KR910000227B1

KR910000227B1 - 기화식 석유 연소기의 구동회로

Info

Publication number: KR910000227B1
Application number: KR1019870014050A
Authority: KR
Inventors: 이장환
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 강진구
Priority date: 1987-02-20
Filing date: 1987-02-20
Publication date: 1991-01-23
Also published as: KR880010142A

Abstract

내용 없음.

Description

기화식 석유 연소기의 구동회로

제1도는 본 발명의 블록다이어 그램.

제2도는 본 발명의 상세 회로도.

제3도는 본 발명의 각부 파형도.

제4도는 본 발명에서 발열량 및 버너 모터와 팬 모터 구동의 상세 파형도.

제5도는 본 발명의 동작 상태를 나타낸 플로우챠트.

제6도는 본 발명의 기화기 구조도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 정전압부 2 : 온도 감지부

3 : 버너 모터 속도 감지부 4 : 팬 모터 속도 감지부

5 : 이그나이터, 히터구동부 6 : 버너 모터, 팬모터, 전자펌프 구동부

7 : 키입력부 8 : 디스플레이부

9 : 불꽃 감지부 10 : 마이콤

IG : 이그나이터 FR : 프레임 로드

FM : 팬 모터 BM : 버너 모터

HI : 홀소자 PI : 포토 인터럽트

VP : 전자펌프 Q₁-Q₆: 트랜지스터

R₁,R₂: 저항 PD₁-PD₃: 포토 다이오드

TH : 실온 써어미스터 HTH : 히트 써어미스터

본 발명은 기화식 석유 연소기의 구동 회로에 관한 것이다.

일반적으로 전자펌프를 이용하여 연료탱크의 석유를 정유면기로 펌핑(Pumping)하고 정유면기의 석유를 버너를 이용하여 기화시킨 후 버너 모터의 공기 주입과 함께 연소시켜 팬 모터의 팬으로 더운 공기를 외부로 분출시키는 기화식 석유 연소기에 있어서, 연소에 필요한 연료는 1차적으로 연료 탱크에서 정유면기에 공급되고 버너의 예열이 완료된 상태에서 버너 모터의 동작으로 버너에 압력이 가해지고 솔레노이드가 동작하여 버너 모터의 압력이 정유면기에 가해지면 정유면기의 유면 압력에 의하여 연료가 버너에 공급되게 된다.

따라서 연소에 필요한 연료의 공급량 제어는 버너 모터의 회전속도를 제어하여 정유면기에 가해지는 압력에 의하여 제어되고 연소에 필요한 연료와 공기량은 버너 모터의 압력에 의하여 자동 비례되게 된다.

이와 같이 종래에는 버너 모터의 회전 압력을 정유면기에 가하고 정유면기의 유면 압력에 의해 연료가 버너에 공급되는 방식이기 때문에 높은 열량에서 낮은 열량에 대한 변속 즉, 인버너 연소방식에서 추구하고자하는 고열량에서 저열량으로의 변환이 어려워 고열량과 저열량간의 변화폭이 적은 단점이 있었다.

이는 정유면기의 유면 압력에 의한 연소 연료 공급으로는 소량의 연료를 원활히 공급해 주지 못하므로써 발생되는 문제점인 것이다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전자펌프를 이용하여 연료 탱크의 연료를 노즐을 통하여 직접 버너에 공급하고 버너 모터를 이용하여 공기를 공급해 주도록 하므로써 연소 연료 공급을 정밀하게 하고 버너 모터의 속도를 실온에 따라 달리해 주므로써 최적 연소가 되도록 한 것이다.

즉, 본 발명에서는 버너 모터와는 별도로 연료의 공급을 전자펌프를 이용하여 공급해 주므로써 고열량에서 저열량으로의 열량 변환을 넓게 할 수 있어 필요로 하는 설정 온도에 가장 정밀한 온도 조절이 가능하며 실내 온도에 따라 버너 모터의 속도를 달리해 주어 항상 최적의 연소 상태가 되도록 하였다.

이와 같은 본 발명을 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 블록다이어 그램으로서 전원 공급시 정전압을 공급하는 정전원부(1)와, 기능키 입력을 행하는 키입력부(7)와, 연소기의 동작 상태를 표시하는 디스플레이부(8)와, 기화기의 불꽃 상태를 감지하는 불꽃 감지부(9)가 구성된 석유 연소기에 있어서, 실내 온도 및 히터 온도를 감지하는 온도 감지부(2)와, 버너 모터와 팬 모터의 속도를 감지하는 버너 모터 속도 감지부(3) 및 팬 모터 속도 감지부(4)와, 이그나이터 및 히터를 구동시키는 이그나이터, 히터 구동부(5)와, 버너 모터와 팬 모터 및 전자펌프를 구동시키는 버너 모터, 팬 모터, 전자펌프 구동부(6)와, 상기 감지부의 입력을 받아 구동부의 콘트롤 하는 마이콤(10)으로 구성된다.

그리고 제2도는 본 발명의 상세 회로도로써 정전원부(1)는 교류(AC) 전원이 트랜스(T₁)를 통하여 정류부에서 정류된 후 구동전원(B₁)(B₂)으로 인가됨과 동시에 트랜지스터(Q₁)를 통하여 마이콤(10)의 인터럽트 단자

에 구형파로 인가되어 버너 모터와 팬 모터의 파워 형성 기준점이 되게 구성하고 온도 감지부(2)는 저항(R₁-R₄)과 실내 온도를 감지하는 실온 써어미스터(TH) 및 히터 온도를 감지하는 히터 써어미스터(HTH)로 구성되어 마이콤(10)의 단자(P₁)에 실온 써어미스터 전압

을 인가시킴과 동시에 단자(P₂)에는 히터 써어미스터 전압

을 인가시킨다.

또한, 버너 모터 속도 감지부(3)는 제6도의 버너 모터(BM)의 회전속도를 감지하는 포토 인터럽트(PI)의 출력이 저항(R₅)을 통하여 마이콤(10)의 단자(P₃)에 인가되게 구성하고 팬 모터 속도 감지부(4)는 제6도의 홀소자(HI)에 의해 감지된 팬 모터(FM)의 회전속도가 저항(R₇)과 트랜지스터(Q₂)를 통하여 마이콤(10)의 단자(P₄)에 인가되게 구성한다.

그리고 마이콤(10)의 단자(P₅)에서 출력되는 펄스가 다이오드(D₂)를 거쳐 콘덴서(C₂)에 충전되고 트랜지스터(Q₃)를 "턴온"시켜 저항(R₁₀)(R₁₁)에 의해 구동되는 트랜지스터(Q₄)를 "턴온"시킴으로써 히터(H)와 이그나이터(IG)에 전원(B₂)을 인가시킨 후 마이콤(10)의 단자(P₆)가 로우레벨이 되면 트랜지스터(Q₅)를 "턴온"시켜 이그나이터(IG)를 구동시키고 마이콤(10)의 단자(P₇)가 하이레벨이 되면 트랜지스터(Q₆)를 "턴온"시켜 히터(H)를 구동시키도록 이그나이터, 히터 구동부(5)를 구성시키되 다이오드(D₄)(D₅)는 오동작방지용으로 사용하였다.

또한 키입력부(7)를 통하여 연소기의 기능 선택이 가능하고 디스플레이부(8)를 통하여 연소기의 각종 상태에 대한 디스플레이가 가능하도록 구성하고 저항(R₂₀)(R₂₁)과 불꽃의 상태에 따라 저항 값이 변하는 프레임 로드(FR)로 불꽃 감지부(9)를 구성하여 마이콤(10)의 단자(P₁₁)에 불꽃 감지전압

을 인가시켜 주도록 구성하며 마이콤(10)의 단자(P₈)(P₉)(P₁₀)에는 저항(R₁₅-R₁₇)을 통하여 전자펌프 구동용 포토 다이오드(PD₁), 버너 모터 구동용 포토 다이오드(PD₂), 팬 모터 구동용 포토 다이오드(PD₃)를 연결해 주어 버너 모터, 팬모터, 전자펌프 구동부(6)를 구성한다.

이때 단자(P₈) 출력이 하이레벨일 때 포토 다이오드(PD₁)가 동작하여 전자펌프(VP)가 구동되고 단자(P₉)(P₁₀) 출력이 로우레벨일 때에는 포토 다이오드(PD₂)(PD₃)가 구동이 되지 않으나 버너 모터(BM)와 팬 모터(FM)는 구동되게 구성된다.

제5도는 마이콤(10)의 동작 상태를 나타낸 플로우챠트이고 제6도는 본 발명의 기화기 구도도로써 연료 탱크(D)의 연료는 전자펌프(VP)의 동작에 따라 노즐(N)을 통하여 버너(B)에 주입되게 구성하고 이때의 공기는 회전속도 감지용 포토 인터럽트(PI)가 연결된 버너 모터(BM)에서 기화통(C)을 통하여 공급해 주도록 구성하며 불꽃 정화용 이그나이터(IG)와 불꽃 감지용 프레임 로드(FR)가 구성된 버너(B)에는 회전속도 감지용 홀소자(HI)가 연결된 팬 모터(FM)를 설치하여 버너(B)의 더움 공기를 외부로 송풍해 주도록 구성한 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명은 열량의 변화와 변화폭을 크게 할 수 있도록 하여 정밀한 온도 조절 및 연료와 전력 소비 또한 줄일수 있도록 한 것으로써 연소기의 전원을 투입하면 제2도의 정전원부(1)에서는 트랜스(T₁)와 정류부를 통하여 트랜지스터(Q₁)를 구동시켜 마이콤(10)의 인터럽트 단자

구형파를 인가시켜 주므로써 마이콤(10)은 제5도의 플로우챠트에서와 같이 파워 온 상태에서 버너 모터와 팬 모터가 "온"상태인가를 판단하여 "온"상태일 때에는 버너 모터와 팬 모터의 속도를 계산한 후 기능 선택에 따르게 되고 "오프"일때에는 곧바로 제2도의 키입력부(7)를 통하여 인가되는 기능 선택이 가능해짐과 동시에 기화기를 예열시키게 된다.

이때 버너 모터와 팬 모터의 "온"상태를 비교하는 것은 연소기의 동작이 최초 상태에서 파워 "온"이 될 경우와 그렇지 않고 연소기가 동작되던 상태에서 잠시 파워를 "오프"시킨 후 "온" 시킬 경우가 있기 때문이다.

즉, 최초 파워 "온"상태가 아닐때에는 연소기내의 열량을 송출하기 위해 팬 모터가 구동되고 남은 연료를 태우기 위한 버너 모터가 구동될 수 있기 때문에 이와 같은 때에는 최초 상태에서와 같이 기능 선택에 따른 동작을 하지 않고 버너 모터와 팬 모터의 속도를 계산한 후에 기능 선택에 따른 동작을 하도록 한다.

이같이 최초 연소기를 동작시킨 상태에서 키입력부(7)의 기능키를 이용하여 설정 온도 등을 설정하게 되면 마이콤(10)은 이를 인식하여 디스플레이부(8)에 설정 온도를 디스플레이시킴과 동시에 기화기를 예열시키는 동작을 수행하게 된다.

이때 마이콤(10)에서는 단자(P₅)로 펄스파를 출력시켜 다이오드(D₂)를 통하여 콘덴서(C₂)에 충전시킴으로써 트랜지스터(Q₃)를 "턴온"시키고 트랜지스터(Q₃)가 "턴온"되면 트랜지스터(Q₄)가 "턴온"되므로써 히터(H)와 이그나이터(IG)에 전원(B₂)을 공급시키게 된다.

그리고 마이콤(10)에서는 기화기를 예열시키기 위하여 단자(P7)로 제3b도의 P7에서와 같은 하이레벨 펄스를 출력시켜 트랜지스터(Q₆)를 "턴온"시킴으로써 히터(H)가 구동되어 버너(B)속의 석유를 기화하기 위한 기화기가 예열되게 된다.

따라서 히터(H)가 구동되어 기화기가 예열되면 제2도의 온도 감지부(2)의 히터 써어미스터(HTH)로 히터(H)의 온도를 감지하여 마이콤(10)의 단자(P₂)에 제3a도에서와 같은 히터 써어미스터 전압

을 인가시켜 주게 되며 마이콤(10)은 상기의 히터 써어미스터 전압을 인식하여 히터(H)온도가 일정온도 이상이 되면 단자(P₉)로 제3b도의 P₉에서와 같은 로우레벨 펄스를 출력시켜 포토 다이오드(PD₂)를 "턴오프"시킴으로써 연소 공기를 공급하는 버너 모터(BM)를 구동시키게 된다.

이때 버너 모터(BM)는 포토 다이오드(PD₂)를 통한 한번의 트리거에 의하여 교류 전압이 이 될 때(파워 오프시)까지 파워가 인가되어 구동되게 된다. 그리고 버너 모터(BM)를 구동시켜 연소 공기를 주입한 후 어느 정도의 시간(제3b도에 표시된 t₂)이 지나면 마이콤(10)은 단자(P₆)(P₈)로 제3b도의 P₆,P₈에서와 같이 로우레벨과 하이레벨 펄스를 출력시키게 되고 단자(P₆)의 로우레벨 출력은 트랜지스터(Q₅)를 "턴온"시켜 불꽃 점화용 이그나이터(IG)를 구동시켜 불꽃을 점화시키며 단자(P₈)의 하이레벨 출력은 포토 다이오드(PD₁)를 "턴온"시켜 전자펌프(VP)를 구동시킴으로써 제6도에서와 같이 기름탱크(D)의 석유를 버너(B)속으로 노즐(N)을 이용하여 주입하므로써 연소기의 점화가 이루어지게 된다.

즉 연소기의 기능 선택후 히터(H)를 동작시켜 기화기를 예열시키고 기화기가 예열되면 버너 모터(BM)를 구동시키고 버너 모터(BM)의 구동으로 연소 공기가 주입되면 전자펌프(VP)를 동작시킴과 동시에 이그나이터(IG)를 동작시켜 연소기의 점화가 이루어지게 되는 것이다.

이와 같이 점화가 이루어지게 되면 불꽃의 착화 상태를 제2도의 불꽃 감지부(9)에서 검지하게 되는 것으로 이때 착화가 되지 않으면 이상 상태로 판단하여 리셋트를 시켜주고(연소기 운전을 중지시킴)착화가 검지되면 팬 모터(FM)를 구동시켜 더운 공기를 송풍시키게 된다.

이때 불꽃 감지부(9)의 프레임 로드(FR)는 불꽃에 의하여 저항을 형성하여 마이콤(10)의 단자(P₁₁)에 전압

인가시켜 주게 되며 불꽃이 밝아지면 단자(P₁₁)의 전압이 높아지고 불꽃이 어두워지면 전압이 낮아지게 되므로 마이콤(10)에서는 이를 인식하여 착화 상태를 감지하게 되는 것이다.

즉 마이콤(10)은 단자(P₁₁)에 입력되는 전압 레벨로써 불꽃의 착화 상태를 감지하게 되고 착화가 이루어지면 마이콤(10)의 단자(P₁₀)로 제3b도의 P₁₀에서와 같은 로우레벨 펄스를 출력시켜 포토 다이오드(PD₃)를 "턴오프"시킴으로써 팬 모터(FM)를 구동시키게 되고 이때 팬 모터(FM)는 상기된 버너 모터(BM)와 같이 한번의 트리거에 의하여 교류 전압이 0이 될 때까지(파워가 오프될 때까지)파워가 인가되어 더운 공기를 송풍시키게 된다.

한편 팬 모터(FM) 구동후에는 실제 온도와 설정 온도와의 차에 의한 발열량을 결정하게 되는 것으로 이때 실온은 온도 감지부(2)의 실온 써어미스터(TH)에 의해서 결정되는 실온 써어미스터 전압

을 마이콤(10)에서 인식하여 키입력부(7)에 의하여 설정된 설정 온도와 비교하므로써 발열량을 결정하는 것이다.

이때 마이콤(10)의 단자(P₁)에 인가되는 실온과 키입력부(7)에 의한 설정 온도를 제3c도 에 파형으로 나타내었다. 그리고 제3c도와 같은 실온과 설정온도 파형도 및 제3d도와 같은 발열량과 팬 모터 및 버너 모터의 속도 파형도에 의하여 살펴보면 실온이 설정 온도보다 높아질수록 발열량 및 버너 모터(BM)와 팬 모터(FM)의 속도는 낮아지고 실온이 설정 온도 보다 낮아질수록 발열량 및 버너 모터(BM)와 팬 모터(FM)의 속도가 높아짐을 알 수 있다.

이를 제4도에서와 같은 발열량 및 버너 모터와 팬 모터 구동의 상세 파형도로써 살펴보면 설정 온도와 실온의 차에 의하여 발열량 조정을 하므로써 실내 온도를 조절할 수 있도록 되어 있음을 알 수 있다.

즉, 제4도에 표시된 (A)지점과 같이 실온이 설정 온도와 많은 차이가 있을 때(실온이 설정 온도보다 낮음)에는 버너 모터(BM)와 팬 모터(FM)을 구동시키는 마이콤(10)의 단자(P₉)(P₁₀)에서 교류 전원 라인의 제로 크로싱(Zero Crossing)지점 (ㄱ)으로부터 가까운 곳에서 펄스를 발생시켜 주므로써 버너 모터(BM)와 팬 모터(FM)에는 제4도의 BM과 FM에 표시된 빗금친 부분과 같은 많은 파워량을 인가시켜 주어 버너 모터(BM)와 팬 모터(FM)의 속도를 높여 주고 전자펌프(VP)의 동작 주기도 제4도의 VP에 표시된 주기(T')와 같이 조밀하게 하여 연료량을 높여준다.

이때 제로 크로싱 지점은 제2도의 정전원부(1)에서 마이콤(10)의 인터럽트 단자

에 인가되는 파형에서 감지할 수 있다.

이와 같이 버너 모터(BM)와 팬 모터(FM)의 속도가 올라가고 전자펌프(VP)의 동작주기(T')가 빨라져 발열량이 높아지게 된 후 제4도의 (B)지점과 같이 실온이 설정 온도 보다 높을 때에는 버너 모터(BM)와 팬 모터(FM)를 교류 전원 라인의 제로 크로싱 지점과 먼곳에서 펄스를 발생시켜 주므로써 결국 버너 모터(BM)와 팬 모터(FM)의 속도를 줄여주고 전자펌프(VP)의 동작도 제4도에 표시된 동작주기(T")와 같이 길게해 주므로써 연료량을 줄여 주어 발열량을 낮춰 실내 온도를 설정 온도에 맞게 자동 조절되도록 하여 준다.

또한 기화기 내부의 온도는 연소에 가장 적절한 온도가 되도록 온도를 맞추어 주어야 하기 때문에 제3a,b도에서와 같이 마이콤(10)의 단자(P₇)출력을 콘트롤 하여 히터(H)를 "온-오프" 제어해 주므로써 기화기 내부의 온도를 연소에 적합하게 적절히 유지해 주도록 하여 준다.

이와 같이 히터의 "온-오프"를 행하며 기화기 내부 온도를 유지한 후에는 제5도에서와 같이 버너 모터(BM)와 팬 모터(FM)의 속도를 감지하여 속도가 감지되면 처음 상태로 되돌아가 상기 루틴을 되풀이 하고 감지가 안되면 이상 상태로 간주하여 리셋트시켜 주도록 한다.

이때 버너 모터(BM)와 팬 모터(FM)의 속도는 제6도의 포토 인터럽트(PI)와 홀소자(HI)로써 감지해주게 된다.

즉, 버너 모터(BM)의 회전은 포토 인터럽트(PI)로 감지하여 마이콤(10)의 단자(P₃)에 인가시키고 팬 모터(FM)의 회전은 홀소자(HI)로 감지하여 트랜지스터(Q₂)를 통한후 마이콤(10)의 단자(P₄)에 인가시킴으로써 마이콤(10)에서는 단자(P₃)(P₄)입력을 체크하여 버너 모터(BM)와 팬 모터(FM)의 속도를 감지하는 것이다.

그리고 본 발명에서는 제3e도 에서와 같이 온도에 다른 산소의 농도가 다름에 착안하여 버너 모터(BM)의 같은 속도가 요구되는 실온과 설정 온도의 차이라 하더라도 실내 온도의 온도에 따라 버너 모터(BM)의 속도를 달리함으로써 알맞은 산소를 공급해 주어 최적의 연소가 되게 하였다.

즉, 온도가 높아지면 공기의 밀도가 낮아져 산소의 농도가 낮아지므로 온도가 높아지면 버너 모터(BM)의 속도를 높여서 공기를 기화기에 더많이 공급하고 온도가 낮아지면 밀도가 높아져 산소가 농도 또한 높아지므로 버너 모터(BM)의 속도를 낮추어 공기를 기화기에 적게 공급해 주어 최적의 연소가 이루어지게 하였다.

이상에서와 같이 본 발명에서는 종래에 구현하지 못했던 고열량과 저열량의 폭을 넓히는 (특히 저열량)문제와 실내 온도에 따라서 주입하는 공기량이 항상 일정하여 불완전 연소가 되는 원인을 제거하기 위해 기화기에 산소를 공급하는 버너 모터(BM)와 연료를 공급하는 전자펌프를 분리하므로써 고열량과 저열량과의 폭의 넓히고 특히 저열량을 더욱 낮게 해주어 설정 온도에 대한 정밀한 제어가 가능하며, 이러한 정밀 제어에 따른 전원 및 연료의 소비를 줄일 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한 본 발명은 실내온도에 따라서 버너 모터의 속도를 달리해 주므로써 석유 연소시 산소량을 일정하게 해주어 최적의 연소 상태와 완전한 연소가 되게 하는 효과가 있는 것이다.

Claims

정전압을 공급하는 정전원부(1)와, 기능키 입력을 행하는 키입력부(7)와, 연소기의 동작 상태를 표시하는 디스플레이부(8)와, 기화기의 불꽃 상태를 감지하는 불꽃 감지부(9)가 구성된 기화식 석유 연소기에 있어서, 실온 써어미스터(TH) 와 히터 써어미스터(HTH)로 실내온도 및 히터(H)온도를 감지하여 마이콤(10)에 인가시키는 온도 감지부와 버너 모터(BM)와 팬 모터(FM)의 속도를 감지하여 마이콤(10)에 인가시키는 버너 모터 속도 감지부(3) 및 팬 모터 속도 감지부(4)와, 상기 마이콤(10)의 출력으로 트랜지스터(Q3-Q6)를 구동시켜 이그나이터(IG)와 히터(H)를 동작시키는 이그나이터, 히터 구동부(5)와, 상기 마이콤(10)의 출력으로 포토 다이오드(PD₁-PD₃)의 구동을 제어하여 버너 모터(BM)와 팬(FM)모터 및 전자펌프(VP)를 구동시키는 버너 모터, 팬 모터, 전자펌프 구동부(6)로 구성된 것을 특징으로 하는 기화식 석유 연소기의 구동회로.
제1항에 있어서, 버너 모터(BM)의 회전축에 설치된 포토 인터럽트(PI)와, 상기 포토 인터럽트(PI)의 출력을 받아 버너 모터의 회전속도를 감지하는 마이콤(10)으로 버너 모터 속도 감지부(3)를 구성하고 팬모터(FM)의 회전축에 설치된 홀소자(HI)와, 상기 홀소자(HI)의 출력을 구형파로 정형화시키는 트랜지스터(Q₂)와, 상기 트랜지스터(Q₂)의 출력을 받아 팬 모터의 회전 속도를 감지하는 마이콤(10)으로 팬 모터 속도 감지부(4)를 구성한 것을 특징으로 하는 기화식 석유 연소기의 구동회로.