KR950004616B1 - 연소기기의 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연소기기의 제어장치

제1도는 본 발명의 실시예를 나타내는 가스온풍난방기의 개략사시도.

제2도는 본 실시예를 나타내는 가스 온풍난방기의 제어장치에 있어서의 방전검지회로를 도시한 회로도.

제3도는 본 발명의 실시예를 나타내는 가스 온풍난방기의 제어장치의 점화제어동작을 설명하기 위한 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 버너플레이트(버터) 15 : 점화전극(점화수단)

16 : 프레임로드(착화검지수단 ) 17 : 연료관(연료공급로)

20,21 : 전자밸브(연료공급밸브) 30 : 제어장치(제어기기의 제어장치)

40 : 방전검지회로(방전검지수단)

본 발명은 점화장치의 불꽃방전을 검지하여 버너로의 연료공급밸브를 제어하는 제어기기의 제어장치에 관한 것이다.

가스버너등으로 기체상의 연료를 연소시키는 종래의 연소기기에서는 전극간에 고전압을 인가하여 발생하는 불꽃방전에 의하여 버너를 점화하는 것이 있다.

이러한 불꽃방전에 의한 점화동작을 행하는 연소기기에서는, 미연소가스의 유출을 방지하기 위해서 점화장치의 불꽃방전을 검지하는 방전검지수단이 구비되어 있으며, 점화동작에 있어서는 불꽃방전이 검지된 후에 가스전자밸브등의 연료공급밸브를 열어 버너로의 연료공급을 개시하고, 연료공급 개시후에는 타이머에 의해서 계시(計時)되는 소정시간동안에 계속해서 연료공급밸브가 열리도록 되어 있다.

또 일단 연료공급이 개시된 후에는 착화검지수단에 의한 버너의 착화검지가 행해지며, 착화가 검지되면 그 이후에는, 착화가 검지되고 있는 동안은 연료공급밸브가 열린상태로 유지되며, 계시는 소정의 시간이 경과되기 이전에 버너의 착화가 검지되지 않는 경우에는 소정의 시간이 경과한 시점에서 연료공급밸브를 닫아 연료유출을 방지하고 있다.

그러나 점화동작에 있어서, 점화장치의 전극간에 고전압이 계속해서 인가되었다 하더라도 불꽃방전이 반드시 계속해서 행하여지는 것은 아니며, 특히 연료가스와 연소용 공기의 혼합기가 전극사이로 유입되었을 때에는 온도, 습도, 유입된 연료가스의 성분 혹은 연소기기의 분산에 의해서 전극사이가 절연상태로 되어 전류가 흐르지 않게 되는 경우가 있으며, 이 경우에는 연료가스가 연료실 내에 축적되기 때문에 다시 불꽃 방전을 일으켰을 때에 폭발 착화를 일으킬 우려가 있다.

본 발명은 불꽃방전에 의해서 점화동작을 하는 연소기기의 제어장치에 있어서, 미연소연료의 유출이나 폭발착화등을 일으킬 우려가 없는 보다 안전한 전화동작을 할 수 있는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 점화수단의 불꽃방전에 의해서 점화되는 버너로의 연료공급로에 설치된 연료공급밸브를 상기 점화수단의 불꽃방전을 검지하는 방전검지수단의 검지신호에 의거하여 제어함과 동시에 상기 버너의 착화를 검지하는 차화검지수단을 구비하며, 상기 착화검지수단의 착화신호에 대응하여 상기 연료공급밸브를 계속해서 여는 연소기기의 제어장치에 있어서, 상기 방전검지수단은 상기 연료공급밸브가 열리기 전에 상기 불꽃방전을 검지하기 위한 제1의 방전검지동작과 상기 연료공급밸브가 열린 후에 계속해서 상기 불꽃방전이 행해지고 있는 것을 검지하기 위한 제2의 방전검지동작을 가지며, 상기 제1의 방전검지동작에 의하여 불꽃방전을 검지한 후에 상기 연료공급밸브를 열고, 상기 연료공급밸브를 연 후에는, 상기 제2의 방전검지동작에 의하여 불꽃방전이 계속해서 검지되지 않는 경우에는 상기 착화신호가 있는 경우를 제외하고 상기 점화수단의 작동을 정지시킴과 동시에 상기 연료공급밸브를 닫는 것을 기술적 수단으로 한다.

본 발명에서는, 점화수단이 작동되어 불꽃방전이 행해지는 것이 방전검지수단의 제1의 방전검지동작에 의해서 검지되면 연료공급밸브가 열려 연료가 버너로 공급된다.

또한 방전검지수단의 제2의 방전검지동작에 의해서 불꽃방전이 계속되고 있는가 아닌가가 판별된다.

제2의 방전검지동작에 의해서 불꽃방전이 계속되고 있다고 판단된 경우에는 방전이 검지되고 있는 동안 연료공급밸브가 계속해서 열려진다.

연료공급밸브가 열려져서 연료가 버너로 공급되면 통상의 경우에는 착화되고, 착화검지수단의 착화신호에 대응하여 연료공급밸브가 계속해서 열려진다.

제2의 방전검지동작에 의해서 불꽃방전이 계속해서 검지되지 않는 경우에는 점화수단의 동작이 정지하여 불꽃방전이 중지됨과 동시에 연료공급밸브가 닫혀 버너로의 연료공급이 정지된다.

본 발명에서는, 일단 불꽃방전이 검지되고서 연료공급밸브가 열린 다음에 불꽃방전이 검지되지 않았을 때, 버너가 착화되지 않은 경우에는 즉시 연료공급과 점화동작이 정지되기 때문에 착화가 지연되지 않는다. 따라서 착화지연에 의한 폭발착화를 방지할 수 있고 또 미연소연료의 유출을 방지할 수 있다.

또 연료공급밸브가 열렸음에도 불구하고 원활하게 연료가 공급되지 않는 경우에는, 연료공급밸브는 점화장치가 작동하고 있는 경우에만 열리기 때문에, 불꽃방전이 계속되고 있는 동안에 연료가 버너에 공급될 때에 신속하게 착화시킬 수가 있고, 이 경우에는 연료공급밸브가 열리고서 착화할 때까지 시간이 걸려도 버너에 미연소연료가 과다하게 흐르지 않기 때문에 착화지연이 생기지 않으므로 폭발착화되지 않는다.

이어서 본 발명을 실시예에 의거하여 설명한다.

제1도에 도시한 가스온풍냉방기(1)는 송풍케이싱(2)내에 연소기(10)를 배치한 FF식 난방기로서, 송풍케이싱(2)내에 설치한 대류팬(3)에 의해서 흡입구(4)에서 흡입되는 실내공기를 연소기(10)로 가열하여 온풍배출부(5)에서 실내로 내보내는 것이다.

상기 연소기(10)는 연소팬(13)에 의해서 실외로부터 흡입되는 연소용 공기와 연료관(17)으로부터 공급되는 연료가스를 연소시키는 버너플레이트(12)를 구비한 연소용 덕트(11)와 상기 버너플레이트(12)에서 연소된 가스를 실외로 배출하는 연소용 덕트(11)에 연결된 열교환기(14)로 구성되어 있다.

또한 연소용덕트(11)에는 점화장치에 의한 고전압이 인가되면 불꽃방전에 의하여 점화동작을 하는 점화전극(15)과 버너플레이트(12)에서의 연소 및 착화를 검지하기 위한 프레임로드(16)가 각각 버너플레이트(12)에 근접하여 구비되어 있다.

또, 도면중 18은 연료관(17)으로부터 공급된 연료가스를 분출하는 노줄, 19는 연료공급량을 조절하는 비례밸브, 20, 21은 가스전자밸브이다.

이상의 구성으로 된 가스온풍난방기(1)는 도시하지 않는 본체케이싱의 표면에 형성된 조작패널에 구비된 복수개의 스위로 이루어진 스위치군(31)의 조작에 따라 제어장치(30)에 의해서 제어된다.

스위치군(31)에는 운전스위치, 타이머 온 운전스위치, 타이머 오프 운전스위치등 운전조작을 위한 스위치와 실내온도를 설정하기 위한 온도설정스위칭, 세이브운전스위칭등이 구비되어 있으며, 또 운전상태를 표시하기 위한 여러개의 LED에 의한 표시장치(32)가 구비되어 있다.

제어장치(30)는 마이크로컴퓨터를 중심으로 하여 각각의 팬 또는 각각의 밸브를 구동하는 여러개의 구동회로와 각종의 신호를 검지하는 각 검지회로로 구성되어 있으며, 각각의 운전스위치의 조작에 따라 연소기(10)의 점화동작 및 소화동작을 제어하는 운전제어와, 도시하지 않은 실내온도센서의 검지온도에 의거한 연소기(10)의 연소제어 및 대류팬(3)의 송풍을 제어하는 온도조절제어를 한다.

제어장치(30)에는, 운전제어에 있어서, 소정의 시퀀스로 점화동작 및 소화동작을 하기 위해서 점화장치로서 점화전극(15)에 고전압을 인가하기 위한 공지의 고전압회로, 점화전극(15)에서의 불꽃방전을 검지하기 위한 방전검지회로(40), 연소팬(13)의 회전수를 검지하기 위한 회전수검지회로, 프레임로드(16)에서의 불꽃전류를 검출하기 위한 불꽃전류검출회로가 형성되어 있다.

방전감지회로(40)는, 제2도에 도시한 바와같이, 점화전극(15)에 고전압이 인가되었을 때 불꽃방전에 의해서 발생되는 방전광을 포토 트랜지스터(41)로 수광(受光)하고, 이 수광상태에 의거하여 방전을 검지하는 회로이다.

상기 회로에 있어서는, 저항(42)을 통해서 충전되고 있는 콘덴서(43)의 전하는 포토 트랜지스터(41)가 방전불꽃을 수광했을 때 저항(44) 및 다이오드(45)를 통해서 방전되어 콘덴서(43)의 전위가 떨어지는 것이므로, 콘덴서(43)의 전압을 비교기(46)로 기준전압과 비교하여 콘덴서(43)의 전압이 기준전압 이하일때 비교기(46)의 출력이 하이레벨로 되도록 설정하고 있다.

비교기(46)의 출력은 마이크로컴퓨터에 의한 판독이 원활하게 행해지도록 하기 위해서 콘덴서(47)에 의하여 일시 유지되도록 하고 있으며, 비교기(46)의 출력이 일단 하이레벨로 되었다가 다시 로우레벨로 된 경우에, 100msec이상 200msec이하 사이의 하이레벨의 신호가 광검지신호로서 유지된다.

또 방전검지회로(40)의 광검지신호는 마이크로컴퓨터에 의한 방전검지의 판별에 이용되지만, 마이크로컴퓨터에서는 방전광의 유무에 관계없이 미소시간 10msec주기로 비교기(46)의 출력신호를 판독하고 광검지신호로서의 하이레벨의 신호가 2회 연속하여 판독된 경우를 방전검지상태(스파크 검지상태)로서 판별한다.

불꽃전류 검출회로에서는 착화검지를 판별할 경우에 프레임로드(16)에 흐르는 불꽃전류가 1.0μA 이상인 경우를 착화검지상태로 하고 일단 착화검지가 판정된 후에 불꽃전류가 0.2μA 이하로 된 경우를 실화검지상태로 판정하지만, 점화제어에 있어서의 초기체크에서는 점화제어가 개시되었을 때 불꽃전류가 실화검지레벨인 0.2μA이하이면 정상동작이라고 판정하고, 실화검지레벨이상인 경우에 초기체크에러로서 점화제어를 정지한다. 또한 이 초기체크는 운전스위치등의 지시에 의한 운전개시제어가 개시되고 최대 20초가 경과할 때까지 정상동작이 판정되면 되는 것이다.

이어서 제어장치(30)에 의한 점화장치에 대해서 제3도에 의거하여 설명한다.

운전스위치등에 의한 운전개시자 지시되고 상술한 불꽃전류의 초기체크가 20초이내에 정상이라면 연소팬(13)이 구동되고 15초동안 프리퍼지가 행해지다(스텝 1). 이 프리퍼지에 있어서는 연소팬(13)의 회전수가 체크되며 프리퍼지 개시후 14초 이내에 210rpm 이상의 회전수가 검지되지 않는 경우에는 연소팬(13)을 구동한채로 2번째의 불꽃전류의 체크가 향해지며, 이때의 체크를 위한 시간은 최대 1초간만이고 그 사이에 정상작동이 판정되지 않으면 초기 체크에러로서 점화제어를 정지한다.

상기와 같이 프리퍼지가 끝나면 연소팬(13)의 회전수의 지시값이 2배의 회전수로 되며(스텝 2), 이것에 대응하여 연소팬(13)의 인가전압이 변경된다. 여기서 2배의 회전수에 상당하는 연소팬(13)의 회전수 N은 1500rpm이다.

연소팬(13)의 회전수 N이 1500rpm이하로 된 것이 검지되면(스텝 3에 있어서 YES), 고전압회로를 통전하기 위한 릴레이가 온으로 되어 점화장치가 구동되며(스텝 4), 버너플레이트(12)에 근접한 점화전극(15)에 고전압이 인가된다.

연소팬(13)의 회전수 N이 1500rpm 이하로 되지 않는 경우에는(스텝 3에 있어서 NO), 최대 30초가 경과할 때까지 반복해서 계속 회전수를 검지하고(스텝 5에 있어서 NO), 30초를 경과해도 회전수 N이 1500rpm 이하로 되지 않는 경우에는(스텝 5에 있어서 YES), 연소팬(13)의 회전수검지에러로서 스텝 20으로 이행하여 운전을 정지한다.

점화전극(15)에 있어서 불꽃방전(스파크)이 시작되고 이것이 방전검지회로를 통하여 마이크로컴퓨터에 의해서 검지되면(스텝 6에 있어서 YES), 연료관(17)에 설치된 전자밸브(20), (21) 및 비례밸브(19)로의 통전이 개시되어 각 밸브가 열려진다(스텝 7). 이때 비례밸브는 3배의 회전수에 상당하는 열림정도가 되도록 전류값이 통전된다.

점화장치가 구동되어도 마이크로컴퓨터에 의하여 스파크가 검지되지 않는 경우에(스텝 6에 있어서 NO), 최대 2초간 경과할 때까지 반복해서 스텝 6에서의 스파크검지의 유무를 판별하고(스텝 8에 있어서 NO), 2초 경과해도 스파크가 검지되지 않는 경우에는(스텝 8에 있어서 YES), 스파크 검지에러로서 스텝 20으로 이행하여 각 밸브를 열지 않고 운전을 정지한다.

스텝 7에 있어서, 각 밸브가 열린 후에도 재차 스파크검지가 행해진다(스텝 9).

통상, 점화전극(15)에 고전압이 계속해서 인가되면 불꽃방전(스파크)이 계속해서 일어나지만, 공급되는 연료가스의 성분 그때의 온도, 습도등의 영향에 의해서 전극간의 유전률(誘電率)이 변화한 경우에는 고전압의 인가에도 불구하고 불꽃방전이 정지되는 경우가 있다.

상기 스파크검지는 본 발명의 제2의 방전검지동작에 상당하는 것으로서, 각 밸브가 열리고 연료가스가 버너플레이트(12)로 공급되고서도 스파크가 계속해서 행해지고 있는가 아닌가를 판별하는 것이다.

연료가스가 공급된 후에도 불꽃방전이 검지된 경우에는(스텝 9에 있어서 YES), 각 밸브가 열러지고서 1초가 경과할 때까지(스텝 10에 있어서 NO), 반복해서 스텝 9에 있어서의 스텝 파크검지를 판별하고, 스파크가 1초를 넘어 계속된 경우에는(스텝 10에 있어서 YES), 착화했는가 아닌가를 판별한다(스텝 11).

이때 착화가 검지되지 않는 경우에는(스텝 11에 있어서 NO), 최대 19초가 경과할 때까지(스텝 12에 있어서 NO), 반복해서 스텝 11에 있어서의 착화검지를 판별하고, 19초 경과할 때까지 착화가 검지되지 않는다면(스텝 12에 있어서 YES), 불착화에러로서 스텝 20으로 이행하여 각 백브를 닫아 운전을 정지한다.

스텝 9, 10에 있어서의 1초간의 연속스파크가 일어나지 않는 경우에는(스텝 11에 있어서 YES), 착화검지부터 1초 경과하는 것을 기다리고(스텝 13), 점화장치의 구동을 정지하여 점화전극(15)에 대한 고전압의 인가에 의한 스파크를 정지한다(스텝 14).

그후, 3초 대기하고서(스텝 15) 온도 설정스위치에 의한 설정온도 및 실내온도센서의 검지온도에 의거하여 연소량을 결정하는 온도조절제어를 개시한다(스텝 16).

한편 각 밸브가 열리고서 1초 경과할 때까지 스파크가 일어나지 않는 경우에는(스텝 9에 있어서 NO), 1초 경과하는 것을 기다리지 않고 즉시 착화검지를 판별하고(스텝 17), 착화를 검지할 수 없는 경우에는(스텝 17에 있어서 NO), 스파크의 중단이 착화에 따른 것이 아니고, 연료가스 공급에 따른 어떠한 원인, 점화전극(15)간의 유전률 변화등에 의해서 스파크가 중단된 것이라 생각되며, 따라서 연료가스가 공급되고 있는 것이라고 판단할 수 있기 때문에, 착화지연에 의한 폭발착화가 생기지 않게 하기 위해서 스파크검지에러로서 스텝 20으로 이행하여 점화장치의 구동을 정지함과 동시에 각 밸브를 닫아 연료공급을 정지하고, 소정시간의 포스트퍼지를 한 후에 운전을 중지한다.

반대로 1초경과할 때까지 스파크검지가 중단되었다 하더라도 착화검지의 판별에 있어서 착화검지된 경우에는(스텝 17에 있어서 μA), 3CH 대기한 후에(스텝 18) 스텝 16으로 이행하여 온도조절제어를 개시한다. 또한 이때의 스파크는 착화가 검지된 후에도 각 밸브가 열려져서 1초 경과할 때까지는 계속되며, 1초 경과한 시점에서 정지한다.

온도제어는 온도설정스위치의 설정온도와 실내온도센서의 검지온도에 의거하여 연소기(10)의 연소량을 결정하고 연소팬(13) 및 비례밸브(19)를 제어함과 동시에 필요에 따라 연소기(10)를 소화 혹은 점화한다.

대류제어는 온도제어에 대응하여 대류팬을 제어하여 온풍배출구(5)에서 배출되는 온풍온도를 조절한다.

이상의 구성으로 된 본 실시예의 가스온풍난방기(1)는, 점화동작이 개시되었을 때, 스파크가 검지된 다음에 각 밸브가 열려 연료가스가 공급된다. 그후 스파크가 계속되고 있는가 아닌가가 검지되며, 착화 이외의 원인으로 인하여 스파크가 중단된 경우에는 즉시 점화동작이 정지됨과 동시에 연료공급이 정지되기 때문에 착화지연에 의한 폭발착화를 방지할 수 있고 또 미연소연료의 유출을 방지할 수 있다.

또 일단 스파크가 검지되고서 각 밸브가 열린 다음에 연료관(17)으로부터 연료가스가 원활하게 공급되지 않는 경우가 있다 하더라도 스파크가 계속되고 있는 한은 각 밸브가 닫히지 않기 때문에 연료가스가 연소기(10)에 공급되었을 때에 신속하게 착화시킬 수 있으며, 이 경우는 착화지연을 일으키지 않기 때문에 폭발착화되지 않는다.

이상과 같이 본 발명은 연소덕트를 가지는 온풍난방기 뿐만 아니라 연소덕트를 가지지 않는 연소가스 개방형의 난방기에서도 폭발착화를 방지함에 있어 그 효과가 크다. 또 연소기기로서는 온풍난방기에 한하지 않고 급탕기등에 있어서도 효과가 크다.

또한 방전검지회로로서는 방전광을 포토 트랜지스터로 수광하고 이 수광상태에 의거하여 방전검지를 행하는 회로를 나타냈으나, 방전의 타겟측에서 방전전류를 검지하고 이 방전전류에 의거하여 방전검지를 행하는 회로이어도 무방하다.

Claims (1)

1. 점화수단의 불꽃방전에 의해서 점화되는 버너로의 연료공급로에 설치된 연료공급밸브를 상기 점화수단의 불꽃방전을 검지하는 방전검지수단의 검지신호에 의하여 제어함과 동시에 상기 버너의 착화를 검지하는 착화검지수단을 구비하며, 상기 착화검지수단의 착화신호에 대응하여 상기 연료공급밸브를 계속해서 여는 연소기기의 제어장치에 있어서, 상기 방전검지수단은 상기 연료공급밸브가 열리기 전에 상기 불꽃방전을 검지하기 위한 제1의 방전검지동작과 상기 연료공급밸브가 열린 후에 계속해서 상기 불꽃방전이 행해지고 있는 것을 검지하기 위한 제2의 방전검지동작을 가지며, 상기 제1의 방전검지동작에 의하여 불꽃방전을 검지한 후에 상기 연료공급밸브를 열고, 상기 연료공급밸브를 연 후에는 상기 제2의 방전검지동작에 의하여 불꽃방전이 계속해서 검지되지 않는 경우에는 상기 착화신호가 있는 경우를 제외하고 상기 점화수단의 작동을 정지시킴과 동시에 상기 연료공급밸브를 닫는 것을 특징으로 하는 연소기기의 제어장치.