KR20090093407A - 보일러의 연소제어시 안전제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러의 연소제어시 안전제어장치 및 그 방법에 관한 것으로 특히, 공지된 보일러의 연소운전 제어장치에 있어서, 상기 비례전자밸브의 출력단에 비례전자밸브를 통해 흐르는 전류치를 검출하여 제어부에 전달하는 비례변 전류치 검출부를 부가 설치하고, 난방 또는 온수모드에서 사용자의 설정온도에 의하여 제어부로부터의 연소지시신호가 입력되면 연소열량 구성에 의하여 버너에 공급되는 공기와 가스의 공연비를 산출한 후, 공기를 공급하는 송풍팬의 구동을 제어함과 동시에 송풍팬 모터에 흐르는 전류치를 산출하여 이를 제어부의 지시치와 상호 비교한 후 그 차에 부응하여 송풍팬 구동의 회전수를 보정시키며, 가스를 공급하는 비례전자밸브의 개도량을 제어함에 있어 상기 비례전자밸브 전류치 검출부를 통해 검출되는 실제 밸브에 흐르는 전류치와 제어부의 지시치가 일치하는지를 상호 비교하여 그 결과값에 따라 상기 비례전자밸브의 개도량을 가감을 통해 보정하도록 하되, 상기 비례전자밸브의 개도량을 보정하던 중 그 보정 범위가 허용범위를 벗어날 경우 버너의 연소 자체를 자동 차단하고, 필요에 따라서는 비례전자밸브 자체 또는 이를 구동하여 주는 구동부의 회로에 이상이 발생되었음을 알리는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 보일러의 연소작동 중 비례전자밸브에 흐르는 전류가 제어부의 지시치 미만이어서 그 차만큼 전류치를 보정하여 비례전자밸브에 흐르는 전류를 가감시켜 개도량을 보정해주었는데도 불구하고 상기 비례전자밸브에 흐르는 실제 전류치가 허용범위를 벗어나 기준치 미만인 경우에는 비례전자밸브 자체 또는 이에 대한 구동회로에 이상이 발생되어 전류치의 보정만으로는 그의 개도량을 원하는 개도량으로 제어할 수 없는 보정 불가능상태로 판단하고 연소 자체를 정지시켜 줌으로써 비례전자밸브의 구동회로 또는 비례전자밸브 자체에 이상이 발생되어 공기량과 가스공급량의 공연비관계가 원하는 비를 이루지 못하므로 인해 발생될 수 있는 리프팅 또는 CO 가스의 다량 발생을 미연에 방지할 수 있어 보일러의 안전성을 확보할 수 있음은 물론 보일러 자체의 상품성과 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

보일러의 연소제어시 안전제어장치 및 그 방법{Safety controller and its controlling method for controlling combustion in boiler}

본 발명은 보일러의 연소제어시 안전제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버너와 비례전자밸브 및 송풍팬 공기량 검출수단 등을 갖춘 보일러에 비례전자밸브에 흐르는 전류를 검출하는 수단을 부가 설치하고 보일러의 연소제어시 실제 완전 연소를 위해 필요한 공기량과 실제 버너에 공급되는 공기량을 비교하여 보정을 실시하고 실제 공기량에 따른 비례전자밸브의 지시치와 인식치를 비교하여 비례전자밸브에 대한 개도량을 보정하는 방식을 통해 보일러의 버너에 공급되는 실제의 공기량과 가스량에 대한 비가 일정하도록 제어하여 공기량과 가스공급량의 관계비가 원하는 비를 이루지 못해 발생될 수 있는 리프팅 또는 CO 가스의 다량 발생을 미연에 방지할 수 있도록 발명한 것이다.

일반적으로 보일러(Boiler)는, 석유나 석탄 및 가스 등을 연료로 사용하여 이를 연소시키거나 히터에 전기를 공급시켜 발생되는 연소열 및 전열을 이용하여 물을 가열하여 각종 난방시설 등에 더운물을 공급하기 위하여 물을 끓이는 시설을 말하며, 주택용 보일러의 경우에는 실내의 바닥 등에 설치된 배관에 더운물을 공급하여 난방을 하거나, 급수관을 통해 온수의 공급 등에 사용되어 지고 있다.

이와 같은 보일러에서 연료를 가스나 석유등 휘발성과 폭발성을 가지고 있으면서 공기와 연료의 비율에 의하여 연소효율 및 버너리프팅 또는 일산화탄소 배출 등 안정성이 크게 좌우되는 제품에서는 안정된 연소제어를 실시하는 것이 무엇보다도 중요하다.

이를 위하여 종래의 보일러에서는 난방 또는 온수모드에서의 사용자 설정온도와 난방 또는 온수온도에 의하여 제어부로부터의 연소지시신호가 입력되면 연소열량 구성에 의하여 버너에 공급되는 공기와 가스의 혼합비를 산출한 후 그 필요한 열량을 공급하기 위하여 송풍량과 가스량을 조절한다. 필요 열량에 대응하는 송풍량을 공급하기 위하여 송풍팬 지시치를 출력하기 위하여 제어컨트롤러는 그에 맞는 출력을 내게 되는 데, 이 송풍팬 지시치와 송풍팬 모터의 회전수를 나타내는 펄스(FG) 신호를 비교하여 상호 다르면 송풍팬 지시치와 송풍팬 모터의 회전수 입력치가 일치하게 하도록 제어컨트롤러는 송풍팬 출력을 보정한다.

그러나 배기나 급기관의 막힘 등 배기저항으로 인해 공기가 정상 송풍량이 공급 되지 못한다면 송풍량의 막힘 정도에 따라 송풍량을 조절 할 필요가 있다.

이처럼 송풍량의 상태를 검출하기 위해 현재 송풍팬 모터에 흐르는 전류치를 입력받아 이미 제어부의 마이콤에 입력되어 있는 기준전류치와 비교를 하여 그 비교치에 따라 송풍팬의 회전수 보정을 실시하고 있다.

즉, 회전수 입력치(FG신호)에 대비하여 현재 송풍팬 모터에 흐르는 전류치와 제어부의 기준 전류치를 비교하여 현재 송풍팬 모터에 흐르는 전류치가 기준 전류치보다 일정 부분 낮거나 높아지게 배기부하가 표준치를 벗어나게 된 것이므로 송풍량이 정상적이지 못하기 때문에 송풍팬의 지시치를 조절하여 보정을 실시하고 있다.

또한, 공기의 급기량에 따라 가스를 공급하는 비례전자밸브는 송풍팬 보정을 실시하기 전의 지시치에 맞게 PWM(pulse width modulation) 출력을 내고 있으며, 밸브 코일에 대한 단선/단락을 체크하고 있다.

한편, 보일러는 전술한 바와 같이 안전 연소를 하기 위하여 공기량에 비례하는 가스량을 배출해야만 되는데, 이 관계비가 적절하지 못하게 되는 경우 리프팅 현상(즉, 공기량에 비해 가스량이 적게 공급될 경우)이 일어나거나, 배기구 등이 막히거나 배기구가 지나치게 길거나 배기통을 기준이상으로 몇 차례 꺽거나 하면 송풍팬에서 공급하는 공기량이 가스량보다 적게 되어 CO가 안전치를 넘어서는 불완전 연소를 하게 된다.

그럼에도 불구하고 종래에는 현재 연소에 필요한 공기량과 실제의 공기량에 대한 관계는 인지를 하여, 그에 부응하는 송풍팬의 회전수는 보정하는 방식을 채택하고 있으나, 비례제어밸브의 개도량(가스량)에 대해서는 인지하고 있지 않다. 따라서 비례전자밸브에 대한 구동회로 등에 이상이 발생되거나, 비례전자밸브 자체의 이상으로 인해 가스제어용 제어부로부터의 지시치와 실제공급치 서로 다를 경우(즉, 비례전자밸브에 흐르는 전류가 제어부의 지시치 대비 ±허용범위를 벗어날 경우) 공급 공기량 대비 가스의 공급량이 적거나 많게 되어 리프팅 또는 CO발생등의 불완전 연소가 이루어지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로 기존의 보일러 시스템에 비례전자밸브의 개도량에 부응하여 그에 흐르는 전류를 검출하는 비례변 전류치 검출부를 부가하고 보일러의 연소제어시 현재 가스연소를 위해 버너에 공급되는 공기량이 실제 연소에 필요한 공기량인가를 송풍팬에 흐르는 전류치로 판단하여 보정을 실시하고, 현재 버너에 공급되는 공기량에 따른 비례전자밸브의 전류 지시치와 그에 흐르는 전류를 검출 비교하여 비례전자밸브에 대한 전류 출력 지시치의 보정을 통해 버너에 공급되는 현재의 급기량과 가스량에 대한 비를 일정하게 제어하되, 이렇게 보정을 해주었는데도 불구하고 비례전자밸브에 흐르는 실제 전류치가 기준치 미만인 경우(즉, 비례전자밸브에 공급되는 전류를 보정하였는데도 불구하고 그 전류치가 허용범위를 벗어나 보정이 불가능하다고 판단된 경우) 연소 자체를 차단하여 비례전자밸브의 구동회로 또는 비례전자밸브 자체에 이상이 발생되어 공기량과 가스공급량의 관계비가 원하는 비를 이루지 못하므로 인해 발생될 수 있는 리프팅 또는 CO 가스의 다량 발생을 미연에 방지할 수 있어 보일러 자체의 안전성을 확보할 수 있는 보일러의 연소제어시 안전제어장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 장치는, 보일러의 동작에 필요한 전원전압을 공급하는 전원 공급부와; 보일러의 구동에 필요한 키 신호를 사용자가 원격지에서 발생시킬 수 있도록 하는 리모컨과; 상기 리모컨에서 출력되는 키 신호를 포함하여 온도 검출부에서 검출되는 난방온도에 부응하여 기능부품 구동부를 통해 보일러의 각종 기능부품을 구동하는 제어부와; 상기 제어부의 출력신호에 부응하여 삼방변과 순환펌프, 점화기, 비례전자밸브 및 송풍팬과 같은 기능부품을 구동하는 기능부품 구동부와; 상기 기능부품 구동부의 출력신호에 부응하여 송풍팬이 구동될 때 송풍팬의 회전수에 부응하는 펄스와 그에 흐르는 전류를 검출하여 제어부로 전달하는 송풍팬 펄스/전류치 검출부를 구비한 보일러의 연소운전 제어장치에 있어서,

상기 비례전자밸브의 출력단에 비례전자밸브를 통해 흐르는 전류치를 검출하여 제어부에 전달하는 비례변 전류치 검출부를 부가 설치하고, 상기 제어부로 하여금 연소지시신호의 입력시 난방 또는 온수모드에서의 사용자 설정온도와 난방 또는 온수온도 대비 버너의 연소열량을 산출하여 송풍팬의 구동을 제어함과 동시에 송풍팬 모터에 흐르는 전류치를 산출하여 이를 기준 전류치와 비교하고 가스연소를 위해 버너에 공급되는 공기량이 실제 연소에 필요한 공기량인지를 판단하여 송풍팬의 회전수를 보정시켜 가는 가운데 상기 비례변 전류치 검출부를 통해 검출되는 비례전자밸브에 흐르는 실제 전류치와 제어부의 지시치를 상호 비교하여 그 결과값에 부응하여 상기 비례전자밸브의 개도량을 출력 지시치의 가감을 통해 보정하도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 비례전자밸브에 흐르는 실제 전류치와 제어부의 지시치를 상호 비교하며 그 차에 부응하여 비례전자밸브의 개도량을 보정하던 중 그 보정 범위가 허용범위를 벗어날 경우 버너의 연소 자체를 자동 차단하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제어부의 출력단자에는 비례전자밸브에 흐르는 실제 전류치와 제어부의 지시치를 상호 비교하며 그 차에 부응하여 비례전자밸브의 개도량을 보정하던 중 그 보정 범위가 허용범위를 벗어날 경우 비례전자밸브 자체 또는 이를 구동하여 주는 구동부의 회로에 이상이 발생되었음을 알려주는 이상상태 알림부를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 방법은, 전원 공급부와 리모컨, 제어부, 기능부품 구동부 및 송풍팬 펄스/전류치 검출부를 구비하고 연소지시신호 입력시 연소관련 기능 부품구동부를 구동시켜 원하는 난방온도 및 온수온도를 얻을 수 있도록 하는 보일러의 연소운전 제어방법에 있어서,

전원이 공급되고 연소지시신호가 입력되면 사용자에 의해 선택된 난방 또는 온수모드에서의 사용자 설정온도와 난방 또는 온수온도에 대비 버너의 필요 연소열량을 산출하는 단계와; 상기에서 산출된 현재 필요열량 대비 원하는 공기량을 얻기 위해 송풍팬을 제어하는 단계와; 상기 송풍팬의 구동에 따른 지시치에 부응하는 비례전자밸브의 개도량 지시치를 산출하여 이를 기능부품 구동부 내 비례전자밸브 구동부로 출력하여 비례전자밸브를 원하는 개도량으로 구동시키는 단계와; 현재 비례전자밸브의 실제 개도량에 부응하는 전류치를 비례변 전류치 검출부를 통해 검출하여 그 값이 제어부의 지시치와 같은지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 실제 비례전자밸브에 흐르는 전류가 제어부의 지시치와 같지 않으면 그 차에 대응하는 전류치를 이전 지시치에 가감시켜 비례전자밸브의 개도량을 보정하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 비례전자밸브에 대한 제어부의 지시치와 비례전자밸브에 흐르는 전류가 거의 같거나 비례전자밸브의 개도량을 보정한 후에는 보정된 개도량을 갖는 비례전자밸브에 흐르는 전류치의 인식편차가 기준치 미만인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 보정된 현재 비례전자밸브의 전류 인식편차가 기준치 미만이면 다시 열량을 산출하는 단계로 되돌아가고, 보정된 현재 비례전자밸브의 전류 인식편차가 기준치 미만이 아니면 보일러의 안전을 위해 버너의 연소를 강제로 차단하고 연소대기모드로 돌입하는 단계; 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 보정된 비례전자밸브의 전류 인식편차가 기준치 미만이 아니면 이상상태 알림부를 통해 이를 알리는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기존의 보일러 시스템에 비례전자밸브의 개도량에 부응하여 그에 흐르는 전류를 검출하는 비례변 전류치 검출부를 추가하고, 보일러의 연소제어시 현재 가스연소를 위해 버너에 공급되는 공기량이 실제 연소에 필요한 공기량인가를 송풍팬에 흐르는 전류치로 판단하여 송풍팬을 보정할 때 실제 공기량에 따른 비례전자밸브의 전류 지시치와 그에 흐르는 전류검출을 통해 산출되는 전류 인식치를 비교하여 비례전자밸브에 대한 개도량도 출력 지시치의 가감을 통해 보정해 주어 보일러의 버너에 공급되는 실제의 공기량과 가스량에 대한 비가 일정하도록 제어하되, 이렇게 보정을 해주었는데도 불구하고 비례전자밸브에 흐르는 실제 전류치가 허용범위를 벗어나 보정이 불가능하다고 판단될 경우 연소 자체를 차단하여 줌으로써 비례전자밸브의 구동회로 또는 비례전자밸브 자체에 이상이 발생되어 공기량과 가스공급량의 관계비가 원하는 비를 이루지 못함으로 인해 발생될 수 있는 리프팅 또는 CO 가스의 다량 발생을 미연에 방지할 수 있어 보일러 자체의 안전성을 확보할 수 있음은 물론 보일러 자체의 상품성과 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명 방법이 적용된 보일러 제어회로의 블록 구성도.

도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.

도 3의 (a)(b)는 종래 송풍팬 회전수에 부응하여 순환펌프를 제어할 때와 본 발명을 적용하였을 때의 온도변화 및 열량제어 그래프.

도 4는 본 발명을 단 버너를 갖는 보일러에 적용하였을 때의 송풍팬 회전수 대비 제어열량 변화 그래프.

도 5의 (a)(b)는 본 발명을 절체 버너를 갖는 보일러에 적용하였을 때의 난방부하에 따른 연소제어 상태를 보인 그래프.

도 6의 (a)-(d)는 본 발명 방법에 의해 다단으로 제어되는 순환펌프에 공급되는 각단별 전원공급 상태를 보인 전원공급 파형도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 전원 공급부 2 : 리모컨

3 : 송풍팬 펄스/전류치 검출부 4 : 비례변 전류치 검출부

5 : 제어부 6 : 기능부품 구동부

7 : 이상상태 알림부 62 : 삼방변

64 : 순환펌프 66 : 점화기

68 : 가스밸브 70 : 송풍팬

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 장치의 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명 장치는, 보일러의 동작에 필요한 전원전압을 공급하는 전원 공급부(1)와; 보일러의 구동에 필요한 키 신호를 사용자가 원격지에서 발생시킬 수 있도록 하는 리모컨(2)과; 상기 리모컨(2)에서 출력되는 키 신호를 포함하여 온도 검출부에서 검출되는 난방온도에 부응하여 기능부품 구동부(6)를 통해 보일러의 각종 기능부품을 구동하는 제어부(5)와; 상기 제어부(5)의 출력신호에 부응하여 삼방변(62)과 순환펌프(64), 점화기(65), 비례전자밸브(68) 및 송풍팬(70)과 같은 기능부품을 구동하는 기능부품 구동부(6)와; 상기 기능부품 구동부(6)의 출력신호에 부응하여 송풍팬(70)이 구동될 때 송풍팬(70)의 회전수에 부응하는 펄스와 그에 흐르는 전류를 검출하여 제어부(5)로 전달하여 연소제어에 필요한 데이터로 사용하도록 하는 송풍팬 펄스/전류치 검출부(3)를 구비한 보일러의 연소운전 제어장치에 있어서,

상기 비례전자밸브(68)의 출력단에 비례전자밸브(68)를 통해 흐르는 전류치를 검출하여소성 제어부(5)에 전달하는 비례변 전류치 검출부(4)를 부가 설치하고, 상기 제어부(5)로 하여금 연소지시신호의 입력시 난방 또는 온수모드에서의 사용자 설정온도와 난방 또는 온수온도 대비 버너의 연소열량(Q)을 산출하여 송풍팬(70)의 구동을 제어함과 동시에 송풍팬 모터에 흐르는 전류치를 산출하여 이를 제어부(5)의 송풍팬 모터 구동신호 지시치와 상호 비교한 후 그 차에 부응하여 송풍팬 구동의 회전수를 보정시켜 가는 가운데 상기 비례변 전류치 검출부(4)를 통해 검출되는 비례전자밸브(68)에 흐르는 실제 전류치와 제어부(5)의 밸브 개폐량 지시치를 상호 비교하여 그 결과값에 부응하여 상기 비례전자밸브(68)의 개도량을 출력 지시치의 가감을 통해 보정하도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부(5)는 비례전자밸브(68)에 흐르는 실제 전류치와 제어부(5)의 지시치를 상호 비교하며 그 차에 부응하여 비례전자밸브(68)의 개도량을 보정하던 중 그 보정 범위가 허용범위(예를 들어 ±3-7%)를 벗어날 경우 버너의 연소 자체를 자동 차단하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제어부(5)의 출력단자에는 비례전자밸브(68)에 흐르는 실제 전류치와 제어부(5)의 지시치를 상호 비교하며 그 차에 부응하여 비례전자밸브의 개도량을 보정하던 중 그 보정 범위가 허용범위를 벗어날 경우 비례전자밸브(68) 자체 또는 이를 구동하여 주는 구동부의 회로에 이상이 발생되었음을 알려주는 이상상태 알림부(7)를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명 방법은, 전원 공급부(1)와 리모컨(2), 제어부(5), 기능부품 구동부(6) 및 송풍팬 펄스/전류치 검출부(3)를 구비하고 연소지시신호 입력시 연소관련 기능부품 구동부(6)를 구동시켜 원하는 난방 및 온수온도를 얻을 수 있도록 제어하는 보일러의 연소운전 제어방법에 있어서,

전원이 공급되고 연소지시신호가 입력되면 사용자에 의해 선택된 난방 또는 온수모드에서의 사용자 설정온도와 난방 또는 온수온도에 대비 버너의 필요 연소열량(Q)을 산출하는 단계(S1)와;

상기에서 산출된 현재 필요열량(Q) 대비 원하는 공기량을 얻기 위해 송풍팬(70)을 구동시키는데 필요한 전류치를 산출하여 이를 기능부품 구동부(6) 내 송풍팬 구동부(69)로 출력하여 송풍팬(70)을 원하는 회전수로 구동시키는 단계(S2)와;

제어부(5)의 지시치에 따라 구동중인 송풍팬(70)의 회전수에 따른 실제 펄스신호와 전류치를 산출해 내는 단계(S3)(S4)와;

상기에서 산출된 송풍팬(70)의 실제 전류치가 기준치 미만인지를 판단하는 단계(S5)와;

상기에서 판단한 결과 현재 송풍팬 모터에 흐르는 전류가 기준치 미만이면 일정 비만큼 이전의 송풍팬 구동 지시치에 가산시켜 송풍팬(70)의 최종 지시치로 보정하고, 이 지시치를 송풍팬(70)에 출력하여 송풍팬의 회전수를 보정하는 단계(S6)와;

상기 송풍팬(70)의 구동에 따른 지시치에 부응하는 비례전자밸브(68)의 개도량 지시치를 산출하여 이를 기능부품 구동부(6) 내 비례전자밸브 구동부(67)로 출력하여 비례전자밸브(68)를 원하는 개도량으로 구동시키는 단계(S7)와;

현재 비례전자밸브(68)의 실제 개도량에 부응하는 전류치를 비례변 전류치 검출부(4)를 통해 검출하여 그 값이 제어부(5)의 지시치와 같은지를 판단하는 단계(S8)와;

상기에서 판단한 결과 실제 비례전자밸브(68)에 흐르는 전류가 제어부(5)의 지시치와 같지 않으면 그 차에 대응하는 전류치를 이전 지시치에 가감시켜 비례전자밸브(68)의 개도량을 보정하는 단계(S9)와;

상기에서 판단한 결과 비례전자밸브(68)에 대한 제어부(5)의 지시치와 비례전자밸브(68)에 흐르는 실제 전류가 거의 같거나, 비례전자밸브(68)의 개도량을 보정한 후에는 보정된 개도량을 갖는 비례전자밸브(68)에 흐르는 전류치의 인식편차가 기준치 미만인지를 판단하는 단계(S10)와;

상기에서 판단한 결과 보정된 현재 비례전자밸브(68)의 전류 인식편차가 기준치 미만이면 다시 열량을 산출하는 단계(S1)로 되돌아가고, 보정된 현재 비례전자밸브(68)의 전류 인식편차가 기준치 미만이 아니면 보일러의 안전을 위해 버너의 연소를 강제로 차단하고 연소대기모드로 돌입하는 단계(S12); 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 보정된 비례전자밸브(68)의 전류 인식편차가 기준치 미만이 아니면 필요에 따라 이상상태 알림부(7)를 통해 이를 알려주는 단계(S11);를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 기능부품 구동부(6)는 삼방변 구동부(61)와 순환펌프 구동부(63), 점화기 구동부(66), 비례전자밸브 구동부(67) 및 송풍팬 구동부(69) 등을 포함하게 된다.

이와 같은 구성 및 단계로 이루어진 된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명 장치는 전원 공급부(1)와 리모컨(2), 제어부(5), 기능부품 구동부(6) 및 송풍팬 펄스/전류치 검출부(3)를 구비하고 연소지시신호 입력시 연소관련 기능부품 구동부(6)를 구동시켜 원하는 난방온도 및 온수온도를 얻을 수 있도록 제어하는 공지된 보일러의 연소운전 제어장치에 있어서, 비례전자밸브(68)의 출력단에 비례전자밸브(68)를 통해 흐르는 전류치를 검출하여 제어부(5)에 전달하는 비례변 전류치 검출부(4)를 부가 설치하고, 상기 제어부(5)로 하여금 버너의 연소작동시 실제 완전 연소를 위해 필요로 하는 송풍팬(70)의 공기 공급량과 실제 버너에 공급되는 공기량을 송풍팬(70)에 흐르는 전류치로 비교 판단하여 그 차에 대응하여 송풍팬(70)의 구동량을 보정할 때 실제 공기량에 따른 비례전자밸브(68)의 개도량에 부응하는 전류 지시치와 그에 흐르는 전류검출을 통해 산출되는 전류치 인식치를 비교하여 비례전자밸브에 대한 개도량도 출력 지시치의 가감을 통해 보정해 주어 보일러의 버너에 공급되는 실제의 공기량과 가스량에 대한 비가 일정하도록 제어하게 한 것을 주요기술 구성요소로 한다.

즉, 공지된 보일러의 연소운전 제어장치에 비례변 전류치 검출부(4)를 부가 설치하고, 제어부(5)로 하여금 연소지시신호의 입력시 난방 또는 온수모드에서의 사용자 설정온도와 난방 또는 온수온도 대비 버너의 연소열량(Q)을 산출하여 송풍팬(70)의 구동을 제어함과 동시에 송풍팬 모터에 흐르는 전류치를 산출하여 이를 제어부(5)의 송풍팬 모터 구동신호 지시치와 상호 비교한 후 송풍팬 구동의 회전수를 보정시키는 제어를 실시할 때 상기 비례변 전류치 검출부(4)를 통해 검출되는 비례전자밸브(68)에 흐르는 실제 전류치와 제어부(5)의 밸브 개도량 지시치를 상호 비교하여 그 결과값에 부응하여 상기 비례전자밸브(68)의 개도량을 자동으로 보정하도록 한 것을 주요기술 구성요소로 하는 것이다.

또한, 본 발명 장치에서는 상기 제어부(5)에서 비례변 전류치 검출부(4)를 통해 검출되는 비례전자밸브(68)에 흐르는 실제 전류치와 제어부(5) 자체에서 비례전자밸브(68)를 원하는 개도량으로 구동시키기 위해 출력시킨 지시치를 상호 비교하며 그 차에 부응하여 비례전자밸브(68)의 개도량을 보정하며 연소량을 제어하던 중 그 보정 범위가 허용범위(예를 들어 ±3-7%)를 벗어날 경우 비례전자밸브(68) 자체 또는 이를 구동하여 주는 구동부의 회로 등에 이상이 발생된 것으로 인식하고 송풍팬(70)의 구동을 차단하고 비례전자밸브(68)를 닫아 버너의 연소 자체를 자동 차단하여 안전성을 확보할 수 있는 기능을 수행하도록 하였다.

또, 필요에 따라서는 상기 제어부(5)에서 비례변 전류치 검출부(4)를 통해 검출되는 비례전자밸브(68)에 흐르는 실제 전류치와 제어부(5) 자체에서 비례전자밸브(68)를 원하는 개도량으로 구동시키기 위해 출력시킨 지시치를 상호 비교하며 그 차에 부응하여 비례전자밸브(68)의 개도량을 보정하며 연소량을 제어하던 중 그 보정 범위가 허용범위(예를 들어 ±3-7%)를 벗어날 경우 비례전자밸브(68) 자체 또는 이를 구동하여 주는 구동부의 회로 등에 이상이 발생된 것으로 인식하고 이상상태 알림부(7)를 구동시켜 비례전자밸브(68) 자체 또는 이를 구동하여 주는 구동부의 회로 등에 이상이 발생되었음을 알려주도록 하였다.

이때, 상기 이상상태 알림부(7)에서 비례전자밸브(68) 자체 또는 이를 구동하여 주는 구동부의 회로에 이상이 발생되었음을 알려주는 방법으로는 도시 생략한 리모컨의 디스플레이부에 에러 메시지로 표시할 수도 있고, 디스플레이에 표시되는 문자나 숫자 등을 점멸시키거나, 보일러의 작동상태를 표시하는 발광다이오드를 점멸 작동시킬 수도 있을 뿐만 아니라, 부저 등을 통해 경보음으로 발생시키는 방식 등을 제시할 있다.

따라서, 사용자가 이상상태 표시부(7)에서 알려주는 각종 이상상태 표시상태를 확인 또는 인식하고 비례전자밸브(68) 자체 또는 이를 구동하여 주는 구동부의 회로 등에 이상이 발생되었음을 청각을 통해 인식하고 즉시 필요한 조치를 취할 수 있도록 하였다.

한편, 본 발명 방법은, 초기 보일러에 전원전압이 공급되고 리모컨 등에서 연소지시신호가 입력되면 사용자에 의해 선택된 난방 또는 온수모드에서의 사용자 설정온도와 난방 또는 온수온도에 대비하여 버너에서 발생시켜야 하는 필요 연소열량(Q)을 산출(S1)한 다음, 이렇게 산출된 현재 필요열량(Q) 대비 원하는 공기량을 얻기 위해 송풍팬(70)을 구동시키는데 필요한 전류치를 산출하고, 이를 기능부품 구동부(6) 내 송풍팬 구동부(69)로 출력하여 송풍팬(70)을 원하는 회전수로 구동시키게 된다(S2).

이와 같이 상기 제어부(5)의 지시치에 부응하여 송풍팬(70)이 구동되는 동안 상기 제어부(5)에서는 송풍팬 펄스/전류치 검출부(3)를 통해 계속해서 송풍팬(70)의 회전수에 따른 실제 펄스신호와 전류치를 입력받아 실제 전류치를 산출(S3)(S4)한 다음 이렇게 산출된 송풍팬(70)의 실제 전류치가 기준치 미만인지를 계속 판단(S5)하게 된다.

이와 같이 상기 제어부(5)에서 판단한 결과 송풍팬(70) 자체의 노화나 성능 불량 등으로 인해 현재 송풍팬 모터에 흐르는 전류가 지시치 대비 기준치 미만이면 일정 비만큼 이전의 송풍팬 구동 지시치에 가산시켜 송풍팬(70)의 최종 지시치로 보정하고, 이 지시치를 송풍팬(70)에 출력하여 송풍팬의 회전수를 보정하게 된다(S6).

한편, 상기와 같이 송풍팬을 제어하는 과정에 있어서 상기 제어부(5)에서는 송풍팬(70)의 구동에 따른 지시치에 부응하는 비례전자밸브(68)의 개도량 지시치를 산출하여 이를 기능부품 구동부(6) 내 비례전자밸브 구동부(67)로 출력하여 비례전자밸브(68)를 원하는 개도량으로 구동시키게 된다(S7).

이와 같이 상기 비례전자밸브(68)의 개도량을 제어하는 과정에서 상기 제어부(5)에서는 현재 비례전자밸브(68)의 실제 개도량에 부응하는 전류치를 비례변 전류치 검출부(4)를 통해 검출하여 그 값이 제어부(5)에서 이전에 출력시킨 지시치와 같은지를 판단(S8)하게 되는데, 그 결과 실제 비례전자밸브(68)에 흐르는 전류가 제어부(5)의 지시치와 같지 않으면 그 차에 대응하는 전류치를 이전 지시치에 가감시켜 비례전자밸브(68)의 개도량을 보정하게 된다(S9).

상기에서 판단한 결과 비례전자밸브(68)에 대한 보정된 지시치와 비례전자밸브(68)에 흐르는 실제 전류가 거의 같거나(S8에서 Yes), 상기와 같이 비례전자밸브(68)의 개도량을 가감하는 방식을 통해 보정한 후, 이렇게 보정된 개도량을 갖는 비례전자밸브(68)에 흐르는 전류치를 다시 산출하여 그에 대한 인식편차가 기준치 미만인지를 판단하게 된다(S10).

이와 같이 상기 제어부(5)에서 판단한 결과 비례전자밸브(68)에 대한 보정된 지시치와 비례전자밸브(68)에 흐르는 실제 전류가 거의 같거나, 비례전자밸브(68)의 개도량을 가감하는 방식을 통해 보정한 다음 판단한 결과, 현재 비례전자밸브(68)의 전류 인식편차가 기준치 미만이면 비례전자밸브 등에 이상이 없는 것으로 판단하고 다시 열량을 산출하는 단계(S1)로 되돌아가는 정상 작동을 계속한다.

그러나, 상기에서 판단한 결과 보정된 현재 비례전자밸브(68)의 전류 인식편차가 기준치 미만이 아니면(즉, 비례전자밸브(68)의 성능이 이상이 발생되었거나 비례전자밸브를 구동시켜 주는 구동회로에 이상이 발생된 것으로 판단되면) 보일러의 안전을 위해 버너의 연소를 강제로 차단하고 연소대기모드로 돌입(S12)하되, 필요에 따라서는 이상상태 알림부(7)를 통해 비례전자밸브(68) 자체 또는 이를 구동하여 주는 구동부의 회로에 이상이 발생되었음 알려(S11)시켜 주게 된다.

이와 같이 보일러의 연소작동 중 비례전자밸브(68)에 흐르는 전류가 제어부(5)의 지시치 미만이어서 그 차만큼 전류치를 보정하여 비례전자밸브(68)에 흐르는 전류를 가감시켜 개도량을 보정해주었는데도 불구하고 상기 비례전자밸브(68)에 흐르는 실제 전류치가 허용범위(예를 들어 ±3-7%)를 벗어나 기준치 미만인 경우에는 비례전자밸브(68) 자체 또는 이에 대한 구동회로에 이상이 발생되어 전류치의 보정만으로는 비례전자밸브(68)의 개도량을 원하는 개도량으로 제어할 수 없는 보정 불가능 상태로 판단하고 연소 자체를 정지시켜 주되, 필요에 따라서는 비례전자밸브 자체 또는 이를 구동하여 주는 구동부의 회로에 이상이 발생되었음 알려줌으로써 비례전자밸브의 구동회로 또는 비례전자밸브 자체에 이상이 발생되어 공기량과 가스공급량의 관계비가 원하는 비를 이루지 못하므로 인해 발생될 수 있는 리프팅 또는 CO 가스의 다량 발생을 미연에 방지할 수 있음은 물론 그에 따른 필요 조치를 실시하고 보일러가 빠른 시간 내에 정상적으로 작동되도록 할 수 있는 것이다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

Claims (6)

1. 전원 공급부와 리모컨, 제어부, 기능부품 구동부 및 송풍팬 회전수 및 전류치 검출부를 구비한 보일러의 연소운전 제어장치에 있어서,

   상기 비례전자밸브의 출력단에 비례전자밸브를 통해 흐르는 전류치를 검출하여 제어부에 전달하는 비례전자밸브 전류치 검출부를 설치하고, 난방 또는 온수모드에서 사용자의 설정온도에 의하여 제어부로부터의 연소지시신호가 입력되면 연소열량 구성에 의하여 버너에 공급되는 공기와 가스의 혼합비를 산출한 후, 공기를 공급하는 송풍팬의 회전수를 제어하고, 가스를 공급하는 비례전자밸브의 개도량을 제어함에 있어 상기 비례전자밸브 전류치 검출부를 통해 검출되는 실제 밸브에 흐르는 전류치와 제어부의 지시치가 일치하는지를 상호 비교하여 그 결과값에 따라 상기 비례전자밸브 전류치의 가감을 통하여 비례전자밸브의 전류치를 보정하도록 한 것을 특징으로 하는 보일러의 연소제어시 안전제어장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제어부는 비례전자밸브에 흐르는 실제 전류치와 제어부의 지시치를 상호 비교하며 그 차에 부응하여 비례전자밸브의 전류치를 보정하던 중 그 보정 범위가 허용범위를 벗어날 경우 버너의 연소 자체를 자동 차단하는 것을 특징으로 하는 보일러의 연소제어시 안전제어장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 제어부의 출력단자에는 비례전자밸브에 흐르는 실제 전류치와 제어부의 지시치를 상호 비교하며 그 차에 부응하여 비례전자밸브의 개도량을 보정하던 중 그 보정 범위가 허용범위를 벗어날 경우 비례전자밸브 자체 또는 그를 구동하여 주는 구동부의 회로에 이상이 발생되었음 알려주는 이상상태 알림부를 부가 설치한 것을 특징으로 하는 보일러의 연소제어시 안전제어장치.
4. 전원 공급부와 리모컨, 제어부, 기능부품 구동부 및 송풍팬 펄스 및 전류치 검출부를 구비하고 연소지시신호 입력시 연소관련 기능 부품구동부를 구동시켜 원하는 난방온도 및 온수온도를 얻을 수 있도록 하는 보일러의 연소운전 제어방법에 있어서,

   전원이 공급되고 난방 또는 온수모드에서 사용자의 설정온도에 의하여 제어부로부터의 연소지시신호가 출력되면 연소열량 구성에 의하여 버너에 공급되는 공기와 가스의 혼합비를 산출하는 단계와;

   상기 제어부의 지시치에 부응하여 송풍팬의 구동을 제어하는 단계와;

   상기 송풍팬의 구동에 따른 지시치에 부응하는 비례전자밸브의 개도량 지시치를 산출하여 이를 기능부품 구동부 내 비례전자밸브 구동부로 출력하여 비례전자밸브를 원하는 개도량으로 구동시키는 단계와;

   현재 비례전자밸브의 실제 개도량에 부응하는 전류치를 비례변 전류치 검출부를 통해 검출하여 그 값이 제어부의 지시치와 같은지를 판단하는 단계와;

   상기에서 판단한 결과 실제 비례전자밸브에 흐르는 실제 전류가 제어부의 지시치와 상이하면 그 차에 대응하는 전류치를 이전 지시치에 가감시켜 비례전자밸브의 개도량을 보정하는 단계와;

   상기에서 제어부의 지시치와 비례전자밸브에 실제 흐르는 전류가 거의 같거나, 비례전자밸브의 개도량을 보정한 후에는, 보정된 개도량을 갖는 비례전자밸브에 흐르는 전류치의 인식편차가 기준치 이내인지 미만인지를 판단하는 단계와;

   상기에서 판단한 결과 보정된 현재 비례전자밸브의 전류 인식편차가 기준치 미만이면 다시 열량을 산출하는 단계로 되돌아가고, 기준치 미만이 아니면 보일러의 안전을 위해 버너의 연소를 강제로 차단하고 연소대기모드로 돌입하는 단계; 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러의 연소제어시 안전제어방법.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 비례전자밸브의 개도량 보정에 따른 허용범위는 기준치 대비 ±3-7%인 것을 특징으로 하는 보일러의 연소제어시 안전제어방법.
6. 청구항 4에 있어서,

   보정된 비례전자밸브의 전류 인식편차가 기준치 미만이 아니면 비례전자밸브 자체 또는 그를 구동하여 주는 구동부의 회로에 이상이 발생되었음 알려주는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 보일러의 연소제어시 안전제어방법.