KR920001757B1 - 주거용 노에 사용되는 에너지의 제어방법 및 제어시스템 - Google Patents

주거용 노에 사용되는 에너지의 제어방법 및 제어시스템 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

주거용 노에 사용되는 에너지의 제어방법 및 제어시스템
제1도는 본 발명의 수행하는 노 제어시스템의 개략도.
제2도는 본 발명의 작동을 도시하는 플로우챠트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
32 : 송풍기모터 34 : 유도모터
36, 37, 38 : 릴레이 39 : 저전압 감속변환기
43 : 정상폐쇄릴레이 44 : 정상개방릴레이
69, 71, 72, 73 : 부하저항기 62 : 마이크로프로세서
본 발명은 주거용 노(residential furnaces)에 관한 것으로서, 특히 전자식 점화기 및 계속 사용되는 송풍기를 가진 노에서의 에너지 사용의 제어에 대한 것이다.
주거용 노는 온도조절장치의 세팅에 따라 가열사이클 동안 고안에서 감지된온도가 소정의 저레벨에 도달되는 시간마다 주기적으로 작동되고, 감지된 온도가 소정의 고레벨에 도달될때 차단되도록 작동한다. 각 가열사이클의 개시시기에 연소공정의 개시는 일반적으로 일정한 연소 감시 점화장치에 의해 수행되어 왔다. 그러나 경제적인 측면에서 볼때 이러한 감시 점화장치를 통상 열표면 점화기로서 알려진 전자식 점화시스템으로 대치하는 것이 일반적이다. 제어시스템에 의해 작동되는 이러한 점화기는 점화가 요구될때 즉시 점화되며, 불꽃이 검출될때 즉시 점화 중단된다. 따라서 점화기는 대부분의 시간동안에는 정지상태로 있으며, 전기 저항에 따라 작동하므로 가동시에는 4 내지 5[A]의 전류를 필요로 한다.
종래의 주거용 가스노의 가열사이클 동안에, 가열에 대한 요구가 온도조절자치에 의해 제공되면, 유도모터가 제어시스템에 의해 먼저 작동하여 불필요한 가스로부터 시스템을 정화시킨다. 그후에 점화기가 작동하여 짧은 시간동안에 가열하고 연료가 공급된다. 점화가 발생되어 불꽃감지기에 의해 감지되면, 점화기는 차단되고, 열교환기를 가열시키기 위하여 적당하게 지연된후, 공기를 순환시키는 송풍기가 작동하여 가열된 공기를 공기도관으로 배출 이동시켜서 집 내부를 순환시킨다. 따라서 이러한 정상적인 작동모드동안, 송풍기는 점화기가 가동될때 항상 가동 중단상태에 있으며, 점화기가 가동 중단될때까지는 작동하지 않음을 알수 있다.
버너의 가동 또는 가동 중단에 관계없이 계속해서 순환형 송풍기를 작동시키는 것이 바람직하게 되었다. 이러한 경향에 대한 한가지 이유는 연료 절약을 이유로, 집이 너무 견고하게 건축되어 자연공기의 순환이 감소되기 때문이다. 또 다른 이유는 실내의 공기의 질을 향상시키는데 사용하는 정전기 에어크리너를 보다 잘 이용할 수 있게 하기 위해서이다.
강제 공기 노의 공기순환식 송풍기를 구동시키는데 사용되는 모터는 상당한 크기(예컨대, 115[V],3/4마력)을 가지며, 따라서 작동중에 상당한 양의 전류가 흐르게 된다. 예컨대, 내부에 설치된 공기 조절 시스템을 갖고 있지 않아서 공기 유동속도를 감속시키는 코일을 가지고 있지 않은 노에 있어서, 공기순환형 송풍기모터는 정상상태의 연속작동 동안에 12[A] 정도의 전류가 흐르게 된다. 따라서 공기순환형 송풍기가 계속적으로 작동하는 가열사이클동안 점화기가 가동되면, 노에 흐르게 되는 전체 전류는 15[A] 이상이 되어, 15[A] 퓨우즈가 타버리거나 회로차단기가 작동하게 된다. 또한 이것은 불편하게 적어도 퓨우즈의 교환을 필요로하며, 문제의 발생원인을 알 수 없는 조작자에게 다른 불편함이나 비용을 발생시킨다.
따라서 본 발명의 제 1 목적은 전자식 점화시스템을 갖춘 주거용 노에 대한 개선된 제어시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은 조작자의 불편한 점이 없이 송풍기가 계속적으로 작동할 수 있는 강제공기 노를 제공하는데 있다.
본 발명의 제3목적은 계속적인 작동모드로 순환형 송풍기를 사용할 수 있도록 전자식 점화기를 갖춘 주거용 노를 제공하는데 있다.
본 발명의 제4목적은 제작비가 절감되고 사용이 효과적인 주거용 노의 점화시스템을 제공하는데 있다.
요약하면, 본 발명의 일측면에 따른 노 제어시스템은 전자식 점화기가 가동되기에 앞서 공기순환형 송풍기모터가 확실히 가동 중단되도록 작동하므로써 노에 흐르는 전체 전류를 제한하고, 퓨우즈가 타버리거나 회로차단기가 작동하는 것을 방지한다.
본 발명의 다른 일면으로, 노 제어시스템은 정상 가열사이클동안 공기순환형 송풍기가 계속적인 모드로 작동하고 있을때 이를 감지하도록 작동한다. 송풍기가 계속적으로 작동하면, 전자식 점화기를 가동시키기에 앞서 제어시스템에 의해 송풍기는 가동중단된다. 이와 같이 , 송풍기 및 점화기는 결코 동시에 작동하지 않으며, 흐르는 허용 전류 제한값은 퓨우즈를 태우버리거나 또는 회로차단기를 작동시키지 않는다.
본 발명의 또다른 일면으로, 제어시스템은 불꽃이 존재하는 것을 감지하여 점화기를 가동 중단시키고 결과적으로 송풍기를 가동시키는 기능을 한다. 가열사이클의 마지막 부분에서, 유도모터 및 가스밸브는 가동중단되며, 송풍기는 계속적인 작동모드로 계속해서 작동한다.
본 발명의 상기 목적과 다른 특징들 및 이점들은 첨부도면과 관련한 다음의 설명으로부터 용이하게 이해될 것이다.
제1도에서, 본 발명에 따라 작동하는 제어회로망이 흡인 통풍식 가스노의 여러 구성 소자와 함께 도시되어 있다. 파선으로 표시된 회로판에는 리이드선(L1, L2)에 의해 라인 전압이 공급된다. 전력은 각각의 릴레이(36, 37, 38)에 의해 순환공기 송풍기모터(32), 열표면 점화기(33) 및 흡인송풍식 유도모터(34)에 공급되며, 또한 저전압 감속변환기(39)에 의해 회로판의 제어부에 공급된다.
송풍기모터(32) 및 릴레이(36)에 전력을 공급하는 회로는 저속 및 고속 접속부를 각각 제공하는 평행한 리이드(41, 42)와, 정상폐쇄릴레이(43) 접점을 가진 저속 리이드(41) 및 정상개방릴레이(44) 접점을 가진 고속 리이드(42)로 구성된 단극성 이중 행정 릴레이를 포함한다. 저속 리이드(41) 및 고속 리이드(42)는 5개의 회로 커넥터(45)에 의해 Y 결합송풍기모터(32)의 하나의 레그(46)에 접속되며, 다른 레그(47, 48)는 커넥터(45)에 의해 공통단자(49)에 접속된다. 따라서, 사용될 소정의 커넥터(45) 단자를 선택적으로 선택함으로써, 또한 릴레이(43,44) 접점을 제어함으로써, 송풍기모터(32)는 소정의 저속 또는 고속 레벨로 선택적으로 작동된다.
회로의 제어부 또는 저부에 대하여, 저전압 전력은 변환기(39)의 2차 코일로부터 도선(54) 및 도선(56)에 공급되는데, 이 도선(56)은 공통단자 (C)에 접속되어 있다. 도선(54)은 정상개방릴레이(57) 접점을 통해서 단자(58)에 전기적으로 접속되며, 이 도선(54)은 급습기(도시생략)와 같은 보조장치와, 초과온도에 민감한 수동 재설정가능 제한스위치(59), 초과온도에 민감한 자동 재설정가능 제한스위치 (61) 및 단자 (R)를 포함하는 회로에 전력을 공급하도록 접속된다.
전술한 바와 같이 종래의 접속부에 부가하여, 회로판의 단자(R, W, Y, G, C)는 종래와 같이 실내정상 온도조절장치(도시생략)에 접속된다. 그러나, 마이크로프로세서로 제한되지 않는 종래 회로와는 달리 각각의 단자는 각각의 리이드선(63, 64, 66, 67, 68)에 의해 마이크로프로세서(62)에 접속된다. 부하저항기 (69, 71, 72, 73)는 회로망을 흐르는 흐름을 증가시켜서 건성접촉을 발생을 방지하도록 공통단자(C)와 각각의 단자(R, W, Y, G, C)사이에 제공된다.
마이크로프로세서(62)에 대한 다른 입력은 라인(74, 76, 77)을 따라 제공된다. 라인(74)은 불꽃이 존재하는 것을 나타내는 신호를 마이크로프로세서에 제공하도록 불꽃감지전극(78)에 접속된다. 라인(76, 77)은 이후에 설명되는 다른 표시를 제공한다.
주 가스밸브(79)에 대한 전력은 송풍식 안전스위치(80), 보조제한스위치 (81), 압력스위치(82) 및 정상개방릴레이(83)를 통하여 단자(W)로부터 수신된다. 마이크로프로세서(62)는 라인(77)을 따라 수신된 신호에 의해 보조제한스위치(81) 및 압력스위치(82)의 상태를 감지한다. 라인(76)은 릴레이(83)의 출력에 접속되며 가스밸브가 온 또는 오프인지를 마이크로프로세서(62)에 알려주기 위해 전압 레벨신호를 제공한다.
릴레이를 사용해서 마이크로프로세서(62)에 의해 제어되는 회로를 기술했으므로 마이크로프로세서(62)의 출력제어를 간단히 기술하겠다. 열표면 점화기 출력(84)은 열표면 점화기(33)를 작동시키는 릴레이(37) 접점을 폐쇄시키도록 작동한다. 유도모터 출력(86)은 유도모터(34)를 작동시키는 릴레이(38) 접점을 폐쇄하도록 작동하며, 송풍기모터 출력(87)은 송풍기모터(32)를 작동시키는 릴레이(36) 접점을 폐쇄시키도록 작동한다. 급습기 출력(88)은 급습기를 작동시키는 릴레이(57) 접점을 폐쇄시키도록 작동한다. 저속 및 고속릴레이 출력(89)은 릴레이(43) 접점을 개방시키고 릴레이(44) 접점을 폐쇄시켜서 저속 작동으로부터 고속작동으로 송풍기모터(32)를 절환한다. 마지막으로, 주 가스밸브 출력(91)은 주 가스밸브(79)를 개방시키기 위해 릴레이(83) 접점을 폐쇄시키도록 작동한다.
통상적인 가열사이클 동안 제어장치의 동작을 고려해 보면, 제어장치의 동작순서는 다음과 같다. 벽에 설치된 온도조절장치가 가열을 요구하면 단자(R)를 포함하는 회로 및 단자(W)를 포함하는 회로가 폐쇄된다. 마이크로프로세서(62)는 입, 출력을 검사하고, 유도릴레이(38)를 가동시켜서 유도모터(34)를 구동시키며, 불필요한 가스로부터 시스템을 정화시키는 작업을 개시한다. 유도모터(34)가 일정속도로 작동하면 압력스위치(82)가 폐쇄되고, 소정의 시간후 마이크로프로세서(62)가 열표면 점화기 릴레이(37)를 작동시켜서 열표면 점화기(33)에 전력을 제공한다. 소정 시간의 가열후, 마이크로프로세서(62)가 주 가스밸브 릴레이(83)를 작동시켜 주 가스밸브(79)가 가동되도록 전력을 공급한다. 불꽃이 불꽃감지전극(78)에 의해 감지되면, 마이크로프로세서(62)가 열표면 점화기(33)를 정지시키며, 불꽃이 존재하거나 또는 온도조절장치가 만족될때까지 주 가스밸브를 유지시킨다. 온도조절장치가 만족되면 단자(R,W)를 포함하는 회로가 정지됨으로써 주 가스밸브(79)를 가동정지시키고 일정시간의 정화기간후에 유도모터(34)를 정지시킨다.
이제 시스템이 계속 송풍기 작동모드로 작동한다고 가정한다. 가열에 대한 요구 및 냉각에 대한 요구가 없다고 하면, 송풍기는 저속으로 작동한다. 냉각에 대한 요구가 있으면, 냉각기간동안 고속으로 작동하고, 그후에 자동적으로 저속으로 감속한다. 송풍기가 계속 작동모드에 있는 동안에 가열에 대한 요구가 있으면, 제2도에 도시된 바와 같이 본 발명에 의해 송풍기모터 및 점화기의 동시 작동이 방지되도록 작동한다.
가열에 대한 요구가 온도조절장치에 의해서 발생될때, 마이크로프로세서는 제2도의 루틴을 진행하여, 블럭(92)에 따라 시스템이 송풍기가 가동조건으로 계속적으로 작동하는지를 결정하도록 진행한다. 가동조건이 아닌 경우에는 유도릴레이에 의해서 유도모터가 가동되어 블럭(93)에 도시한 바와 같이 정화동작이 개시된다. 시스템이 송풍기 가동조건으로 계속해서 작동하도록 결정되면, 마이크로프로세서는 릴레이(36) 접점을 개방시키므로써 송풍기모터(32)를 가동 중단시키고(블럭(94)), 그후 유도모터가 가동된다. 블럭(96, 97)에 따라 소정의 시간에 의해 결정된 바와같이 정화가 완료된후, 점화기는 블럭(98)에 표시된 바와 같이 가동된다. 점화기는 블럭(99,100)에 제공된 바와 같이 가열이 개시되기 위해서는 충분한 시간이 필요하며, 다음에 블럭(101)에 도시된 바와같이 가스가 공급된다. 불꽃이 블럭(102)에서 감지된후, 점화기는 블럭(103)에 도시된 바와 같이 가동정지된다.
전술한 목적이외에도 송풍기가 차단되는 경우는(즉, 점화기가 가동될때 송풍기가 차단되는), 송풍기가 가동되기에 앞서 열교환기가 가열될 수 있고 비교적 저온의 열 교환기에 열이 축적되도록 송풍기가 가동정지된다. 이러한 이유로 인하여, 송풍기기의 가동은 블럭(104,106)에 표시된 바와 같이 60초 동안 지연된다. 그후, 마이크로프로세서(62)는 블럭(107)에 도시된 바와 같이 저속으로 송풍기모터(32)를 가동시키도록 송풍기 릴레이를 가동시킨다.
실내의 정상온도가 증가하면, 온도조절장치는 블럭(108)에 나타낸 바와같이 마침내 만족되며, 이때에 가스이 공급이 중단되고, 불꽃감지기가 리세트되며, 각각의 블럭(109,111,112)에 나타낸 바와 같이 유도모터는 작동정지된다. 다음에 마이크로프로세서(62)는 블럭(113)에 나타낸 바와 같이 송풍기가 계속해서 작동하도록 요구되는지를 검사한다. 송풍기의 계속 작동이 요구되지 않으면, 시스템은 적절한 지연후에 송풍기가 차단되는 블럭(114)으로 진행하며, 시스템은 서브루틴으로 진행하게 된다. 송풍기의 계속적인 작동이 요구되는 경우, 시스템은 송풍기를 저속으로 가동시키는 블럭(116)으로 진행하여 주 루틴이 다시 개시된다.
본 발명이 양호한 실시예에 따라 기술되었지만, 본 발명의 개념은 다른 실시예에도 쉽게 적용될 수 있으며, 본 발명 분야의 당업자들은 본 발명의 본질적인 영역을 벗어남이 없이 구조 및 방법을 변형시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 온도조절장치에 응답하여, 전자식 점화기(33) 및 계속적으로 작동하는 공기순환형 송풍기모터(32)를 가진 주거용 노의 점화공정을 제어하는 방법에 있어서, 온도조절장치로부터 가열에 대한 요구를 수신했을때, 공기순환형 송풍기모터(32)가 가동되는지를 결정하도록 검사하는 단계와 ; 송풍기모터(32)가 가동되는 경우, 송풍기모터를 가동 중단시키는 단계와 ; 송풍기가 가동 중단된 후에만 연소공정을 개시하도록 점화기(33)를 가동시키는 단계로 구성하는 것을 특징으로 하는 주거용 노의 점화공정 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주거용 노는 송풍식 유도모터(34)를 포함하고, 상기 공정은 점화기(33)를 가동시키기에 앞서 유도모터(34)를 가동시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 점화공정 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 주거용 노는 불꽃감지전극(78)을 포함하고, 상기 공정은 불꽃의 존재를 감지하여 불꽃이 존재할때 점화기를 가동 중단시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 점화공정 제어방법.
  4. 제3항에 있어서, 점화기가 가동 중단된후 소정시간의 지연후에 공기순환형 송풍기를 가동시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 점화공정 제어방법.
  5. 제4항에 있어서, 송풍식 유도모터(34)가 가열사이클의 마지막에서 가동 중단되는 경우에, 계속적인 작동모드로 송풍기모터(32)가 계속해서 작동하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 점화공정 제어방법.
  6. 버너에 공급되는 연료의 점화를 선택적으로 개시하는 전자식 점화기(33)와 가열된 공기를 가열될 공간으로 순환시키는 송풍기모터(32)를 가지며, 상기 점화기 (33) 및 송풍기모터(32)가 동시에 작동하면 퓨우즈가 타버리기에 충분한 전류가 흐르는 형태의 주거용 노의 제어시스템에 있어서, 점화에 앞서 송풍기모터(32)가 가동될때를 결정하는 감지수단(62)과 ; 송풍기모터(32)가 가동되고 있음을 상기 감지수단이 나타낼때 점화기(33)가 가동되지 못하도록 하는 방지수단(62)을 포함하는 것을 특징으로 하는 주거용 노의 제어시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 감지수단에 응답하여 점화기(33)를 가열사이클 과정동안에 가동시키기에 앞서 송풍기모터(32)를 가동 중단시키는 작동수단(62)을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 주거용 노의 제어시스템.
  8. 가스 및 연소공기를 수용하는 버너, 상기 버너에서 선택적으로 연소를 개시하는 점화기(33) 및 선택적으로 계속해서 작동하여 가열된 공기를 가열될 공간으로 이동시키는 공기순환형 송풍기모터(32)를 가진 주거용 노의 제어방법에 있어서, 임의의 불필요한 가스로부터 시스템을 정화하도록 유도모터(34)를 가동시키는 단계와 ; 버너에 연료를 공급하는 단계와 ; 송풍기모터(32)가 가동되는지를 감지하는 단계와 ; 송풍기모터(32)가 가동상태인 경우 점화에 앞서 송풍기모터(32)를 가동 중단시키는 단계와 ; 송풍기모터(32)가 가동 중단된 후에만 연소를 개시하도록 점화기(33)를 가동시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 주거용 노의 제어방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 주거용 노는 불꽃감지전극(78)을 포함하며, 상기 공정은 불꽃의 존재를 감지하여 불꽃이 존재할때 전자식 점화기(33)를 가동 중단시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 주거용 노의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서, 불꽃이 감지된후 지연시간을 제공하여 공기순환형 송풍기모터(32)를 가동시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 주거용 노의 제어방법.
  11. 제10항에 있어서, 송풍식 유도모터(34)가 가열사이클의 마지막에 가동 중단되며, 계속적인 작동모드로 송풍기모터(32)가 계속 작동하도록 하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 주거용 노의 제어방법.
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