KR930004523B1 - 비례밸브 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

비례밸브 제어장치

제1도는 본 실시예의 가스급탕기의 제어장치를 나타낸 블럭도.

제2도는 본 발명의 실시예를 나타낸 가스급탕기의 개략 구성도.

제3도는 비레밸브의 전류치 측성을 나타낸 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

23 : 비례밸브 40 : 제어장치

42 : 마이크로 컴퓨터 42a : ROM

47 : 모드설정회로

본 발명은 버너에 연료공급량을 통전전류에 따라 제어하는 비례제어밸브의 제어장치에 관한 것이다.

종래, 급탕기나 난방기 등의 연소기에서 사용하는 연료에 따라서 발열량이 상이하고, 특히 가스를 원료로 하는 경우에 같은 발열량을 얻기 위해서 버너에 공급되는 연료의 유량이 가스종류에 따라 크게 상이하기 때문에 그 공급량을 제어하는 비례제어밸브에서 각각의 가스종류에 따른 제어를 행하지 않으면 안된다. 따라서 동일회로를 이용하여 가스종류마다 비례제어밸브의 제어특성을 변경시킬 수 있도록 한 것(일본 특공 소57-3844호 공보)과 비례제어밸브의 통전회로의 저항치를 변환시키는 것(일본국 특공 소60-29852호 공보) 등이 알려져 있다.

그러나 상기 각 발명에서는 어느것이나 비례제어밸브로 통전회로에 의한 전류치를 직접 변경하고 있으므로 변환에 의하여 얻어지는 특성에서 각각의 가스종류에 대해 충분히 적합하는 특성을 얻기가 어려우며, 최적의 특성을 변환에 의하여 얻기가 매우 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 각각의 연료에 따른 최적의 통전전류 특성을 변환에 의하여 얻을 수 있도록 한 비례밸브제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 연소기기의 필요연소량에 따라서 제어되는 비례제어밸브를 통전하는 비례밸브 제어장치에 있어서, 연료의 종류에 따라 상기 필요연소량에 대응하여 사전 설정되는 전류치를 기억하고 기기의 작동에 필요한 프로그램 및 데이터군을 수용하는 복수개의 기억수단(42a)과 ; 상기 데이터군에 의해 비례밸브(23)에 대한 전류치를 제어하기 위하여 상기 복수개의 기억수단중 어느것을 선택하기 위한 선택수단과; 상기 선택수단에 의하여 선택되고 상기 복수개의 기억수단에 기억되어 있는 전류치에 의하여 상기 비례제어밸브를 통전하는 제어수단을 구비하는 것을 기술적 수단으로 한다.

본 발명은 연료의 종류마다 연소기기의 필요연소량에 대응하여 사전에 비례제어밸브에 전류치가 기억되어 있어, 필요연소량이 주어지면 비례제어밸브는 복수개의 기억수단중에서 선택수단에 의하여 선택되고 기억수단에 기억되어 있는 전류치에 의하여 제어수단으로 제어한다.

본 발명에서는 비례제어밸브는 필요연소량에 대응하여 기억된 전류치를 가지고 통전하기 때문에, 필요연소량에 따라서 최적의 연료공급을 행할 수가 있다.

그리고 이 전류치는 복수개의 기억수단에 연료의 종류마다 기억시켜 선택수단에 의하여 기억수단의 하나를 선택할 수가 있기 때문에 상이한 연료를 사용할 경우에 있어서도 변환에 의하여 각각의 연료에 최적의 연료공급을 행할 수가 있다.

다음에 본 발명의 비례밸브 제어장치를 구비한 가스급탕기를 실시예에 의거하여 설명한다.

제2도에 개략적으로 나타낸 본 실시예의 가스급탕기가 연소기(10)와 연료관(20)과, 수관(30)과 제어장치(40)로 구성되어 있다.

연소기(10)는 급탕기 케이스(1)내에 설치되어 있는 버너군(11)과 연소용 공기를 공급하는 연소용 팬(12)으로 구성되고, 노즐(13)에서 공급되는 연료가스를 연소용 팬(12)에서 공급되는 일차공기만으로 연소하는 전일차공기 연소를 행하고 연소가스는 배출구(2)에서 배출된다. 버너군(11)은 복수개의 리번버너를 2열로 배열한 2연식 버너이며, 버너군(11)근방의 상방에는 점화장치의 스파커(14), 화염검지를 위한 프렘로드(15) 및 터모커플(16)이 각각 설치된다.

연료관(20)은 연료가스를 노즐(13)에 공급하는 가스관이고, 그 상류측에서 차례로 원전자밸브(21), 주전자밸브(22)가 설치되고, 다시 버너군(11)으로의 연료공급량을 조절하는 비례밸브(23)의 하류에 2연식 버너의 각연에 각각 연료가스를 공급하기위하여 분기되며, 분기된 한쪽의 연료관(20)에는 버너군(11)중에서 1연만을 연소시키기 위하여 변환밸브(24)를 구비한다.

수관(30)은 물공급원 및 급탕구(도시안됨)와 각각 접속된 공급관(31) 및 급탕관(31a)과, 이들을 연통하여 설치된 열교환기(32) 및 바이패스관(32a)로 구성되고, 공급관(31)로부터 공급되는 물의 일부는 열교환기(32)를 거치고, 나머지 부분은 바이패스관(32a)을 거쳐서 급탕관(31a)으로 유도되며, 열교환기(32) 및 바이패스관(32) 및 바이패스관(32a)의 하류측의 합류부에는 바이패스밸브(33)가 설치되고, 열교환기(32)에 의하여 가열되는 물과, 바이패스관(32a)에 의하여 유도되는 물의 비율을 적절히 조절하여 혼합한다.

한편 공급관(31)에는 상류측으로부터 수량제어밸브(34), 수류센서(35) 및 입수온 더미스터(36)가, 그리고 열교환기(32)의 하류에는 열교환 더미스터(37)가, 급탕관(31a)에는 출탕온 더미스터(38)가 각각 설치되고, 급탕관(31a)에는 동결예방 히터(도시안됨)가 구비된다.

그리고, 바이패스밸브(33) 및 수량제어밸브(34)는 각각 구비된 기어모터에 의하여 구동되고, 또 수류센서(35)는 공급관(31)내를 통과하는 수류에 의하여 회전하는 날개차(도시안됨)의 회전수에 따르는 수의 펄스를 출력한다.

제어장치(40)는 제1도와같이 가스급탕기를 구비한 상기 각 부분과의 신호교환을 위한 인터페이스(41)로 되는 각 회로와, 제어장치(40)의 중심이 되는 마이크로컴퓨터(42)와, 안전 확보를 위한 안전회로(43) 및 전자밸브 통전 릴레이회로(44)와, 이들 모두에 전력을 공급하는 전원부(45)로 구성되고, 또한 가스급탕기의 작동을 조작하기 위한 컨트롤러(46)와, 마이크로컴퓨터(42)의 작동모드를 사전에 설정하기 위한 모드 설정회로(47)를 구비한다.

인터페이스(41)에는 스파커(14)에 불꽃방전을 행하기 위한 고전압을 발생하는 고전압발생부와, 스파커(14)에서의 불꽃방전을 검지하기 위한 방전검지부로 구성되는 스파커회로(51), 연소시 공연비의 제어를 위한 화염의 온도에 따른 더모커플(16)의 출력전압을 증폭하는 화염온도 검출회로(52), 수관(30)에 설치된 가더미스터의 저항치로부터 각각의 온도 신호를 얻을 수 있는 수온검출회로(53), 수량제어밸브(34)와 바이패스밸브(33) 각각의 개방도를 검출하기 위해 설치한 포테쇼메터(도시안됨)의 저항치에 의하여 구동하기 위한 기어모터 구동회로(54), 마이크로 컴퓨터(42)로부터 전송되는 펄스신호에 의하여 연소용 팬(12)을 구동하는 팬회로(55), 연료가스를 조절하는 비례밸브(23)로 통전을 행하는 비례밸브회로(56), 통신회로(57), 프렘로드(15)에 의하여 화염 검지신호를 얻는 화염검지회로(58), 수관(30) 내를 통과하는 수량에 따라 발생되는 수류센터(35)로부터의 펄스신호를 마이크로 컴퓨터(42)에 전송함과 동시에 수관(30)내를 통과하는 수량이 일정량 이상이 되었을때, 스위칭 신호를 전원부(45)의 릴레이 회로용 전원(45b)에 송출하고, 수류신호를 안전회로(43)에 전송하는 수류회로(59)가 구비되어 있다.

마이크로컴퓨터(42)는 본 실시예의 가스급탕기 뿐만아니라 급탕량이나 크기가 상이한 다른 급탕기에도 겸용될 수 있도록 설계되고, 그 작동에 필요한 프로그램 및 각 데이터를 수용한 기억장치를 내장한 종래의 LSI이며, 소정의 시이켄스 제어와, 연소량제어 및 수량제어를 행한다.

연소량제어 및 수량제어에서는 입수온 더미스터(36), 열교환 더미스터(37), 컨트롤러(46), 수온센서(35)로부터의 각 신호에 의하여 사전에 연소량과 수량을 제어하는 피드포워드 제어와, 소정의 조건으로 되었을 때에 다시 출탕온 더미스터(38)로부터의 신호에 의하여 연소량과 수량을 보정하는 피드백 제어를 행한다.

연소량 제어에서는 각 더미스터 등의 신호에 의해 결정된 연소량에 의하여 연소용 팬(12)을 제어하고, 다시 그 회전수에 따라서 비례밸브(23)의 통전전류를 제어한다.

본 실시예에서는 상이한 가스종류에도 겸용할 수 있는 기재로서 설계하기 위하여 연소용 팬(12)의 회전수에 대응시켜서 가스종류마다 사전에 설정한 비례밸브(23)의 전류치를 나타내는 복수의 데이터군을 마이크로컴퓨터(42)내의 ROM(42a)에 설치하고, 가스종류에 따른 후술하는 모드 설정회로(47)에 의하여 선택되는 데이터군에 의하여 비례밸브(23)에 대한 전류치를 제어한다.

여기서, ROM(42a)는 예를들어 제3도의 실선 A, B, C에 각각 표시되는 전류치 특성을 나타내는 데이터군이 가스종류마다 구비되고, 마이크로컴퓨터(42)의 제어상태에 따라 차례로 독출되어 비례밸브(23)에 대한 제어출력을 낸다. 이 결과 제어장치(40)는 상이한 가스종류의 급탕기에서도 사용할수가 있으며, 각각의 가스종류에 적합한 상세한 특성을 부여할 수 있다.

그리고 이 ROM(42)으로부터 데이터의 독출선택 및 설정은 후술하는 모드 설정회로(47)에 의하여 필요한 가스종류에 따라 행하여지고, 그 설정은 공장출하시 혹은 가스급탕기의 설치업자에 의한 설치시에 행하여지며, 통상은 일단 설치되면 설치후에 변경할 필요가 있다. 전자밸브 통전 릴레이회로(44)는 원전자밸브(21), 주전자밸브(22) 및 변환밸브(24)를 마이크로컴퓨터(42)로부터의 제어신호에 의하여 각각 통전하기 위한 릴레이로 구성된 회로이다.

전원부(45)는 플래그(도시안됨)를 콘센트에 꽂으면, 제어장치(40)의 상기 각 회로를 작동시키기 위한 전력을 각각의 회로에 필요한 전압으로 변환시켜 상시 공급하는 것이며, 특히 본 실시예에서는 마이크로컴퓨터(42)로 전력을 공급하는 마이컴용 전원(45a)과, 전자밸브 통전릴레이회로(44)로 전력을 공급하는 릴레이 회로용 전원(45b)에 안전회로(43)로 된 통전정지신호에 의하여 전력 공급을 정지하는 스위칭 기능이 있으며, 마이크로컴퓨터(42)의 작동을 정지시킴과 동시에 각 전자밸브로의 통전을 정지하고 연료공급을 정지한다.

그리고 전자밸브 통전릴레이회로(44)에 전력을 공급하는 릴레이회로용 전원(45b)에서는 수류회로(59)로 부터 스위칭 신호가 송달될 경우에 한해서 각 전자밸브로 통전이 가능하게 되어 있고, 수류가 검지되지 않는 경우에 버너군(11)으로 연료가스가 공급되지 않기 때문에 헛불을 붙일 염려가 없다.

그리고 전원부(45)는 상용전원과 접속되는 전로중에 온도퓨즈, 과열스위치(도시안됨)를 구비하였으므로, 더욱 안전이 확보된다.

컨트롤러(46)는 가스급탕기의 작동상태를 설정조작하기 위한 것으로서, 마이크로컴퓨터(42)와 신호교환하기 위하여 통신회로(57)로부터의 전력에 의하여 작동하는 소용량의 마이크로컴퓨터와 통신회로를 구비하고, 설정신호를 변조하여 마이크로컴퓨터(42)로 송출한다. 그리고 컨트롤러(46)에는 표시기능이 있으며, 설정한 출탕온도를 디지틀 숫자에 의하여 표시함과 동시에 연소기(10)에서 연소중임을 램프에 의하여 표시한다.

모드설정회로(47)은 마이크로컴퓨터(42)의 작동모드로 사용되는 가스종류, 리코콘의 유무, 급탕능력, 배기설비 등에 따라서 공장에서의 출하시나, 가스급탕기의 설치시에 사전설정 하기 위한 회로이고, 마이크로컴퓨터(42)를 구성하는 종래의 LSI의 각 단자에 접속된 딥 스위치에 의하여 설정된다.

이상의 구성으로 된 본 실시예의 가스급탕기는 다음과 같이 작동한다. 사용자가 컨트롤러(46)의 운전 스위치(도시안됨)를 온하고 출탕온도를 설정하면, 연소용 팬(12)이 회전을 개시한다. 그리고 수전(도시안됨)을 조작하면 수관(30)내에는 물이 흐르고 공급관(31)에 의해 공급된 물이 수량 제어밸브(34), 수류센서(35)를 통과하여 열교환기(32) 및 바이패스관(32a)로 유입되고, 바이패스밸브(33)에에 의해 각각의 유출량이 조절되어 급탕관(31a)을 통해서 급탕구(도시안됨)로부터 유출된다.

수류센서(35)로부터의 펄스신호가 소정수 이상 검지되면, 마이크로컴퓨터(42)는 연소기(10)의 점화작동을 행하는 스파커회로(51)의 고전압발생부를 통전하여 스파커(14)에 불꽂방전을 행하며, 그것이 검지되면 원전자밸브(21)와 주전자밸브(22)는 전자밸브 통전 릴레이회로(44)에 의하여 통전되고, 연료가스는 노즐(13)로 부터 분출하여 연소용 공기와 혼합되어 버너군(11)에 공급되며 이미 작동되고 있는 스파커(14)에 의하여 점화된다. 착화가 프램로드(15)에 의하여 검지되면 입수온 더미스터(36), 열교환 더미스터(37), 출탕온 더미스터(38)의 각 더미스터 및 수류센서(35)로부터의 검지신호 및 컨트롤러(46)로부터의 설정신호에 의하여 필요한 연소량이 계산되고, 그 계산 결과에 의하여 연소용 팬(12), 비례밸브(23), 변환밸브(24), 바이패스밸브(33) 및 수량 제어밸브(34)가 제어된다. 그리고 착화후에는 더머커플(16)로부터의 신호에 의하여 공연비의 보정제어도 행하여지나, 이 제어는 더머커플(16)의 온도가 안정될 때까지의 일정시간에는 행하여 지지않는다. 그후 출탕량이나, 설정온도의 변경이 있게되면 그 변경에 따라서 수량제어나 연소량 제어가 행하여진다. 수량제어에서는 바이패스밸브(33)에 의한 열교환기(32)와 바이패스관(32a)과의 통과 유량의 비율을 변경한다. 그리고 연소량의 변경에서는 계산된 연료량에 따라서 연소용 팬(12)이 제어되고, 또한 모드설정회로(47)에 의하여 선택 설정된 ROM(42a)의 더미스터군으로부터 2회전수에 따른 전류치 데이터가 독출되고, 이 전류치에 의하여 비례밸브(23)가 통전된다.

이상과 같이 본 발명의 비례밸브 제어장치에 의하면 사용되는 연료의 종류가 상이하더라도 연소용 팬에 의하여 연소용 공기의 공급량에 따라 적정한 양의 연료가 공급된다.

본 실시예에서는 가스급탕기를 실시예로서 나타내었으나, 난방기가 액체연료를 사용하는 연소장치에도 사용될 수가 있다.

Claims (1)

1. 연소기기의 필요연소량에 따라서 제어되는 비례제어밸브를 통전하는 비례밸브 제어장치에 있어서, 연료의 종류에 따라 상기 필요연소량에 대응하여 사전 설정되는 전류치를 기억하고 기기의 작동에 필요한 프로그램 및 데이터군을 수용하는 복수개의 기억수단(42a)과 ; 상기 데이터군에 의해 비례밸브(23)에 대한 전류치를 제어하기 위하여 상기 복수개의 기억수단중 어느 것을 선택하기 위한 선택 수단과 ; 상기 선택수단에 의하여 선택되고 상기 복수개의 기억수단에 기억되어 있는 전류치에 의하여 상기 비례제어밸브를 통전하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 비례밸브 제어장치.

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