KR20070043493A - Igniting and combustion system of oil boiler - Google Patents
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Abstract
본 발명은 급기 통로측을 통과하는 공기의 송풍압을 검출하고, 이 송풍압과 미리 설정된 데이터와 비교하여 급기 통로측의 송풍압을 일정하게 유지하며, 이와 동시에 노즐로 적정 연료량을 공급되도록 하여 오일버너의 순간 착화압을 최적화할 수 있는 착화제어 연소 시스템을 갖춘 기름 보일러를 제공할 목적이 있다.The present invention detects the blowing pressure of the air passing through the air supply passage side, and compares this blowing pressure with the preset data to maintain a constant blowing pressure on the air supply passage side, and at the same time to supply the appropriate amount of fuel to the nozzle oil It is an object to provide an oil boiler with an ignition controlled combustion system that can optimize the burner's instantaneous ignition pressure.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기름보일러용 오일버너의 공기 비례제어 연소 시스템은 통상의 전원을 입력받아 구동전압으로 변환하여 인가하는 전원공급부와, 상용전압을 인가받아 오일버너의 착화시 필요한 공기를 급기 통로측으로 공급하는 팬과, 상기 팬의 급기 통로측에 설치되며, 급기 통로측을 따라 공급되는 공기의 송풍압을 검출하는 풍량센서와, 오일탱크로부터 오일을 펌핑하여, 오일버너측으로 적정량의 오일을 공급하는 전자펌프와, 상기 풍량센서를 통해 검출된 신호와 기설정된 송풍압 데이터값을 비교하여, 급기 통로측을 통과하는 적정 송풍압을 유지시키고, 이와 동시에 상기 전자펌프에 신호를 전달함으로써, 오일버너로 액적 상태로 공급되는 연료량과 송풍압에 따른 순간 착화압을 최적화되도록 콘트롤하는 제어부로 구성된다.The present invention for achieving the above object is an air proportional control combustion system of the oil burner for the oil boiler is a power supply for converting and applying the normal power to the driving voltage and the air required for the ignition of the oil burner by applying a commercial voltage A fan for supplying air to the air supply passage side, a flow rate sensor installed at the air supply passage side of the fan, for detecting a blowing pressure of air supplied along the air supply passage side, and pumping oil from the oil tank to supply an appropriate amount to the oil burner side. By comparing an electric pump for supplying oil with a signal detected by the air flow sensor and a predetermined blowing pressure data value, maintaining an appropriate blowing pressure passing through the air supply passage side, and simultaneously transmitting a signal to the electronic pump. Is a control unit that controls the amount of fuel supplied in the liquid state to the oil burner and the instantaneous ignition pressure according to the blowing pressure. It is.
Description
도 1은 종래 보일러의 연소장치를 보인 간략도,1 is a simplified view showing a combustion apparatus of a conventional boiler,
도 2는 본 발명에 따른 연소장치를 보인 간략도, 2 is a simplified view showing a combustion apparatus according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 기름버너 연소 시스템의 블록도, 3 is a block diagram of an oil burner combustion system according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 제어부에서 전자펌프를 콘트롤하는 파형도, 4 is a waveform diagram for controlling an electronic pump in a control unit according to the present invention;
도 5은 본 발명에 따른 기름버너 송풍기의 용량별 P-Q 곡선을 보인 간략도.Figure 5 is a simplified view showing the P-Q curve for each capacity of the oil burner blower according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: 연소실내 11: 오일버너10: combustion chamber 11: oil burner
12: 노즐 20: 전자펌프12: nozzle 20: electromagnetic pump
30: 팬 40: 팬구동부30: fan 40: fan drive unit
50: 풍량센서 60: 제어부50: air flow sensor 60: control unit
70: 전원공급부70: power supply
본 발명은 착화 연소 제어 시스템을 갖춘 기름 보일러에 관한 것으로, 더 상세히는 오일버너의 적정 공연비를 공급하여 오일버너의 착화 시 착화압을 최대한 낮추어 착화함으로 팬의 용량 및 소음을 줄일 수 있는 착화 연소 제어 시스템을 갖춘 기름 보일러에 관한 것이다.The present invention relates to an oil boiler equipped with an ignition combustion control system, and more particularly, to supply an appropriate air-fuel ratio of an oil burner to lower the ignition pressure during ignition of the oil burner to ignite the ignition and reduce the capacity and noise of the fan by ignition. Relates to an oil boiler with a system.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기름 보일러 연소장치에는 오일버너(1)가 구비되는데, 이 오일버너(1)는 공기를 공급하는 송풍기(2)와, 오일 탱크로부터 오일을 펌핑하여 버너로 오일을 공급하는 오일펌프(3)와, 오일의 연소가 가능하게 액적 상태로 분무되는 노즐(미도시)과, 공기와 오일의 혼합연소를 가능하게 하는 프레임홀더(미도시)와, 오일과 공기의 혼합기에 방전 점화시키는 스파크플러그(4) 및 점화트랜스(5), 그리고 불꽃의 유무를 감지하는 화염감지기(6)를 구비한다. As shown in FIG. 1, a conventional oil boiler combustion apparatus is provided with an
이와 같이 구성된 보일러 연소장치는 ON/OFF 방식이며, 난방수 및 온수가 설정 온도에 도달하기 하기 위해 적정한 연료량과 송풍량이 오일버너측으로 공급된다.The boiler combustion apparatus configured as described above has an ON / OFF type, and an appropriate amount of fuel and air flow is supplied to the oil burner side in order for the heating water and hot water to reach a set temperature.
따라서 기름 보일러 연소시 외부환경변화(배압)와 연도 설치조건 등에 의해 연소에 투입되는 공기량이 적게되거나 또는 과잉 공급되어져 불완전 연소가 발생된는 경우가 발생되며, 이로 인해 배기가스인 CO, NOx 등의 발생량이 급격히 증가되고 또는 버너 화염이 길어져 연소실 내부 및 열교환기 표면에 닿아 그을음 발생되고 보일러의 효율을 저하시키게 된다.Therefore, when the oil boiler is burned, the amount of air injected into the combustion is reduced or excessively supplied due to external environment change (back pressure) and flue gas installation conditions, resulting in incomplete combustion, which causes emissions of CO and NOx, which are exhaust gases. This is rapidly increased or burner flames are prolonged and soot is generated in the combustion chamber and on the heat exchanger surface, reducing the efficiency of the boiler.
그리고 오일버너의 초기 착화시에도 연료량 및 송풍량이 제어되지 않아 최적의 공연비를 이루지 못하여, 연소실내에 연료량과 송풍량이 과잉으로 공급되어 착화시 폭발 착화가 발생하는 문제점이 있었다.In addition, even when the oil burner is initially ignited, the fuel amount and the blowing amount are not controlled to achieve an optimum air-fuel ratio. Thus, there is a problem in that explosion ignition occurs when the fuel amount and the blowing amount are excessively supplied into the combustion chamber.
이로 인해 오일버너의 착화 시 착화압(폭발압)이 송풍기의 최대 압력이상 올라 가면 순간적으로 역화되거나 연소에 필요한 공기가 투입되지 못해 불완전 연소로 인한 그을음 및 소음이 발생되는 문제점이 있었다.As a result, when the ignition pressure (explosion pressure) rises above the maximum pressure of the blower during ignition of the oil burner, there is a problem in that a soot and noise are generated due to incomplete combustion due to instantaneous backfire or no input of air for combustion.
또한, 오일버너의 착화시 높은 착화압이 요구됨에 따라 종래에는 팬을 2단 및 3단으로 설치하여 구동모터의 토오크(TORQUE)를 높임으로서 송풍기의 제조원가가 상승되는 문제점이 있었다.In addition, since the high ignition pressure is required when the oil burner is ignited, there is a problem in that the manufacturing cost of the blower is increased by increasing the torque of the driving motor by installing the fan in two and three stages.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 급기 통로측을 통과하는 공기량을 풍량센서를 통해 검출하고, 이 공기량을 최저열량으로 연소할 수 있는 공기량 데이터와 비교하여 급기 통로측의 공기량을 일정하게 유지하며, 이와 동시에 노즐로 연소될 수 있는 최저 연료량이 공급되도록 조절하여 오일버너의 순간 착화압을 최대한 낮추어 제어함으로 착화 시 소음을 줄이고, 팬의 용량을 최적화함에 따라 팬의 공급단가를 낮출 수 있는 착화 연소 제어 시스템을 갖춘 기름 보일러를 제공할 목적이 있다.The present invention for solving the above problems is to detect the amount of air passing through the air supply passage side through the air flow sensor, and compared with the air volume data that can burn this air amount to the minimum heat amount to maintain a constant air amount on the air supply passage side, At the same time, the minimum amount of fuel that can be burned by the nozzle is controlled to reduce the ignition pressure of the oil burner as much as possible to reduce the ignition noise and optimize the capacity of the fan to reduce the supply cost of the fan. The purpose is to provide an oil boiler with a system.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 착화 연소 제어 시스템을 갖춘 기름 보일러는 통상의 전원을 입력받아 구동전압으로 변환하여 인가하는 전원공급부와, 상용전압을 인가받아 오일버너의 착화시 필요한 공기를 급기 통로측으로 공급하는 팬과, 상기 팬의 급기 통로측에 설치되며, 급기 통로측을 따라 공급되는 공기의 송풍압을 검출하는 풍량센서와, 오일탱크로부터 오일을 펌핑하여, 오일버너측으로 적정량의 오일을 공급하는 전자펌프와, 상기 풍량센서를 통해 검출된 신호와 기설정된 송풍압 데이터값을 비교하여, 급기 통로측을 통과하는 적정 송풍압을 유지시키고, 이와 동시에 상기 전자펌프에 신호를 전달함으로써, 오일버너로 액적 상태로 공급되는 연료량과 송풍압에 따른 순간 착화압을 최적화되도록 콘트롤하는 제어부로 구성된다.The present invention for achieving the above object is an oil boiler equipped with an ignition combustion control system is a power supply unit for converting and applying the normal power input to the driving voltage and the air supply passage for supplying the air required for the ignition of the oil burner is applied to the commercial voltage A fan to be supplied to the side, an air flow rate sensor installed on the air supply passage side of the fan and detecting a blowing pressure of air supplied along the air supply passage side, and pumping oil from the oil tank to supply an appropriate amount of oil to the oil burner side. By comparing the electronic pump and the signal detected by the air flow sensor with a predetermined blowing pressure data value, to maintain the proper blowing pressure passing through the air supply passage side, and at the same time to transmit a signal to the electronic pump, oil burner The controller is configured to control to optimize the instantaneous ignition pressure according to the amount of fuel supplied in the droplet state and the blowing pressure.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 연소장치를 보인 간략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 기름버너 연소 시스템의 블록도이며, 도 4는 본 발명에 따른 제어부에서 전자펌프를 콘트롤하는 파형도이고, 도 5은 본 발명에 따른 기름버너 송풍기의 용량별 P-Q 곡선을 보인 간략도이다.Figure 2 is a simplified view showing a combustion apparatus according to the present invention, Figure 3 is a block diagram of an oil burner combustion system according to the present invention, Figure 4 is a waveform diagram for controlling the electronic pump in the control unit according to the present invention, Figure 5 is a simplified diagram showing a PQ curve for each capacity of the oil burner blower according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 오일버너(11)는 연소실내(10)에 설치되는 노즐(12)과, 이 노즐(12)로 연료를 공급하는 전자펌프(20)와, 상기 노즐(12)에 공기를 공급되도록 급기 통로(31)측이 형성되고, 이 급기 통로(31)측에 설치된 팬(30)과, 이 팬(30)을 구동하는 팬구동부(40)가 설치되며, 상기 급기 통로(31)측에 풍량 센서(50)가 구비되며, 상기 풍량센서(50), 전자펌프(20), 팬구동부(40)를 콘트롤하는 제어부(60)가 구비된다.As shown in FIG. 2, the
상기 전원공급부(70)는 전원을 입력받아 소정의 구동전압으로 변환하여 오일버너(11)에 전원을 인가한다.The
상기 팬구동부(40)는 상기 제어부(60)의 신호에 따라 팬(30)의 회전수를 제어하는 기능을 한다.The
상기 풍량센서(50)는 급기 통로(31)측에 설치되어 팬(30)의 송풍압을 검출하며, 이 검출된 신호를 제어부(60)에 전달하는 기능을 수행한다.The
그리고 상기 풍량센서(50)는 급기 통로(31)측에 설치되거나 연도측에 설치될 수 있는 것이다.The air
상기 전자펌프(20)는 오일을 저장하는 탱크로부터 소정의 압으로 펌핑하여 노즐측으로 토출되는데, 상기 제어부(60)에서 상기 전자펌프(20)에 신호를 전달하면, 상기 전자펌프(20)는 온/오프(ON/OFF) 방식의 제어가 아니 비례제어 가능하게 전기적 신호가 변환됨으로써, 오일 토출량을 비례적으로 제어하게 된다. 이와 같이 상기 제어부(60)를 통해 변환된 신호로 상기 전자펌프(20)를 제어하게 되어 상기 오일 토출량, 또한 동시에 비례제어되는 것이다.The
부언하면, 상기 제어부(60)에서 전자펌프(20)로 신호를 전달하는 방법은 상용 교류(AC) 전원을 소정의 교류(AC) 전압으로 출력하되, 그 신호의 파형 형태가 시간(TIME)상 (+)반주기 일 때만 전압이 출력되도록 하여, 이를 기준으로 작업자가 상기 반파의 영역(전압의 크기) 또한 도 4에 도시된 바와 같이 선택적으로 제어하 는 위상제어법(반파)을 구현하게 된다. 이와 같은 신호가 상기 전자펌프(20)에 인가됨에 따라 비례제어가 가능하게 된다. 그리고 이에 한정하지 않고 다양한 방법으로 적용될 수 있는 것이다.In other words, the method of transmitting a signal from the
상기 제어부(60)는 급기 통로(31)측에 설치된 풍량센서(50)에서 검출된 신호와 미리 설정한 풍량센서(50)의 테이터값을 비교하여, 급기 통로(31)측을 통과하는 송풍압이 설정된 테이터보다 높거나 낮을 경우 상기 팬구동부(40)에 신호를 전달하여 팬(30)의 회전수(RPM)을 조절하는 것으로 비례제어가 가능한 것이다.The
여기서 상기 제어부(60)은 급기 통로(31)측에 통과하는 송풍압에 따라 팬(30)의 회전수를 비례적으로 변화시킴으로써, 연소실내(10)의 배압(외부 환경변화 특히 바람이 많이 부는 경우, 또는 연소에 투입되는 공기량이 적게되거나 과잉 공급되어져 불완전 연소가 발생되는 경우)의 변화에 따라 항상 적절한 송풍압을 유지하도록 비례제어가 가능한 피아이디 콘트롤러(PID CONTROLLER) 방식으로 구현될 수 있는 것이다.Here, the
이렇게 상기 풍량센서(50)에서 급기 통로(31)측의 송풍압이 제어부(60)의 설정된 송풍압과 동일하게 유지되면, 상기 제어부(60)에서 전자펌프(20)에 신호를 전달하면, 상기 전자펌프(20)에서 적정 연료량을 노즐(12)로 토출하고, 이때 점화플러그를 동작시켜 오일버너(11)를 착화시키는 것이다.When the blowing pressure on the
도 5에 도시된 바와 같이, 오일버너(11)의 착화시 팬(30)의 용량에 따른 압력과 풍량(송풍압)을 표시한 P-Q곡선으로, 여기서 A,B 곡선은 종래 팬(30)의 용량에 따른 것으로 상기 오일버너(11)의 착화시 오일의 토출량이 최대인 상태에서 착 화시 연소실내(10)로 유입되는 압력과 송풍량을 원활하게 하기 위해 상기 팬(30)의 압력과 풍량을 높게 형성하여야만 오일버너(11)의 착화가 이루어지기 때문이다. 이는 착화 시외 주로 운전하는 연소상태 시 필요한 상기 팬(30)의 압력과 풍량 보다 과잉설계 해야 함으로 팬(30)의 가격 상승과 착화 시 소음이 발생하는 것이 종래의 문제점으로 제기된 것이다.As shown in FIG. 5, the PQ curve indicating the pressure and air flow rate (blowing pressure) according to the capacity of the
그러나 본 발명의 C곡선은 착화시에 종래보다 상대적으로 적은 송풍압을 이용하여 오일버너(11)의 착화가 이루어져, 상기 팬(30)의 용량을 줄일 수 있어 제품의 제조단가를 절감할 수 있고, 적은 오일 토출량으로 착화함에 따라 소음을 줄일 수있는 것이다.However, in the C curve of the present invention, the ignition of the
상기에서 설명한 바와 같이, 상기 오일버너(11)의 급기측에 풍량센서(50)와 팬(30)을 설치하고, 제어부(60)에서 팬(30)과 전자펌프(20)를 비례제어하여 오일버너(11)측으로 적정량의 연료량과 송풍량을 공급하여 오일버너(11)의 순간 착화압을 최적화할 수 있는 것이다.As described above, the air
이로 인해, 상기 오일버너(11)의 착화시 불완전 연소로 인한 그을음을 방지하고, 폭발 착화를 줄일 수 있는 것이다.Because of this, when the ignition of the
그리고 오일버너(11)의 착화 후 연소시에는 오일버너(11)의 설정온도에 도달하면, 공급되는 연료량의 비례하여 많은 량의 송풍압이 필요하지 않기 때문에 적은 용량의 팬(30)을 사용할 수 있는 것이다.When the combustion occurs after ignition of the
이와 같이 오일버너(11)의 연소시에는 제어부(60)에서 급기 통로(31)측으로 통과하는 적정한 송풍압을 미리 설정하고, 상기와 같이 동일한 방법으로 이루어진 다.In this way, when the
이처럼 착화에서 연소까지 단계별도 송풍량과 연료량을 조절가능하여 연료의 낭비를 줄일 수 있는 것이다.Like this, it is possible to reduce the waste of fuel by controlling the air flow rate and fuel amount in each stage from ignition to combustion.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.As described above, embodiments of the present invention have been described in detail, but the scope of the present invention is not limited thereto, and the scope of the present invention extends to the range substantially equivalent to the embodiments of the present invention.
따라서, 본 발명은 오일버너의 연소시보다 적은 공연비로 오일버너의 착화시 순간 착화압을 최적화함으로써, 상기 팬의 용량을 줄여 제품단가를 절감할 수 있으며, 착화 소음을 줄일 수 있고, 또한 불완전 연소에 따른 그을음 등을 방지하고, 폭발 착화를 최소화할 수 있는 효과가 있다.Accordingly, the present invention by optimizing the instantaneous ignition pressure at the ignition of the oil burner at a less air-fuel ratio than the combustion of the oil burner, it is possible to reduce the cost of the product by reducing the capacity of the fan, reduce the ignition noise, and also incomplete combustion Preventing soot and the like, there is an effect that can minimize the explosion ignition.
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