KR930004522B1 - 연소장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연소장치

제1도는 갑연소식 급탕기의 개략 단면도.

제2도는 본 실시예의 신호전달 경로와 가스통과 경로를 표시한 블럭도.

제3도는 착화시 및 착화후의 착화압력의 변화를 표시한 특성도.

제4도는 본 실시예의 제어회로 및 비례밸브 제어회로를 표시한 부분 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

26 : 점화장치 27 : 작동 검지장치

42 : 가스관 44 : 전자밸브

45 : 비례밸브 50 : 제어회로

51 : 비례밸브 제어회로

본 발명은 급탕기등에서 사용되고 연소실의 연료 공급량을 제어하는 비례밸브를 구비한 모든 1차 공기 연소식의 연소장치에 관한 것이다.

가스등의 연료를 비례밸브의 개방도에 따라서 연소실에 공급하는 연소장치에서 사용자에 의해 설정되는 발열량 설정수단(예를들면 온도 설정수단)에 따라서 비례밸브를 통전하는 비례밸브 제어회로를 구비하고 있고, 비례밸브는 상기 비례밸브 제어회로로 부터의 통전에 따라서 연료의 공급량을 제어하고 있다.

이 비례밸브는 점화장치의 작동시에 온도설정 수단에 설정에는 관계없고 안전한 착화를 시키기 위해 완(느린) 점화용의 전류가 비례밸브 제어회로에 의해 설정된다. 그러나 비례밸브 자체에는 기밀성이 없기 때문에 비례밸브의 상류에는 전자밸브가 설치되며 이 전자밸브의 통전과 동시에 점화장치를 통전하고 있다. 그리고 연소장치의 작동개시시에 비례밸브 제어회로가 통전되고 그후 점화장치와 전자밸브를 동시에 통전하고 있다.

그러나 비례밸브는 연료 공급관을 통과하는 가스압이 있을 경우, 이 가스압에 대항하여 밸브체를 구동하고, 가스의 공급량을 제어하는 것이지만, 예를들면 비례밸브에 가스압이 아직 가해지지 않을 때에 비례밸브가 통전되면 밸브체는 가스압이 가해졌을 때의 개구상태보다 큰 밸브 개방도가 되기 때문에, 가스의 공급량을 적당히 제어할 수가 없었다.

따라서 비례밸브를 완 전화용의 전류치에서 통전함에도 불구하고 전자밸브가 통전되고, 비례밸브에 가스압이 가해질때까지의 잠깐 동안에 다량의 연료가 연소실에 유입되어 버린다. 이 때문에 전자밸브가 통전되면 비례밸브는 본래 제어해야할 연료를 충분히 제어할 수 없게 되어 연소실의 연료가 증가해버린다. 또 점화장치는 전자밸브의 통전과 동시에 통전되기 때문에 점화장치의 작동을 확인할 수 없는 상태에서 연료는 연소실로 보내진다. 이 때문에 점화장치의 작동이 충분하지 못하게 되고, 어떤 원인으로 지연되어 작동한 경우에는 연소실에서 연료의 착화가 지연된다.

연료가 연소실에서 착화되지 못하면 연소실내의 연료는 다음에 증가하고, 이 증가한 연료의 양에 따라서 착화시의 연료량이 많아지며 착화시의 착화압력이 높아진다. 특히 재착화시에는 연소량이 많고 착화압력이 높으면, 연소온도가 높아지거나 혹은 화염이 직접 이동함으로써 연소실내의 화염이 혼합기실로 들어가버릴 가능성이 있어서 안전면에 문제점이 있었다.

본 발명은 비례밸브를 구비한 연소장치의 점화시에 있어서, 연소실에 연료의 과잉유입을 방지함으로써 착화압력을 억제함과 동시에 연소실의 화염이 혼합기실에 전파하는 것을 확실히 방지될 수 있는 연소장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 연료공급로에 설치되고 통전에 의해 상기 연료 공급로를 개방 상태로 하는 전자밸브(44)와, 상기 전자밸브의 하류에 설치되고 통전상태에 따라서 연료의 공급량을 제어하는 비례밸브(45)와, 상기 비례벨브를 통전 제어하는 비례밸브 제어회로(51)와, 통전에 의하여 작동 개시하고 연료와 공기와의 혼합기에 점화하기 위한 점화장치(26)와, 상기 점화장치의 작동을 검지하여 검지신호를 발생하는 작동검지장치(27)와, 상기 작동검지장치의 검지신호가 입력될 때 상기 전자밸브를 통전함과 동시에 상기 비례밸브의 통전을 시작하기 위한 신호를 상기 비례밸브 제어회로에 발생하는 제어회로(50)로 구성되는 기술적 수단을 채용하였다. 상기의 구성에 의해 본 발명은 점화장치가 통전되고 점화장치가 작동한다. 이로써 작동검지장치가 점화장치의 작동을 검지하고 검지신호를 발생한다.

검지신호를 입력하면 제어회로는 전자밸브를 통전함과 동시에 비례밸브의 통전을 시작하는 신호를 비례밸브 제어회로에 발생한다. 이로써 전자밸브는 연료 공급로를 개방상태로 하고 전자밸브에 의해 차단되어 있던 연료는 전자밸브를 통과하여 비례밸브에 유입된다. 한편, 비례밸브 제어회로는 비례밸브의 통전을 시작하는 신호가 입력될 때부터 비례밸브의 통전을 시작하며, 이때 비례밸브에는 비례밸브 제어회로로 부터의 전류가 아직 통전되어 있지 않기 때문에 유입된 연료에 의해 연료압이 비례밸브의 밸브체에 가해진다.

비례밸브 제어회로가 비례밸브의 통전을 개시하면, 통전된 비례밸브는 통전상태에 따라서 연료의 공급량을 제어하고 비례밸브를 통과한 연료는 공기와의 혼합기로 되어 연소실로 보내진다. 연소실에서는 이미 점화장치가 작동하고 있기 때문에 연소실에 보내어진 혼합기는 점화된다.

본 발명에 의하면 점화장치가 작동한후 전자밸브가 개방되고 연료압이 비례밸브에 가해진후 비례밸브가 통전되기 때문에 연료는 비례밸브에서 공급량이 적당히 제어된 혼합기로 되어 연소실로 보내진다.

따라서 연소실로 보내진 혼합기는 착화 지연됨이 없고, 또 과잉혼합기가 연소실에 보내어지는 일이 없기 때문에 착화압력을 억제할 수 있으며, 연소실의 화염의 연료공기실에 전파하는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명을 도면에 표시한 실시예에 기초하여 설명한다.

제1도는 본 발명의 연소장치를 적용한 가스연소식 급탕기를 나타낸다.

이 가스연소식 급탕기는 급탕기케이스(10), 연소상자(20), 1차 공기만으로 완전 연소하여 모든 1차 공기연소를 강제송풍식 가스연소장치(30), 연료공급로(40) 및 제어회로(50)로 구성된다.

급탕기 케이스(10)의 내부에는 연소상자(20)와 가스연소장치(30)가 수납됨과 동시에 측벽 하부에는 외기 도입구(11)가 형성되어 있다. 연소상자(20)는 연소실을 이루는 것으로, 그 상단에는 배기구(21)가 설치되고, 그 배기구(21)에는 급탕기 케이스(10)의 외부와 연통하여 설치된 배기통(22)이 접속된다. 연소상자(20) 내의 상부에는 연소상자(20)의 양벽에 용접된 열교환기(23)가 배치되고, 이 열교환기(23)에는 열교환을 촉진시키는 플레이트핀군(24)이 구비되어 있다. 한편, 하단은 개방되어 있고, 가스연소장치(30)가 개구부를 막고 잇는 것처럼 설치되어 있으며, 이 가스연소장치(30) 부근의 연소상자(20)내에는 세라믹제의 내화틀(25)이 설치되어 있다.

또 연소상자(20)의 하방에는 가스 연소장치(30)의 점화를 행하기 위한 점화장치(26)와, 점화장치(26)의 작동을 검지하는 작동검지장치(27)가 설치되어 있음과 동시에 점화장치(26)에 대응하여 열전대로 되는 감은 부재(35)가 설치되어 있다.

가스 원료장치(30)는 연소상자(20)의 개구부를 막고 있는 것처럼 설치되고 연료와 공기를 혼합하는 연료공기실을 이루는 혼합상자(31)와, 그 혼합상자(31)의 상단에 형성된 플렌지(32)의 위치 설치되고 혼합기를 연소시키는 버너(33)로 구성된다. 이 버너(33)에는 연소시의 소음을 저하시키기 위하여 직경이 서로 다른 소화구군(34)이 구비되어 있다.

혼합상자(31)의 하측에는 공기를 공급하기 위항 송풍기(36)와 연료공급로(40)의 말단이 되는 분사구(41)가 구비되어 있다.

연료공급로(40)는 연료공급원(비도시)으로부터 혼합상자(31)의 하측에 설치된 분사구(41)로 가스를 유도하는 가스관(42)을 포함하고 그 가스관(42)에는 연료공급원이 있는 상류측으로부터 주전자밸브(43), 전자밸브(44) 및 비례밸브(45)가 설치되어 있다.

주전자밸브(43)와 전자밸브(44)는 통전에 의해 연료공급로(40)를 개방상태로 하고, 비통전에서는 연료공급로(40)를 폐쇄상태로 하는 것이다. 한편 비례밸브(45)는 제어회로(50)의 일부를 이루는 비례밸브 제어회로(51)의 통전상태에 따라서 연료공급로(40)의 연료공급량을 제어하는 것이지만 밀폐성이 없기 때문에 비통전상태일 때도 연료공급로(40)를 완전한 폐쇄상태로 할 수 없다.

비례밸브 제어회로(51)는 도시되지 않은 온도설정수단, 감온부재(35)의 신호를 입력하여 소정의 공연비를 유지하도록 비례밸브(45) 및 송풍기(36)을 통전 제어하는 것으로서 본 실시예에서는 제어회로(50)로 부터 신호가 입력되면 완 점화용 전류를 비례밸브(45)에 통전한다.

주전자밸브(43), 전자밸브(44) 및 비례밸브 제어회로(51)는 모두 제어회로(50)에 의해 통전 제어된다.

제어회로(50)는 작동 검지장치(27)의 검지신호가 입력될 때 전자밸브(44)를 통전함과 동시에 비례밸브 제어회로(51)에 비례밸브(45)의 통전을 시작하기 위한 신호를 전달하는 것으로서 본 실시예에서는 제2도에 표시된 바와같이 점화장치(26)와 주전자밸브(43)를 동시에 통전하는 전원스위치(52)에 의해 동시에 통전된다.

제4도에 제어회로(50) 및 비례밸브 제어회로(51)의 회로의 일부를 도시하였다.

여기에 제어회로(50)는 마이크로컴퓨터(53)를 중심으로 하며, 전자밸브(44)는 전자밸브 통전 릴레이(54)의 도시되지 않은 접점에 접속되어 있다.

그리고 트랜지스터(55)에는 마이크로컴퓨터(53)로부터 전자밸브(44)의 개폐를 위한 제어신호가 입력되는 데, 상기 마이크로컴퓨터(53)가 전자밸브 개방신호로서 L레벨신호를 출력하면, 트랜지스터(55)가 오프되고 따라서 트랜지스터(56)는 온되어 전자밸브 통전 릴레이(54)가 통전되며, 이때 전자밸브(44)가 개방 상태로된다. 그리고 상기 마이크로컴퓨터(53)는 전자밸브 폐쇄신호로서 H레벨신호를 상기 트랜지스터(55)에 송출함으로서 트랜지스터(55)가 온되고 트랜지스터(56)는 오프되어 전자밸브(44)가 폐쇄상태로 된다.

한편 비례밸브 제어회로(51)는 트랜지스터(55)의 출력신호에 의해 작동하는 비례밸브 구동 지연회로(60)와 비례밸브(45)를 통전하는 비례밸브 구동회로(70)를 구비하고 있다.

비례밸브 구동 지연회로(60)는 트랜지스터(55)의 출력에 의해 제어되는 트랜지스터(61)와, 저항(62), 다이오드(63), 저항(64), 콘덴서(65)를 거쳐 입력되는 트랜지스터(61)의 출력에 의해 제어되는 트랜지스터(66)로 구성된다. 여기에서 저항(62)의 저항치는 비교적 적고, 반대로 저항(64)의 저항치는 저항(62)에 비하여 충분히 크다. 그리고 마이크로컴퓨터(53)로 부터 전자밸브 폐쇄신호로서 H레벨신호가 송출될 때는 트랜지스터(61)가 오프되기 때문에 저항(62) 및 다이오드(63)에 의해 콘덴서(65)가 충전되고, 전자밸브 개방 신호로서 L레벨신호로 변화하면 콘덴서(65)의 전하가 저항(64)을 거쳐 방전된다.

트랜지스터(66)는 콘덴서(65)의 전위에 의하여 온 또는 오프되고, 이것에 따라서 콜렉터(66a)의 전위가 변화한다.

비례밸브 구동회로(70)는 비례밸브(45)의 통전을 대전력용 트랜지스터(71)에 의해 직접 행하고 그 통전전류는 OP엠프(72)에 의해 중폭되며 비례밸브 제어부(73)의 제어신호에 의해 결정된다. 비례밸브 제어부(73)는 송풍기(36) 및 비례밸브(45)중에서, 비례밸브(45)의 제어만을 담당하며, 송풍기(36)는 도시되지 않은 송풍기 제어부에 의해 제어된다.

비례밸브 구동회로(70)에서는 비례밸브(45)의 통전을 행할것인가의 여부를 비례밸브 구동회로(60)의 출력신호에 의해 제어하는데, 트랜지스터(66)의 콜렉터(66a)가 H레벨이 될때에만 비례밸브(45)의 통전을 행하고 L레벨일때에는 통전을 행하지 않는다.

따라서 전원스위치(52)가 입력되면 점화장치(26)의 작동이 검지될 때까지의 사이에 마이크로컴퓨터(53)로 부터 전자밸브 폐쇄신호로써 H레벨신호가 송출되기 때문에, 트랜지스터(55)는 L레벨을 출력하고, 트랜지스터(61)는 H레벨을 출력한다. 이 경우 콘덴서(65)가 충전되고 트랜지스터(66)의 출력이 L레벨로 되기 때문에 트랜지스터(71)에 의한 비례밸브(45)롤의 통전을 행하여지지 않는다.

그 다음, 전자밸브 개방신호로서 L레벨 신호가 송출되면, 트랜지스터(61)의 출력은 L레벨로 되지만 콘덴서(65)에 충전된 전하가 즉시 방전되지 않기 때문에 트랜지스터(66)는 일정시간 온 상태를 계속한다. 이 때문에 비례밸브(45)는 전자밸브(44)가 전자밸브 개방신호에 의해 개방상태로 된 후에도 일정시간 동안은 통전되지 않는다. 이 일정시간은 저항(64) 및 콘덴서(65)의 설정에 의해 임의로 설정될 수 있으며, 본 실시예에서는 전자밸브(44)가 개방상태로 된 후부터 0.5-1초후에 비계밸브(45)로의 통전이 행하여지도록 설정하고 있다.

이상의 구성에서 본 발명의 가스연소식 급탕기는 다음과 같이 동작한다.

사용자가 온도설정 수단에 의해 수온을 설정함과 동시에 전원스위치(52)를 투입하면 제2도에 표시된 바와같이 점화장치(26), 주전자밸브(43), 제어회로(50)가 동시에 통전되고, 이때 비례밸브 제어회로(51)도 같이 통전된다. 이 전원스위치(52)는 도시되지 않은 물흐름 검지장치에 의해 작동하는 물흐름 스위치로 하여도 좋다.

이 경우, 점화장치(26)가 작동하고, 스파크를 시작한다. 또 제어회로(50)의 마이크로컴퓨터(53)로부터는 아직 전자밸브 개상신호가 송출되지 않으며, 전자밸브 폐쇄신호로서 H레벨신호가 트랜지스터(55)로 송출된다. 이때문에 트랜지스터(55)는 온되고 전자밸브(44)는 통전되지 않으며, 비례밸브 구동 지연회로(60)의 트랜지스터(61)는 오프되고 콘덴서(65)는 저항(62) 및 다이오드(63)에 의해 충전되며, 트랜지스터(66)는 온된다. 따라서 트랜지스터(71)는 오프되고 비례밸브(45)의 통전은 행하여지지 않는다.

한편 주전자밸브(443)의 통전에 의해 가스관(42)내의 가스가 주전자밸브(43)를 통과하고 전자밸브(44)에 의해 차단된다.

점화장치(26)의 작동에 따라, 작동검지장치(27)는 작동을 검지하고 검지신호가 제어회로(50)에 전달된다. 여기에서 점화장치(26)가 작동하지 않는 경우에 검지신호는 제어회로(50)에 전달되지 않는다.

제어회로(50)에 검지신호가 전달되면 마이크로컴퓨터(53)에서 전자밸브 개방신호로서 L레벨신호가 출력되고, 트랜지스터(55)가 오프되기 때문에 전자밸브 통전 릴레이(54)는 트랜지스터(56)에 의해 통전되고, 전자밸브(44)가 통전됨과 동시에 비례벨브 제어회로(51)의 비례밸브 구동 지연회로(60)의 트랜지스터(61)에 비례밸브(45)의 통전을 개시하기 위한 신호로써 트랜지스터(55)의 H레벨신호가 입력된다. 이로써 트랜지스터(61)는 온 되고 콘덴서 (65)의 방전에는 0.5-1초가 필요하기 때문에 트랜지스터(66)는 즉시 오프되지 않는다.

이 때문에 주전자밸브(43)는 통과한 가스는 전자밸브(44)를 통과하여 비례밸브(45)에 유입된다. 그러나 비례밸브(45)로의 통전은 전자밸브(44)로의 통전으로부터 0.5-1초 지연되기 때문에, 이때는 아직 통전이 행하여지지 않는다. 따라서 비례밸브(45)에는 가스의 압력이 가해지고 비례밸브(45)는 폐쇄상태로 된다.

그다음 콘덴서(65)의 충전전하가 방전되어 전위가 떨어지면 트랜지스터(66)가 오프되기 때문에 트랜지스터(71)는 비례밸브(45)로의 통전을 개시하고, 비례밸브(45)에 완 점화용의 전류가 통전되기 때문에 비례밸브(45)는 가스관(42)을 통과하는 가스의 공급량을 제어한다.

비례밸브(45)를 통과한 가스는 혼합상자(31)내에서 송풍기(36)에 의해 공급된 공기와 혼합되어 혼합기로 되고, 버너(33)의 소화구군(34)을 통과하여 연소실로 보애어진다. 연소실에서는 이미 점화장치(26)가 작동하고 있으므로 연소실로 들어온 혼합기는 점화된다.

이상과 같이 본 실시예의 가스 연소식 급탕기에서는 연소실에 연료가 과잉공급되는 일이 없고 적당한 양의 연료가 공급됨과 동시에, 혼합기는 연소실에 들어옴과 동시에 착화되기 때문에 제3도에서 실선(A)으로 표시한 바와같이, 파선(B)으로 표시한 종래의 연료장치의 착화압력과 비교하여 착화시의 착화압력이 억제되고, 연소실의 화염이 연소공기실로 들어가는 일이 없다.

Claims (1)

1. 연료 공급로(42)에 설치되고 통전에 의해 상기 연료 공급로를 개방 상태로 하는 전자밸브(44)와; 상기 전자밸브(44)의 하류에 설치되고 통전상태에 따라서 연료의 공급량을 제어하는 비례밸브(45)와; 상기 비례밸브를 통전 제어하는 비례밸브 제어회로(51)와; 통전에 의해 작동을 개시하고 연료와 공기와의 혼합기를 접화하기 위한 점화장치(26)와; 상기 점화장치의 작동을 검지하여 검지신호를 발생하는 작동 검지장치(27)와; 상기 작동 검지장치(27)의 검지신호를 입력할 때 상기 전자밸브를 통전함과 동시에 상기 비례밸브(45)의 통전을 시작하기 위한 신호를 상기 비례밸브 제어회로(51)에 발생하는 제어회로(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 연소장치.

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