KR940006906B1 - 가스기기의 연소 안전장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가스기기의 연소 안전장치

제1도는 본 발명에 따른 프레임로드 설치상태도.

제2도는 본 발명에 따른 가스기기의 연소 안전장치 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 버너몸체 2 : 적분기

3 : 부저부 4 : 부저구동제어부

5 : 메인파워 유니트 구동제어부 6 : 가스밸브구동제어부

7 : 제1비교부 8 : 제2비교부

9 : 래치부 10 : 온도제어부

11 : 지연회로부 IC1∼IC5 : 비교기

Q1∼Q5 : 트랜지스터 T1 : 전원트랜스

FR : 프레임로드 MB : 메인버너

PB : 파일로트버터 R1∼R32 : 저항

Cl∼C5 : 콘덴서 D1∼D7 : 다이오드

NTC : 더미스터 VR : 온도조절노브의 가변저항

RY1 : 메인파워 유니트제어용 릴레이 RY2 : 가스밸브제어용 릴레이

본 발명은 가스기기의 연소시 불완전 연소상태를 감지하여 산소결핍의 위험으로부터 인명을 보호하기 위한 안정장치에 관한 것으로, 특히 자연배기식(CF형)의 가스보일러에 적당하도록 한 가스기기의 연소안전장치에 관한 것이다.

일반적으로 가스기기에 있어서는 불완전 연소시에 산소의 결핍을 초래하게 되는데, 그 불완전 연소를 감지하여 그에 대처할 수 있는 장치가 마련되어 있지 않으므로 인명피해를 유발할 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여, 불완전 연소상태를 감지하고, 그 감지에 의해 경고음을 발함과 아울러 가스기기의 연소를 중지시켜 산소결핍을 미면에 방지할 수 있게 창안한 것으로, 이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 따른 프레임로드 설치상태도로서, 이에 도시한 바와 같이 메인버너(MB)의 불꽃속에 삽입되도록 프레임로드(FR)를 설치하여 염전류를 검출하게 구성한 것으로, 도면의 설명중 미설명부호 PB는 점화용의 파열로트버너를 나타낸다.

제2도는 본 발명에 따른 가스기기의 연소안전장치 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 교류전원(AC)을 일차코일에 인가받는 전원트랜스(Tl)의 이차코일에 접속되고 메인버너(MB)의 불꽃에 삽입되어 그 불꽃에 따라 버너몸체(1)에 염전류가 흐르게 하는 프레임로드(FR)와, 상기 버너몸체(1)에 흐르는 염전류가 흐르게 하는 프레임로드(FR)와, 상기 버너몸체(1)에 흐르는 염전류를 2차에 걸쳐 적분하고 분압하여 전압으로 검출하는 적분기(2)와, 상기 적분기(2)의 출력전압을 비반전 및 반전입력단자에 각기 인가받아 불완전연소 기준전압(Vrefl),(Vref2)과 각기 비교하는 제1,제2비교부(7),(8)와, 주위온도를 전압으로 검출하여 그 검출전압을 설정온도 기준전압과 비교하는 온도제어부(10)와, 이 온도제어부(10)의 출력신호를 상기 제l비교부(7)의 출력신호에 따라 충,방전제어를 받아 시간지연한 후 소정기준전압과 비교하는 지연회로부(11)와, 상기 제1,제2비교부(7),(8)의 출력신호를 앤드조합하는 다이오드(Dl, D2)와, 상기 다이오드(Dl, D2)를 통해 앤드조합된 신호에 따라 상기 지연회로부(11)의 출력신호를 입력받아 소정 기준전압과 비교래치하는 래치부(9)와, 상기 래치부(9)의 출력신호에 따라 부저부(3)의 구동을 제어하는 부저구동제어부(4)와, 상기 래치부(9)의 출력신호에 따라 메인파워 유니트(MPU)의 구동을 제어하는 메인파워 유니트 구동제어부(5)와, 상기 온도제어부(10)의 출력신호에 따라 가스밸브의 구동을 제어함과 아울러 상기 레치부(9)의 출력신호에 따라 가스벨브의 구동을 중지시키는 가스밸브 구동제어부(6)로 구성한다.

상기에서 적분기(2)는 버너몸체(1)에 흐르는 염전류가 저항(Rl) 및 콘덴서(C1)에 의해 적분되고, 저항(R2) 및 콘덴서(C2)에 의해 다시 적분된 후 저항(R3), (R4)에 의해 분압되게 구성하고, 제1비교부(7)는 적분기(2)의 출력측을 비교기(IC1)의 비반전단자에 접속함과 아울러 저항(R5), (R6)에 의한 불완전연소 기준전압(Vrefl)이 그의 반전단자에 인가되게 접속하여 구성하며, 제2비교부(8)는 상기 적분기(2)의 출력측을 비교기(IC3)의 반전단자에 접속함과 아울러 저항(R15), (R16)에 의한 불완전연소 기준전압(Vref2)이 그의 비반전단자에 인가되게 접속하여 구성한다.

또한, 온도제어부(10)는 더미스터(NTC) 및 저항(R19)의 접속점을 콘덴서(C4)에 접속하여, 그 접속점을 저항(R20)을 통해 비교기(IC4)의 반전단자에 접속하며, 저항(R21), 온도조절노브의 가변저항(VR) 및 저항(R22)에 의해 설정되는 설정온도 기준전압이 저항(R23)을 통해 그 비교기(IC4)의 비반전단자에 인가되게 접속함과 아울러 그 비교기(IC4)의 출력단자 및 비반전단자 사이에 저항(R24)을 접속하여 구성하며, 지연회로부(11)는 온도제어부(10)의 출력측을 저항(R25)을 통해 콘덴서(C5) 및 비교기(lC5)의 비반전단자에 접속하여, 그 접속점을 다이오드(D5), (D6)를 각기 통해 상기 온도제어부(10)의 출력측 및 제1비교부(7)의 출력측에 접속하고, 저항(R26), (R27)에 의한 소정 기준전압이 그 비교기(IC5)의 반전단자에 인가되게 접속하여 구성한다.

또한, 지연회로부(11)의 출력측인 비교기(IC5)의 출력단자를 저항(R28)을 통한 후 다이오드(D1), (D2)를 각기 통해 제1,제2비교부(7),(8)의 출력측에 접속하여, 상기 저항(R28) 및 다이오드(Dl, D2)의 접속점을 저항(R7)을 통해 비교기(IC2)의 비반전단자에 접속하고, 저항(R8),(R9)에 의한 소정 기준전압이 그 비교기(IC2)의 반전단자에 인가되게 접속함과 아울러 그의 출력단자를 다이오드(D3)를 통해 그의 비반전단자에 접속하여 래치부(9)를 구성하고, 부저구동제어부(4)는 래치부(9)의 출력측을 저항(Rl0)을 통해 저항(R11)및 트랜지스터(Ql)의 베이스에 접속하여, 그의 콜렉터를 저항(R12)을 통해 저항(R13) 및 트랜지스터(Q2)의 베이스에 접속하고, 그 트랜지스터(Q2)의 콜렉터를 저항(R14)을 통해 콘덴서(C3) 및 부저부(3)에 접속하여 구성하며, 메인파워 유니트 구동제어부(5)는 래치부(9)의 출력측을 저항(R17)을 통해 저항(R18) 및 트랜지스터(Q3)의 베이스에 접속한 후 그의 콜렉터에 다이오드(D4) 및 메인파워 유니트제어용 릴레이(RYl)를 접속하여 구성하며, 가스밸브구동제어부(6)는 래치부(9)의 출력측을 저항(R29)을 통해 저항(R30) 및 트랜지스터(Q4)의 베이스에 접속하고, 온도제어부(10)의 출력측을 저항(R31)을 통해 저항(R32), 상기 트랜지스터(Q4)의 콜렉터 및 트랜지스터(Q5)의 베이스에 접속한 후 그 트랜지스터(Q5)의 콜렉터에 가스밸브제어용 릴레이(RY2)를 접속하여 구성한다.

상기에서 온도조절노브의 가변저항(VR)은 난방온도를 설정하기 위해 보일러 외부에 설치된 온도조절용의 가변저항이고, 더미스터(NTC)는 주위온도가 증가함에 따라 그에 반비례하여 저항치가 감소하는 소자이며, 메인파워 유니트(MPU)는 가스공급단에 연결되어 가스공급을 제어하는 것이다.

그리고, 불완전연소 기준전압(Vref1)은 불완전연소시에 적분기(2)에서 변환되어 출력되는 검출전압보다 조금 낮게 설정되어 있고, 불완전연소 기준전압(Vref2)은 불완전연소시에 적분기(2)에서 변환되어 출력되는 검출전압과 같게 설정되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

교류전원(AC) 및 전원(VCC)이 공급되는 상태에서 초기점화시(파일로트 버터(PB)만 연소)를 설명하면, 교류전원(AC)이 전원트랜스(Tl)의 이차 코일로 유기되어 프레임로드(FR)에 공급되고, 이에따라 메인버너(MB)에서 불꽃이 발생될 때 불꽃의 도전성과 정류성으로 인해 염전류가 버너몸체(1)로 흐르는데, 이 버너몸체(1)에 흐르는 염전류는 적분기(2)의 저항(Rl) 및 콘덴서(C1)에서 일차 적분되고, 저항(R2) 및 콘덴서(C2)에서 다시 적분되어 전압으로 변환된 후 저항(R3),(R4)에서 분압되어 제1비교부(7)의 비교기(IC1)비반전단자 및 제2비교부(8)의 비교기(IC3) 반전단자에 비교전압으로 인가된다.

그런데, 초기 점화시는 파일로트버너(PB)만 연소하고, 메인버너(MB)는 연소하지 않아 버너몸체(1)에 염전류가 흐르지 않으므로 적분기(2)의 출력측(A)에 저전위가 출력되고, 이에따라 비교기(IC1)의 비반전단자에 인가되는 비교전압이 그의 반전단자에 인가되는 불완전연소 기준전압(Vrefl)보다 낮게 되어 그의 출력측에 저전위가 출력되고, 또한 비교기(IC3)의 반전단자에 인가되는 비교전압이 그의 비반전단자에 인가되는 불완전연소 기준전압(Vref2)보다 낮게 되어 그의 출력측에 고전위 신호가 출력된다.

이와 같이 출력되는 제1,제2비교부(7),(8)의 출력신호는 다이오드(Dl),(D2)를 역방향으로 통해 앤드조합되므로 지연회로부(11)의 출력신호에 상관없이 래치부(9)의 입력측에 저전위가 인가되고, 또한 이때 지연회로부(11)의 콘덴서(C5)에 층전되는 전압은 다이오드(D6)를 통해 상기 비교기(IC1)의 출력단자로 흐르므로 콘덴서(C5)에 충전되지 않게 되고, 이에따라 비교기(IC5)의 비반전단자에 인가되는 전압이 저항(R26),(R27)에 의해 그의 반전단자에 인가되는 소정의 기준전압보다 낮게 되어 그의 출력측에 저전위가 출력된다.

따라서, 이때 래치부(9)의 저항(R7)을 통해 비교기(lC2)의 비반전단자에 인가되는 전압이 저항(R8),(R9)에 의해 그의 반전단자에 인가되는 소정의 기준전압보다 낮게 되어 그의 출력측에 저전위신호가 출력되고, 이 저전위신호에 의해 부저구동제어부(4)의 트랜지스터(Ql)가 오프되어 그의 콜렉터에 고전위신호가 출력되므로 트랜지스터(Q2)가 오프되어 그의 에미터에 저전위신호가 출력되고, 이에따라 부저부(3)가 구동되지 않게 된다.

또한, 이때 상기 래치부(9)에서 출력되는 저전위신호에 의해 메인파워 유니트 구동제어부(5)의 트랜지스터(Q3)가 도통되어 그의 콜렉터에 고전위신호가 출력되므로 메인파워 유니트제어용 릴레이(RYl)가 구동되고, 이에 따라 메인마워 유니트가 열려 가스공급단으로부터 가스가 공급된다.

또한, 이때 상기 래치부(9)에서 출력되는 저전위신호에 의해 가스밸브 구동제어부(6)의 트랜지스터(Q4)가 오프되므로 온도제어부(10)의 출력신호에 따라 가스밸브의 구동이 제어된다.

즉, 주위온도가 증가함에 따라 더미스터(NTC)의 저항값이 감소되어, 그 더미스터(NTC) 및 저항(R19)의 접속점에 나타나는 전압이 높아지고, 이 전압은 저항(R20)을 통해 비교기(IC4)의 반전단자에 비교전압으로 인가되어, 온도조절노보의 가변저항(VR)에 의해 설정되어 그의 비반전단자에 인가되는 온도기준전압과 비교된다. 따라서, 이때 더미스터(NTC)에 의해 검출되는 온도검출전압이 온도조절노브의 가변저항(VR)에 의해 설정된 온도기준전압보다 낮은 경우에는 비교기(IC4)에서 고전위신호가 출력되고, 이 고전위신호에 의해 가스밸브 구동제어부(6)의 트랜지스터(Q5)가 도통되므로 가스밸브제어용 릴레이(RY2)가 구동되어 가스밸브가 열리게 된다,

이에따라 상기 메인파워 유니트를 통해 공급되는 가스가 그 가스밸브를 통해 메인버너(MB)에 공급되므로 메인버너(MB)가 점화되어 연소된다. 이때 상기의 설명에서와 같이 버너몸체(l)에 흐로는 염전류가 적분기(2)에서 전압으로 검출되어 제l,제2비교부(7),(8)에 비교전압으로 인가되는데 정상연소상태에서는 그비교전압이 불완전연소 기준전압(Vrefl)보다 높게 되어 비교기(IC1)에서 고전위신호가 출력되고, 또한 그비교전압이 불완전연소 기준전압(Vref2)보다 높게 되어 비교기(IC3)에서 저전위신호가 출력된다.

그런데, 상기와 같이 정상적인 연소에 도달되는 소정시간 내에 비교기(IC1),(IC3)에서 모두 고전위신호가 출력될 수 있으나, 이는 지연회로부(11)에 의해 후단의 회로동작에 영향을 미치지 않게 된다. 즉, 비교기(IC1)에서 고전위신호가 출력될 때 지연회로부(11)의 다이오드(D6)가 오프상태로 되어, 이때부터 콘덴서(C5)의 충전전압이 증가하게 되고, 이에따라 저항(R25) 및 콘덴서(C5)의 충전시간을 메인버너(MB)의 점화 후 정상연소에 도달하는 소정시간보다 길게 설정시켜 놓게 되면, 그 충전시간 후 그 콘덴서(C5)의 충전전압이 저항(R26),(R27)에 의한 소정의 기준전압보다 높게 되어 비교기(IC5)에서 고전위신호가 출력된다. 그러나, 이때 메인버너(MB)가 정상연소상태로 되어, 상기의 설명에서와 같이 제2비교부(8)의 비교기(IC3)에서 이미 저전위신호가 출력되고 있는 상태이므로 그 지연회로부(11)의 출력신호에 상관없이 래치부(9)의 입력측에 저전위가 인가되고, 이에따라 그 래치부(9)에서 저전위신호가 계속 출력되어 상기의 설명과 같이 정상적인 연소동작을 수행하게 된다.

그리고, 상기에서 더미스터(NTC)에 의해 검출되는 온도검출전압이 온도조절노브의 가변저항(VR)에 의해 설정된 온도기준전압보다 높게 되면, 비교기(IC4)에서 저전위신호가 출력되고, 이에따라 가스밸브구동제어부(6)의 트랜지스터(Q5)가 오프되어 가스밸브제어용 릴레이(RY2)의 구동이 정지되므로 메인버더(MB)에 가스가 공급되지 않아 소화되고, 또한 이때 지연회로부(11)의 콘덴서(C5) 충전전압은 다이오드(D5)를 통해 비교기(IC5)의 출력 단자측으로 방전된다. 따라서, 이후 상기 초기점화시와 동일하게 동작하게된다.

한편, 상기와 같은 메인버너(MB)에서의 연소시 불완전연소상태(산소농도 18∼19%)로 될 경우를 설명하면, 이때에는 버더몸체(1)에 흐르는 염전류가 정상연소시에 비하여 적게 흐르게 되므로 그 염전류를 전압으로 변환하는 적분기(2)의 출력전압이 낮아지게 된다 따라서, 불완전연소시에 적분기(2)로부터 검출되는 비교전압은 불완전연소 기준전압(Vrefl)보다 높아 비교기(IC1)에서 고전위신호가 출력되고, 그 비교전압이 불완전연소 기준전압(Vref2)보다 낮아 비교기(IC3)에서도 고전위신흐가 출력되며, 또한 이때 메인버너(MB)가 연소상태이므로 상기의 설명에서와 같이 지연회로부(11)에서 고전위신호가 출력되고 있는 상태이다.

따라서, 이때 앤드조합용의 다이오드(Dl),(D2)가 오프상태로 되어, 상기 지연회로부(11)에서 출력되는 고전위신호가 래치부(9)의 저항(R7)을 통해 비교기(IC2)의 비반전단자에 비교전압으로 인가되는데, 그 비교전압이 저항(R8,R9)에 의해 그의 반전단자에 인가되는 소정의 기준전압보다 높게 되어 그의 출력단자에 고전위신호가 출력되고, 이 고전위신호는 다이오드(D3)를 통해 그 비교기(IC2)의 비반전단자에 피드백되므로 그의 출력단자에 계속 고전위신호가 출력된다.

이 고전위신호에 의해 부저구동제어부(4)의 트랜지스터(Ql)가 도통되어 그의 콜렉터에 저전위신호가 출력되므로 트랜지스터(Q2)가 도통되어 그의 에미터에 고전위신호가 출력되고, 이에따라 부저부(3)가 구동되어 부저음이 발생되므로 사용자가 불완전연소상태이을 인지할 수 있게 된다.

또한, 상기 래치부(9)에서 출력되는 고전위신호에 의해 메인파워 유니트 구동제어부(5)의 트랜지스터(Q3)가 오프되어 그의 콜렉터에 저전위신호가 출력되므로 메인파워 유니트제어용 릴레이(RYl)가 구동되지않아 가스공급단에서 가스공급을 차단하고, 또한 이때 래치부(9)에서 출력되는 고전위신호에 의해 가스밸브구동제어부(6)의 트랜지스터(Q4)가 도통되어 그의 콜렉터에 저전위신호가 출력되므로 온도제어부(10)의 출력신호에 상관없이 트랜지스터(Q5)가 오프되고, 이에따라 가스밸브제어용 릴레이(RY2)가 구동되지 않아 가스밸브가 차단된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 불완전연소상태(산소농도는 18∼19%)를 감지하여, 그를 부저음으로 경고하여줌과 아울러 가스공급을 차단시키게 되므로 산소결핍의 위험으로부터 인명을 보호할 수있는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 메인버너의 불꽃에 따라 버너몸체(1)에 흐르는 염전류를 전압으로 검출하는 적분기(2)와, 상기 적분기(2)의 출력전압을 비반전 및 반전입력단자에 각기 인가받아 븐완전연소 기준전압(Vrefl),(Vref2)과 각기비교하는 제1,제2비교부(7),(8)와, 주위온도를 전압으로 검출하여 설정온도 기준전압과 비교하는 온도제어부(10)와, 상기 온도제어부(10)의 출력신호를 상기 제1비교부(7)의 출력신호에 따라 충,방전제어를 받아 시간지연하는 지연회로부(11)와, 상기 제1, 제 2 비교부(7),(8)의 출력신호를 앤드조합하는 다이오드(Dl),(D2)와, 상기 다이오드(Dl,D2)를 통해 앤드조합된 신호에 따라 상기 지연회로부(11)의 출력신호를 입력받아 래치출력하는 래치부(9)와, 상기 래치부(9)의 출력신호에 따라 부저부(3)의 구동을 제어하는 부저구동제어부(4)와, 상기 래치부(9)의 출력신호에 따라 메인파워 유니트의 구동을 제어하는 메인파워 유니트 구동제어부(5)와, 상기 온도제어부(10)의 출력신호에 따라 가스밸브의 구동을 제어함과 아울러 상기 래치부(9)의 출력신호에 따라 그 가스밸브의 구동을 정지시키는 가스밸브구동제어부(6)로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 가스연소기기의 연소 안전장치.
2. 제l항에 있어서, 적분기(2)는 버너몸체(1)에 흐르는 염전류를 2차에 걸쳐 적분하는 저항(Rl),(R2)및 콘덴서(C1),(C2)와, 그 적분전압을 분압하는 저항(R3),(R4)으로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 가스연소기기의 연소 안전장치.