KR960004216B1 - 연소기기의 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연소기기의 제어장치

제 1 도는 본 발명의 실시예를 도시한 가스급탕기의 개략구성도,

제 2 도는 본 발명의 실시예에 따른 가스급탕기의 제어장치를 도시한 블럭도,

제 3 도는 본 발명의 실시예에 따른 제어장치에서 마이크로컴퓨터의 기능 구성을 도시한 블럭도,

제 4 도는 본 발명의 실시예에서 마이크로컴퓨터에 의한 연소량에 대한 송풍기의 회전수를 도시한 제어특성도,

제 5 도는 본 발명의 실시예에서 마이크로컴퓨터에 의한 송풍기의 회전수에 대한 비례밸브의 전류치를 도시한 제어특성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가스급탕기(연소기기) 30 : 제어장치(연소기기의 제어장치)

42 : 송풍기제어부(제어치연산수단)

42a : 송풍기제어식산출부(연산식산출수단)

43 : 비례밸브제어부(제어치연산수단)

43a : 비례밸브제어식산출부(연산식산출수단)

본 발명은 연소기기를 제어하기 위한 제어치를 제어연산식에 따라 연산하는 연소기기의 제어장치에 관한 것이다.

급탕기라던지 난방기기등의 연소기기계은 연소기기의 연소상태를 제어하기 위해 마이크로컴퓨터(이하 마이콤이라 함)가 이용되고, 그 마이콤내의 프로그램에 의해 구성되 소정의 연산식에 따라 설정온도 등에 기초해서 버너의 연소량이 결정되며. 그 결정된 연소량에 대응해서 송풍기라던지 비례밸브의 제어치가 연산되고 각 제어치에 기초하여 송풍기와 비례밸브가 제어된다.

종래, 각 제어치를 연산하기 위한 연산식은 버너의 능력등에 기초하여 급탕기라던지 난방기의 기종마다 설정되고, 그 때문에 각 연산식을 특정하기 위해 메모리에는 연산식 및 그 연산범위를 지정하기 위한 복수의 데이터가 기억되는데, 이들 데이터를 유사한 기종이라해도 각각의 기종에 대응되는 고유의 데이터로서 기억되어 있다.

상기한 바와같이 연소기기의 제어에 이용되는 연산식은 버너유니트, 연료 공급계, 송풍계 등이 연소기기로서 조합된 후에 이루어지는 연소시험등에 기초하여 적절하게 정해지는 제어치가 얻어지도록 설정된다.

따라서, 연소시험이 필요한 개발단계에서는 마이콤의 메모리에는 예를들면 연소시켄스(Sequence), 연소량결정 등의 프로그램만이 포함되는 반면, 연소상태에 영향을 주게 되는 송풍기의 제어치와 비례밸브의 제어치를 결정하는 연산식에 대해서는 적절한 연소특성을 결정한 후에 비로서 연산식의 데이터로서 포함하는 것이 바람직하기 때문에 프로그램에 포함되지 않는다. 이 때문에, 연소시험에서는 예를들면, 일차식으로 표현되어지는 연산식을 적용하는 경우에는 연소기기에 설정된 최소연소량 및 최대연소량에 대응되게 상정된 최소제어치 및 최대제어치로부터 일차식의 계수 및 정수를 산출하여 시험을 행할 필요가 있다.

또한, 이들의 계수 및 정수를 결정한 후에 그 결정된 연산식을 프로그램의 데이터로서 메모리에 기억시킨 경우에는 연산식을 특정하기 위한 데이터가 연소량 그에 대응하는 제어치의 각 최대치와 각 최소치 및 일차식에서의 계수 및 정수로 이루어지고, 그 데이터수는 1개의 일차식에 대해 6개 정도가 필요하게 되며, 이들 데이터를 메모리에 기억시킨 후의 확인에 대해서는 일차식에 따른 산출이 필요하게 된다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 데이터의 단순화를 도모하고 그 확인을 용이하게 함과 동시에 연소시험등이 용이하고 개발의 부담이 적은 연소기기의 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 설정온도, 서미스터(Thermistor)의 검지온도 등에 기초하여 결정되는 목표연소량에 대응되는 연소기기의 제어치를 산출하기 위한 제어연산식을 갖춘 제어치연산수단을 구비하여 상기 제어연산식에 따라 연산되는 제어치에 기초하여 연소기기를 제어하는 제어장치에 있어서, 연소량과 송풍기 회전수의 최대치,최소치를 포함하는 복수의 연소량정보와 그 복수의 연소량의 정보에 각각 대응하는 복수의 제어치정보로부터 상기 제어치연산수단에서의 상기 제어연산식을 산출하는 연산식산출수단을 구비한 것을 기술적 수단으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 연소기기의 제어장치에서는 연산식산출수단에 대하여 복수의 연소량정보와 각 연소량정보에 대응한 제어치정보를 제공함으로써 제어연산식이 산출되고, 목표연소량이 결정되면 산출된 제어연산식에 따라 제어치가 연산되며, 연소기기는 제어연산식의 연산결과에 따라 제어된다.

따라서, 제어장치의 개발단계에서는 복수의 연소량정보에 대응되는 임의의 제어치를 연산식산출수단에 제공하여 연소기기의 연소시험을 행함으로써 가장 적절한 제어치를 찾아내는 것이 용이하게 된다.

이 경우, 예컨대 제어연산식이 일차식으로 주어진다면, 최대연소량과 최소연소량 및 그 최대 및 최소연소량에 대응되는 2개의 제어치를 제공함에 따라 일차식을 특정할 수 있기 때문에 일차식의 계수라던지 정수 등의 정보가 불필요하게 되고, 연소특성을 특정하기 위해 필요한 정보의 수를 적게하는 것이 가능하게 된다.

연소시험 등을 행한 후, 연소특성이 결정된 경우에는 제어연산식을 특정하기 위한 복수의 연소량정보와 그에 대응하는 제어치정보를 기억수단에 기억시키게 되면 최적의 연소특성을 가지는 제어장치로 될 수 있다.

이하, 본 발명을 도면에 도시한 실시예에 근거하여 설명한다.

제 1 도에 개략적으로 도시한 가스급탕기(1)에 있어서, 10은 버너, 11은 버너(10)에 연소용공기를 공급하는 송풍기이고, 버너(10)의 연소량은 가스공급관(11)에 설치된 비례밸브(12)에 조절된다. 또, 가스공급관(11)에 있어서, 13과 14는 가스전자밸브이고, 버너(10)에 각각 근접되게 점화전극(15), 프레임로드(16), 서모커플러(17)가 설치되어 있다.

한편, 20은 버너(10)의 연소열에 의해 가열되는 열교환기, 21은 열교환기(20)로 물을 공급하는 급수관, 22는 열교환기(20)에 가열된 탕수(湯水)가 유출되는 출탕관, 23은 열교환기(20)에서 가열되지 않는 물을 출탕관(22)으로 직접 인도하는 바이패스관, 24는 필요에 따라 개방정도를 변경시켜 바이패스관(23)을 통과하는 수랴을 조절하는 바이패스 혼합밸브이다.

급수관(21)에 있어서 25는 주량제어밸브, 26은 유량을 검출하는 수량센서, 27은 급수온도를 검지하는 급수온도서미스터이고, 출탕관(22)에 있어서 28을 출탕온도서미스터, 열교환기(20)의 하류측의 29는 가열온도서미스터이다.

이상의 구성으로 이루어지는 가스급탕기(1)에 있어서, 버너(10)의 연소제어, 급수관(21)의 유량을 조절하는 유량제어, 바이패스관(23)의 통과수량을 조절하는 바이패스수량제어는 제어장치(20)에 의해 행해진다.

제어장치(30)는 마이크로컴퓨터(이하 마이콤이라 함(40)), 입력회로(31), 구동회로(32)를 중심으로 구성되며, 가스급탕기(1)의 운전상태를 설정하는 메인리모콘(33), 목욕리모콘(34)을 갖추고 있다.

마이콤(40)은 입출력인터페이스회로라던지 기억장치로서의 메모리(50)가 동일한 칩내에 수납된 집적회로소자로 구성되고, 메모리(50)내에는 각 제어를 위한 프로그램 및 기종에 따라 설정된 각종의 데이터가 기억되어 있다.

제어장치(30)에 의한 제어에서는 출탕관(22)의 하류단에 실시되는 도시되지 않는 수전(水栓)의 개방조작에 따라서 통수가 검지되면 소정의 시켄스에 따라 버너(10)의 연소가 개시되고, 각 리모콘, 각 서미스터등의 신호에 기초하여 버너(10)의 연소량을 제어함과 동시에 급수관(21)을 통과하는 수량, 바이패스관(23)을 통과하는 수량이 각각 제어되며, 통수정지가 검지되면 버너(10)의 연소를 정지시키게 된다.

이하, 마이콤(40)에 의한 버너(10)의 연소제어에 대해서 설명한다.

연소제어를 행하기 위해서 마이콤(40)에는 제 3 도에 도시된 바와같이 연소량결정부(41), 송풍기제어부(42), 비례밸브제어부(43)의 각 기능부가 설치되어 있다.

연소량결정부(41)에서는 버너(10)의 연소량(Q)을 초기에 피드포워드제어에 따라 급수온도 서미스터(27), 수량센서(26)의 각 검지신호 및 소정의 리모콘에 의한 설정온도에 기초하여 결정하게 되고, 그후 출탕온도서미스터(28)의 검지신호가 소정의 조건을 만족시키면, 피드백제어에 따라 가열온도서미스터(29), 출탕온도서미스터(28)의 검지신호를 더한 각 신호에 기초하여 연소량(q)을 결정하여 설정온도에 따른 출탕온도가 얻어지도록 보정을 행하게 된다.

여기서, 결정되는 연소량(Q)의 범위는 기종마다 버너(10)의 능력범위 등에 대응되고, 최소연소량(Qmin)과 최대연소량(Qmax)은 메모리(50)에서 얀소량 범위데이터로서 제공되어 진다.

연소제어에서는 상기의 방법으로 정해지는 연소량(Q)에 따라 송풍기(11) 및 비례밸브(12)가 제어되지만, 버너(10)에 공급되는 연소용공기량과 연소가스량의 비율이 적절해지도록 하기 위해 본 실시예에서는 결정된 연소량(Q)에 따라 송풍기제어부(42)에 의해 송풍기(11)를 구동제어하고 그 회전수를 검출하여 비례밸브제어부(43)에 의해 비례밸브(12)의 통전전류치를 제어하도록 되어 있다.

송풍기제어부(42)에서는 연소량결정부(41)에서 결정되는 최소연소량(Qmin)으로부터 최대연소량(Qmax)까지의 각 연소량(Q)에 대응하여 송풍기(11)의 회전수(N)를 결정하기 위한 송풍기제어연산식이 설정되는 바, 연소량(Q)이 주어지면 그에 대응하는 회전수(N)가 산출되어 그 회전수(N)가 얻어지도록 송풍기(11)의 전류치가 제어된다.

여기서, 송풍기제어연산식은 미리 프로그램에 의해 기종에 따라서 직접 주어지는 것은 아니고 기종마다 설정되는 송풍기(11)의 최고회전수(Nmax) 및 최저회전수(min)로서 메모리(50)에 주어진 회전수범위데이터와 상기한 연소량 범위데이터로부터 기종에 따라 마이콤(40)내에서 산출되어 기능하는 것이고, 송풍기제어부(42)에는 송풍기제어연산식을 산출하기 위한 송풍기제어식산출부(42a)가 프로그램에 의해 설정된다.

마찬가지로, 비례밸브제어부(43)에 있어서 상기와 같이 제어된 송풍기(11)의 작동에 따라 검출되는 최저회전수(Nmin)로부터 최고회전수(Nmax)까지의 각 회전수(N)에 대응하여 비례밸브(12)의 전류치(I)를 결정하기 위한 비례밸브 제어연산식이 정해지고, 회전수검출회로에 의해 송풍기(11)의 회전수(N)가 검출되면, 그에 따른 전류치(I)가 산출되어, 그 전류치(I)가 얻어지도록 비례밸브(12)의 전류치가 제어된다.

여기서, 비례밸브제어연산식은 상기의 송풍기제어연산식과 동일하게 메모리(50)내의 프로그램에 따라 직접 주어지는 것은 아니고, 상기의 회전수범위데이터와 기종마다 설정되는 비례밸브(12)의 최대전류치(Imax) 및 최소전류치(Imin)로서 메모리(50)에 주어지는 전류치범위데이터로부터 기종에 따라 마이콤(40) 내에서 산출되어 기능하는 것이고, 비례밸브제어식산출부(43)에는 비례밸브제어연산식을 산출하기 위한 비례밸브제어식산출부(43a)가 설정된다.

이상을 정리하면, 본 실시예에서는 연소량(Q)과 송풍기(11)의 회전수(N)가 예를들면, 제 4 도에 직선 A 로 도시된 바와같이 최대치와 최소치 사이에서 일차식으로 각각 대응하는 관계를 가지고 있고, 송풍기(11)의 회전수(N)와 비례밸브(12)의 전류치(I)가 예컨대 제 5 도에 직석 B로 도시된 바와같이 최대치와 최소치의 사이에서 일차식으로 각각 대응하는 관계를 갖는다. 따라서, 이 상기의 각 제어연산식은 각기 일차함수의 일부로서 표현할 수 있고, 송풍기제어식산출부(42a)에서는 직선 A를 나타내는 송풍기제어연산식을 연소량(Q)과 회전수(N)의 최대치 및 최소치에 따라 정해지는 2점의 좌표 a(Qmax, Nmax), b(Qmin, Nmin)로부터 산출하게 되고, 비례밸브제어연산식을 회전수(N)와 전류치(I)의 최대치 및 최소치에 따라 정하는 2점의 좌표 c(Nmax, Imax), d(Nmin, Imin)로부터 산출하게 된다.

여기서 알 수 있는 바와같이, 각 제어연산식을 특정하기 위한 정보로서는 연소량(Q), 회전수(N), 전류치(I)에 대해 각각 최대치와 최소치를 나타내는 6개의 데이터뿐이고, 종래에 있어서의 직선을 나타내기 위해 필요한 계수라던지 정수는 포함되지 않는다.

따라서, 기본설계가 동일해지도록 설계된 복수 종류의 급탕기에 설치되는 제어장치(30)에 있어서, 마이콤(40)에 갖추어진 메모리(50)에 주어지는 데이터중, 기종마다 다른 데이터는 상기의 연소량(Q), 회전수(N), 전류치(I)의 각 최대치와 최소치를 나타내는 6개의 데이터만으로 되기 때문에 기종마다 그 데이터를 확인하는 경우에는 확인할 필요가 있는 데이터수가 종래에 비해 적게 된다.

또한, 각 데이터가 결정되기 전의 연소시험 등에 있어서는 2개의 연소량(Q)에 대응되는 임의의 회전수(N)와 이들 2개의 회전수(N)에 대응되는 임의의 전류치(I)가 각각 제어치정보로서 제공될 뿐이고, 임의의 제어특성에 관한 시험을 용이하게 행하는 것이 가능하기 때문에 시험을 하기 위한 데이터를 제공하는 경우의 부담이 경감될 수 있다.

이 결과, 기기의 개발단계에서 연소시험등이 용이하게 이루어지고, 또 연소특성을 결정한 후에 메모리(50)의 데이터를 확인하는 경우에도 확인의 부담이 저감되며 데이터확인이 간단하게 될 수 있다.

이상의 구성으로 이루어지는 본 실시예의 가스급탕기(1)에 있어서는 메모리(50)에 연소량(Q), 회전수(N), 전류치(I)의 각 최대치와 최소치가 나타내는 6개의 데이터를 기억시키지 않은 상태에서 연소시험등을 용이하게 행하는 것이 가능하게 될 뿐만 아니라 적절한 데이터를 용이하게 결정할 수 있다.

또한, 각 데이터가 메모리(50)에 기억된 후에, 그 데이터를 확인하는 경우에도 확인해야 하는 데이터수가 적기 때문에 용이하게 확인할 수 있게 된다.

상기 실시예에서 결정된 연소량(Q)에 대응하는 송풍기(11)를 제어하고, 다시 송풍기(11)의 회전수(N)에 대응하는 비례밸브(12)를 제어하였지만, 송풍기(11)와 비례밸브(12)를 동시에 연소량(Q)에 직접 대응하게 제어하는 것에도 적용된다.

상기 실시예에서는 가스급탕기(1)를 나타내는 반면, 온풍난방기라던지 바닥(床)난방기등에도 적용된다.

상기한 바와같이, 본 발명에 따르면 연소특성을 결정하기 위한 제어연산식은 복수의 연소량정보와 그것에 대응하는 복수의 제어치정보를 제공하는 것에 따라 산출되기 때문에 제어연산식을 특정하기 위해 필요한 정보(데이터)수를 적게할 수 있다.

따라서, 개발에 있어서 연소시험등이 용이하고 또한 제어특성결정 후의 정보(데이터)의 확인이 용이하게 된다.

Claims (1)

1. 설정온도와 서미스터의 검지온도 등에 기초하여 결정되는 목표연소량에 대응되는 연소기기의 제어치를 산출하기 위한 제어연산식을 포함하는 제어연산수단을 구비해서 상기 제어연산식에 따라 연산되는 제어치에 기초하여 연소기기를 제어하는 제어장치에 있어서, 최소 및 최대의 연소량과 최소 및 최대의 송풍기 회전수를 기초로 산출되는 복수의 연소량정보와 그 복수의 연소량정보에 각각 대응하는 복수의 제어치정보에 기초하여 상기 제어치연산수단에서의 상기 제어연산식을 산출하는 연산식산출수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 연소기기의 제어장치.