WO2012124880A1 - 횡형 다목적 보일러의 제어방법 - Google Patents

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water temperature
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최영환
이호균
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(주)귀뚜라미
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    • F24H9/2057—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using solid fuel

Definitions

  • the present invention relates to a control method of a horizontal multi-purpose boiler, and more particularly, to a control method of a horizontal multi-purpose boiler having a multi-purpose combustion chamber capable of burning firewood and oil (or gas) and having a heat exchanger at the top. .
  • boilers used for heating or supplying hot water to homes, various buildings, and facilities include firewood boilers, oil boilers, and gas boilers, depending on the fuel used.
  • Oil boilers and gas boilers have the advantage of relatively high thermal efficiency and control of oil injection or gas supply to maintain a constant combustion state, which makes the maintenance and management of the boiler convenient, but has the disadvantage of high fuel costs.
  • the firewood boiler uses heat generated by burning firewood (wood, wood, waste wood, etc.), but its structure is simple and the fuel cost is very low.However, the thermal efficiency is relatively low and the fuel must be continuously supplied. The disadvantage is that it needs to be checked at any time.
  • the present invention provides a horizontal multi-purpose boiler having a multi-purpose combustion chamber in which at least one of the firewood and oil and gas is burned, the present water temperature and preset water temperature detected by the control unit during the burning of the firewood Compared to the reference value provides a control method comprising the step of controlling the number of revolutions of the blower and the blower.
  • the control method of the present invention may further include controlling the blower and the blower by determining whether normal combustion is performed in the multipurpose combustion chamber through the flame detector before the oil combustion.
  • the control unit may further include the step of switching to the firewood combustion mode.
  • control method of the present invention includes the steps of determining, by the control unit, the door switch of the multipurpose combustion chamber through the door switch unit;
  • the controller may further include operating both the blower and the blower when the door switch is closed, and operating the blower only by the controller when the door switch is opened.
  • the control unit may perform the ignition function only when the door switch is closed.
  • control method of the present invention when the ignition switch is pressed may further comprise the step of controlling the ignition on the firewood in the multi-purpose combustion chamber by operating the burner.
  • control unit may further comprise the step of stopping the operation of the burner, after the ignition, the user presses the ignition switch again, or a predetermined specific time After this, the control unit may further include stopping the operation of the burner.
  • control unit further comprises the step of automatically switching from the firewood combustion mode to the oil combustion mode can do.
  • Horizontal multi-purpose boiler control method of the present invention has the following advantages.
  • FIG. 1 is a side cross-sectional view of a horizontal multi-purpose boiler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a control system configuration of a horizontal multi-purpose boiler according to an embodiment of the present invention.
  • 3 and 4 are flowcharts illustrating a method for controlling firewood combustion mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a multipurpose combustion mode control method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of controlling an ignition function according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of controlling an ignition function according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of controlling a combustion mode automatic switching function according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a safety function control method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a side cross-sectional view of a horizontal multi-purpose boiler according to an embodiment of the present invention.
  • the horizontal multi-purpose boiler includes a housing 10, a multipurpose combustion chamber 11, a heat exchanger 12, a vertical pipe 13, a water chamber 14, a water pipe roast 15, and a fuel inlet 16. , Burner 17, rear cleaning port 21, front cleaning port 22, exhaust pipe 23, exhaust fan 24, exhaust flue 25.
  • the heat exchange part 12 consists of the heat exchange part leading edge chamber 18, the connection 19, the heat exchange part trailing edge chamber 20.
  • the housing 10 constitutes a body of a horizontal multi-purpose boiler.
  • the multipurpose combustion chamber 11 is positioned at the lower portion of the housing 10, and the heat exchanger 12 is positioned horizontally at the upper portion thereof.
  • the multipurpose combustion chamber 11 and the heat exchanger 12 are connected through a vertical connection 13 at the rear side of the housing 10.
  • a water chamber 14 is surrounded by the multipurpose combustion chamber 11, the heat exchanger 12, and the vertical pipe 13.
  • the multipurpose combustion chamber 11 is a place where at least one of the firewood, the oil and the gas is made.
  • the multipurpose combustion chamber 11 forms an ellipse (or circle) when viewed from the front.
  • a plurality of water pipe roasts 15 are arranged in a row from the front side to the rear side at the center or lower portion of the ellipse (or circle) so that firewood can be loaded.
  • the water pipe loss stalls 15 may be arranged at regular intervals, the front side may be arranged at a wide interval and the rear side at a narrow interval.
  • the water pipe loss stall 15 is connected by welding to the water chamber 14 surrounding the multi-purpose combustion chamber 11.
  • the heat exchanger 12 is connected to the multi-purpose combustion chamber 11 through the vertical linkage 13, and the combustion gas generated in the multi-purpose combustion chamber 11 enters the heat exchanger 12 along the vertical linkage 13.
  • the heat exchanger 12 provides a discharge path and a heat exchange path of the combustion gas.
  • the heat exchange part 12 is composed of a heat exchange part leading edge chamber 18, an association 19, and a heat exchange part trailing edge chamber 20.
  • the heat exchange part leading edge chamber 18 is directly connected to the vertical pipe 13, and the heat exchange part trailing edge chamber 20 is directly connected to the exhaust flue 25.
  • the tube 19 is arranged between the heat exchanger leading edge chamber 18 and the heat exchanger trailing edge chamber 20 at regular intervals to exchange heat with the water chamber 14.
  • a rear cleaning opening 21 is installed, and at the front end of the heat exchange part trailing edge chamber 20, that is, at the top front face of the housing 10.
  • the front cleaning opening 22 is installed. Leakage inspection and cleaning of the heat exchanger 12 can be easily performed through the rear cleaning port 21 and the front cleaning port 22.
  • Exhaust flue 25 is installed at the upper end of the front side of the housing 10 and is connected to the after-heat chamber of the heat exchange unit 20, and combustion gas discharged through the pipe 19 is discharged to the outside through the exhaust flue 25.
  • An elbow-shaped exhaust pipe 23 is mounted on the inside of the front cleaning hole 22, and is located inside the after-heating chamber 20 of the heat exchange part, and an exhaust fan 24 is mounted on the outside of the front cleaning hole 22 to exhaust gas 23. Connected with The exhaust fan 24 allows the combustion gas discharged through the plumbing 19 to be smoothly discharged through the exhaust flue 25.
  • the exhaust pipe 23 may have the form of a venturi tube.
  • Embodiment of the horizontal multi-purpose boiler described above is merely illustrative of the configuration for the purpose of understanding, the present invention is not limited thereto.
  • the control method of the present invention can also be applied to a multi-purpose boiler having a variety of configurations other than the illustrated configuration.
  • the horizontal multi-purpose boiler of the present invention is provided with the following control system.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a control system configuration of a horizontal multi-purpose boiler according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 30 controls the overall operation of the boiler.
  • the power supply unit 31 supplies a current for the operation of the control unit 30 circuit.
  • Transmitting and receiving unit 32 is a component circuit for remotely displaying and controlling the combustion state and the operating state of the boiler through wired or wireless communication in a room or entrance.
  • the temperature detector 33 detects the water temperature inside the water chamber 14.
  • the level sensor 34 is an electronic circuit for checking whether or not there is water in the water chamber 14.
  • the flame detection unit 35 is a detection sensor for determining whether normal combustion is performed in the combustion chamber 11.
  • the wind pressure detecting unit 38 is a sensing device that detects the exhaust capacity of the air blower 24.
  • the blower 39 is a blower for supplying a predetermined amount of air to the combustion chamber 11 at the time of oil (or gas) combustion or firewood combustion.
  • the circulation pump 40 supplies hot water to a heat storage tank or a heating device when the water temperature of the boiler rises above a predetermined temperature.
  • the ignition device 41 is a device for initial ignition at the time of oil (or gas) combustion or firewood combustion, and is composed of a high pressure transformer.
  • the oil pump 42 supplies fuel when burning oil and is used for initial ignition when burning firewood.
  • the output unit 43 visually or audibly outputs various functions and states of the boiler.
  • control method of the multi-purpose boiler by the control system having the configuration described above is as follows.
  • the control system is also for illustration only, the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 3 and 4 are flowcharts illustrating a method for controlling firewood combustion mode according to an embodiment of the present invention.
  • the control system controls the operation of the blower and the blower in proportion to the water temperature.
  • 3 illustrates a case where the door switch is closed
  • FIG. 4 illustrates a case where the door switch is opened.
  • the controller 30 determines whether a preset safety function is normal. If it is determined that the safety function is not normal, the control unit 30 executes the safety function control method shown in FIG.
  • the controller 30 determines whether the door is closed through the door switch unit 36. When the door switch is opened, that is, when the fuel inlet of the combustion chamber is opened, the controller 30 executes the control method shown in FIG.
  • the controller 30 determines whether the flame is detected through the flame detection unit 35. That is, it is determined whether normal combustion is performed in the combustion chamber 11. If the flame is not detected, the controller 30 stops the operation of the blower 39 and the blower 24.
  • the controller 30 determines whether the current water temperature detected by the temperature sensing unit 33 is higher than the first preset water temperature reference value. If it is not higher than the first water temperature reference value, the controller 30 operates the blower 39 and the blower 24 in three stages. As shown in Table 1 below, the three-stage operation of the blower 39 and the blower 24 refers to the case of rotating at high speed at the maximum speed. The second stage operation refers to the case where the medium speed rotation is performed at the medium speed, and the first stage operation refers to the case where the low speed rotation is performed at the minimum speed.
  • the first water temperature reference value may be set differently depending on the season. In this embodiment, the water temperature reference value is set from the first water temperature reference value to the fourth water temperature reference value.
  • the controller 30 determines whether the current water temperature detected by the temperature sensing unit 33 is higher than the second water temperature reference value. If not higher than the second water temperature reference value, the controller 30 operates the blower 39 and the blower 24 in two stages.
  • the controller 30 determines whether the current water temperature detected by the temperature sensing unit 33 is higher than the third water temperature reference value. When the temperature is not higher than the third water temperature reference value, the controller 30 operates the blower 39 and the exhaust fan 24 in one stage.
  • the control unit 30 through the wind pressure sensing unit 38 of the blower 24 Determine whether wind pressure is detected. If the wind pressure is not detected, the controller 30 executes the safety function control method shown in FIG. 9.
  • the controller 30 controls the output unit 43 to generate an alarm, and determines whether the flame is detected through the flame detection unit 35. That is, it is determined whether normal combustion is performed in the combustion chamber 11. If the flame is not detected, the controller 30 stops the operation of the blower 24.
  • the controller 30 determines whether the current water temperature detected by the temperature sensing unit 33 is higher than the second water temperature reference value. If it is not higher than the second water temperature reference value, the control unit 30 operates the air blower 24 in two stages.
  • the controller 30 determines whether the current water temperature detected by the temperature sensing unit 33 is higher than the third water temperature reference value. If it is not higher than the third water temperature reference value, the controller 30 operates the blower 24 in one stage.
  • controller 30 returns to after the alarm generation step and repeats the above-described control procedure.
  • control system detects the flame and stops the blower and the blower.
  • the control system operates both the blower and the blower. Only the exhaust fan is operated to operate the exclusive mode for firewood.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a multipurpose combustion mode control method according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 30 determines whether the preset safety function is normal. If it is determined that the safety function is not normal, the control unit 30 executes the safety function control method shown in FIG.
  • the controller 30 determines whether the current water temperature detected by the temperature sensor 33 is equal to or less than the preset reference water temperature. If the current water temperature is equal to or higher than the reference water temperature, the controller 30 returns to the first step. On the other hand, the reference water temperature is the temperature data preset for each season.
  • the controller 30 operates the blower 24 and determines whether the wind pressure of the blower 24 is sensed through the wind pressure detector 38. If the wind pressure is not detected, the controller 30 executes the safety function control method shown in FIG. 9.
  • the controller 30 determines whether the flame is not detected through the flame detector 35. If the flame is detected, the control unit 30 switches to the firewood combustion mode, and if the flame is not detected, the control unit 30 performs the oil combustion (or gas combustion) function.
  • the control system performs the ignition function after confirming the opening of the door switch (ie, the fuel injection port or the burner port of the combustion chamber) before the oil (or gas) combustion through the door switch unit.
  • the control system also switches to the burning mode if a flame is detected before oil (or gas) combustion.
  • the controller 30 determines whether a preset safety function is normal. If it is determined that the safety function is not normal, the control unit 30 executes the safety function control method shown in FIG.
  • the controller 30 determines whether the door is closed through the door switch unit 36. When the door switch is opened, that is, when the fuel injection port of the combustion chamber is opened, the control unit 30 executes the safety function control method shown in FIG.
  • the controller 30 When the door switch is closed, the controller 30 operates the exhaust fan 24 and determines whether the wind pressure of the exhaust fan 24 is sensed through the wind pressure detector 38. If the wind pressure is not detected, the controller 30 executes the safety function control method shown in FIG. 9.
  • the controller 30 determines whether the flame is not detected through the flame detector 35. When the flame is detected, the controller 30 determines that the firewood is executed.
  • the controller 30 operates the burner to ignite the firewood by burning the oil, and determines whether the ignition switch is kept pressed. If the ignition switch is not pressed (ie, the user releases the ignition switch), the control unit 30 stops burner combustion, and if the ignition switch is kept pressed, the control unit 30 returns to the initial state.
  • control unit 30 operates the burner so as to ignite the firewood by the oil burning and at the same time counts the time.
  • the control unit 30 stops the burner to stop the oil combustion. Even if the ignition switch is not pressed, the controller 30 stops oil combustion when a predetermined time (for example, 5 minutes) passes after the time counting result.
  • control system operates the burner when the ignition switch is pressed to ignite the firewood.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of controlling a combustion mode automatic switching function according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 30 determines whether the door is closed through the door switch unit 36. When the door switch is opened, that is, when the fuel injection port of the combustion chamber is opened, the controller 30 determines that the firewood combustion mode is used.
  • the controller 30 operates the blower 24 and determines whether the wind pressure of the blower 24 is sensed through the wind pressure detector 38. If the wind pressure is not detected, the controller 30 executes the safety function control method shown in FIG. 9.
  • the controller 30 determines whether the current water temperature detected by the temperature detector 33 is a preset switching temperature. If the current water temperature is not the switching temperature, the control unit 30 determines the firewood combustion mode. Conversion temperatures are as shown in Table 3 below.
  • the controller 30 determines whether the flame is not detected through the flame detector 35. When the flame is detected, the controller 30 determines the firewood combustion mode.
  • the controller 30 determines whether the preset safety function is normal. If it is determined that the safety function is not normal, the control unit 30 executes the safety function control method shown in FIG.
  • control unit 30 switches to the oil combustion (or gas combustion) mode.
  • control system automatically switches from the fire burning mode to the oil burning mode when the water temperature is below the switching temperature and no flame is detected.
  • the control unit 30 controls the output unit 43 to generate an alarm, stops both firewood combustion and oil combustion, and circulates the pump. (40) is stopped.
  • control unit 30 controls the output unit 43 to generate an alarm, stops both the burning and oil combustion and operates the circulating pump 40. .
  • the controller 30 controls the output unit 43 to generate an alarm and stops both the burning of firewood and the burning of oil.

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Abstract

본 발명은 화목과 기름과 가스 중 적어도 하나의 연소가 이루어지는 다목적 연소실을 구비한 횡형 다목적 보일러의 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 제어방법은 보일러의 수온에 따라 비례적으로 송풍기와 배풍기의 동작을 제어할 수 있고 연소 모드의 전환을 수행할 수 있다. 또한, 불꽃감지 여부에 따라 송풍기와 배풍기의 동작을 제어할 수 있고 연소 모드의 전환을 수행할 수 있다. 또한, 도어스위치의 닫힘 여부에 따라 송풍기와 배풍기를 제어할 수 있고 점화기능을 제어할 수 있다.

Description

횡형 다목적 보일러의 제어방법
본 발명은 횡형 다목적 보일러의 제어방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 하부에 화목 연소와 기름(또는 가스) 연소가 가능한 다목적 연소실이 구비되고 상부에 열교환부가 구비된 횡형 다목적 보일러의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 가정이나 각종 건물, 시설물 등의 난방 내지 온수 공급을 위해 사용되는 보일러는 사용 연료에 따라 화목보일러, 기름보일러, 가스보일러 등이 있다.
기름보일러나 가스보일러는 열효율이 상대적으로 우수할 뿐만 아니라 기름 분사량이나 가스 공급량을 제어하여 연소상태를 일정하게 유지할 수 있어 보일러의 유지 및 관리가 편리하다는 장점이 있으나, 연료비가 고가라는 단점이 있다.
화목보일러는 화목(장작, 잔목, 폐목 등)을 태워 발생하는 열을 이용하는 것으로, 그 구조가 간단하고 연료비가 매우 저렴하다는 장점이 있으나, 열효율이 상대적으로 낮고 지속적으로 땔감을 공급하여야 하며 연소 상태의 수시 확인이 필요하다는 단점이 있다.
따라서 최근에는 기름보일러(혹은 가스보일러)와 화목보일러를 일체로 형성한 하이브리드(hybrid) 타입의 보일러가 개발되고 있다. 그러나 종래의 하이브리드 보일러는 두 종류의 보일러를 단순히 하나의 보일러로 통합하다 보니 아직도 구조개선의 여지가 많을 뿐만 아니라, 화목연소 모드와 기름연소(또는 가스연소) 모드의 효율적인 운영을 위한 제어방법이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 화목과 기름과 가스 중 적어도 하나의 연소가 이루어지는 다목적 연소실을 구비한 횡형 다목적 보일러에 대한 효율적인 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 화목과 기름과 가스 중 적어도 하나의 연소가 이루어지는 다목적 연소실을 구비한 횡형 다목적 보일러에 대하여, 화목연소시 제어부가 온도감지부를 통해 감지한 현재 수온과 미리 설정된 수온기준치를 비교하여 송풍기와 배풍기의 회전수를 제어하는 단계를 포함하는 제어방법을 제공한다.
본 발명의 제어방법은, 상기 제어부가 기름연소 전에 불꽃감지부를 통해 상기 다목적 연소실 내부에서 정상적인 연소가 이루어지고 있는지 판단하여 상기 송풍기와 상기 배풍기를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어방법은 상기 불꽃감지부를 통해 불꽃이 감지되면 상기 제어부가 화목연소 모드로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제어방법은, 상기 제어부가 도어스위치부를 통해 상기 다목적 연소실의 도어스위치 닫힘 여부를 판단하는 단계; 상기 도어스위치가 닫힌 경우 상기 제어부가 상기 송풍기와 상기 배풍기를 모두 작동시키고, 상기 도어스위치가 열린 경우 상기 제어부가 상기 배풍기만 작동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 다목적연소 모드에서 상기 제어부는 상기 도어스위치가 닫힌 경우에만 점화기능을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 제어방법은, 점화스위치가 눌리면 상기 제어부가 버너를 가동시켜 상기 다목적 연소실 내부의 화목에 착화가 되도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 착화 후, 사용자가 상기 점화스위치를 떼면 상기 제어부가 상기 버너의 가동을 중지하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 착화 후, 사용자가 상기 점화스위치를 다시 누르거나, 미리 설정된 특정 시간이 지나면 상기 제어부가 상기 버너의 가동을 중지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제어방법은, 온도감지부를 통해 감지한 현재 수온이 미리 설정된 전환온도 이하이고 불꽃감지부를 통해 불꽃이 감지되지 않으며 제어부가 화목연소 모드에서 기름연소 모드로 자동 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 횡형 다목적 보일러 제어방법은 다음과 같은 이점이 있다.
첫째, 보일러의 수온에 따라 비례적으로 송풍기와 배풍기의 동작을 제어할 수 있고 연소 모드의 전환을 수행할 수 있다.
둘째, 불꽃감지 여부에 따라 송풍기와 배풍기의 동작을 제어할 수 있고 연소 모드의 전환을 수행할 수 있다.
셋째, 도어스위치의 닫힘 여부에 따라 송풍기와 배풍기를 제어할 수 있고 점화기능을 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 횡형 다목적 보일러의 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 횡형 다목적 보일러의 제어시스템 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화목연소 모드 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다목적연소 모드 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 착화기능 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 착화기능 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 연소모드 자동전환기능 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 안전기능 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 실시예들을 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있거나 본 출원인의 기존 특허에 충분히 기재되어 있거나 본 발명과 직접 관련이 없는 사항에 대해서는 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 명확히 전달하기 위해 설명을 생략할 수 있다.
한편, 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 첨부 도면을 통틀어 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조번호를 부여한다.
횡형 다목적 보일러
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 횡형 다목적 보일러의 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 횡형 다목적 보일러는 하우징(10), 다목적 연소실(11), 열교환부(12), 수직연관(13), 수실(14), 수관로스톨(15), 연료투입구(16), 버너(17), 후면청소구(21), 전면청소구(22), 배기관(23), 배풍기(24), 배기연도(25)를 포함하여 구성된다. 그리고 열교환부(12)는 열교환부 전연실(18), 연관(19), 열교환부 후연실(20)로 이루어진다.
하우징(10)은 횡형 다목적 보일러의 몸체를 구성한다. 하우징(10)의 하부에는 다목적 연소실(11)이 상부에는 열교환부(12)가 각각 수평으로 위치한다. 다목적 연소실(11)과 열교환부(12)는 하우징(10)의 후면 쪽에서 수직연관(13)을 통해 연결된다. 다목적 연소실(11)과 열교환부(12)와 수직연관(13) 주위에는 수실(14)이 둘러싸고 있다.
다목적 연소실(11)은 화목과 기름과 가스 중 적어도 하나의 연소가 이루어지는 곳이다. 다목적 연소실(11)은 정면에서 바라볼 때 타원(또는 원) 형태를 이룬다. 다목적 연소실(11)의 내부에는 화목이 적재될 수 있도록 다수개의 수관로스톨(15)들이 타원(또는 원)의 중앙 또는 하부에서 전면 쪽부터 후면 쪽까지 잇달아 배치된다. 특히, 수관로스톨(15)들은 일정 간격으로 배치될 수도 있고, 전면 쪽은 넓은 간격으로 후면 쪽은 좁은 간격으로 배치될 수도 있다. 수관로스톨(15)은 다목적 연소실(11)을 둘러싸고 있는 수실(14)에 용접에 의해 연결된다.
다목적 연소실(11)의 전면에는 일체형 연료투입구(16)가 설치되며, 연료투입구(16)의 개폐에 의해 다목적 연소실(11) 안으로 화목의 투입이 가능하다. 연료투입구(16)의 하단에는 수관로스톨(15)보다 아래쪽에 위치하도록 버너(17)가 장착된다. 버너(17)는 다목적 연소실(11)의 내부로 화염을 분사하여 기름이나 가스를 연소시키거나 수관로스톨(15) 위에 적재된 화목을 점화시킨다.
열교환부(12)는 수직연관(13)을 통해 다목적 연소실(11)과 연결되며, 다목적 연소실(11)에서 발생한 연소가스는 수직연관(13)을 따라 열교환부(12)로 들어간다. 열교환부(12)는 연소가스의 배출경로 및 열교환경로를 제공한다. 전술한 바와 같이, 본 실시예에서 열교환부(12)는 열교환부 전연실(18), 연관(19), 열교환부 후연실(20)로 이루어진다. 열교환부 전연실(18)은 수직연관(13)과 직접 연결되고, 열교환부 후연실(20)은 배기연도(25)와 직접 연결된다. 연관(19)은 열교환부 전연실(18)과 열교환부 후연실(20) 사이에 다수개가 일정 간격으로 배치되어 수실(14)과 열교환을 한다.
열교환부 전연실(18)의 후단에는, 즉 하우징(10)의 상단 후면에는 후면청소구(21)가 설치되고, 열교환부 후연실(20)의 전단에는, 즉 하우징(10)의 상단 전면에는 전면청소구(22)가 설치된다. 후면청소구(21)와 전면청소구(22)를 통해 열교환부(12)의 누수검사 및 청소를 용이하게 실시할 수 있다.
하우징(10)의 전면쪽 상단에는 배기연도(25)가 설치되어 열교환부 후연실(20)과 연결되며, 연관(19)을 통해 배출되는 연소가스는 배기연도(25)를 통해 외부로 배출된다. 전면청소구(22)의 내측에는 엘보 형태의 배기관(23)이 장착되어 열교환부 후연실(20) 내부에 위치하고, 전면청소구(22)의 외측에는 배풍기(24)가 장착되어 배기관(23)과 연결된다. 배풍기(24)는 연관(19)을 통해 배출되는 연소가스가 배기연도(25)를 통해 원활하게 배출되도록 한다. 배기관(23)은 벤츄리관(ventury tube)의 형태를 가질 수도 있다.
이상 설명한 횡형 다목적 보일러의 실시예는 이해를 돕기 위해 그 구성을 예시한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 제어방법은 예시된 구성 외의 다양한 구성을 가지는 다목적 보일러에도 적용될 수 있다. 한편, 본 발명의 횡형 다목적 보일러는 다음과 같은 제어시스템을 구비한다.
제어시스템
*도 2는 본 발명의 실시예에 따른 횡형 다목적 보일러의 제어시스템 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 제어시스템은 제어부(30)에 전원부(31), 송수신부(32), 온도감지부(33), 수위감지부(34), 불꽃감지부(35), 도어스위치부(36), 키입력부(37), 풍압감지부(38), 송풍기(39), 배풍기(24), 순환펌프(40), 점화장치(41), 오일펌프(42), 출력부(43)가 연결된 구성을 가진다.
제어부(30)는 보일러의 전반적인 동작을 제어한다.
전원부(31)는 제어부(30) 회로의 동작을 위한 전류를 공급한다.
송수신부(32)는 보일러의 연소상태 및 동작상태를 방안이나 현관 등에서 유무선 통신을 통해 원격으로 표시하고 제어하기 위한 구성회로이다.
온도감지부(33)는 수실(14) 내부의 수온을 감지한다.
수위감지부(34)는 수실(14) 내부에 물이 있는지 없는지 확인하는 전자회로이다.
불꽃감지부(35)는 연소실(11) 내부에서 정상적인 연소가 이루어지고 있는지 판단하기 위한 감지센서이다.
도어스위치부(36)는 기름(또는 가스) 연소시 안전 및 화목 연소를 위해 연료투입구(16)의 열림을 감지하는 장치이다.
키입력부(37)는 전원스위치, 재가동스위치, 점화스위치 등의 조작버튼을 구비한다.
풍압감지부(38)는 배풍기(24)의 배기능력을 검출하는 감지장치이다.
송풍기(39)는 기름(또는 가스) 연소시나 화목 연소시에 연소실(11)에 일정량의 공기를 공급하기 위한 송풍장치이다.
배풍기(24)는 전술한 바와 같이 연소가스를 원활하게 배출하기 위한 배기팬 장치이다.
순환펌프(40)는 보일러의 수온이 일정 온도 이상으로 올라갔을 때 온수를 축열탱크나 난방장치로 공급한다.
점화장치(41)는 기름(또는 가스) 연소시나 화목 연소시에 초기점화를 위한 장치이며 고압트랜스로 구성된다.
오일펌프(42)는 기름 연소시에 연료를 공급하고 화목 연소시에 초기점화용으로 사용된다.
출력부(43)는 보일러의 각종 기능과 상태를 시각적으로 또는 청각적으로 출력한다.
이상 설명한 구성을 가지는 제어시스템에 의한 다목적 보일러의 제어방법은 다음과 같다. 상기 제어시스템도 예시를 위한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
화목연소 모드
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화목연소 모드 제어방법을 나타내는 흐름도이다. 화목연소 모드 제어방법에 따르면, 제어시스템은 수온에 따라 비례적으로 송풍기와 배풍기의 동작을 제어한다. 도 3은 도어스위치가 닫힌 경우를 나타내며, 도 4는 도어스위치가 열린 경우를 나타낸다.
먼저, 도 2와 도 3을 참조하면, 제어부(30)는 미리 설정된 안전기능이 정상적인지 판단한다. 안전기능이 정상적이지 않다고 판단되면, 제어부(30)는 도 9에 도시된 안전기능 제어방법을 실행한다.
안전기능이 정상이면, 제어부(30)는 도어스위치부(36)를 통해 도어 닫힘 여부를 판단한다. 도어스위치가 열린 경우, 즉 연소실의 연료투입구가 열린 경우, 제어부(30)는 도 4에 도시된 제어방법을 실행한다.
도어스위치가 닫힌 경우, 제어부(30)는 불꽃감지부(35)를 통해 불꽃감지 여부를 판단한다. 즉, 연소실(11) 내부에서 정상적인 연소가 이루어지고 있는지 판단한다. 불꽃감지가 되지 않으면, 제어부(30)는 송풍기(39)와 배풍기(24)의 동작을 정지시킨다.
불꽃이 감지되면, 제어부(30)는 온도감지부(33)를 통해 감지한 현재 수온이 미리 설정된 제1 수온기준치보다 높은지 판단한다. 제1 수온기준치보다 높지 않을 경우, 제어부(30)는 송풍기(39)와 배풍기(24)를 3단으로 동작시킨다. 아래의 표 1에 기재된 바와 같이, 송풍기(39)와 배풍기(24)의 3단 동작은 최대속도로 고속회전하는 경우를 일컫는다. 그리고 2단 동작은 중속도로 중속회전하는 경우를, 1단 동작은 최저속도로 저속회전하는 경우를 각각 일컫는다. 한편, 표 2에 기재된 바와 같이, 제1 수온기준치는 계절에 따라 서로 다르게 설정될 수 있다. 본 실시예에서 수온기준치는 제1 수온기준치 내지 제4 수온기준치로 설정된다.
표 1
단수 회전속도 내용
3단 고속회전 최대속도
2단 중속회전 중속도
1단 저속회전 최저속도
표 2
수온기준치 겨울 초겨울 봄 가을 여름
제1 수온 65 55 45 35 30
제2 수온 70 60 50 40 35
제3 수온 75 65 55 45 40
제4 수온 80 70 60 50 45
현재 수온이 제1 수온기준치보다 높으면, 제어부(30)는 온도감지부(33)를 통해 감지한 현재 수온이 제2 수온기준치보다 높은지 판단한다. 제2 수온기준치보다 높지 않을 경우, 제어부(30)는 송풍기(39)와 배풍기(24)를 2단으로 동작시킨다.
현재 수온이 제2 수온기준치보다 높으면, 제어부(30)는 온도감지부(33)를 통해 감지한 현재 수온이 제3 수온기준치보다 높은지 판단한다. 제3 수온기준치보다 높지 않을 경우, 제어부(30)는 송풍기(39)와 배풍기(24)를 1단으로 동작시킨다.
현재 수온이 제3 수온기준치보다 높으면, 제어부(30)는 온도감지부(33)를 통해 감지한 현재 수온이 제4 수온기준치보다 높은지 판단한다. 제4 수온기준치보다 높지 않을 경우 제어부(30)는 송풍기(39)를 정지시키고, 제4 수온기준치보다 높을 경우 제어부(30)는 배풍기(24)를 정지시킨다.
한편, 송풍기(39)와 배풍기(24)의 3단 동작, 2단 동작, 1단 동작 및 송풍기(39) 정지 동작 후, 제어부(30)는 풍압감지부(38)를 통해 배풍기(24)의 풍압이 감지되는지 여부를 판단한다. 풍압이 감지되지 않으면, 제어부(30)는 도 9에 도시된 안전기능 제어방법을 실행한다.
이후, 제어부(30)는 처음 단계로 복귀하여 전술한 제어 절차를 반복한다.
한편, 도어스위치가 열린 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(30)는 출력부(43)를 제어하여 경보를 발생시키고, 불꽃감지부(35)를 통해 불꽃감지 여부를 판단한다. 즉, 연소실(11) 내부에서 정상적인 연소가 이루어지고 있는지 판단한다. 불꽃감지가 되지 않으면, 제어부(30)는 배풍기(24)의 동작을 정지시킨다.
불꽃이 감지되면, 제어부(30)는 온도감지부(33)를 통해 감지한 현재 수온이 미리 설정된 제1 수온기준치보다 높은지 판단한다. 제1 수온기준치보다 높지 않을 경우, 제어부(30)는 배풍기(24)를 3단으로 동작시킨다.
현재 수온이 제1 수온기준치보다 높으면, 제어부(30)는 온도감지부(33)를 통해 감지한 현재 수온이 제2 수온기준치보다 높은지 판단한다. 제2 수온기준치보다 높지 않을 경우, 제어부(30)는 배풍기(24)를 2단으로 동작시킨다.
현재 수온이 제2 수온기준치보다 높으면, 제어부(30)는 온도감지부(33)를 통해 감지한 현재 수온이 제3 수온기준치보다 높은지 판단한다. 제3 수온기준치보다 높지 않을 경우, 제어부(30)는 배풍기(24)를 1단으로 동작시킨다.
현재 수온이 제3 수온기준치보다 높으면, 제어부(30)는 배풍기(24)를 정지시킨다.
한편, 배풍기(24)의 3단 동작, 2단 동작, 1단 동작 후, 제어부(30)는 풍압감지부(38)를 통해 배풍기(24)의 풍압이 감지되는지 여부를 판단한다. 풍압이 감지되지 않으면, 제어부(30)는 도 9에 도시된 안전기능 제어방법을 실행한다.
이후, 제어부(30)는 경보 발생 단계 이후로 복귀하여 전술한 제어 절차를 반복한다.
이상 설명한 바와 같이, 제어시스템은 수온에 따라 비례적으로 송풍기와 배풍기의 동작(회전수 또는 풍량)을 제어한다. 보일러 물 온도와 설정 온도의 차이가 크면 송풍기와 배풍기의 회전수가 빨라져 화력이 세지고, 설정 온도와의 차이가 작아지면 송풍기와 배풍기의 회전수가 느려져 화력이 약해지므로 물 온도 제어가 가능하다.
또한, 제어시스템은 불꽃을 감지하여 송풍기와 배풍기의 가동을 정지시킬 수 있으며, 연소실의 도어스위치(즉 연료투입구 또는 버너구)가 닫힌 경우에는 송풍기와 배풍기를 모두 작동시키지만, 도어스위치가 열린 경우에는 배풍기만 가동하여 화목전용모드를 운용한다.
다목적연소 모드
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다목적연소 모드 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2와 도 5를 참조하면, 제어부(30)는 도어스위치부(36)를 통해 도어 닫힘 여부를 판단한다. 도어스위치가 열린 경우, 즉 연소실의 연료투입구가 열린 경우, 제어부(30)는 출력부(43)를 제어하여 경보를 발생시키고 후속 절차를 진행하지 않는다.
도어스위치가 닫힌 경우, 제어부(30)는 미리 설정된 안전기능이 정상적인지 판단한다. 안전기능이 정상적이지 않다고 판단되면, 제어부(30)는 도 9에 도시된 안전기능 제어방법을 실행한다.
안전기능이 정상이면, 제어부(30)는 송수신부(32)를 통해 룸 컨트롤러가 켜져 있는지 판단한다. 룸 컨트롤러가 꺼져 있으면, 제어부(30)는 처음 단계로 복귀한다.
룸 컨트롤러가 켜져 있으면, 제어부(30)는 온도감지부(33)를 통해 감지한 현재 수온이 미리 설정된 기준수온 이하인지 판단한다. 현재 수온이 기준수온 이상이면, 제어부(30)는 처음 단계로 복귀한다. 한편, 기준수온은 계절별로 미리 설정된 온도 데이터이다.
현재 수온이 기준수온 이하이면, 제어부(30)는 배풍기(24)를 동작시키고, 풍압감지부(38)를 통해 배풍기(24)의 풍압이 감지되는지 여부를 판단한다. 풍압이 감지되지 않으면, 제어부(30)는 도 9에 도시된 안전기능 제어방법을 실행한다.
풍압이 감지되면, 제어부(30)는 불꽃감지부(35)를 통해 불꽃이 감지되지 않는지 판단한다. 불꽃이 감지되면 제어부(30)는 화목연소 모드로 전환하고, 불꽃이 감지되지 않으면 제어부(30)는 기름연소(또는 가스연소) 기능을 수행한다.
이상 설명한 바와 같이, 다목적연소 모드에서는 제어시스템이 도어스위치부를 통해 기름(또는 가스) 연소 전에 도어스위치(즉 연소실의 연료투입구 또는 버너구)의 열림을 확인한 후 점화기능을 수행한다.
또한, 제어시스템은 기름(또는 가스) 연소 전에 불꽃이 감지되면 화목연소 모드로 전환시킨다.
착화기능
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 착화기능 제어방법을 나타내는 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 착화기능 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 도 2와 도 6을 참조하면, 사용자가 키입력부(37)의 점화스위치(착화스위치)를 누르면, 제어부(30)는 미리 설정된 안전기능이 정상적인지 판단한다. 안전기능이 정상적이지 않다고 판단되면, 제어부(30)는 도 9에 도시된 안전기능 제어방법을 실행한다.
안전기능이 정상이면, 제어부(30)는 도어스위치부(36)를 통해 도어 닫힘 여부를 판단한다. 도어스위치가 열린 경우, 즉 연소실의 연료투입구가 열린 경우, 제어부(30)는 도 9에 도시된 안전기능 제어방법을 실행한다.
도어스위치가 닫힌 경우, 제어부(30)는 배풍기(24)를 동작시키고, 풍압감지부(38)를 통해 배풍기(24)의 풍압이 감지되는지 여부를 판단한다. 풍압이 감지되지 않으면, 제어부(30)는 도 9에 도시된 안전기능 제어방법을 실행한다.
풍압이 감지되면, 제어부(30)는 불꽃감지부(35)를 통해 불꽃이 감지되지 않는지 판단한다. 불꽃이 감지되면 제어부(30)는 화목연소가 실행되는 것으로 판단한다.
불꽃이 감지되지 않으면, 제어부(30)는 버너를 작동시켜 오일 연소에 의해 화목에 착화가 되도록 하고, 점화스위치가 계속 눌린 상태인지 판단한다. 점화스위치가 눌린 상태가 아니면(즉, 사용자가 점화스위치를 떼면) 제어부(30)는 버너 연소를 정지시키고, 점화스위치가 계속 눌린 상태이면 제어부(30)는 처음 상태로 복귀한다.
한편, 도 7에 도시된 다른 실시예의 경우, 제어부(30)는 버너를 작동시켜 오일 연소에 의해 화목에 착화가 되도록 함과 동시에 시간을 카운트한다. 사용자가 점화스위치를 다시 한 번 누르면, 제어부(30)는 버너를 중지시켜 오일 연소를 정지시킨다. 점화스위치가 눌리지 않더라도 시간 카운트 결과 미리 설정된 특정 시간(예컨대 5분)이 지나면, 제어부(30)는 오일 연소를 정지시킨다.
이상 설명한 바와, 제어시스템은 점화스위치가 눌리면 버너를 가동시켜 화목에 착화가 되도록 한다.
연소모드 자동전환
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 연소모드 자동전환기능 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2와 도 8을 참조하면, 제어부(30)는 도어스위치부(36)를 통해 도어 닫힘 여부를 판단한다. 도어스위치가 열린 경우, 즉 연소실의 연료투입구가 열린 경우, 제어부(30)는 화목연소 모드로 판단한다.
도어스위치가 닫힌 경우, 송수신부(32)를 통해 룸 컨트롤러가 켜져 있는지 판단한다. 룸 컨트롤러가 꺼져 있으면, 제어부(30)는 처음 단계로 복귀한다.
룸 컨트롤러가 켜져 있으면, 제어부(30)는 배풍기(24)를 동작시키고 풍압감지부(38)를 통해 배풍기(24)의 풍압이 감지되는지 여부를 판단한다. 풍압이 감지되지 않으면, 제어부(30)는 도 9에 도시된 안전기능 제어방법을 실행한다.
풍압이 감지되면, 제어부(30)는 온도감지부(33)를 통해 감지한 현재 수온이 미리 설정된 전환온도인지 판단한다. 현재 수온이 전환온도가 아니면, 제어부(30)는 화목연소 모드로 판단한다. 전환온도는 아래의 표 3에 예시된 바와 같다.
표 3
계절설정 기름연소 화목연소
버너 OFF 버너 ON 송배풍 차단 기름전환온도
겨울 85 72 80 65
초겨울 75 63 70 55
초봄 65 54 60 45
가을 55 46 50 35
여름 45 39 40 30
현재 수온이 전환온도이면, 제어부(30)는 불꽃감지부(35)를 통해 불꽃이 감지되지 않는지 판단한다. 불꽃이 감지되면 제어부(30)는 화목연소 모드로 판단한다.
불꽃이 감지되지 않으면, 제어부(30)는 미리 설정된 안전기능이 정상적인지 판단한다. 안전기능이 정상적이지 않다고 판단되면, 제어부(30)는 도 9에 도시된 안전기능 제어방법을 실행한다.
안전기능이 정상적이면, 제어부(30)는 기름연소(또는 가스연소) 모드로 전환한다.
이상 설명한 바와, 제어시스템은 수온이 전환온도 이하이고 불꽃이 감지되지 않으면 화목연소 모드에서 기름연소 모드로 자동 전환한다.
안전기능
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 안전기능 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 수위감지부(34)를 통해 저수위 상태로 판단되면, 제어부(30)는 출력부(43)를 제어하여 경보를 발생시키고 화목연소와 기름연소를 모두 정지시키며 순환펌프(40)를 정지시킨다.
한편, 온도감지부(33)를 통해 과열 상태로 판단되면, 제어부(30)는 출력부(43)를 제어하여 경보를 발생시키고 화목연소와 기름연소를 모두 정지시키며 순환펌프(40)를 가동한다.
그 밖에 미리 설정된 조건에 따라 안전차단이 필요하다고 판단되는 경우, 제어부(30)는 출력부(43)를 제어하여 경보를 발생시키고 화목연소와 기름연소를 모두 정지시킨다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (9)

  1. 화목과 기름과 가스 중 적어도 하나의 연소가 이루어지는 다목적 연소실을 구비한 횡형 다목적 보일러의 제어방법에 있어서,
    화목연소시 제어부가 온도감지부를 통해 감지한 현재 수온과 미리 설정된 수온기준치를 비교하여 송풍기와 배풍기의 회전수를 제어하는 단계;
    를 포함하는 횡형 다목적 보일러의 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부가 기름연소 전에 불꽃감지부를 통해 상기 다목적 연소실 내부에서 정상적인 연소가 이루어지고 있는지 판단하여 상기 송풍기와 상기 배풍기를 제어하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 횡형 다목적 보일러의 제어방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 불꽃감지부를 통해 불꽃이 감지되면 상기 제어부는 화목연소 모드로 전환하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 횡형 다목적 보일러의 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부가 도어스위치부를 통해 상기 다목적 연소실의 도어스위치 닫힘 여부를 판단하는 단계;
    상기 도어스위치가 닫힌 경우 상기 제어부가 상기 송풍기와 상기 배풍기를 모두 작동시키고, 상기 도어스위치가 열린 경우 상기 제어부가 상기 배풍기만 작동시키는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 횡형 다목적 보일러의 제어방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    다목적연소 모드에서 상기 제어부는 상기 도어스위치가 닫힌 경우에만 점화기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 횡형 다목적 보일러의 제어방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    점화스위치가 눌리면 상기 제어부가 버너를 가동시켜 상기 다목적 연소실 내부의 화목에 착화가 되도록 제어하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 횡형 다목적 보일러의 제어방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 착화 후, 사용자가 상기 점화스위치를 떼면 상기 제어부가 상기 버너의 가동을 중지하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 횡형 다목적 보일러의 제어방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 착화 후, 사용자가 상기 점화스위치를 다시 누르거나, 미리 설정된 특정 시간이 지나면 상기 제어부가 상기 버너의 가동을 중지하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 횡형 다목적 보일러의 제어방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    온도감지부를 통해 감지한 현재 수온이 미리 설정된 전환온도 이하이고 불꽃감지부를 통해 불꽃이 감지되지 않으며 제어부가 화목연소 모드에서 기름연소 모드로 자동 전환하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 횡형 다목적 보일러의 제어방법.
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