KR20160062533A - 연소기의 가스량 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

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허수빈
박영덕
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Abstract

본 발명은 송풍기에 의해 공급되는 공기량에 대응하는 연료가스를 신속하게 분사하여 빠른 가스량 제어가 가능한 연소기의 가스량 제어 장치 및 제어 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 이를 구현하기 위한 본 발명의 연소기의 가스량 제어 장치는, 버너(20); 상기 버너(20)로 공기를 공급하기 위한 송풍기(10); 상기 송풍기(10)에서 공급된 공기에 연료가스를 혼합하기 위해 연료가스를 분사하는 가스노즐(110); 상기 가스노즐(110)에 상기 연료가스의 공급을 제어하기 위한 가스공급밸브(120); 상기 송풍기(10)로부터 공급된 공기의 압력으로 인해 상기 가스공급밸브(120)의 밸브체(121)를 개방시키도록 상기 가스공급밸브(120)에 연결된 연결관(130); 상기 가스공급밸브(120)에 전류를 인가하여 상기 가스공급밸브(120)의 밸브부의 개도량을 제어하는 제어부(200)로 이루어진다.

Description

연소기의 가스량 제어 장치 및 제어 방법{GAS AMOUNT CONTROL APPARATUS OF COMBUSTOR AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 연소기의 가스량 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버너에 공급되는 가스량의 제어가 신속하게 이루어질 수 있는 연소기의 가스량 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 가스 보일러 및 온수기와 같은 연소기는 제어방식이나 밀폐상태에 따라 여러 가지 형식으로 나눌 수 있으며, 난방수를 가열하는 열원의 회수 방법에 따라 콘덴싱과 비콘덴싱 형식으로 구분할 수 있다.
이 중에서 콘덴싱 보일러는 버너에 의해 연소된 열을 이용하여 직접적으로 난방수를 가열하는 현열 열교환기와 함께, 현열 열교환기를 통과한 배기가스의 잠열을 이용하여 난방수를 가열하는 잠열 열교환기를 지니고 있으며, 비콘덴싱 보일러는 현열 열교환기만 구비하고 있다.
콘덴싱 보일러의 버너에 공급되는 공기비를 제어하는 종래의 방식으로는 온/오프 제어시스템과 전류비례제어시스템, 공기비례제어시스템이 있다. 온/오프제어시스템은 단순히 보일러 작동 스위치의 조작신호에 따라서 온/오프되면서 가스의 공급을 선택적으로 차단하는 방식으로서, 과거에 많이 사용하였다.
전류비례 제어시스템에서는 콘트롤러가 송풍기 회전수와 같은 입력값의 변화에 대응하여 비례제어밸브에 출력신호를 보냄으로써, 버너로 공급되는 연료량을 가변시켜 공기비를 조절하게 된다.
즉, 전류비례 제어 시스템은 송풍기 회전수와 같은 입력값이 콘트롤러에 전달되고, 콘트롤러에서는 입력값에 따라 미리 정해진 연료량이 공급 될 수 있도록 전류비례제어밸브의 개도를 제어하여 연료량을 가변시키게 되는데, 송풍기에서 공기가 공급되기 시작한 때로부터 전류비례제어밸브에서 밸브의 개도를 제어하여 원하는 혼합기를 버너에 공급하기 위해서는 시간이 많이 소요되므로, 송풍기에서 공급되는 공기량이 가변되는 경우에는 상기한 시간상의 차이로 인해 정확한 혼합기를 구현하기가 어렵고 이로 인해 연소 소음이 발생하는 문제가 있었다.
공기비례 제어시스템은 송풍기의 흡입부 및 토출부 압력을 이용하여 연료량을 가변시키는 것으로, 콘트롤러의 제어를 받지 않고 상기 송풍기로부터 공급되는 공기의 압력이 가스 밸브에 직접 작용하여 가스 밸브가 개방됨으로써 공기량과 연료량이 1 : 1로 조절되는 방식이다.
공기비례 제어시스템에 관한 종래기술로서 대한민국 공개특허 제2000-0026741호의 공기비례제어식 콘덴싱 보일러가 개시되어 있다.
상기한 종래기술에서는 흡입챔버에 설치되어 송풍기에 의해 흡입되는 공기압력을 감지하는 공기압력검출부와, 공기압력검출부에서 감지된 공기압력을 바탕으로 공기비례제어밸브의 압력인식부에서 인식된 압력에 비례하여 버너에 공급되는 가스량을 조절하도록 구성되어 있다.
그러나 이러한 구성으로 이루어진 연소기의 가스량 제어 장치에 의하면, 각각의 공기량에 대해 연료량이 1:1로 대응되는 방식으로 콘트롤러를 거쳐 연료량이 제어되는 전류비례제어 시스템과 비교하여 공기량 변화에 따라 연료량이 빠르게 제어되는 장점이 있으나, 공기량과 연료량을 각각 제어할 수 없음으로 인해 원하는 연소 성능을 구현하기가 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 송풍기에 의해 공급되는 공기량에 대응하는 연료가스를 신속하게 분사하여 빠른 가스량 제어가 가능하고, 공기량과 연료량을 각각 제어하여 원하는 연소 성능을 구현할 수 있는 연소기의 가스량 제어 장치 및 제어 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 연소기의 가스량 제어 장치는, 버너(20); 상기 버너(20)로 공기를 공급하기 위한 송풍기(10); 상기 송풍기(10)에서 공급된 공기에 연료가스를 혼합하기 위해 연료가스를 분사하는 가스노즐(110); 상기 가스노즐(110)에 상기 연료가스의 공급을 제어하기 위한 가스공급밸브(120); 상기 송풍기(10)로부터 공급된 공기의 압력으로 인해 상기 가스공급밸브(120)의 밸브체(121)를 개방시키도록 상기 가스공급밸브(120)에 연결된 연결관(130); 상기 가스공급밸브(120)에 전류를 인가하여 상기 가스공급밸브(120)의 밸브체(121)의 개도량을 제어하는 제어부(200)로 이루어진다.
상기 송풍기(10)와 버너(20) 사이에는 상기 송풍기(10)로부터 공급된 공기가 유동하는 공기유동유로(15)가 형성되어 있고, 상기 연결관(130)은 상기 가스공급밸브(120)와 공기유동유로(15) 사이를 연결하는 것으로 구성될 수 있다.
상기 가스공급밸브(120)는, 상기 연결관(130)이 연결되어 상기 공기의 압력이 작용하도록 하는 공기유입구(126), 상기 공기유입구(126)를 통해 작용하는 공기의 압력에 의해 상기 밸브체(121)를 개방시키도록 탄성 변형되는 다이아프램(129), 상기 제어부(200)에서 인가된 전류에 의해 이동함으로써 상기 다이아프램(129)에 연결된 상기 밸브체(121)를 개방시키는 플런저(128), 상기 연료가스가 유입되는 가스유입구(124), 상기 밸브체(121)가 개방된 경우 상기 가스유입구(124)로부터 유입된 연료가스를 상기 가스노즐(110)로 공급하기 위한 가스배출구(125)로 이루어진 것일 수 있다.
상기 송풍기(10)에서 공급되는 공기의 유량을 측정하는 유량센서가 구비되고, 상기 유량센서에서 측정된 공기의 유량에 대응하는 가스량이 공급되도록 상기 가스공급밸브(120)의 전체 개방량이 산출되고, 상기 제어부(200)는 상기 연결관(130)을 통해 공급된 공기의 압력에 의한 상기 가스공급밸브(120)의 제1개방량을 제외한 나머지인 제2개방량만큼 상기 가스공급밸브(120)의 밸브체(121)가 더 개방되도록 상기 가스공급밸브(120)에 전류를 인가하는 것일 수 있다.
상기 송풍기(10)와 버너(20) 사이에는 상기 송풍기(10)로부터 공급된 공기가 유동하는 공기유동유로(15)가 형성되어 있고, 상기 공기유동유로(15)를 형성하기 위한 하우징(16)에 형성된 연통구멍(101)에 상기 연결관(130)의 일측단이 연결되고, 상기 연결관(130)의 타측단은 상기 가스공급밸브(120)에 연결된 것일 수 있다.
본 발명에 의한 연소기의 가스량 제어 방법은, a) 송풍기(10)에서 버너(20)로 공급되는 공기량이 유량센서에 의해 측정되는 단계; b) 제어부(200)는 상기 유량센서에 의해 측정된 공기량으로부터 상기 버너(20)에서 연소에 필요한 가스량을 연산하여 상기 버너(20)에 연료가스를 공급하기 위한 가스공급밸브(120)의 밸브체(121)가 개방되는 전체 개방량을 연산하는 단계; c) 상기 송풍기(10)로부터 공급된 공기가 상기 가스공급밸브(120)의 밸브체(121)를 개방시키도록 연결되는 연결관(130)이 구비되고, 상기 송풍기(10)로부터 공급된 공기의 압력으로 인해 상기 밸브체(121)가 제1개방량만큼 개방됨과 아울러, 상기 제어부(200)에서는 상기 전체 개방량 중에서 상기 제1개방량을 제외한 나머지 제2개방량이 더 개방되도록 상기 가스공급밸브(120)에 전류를 인가하여 상기 밸브체(121)를 개방시키도록 제어하는 단계로 이루어진다.
상기 제어부(200)에는 상기 가스공급밸브(120)에서 상기 제2개방량만큼 밸브체(121)가 개방되도록 상기 유량센서에서 측정된 공기량에 대응하는 전류값이 미리 설정되어 있는 것일 수 있다.
본 발명의 연소기의 가스량 제어 장치 및 제어 방법에 의하면, 송풍기에 의해 공급되는 공기의 압력에 의해 가스공급밸브가 기계적으로 개방되도록 함으로써 가스량의 제어에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있어 보다 정확한 혼합기의 구현이 가능하고, 연소 소음의 발생을 방지할 수 있다.
또한 가스공급밸브는 공기의 압력에 의한 기계적 개방과 함께 전류에 의한 비례제어가 동시에 이루어지므로, 송풍기의 회전수 제어에 의한 공기량과 가스공급밸브의 연료량을 각각 제어할 수 있어 원하는 연소 성능을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 가스량 제어 장치가 구비된 연소기를 보여주는 단면도
도 2는 본 발명의 가스공급밸브의 내부 구조를 보여주는 단면도
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 가스량 제어 장치가 구비된 연소기를 보여주는 단면도이다.
본 발명의 가스량 제어 장치가 구비된 연소기(1)는, 외부의 공기를 내부로 공급하기 위한 송풍기(10), 상기 송풍기(10)에서 공급된 공기와 가스노즐(110)에서 분사된 연료가스의 혼합기를 연소시키는 버너(20), 상기 버너(20)에서 발생한 연소열을 흡수하는 현열 열교환부(30)와, 상기 현열 열교환부(30)에서 열교환을 마친 연소가스에 포함된 수증기의 잠열을 흡수하는 잠열 열교환부(40), 상기 송풍기(10)에서 공급된 공기에 연료가스를 혼합하기 위해 연료가스를 분사하는 가스노즐(110), 상기 가스노즐(110)에 상기 연료가스의 공급을 제어하기 위한 가스공급밸브(120), 상기 송풍기(10)로부터 공급된 공기의 압력으로 인해 상기 가스공급밸브(120)의 밸브체(121)를 개방시키도록 연결되는 연결관(130), 상기 가스공급밸브(120)에 전류를 인가하여 상기 가스공급밸브(120)의 밸브체(121)의 개도량을 제어하는 제어부(200)로 이루어진다.
상기 버너(20)에는 일측이 개방된 형상의 혼합기유입구(21)가 형성되어 있고, 상기 송풍기(10)로부터 공급된 공기와 상기 가스노즐(110)로부터 분사된 연료가스가 혼합되어 상기 혼합기유입구(21)를 통해 버너(20) 내부 공간으로 유입된다.
상기 버너(20)는 한 쌍의 박판이 접합되어 이루어진 버너모듈이 복수 개가 인접하게 배치된 것으로 구성될 수 있고, 상기 가스노즐(110)은 상기 복수의 버너모듈마다 구비되어 있다.
상기 가스노즐(110)에 공급되는 가스량은 가스공급밸브(120)에 의해 조절되고, 상기 가스공급밸브(120)에 의해 공급되는 가스는 가스공급배관(140)을 통해 가스노즐(110)로 공급된다.
상기 가스공급배관(140)은 가스가 유동하는 유로를 의미하는 것으로, 튜브 뿐만 아니라 가스가 유동하는 경로를 제공하는 것이면 그 형태는 한정되지 않는다.
상기 가스공급밸브(120)는 그 내부에 가스의 공급량을 조절할 수 있도록 개도가 조절되는 밸브체(121)가 구비되는데, 상기 밸브체(121)의 개도량은 제어부(200)로부터 인가되는 전류값에 의해 제어된다.
상기 가스노즐(110)의 전단에는 상기 가스공급밸브(120)로부터 공급량이 조절된 가스의 공급 여부를 단속하기 위한 가스차단밸브(150)가 구비될 수 있다.
상기 가스차단밸브(150)는 솔레노이드밸브로 이루어져 있어, 상기 솔레노이드밸브를 오프(Off)시킨 경우에는 상기 가스노즐(110)에 가스의 공급이 차단되도록 하고, 상기 솔레노이드밸브를 온(On)시킨 경우에는 상기 가스노즐(110)에 가스의 공급이 이루어지도록 한다. 이 경우 부하에 따라 버너(20)를 다단으로 제어하는 경우에는 상기 버너(20)의 연소 영역을 2개로 구분하는데, 제1연소영역에는 복수의 가스노즐(110) 중 일부의 가스노즐(110)(이하 '제1가스노즐')이 연료가스를 공급하도록 하고, 제2연소영역에는 나머지 가스노즐(110)(이하 '제2가스노즐')이 연료가스를 공급하도록 구성한다. 저부하 영역에서는 제1연소영역에서만 연소가 일어나도록 상기 제1가스노즐에서 연료가스를 분사하되 제2가스노즐에서는 연료가스의 분사가 이루어지지 않도록 하고, 고부하 영역에서는 제1연소영역과 제2연소영역에서 연소가 모두 일어나도록 상기 제1가스노즐과 제2가스노즐에서 연료가스를 동시에 분사한다. 이와 같은 다단 연소를 구현하기 위해 상기 제1가스노즐로 연료가스가 공급되도록 하는 제1가스유로는 항상 개방되어 있고, 상기 제2가스노즐로 연료가스가 공급되도록 하는 제2가스유로는 상기 가스차단밸브(150)에 의해 온/오프(On/Off) 개폐가 이루어지도록 구성되어 있다.
상기 송풍기(10)와 버너(20) 사이에는 상기 송풍기(10)로부터 공급된 공기가 유동하는 공기유동유로(15)가 형성되어 있다. 상기 공기유동유로(15)는 상기 버너(20)의 하부에 형성된 공간으로서, 상기 송풍기(10)로부터 공급된 공기는 상향이동하여 상기 공기유동유로(15)로 유입된 후 수평방향으로 유동하고, 수평방향으로 유동한 공기는 상기 공기유동유로(15)의 일측 상부에 구비된 버너(20)의 혼합기유입구(21)를 통해 연료가스와 혼합되어 버너(20) 내부로 유입된다.
상기 가스공급밸브(120)와 공기유동유로(15) 사이에는 연결관(130)이 연결되어 있다. 상기 연결관(130)은 상기 공기유동유로(15)의 바닥을 형성하는 바닥하우징(16)에 형성된 연통구멍(101)과 상기 가스공급밸브(120) 사이를 연결한다. 상기 송풍기(10)로부터 공급된 공기의 압력이 상기 공기유동유로(15)와 연결관(130)을 통해 상기 가스공급밸브(120)의 내부에 구비된 밸브체(121)에 작용하여, 상기 공기의 압력에 의해 상기 가스공급밸브(120)의 밸브체(121)가 개방되도록 되어 있다.
한편, 상기 송풍기(10)에서 공기가 유입되는 입구측에는 유량센서(미도시)가 구비되어 있고, 상기 유량센서에서 측정된 공기의 유량 신호는 제어부(200)에 전달된다.
상기 제어부(200)는 상기 유량센서에서 측정된 공기의 유량에 대응되는 연료가스가 가스공급밸브(120)에 의해 가스노즐(110)로 공급되도록 제어한다.
상기에서는 현열 열교환부(30)와 잠열 열교환부(40)가 구비된 콘덴싱 타입에 대해 설명하였으나, 비콘덴싱 타입의 경우에도 본 발명의 적용이 가능하다. 또한 본 발명의 연소기는 보일러 뿐만 아니라 온수기도 포함한다.
도 2는 본 발명의 가스공급밸브의 내부 구조를 보여주는 단면도이다.
본 발명의 가스공급밸브(120)는, 상기 연결관(130)이 연결되어 상기 공기의 압력이 작용하도록 하는 공기유입구(126), 상기 공기유입구(126)를 통해 작용하는 공기의 압력에 의해 밸브체(121)를 개방시키도록 변형되는 다이아프램(129), 상기 제어부(200)에서 인가된 전류에 의해 이동함으로써 상기 다이아프램(129)에 연결된 밸브체(121)를 개방시키는 플런저(128), 상기 연료가스가 유입되는 가스유입구(124), 상기 밸브체(121)가 개방된 경우 상기 가스유입구(124)로부터 유입된 연료가스를 상기 가스노즐(110)로 공급하기 위한 가스배출구(125)로 이루어진다.
상기 공기유입구(126)는 상기 연결관(130)의 일측단(130a)에 연결되어 상기 공기유동유로(15)와 연통하도록 되어 있다.
상기 다이아프램(129)은 얇은 고무재질의 막으로 이루어진 것으로서, 상기 다이아프램(129)에 의해 연료가스가 유동하는 가스공간(120a)과 공기가 채워지는 공기공간(120b)이 서로 격리된다. 상기 다이아프램(129)은 상기 플런저(128)의 상하 직선 이동에 의해 탄성 변형되어 상기 다이아프램(129)에 연결된 밸브체(121)의 개폐작용이 이루어지도록 한다.
상기 플런저(128)는 그 길이방향을 따라 상하 직선 이동하는 것으로서, 상기 플런저(128)를 둘러싸는 전자석(127)에 제어부(200)의 제어신호에 의해 전류가 인가되면 상향 이동하여 다이아프램(129)이 상방향으로 탄성 변형되도록 밀어올리고, 상기 전자석(127)에 전류가 차단되면 하향 이동하여 다이아프램(129)이 원래의 형상으로 탄성 복원되도록 한다.
상기 다이아프램(129)의 상부에는 밸브체(121)가 일체로 결합되어 있어, 상기 플런저(128)의 상하 직선 이동에 의해 상기 밸브체(121)도 함께 상하 이동하게 된다.
상기 밸브체(121)는 상하 이동하면서 밸브시트(122)의 내측에 형성된 개폐구멍(122a)을 개폐하게 된다. 상기 개폐구멍(122a)의 하부에는 연료가스가 유입되는 가스유입구(124)가 형성되어 있고, 상기 개폐구멍(122a)의 상부에는 상기 가스공간(120a)으로 유입된 연료가스를 가스노즐(110)로 공급할 수 있도록 가스공급배관(140)에 연결되는 가스배출구(125)가 형성되어 있다.
이하 본 발명의 연소기에서 가스량 제어 장치의 제어 방법에 대해 설명한다.
난방 또는 온수 요구에 의해 연소기(1)가 가동되면, 제어부(200)는 요구되는 부하에 대응하여 송풍기(10)의 회전수(RPM)를 설정하고, 상기 설정된 회전수에 따라 회전되도록 송풍기(10)에 제어신호를 인가한다.
상기 송풍기(10)가 회전되면 외부 공기가 송풍기(10)로 유입되는데, 상기 송풍기(10)의 공기가 유입되는 입구측에 구비된 유량센서에서 유입되는 공기의 유량을 측정하고, 이 측정된 공기의 유량 정보는 제어부(200)에 전달된다.
상기 제어부(200)에는 상기 측정된 공기의 유량 정보에 대응하여 필요한 가스량에 대한 정보가 미리 설정되어 있다. 즉, 측정된 공기량에 대응하여 필요한 가스량이 각각 대응되도록 제어부(200)에 미리 입력되어 있고, 상기 유량센서에서 측정된 공기의 유량값이 입력되면 그 입력된 값에 대응하는 가스량이 가스공급밸브(120)를 통해 공급될 수 있도록 상기 제어부(200)에서 연산하게 된다.
이 경우 상기 유량센서에서 측정된 공기의 유량값에 대응되는 가스량이 가스공급밸브(120)를 통해 공급되도록 가스공급밸브(120)의 밸브체(121)의 개도량을 제어부(200)에서 설정하게 되는데, 이때의 밸브체(121)의 개방량을 '전체 개방량'이라 한다.
상기 전체 개방량은 송풍기(10)로부터 공급된 공기의 압력에 의해 기계적으로 열리는 제1개방량과 제어부(200)의 제어 신호에 의해 열리는 제2개방량의 합으로 이루어진다.
이하 상기 제1개방량과 제2개방량에 대해 설명한다.
상기 송풍기(10)의 작동에 의해 공기가 유입되면 상기 공기는 공기유동유로(15)를 거쳐 버너(20)의 혼합기유입구(21)로 유동하게 된다. 이 경우 상기 공기유동경로(15)를 유동하는 공기의 압력은 상기 공기유동경로(15)를 형성하는 바닥하우징(16)에 형성된 연통구멍(101), 연결관(130), 가스공급밸브(120)의 공기유입구(126) 내부에 순차 작용하여 다이아프램(129)을 상방향으로 탄성 변형시키고, 상기 다이아프램(129)의 변형과 함께 밸브체(121)가 상방향으로 이동되어 개폐구멍(122a)이 개방된다.
상기 개폐구멍(122a)이 개방되면 가스유입구(124)를 통해 유입된 연료가스는 개폐구멍(122a)을 통해 가스배출구(125), 가스공급배관(140)을 거쳐 가스노즐(110)로 공급된다.
이와 같이 공기의 압력에 의해 가스공급밸브(120)의 밸브체(121)가 개방되는 것은 제어부(200)의 제어와는 무관하고, 공기의 압력에 의해 다이아프램(129)이 변형된 결과 가스공급밸브(120)가 기계적으로 열리는 것을 나타내고, 이때의 밸브체(121)의 열리는 양을 '제1개방량'이라 한다.
공기의 압력에 의해 밸브체(121)가 개방되는 것은 송풍기(10)에 의해 공기가 유입됨과 동시에 다이아프램(129)에 공기의 압력이 작용하게 되므로, 유량센서의 유량 정보로부터 발생되는 제어부(200)의 제어신호에 의해 밸브체(121)를 개방하는 경우에 비하여 밸브체(121)의 개방이 신속하게 이루어진다.
공기의 압력에 의해 개방되는 제1개방량은 연소에 필요한 충분한 가스량을 공급하는 것이 아니라 연소의 개시가 신속히 이루어지도록 하기 위해 필요한 양이면 충분하다. 따라서 상기 제1개방량은 신속한 가스의 공급을 위해 필요한 양만큼만 공급되도록 하고 나머지 연소에 필요한 가스량을 공급하기 위한 제2개방량은 제어부(200)의 제어신호에 의해 개방되도록 한다.
상기 제2개방량은, 제어부(200)의 제어신호에 의해 상기 가스공급밸브(120)의 전자석(127)에 인가된 전류값에 의해 결정된다. 상기 전자석(127)에 전류가 인가되면 플런저(128)가 상방향으로 이동하여 밸브체(121)가 상향 이동하도록 다이아프램(129)을 탄성 변형시킨다.
이 경우 상기 밸브체(121)는 이미 공기의 압력에 의해 제1개방량만큼 열리도록 플런저(128)가 상승해 있는 상태이고, 이 상태에서 전자석(127)의 전류 인가에 의해 플런저(128)가 추가적으로 더 상승하게 되어 밸브체(121)가 '제2개방량'만큼 더 상승함으로써 밸브체(121)는 '전체 개방량'만큼 개방된다.
이와 같은 제2개방량은 유량센서에서 측정된 공기의 유량값에 대응하도록 실험에 의해 미리 설정되어 제어부(200)에 입력되어 있고, 연소기(1)가 가동되어 송풍기(10)에 의해 공급된 공기의 유량값이 유량센서에 의해 측정되면, 상기 측정된 공기의 유량값에 대응하는 전체 개방량이 연산되고, 상기 전체 개방량에 대응하는 제2개방량이 연산되어, 제어부(200)는 밸브체(121)가 제1개방량만큼 개방된 상태에서 제2개방량만큼 더 개방되도록 전류값을 전자석(127)에 인가하게 된다.
상기한 바와 같이 가스공급밸브(120)는 공기의 압력에 의해 기계적으로 열리는 제1개방량만큼 열린 상태에서 제어부(200)의 제어신호에 의해 인가된 전류값에 의해 제2개방량만큼 더 열리게 되므로, 가스의 공급이 신속하게 이루어져 보다 정확한 혼합기의 구현이 가능하고, 가스량의 제어에 필요한 시간이 단축되어 가스량의 제어가 불충분한 상태에서 발생할 수 있는 연소 소음의 발생을 방지할 수 있다.
또한 제어부(200)는 송풍기(10)의 회전수 제어를 함으로써 공기량의 제어가 이루어질 뿐만 아니라 가스공급밸브(120)의 전류 제어를 통해 연료량의 제어가 이루어지므로 원하는 연소 성능의 구현이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
1 : 연소기 10 : 송풍기
15 : 공기유동유로 16 : 바닥하우징
20 : 버너 101 : 연통구멍
110 : 가스노즐 120 : 가스공급밸브
120a : 가스공간 120b : 공기공간
121 : 밸브체 122 : 밸브시트
122a : 개폐구멍 124 : 가스유입구
125 : 가스배출구 126 : 공기유입구
127 : 전자석 128 : 플런저
129 : 다이아프램 130 : 연결관
140 : 가스공급배관 150 : 가스차단밸브
200 : 제어부

Claims (8)

  1. 버너(20);
    상기 버너(20)로 공기를 공급하기 위한 송풍기(10);
    상기 송풍기(10)에서 공급된 공기에 연료가스를 혼합하기 위해 연료가스를 분사하는 가스노즐(110);
    상기 가스노즐(110)에 상기 연료가스의 공급을 제어하기 위한 가스공급밸브(120);
    상기 송풍기(10)로부터 공급된 공기의 압력으로 인해 상기 가스공급밸브(120)의 밸브체(121)를 개방시키도록 상기 가스공급밸브(120)에 연결된 연결관(130);
    상기 가스공급밸브(120)에 전류를 인가하여 상기 가스공급밸브(120)의 밸브체(121)의 개도량을 제어하는 제어부(200);
    로 이루어진 연소기의 가스량 제어 장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송풍기(10)와 버너(20) 사이에는 상기 송풍기(10)로부터 공급된 공기가 유동하는 공기유동유로(15)가 형성되어 있고, 상기 연결관(130)은 상기 가스공급밸브(120)와 공기유동유로(15) 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 연소기의 가스량 제어 장치
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가스공급밸브(120)는, 상기 연결관(130)이 연결되어 상기 공기의 압력이 작용하도록 하는 공기유입구(126), 상기 공기유입구(126)를 통해 작용하는 공기의 압력에 의해 상기 밸브체(121)를 개방시키도록 탄성 변형되는 다이아프램(129), 상기 제어부(200)에서 인가된 전류에 의해 이동함으로써 상기 다이아프램(129)에 연결된 상기 밸브체(121)를 개방시키는 플런저(128), 상기 연료가스가 유입되는 가스유입구(124), 상기 밸브체(121)가 개방된 경우 상기 가스유입구(124)로부터 유입된 연료가스를 상기 가스노즐(110)로 공급하기 위한 가스배출구(125)로 이루어진 것을 특징으로 하는 연소기의 가스량 제어 장치
  4. 제1항에 있어서,
    상기 송풍기(10)에서 공급되는 공기의 유량을 측정하는 유량센서가 구비되고, 상기 유량센서에서 측정된 공기의 유량에 대응하는 가스량이 공급되도록 상기 가스공급밸브(120)의 전체 개방량이 산출되고, 상기 제어부(200)는 상기 연결관(130)을 통해 공급된 공기의 압력에 의한 상기 가스공급밸브(120)의 제1개방량을 제외한 나머지인 제2개방량만큼 상기 가스공급밸브(120)의 밸브체(121)가 더 개방되도록 상기 가스공급밸브(120)에 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 연소기의 가스량 제어 장치
  5. 제1항에 있어서,
    상기 송풍기(10)와 버너(20) 사이에는 상기 송풍기(10)로부터 공급된 공기가 유동하는 공기유동유로(15)가 형성되어 있고, 상기 공기유동유로(15)를 형성하기 위한 하우징(16)에 형성된 연통구멍(101)에 상기 연결관(130)의 일측단이 연결되고, 상기 연결관(130)의 타측단은 상기 가스공급밸브(120)에 연결된 것을 특징으로 하는 연소기의 가스량 제어 장치
  6. a) 송풍기(10)에서 버너(20)로 공급되는 공기량이 유량센서에 의해 측정되는 단계;
    b) 제어부(200)는 상기 유량센서에 의해 측정된 공기량으로부터 상기 버너(20)에서 연소에 필요한 가스량을 연산하여 상기 버너(20)에 연료가스를 공급하기 위한 가스공급밸브(120)의 밸브체(121)가 개방되는 전체 개방량을 연산하는 단계;
    c) 상기 송풍기(10)로부터 공급된 공기가 상기 가스공급밸브(120)의 밸브체(121)를 개방시키도록 연결되는 연결관(130)이 구비되고, 상기 송풍기(10)로부터 공급된 공기의 압력으로 인해 상기 밸브체(121)가 제1개방량만큼 개방됨과 아울러, 상기 제어부(200)에서는 상기 전체 개방량 중에서 상기 제1개방량을 제외한 나머지 제2개방량이 더 개방되도록 상기 가스공급밸브(120)에 전류를 인가하여 상기 밸브체(121)를 개방시키도록 제어하는 단계;
    로 이루어진 연소기의 가스량 제어 방법
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부(200)에는 상기 가스공급밸브(120)에서 상기 제2개방량만큼 밸브체(121)가 개방되도록 상기 유량센서에서 측정된 공기량에 대응하는 전류값이 미리 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연소기의 가스량 제어 방법
  8. 제6항에 있어서,
    상기 가스공급밸브(120)는, 상기 연결관(130)이 연결되어 상기 공기의 압력이 작용하도록 하는 공기유입구(126), 상기 공기유입구(126)를 통해 작용하는 공기의 압력에 의해 상기 밸브체(121)를 개방시키도록 탄성 변형되는 다이아프램(129), 상기 제어부(200)에서 인가된 전류에 의해 이동함으로써 상기 다이아프램(129)에 연결된 상기 밸브체(121)를 개방시키는 플런저(128), 상기 연료가스가 유입되는 가스유입구(124), 상기 밸브체(121)가 개방된 경우 상기 가스유입구(124)로부터 유입된 연료가스를 상기 가스노즐(110)로 공급하기 위한 가스배출구(125)로 이루어진 것을 특징으로 하는 연소기의 가스량 제어 방법
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KR102143010B1 (ko) * 2019-03-04 2020-08-10 주식회사 귀뚜라미 보일러 자동 청소 시스템

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