KR20150139498A - Burner - Google Patents

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KR20150139498A
KR20150139498A KR1020157023306A KR20157023306A KR20150139498A KR 20150139498 A KR20150139498 A KR 20150139498A KR 1020157023306 A KR1020157023306 A KR 1020157023306A KR 20157023306 A KR20157023306 A KR 20157023306A KR 20150139498 A KR20150139498 A KR 20150139498A
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KR1020157023306A
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Inventor
카주히코 오가사와라
토모키 아비코
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니뽄 오이루폼푸 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 비례 제어형 버너의 기계 부품을 최대한 생략하고 소비 전력을 억제할 수 있으며, 더구나 연도를 경유하여 버려지고 있는 열량을 가능한 한 줄일 수 있는 버너의 제공을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 본 발명은 고속 전자 밸브(11)가 연료 공급 시스템(Lf)에 제공되며, 상기 고속 전자 밸브(11)는 입력되는 펄스 신호가 ON일 때 열리고, 상기 펄스 신호가 OFF일 때 닫히는 기능을 구비하고 있으며, 또 연소 배기 측에 배치되어 연소 가스의 산소 농도를 계측하는 산소 농도 센서(80)와, 그 산소 농도 센서(80)의 계측 결과가 송출되는 제어장치(60)를 설치하고 있으며, 상기 제어 장치(60)는 인버터(50)의 주파수를 변화하도록 조절하며 또한 산소 농도 센서(80)에서 검출된 연소 가스 중의 산소 농도가 거의 영(0,제로)에 근접하도록 연소 공기량을 조절하는 기능을 가지게 구성되어 있다.The object of the present invention is to provide a burner capable of omitting the mechanical parts of the proportional control type burner as much as possible, suppressing power consumption, and reducing the quantity of heat discarded via the burner as much as possible. The high speed solenoid valve 11 is provided in the fuel supply system Lf and the high speed solenoid valve 11 is opened when the input pulse signal is ON and closes when the pulse signal is OFF And an oxygen concentration sensor 80 disposed on the combustion exhaust side for measuring the oxygen concentration of the combustion gas and a control device 60 for sending out the measurement result of the oxygen concentration sensor 80 are provided, The control device 60 controls the frequency of the inverter 50 so as to change the frequency of the combustion air so that the oxygen concentration in the combustion gas detected by the oxygen concentration sensor 80 is close to zero Respectively.

Description

버너{Burner}Burner {Burner}

본 발명은 연소용 버너, 특히 비례 제어방식의 버너에 관한 것이다.
The present invention relates to a combustion burner, in particular to a proportional control type burner.

도 6을 참조하여 기존 기술의 비례 제어방식의 버너를 설명한다.Referring to FIG. 6, a burner of proportional control method of the prior art will be described.

도 6에 있어서 전체를 부호 100J로 표시한 버너는, 송풍 팬(10J)과, 그 송풍 팬(10J)의 선단부에 마련된 연료 분사 노즐(12)와 연료 펌프(20J)와 연료 공급 시스템(Lf)과 에어 댐퍼(13), 댐퍼 모터(35), 에어 컨트롤 디스크(36), 링크 (37,86)등의 기계식 구성 부품을 갖추고 있다. 그리고 연료 공급 시스템(Lf)은 연료 제어용 밸브류(21~23)와 에어 빼기 밸브(24)와 오일 스트레이너(28) 및 연료 탱크(40)를 구비하고 있다.6, the burner 100J is provided with a blowing fan 10J, a fuel injection nozzle 12, a fuel pump 20J, and a fuel supply system Lf provided at the front end of the blowing fan 10J. And an air damper 13, a damper motor 35, an air control disk 36, links 37 and 86, and other mechanical components. The fuel supply system Lf is provided with fuel control valves 21 to 23, an air vent valve 24, an oil strainer 28 and a fuel tank 40.

버너(100J)의 연소에 있어서는 연료 분사 노즐(12)의 분사량을 조정할 뿐 아니라, 송풍 팬(10J)에 의해 공기 공급량을 조정할 필요가 있다.In the combustion of the burner 100J, it is necessary not only to adjust the injection amount of the fuel injection nozzle 12 but also to adjust the air supply amount by the blowing fan 10J.

연료분사량을 조정할 시에는 공급 라인(Lf12)를 통해서 연료 분사 노즐(12)에 공급되는 연료 공급량을 QAj, 연료 되돌림 라인(Lf13)을 통해서 연료 분사 노즐(12)로부터 연료 펌프(20J)에 되돌리는 연료 복귀량을 QBj 라면 연료 분사 노즐(12)에서 분사되는 연료 QC는 식 QC=QAj - QBj로 나타내진다.The fuel supply amount supplied to the fuel injection nozzle 12 through the supply line Lf12 is returned from the fuel injection nozzle 12 to the fuel pump 20J through the fuel return line Lf13 If the fuel return amount is QBj, then the fuel QC injected from the fuel injection nozzle 12 is expressed by the formula QC = QAj - QBj.

도 6에 표시한 종래 기술의 버너(100J)에서는 연료 공급량 QAj는 일정량이다. 그렇기 때문에 복귀량 QBj를 유량조정 밸브(23)로 조절함으로써(QBj를 제어함으로써), 분사량 QC를 조절(제어)하고 있다.In the burner 100J of the prior art shown in Fig. 6, the fuel supply amount QAj is a constant amount. Therefore, the injection quantity QC is controlled (controlled) by adjusting the return amount QBj by the flow rate regulating valve 23 (by controlling QBj).

그리고 종래 기술의 버너(100J)에서는, 송풍 팬(10J)의 회전수도 일정하기 때문에, 에어 댐퍼(13)로 교축(throttling)하는 연료 분사 노즐(12)측에 흐르는 공기량을 제어하고 있다.In the burner 100J of the related art, the amount of air flowing to the fuel injection nozzle 12, which is throttled by the air damper 13, is controlled because the rotation of the blowing fan 10J is also constant.

도 7은 세로축에 연료량과 공기량을 나타내고 있다. 그리고, 도 7에서는 버너(100J)에 대해서, 연료 공급량 QAj와 연료 복귀량 QBj와 노즐(12)로부터의 분사량 QC와 연료 펌프(20J)에서 연료 탱크(40)에 되돌린 연료유의 순환량 QR(펌프 연료 되돌림 양)과, 송풍 팬(10J)에 의해서 공급되는 공기 공급량 Qa의 특성 혹은 관계를 나타내고 있다.FIG. 7 shows the amount of fuel and the amount of air on the vertical axis. 7, the fuel supply amount QAj, the fuel return amount QBj, the injection amount QC from the nozzle 12, and the circulation amount QR of the fuel oil returned to the fuel tank 40 from the fuel pump 20J Fuel return amount) and the air supply amount Qa supplied by the air blowing fan 10J.

도 7에 있어서 부호 T-Qa는 공기 공급량의 변화를 나타내며, 부호 T-QAj는 연료 공급량 QAj의 특성을 나타내며(연료 공급량 QAj는 일정하고, 변화하지 않는다), 부호 T-QBj는 연료 복귀량 QBj의 특성을 나타내며, 부호 T-QC는 연료 분사량의 특성을 나타내며, 부호 T-QR은 펌프 연료 복귀량 QR의 특성을 나타내고 있다.In FIG. 7, reference symbol T-Qa denotes a change in air supply amount, reference symbol T-QAj denotes a characteristic of the fuel supply amount QAj (fuel supply amount QAj is constant and does not vary) The reference symbol T-QC denotes the characteristic of the fuel injection quantity, and the symbol T-QR denotes the characteristic of the pump fuel return amount QR.

도 7에 있어서 수직 방향으로 연장하는 라인 LH보다도 왼쪽 영역에서는 버너(100J)가 최대 연소 상태이다. 라인 LH보다 오른쪽 영역에서는 연소 조절이 되고, 연료 분사 노즐(12)에서 분사되는 연료 QCj는 오른쪽으로 갈수록 감소하고 연료 복귀량 QBj는 오른쪽으로 갈수록 증가한다.In FIG. 7, the burner 100J is in the maximum burning state in the left region than the line LH extending in the vertical direction. The combustion is controlled in the region to the right of the line LH, and the fuel QCj injected from the fuel injection nozzle 12 decreases as it goes to the right and the fuel return amount QBj increases as it goes to the right.

버너(100J)에서 양호한 연소를 하기 위해서는 공기 공급량과 연료 분사량의 비율은 일정하게 된다. 이 때문에, 도 7에서는 공기 공급량 특성 T-Qaj와 연료 분사량 특성 T-QCj는 평행하게 나타나고 있다.In order to perform good combustion in the burner 100J, the ratio of the air supply amount to the fuel injection amount becomes constant. Therefore, in Fig. 7, the air supply amount characteristic T-Qaj and the fuel injection amount characteristic T-QCj appear parallel.

관련된 특성을 실현하기 위해 종래 기술에서의 비례 제어식 버너에서는 도 6의 연료 복귀(되돌림)라인 Lf13에 있어서 유량 조절 밸브(23)를 제어하는 것과 동기화되어, 송풍 팬(10J)의 에어 댐퍼(13)를 조절(제어)하고, 송풍 팬(10J)의 풍량을 조절(제어)하고 있다.The proportional control type burner in the prior art in order to realize the related characteristic is synchronized with the control of the flow rate regulating valve 23 in the fuel return line Lf13 of Fig. 6 so that the air damper 13 of the blowing fan 10J, And controls (controls) the air volume of the blowing fan 10J.

도 6에 표시한 종래 기술에 관련된 버너(100J)에서는, 상술한 다양한 유량 조절 밸브(23)의 제어와 에어 댐퍼(13)의 조절(제어)을, 댐퍼 모터(35)와 에어 컨트롤 디스크(36), 링크 (37,38)등에 의해서 달성하고 있다.The control of the various flow rate control valves 23 and the control of the air damper 13 are controlled by the damper motor 35 and the air control disk 36 , Links 37 and 38, and the like.

그러나 댐퍼 모터(35)와 에어 컨트롤 디스크(36), 링크 (37,38)등에 의한 조절(제어)은 복잡한 구성의 기계 부품이 필요하다.However, the adjustment (control) by the damper motor 35, the air control disk 36, the links 37 and 38, etc. requires a complicated mechanical component.

그리고 복잡한 구성의 기계 부품을 사용하는 종래 기술에 관련된 버너(100J)에서는 구조가 복잡하게 되고, 정확한 제어가 곤란하다.In the burner 100J related to the prior art which uses mechanical parts of a complicated configuration, the structure becomes complicated and precise control becomes difficult.

또 초기 투자는 물론 관리에도 많은 노력이 필요하다.In addition, initial investment as well as management needs a lot of effort.

여기에 덧붙여서 도 6에 나타낸 종래 기술에 관련된 버너(100J)에서는, 소비 전력이 크고 운전 비용이 많이 든다는 문제도 있다.Incidentally, there is also a problem that the burner 100J related to the conventional art shown in Fig. 6 has high power consumption and high operation cost.

여기서 비례 제어를 실시하는 버너에 대해서는 종래부터 여러 가지 방안들이 제안되고 있다(예를 들어 특허 문헌 1 참조).Conventionally, various methods have been proposed for burners that perform proportional control (see, for example, Patent Document 1).

그러나 상기 종래 기술(특허 문헌 1)에 따른 연소 장치는 2개의 연소부를 포함하고 있는 총 연소량이 규제된 연소 장치에서 사용이 나쁜 측의 연소부를 효과적으로 이용하는 것을 목적으로 하고 있어 전술한 문제에 대처할 수 있는 것은 아니다.However, the combustion apparatus according to the above-mentioned prior art (patent document 1) is intended to effectively use the combustion section on the side of bad use in the combustion apparatus having the total combustion amount regulating the total combustion amount including two combustion sections, It is not.

또 해당 종래 기술(특허 문헌 1)에 따른 연소 장치에서는 불완전 연소를 방지할 목적으로 연소 가스 중에 다량의 산소를 포함하고 있으며, 연도를 경유해서 배출되는 배기량이 많아지면서 배기에 포함되는 열량이 다량으로 헛되이 버려진다는 문제를 가지고 있었다.
Further, in the combustion apparatus according to the related art (Patent Document 1), a large amount of oxygen is contained in the combustion gas for the purpose of preventing incomplete combustion, and as the exhaust amount discharged through the flue increases, the amount of heat contained in the exhaust becomes large I had a problem of being abandoned in vain.

특허 문헌 1: 일본특허공개 2006-64301호 공보Patent Document 1: JP-A-2006-64301

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로, 비례 제어형 버너의 기계 부품을 최대한 생략하고 소비 전력을 억제할 수 있으며, 더구나 연도를 경유하여 버려지고 있는 열량을 가능한 한 줄일 수 있는 버너의 제공을 목적으로 하고 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a burner capable of omitting mechanical parts of a proportional control type burner and suppressing power consumption, And the like.

본 발명의 버너(100)는 연료 공급 시스템(Lf)과 공기 공급 시스템(La)을 포함하고 있으며, 상기 연료 공급 시스템(Lf)은 연료 공급용 펌프(20)를 구비하고 있고, 연료 공급 시스템(Lf)에 있어서 연료 공급용 펌프(20)보다도 분사 측의 영역(Lf2)에는 고속 전자 밸브(11)를 마련하고 있으며, 상기 고속 전자 밸브(11)는 입력되는 펄스 신호가 ON일 때에 열리고, OFF 때에 닫히는 기능을 가지고 있으며, 그리고 연료 공급용 펌프(20)를 구동하는 구동 모터(30)의 전원 공급회로에 인버터(50)가 마련되어 있으며, 공기 공급 시스템(La)은 공기 공급용 송풍 팬(10)을 가지고 있고, 공기 공급용 송풍 팬(10)을 구동하는 구동 모터(30)의 전원 공급회로에는 인버터(50)가 도중에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.The burner 100 of the present invention includes a fuel supply system Lf and an air supply system La and the fuel supply system Lf includes a fuel supply pump 20, The high speed solenoid valve 11 is provided in the region Lf2 on the injection side of the fuel supply pump 20 in the high speed solenoid valve Lf and the high speed solenoid valve 11 is opened when the input pulse signal is ON, And the inverter 50 is provided in the power supply circuit of the drive motor 30 for driving the fuel supply pump 20. The air supply system La is connected to the air supply blowing fan 10 , And an inverter (50) is installed halfway in the power supply circuit of the drive motor (30) for driving the air supply blowing fan (10).

본 발명에 있어서, 연료 공급 시스템(Lf)에 마련된 고속 전자 밸브(11)의 토출 측에 노즐(12)을 배치하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to dispose the nozzle 12 on the discharge side of the high-speed solenoid valve 11 provided in the fuel supply system Lf.

또 본 발명에 있어서 배기관(E)에 배치되어 연소 가스의 산소 농도를 계측하는 산소 농도 센서(80)와, 그 산소 농도 센서(80)의 계측 결과가 송출되는 제어장치(60)를 마련하고, 해당 제어장치(60)는 산소 농도 센서(80)에서 검출된 연소 가스 중의 산소 농도가 제로(영)에 다가서도록 인버터(50)의 주파수를 변화시키고 연소 공기량을 조절하는 기능을 가지도록 하는 것이 바람직하다.In the present invention, the oxygen concentration sensor 80 disposed in the exhaust pipe E for measuring the oxygen concentration of the combustion gas and the control device 60 for sending the measurement result of the oxygen concentration sensor 80 are provided, It is preferable that the control device 60 has a function of changing the frequency of the inverter 50 and adjusting the amount of combustion air such that the oxygen concentration in the combustion gas detected by the oxygen concentration sensor 80 approaches zero Do.

본 발명의 버너의 운전 방법은 전술한 산소 농도 센서(80)와 제어장치(60)를 가진 버너의 운전 시에는 배기관(E)의 연소 배기 측에 배치된 산소 농도 센서(80)에 의해 연소 가스의 산소 농도를 계측하는 공정(S1)과, 상기 산소 농도 센서(80)에서 검출된 연소 가스 중의 산소 농도가 영(0)에 근접하도록 인버터(50)의 주파수를 변화시키고 연소 공기량을 조정하는 공정(S3, S4)을 가지고 있는 것을 특징으로 한다.The operation method of the burner of the present invention is operated by the oxygen concentration sensor 80 disposed on the combustion exhaust side of the exhaust pipe E when the burner having the oxygen concentration sensor 80 and the control device 60 is operated, (S1) of measuring the oxygen concentration of the inverter 50 and adjusting the combustion air amount by changing the frequency of the inverter 50 so that the oxygen concentration in the combustion gas detected by the oxygen concentration sensor 80 is close to zero (S3, S4).

본 발명에 있어서 연료 공급용 펌프(20) 및 송풍 팬(10)은 단일의 구동 모터(30)에 의해 구동되며, 상기 인버터(50)는 해당 단일 구동 모터(30)의 전원 회로(Le)에 설치되고 있는 것이 바람직하다.The fuel supply pump 20 and the blowing fan 10 are driven by a single drive motor 30 and the inverter 50 is connected to the power supply circuit Le of the single drive motor 30 It is preferable that it is installed.

단, 연료 공급용 펌프와 송풍 팬을 별개의 구동 모터로 구동하고 당해 별개의 구동 모터의 각각의 구동 전원 회로에 인버터를 설치한 형태로 구성할 수도 있다.
However, the fuel supply pump and the blowing fan may be driven by separate driving motors, and an inverter may be provided in each driving power supply circuit of the separate driving motor.

상술한 구성을 구비하는 본 발명에 따르면, 고속 전자 밸브(11)에서 펄스 폭을 제어하여 분사량을 제어하므로 종래의 공급 연료량과 복귀 연료량의 차이에 따른 연료 분사량을 결정하는 비례 제어형 버너(예를 들어, 도 6)와 비교하여 연료 분사량의 제어 정확도를 향상할 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, since the pulse width is controlled by the high-speed solenoid valve 11 to control the injection amount, a proportional control type burner for determining the fuel injection amount corresponding to the difference between the supplied fuel amount and the return fuel amount , Fig. 6), it is possible to improve the control accuracy of the fuel injection amount.

그리고 본 발명에 의하면, 인버터(50)에 의해 구동 모터(30)의 회전수를 제어함으로써 고속 전자 밸브(11) 측(분사 측)에 연료를 공급하는 연료 공급용 펌프(20)의 회전수와, 상기 고속 전자 밸브(11) 측(분사 쪽)에 공기를 공급하는 송풍 팬(10)의 회전량을 적정한 수치로 변경할 수 있다. 그 결과, 쓸데없는 전력 소비를 억제할 수 있다.According to the present invention, the number of revolutions of the drive motor 30 is controlled by the inverter 50 so that the number of revolutions of the fuel supply pump 20 that supplies the fuel to the high-speed solenoid valve 11 (injection side) , The amount of rotation of the blowing fan 10 for supplying air to the high-speed solenoid valve 11 side (jetting side) can be changed to an appropriate value. As a result, useless power consumption can be suppressed.

본 발명은 연료 공급용 펌프(20)의 회전수가 일정하지 않아도 고속 전자 밸브(11)에 입력되는 신호 펄스 폭을 제어하여 연료 분사량을 고정밀도로 제어하는 것에 의해 연료 분사량을 적정하게 제어할 수 있다. 다시 말해 본 발명에 따르면, 종래 기술처럼, 노즐로부터 연료 공급원 측에 되돌리는 연료 유량을 제어하지 않아도 연료 분사량을 적정하게 제어할 수 있다.The present invention can properly control the fuel injection amount by controlling the signal pulse width inputted to the high speed solenoid valve 11 to control the fuel injection amount with high accuracy even if the number of revolutions of the fuel supply pump 20 is not constant. In other words, according to the present invention, it is possible to appropriately control the fuel injection amount without controlling the fuel flow rate returned from the nozzle to the fuel supply source side as in the prior art.

그 결과 본 발명에 의하면, 노즐(12)로부터 연료 공급원(40) 측에 연료를 되돌리는 복귀용 연료 배관은 불필요하다. 즉 본 발명은 연료 공급용 펌프(20)와 고속 전자 밸브(11) 사이에는 연료를 공급하는 시스템만을 만들어 고속 전자 밸브(11)로부터 연료를 연료 공급용 펌프(20) 측에 되돌리는 회로는 마련할 필요가 없다. 그리고 본 발명에 있어서 연료를 연료 공급원(40) 측에 되돌리는 회로는 해당 펌프(20)와 연료 공급원(40) 사이를 연통하는 회로(Lf1, LF3)로만 할 수 있다.As a result, according to the present invention, the return fuel pipe for returning the fuel from the nozzle 12 to the fuel supply source 40 side is unnecessary. That is, the present invention provides a system for supplying fuel between the fuel supply pump 20 and the high-speed solenoid valve 11 and a circuit for returning the fuel from the high-speed solenoid valve 11 to the fuel supply pump 20 side You do not have to. In the present invention, the circuit for returning the fuel to the fuel supply source 40 side may be only the circuits Lf1 and LF3 that communicate between the pump 20 and the fuel supply source 40. [

따라서, 노즐에 연료를 공급하는 회로와 노즐에서 분사되지 않고 연료 공급원 측에 되돌아가는 회로를 갖는 종래 기술에 비교하여 본 발명은 연료 공급 시스템의 배관 수를 적게 하고, 보수에 필요한 인력을 감소시킬 수 있다.Therefore, compared with the prior art having a circuit for supplying fuel to the nozzle and a circuit for returning to the fuel supply source side without being sprayed from the nozzle, the present invention can reduce the number of piping of the fuel supply system, have.

또 본 발명에 있어서 인버터(50)에 의해 구동 모터(30)의 회전수를 제어함으로써 고속 전자 밸브(11) 측(분사 측)에 연료를 공급하는 연료 공급용 펌프(20)의 회전수를 제어할 수 있어, 기존의 비례 제어형 버너(100J)와 달리 분사 측에 공급되는 연료 공급량(송유량)을 일정하게 할 필요는 없다. 운전시 상태에 따라서 적당히 연료 공급량을 변화시킬 수 있다.In the present invention, the number of revolutions of the drive motor 30 is controlled by the inverter 50 to control the number of revolutions of the fuel supply pump 20 that supplies fuel to the high-speed solenoid valve 11 (injection side) Unlike the conventional proportional control type burner 100J, it is not necessary to keep the amount of fuel supplied to the injection side (the flow rate of the feed flow) constant. The fuel supply amount can be appropriately changed according to the state at the time of operation.

그 결과 연료 공급원(40) 측에 되돌아가는 연료 유량을 적게 하여 연료 순환 때문에 필요한 전력을 절감할 수 있다.As a result, it is possible to reduce the amount of fuel flow back to the fuel supply source 40 side, thereby reducing power required for fuel circulation.

발명자의 실험에 따르면 시스템 전체적으로 기존의 버너(100J)와 비교하여 연료의 되돌아가는 유량을 약 7할 정도 줄여서 버너(100)전체적으로 약 6할의 전력 소비를 절약할 수 있었다.According to the inventor's experiment, the flow rate of the fuel returning is reduced by about 7% as compared with the conventional burner 100J as a whole, so that the power consumption of the burner 100 as a whole can be saved by about 60%.

본 발명에 의하면, 버너(100)의 연소에 필요한 공기 공급량은 공기 공급용 송풍 팬(10)을 구동하는 구동 모터(30)의 전원 회로(Le)에 마련된 인버터(50)에 의해 적정한 회전수로 제어할 수 있다.The air supply amount necessary for burning the burner 100 is controlled by the inverter 50 provided in the power supply circuit Le of the drive motor 30 for driving the air supply blowing fan 10 at a proper rotation speed Can be controlled.

그 결과, 버너(100)의 연소 조건에 알맞은 유량의 공기를 공급하고 버너(100)의 연소 효율을 향상할 수 있다.As a result, it is possible to supply air at a flow rate suitable for the combustion condition of the burner 100 and improve the combustion efficiency of the burner 100.

그 결과 연료의 여분의 소비를 억제하고 소비 전력을 낮출 수 있다.As a result, excessive consumption of fuel can be suppressed and power consumption can be lowered.

또 본 발명에 따르면 고속 전자 밸브(11)에서 펄스 폭을 제어하고 분사량을 제어함과 함께 인버터(50)에 의해 구동 모터(30)의 회전수를 제어하고 있어, 기존의 비례 제어 버너(100J)에서 필요로 했던 기계 요소, 예를 들어 에어 댐퍼(13), 링크(37,38), 에어 컨트롤 디스크(36) 등이 불필요하다. 그 때문에, 구성이 간소화되어, 제조 및 유지 보수의 비용과 인력을 감소시킬 수 있다.According to the present invention, the high-speed solenoid valve 11 controls the pulse width, the injection amount, and the rotation speed of the drive motor 30 by the inverter 50, so that the proportional control burner 100J, For example, the air damper 13, the links 37 and 38, the air control disk 36, and the like are unnecessary. Therefore, the configuration can be simplified, and the cost and manpower for manufacturing and maintenance can be reduced.

본 발명에 있어서 고속 전자 밸브(11)의 토출 측에 노즐(12)을 마련하는 것이 바람직하다.It is preferable that the nozzle 12 is provided on the discharge side of the high-speed solenoid valve 11 in the present invention.

발명자의 실험에 따르면 고속 전자 밸브(11)의 토출 측에 노즐(12)을 마련함으로써 연소성이 향상되는 것으로 확인됐다.According to the experiment of the inventor, it has been confirmed that the nozzle 12 is provided on the discharge side of the high-speed solenoid valve 11 to improve the combustibility.

본 발명에 있어서 연소 배기 측에 배치되어 연소 가스의 산소 농도를 계측하는 산소 농도 센서(80)와, 그 산소 농도 센서(80)의 계측 결과가 송출되는 제어장치(60)를 설치하고 있어, 상기 제어 장치(60)가 산소 농도 센서(80)에서 검출된 연소 가스 중의 산소 농도가 거의 영(0,제로)에 근접하도록 인버터(50)의 주파수를 변화시키고 송풍 팬의 회전수를 조절하는 기능을 가지게 구성되어 있으면, 연소 가스 중의 산소 농도가 거의 영에 가까이 되도록 인버터(50)의 주파수를 변화시키는 연소 공기량을 조절함으로써 연소 시에 공급되는 공기의 양도 적어질 수 있고, 또 연소 가스의 양을 최소로 할 수 있다. 또 배기에 포함되어 있는 열량만큼 에너지를 절약할 수 있다.The oxygen concentration sensor 80 disposed on the combustion exhaust side of the present invention for measuring the oxygen concentration of the combustion gas and the control device 60 sending out the measurement result of the oxygen concentration sensor 80 are provided, The control device 60 has a function of changing the frequency of the inverter 50 and adjusting the rotational speed of the blowing fan so that the oxygen concentration in the combustion gas detected by the oxygen concentration sensor 80 is close to zero The amount of air to be supplied at the time of combustion can be reduced by adjusting the amount of combustion air that changes the frequency of the inverter 50 so that the oxygen concentration in the combustion gas is close to zero, . Energy can also be saved by the amount of heat contained in the exhaust.

그리고 연소 가스의 양을 최소화하는 것에 의해 배기량이 감소하고 연도를 통해서 배기되는 열량도 줄어든다. 그 결과 연료가 효율적으로 이용되어 버너 또는 버너를 사용하는 설비(예를 들면, 보일러)의 열 효율이 향상된다. 또 주위 환경에 미치게 되는 열적 영향이 작아진다.
By minimizing the amount of combustion gas, the amount of exhaust is reduced and the amount of heat exhausted through the flue is also reduced. As a result, the fuel is efficiently used and the thermal efficiency of a burner or a facility using the burner (for example, a boiler) is improved. Also, the thermal influence on the surrounding environment is reduced.

도 1은 본 발명의 제1실시예를 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 2는 제1실시예에서 사용되는 고속 전자 밸브의 입력 신호를 나타내는 특성 도이다.
도 3은 제1실시예의 송풍량, 펌프의 연료 공급량, 연료 분사량을 나타내는 특성 도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 제2실시예의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 종래의 비례 제어형 버너를 나타내는 블록도이다.
도 7은 종래의 비례 제어형 버너 송풍량, 펌프에의 연료 공급량, 연료 분사량을 나타내는 특성도이다.1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
2 is a characteristic diagram showing an input signal of the high-speed solenoid valve used in the first embodiment.
3 is a characteristic diagram showing the amount of air blowing, the fuel supply amount of the pump, and the fuel injection amount in the first embodiment.
4 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
5 is a flowchart for explaining the control method of the second embodiment.
6 is a block diagram showing a conventional proportionally controlled burner.
Fig. 7 is a characteristic diagram showing the conventional proportional control burner blowing amount, the fuel supply amount to the pump, and the fuel injection amount.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1에 근거하여 제1실시예와 관련한 버너(100)를 설명한다.First, the burner 100 according to the first embodiment will be described based on Fig.

도 1에서 버너(100)는 연료 공급 시스템(Lf)과 공기 공급 시스템(La)과 출력 축을 2개 갖춘 모터(30)와 인버터(50)와 제어 수단을 구비한 컨트롤 유닛(60)을 갖추고 있다.1, the burner 100 is provided with a fuel supply system Lf, a control unit 60 having an air supply system La, a motor 30 having two output shafts, an inverter 50 and control means .

연료 공급 시스템(Lf)는 고속 전자 밸브(11)과 연료 분사 노즐(12)와 연료 펌프(20)과 연료 공급원인 연료 탱크(40)과 오일 스트레이너(28)을 개장한 연료 흡입 라인(Lf1)과 연료 공급 라인(Lf2)과 연료 되돌림 라인(Lf3)을 가지고 있다. 여기서 연료 공급 라인(Lf2)에는 전자 개폐 밸브(25)가 도중에 설치되어 있다. 그리고 연료 펌프(20)에서의 잉여 연료는 연료 되돌림(복귀)라인(Lf3)을 경유하여 연료 탱크(40)에 되돌아온다.The fuel supply system Lf includes a fuel suction line Lf1 in which the high speed solenoid valve 11, the fuel injection nozzle 12, the fuel pump 20, the fuel tank 40 serving as the fuel supply source, and the oil strainer 28 are refitted. A fuel supply line Lf2, and a fuel return line Lf3. Here, an electromagnetic opening / closing valve 25 is provided in the middle of the fuel supply line Lf2. The surplus fuel in the fuel pump 20 is returned to the fuel tank 40 via the fuel return line Lf3.

오일 스트레이너(28)를 도중에 구비하고 있는 연료 흡입 라인(Lf1)은 연료 탱크(40)와 연료 펌프(20)의 흡입 측(20i)을 접속하고 있다. 전자 개폐 밸브(25)를 도중에 구비하고 있는 연료 공급 라인(Lf2)은 연료 펌프(20)의 토출 측(20o)과 고속 전자 밸브(11, 고속 솔레노이드 밸브)를 접속하고 있다. 오일 펌프(20)는 모터(30)의 출력축(31)에 의해서 구동된다.The fuel suction line Lf1 provided on the way of the oil strainer 28 connects the fuel tank 40 and the suction side 20i of the fuel pump 20. The fuel supply line Lf2 provided on the way of the electromagnetic opening / closing valve 25 connects the discharge side 20o of the fuel pump 20 and the high speed solenoid valve 11 (high speed solenoid valve). The oil pump 20 is driven by the output shaft 31 of the motor 30.

공기 공급 시스템(La)은 송풍 팬(10)을 보유하고 있으며, 송풍 팬(10)은 전기 모터(30)로 구동한다. 그리고 송풍 팬(10)은 전기 모터(30)의 출력축(32)에 결합하고 있다. 송풍 팬(10)의 선단 근방에는, 고속 전자 밸브(11) 및 연료 분사 노즐(12)이 마련되어 있다. The air supply system La has a blowing fan 10, and the blowing fan 10 is driven by an electric motor 30. The blower fan 10 is coupled to the output shaft 32 of the electric motor 30. A high-speed solenoid valve 11 and a fuel injection nozzle 12 are provided in the vicinity of the tip of the blowing fan 10.

여기에서 상기 모터(30)는 출력 축을 2개 구비하고 있고, 그중 출력 축(31)에는 오일 펌프(20)가 연결되어 있으며, 다른 한편의 출력축(32)에는 송풍 팬(10)이 연결되어 있다. 도시한 것과 같이 출력 축(31,32)을 2개 가진 모터에 대신하여 2개의 전동 모터를 준비하여 한편의 모터에서 오일 펌프(20)를 구동하고 다른 쪽의 모터로 송풍 팬(10)을 구동할 수도 있다.Here, the motor 30 has two output shafts, and an oil pump 20 is connected to the output shaft 31 and a blowing fan 10 is connected to the other output shaft 32 . As shown in the figure, two electric motors are prepared in place of the motor having two output shafts 31 and 32, one of the motors drives the oil pump 20 and the other motor drives the blower fan 10 You may.

연료 공급 라인(Lf2)(펌프(20)와 연료 분사 노즐(12) 사이의 영역)에 있어서 고속 전자 밸브(11)와 직렬로 배치된 전자 개폐 밸브(25)는 버너(100)가 꺼진 후에 노즐(12)에서 연료가 새는 것을 방지하기 위해서 설치되고 있다.The electromagnetic opening / closing valve 25 disposed in series with the high-speed solenoid valve 11 in the fuel supply line Lf2 (the area between the pump 20 and the fuel injection nozzle 12) And is provided to prevent the fuel from leaking from the fuel tank 12.

다시 말하면 전자 개폐 밸브(25)는 안전상 규제의 일환으로 마련된 기기이다.In other words, the electromagnetic opening / closing valve 25 is a device provided as part of safety regulation.

모터(30)는 인버터(50)를 도중에 마련하고 있는 전원 회로(Le)에 의해서 교류 전원(70)과 접속하고 있다.The motor 30 is connected to the AC power source 70 by a power supply circuit Le provided in the middle of the inverter 50. [

제어 수단을 가진 컨트롤 유닛(60)은 인버터(50)와 제어 신호라인(So1)을 매개로 접속하고 있으며, 컨트롤 유닛(60)은 제어 신호 라인(So2)을 통해서 고속 전자 밸브(11)와 접속하고 있다.The control unit 60 having the control means is connected to the inverter 50 via the control signal line So1 and the control unit 60 is connected to the high speed solenoid valve 11 via the control signal line So2 .

컨트롤 유닛(60)은 제어 신호 라인(So1)을 통해서 인버터(50)에 제어 신호를 출력하고 제어 신호 라인(So2)를 통해서 고속 전자 밸브(11)에 제어 신호를 출력한다.The control unit 60 outputs a control signal to the inverter 50 via the control signal line So1 and a control signal to the high-speed solenoid valve 11 via the control signal line So2.

컨트롤 유닛(60)에서의 제어 신호를 수신한 인버터(50)는 전원 회로(Le)를 흐르는 전류 및/또는 전압을 조정함으로써 모터(30)의 회전 속도를 제어한다. 그리고 모터(30)의 회전수를 제어함으로써, 송풍 팬(10)의 풍량(공기 공급량) 및 연료 펌프(20)에서 토출하는 연료 공급량을 조절하고 있다.The inverter 50 which receives the control signal from the control unit 60 controls the rotation speed of the motor 30 by adjusting the current and / or voltage flowing through the power supply circuit Le. The air flow rate (air supply amount) of the blowing fan 10 and the fuel supply amount to be discharged from the fuel pump 20 are controlled by controlling the rotation speed of the motor 30.

도 2는 컨트롤 유닛(60)으로부터 고속 전자 밸브(11)에 출력되는 제어 신호인 펄스 신호의 신호 파형을 예시하고 있다. 도 2에서는 2가지 패턴의 파형을 예시하고 있다.2 exemplifies a signal waveform of a pulse signal which is a control signal outputted from the control unit 60 to the high-speed solenoid valve 11. As shown in Fig. In Fig. 2, waveforms of two patterns are illustrated.

도 2에 있어서 상방의 패턴 및 하방의 패턴은 주기가 동일하다. 상방의 패턴은 고속 전자 밸브(11)가 개변(밸브 열림)하는 시간(ON 시간)이 길어 분사량이 비교적 많은 경우의 펄스 신호를 나타내고 있다. 한편, 하방의 패턴은 고속 전자 밸브(11)가 개변하는 시간이 짧고, 분사량이 비교적 적은 경우의 펄스 신호를 나타내고 있다.In FIG. 2, the upper pattern and the lower pattern have the same cycle. The pattern on the upper side shows the pulse signal in the case where the high-speed solenoid valve 11 is opened (valve ON) for a long time (ON time) so that the injection amount is relatively large. On the other hand, the pattern on the lower side shows the pulse signal when the time for the high-speed solenoid valve 11 to open is short and the injection amount is relatively small.

제1실시예에서는 고속 전자 밸브의 개변하는 시간(펄스 폭: ON 시간)을 조절함으로써 분사량을 고정밀도로 제어할 수 있다.In the first embodiment, the injection amount can be controlled with high accuracy by adjusting the time for changing the high-speed solenoid valve (pulse width: ON time).

버너(100)에 있어서 연소하는 연료의 양(연료 분사량)이 결정되면 연소에 필요한 공기량도 필연적으로 결정된다.When the amount of fuel to be burned (fuel injection amount) in the burner 100 is determined, the amount of air required for combustion is inevitably determined.

제1실시예에서는, 예를 들면 실험 등에서 확인한 다음에, 인버터(50)로부터의 공급 전류 및/또는 공급 전압의 제어 파라미터, 고속 전자 밸브(11)의 제어 패턴(도 2의 펄스 파형의 ON의 시간 혹은 개변 시간)과 분사량 및 공급공기량과의 비율 등이 결정되었다.In the first embodiment, the control parameters of the supply current and / or the supply voltage from the inverter 50, the control pattern of the high-speed solenoid valve 11 (the ON state of the pulse waveform of FIG. 2 Time or modification time) and the ratio of the injection amount and the supply air amount were determined.

도 2에서는 1제어 사이클(1주기)이 예를 들면 10 msec로 설정되어 있지만 주기는 이에 한정되는 것은 아니다.In FIG. 2, one control cycle (one cycle) is set to, for example, 10 msec, but the period is not limited thereto.

또한 1제어 사이클(1주기)이 짧을수록, 고 정밀의 제어를 실행할 수 있다.In addition, the shorter the one control cycle (one cycle), the higher the precision control can be achieved.

도 3은 연료 공급량 QA와 노즐(12)에 공급되는 연료 공급량 QC와 연료 되돌림 라인 Lf3를 흐르는 연료의 양 QR(펌프 연료 되돌림량)과, 송풍 팬(10)에 따른 공급되는 공기 공급량 Qa의 특성을 나타내고 있다.3 is a graph showing the relationship between the fuel supply amount QA, the fuel supply amount QC supplied to the nozzle 12, the amount QR (pump fuel return amount) of the fuel flowing through the fuel returning line Lf3 and the air supply amount Qa supplied according to the blowing fan 10 .

도 7과 마찬가지로 도 3에서도 세로축은 연료량과 공기량을 나타내고 있다. 도 3에서 부호 T-Qa는 공기 공급량 Qa의 특성을 나타내며, 부호 T-QA은 펌프(20)에 공급되는 연료 공급량 QA의 특성을 나타내며, 부호 T-QC는 분사량 QC의 특성을 나타내며, 부호 T-QR은 연료 되돌림 라인 Lf3를 흐르는 펌프 연료 되돌림량 QR의 특성을 나타내고 있다. 여기서 분사량 QC는 펌프(20)에 공급되는 연료 공급량 QA에서 펌프 연료 되돌림량 QR을 감산한 값이다.Like FIG. 7, the vertical axis in FIG. 3 indicates the amount of fuel and the amount of air. 3, reference character T-Qa denotes the characteristic of the air supply amount Qa, reference character T-QA denotes the characteristic of the fuel supply amount QA supplied to the pump 20, reference character T-QC denotes the characteristic of the injection amount QC, -QR indicates the characteristic of the pump fuel returning amount QR flowing through the fuel returning line Lf3. The injection quantity QC is a value obtained by subtracting the pump fuel return amount QR from the fuel supply amount QA supplied to the pump 20.

도 3에 있어서도 도 7과 마찬가지로 수직 방향으로 연장하는 라인 LH보다 왼쪽 영역에서는 버너가 최대로 연소되고 있으며, 라인 LH보다 오른쪽 영역에서는 버너의 연소가 조정되어서, 연료 분사량 QC가 감소하고 있다. 그리고, 도 3에 있어서 공기 공급량 특성 T-Qa와 연료 분사량 특성 T-QC는 나란히 가고 있으며 공기량과 연료 분사량의 비율이 일정하다.3, the burner is burned to the maximum in the left region than the line LH extending in the vertical direction, and the burning of the burner is adjusted in the region to the right of the line LH so that the fuel injection quantity QC is reduced. In FIG. 3, the air supply amount characteristic T-Qa and the fuel injection amount characteristic T-QC are side by side, and the ratio of the air amount and the fuel injection amount is constant.

전술한 대로 도 7에서 나타내는 종래 기술에서는 펌프(20J)는 연료 공급량 QAj, 연료 되돌림량(연료 복귀량) QBj, 노즐(12)의 분사량 QC, 펌프 연료 되돌림량 QR에 상당하는 일을 항상 하고 있다.7, the pump 20J always performs work equivalent to the fuel supply amount QAj, the fuel return amount (fuel return amount) QBj, the injection amount QC of the nozzle 12, and the pump fuel return amount QR .

그것에 대해서 제1실시예에서 펌프(20)은 도 7의 연료 되돌림량 QBj에 상당하는 일을 할 필요가 없다. 그래서 그만큼 펌프(20)의 전력 소비량을 절약할 수 있다.In contrast, in the first embodiment, the pump 20 does not have to do the equivalent of the fuel return amount QBj in Fig. Therefore, the power consumption of the pump 20 can be reduced accordingly.

또 도 3과 도 7을 비교하면 분명한 것처럼, 제1실시예에서는 펌프 연료 되돌림량 QR은 종래 기술의 펌프 연료 되돌림량 QRj에 비교하여 훨씬 적고, 그에 따른 연료 공급량 QA도 종래 기술에 비교하여 적다. 또한 제1실시예의 공기 공급량 Qa는 도 7에서 나타낸 공기 공급량 Qaj와 같지만, 소비 전력은 훨씬 적다.3 and 7, the pump fuel return amount QR is much smaller than the pump fuel return amount QRj of the prior art in the first embodiment, and the fuel supply amount QA corresponding thereto is also small as compared with the prior art. The air supply amount Qa of the first embodiment is equal to the air supply amount Qaj shown in Fig. 7, but the power consumption is much smaller.

따라서, 제1실시예에 따르면 펌프(20)의 소비 전력과 모터(30)의 소비 전력을 절약할 수 있다.Therefore, according to the first embodiment, the power consumption of the pump 20 and the power consumption of the motor 30 can be saved.

다시 말하면 제1실시예에서는 펌프(20)의 회전수를 인버터(50)에 의해 제어하여서, 연료 공급량을 버너(100)의 연소 상태에 대응하여 조절할 수 있고, 동시에 연료 분사량을 고속 전자 밸브(11)에 의해 고정밀도로 제어할 수 있을 테니, 버너 운전시 소비 전력을 저감할 수 있다.In other words, in the first embodiment, the rotation speed of the pump 20 is controlled by the inverter 50 so that the fuel supply amount can be adjusted in accordance with the combustion state of the burner 100, ), It is possible to reduce power consumption during burner operation.

발명자의 실험에 의하면, 시스템 전체로서 도 6, 도 7에서 나타낸 종래의 버너(100J)에 비교하여서 도시한 실시예와 관련한 버너(100)에서는 연료의 되돌림 유량이 약 7할이 줄어 버너(100) 전체의 소비 전력을 약 6할 정도 절약할 수 있었다.According to the experiment of the inventor, in the burner 100 according to the embodiment shown in comparison with the conventional burner 100J shown in Figs. 6 and 7 as a whole system, the return flow rate of the fuel is reduced by about 70% The total power consumption was reduced by about 60%.

또 제1실시예에 따르면 고속 전자 밸브(11)에서 펄스 폭을 제어하고 분사량을 제어하므로 종래처럼 공급 연료량과 되돌림(복귀) 연료량의 차이에 의해 연료 분사량을 결정하는 버너(예를 들어, 도 6)에 비교하여, 연료 분사량의 제어 정밀도를 향상할 수 있다.According to the first embodiment, since the high-speed solenoid valve 11 controls the pulse width and controls the injection amount, a burner (for example, as shown in Fig. 6B) for determining the fuel injection amount by the difference between the supplied fuel amount and the return- , It is possible to improve the control accuracy of the fuel injection amount.

그리고 제1실시예에 따르면 인버터(50)에 의해서 모터(30)의 회전수를 제어함으로써 연료 공급용 펌프(20)의 회전수와 고속 전자 밸브(11) 측(분사 쪽)에 공기를 공급하는 송풍 팬(10)의 회전량을 적정한 수치로 변경할 수 있다. 그 결과, 쓸데없는 전력 소비를 억제할 수 있다.According to the first embodiment, the number of revolutions of the motor 30 is controlled by the inverter 50 so that the number of revolutions of the pump 20 for supplying fuel and the air are supplied to the high-speed solenoid valve 11 side The rotation amount of the blowing fan 10 can be changed to a proper value. As a result, useless power consumption can be suppressed.

제1실시예에서는 연료 공급 펌프(20)의 회전수가 일정하지 않아도 고속 전자 밸브(11)에 입력되는 신호의 펄스 폭을 제어하여 연료 분사량을 고정밀도로 제어함으로써, 노즐(12)에서 연료 공급원 측에 되돌아가는 연료 유량을 제어하지 않고 노즐(12)의 연료 분사량을 적정하게 제어할 수 있다.In the first embodiment, even if the number of rotations of the fuel supply pump 20 is not constant, the pulse width of the signal input to the high-speed solenoid valve 11 is controlled to control the fuel injection amount with high accuracy, The fuel injection amount of the nozzle 12 can be appropriately controlled without controlling the returning fuel flow rate.

제1실시예에서, 펌프(20)에 공급된 연료 유량과 실제 노즐(12)에서 분사되는 분사량과의 차이는 펌프(20)로부터 되돌아오게 되는 양으로서, 라인 Lf3를 통해서 연료 탱크(40)로 되돌린다.In the first embodiment, the difference between the fuel flow rate supplied to the pump 20 and the actual injection rate injected from the nozzle 12 is the amount to be returned from the pump 20, and is transmitted to the fuel tank 40 via the line Lf3 Back.

제1실시예에 따르면, 노즐(12)에서 연료 탱크(40) 측에 되돌아가는 연료 배관이 더 이상 필요 없어진다. 다시 말하면 도시한 실시예에서는 연료를 연료 탱크(40) 측에 되돌리는 회로는 오직 오일 펌프(20)와 연료 탱크(40) 사이를 연통하는 회로 Lf1과 LF3 등만 할 수 있다.According to the first embodiment, the fuel piping returning from the nozzle 12 to the fuel tank 40 side is no longer needed. In other words, in the illustrated embodiment, the circuit for returning the fuel to the fuel tank 40 side can be only circuits Lf1 and LF3 that communicate between the oil pump 20 and the fuel tank 40, and the like.

그 때문에, 노즐(12)에 연료를 공급하는 회로 Lf12(도 6 참조)와 노즐(12)에서 분사되지 않고 연료 공급원 측에 되돌아가는 회로 Lf13을 갖는 종래 기술과 비교하여, 연료 공급 시스템의 배관 수를 적게 하여, 유지보수에 필요한 인력을 저감할 수 있다.Therefore, compared with the prior art in which the circuit Lf12 (see FIG. 6) for supplying fuel to the nozzle 12 and the circuit Lf13 which is not injected from the nozzle 12 and returns to the fuel supply source side, So that the manpower required for maintenance can be reduced.

또 제1실시예에서 인버터(50)에 의해서 모터(30) 회전수를 제어함으로써 고속 전자 밸브(11)측(분사 쪽)에 연료를 공급하는 연료 공급 펌프(20)회전수를 제어할 수 있으며 기존의 비례 제어형 버너(100J)와 달리 분사 쪽에 공급되는 연료 공급량(송유량)이 일정할 필요는 없다. 즉, 운전시의 상태에 따라서 적당히 연료 공급량을 변화시킬 수 있다.In the first embodiment, the number of rotations of the motor 30 is controlled by the inverter 50 so that the number of rotations of the fuel supply pump 20 that supplies fuel to the high-speed solenoid valve 11 side (injection side) can be controlled Unlike the conventional proportional control type burner 100J, the amount of fuel supplied to the injection side (the flow rate of the fuel) does not have to be constant. That is, it is possible to appropriately change the fuel supply amount according to the state at the time of operation.

그 결과 연료 되돌림 라인 Lf3을 경유하여 연료 탱크(40) 측에 되돌아갈 연료 유량을 줄이는 것이 가능하며, 연료 순환 때문에 필요로 하는 전력을 절감할 수 있다.As a result, it is possible to reduce the amount of fuel flowing back to the fuel tank 40 side via the fuel return line Lf3, and the power required for fuel circulation can be saved.

또 제1실시예에 따르면, 버너(100)의 연소에 필요한 공기 공급량은 공기 공급용 송풍 팬(10)을 구동하는 모터(30)의 전원 회로(Le)에 개장된 인버터(50)에 의해 적정한 회전수로 제어할 수 있다.According to the first embodiment, the air supply amount necessary for burning the burner 100 is adjusted by the inverter 50 opened in the power supply circuit Le of the motor 30 that drives the air supply blowing fan 10 The number of revolutions can be controlled.

그 결과, 도 6 및 도 7에서 나타내고 있는 종래 기술처럼, 송풍 팬(10)의 회전수를 항상 최대로 놓고 에어 댐퍼(13)에서 송풍량을 조절할 필요가 없어 버너(100)의 연소 조건에 알맞은 유량의 공기를 공급하고 버너(100)의 연소 효율을 향상시킬 수 있다. 이와 함께 연료의 여분의 소비를 억제하거나 소비 전력을 낮출 수 있다.As a result, it is not necessary to adjust the blowing amount of the air damper 13 by setting the rotational speed of the blowing fan 10 to the maximum at all times as in the prior art shown in FIGS. 6 and 7, The combustion efficiency of the burner 100 can be improved. At the same time, extra fuel consumption can be suppressed and power consumption can be reduced.

제1실시예에 따르면, 고속 전자 밸브(11)에서 펄스 폭을 제어하여 연료 분사량을 제어하는 것과 함께 인버터(50)에 의해서 모터(30)의 회전수를 제어하고 있어, 기존의 비례 제어 버너(100J)에서 필요로 했던 기계 요소, 예를 들어 에어 댐퍼(13), 링크(37,38), 에어 컨트롤 디스크(36) 등이 불필요하다. 그래서, 구성이 간소화되어, 제조 및 유지 보수의 비용과 인력을 감소시킬 수 있다.According to the first embodiment, the speed of the motor 30 is controlled by the inverter 50 while controlling the fuel injection amount by controlling the pulse width in the high-speed solenoid valve 11, and the conventional proportional control burner The air damper 13, the links 37 and 38, the air control disk 36, and the like, which are required in the first to third embodiments 100A to 100J, are unnecessary. Thus, the configuration can be simplified, and the cost and manpower for manufacturing and maintenance can be reduced.

제1실시예에 있어서, 고속 전자 밸브(11)의 토출 측에 노즐(12)이 마련되고 있다.In the first embodiment, the nozzle 12 is provided on the discharge side of the high-speed solenoid valve 11.

발명자의 실험에 따르면 고속 전자 밸브(11)의 토출 측에 노즐(12)을 마련함으로써 노즐(12)을 두지 않는 경우와 비교하여 연소성이 향상되는 것으로 확인됐다.According to the experiment of the inventor, it has been confirmed that the nozzle 12 is provided on the discharge side of the high-speed solenoid valve 11 to improve the combustibility as compared with the case where the nozzle 12 is not provided.

다음에, 도 4 이하를 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 대해서 설명한다.Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 and the following figures.

제2실시예에서는, 도 1~도 3을 참조하여 구성에 덧붙여 배기관(E) 내의 연소 배기 측에 연소 가스의 산소 농도를 계측하는 산소 농도 센서(이하,"O2 센서"라고 한다)(80)를 두고 있다. 그리고 컨트롤 유닛(60)은 O2 센서(80)의 계측 결과를 바탕으로 O2 센서(80)에서 검출된 연소 가스 중의 산소 농도가 제로에 근접하도록 인버터(50)의 주파수를 변화시켜 송풍 팬(10)의 회전수 조절하고 연소 공기량을 조정(변화)하는 기능을 가지고 있다.In the second embodiment, Fig. 1 and reference to Figure 3 configuration in addition to the exhaust pipe (E) an oxygen concentration sensor for measuring the oxygen concentration in the combustion gas to the exhaust gas side in (hereinafter, "O 2 Sensor "that can leave it) (80) and the control unit 60 the oxygen concentration in the exhaust gas detected by the O 2 sensor 80 based on the measurement result of the O 2 sensor 80 as close to zero And has a function of changing the frequency of the inverter 50 to adjust the rotation speed of the blowing fan 10 and adjusting (varying) the amount of combustion air.

이하, 도 4, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 대해서 설명한다.Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 4 and 5. Fig.

도 4, 도 5의 설명에서는 주로, 도 1~도 3의 제1실시예 와는 다른 구성 및 작용 효과에 대해서 설명한다.In the description of Fig. 4 and Fig. 5, mainly, the configuration and operation effects which are different from those of the first embodiment of Figs. 1 to 3 will be described.

도 4에서 제2실시예의 버너(100A)는 배기관(E)내 연소 배기 측(도 4에서는 왼쪽)에 O2 센서(80)를 배치하고 있다.4, the burner 100A of the second embodiment has the O 2 sensor 80 disposed on the combustion exhaust side (left side in FIG. 4) in the exhaust pipe E.

O2 센서(80)는 입력 신호 라인(Li)을 통해서 제어 수단이 있는 컨트롤 유닛(60)에 연결되어 있다.The O 2 sensor 80 is connected to a control unit 60 having control means via an input signal line Li.

컨트롤 유닛(60)은 제1실시예와 마찬가지로 제어 신호 라인(So1)을 통해서 인버터(50)와 접속되고 제어 신호 라인(So2)을 통해서 고속 전자 밸브(11)와 연결되고 있다.The control unit 60 is connected to the inverter 50 through the control signal line So1 and connected to the high speed solenoid valve 11 through the control signal line So2 as in the first embodiment.

다음으로, 도 5의 제어 흐름도에 따라, 제2실시예의 버너(100A)의 제어에 대해서 설명한다.Next, the control of the burner 100A of the second embodiment will be described with reference to the control flowchart of Fig.

도 5의 스텝(단계) S1에서는 O2 센서(80)로 노즐(12)의 토출 측의 영역에 있어서의 연소 가스의 O2 농도를 계측한다.5, the O 2 concentration of the combustion gas in the region on the discharge side of the nozzle 12 is measured by the O 2 sensor 80.

스텝 S2에서는 컨트롤 유닛(60)은 O2 센서(80)에서 계측된 O2 농도에서 공기 대 연료비(공연비)(

Figure pct00001
)를 연산하여 공기 연료비(
Figure pct00002
)가 1.0 이상인지 여부를 판단한다. 공기 연료비(
Figure pct00003
)가 1.0 미만이면(스텝 S2가 NO), 공기 양이 적다고 판단하고 스텝 S3로 진행한다.In step S2 the control unit 60 O 2 The O 2 measured by the sensor 80 Air-to-fuel ratio (air-fuel ratio) at the concentration (
Figure pct00001
) To calculate the air fuel ratio (
Figure pct00002
) Is 1.0 or more. Air fuel ratio (
Figure pct00003
Is less than 1.0 (NO in step S2), it is determined that the amount of air is small and the process proceeds to step S3.

한편 공기 연료비(

Figure pct00004
)가 1.0 이상이면(스텝 S2가 YES), 공기 양이 많다고 판단하고 스텝 S4로 나아간다.On the other hand,
Figure pct00004
) Is 1.0 or more (YES in step S2), it is determined that the amount of air is large, and the process proceeds to step S4.

스텝 S3(공기량이 적은 경우: 스텝 S2가 NO)에서는 컨트롤 유닛(60)은 인버터(50)에 제어 신호를 출력하여 인버터(50)에 의해서 전동 모터(30)의 회전수를 증가시켜, 송풍 팬(10)의 공기 공급량을 증가시킨다.The control unit 60 outputs a control signal to the inverter 50 to increase the number of revolutions of the electric motor 30 by the inverter 50 so as to increase the number of revolutions of the air blowing fan 50. In step S3, Thereby increasing the air supply amount of the fuel cell 10.

여기서 연료 분사 량은 버너(100A)에 의해 가열되는 기기(피 가열 기기:예를 들면 보일러:도시하지 않음)에서 요구되는 발열량을 일의적으로 결정된다. 그래서, 도시하지 않는 피 가열 기기가 요구하는 발열량이 변화하지 않는 한, 버너(100A)의 연료 분사량은 일정하게 유지할 필요가 있다.Here, the amount of fuel injection is uniquely determined by the amount of heat required by an apparatus (an apparatus to be heated: for example, a boiler: not shown) heated by the burner 100A. Therefore, the fuel injection amount of the burner 100A needs to be kept constant unless the heating value required by the heating target (not shown) changes.

도시한 실시예에서는 고속 전자 밸브(11)의 개방 시간을 일정하게 제어함으로써 피 가열 기기가 요구하는 발열량이 변화하지 않는 한, 버너(100A)의 연료 분사량은 일정하게 유지할 수 있다. 여기에서 전동 모터(30)의 회전수가 증가하면 연료 공급 펌프(20)의 회전수가 증대하지만, 연료 공급 펌프(20) 내에 설치된 릴리프 밸브(도시하지 않음)를 경유하여 잉여의 연료는 라인 Lf3를 경유하여 연료 탱크(40)로 되돌린다.In the illustrated embodiment, the fuel injection amount of the burner 100A can be kept constant as long as the heating amount required by the heater is not changed by controlling the opening time of the high-speed solenoid valve 11 to be constant. Here, when the number of rotations of the electric motor 30 increases, the number of revolutions of the fuel supply pump 20 increases. However, surplus fuel passes through the line Lf3 via a relief valve (not shown) provided in the fuel supply pump 20 And returned to the fuel tank 40.

피 가열 측 기기로부터 요구되는 열량이 증가한 경우에는, 도 2에서 나타낸 펄스파의 폭을 넓혀, 고속 전자 밸브(11)의 개방 시간을 연장한다. 한편 피 가열 측 기기로부터 요구되는 열량이 감소한 경우에는, 도 2에서 나타낸 펄스파의 폭을 좁혀, 고속 전자 밸브(11)의 개방 시간을 단축한다.When the amount of heat required from the device on the heating side is increased, the width of the pulse wave shown in Fig. 2 is widened, and the opening time of the high-speed solenoid valve 11 is extended. On the other hand, when the amount of heat required from the device to be heated is reduced, the width of the pulse wave shown in Fig. 2 is narrowed and the opening time of the high-speed solenoid valve 11 is shortened.

스텝 S3에 있어서, 송풍 팬(10)의 공기 공급량을 증가시킴으로써 공기와 연료비는 1.0에 가까워진다. 그리고 스텝 S5를 진행한다.In step S3, by increasing the air supply amount of the blowing fan 10, the air and the fuel ratio approach 1.0. Then, the process proceeds to step S5.

스텝 S4(공기량이 많은 경우:스텝 S2가 YES)에서는 인버터(50)의 주파수를 감소시켜, 송풍 팬(10)의 공기 공급량을 감소시킨다. 이로써, 공기 연료비(

Figure pct00005
)는 1.0에 다가갈 수 있다. 그리고 스텝 S5를 진행한다.At step S4 (when the amount of air is large: step S2 is YES), the frequency of the inverter 50 is decreased, and the amount of air supplied to the blowing fan 10 is reduced. Thus, the air fuel ratio (
Figure pct00005
) Can approach 1.0. Then, the process proceeds to step S5.

스텝 S5에서는 버너(100A)의 운전을 종료하는지 여부를 판단한다. 버너(100A)의 운전을 종료한다면(스텝 S5가 YES), 제어를 종료한다. 한편, 버너(100A)의 운전을 속행한다면(스텝 S5가 NO) 스텝 S1으로 돌아가서 다시 스텝 S1 이후를 반복한다. 그 결과 제어 사이클이 반복될 때마다 공기 연료비(

Figure pct00006
)는 1.0에 근접하면서 연소 가스 중의 산소 농도가 거의 제로가 된다.In step S5, it is determined whether or not the operation of the burner 100A is terminated. If the operation of the burner 100A is terminated (YES in step S5), the control is terminated. On the other hand, if the operation of the burner 100A is continued (NO in step S5), the process returns to step S1, and the steps S1 and subsequent steps are repeated. As a result, whenever the control cycle is repeated, the air fuel ratio (
Figure pct00006
) Is close to 1.0 and the oxygen concentration in the combustion gas becomes almost zero.

제2실시예에 따르면 공기 연료비(

Figure pct00007
)를 1.0에 가깝게 하여, 연소 가스 중의 산소 농도가 제로를 가까이 되도록 하여 인버터(50)의 주파수를 변화시켜서, 연소 공기량을 조절함으로써 분사되는 연료를 완전연소되는 상태로 접근시킬 수 있다.According to the second embodiment,
Figure pct00007
) To be close to 1.0, the frequency of the inverter 50 is changed so that the oxygen concentration in the combustion gas is close to zero, and the injected fuel can be approached to a completely burned state by adjusting the amount of combustion air.

분사되는 연료가 완전연소 상태에 가깝게 하여, 연소 가스의 양을 최소화하는 것에 의해 배기량이 감소하고 연도를 통해서 배기되는 열량도 줄어든다. 그 결과 연료가 효율적으로 이용되고 버너(100A)혹은 버너(100A)를 사용하는 보일러 등의 설비의 열 효율이 향상된다. 또 주위 환경에 미치는 열적 영향이 작아진다.The amount of exhaust gas is reduced and the amount of heat exhausted through the flue is also reduced by minimizing the amount of combustion gas by making the injected fuel close to the complete combustion state. As a result, the fuel is efficiently used and the thermal efficiency of the apparatus such as the boiler 100A or the boiler using the burner 100A is improved. Also, the thermal effect on the surrounding environment is reduced.

도 4, 도 5의 제2실시예의 상술한 이외의 구성 및 작용 효과는 도 1~도 3의 제1실시예와 마찬가지이다.4 and 5 are the same as those of the first embodiment shown in Figs. 1 to 3 except for the above-described configuration and effect of the second embodiment.

도시한 실시예는 어디까지나 예시이고, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 취지의 기술이 아님을 부기한다.
It should be noted that the illustrated embodiments are merely illustrative and are not intended to limit the technical scope of the present invention.

10: 송풍 팬
11: 고속 전자 밸브
12: 연료 분사 노즐
20: 오일 펌프
25: 전자 개폐 밸브
30: 모터
40: 연료 탱크
50: 인버터
60: 제어 수단/제어 유닛
70: 교류 전원
80: 산소 농도 센서/O2 센서10: blowing fan
11: High speed solenoid valve
12: Fuel injection nozzle
20: Oil pump
25: Electron opening / closing valve
30: Motor
40: Fuel tank
50: Inverter
60: Control means / control unit
70: AC power source
80: oxygen concentration sensor / O 2 sensor

Claims (4)

연료 공급 시스템과 공기 공급 시스템을 포함하고 있으며, 상기 연료 공급 시스템은 연료 공급용 펌프를 구비하고 있고, 상기 연료 공급 시스템에서의 연료 공급용 펌프의 분사 측의 영역에는 고속 전자 밸브를 두고 있으며, 상기 고속 전자 밸브는 입력되는 펄스 신호가 ON일 때에 열리고, OFF일 때에 닫히는 기능을 가지고 있으며, 또 상기 연료 공급용 펌프를 구동하는 구동 모터의 전원 회로에 인버터가 배치되고 있으며, 그리고
상기 공기 공급 시스템은 공기 공급용 송풍 팬을 보유하고 있으며, 상기 공기 공급용 송풍 팬을 구동하는 구동 모터의 전원 회로에 인버터가 장착되고 있는 것을 특징으로 하는 버너.Wherein the fuel supply system includes a fuel supply pump, a high-speed solenoid valve is provided in a region on the injection side of the fuel supply pump in the fuel supply system, The high speed solenoid valve has a function of opening when the input pulse signal is ON and closing when the pulse signal is OFF and the inverter is arranged in the power supply circuit of the drive motor for driving the fuel supply pump,
Wherein the air supply system has a blowing fan for supplying air and an inverter is mounted on a power circuit of a driving motor for driving the blowing fan for air supply. 제1항에 있어서, 상기 연료 공급 시스템에 마련된 고속 전자 밸브의 토출 측에 노즐을 배치한 것을 특징으로 하는 버너.The burner according to claim 1, wherein a nozzle is disposed on a discharge side of the high-speed solenoid valve provided in the fuel supply system. 제1항에 있어서, 상기 고속 전자 밸브의 토출 측에 배치되어 연소 가스의 산소 농도를 계측하는 산소 농도 센서와, 그 산소 농도 센서의 계측 결과가 송출되는 제어 장치를 마련하고 있으며, 상기 제어 장치는 산소 농도 센서에 의해 검출된 연소 가스 중의 산소 농도가 제로에 근접되도록 인버터의 주파수를 변화시켜 연소 공기량을 조절하는 기능을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 버너.The control apparatus according to claim 1, further comprising: an oxygen concentration sensor disposed at the discharge side of said high-speed solenoid valve for measuring the oxygen concentration of the combustion gas; and a control device for sending measurement results of the oxygen concentration sensor, And a function of controlling the amount of combustion air by changing the frequency of the inverter so that the oxygen concentration in the combustion gas detected by the oxygen concentration sensor approaches zero. 산소 농도 센서와 제어 장치를 구비하고 있는 청구항 3에 따른 버너의 운전 방법에 있어서,
배기관의 연소 배기 측에 배치된 산소 농도 센서에 의한 연소 가스의 산소 농도를 계측하는 공정과; 그리고
상기 산소 농도 센서에서 검출된 연소 가스 중의 산소 농도가 제로에 근접하도록 인버터의 주파수를 변화시켜 연소 공기량을 조정하는 공정;을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 버너의 운전 방법.











A method of operating a burner according to claim 3, comprising an oxygen concentration sensor and a control device,
Measuring the oxygen concentration of the combustion gas by the oxygen concentration sensor disposed on the combustion exhaust side of the exhaust pipe; And
And adjusting the combustion air amount by changing the frequency of the inverter so that the oxygen concentration in the combustion gas detected by the oxygen concentration sensor is close to zero.











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