KR20050026150A - 대류형 로터리히터의 버너부 온도 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대류형 로터리히터의 버너부 온도 제어방법에 관한 것으로서, 본 발명은 연료를 공급받아 연소시키는 버너부와, 상기 버너부에서 버너의 초기점화 시 예열 및 버너부의 온도보상을 위한 기화기히터와, 상기 버너부의 온도를 감지하는 온도센서와, 기기 전체의 작동 제어 및 연소 제어를 위한 마이콤을 갖추고, 상기 버너부의 버너에서 초기점화 완료 후 상기 버너부의 온도를 온도센서로 감지하여 입력된 온도와 마이콤에 설정된 온도차를 비교 판단하여 상기 버너부의 온도가 일정온도 이하로 떨어졌다고 판단될 때, 상기 기화기히터를 작동시켜 기화기히터의 온도에 의한 온/오프(on/off) 제어를 통해 버너부의 온도를 보상해 주도록 된 대류형 로터리히터의 버너부 온도 제어방법에 있어서, 상기 버너부의 버너가 4,800~15000㎉/h 정도의 발열량을 갖고, 상기 버너부가 연소 과정 중 유지해야할 최적온도가 270~300℃ 정도일 때, 상기 버너부의 온도 보상을 위한 상기 기화기히터의 온/오프 제어를 위한 온도 범위가 260℃~290℃인 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 버너부에서 최적온도를 유지할 수 있어 불완전 연소 현상을 방지할 수 있음은 물론, 불완전 연소에 의한 타르 발생을 저하시킬 수 있다.

Description

대류형 로터리히터의 버너부 온도 제어방법{Control Method Temperature of Burner Part at Convection Type Rotary Heater}

본 발명은 대류형 로터리히터의 버너부 온도 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 버너부의 온도센서에서 입력되는 온도(전압)와 마이콤에 설정된 온도차를 비교하여 기화기히터의 온/오프(on/off) 제어를 통해 버너부의 온도를 보상해 줌으로써 버너부의 최적온도를 유지할 수 있도록 한 대류형 로터리히터의 버너부 온도 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 로터리히터는 전기를 이용하여 점화를 시키고, 석유를 사용하여 연소를 하는 난방기기로서, 배기관을 따로 설치하지 않아도 되며, 또한 열량이 높아 넓은 실내를 난방 하고자 할 때 많이 사용되고 있다.

이러한 로터리히터는 대부분 공급되는 연료를 미립화 시켜 완전 연소하기 위한 회전 무화 방식을 채택하고 있다.

그리고, 상기 로터리히터는 그 종류가 매우 다양하지만, 크게 대류팬이 있는 강제대류형과 대류팬이 없는 자연대류형으로 구분할 수 있다.

여기서, 첨부된 도면 도 1 및 도 2를 참조하여 대류형 로터리히터에 대해서 간략하게 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 대류형 로터리히터는, 연료를 저장 공급하는 연료탱크(T)와, 이 연료탱크(T)의 상부를 감싸면서 일측에 도시되지 않은 마이콤과 연계된 컨트롤조작부(30)가 설치되는 외관케이스(C)와, 상기 연료탱크(T) 상부 중앙에 후술하는 버너부(B)를 감싼 상태로 설치되어 버너 연소 시 가열되어 열을 발산하는 방열체(H)와, 상기 방열체(H)의 둘레에 설치되어 다수개의 통기공이 사방에 형성된 구조를 갖으면서 방열체(H)를 보호하는 가드(guard;G)와, 상기 가드(G)의 상부에 설치되어 가드(G)의 상부를 막아주는 상판(40)을 갖는다.

특히, 도 2에 도시된 바와 같이, 대류형 로터리히터는, 상기 연료탱크(T)의 상부 중앙에서 상기 방열체(H)로 둘러싸인 상태로 장착되어 연료를 연소시키는 버너부(B)와, 상기 버너부(B)의 연소에 필요한 연소용 공기를 흡입하여 버너부(B)로 공급하는 송풍부(F)를 갖는다.

여기서, 상기 버너부(B)에는 전자펌프(미도시) 및 도 1에 도시된 연료탱크(T)에 연결되어 연료를 공급시키는 송유관(13) 및 노즐(14)과, 상기 노즐(14)에 의해 공급된 연료를 회전을 통해 확산시켜 미립화시키는 확산체(10)와, 상기 확산체(10)를 회전시켜 주기 위해 회전샤프트(12)를 통해 연결되어 있는 연소용 구동모터(11)와, 상기 확산체(10)에서 미립화 된 연료를 보다 더 미립화시키거나 기화시키는 기화기(15)와, 상기 기화기(15)에서 기화된 연료를 연소시키는 버너(16)가 설치되어 있다.

또한, 상기 버너부(B)의 확산체(10) 주위에는 기화기히터(17)가 내장되고, 기화기(15)의 상부에는 외주연으로 미세한 염공이 뚫어진 버너헤드(18)가 설치되며, 상기 버너헤드(18)의 염공 측에 일정거리를 두고 점화플러그(19) 및 프레임로드(20)가 마련된 버너플레이트(21)를 갖추고 있다.

그리고, 상기 송풍부(F)에는, 상기 버너부(B)의 하부 일측에 장착된 송풍모터(22)와, 이 송풍모터(22)의 회전축(23)으로 상기 송풍모터(22)와 연동되는 송풍팬(24)과, 상기 송풍팬(24)의 작동에 의해 외부의 신선한 공기를 흡입하기 위해 공기필터(미도시)가 장착되는 공기흡입구(25)와, 상기 공기흡입구(25)를 통해 흡입된 연소용 공기를 버너부(B)로 공급하기 위한 공기배출구(26)가 마련되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 대류형 로터리히터의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 상기 로터리히터의 연소를 위한 제어는 크게 대기행정, 예열행정, 점화행정, 연소행정, 소화행정으로 나눌 수 있다.

즉, 전원을 공급하는 대기행정을 거쳐 사용자가 로터리히터의 컨트롤조작부(90)에 마련된 작동스위치를 온(ON)시키면, 마이콤에 설정된 예열행정에 의해 상기 기화기히터(17)가 통전되면서 상기 기화기(15)를 가열하게 되고, 이 가열에 의하여 기화기(15)의 온도가 일정온도에 도달하게 되면, 마이콤에 의해 점화행정이 수행되면서 송풍모터(22) 및 연소용 구동모터(11)가 구동하게 된다.

이때, 상기 연소용 구동모터(11)에 회전하는 확산체(10)에 연료탱크(T)에 저장되어 있는 액체연료가 전자펌프에 의하여 송유관(13) 및 노즐(14)을 거쳐 상기 확산체(10)에 공급되게 된다.

따라서, 상기 확산체(10)는 연소용 구동모터(11)에 의하여 고속으로 회전하고 있으므로, 확산체(10)에 공급된 액체연료는 원심력에 의해 확산되면서 순간적으로 미립화(무화)되어 버너헤드(18)의 염공으로 배출된다.

이와 동시에 점화행정에 의해 상기 버너플레이트(21)에 고정된 점화플러그(19)에서 발생된 전기적 불꽃에 의하여 점화되어 버너(16)에서 연소를 진행하게 된다.

특히, 연소를 위한 공기를 흡입하기 위해 상기 송풍모터(22)가 구동을 시작하게 되면, 이와 연동된 송풍팬(24)이 회전하게 되면서 로터리히터의 일측에 형성된 공기흡입구(25)를 통해 외부의 공기가 흡입되게 되고, 이때, 흡입되는 공기는 공기필터에 의해 필터링 되게 된다.

그리고, 상기 흡입된 공기는 송풍팬(24)의 작동에 따라 공기배출구(26)를 통해 버너부(B)로 공급되게 된다.

이러한 과정을 통해 상기 버너부(B)의 버너(16)에서 착화에 의한 정상적인 점화가 이루어지면, 연소가 지속적으로 이루어지는 연소행정이 수행되게 된다.

그리고, 상기와 같이 연소행정이 수행되면, 버너부(B)의 연소열에 의해 상기 방열체(H)가 가열되게 된다.

이때, 상기 방열체(H)가 가열되면, 상기 버너부(B)에서 불완전 연소된 것을 다시 연소하여 완전연소가 이루어질 수 있도록 하는 역할을 하면서 열을 발산하게 된다.

그리고, 상기 버너부(B)에서 연소되는 열과 방열체(H)에서 발산되는 열에 의해 상기 가드(G) 주위의 공기가 가열되고, 가열된 공기(온풍)는 로터리히터 주위로 배출되어 대류 되면서 실내를 난방하게 되는 것이다.

그런 다음, 사용자의 임의의 조작 등에 의해 로터리히터가 소화되면, 소화행정이 수행되게 된다.

그런데, 종래 상기와 같이 로터리히터의 연소를 제어하는 과정 중 상기 버너부(B)의 온도는 점화 후 상기 버너(16) 자체에서 발생되는 온도로 유지되거나 또는 임의로 설정된 기화기히터(17)에 의한 온도보상을 통해 유지되도록 되어 있다.

즉, 상기 버너부(B)에서 정상적인 연소를 유지하기 위한 최적온도는 상기 버너(16)의 연소과정에서 발생하는 자체 발생온도와 기화기히터(17)로부터 제공되는 보상온도로 이루어지게 된다.

이때, 상기 버너(16)에서 연소 중 발생하는 자체 발생온도가 버너부(B)에서 유지해야할 최적온도 범위에 있으면, 당연히 온도보상이 불필요하게 되고 수치적으로는 보상온도가 제로(0) 상태가 되는 것이다.

그리고, 만약 상기 버너(16)에서 발생한 자체 발생온도가 상기 버너부(B)에서 유지해야할 최적온도 범위에서 벗어나 최적온도 범위 이하인 경우에는 온도 보상이 필요하게 되는 것이다.

그러나, 종래 설정된 기화기히터(17)에 의한 온도보상을 위한 설정온도 범위 자체가 버너부(B)의 최적온도 보다 낮게 설정되어 있어서 로터리히터의 상태 및 주변온도의 변화에 따라 버너(16)의 자체 발생온도가 일정온도 이하로 떨어지는 경우에도 기화기히터(17)가 작동하지 않아 온도보상이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

예를 들어, 종래 상기 대류형 로터리히터가 4,800~15000㎉/h 정도의 발열량을 갖고, 상기 버너부(B)에서 유지해야할 최적온도가 270~300℃ 일 때, 온도 보상을 위한 기화기히터(17)의 온도 제어 범위가 220~240℃로 설정되어 있었다.

즉, 종래 마이콤에서 버너부(B)의 온도를 감지하기 위해 마련된 온도센서(미도시)는 실질적으로 기화기히터(17)의 온도를 감지하고 있고, 상기 기화기히터(17)와 버너(16) 사이에는 약간의 간격이 있기 때문에 측정 위치에 따른 기화기히터(17)와 버너(16) 사이에는 통상적으로 대략 20℃정도의 온도 차이가 나는 것으로 파악되고 있다.

따라서, 상기 기화기히터의 온도 범위가 220~240℃라고 하면, 상기 버너부(B)의 버너(16)에서 연소 중 발생하는 자체 발생온도는 240~260℃정도로서, 상기 버너부(B)가 유지해야할 최적온도 270~300℃ 범위 이하로 설정되어 있는 것이다.

결과적으로, 이렇게 온도보상을 위한 설정온도 범위 자체가 버너부(B)의 최적온도 보다 낮게 설정되어 있어서 온도보상이 이루어지지 않게 되고, 이와 같은 상태에서 상기 버너(16) 자체 발생온도가 최적온도 이하로 연소가 진행되면, 불완전 연소가 발생하게 된다.

이에 따라 불완전 연소에 의한 타르 발생 및 연소가스 발생으로 성능이 저하됨은 물론 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은, 로터리히터의 상태 및 주변온도의 변화에 따라 버너의 자체 온도가 일정온도 이하로 떨어지는 경우에 버너부의 온도센서에서 입력되는 온도(전압)와 마이콤에 설정된 온도차를 비교하여 기화기히터의 온/오프(on/off) 제어를 통해 온도를 보상해 줌으로써 버너부의 최적온도를 유지할 수 있도록 한 대류형 로터리히터의 버너부 온도 제어방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연료를 공급받아 연소시키는 버너부와, 상기 버너부에서 버너의 초기점화 시 예열 및 버너부의 온도보상을 위한 기화기히터와, 상기 버너부의 온도를 감지하는 온도센서와, 기기 전체의 작동 제어 및 연소 제어를 위한 마이콤을 갖추고, 상기 버너부의 온도가 기기의 상태 및 주변온도의 변화에 따라 일정온도 이하로 떨어질 때, 상기 버너부의 온도센서에서 입력되는 온도(전압)와 마이콤에 설정된 온도차를 비교하여 기화기히터의 온/오프(on/off) 제어를 통해 버너부의 온도를 보상해 주도록 된 대류형 로터리히터의 버너부 온도 제어방법에 있어서, 상기 버너부의 버너가 4,800~15000㎉/h 정도의 발열량을 갖고, 상기 버너부가 연소 과정 중 유지해야할 최적온도가 270~300℃ 정도일 때, 상기 버너부의 온도 보상을 위한 상기 기화기히터의 온/오프 제어를 위한 온도 범위가 260℃~290℃인 것을 특징으로 하는 대류형 로터리히터의 버너부 온도 제어방법을 제공함으로써 달성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 대류형 로터리히터의 버너부 온도 제어를 위한 기화기히터로 온도 보상 제어과정을 도시한 그래프이다.

이때, 본 발명은 대류형 로터리히터의 버너부 온도 제어방법에 관한 것으로, 본 발명이 적용되는 대류형 로터리히터는 종래 기술의 참조도면을 통해 설명한 통상적인 대류형 로터리히터와 동일하다.

따라서, 본 발명을 설명함에 있어서, 대류형 로터리히터의 구성에 대한 설명은 종래 기술의 참조도면을 참고하여 종래와 같이 그대로 채용 설명하기로 한다.

종래 기술에서 살펴본 바와 같이 대류형 로터리히터는, 연료를 저장 공급하는 연료탱크(T)와, 일측에 기기 전체의 작동 제어 및 연소 제어를 위한 마이콤(미도시)과 연결된 컨트롤조작부(30)가 설치됨과 아울러 상기 연료탱크(T)의 상부를 감싸는 외관케이스(C)와, 상기 연료탱크(T) 상부에서 도 2에 도시된 버너부(B)를 감싼 상태로 설치되어 버너 연소 시 가열되어 열을 발산하도록 설치된 방열체(H)와, 상기 방열체(H)를 보호할 수 있도록 방열체(H)의 둘레에 설치되는 가드(guard ;G)와, 상기 가드(G)의 상부를 막아주도록 설치된 상판(40)을 갖는다.

그리고, 상기 연료탱크(T)의 상부 중앙에 장착되어 연료를 연소시키는 버너부(B)와, 상기 버너부(B)의 연소에 필요한 연소용 공기를 흡입하여 버너부(B)로 공급하는 송풍부(F)를 갖는다.

또한, 상기 버너부(B)에는 버너(16)의 초기점화 시 예열 및 버너부(B)의 온도보상을 위한 기화기히터(17)와, 상기 기화기히터(17)의 온도 즉, 버너부(B)의 온도를 감지하기 위한 온도센서(미도시)가 마련되어 있다.

이때, 종래에서 설명한 바와 같이, 상기 온도센서에서 감지하는 온도는 기화기히터(17)로부터 감지되는 온도이기 때문에 측정 위치에 따른 실질적인 버너부(B)의 온도와는 대략 20℃정도 차이가 있다.

따라서, 상기 기화기히터(17)의 온도를 온도센서로 감지한 다음, 대략 20℃정도를 보정하게 되면, 상기 버너부(B)의 온도가 된다.

이러한 원리를 이용하여 마이콤에서 온도센서로부터 감지되는 온도를 통해 버너부(B)의 온도 상태를 판단하여 제어가 이루어지게 되는 것이다.

한편, 상기와 같은 구성을 갖는 대류형 로터리히터는, 종래 기술에서 살펴본 바와 같이, 크게 대기행정, 예열행정, 점화행정, 연소행정, 소화행정으로 이루어지는 제어 과정을 통해 연소가 이루어지게 된다.

여기서, 본 발명은 상기 점화행정 및 연소행정에서 정상적인 연소를 위한 버너부(B)의 최적온도를 어떻게 유지할 것인가에 관한 것이다.

즉, 종래에서 살펴본 바와 같이, 대류형 로터리히터의 연소 과정을 살펴보면, 상기 기화기히터(17)로 예열행정 과정에서 버너부(B)의 기화기(15)를 가열하고, 이 기화기히터(17)에 의한 가열온도를 온도센서에서 감지하여 일정온도(대략 320℃)에 도달한 것으로 마이콤에서 판단하면, 마이콤의 제어에 의해 점화플러그(19)에서 불꽃이 튀어 착화가 일어난다.

이러한 과정을 통해 상기 버너부(B)의 버너(16)에서 초기점화가 이루어지면, 상기 마이콤에서는 온도센서(28)를 통해 지속적으로 온도를 감지하여 설정온도 범위에 위치하는 판단함과 아울러 상기 버너부(B)에 위치한 프레임로드(20)에서 불꽃에 의한 전압을 감지하여 설정된 전압 범위내에 위치하는지 판단하여 정상적인 점화가 이루어졌는지 판단한다.

그리고, 상기 마이콤에서 정상적인 점화가 이루어졌다고 판단되면, 상기 마이콤에 설정된 연소행정을 통해 지속적인 연소가 이루어지게 된다.

즉, 연소열에 의해 로터리히터의 방열체(H)가 가열됨과 동시에 상기 버너부(B)에서 연소되는 열에 의해 상기 가드(G) 주위의 공기가 가열되고, 가열된 공기(온풍)는 로터리히터 주위로 대류 되면서 실내를 난방하게 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 점화행정 및 연소행정 과정에서 로터리히터의 상태 및 주변온도의 변화에 따라 버너(16)의 자체 온도가 일정온도 이하로 떨어지는 경우에 버너부(B)의 소정 위치에 설치된 온도센서에서 감지하여 입력되는 온도(전압)와 마이콤에 설정된 온도차를 비교하여 필요에 따라 기화기히터(17)를 작동시킨 다음, 설정된 온도 범위 내에서 기화기히터(17)의 온/오프(on/off) 제어를 통해 버너부의 온도를 보상해 줌으로써, 버너부(B)의 최적온도를 유지할 수 있도록 하는 버너부의 온도 제어방법을 제공한다.

이러한 본 발명의 제어과정을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 상기 버너부(B)의 버너(16)에서 초기점화 완료 후 상기 버너부(B)의 온도를 온도센서로 감지하여 마이콤으로 전송한다.

그리고, 상기 버너부(B)에서 감지되어 전송된 온도값을 마이콤에서 기 설정된 버너부(B)의 최적온도 값의 범위내 존재하는지 판단한다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 상기 버너부(B)의 버너(16)가 4,800~15000㎉/h 정도의 발열량을 갖고, 상기 버너부(B)가 연소 과정 중 유지해야할 최적온도가 270~300℃ 정도인 것으로 설정되어 있다.

이와 같이 설정된 기준값에 따라 상기 마이콤에 전송된 온도값이 상기 최적온도 범위 이하의 온도라고 판단되면, 마이콤에서는 본 발명에 따라 기화기히터(17)를 작동시키게 된다.

그리고, 상기 기화기히터(17)의 작동과 함께 온도센서에서 지속적으로 온도를 감지하여 마이콤에 전송하게 된다.

이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기화기히터(17)의 작동으로 기화기히터(17)의 온도가 290℃에 도달하면, 기화기히터(17)의 작동이 멈추게 되고, 다시 상기 버너부(B)의 온도가 주변온도의 변화 등으로 인해 떨어져 기화기히터(17)의 온도가 260℃에 도달하면 기화기히터(17)가 재 가동된다.

이처럼 본 발명은 점화행정 및 연소행정 중에 버너부(B)의 온도 보정이 필요할 경우, 기화기히터(17)가 260~290℃의 온도 범위 내에서 온/오프 제어되도록 되어 있다.

따라서, 상기 버너부(B)에서는 온도 보상을 통해 최적의 온도 조건을 유지할 있게 됨에 따라 불완전 연소 현상을 방지할 수 있다.

그리고, 상기와 같이 불완전 연소 현상이 개선됨에 따라 불완전 연소 시 발생하는 타르가 발생하는 것을 크게 저하시킬 수 있고, 결과적으로 소비자들에게 로터리히터 제품의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 장점을 가지게 된다.

한편, 상기에서 보여주는 기화기히터(17)의 작동을 위한 설정온도 범위는 단지 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명으로부터 버너부(B)의 최적온도 변화 및 이에 따른 온도보상을 위한 기화기히터(17)의 작동을 위한 제어 온도를 다양하게 변형 가능함은 물론, 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 로터리히터의 상태 및 주변온도의 변화에 따라 버너의 자체 온도가 일정온도 이하로 떨어지는 경우에 버너부의 온도센서에서 입력되는 온도(전압)와 마이콤에 설정된 온도차를 비교하여 기화기히터의 온/오프(on/off) 제어를 통해 온도를 보상해 줌으로써 버너부의 최적온도를 유지할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 버너부의 최적온도 유지를 통한 불완전 연소 현상을 방지할 수 있게 되어 불완전 연소에 의한 타르가 발생되는 것을 크게 저하시킴은 물론, 연소가스 발생으로 성능이 저하되고 수명이 단축되는 문제점을 개선할 수 있어, 결과적으로 대류형 로터리히터 제품의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 종래 강제대류형 로터리히터의 구성을 보여주는 부분분해 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 강제대류형 로터리히터를 구성하는 버너부와 송풍부를 보여주는 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 대류형 로터리히터의 버너부 온도 제어를 위한 기화기히터로 온도 보상 제어과정을 도시한 그래프.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

15 : 버너 17 : 기화기히터

B : 버너부 C : 외관케이스

F : 송풍부 G : 가드

H : 방열체 T : 연료탱크

Claims (1)

1. 연료를 공급받아 연소시키는 버너부와, 상기 버너부에서 버너의 초기점화 시 예열 및 버너부의 온도보상을 위한 기화기히터와, 상기 버너부의 온도를 감지하는 온도센서와, 기기 전체의 작동 제어 및 연소 제어를 위한 마이콤을 갖추고, 상기 버너부의 버너에서 초기점화 완료 후 상기 버너부의 온도를 온도센서로 감지하여 입력된 온도와 마이콤에 설정된 온도차를 비교 판단하여 상기 버너부의 온도가 일정온도 이하로 떨어졌다고 판단될 때, 상기 기화기히터를 작동시켜 기화기히터의 온도에 의한 온/오프(on/off) 제어를 통해 버너부의 온도를 보상해 주도록 된 대류형 로터리히터의 버너부 온도 제어방법에 있어서,

   상기 버너부의 버너가 4,800~15000㎉/h 정도의 발열량을 갖고, 상기 버너부가 연소 과정 중 유지해야할 최적온도가 270~300℃ 정도일 때,

   상기 버너부의 온도 보상을 위한 상기 기화기히터의 온/오프 제어를 위한 온도 범위가 260℃~290℃인 것을 특징으로 하는 대류형 로터리히터의 버너부 온도 제어방법.