KR200334108Y1

KR200334108Y1 - 간접 제어 방식 보일러 시스템

Info

Publication number: KR200334108Y1
Application number: KR20-2003-0016566U
Authority: KR
Inventors: 이무규
Original assignee: 이무규
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2003-11-21

Abstract

본 고안은 보일러의 동작을 직접적으로 제어하는 버너 컨트롤러와 마이크로프로세서를 겸하여 보일러 제어의 신뢰성 및 효율성을 확보하기 위한 간접 제어 방식 보일러 시스템에 관한 것이다.

본 고안은 보일러의 상태를 감시하는 감지부, 보일러를 구동시켜 주는 구동부, 버너 컨트롤러, 가스 리크 컨트롤러, 수위 컨트롤러, 과온 컨트롤러, 네트워크 어댑터, 마이크로프로세서 등을 통하여 보일러의 동작을 신뢰성 높게 제어하고 원격 감시를 가능하게 함으로써 원격지에서 원격 제어를 가능하게 해 준다.

Description

간접 제어 방식 보일러 시스템{Indirect Controlled Boiler System}

본 고안은 간접 제어 방식 보일러 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보일러의 동작을 직접적으로 제어하는 버너 컨트롤러와 마이크로프로세서를 겸하여 보일러 제어의 신뢰성 및 효율성을 확보하기 위한 간접 제어 방식 보일러 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 보일러 시스템은 버너, 열교환기 등의 제어를 동작 조건에 맞게 정확하게 제어를 해주어야만 한다. 그렇지 않으면 보일러가 동작하지 않거나 과열로 인하여 폭발하는 위험성이 있다.

그리고, 보일러 시스템은 대부분 건물의 최저층에 설치되어 운용되는 것이 일반적이므로 보일러실에 관리자가 상주하지 않는 이상 다른 관리실에서 원격으로 관리를 해야하는 경우도 있다.

한편, 종래의 보일러 제어 시스템은 크게 2가지로 나누어진다.

첫째는 도 1에 나타낸 바와 같이, 버너컨트롤러만을 이용한 방식으로, 보일러의 버너를 가동시켜 주는 제어를 버너 컨트롤러라는 릴레이 회로를 이용하여 제어하는 방식이다.

도 1에서 보면, 보일러(30)를 중심으로 보일러의 각종 상태 신호를 입력받는 스위치 및 센서들로 구성된 입력부는 밸브리미트(10), 풍압 스위치(11), 가스압 상한 스위치(12), 가스압 하한 스위치(13), 수위 센서(14), 배기가스 온도 센서(15), 본체 온도 센서(16), 압력 차단 스위치(17), 가스리크 스위치(18), 화염 검출기(19) 등으로 구성되고, 상기 입력부로부터 보일러(30)의 상태를 입력받아 제어를 수행하는 버너컨트롤러(25)로부터 신호를 입력받아 보일러(30)를 제어하는 출력부는 1차 가스 밸브(24), 2차 가스 밸브 하이(20), 2차 가스 밸브 로우(23), 착화 트랜스(21), 착화밸브(22)로 구성된다.

이러한 버너 컨트롤러 방식은 오랫동안 보일러 제어에 사용해 온 것으로, 전기 제어 방식으로 송풍기 가동, 가스 밸브 개폐, 점화장치 작동, 가스량 자동 조정입력을 받아 보일러를 제어하는 방식으로, 회로 구성이 릴레이 등으로 구성되어 있어서 제어 상황을 단순하게 램프 점등 여부로 확인할 수 있는 기능을 가지고 있다.

따라서, 이와 같은 버너 컨트롤러 방식은 신뢰성이 매우 높은 장점을 가지고 있지만, 원격 관리를 위한 네트웍 제어가 불가능하고 버너만 제어할 수 있는 기능만을 가지고 있다.

특히, 통상적으로 보일러실은 대형 건물의 최저층에 있기 때문에 관리자 상주하는 거리가 멀어서 보일러에 이상이 발생할 경우에 즉각적인 대응이 어렵다.

두 번째 방식으로는 도 2에 나타낸 바와 같이(동일한 부재 번호는 도 1과 동일함), 보일러의 감시 동작 제어를 마이크로프로세서(26)를 이용하는 방식으로, 상기 버너 컨트롤러(25) 대신에 각종 센서와 마이크로프로세서를 이용하여 자동 제어는 물론, 원격 제어를 가능하도록 하였으나, 상기 마이크로프로세서에 의한 제어 방식은 외부 노이즈에 치명적인 약점을 안고 있어서, 보일러의 폭발과 같은 매우 큰 문제점을 안고 있었다.

따라서, 본 고안은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 보일러 제어에 있어서 신뢰성이 높은 버너컨트롤러와 제어 효율성이 높은 마이크로프로세서를 겸용함으로써 보일러 관리를 높은 신뢰성 및 효율성으로 제어할 수 있는 간접 제어 방식 보일러 시스템을 제공하는데 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 보일러 시스템의 제어 방식을 설명하기 위한 블록도.

도 3은 본 고안에 따른 간접 제어 방식 보일러 시스템을 설명하기 위한 블록도.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 보일러 시스템의 제어 시스템 있어서, 보일러에 공급되는 공기의 풍압, 가스의 압력, 화염을 검출하여 출력하는 감지부; 보일러의 가동을 위하여 가스 공급 및 차단, 착화, 송풍 구동을 해 주는 구동부; 보일러의 가스 리크를 감지하는 가스 리크 스위치; 보일러의 수위를 감지하는 수위 센서; 보일러의 배기 가스의 온도를 감지하는 배기 가스 온도 센서; 보일러의 본체 온도를 감지하는 본체 온도 센서; 상기 감지부와 상기 구동부사이에 연결되어 상기 감지부로부터 출력된 보일러의 상태 검출 결과에 의하여 상기 구동부를 제어하여 보일러의 구동을 제어하는 버너 컨트롤러; 상기 가스 리크 스위치로부터 가스리크 여부 결과를 입력받아 상기 구동부를 통하여 가스 공급 여부를 제어하는 가스 리크 컨트롤러; 상기 수위 센서를 통하여 보일러의 수량의 과다 여부를 검출하여 그 수위를 제어하는 수위 컨트롤러; 상기 수위 컨트롤러에 연결되어 보일러에 물을 공급해 주는 급수 펌프; 상기 배기 가스 온도 센서 및 본체 온도 센서를 통하여 온도의 과불급의 결과를 출력하는 과온 컨트롤러; 상기 버너 컨트롤러, 가스 리크 컨트롤러, 수위 컨트롤러, 과온 컨트롤러와 각각 연결되어, 상기 감지부와 구동부에 따른 보일러의 동작 상태를 감시하고, 상기 가스 리크 컨트롤러를 통하여 가스 리크 여부를 감시하여 상기 구동부를 통하여 가스 리크를 해소시켜 주고, 상기 수위 컨트롤러를 통하여 물의 부족 여부를 파악하여 상기 급수 펌프의 구동 여부를 결정하고, 상기 과온 컨트롤러를 통하여 보일러 온도의 과불급 상태를 파악하여 상기 버너컨트롤러 및 수위 컨트롤러를 통하여 보일러의 온도를 적정 온도로 유지시켜 주는 제어부; 보일러의 동작 상태 감시 및 원격 제어를 위하여 원격지에 설치된 원격 관리 장치와 상기 제어부를 연결시켜 주는 네트워크 어댑터를 포함하는 것을 특징으로 하는 간접 제어 방식 보일러 시스템을 제공한다.

상기 감지부는 보일러에 유입되는 공기의 풍압을 검출하는 풍압 스위치, 보일러에 공급되어 연소되는 가스의 상한 압력 및 하한 압력을 감지하는 가스압 상한/하한 스위치, 공급되는 가스의 압력이 과도하면 이를 차단하는 압력 차단 스위치, 보일러의 화염을 검출하는 화염 검출기로 구성되고, 상기 구동부는 보일러에 공기를 공급해 주는 송풍기, 상기 송풍기의 공기 유입원을 가변시켜 주는 댐퍼를구동시켜 주는 댐퍼 모터, 가스를 공급 및 차단시켜 주는 가스 밸브, 가스를 착화시켜 주는 착화부로 구성된다.

상기 버너 컨트롤러는 상기 제어부에 이상이 발생한 경우에 상기 감지부 및 검출부만을 이용하여 보일러를 가동시키기 위한 비상 운전 스위치를 더 포함하여 구성된다.

(실시예)

이하에 상기한 본 고안을 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 고안에 따른 간접 제어 방식 보일러 시스템은 보일러(50)를 중심으로, 상기 보일러(50)의 각종 상태를 감지하는 스위치 및 센서로 구성되는 감지부(70∼75), 상기 보일러(50)를 구동시켜 주는 구동부(76∼81)를 기본 구성으로 한다.

그리고, 상기 감지부와 구동부 사이에는 버너 컨트롤러(60)가 연결되어 있으며, 상기 버너 컨트롤러(60)는 상기 감지부와 구동부를 통하여 상기 보일러(50)를 기본적으로 구동시킬 수 있는 기능을 가지고 있다.

즉, 상기 보일러(50)의 구동에 필요한 공기 공급, 가스 공급과 같은 기본적인 제어를 수행할 수 있다.

여기서, 상기 감지부는 보일러(50)에 유입되는 공기의 풍압을 검출하는 풍압스위치(71), 보일러(50)에 공급되어 연소되는 가스의 상한 압력 및 하한 압력을 감지하는 가스압 상한/하한 스위치(72, 73), 공급되는 가스의 압력이 과도하면 이를차단하는 압력 차단 스위치(74), 보일러의 화염을 검출하는 화염 검출기(75), 보일러의 각종 밸브의 리미트 위치를 감지하는 밸브 리미트(70)로 구성되고, 상기 구동부는 보일러에 공기를 공급해 주는 송풍기(76), 상기 송풍기(76)의 공기 유입원을 가변시켜 주는 댐퍼를 구동시켜 주는 댐퍼 모터(77), 가스를 공급 및 차단시켜 주는 가스 밸브(80, 81, 78), 가스를 착화시켜 주는 착화부(79)로 구성된다.

상기 버너 컨트롤러(60)는 제어부(55)에 이상이 발생하면 상기 버너 컨트롤러(60)만에 의한 제어를 수행하기 위한 설정이 가능한 비상 운전 스위치(61)가 연결되어 있다.

보일러(50)의 저수통에 공급되는 물의 수위는 수위 센서(83)에 의하여 검출되며, 상기 수위 센서(83)에 의하여 검출된 수위 검출 결과는 수위 컨트롤러(65)에 입력되고, 만약 물이 부족하면 급수 펌프(84)를 구동시켜서 보충한다. 그리고, 이와 같은 수위 조절 과정은 제어부(55)에 입력된다.

보일러(50)의 연소에 따라 배기 가스의 온도와 본체의 온도를 감시할 필요가 있기 때문에 이를 위하여, 배기 가스 및 본체의 온도를 감지하는 배기 가스 온도 센서(85) 및 본체 온도 센서(86)가 설치된다.

상기 배기 가스 온도 센서(85) 및 본체 온도 센서(86)에 의하여 검출된 각 온도는 과온 컨트롤러(67)에 입력되고, 미리 설정된 온도와 비교하여 온도의 과불급 여부에 따라 상기 수위 컨트롤러(65)에 과불급 여부를 통보하고, 그 결과를 상기 제어부(55)에도 통보한다.

보일러에 공급되는 가스의 리크 상태는 가스 리크 스위치(82)에 의하여 검출되는데, 이 검출 결과는 가스 리크 컨트롤러(63)를 통하여 상기 제어부(55)에 통보되는 동시에 상기 구동부에도 통보되어, 상기 구동부의 가스 밸브(80, 81, 78)를 제어하여 리크 상태를 해소한다.

제어부(55)는 상기와 같이 버너 컨트롤러(60), 가스 리크 컨트롤러(63), 수위 컨트롤러(65), 과온 컨트롤러(67) 사이에 연결되어 상기 버너 컨트롤러(60)를 통하여 상기 감지부 및 구동부에 의하여 보일러(50)를 기본적으로 구동시키면서, 보일러의 수위, 가스 리크 여부, 온도의 과불급 상태를 감시하면서, 그에 따른 제어를 상기 버너 컨트롤러(60)를 통하여 해결한다.

그리고, 상기 제어부(55)는 상기와 같은 과정을 통하여 발생되는 보일러의 동작 상태를 원격지에 설치된 원격 관리 장치(도면에 미 도시함)로 보내고, 원격 제어를 위한 데이터를 수신하기 위한 네트워크 어댑터(57)가 추가 구성되는데, 이는 기존의 버너 컨트롤러(60)에 의한 제어 방식에서는 불가능한 원격 제어를 가능하게 한다.상기 원격 관리 장치는 보일러의 동작 여부와 온도 확인 및 조절을 위하여 보일러가 설치된 장소에서 멀리 떨어진 원격지에 설치되어 운용되는 것으로, 상기 기능을 가지는 컴퓨터 등을 통하여 구현되며, 상기 네트워크 어댑터(57)는 상기 원격 관리 장치와 상기 제어부(55)의 입출력 포트에 연결되어 상기 원격 관리 장치와 제어부(55)간에 전달되는 데이터의 원활한 전송을 위한 것이다.즉, 상기 제어부(55)와 원격 관리 장치가 예를 들어, 전화망을 통하여 연결되는 경우에 일반 A/D, D/A 변환 기능을 가지는 모뎀 등으로 구현될 수 있다.

또한, 상기와 같은 본 고안은 기존의 마이크로프로세서에 의한 방식에 비하여, 보일러의 기본적이면서 중요한 동작 즉, 가스 연소 제어를 신뢰성이 높은 버너 컨트롤러(60)를 통하여 수행하면서, 그 외의 동작 제어 및 감시 활동은 마이크로프로세서에 의하여 구현되는 제어부(55)를 통하여 처리함으로써, 신뢰성과 원격 감시등의 이점을 발휘할 수 있는 것이다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 고안은 보일러 시스템을 제어하는데 있어서,신뢰성이 높은 버너컨트롤러와 제어 효율성이 높은 마이크로프로세서를 겸용하기 때문에 안정적인 제어가 가능하면서 원격 제어가 가능한 효과를 제공한다.

이상에서는 본 고안을 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims

가스를 연소시켜 열을 발생하는 버너, 상기 버너의 연소를 개시시켜 주는 착화부, 연소에 필요한 공기를 공급하는 송풍기, 상기 송풍기의 공기 유입원을 가변시켜 주는 댐퍼, 상기 버너에 공급되는 가스의 공급 여부를 조절해 주는 가스 밸브, 상기 버너에 의하여 공급되는 열에 의하여 물이 가열되는 보일러 본체, 저수통으로 구성된 보일러의 제어 시스템 있어서,

보일러에 공급되는 공기의 풍압, 가스의 압력, 화염을 검출하여 출력하는 감지부;

보일러의 가동을 위하여 상기 가스 밸브에 의한 가스 공급 및 차단, 상기 착화부에 의한 착화, 상기 송풍기에 의한 송풍 구동을 해 주는 구동부;

보일러의 가스 리크를 감지하는 가스리크 스위치;

상기 저수통의 수위를 감지하는 수위 센서;

보일러의 배기 가스의 온도를 감지하는 배기 가스 온도 센서;

보일러의 본체 온도를 감지하는 본체 온도 센서;

상기 감지부와 상기 구동부사이에 연결되어 상기 감지부로부터 출력된 보일러의 상태 검출 결과에 의하여 상기 구동부를 제어하여 보일러의 구동을 제어하는 버너 컨트롤러;

상기 가스 리크 스위치로부터 가스리크 여부 결과를 입력받아 상기 구동부를 통하여 가스 공급 여부를 제어하는 가스 리크 컨트롤러;

상기 수위 센서를 통하여 보일러의 수량의 과다 여부를 검출하여 그 수위를 제어하는 수위 컨트롤러;

상기 수위 컨트롤러에 연결되어 보일러에 물을 공급해 주는 급수 펌프;

상기 배기 가스 온도 센서 및 본체 온도 센서를 통하여 온도의 과불급의 결과를 출력하는 과온 컨트롤러;

상기 버너 컨트롤러, 가스 리크 컨트롤러, 수위 컨트롤러, 과온 컨트롤러와 각각 연결되어,

상기 감지부와 구동부에 따른 보일러의 동작 상태를 감시하고, 상기 가스 리크 컨트롤러를 통하여 가스 리크 여부를 감시하여 상기 구동부를 통하여 가스 리크를 해소시켜 주고, 상기 수위 컨트롤러를 통하여 물의 부족 여부를 파악하여 상기 급수 펌프의 구동 여부를 결정하고, 상기 과온 컨트롤러를 통하여 보일러 온도의 과불급 상태를 파악하여 상기 버너컨트롤러 및 수위 컨트롤러를 통하여 보일러의 온도를 적정 온도로 유지시켜 주는 제어부;

보일러의 동작 상태 감시 및 원격 제어를 위하여 원격지에 설치된 원격 관리장치와 상기 제어부를 연결시켜 주는 네트워크 어댑터를 포함하는 것을 특징으로 하는 간접 제어 방식 보일러 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 감지부는 보일러에 유입되는 공기의 풍압을 검출하는 풍압 스위치, 보일러에 공급되어 연소되는 가스의 상한 압력 및 하한 압력을 감지하는 가스압 상한/하한 스위치, 공급되는 가스의 압력이 과도하면 이를 차단하는 압력 차단 스위치, 보일러의 화염을 검출하는 화염 검출기로 구성되는 것을 특징으로 하는 간접 제어 방식 보일러 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 구동부는 보일러에 공기를 공급해 주는 송풍기, 상기송풍기의 공기 유입원을 가변시켜 주는 댐퍼를 구동시켜 주는 댐퍼 모터, 가스를 공급 및 차단시켜 주는 가스 밸브, 가스를 착화시켜 주는 착화부로 구성되는 것을 특징으로 하는 간접 제어 방식 보일러 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 버너 컨트롤러는 상기 제어부에 이상이 발생한 경우에 상기 감지부 및 검출부만을 이용하여 보일러를 가동시키기 위한 비상 운전 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간접 제어 방식 보일러 시스템.