KR20000032687A - 가스보일러의 가스공급량 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 염전압을 감지하여 감지된 전압과 기준 염전압과의 차이에 따라 공급되는 가스의 양을 조절하므로써 염전압이 기준 염전압의 범위를 벗어남으로 하여 발생되는 보일러의 정지를 방지할 수 있도록한 가스보일러의 가스공급량 제어방법에 관한 것으로,

본 발명은 버너내에서 가스의 연소시 그 불꽃을 감지하기 위한 불꽃감지센서와 가스의 공급량을 제어하기 위한 가스공급밸브를 갖는 가스보일러에 있어서, 상기 버너내의 불꽃의 세기를 감지하여 전압값으로 저장하고 상기 감지된 염전압을 기설정된 기준전압과 비교하여 염전압이 기준 염전압 범위내가 되면 동일한 공급량으로 지속적으로 가스를 공급하여 정상적인 연소를 수행하는 정상연소단계를 진행하고, 감지된 염전압이 기준 염전압 범위 이상이면 가스공급량을 단계별로 상승시켜 염전압이 기준 염전압내가 되도록 조절하고, 감지된 염전압이 기준 염전압 범위 이하이면 가스공급량을 최소로 감소시킨 후 점차 상승시켜 염전압이 기준 염전압내가 되도록 조절하도록 하므로써 역풍이나 빨림현상에 의한 염전압변화에 대응하여 안정적인 연소를 이룰 수 있도록함을 특징으로 한다.

Description

가스보일러의 가스공급량 제어방법

본 발명은 가스보일러의 가스공급량 제어방법에 관한 것으로, 특히 배기연도를 통한 역풍에 의해 공기의 양이 많아짐으로써 염전압이 낮아지거나 배기연도를 통해 공기가 빨려나가 공기의 양이 감소됨에 따라 염전압이 상승하는 등의 염전압의 변화에 따라 버너에 공급되는 가스의 양을 조절할 수 있도록하므로써 염전압이 기준 염전압의 범위내에 도달된상태를 유지할 수 있도록하고 이에 따라 최적의 상태에서 연소가 이루어 질 수 있도록한 가스보일러의 가스공급량 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 가스보일러는 가스를 연소시키는 연소부와 가스를 공급하는 가스공급부와 가열된 온수의 열을 온수용 배관측으로 전이시키는 열교환부와 용수를 강제 송수하기 위한 수단 및 상기 각각의 구성부분의 동작이 원만하게 이루어질 수 있도록 제어하는 제어부 및 조절부 등으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 보일러의 일예를 도 1에 개략적으로 도시하였다.

이와 같은 보일러는 가스관을 통해 버너(7)내로 유입된 가스를 점화플러그 등으로 점화하여 연소시켜 버너(7)의 상부에 설치된 열교환기(6)내의 용수를 가열시켜 용도에 따라 온수 또는 난방수로 사용하게 된다. 이와 같은 가스를 연소시켜 용수를 가열하기 위해 가스 공급을 제어하기 위한 가스제어밸브(2)와 가스의 연소를 위한 공기의 공급과 연소된 가스의 배출이 필요하며 이를 위해 보일러에는 배기팬(3)이 구비되어 있으며, 또한 가스의 연소시 불꽃의 상태를 감지하기 위한 불꽃감지센서(1)가 구비되어 있다.

상기 불꽃감지센서(1)는 보일러의 점화시 불꽃이 방출하는 파장을 감지하여 그 파장이 9,000Å~1,200Å일 경우 청염으로 정상적인 연소상태로 감지하고, 그 파장이 7,500Å~8,000Å 정도일 경우에는 황염으로 비정상적인 연소상태로 인식하게 된다.

상기 정상적인 불꽃상태에 따른 전압값은 2.5V~4V사이이고 상기 전압값범위를 벗어날 경우 이상으로 판단하게 된다. 즉, 배기연도를 통하여 공기가 역류되는 역풍현상이 발생되거나 연도가 막힘으로 버너내에 공급되는 공기의 양이 가스공급량(소화되는 가스소비량)보다 작을 경우 불완전연소로 인하여 불꽃감지센서(1)는 황염을 감지하고 이는 염전압(焰電壓)이 기준 염전압의 범위 이하가 되게하여 마이컴은 연소를 중단하게 된다. 반대로 배기연도를 통하여 공가가 빨려나가는 빨림현상이 발생하게 되면 버너내로 많은 양의 공기가 유입되게 되어 가스공급량보다 공기 유입량이 많아지게 되어 불꽃감지센서(1)에서는 청염이 감지되나 염전압이 기준 염전압의 범위 이상이 되어 마이컴은 버너구동부에 정지신호를 보내어 버너가 가동을 중단하게 된다.

상기와 같은 염전압의 변화는 공급되는 가스의 양과 가스의 연소에 요구되는 공기의 양 사이의 차이에 따라 변화는 불꽃의 색에 의해 정해진다. 즉, 공기긔 양이 지나치게 많으면 황염이 되고 적절하면 청염이 된다.

상기와 같이 감지된 염전압이 기준 염전압의 범위에 있지 않게 되었을 때 버너가 정지되도록 제어되는 가스보일러는 아주 작은 역풍이나 빨림현상에 의해서도 보일러가 가동을 정지되게 할 뿐만아니라 빨림 현상의 발생시에는 보일러의 가동에 충분한 가스가 공급되지 않아 충분한 난방이나 온수의 제공을 이룰 수 없게 되고, 역풍 형상이 발생시에는 공기의 양이 가스의 양보다 적음으로 하여 미연소가스 및 유해한 일산화탄소등이 발생하게 되어 열교환기를 오염 및 부식시켜 보일러의 수명을 단축시키는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 가스보일러 작동시 배기연도로 역류되는 역풍이나 배기연도를 통해 공기가 빨려나가는 빨림현상에 따라 변화되는 염전압을 소정의 기준 염전압의 범위와 비교하여 기준 염전압 이상시에는 가스공급량을 감소시켜 가스의 연소에 요구되는 공기의 양과 가스공급량이 최적의 상태가 되게 하므로써 염전압이 기준 염전압 범위내가 되도록 조절하므로써 작은 역풍이나 빨림현상에 대응하여 보일러가 작동될 수 있도록 하고자 하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 버너내에서 가스의 연소시 그 불꽃을 감지하기 위한 불꽃감지센서와 가스의 공급량을 제어하기 위한 가스공급밸브를 갖는 가스보일러에 있어서, 상기 버너내의 불꽃의 세기를 감지하여 전압값으로 저장하는 염전압감지단계와, 상기 단계에서 감지된 염전압을 기설정된 기준전압과 비교하는 전압비교단계와, 상기 단계에서 감지된 염전압이 기준 염전압 범위내가 되면 동일한 공급량으로 지속적으로 가스를 공급하여 정상적인 연소를 수행하는 정상연소단계와, 상기 단계에서 감지된 염전압이 기준 염전압 범위 이상이면 가스공급량을 단계별로 상승시켜 염전압이 기준 염전압 범위내가 되도록 조절하는 가스량상승조절단계 및, 상기 단계에서 감지된 염전압이 기준 염전압 범위 이하이면 가스공급량을 최소로 감소시킨 후 단계적으로 상승시켜 염전압이 기준 염전압 범위내가 되도록 조절하는 가스량감소조절단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 가스보일러의 개략적인 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 가스보일러의 가스공급량 제어방법에 의해 제어되는 가스보일러의 개략적인 제어블럭도이며,

도 3은 본 발명에 따른 가스보일러의 가스공급량 제어방법에 대한 플로우챠트이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 .. 불꽃감지센서 2 .. 가스공급밸브

3 .. 배기팬 4 .. 공기흡입구

5 .. 배기가스배출구 6 .. 열교환기

7 .. 버너

가 .. 운전신호입력부 나 .. 마이컴

다 .. 버너구동부 라 .. 염전압감지부

마 .. 가스밸브구동부

이하 첨부된 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 가스보일러의 가스공급량 제어방법에 의해 제어되는 가스보일러의 개략적인 제어블럭도로서, 보일러운전에 대한 난방,난방/온수,온수, 온도 및 시간등 일련의 운전신호를 설정하여 입력하는 운전신호입력부(가)와, 상기 운전신호입력부(가)에서 입력된 운전신호에 대하여 기설정된 소정의 프로그램에 의하여 제어하고 제어된 신호를 출력하는 마이컴(나)과, 상기 마이컴(나)의 제어신호에 의하여 착화 구동하는 버너구동부(다)와, 상기 마이컴(나)의 제어신호에 의하여 버너내에서 연소되는 불꽃의 염전압을 감지하는 염전압감지부(라)와, 상기 마이컴(나)의 가스밸브 제어신호에 의하여 가스밸브의 개폐량을 조절하는 가스밸브구동부(마)로 구성된다.

상기 가스밸브구동부(마)를 제어하기 위한 가스밸브 제어신호는 상기 염전압감지부(라)에서 감지된 염전압과 마이컴(나)에 기설정되어진 기준 염전압 범위의 비교에 의해 만들어지며, 감지된 전압이 기준 염전압 범위 이상이면 가스밸브를 단계적으로 개방하도록 구동시키고, 감지된 전압이 기준 염전압 범위 이하이면 가스밸브를 단계적으로 폐쇄하도록 구동시킨다.

도 3은 본 발명에 따른 가스보일러의 가스공급량 제어방법에 대한 플로우챠트로서, 보일러 작동전 초기화 상태에서 보일러의 기동이 개시되면 가스를 공급하고 점화플러그가 불꽃을 발하여 공급된 가스가 연소를 시작하는 착화단계(30)에 의해 착화후 짖속적인 연소를 수행하는 연소단계(31)와, 상기 버너내에서 연소중인 불꽃의 세기를 감지하여 감지된 염점압값을 마이컴(나)에 저장하는 염전압감지단계(32)와, 상기 염전압감지단계(32)에서 감지되어 마이컴(나)에 저장된 염전압을 기설정된 기준전압범위와 비교하는 염전압비교단계(33)와, 상기 염전압비교단계(33)에서 감지된 염전압이 기준 염전압 범위내이면 가스공급밸브를 재조정하지 않고 현재와 동일한 공급량으로 지속적으로 가스를 공급하여 버너가 정상적인 연소를 수행하도록 하는 정상연소단계(34)와, 상기 염전압비교단계(33)에서 감지된 염전압이 기준 염전압 범위 이상이면 가스공급량을 1단계 상승시켜 가스공급량을 상승시켜 염전압이 기준 염전압 범위내가 되도록 조절하는 가스량상승조절단계(35) 및 상기 염전압비교단계(33)에서 감지된 염전압이 기준 염전압 범위 이하이면 가스공급량을 최소로 감소시킨 후 단계적으로 상승시켜 염전압이 기준 염전압 범위내가 되도록 조절하는 가스량감소조절단계(36)를 수행하도록 이루어지도록 한 것이다.

상기 가스량상승조절단계(35) 및 가스량감소조절단계(36)의 진행후 다시 염전압을 감지하고 기준 염전압 범위와 비교하여 염전압이 기준 염전압 범위내가 될 때까지 상기의 단계를 반복수행하게 된다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 보일러에 전원을 인가하면 보일러의 마이콤(나)은 배기팬을 공급되는 전압을 제어하여 버너내에 잔류하는 가스를 배출시킨 후 가스밸브구동부(마)를 제어하여 가스밸브를 개방시켜 버너내에 가스를 공급한다.

상기와 같이 버너내에 가스가 공급되면 점화플러그에 전압을 인가하여 불꽃이 발생되게 하고 상기 점화플러그로부터 발생된 불꽃은 버너내에 공급된 가스에 착화되는 착화단게(30)를 진행하게되고 상기 착화단계(30)에서 착화된 가스는 지속적으로 연소되는 연소단계(31)를 진행하게 된다. 상기와 같이 가스의 지속적인 연소가 진행되는 연소단계(31)로의 진입과 동시에 마이컴(나)은 염전압감지부(라)에 염전압감지명령을 보내게되고 염전압감지부(라)는 불꽃감지센서로터 감지된 불꽃의 세기에 따라 각각 다른 염전압을 감지하여 감지된 염전압을 마이컴(나)에 전달하고 마이컴(나)은 이를 저장한다.

상기와 같이 염전압감지단계(32)에서 감지되어 마이컴(나)에 저장된 염전압은 마이컴(나)에 기설정되어진 기준 염전압 범위와 비교하는 염전암비교단계(33)를 진행하게 된다.

상기 염전압비교단계(33)에서는 감지된 염전압이 기준 염전압 범위내에 속할 때와, 염점압이 기준 염전압 범위 이상일 때 및 염전압이 기준 염전압 이하일 때로 구분하여 마이컴(나)에 신호를 전달하고 마이컴(나)은 사기 염전압비교단계(33)로부터 전달된 신호에 따라 가스밸브구동부(마)를 제어하게 된다.

상기 염전압비교단계(33)로부터 비교된 염전압이 기준 염전압 범위 내에 있게되면 마이컴(나)은 가스밸브구동부(마)에 가스공급량이 정상이므로 가스밸브의 개폐정도를 현상태로 유지하라는 제어신호를 보내게 되고 가스밸브구동부(마)는 가스밸브를 구동시키지 않게 되며, 감지된 염전압이 기준 염전압 범위 이상이면 마이컴(나)은 가스의 공급량이 적으므로 가스밸브를 1단계 더 개방하여 가스공급량을 증가시키라는 제어신호를 가스밸브구동부(마)에 보내게 되고, 가스밸브구동부(마)는 가스밸브가 1단계 더 개방된 상태가 되도록 가스밸브를 구동시키는 가스공급량상승조절단계(35)를 진행하게 된다.

반대로 감지된 염전압이 기준 염전압 범위 이하이면 마이컴(나)은 가스의 공급량이 너무 많으므로 가스밸브를 가스공급량이 최소의 상태가 되도록 감소시키라는 제어신호를 가스밸브구동부(마)에 보내게 되고, 가스밸브구동부(마)는 가스밸브가 거의 폐쇄된 상태 즉, 공급가스의 양이 최소의 상태가 되도록 가스밸브를 구동시키는 가스량감소조절단계(36)을 진행한다.

상기와 같이 가스량감소조절단계(36)를 진행하는 이유는 연전압이 기준 염전압 범위 이하인 경우에는 가스공급량이 너무 많아 반대로 공급되는 공기의 양이 너무 작아 가스를 연소시키는데 필요한 산소의 양이 작은 상태로 불완전연소로 인하여 버너내에 그을음이 발생하게 되고 이 그을음이 열교환기의 외벽에 증착될 경우 열교환기의 효율을 떨어뜨리는 원인이 될 뿐만아니라 열교환기의 수명을 단축시키게 되므로 버너내에 잔류하는 연소되지 않은 가스와 유해한 일산화탄소가 충분히 배출 또는 연소된 상태가 되게 하기 위한 것이다.

상기 가스량상승조절단계(35)나 가스량감소조절단계(36)에서 가스량을 상승또는 감소 공급되면 재조정된 가스공급량에 의해 연소하는 불꽃의 염전압을 다시 감지하고 감지된 염전압은 다시 상기 염전압비교단계(33)에 의해 기준 염전압 범위와 비교되고 정상연소단계(34)나 가스량상승조절단계(35) 또는 가스량감소조절단계(36)를 반복수행하게 된다.

상기 기준 염전압 범위는 최적의 가스 공급 상태에서 보일러가 정상 가동될 때 감지된 염전압의 상한값과 하한값을 감지하여 마이컴에 저장하여 설정된 것으로 보일러의 가동정지시 마이컴(나)에 저장되고 보일러의 가동시 감지된 염전압과의 비교 기준이 된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 가스보일러의 가동초기나 가동 도중에 배기연도를 통하여 버너내로 공기가 인입되는 역풍 또는 배기연도를 통해 공기가 강제로 배출되는 빨림현상에 의해 버너내의 공기량와 가스량의 불균형의 발생하였을 때 감지된 염전압이 기준 염전압 범위에 있지 않을 경우 가스공급밸브를 개방 정도를 조절하여 버너내에 공급되는 가스의 공급량을 조절하여 가스의양과 공기의 양이 균형을 이루게 하므로써 염전압이 기준 염전압 범위가 될 수 있도록하여 작은 역풍이나 또는 빨림현상에 의하여 염전압이 상승하거나 하강하여 기준 염전압 범위를 벗어나는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 과도한 가스을 공급을 방지하므로써 과도한 가스의 공급시 미연소 가스에 의하여 그을음이나 유해한 일산화탄소 등이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 이로 인하여 열교환기의 외부가 오염되어 부식 또는 파손되는 것을 방지할 수 있으며, 가스공급이 부족할 때 버너의 화력이 약화됨에 이하여 열교환기가 충분가열되지 않아 난방이 이루어지지 않거나 온수의 충분한 온도이 이르지 못하게 되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 버너내에 공급된 가스의 연소시 그 불꽃을 감지하기 위한 불꽃감지센서와 버너내에 공급되는 가스의 양을 제어하기 위한 가스공급밸브를 갖는 가스보일러에 있어서,

   보일러 작동전 초기화 상태에서 가스를 공급하고 공급된 가스가 착화되어 연소를 시작하는 연소단계(31)와,

   상기 버너내의 불꽃의 세기를 감지하는 염전압감지단계(32)와,

   상기 단계(32)에서 감지된 염전압을 기설정된 기준 염전압 범위과 비교하는 염전압비교단계(33)와,

   상기 단계(33)에서 감지된 염전압이 기준 염전압 범위내가 되면 동일한 공급량으로 지속적으로 가스를 공급하여 버너가 정상적인 연소를 수행하도록 하는 정상연소단계(34)와,

   상기 단계(33)에서 감지된 염전압이 기준 염전압 범위 이상이면 가스공급량을 단계별로 상승시켜 염전압이 기준 염전압 범위내가 되도록 조절하는 가스량상승조절단계(35) 및

   상기 단계(33)에서 감지된 염전압이 기준 염전압 범위 이하이면 가스공급량을 최소로 감소시킨 후, 단계적으로 상승시켜 감지된 염전압이 기준 염전압 범위내가 되도록 조절하는 가스량감소조절단계(36)로 이루어짐을 특징으로 하는 가스보일러의 가스공급량 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기준 염전압 범위는 최적의 가스 공급 상태에서 보일러가 정상 가동될 때 감지된 염전압의 상한값과 하한값을 감지하여 마이컴에 저장 설정된 것으로 보일러의 가동정지시 저장되고 재가동시 감지된 염전압과의 비교 기준이 됨을 특징으로 하는 가스보일러의 가스공급량 제어방법.