KR920008879B1 - Combustion device - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 본 발명에 관한 제어회로의 불럭도,1 is a block diagram of a control circuit according to the present invention;
제2도는 가스 급탕기의 개략도,2 is a schematic diagram of a gas water heater,
제3도는 회전속도 검출회로의 전기회로도,3 is an electric circuit diagram of a rotational speed detection circuit,
제4도는 송풍기의 회전속도와 회전속도 검출회로와의 관계를 나타낸 그래프,4 is a graph showing the relationship between the rotational speed of the blower and the rotational speed detection circuit,
제5도는 회전속도 검출회로의 출력에 대하여 설정된 비례제어밸브의 통전량을 나타낸 그래프,5 is a graph showing the energization amount of the proportional control valve set with respect to the output of the rotational speed detection circuit,
제6도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 제어회로의 블럭도이다.6 is a block diagram of a control circuit showing another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 가스탕비기 31 : 버너,1: gas stove 31: burner,
33 : 송풍기 42 : 가스공급배관,33: blower 42: gas supply piping,
45 : 비레제어밸브 52 : 더모커풀,45: non-regulating valve 52: thermocouple,
53 : 수온센서 54 : 볼륨,53: water temperature sensor 54: volume,
61 : 송풍기 제어회로 62 : 회전속도 검출회로,61: blower control circuit 62: rotational speed detection circuit,
63 : 비레밸브 제어회로.63: Viler valve control circuit.
본 발명은 버너에 연료의 공급을 행하는 비례제어밸브를 구비함과 동시에, 버너에 연소용의 공기를 공급하는 송풍기를 구비한 연소장치에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion apparatus including a proportional control valve for supplying fuel to a burner and a blower for supplying combustion air to the burner.
가스나 석유등의 연료를 비례제어밸브의 개방도에 따라 버너에 공급함과 동시에 송풍기에 의하여 연소용의 공기를 버너에 공급하는 연소식 탕비기, 연소식 난방장치등의 연소장치가 사용되고 있다.Combustion apparatuses, such as combustion type heaters and combustion heating apparatuses, which supply fuel such as gas or oil to the burner according to the opening degree of the proportional control valve and supply air for combustion to the burner by a blower, are used.
종래 이 종류의 장치는 사용자에 의하여 설정되는 연소량 가변수단(예를들어 온도설정수단)에 따라 비례제어밸브의 개방도가 설정되어 버너에 연료가 공급됨과 동시에, 송풍기에 의하여 버너에 공기가 공급되어 버너에서 연료의 연소가 행하여진다. 이때 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량은 버너의 화염상태를 검출하는 연소검지센서(예를들어 더모커플)의 출력에 따라 제어된다.Conventionally, this type of apparatus has an opening degree of a proportional control valve set according to a combustion amount variable means (for example, a temperature setting means) set by a user to supply fuel to a burner, and to supply air to the burner by a blower. The combustion of fuel is carried out at the burner. At this time, the supply amount of combustion air by the blower is controlled according to the output of the combustion detection sensor (for example, the thermocouple) for detecting the flame state of the burner.
그러나 종래의 연소장치는 상기와 같이 비례제어밸브를 제어하는 회로와, 송풍기를 제어하는 회로가 각각 독립된 별개의 회로로 되어 있기 때문에 예를들어 연소량 가변수단을 변화시키는 경우 비례제어밸브의 개방도는 연소량 가변수단의 변화에 신속하게 대응하여 변화하나 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량은 먼저 비례제어밸브의 개방도의 변화에 의한 화염의 변화를 연소검지센서가 검지하고, 그 연소검지센서의 출력변화에 의하여 송풍량을 변화시키기 때문에 연소량 가변수단의 변화에 대한 송풍기의 응답성이 매우 나쁘다는 문제점을 가지고 있었다. 또, 이에 의하여 연소량 가변수단을 변화시킨 직후에는 버너에 공급되는 연료에 따른 연소용 공기가 버너에 공급되지 않기 때문에 적정연소가 행하여 지지않고 Co등의 유독성 배기가스가 발생할 가능성이 있었다.However, in the conventional combustion apparatus, since the circuit for controlling the proportional control valve and the circuit for controlling the blower are independent circuits as described above, for example, the opening degree of the proportional control valve is changed when the combustion amount variable means is changed. The combustion detection sensor detects a change in flame caused by a change in the opening of the proportional control valve, and changes the output of the combustion detection sensor. Since the air volume is changed by the air blower, the blower has a problem in that the response of the blower to the change of the combustion amount variable means is very bad. In addition, immediately after the change of the combustion variable, the combustion air corresponding to the fuel supplied to the burner is not supplied to the burner, so that there is a possibility that toxic exhaust gas such as Co is generated without proper combustion.
본 발명은 상기 사정을 고려한 것으로서 그 목적은 연소량 가변수단의 변화에 적응하여 비례제어밸브의 개방도와 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량을 신속하게 대응시킬 수 있는 연소장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a combustion apparatus capable of quickly matching the opening of the proportional control valve and the supply amount of combustion air by the blower by adapting to the change of the combustion amount variable means.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 버너와, 이 버너에 연료의 공급을 행하는 비례제어밸브와, 상기 버너의 연소용의 공기의 공급을 행하는 송풍기와, 상기 버너의 연소상태를 검지하는 연소검지센서와, 연소량 가변수단과, 이 연소량 가변수단의 설정에 따라 상기 송풍기를 제어하는 송풍기 제어회로와, 상기 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량과 상기 연소검지 센서의 출력에 따라 상기 비례제어밸브의 개방도의 제어를 행하는 비례밸브 제어회로를 구비한 것을 기술적 수단으로 한다. 상기와 같은 구성의 본 발명은 연소량 가변수단의 출력에 따라 송풍기 제어회로를 제어함으로서 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량을 연소량 가변수단의 변화에 따라 신속하게 제어할 수가 있다. 또 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량에 따라 비례밸브 제어회로를 제어함으로서 비례제어밸브의 개방도를 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량의 변화에 따라 신속하게 제어할 수 있으며, 이로서 연소량 가변수단의 변화에 따라 비례제어밸브의 개방도와 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량을 신속하게 대응시킬 수 있게 된다. 또 연소검지센서가 검지한 버너의 연소상태에 따라서 비례제어밸브의 개방도를 보정제어함으로서, 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량에 관한 신호가 틀려있어도 비례밸브의 개방도가 적절한 개방도로 보정되어 화염은 적정한 공연비로 연소된다. 다음에 본 발명을 가스 탕비기에 적용했을 경우의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.The present invention provides a burner, a proportional control valve for supplying fuel to the burner, a blower for supplying air for combustion of the burner, and a combustion detection sensor for detecting the combustion state of the burner in order to achieve the above object. And a blowing amount control means, a blower control circuit for controlling the blower in accordance with the setting of the varying amount variable means, an opening degree of the proportional control valve in accordance with the supply amount of combustion air by the blower and the output of the combustion detection sensor. It is a technical means provided with the proportional valve control circuit which performs the control of a. According to the present invention having the above-described configuration, by controlling the blower control circuit in accordance with the output of the combustion amount variable means, it is possible to quickly control the supply amount of combustion air by the blower in accordance with the change of the combustion amount variable means. In addition, by controlling the proportional valve control circuit in accordance with the supply amount of the combustion air by the blower, the opening degree of the proportional control valve can be quickly controlled according to the change in the supply amount of the combustion air by the blower, thereby changing the combustion amount variable means. Accordingly, it is possible to quickly correspond to the opening of the proportional control valve and the supply amount of combustion air by the blower. In addition, by adjusting the opening degree of the proportional control valve according to the combustion state of the burner detected by the combustion detection sensor, even if the signal regarding the amount of supply of combustion air by the blower is wrong, the opening degree of the proportional valve is corrected to an appropriate opening degree so that the flame Is combusted at an appropriate air-fuel ratio. Next, the Example at the time of applying this invention to a gas water purifier is demonstrated based on drawing.
제2도는 가스탕비기의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a gas stove.
이 가스탕비기(1)는 열교환부(2)를 구비한 연소부(3)와, 가스공급로(4)와, 전자제어회로(5)로 구성된다. 연소부(3)는 세라믹제의 표면 연소식버너(31)를 구비한 연소실(32)과 이 연소실(32)의 하부에 설치되고 버너(31)에 연소용의 공기의 공급을 행하는 송풍기(33)를 구비한 연소용 공기 공급부(34)와, 연소실(32)의 상부에 설치되고 버너(31)에 연소된 연소가스의 배기를 행하는 배기구(35)를 구비한다. 그리고 상기 열교환부(2)는 열교환 효율을 높히기 위한 휜(21)과 급수관(22)으로 구성되고 버너(3 1)와 배기구(35)의 사이에 배치되어 급수관(22)의 상류로부터 보내져오는 물을 연소실(32)내의 연소가스와 열교환하여 탕수로 덮혀 유출한다. 가스공급로(4)는 버너(3 1)의 상류에서 가스의 토출을 행하는 가스분출노즐(41)과 가스분출노즐(41)에 가스를 공급하는 가스공급배관(42)의 상류측에 설치되어 통전 및 비통전에 의하여 개폐되는 개폐밸브(43)와, 이 개폐밸브(43)의 하류측에 설치되어 가스의 유량을 조절하는 거버너밸브(44)와, 이 거버너밸브(44)의 하류측에 설치되어 통전량에 따라 개구비가 가변하는 비례제어밸브(45)로 구성된다.This
전자제어회로(5)는 착화시에 버너(31)의 상면에서 스파크를 발생하는 스파크전극(51)과, 버너(31)의 상면에서 화염의 산소공급 상태를 검지하는 연소검지센서인 더모커플(52)과, 열교환부(2)의 급수관(22)의 유출부에 설치되어 수온의 검출을 행하는 수온센서(53)와, 사용자에 의해 조작되고 열교환부의 급수관(22)에서 유출하는 수온을 설정하는 연소량 가변수단인 온도조절용볼륨(54)과, 송풍기(33)와, 개폐밸브( 43) 및 비례제어밸브(45)등을 구동 제어한다.The electronic control circuit 5 has a
다음에 송풍기(33)에 의한 연소용 공기의 공급량의 제어와 비례제어밸브(45)의 개구비의 제어를 제1도에 표시한 블럭도에 의하여 설명한다.Next, the control of the supply amount of combustion air by the
수온센서(53)로부터의 출력신호와 온도조절용볼륨(54)에 의하여 얻어지는 기준치를 비교증폭하고, 송풍기(33)의 전력공급량의 제어를 행함으로서, 가스 탕비기(1)로부터 얻어지는 탕수의 온도조절을 행하는 송풍기 제어회로(온도조절회로) (61)와, 송풍기(33)의 회전속도를 검출함으로서 송풍기(33)에 의한 연소용 공기의 공급량을 검출하는 회전속도 검출회로(62)와 이 회전속도 검출회로(62)의 출력과 더모커플 (52)의 출력에 따라 비례제어밸브(45)의 개구비를 제어하는 비례밸브제어회로(63)를 구비한다. 이 회전속도 검출회로(62)의 한 실시예를 제3도를 사용하여 설명한다.Comparatively amplifying the output signal from the
본 실시예의 송풍기(33)는 구동축(33a)에 설치된 영구자석(33b)의 회전위치를 홀조사(33c)에 의해 검출하는 무브러시 모터이다. 이회전속도 검출회로(62)는 영구자석(33b), 홀소자(33c), 코일(Co1-Co4)로 이루어진 신호발생부(62A)와 애널로그 스위치부(62B)와 디코더(62C)와 전압변환부(62D)로 이루어지고, 전압변환부(62D)의 출력전압(V)은 제4도에 나타낸 바와 같이 송풍기(33)의 회전속도(N)에 따라서 소정전압까지 비례적으로 변화한다. 또 비례밸브제어회로(63)는 제5도에 나타낸 바와 같이 회전속도 검출회로(62)가 출력하는 출력전압(V)에 따라 비례제어밸브(45)의 통전량 (A)을 먼저 결정하고 이어서 더모커플(52)이 검출하는 화염의 산소공급상태(공연비)에 따라 비레제어밸브(45)의 통전량을 보정하고, 버너(31)에 공급되는 연소용 공기의 공급량과 버너(31)에 공급되는 가스량과의 비를 적정한 값으로 유지하도록 설치된다. 그러므로 사용자가 온도 조작용 볼륨(54)을 조작하여 가스탕비기(1)로부터 공급되는 탕수의 온도의 변화를 희망할 경우에는 온도조절용 볼륨(54)의 변화에 의하여 온도조절용 볼륨(54)이 출력하는 기준전압이 수온센서(53)의 출력에 대하여 신속하게 변화하기 때문에 송풍기 제어회로(61)의 출력이 온도조절용 볼륨(54)의 조작에 따라 즉각적으로 변화하여 송풍기(33)의 회전속도를 변화시킨다. 송풍기(33)의 회전속도가 변화하면 회전속도 검출회로(62)의 출력이 변화함과 동시에 비례밸브제어회로(63)가 비레제어밸브(45)의 개구비를 제5도에 따라 변화시킨다. 즉, 조작자가 온도조절용볼륨( 54)를 조작하면 송풍기(33)의 회전속도와 비례제어밸브(45)의 개구도가 즉각적으로 변화하여 조작자가 희망하는 온도의 탕수가 순식간에 가스탕비기(1)에 의해 공급된다. 또, 이때 송풍기(33)의 회전속도와 비례제어밸브(45)의 개방도가 실질적으로 동시에 변화하기 때문에 송풍기(33)에 의한 연소용 공기의 공급량과 비례제어밸브(45)에 의한 가스의 공급량의 비를 적절한 값으로 유지하여 화염은 적정한 공연비로 연소된다. 또한 예를들어 연소용 공기의 흡입구나 배출구등의 유로의 유통저항이 증대하는 등 버너(31)로의 공기의 공급량과 송풍기(33)의 회전속도가 일치하지 않고, 화염이 적정한 공연비로 연소하지 않는 경우나 공급되는 가스의 성분변화에 의하여 화염이 적정한 공연비로 연소하지 않는 경우에 있어서는 더모커플(52)의 출력에 따라 비례밸브 제어회로(63)가 비례제어밸브(45)의 개방도를 보정제어하기 때문에 화염은 항상 적정한 공연비로 연소된다.The
제6도에 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 또한 도면에서 상기 실시예와 동일 부호는 동일물을 표시한다. 상기 실시예에서는 화염이 적정한 공연비로 연소하지 않는 경우 더모커플(52)의 출력에 따라 비례제어밸브(45)의 개방도를 보정하는 예를 나타냈으나, 본 실시예에서는 더모커플(52)의 출력에 따라 화염이 적정한 공연비가 되도록 송풍기제어회로(61)가 송풍기(33)의 회전속도를 보정제어함과 동시에, 이 더모커플(5 2)의 보정제어에 의한 송풍기(33)의 회전속도 변화에 따라 비례제어밸브( 45)의 개방도가 변화하지 않게 더모커플(52)의 출력에 따라 비례제어회로(63)가 비례제어밸브( 45)의 개방도를 보정제어하도록 설치하여도 좋다.6 shows another embodiment of the present invention. In addition, in the drawings, the same reference numerals as in the above embodiment indicate the same. In the above embodiment, when the flame does not burn at an appropriate air-fuel ratio, an example of correcting the opening degree of the
그리고, 상기 실시예에서는 송풍기의 회전속도를 검출하는 수단으로서 홀소자를 사용하여 검출한 예를 나타냈으나 회전인코더, 레졸버, 주파수제네레이터등에 의하여 검출하여도 좋다. 상기 실시예에서는 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량을 검출하는 수단으로서 송풍기의 회전속도를 검출하는 예를 나타냈으나 기타 송풍기의 하류에서 송풍기의 풍압을 압력센서등으로 검출하거나 송풍기에 공급되는 통전량에 의하여 연소용공기의 공급량을 검출하여도 좋다. 또 상기 실시예에서는 본 발명을 급탕기에 적용한 예를 나타냈으나 난방장치등 기타의 연소장치에 적용하여도 좋다. 또, 상기 실시예에서는 연료로서 가스를 사용한 예를 나타냈으나 등유등을 연료로하는 기타 연소장치에 적용하여도 좋다.Incidentally, in the above embodiment, an example of using a Hall element as a means for detecting the rotational speed of the blower is shown, but it may be detected by a rotary encoder, resolver, frequency generator or the like. In the above embodiment, an example of detecting the rotational speed of the blower as a means of detecting the supply amount of the combustion air by the blower is shown. However, the wind pressure of the blower in the downstream of the blower is detected by a pressure sensor or the like. It is also possible to detect the supply amount of the combustion air. In the above embodiment, the present invention is applied to the hot water heater, but may be applied to other combustion devices such as a heating device. Moreover, although the example which used gas as fuel was shown in the said Example, you may apply to other combustion apparatus which uses kerosene etc. as a fuel.
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