KR20100006477U - 가스히터버너의 화염감지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 가스히터버너의 화염감지장치는 화염감지센서(30)의 애노드단(AN)으로부터 출력되는 감지전류(SC)를 수신하여 감지전류(SC)에 대응되는 전압을 증폭시켜 증폭전압(Vout)을 출력하는 증폭부(AMP)와, 증폭전압(Vout)과 기준전압(Vref)을 비교하여 증폭전압(Vout)이 기준전압(Vref)보다 크면 활성화된 제어신호(C)를 출력하는 비교부(CMP)와, 한 단자가 애노드단(AN)에 연결되고, 다른 단자가 캐소드단(CA)에 연결된 저항(VR)과, 애노드단(AN)으로부터 출력되는 감지전류(SC)에 의해 저항(VR) 양단자의 전압값의 차이를 표시해주는 화염지시계(100)로 구성된다.

가스히터버너, 화염감지센서, 화염지시계

Description

가스히터버너의 화염감지장치{aparatus for sensing a flame of gas heater burner}

본 고안은 가스히터버너의 화염감지장치에 관한 것으로, 특히 가스와 공기의 연비 불균형으로 인한 화염의 출렁거리는 현상 및 화염의 감도를 정확히 감지하여 화염감지센서의 교체시기 및 가스와 공기의 연비를 정확하게 조절할 수 있는 가스히터버너의 화염감지장치에 관한 것이다.

천연가스는 LNG수송선으로부터 인수기지(저장탱크)에 저장되고, 배관망을 통하여 지역별 관리소에 약 70㎏/㎠의 압력으로 인입되며, 가스필터와 정압설비를 통과하여 약 8.5㎏/㎠~20㎏/㎠의 압력으로 감압되고, 계량설비를 통해 수요처인 도시가스와 발전소로 공급되며, 이때 1㎏/㎠당 감압될 때 가스온도가 0.5℃씩 내려가는 줄톰슨효과의 현상이 발생되어 정압설비 후단에 저온취성으로 인한 문제가 발생되므로, 이를 보완하기 위해 정압설비 전단에 가스히터가 설치된다.

가스히터는 간접가열방식으로 가스를 가열하여 가스의 온도를 높여서 정압설비 후단의 저온현상을 보완해 준다.

도 1은 일반적인 가스히터를 나타낸 개략 단면도이고, 도 2는 도 1에 채용된 송풍기 및 버너를 나타낸 개략도이고, 도 3은 일반적인 가스히터버너와 화염감지부를 나타낸 구성도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 가스히터(10)는 내부공간을 형성하는 몸체(11)와, 가스필터를 경유한 가스가 디스트리뷰터(distributor;13)에 의해서 분배되어 유입되고 정압설비로 공급시키는 가스관(12)과, 몸체(11) 내에 수용되는 열교환수(14)와, 열교환수(14)를 가열시키는 연소관(16)과, 연소관(16) 내에 화염을 발생시키는 기스히터버너(20)와, 가스히터버너(20)에 공기를 공급시키는 송풍기(17) 및 송풍기(17)를 회전구동시키는 모터(미도시)로 이루어진다.

도 3에 도시된 바와 같이 가스히터버너(20)는 가스연료를 공급하는 연료공급관(21), 송풍기(17)를 통해 공기를 공급하는 급기관(23), 연료공급관(21) 통로에 설치되어 제어신호(C)에 따라 개폐되는 연료댐퍼(21a), 급기관(23) 통로에 설치되어 제어신호(C)에 따라 개폐되는 공기댐퍼(23a), 화염을 발생시키는 점화부(25) 및 화염의 자외선 영역의 복사에너지를 감지하여 애노드단(AN)으로부터 캐소드단(CA)으로 광전자를 방출하여 애노드단(AN)으로 감지전류(SC)를 출력하는 화염감지센서(30)로 구성된다.

또한, 화염감지부(40)는 화염감지센서(30)로부터 출력되는 감지전류(SC)를 수신하여 감지전류(SC)에 대응되는 전압을 증폭시켜 증폭전압(Vout)을 출력하는 증폭부(AMP)와 증폭전압(Vout)과 기준전압(Vref)을 비교하여 증폭전압(Vout)이 기준전압(Vref)보다 크면 활성화된 제어신호(C)를 출력하는 비교부(CMP)로 구성된다.

종래의 경우 화염감지부는 단지 비교부(CMP)로부터 출력되는 제어신호(C)에 따라 화염이 발생되었는지의 유무만을 판단할 수 있을 뿐이며, 가스히터버너의 안정적인 점화를 위해 가스와 공기의 비율을 조정하거나 화염감지센서의 교체시기를 파악하지 못하며, 단지, 가스히터버너에 장착된 육안점검구를 통해 사용자가 육안으로 화염의 색상이나 화염의 출렁거리는 정도를 파악하여 가스와 공기의 연비를 조정하거나 화염감지센서의 교체를 판단함으로써, 화염의 상태 및 연비조정을 정확히 판단할 수 없고, 육안점검구를 통해 화염을 볼 경우 보염판에 의해 가려지게 되어 화염의 색상을 정확히 판단할 수 없는 문제점을 가지고 있다.

본 고안의 목적은 화염감지센서의 애노드단과 캐소드단 사이에 가변저항과, 애노드단으로부터 출력되는 감지전류에 의한 가변저항의 양단의 전압값의 차이를 나타내는 화염지시계를 구비하여 화염지시계에 의한 전압값에 의해 화염감지센서로부터 감지되는 화염의 감도를 정확히 판단하여 가스히터버너의 안정적인 점화를 위한 가스와 공기의 연비를 정확하게 조정할 수 있고, 화염감지센서의 불량 유무를 정확하게 판단하여 화염감지센서의 불량일 경우 신속하게 화염감지센서를 교체하여 가스히터버너의 오동작을 방지할 수 있는 가스히터버너의 화염감지장치를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 가스히터버너의 화염감지장치는 가스연료를 공급하는 연료공급관, 송풍기를 통해 공기를 공급하는 급기관, 상기 연료공급관 통로에 설치되어 제어신호에 따라 개폐되는 연료댐퍼, 상기 급기관 통로에 설치되어 제어신호에 따라 개폐되는 공기댐퍼, 화염을 발생시키는 점화부 및 화염의 자외선 영역의 복사에너지를 감지하여 애노드단으로부터 캐소드단으로 방출되는 광전자에 의해 상기 애노드단으로 감지전류를 출력하는 화염감지센서를 구비한 가스히터버너에 있어서, 상기 화염감지센서의 애노드단으로 출력되는 감지전류를 수신하여 감지전류에 대응되는 전압을 증폭시켜 증폭전압을 출력하는 증폭부; 상기 증폭전압과 기준전압을 비교하여 상기 증폭전압이 상기 기준전압보다 크면 활 성화된 제어신호를 출력하는 비교부; 한 단자가 상기 애노드단에 연결되고, 다른 단자가 상기 캐소드단에 연결된 저항; 및 상기 애노드단으로부터 출력되는 감지전류에 의해 상기 저항 양단자의 전압값의 차이를 표시해주는 화염지시계를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 저항은 가변저항인 것을 특징으로 한다.

본 고안의 가스히터버너의 화염감지장치는 화염감지센서의 애노드단과 캐소드단 사이에 가변저항과, 애노드단으로부터 출력되는 감지전류에 의한 가변저항의 양단의 전압값의 차이를 표시해주는 화염지시계를 구비하여 화염지시계에 의한 전압값에 의해 화염감지센서로부터 감지되는 화염의 감도를 정확히 판단하여 가스히터버너의 안정적인 점화를 위한 가스와 공기의 연비를 정확하게 조정할 수 있고, 화염감지센서의 불량유무를 정확하게 판단하여 화염감지센서의 불량일 경우 신속하게 화염감지센서를 교체하여 가스히터버너의 오동작을 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 가스히터버너의 화염감지장치를 상세히 설명하고자 한다.

도 4는 본 고안의 가스히터버너의 화염감지장치의 구성도이다.

도 4의 본 고안의 가스히터버너의 화염감지장치는 화염감지센서(30)의 애노드단(AN)으로부터 출력되는 감지전류(SC)를 수신하여 감지전류(SC)에 대응되는 전압을 증폭시켜 증폭전압(Vout)을 출력하는 증폭부(AMP)와, 증폭전압(Vout)과 기준 전압(Vref)을 비교하여 증폭전압(Vout)이 기준전압(Vref)보다 크면 활성화된 제어신호(C)를 출력하는 비교부(CMP)와, 한 단자가 애노드단(AN)에 연결되고, 다른 단자가 캐소드단(CA)에 연결된 저항(VR)과, 애노드단(AN)으로부터 출력되는 감지전류(SC)에 의해 저항(VR) 양단자의 전압값의 차이를 표시해주는 화염지시계(100)로 구성된다.

또한, 저항(VR)은 가변저항으로 구성될 수 있다.

상기의 구성에 따른 본 고안인 가스히터버너의 화염감지장치의 동작은 다음과 같다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 가스히터버너(20)의 점화부(25)에 의해 화염이 발생되면 화염감지센서(30)는 화염의 자외선 영역의 복사에너지를 감지하고, 복사에너지에 따라 애노드단(AN)으로부터 캐소드단(CA)으로 광전자를 방출하고, 방출된 광전자에 의해 화염감지센서(30)는 애노드단(AN)으로 화염의 상태에 따라 20㎂ 미만의 감지전류(SC)를 출력한다. 즉, 가스히터버너(20)가 점화되어 화염이 발생되면 화염감지센서(30)는 애노드단(AN)으로 감지전류(SC)를 발생시키고, 가스히터버너(20)가 소화되면 화염감지센서(30)는 애노드단(AN)으로 감지전류(SC)를 출력하지 않는다.

도 4에 도시된 바와 같이 증폭부(AMP)는 화염감지센서(30)의 애노드단(AN)으로부터 출력되는 감지전류(SC)를 수신하여 감지전류(SC)에 대응되는 전압을 증폭시켜 증폭전압(Vout)을 출력하고, 비교부(CMP)는 증폭전압(Vout)과 기준전압(Vref)을 비교하여 증폭전압(Vout)이 기준전압(Vref)보다 크면 활성화된 제어신호(C)를 출력하고, 활성화된 제어신호(C)에 의해 연료댐퍼(21a)와 공기댐퍼(23a)는 개방되어 연료관(21)과 급기관(23)으로 각각 가스연료와 공기가 공급되게 된다. 증폭전압(Vout)이 기준전압(Vref) 이하이면 반대로 제어신호(C)는 비활성화되어 연료댐퍼(21a)와 공기댐퍼(23a)를 폐쇄시켜 화염이 발생되지 않도록 한다.

제어신호(C)가 활성화되어 연료댐퍼(21a)와 공기댐퍼(23a)가 개방되어 계속적으로 화염이 발생되면 화염감지센서(30)의 애노드단(AN)으로 출력되는 감지전류(SC)는 점차 증가하게 되어 화염의 세기가 최고점에 도달하면 감지전류(SC)는 20㎂의 전류를 출력하게 된다. 애노드단(AN)과 캐소드단(CA)에 사이에 연결된 저항(VR) 양단은 애노드단(AN)으로부터 출력되는 감지전류(SC)에 의해 전압차가 발생되고, 화염지시계(100)는 저항(VR) 양단자의 전압값의 차이를 표시해준다.

따라서 화염지시계(100)에 표시되는 전압은 가스히터버너(20)의 소화시에는 저항(VR) 양단의 전압차는 0V이므로 0으로 표시되고, 가스히터버너(20)의 초기 점화시에는 감지전류(SC)의 전류값에 의해 0V 보다 큰 전압을 갖게 된다. 제어신호(C)가 활성화되어 연료댐퍼(21a)와 공기댐퍼(23a)가 개방되어 가스연료와 공기가 공급되면 화염이 강해지게 되고, 화염감지센서(30)로부터 출력되는 감지전류(SC)는 점차적으로 증가되고, 이로 인해 화염지시계(100)에 표시되는 저항(VR) 양단의 전압차는 커지게 된다. 예를 들어 화염의 세기가 최고점에 도달할 경우 감지전류(SC)는 20㎂이고, 이때 저항(VR) 양단의 전압차가 5V라고 하면 화염지시계(100)는 5를 표시하도록 하여 화염지시계(100)에 의해 화염의 세기를 사용자는 손쉽게 판단할 수 있다.

또한, 가스히터버너의 점화 후 가스와 공기의 연비가 불균형하여 가스히터버너의 화염의 세기가 급변하여 화염이 출렁거릴 경우 화염지시계(100)로부터 표시되는 지시값도 급변하게 되므로 사용자는 화염지시계(100)로부터 표시되는 지시값에 의해 가스와 공기의 혼합연비가 불량인 것을 쉽게 판단하여 정확하게 혼합연비를 조정할 수 있다. 이와 같이 화염의 강도에 따른 화염지시계(100)로부터의 정확한 지시값에 의거 상시 화염의 강도를 측정하고, 주기적인 데이터 관리를 통해 화염감지센서(30)의 교체시기를 정확히 파악할 수 있다.

또한, 화염감지센서(30)의 종류에 따라 화염감지센서(30)로부터 출력되는 감지전류(SC)는 상이하므로, 저항(VR)은 가변저항을 사용하여 화염지시계(100)로부터 표시되는 지시값의 범위를 일치시킬 수도 있다.

도 1은 일반적인 가스히터를 나타낸 개략 단면도,

도 2는 도 1에 채용된 송풍기 및 버너를 나타낸 개략도,

도 3은 일반적인 가스히터버너와 화염감지부를 나타낸 구성도.

도 4는 본 고안의 가스히터버너의 화염감지장치의 구성도이다.

Claims (2)

1. 가스연료를 공급하는 연료공급관(21), 송풍기(17)를 통해 공기를 공급하는 급기관(23), 상기 연료공급관(21) 통로에 설치되어 제어신호(C)에 따라 개폐되는 연료댐퍼(21a), 상기 급기관(23) 통로에 설치되어 제어신호(C)에 따라 개폐되는 공기댐퍼(23a), 화염을 발생시키는 점화부(25) 및 화염의 자외선 영역의 복사에너지를 감지하여 애노드단(AN)으로부터 캐소드단(CA)으로 방출되는 광전자에 의해 상기 애노드단(AN)으로 감지전류(SC)를 출력하는 화염감지센서(30)를 구비한 가스히터버너에 있어서,

   상기 화염감지센서(30)의 애노드단(AN)으로부터 출력되는 상기 감지전류(SC)를 수신하여 상기 감지전류(SC)에 대응되는 전압을 증폭시켜 증폭전압(Vout)을 출력하는 증폭부(AMP);

   상기 증폭전압(Vout)과 기준전압(Vref)을 비교하여 상기 증폭전압(Vout)이 기준전압(Vref)보다 크면 활성화된 제어신호(C)를 출력하는 비교부(CMP);

   한 단자가 상기 애노드단(AN)에 연결되고, 다른 단자가 상기 캐소드단(CA)에 연결된 저항(VR); 및

   상기 애노드단(AN)으로부터 출력되는 감지전류(SC)에 의해 상기 저항(VR) 양단자의 전압값의 차이를 표시해주는 화염지시계(100)를 구비한 것을 특징으로 하는 가스히터버너의 화염감지장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 저항(VR)은 가변저항인 것을 특징으로 하는 가스히터버너의 화염감지장치.

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