KR910008821B1 - 연소기기의 염저항 미세 검출장치 및 검출방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연소기기의 염저항 미세 검출장치 및 검출방법

제1도는 본 발명을 전체적으로 간략히 보인 블록선도.

제2도는 본 발명을 상세히 보인 회로도.

제3도는 본 발명의 플레임로드 선택부의 다른 실시예를 보인 회로도.

제4도는 본 발명의 원리에 따라 버너에 인접하여 설치한 하나이상의 플레임로드를 보인 도면.

제5도는 본 발명의 원리에 따라 히터를 제어하는 방법을 보인 플로우차트.

제6도는 본 발명과 종래 기술에 의한 작용효과를 보인 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 플레임로드 선택부 20 : 플레임로드 단락검사 신호발생부

30 : 전압검출부 40 : 기준전압설정부

50 : 기준전압검사부 100 : 마이콤

PC₁-PC₃: 포토커플러 IC₁-IC₃: 연산증폭기

R₁-R₁₅: 저항 FR A, B, C : 플레임로드

본 발명은 연소기기에서 발열량의 변화에 따른 염저항의 측정오차를 줄이는 염저항 미세 검출장치 및 검출방법을 제공하는 것에 관한 것이다.

종래 연소기기에서 염저항을 측정하기 위하여 하나의 플레임로드(LAME ROD:불꽃감지기)가 버너에 인접하여 설치되는 것이 통상적인 방법이었다.

그러나 이러한 방법은 플로임로드가 버너의 연소를 최고로 하는 불꽃 위치에 고정되도록 하므로 그 이하의 연소단계에서는 발열량의 변화에 따른 정확한 염저항을 검출하는 것은 기대할 수 없었다.

특히, 초기연소시이거나 연소상태가 미약할 때 불꽃이 플레임로드에 미치지 못하여 염저항 검출을 할수 없었다. 그러므로 이러한 점을 해결하기 위하여, 종래의 염저항 검출장치는 최강의 연소단계 이전의 단계에서 단계별로 플레임로드의 염저항을 보상하는 방식을 취하고 있으나, 그값은 임의적인 것이므로 오차를 피할 수 없었다.

따라서 이와같은 방법에 의하여서는 버너의 연소작동을 효율적으로 제어할 수 없었음은 불문가지라 하겠다.

따라서 본 발명은 연소기기의 발열량의 변화를 정확히 검출하여 버너의 연소작동을 효율적으로 제어할 수 있는 연소기기의 염저항 미세 검출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 연소기기의 발열량의 변화를 정확히 검출하여 열저항을 측정 오차를 줄일 수 있는 연소기기의 염저항 미세 검출방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여 본 발명은 연소기기의 버너에 인접하여 하나 이상의 플레임로드를 소정거리를 두고 이격시키면서, 버너에 대하여 순차로 접근하게 하여, 플레임로드가 연소단계에 따라 불꽃과 최적상태로 접촉 설치되게 하여서, 히터의 작동을 제어하는 마이콤과, 마이콤의 발열단계에 따라 어느 한 플레임로드가 선택되게 하는 선택부와, 플레임로드에 대한 마이콤으로부터의 단락검사신호 발생부와, 플레임로드 저항값에 따른 전압변동을 검출하는 검출부와, 플레임로드의 기준전압값을 설정하는 설정부와, 플레임로드의 전압변동에 따른 전위를 설정하는 전위값 검사부와, 그외에 실온을 검사하고 실온을 설정하는 실온검사부 및 온도설정부들로 구성되어 있다.

여기서 하나 이상의 플레임로드중 어느 하나를 선택하기 위하여 플레임로드 선택부에는 스위칭 수단이 설치되며, 이 스위칭 수단은 포토커플러이거나 플레이들일 수 있다.

또한, 본 발명의 염저항 미세 검출방법은 먼저 키이보오드의 키이작동을 하고 키이입력에 따른 모드표시를 하며, 그후 운전스위치가 온되었는가를 판단한 다음 히터를 구동시키게 된다.

그다음 연소기기가 작동되는 중에 소정의 설정온도 X보다 높은가를 판단하게 되고, 소정의 설정온도 X보다 낮게되면 계속하여 연소기기를 구동시키며, 설정온도 X보다 높게되면 점화기를 점화하게 된다.

이상에서의 단계들은 종래의 팬히터의 연소기기 작동단계와 동일하다. 그러나 본 발명의 방법은 다음 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는데, 점화기가 점화되면, 플레임로드의 단락상태 또는 플레임로드의 염저항값을 검사하는 단계와, 버너의 소정 발열량에 따라 하나 이상의 플레임로드중 어느 한 플레임로드를 선택하여 발열단계를 결정하는 단계와, 최대 발열량에 대한 발열량 판단값에 따라 플레임로드를 선택하는 단계들로 이루어지면서, 플레임로드의 산소결핍 또는 불완전 연소로 인하여 불꽃의 이온화가 발생하므로 플레임로드의 저항값이 증가하게 되고, 이때 전압변동값의 설정값 이하에서 버너가 작동하는가에 대한 산소결핍검사를 하는 단계와, 산소결핍상태인 경우에는 리세트하고, 산소결핍상태가 아닌 경우에는 다시 플레임로드의 발열량의 변화로 인한 불꽃의 검사하는 단계로 이전하는 단계들로 이루어진다.

이상에서와 같이 본 발명은 하나 이상의 플레임로드를 불꽃의 세기에 따라 적소에서 개별적으로 검출하도록 설치하고, 버너의 발열량에 따른 최적의 제어를 유도하도록 한 것임을 알 수 있다.

본 발명을 첨부 도면에 의거하여 상세히 기술하면 다음과 같다. 제1도는 본 발명을 간략히 설명하는 블록선도이다. 마이콤(100)은 실온검사부(60)와 온도설정부(70)를 구비하여 실온검사부(60)의 검지신호를 수신하여 자체 프로그래밍에 따라 온도설정부(70)를 제어한다.

한편, 마이콤(100)은 본 발명의 원리에 따라 축조한 플레임로드 선택부(10)에 접속되어 연소버너의 발열량에 따른 불꽃검지를 위하여 어느 한 작동 플레임로드의 저항값을 선택하도록 제어한다.

또 플레임로드 단락검사 신호발생부(20)를 구비하여 단락검사 신호를 발생시킨다. 이 발생부(20)는 플레임로드 저항값에 의해 전압을 검출하는 전압검출부(30)에 인가한다. 전압검출부(30)는 플레임로드 선택부(10)로부터 선택 플레임로드의 저항값에 따른 전압값을 발생시킨다. 전압검출부(30)는 기준전압 설정부(40)에 접속된다. 기준전압 설정부(40)는 전원 인가부(80)로부터의 인가전원을 플레임로드의 기준전압으로 하여 전압을 설정하고, 이 기준전압을 검사부(50)에 인가한다.

검사부(50)는 플레임로드의 저항값에 의한 변동전압을 기준전압과 비교하여 이 비교전압을 플레임로드의 최종 변화값의 전위로 설정하여 플레임로드의 상태를 검사한다. 이를 더욱 상세히 설명하기 위하여 제2도를 참고하면, 플레임로드 선택부(10)는 이후 기술되는 바와같이 3개의 플레임로드(A), (B), (C)에 개별적으로 접속되는 포토커플러(PC₁), (PC₂), (PC₃)가 마이콤(100)의 단자(P₁), (P₂), (P₃)에 접속되어 마이콤(100)에 의하여 작동 제어되도록 구성된다.

플레임로드 단락검사 신호발생부(20)는 비반전단자가 마이콤(100)의 단자(E₃)로부터 저항(R₁₄)을 경유하여 신호를 수신하고 반전단자가 저항(R₁₃)에 의하여 마이콤(100)의 단자(E₂)에 접속되는 연산증폭기(IC₃)를 구비한다.

상기 연산증폭기(IC₃)의 출력단자는 저항(R₁₅)을 경유하여 포토커플러(PC₁-PC₃)의 트랜지스터 콜렉터에 공통 접속된다. 미설명된 다이오드(D₁)는 접지레벨유지 정전압 다이오드이다. 플레임로드 저항값에 따른 전압변동을 검출하기 위한 전압검출부(30)는 이후 기술되는 전압설정부(40)의 후단에 직력 접속된 저항(R₄)과 저항(R₅)으로 이루어지고, 저항(R₅)의 접지측에는 플레임로드(A,B,C)의 출력측이 접속되는 구성으로 이루어진다. 그러므로 이 검출부(30)에서 저항(R₄) 및 (R₅) 사이의 랩부에는 플레임로드의 염저항(R′)변화에 따른 전압변화에 대한 기준전위로써 V_B가 설정된다.

이 전위 V_B는 이후 기술되는 인가전압 V_CC와 기준전압 V_A에 관련되고 또 V_B=(R₄/CR₄+R₅+R′+R₁₅)×(V_CC-V_A)의 값을 만족한다.

기준전압 설정부(40)는 제1도의 전원인가부(80)로부터 전압(V_CC)이 인가된다. 이 전압설정부(40)는 연산증폭기(IC₁)가 전압 플러워로써 반전단자가 출력측과 궤환접속되고 비반전단자는 제1도의 전원인가부(80)로부터의 전원전압(V_CC)을 분압하는 저항(R₁), (R₂), (R₃)이 접속되어 있어, 플레임로드의 기준전압 V_A가 인가된다.

즉 V_A=(R₂+R₃)/(R₁+R₂+R₃)×V_CC

한편 저항(R₂)과 저항(R₃) 사이의 탭에는 전압 V_CC의 변동을 검사하기 위한 전압 V_BASE의 전위가 설정된다.

즉 V_BASE=R₃×V_EE/(R₁+R₂+R₃)

미설명 부호 콘덴서(C₁)는 저항(R₃)과 함께 RC지연회로로 구성되며, 콘덴서(C₂)는 상기 랩과 접지로 연결되어 리플전압을 제거한다. 검사부(50)는 연산증폭기(IC₂)를 구비하고 그의 반전단자는 저항(R₆)에 의하여 검출부(30)에 접속되고 비반전단자는 저항(R₇)에 의하여 상기 검출부(30)의 전위 V_B의 탭부에 연결되어 있다. 또 그의 출력은 저항(R₈)에 의하여 반전단자에 궤환접속되며, 그 출력측의 궤환접속점이 플레임로드의 작동전압 V_OUT을 발생시킨다.

즉 V_OUT=(V_BASE-V_A)×R₈/R₆+ R_B가 된다.

이 전압 V_OUT은 저항(R₉) 및 (R₁₂)을 경유하여 플레임로드의 작동에 의하여 얻어지는 최종전압값으로 마이콤(100)의 단자(E₁)에 인가되는데, 저항(R₉)의 후단에 저항(R₁₀) 및 (R₁₁)이 플레임로드 단락검사 신호 발생부(20)의 연산증폭기(IC₃) 비반전단자측에 직렬 접속되므로 플레임로드의 최종전압값 V_FR이 인가된다.

즉, V_FR=R₁₀/R₉+R₁₀×V_OUT

여기서 전압 V_FR의 값은 저항(R₁₀)과 저항(R₁₁) 사이의 탭부에 전원(-VB)이 인가되고, 콘덴서(C₄)와 다이오드(D₂)를 경유하여 전원(OV)에 연결되는 전압 차단회로에 의하여 플레임로드(FR)의 저항값(R′)이 무시되어 있음을 알수 있다.

한편 본 발명은 플레임로드 선택부(10)의 선택수단으로서 포토커플러(PC₁), (PC₂), (PC₃) 대신 제3도에 도시와 같이 릴레이(RY₁), (RY₂), (RY₃)를 사용하여도 된다.

또 본 발명은 제4도 도시와 같이 버너(1)에 인접하여 적어도 하나 이상, 실예를 들면 3개의 플레임로드(A), (B), (C)를 설치한다. 플레임로드(A), (B), (C)는 각기 발열량이 많은 순도로 불꽃강도가 가장 센 것이 플레임로드(A), (B), (C)순이라 할 때 버너(1)의 그릴(2)에 인접하여 플레임로드(A), (B), (C)순으로 소정거리 정도 이격되어 불꽃감지에 따른 염저항을 검출하도록 설치된다.

이상의 구성으로 이루어진 본 발명은 플레임로드가 단락된 경우, 마이콤(100)은 그의 단자(E₃)로부터 저레벨의 신호를 출력하게 되므로 플레임로드 단락검사 신호발생부(20)의 연산증폭기(IC₃)는 저레벨을 출력하게 되어 포토커플러(PC₁-PC₃)는 어느것도 작동하지 않게된다.

그러므로 플레임로드(A), (B), (C) 모두의 저항값(R′)이 무한대로 되어 오픈상태로 된다.

결국 검사부(50)의 연산증폭기(IC₂)의 출력은 거의 없는 상태로 되어 마이콤(100)은 플레임로드가 단락되었음을 판단하게 된다. 이때, 마이콤(100)도 자체내에 플레임로드 최종전압값(V_FR)의 X₁V-X₂V이 기억되어 있어야 하며, 상기 플레임로드 최종전압값(V_FR)내에 신호가 입력되어야 정상작동의 판단을 하게된다.

한편, 본 발명은 정상작동중에 산소결핍되거나 불완전 연소상태에서는 불꽃의 이온화가 부족하면 플레임로드 저항값(R′)이 증가하게 되고 플레임로드 전압 VFR이 기준값 이하로 되어 마이콤(100)에 인가되면, 마이콤(100)에서는 산소결핍상태로 판정하게 된다.

상기와 같이 산소부족으로 불완전연소가 되면 발열량의 변화로 불꽃의 크기도 변하게됨은 자명하다 할 것이며, 이때 마이콤(100)에서는 불꽃크기에 맞는 플레임로드(A)(B)(C)를 선택하는 신호를 단자(P₁)(P₂)(P₃)를 통해서 플레임로드 선택부(10)에 내보내 플레임로드(A)(B)(C)중 1개를 선택하여 선택된 플레임로드로 불꽃의 염저항을 미세 체크할 수 있다.

이와같이 불꽃의 염저항을 미세 체크하기 위하여, 전원인가 되고, 히터의 작동모드를 결정하도록 키이조작하고(단계 101), 키이조작에 따라 작동모드를 표시하고(단계 102), 그다음 운전스위치를 온하였는가를 판단한 다음 온된 경우(단계 103), 히터를 구동시키며(단계 104), 히터구동에 따른 온도를 소정값 이상인가를 판단하여(단계 105), 이상인 경우는 단계(106)로 이전하여 점화기를 점화하고 아닌 경우는 단계(104)로 이전하여 히터구동을 계속되도록 하는 히터제어 다음에, 히터온도가 소정온도 이상으로 되어 점화기가 점화되면 단계(107)에서 플레임로드의 단락 및 플레임로드의 염저항값을 검사하게 되고, 그 결과에 따라 단계(108)에서는 버너의 소정 발열량에 따라 하나 이상의 플레임로드중 어느 한 플레임로드를 선택하도록 발열단계를 결정하며, 단계(109)에서는 발열단계에 대한 판단을 하게 되는데, 최대 발열량이 실예를 들면 85% 이상, 70% 이상, 65% 이상 등등의 단계(109-1), (109-2), (109-3)에서 단계(110)로 이전하여 마이콤(100)이 소정의 플레임로드를 선택하게 되도록 단자(P₁), (P₂), (P₃)들을 선택하게 되고, 단계(111)에서는 플레임로드의 산소결핍 또는 불완전연소로 인하여 불꽃의 이온화가 발생되었는가를 판단하여 산소결핍상태인 경우는 리세트로 되고, 산소결핍상태가 아닌 경우는 다시 플레임로드의 작동상태를 검사하는 단계(107)로 이전하게 된다.

다만 산소결핍이 플레임로드의 저항값(R′)에 의한 플레임로드 전압변동값(V_FR)이 소정범위내에 있을 경우는 상기와 같이 마이콤(100)은 불꽃변화에 따른 최적의 염저항을 갖는 플레임로드를 플레임로드(A), (B), (C)중에서 선택하게 되고, 불꽃의 염저항을 미세 체크할 수 있어 산소결핍상태를 정확하게 감지할 수 있다.

이와같이 하여 히터의 발열량에 따른 플레임로드의 염저항값을 미세검출하므로, 불꽃의 염저항 및 산소결핍상태를 정확히 감지할 수 있게 된다.

한편, 제6도는 플레임로드 기준전압 VX에 대하여 발열량이 적은 상태에서 많은 상태로 변화하는 것을 보인 그래프로서 제6a도는 플레임로드가 하나인 경우로써, 발열량이 적은 플레임로드 기준전압 VX와 차이가 커 정확한 플레임로드의 미세 염저항값을 감지가 어렵다.

그러나, 제6b도는 플레임로드가 3개인 경우로써, 발열량이 적은 경우거나 많은 경우에 관계없이 플레임로드 전압이 플레임로드 전압이 기준전압 VX와 거의 일정한 차이를 갖게 되므로 플레임로드의 미세 염저항값을 감지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 연소기기의 버너에 인접하여 하나 이상의 플레임로드를 소정거리를 두고 설치하여, 연소기기의 발열량 변화에 따라 그에 해당하는 상기 플레임로드중 어느 하나로서 발열량변화를 감지하게 되므로 연소기기의 미세염저항을 보다 정확히 감지할 수 있게 되는 것이다.

Claims (3)

1. 히터의 작동을 제어하는 마이콤과 실온을 감지하고 실온을 설정하는 실온감지부 및 온도설정부를 구비한 연소기기에 있어서, 버너에 인접하여 하나 이상 설정한 플레임로드(A)(B)(C)와, 마이콤의 발열단계에 따라 어느 한 플레임로드가 선택수단인 포토커플러(PC₁-PC₃)로 선택되게 하는 선택부(10)와, 플레임로드에 대한 마이콤으로부터의 단락신호를 수신하는 단락감지 신호발생부(20)와, 플레임로드 저항값에 따른 전압변동을 감지하는 검출부(30)와, 플레임로드의 기준전압값을 설정하는 설정부(40)와, 플레임로드의 전압변동에 다른 전위를 설정하는 전위값 검사부(50)로 구성시킨 것을 특징으로 하는 연소기기의 염저항 미세 검출장치.
2. 제1항에 있어서, 플레임로드 선택부(10)에서 선택수단을 릴레이(RY₁-RY₂)로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 연소기기의 염저항 미세 검출장치.
3. 키이보오드의 키이 작동시키는 단계(101), 키이입력에 따른 작동모드표시하는 단계(102), 그후 운전스위치가 되었는가를 판단하는 단계(103), 히터를 구동시키는 단계(104), 히터가 작동을 시작하여 히터의 온도가 소정온도 이상인가를 판단하는 단계(105), 히터온도가 소정온도보다 낮게되면 계속되어 히터를 구동시키며 소정온도보다 높게되면 점화기를 점화시키는 단계(106)로 이루어진 연소기기의 염저항에 따른 제어방법에 있어서, 상기 점화단계에서 플레임로드의 단락 및 염저항값을 검사하는 플레임로드 회로검사단계(107)와, 버너의 소정 발열단계에 따라 하나 이상의 플레임로드중 어느 한 플레임로드를 선택하여 발열단계를 결정하는 단계(108), (109)와, 최대 발열량에 대한 발열량 판단값에 따라 플레임로드를 선택하는 단계(110)로 이루어지게 한 것을 특징으로 하는 연소기기의 염저항 검출방법.

Images