KR900007260B1 - 연소기의 안전장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연소기의 안전장치

제1도는 본 발명을 순간탕비기(瞬間湯沸器)에 적용한 경우의 일실시예를 나타낸 개략선도.

제2도는 상기 순간탕비기의 평면도.

제3도와 제4도는 각각 제2도의 선III-III과 선IV-IV를 따라 절취한 단면도.

제5도는 그 전기 회로도.

제6도는 작동 솔레노이드(solenoid)에 인가된 전압의 변화 특성도.

제7도 내지 제10도는 각각 다른 실시예를 나타낸 전기 회로도.

제11도는 제10도에 나타낸 실시예에 있어서의 CR타이어(timer)의 타이머 시간의 변화 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 탕비기 본체 2 : 버너

3 : 동체(胴體) 4 : 열교환기

4a : 수관(水管) 4b : 핀(fin)

4c : 급수관 4d : 출탕관

5 : 점화버너 6 : 점화전극

7 : 상화버너(常火vurner) 8 : 열전대

9 : 연료고급로 10 : 전자(電磁)안전밸브

11 : 실화안전회로 12 : 단자판

13 : 접속단자 14 : CO센서

15 : 이상검지유닛 16 : 출력단자

17 : 플러그 18 : 강압 트랜스

19 : 정류용 다이오드 20 : 가변저항

21 : 전지 22 : 스위칭소자

23,28 : 분압회로 24 : 릴레이

25 : 트랜지스터 26 : 브리지회로

27 : AND회로 29 : 콘덴서

30 : CR타이머 31,32 : 저항

33 : 분압저항

본 발명은, 연소기 본체내에, 학염검지소자(火炎檢知I素子)로부터의 신호 출력에 따라서 연료공급로에 개설(介設)한 전자 안전밸브의 작동 솔레노이드의 양단사이에 전압을 인가하여 이 전자안전밸브를 개방 유지하는 실화(夫火)안전회로를 갖는 연소기에 있어서의 CO농도의 증가나 지진등(等)의 실화이외의 이상시에 대한 안전장치에 관한 것이다.

최근의 연소기로서 CO센서등의 이상검지소자를 내장하여 실화이의의 이상시에도 버너의 연소를 정지할수 있게한 것은 알려져 있으나, 이와 같은 이상검지소자를 갖지 않은 연소기라도 사용자가 적절히 필요한 안전대책을 강구할 수 있도록 함이 바람직하다.

본 발명은, 이와 같은 요망을 충족하도록, 일반적으로 보급되어 있는 실화안전회로를 갖는 연소기를 그대로 이용하여 이상시의 안전대책을 강구할 수 있도록 한 안전장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 연소기 본체내에 화염검지소자로 부터의 신호출력에 따라서 연료공급로에 개설한 전자안전밸브의 작동 솔레노이드의 양단사이에 전압을 인가하여 이 전자안전밸브를 개방유지하는 실화안전회로를 갖는 것에 있어서, 이 연소기 본체의 외면에 이 작동 솔레노이드의 양단에 접속되는 한쌍의 외부 접속단자를 형성하고, CO센서등의 이상검지소자를 구비하여 이상시에 한쌍의 출력단자사이에 전압을 발생하는 이 연소기본체와는 별개의 이상검지유닛을 이 한쌍의 출력단자에서 이 한쌍의 외부 접속단자에 역극성으로 접속자재하게 하였음을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 순간탕비기에 적용한 도시의 실시예에 대하여 설명한다.

제1도 내지 제4도를 참조하면, 도면부호 1은 탕비기 본체를 나타내며, 이 탕비기 본체(1)내에 버너(2)와, 그 상측에 통형(筒形) 동체(3)를 두어 열교환기(4)를 수용하는데, 여기에서 상기 버너(2)는 좌우 양측의 2조로 형성하여, 1측의 버너(2)의 배치부에 인접시켜서 점화버너(5), 점화전극(6), 상화버너(7)를 배설함과 동시에 이 상화버너(7)에 대면하여 화염검지소자인 열전대(8)를 배치하고, 이 열전대(8)로 부터의 신호출력, 즉 상화버너(7)의 화염에 의한 가열에 의하여 발생하는 열기전압을 제5도에 나타낸 바와 같이 연료 공급로(9)에 개설한 전자안전밸브(10)의 작동 솔레노이드(10a)의 양단사이에 인가하여 이 밸브(10)를 개방 유지하는 실화안전회로(11)를 이 본체(1) 내에 삽입 연결하며, 실화시는 이 열기전압의 저하에 의하여 이 밸브(10)가 닫혀져서 생가스(生gas)의 방출이 방지되도록 하였다. 그리고 실화안전회로(11)는 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 화염검지소자로서 프레임 로드(flame rod)를 사용하여 프레임 전류에 따라서 이 작동 솔레노이드(10a)의 양단사이에 전압을 인가하는 형식의 것으로 할 수도 있다.

상기 열교환기(4)는 사행(蛇行)형상의 수관(水管)(4a)에 좌우 방향의 간격을 두고 다수의 핀(fin)(4b)을 장착하여서 된 것으로서, 이 열교환기(4)의 일측부(도면에서 우측부)의 전후에 위치하는 이 수관(4a)의 각단부에 급소관(4c)과 출탕관(出湯管)(4d)을 배관 접속하였다. 이상은 종래 공지의 탕비기와 특별히 다른것이 없으며, 이것은 정상 연소상태에서는, 버너(2)가 그 불꽃의 선단과 열교환기(4)의 하면과의 사이에 비교적 큰 간격을 둔 상태에서 연소하지만, 버너(2)에 연료가 과잉 공급되는 소위 과입력(overinput) 상태나핀(4b)의 막힘에 의한 통형동체(3) 내의 2차 공기의 부족상태나 버너의 l차 공기 흡입구멍의 막힘에 의한 l차 공기의 부족상태에서는 불꽃이 제3도에 점선으로 나타낸 바와 같이 뻗어서 그것의 외부 화염이 핀(4b)에 접촉하여 CO농도가 증가할 수가 있으며, 이와 같은 이상(異常) 연소시에 버너(2)의 연소를 정지할 수있도록 함이 바람직하다.

그리하여, 도시한 실시예에서는, 본 발명의 특징으로 하는 것에 따라, 제1도 및 제5도에 나타낸 바와같이, 탕비기 본체(1)의 외면에 단자판(12)을 통하여 한쌍의 외부 접속단자(13)(13)들을 형성하고, 이 양단자(13)(13)를 상기 작동 슬레노이드(10a)의 양단에 접속함과 동시에 이상검지소자로서의 CO센서(14)를 구비하는 이 본체(1)와는 별개의 이상검지유닛(15)을 준비하여 이것을 실내의 적당한 곳에 배치하며, 여기서 이 이상검지유닛(15)은 CO농도가 증가하였을때 한쌍의 출력단자(16)(16)사이에 전압을 발생하는 형식으로 하고, 상기 이상검지유닛915)을 이 한쌍의 출력단자(16)(16)에 있어서 한쌍의 외부 접속단자(13)(13)에 역극성으로 접속 자재하게 하였다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 이 이상검지유닛(15)은, 교류전원의 콘센트(도시하지 않음)에 플러그(17)를 통하여 접속되는 강압트랜스(18)를 갖고, 이 트랜스(18)를 전원으로 하여 그 2차측을 한쌍의 출력단자(16)(16)에 접속하는 전원회로에, 정류용 다이오드(19)와, CO센서(14)와, 레벨 조정용 가변저항(20)을 각각 개입 접속하여서 구성하며, 여기서 상기 CO센서(14)는 SnO₂계 기타의 반도체로 구성되며, 통상은 10∼100KΩ의 저항치를 갖는데 CO농도가 증가함에 따라 저항치가 감소하여 1000ppm 정도의 CO농도에서 저항치가 1000정도로 되는 바와 같은 저항 변화를 나타내며, 그리하여 CO농도의 증가에 따라 상기 한쌍의 출력단자(16)(16)사이에 인가되는 전압 Vc가 제6도에 나타낸 바와 같이 증가되도록 하였다.

그리고, 이 한쌍의 출력단자(16)(16)를 상기 한쌍의 외부 접속단자(13)(13)에, 상기 한쌍의 출력단자(16)(16)사이에 인가되는 전압 Vc와 이 한쌍의 외부 접속단자(13)(13)사이, 즉 상기 작동 솔레노이드(10a)의 양단사이에 인가되는 열전대(8)의 기전압 VT가 서로 상쇄되도록 역극성으로 접속하였다.

따라서, 그리하면, 이 작동 솔레노이드(10a)에는 VT로 부터 Vc를 뺀 VT-Vc의 합성전압이 인가되며, CO농도의 증가에 따른 Vc의 증가에 따라 합성전압이 감소하고, CO농도가 설정치 P₁이상으로 증가한때에 합성전압이 이탈전압 V₁을 하화하여 전자 안전밸브(10)가 닫히고, 연소가 정지된다.

상기 CO센서(14)는 제1도에 점선으로 나타낸 바와 같이 탕비기로 부터의 배출가스가 미치는 실내의 적당한 장소에 배치하여도 무방하지만, 상기한 버너(2)의 이상연소에 의한 CO의 발생을 양호한 응답성으로 검지하기 위해서는 제2도 내지 제4도에 나타낸 바와 같이 열교환기(4)의 직상부에 배치함이 바람직하며, 또 그리하면 버너(2)의 역화(逆火)발생시에도, 역화시에 발생하는 CO를 이 센서(14)로 검지하여 연소를 정지할 수 있으므로 유리하다.

그리고, 버너(2)를 상기 실시예와 같이 좌우 양측의 2조로 형성할때는 이 CO센서(14)의 열교환기(4)의 전후방향 중앙에 그리고 급수관(4c)의 배관부와 반대측에 위치하는 도면에서 좌측의 버너(2)의 배치부의 좌우방향 중앙을 향한 위치에 형성함이 바람직하다. 즉, 열교환기(4)는 급수관(4c)의 배관부쪽부분의 온도가 낮아지기 쉬우므로, 이 부분의 핀(4b)에 황화물이나 그을음의 부착에 의한 막힘이 생길 가능성이 크며, 또 이 열교환기(4)의 전후와 후부는 이 열교환기(4)의 상부에 유입되는 외부 기체의 영향을 받기 쉬운 장소이므로, 이들을 피한 상기 위치가 가장 바람직하며, 더욱 바람직하게는 이 CO센서(14)와 대향하는 부분의 핀(4b)의 일부를 절결하여 이부분에서의 막힘의 발생을 가급적으로 방지하고, 배출가스가 이 CO센서(14)에 확실히 닿도록 한다.

그리고, 상기 실시예에서는 이상검지유닛(15)의 한쌍의 출력단자(16)(16)들사이에 제6도에 나타낸 바와같이 항상 CO센서(14)의 저항치에 따라서 전압 Vc가 인가되도록 하였으나, 이에 의하면 CO농도가 설정치 P₁보다 낮은 값 P₂이어도 자동 솔레노이드(10a)에 이탈전압 V₁에 가까운 합성전압 V₂가 인가되여, 이때에 연소량의 절환 조작을 행하여 탕비기에 기계적 진동을 주면, 전자안전밸브(10)가 닫혀서 연소가 무용(無用)하게 정지되어 버리는 수가 있으므로 안전장치의 신뢰성을 높이기 위해서는 CO농도가 설정치 P₁이상으로 증가한 때만 연소가 정지되도록 함이 바람직하다.

제7도 내지 제9도는 이와 같은 요망에 적합한 실시예를 나타내며, 이로써는 이상검지유닛(15)에 한쌍의 출력단자(16)(16)와, 전원으로서 예를 들면 전지(21)를 접속한 전원접속회로에 개입하여 CO센서(14)의 저항치가 소정치에 달했을때 "턴온(turn-on)"되는 스위칭소자(22)를 설치하였다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 제7도에 있어서, CO센서(14)를 통하여 기지(21)에 접속되는 분압회로(23)와, 이 분압회로(23)와 병렬의 릴레이(24)의 구동회로를 갖고, 이 구동회로에 이 분압회로(23)의 분압점에 베이스 단자를 접속한 트랜지스터(25)를 개입함과 동시에, 이 릴레이(24)의 상개(常開)릴레이 접점에 의하여서된 스위칭소자(22)를 전원접속회로에 개입하고, 그리하여 CO농도의 증가에 의하면, 이 CO센서(14)의 저항치의 감소에 의하여 이 분압회로(23)에 인가되는 전압이 증가하여 이 트랜지스터(25)의 에미터-베이스 사이의 전압이 증가하고, CO농도의 설정치에의 증가에 의하여 이 CO센서(14)의 저항치가 소정치로 감소했을때 이 트랜지스터(25)가 "턴온" 되어 상기 릴레이(24)에 통전되고, 상기 스위칭소자(22)가 "턴온" 되어 상기출력단자(16)(16)사이에 전압이 인가되어, 전자안전밸브(10)가 닫혀진다.

또, 제8도에 있어서는, CO센서(14)를 삽입 연결한 브리지회로(26)와 비교기로서의 AND회로(27)를 형성하고, 이 AND회로(27)의 한쪽의 입력단자에 이 브리지회로(26)로 부터 CO센서(14)의 저항변화에 따라 변화하는 검지전압과 다른 쪽의 입력단자에 이 CO센서(14)의 저항치가 소정치로 되었을 때의 검지전압과 같은 비교전압을 입력하여, 이 CO센서(14)의 저항치의 소정치로의 감소에 의하여 이 AND회로(27)로 부터의 하이레벨의 출력이 얻어지도록 하며, 이 출력에 의하여 전원접속회로에 개입한 트랜지스터에 의하여 형성되는 스위 칭소자(22)가 "턴온" 되도록 하였다.

이상, CO센서(14)의 저항치의 소정치로의 감소, 즉 CO농도의 설정치로의 증가에 의하여 전자안전밸브(10)를 닫히도록 한 실시예에 대하여 설명하였지만, 이것은 CO농도가 설정치 이하이면 언제까지나 상기 전자안전밸브(10)가 닫혀지지 않으므로, 안전성의 면에서는 이의 설정치를 300ppm 정도의 비교적 낮은 값으로 설정함이 바람직하다. 그러나, 이와 같은 낮은 값으로 설정하면, 버너(12)의 점화시등(等) 순간적으로 300ppm 이상의 CO가 발생할 경우에도 이 전자안전밸브(10)가 무용하게 닫히어서 사용이 불편해 진다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 CO농도의 고저(高低)뿐만아니라 그 계속시간의 장단(長短)도 고려하여 전자안전밸브(10)의 개폐 제어를 행할 필요가 있으며, 제10도에 이와 같은 실시예를 나타냈다. 즉, 제10도에 나타낸 것은 이상검지유닛(15)에, CO센서(14)와 콘덴서(29)로 이루어진 CR타이머(30)를 삽입 연결하고, 전원접속회로에 개입하는 스위칭소자(22)를 이 콘덴서(29)의 충전 전하량이 소정치에 도달했을때 턴온(turn-on) 되도록 구성한 것으로서, 이를 좀더 상세히 설명하면, 상기 제9도의 것과 같은 회로 구성의 것을 사용하여 스위칭소자(22)인 사이리스터의 게이트-캐소드사이에 콘덴서(29)를 접속하여, 분압회로(28)에 삽입 연결한 CO센서(14)와 이 콘덴서(29)로 CR타이머(30)를 구성하였다. 그리하여 이것에 의하면, CO센서(14)의 저항치가 감소할수록 콘덴서(29)의 충전이 빨라져서, 이 콘덴서(29)의 충전 전하량이 소정치에 달하여 스위칭소자(22)가 턴온, 즉 전자안전밸브(10)가 닫히는데 요하는 타이머 시간 T가 단축된다. 여기서 제10도에 나타낸 것에 있어서, 전원전지(21)로서 1.5V의 건전지, 스위칭소자(22)의 게이트-케소드사이의 저항(31)으로서 1KΩ, 전원접속회로에 개입하는 저항(32)으로서 3.5Ω의 것을 사용하여, 또한 CO센서(14)에 직렬의 분압저항(33)의 저항치를 380Ω으로 설정한 경우, 타이머 시간 T는 CO센서(14)의 저항치의 변화, 따라서, CO농도의 변화에 따라 제11도에 나타낸 바와 같이 변화하며, CO농도가 300ppm 정도일때는그 농도가 10분간 계속하였을때 전자안전밸브(10)의 닫힘에 의하여 연소가 정지되며, 또 CO농도가 1000ppm이상이 되연 초(秒) 단위로 연속가 정지되며, 또 CO센서(14)의 저항치만에 따른 제어를 행할 경우의 상기한 문제점을 해결할 수 있다.

이상, 이상검지소자로서 CO센서를 사용한 실시예에 대해 설명하였지만, 다른 가스센서를 사용할 수도 있으며, 또한 이상검지유닛을 이상검지소자로서 진동감화(皮動感和)스위치를 갖는 지진용의 것으로 하여, 지진 발생시에 이 스위치가 폐성(閉成)되어서 한쌍의 출력단자사이에 전압이 인가되도록 하여도 무방하다.

이와 같이 본 발명에 의하면 일반적으로 보급되어 있는 실화 안전회로가 있는 연소기를 그대로 사용하며, 여기에 이 연소기와는 별개의 이상검지유닛을 관력시켜서 연소기의 안전장치를 형성하였으므로, 새로 이상검지소자를 부착한 연소기를 구입할 필요없이, 염가로 얻을수 있는 효과를 가지고 있으며, 또한 간단한 개량수리공사에 의하여 안전장치를 제공할 수가 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 연소기 본체내에, 화염검지소자로 부터의 신호출력에 따라 연료 공급로에 개설한 전자안전밸브(10)의 작동 솔레노이드(10a)의 양단사이에 전압을 인가하여 상기 전자안전밸브를 개방유지하는 실화(失火) 안전회로(11)를 구비한 연소기의 안전장치에 있어서, 연소기 본체의 외면에 설치되고 상기 작동 솔레노이드의 양단에 접속되는 1쌍의 외부접속 단자(13),(13)와, 센서(14)등의 이상검지소자를 구비하여 이상시에 1쌍의 출력단자(16),(16)사이에 전압을 발생하는 연소기 본체와는 별개의 이상검지유닛(15)으로 이루어지며, 상기 이상검지유닛(15)은 1쌍의 출력단자(16),(16)를 1쌍의 외부 접속단자(13),(13)에 접속하여 연소기 본체에 접속되며, 상기 2쌍의 단자들(13,13 및 16,16)이 역극성으로 접속되는 것을 특징으로 하는 연소기의 안전장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이상 검지소자는 CO 또는 기타의 가연성 가스의 농도에 따른 저항 변화를 나타내는 CO센서(14) 또는 기타의 가스센서로써 이루어지며, 상기 이상 검지 유닛(15)은 상기 가스센서의 저항 변화에 따라서 상기 1쌍의 출력단자(16,16)사이에 전원으로 부터의 전압을 인가하도록 구성함을 특징으로하는 연소기의 안전장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 이상검지유닛(15)에, 상기 1쌍의 출력단자(16,16)와 상기 전원을 접속하는 전원접속회로를 개입하여 상기 가스센서의 저항치가 소정치에 달했을 때 턴온되는 스위칭소자(22)를 설치함을 특징으로 하는 연속기의 안전장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 이상검지유닛(15)에, 상기 가스센서와 콘덴서(29)로 이루어진 CR타이머(30)를 삽입 연결하고, 상기 1쌍의 출력단자(16,16)와 상기 전원을 접속하는 전원 접속회로에 상기 콘덴서(29)의 충전 전하량이 소정치에 달했을때 턴온되는 스위칭소자(22)를 개입함을 특징으로하는 연소기의 안전장치.

Images