KR930006166B1 - Control method for combustor - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 본 발명의 실시예를 나타내는 가스급탕기의 개략도.1 is a schematic diagram of a gas water heater showing an embodiment of the present invention.
제2도는 본 실시예의 연소기를 나타내는 사시도.2 is a perspective view showing a combustor of the present embodiment.
제3도는 제어장치의 기능 구성을 나타내는 기능블록도.3 is a functional block diagram showing a functional configuration of a control device.
제4도는 본 실시예의 작동 설명을 위한 타임챠트.4 is a time chart for explaining the operation of this embodiment.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 연소기 15 : 스파크전극(점화수단)10: combustor 15: spark electrode (ignition means)
30 : 연료공급관(연료공급로) 36 : 원(元)전자밸브30: fuel supply pipe (fuel supply path) 36: original solenoid valve
37 : 조정기비례밸브 40 : 제어장치37: regulator proportional valve 40: controller
본 발명은 버너 점화시에 안전한 점화를 하기 위한 연소기 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a combustor control method for safe ignition at burner ignition.
예를들면, 가스급탕기에서는 필요한 가열량에 따른 연소량을 얻을 수 있도록 하기 위하여 버너로의 연료공급로 가운데 통전전류에 따라 연료공급량을 조절하는 비례전자밸브를 설치하여 연료공급량을 조절하고 있다.For example, in the gas water heater, a proportional solenoid valve that controls the fuel supply amount according to the energizing current is installed in the fuel supply path to the burner so as to obtain the combustion amount according to the required heating amount.
한편, 커다란 가열 능력을 얻기 위하여 연소량이 큰 버너를 설치하거나, 여러개의 버너를 설치한 것이 있다.On the other hand, in order to obtain a large heating capacity, a burner having a large combustion amount is installed or several burners are installed.
그리고, 점화시에는 버너의 착화압력을 억제하기 위하여 비례제어밸브에 의하여 버너로의 연료공급량을 제한한 이른바 느린점화를 행하는 것이었다.At the time of ignition, so-called slow ignition was performed in which the fuel supply amount to the burner was limited by a proportional control valve in order to suppress the ignition pressure of the burner.
이 느린점화에 있어서, 비례제어밸브에 의한 연료 제한을 확실히 하기 위하여 비례제어밸브의 상류에 설치된 전자밸브로의 통전동작후의 비례제어밸브의 통전이 행하여진다.In this slow ignition, in order to ensure fuel restriction by the proportional control valve, the proportional control valve is energized after the energizing operation to the solenoid valve provided upstream of the proportional control valve.
즉, 연료압력이 비례제어밸브에 가해지고 나서 비례제어밸브를 통전함에 따라 비례제어밸브가 통전되었을 때, 느린점화시의 열림정도 이상으로 열리는 것을 방지하고 있다.That is, when the fuel pressure is applied to the proportional control valve and then energized with the proportional control valve, when the proportional control valve is energized, it is prevented from opening beyond the opening degree at the slow ignition.
상기와 같이 비례제어밸브로의 통전이 전자밸브 후에 행하여지면, 연료압력이 확실하게 비례제어밸브에 가해지기 때문에, 비례제어밸브가 열리기 어려워지고, 필요 이상으로는 열리지 않지만, 예를들면 장기간에 걸쳐서 기기가 사용되지 않는 경우등 비례제어밸브 자체가 열리기 어려워진 경우에는 연료압력에 의하여 비례제어밸브의 밸브체가 더욱 열리기 어려워지기 때문에 통상의 느린점화용 통전전류로서는 밸브체로의 충분한 구동력을 얻기 어려워지고, 밸브체가 변위하지 않는 경우가 생긴다.When the energization to the proportional control valve is performed after the solenoid valve as described above, since the fuel pressure is reliably applied to the proportional control valve, it becomes difficult to open the proportional control valve and does not open more than necessary, for example, for a long time. When the proportional control valve itself is difficult to open, such as when no equipment is used, the valve body of the proportional control valve becomes more difficult to open due to the fuel pressure. Therefore, it is difficult to obtain sufficient driving force to the valve body through the normal slow ignition current. The sieve does not displace.
이러한 경우에는 공급된 연료에 대하여 충분한 제어력을 얻을 수 없게 되고, 비례제어밸브가 충분히 연료공급량을 억제할 수 없게 되어 가스몰림이 생긴다.In such a case, sufficient control force cannot be obtained with respect to the supplied fuel, and the proportional control valve cannot fully suppress the fuel supply amount, resulting in gas bleeding.
이 결과, 다량의 가스가 버너로 공급되어 버려 착화압력이 커지게 되고, 위험한 경우가 생길 가능성이 있다.As a result, a large amount of gas is supplied to the burner, which increases the ignition pressure, which may cause a dangerous case.
본 발명은 비례제어밸브에 의하여 점화시의 연료공급량이 제한되는 연소기의 제어장치에 있어서, 점화시의 안전성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to improve the safety at the time of ignition in the control device of the combustor in which the fuel supply amount at the time of ignition is limited by the proportional control valve.
본 발명은 버너로 연료를 공급되는 연료공급로 가운데 전자개폐밸브인 원전자밸브와 전자비례밸브인 조정기비례밸브를 차례로 설치하는 동시에, 상기 버너를 점화하기 위한 점화수단인 스파크전극의 작동에 관련하여 상기 원개폐밸브 및 상기 조정기비례밸브를 차례로 통전하는 연소기 제어장치에 있어서, 상기 원전자밸브로의 통전에 앞서 상기 조정기비례밸브를 일단 통전하는 것을 특징으로 하는 연소기 제어방법에 관한 것이다.The present invention is to install a solenoid valve, which is an electromagnetic shutoff valve, and a regulator proportional valve, which is an electromagnetic proportional valve, in the fuel supply path for supplying fuel to a burner. The combustor control apparatus which energizes said open / close valve and the regulator proportional valve in order, WHEREIN: It is related with the combustor control method characterized by first energizing the said regulator proportional valve before energization with the said original solenoid valve.
본 발명에서는 원전자밸브가 통전되기 전에 조정기비례밸브가 일단 통전된다.In the present invention, the regulator proportional valve is energized once before the original solenoid valve is energized.
이때, 조정기비례밸브에는 연료압력이 가해져 있지 않기 때문에 조정기비례밸브는 간단하게 열 수 있다.At this time, since the fuel pressure is not applied to the regulator proportional valve, the regulator proportional valve can be easily opened.
조정기비례밸브가 일단 열린 뒤에는 점화수단의 작동에 관련하여 점화수단의 작동과 동시에 또는 점화수단의 작동에 뒤떨어져서 원전자밸브가 통전되어 원전자밸브가 열리고, 연료압력이 조정기비례밸브에 가해지고, 그후 조정기비례밸브가 통전된다.Once the regulator proportional valve is opened, the original solenoid valve is energized by opening the solenoid valve at the same time as the operation of the ignition means, or behind the operation of the ignition means, and the fuel pressure is applied to the regulator proportional valve. The regulator proportional valve is then energized.
따라서, 조정기비례밸브는 공급된 연료의 압력에 저항하여 열리기 때문에, 연료공급량을 제한할 수 있고, 착화압력을 억제할 수 있다.Therefore, since the regulator proportional valve opens in resistance to the pressure of the supplied fuel, the fuel supply amount can be limited and the ignition pressure can be suppressed.
본 발명에서의 조정기비례밸브는 원전자밸브가 통전되기 전에 미리 통전된다.The regulator proportional valve in the present invention is energized before the original solenoid valve is energized.
이때, 조정기비례밸브의 밸브체가 변위하기 어렵게 되어 있어도 조정기비례밸브에는 연료압력이 가해져 있지 않기 때문에, 단순히 밸브체를 변위시키는 정도의 힘만 작용하면 조정기비례밸브는 간단히 열릴 수 있다.At this time, even if the valve proportionality of the regulator proportional valve is difficult to displace, since the fuel pressure is not applied to the regulator proportionality valve, the regulator proportionality valve can be opened simply by applying a force that merely displaces the valve.
따라서, 원전자밸브가 통전된 뒤, 재차 조정기비례밸브가 통전되었을때의 조정기비례밸브는 통전전류에 따라 확실하게 열린다.Therefore, after the energizer valve is energized, the regulator proportional valve when the regulator proportional valve is energized again is surely opened in accordance with the energization current.
이 결과, 버너로의 연료공급량을 확실하게 제어할 수 있기 때문에, 버너로 필요이상의 연료가 공급되는 가스몰림이 없고, 버너의 착화압력이 높아지지 않는다.As a result, since the fuel supply amount to the burner can be reliably controlled, there is no gas bleeding in which more fuel is supplied to the burner, and the ignition pressure of the burner does not increase.
따라서, 안전하게 착화시킬 수 있다.Therefore, it can be ignited safely.
다음에는 본 발명을 실시예에 따라 설명한다.Next, the present invention will be described according to the embodiment.
제1도에 나타난 가스급탕기(1)는 급탕기케이스(1a)내에 연소기(10)와 열교환기(20)를 설치한 것으로, 연소기(10)는 연소제어장치(40)에 의하여 제어되고, 이들은 본체케이스(1A)내에 수납되어 있다.The
연소기(10)는 급탕기케이스(1a)내의 아래쪽에 배치되어, 연료공급관(30)으로부터 공급된 연료가스를 급탕기케이스(1a)의 아래쪽에 구비된 송풍기(11)에 의하여 공급된 연소용 공기에 의하여 연소시키는 것으로, 구체적으로는 제2도에 나타난것 같이 다수의 판금버너(12)를 버너케이스(13)내에 일렬로 세워 일체화한 것이다.The
버너케이스(13)의 상면에는 각각의 판금버너(12)의 다수의 슬리트(slit)로된 불꽃구멍(12a)이 노출하여 있고, 또 버너케이스(13)의 상면에는 각각의 판금버너(12)로 2차 공기를 공급하기 위한 2차 공급구(14)가 인접한 판금버너(12)의 불꽃구멍(12a)사이에 형성되어 있다.The upper surface of the
버너케이스(13)의 아래쪽에는 버너케이스(13)내에 일렬로 늘어진 각각의 판금버너(12)를 버너케이스(13)의 중간부에서 2조로 분리하여 제1버너군(10A) 및 제2버너군(10B)으로 하여, 각각 독립되게 사용하기 위해 두개의 연료분출관(31), (32)이 각각 판금버너(12)의 흡입 공기구와 소정의 간격을 두고 배치되어 있다.Under the
이들 두개의 연료배출관(31), (32)는 연료가스를 각조의 판금버너(12)로 각각 별도로 공급하는 것으로 각각의 연료분출관(31), (32)의 상류에는 제1도에 나타난것 같이 연료공급을 담당하는 제1전자밸브(33)와 제2전자밸브(34)가 각각 설치되어 있다.These two
제1전자밸브(33), 제2전자밸브(34)는 연료공급관(30)으로부터 공급된 연료가스를 나누는 나눔관(35)의 하류에 각각 설치되어 있어, 제어장치에 따라 각 연료분출관(31), (32)으로 연료가스를 공급한다.The
연료공급관(30)에는 상류측으로부터 원(元)전자밸브(36)와 통전전류에 따라 하류측의 공급압력을 조절하는 조정기비례밸브(37)가 차례로 설치되어 있다.The
버너케이스(13)의 제1버너군(10A)측의 단부에는 도시하지 않은 점화기의 방전전극으로써 점화수단인 스파크전극(15)이 구비되고, 제2버너군(10B)측의 단부에는 연소기(10)의 불꽃을 검지하기 위한 프레임로드(16)가 구비되어 있다.At the end of the
열교환기(20)는 다수의 홴(fan)을 구비한 수도관식인 것으로, 열교환기(20)로 물을 인도하는 물공급관(21)에는 물의 유입온도에 따라 통과유량을 자동적으로제한하기 위한 자동수량 제어장치(22)와 수량스위치(23)가 구비되어, 열교환기(20)로부터 흘러나오는 더운물을 도시되어 있지 않은 급탕구로 인도하기 위한 급탕관(24)에는 급탕온도를 검출하는 서미스터(25)가 구비되어 있다.The
이상과 같은 구성을 가진 연소기(10)는 마이크로 컴퓨터를 중심으로 한 제어장치(40)에 의하여 제어된다.The
제어장치(40)는 제3도에 나타난것 같이, 시컨스제어부(41)와 온도조절제어부(42)의 기능부를 갖고 있고, 시컨스제어부(41)에서는 수류스위치(23) 및 프레임로드(16)의 각 검지신호에 따라 점화제어 및 소화제어를 소정의 순서로 행한다.As shown in FIG. 3, the
특히, 본 실시예에서는 점화시의 안전성을 고려하여 연소기(10)로의 연료공급량을 조절하는 조정기비례밸브(37)의 확실한 동작을 얻을 수 있도록 하기 위하여 원전자밸브(36)가 열리어 연료가스가 공급되기 전에 미리 조정기비례밸브(37)를 통전하고 있다.In particular, in the present embodiment, in order to obtain a reliable operation of the regulator
이에 따라 조정기비례밸브(37)는 연료가스를 제어하는 힘이 필요없을 때에 열림동작을 행할 수 있도록 하기 때문에 연료가스가 공급되어 이 제어를 행할때 조정기비례밸브(37)의 밸브체가 변위할 수 없는 적은 없다.Accordingly, since the regulator
또한, 본 실시예에서는 제2전자밸브(34)를 여는 시기를 제1전자밸브(33)를 여는 시기보다 늦여지게 함으로써, 각 버너군의 착화시기를 순조롭게 하고, 각각의 연소량을 적게하여 착화압력을 억제하고 있다.In addition, in this embodiment, the opening time of the
이때, 제1전자밸브(33)은 원전자밸브(36)가 열린 뒤에 열려지고, 이에 따라 조정기비례밸브(37)로 연료가스의 압력을 미리 주어 놓고, 조정기비례밸브(37)에 의한 연료조절을 가능하게 하고 나서, 조정기비례밸브(37)를 열어서 조정기비례밸브(37)에 의하여 조절된 공급량으로 연료가스를 공급하고 있다.At this time, the
또한, 연소중에는 온도제어부(42)에 의하여, 제어부(43)에 의한 설정온도 또는 제어부(43)를 접속하지 않은 경우에는 고정된 설정온도(예를들면 65℃)와 서미스터(25)에 의한 검지온도에 따라 필요 가열량을 계산하여 송풍기(11), 제1전자밸브(33), 제2전자밸브(34) 및 조정기비례밸브(37)를 제어한다.In addition, during combustion, the
여기에서는 계산된 필요한 가열량에 따라 송풍기(11)로의 인가전압을 결정하여 송풍기(11)를 제어하는 동시에 송풍기(11)의 작동상태에 따라 연료가스를 공급하기 위하여 송풍기(11)의 회전수를 검출하여 검출된 회전수에 따라 조정기비례밸브(37)를 제어하는 동시에 또 필요한 가열량에 따라 제1전자밸브(33)를 개폐제어하여 연소량을 새롭게 바꾼다.Here, the number of revolutions of the
이 결과, 제2버너군(10B)은 급탕기의 작동중에는 항상 연소상태에 있다. 즉, 상화(常火)버너가 된다.As a result, the
또, 연소에 의하여 생긴 연소가스는 급탕기케이스(1a) 윗쪽에 설치된 배기구(2)에서 배출된다.The combustion gas generated by the combustion is discharged from the exhaust port 2 provided above the hot water heater case 1a.
다음에는 제어장치(40)에 의한 제어를 제4도에 따라 설명한다.Next, control by the
사용자가 급탕마개를 열어 소정유량 이상의 물이 열교환기(20)내를 통과하면, 수류스위치(23)가 닫혀서 통수(通水)를 검지하여 점화제어가 행하여진다.When the user opens the hot water stopper and water of a predetermined flow rate or more passes through the
소정시간(t0)에서 점화지시가 없으면, 송풍기(11)가 구동되는 동시에 가스혼잡을 방지하기 위하여 연소가스의 압력이 가해지기 전에 조정기비례밸브(37)는 일정시간(t1)에 미리 통전되어 일단 열리어 밸브체의 이동을 용이하게 하고 곧 닫혀진다.If there is no ignition instruction at the predetermined time t0, the regulator
한편, 송풍기(11)는 소정회전수로 프리퍼어지(pre-purge)를 행하여 급탕기케이스(1a)내의 미연소에 의한 연료가스 및 연소가스를 배출하는 동시에 급탕기케이스(1a)내에 기류를 발생시킨다.On the other hand, the
일정시간(t2)에서 소정시간의 프리퍼어지가 끝나면, 송풍기(11)로의 제어전압이 프리퍼어지용 전압에서 점화용 전압으로 변경되는 동시에 원전자밸브(36)가 열리고, 이어서 약간 늦은 시간(t3)에서 제1전자밸브(33)가 열려진다.When the pre-purge for a predetermined time at the predetermined time t2 is completed, the control voltage to the
또한, 스파크전극(15)에서는 원전자밸브(36)가 열리는 시간(t2)에 불꽃방전을 개시하여 점화동작을 행한다.In the
이 사이에 연료가스는 원전자밸브(36) 및 제1전자밸브(33)를 통과하고, 조정기비례밸브(37)의 도시하지 않은 밸브체에 대하여 압력을 가한다.During this period, the fuel gas passes through the
송풍기(11)는 날개부를 구비하고 있기 때문에, 송풍기(11)로의 제어전압이 점화용으로 변경되어도 송풍기(11)의 회전수는 곧바로 점화회전수로 되지 않기 때문에, 송풍기(11)의 회전수를 검출하여 점화회전수로 저하한 것이 검출된다.Since the
일정시간(t4)에 송풍기(11)의 회전수가 점화회전수로 된 것이 검출되면, 점화용 전류값으로 조정기비례밸브(37)가 통전된다.When it is detected that the rotational speed of the
이때, 조정기비례밸브(37)의 밸브체에는 연료가스의 압력이 가해져 있기 때문에 조정기비례밸브(37)의 열림정도는 통전전류에 따라 점화용 열림정도를 나타낸다.At this time, since the pressure of fuel gas is applied to the valve body of the regulator
이 결과, 조정기비례밸브(37)에 의하여 공급량이 조절된 연료가스는 제1버너군(10A)의 각각의 판금버너(12)에만 공급되어 이미 작동하고 있는 스파크전극(15)에 의한 불꽃방전에 의하여 점화된다.As a result, the fuel gas whose supply amount is adjusted by the regulator
판금버너(12)에서는 스파크전극(15)에서 가까운 것으로부터 착화하고, 판금버너(12)의 불꽃구끼리에 의한 불옮김에 의하여 제1버너군(10A)으로써 판금버너(12)가 착화한다.In the
이 결과, 착화압력은 연소기(10)의 판금버너(12) 전부에 대하여 동시에 연료가스가 공급된 경우와 비교하여 낮아지고, 충격력이 적은 착화를 얻을 수 있다.As a result, the ignition pressure is lower as compared with the case where the fuel gas is simultaneously supplied to all the
한편, 조정기비례밸브(37)가 열릴 후 소정시간(t5)에 제2전자밸브(34)가 열리어져, 제2버너군(10B)에 있어서 판금버너(12)로의 연료가스가 공급된다.On the other hand, after the regulator
모든 판금버너(12)가 착화를 완료해 버리고 있든가 모든 판금버너(12)의 착화가 종료한 직후든가 또는 판금버너(12)의 대부분이 착화가 종료하고 있는 시기가 되도록 설정되어 있다.All the
이 결과, 제2버너군(10B)에서는 판금버너(12)로 불옮김을 할때, 제1버너군(10A)에서의 착화와 같이 착화압력이 낮아지고, 안전한 착화를 행할 수 있다.As a result, when the
제2버너군(10B)의 착화가 프레임로드(16)에 의하여 검지되면, 스파크전극(15)에 의한 불꽃방전이 정지되어 이후 온도조절제어부(42)에 의하여 결정된 가열량을 얻을 수 있도록 송풍기(11) 및 조정기비례밸브(37)와 제1전자밸브(33)가 제어되어 연소량이 조절된다.When the ignition of the
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 조정기비례밸브가 연료공급시작전에 미리 통전되기 때문에 조정기비례밸브가 열리기 어려운 경우에도 용이하게 열 수 있다.As described above, according to the present invention, since the regulator proportional valve is energized before starting the fuel supply, it can be easily opened even when the regulator proportional valve is difficult to open.
따라서, 연료가 공급된 후 점화시에 확실하게 연료공급량을 제어할 수가 있기 때문에, 가스몰림의 발생을 방지할 수 있다.Therefore, since the fuel supply amount can be reliably controlled at the time of ignition after the fuel is supplied, it is possible to prevent the occurrence of gas leakage.
또한, 본 실시예에서는 다수의 판금버너를 2군으로 나눠 점화시의 연료공급량을 제한하는 것이므로 착화압력이 낮아지고, 특히 재점화시에 안전한 착화를 행할 수 있다.In addition, in this embodiment, since the number of sheet metal burners is divided into two groups to limit the fuel supply amount at the time of ignition, the ignition pressure is lowered, and in particular, safe ignition can be performed at re-ignition.
상기 실시예에서는 두개의 버너군을 갖는 가스급탕기를 나타냈지만, 버너 또는 버너군은 한개라도 좋고, 또 연소기로써는 난방기, 욕조용 버너라도 좋다.In the above embodiment, a gas water heater having two burner groups is shown, but one burner or burner group may be used, and the burner may be a heater or a bath burner.
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EXPY | Expiration of term |