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KR102743869B1 - 보일러 화염 감시시스템 - Google Patents

보일러 화염 감시시스템 Download PDF

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KR102743869B1
KR102743869B1 KR1020240030771A KR20240030771A KR102743869B1 KR 102743869 B1 KR102743869 B1 KR 102743869B1 KR 1020240030771 A KR1020240030771 A KR 1020240030771A KR 20240030771 A KR20240030771 A KR 20240030771A KR 102743869 B1 KR102743869 B1 KR 102743869B1
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KR
South Korea
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flame
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nozzle
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KR1020240030771A
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Inventor
이찬수
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주식회사남북이엔지
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Abstract

본 발명인 보일러 화염 감시시스템에 관한 것으로, 그 구성은, 내부에 공간이 마련되는 보일러케이스와, 상기 보일러케이스 내부에 다수개의 노즐이 마련되어 가스가 토출되어 화염을 형성하는 화염부와, 상기 화염부의 각각의 노즐에 마련되어 상기 노즐의 가스를 선택적으로 점화시키는 점화부와, 상기 점화부의 각각의 노즐의 일측에 각각 마련되어 상기 노즐의 점화여부를 감지하는 센싱부를 포함하고, 상기 점화부를 온(on)시켜 상기 화염부의 노즐을 점화하는 제 1단계와, 상기 센싱부에서 점화기준주파수 이상의 주파수가 감지되는지 여부를 판단하는 제 2단계와, 상기 센싱부에서 점화기준주파수 이상의 주파수의 감지가 3초 이상 지속되는지 여부를 판단하는 제 3단계와, 상기 제 3단계에서 점화기준주파수 이상의 주파수의 감지가 3초 이상 지속되는 경우 점화된 것으로 판단하고, 점화기준주파수 미만의 주파수가 감지되거나 점화기준주파수 이상의 주파수의 감지가 3초 미만으로 감지되는 경우 점화가 되지 않은 것으로 판단하는 제 4단계와, 상기 점화부를 오프(off)시켜 상기 화염부의 노즐을 소화시키는 제 5단계와, 상기 센싱부에서 소화기준주파수 미만의 주파수가 감지되는지 여부를 판단하는 제 6단계;내상기 센싱부에서 소화기준주파수 미만의 주파수의 감지가 3초 이상 지속되는지 여부를 판단하는 제 7단계와, 상기 제 7단계에서 소화기준주파수 미만의 주파수의 감지가 3초 이상 지속되는 경우 소화된 것으로 판단하고, 소화기준주파수 이상의 주파수가 감지되거나 소화기준주파수 이상의 주파수의 감지가 3초 미만으로 감지되는 경우 소화가 되지 않은 것으로 판단하는 제 8단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

보일러 화염 감시시스템{A Boiler Flame Monitoring System}
본 발명은 보일러 화염 감시시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보일러 내부의 화염의 점화와 소화를 정확하고 안전하게 구별하여 안내할 수 있는 보일러 화염 감시시스템에 관한 것이다.
보일러는, 사용자의 요구에 따라서 가스, 석탄, 기름 등과 같은 연소 연료를 공급해서 점화를 발생시키고, 또는 연소 연료의 공급을 차단해서 소화를 시킨다. 이와 같은 점화와 소화를 주 기능으로 수행하는 보일러는 가정용보일러와 같은 소형 보일러와, 공장 및 발전소 등에서 사용되고 있는 중/대형 산업용 보일러로 구분된다.
보통, 소형 보일러는, 연소 연료의 공급 및 차단에 따라 발생되는 화염의 점화상태 또는 소화상태만을 감지하므로서 보일러에서 요구하는 기능을 수행하는 것이 가능하다. 그러나 중/대형 산업용 보일러의 경우는, 버너화염유무를 판정하는 것은 물론이고, 화염의 세기 및 화염주파수(불꽃명멸현상) 상태와 비례한 아날로그전류신호를 출력하여 버너가 안정하고 효율적으로 운전되도록 하고 완전연소를 지향하는 것이 요구된다. 이에 따라 보일러의 화염을 감지할 수 있는 시스템이 설치되어 운용되고 있다.
그러나, 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
보일러의 점화와 소화의 경우 화염의 주파수를 이용하여 판단함에 있어 점화인지 소화인지 여부를 판단하는 기준점 하나만 설정되어 있어, 센싱 중에 기준점에 있어 통과하면 점화 또는 소화로 판단하여 오작동의 사례가 빈번하게 발생되어 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.
등록실용신안 제 20-0481203호 공개특허공고 제 10-2023-0030402호
상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 보일러의 점화와 소화여부를 안전하게 판단할 수 있는 보일러 화염 감시시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명인 보일러 화염 감시시스템은, 내부에 공간이 마련되는 보일러케이스와, 상기 보일러케이스 내부에 다수개의 노즐이 마련되어 가스가 토출되어 화염을 형성하는 화염부와, 상기 화염부의 각각의 노즐에 마련되어 상기 노즐의 가스를 선택적으로 점화시키는 점화부와, 상기 점화부의 각각의 노즐의 일측에 각각 마련되어 상기 노즐의 점화여부를 감지하는 센싱부를 포함하고, 상기 점화부를 온(on)시켜 상기 화염부의 노즐을 점화하는 제 1단계와, 상기 센싱부에서 점화기준주파수 이상의 주파수가 감지되는지 여부를 판단하는 제 2단계와, 상기 센싱부에서 점화기준주파수 이상의 주파수의 감지가 3초 이상 지속되는지 여부를 판단하는 제 3단계와, 상기 제 3단계에서 점화기준주파수 이상의 주파수의 감지가 3초 이상 지속되는 경우 점화된 것으로 판단하고, 점화기준주파수 미만의 주파수가 감지되거나 점화기준주파수 이상의 주파수의 감지가 3초 미만으로 감지되는 경우 점화가 되지 않은 것으로 판단하는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 점화부를 오프(off)시켜 상기 화염부의 노즐을 소화시키는 제 5단계와, 상기 센싱부에서 소화기준주파수 미만의 주파수가 감지되는지 여부를 판단하는 제 6단계와, 상기 센싱부에서 소화기준주파수 미만의 주파수의 감지가 3초 이상 지속되는지 여부를 판단하는 제 7단계와, 상기 제 7단계에서 소화기준주파수 미만의 주파수의 감지가 3초 이상 지속되는 경우 소화된 것으로 판단하는 제 8단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 보일러 화염 시스템에서는 다음과 같은 효과가 있다.
보일러의 화염이 점화되었을 때, 소정의 주파수 이상의 주파수로 일정시간 지속되는지 여부를 확인하여 점화를 판단하고, 소화되었을 때 소정의 주파수 미만의 주파수로 일정시간 지속되는지 여부를 확인하여 소화를 판단하여 보일러의 점화와 소화에 대한 신뢰성이 높아지는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 보일러 화염 감시시스템의 구성의 바람직한 실시예를 보인 개략도.
도 2는 본 발명에 의한 보일러 화염 감시시스템의 점화과정의 바람직한 실시예를 보인 순서도.
도 3은 본 발명에 의한 보일러 화염 감시시스템의 소화과정의 바람직한 실시예를 보인 순서도.
이하 본 발명에 의한 보일러 화염 감시시스템의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명인 보일러 화염 감시시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 공간이 마련되는 보일러케이스(10)와, 상기 보일러케이스(10) 내부에 다수개의 노즐(22)이 마련되어 가스가 토출되어 화염을 형성하는 화염부(20)와, 상기 화염부(20)의 각각의 노즐(22)에 마련되어 상기 노즐(22)의 가스를 선택적으로 점화시키는 점화부(30)와, 상기 점화부(30)의 각각의 노즐(22)의 일측에 각각 마련되어 상기 노즐(22)의 점화여부를 감지하는 센싱부(40)를 포함하여 이루어질 수 있다.
먼저, 본 발명인 보일러 화염 감시시스템에는 보일러케이스(10)가 마련된다. 상기 보일러케이스(10)는 보일러의 몸체를 형성하는 것으로 내부에 공간이 마련되어 아래에서 설명될 각종 부품이 설치된다.
상기 보일러케이스(10) 내부에는 화염부(20)가 마련된다. 상기 화염부(20)는 여러개의 노즐(22)로 형성되어, 상기 노즐(22)로 가스가 토출되면서 아래에서 설명될 점화부(30)에 의하여 화염을 형성하는 역할을 한다.
상기 화염부(20)에는 점화부(30)가 마련된다. 상기 점화부(30)는 상기 화염부(20)의 가스가 발화되도록 하는 것으로, 상기 화염부(20)의 각각의 노즐(22)마다 점화부(30)가 각각 형성된다. 즉, 상기 점화부(30)는 상기 화염부(20)의 각각의 노즐(22)의 발화를 제어하기 위함이다.
그리고, 상기 화염부(20)에는 센싱부(40)가 마련된다. 상기 센싱부(40)는 상기 화염부(20)의 각각의 노즐(22)의 점화여부를 감지하는 역할을 한다. 상기 센싱부(40)는 상기 점화부(30)와 마찬가지로, 상기 화염부(20)의 노즐(22)마다 각각 상기 센싱부(40)가 구비된다. 이는 상기 센싱부(40)가 상기 각각의 노즐(22)의 발화여부를 감지하기 위함이다.
그리고, 본 발명인 보일러 화염 감시시스템에는 제어부(50)가 마련된다. 상기 제어부(50)는 상기 화염부(20)의 가스공급, 점화부(30)의 동작 및 상기 센싱부(40)의 동작을 판단하고 제어하는 역할을 한다.
그리고, 본 발명에 의한 보일러 화염 감시시스템의 동작과정을 상세하게 설명한다.
본 발명인 보일러 화염 감시시스템의 감시방법은, 상기 점화부(30)를 온(on)시켜 상기 점화부(30)를 이용하여 상기 화염부(20)의 노즐(22)을 점화하는 제 1단계(S10)와, 상기 센싱부(40)에서 점화기준주파수 이상의 주파수가 감지되는지 여부를 판단하는 제 2단계(S20)와, 상기 센싱부($0)에서 점화기준주파수 이상의 주파수의 감지가 3초 이상 지속되는지 여부를 판단하는 제 3단계(S30)와, 상기 제 3단계(S30)에서 점화기준주파수 이상의 주파수의 감지가 3초 이상 지속되는 경우 점화된 것으로 판단하고, 점화기준주파수 미만의 주파수가 감지되거나 점화기준주파수 이상의 주파수의 감지가 3초 미만으로 감지되는 경우 점화가 되지 않은 것으로 판단하는 제 4단계(S40)을 포함하여 이루어질 수 있다.
먼저, 보일러의 점화하는 경우에 대하여 설명한다.
상기 제어부(50)를 통하여 보일러를 온(on)하면 상기 화염부(20)의 노즐(22)을 통하여 가스가 공급되고, 상기 점화부(30)에 의하여 상기 화염부(20)의 노즐(22)의 가스가 발화된다(S10).
상기 센싱부(40)는 상기 화염부(20)의 노즐(22)의 화염을 감지하는데, 상기 제어부(50)는 상기 센싱부(40)의 신호를 바탕으로 상기 노즐(22)의 화염에서 발생되는 주파수가 점화기준주파수 이상인지 여부를 확인한다. 상기 제어부(50)는 상기 노즐(22)의 화염에서 발생되는 주파수가 점화기준주파수미만인 경우 상기 제어부(50)는 발화가 되지 않은 것으로 판단한다(S20).
그리고, 상기 센싱부(40)에서 감지되어 전송되는 상기 화염부(20)의 노즐(22)의 화염의 주파수가 일정한 기준시간 이상 지속되는지 여부를 확인한다. 예를 들면, 상기 센싱부(40)에서 상기 노즐(22)의 점화된 화염의 주파수가 점화기준주파수 이상으로 3초 이상 지속적으로 유지되는지 여부를 확인한다(S30).
상기 센싱부(40)의 정보를 토대로 상기 제어부(50)는 상기 노즐(22)의 점화된 화염의 주파수 점화기준주파수 이상으로 3초 이상 지속되는 경우 안전하게 점화가 이루어졌다고 판단하고, 사용자 또는 출력부를 통하여 이를 안내한다(S40).
한편, 상기 센싱부(40)의 정보를 토대로 상기 제어부(50)는 상기 노즐(22)의 점화된 화염의 주파수가 점화기준주파수 이상으로 3초 미만으로 지속된 경우 점화가 되지 않은 것으로 판단하고, 사용자 또는 출력부를 통하여 이를 안내한다. 상기 점화기준주파수는 사용자가 설정할 수 있으며, 예를 들면 50Hz 등으로 설정할 수 있다.
그리고, 보일러를 소화시키는 경우에 대하여 설명한다.
상기 제어부(50)를 통하여 보일러를 오프(off)하면 상기 화염부(20)의 노즐(22)을 통하여 가스가 공급이 중단되고, 상기 화염부(20)의 노즐(22)의 화염이 소화된다(S50).
상기 센싱부(40)는 상기 화염부(20)의 노즐(22)의 화염을 감지하는데, 상기 제어부(50)는 상기 센싱부(40)의 신호를 바탕으로 상기 노즐(22)의 화염에서 발생되는 주파수가 소화기준주파수 미만인지 여부를 확인한다. 상기 제어부(50)는 상기 노즐(22)의 화염에서 발생되는 주파수가 소화기준주파수 이상인 경우 상기 제어부(50)는 상기 노즐(22)이 소화가 되지 않은 것으로 판단한다(S60).
그리고, 상기 센싱부(40)에서 감지되어 전송되는 상기 화염부(20)의 노즐(22)의 화염의 주파수가 일정한 기준시간 이상 지속되는지 여부를 확인한다. 예를 들면, 상기 센싱부(40)에서 상기 노즐(22)의 점화된 화염의 주파수가 소화기준주파수 미만으로 3초 이상 지속적으로 유지되는지 여부를 확인한다(S70).
상기 센싱부(40)의 정보를 토대로 상기 제어부(50)는 상기 노즐(22)의 소화된 화염의 주파수 소화기준주파수 미만으로 3초 이상 지속되는 경우 안전하게 소화가 이루어졌다고 판단하고, 사용자 또는 출력부를 통하여 이를 안내한다(S80).
한편, 상기 센싱부(40)의 정보를 토대로 상기 제어부(50)는 상기 노즐(22)의 점화된 화염의 주파수가 소화기준주파수 미만으로 3초 미만으로 지속된 경우 소화가 되지 않은 것으로 판단하고, 사용자 또는 출력부를 통하여 이를 안내한다. 상기 소화기준주파수는 사용자가 설정할 수 있으며, 예를 들면 10Hz 등으로 설정할 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 보일러케이스 20: 화염부
22: 노즐 30: 점화부
40: 센싱부 50: 제어부

Claims (3)

  1. 내부에 공간이 마련되는 보일러케이스;
    상기 보일러케이스 내부에 다수개의 노즐이 마련되어 가스가 토출되어 화염을 형성하는 화염부;
    상기 화염부의 각각의 노즐에 마련되어 상기 노즐의 가스를 선택적으로 점화시키는 점화부;
    상기 점화부의 각각의 노즐의 일측에 각각 마련되어 상기 노즐의 점화여부를 감지하는 센싱부
    를 포함하고,
    상기 점화부를 온(on)시켜 상기 화염부의 노즐을 점화하는 제 1단계;
    상기 센싱부에서 점화기준주파수 이상의 주파수가 감지되는지 여부를 판단하는 제 2단계;
    상기 센싱부에서 점화기준주파수 이상의 주파수의 감지가 3초 이상 지속되는지 여부를 판단하는 제 3단계;
    상기 제 3단계에서 점화기준주파수 이상의 주파수의 감지가 3초 이상 지속되는 경우 점화된 것으로 판단하고, 점화기준주파수 미만의 주파수가 감지되거나 점화기준주파수 이상의 주파수의 감지가 3초 미만으로 감지되는 경우 점화가 되지 않은 것으로 판단하는 제 4단계;를 포함하고,
    상기 점화부를 오프(off)시켜 상기 화염부의 노즐을 소화시키는 제 5단계;
    상기 센싱부에서 소화기준주파수 미만의 주파수가 감지되는지 여부를 판단하는 제 6단계;
    상기 센싱부에서 소화기준주파수 미만의 주파수의 감지가 3초 이상 지속되는지 여부를 판단하는 제 7단계;
    상기 제 7단계에서 소화기준주파수 미만의 주파수의 감지가 3초 이상 지속되는 경우 소화된 것으로 판단하는 제 8단계;를 포함하며,
    상기 점화기준주파수는 50Hz로 설정하고, 상기 소화기준주파수는 10Hz로 설정하는 것을 특징으로 하는 보일러 화염 감시시스템.


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