KR910002736B1 - Combustion device - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 본 발명에 관한 제어회로의 블럭도.1 is a block diagram of a control circuit according to the present invention.
제2도는 가스급탕기의 개략도.2 is a schematic view of a gas water heater.
제3도는 본 발명에 관한 다른 실시예를 나타낸 제어회로의 블럭도이다.3 is a block diagram of a control circuit showing another embodiment according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 가스탕비기 31 : 버너1: gas stove 31: burner
33 : 송풍기 42 : 가스공급배관33: blower 42: gas supply piping
45 : 비례제어밸브 52 : 열전대45: proportional control valve 52: thermocouple
53 : 수온센서 54 : 온도조절용볼륨53: water temperature sensor 54: temperature control volume
61 : 발열량설정회로 62 : 비례밸브제어회로61: heat generation amount setting circuit 62: proportional valve control circuit
63 : 송풍기제어회로63: blower control circuit
본 발명은 버너에 연료를 공급하는 비례제어밸브와 버너에 연소용 공기를 공급하는 송풍기를 구비한 연소장치에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion apparatus having a proportional control valve for supplying fuel to a burner and a blower for supplying combustion air to the burner.
가스 또는 석유등의 연료를 비례제어밸브의 개방도에 따라 버너에 공급함과 동시에 송풍기에 의해 연소용 공기를 버너에 공급하는 연소식탕비기, 연소식난방장치등의 연소장치가 사용되고 있다.Combustion apparatuses, such as a combustor and a heating apparatus, which supply fuel such as gas or oil to the burner according to the opening degree of the proportional control valve and supply the combustion air to the burner by a blower, are used.
종래 이 종류의 장치는 사용자에 의해 설정되는 발열량 설정수단(예를 들면 온도설정수단)에 따라 비례제어밸브의 개방도가 설정되어 버너에 연료가 공급됨과 동시에 송풍기에 의해 버너에 공기가 공급되고, 버너에서 연료의 연소가 행하여 진다. 이때 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량은, 버너의 화염상태를 검출하는 연소센서(예를 들면 열전대)의 출력에 따라서 제어된다.Conventionally, this type of apparatus has the opening degree of the proportional control valve set according to the heat generation amount setting means (for example, the temperature setting means) set by the user, the fuel is supplied to the burner, and the air is supplied to the burner by the blower, Fuel is burned in the burner. At this time, the supply amount of combustion air by the blower is controlled according to the output of the combustion sensor (for example, a thermocouple) which detects the flame state of the burner.
그러나 종래의 연소장치는, 상기와 같이 비례제어밸브를 제어하는 회로와, 송풍기를 제어하는 회로가 각각 독립된 별개의 회로로되어 있기 때문에, 예를 들면 발열량 설정수단을 변화시켰을 경우 비례제어밸브의 개방도는 발열량 설정수단의 변화에 재빠르게 대응하여 변화하나, 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량은, 먼저 비례제어밸브의 개방도의 변화에 의한 화염의 변화를 연소센서가 검출하고 그 연소센서의 출력변화에 따라 송풍기의 송풍량을 변화시키기 때문에, 발열량 설정수단의 변화에 대한 송풍기의 응답성이 매우 나쁜 문제점을 가진다.However, in the conventional combustion apparatus, since the circuit for controlling the proportional control valve and the circuit for controlling the blower are each independent circuits, the proportional control valve is opened when, for example, the heat generation amount setting means is changed. In addition, the change of the heat generation amount setting means is quickly changed, but the supply amount of the air for combustion by the blower firstly detects the flame change caused by the change in the opening degree of the proportional control valve, and then outputs the combustion sensor. Since the blowing amount of the blower is changed in accordance with the change, the blower's responsiveness to the change of the heat generation amount setting means has a very bad problem.
또 이에 따라 발열량 설정수단을 변화시킨 직후는, 버너에 공급되는 연료에 따른 연소용 공기가 버너에 공급되지 않기 때문에 적정한 연소가 행하여 지지않고 CO등의 유독성 배기가스가 발생할 가능성이 있었다.In addition, immediately after changing the calorific value setting means, 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 사정에 비추어 이루어진 것이며 그 목적은 발열량 설정수단의 변화에 적응하여 비례제어밸브의 개방도와 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량을 신속하게 대응시킬 수 있는 연소장치의 제공에 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 in the heat generation amount setting means.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 버너와, 이 버너에 연료를 공급하는 비례제어밸브와, 상기 버너에 연소용 공기를 공급하는 송풍기와, 상기 버너의 연소상태를 검지하는 연소센서와, 발열량 설정수단과, 이 발열량 설정수단의 설정에 따라 상기 비례제어밸브의 개방도를 제어하는 비례밸브제어회로와, 상기 발열량 설정수단의 설정에 따라 상기 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량의 제어를 행하는 송풍기제어회로를 구비하고, 상기 비례밸브제어회로 또는 송풍기제어회로중 적어도 한쪽은 상기 연소센서의 출력을 받아 공연비가 설정치로 되도록 피이드백 제어를 행하는 것을 기술적 수단으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a burner, a proportional control valve for supplying fuel to the burner, a blower for supplying combustion air to the burner, a combustion sensor for detecting a combustion state of the burner, and a calorific value setting Means, a proportional valve control circuit for controlling the opening degree of the proportional control valve in accordance with the setting of the heat generating amount setting means, and a blower control for controlling the supply amount of combustion air by the blower in accordance with the setting of the heat generating amount setting means. And a circuit, and at least one of the proportional valve control circuit and the blower control circuit receives the output of the combustion sensor and performs feedback control so that the air-fuel ratio becomes a set value.
상기 구성으로 이루어진 본 발명은 발열량 설정수단의 설정상태에 따라 비례밸브제어회로를 제어하여, 발열량 설정수단을 변화시키면 신속하게 비례제어밸브의 개방도가 발열량 설정수단의 변화에 대응하여 변화한다. 한편, 발열량 설정수단의 설정상태에 따라 연소용 송풍기의 송풍량을 제어하여, 발열량 설정수단을 변화시키면 신속하게 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량이 변화한다. 이로인하여, 발열량 설정수단의 변화에 따라 비례제어밸브의 개방도와 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량을 즉각적으로 적정한 값으로 설정할 수가 있어, 발열량 설정수단의 변화에 따라 발열량을 변화시킴과 동시에 화염을 항상 적정한 공연비로 연소시킬수가 있다.According to the present invention having the above configuration, the proportional valve control circuit is controlled according to the setting state of the heat generating amount setting means, so that the opening degree of the proportional control valve quickly changes in response to the change of the heat generating amount setting means. On the other hand, when the blowing amount of the combustion blower is controlled in accordance with the setting state of the calorific value setting means, and the calorific value setting means is changed, the supply amount of the combustion air by the blower is quickly changed. As a result, the opening of the proportional control valve and the supply amount of combustion air by the blower can be immediately set to an appropriate value according to the change of the calorific value setting means, so that the calorific value is always changed at the same time as the calorific value setting means changes. Can burn at an appropriate air-fuel ratio.
또, 화염이 적정한 공연비로 연소되지 않을 경우, 비례밸브제어회로 또는 송풍기제어회로중 적어도 한쪽이 연소센서의 출력을 받아 화염의 공연비에 피이드백 제어를 행하므로서 버너에 공급되는 가스의 공급량, 혹은 버너에 공급되는 연소용 공기의 공급량이 적절한 값으로 보정되어, 화염은 적정한 공연비로 연소된다.If the flame does not burn at an appropriate air-fuel ratio, at least one of the proportional valve control circuit or the blower control circuit receives the output of the combustion sensor and feeds back to the air-fuel ratio of the flame, thereby supplying gas or burner to the burner. The supply amount of combustion air supplied to is corrected to an appropriate value, and the flame is burned at an appropriate air-fuel ratio.
다음에 본 발명을 가스탕비기에 적용하였을 경우의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다. 제2도는 가스탕비기의 개략도를 나타낸다. 이 가스탕비기(1)는 열교환부(2)를 구비한 연소부(3)와, 가스공급로(4)와, 전자제어회로(5)로서 이루어진다. 연소부(3)는 세라믹제의 표면연소식 버너(31)를 구비한 연소실(32)와, 이 연소실(32)의 하부에 설치되고, 버너(31)에 연소용 공기를 공급하는 송풍기(33)를 구비한 연소용 공기공급부(34)와, 연소실(32)의 위쪽에 설치되고, 버너(31)에서 연소된 연소가스의 배기를 행하는 배기구(35)를 구비한다. 그리고 상기 열교환부(2)는 열교환효율을 높이는 핀(21)과 급수관(22)으로 이루어지고 버너(31)와 배기구(35)사이에 배치되어 급수관(22)의 상류로부터 이송되어오는 물을 연소실(32)내의 연소가스와 열교환하여 탕수로 유출한다. 가스공급로(4)는 버너(31)의 상류에서 가스의 토출을 행하는 가수분출노즐(41)와, 가스분출노즐(41)에 가스를 공급하는 가스공급배관(42)의 상류측에 설치되고, 통전 및 비통전에 의하여 개폐되는 개폐밸브(43)와, 이 개폐밸브(43)의 하류측에 설치되고, 가스의 유량을 조절하는 조속밸브(44)와, 이 조속밸브(44)의 하류측에 설치되고, 통전량에 따라 개구비가 가변하는 비례제어밸브(45)로 이루어진다. 전자제어회로(5)는 점화시에 버너(31)의 상면에서 불꽃을 발생하는 스파크전극(51), 버너(31)의 위쪽에서 화염의 산소공급상태를 검지하는 연소센서인 열전대(52), 열교환부(2)의 급수관(22)의 유출부에 설치되어 수온을 검출하는 수온센서(53), 사용자에 의하여 조작되어 열교환부(2)의 급수관(22)으로부터 유출하는 수온을 설정하는 온도조절용볼륨(54), 송풍기(33), 개폐밸브(43), 비례제어밸브(45)등의 구동 및 제어를 행한다.Next, an embodiment in the case where the present invention is applied to a gas stove is described with reference to the drawings. 2 shows a schematic view of a gas stove. This gas scrubber 1 is comprised as the
다음에 비례제어밸브(45)의 개구비의 제어와 송풍기(33)에 의한 연소용 공기의 공급량의 제어를 제1도에 나타낸 블럭도에 의거하여 설명한다.Next, control of the opening ratio of the proportional control valve 45 and control of the supply amount of combustion air by the
수온센서(53)로부터의 출력신호와 온도조절용볼륨(54)에 의하여 얻어지는 기준치를 비교증폭하여 가스탕비기(1)로부터 얻어지는 탕수의 온도조절을 행하고, 버너(31)에서의 가스의 연소량(발열량)을 설정하는 발열량 설정수단의 발열량설정회로(온도조절회로)(61)와, 그 발열량설정회로(61)의 출력에 의하여 비례제어밸브(45)로의 통전량의 제어를 행하므로서 비례제어밸브(45)의 개구비를 제어하는 비례밸브제어회로(62)와, 발열량설정회로(61)의 출력 및 열전대(52)의 출력에 따라 송풍기(33)의 통전량의 제어를 행하고, 비례제어밸브(45)의 개방도 제어와 병렬로 송풍기(33)에 의한 연소용 공기의 공급량의 제어를 행하는 송풍기제어회로(63)를 구비한다.The output signal from the
본 실시예의 가스탕비기(1)는 상기와 같은 전자제어회로(5)를 구비하므로서 사용자가 온도조절용볼륨(54)을 조작하여 가스탕비기(1)로부터 공급되는 탕수의 온도의 변화를 희망할 경우 발열량설정회로(61)의 출력이 온도조절용볼륨(54)의 변화에 따라 신속하게 변화하기 때문에 비례밸브제어회로(62)가 발열량설정회로(61)의 출력변화에 따라 비례제어밸브(45)에 공급되는 통전량을 변화시켜 비례제어밸브(45)의 개방도를 변화시킨다.The gas dispenser 1 of this embodiment is provided with the electronic control circuit 5 as described above, so that the user can change the temperature of the hot water supplied from the gas cooker 1 by operating the
한편, 발열량설정회로(61)의 출력이 변화하면, 그 출력변화에 따라 송풍기제어회로(63)가 송풍기(33)로의 통전량을 변화시키기 때문에 발열량설정회로(61)의 출력변화에 따라 송풍기(33)가 연소용 공기의 공급량을 변화시킨다. 즉 조작자가 온도조절용볼륨(54)을 조작하면, 비례제어밸브(45)의 개방도와 송풍기(33)의 회전속도가 동시에 변화하기 시작하고, 조작자가 희망하는 온도의 탕수가 가스탕비기(1)로부터 신속하게 공급된다.On the other hand, when the output of the calorific
이때 비례제어밸브(45)의 개방도와 송풍기(33)의 회전속도가 동시에 변화하기 시작하기 때문에 비례제어밸브(45)에 의한 가스의 공급량과 송풍기(33)에 의한 연소용 공기의 공급량과의 비를 적절한 값으로 유지하고 화염은 항상 적정한 공연비로 연소된다.At this time, since the opening of the proportional control valve 45 and the rotational speed of the
한편, 수온센서(53)가 가스탕비기(1)로부터 공급되는 탕수의 온도를 항상 감시하고, 수온센서(53)가 검출한 온도와 온도조절용볼륨(54)이 설정한 온도가 일치하도록 발열량설정회로(61)가 비례밸브제어회로(62)를 제어하므로서, 비례제어밸브(45)의 개방도가 수온센서(53)의 온도검출속도와 거의 같은 속도로 보정제어되어, 가스탕비기(1)로부터 공급되는 탕수는 온도조절용볼륨(54)에 의하여 설정된 온도로 보정된다.On the other hand, the
다시 예를 들면, 공급되는 가스의 성분변화에 따라 화염이 적정한 공연비로 연소하지 않을 경우나 연소용 공기의 흡입구 또는 배출구등 유로의 유통저항이 증대되는등 비례제어밸브(45)의 개방도에 따라 설정된 연소용 공기의 공급이 행하여 지지않아 화염이 적정한 공연비로 연소하지 않을 경우에 있어서는, 열전대(52)의 출력에 따라 송풍기제어회로(63)가 송풍기(33)로의 통전량을 제어하여, 연소용 공기의 공급량을 보정하기 때문에 화염은 항상 적정한 공연비로 연소된다.For example, when the flame does not burn at an appropriate air-fuel ratio due to the change in the composition of the supplied gas, or the flow resistance of the flow path such as the inlet or outlet of the combustion air is increased, the opening degree of the proportional control valve 45 is increased. In the case where the set combustion air is not supplied and the flame does not burn at an appropriate air-fuel ratio, the
또한, 송풍기제어회로(63)에는 가스탕비기(1)의 점화시 열전대(52)의 출력이 안정될때까지의 예를 들면 10초동안 열전대(52)로부터의 입력을 소거(cancel)하고 점화시에 있어서의 열전대(52)에 의한 공연비 제어의 오동작을 방지하도록 설치되어 있다.In addition, the
제3도에 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다.3 shows another embodiment of the present invention.
상기 실시예에서는 온도조절용볼륨(54)을 조작하였을 경우, 비례제어밸브(45)로의 통전량과 송풍기(33)로의 통전량을 동시에 변화를 시킨예를 나타냈으나, 통상, 송풍기(33)의 응답속도는 비례제어밸브(45)의 응답속도에 비교하여 완만하게 변화하기 때문에 비례제어밸브(45)와 송풍기(33)로의 통전량을 동시에 변화시키기 시작하였을 경우, 온도조절용볼륨(54)의 조작직후는 비례제어밸브(45)의 개방도 변화에 송풍기(33)의 회전속도변화가 추종하지 않아 공연비가 종래와 같지는 않으나 다소변화하는 경우가 있었다. 그러므로 본 실시예에서는 비례제어밸브(45)의 입력신호를 지연시키는 지연회로(64)를 설치한 것이다. 이로 인하여 완만하게 변화하는 송풍기(33)의 회전속도 변화의 도중에서 비례제어밸브(45)의 개방도를 변화시킬 수 있기 때문에, 상기 실시예에 비교하여 온도조절볼륨(54)을 조작한 직후의 공연비의 변화를 더욱 작게 억제할 수가 있다.In the above embodiment, when the
또한, 상기 실시예에서는 화염이 적정한 공연비로 연소하지 않을 경우, 연소센서의 출력에 따라 송풍기에 의한 연소용 공기의 공급량을 보정하는 예를 나타냈으나 연소센서의 출력에 따라 비례밸브제어회로를 피이드백제어하여, 가스의 공급량을 보정제어하므로서, 화염의 공연비를 적정치로 제어하거나, 혹은 연소센서의 출력에 따라 비례밸브제어회로와 송풍기제어회로의 양쪽을 피이드백 제어하여, 비례제어밸브의 개방도와 연소용 공기의 공급량의 양쪽을 보정제어하여 화염의 공연비를 적정치로 제어하여도 된다.In addition, in the above embodiment, when the flame does not burn at an appropriate air-fuel ratio, an example of correcting the supply amount of the combustion air by the blower according to the output of the combustion sensor is shown, but feeds the proportional valve control circuit according to the output of the combustion sensor. By back control, the gas supply amount is corrected and controlled, so that the air-fuel ratio of the flame is controlled to an appropriate value, or feedback control of both the proportional valve control circuit and the blower control circuit is carried out according to the output of the combustion sensor, Both air supply amounts of combustion air may be corrected and controlled to control the air-fuel ratio of the flame to an appropriate value.
또, 상기 실시예에서는 본 발명을 급탕기에 적용한 예를 나타냈으나 난방장치등 다른 연소장치에 적용하여도 된다.Moreover, although the example which applied this invention to the water heater was shown in the said Example, you may apply to other combustion apparatuses, such as a heating apparatus.
또한, 상기 실시예에서는 연료로서 가스를 사용한 예를 나타냈으나 등유등을 연료로하는 다른 연소장치에 적용하여도 된다.Moreover, although the example which used gas as a 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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