KR880000183B1 - 연소기의 연소 안전장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연소기의 연소 안전장치

제1도는 본 발명장치를 적용한 연소기의 일예를 표시한 측단면도.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선 단면정면도.

제3도는 그 제어회로를 표시한 선도.

제4도는 바이메탈 스위치의 작용을 나타낸 상세회로도.

제5도는 열전대와 증폭회로 출력의 상세회로도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5, 6 : 버너 11 : 온도조절회로

16 : 바이메탈스위치 17, 18 : 열전대(센서)

19, 20 : 증폭회로 28 : 타이머회로

본 발명은 연소기의 연소안전장치에 관한 것으로 더욱 상세히 설명하면 버너에 연소용 1차공기를 강제적으로 공급하고 1차공기과잉율(1차공기량/이론공기량)을 1 이상 혹은 1근방의 비교적 높은 값으로 유지하여 버너를 연소작동시키는 연소영역을 갖는 연소기에 있어서 연소 안전장치에 관한 것이다.

종래 버너의 산소결핍연소를 검지하는 감지기를 설치하고 이 감지기로부터의 검지신호로 버너의 연소를 정지시키도록 한 연소안전장치는 알려져 있으나 1차 공기과잉율을 1이상 혹은 1 근방의 비교적 높은 갓으로 유지하여 버너를 연소작동시키는 것에서는 실내공기중에서 산소농도의 저하에 다라 버너에 불량연소를 생기게 하는 데, 예를 들면 1차공기과잉율을 0.7 정도로 설정한 경우에는 산소종도의 16-18%까지의 저하로 산소결핍에 의한 리프트업 현상이 생기는 것에 대해 1차 공기과잉율을 0.9 정도록 설정한 경우는 산소농도가 허용레벨이하의 15% 정도로 저하하지 않으면 리프트업 현상을 일으키지 않고 산소결핍시의 버너의 연소정지가 늦어지는 결함이 따른다.

즉 이러한 산소결핍 상태를 고려하지 않고 계속적인 정상 연소를 행하게 되면 정상적인 실내활동을 못하게 되므로 실내의 산소농도에 따라 불량연소를 부여해줄 필요가 있는 것이다.

본 발명은 이러한 불량연소가 어렵거나 연소정지가 늦어지는 결함을 해소하기 위하여 1차동기광잉율을 간헐적으로 감소시키므로서 버너가 불량연소 되도록 하여 산소농도의 저하에 따라 조기에 버너의 연소를 정지할 수 있도록 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것으로 다음에 본 발명을 도시한 실시예에 따라 설명한다.

제1도 및 제2도는 온풍식 가스나방기를 표시한 것으로 배면의 흡입구(1a)와 전면의 온풍출구(1b)가 있는 난방기 본체(1)내에 흡입구(1a)와 출구(1b)를 연통하는 내부 케이스(2)를 설치하고 내부케이스(2) 내에 송풍기(3)와 그 상부 연소실(4)을 수용하여 연소실(4)내에 주부(主副) 한쌍의 버너(5)(6)를 설치하며 송풍기(3)의 작동에 의하여 흡입구(1a)에서 실내공기가 흡인됨과 동시에 연소실(4)의 상부 배기구(4a)에서 연소열기가 흡인 배기되어 이 실내공기와 연소열기가 내부 케이스(2)내에 혼합되어 출구(1b)에서는 온풍으로 되어 나오도록 하고 이때 각 버너(5)(6)에는 그 연소면(5a)(5b)의 각 불꽃 구멍을 거쳐서 그 내부에 작용하는 송풍기(3)의 흡인력에 의하여 각 버너(5)(6)의 혼합관 단부의 1차공기공(5b)(6b)에서 연소용 1차공기가 강제적으로 공급되도록 하였다.

제2도를 참조해서 가스회로는 전자안전밸브(7)와 가스콕(8)과 정압기(整狎器 : governor)(9)를 거쳐서 부버너(6)의 가스송기(送氣)와 정압기(9)에서 다시 온도조절용 전자밸브(10)를 거쳐서 주버너(5)의 가스송기를 행하도록 구성되어 후술하는 온도조절회로(11)로부터의 신호에 의하여 전자밸브(10)을 닫고 부버너(6)만을 연소작동시키는 약한 연소와 전자밸브(10)를 열어서 주부의 버너(5)(6)를 함께 작동시키는 강한 연소로 절환제어를 자유롭게 함과 동시에 이 강약 절환에 부응하여 송풍기(3)의 회전도 강약으로 절환제어하도록 하였다.

그리고 상기 1차공기공(5b)(6b)의 열림각도를 알맞게 설정하여 1차공기과잉율이 주버너(5)에서 1.2정도, 부버너(6)에서 0.9정도로 유지되도록 한다.

여기서주버너(5)의 1차공기과잉율을 1이상으로 하는 것은 일본국 공개특허공부(공보번호 특개소 57-192740호)에서 알려진 바와 같이 배기중의 NOx 농도를 저하시키기 위한 것이고 부버너(6)의 그것을 0.9로 하는 것은 강약 절환시에 연소가 불안정하게 되지 않도록 하기 위함이다.

즉, 송풍기(3)에 의한 1차공기의 흡인력은 연소실(4)의 내압에 의하여 변화되고 약에서 강으로 절환할 때 연소실(4)의 내압이 약한 연소시의 레벨에서 강한 연소시의 레벨로 증가할때 까지의 과도상태에 있어서 송풍기(3)의 강한 회전에 의한 과도한 흡인력이 부버너(6)에 작용해서 1차공기과잉율이 일시적으로 증가하고 또 강에서 약으로 절환시는 이와는 반대로 1차공기과잉율이 일시적으로 감소하는 현상이 생기고 이 증감에 의해서 1차공기과잉율이 안정연소에 필요한 0.5-1.4의 범위로 모아지도록 이 증감폭을 미리 알고 그 중간의 0.9정도로 설정하고 있다.

제3도는 이러한 작용을 행하는 온도조절회로(11)를 구비한 제어회로를 나타낸 것으로서 온도 조절회로(11)는 메인스위치(12)의 연결에 의하여 통전되는 정전압회로(13)의 출력측에 접속되어 실내온도와 설정온도와의 편차에 따라 그 제1출력단자(11a)에 그 레벨의 강한 연소신호와 저레벨의 약한 연소신호를 출력하게 구성되어 상기 온도 조절용 전자밸브(10)의 개폐제어용 제1릴레이(R₁)와 송풍기(3)의 회전제어용 제2릴레이(R₂)와의 통전회로에 공통으로 설치되는 제1트랜지스터(14)의 베이스에 제1출력단자가(11a)를 접속하고 강한 연소신호의 출력에 의하면 제1트랜지스터(14)가 작동되어서 제1, 제2 릴레이(R₁)(R₂)가 통전되어 제1릴레이(R₁)의 릴레이스위치(r₁)가 작동되고 전자밸브(10)가 열려짐과 동시에 제2릴레이(R₂)의 릴레이스위치(r₂)가 송풍기(3)의 구동모우터(3a)의 강한 회전단자 a측으로 절환되어 송풍기(3)가 강하게 회전되고 또 약한 연소신호의 출력에 의하면 제1트랜지스터(14)가 단락되어서 제1, 제2릴레이(R₁)(R₂)의 통전이 정지되어 릴레이스위치(r₁)가 단락되므로 전자밸브(10)가 닫혀짐과 동시에 릴레이스위치(r₂)가 약한 회전단자 b측으로 절환되어 송풍기(3)가 약하게 회전되도록 하였다.

도면에서 15는 메인스위치(12)에 따라 연동하여 닫혀지는 팬스위치, 16은 팬스위치(15)와 병렬로 연결된 바이메탈 스위치이다. 이 바이메탈 스위치(16)는 첨부도면 제4도시와 같이 온풍기를 정지할 때에 송풍기(3)가 멈추면 예열로써 오버히트하는 것을 방지하기 위하여 설치한 것이다.(에프터 팬의 작용).

또 도면에서 17, 18은 주버너(5)와 부버너(6)에 설치한 불량연소검지센서로서의 열전대를 나타낸 것이다.

강한 연소시는 주버너(5)에 설치한 제1열전대(17)와 부버너(6)에 설치한 제2열전대(18)와의 어느 기전압이 기준레벨 이하로 저하했을때나 약한 연소시는 제1열전대(17)의 지전압과는 무관계로 제2열전대(18)의 기전압이 기준 레벨이하로 저하했을때 각각 전자안전밸브(7)가 닫혀지도록 하였다.

첨부도면 제5도에 의하여 이를 더욱 상술하면, 제1, 제2열전대(17)(18)의 연소열에 의한 전기력은 각각 증폭회로(19)(20)를 거쳐서 제1열전대(17)용의 제1비교기(21)와 제2열전대(18)용의 제2비교기(22)에 입력되는 것으로 하고 또 안전밸브(7)는 그 솔레노이드에 직렬의 제2트랜지스터(23)를 연결시키거나 단락하는 비교기(24)의 입력측 제3트랜지스터(25)가 단락되어 비교기(24)에서의 출력이 저레벨로 되어 제2트랜지스터(23)가 단락되었을 때 밸브가 닫혀지도록 하며, 제3트랜지스터(25)의 베이스에 접속되는 전압인가회로(26)에 제2비교기(22)의 출력단자와 또는 상기 온도조절회로(11)에서의 강한 연소신호로 작동되는 제4트랜지스터(27)를 거쳐서 제1비고기(21)의 출력단자를 접속하므로써 강한 연소시에 주부의 버너(5)(6)의 어느 것이 실화 혹은 불량연소에 의한 리프트업이 생겨서 제1, 제2 열전대(17)(18)의 어느 기전력이 기준치를 밑돌고 이것에 대응하여 제1, 제2 비교기(21)(22)의 어느 출력이 저레벨로 되며 상기한 바와 같이 그 내부회로를 거쳐서 전압인가회로(26)가 접지되어 제3트랜지스터(25)가 단락되어서 전자안전밸브(7)가 닫혀지게 되며, 또 약한 연소시는 제4트랜지스터(27)가 단락되어 제2비교기(22)에 의해서만 제3트랜지스터(25)가 제어되도록 하므로서 그 출력이 저 레벨로 되었을 때 전자안전밸브(7)가 닫혀지게 되는 것이다.

지금까지 첨부도면 제1도 및 제3도까지의 표현에 의하여 본고안의 개괄적인 설명을 하였는바, 이러한 구성에 의하여 연소안전대책이 이루어지지만, 1차 공기과잉율을 상기와 같이 1 이상 혹은 0.9정도의 1에 가까운 값으로 설정할 때는 실내공기의 산소농도의 저하에 의해서도 불량연소가 생기기 어렵게 됨에 따라 이대로는 산소농도가 허용 레벨이하로 저하되기 전에 연소를 정지시키는 것이 곤란하게 된다. 그러므로 본발명에서는 1차공기 과잉율을 상기와 같이 비교적 높은 값으로 유지하여 연소시키는 영역에 있어서 그 연속작동중에 간헐적으로 1차공기 과잉율을 감소기켜 그 감소에 의하여 산소결핍시의 불량 연소를 생기기 쉽게 하고 조기에 연소를 정지할 수 있도록 하였다. 1차공기 과잉율 감소시키는 방법으로서는 1차공기의 공급량을 바꾸지 않고 가스량을 증가시키는 방법과 가스량을 바꾸지 않고 1차공기의 공급량을 감소시키는 방법이 있으며 도시의 실시예에서는 후자의 방법에 따라 강한 연소시에 송풍기(3)를 간헐적으로 약하게 회전시켜 1차 공기 공급량을 감소시켜서 1차공기 과잉율을 부버너(6)에서 간헐적으로 0.9에서 0.7정도로 감소시키도록 하였다.

또한 이때 주버너(5)의 1차공기 과잉율도 1.2에서 1.0 정도로 감소되지만 이 정도의 값으로는 산소농도가 1.5% 이하로 저하하지 않으면 불량연소가 생기지 않으므로 산소결핍 대책상 유효하게 기능하는 것은 부버너(6)이다.

따라서 송풍기(3)의 간헐적인 약한 회전으로의 절환은 인터벌 타이머(28)에 의하여 제어되는 것으로 이를 상술하면, 타이머회로(28)는 상기 온도조절회로(11)의 제2출력단자(11b)에 출력되는 주버너(5)의 점화신호로써 작동하여 내장된 발진회로의 발진회수를 카운트하는 타이머 IC(29)와 발진주기를 설정하는 CR회로가 구비되어 이루어지며 상기 제2릴레이(R₂)의 통전회로에 타이머 IC(29)의 출력단자(29a)에 베이스를 접속한 제5트랜지스터(30)를 설치하고 CR회로를 콘덴서(31)와 이것에 접속한 서로 병렬의 제1, 제2저항기(32)(33)로 구성하여 제2저항기(33)를 다이오드(34)를 거쳐서 제5트랜지스터(30)의 콜렉터측에 접속하고 출력단자(29a)에서의 고레벨의 출력에 따라 제5트랜지스터(30)가 작동되어 제2릴레이(R₂)가 제5트랜지스터와 상기 제1트랜지스터(14)를 통하여 통전되어 송풍기(3)가 강하게 회전하며 이때 제2저항기(33)는 다이오드(34)와 양트랜지스터(30)(14)를 거쳐서 접지되어 CR회로에 의한 발진주기는 콘덴서(31)와 제1저항기(32)로 결정된 비교적 긴 주기로 설정시켜 일정회수 카운트한 후, 예를들면 15분 후에 출력단자(29a)의 출력이 저레벨로 되도록 하고 이 저레벨의 출력에 의하여 제5트랜지스터(30)가 단락되어서 제2릴레이(R₂)의 통전정지에 의하여 송풍기(3)가 약한 회전으로 절환되고 이때 CR회로에 의한 발진주기는 콘덴서(31)와 제1, 제2저항기(32)(33)로 결정된 비교적 단주기로 설정시켜 일정회수 카운트함에 요하는 시간이, 예를들면 1.5분으로 단축시켜 1.5분후에 재차 출력단자(29a)의 출력이 고레벨로 바뀌고, 이후는 상기한 바와 같은 작동의 반복으로 강하게 회전하는 송풍기(3)가 15분 간격으로 1.5분만 약한 회전으로 절환되도록 하였다.

이리하여 송풍기(3)의 강한 회전에서 약한 회전으로의 절환으로 부버너(6)의 1차공기 과잉율은 0.9에서 감소되어, 예를 들면 0.7정도로 되고 이 상태에서는 산소농도가 15% 이하로 저하하지 않아도 16-18%로 저하되어 있으면 부버너(6)의 불량연소가 생겨서 이것이 제2열전대(18)로 겁지되어 전자안전밸브(7)가 닫혀져서 연소가 정지된다. 그리고 제5트랜지스터(30)가 단락하면 콘덴서(31)가 저항(32)(33)을 통하여 충전된다.

이콘덴서(31)는 타이머 IC(29)의 입력핀을 통하여 콘덴서(31)의 전하를 방전시킨다.

방전한후에는 다시 저항(32)(33)을 통하여 콘덴서(31)가 충전되고 이러한 동작을 반복함에 따라 콘덴서(31)의 전압은 발진하는 것이다. 타이머 IC는 이러한 발진회수를 일정회수 카운트(16384회)한 후 출력단자를 저레벨로부터 고레벨로 바꾸어 준다.

제5트랜지스터(30)가 연결동작한 때에는 자항(33)에 흐르는 전류는 트랜지스터(30)(14)를 통하여 바이패스되고 콘덴서(31)는 또다른 저항(32) 안에 의하여 충전되는 것이다.

이후의 동작은 상기한 작동과 같게 되지만 저항(33)에 흐르는 전류가 없게되는 만큼의 충전시간이 걸리게 되기 때문에 상기한 것에 비추어 보면 출력단자가 고레벨에서 저레벨로 바뀌는 시간이 길게되는 것이다.

또한 도시한 것에서 부버너(6)의 1차공기 과잉율은 약한 연소시에 있어서도 0.8-0.9정도의 비교적 높은 값으로 유지되도록 되어 있고 약한 연소시에, 예를들면 송풍기(3)의 회전을 약한 회전에서 더욱 떨어져 1차 공기 과잉율을 간헐적으로 감소시키도록 하여도 되나 부버너(6)의 연소량이 적을 때는 실내의 환기율과의 관계로 산소결핍 대책을 특히 실시하지 않아도 좋으며 도시의 실시예에서는 강한 연소시에만 송풍기(3)를 간헐적으로 약한 회전으로 절환하도록 하였다.

이와같이 본 발명에 의하면 1차공기 과잉율을 1이상 혹은 1근방의 비교적 높은 값으로 유지하여 연소작동중에 1차공기 과잉율을 간헐적으로 감소시키도록 한 것으로 산소농도가 저하되어 있으면 1차공기 과잉율을 감소시킨 간헐적인 연소시에 불량연소가 생겨서 불량연소를 검지하는 센서로부터의 신호에 의하여 연소가 정지되고 산소결핍시의 조기의 연소정지가 부여되어 안전한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 버너(5)(6)에 연소용 1차공기를 송풍기(3)로서 강제적으로 공급하고 1차공기 과잉율을 1이상, 혹은 1근방의 비교적 높은 값으로 유지하여 버너(5)(6)를 연소 작동시키는 연소 영역을 갖는 연소기로서 버너(5)(6)의 불량연소를 검지하는 감지기, 즉 열전대(17)(18)을 구비하고 이 감지기로부터의 검지신호로 버너(5)(6)의 연소를 정지시키도록 한 것에 있어서, 연소영역에서의 연소작동중에 1차공기 과잉율을 온도조절 회로(11), 발진회로, CR 회로로 구성된 타이머회로(28)가 송풍기(3)의 회전을 간헐적으로 감소시키도록 한 것을 특징으로 하는 연소기의 연소안정장치.

Images