흡입팬에 연결되어 외부공기를 상기 연소실내로 흡입시켜주는 흡기관과, 상기 버너 내부로 연료인 가스를 공급하는 가스공급관과, 상기 가스공급관에 설치되어 관로를 선택적으로 개폐시켜주는 가스밸브와, 상기 흡기관에 연결되어 풍압을 검지하는 풍압검지부와, 상기 풍압검지부에서 검지되는 풍압에 따라 운전제어 신호를 출력하는 마이컴을 포함하여 구성된 것으로 가스배출관 또는 흡기관에 형성되는 이물질에 따라 발생되는 공기량 저하를 감지하여 제어함으로써 연소실내의 불안전 연소를 사전에 방지할 수 있으며, 연소실 폭발을 미연에 방지할 수 있다.

Description

가스난방기의 풍압검지 장치 및 방법

본 발명은 가스난방기에 관한 것으로, 특히 가스난방기의 풍압검지 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 가스난방기는 연료인 가스를 연소시킴에 따라 얻어지는 연소열을 이용해 찬 공기를 더운 공기로 열교환시키면서 실내를 난방하는 기기이다.

이하, 종래 기술에 따른 가스난방기에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 가스난방기의 정면을 나타낸 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 가스난방기의 내부구조를 나타낸 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 가스난방기는 본체(1)와, 상기 본체(1) 내의 하부에 고정된 팬하우징(2)과, 상기 팬하우징(2)내에 설치되어 모터(도시생략)의 구동력을 받아 회전하면서 송풍력을 제공하는 송풍팬(3)과, 상기 본체(1)의 전면 하부에 설치되어 송풍팬(3)의 회전에 따라 송풍력 발생시 본체(1)내로 공기를 흡입시키는 흡입그릴(4)과, 상기 팬하우징(2)의 상부 일측에 고정되어 본체(1) 내부로 여러 가지 구성품을 지지하기 위한 베리어(5)와, 상기 송풍팬(3)의 직상방에 고정되어 연료인 가스와 연소에 필요한 공기의 혼합가스가 연소되는 연소실(6)과, 상기 연소실(6)에 고정되어 혼합가스가 연소실(6)에서 연소되도록 상기 혼합가스에 불꽃을 점화시켜 주는 버너(7)와, 상기 버너(7) 내부로 연료인 가스를 공급하는 가스공급관(8)과, 기기가 설치되는 실내의 벽면에 고정되어 연소에 필요한 공기를 흡입하기 위해 실외측으로 흡입공(9a)이 형성된 흡기관(9)과, 일단이 상기 흡기관(9)의 실내측에 연결되고 다른 일단이 버너(7)에 연결되어 흡기관(9)을 통해 흡입된 연소공기를 버너(7)로 공급하는 공기공급관(10)과, 상기 공기공급관(10)과 버너(7)의 연결부분에 설치되어 연소공기를 흡입하기 위해 흡입력을 제공하는 공기흡입팬(11)과, 상기 가스공급관(8)에 설치되어 관로를 선택적으로 개폐시켜주는 가스밸브(12)와, 상기 연소실(6)의 상부에 연결되어 본체(1) 내부로 흡입된 찬 공기를 연소열에 의해 더운 공기로 열교환시켜 주는 열교환기(13)와, 일단이 상기 열교환기(13)의 일측에 연결되고, 다른 일단이 흡기관(9)을 관통한 상태로 실외에 노출되어 찬 공기를 열교환시키고난 연소가스를 외부로 배출시켜 주는 가스배출관(14)과, 상기 본체(1)의 전방 상부에 설치되어 열교환기(13)에 의해 열교환된 더운 공기를 본체(1) 외부로 토출시켜주는 토출그릴(15)과, 상기 베리어(5)가 장착되어 기기의 동작을 전체적으로 제어하는 제어부(16)로 구성된다.

이와 같이 구성된 가스난방기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

기기를 실내의 적소에 지지시킨 상태로 설치한 상태에서 사용자가 본체(1)의 전면 모드선택판넬부(17)에 구비된 난방모드를 선택하면, 먼저 공기공급관(10)의 버너(7) 연결부분에 설치된 공기흡입팬(11)이 베리어(5)에 장착된 제어부(16)의 제어신호를 인가받아 회전한다.

기기가 설치된 실내의 벽면에는 연소에 필요한 공기를 흡입하기 위해 실외측으로 흡입공(9a)이 형성된 흡기관(9)이 고정되어 있고, 상기 흡기관(9)의 실내측에는 공기공급관(10)의 일단이 연결되어 있음을 감안할 때 외부 공기가 흡기관(9)의 흡입공(9a)을 통해 상기 흡기관(9)내로 흡입된 다음 계속해서 공기공급관(10)을 통해 버너(7)로 공급된다.

상기 버너(7)로 공급된 공기는 공기흡입팬(11)의 회전이 계속되는 동안 상기 버너(7)에 형성된 슬릿공(도시생략)을 통해 연소실(6)로 유입된다. 그리고, 상기 연소실(6)에 유입된 공기는 열교환기(13)를 지나 가스배출관(14)을 통해 다시 실외로 빠져나가는 프리퍼지 과정을 일정시간동안 수행한다.

상기에서 프리퍼지 과정을 일정시간동안 수행하는 것은, 연소실(6)내에 잔존하는 가스를 외부로 완전히 배출시킴으로써 초기연소시 잔존가스에 의한 연소실의 폭발 위험성을 미연에 차단하기 위함이다.

상술한 바와 같이 프리퍼지 과정이 수행되고 나면, 상기 공기흡입팬(11)은 계속해서 회전하므로 연소공기가 흡기관(9)에 형성된 흡입공(9a)을 통해 상기 흡기관(9)내로 흡입된 다음 공기공급관(10)을 통해 버너(7)로 공급된다.

또한, 상기 가스공급관(8)에 설치된 가스밸브(12)가 제어부(16)의 제어신호를 인가받아 개폐되므로, 연료인 가스 버너(7)로 공급되고, 이 가스는 노즐(도시생략)을 통해 분출된 다음 연소공기에 실려 버너(7)에 형성된 슬릿공(도시생략)을 통해 연소실(6)로 분사된다. 이때, 점화수단(도시생략)이 작동하여 가스와 연소공기의 혼합가스에 불꽃을 점화시켜 주므로 혼합가스가 연소실(6)에서 연소되는 것이다.

이와 같이, 상기 연소실(6)에서 혼합가스가 연소되면, 연소열이 발생되고, 이 연소열은 상기 연소실(6)의 상부에 연결된 열교환기(13)를 하부에서 상부로 이동하면서 가열시킨 후 흡기관(9) 및 가스배출관(14)을 통해 실외로 배출된다.

이때, 상기 가스배출관(14)은 배출되는 연소열에 의해 높은 온도를 유지하고 있으므로 상기한 작용에서 흡기관(9)에 형성된 흡입공(9a)을 통해 상기 흡기관(9)으로 흡입된 연소공기는 열교환되어 일정온도 이상으로 상승되고, 이에 따라 고온으로 열교환된 연소공기가 공기공급관(10)을 통해 버너(7)로 계속 공급되는 상태가 된다.

따라서, 연료인 가스가 연소실(6)에서 연소될 때 본체(1)내에 고정된 팬하우징(2)내의 송풍팬(3)이 제어부(16)의 제어에 의한 모터(도시생략)의 구동력을 인가받아 회전하므로 송풍력이 발생된다. 그리고, 실내의 공기가 상기 본체(1)의 전면 하부에 설치된 흡입그릴(4)을 통해 내부로 흡입된 다음 송풍팬(3)의 계속적인 회전에 따라 상기 본체(1)내의 상부로 이동한다. 이때, 이동하는 공기는 열교환기(13)를 지나면서 연소열에 의해 열교환되어 더운 공기로 바뀌어진 다음 상기 본체(1)의 전면 상부에 설치된 토출그릴(15)을 통해 실내로 토출되므로 난방이 되는 것이다.

그러나, 종래 기술에 따른 가스난방기는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 가스배출관에 형성되는 이물질이나 물을 감지하지 못하므로 출구 부하가 커지는 경우가 발생된다.

둘째, 흡입구에 형성되는 이물질을 감지하지 못하므로 흡입부하가 커지는 경우가 발생된다.

셋째, 연소실내 인입되는 공기량이 감소되면 불완전 연소가 이루어져 폭발의 위험성이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 연소실내 인입되는 풍압에 따라 점화여부를 결정하도록 한 가스난방기의 이상상태 검지장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 가스난방기를 나타낸 사시도

도 2는 종래 기술에 따른 가스난방기를 상세히 나타낸 구성도

도 3은 본 발명에 따른 풍압검지부의 설치구성을 나타낸 레이아웃도

도 4는 도 3에 도시된 풍압검지부를 상세히 나타낸 구성도

도 5는 도 3에 따른 풍압과 시간과의 관계를 나타낸 그래프

도 6은 본 발명의 다른실시예에 따른 풍압검지부의 설치예를 나타낸 레이아웃도

도 7은 도 6에 따른 풍압과 시간과의 관계를 나타낸 그래프

도 8은 본 발명은 가스난방기의 풍압검지방법을 나타낸 플로우 차트

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 연소실 22 : 버너

23 : 가스밸브 24 : 가스공급관

25 : 흡기관 26 : 공기흡입팬

27 : 풍압검지부 31 : 양압검지 통풍구

32 : 음압검지 통풍구 33 : 다이어 프레임

34 : 접점리드판 35 : 제 1 접점

36 : 제 2 접점

본 발명은 가스난방기에서, 연료인 가스와 연소에 필요한 공기의 혼합가스가 연소되는 연소실과, 상기 연소실에 고정되어 혼합가스가 연소되도록 상기 혼합가스에 불꽃을 점화시켜 주는 버너와, 상기 버너의 연결부분에 설치되어 연소공기를 흡입하기 위해 흡입력을 제공하는 공기흡입팬과, 상기 공기흡입팬에 연결되어 외부공기를 상기 연소실내로 흡입시켜주는 흡기관과, 상기 버너 내부로 연료인 가스를 공급하는 가스공급관과, 상기 가스공급관에 설치되어 관로를 선택적으로 개폐시켜주는 가스밸브와, 상기 흡기관에 연결되어 풍압을 검지하는 풍압검지부와, 상기 풍압검지부에서 검지되는 풍압에 따라 운전제어 신호를 출력하는 마이컴을 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 가스난방기의 풍압감지장치를 나타낸 레이아웃도이고, 도 4는 도 3에 도시된 풍압검지부를 나타낸 상세히 나타낸 구성도이다.

본 발명에 따른 가스난방기의 풍압감지장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 흡기관 일부와 연결관을 통해 음압검지통풍구와 연결되어 있으며, 송풍팬(도시생략)의 직상방에 고정되어 있는 연소실(21)은 연료인 가스와 연소에 필요한 공기의 혼합가스를 연소시키고, 상기 연소실(21)에 고정되어 있는 버너(22)는 혼합가스가 연소되도록 상기 혼합가스에 불꽃을 점화시킨다.

가스공급관(24)은 상기 버너(22) 내부로 연료인 가스를 공급하고, 기기가 설치되는 실내의 벽면에 고정되고 실외측으로 흡입공이 형성된 흡기관(25)은 연소에 필요한 공기를 흡입한다.

공기흡입팬(26)은 상기 공기공급관(24)과 버너(22)의 연결부분에 설치되어 연소공기를 흡입하기 위해 흡입력을 제공하고, 가스밸브(23)는 상기 가스공급관(24)에 설치되어 관로를 선택적으로 개폐시켜준다.

상기 풍압검지부(27)는 도 4에 도시된 바와 같이, 양압을 검지하는 양압검지 통풍구(31)와, 음압을 검지하는 음압검지 통풍구(32)와, 상기 양압검지 통풍구(31)로 주입되는 공기압(양압)이나 음압검지 통풍구(32)로 취출되는 공기압(음압)에 의해 스위칭하며 공통접점(34), 제 1 및 제 2 접점(35)(36)으로 구성된다.

상기와 같은 풍압검지부(27)의 음압검지 통풍구(32)를 흡기관(25)에 연결하게되면, 음압검지 통풍구(32)는 흡기관(25)에 연결되고, 양압검지 통풍구(31)는 대기중에 오픈시킨다.

도 5를 참조하여 설명하여 풍압과 시간과의 관계를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 연소실(22)에서 정상적으로 연소가 진행되면 흡기관(25)내의 공기가 흡입팬의 회전에 의해 빠른속도로 연소실로 유입되므로 풍압검지부의 음압검지 통풍구(32)에서 흡기관쪽으로 공기가 빠져나가서 풍압검지부(27)의 음압검지 통풍구(32)에 음압이 걸리게 되므로, 스위칭부의 공통접점(34)이 제 1 접점(35)에서 제 2 접점(36)으로 이동되어 마이컴(도시생략)으로 인가되는 전압이 0V에서 5V로 검지되어 정상연소를 수행한다.

그러나, 상기 연소실(22)에서 연소공기량 부족상황이 발생되면 이상연소가 되고 풍압은 음압에서 서서히 상승되어 임계압력(P₁)에 도달되고, 상기 임계압력(P₁)에 도달되면 스위칭부의 공통접점(34)이 제 2 접점(36)에서 제 1 접점(35)으로 자동 이동되어 마이컴(도시생략)의 입력이 5V에서 0V로 된다.

이때, 마이컴(도시생략)은 이상상태로 판정하고, 소화시퀀스를 수행하여 운전을 정지시킨다.

본 발명에 따른 풍압검지부의 또 다른 설치예는 도 6에 도시된 바와 같이, 풍압검지부(27)가 버너(22)에 연결된다.

따라서, 상기 풍압검지부(27)의 양압검지 통풍구(32)가 버너(22)에 연결되면, 음압검지 통풍구(31)는 대기중에 오픈된다.

이와 같이 구성된 풍압검지부를 이용하여 풍압과 시간과의 관계를 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

정상연소시에는 흡입팬(26)의 회전력에 의해 버너(22)로 유입된 공기가 연소실로의 출구로 토출되어 연소되는 한편, 풍압검지부(27)로의 연결관으로 유입되어 풍압검지부(27)에 일정압 이상의 양압이 걸리게 되므로, 스위칭부의 공통접점(34)이 제 1 접점(35)에서 제 2 접점(36)으로 이동되며 계속해서 5V를 유지한다.

이후, 공기량 부족현상이 발생되면 이상연소가 진행되면서 풍압검지부(27)에서 검지되는 압력이 서서히 감소하게 된다.

따라서, 풍압검지부(27)에서 검지되는 풍압이 임계압력(P₂)에 도달하게 되면 제 2 접점(36)에서 제 1 접점(35)으로 이동되어, 마이컴(도시생략)에 입력되는 전압이 5V에서 0V로 검지된다.

이때, 마이컴(도시생략)은 이상상태로 판정하고, 소화 시퀀스를 수행하여 운전을 정지시킨다.

상술한 바와 같이 풍압검지방법을 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 8은 본 발명에 따른 풍압검지방법을 나타낸 플로우 차트이다.

도 8을 참조하면, 본 발명은 사용자에 의해 운전키가 입력되면 연소조건이 정상인지 여부를 판단한다(S1).

상기 판단 결과에 따라 연소조건이 정상이면 프리퍼지를 초기화 하고(S2). 계속해서 연소실내 잔존하는 가스를 제거하기 위해 프리퍼지를 수행한다(S3).

상기 프리퍼지 수행 후 소정시간이 경과했는지 여부를 판단한다(S4).

상기 판단 결과에 따라 소정시간이 경과하였으면 풍압검지부에서 일정회수 이상 이상상태가 검지되었는지 여부를 판단한다(S5).

상기 판단 결과에 따라 이상상태가 검지되었으면 프리퍼지를 초기화 한 후 계속해서 상기의 프리퍼지를 수행한다(S6).

상기 프리퍼지 수행 후 풍압검지부에서 일정시간동안 이상상태가 지속적으로 검지되었는지 여부를 판단한다(S7).

상기 판단 결과에 따라 일정시간동안 이상상태가 지속적으로 검지되었으면 풍압검지를 에러처리한다(S8).

또한, 상기 풍압검지부에서 일정회수 이상 이상상태가 검지되지 않으면 점화 및 정상연소를 수행한다(S9).

상기 점화 및 정상연소 수행후 풍압검지부에서 일정회수 이상 이상상태가 검지되었는지 여부를 재 판단한다(S10).

상기 판단 결과에 따라 이상상태가 검지되었으면 소화시퀀스를 수행한후, 잔존가스를 제거하기 위한 포스트 퍼지를 수행한다(S11∼S12).

상기 포스트 퍼지 수행 후 운전키가 오프인지 여부를 판단하여 운전키가 오프상태가 아니면 상기단계(S6∼S8)를 반복 수행하고, 오프이면 종료한다(S13).

본 발명에 따른 가스난방기의 풍압감지장치 및 방법은 가스배출관 또는 흡입관에 형성되는 이물질에 따라 발생되는 공기량 저하를 감지하여 제어함으로써 연소실내의 불안전 연소를 사전에 방지할 수 있으며, 연소실 폭발을 미연에 방지할 수 있다.

Claims (7)

1. 가스난방기에서,

   연료인 가스와 연소에 필요한 공기의 혼합가스가 연소되는 연소실과,

   상기 연소실에 고정되어 혼합가스가 연소되도록 상기 혼합가스에 불꽃을 점화시켜 주는 버너와,

   상기 버너에 설치되어 연소공기를 흡입하기 위해 흡입력을 제공하는 공기흡입팬과,

   상기 공기흡입팬에 연결되어 외부공기를 상기 연소실내로 흡입시켜주는 흡기관과,

   상기 버너 내부로 연료인 가스를 공급하는 가스공급관과,

   상기 가스공급관에 설치되어 관로를 선택적으로 개폐시켜주는 가스밸브와,

   상기 흡기관에 연결되어 풍압을 검지하는 풍압검지부와,

   상기 풍압검지부에서 검지되는 풍압에 따라 운전제어 신호를 출력하는 마이컴을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가스난방기의 풍압검지장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 풍압검지부는 양압을 검지하는 양압검지 통풍구와

   음압을 검지하는 음압검지 통풍구와,

   상기 양압검지 통풍구 및 음압검지 통풍구에서 감지되는 압력에 따라 스위칭하는 스위칭부로 구성됨을 특징으로 하는 가스난방기의 풍압검지장치.
3. 가스난방기에서,

   연료인 가스와 연소에 필요한 공기의 혼합가스가 연소되는 연소실과,

   상기 연소실에 고정되어 혼합가스가 연소되도록 상기 혼합가스에 불꽃을 점화시켜 주는 버너와,

   상기 버너에 설치되어 연소공기를 흡입하기 위해 흡입력을 제공하는 공기흡입팬과,

   상기 공기흡입팬에 연결되어 외부공기를 상기 연소실내로 흡입시켜주는 흡기관과,

   상기 버너 내부로 연료인 가스를 공급하는 가스공급관과,

   상기 가스공급관에 설치되어 관로를 선택적으로 개폐시켜주는 가스밸브와,

   상기 버너에 연결되어 풍압을 검지하는 풍압검지부와,

   상기 풍압검지부에서 검지되는 풍압에 따라 운전제어 신호를 출력하는 마이컴을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가스난방기의 풍압검지장치.
4. 풍압검지부를 구비한 가스난방기에서,

   연소조건이 정상인지 여부를 판단하는 제 1 단계;

   상기 제 1 단계에서 연소조건이 정상이면 제 1 설정시간동안 연소실내 잔존하는 가스를 제거하기 위한 프리퍼지를 수행하는 제 2 단계;

   상기의 프리퍼지 수행 후 일정회수 이상 상기 풍압검지부에서 검지되는 전압의 이상상태를 검지하는 제 3 단계;

   상기 제 3 단계에서 일정회수 이상 이상상태가 검지되면 상기의 프리퍼지를 계속 수행하는 제 4 단계;

   상기 제 3 단계에서 일정회수 이상 이상상태가 검지되지 않으면 점화 및 정상연소를 수행하는 제 5 단계;

   상기 제 4 단계에서 프리퍼지 수행 후 제 2 설정시간동안 상기 풍압검지부에서 이상상태가 지속적으로 검지되는지 여부를 판단하는 제 6 단계;

   상기 제 5 단계에서 점화 및 정상연소 수행 후 일정회수 이상 상기 풍압검지부에서 이상상태가 검지되는지 여부를 판단하는 제 7 단계;

   상기 제 6 단계에서 제 2 설정시간동안 지속적으로 이상상태가 검지되면 풍압검지 에러를 처리하는 제 8 단계;

   상기 제 7 단계에서 일정회수 이상 이상상태가 검지되면 소화를 수행한 후 연소실내 잔존가스를 제거하기 위한 포스트 퍼지를 수행하는 제 9 단계;

   상기의 포스트 퍼지 수행 후 운전키가 오프되었는지 여부를 판단하여 운전키가 오프이면 종료하는 제 10 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 가스난방기의 풍압검지방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 설정시간은 24초임을 특징으로 하는 가스난방기의 풍압감지방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 2 설정시간은 2분임을 특징으로 하는 가스난방기의 풍압감지방법.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 일정회수는 3회임을 특징으로 하는 가스난방기의 풍압감지방법.